CN101348114A - 用于车辆驱动系统的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆驱动系统的控制装置，该车辆驱动系统包括(a)电控差动部(11)，电控差动部(11)具有(i)差动机构(16)，(ii)可工作地连接到差动机构的旋转元件的第一电动机(M1)，(iii)驱动力源(8)，在该驱动力源上连接有输入轴(14)，(iv)输出轴(18)，输入轴和输出轴的转速之间的差动状态通过控制第一电动机的运转状态而被控制，(b)切换部(50)，其可工作以使输出轴和车辆驱动轮之间的动力传递路径在动力传递状态和动力切断状态之间切换，(c)连接到动力传递路径的第二电动机(M2)，所述控制装置包括超速防止部(86)，其构造成在动力传递路径由切换部从动力传递状态切换到动力切断状态时，限制输出轴的转速或第二电动机的运转速度。

Description

用于车辆驱动系统的控制装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2007年7月18日提交的日本专利申请No.2007-187385的优先权，其全部公开内容引用在此作为参照。
技术领域
本发明总体上涉及一种用于车辆驱动系统的控制装置，更具体地涉及一种用于包括电动机的混合动力车辆驱动系统的控制装置，该控制装置构造成防止旋转元件如电动机的超速。
背景技术
已知一种混合动力型车辆，其包括：(a)电控差动部，所述电控差动部包括差动机构、可工作地连接到差动机构的旋转元件的第一电动机、驱动力源、连接到驱动力源的输入轴，和输出轴，输入轴和输出轴的转速之间的差动状态是通过控制第一电动机的运转状态而被控制的，和(b)与输出轴和混合动力型车辆的驱动轮之间的动力传递路径连接的第二电动机。JP-2005-264762A公开了用于这种混合动力型车辆的控制装置的示例。该文献公开了一种在发动机形式的驱动力源起动时使第一和第二电动机以相同方向运转以将发动机的运转速度快速升高到能通过点火起动发动机的水平的技术。
根据上述文献所公开的用于车辆驱动系统的控制装置，当动力传递路径在车辆高速行驶期间被切换到空档状态形式的动力切断状态时，电控差动部的输出轴的转速在没有负荷作用在输出轴的情况下可能变得过高而超过可容许的最大值。当电控差动部的输出轴的转速变得过高时，连接到输出轴的动力传递路径的输入旋转部件以及连接到输入旋转部件的第二电动机都以过高的速度旋转，从而带来使输入旋转部件和第二电动机的耐久性恶化的风险。
发明内容
本发明鉴于上述背景技术而作出。因此本发明的目的是提供一种用于车辆驱动系统的控制装置，所述车辆驱动系统包括电控差动部，所述电控差动部包括差动机构、连接到差动机构的旋转元件的电动机、驱动力源、连接到驱动力源的输入轴，以及输出轴，输入轴和输出轴之间的差动状态是通过控制电动机的运转速度而被控制的，当车辆驱动系统的动力传递路径在车辆行驶期间被切换到空档状态时所述控制装置防止输出轴的过高转速(超速)。
上述目的可根据本发明的以下模式中的任一种得以实现，每种模式都如所附权利要求那样编号并适当地从属于其它模式，以便更易于理解本申请所公开的技术特征，以及这些特征的组合。
(1)一种用于车辆驱动系统的控制装置，所述车辆驱动系统包括(a)电控差动部，所述电控差动部具有(i)差动机构，(ii)可工作地连接到所述差动机构的旋转元件的第一电动机，(iii)驱动力源，在所述驱动力源上连接有输入轴，和(iv)输出轴，所述输入轴和输出轴的转速之间的差动状态是通过控制所述第一电动机的运转状态而被控制的，并且还包括(b)切换部，所述切换部可工作以使所述输出轴和所述车辆的驱动轮之间的动力传递路径在动力传递状态和动力切断状态之间切换，和(c)连接到所述动力传递路径的第二电动机，所述控制装置包括：
超速防止部，所述超速防止部构造成在所述动力传递路径由所述切换部从所述动力传递状态切换到所述动力切断状态时，限制所述输出轴的转速或所述第二电动机的运转速度。
在本发明的上述模式(1)的控制装置中，在动力传递路径由切换部从动力传递状态切换到动力切断状态时，电控差动部的输出轴的转速或第二电动机的运转速度由超速防止部限制。因此，所述控制装置防止输出轴(转速)的过度升高，可防止差动部的旋转元件和电动机的耐久性恶化。
(2)根据上述模式(1)的控制装置，其中所述超速防止部限制所述驱动力源的输出，以限制所述输出轴的转速或所述第二电动机的运转速度。
在本发明的上述模式(2)中，驱动力源的输出被限制以降低差动部的输出轴的转矩。输出轴转矩的降低可防止输出轴的转速或第二电动机的运转速度的过度升高。
(3)根据上述模式(2)的控制装置，其中所述超速防止部将所述驱动力源的输出限制成，使得所述输出的限制量在所述输出轴的转速或所述第二电动机的运转速度较高时比在所述转速或所述运转速度较低时大。
在本发明的上述模式(3)中，驱动力源的输出的限制量在输出轴的转速或第二电动机的运转速度较高时比在所述转速或所述运转速度较低时大。例如，超速防止部构造成在第二电动机的运转速度低于预定上限时不限制发动机的输出，而在第二电动机的运转速度等于或高于所述上限时限制发动机的输出。在这种情况下，能有效地限制输出轴的转速或第二电动机的运转速度。
(4)根据上述模式(2)或(3)的控制装置，其中所述驱动力源是内燃机，并且所述超速防止部通过执行所述内燃机的燃料切断控制来限制所述内燃机的输出。
在本发明的上述模式(4)中，其中执行内燃机形式的驱动力源的燃料切断控制以限制驱动力源的输出，输出轴的转矩被降低以限制输出轴或第二电动机的速度。
(5)根据上述模式(2)或(3)的控制装置，其中所述驱动力源是内燃机，并且所述超速防止部通过限制所述内燃机的节气门的开度来限制所述内燃机的输出。
在本发明的上述模式(5)中，其中限制内燃机形式的驱动力源的节气门(的开度)以限制驱动力源的输出，输出轴的转矩被降低以限制输出轴或第二电动机的速度。
(6)根据上述模式(1)的控制装置，其中所述超速防止部控制所述第一电动机的运转速度，以限制所述输出轴的转速或所述第二电动机的运转速度。
在本发明的上述模式(6)中，第一电动机的运转速度被适当地控制以由于差动机构的差动功能而限制输出轴的转速或第二电动机的运转速度。
(7)根据上述模式(1)至(6)中任一种的控制装置，其中所述切换部包括具有多个变速位置的可手动操作的变速部件，并根据所述可手动操作的变速部件的操作来使所述动力传递路径在所述动力传递状态和所述动力切断状态之间切换。
在本发明的上述模式(7)中，其中切换部根据具有多个变速位置的可手动操作的变速部件的操作来使动力传递路径在动力传递状态和动力切断状态之间切换，当变速部件被操作到用于选择动力切断状态的变速位置时，动力传递路径从动力传递状态被切换到动力切断状态。
(8)根据上述模式(1)至(7)中任一种的控制装置，其中所述电控差动部可通过控制所述第一电动机的运转状态而作为无级变速机构工作。
在本发明的上述模式(8)中，其中电控差动部可通过控制第一电动机的运转状态而作为无级变速部工作，车辆驱动转矩能平滑地变化。应注意，电控差动部不仅可作为速比连续可变的电控无级变速器工作，还可作为速比有级可变的有级变速器工作，从而能改变驱动系统的总速比以快速改变车辆驱动转矩。
优选地，所述差动机构是具有三个旋转元件的行星齿轮组，所述三个旋转元件包括与所述电控差动部的所述输入轴连接的行星架、与所述第一电动机连接的太阳齿轮和与所述电控差动部的所述输出轴连接的齿圈。在这种情况下，由单个行星齿轮组构成的差动机构在结构上可简化，并且能减小行星齿轮组的必要轴向尺寸。
优选地，上述行星齿轮组是单小齿轮式的行星齿轮组，从而差动机构在结构上可简化，并且能减小行星齿轮组的必要轴向尺寸。
附图说明
当结合附图考虑时，通过阅读对本发明优选实施例的以下详细说明，将更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点以及技术和产业意义，其中：
图1的示意图示出混合动力车辆的驱动系统的布置，该驱动系统由根据本发明的一个实施例构造的控制装置来控制；
图2的图表示出设置在图1的驱动系统中的自动变速部的变速动作与液压操作摩擦接合装置的操作状态的不同组合以实现各个变速动作之间的关系；
图3的共线图示出图1的驱动系统的电控差动部和自动变速部的旋转元件的相对转速；
图4示出电子控制装置的输入和输出信号，该电子控制装置用作根据本发明实施例的控制装置以控制图1的驱动系统；
图5的电路图示出设置在液压控制单元中用于操作包含在自动变速部中的离合器C和制动器B的液压致动器，以及用于控制液压致动器的线性电磁阀；
图6示出包括变速杆的手动操作变速装置的一个示例，该变速装置可以被操作以选择多个变速位置中的一个；
图7的功能性框图示出图4的电子控制装置的主要控制功能；
图8示出所存储的变速边界线映射图(脉谱图)的示例，该变速边界线映射图用于确定自动变速部的变速动作，并示出用于使车辆驱动模式在发动机驱动模式和电机驱动模式之间切换的所存储的车辆驱动力源切换边界线映射图的示例，所述变速和切换边界线映射图相对于彼此限定在同一个二维坐标系统中；
