CN101668671A - 用于车辆动力传递装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制装置，该控制装置能够在具有内燃机和电动机的车辆中在供给到内燃机的燃料的种类改变时依据燃料的种类获得改进的燃料经济性性能。表示用于对变速机构(10)的有级控制区域和无级控制区域进行划界的边界值的判定车速(V1)和判定输出转矩(T1)被改变，以使得乙醇的混合比越高，判定车速(V1)和判定输出转矩(T1)将越低。因此，依据乙醇的混合比来判定是否操作第一电动机(M1)，能够获得符合乙醇的混合比的改进的燃料经济性性能。

Description

用于车辆动力传递装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆动力传递装置的控制装置。更具体地，本发明涉及一种当供给到内燃机的燃料的种类改变时在具有内燃机和电动机的车辆中获得改进的燃料经济性性能的技术。
背景技术
一种类型的内燃机包括压缩比可以改变的可变压缩内燃机。迄今为止已知一种控制装置，其能够依据诸如氢或汽油的供给到可变压缩内燃机的燃料的种类来改变压缩比。例如，专利公开文献1(日本专利申请公开No.2006-200508)公开了一种用于控制内燃机的控制装置。另外，已知在专利公开文献2(日本专利申请公开No.2005-264762)中已经公开了一种技术。
借助在专利公开文献1中公开的用于内燃机的控制装置，内燃机可以依据燃料的种类而具有有利的发动机性能。然而，对于形成从内燃机延伸到驱动轮的动力传递路径的一部分的动力传递装置仍然存在依据燃料的种类而被最优化的余地。包括这种具有改进的燃料消耗的动力传递装置的整车是未知的。
发明内容
本发明是考虑到以上背景而完成的，且本发明的目的是提供一种具有内燃机和电动机的车辆所使用的车辆动力传递装置的控制装置，当供给到内燃机的燃料的种类改变时所述控制装置依据改变后的燃料的种类来获得改进的燃料经济性性能。
为实现以上目的，在涉及用于车辆动力传递装置的控制装置的本发明的第一方面中，所述车辆动力传递装置包括(i)电控差动部分，所述电控差动部分包括由多个旋转元件构成的差动机构，所述差动机构的差动状态通过控制以能够传递动力的状态与所述多个旋转元件中的一个旋转元件相连接的差动作用控制电动机的运转状态而被控制，和(ii)差动状态切换装置，所述差动状态切换装置工作以选择地将所述差动机构切换到非差动状态和差动状态，所述非差动状态用于使所述多个旋转元件中的某一旋转元件不能旋转或者用于使所述多个旋转元件全部以一体旋转的方式运动，所述差动状态用于允许所述多个旋转元件相对于彼此旋转以开始差动作用。
所述控制装置工作以依据在以能够传递动力的状态与所述车辆动力传递装置相连接的内燃机中使用的燃料的种类，来改变用于决定是否将所述差动机构切换到所述非差动状态或所述差动状态的差动机构切换条件。
在本发明的第二方面中，所述车辆动力传递装置包括一个以上的运行(行驶，running)驱动电动机，所述运行驱动电动机以能够传递动力的状态连接到或者可连接到驱动轮，并且所述车辆动力传递装置工作以允许车辆的运行状态选择地切换到电动机驱动模式和通常运行模式，在所述电动机驱动模式中仅所述运行驱动电动机用作驱动力源，以使车辆在内燃机置于停止状态的情况下运行，在所述通常运行模式中所述车辆在所述内燃机置于运转状态的情况下运行。
所述控制装置工作以依据在所述内燃机中使用的燃料的种类，来改变用于决定是否将所述车辆的所述运行状态切换到所述电动机驱动模式或所述通常运行模式的运行状态切换条件。
在本发明的第三方面中，为所述燃料的种类中的每一个建立所述差动机构切换条件或所述运行状态切换条件，以防止车辆的组成元件达到超出给定转速的高速旋转。
在本发明的第四方面中，所述车辆动力传递装置包括电控差动部分，所述电控差动部分包括由多个旋转元件构成的差动机构，所述差动机构的差动状态通过所述控制装置控制以能够传递动力的状态与所述多个旋转元件中的一个旋转元件相连接的差动作用控制电动机的运转状态而被控制。
在本发明的第五方面中，所述控制装置允许基于反抗从所述内燃机输出的内燃机输出转矩的所述差动作用控制电动机的反作用转矩来检测所述内燃机输出转矩，以便基于所述内燃机输出转矩来辨别所述燃料的种类。
在本发明的第六方面中，当安装在车辆上的燃料箱内的燃料增加时，所述控制装置辨别所述燃料的种类。
在本发明的第七方面中，当检测到用于封闭安装在车辆上的燃料箱的燃料注入口的盖打开时，所述控制装置辨别所述燃料的种类。
在本发明的第八方面中，所述车辆动力传递装置包括变速部分，所述变速部分形成从所述内燃机延伸到驱动轮的动力传递路径的一部分。
在本发明的第九方面中，所述变速部分起自动地改变速比的自动变速器的作用。
在本发明的第十方面中，所述变速部分包括有级变速器。
在本发明的第十一方面中，所述电控差动部分包括行星齿轮单元和两个以上的电动机。
在本发明的第十二方面中，所述电控差动部分通过控制所述差动作用控制电动机的运转状态而作为无级变速器工作。
在本发明的第十三方面中，所述控制装置包括用于判定燃料的改变的燃料改变判定装置、用于判定所述燃料的种类的燃料种类判定装置和用于改变所述差动机构切换条件的差动机构切换条件改变装置。
在本发明的第十四方面中，所述燃料改变判定装置依据所述内燃机的转矩和加速器开度来判定燃料的改变。
在本发明的第十五方面中，所述燃料种类判定装置依据所述内燃机的转矩与所述加速器开度之间的关系从基线特征(基本特性)的偏离量，来判定燃料中的特定成分的混合比。
在本发明的第十六方面中，所述差动机构切换条件改变装置依据基于燃料中的所述特定成分的混合比确定的车速和输出转矩，来改变所述差动机构切换条件。
在本发明的第十七方面中，所述控制装置包括用于判定燃料的改变的燃料改变判定装置、用于判定所述燃料的种类的燃料种类判定装置和用于改变所述运行状态切换条件的运行状态切换条件改变装置。
在本发明的第十八方面中，所述运行状态切换条件改变装置依据燃料中的特定成分的量来改变车速和/或输出转矩。
在下文中，以下将说明本发明的各种有利效果。通过改变供给的燃料的种类，内燃机在改变的条件和输出特征下具有最优的燃料经济性性能。根据本发明的第一方面，控制装置依据在内燃机运转中使用的燃料的种类，来改变用于决定是否将差动机构切换到非差动状态或差动状态的差动机构切换条件。这样允许依据燃料的种类决定是否操作差动部分控制电动机，由此能够依据燃料的种类得到改进的燃料经济性性能。
根据本发明的第二方面，控制装置依据在内燃机运转中使用的燃料的种类，来改变用于决定是否将车辆的运行状态切换到电动机驱动模式或通常运行模式的运行状态切换条件。这样允许依据燃料的种类决定是否操作内燃机，使得能够依据燃料的种类得到改进的燃料经济性性能。
根据本发明的第三方面，控制装置为燃料的种类中的每一个建立差动机构切换条件或运行状态切换条件，以防止车辆的组成元件达到超出给定转速的高速旋转。这样防止车辆的组成元件达到超出给定转速的高速旋转，而不用担心这些组成元件发生恶化。
根据本发明的第四方面，车辆动力传递装置包括电控差动部分，所述电控差动部分包括由多个旋转元件构成的差动机构。控制以能够传递动力的状态与所述多个旋转元件中的一个旋转元件相连接的差动作用控制电动机的运转状态，允许所述差动机构的差动状态被控制。控制装置控制用于控制电控差动部分中所包含的差动机构的差动状态的差动作用控制电动机的运转状态，使得能够以可以实现改进的燃料经济性性能的转速驱动内燃机。
根据本发明的第五方面，控制装置允许基于反抗从内燃机输出的内燃机输出转矩的差动作用控制电动机的反作用转矩来检测该内燃机输出转矩，以便基于内燃机输出转矩来辨别燃料的种类。这样允许通过检测差动作用控制电动机的反作用转矩来容易地辨别燃料的种类。
根据本发明的第六方面，当安装在车辆上的燃料箱内的燃料增加时，控制装置辨别燃料的种类。从而，不是一直实施辨别而是根据需要实施辨别，由此能够减小控制装置的负荷。
根据本发明的第七方面，当检测到用于封闭安装在车辆上的燃料箱的燃料注入口的盖打开时，控制装置辨别燃料的种类。从而，不是一直实施辨别而是根据需要实施辨别，由此能够减小控制装置的负荷。
根据本发明的第八方面，车辆动力传递装置包括变速部分，所述变速部分形成从内燃机延伸到驱动轮的动力传递路径的一部分。这样使车辆动力传递装置能够得到比通过没有变速部分的车辆动力传递装置所得到的速比的可变范围更大的可变范围的速比，使得可以获得改进的燃料经济性性能。
根据本发明的第九方面，变速部分起自动地改变速比的自动变速器的作用。这样使车辆动力传递装置能够自动地改变速比，能够减小驾驶员的负荷。
根据本发明的第十方面，变速部分包括有级变速器。这样使变速部分具有增大的可变范围内的速比，由此获得改进的燃料经济性性能。
根据本发明的第十一方面，电控差动部分包括行星齿轮单元和两个以上的电动机。因此，电控差动部分可以构造成能够通过利用行星齿轮组的差动作用无限地改变从电控差动部分输出的转矩的结构。
根据本发明的第十二方面，电控差动部分通过控制差动作用控制电动机的运转状态而作为无级变速器工作。这样能够平滑地改变从电控差动部分输出的驱动转矩。另外，电控差动部分不但具有连续地改变速比以作为电控无级变速器工作的功能，而且具有步进式地改变速比以作为有级变速器工作的功能。
附图说明
图1是说明本发明的控制装置所应用的混合动力车辆动力传递装置的结构的框架图；
图2是接合工作表，示出将图1所示混合动力车辆动力传递装置置于无级或有级变速状态的变速操作与液压式摩擦接合装置的组合动作之间的关系；
图3是示出当使图1所示混合动力车辆动力传递装置在有级变速状态下工作时各个不同档位下旋转元件的相对转速的共线图；
图4的视图示出输入到图1所示混合动力车辆动力传递装置中所包含的电子控制装置的输入信号和从其输出的输出信号；
图5的视图示出设有工作以选择多种变速位置之一的变速杆的变速操作装置的一个示例；
图6的功能框图示出由图4所示的第一实施例涉及的电子控制装置执行的主要控制功能；
图7的视图按照包括车速和输出转矩的参数在二维坐标系统上绘出：预先存储的变速图的一个示例，基于该变速图来确定是否在自动变速部分中执行变速；预先存储的图的一个示例，基于该图来切换变速机构的变速状态；以及预先存储的驱动力源切换图的一个示例，该图具有位于发动机驱动区域和电动机驱动区域之间的边界线，基于该图来切换发动机驱动模式和电动机驱动模式；
图8的概念图示出无级控制区域和有级控制区域之间涉及边界线的预先存储的关系，其适合于映射图7中虚线所示的无级控制区域和有级控制区域之间的边界；
图9是示出在有级变速器中实施升档的情况下发动机转速中的波动的曲线图；
图10是示出在汽油用作供给到图1中所示发动机的燃料的情况下，发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系的曲线图；
图11的流程图示出由图4中所示电子控制装置执行的主要控制工作的基本顺序，即，当乙醇与燃料混合时用于改善燃料消耗的控制工作的基本顺序；
图12的功能框图示出由图4中所示电子控制装置执行的主要控制功能，其表示与图6中所示的实施例不同的第二实施例；
图13的功能框图示出由图4中所示电子控制装置执行的主要控制工作的基本顺序，即，当乙醇与燃料混合时用于改善燃料消耗的控制工作的基本顺序，其表示与图11中所示的实施例不同的第二实施例；