图9示出燃料消耗映射图的示例，该燃料消耗映射图限定发动机的最高燃料经济性曲线(由虚线示出)；
图10的视图示出用于控制发动机输出的发动机输出限制映射图的示例；
图11的流程图示出由图4的电子控制装置执行的、用于通过限制发动机输出来防止驱动系统的动力传递部件和第二电动机超速的控制程序；
图12的共线图示出电控差动部的旋转元件的相对转速，用于解释根据本发明第二实施例的控制装置，该控制装置构造成通过控制第一电动机来防止动力传递部件和第二电动机超速；以及
图13的流程图示出由图4的电子控制装置执行的、用于通过控制第一电动机来防止动力传递部件和第二电动机超速的控制程序。
具体实施方式
<第一实施例>
首先参照图1的示意图，其示出变速机构10，变速机构10构成用于混合动力车辆的驱动系统的一部分，通过根据本发明第一实施例构造的控制装置来控制驱动系统。如图1所示，变速机构10包括：输入旋转部件，其是输入轴14的形式；无级变速部，其是直接或者经由未示出的脉动吸收阻尼器(减振装置)间接连接到输入轴14上的差动部11的形式；动力传递部，其是布置在差动部11和混合动力车辆的驱动轮34(在图7中示出)之间并经动力传递部件18(动力传递轴)串连到差动部11与驱动轮34上的液压自动变速部20的形式；以及输出旋转部件，其是连接到自动变速部20上的输出轴22的形式。输入轴12、差动部11、自动变速部20和输出轴22在变速器壳体12(以下简称为“壳体12”)中共轴地设置在共同轴线上，并彼此串连，壳体12用作连接到车身上的静止部件。该变速机构10适于横向FR车辆(发动机前置后轮驱动车辆)，并且布置在内燃机8形式的驱动力源与一对驱动轮34之间，以将车辆驱动力从发动机8经差动齿轮装置32(最终减速齿轮)和一对驱动车轴传递至该对驱动轮34，如图7所示。发动机8可以是汽油发动机或柴油发动机，并用作直接连接到输入轴14或者经脉动吸收阻尼器间接连接到输入轴14上的车辆驱动力源。应当理解，发动机8用作驱动系统的驱动力源。
在以上构造的本发明变速机构10中，发动机8和差动部11彼此直接连接。这种直接连接是指发动机8和变速部11彼此连接而在它们之间没有设置诸如变矩器或流体接合装置之类的流体操作动力传递装置，但是它们也可以通过上述的脉动吸收阻尼器彼此连接。注意，图1中省略了变速机构10的下半部，因为该变速机构10是相对于轴线对称地构造的。对于将在第一实施例的说明之后叙述的本发明第二实施例也是如此。
差动部11设置有：第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2，动力分配机构16用作差动机构，该差动机构可工作以将输入轴14接收到的发动机8的输出机械地分配到第一电动机M1和动力传递部件18，第二电动机M2可工作地连接到动力传递部件18并与其一起旋转。本实施例中使用的第一电动机M1和第二电动机M2是所谓的电动/发电机，每个都具有电动机的功能和发电机的功能。但是，第一电动机M1应当至少用作可工作而产生电能和反作用力的发电机，而第二电动机M2应当至少用作可工作而产生车辆驱动力的驱动力源。应当理解，差动部11用作电控差动部。
动力分配机构16包括作为其主要部件的单小齿轮式的第一行星齿轮组24，其具有例如大约0.418的传动比ρ1。第一行星齿轮组24具有以下旋转元件：太阳齿轮S1；第一行星齿轮P1；第一行星架CA1，其支承第一行星齿轮P1使得第一行星齿轮P1可以绕自身轴线旋转和绕第一太阳齿轮S1的轴线旋转；以及经第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1啮合的第一齿圈R1。在第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的齿数分别由ZS1和ZR1表示的情况下，上述传动比ρ1由ZS1/ZR1表示。应当理解，动力分配机构16用作驱动系统的差动机构。
在动力分配机构16中，第一行星架CA1连接至输入轴14，即连接至发动机8，第一太阳齿轮S1连接至第一电动机M1，而第一齿圈R1连接至动力传递部件18。上述构造的动力分配机构16以差动状态操作，其中第一行星齿轮组24的三个元件，即第一太阳齿轮S1、第一行星架CA1和第一齿圈R1可彼此相对旋转以执行差动功能。在差动状态下，发动机8的输出被分配到第一电动机M1和动力传递部件18，由此发动机8的一部分输出用于驱动第一电动机M1以产生电能，该电能被储存或用于驱动第二电动机M2。即，差动部11(动力分配机构16)用作电差动装置，其能够在无级变速状态(电气建立的CVT状态)下操作，在该状态下，动力传递部件18的转速可以连续变化，而不论发动机8的转速如何，就是说，差动部11被置于差动状态下，其中差动部11的速比γ0(输入轴14的转速NIN/动力传递部件18的转速N18)可以从最小值γ0min连续地变化到最大值γ0max，就是说，差动部11被置于无级变速状态，在该状态下，差动部11用作电控无级变速器，该无级变速器的速比γ0可以从最小值γ0min连续地变化到最大值γ0max。由此，差动部11用作无级变速机构，其中通过控制可工作地连接到动力分配机构16上的第一电动机M1、第二电动机M2和发动机8的运转状态，来控制输入轴14的转速和动力传递部件18的转速之间的差动状态。应当理解，动力传递部件18用作差动部11的输出轴，还用作自动变速部20的输入轴。
自动变速部20是有级自动变速器，其构成位于差动部11和驱动轮34之间的动力传递路径的一部分。自动变速部20包括单小齿轮式的第二行星齿轮组26、单小齿轮式的第三行星齿轮组28和单小齿轮式的第四行星齿轮组30。由此，自动变速部20是行星齿轮式多级变速器。第二行星齿轮组26具有：第二太阳齿轮S2；第二行星齿轮P2；第二行星架CA2，其支承第二行星齿轮P2使得第二行星齿轮P2可以绕自身轴线旋转和绕第二太阳齿轮S2的轴线旋转；以及经第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2啮合的第二齿圈R2。例如，第二行星齿轮组26具有约0.562的传动比ρ2。第三行星齿轮组28具有：第三太阳齿轮S3；第三行星齿轮P3；第三行星架CA3，其支承第三行星齿轮P3使得第三行星齿轮P3可以绕自身轴线旋转和绕第三太阳齿轮S3的轴线旋转；以及经第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3啮合的第三齿圈R3。例如，第三行星齿轮组28具有约0.425的传动比ρ3。第四行星齿轮组30具有：第四太阳齿轮S4；第四行星齿轮P4；第四行星架CA4，其支承第四行星齿轮P4使得第四行星齿轮P4可以绕自身轴线旋转和绕第四太阳齿轮S4的轴线旋转；以及经第四行星齿轮P4与第四太阳齿轮S4啮合的第四齿圈R4。例如，第四行星齿轮组30具有例如约0.421的传动比ρ4。在第二太阳齿轮S2、第二齿圈R2、第三太阳齿轮S3、第三齿圈R3、第四太阳齿轮S4和第四齿圈R4的齿数分别由ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4表示的情况下，上述传动比ρ2、ρ3和ρ4分别由ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4表示。
在自动变速部20中，第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3一体地彼此固定成一个单元，经第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，并且经第一制动器B1选择性地固定到壳体12。第二行星架CA2经第二制动器B2选择性地固定到壳体12，第四齿圈R4经第三制动器B3选择性地固定到壳体12。第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4一体地彼此固定并且固定到输出轴22。第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4一体地彼此固定，并且经第一离合器C1选择性地连接至动力传递部件18。
因而，自动变速部20和差动部11(动力传递部件18)经由用于对自动变速部20进行变速的第一离合器C1和第二离合器C2之一选择性地彼此连接。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2用作接合装置，其可工作以将动力传递部件18与自动变速部20之间的动力传递路径(差动部11或动力传递部件18和驱动轮34之间的动力传递路径)切换到动力传递状态和动力切断状态(非动力传递状态)中选定的一个，在动力传递状态下能够经动力传递路径传递车辆驱动力，在动力切断状态下不能经动力传递路径传递车辆驱动力。当第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个被置于接合的状态时，动力传递路径被置于动力传递状态。当第一离合器C1和第二离合器C2都处于被松开的状态时，动力传递路径被置于动力切断状态。应当理解，第一和第二离合器C1、C2用作可工作以使差动部11和驱动轮34之间的动力传递路径在动力传递状态和动力切断状态之间切换的切换部。
自动变速部20可工作以执行所谓的“离合器对离合器(clutch-to-clutch)”变速动作，以通过一个接合装置的接合动作和另一个接合装置的松开动作来建立其操作位置(档位)中选定的一个。上述操作位置具有各自的以几何级数变化的速比γ(动力传递部件18的转速N18/输出轴22的转速NOUT)。如图2中的表所示，通过第一离合器C1和第三制动器B3的接合动作建立具有例如约3.357的最高速比γ1的第一档位，通过第一离合器C1和第二制动器B2的接合动作建立具有小于速比γ1的、例如约2.180的速比γ2的第二档位。此外，通过第一离合器C1和第一制动器B1的接合动作建立具有小于速比γ2的、例如约1.424的速比γ3的第三档位，并且通过第一离合器C1和第二离合器C2的接合动作建立具有小于速比γ3的、例如约1.000的速比γ4的第四档位。通过第二离合器C2和第三制动器B3的接合动作建立具有例如约3.209的速比γR的倒车档位，速比γR的值介于速比γ1与速比γ2之间，当第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3全部都处于松开的状态时，建立空档位置N。
上述的第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3(除非特别指明，以下统称为离合器C和制动器B)是用在传统的车辆用自动变速器中的液压操作摩擦接合装置。这些摩擦接合装置中的各个包括湿式多片离合器或者带式制动器，所述多片离合器包括通过液压致动器彼此压靠的多个摩擦片，所述带式制动器包括转鼓和缠绕在转鼓的外周表面上并在一端通过液压致动器拉紧的一个或两个带。离合器C1、C2以及制动器B1-B3中的每个选择性地接合，用于连接其间置有各个离合器或制动器的两个部件。
在上述构造的变速机构10中，自动变速部20和用作无级变速器的差动部11彼此协作以构成速比可连续变化的无级变速器。尽管将差动部11控制为保持其速比恒定，但是差动部11和自动变速部20能够协作以构成速比可有级变化的有级变速器。
当差动部11用作无级变速器而与差动部11串连的自动变速部20用作有级变速器时，传递到置于选择的一个档位M下的自动变速部20的旋转运动的速度(以下称作“自动变速部20的输入速度”)，也就是动力传递部件18的转速(以下称作“传递部件转速N18”)，连续改变，使得当自动变速部20被置于选择的档位M下时混合动力车辆驱动系统的速比能够在预定的范围上连续变化。由此，变速机构10的总速比γT(输入轴14的转速NIN/输出轴22的转速NOUT)可连续变化。因而，变速机构10整体能够作为无级变速器工作。总速比γT由差动部11的速比γ0和自动变速部20的速比γ确定。
例如，当差动部11用作无级变速器而自动变速部20置于图2的表所示的第一至第四档位以及倒车档位中选择的一个时，传递部件速度N18可在预定范围上连续变化。由此，变速机构10的总速比γT在相邻的档位上连续变化。
当差动部11的速比γ0保持恒定而离合器C和制动器B被选择性地接合以建立第一至第四档位和倒车档位中所选择的一个时，变速机构10的总速比γT能以几何级数有级变化。因而，变速机构10可类似于有级变速器地工作。
例如，当差动部11的速比γ0被恒定保持在1时，变速机构10的总速比γT随着自动变速部20从第一至第四档位以及倒车档位中的一个变换至另一个而变化，如图2的表中所示。当差动部11的速比γ0被恒定保持在比1小的值、例如大约0.7而自动变速部20被置于第四档位时，变速机构10的总速比γT被控制为大约0.7。
图3的共线图通过直线来表示在由差动部11和自动变速部20构成的变速机构10的各个档位下旋转元件的转速之间的关系。不同的档位对应于旋转元件的各个不同的连接状态。图3的共线图是直角二维坐标系统，其中行星齿轮组24、26、28、30的传动比ρ被取为沿着横轴绘制，而旋转元件的相对转速被取为沿着纵轴绘制。水平线X1表示零转速，而水平线X2表示1.0的转速，即连接至输入轴14的发动机8的运转速度NE。水平线XG表示动力传递部件18的转速。
对应于差动部11的动力分配机构16的三条竖直线Y1、Y2和Y3分别表示第一太阳齿轮S1形式的第二旋转元件(第二元件)RE2、第一行星架CA1形式的第一旋转元件(第一元件)RE1以及第一齿圈R1形式的第三旋转元件(第三元件)RE3的相对转速。竖直线Y1、Y2和Y3中相邻竖直线之间的距离是由第一行星齿轮组24的传动比ρ1确定的。就是说，竖直线Y1和Y2之间的距离对应于“1”，而竖直线Y2和Y3之间的距离对应于传动比ρ1。此外，对应于变速部20的五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8分别表示以下元件的相对转速：彼此一体地固定的第二和第三太阳齿轮S2、S3形式的第四旋转元件(第四元件)RE4、第二行星架CA2形式的第五旋转元件(第五元件)RE5、第四齿圈R4形式的第六旋转元件(第六元件)RE6、彼此一体地固定的第二齿圈R2以及第三和第四行星架CA3、CA4形式的第七旋转元件(第七元件)RE7，以及彼此一体地固定的第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4形式的第八旋转元件(第八元件)RE8。相邻竖直线之间的距离通过第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30的传动比ρ2、ρ3和ρ4来确定。在共线图的竖直线之间的关系中，各个行星齿轮组的太阳齿轮和行星架之间的距离对应于“1”，而各个行星齿轮组的行星架和齿圈之间的距离对应于传动比ρ。在差动部11中，竖直线Y1和Y2之间的距离对应于“1”，而竖直线Y2和Y3之间的距离对应于传动比ρ。在自动变速部20中，第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30中每个的太阳齿轮和行星架之间的距离对应于“1”，而各个行星齿轮组26、28和30的行星架和齿圈之间的距离对应于传动比ρ。
参考图3的共线图，变速机构10的动力分配机构16(差动部11)被布置成使得第一行星齿轮组24的第一旋转元件RE1(第一行星架CA1)一体地固定至输入轴14(发动机8)，第二旋转元件RE2固定至第一电动机M1，而第三旋转元件RE3(第一齿圈R1)固定至动力传递部件18和第二电动机M2，由此输入轴14的旋转运动经动力传递部件18传递(输入)至自动变速部20。第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的转速之间的关系由经过线Y2与X2之间交点的倾斜直线L0表示。
在差动部11的差动状态下，其中第一至第三旋转元件RE1至RE3能够相对于彼此旋转，例如，如果由直线L0与竖直线Y3之间的交点表示的第一齿圈R1的转速基本保持恒定，则通过控制发动机转速NE(也就是由直线L0和竖直线Y2之间的交点表示的第一行星架CA1的转速)来升高或降低由直线L0和竖直线Y1之间的交点表示的第一太阳齿轮S1的转速(也就是第一电动机M1的转速)。
当第一电动机M1的转速被控制成使差动部11的速比γ0保持在1，以便第一太阳齿轮S1的转速与发动机转速NE相等时，直线L0与水平线X2对准，以便第一齿圈R1，也即动力传递部件18，以发动机转速NE旋转。另一方面，当第一电动机M1的转速被控制成使差动部11的速比γ0保持为比1小的值，例如0.7，以便第一太阳齿轮S1的转速为零时，动力传递部件18以比发动机转速NE高的速度N18旋转。
在自动变速部20中，第四旋转元件RE4经第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，并且经第一制动器B1选择性地固定到壳体12，第五旋转元件RE5经第二制动器B2选择性地固定到壳体12，而第六旋转元件RE6经第三制动器B3选择性地固定到壳体12。第七旋转元件RE7固定到输出轴22，而第八旋转元件RE8经第一离合器C1选择性地连接至动力传递部件18。
在差动部11的以与发动机转速NE相同的速度旋转的转动输入自动变速部20的第八旋转元件RE8的状态下，当第一离合器C1和第三制动器B3接合时，自动变速部20处于第一档位。在第一档位下，输出轴22的转速由竖直线Y7与倾斜直线L1之间的交点表示，竖直线Y7表示固定到输出轴22上的第七旋转元件RE7的转速，倾斜直线L1经过表示第八旋转元件RE8转速的竖直线Y8与水平线X2之间的交点以及表示第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6与水平线X1之间的交点，如图3所示。类似地，在通过第一离合器C1和第二制动器B2的接合动作建立的第二档位下，输出轴22的转速由通过这些接合动作确定的倾斜直线L2与表示固定到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。在通过第一离合器C1和第一制动器B1的接合动作建立的第三档位下，输出轴22的转速由通过这些接合动作确定的倾斜直线L3与表示固定到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。在通过第一离合器C1和第二离合器C2的接合动作建立的第四档位下，输出轴22的转速由通过这些接合动作确定的水平线L4与表示固定到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