图14的功能框图示出由图4中所示电子控制装置执行的主要控制功能，其表示与图6中所示的实施例不同的第三实施例；
图15A和图15B是示例性地示出在正交坐标系统上绘出的最优燃料消耗曲线的曲线图，它们均在相应的坐标轴上绘出发动机转速和发动机转矩，图15A示出其中仅汽油用作燃料的情况，图15B示出其中给定量的乙醇与汽油混合的另一情况；
图16的流程图示出由图4中所示电子控制装置执行的主要控制工作的基本顺序，即，当乙醇与燃料混合时用于改善燃料消耗的控制工作的基本顺序，其表示与图11中所示的实施例不同的第三实施例。
具体实施方式
现在，以下将参照附图详细地说明本发明的各种实施例。
<实施例1>
图1是示出形成根据本发明一个实施例的控制装置所应用的混合动力车辆动力传递装置一部分的变速机构10的框架图。如图1中所示，变速机构10包括：用作输入旋转部件的输入轴14；以及直接连接至输入轴14或通过未示出的脉冲吸收阻尼器(减振装置)间接连接至输入轴14的差动部分11。变速机构10还包括自动变速部分20，其经由动力传递部件(动力传递轴)18通过差动机构11和驱动轮38(参见图6)之间的动力传递路径串联连接以用作有级变速器；以及连接至自动变速部分20并作为输出旋转部件的输出轴22。所有这些部件都配置在用作连接安装在车身上的非旋转部件的变速器壳体12(下文简称为“壳体12”)内。
变速机构10优选可应用于FR(发动机前置后轮驱动)车辆，并且配置在纵向安装的发动机8和一对驱动轮38(图6)之间，该发动机8是诸如汽油发动机或柴油发动机的内燃机，并用作直接连接至输入轴14或通过脉冲吸收阻尼器间接连接至输入轴14的驱动力源。这允许车辆驱动力顺序通过差动齿轮装置36(末级减速齿轮)和一对驱动半轴传递至左右两侧的一对驱动轮38。
借助本实施例的变速机构10，发动机8和差动部分11彼此直接连接。这里所用的术语“直接连接”可以指其间没有布置诸如变矩器或流体联接器之类的任何流体式传递装置而建立的连接，该连接包括利用减振装置建立的连接。变速机构10的上半部和下半部相对于变速机构10的轴线对称构造，因此在图1的框架图中省略了下半部。
差动部分11在工作方面可以认为是利用第一电动机改变差动状态的电控差动部分。差动部分11包括：第一电动机M1；用作类似于差动机构的机械机构的动力分配机构16，输入到输入轴14的发动机8的输出通过该动力分配机构16传递至第一电动机M1和动力传递部件18；以及可与动力传递部件18一起旋转的第二电动机M2。
另外，第二电动机M2可以配置在从动力传递部件18延伸至驱动轮38的动力传递路径的任何部分处。而且，第一电动机M1和第二电动机M2是每个都具有作为发电机的功能的所谓电动/发电机。第一电动机M1至少具有用作产生反作用力的发电机的功能，而第二电动机M2至少具有用作产生使车辆运行的驱动力的驱动力源的电动机的功能。
与本发明的差动机构相对应的动力分配机构16主要包括有例如约“0.418”的给定传动比ρ0的单小齿轮式差动部分行星齿轮单元24、切换离合器C0以及切换制动器B0。差动部分行星齿轮单元24包括旋转元件，例如：差动部分太阳齿轮S0；差动部分行星齿轮P0；支承差动部分行星齿轮P0以使其可绕自身轴线旋转并且可绕差动部分太阳齿轮S0的轴线旋转的差动部分行星架CA0；以及通过差动部分行星齿轮P0与差动部分太阳齿轮S0啮合的差动部分齿圈R0。在差动部分太阳齿轮S0和差动部分齿圈R0的齿数分别由ZS0和ZR0表示的情况下，传动比ρ0由ZS0/ZR0表示。
在这种结构的动力分配机构16中，差动部分行星架CA0连接至输入轴14，即，连接至发动机8；差动部分太阳齿轮S0连接至第一电动机M1；而差动部分齿圈R0连接至动力传递部件18。切换制动器B0配置在差动部分太阳齿轮S0和壳体12之间，而切换离合器C0配置在差动部分太阳齿轮S0和差动部分行星架CA0之间。在切换离合器C0和切换制动器B0都分离的情况下，动力分配机构16可工作以使得形成差动部分行星齿轮单元24三个元件的差动部分太阳齿轮S0、差动部分行星架CA0和差动部分齿圈R0相对于彼此可旋转，从而能够在差动作用即差动状态下工作，在该差动状态下实施差动作用。
于是，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，分配到第一电动机M1的发动机输出的一部分被用来产生电能，该电能将被储存在电池中或者用来驱动旋转第二电动机M2。这使得差动部分11(动力分配机构16)用作电控差动装置。于是，差动部分11被置于所谓的无级变速状态(电控CVT状态)下，其中动力传递部件18的转速以连续方式变化，而不受在给定转速下运转的发动机8的约束。
就是说，当动力分配机构16置于差动状态时，差动部分11也置于差动状态下。在此情况下，差动部分11被置于无级变速状态下而用作电控无级变速器，其速比γ0(驱动装置输入轴14的转速与动力传递部件18的转速的比值)在从最小值γ0min到最大值γ0max的范围内连续变化。
在这样的状态下，当切换离合器C0或制动器B0被接合时，动力分配机构16被禁止执行差动作用，即，其被置于不能实施差动作用的非差动状态。具体地，当切换离合器C0被接合以使差动部分太阳齿轮S0和差动部分行星架CA0成一体地彼此联接时，动力分配机构16被置于锁定状态下。在该锁定状态下，用作差动部分行星齿轮单元24的三个元件的差动部分太阳齿轮S0、差动部分行星架CA0和差动部分齿圈R0一起旋转，即，在不能实施差动作用的非差动状态下处于成一体旋转状态。于是，差动部分11被置于非差动状态。因此，发动机8和动力传递部件18的转速彼此一致，从而差动部分11(动力分配机构16)被置于固定变速状态，即有级变速状态，以用作速比γ0为固定值“1”的变速器。
如果切换制动器B0代替切换离合器C0被接合以将差动部分太阳齿轮S0连接到壳体12，则动力分配机构16被置于锁定状态。于是，差动部分太阳齿轮S0在不启动差动作用的非差动状态下被置于非旋转状态，使得差动部分11被置于非差动状态。
由于差动部分齿圈R0的转速高于差动部分行星架CA0的转速，所以动力分配机构16用作增速机构。于是，差动部分11(动力分配机构16)被置于固定变速状态，即有级变速状态，以用作速比γ0为小于1的固定值例如约0.7的增速变速器。
在本实施例中，切换离合器C0和切换制动器B0将差动部分11(动力分配机构16)的变速状态选择性地置于差动状态(即非锁定状态)和非差动状态(即锁定状态)。就是说，切换离合器C0和切换制动器B0用作将差动部分11(动力分配机构16)选择性地切换到无级变速状态和固定变速状态之一的差动状态切换装置。
无级变速状态可工作以执行电控无级变速操作，在此状态下差动部分11(动力分配机构16)置于差动状态(联接状态)中，以执行作为可工作以用作无级变速器的电控差动装置的功能，该无级变速器的变速比例如可连续变化。在固定变速状态下，差动部分11(动力分配机构16)置于禁止电控无级变速工作功能的变速状态，例如禁止无级变速器功能的锁定状态，其中不执行无级变速工作而将速比锁定在固定水平。
在锁定状态下，使差动部分11(动力分配机构16)作为具有1个或多于2个速比的单级或多级变速器在固定变速状态(非差动状态)下工作，而禁止电控无级变速工作，在该状态下差动部分11(动力分配机构16)用作速比保持在固定水平的单级或多级变速器。
自动变速部分20包括单小齿轮式第一行星齿轮单元26、单小齿轮式第二行星齿轮单元28以及单小齿轮式第三行星齿轮单元30。具有例如约“0.562”的传动比ρ1的第一行星齿轮单元26包括：第一太阳齿轮S1；第一行星齿轮P1；第一行星架CA1，其支承第一行星齿轮P1以使其可绕自身轴线旋转并且可绕第一太阳齿轮S1的轴线旋转；以及经由第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1啮合的第一差动部分齿圈R0。具有例如约“0.425”的传动比ρ2的第二行星齿轮单元28包括：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以使其可绕自身轴线旋转并且可绕第二太阳齿轮S2的轴线旋转；以及经由第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2啮合的第二齿圈R2。
具有例如约“0.421”的传动比ρ3的第三行星齿轮单元30包括：第三太阳齿轮S3；第三行星齿轮P3；第三行星架CA4，其支承第三行星齿轮P3以使其可绕自身轴线旋转并且可绕第三太阳齿轮S3的轴线旋转；以及经由第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3啮合的第三齿圈R3。在第一太阳齿轮S1、第二太阳齿轮S2、第二齿圈R2、第三太阳齿轮S3和第三齿圈R3的齿数分别由ZS1、ZR1、ZS2、ZR2、ZS3和ZR3表示的情况下，传动比ρ1、ρ2和ρ3分别由ZS1/ZR1、ZS2/ZR2和ZS3/ZR3表示。
对于自动变速部分20，第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2成一体地彼此连接，并通过第二离合器C2选择性地连接到动力传递部件18，同时通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第一行星架CA1通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12，并且第三齿圈R3通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12。第一差动部分齿圈R0、第二行星架CA2和第三行星架CA3一体地彼此连接并且还连接到输出轴22。第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3一体地彼此连接并且通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递部件18。
于是，自动变速部分20和动力传递部件18通过用于建立自动变速部分20中的档位的第一离合器C1或第二离合器C2而选择性地彼此连接。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2一起用作切换动力传递部件18和自动变速部分20的工作的接合装置。就是说，这种接合装置将差动部分11(动力传递部件18)与驱动轮38之间的动力传递路径选择性地切换到允许通过动力传递路径传递动力的动力传递状态和中断通过动力传递路径的动力传递的动力中断状态。就是说，在第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个接合时，动力传递路径被置于动力传递状态。相反，在第一离合器C1和第二离合器C2两者都分离时，动力传递路径被置于动力中断状态。
切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3是相关现有技术的车辆有级式自动变速器中使用的液压式摩擦联接装置。摩擦联接装置的示例包括：湿式多片式摩擦联接装置，其包括多个由液压致动器彼此压紧的叠置摩擦片；或者包括转鼓的带式制动器，在转鼓的外周表面上缠绕一条带或两条带以在一端由液压致动器张紧，从而允许转鼓置于其间的相关部件选择性地彼此连接。