图4示出由用于控制变速机构10的电子控制装置80接受的信号和由电子控制装置80产生的信号。该电子控制装置80包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微计算机，并被设置为能根据存储在ROM中的程序同时利用ROM的临时数据存储功来处理信号，以实施发动机8以及第一和第二电动机M1和M2的混合动力驱动控制，以及诸如自动变速部20的变速控制之类的驱动控制。
电子控制装置80被设置为从图4所示的各种传感器和开关接收各种信号，这些信号例如为：表示发动机8的冷却水的温度TEMPW的信号；表示变速杆52(如图6所示)形式的可手动操作的变速部件的一个所选操作位置PSH的信号；表示变速杆52从手动向前驱动变速位置M(下述)起操作的数量的信号；表示发动机8的运转速度NE的信号；表示一值的信号，该值用于表示变速机构10的所选向前驱动位置组；表示M模式(手动变速模式)的信号；表示空调运转状态的信号；表示与输出轴22的转速NOUT(以下称作“输出轴速度”)对应的车速V的信号；表示自动变速部20的工作流体或工作油的温度TOIL的信号；表示驻车制动器的运转状态的信号；表示脚踏制动踏板的运转状态的信号；表示催化剂温度的信号；表示车辆的需求输出量的信号，该需求输出量是加速踏板的操作量(操作角度)Acc的形式；表示凸轮角度的信号；表示雪地驱动模式的选择的信号；表示车辆的纵向加速度值G的信号；表示自动巡航驱动模式的选择的信号；表示车重的信号；表示车辆的轮速的信号；表示第一电动机M1的转速NM1(在必要时以下称作“第一电动机转速NM1”)的信号；表示第二电动机M2的转速NM2(在必要时以下称作“第二电动机转速NM2”)的信号；以及表示蓄电装置56(如图7所示)中储存的电能的量SOC的信号。
电子控制装置80还被设置成产生各种信号，例如：待施加到发动机输出控制装置58(如图7所示)以控制发动机8输出的控制信号，这些控制信号例如为驱动节气门致动器64以控制设置在发动机8的进气管60中的电子节气门62的开度角θTH的驱动信号，控制燃料喷射装置66喷射到进气管60或发动机8的气缸中的燃料喷射量的信号，施加到点火装置68以控制发动机8的点火正时的信号，和调节发动机8的增压器压力的信号；操作电气空调的信号；操作第一和第二电动机M1和M2的信号；操作用于指示变速杆52的所选操作位置或变速位置的变速范围指示器的信号；操作用于指示传动比的传动比指示器的信号；操作用于指示雪地驱动模式的选择的雪地模式指示器的信号；操作用于车轮的防抱死制动的ABS致动器的信号；操作用于指示M模式的选择的M模式指示器的信号；操作线性电磁阀形式的电磁操作阀的信号，该电磁阀包含在液压控制单元70(如图7所示)中，用于控制差动部11和自动变速部20的液压操作摩擦接合装置的液压致动器；操作包含在液压控制单元70中的调节阀以调节管线压力(主压力)PL的信号；控制电动油泵的信号，该电动油泵是用于产生待调节为管线压力PL的液压的液压源；驱动电加热器的信号；以及被施加到巡航控制计算机的信号。
图5示出液压控制单元70的液压回路，该液压控制单元70设置为控制线性电磁阀SL1至SL5，以控制用于致动离合器C1、C2及制动器B1至B3的液压致动器(液压缸)AC1、AC2、AB1、AB2和AB3。
如图5所示，液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2、AB3连接到各个线性电磁阀SL1至SL5，这些线性电磁阀是根据来自电子控制装置80的控制指令来控制的，用于将管线压力PL调节为待直接施加到各个液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2、AB3的相应接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3。管线压力PL是通过由发动机8驱动的机械油泵40或者除机械油泵40之外的电动油泵76产生的压力，并且根据例如由加速踏板的操作量Acc或电子节气门62的开度角θTH表示的发动机8的负荷通过卸压式压力调节阀来调节。
线性电磁阀SL1至SL5基本上具有相同的构造，并由电子控制装置80彼此独立地控制，以彼此独立地调节液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2、AB3的液压，用于控制接合压力PC1、PC2、PB1、PB2、PB3，使得合适的两个接合装置(C1、C2、B1、B2、B3)接合，以将自动变速部20变换到所选的操作位置或者档位。自动变速部20从一个位置到另一个位置的变速动作是所谓的“离合器至离合器”变速动作，其涉及接合装置(C，B)的接合动作以及另一接合装置的松开动作，这两者是同时发生的。
图6示出变速装置50形式的可手动操作的变速装置的示例。变速装置50包括上述的变速杆52，该变速杆52例如设置在车辆的驾驶员座椅的侧向附近，并可被手动操作以选择多个操作位置PSH之一。应当理解，变速装置50用作构造成使动力传递路径在动力传递状态和动力切断状态之间切换的切换部。
变速杆52的操作位置PSH包括：用于将变速机构10(也就是自动变速部20)置于空档状态(动力切断状态)的驻车位置P，在该位置，经过自动变速部20的动力传递路径断开同时输出轴22处于锁定状态；反向驱动位置R，其用于在向后的方向上驱动车辆；空档位置N，其用于将变速机构10置于空档状态；自动向前驱动变速位置D，其用于建立自动变速模式；和上述的用于建立手动变速模式的手动向前驱动变速位置M。在自动变速模式下，总速比γT由差动部11的无级变速速比和自动变速部20的速比来确定，由于自动变速部20从第一至第四档位中的一个变换到另一个的自动变速动作，自动变速部20的速比有级变化。在手动变速模式下，通过禁止自动变速部20变换到较高的一个或多个档位来限制可以使用的档位的数量。
当变速杆52被操作到选择的一个操作位置PSH时，液压控制单元70被电气地操作，以切换液压回路而建立向后驱动位置R、空档位置N以及向前驱动的第一至第四档位中的一个，如图2的表所示。
上述的驻车位置P和空档位置N是当车辆未被驱动时选择的动力切断位置(非驱动位置)，而上述的反向驱动位置R以及自动和手动向前驱动位置D、M都是当车辆被驱动时选择的动力传递位置(驱动位置)。在非驱动位置P、N下，自动变速部20中的动力传递路径处于通过释放离合器C1和C2两者建立的动力切断状态，如图2的表所示。在驱动位置R、D和M下，自动变速部20中的动力传递路径处于通过接合离合器C1和C2中的至少一个建立的动力传递状态，也如图2的表所示。
详细而言，变速杆52从驻车位置P或空档位置N到反向驱动位置R的手动操作使得第二离合器C2被接合，以使自动变速部20中的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。变速杆52从空档位置N到自动向前驱动位置D的手动操作至少使第一离合器C1被接合，以将自动变速部20中的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。变速杆52从向后驱动位置R到驻车位置P或空档位置N的手动操作使第二离合器C2被松开，以将自动变速部20中的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。变速杆52从自动向前驱动位置D到空档位置N的手动操作使第一离合器C1和第二离合器C2都被松开，以将动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。
参考图7的功能性框图，电子控制装置80(用作本发明的控制装置)包括有级变速控制部82、混合动力控制部84、超速防止部86、变速位置判定部88和电动机速度判定部90。有级变速控制部82构造成判定是否应当进行自动变速部20的变速动作，也就是确定自动变速部20应当被切换到的档位。该判定是基于由实际车辆行驶速度V和自动变速部20的实际输出转矩TOUT表示的车辆状态并根据所存储的变速边界线映射图(变速控制映射图或关系)来进行的，该变速边界线映射图表示由图8中的实线所示的升档边界线和由图8中的单点划线所示的降档边界线。
有级变速控制部82产生待施加到液压控制单元70的变速指令(液压控制指令)，以接合和松开合适的两个液压操作摩擦接合装置(C1、C2、B1、B2、B3)，用于根据图2的表来建立自动变速部20的所确定的档位。具体而言，有级变速控制部82指令液压控制单元70，以控制包含在液压控制单元70中的合适的两个线性电磁阀SL，用于致动这两个合适的摩擦接合装置(C、B)的合适的液压致动器，以同时接合两个摩擦接合装置中的一个和释放另一个摩擦接合装置，从而实现将自动变速部20向所确定档位切换的离合器至离合器变速动作。