对于这种结构的变速机构10，如图2的接合工作表所示，切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3在工作中被选择性地接合。这就选择性地建立第一档位(第一速位置)至第五档位(第五速位置)中之一或者倒车档位(向后驱动变速位置)和空档位置之一，其速比γ(输入轴转速NIN/输出轴转速NOUT)对于各个档位几乎成相等比例变化。
具体地，对于本实施例，动力分配机构16包括切换离合器C0和切换制动器B0，其中任一个在工作中被接合。这使得可以将差动部分11置于允许作为无级变速器工作的无级变速状态中，同时建立允许变速器将速比保持在固定水平而工作的固定变速状态。
因此，在切换离合器C0和切换制动器B0中任一个在工作中被接合时，差动部分11被置于固定变速状态，以与自动变速部分20协作来允许变速机构10作为置于有级变速状态的有级变速器工作。在切换离合器C0和切换制动器B0两者都在工作中被分离时，差动部分11被置于无级变速状态，以与自动变速部分20协作来允许变速机构10作为置于无级变速状态的电控无级变速器工作。
换言之，在切换离合器C0和切换制动器B0中任一个接合时变速机构10被切换到有级变速状态，而在切换离合器C0和切换制动器B0都分离时变速机构10被切换到无级变速状态。此外，可以认为差动部分11是也可以切换到有级变速状态和无级变速状态的变速器。
例如，如图2所示，在当使变速机构10用作有级变速器的情况下，接合切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3导致具有例如约“3.357”的最高速比γ1的一档。接合切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2导致具有小于一档速比的、例如约“2.180”的速比γ2的二档。
接合切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1导致具有小于二档速比的、例如约“1.424”的速比γ3的三档。接合切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2导致具有小于三档速比的、例如约“1.000”的速比γ4的四档。
在第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0被接合的情况下，建立具有小于四档速比的、例如约“0.705”的速比γ5的五档。另外，在第二离合器C2和第三制动器B3被接合的情况下，建立具有介于一档速比和二档速比之间的、例如约“3.209”的速比γR的倒档。例如，为建立空档状态“N”，所有的离合器和制动器C0、C1、C2、B0、B1、B2和B3都被分离。
然而，为使变速机构10用作无级变速器，如图2的接合工作表所示，切换离合器C0和切换制动器B0被分离。利用这样的操作，使差动部分11可工作以用作无级变速器，而使与其串联连接的自动变速部分20可工作以用作有级变速器。这使得输入到自动变速部分20的转速，即，动力传递部件18的转速，对于一档、二档、三档和四档中的每个都连续变化。这使得能够以无级可变的变速比建立各个不同档位。所以，速比可以在相邻档位之间连续变化，使得变速机构10整体上可以获得无级可变的总速比(整体速比)γT。
图3示出用直线绘出的共线图，其可以表示各个旋转元件的转速之间的相互关系，这些旋转元件可用于根据变速机构10的档位实现不同模式下的离合器接合状态，所述变速机构10由用作无级变速部分或第一变速部分的差动部分11和用作有级变速部分或第二变速部分的自动变速部分20构成。图3的共线图是二维坐标系统，其横轴表示行星齿轮单元24、26、28和30建立的传动比ρ之间的相互关系，而纵轴表示旋转元件的相对转速。三条水平线中最下方的直线X1表示值为“0”的转速。靠上的水平线X2表示值为“1.0”的转速，即，与输入轴14相连接的发动机8的转速NE。最上方的水平线XG表示动力传递部件18的转速。
与形成差动部分11的三个元件相对应的三条竖直线Y1、Y2和Y3从左到右分别表示与第二旋转元件(第二元件)RE2相对应的差动部分太阳齿轮S0、与第一旋转元件(第一元件)RE1相对应的差动部分行星架CA0和与第三旋转元件(第三元件)RE3相对应的差动部分齿圈R0的相对转速。竖直线Y1、Y2和Y3中相邻竖直线之间的距离根据差动部分行星齿轮单元24的传动比ρ0确定。
用于自动变速部分20的五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8从左到右分别表示彼此连接且与第四旋转元件(第四元件)RE4相对应的第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2、与第五旋转元件(第五元件)RE5相对应的第一行星架、与第六旋转元件(第六元件)RE6相对应的第三齿圈R3、彼此连接且与第七旋转元件(第七元件)RE7相对应的第一差动部分齿圈R0及第二行星架CA2和第三行星架CA3、以及彼此连接且与第八旋转元件(第八元件)RE8相对应的第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3的相对转速。这些竖直线Y4至Y8中相邻竖直线之间的距离基于第一、第二和第三行星齿轮单元26、28和30的传动比ρ1、ρ2和ρ3确定。
在共线图上的竖直线之间的关系中，如果太阳齿轮和行星架之间的间距是与值“1”相对应的距离，则行星架和齿圈之间的间距是与行星齿轮单元的传动比ρ相对应的距离。就是说，对于差动部分11，竖直线Y1和Y2之间的间距是与值“1”相对应的距离，而竖直线Y2和Y3之间的间距是与值“ρ”相对应的距离。另外，对于自动变速部分20中的第一、第二和第三行星齿轮单元26、28和30中的各个，太阳齿轮和行星架之间的间距是与值“1”相对应的距离，而行星架和齿圈之间的间距是与传动比ρ相对应的距离。
使用图3的共线图表示结构，本实施例的变速机构10采用包括动力分配机构16(无级变速部分11)的结构形式。对于动力分配机构16，差动部分行星齿轮单元24具有：第一旋转元件RE1(差动部分行星架CA0)，其连接到输入轴14，即连接到发动机8，同时通过切换离合器C0选择性地连接到第二旋转元件RE2(差动部分太阳齿轮S0)；第二旋转元件RE2，其连接到第一电动机M1，同时通过切换制动器B0选择性地连接到壳体12；以及第三旋转元件RE3(差动部分齿圈R0)，其连接到动力传递部件18和第二电动机M2。于是，输入轴14的旋转通过动力传递部件18传递(输入)到自动变速部分(有级变速部分)20。经过线Y2和X2之间交点的倾斜直线L0表示差动部分太阳齿轮S0和差动部分齿圈R0的转速之间的相互关系。
例如，当切换离合器C0和切换制动器B0分离时，变速机构10被切换到无级变速状态(差动状态)。在此情况下，控制第一电动机M1的转速使得由直线L0和竖直线Y1之间交点表示的差动部分太阳齿轮S0的转速升高或降低。在这种状态下，如果受车速V限制的差动部分齿圈R0的转速保持在几乎固定水平，则由直线L0和竖直线Y2之间交点表示的差动部分行星架CA0的转速升高或降低。
在切换离合器C0被接合以将差动部分太阳齿轮S0和差动部分行星架CA0彼此联接时，动力分配机构16进入非差动状态，其中使三个旋转元件作为一个单元成一体地旋转。于是，直线L0匹配横线X2，使得动力传递部件18以与发动机转速NE相同的转速旋转。
相反，在切换制动器B0被接合以停止差动部分太阳齿轮S0的旋转时，动力分配机构16进入非差动状态以用作增速机构。于是，直线L0呈现如图3所示的状态，在该状态下由直线L0和竖直线Y3之间的交点表示的差动部分齿圈R0的旋转(即动力传递部件18的旋转)在高于发动机转速NE的转速下被输入到自动变速部分20。
对于自动变速部分20，第四旋转元件RE4通过第二离合器C2选择性地连接到动力传递部件18，并且通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12，而第六旋转元件RE6通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12。第七旋转元件RE7连接到输出轴22，而第八旋转元件RE8通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递部件18。
如图3所示，对于自动变速部分20，在第一离合器C1和第三制动器B3接合时，一档下输出轴22的转速由倾斜直线L1和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。在此，倾斜直线L1经过表示第八旋转元件RE8转速的竖直线Y8和水平线X2之间的交点、以及表示第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6和水平线X1之间的交点。
类似地，二档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二制动器B2接合时所确定的倾斜直线L2和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。三档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第一制动器B1接合时所确定的倾斜直线L3和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。四档下输出轴22的转速由第一离合器C1和第二离合器C2接合时所确定的水平直线L4和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
对于一档至四档，切换离合器C0保持接合。因此，驱动力从差动部分11(即动力分配机构16)施加到以与发动机转速NE相同的转速旋转的第八旋转元件RE8。然而，如果切换制动器B0代替切换离合器C0被接合，则驱动力从差动部分11施加到以高于发动机转速NE的转速旋转的第八旋转元件RE8。于是，水平线L5和竖直线Y7之间的交点表示五档下输出轴22的转速。在此，水平线L5是在第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0接合时确定，而竖直线Y7表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。
图4示例性示出了施加到电子控制装置40的各种输入信号以及从电子控制装置40获得的各种输出信号，所述电子控制装置40用作根据本发明的用于控制形成混合动力车辆动力传递装置一部分的变速机构10的控制装置。电子控制装置40包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微计算机。在微计算机利用ROM的临时数据存储功能根据预先存储在ROM中的程序来执行信号处理时，进行混合动力驱动控制以控制发动机8以及第一电动机M1和第二电动机M2，同时执行诸如自动变速部分20的变速控制之类的驱动控制。