混合动力控制部84控制发动机8以使其高效率运转，并控制第一和第二电动机M1、M2以最优化由发动机8和第二电动机M2产生的驱动力的比例，并最优化第一电动机M1在其作为发电机的操作过程中产生的反作用力，从而控制作为电控无级变速器工作的差动部11的速比γ0。例如，在车辆的当前行驶速度V下，混合动力控制部84基于加速踏板74的操作量Acc(用作驾驶员的需求车辆输出)和车辆行驶速度V来计算车辆的目标(需求)输出，并基于计算出的车辆目标输出和需要由第一电动机M1产生的电能的量来计算车辆的目标总输出。同时考虑动力传递损失、作用于车辆的各个装置上的负荷以及由第二电动机M2产生的辅助转矩等，混合动力控制部84计算发动机8的目标输出以获得计算出的车辆的目标总输出。混合动力控制部84控制发动机8的转速NE和转矩TE，以获得计算出的发动机目标输出以及由第一电动机M1产生的电能的量。
混合动力控制部84被设置为在考虑自动变速部20的当前所选档位的同时执行混合动力控制，以提高车辆的可驾驶性和发动机8的燃料经济性。在混合动力控制中，差动部11被控制为用作电控无级变速器，用于使有效操作的发动机转速NE和由车速V与变速部20的所选档位确定的动力传递部件18的转速最佳地匹配。就是说，混合动力控制部84确定变速机构10的总速比γT的目标值，以使发动机8根据图9的虚线所示的所存储的最高燃料经济性曲线(燃料经济性映射图或关系)操作。变速机构10的总速比γT的目标值允许发动机转矩TE和转速NE被控制为使得发动机8提供用于获得车辆目标输出(车辆目标总输出或者所需的车辆驱动力)所需的输出。最高燃料经济性曲线是通过实验获得的，以满足发动机8的需求操作效率和最高燃料经济性两者，并且该曲线是在以发动机转速NE和发动机转矩TE为轴线建立的二维坐标系统中限定的。混合动力控制部84控制差动部11的速比γ0，以获得总速比γT的目标值，使得能够将总速比γT控制在预定范围内。
在混合动力控制中，混合动力控制部84控制逆变器54，使得由第一电动机M1产生的电能经逆变器54供应到蓄电装置56和第二电动机M2。就是说，由发动机8产生的驱动力的主要部分机械地传递到动力传递部件18，而驱动力的剩余部分由第一电动机M1消耗以将该部分转换成电能，所产生的电能经逆变器54供应到第二电动机M2，由此第二电动机M2用所供应的电能操作，以产生传递到动力传递部件18上的机械能。因而，驱动系统设置有电气路径，由发动机8驱动力的一部分的转换所生成的电能通过该电气路径又被转换成机械能。
由于差动部11的电动CVT功能，混合动力控制部84还被设置为通过控制第一电动机转速NM1和/或第二电动机转速NM2以将发动机转速NE保持为几乎恒定或者保持在需要的值，而不论车辆是否停止或行驶。换言之，混合动力控制部84能够根据需要控制第一电动机转速NM1，同时将发动机转速NE保持为基本恒定或者保持在需要的值。例如，在车辆行驶过程中，当由车辆行驶速度V(驱动轮34的转速)确定的第二电动机转速NM2保持基本恒定时，混合动力控制部84通过升高第一电动机转速NM1而升高发动机转速NE。
例如，为了在车辆行驶过程中升高发动机转速NE，混合动力控制部84升高第一电动机转速NM1，同时保持由车速V(驱动轮34的转速)确定的第二电动机转速NM2基本恒定，如图3中的共线图可以明显看出。为了在自动变速部20的变速动作过程中保持发动机转速NE基本恒定，由于自动变速部20的变速动作，混合动力控制部84在与第二电动机转速NM2改变的方向相反的方向上改变第一电动机转速NM1。
混合动力控制部84包括发动机输出控制器件，用于向控制发动机8的发动机输出控制装置58发出指令，从而以单独或者组合的方式，通过控制节气门致动器64来打开和关闭电子节气门62以及通过控制燃料喷射装置66向发动机8喷射的燃料喷射量和燃料喷射正时和/或点火装置68的点火器的点火正时，来提供所需的输出。
例如，混合动力控制部84基本上被设置为基于加速踏板的操作量Acc并根据操作量Acc和电子节气门62的开度角θTH之间的所存储的预定关系(未示出)来控制节气门致动器64，使得开度角θTH随着操作量Acc的增加而增大。根据从混合动力控制部84接收到的指令，发动机输出控制装置58控制节气门致动器64以打开和关闭电子节气门62，控制燃料喷射装置66以控制燃料喷射，控制点火装置68以控制点火器的点火正时，由此控制发动机8的转矩。
通过使用差动部11的电动CVT功能(差动功能)，混合动力控制部84能够建立由电机驱动车辆的电机驱动模式，而不论发动机8是处于非运转状态还是处于怠速状态。例如，当发动机8的操作效率较低时，或者当车速V较低或车辆在低负荷状态下行驶时，混合动力控制部84建立电机驱动模式。为了减小处于非运转状态下的发动机8的拖滞(drag)并提高电机驱动模式下的燃料经济性，由于差动部11的电动CVT功能(差动功能)，也即通过控制差动部11执行其电动CVT功能，混合动力控制部84构造成根据需要将发动机转速NE保持为零或者基本为零，使得第一电动机转速NM1被控制为处于无负荷状态，从而自由旋转以具有负的速度NM1。
即使在车辆状态的发动机驱动区域中，通过将电能从第一电动机M1或者蓄电装置56经由上述电气路径供应到第二电动机M2，混合动力控制部84还能够进行所谓的“驱动力辅助”操作(转矩辅助操作)来辅助发动机8，使得第二电动机M2被操作以向驱动轮34传递驱动转矩。
混合动力控制部84还被构造为将第一电动机M1置于其中第一电动机M1自由旋转的无负荷状态下，使得差动部11置于与其中不能通过差动部11中的动力传递路径来传递动力的动力切断状态类似的状态下，并且不能从差动部11产生输出。也就是说，混合动力控制部84被布置为将第一电动机M1置于无负荷状态下，由此将差动部11置于其中动力传递路径被电气地切断的空档状态下。
当在车辆通过发动机8行驶期间变速装置50被操作而选择空档位置N或驻车位置P时，自动变速部20被置于动力切断状态，从而负荷不从驱动轮34经自动变速部20传递到差动部11。结果，用作差动部11的输出轴和自动变速部20的输入轴的动力传递部件18的转速N18突然升高，带来使与差动部11和动力传递部件18连接的第二电动机M2的耐久性恶化的风险。上述超速防止部86被设置成防止动力传递部件18的转速N18的过度升高，由此防止差动部11和第二电动机M2的旋转元件的耐久性恶化。
超速防止部86根据上述变速位置判定部88和电动机速度判定部90的判定结果来工作。变速位置判定部88构造成判定变速装置52是否已产生选择了空档位置N或驻车位置P的变速位置选择信号。当变速位置判定部88判定为已从变速装置50产生了该变速位置选择信号时可预期，已接合而建立动力传递档位(以将动力传递路径置于动力传递状态)的摩擦接合装置如第一离合器C1在施加到其上的工作流体的压力降低的情况下分离。在这种情况下，超速防止部86工作以通过防止动力传递部件18的转速过度升高而进行故障安全控制。
电动机速度判定部90构造成检测第二电动机M2的运转速度NM2并判定所检测到的第二电动机转速NM2是否等于或高于预定上限。例如，第二电动机转速NM2用配设于第二电动机M2的转速计(resolver)形式的速度传感器来检测。第二电动机M2的例如约为5000rpm的预定上限根据变速机构10的具体构型而改变。例如，通过进行车辆的耐久性测试而将预定上限确定为在变速杆52切换到空档位置N时动力传递部件18的转速N18的可容许最高值，在该值以下可保护差动部11和第二电动机M2的旋转元件的耐久性不恶化。
当变速位置判定部88判定为空档位置N或驻车位置P形式的非驱动位置(动力切断位置)被建立时，并且当电动机速度判定部90判定为所检测到的第二电动机M2的运转速度NM2等于或高于预定上限时，超速防止部86工作以限制动力传递部件18的转速以及第二电动机M2和差动部11的运转速度。
详细说来，超速防止部86构造成限制发动机8的输出，以限制用作差动部11的输出轴和自动变速部20的输入轴的动力传递部件18的转速N18，以及限制固定在动力传递部件18上并与动力传递部件18一起旋转的第二电动机M2的运转速度NM2。更详细而言，超速防止部86执行切断或减少向发动机8的燃料供应的燃料切断控制，由此限制发动机8的输出。当发动机8的输出被燃料切断控制限制时，例如，第一电动机M1的反作用转矩降低，并且动力传递部件18的转矩也降低，由此动力传递部件18的转速升高被抑制或限制，从而动力传递部件18的转速N18被限制，由此防止了转速N18的过度升高。
也可通过控制电子节气门62的开度角θTH，例如，通过设定开度角θTH的上限，来限制发动机8的输出。同样，在这种情况下，能限制发动机8的输出以防止动力传递部件18的转速N18的过度升高。
发动机8的输出的上限根据第二电动机M2的转速NM2而改变。图10示出用于控制发动机8输出的发动机输出限制映射图的示例。根据该发动机输出限制映射图(其中第二电动机转速NM2的上限被设定为5000rpm)，发动机8的输出直到第二电动机转速NM2超过5000rpm时才被限制。随着第二电动机转速NM2升高超过5000rpm的上限，发动机8的输出连续或逐渐降低。这样，发动机8输出的限制量随着第二电动机转速NM2的升高和动力传递部件18的转速N18的升高而增大。因此，动力传递部件18的转矩充分降低，并且转速N18的升高根据转速N18在上限以上的升高而被限制。这样，发动机8的输出根据第二电动机M2的运转速度NM2、根据图10的发动机输出限制映射图被限制。例如，在车辆以较低速度行驶期间，发动机8的输出不被限制来防止差动部11、第二电动机M2和动力传递部件18的速度的过度升高，同时可正常执行从驱动位置D向空档位置N的变速动作。另一方面，在车辆以较高速度行驶期间，发动机8的输出被限制以有效防止差动部11、第二电动机M2和动力传递部件18的速度的过度升高。
接下来参照图11的流程图，示出由电子控制装置40执行的控制程序，用于在车辆通过发动机8行驶期间在变速杆52切换到空档位置N时防止差动部11和第二电动机M2的速度的过度升高。该控制程序以数毫秒至数十毫秒的极短时间周期重复执行。
控制程序开始于与变速位置判定部88对应的步骤S1，以判定变速装置50是否已产生用于选择或建立空档位置N或驻车位置P的变速位置选择信号。如果在步骤S1中获得否定的判定，则控制流程转到步骤S5，其中执行与发动机输出限制无关的变速控制或任意其它控制。
当在步骤S1中获得肯定的判定时，控制流程转到与电动机速度判定部90对应的步骤S2，以判定所检测到的第二电动机M2的运转速度NM2是否等于或高于5000rpm的预定上限。如果在步骤S2中获得否定的判定，这表示第二电动机转速NM2和动力传递部件18的转速N18不超过预定上限，并且控制流程转到步骤S4，其中发动机8的输出被保持在当前值。在这种情况下，控制程序的一次执行以步骤S4的执行而终止。
当在步骤S2中获得肯定的判定时，控制流程转到与超速防止部86对应的步骤S3，以限制发动机8的输出，由此限制第二电动机M2和动力传递部件18的速度的升高。例如，通过燃料切断控制和电子节气门62的操作角θTH的减小中的至少一者来限制发动机8的输出。
根据本发明的本实施例的电子控制装置80形式的控制装置构造成，使得在变速位置判定部88判定为动力传递部件18和驱动轮34之间的动力传递路径由变速装置50形式的变速部从动力传递状态切换到动力切换状态时，超速防止部86工作以限制用作差动部11的输出轴的动力传递部件18的转速N18和第二电动机M2的运转速度NM2。因此，控制装置防止动力传递部件18的转速N18过度升高，从而可防止差动部11和第二电动机M2的旋转元件的耐久性恶化。
本实施例还构造成限制发动机8的输出以降低动力传递部件18的转矩。动力传递部件18的转矩降低可防止动力传递部件18的转速N18和连接到动力传递部件18的第二电动机M2的运转速度NM2过度升高。
本实施例被设置成使得发动机8输出的限制量在第二电动机M2的运转速度NM2较高时比在运转速度NM2较低时大。根据该设置，在车辆以较低速度行驶期间(其中第二电动机转速NM2低于5000rpm的上限)，发动机8的输出不被限制来防止差动部11、第二电动机M2和动力传递部件18的速度的过度升高，同时可正常执行从驱动位置D向空档位置N的变速动作。另一方面，在车辆以较高速度行驶期间，发动机8的输出被限制以有效防止差动部11、第二电动机M2和动力传递部件18的速度的过度升高。
本实施例还构造成执行发动机8的燃料切断控制以限制发动机8的输出，从而动力传递部件18的转矩降低以限制动力传递部件18和第二电动机M2的速度。
本实施例还可选地构造成设定发动机8的电子节气门62的开度角θTH的上限，以限制发动机的输出，从而动力传递部件18的转矩降低以限制动力传递部件18和第二电动机M2的速度。
本实施例还设置成，使得包括变速杆52的变速装置50根据具有多个变速位置PSH(包括空档位置和驻车位置N、P形式的动力切断位置)的变速杆52的操作使构成动力传递路径一部分的自动变速部20在动力传递状态和动力切断状态之间切换。
在所示变速机构10中，电控差动部11可通过控制第一电动机M1的运转状态而作为无级变速器工作，从而车辆驱动转矩能平滑地改变。应注意，差动部不仅可作为速比连续可变的电控无级变速器工作，还可作为速比有级可变的有级变速器工作，从而能改变变速机构10的总速比以快速改变车辆驱动转矩。
本实施例还构造成使得变速位置判定部88判定变速装置52是否已产生选择了空档位置N或驻车位置P的变速位置选择信号。当变速位置判定部88判定为已从变速装置50产生了该变速位置选择信号时可预期，已接合而建立动力传递档位(以将动力传递路径置于动力传递状态)的摩擦接合装置如第一离合器C1在施加到其上的工作流体的压力降低的情况下分离。但是，超速防止部86工作以通过防止动力传递部件18的转速过度升高而进行故障安全控制。
接下来参照图12和13描述本发明的第二实施例。在第二实施例中使用与在第一实施例中所用相同的附图标记，来标识不加以说明的相同元件。
超速防止部86可通过适当地控制第一电动机M1的速度NM1来防止第二电动机M2和动力传递部件18的速度过度升高。图12的共线图示出差动部11的旋转元件的相对转速。该共线图中的直实线表示在车辆通过发动机8行驶期间、即在变速杆52被置于例如自动向前驱动位置D的自动变速部20的动力传递状态下旋转元件的转速的示例。当经过自动变速部20的动力传递路径在变速杆52被操作到例如空档位置N的情况下切换到动力切断状态时，已从驱动轮34经自动变速部20传递到动力传递部件18的行驶负荷不再传递到动力传递部件18，从而如图12中的虚线所示，发动机8和第二电动机M2的运转速度突然升高，带来使第二电动机M2和动力传递部件18的速度过度升高的风险。在这种情况下，超速防止部86升高第一电动机M1的运转速度NM1以降低第二电动机M2和动力传递部件18的速度，如单点划线所示，由此防止它们的速度过度升高。
图13的流程图示出在本第二实施例中由电子控制装置80执行的控制程序，用于在变速杆52被操作到空档位置N时防止差动部11和第二电动机M2的速度过度升高。该控制程序以数毫秒至数十毫秒的极短时间周期重复执行。
图13的流程图的控制程序的步骤S1、S2和S5与图11的流程图的控制程序的对应步骤相同。如果在步骤S2中获得否定的判定，则控制流程转到步骤S11，其中第一电动机M1以正常方式被控制，并且控制程序的一个执行周期以步骤S11的完成而终止。如果在步骤S2中获得肯定的判定，则控制流程转到与超速防止部86对应的步骤S10，其中第一电动机M1的运转速度NM1被升高，以限制第二电动机M2的运转速度NM2，由此防止运转速度NM2的过度升高。
根据第二实施例的被设置成执行图13的控制程序的电子控制装置80形式的控制装置构造成控制第一电动机M1的运转速度NM1，由此限制第二电动机M2的运转速度NM2(动力传递部件18的转速N18)，以防止第二电动机M2和动力传递部件18的速度过度升高。
尽管已参照附图详细说明了本发明的优选实施例，但应当理解，本发明能以其它方式实施。
在所示实施例中，超速防止部86构造成限制发动机8的输出或升高第一电动机M1的运转速度NM1，由此限制用作差动部11的输出轴和自动变速部20的输入轴的动力传递部件18的转速。但是，超速防止部86可通过限制发动机8的输出和升高第二电动机转速NM2两者来限制动力传递部件18的转速。
在所示实施例中，超速防止部86构造成在动力传递路径被切换到动力切断状态时限制发动机8的输出，但在动力传递路径被置于动力传递状态时不限制发动机8的输出。但是，超速防止部86可构造成将发动机8的输出限制成，使得输出限制量在动力传递路径被置于动力切断状态时比在动力传递路径被置于动力传递状态时大。
在所示第一实施例中，超速防止部86在第二电动机M2的运转速度NM2不低于5000rpm的上限时限制发动机8的输出。但是，第二电动机转速NM2的上限可根据变速机构10形式的车辆驱动系统的具体特性来适当地确定。
尽管第一实施例被设置成使得发动机8输出的限制量根据图10所示的发动机输出限制映射图、随着第二电动机M2的运转速度NM2(的变化)而变化，但该映射图的使用不是必要的。例如，超速防止部86可修改成在第二电动机转速NM2超过预定上限时将发动机8的输出限制预定量。
第一实施例被设置成使得发动机8的输出随着第二电动机M2的运转速度NM2的增大而连续或逐渐降低。该设置不是必要的。例如，发动机8的输出可根据第二电动机转速NM2有级地降低。
尽管表示第二电动机M2的运转速度NM2和发动机8的输出之间关系的发动机输出限制映射图被用于限制发动机8的输出，但由于发动机8的输出和转矩彼此对应，所以可根据第二电动机转速NM2来限制发动机8的转矩。
在所示变速机构10中，第二电动机M2直接连接到动力传递部件18上。但是，第二电动机M2可以直接或者通过任何合适的传递装置间接连接到位于差动部11和驱动轮34之间的动力传递路径的任何部分上。