电子控制装置40被施加有如图4中所示来自各种传感器和开关的各种输入信号。这些输入信号包括：表示发动机冷却水温度TEMPW的信号；表示所选变速位置PSH的信号；表示第一电动机M1的转速NM1(下文称作“第一电动机转速NM1”)的信号，其由诸如分解器(resolver)的转速传感器44(参见图1)检测；表示第二电动机M2的转速NM2(下文称作“第二电动机转速NM2”)的信号，其由转速传感器44(参见图1)检测；表示发动机8的转速的发动机转速NE的信号；表示传动比列的设定值的信号；指示“M”模式(手动变速驱动模式)的信号；表示空调等工作的空调信号；以及表示与输出轴22的转速NOUT相对应的车速V的信号，其由车速传感器46(参见图1)检测，等。
除上述输入信号外，电子控制装置40还被施加有各种其它输入信号。这些输入信号包括：表示自动变速部分20的工作油温度的工作油温度信号；表示驻车制动器被操作的信号；表示脚踏制动器被操作的信号；表示催化剂温度的催化剂温度信号；表示与驾驶员所请求的输出要求值相对应的加速踏板位移值Acc的加速器开度信号；凸轮角度信号；表示雪地模式被设定的雪地模式设定信号；表示车辆的纵向加速度的加速度信号；表示车辆在自动巡航模式下运行的自动巡航信号；表示车辆重量的车辆重量信号；表示各驱动轮的轮速的驱动轮速度信号；表示发动机8的空燃比A/F的信号；以及表示节气门开度θTH的信号等。转速传感器44和车速传感器46除了可以检测转速以外还可以检测转向。当自动变速部分20在车辆运行期间置于空档位置时，车速传感器46检测车辆的向前方向。
电子控制装置40产生施加到发动机输出控制设备43(参见图6)的各种控制信号，用于控制发动机输出。这些控制信号例如包括：施加到节气门致动器97以用于控制配置在发动机8进气歧管95中的节气门96的开度θTH的驱动信号、施加到燃料喷射装置98以用于控制供应到发动机8的各个气缸的燃料量的燃料供应量信号、施加到点火装置99以用于指示发动机8的点火正时的点火信号、用于调节增压器压力水平的增压器压力调节信号；用于致动电动空调的电动空调驱动信号；以及用于指示第一电动机M1和第二电动机M2工作的指令信号。
除上述控制信号之外，电子控制装置40产生各种输出信号。这些输出信号包括：用于激活变速指示器的变速位置(所选操作位置)显示信号；用于提供传动比显示的传动比显示信号；用于提供雪地模式工作下的显示的雪地模式显示信号；用于致动ABS致动器以防止驱动轮在制动作用期间打滑的ABS致动信号；用于显示M模式被选择的M模式显示信号；用于致动液压操作控制回路42(参见图6)中所包含的电磁阀以控制差动部分11和自动变速部分20的液压操作摩擦接合装置的液压致动器的阀指令信号；用于致动用作液压操作控制回路42的液压源的液压泵的驱动指令信号；用于驱动电动加热器的信号；以及施加到巡航控制计算机的信号等。
图5的视图示出用作切换装置的变速操作装置48的一个示例，其可手动操作以选择多个变速位置PSH中的一个。变速操作装置48包括变速杆49，该变速杆例如安装在驾驶员座椅旁边以被手动地操作来选择多个变速位置中的一个。
变速杆49的结构布置成选择性地在手动操作中变速，以设定到以下位置之一：驻车位置“P”(驻车)，在此位置下将变速机构10(即，自动变速部分20)置于空档状态下以中断变速机构10(即自动变速部分20)的动力传递路径；反向驱动运行位置“R”(倒档)，用于使车辆在反向驱动模式下运行；空档位置“N”(空档)，用于建立中断变速机构10的动力传递路径的空档状态；向前驱动自动变速位置“D”(驱动)，用于在可以利用变速机构10变速的总速比γT的变化范围内执行自动变速控制；以及向前驱动手动变速位置“M”(手动)，在此位置下建立手动变速运行模式(手动模式)以设定所谓的变速范围，其限制在执行自动变速控制期间高速范围中的变速档位。
例如，与变速杆49被手动操作到各个变速位置PSH相关联，液压控制回路42被电气地切换，以建立图2的接合工作表中所示的各个档位，例如反向驱动位置“R”、空档位置“N”和向前驱动位置“D”。
在覆盖“P”到“M”位置的各个变速位置PSH之中，“P”和“N”位置表示在不希望车辆运行时所选择的非运行位置。为选择“P”和“N”位置，例如如图2的接合工作表中所示，第一离合器C1和第二离合器C2都分离，并选择非驱动位置以将动力传递路径置于动力切断状态(即，中断状态)。这导致自动变速部分20的动力传递路径被中断，从而禁止车辆被驱动。
“R”、“D”和“M”位置表示在使车辆运行时所选择的运行位置。这些变速位置还表示当将动力传递路径切换到动力传递状态时所选择的驱动位置，在该动力传递状态下，例如如图2的接合工作表中所示，第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个被接合。在选择了这些变速位置的情况下，自动变速部分20的动力传递路径被连接以使得车辆能够被驱动。
更具体而言，在变速杆49从“P”位置或“N”位置手动操作到“R”位置时，第二离合器C2接合，以便使自动变速部分20的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。在变速杆49从“N”位置手动操作到“D”位置时，至少第一离合器C1接合，使得自动变速部分20的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。
在变速杆49从“R”位置手动操作到“P”位置或“N”位置时，第二离合器C2分离，使得自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。在变速杆49从“D”位置手动操作到“N”位置时，第一离合器C1和第二离合器C2分离，使得自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。
图6是示出由电子控制装置40执行的控制功能的主要部分的功能框图。在图6中，有级变速控制装置54用作用于使自动变速部分20变速的变速控制装置。例如，有级变速控制装置54基于由车速V和用于自动变速部分20的需求输出转矩TOUT所表示的车辆状况，参考预先存储在存储装置56中如图7中所示用实线和单点划线所绘出的关系(包括变速图和变速映射)，来判断是否执行自动变速部分20的变速。
就是说，有级变速控制装置54判断自动变速部分20应该换至的变速位置，由此使自动变速部分20执行变速以获得所判断出的变速位置。当这发生时，有级变速控制装置54输出指令(变速输出指令)到液压控制回路42，用于接合和/或分离除切换离合器C0和切换制动器B0之外的液压操作摩擦接合装置，从而按照例如图2所示接合工作表实现期望的变速位置。
在变速机构10的无级变速状态(即，差动部分11的差动状态)下，混合动力控制装置52使发动机8在高效率工作区域中运转。同时，混合动力控制装置52使发动机8和第二电动机M2以变化的分配比例输送驱动力，并使第一电动机M1以变化的比例产生电力从而以最优化值产生反作用力，由此控制置于电控无级变速器中的差动部分11的速比γ0。
例如，在车辆以当前车速运行期间，混合动力控制装置52参考一起表示驾驶员所期望的输出需求值的加速踏板位移量Acc和车速V来计算车辆的目标(需求)输出。然后，混合动力控制装置52基于该目标输出和车辆的充电请求值来计算需求的总目标输出。为了获得总目标输出，混合动力控制装置52在考虑动力传递损失、作用在辅助单元上的负荷以及第二电动机M2的辅助转矩等的情况下，计算目标发动机输出。然后，混合动力控制装置52控制发动机8以提供能够获得目标发动机输出的发动机转速NE和发动机转矩TE，同时控制第一电动机M1来以合适的动力比例产生电力。
混合动力控制装置52考虑到自动变速部分20的档位来执行混合动力控制，从而获得动力性能和改进的燃料消耗。在这种混合动力控制期间，使差动部分11用作电控无级变速器，以便使得为了使发动机8高效工作而确定的发动机转速NE与基于车速V和自动变速部分20的所选择档位所确定的动力传递部件18的转速相匹配。
为此，混合动力控制装置52中预先存储有在实验基础上预先确定的发动机8的最优燃料经济性曲线(包括燃料经济性映射和相关关系)，从而当车辆在无级变速状态下运行期间，在以例如包括发动机转速NE和发动机8的输出转矩(发动机转矩)TE为参数的二维坐标上车辆具有折中的驱动性和燃料经济性性能。
为了使发动机8在这种最优燃料经济性曲线上工作，确定变速机构10的总速比γT的目标值以获得用于产生需求发动机输出的发动机转矩TE和发动机转速NE，从而满足例如目标输出(总目标输出和需求驱动力)。为实现这样的目标值，混合动力控制装置52控制差动部分11的速比γ0，同时将总速比γT控制在例如从13到0.5的可变变速范围内。
在这样的混合动力控制中，混合动力控制装置52允许由第一电动机M1产生的电能能够通过逆变器58供应到电池(蓄电装置)60和第二电动机M2。这允许从发动机8输送的驱动力的主要部分被机械地传递到动力传递部件18，而发动机驱动力的其余部分被输送到第一电动机M1并被其消耗以转换成电力。所得到的电能通过逆变器58供应到第二电动机M2，从而第二电动机M2被驱动以提供用于输送到动力传递部件18的驱动力。在产生电能的操作和使第二电动机M2消耗电能的操作中涉及的设备建立了电气路径，其中从发动机8输送的驱动力的一部分被转换成电能，该电能又被转换成机械能。
混合动力控制装置52在功能上包括发动机输出控制装置，用于执行发动机8的输出控制以提供需求发动机输出。该发动机输出控制装置允许节气门致动器97执行节气门控制以可控地打开或关闭电子节气门96。此外，该发动机输出控制装置输出指令到发动机输出控制设备43，以使燃料喷射装置98控制燃料喷射量和燃料喷射正时以用于执行燃料喷射控制，同时允许点火装置99(例如点火器等)控制点火正时以进行点火正时控制。这些指令以单一模式或组合模式输出。例如，混合动力控制装置52基本上参考未示出的预先存储的关系响应于加速器开度信号Acc来驱动节气门致动器97，以执行节气门控制，以便使加速器开度Acc越大，节气门开度θTH将越大。
图7中所示实线A表示发动机驱动区域和电动机驱动区域之间的边界线，该边界线用以选择性地切换发动机8和电动机(即，例如第二电动机M2)作为使车辆执行起动/运行(以下称为“运行”)的驱动力源。换言之，该边界线用于切换所谓的发动机驱动模式和所谓的电动机驱动模式，在所述发动机驱动模式中使用发动机8作为使车辆起动/运行(以下称为“运行”)的运行驱动力源，在所述电动机驱动模式中使用第二电动机M2作为使车辆运行的驱动力源。
具有用于在发动机驱动区域和电动机驱动区域之间切换的图7中所示的边界线(实线A)的预先存储的关系表示二维坐标系上形成的驱动力源切换图(驱动力源映射)的一个示例，该二维坐标系包括诸如车速V和代表驱动力相关值的输出转矩TOUT的参数。存储装置56预先存储此驱动力源切换图以及例如由图7中的实线和单点划线表示的变速图(变速映射)。
混合动力控制装置52例如参考图7中所示驱动力源切换图基于由车速V和需求转矩输出TOUT表示的车辆状况来确定应该选择电动机驱动区域和发动机驱动区域中的哪一个区域，由此执行电动机驱动模式或发动机驱动模式。于是，从图7清楚可见，混合动力控制装置52在较低输出转矩TOUT(即，低发动机转矩TE)时(此时一般认为发动机效率低于高转矩区域)或者在车速V的较低车速范围(即在低负荷区域下)，执行电动机驱动模式。