尽管差动部11用作速比γ0可以从最小值γ0min连续变化到最大值γ0max的电控无级变速器，但差动部11也可以被修改成使其速比γ0不连续变化，而是可以通过使用其差动功能来有级变化。本发明可以应用于包括上述修改的差动部的混合动力车辆驱动系统。
差动部11可以设置有差动限制装置，该差动限制装置设在动力分配机构16中，并且可工作以限制差动部11的差动功能，由此使差动部11能够作为具有两个向前驱动档位的有级变速器工作。
在所示变速机构10中的动力分配机构16中，第一行星架CA1固定到发动机8，第一太阳齿轮S1固定到第一电动机M1，而第一齿圈R1固定到动力传递部件18。但是，这种布置不是必需的。发动机8、第一电动机M1和动力传递部件18可以固定到选自第一行星齿轮组24的三个元件CA1、S1和R1中的任何其它元件上。
尽管在所示变速机构10中，发动机8直接固定到输入轴14上，但是发动机8可以通过任何合适的部件例如齿轮和带可工作地连接到输入轴14上，并且不是必须与输入轴14共轴布置。
在所示变速机构10中，第一和第二电动机M1、M2与输入轴14共轴布置，使得第一电动机M1连接到第一太阳齿轮S1上，而第二电动机M2连接到动力传递部件18上。但是，该布置不是必需的。例如，第一电动机M1可以通过齿轮、带或减速装置可工作地连接到第一太阳齿轮S1上，而第二电动机M2可以连接到动力传递部件18上。
所示变速机构10中的用作第一离合器C1和第二离合器C2的各个液压操作摩擦接合装置可以由磁粉式、电磁式或机械式的接合装置来代替，例如粉末离合器(磁粉离合器)、电磁离合器和啮合式爪形离合器。在使用电磁式离合器时，包含在液压控制单元70中的阀装置可由设置成切换用于控制电磁式离合器的电信号控制电路的电磁切换装置来替代。
在所示实施例中，自动变速部20通过动力传递部件18串联到差动部11上。但是，自动变速部20可以与平行于输入轴14布置的中间轴共轴布置。在这种情况下，差动部11和自动变速部20通过合适的动力传递部件(一个或多个)彼此连接，这些合适的动力传递部件是一对中间轴齿轮、或链轮和链的形式，使得旋转运动可以在差动部11和自动变速部20之间传递。
此外，设置在所示实施例中的动力分配机构16形式的差动机构可以由差动齿轮装置代替，该差动齿轮装置包括由发动机8转动的小齿轮，和与小齿轮啮合并可工作地连接到第一电动机M1和动力传递部件18(第二电动机M2)上的一对锥齿轮。
尽管所示实施例中的动力分配机构16由一个行星齿轮组24构成，但是其也可以由两个或者多个行星齿轮组构成，使得动力分配机构16能够用作在非差动状态(固定速比变速状态)下具有三个或更多个档位的变速器。行星齿轮组也不限于单小齿轮式，而可以是双小齿轮式。在动力分配机构16由两个或多个行星齿轮组构成的情况下，发动机8、第一和第二电动机M1、M2以及动力传递部件18可工作地连接到行星齿轮组的相应旋转元件上，并且通过控制连接到行星齿轮组的各个旋转元件上的离合器C和制动器B，动力分配机构16在其有级变速状态和无级变速状态之间切换。
尽管在所示变速机构10中，发动机8和差动部11彼此直接连接，但是它们可以通过离合器间接地连接。
在所示变速机构10中，差动部11和自动变速部20彼此串联。但是，如果驱动系统作为整体具有电动差动功能和不同于电动差动功能的变速功能，则根据本发明的控制装置可以等同地应用于其中电控差动部和有级变速部不是彼此机械地独立的驱动系统。此外，电控差动部和有级变速部可以按需要的顺序适当地布置在驱动系统中。
尽管所示变速机构10中所用的变速装置50设有可操作而选择变速位置PSH之一的变速杆52，但变速杆52可由开关如按钮式开关或滑动式开关来代替，或由可操作而选择变速位置PSH之一的任意开关装置来代替。开关装置可由车辆驾驶员发出的声音或车辆驾驶员的脚而非用手来操作以选择变速位置PSH之一。尽管所示变速机构10被设置成可通过将变速杆52从手动向前驱动变速位置M向升档位置“+”或降档位置“-”操作来改变自动变速部20的可用档位的数量，但也可在手动向前驱动变速位置M中设定可用的最高档位。例如，当通过向升档位置“+”或降档位置“-”操作变速杆52而选择第四档位作为最高档位时，自动变速部20被自动变换到第一档位至第四档位之一。
应当理解，这里仅为了示例的目的说明了本发明的实施例，并且本发明可以由本领域技术人员能够想到的各种变化和变型来实现。

Claims (10)

1.一种用于车辆驱动系统的控制装置，所述车辆驱动系统包括：(a)电控差动部(11)，所述电控差动部(11)具有(i)差动机构(16)，(ii)可工作地连接到所述差动机构的旋转元件的第一电动机(M1)，(iii)驱动力源(8)，在所述驱动力源上连接有输入轴(14)，和(iv)输出轴(18)，所述输入轴和输出轴的转速之间的差动状态是通过控制所述第一电动机的运转状态而被控制的，(b)切换部(50)，所述切换部(50)可工作以使所述输出轴和所述车辆的驱动轮之间的动力传递路径在动力传递状态和动力切断状态之间切换，和(c)连接到所述动力传递路径的第二电动机(M2)，所述控制装置的特征在于包括：
超速防止部(86)，所述超速防止部(86)构造成在所述动力传递路径由所述切换部(50)从所述动力传递状态切换到所述动力切断状态时，限制所述输出轴(18)的转速或所述第二电动机(M2)的运转速度。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述超速防止部(86)限制所述驱动力源(8)的输出，以限制所述输出轴的转速或所述第二电动机的运转速度。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述超速防止部(86)将所述驱动力源的输出限制成，使得所述输出的限制量在所述输出轴(18)的转速或所述第二电动机(M2)的运转速度较高时比在所述转速或所述运转速度较低时大。
4.根据权利要求2所述的控制装置，其中，所述驱动力源是内燃机(8)，并且所述超速防止部(86)通过执行所述内燃机的燃料切断控制来限制所述内燃机的输出。
5.根据权利要求2所述的控制装置，其中，所述驱动力源是内燃机(8)，并且所述超速防止部(86)通过限制所述内燃机的节气门(62)的开度来限制所述内燃机的输出。
6.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述超速防止部(86)控制所述第一电动机(M1)的运转速度，以限制所述输出轴(18)的转速或所述第二电动机(M2)的运转速度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其中，所述切换部(50)包括具有多个变速位置的可手动操作的变速部件(52)，并根据所述可手动操作的变速部件的操作来使所述动力传递路径在所述动力传递状态和所述动力切断状态之间切换。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其中，所述电控差动部(11)可通过控制所述第一电动机的运转状态而作为无级变速机构工作。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其中，所述差动机构(16)是具有三个旋转元件的行星齿轮组(24)，所述三个旋转元件包括与所述电控差动部(11)的所述输入轴(14)连接的行星架、与所述第一电动机(M1)连接的太阳齿轮和与所述电控差动部的所述输出轴(18)连接的齿圈。
10.根据权利要求2所述的控制装置，其中，所述超速防止部(86)将所述驱动力源的输出限制成，使得所述输出的限制量在所述动力传递路径处于所述动力切断状态时比在所述动力传递路径处于所述动力传递状态时大。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102356255A (zh) * 2009-03-18 2012-02-15 株式会社F.C.C. 动力传递装置
CN103339007A (zh) * 2011-01-31 2013-10-02 铃木株式会社 混合动力车辆的驱动控制设备和控制方法及混合动力车辆
CN107035858A (zh) * 2017-05-31 2017-08-11 安徽合力股份有限公司 一种自动换挡变速箱的空挡超速保护控制系统及控制方法
CN110053477A (zh) * 2019-05-24 2019-07-26 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司 车桥装置及工程机械
CN110300676A (zh) * 2016-12-14 2019-10-01 邦迪克斯商用车系统有限责任公司 前端电动发电机系统及混合动力电动车辆操作方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4224098B2 (ja) * 2006-12-18 2009-02-12 トヨタ自動車株式会社 パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
US7926374B2 (en) * 2007-03-08 2011-04-19 Dura Global Technologies, Llc Voice recognition shift control
JP4591472B2 (ja) * 2007-04-13 2010-12-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置
CN102256853A (zh) * 2008-12-17 2011-11-23 丰田自动车株式会社 车辆用动力传递装置的控制装置
DE102010009832A1 (de) 2010-03-02 2011-09-08 Ivd Prof. Hohenberg Gmbh Kraftfahrzeug mit kombiniertem Antrieb
US8337352B2 (en) 2010-06-22 2012-12-25 Oshkosh Corporation Electromechanical variable transmission
JP5672938B2 (ja) * 2010-10-20 2015-02-18 日産自動車株式会社 車両の制動制御装置
US9132736B1 (en) 2013-03-14 2015-09-15 Oshkosh Defense, Llc Methods, systems, and vehicles with electromechanical variable transmission
US9145133B2 (en) * 2013-11-08 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Method and system for selecting an engine operating point for a hybrid vehicle
DE102014202227A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Ansteuern eines Zwei-Gang-Getriebes mit elektrischer Maschine
US10421350B2 (en) 2015-10-20 2019-09-24 Oshkosh Corporation Inline electromechanical variable transmission system
US9651120B2 (en) 2015-02-17 2017-05-16 Oshkosh Corporation Multi-mode electromechanical variable transmission
US10982736B2 (en) 2015-02-17 2021-04-20 Oshkosh Corporation Multi-mode electromechanical variable transmission
US10578195B2 (en) 2015-02-17 2020-03-03 Oshkosh Corporation Inline electromechanical variable transmission system
US11701959B2 (en) 2015-02-17 2023-07-18 Oshkosh Corporation Inline electromechanical variable transmission system
US9650032B2 (en) 2015-02-17 2017-05-16 Oshkosh Corporation Multi-mode electromechanical variable transmission
US10584775B2 (en) 2015-02-17 2020-03-10 Oshkosh Corporation Inline electromechanical variable transmission system
US9656659B2 (en) 2015-02-17 2017-05-23 Oshkosh Corporation Multi-mode electromechanical variable transmission
US10000203B2 (en) * 2016-01-13 2018-06-19 Ford Global Technologies, Llc EV mode shift strategy for hybrid vehicle
CN115585231A (zh) 2017-01-20 2023-01-10 北极星工业有限公司 车辆的车辆诊断方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59140129A (ja) * 1983-01-31 1984-08-11 Nissan Motor Co Ltd 無段変速機又は自動変速機の油圧制御装置
JP4192814B2 (ja) * 2004-03-16 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4157504B2 (ja) * 2004-03-30 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP4192849B2 (ja) 2004-06-21 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4155236B2 (ja) * 2004-07-09 2008-09-24 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4797633B2 (ja) 2006-01-13 2011-10-19 株式会社富士通ゼネラル 空気調和機の室外機
JP5298539B2 (ja) * 2007-02-09 2013-09-25 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4483879B2 (ja) * 2007-03-09 2010-06-16 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
US7678013B2 (en) * 2007-08-09 2010-03-16 Ford Global Technologies, Llc Launch control of a hybrid electric vehicle
US8020652B2 (en) * 2007-12-04 2011-09-20 Ford Global Technologies, Llc Generator power-based cold start strategy
US8412426B2 (en) * 2009-03-06 2013-04-02 GM Global Technology Operations LLC Multi-mode hybrid transmission and method for performing a quasi-asynchronous shift in a hybrid transmission

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102356255A (zh) * 2009-03-18 2012-02-15 株式会社F.C.C. 动力传递装置
CN104913047A (zh) * 2009-03-18 2015-09-16 株式会社F.C.C. 动力传递装置
CN103339007A (zh) * 2011-01-31 2013-10-02 铃木株式会社 混合动力车辆的驱动控制设备和控制方法及混合动力车辆
CN103339007B (zh) * 2011-01-31 2016-07-06 铃木株式会社 混合动力车辆的驱动控制设备和控制方法及混合动力车辆
CN110300676A (zh) * 2016-12-14 2019-10-01 邦迪克斯商用车系统有限责任公司 前端电动发电机系统及混合动力电动车辆操作方法
CN107035858A (zh) * 2017-05-31 2017-08-11 安徽合力股份有限公司 一种自动换挡变速箱的空挡超速保护控制系统及控制方法
CN110053477A (zh) * 2019-05-24 2019-07-26 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司 车桥装置及工程机械
CN110053477B (zh) * 2019-05-24 2023-11-17 徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司 车桥装置及工程机械

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