在这样的电动机驱动模式期间，混合动力控制装置52使差动部分11工作以执行电控CVT功能(差动功能)以用于控制第一电动机转速NM1为负转速(即，怠速)，以将发动机转速NE维持为零或接近于零的水平，由此最小化保持在停机状态下的发动机8的拖滞以提供改进的燃料经济性。
混合动力控制装置52包括发动机起动停止控制装置66，所述发动机起动停止控制装置66将发动机8的工作状态在驱动状态和停止状态之间切换，以选择发动机驱动模式和电动机驱动模式之一。这里所使用的术语“切换”指起动或停止发动机8工作的操作。当混合动力控制装置52例如参考图7所示的驱动力源切换图基于车辆状况进行工作以确定需要切换电动机驱动模式和发动机驱动模式时，发动机起动停止控制装置66进行工作以起动或停止发动机8。
如果加速踏板在工作中被压下而导致需求发动机输出转矩TOUT增大，则车辆状况如图7中实线B上点“a”→点“b”所示的变化而从电动机驱动区域改变到发动机驱动区域。当这发生时，发动机起动停止控制装置66打开第一电动机M1以升高第一电动机转速NM1。就是说，使第一电动机M1作为起动机工作。这使得发动机8在发动机转速NE增大的情况下起动。在这种操作期间，发动机起动停止控制装置66使点火装置99在给定的发动机转速NE′处(例如在能够自主旋转的发动机转速NE处)开始点火，之后混合动力控制装置52将电动机驱动模式切换到发动机驱动模式。
在这种操作期间，发动机起动停止控制装置66可以使第一电动机转速NM1立即升高以用于增大发动机转速NE直到给定发动机转速NE′为止。这可以立即避免公知的从保持在怠速转速NIDLE之下的发动机转速区域的谐振区域的出现，由此抑制发动机8在其起动时振动的可能性。
如果松开加速踏板而使需求发动机输出转矩TOUT降低，则车辆状况如图7中实线B上点“b”→点“a”所示的另一变化而从发动机驱动区域变到电动机驱动区域。当这发生时，发动机起动停止控制装置66使燃料喷射装置98中断对发动机8的燃料供应。就是说，执行燃料切断操作以停止发动机8。这样，混合动力控制装置52将发动机驱动模式切换到电动机驱动模式。在这种操作期间，发动机起动停止控制装置66可以进行工作来立即降低第一电动机转速NM1，以用于立即将发动机转速NE降低到零或接近于零的水平。这立即避免发动机8进入谐振区域，由此抑制发动机8在其起动时振动的可能性。
在可替代方案中，发动机起动停止控制装置66可以通过执行降低第一电动机转速NM1的工作以在为了在给定发动机转速NE′处实现燃料切断操作而执行的燃料切断操作之前的阶段降低发动机转速NE，来停止发动机8。
另外，即使在发动机驱动区域中，混合动力控制装置52也可以进行工作以便允许向第二电动机M2供应由第一电动机M1产生的电能和/或经由上述电气路径从电池60输送的电能。这使得第二电动机M2被驱动来执行转矩辅助操作以辅助发动机8的驱动力。于是，对于所示实施例，术语“发动机驱动模式”可以指覆盖发动机驱动模式和电动机驱动模式相结合的工作。
另外，混合动力控制装置52可以使差动部分11执行电控CVT功能，通过该功能可以将发动机8维持在工作状态下，而不受车辆处于停止状态或低速状态的约束。例如，如果在车辆停止期间电池60的充电状态SOC降低从而需要第一电动机M1产生电力，则发动机8的驱动力驱动第一电动机M1以在第一电动机M1的转速增大的状态下产生电力。于是，即使由车速V唯一确定的第二电动机转速NM2由于车辆的停止状态而为零(接近于零)，动力分配机构16也执行差动作用，这使得发动机转速NE维持在超出自主转速之上的水平。
混合动力控制装置52进行工作来使差动部分11执行电控CVT功能，以用于控制第一电动机转速NM1和第二电动机转速NM2来将发动机转速NE维持在任意水平，而不受车辆保持在停止或运行状态下的约束。从图3所示共线图将理解到，例如，当升高发动机转速NE时，混合动力控制装置52进行工作来将受车速V限制的第二电动机转速NM2保持在几乎恒定的水平，同时提高第一电动机转速NM1。
在将变速机构10置于有级变速状态时，增速档位判定装置62判定切换离合器C0和切换制动器B0中哪一个应当被接合。为此，增速档位判定装置62例如基于车辆状况并且根据预先存储在存储装置56中的图7所示变速图进行工作，以判定变速机构10应当换到的档位是否是增速档位(即，例如五档)。
切换控制装置50基于车辆状况切换差动状态切换装置(切换离合器C0和切换制动器B0)的接合/分离状态，由此在无级变速状态和有级变速状态之间，即在差动状态和锁止状态之间，选择性地进行切换。例如，切换控制装置50基于由车速V和需求输出转矩TOUT表示的车辆状况并参考预先存储在存储装置56中且在图7中由虚线和双点划线示出的关系(变速图和变速映射)来进行工作，由此判定是否应该切换变速机构10(差动部分11)的变速状态。就是说，进行工作以判定处于将变速机构10置于无级变速状态的无级变速控制区域还是处于将变速机构10置于有级变速状态的有级变速控制区域。这允许进行工作以用于确定待在变速机构10中切换的变速状态，由此将变速状态选择性地切换到无级变速状态和有级变速状态之一。
更具体而言，如果判定出变速机构10处于有级变速控制区域，则切换控制装置50输出信号到混合动力控制装置52以用于禁止或中断混合动力控制或者无级变速控制，同时允许有级变速控制装置54执行已预先确定的用于有级变速操作的变速。当这发生时，有级变速控制装置54允许自动变速部分20例如根据预先存储在存储装置56中且如图7所示的变速图进行自动变速。
例如，图2所示预先存储在存储装置56中的接合工作表表示在这种变速操作中选择的液压操作摩擦接合装置(即离合器C0、C1和C2以及制动器B0、B1、B2和B3)的工作组合。就是说，变速机构10(即差动部分11和自动变速部分20)整体上用作所谓的有级自动变速器，由此根据图2所示的接合工作表来建立档位。
例如，如果增速档位判定装置62判定出应选择第五档位，则变速机构10整体上可以获得在整体上具有低于“1.0”速比的增速档位上的所谓超速档位。为此，切换控制装置50输出指令到液压操作控制回路42以分离切换离合器C0并接合切换制动器B0，从而允许差动部分11用作具有固定速比γ0(例如，等于“0.7”的速比γ0)的辅助动力变速器。
如果增速档位判定装置62判定出不应选择第五档位，则变速机构10整体上可以获得具有“1.0”或更大速比的减速档位。为此，切换控制装置50输出另一指令到液压操作控制回路42以用于接合切换离合器C0并分离切换制动器B0，从而允许差动部分11用作具有固定速比γ0(例如，等于“1”的速比γ0)的辅助动力变速器。
因而，切换控制装置50将变速机构10切换到有级变速状态，在该有级变速状态下进行工作以将两种档位选择性地切换到任一个档位。在使差动部分11工作以用作辅助动力变速器而同时使与差动部分11串联连接的自动变速部分20工作以用作有级变速器的情况下，变速机构10整体上工作以用作所谓的有级自动变速器。
相反，如果切换控制装置50判定出变速机构10保持在需要切换到无级变速状态的无级变速控制区域中，则变速机构10整体上可以获得无级变速状态。为此，切换控制装置50输出指令到液压操作控制回路42以用于分离切换离合器C0和切换制动器B0两者，以便将差动部分11置于无级变速状态，从而能够执行无级变速操作。同时，切换控制装置50输出信号到混合动力控制装置52以用于允许执行混合动力控制，而同时输出给定信号到有级变速控制装置54。这里所使用的术语“给定信号”指的是将变速机构10固定到用于预定无级变速状态的档位的信号，或者用于允许自动变速部分20例如根据预先存储在存储装置56中的图7中所示变速图进行自动变速的信号。
在此情况下，有级变速控制装置54通过执行图2的接合工作表中所示的除了接合切换离合器C0和切换制动器B0的操作之外的操作来进行自动变速。这使得切换控制装置50将差动部分11切换到无级变速状态而用作无级变速器，而同时使与差动部分11串联连接的自动变速部分20工作以用作有级变速器。这允许获得具有合适大小的驱动力。同时，输入到自动变速部分20的转速(即，动力传递部件18的转速)对于自动变速部分20的一档、二档、三档和四档中每个档位连续地改变，从而能够在无级变化速比范围中获得相应档位。因此，由于速比在相邻档位上可连续变化，所以变速机构10整体上可以获得无级变化模式下的总速比γT。
现在，将更详细说明图7。图7的视图示出预先存储在存储装置56中的关系(变速图和变速映射)，基于该关系确定自动变速部分20的变速，该视图示出在二维坐标系上绘制出的变速图的一个示例，该二维坐标系具有包括车速V和表示驱动力相关值的需求输出转矩TOUT的参数。在图7中，实线表示升档线，而单点划线表示降档线。
在图7中，虚线表示用于由切换控制装置50判定有级控制区域和无级控制区域的判定车速V1和判定输出转矩T1。就是说，虚线表示：高车速判定线，其形成表示用于判定混合动力车辆的高速运行状态的预定高速驱动判定线的一系列判定车速V1；以及高输出驱动判定线，其形成表示预定高输出驱动判定线的一系列判定输出转矩T1，该预定高输出驱动判定线用于判定与混合动力车辆的驱动力相关的驱动力相关值。这里所用的术语“驱动力相关值”指的是用于确定自动变速部分20的高输出驱动以在高输出下提供输出转矩而预设的判定输出转矩T1。
如图7的双点划线所示，与虚线不同地，提供了对于有级变速控制区域和无级变速控制区域进行判定的滞后。就是说，图7表示按照包括车速V和输出转矩TOUT(包括判定车速V1和判定输出转矩T1)的参数的预先存储的变速图(切换图和关系)，切换控制装置50基于所述变速图对于变速机构10属于有级变速控制区域和无级变速控制区域中哪一个区域进行判定。
存储装置56可以预先存储包括这种变速图的变速映射。而且，变速图可以是包括判定车速V1和判定输出转矩T1中至少一个的类型，并且可以包括取车速V和输出转矩TOUT中的任一个作为参数的预先存储的变速图。
变速图、切换图或驱动力源切换图等可以不以映射的形式存储，而以在当前车速V与判定车速V1之间进行比较的判定公式以及在输出转矩TOUT与判定输出转矩T1之间进行比较的另一判定公式等形式存储。在此情况下，当车辆状况例如实际车速超过判定车速V1时，切换控制装置50将变速机构10置于有级变速状态。此外，当车辆状况例如自动变速部分20的输出转矩TOUT超过判定输出转矩T1时，切换控制装置50将变速机构10置于有级变速状态。
当用于使差动部分11作为电控无级变速器工作的诸如电动机等的电气控制设备中出现故障或功能降低时，切换控制装置50可以构造成优先将变速机构10置于有级变速状态，从而即使变速机构10保持在无级控制区域中仍确保车辆运行。这里所用的术语“电气控制设备中出现故障或功能降低”指的是以下车辆状况：在与从第一电动机M1产生电能的工作和将这样的电能转换成机械能的工作中涉及的电气路径相关联的设备中出现功能降低；就是说，在第一电动机M1、第二电动机M2、逆变器58、电池60和将这些部件相互连接的传递路径中出现由损坏或低温引起的故障或功能降低。
这里所用的上述术语“驱动力相关值”指的是与车辆的驱动力以一对一的关系相对应的参数。这样的参数可以不仅包括输送到驱动轮38的驱动转矩或驱动力，也可以是：自动变速部分20的输出转矩TOUT；发动机输出转矩TE；车辆加速度值；例如基于例如加速器操作量或节气门开度θTH(或进气量、空燃比或燃料喷射量)和发动机转速NE计算出的发动机输出转矩TE的实际值(例如发动机输出转矩TE)；或者例如基于由驾驶员致动的加速踏板位移值或节气门开度等计算出的发动机输出转矩TE或需求车辆驱动力的估计值等。此外，驱动转矩可以参考输出转矩TOUT等考虑差动比和各驱动轮38的半径计算出，或者可以使用转矩传感器等直接检测出。这对于上述其它转矩都是适用的。
例如，在车辆以高速运行期间变速机构10在无级变速状态下工作会导致燃料经济性的恶化。为解决这样的问题，将判定车速V1确定为在车辆高速运行时可以使得变速机构10在有级变速状态下工作的值。另外，将判定转矩T1确定为防止第一电动机M1的反作用转矩在车辆以高输出运行期间覆盖发动机高输出区域的值。就是说，例如根据第一电动机M1的特性将判定转矩T1确定为可能使最大电能输出减小从而使安装的第一电动机M1小型化的值。
图8表示预先存储在存储装置56中的切换图(切换映射和关系)，该切换图具有边界线形式的发动机输出线，以允许切换控制装置50使用包括发动机转速NE和发动机转矩TE的参数判定基于有级控制区域和无级控制区域的区域。切换控制装置50可以参考图8所示的切换图代替图7所示的切换图，基于发动机转速NE和发动机转矩TE来进行工作。就是说，切换控制装置50可以判定由发动机转速NE和发动机转矩TE表示的车辆状况是处于有级控制区域还是处于无级控制区域。
另外，图8也是概念图，基于该图产生如图7中所示的虚线。换言之，图7中的虚线也是基于图8所示关系图(映射)在按照包括车速V和输出转矩TOUT的参数的二维坐标系上重绘的切换线。
如图7所示关系示出，将有级控制区域设定为位于其中输出转矩TOUT大于预定的判定输出转矩T1的高转矩区域中，或者其中车速V大于预定的判定车速V1的高车速区域中。因此，在发动机8在较高转矩下运行的高驱动转矩区域中或车速保持在较高车速区域时，实现有级变速驱动模式。另外，在发动机8在较低转矩下运行的低驱动转矩区域中或车速保持在较低车速区域时，即，在发动机8在通常使用的输出区域中工作的阶段期间，实现无级变速驱动模式。
类似地，如图8所示的关系所示，有级控制区域被设定为位于其中发动机转矩TE超过预定的给定值TE1的高转矩区域、其中发动机转速NE超过预定的给定值NE1的高转速区域、或者其中基于发动机转矩TE和发动机转速NE计算出的发动机输出大于给定值的高输出区域。因此，在发动机8的较高转矩、较高转速或较高输出下，实现有级变速驱动模式。在发动机8的较低转矩、较低转速或较低输出下，即在发动机8的通常使用的输出区域中，实现无级变速驱动模式。图9中所示的有级控制区域和无级控制区域之间的边界线与作为一系列高车速判定值的高车速判定线和作为一系列高输出驱动判定值的高输出驱动判定值相对应。
利用这样的边界线，例如当车辆在低/中速和低/中输出下运行期间，将变速机构10置于无级变速状态以确保车辆具有改进的燃料经济性性能。在实际车速V超出判定车速V1的车辆高速运行期间，将变速机构10置于作为有级变速器工作的有级变速状态。此时，发动机8的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮38。这抑制了当使变速机构10用作电控无级变速器时所产生的驱动力与电能之间的转换损失，从而改善了燃料消耗。
当车辆在诸如输出转矩TOUT等的驱动力相关值超出判定转矩T1的高输出驱动模式下运行期间，变速机构10被置于用作有级变速器的有级变速状态。此时，发动机8的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮38。在此情况下，在车辆的低/中速运行区域和低/中输出运行区域中使电控无级变速器工作。这能够减小由第一电动机M1产生的电能的最大值，即，减小由第一电动机M1传递的电能的最大值，由此使第一电动机M1自身或包括这种部件的车辆动力传递装置在结构上进一步小型化。
另外，根据另一观点，当车辆在这种高输出驱动模式下运行时，驾驶员更多地关注对驱动力的需求而较少关注对里程数的需求，于是将变速机构10切换到有级变速状态(固定变速状态)，而不是无级变速状态。利用这样的切换操作，驾驶员能够享受发动机转速NE的波动，即，例如图9所示的由有级自动变速运行模式中的升档引起的发动机转速NE的节奏性变化。
这样，该实施例的差动部分11(变速机构10)可以选择性地切换到无级变速状态和有级变速状态(固定变速状态)之一。切换控制装置50基于车辆状况进行工作以判定差动部分11待切换到的变速状态，由此使得变速状态选择性地切换到无级变速状态和有级变速状态中的任一个。对于第一实施例，发动机起动停止控制装置66起动或停止发动机8，以便使混合动力控制装置52可以基于车辆状况进行工作以切换发动机驱动模式和电动机驱动模式。
虽然发动机8基本上被供应汽油作为燃料，但是可能有乙醇以一定比例与汽油燃料混合。在此情况中，发动机8的特性由于混入乙醇而改变。因此，为了改善燃料消耗，需要改变变速机构10被切换到无级变速状态或有级变速状态的条件。
因此，当乙醇与供给到发动机8的燃料混合时，执行控制工作以按照所得到的燃料改善混合动力车辆的燃料消耗。以下，将说明这种控制工作。
回到图6，燃料供给判定装置80判定混合动力车辆的燃料箱70中的燃料的量是否增加。这是因为如果燃料箱70中的燃料并没有增加，则不可能发生乙醇的混合比随着燃料种类的变化而被改变。更具体而言，在此，响应于例如来自用于检测燃料箱70中的油量的燃料计72的信号而判断燃料箱70中的燃料有没有增加。另外，燃料供给判定装置80可以构造成在检测到用于封闭燃料箱70的燃料注入口的燃料注入口盖74打开以用于额外供给燃料的情况下做出燃料箱70中的燃料增加的判定。
动力传递部件18、第一电动机M1和发动机8经由差动部分行星齿轮单元24相互连接。因此，在发动机驱动模式期间变速机构10置于无级变速状态的情况下，动力传递部件18以给定转速旋转，并且因此第一电动机M1输出反抗发动机转矩TE的反作用转矩。通过得出这种反作用转矩，可以获得发动机转矩TE。为此，内燃机输出转矩检测装置82基于流过第一电动机M1的电流的值而检测反抗反作用转矩的第一电动机M1的输出转矩TM1(以下称为“第一电动机转矩TM1”)。该电流值基于施加至逆变器58的控制变量而获得。
内燃机输出转矩检测装置82基于第一电动机转矩TM1和传动比ρ0等计算发动机转矩TE。尤其，当发动机转矩TE和第一电动机转矩TM1都不是零而保持在平衡状态中时，即，在车辆的稳定运行状态期间，发动机转矩TE可以使用以下表达的公式(1)计算。而且，公式(1)的右边标以负号(-)，这是因为第一电动机转矩TM1定向成与发动机转矩TE相反。
TE＝-TM1×(1+ρ0)/ρ0...(1)
图10是示出在使用汽油作为燃料时发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系的曲线图。发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系可以基于通过图10中的粗实线所描绘的基线特征在由单点划线表示的变化容许范围内改变。变速机构10考虑到这种关系而设计。
当燃料种类由于试图将乙醇与供给到发动机8的汽油混合而改变时，发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系从上述基线特征偏离。例如燃料改变判定装置84预先存储图10中所示的基线特征作为当仅汽油用作燃料时使用的特征。
当由内燃机输出转矩检测装置82计算出的发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系从相对于上述基线特征考虑到汽油特性的变化所限定的给定容许范围偏离时，燃料改变判定装置84做出乙醇与燃料混合的判断，从而做出燃料种类改变的肯定判定。
例如，如果乙醇以给定混合比与汽油混合，则所得到的燃料趋向于具有增大的辛烷值。由于增大的辛烷值，发动机8较不易于受到爆震，且被控制成使点火正时提前。在加速器开度Acc保持恒定的情况下，发动机转矩TE沿着显著增大的方向偏离。
当燃料改变判定装置84做出燃料种类改变的肯定判定时，燃料种类判定装置86基于由内燃机输出转矩检测装置82计算出的、从上述基线特征偏离的发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系来推定乙醇的混合比。例如，如果偏差和乙醇的混合比之间的关系预先根据实验获得以用于预先存储，则燃料种类判定装置86可以基于这种关系而进行工作，由此能够推定乙醇的混合比。
当燃料改变判定装置84做出肯定判定时，差动机构切换条件改变装置88以如图7中所示的箭头AR1和AR2所示的方式改变判定车速V1和判定输出转矩T1。判定车速V1和判定输出转矩T1形成用于判定是否将用作差动机构的动力分配机构16切换到非差动状态(锁定状态)或差动状态(非锁定状态)的切换条件。判定车速V1和判定输出转矩T1表示用于对如图7所示的有级控制区域和无级控制区域进行划界的边界值。差动机构切换条件改变装置88改变判定车速V1和判定输出转矩T1，以使得通过燃料种类判定装置86推定出的乙醇的混合比越高，则判定车速V1和判定输出转矩T1将越低。
例如，从改善燃料消耗的观点来看，有级控制区域的优点是第一电动机M1具有较小的动力消耗，但是其缺点是发动机8几乎不在最优燃料消耗曲线上工作。无级控制区域的优点是发动机8能够在最优燃料消耗曲线上工作，但是其缺点是第一电动机M1具有增加的动力消耗。
考虑到这些优点和缺点，即，在变速机构10的效率和发动机8的效率二者影响燃料消耗方面的综合观点，确定改变后的判定车速V1和判定输出转矩T1以改善燃料消耗。
为了确定乙醇的混合比而需要被确定的判定车速V1和判定输出转矩T1预先根据实验获得以被存储在差动机构切换条件改变装置88中。判定车速V1和判定输出转矩T1的改变可以依据乙醇的混合比而连续执行或步进式地执行。另外，图7中所示的升档线和降档线可以通过判定车速V1和判定输出转矩T1的改变而被改变。
从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音(muffled sound)等观点，判定车速V1和判定输出转矩T1可以依据燃料的种类(即，乙醇的混合比)在一定的限制范围内改变。
如果燃料改变判定装置84做出否定判定，则差动机构切换条件改变装置88并不进行工作来改变判定车速V1和判定输出转矩T1。
内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和差动机构切换条件改变装置88可以与燃料供给判定装置80的判定无关地进行工作。然而，为了减小电子控制装置40的控制负荷，这些组成部件可以仅在燃料供给判定装置80做出否定判定时进行工作。
图11的流程图示出电子控制装置40执行的主要控制工作的基本顺序，即，当乙醇与燃料混合时用于改善燃料消耗的控制工作的基本顺序。这种基本顺序以极短的、例如为几毫秒至几十毫秒的量级的循环时间重复进行。
首先，在与燃料供给判定装置80相对应的步骤(以下将省略“步骤”二字)SA1中，执行操作以判定在混合动力车辆的燃料箱70中燃料是否增加。如果做出肯定判定，则操作进入SA2；而如果做出否定判定，则该流程图中的控制工作终止。
更具体而言，响应于例如从检测燃料箱的油量的燃料计72输送的信号来判定燃料箱70中的燃料有没有增加。另外，可替代方案可以布置成响应于检测到燃料箱70的燃料盖74被打开以用于供给燃料而判定燃料箱70中的燃料增加。
在与内燃机输出转矩检测装置82相对应的SA2中，基于流过第一电动机M1的电流的值来检测表示上述反作用转矩的第一电动机转矩TM1，所述电流的值是基于施加至逆变器58的控制变量而获得的。然后基于第一电动机转矩TM1和传动比ρ0等计算出发动机转矩TE。尤其，当发动机转矩TE和第一电动机转矩TM1都不是零而保持在平衡状态中时，即，在稳定运行状态期间，发动机转矩TE可以使用上述的公式(1)计算。
在与燃料改变判定装置84和燃料种类判定装置86相对应的SA3中，执行操作以判定在SA2中计算出的发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系是否从图10中所示的预先存储的基线特征偏离而超出考虑到汽油特性的变化给出的给定容许范围。如果存在这种偏离关系，则做出乙醇与燃料混合且燃料种类改变的判定。
在得到这种肯定判定的情况下，基于从上述基线特征偏离的、发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系来推定乙醇的混合比。例如，如果发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系相对于上述基线特征的偏差和乙醇的混合比之间的关系预先根据实验获得且被预先存储，则可以使用这样得到的关系来推定乙醇的混合比。
如果在SA3中做出肯定判定，则在SA4中执行操作以建立用于判定对于用作差动机构的动力分配机构16应选择非差动状态(锁定状态)和差动状态(非锁定状态)中的哪一个状态的切换条件。就是说，如图7中的箭头AR1和AR2所示，改变表示用于对如图7所示的有级控制区域和无级控制区域进行划界的边界值的判定车速V1和判定输出转矩T1，以使得在SA3中推定出的乙醇的混合比越高，则判定车速V1和判定输出转矩T1将越低。从改善燃料消耗的观点来看，改变后的判定车速V1和判定输出转矩T1被确定成在考虑到有级控制区域和无级控制区域的优点和缺点的综合观点(即，考虑到影响燃料消耗的变速机构10的效率和影响燃料消耗的发动机8的效率的综合观点)的情况下来改善燃料消耗。
为了确定乙醇的混合比而被确定的判定车速V1和判定输出转矩T1预先根据实验获得以被存储。从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，判定车速V1和判定输出转矩T1的可变范围依据乙醇的混合比而具有一定的限制。
如果在SA3中做出否定判定，则判定车速V1和判定输出转矩T1中没有一个在SA5中改变。SA4和SA5一起对应于差动机构切换条件改变装置88。
所说明的实施例具有如下所列的有利效果(A1)至(A11)。
(A1)表示用于对如图7所示的有级控制区域和无级控制区域进行划界的边界值的判定车速V1和判定输出转矩T1如图7中的箭头AR1和AR2所示被改变，以使得乙醇的混合比越高则判定车速V1和判定输出转矩T1将越低。这样允许依据乙醇的混合比而做出是否操作第一电动机M1的判断，由此能够依据乙醇的混合比而获得改善的燃料消耗。
(A2)从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，判定车速V1和判定输出转矩T1具有依据乙醇的混合比受给定限度限制的容许范围。这样防止第一电动机M1和第二电动机M2以及自动变速部分20的输入轴达到超出给定限度的高速旋转。于是，不用担心这些组成部件的耐用性发生恶化，从而不会发出损害车辆乘员的舒适性的低沉音。
(A3)变速机构10包括差动部分11，所述差动部分11具有由多个旋转元件RE1至RE3构成的动力分配机构16，所述动力分配机构16的差动状态通过控制与第二旋转元件RE2相连接的第一电动机M1的运转状态而被控制。于是，控制第一电动机M1的运转状态允许差动部分11中所包含的动力分配机构16的差动状态被控制，使发动机8能够以可以实现符合最优燃料消耗曲线的改善的燃料消耗的转速NE而被驱动。
(A4)表示反抗发动机转矩TE的反作用转矩的第一电动机转矩TM1基于供给到第一电动机M1的电流的值而被检测出，所述电流的值是参考施加至逆变器58的控制变量而获得的。然后，发动机转矩TE基于第一电动机转矩TM1和传动比ρ0等计算出。乙醇的混合比基于计算出的发动机转矩TE与加速器开度Acc之间的关系相对于图10所示的基线特征的偏差而估计出。于是，检测第一电动机转矩TM1能够容易地辨别与供给到发动机8的燃料种类相对应的乙醇的混合比。
(A5)如果燃料供给判定装置80做出燃料箱70中的燃料增加的肯定判定，则内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和差动机构切换条件改变装置88进行工作。这些装置根据需要而工作，从而能够减小电子控制装置40的控制负荷。
(A6)在本实施例中，燃料供给判定装置80可以布置成使得当检测到燃料箱盖74打开时做出燃料箱70中的燃料增加的肯定判定。借助这种布置，内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和差动机构切换条件改变装置88根据需要而进行工作，由此能够减小电子控制装置40的控制负荷。
(A7)变速机构10包括自动变速部分20，所述自动变速部分20形成从发动机8延伸至驱动轮38的动力传递路径的一部分。与变速机构10不具有自动变速部分20的情况相反，变速机构10整体上可以在增大的可变范围内改变总速比(整体速比)γT，由此能够获得改善的燃料消耗。
(A8)由于使自动变速部分20工作以用作自动地改变速比的自动变速器，所以变速机构10整体上可以自动地改变总速比(整体速比)γT，由此实现减小驾驶员的负荷。
(A9)由于自动变速部分20包括有级变速器，所以自动变速部分20可以在增大的可变范围内改变速比，使得能够获得改善的燃料消耗。
(A10)差动部分11包括第一电动机M1和第二电动机M2以及差动部分行星齿轮组24。因此，利用差动部分行星齿轮组24的差动作用，差动部分11能够被构造成使得差动部分11提供可无阶段变化的输出转矩。
(A11)通过控制第一电动机M1的运转状态，差动部分11可工作以用作无级变速器。因此，差动部分11能够输出可平滑变化的驱动转矩。另外，差动部分11通过连续地改变速比而作为电控无级变速器工作，而在步进式地改变速比时作为有级变速器工作。
接着，下面将说明本发明的另一实施例。在以下说明中，对各个实施例共同的组成部件用相同的或相对应的附图标记表示，以省略多余的描述。
<第二实施例>
在第二实施例中，采用电子控制单元110来代替图4中所示的第一实施例的电子控制装置40。图12的功能框图示出第二实施例的电子控制装置110的主要控制功能。图12示出与图6中所示的结构相对应的实施例，第一实施例的差动机构切换条件改变装置88由运行状态切换条件改变装置112代替。第二实施例包括与第一实施例相同的其它装置，例如燃料供给判定装置80、内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84和燃料种类判定装置86。以下将关注不同点来说明第二实施例。
在图12中，如果燃料改变判定装置84做出肯定判定，则在由燃料种类判定装置86推定出的乙醇的混合比增大的情况下，运行状态切换条件改变装置112以下面将说明的方式改变用于判定是否将车辆的运行状态切换到电动机驱动模式(电动机推进运行模式)或发动机驱动模式(通常运行模式)的切换条件。就是说，构成切换条件的图7中的分界线(实线A)的位置以如由箭头AR3至AR5所示的方式沿着降低车速V和减小输出转矩TOUT的方向改变。
于是，图7的驱动力源切换图被改变，以使得乙醇的混合比越高，则用于开始发动机驱动区域的输出转矩和车速将越低。这是因为将乙醇与汽油燃料混合导致具有高的辛烷值的趋势，并且随着辛烷值增大，爆震较不易发生。考虑到这种特性，发动机8被控制成使得点火正时提前，以使得在车速保持恒定，即发动机转速NE保持恒定的情况下，发动机转矩TE增大。换言之，在发动机8保持在低速转动范围内的情况下升高发动机转矩TE，使得发动机8的效率提高。
针对乙醇的混合比而被确定的分界线(实线A)预先根据实验等而获得，以存储在运行状态切换条件改变装置112中。分界线(实线A)的改变可以依据乙醇的混合比无阶段地进行，或者可以步进式地进行。从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，分界线(实线A)依据乙醇的混合比具有一定的给定限度的可变范围。
如果燃料改变判定装置84做出否定判定，则运行状态切换条件改变装置112并不改变图7中所示的分界线(实线A)。
内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和运行状态切换条件改变装置112可以与燃料供给判定装置80的判定操作无关地进行工作。然而，为了减小电子控制装置110的控制负荷，这些组成部件可以仅在燃料供给判定装置80做出否定判定时工作。
图13的流程图示出由电子控制装置110执行的主要控制工作的基本顺序，即，当乙醇与燃料混合时用于改善燃料消耗的控制工作的基本顺序。图13表示与图11中所示的实施例相对应的实施例，并且图13中的SB1至SB3分别表示与图11的SA1至SA3相对应的步骤。以下，将主要说明与图11中的步骤不同的图13中的步骤。
如果在SB3中做出肯定判定，则在SB4中执行操作以按照如图7中所示的箭头AR3和AR5表示的方式，改变表示用于判定电动机驱动模式和发动机驱动模式中的哪一个状态应当被切换以用于车辆运行的切换条件的分界线(实线A)的位置，以使得SB3中推定出的乙醇的混合比越高，判定车速V1和输出转矩TOUT将越低。
针对乙醇的混合比而被确定的分界线(实线A)预先根据实验等而获得且被存储。从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，分界线(实线A)依据乙醇的混合比具有一定的给定限度的可变范围。
如果在SB3中做出否定判定，则在SB5中不改变图7的分界线(实线A)。SB4和SB5与运行状态切换条件改变装置112相对应。
第二实施例具有与第一实施例的(A3)和(A4)以及(A7)至(A11)相同的有利效果，并且还具有如下所列的额外的有利效果(B1)至(B4)。
(B1)表示用于判定是否将车辆的运行条件切换到电动机驱动模式或发动机驱动模式的切换条件的图7中的分界线(实线A)的位置以由箭头AR3至AR5表示的方式改变，以使得乙醇的混合比越高，则车速V1和输出转矩TOUT将越低。因此，执行操作以依据乙醇的混合比而判定是否操作发动机8，由此依据乙醇的混合比获得改进的燃料经济性性能。
(B2)从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，图7中的分界线(实线A)依据乙醇的混合比具有一定的给定限度的可变范围。这样防止第一电动机M1和第二电动机M2以及自动变速部分20的输入轴达到超出给定限度的高速旋转。于是，不用担心这些组成部件的耐用性发生恶化，同时避免了发出损害车辆乘员的舒适性的低沉音。
(B3)如果燃料供给判定装置80做出燃料箱70中的燃料增加的肯定判定，则执行内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和运行状态切换条件改变装置112的功能。这样能够减小电子控制装置110的控制负荷。
(B4)在所示实施例中，燃料供给判定装置80可以构造成响应于检测到燃料箱盖74的打开而做出燃料箱70中的燃料增加的肯定判定。借助这种可替代结构，内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和运行状态切换条件改变装置112的功能根据需要而执行，由此能够减小电子控制装置110的控制负荷。
<第三实施例>
在第三实施例中，采用电子控制单元120来代替图4中所示的第一实施例的电子控制装置40。图14的功能框图示出第三实施例的电子控制装置120的主要控制功能。图14示出与图6中所示的结构相对应的实施例，第一实施例的差动机构切换条件改变装置88由内燃机工作点改变装置122代替。第三实施例采用与第一实施例相同的其它装置，例如燃料供给判定装置80、内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84和燃料种类判定装置86。以下将关注不同点来描述第三实施例。
当发动机8在差动部分11置于差动状态(非锁定状态)的情况下工作时，第一电动机转速NM1被用下述方式控制以用于改善燃料消耗。就是说，发动机8在这样的工作状态下工作：发动机工作点沿循在按照包括发动机转矩TE(由加速器开度Acc确定)和发动机转速NE的参数的二维坐标系上绘制的最优燃料消耗曲线(其中由车速V和自动变速部分20的档位确定的动力传递部件的转速匹配该发动机转速NE)。例如，术语“最优燃料消耗曲线”指的是图15A和15B的曲线图中所描绘的实线LG或者虚线LET。
图15A中的实线LG示例性地示出在使用仅包括汽油的燃料的情况下的最优燃料消耗曲线，图15B中的虚线LET示例性地示出在使用混合有给定量的乙醇的汽油的情况下的另一最优燃料消耗曲线。将从图15A和15B显而易见的是，当乙醇与汽油燃料混合时，燃料具有辛烷值增大的趋势，结果减少了爆震的发生。
考虑到这种趋势，控制发动机8以使点火正时提前以用于提高发动机效率，以使得最优燃料消耗曲线沿着降低发动机转速NE的方向偏离。于是，最优燃料消耗曲线依据燃料的种类而改变，并且为了改善燃料消耗，需要依据燃料的种类改变发动机工作点。
为此，当图14中所示的燃料改变判定装置84做出肯定判定时发动机工作点改变。就是说，内燃机工作点改变装置122依据由燃料种类判定装置86推定出的乙醇的混合比改变最优燃料消耗曲线，并且改变发动机工作点以使其沿循所得到的最优燃料消耗曲线。另外，针对乙醇的混合比而被确定的最优燃料消耗曲线及发动机工作点预先根据实验等而获得，以存储在内燃机工作点改变装置122中。发动机工作点的改变可以是无阶段地进行，或者可以是步进式地进行。从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，发动机工作点依据乙醇的混合比具有一定的给定限度的可变范围。
如果燃料改变判定装置84做出否定判定，则内燃机工作点改变装置122不改变发动机工作点。
内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和内燃机工作点改变装置122可以与燃料供给判定装置80的判定操作无关地进行工作。然而，为了减小电子控制装置120的控制负荷，这些组成部件可以仅在燃料供给判定装置80做出肯定判定时工作。
图16的流程图示出由电子控制装置120执行的主要控制工作的基本顺序，即，当乙醇与燃料混合时用于改善燃料消耗的控制工作的基本顺序。图16表示与图11的实施例相对应的实施例，并且图16中的SC1至SC3分别表示与图11的SA1至SA3相对应的步骤。以下，将主要说明与图11中的步骤不同的图16中的步骤。
如果在SC3中做出肯定判定，则在SC4中执行操作以依据SC4中推定出的乙醇的混合比改变最优燃料消耗曲线，同时改变发动机工作点以使其沿循改变后的最优燃料消耗曲线。针对乙醇的混合比而被确定的最优燃料消耗曲线及发动机工作点预先根据实验等而获得且被存储。从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，发动机工作点依据乙醇的混合比具有一定的给定限度的可变范围。
如果在SC3中做出否定判定，则在SC5中不改变发动机工作点。SC4和SC5与内燃机工作点改变装置122相对应。
本实施例具有与第一实施例的(A3)和(A4)以及(A7)至(A11)相同的有利效果，并且还具有如下所列的额外的有利效果(C1)至(C4)。(C1)最优燃料消耗曲线依据乙醇的混合比而改变，且发动机工作点被改变以沿循改变后的最优燃料消耗曲线。因此，发动机8在依据乙醇的混合比而改变后的发动机工作点工作，由此依据乙醇的混合比而获得改进的燃料经济性性能。
(C2)从防止第一电动机M1和第二电动机M2达到高速旋转、防止自动变速部分20的输入轴达到高速旋转以及防止发出低沉音等观点，发动机工作点依据乙醇的混合比具有一定的给定限度的可变范围。这样防止第一电动机M1和第二电动机M2以及自动变速部分20的输入轴达到超出给定限度的高速旋转。于是，不用担心这些组成部件的耐用性发生恶化，而没有发出损害车辆乘员的舒适性的低沉音。
(C3)如果燃料供给判定装置80做出燃料箱70中的燃料增加的肯定判定，则执行内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和内燃机工作点改变装置122的功能。这样能够减小电子控制装置120的控制负荷。
(C4)在所示实施例中，燃料供给判定装置80可以构造成响应于检测到燃料箱盖74的打开而做出燃料箱70中的燃料增加的肯定判定。借助这种可替代结构，内燃机输出转矩检测装置82、燃料改变判定装置84、燃料种类判定装置86和内燃机工作点改变装置122根据需要而进行工作，由此能够减小电子控制装置120的控制负荷。
尽管以上已经参考附图所示的各实施例说明了本发明，但应理解的是，所说明的实施例仅认为是本发明的示例，本领域技术人员能在各种其它变型和改进中实施本发明。
例如，尽管已经参照乙醇与被供应至内燃机8的汽油燃料混合的情况说明了第一至第三实施例，但是燃料可以是含有轻油作为基本成分这一类型的燃料，或者是其它类型的含有氢的燃料。另外，尽管已经参照如由箭头AR1至AR5所示的切换条件改变方向说明了第一和第二实施例，并且已经参照如实线LG和虚线LET所示的发动机工作点改变方向说明了第三实施例，但是这些改变方向依据燃料的种类将相互不同。
在第一和第三实施例中，变速机构10设有第二电动机M2。然而，由于用于第一实施例的图11的流程图和用于第三实施例的图16的流程图中所示的控制工作全部控制第一电动机M1和发动机8，所以不必设置第二电动机M2。
在第二实施例中，变速机构10设有动力分配机构16和第一电动机M1。然而，可以采用所谓的并联混合动力车辆，其中发动机8经由离合器等与第二电动机M2串联连接而没有设置动力分配机构16和第一电动机M1。
在第一至第三实施例中，以上已经说明了差动部分11(动力分配机构16)具有作为电控无级变速器工作的功能，其中速比γ0能够在从最小值γ0min到最大值γ0max的值范围内连续变化。然而作为示例，差动部分11的速比γ0可以不是连续地变化，而是通过大胆地利用差动作用步进式地变化。
在第一至第三实施例中，尽管以上已经参照其中发动机8和差动部分11直接相互连接的结构说明了变速机构10，但是发动机8可以经由诸如离合器等接合元件而连接到差动部分11。
在所示的第一至第三实施例的变速机构10中，第一电动机M1和第二旋转元件RE2直接相互连接，并且第二电动机M2和第三旋转元件RE3直接相互连接。然而，第一电动机M1和第二旋转元件RE2可以经由诸如离合器等接合元件而相互连接，并且第二电动机M2和第三旋转元件RE3可以经由诸如离合器等接合元件而相互连接。
虽然第一至第三实施例中的自动变速部分20在差动部分11之后的位置处连接到从发动机8延伸至驱动轮38的动力传递路径，但是在连接顺序上差动部分11可以连接到自动变速部分20的输出。
在第一至第三实施例中，差动部分11和自动变速部分20在图1所示的结构中相互串联连接。然而，即使差动部分11和自动变速部分20相互机械地独立，只要变速机构10整体上具有实现电控差动作用的功能以使差动状态能够电力地改变并且具有执行与电控差动作用的功能在原理上不同的变速的功能，则这样的结构也可以应用本发明。尽管以上已经说明了动力分配机构16为单行星式的，但是动力分配机构16可以是双行星式。
以上已经参照如下结构说明了第一至第三实施例：其中发动机8连接至差动部分行星齿轮单元24的第一旋转元件RE1以用于驱动力传递状态，第一电动机M2连接至第二旋转元件RE2以用于驱动力传递状态，并且用于驱动轮38的动力传递路径连接至第三旋转元件RE3。
然而，本发明可以应用到包括例如两个行星齿轮单元的结构，其中形成这些行星齿轮单元的部分旋转元件相互连接。对于这种结构，发动机、电动机和驱动轮连接至行星齿轮单元的旋转元件以实现驱动力传递能力，与行星齿轮单元的旋转元件连接的离合器或制动器可以被控制以使变速模式在有级变速模式和无级变速模式之间切换。
尽管以上已经说明自动变速部分20在第一至第三实施例中具有用作有级自动变速器的功能，但是它可以包括无级CVT或用作手动操作变速器的变速部分。
以上已经参照在第一至第三实施例中直接连接至动力传递部件18的结构说明了第二电动机M2。第二电动机M2的连接位置不限于该模式。就是说，第二电动机M2可以直接地或经由变速器、行星齿轮单元或接合元件等间接地连接到从发动机8或动力传递部件18延伸至驱动轮38的动力传递路径。
在第一至第三实施例的动力分配机构16中，差动部分行星架CA0连接至发动机8，差动部分太阳齿轮S0连接至第一电动机M1，并且差动部分齿圈R0连接至动力传递部件18。这些元件的连接关系不限于该模式。就是说，发动机8、第一电动机M1和动力传递部件18可以分别自由地连接至差动部分行星齿轮单元24的三个元件CA0、S0和R0。
在第一至第三实施例中直接连接到输入轴14的发动机8可经由例如齿轮、带等操作性地连接到输入轴14。发动机8和输入轴14不必同轴地布置。
在第一至第三实施例中，在第一电动机M1和第二电动机M2与输入轴14同轴地布置的情况下，第一电动机M1连接到差动部分太阳齿轮S0，并且第二电动机M2连接到动力传递部件18。这种布置不是必要的。例如，第一电动机M1和第二电动机M2经由齿轮、带、减速器等分别操作性地连接到差动部分太阳齿轮S0和动力传递部件18。
在第一至第三实施例中，自动变速部分20经由动力传递部件18串联连接到差动部分11。然而，自动变速部分20可以布置成与副轴同轴，所述副轴设置成与输入轴14平行。在该情况中，差动部分11和自动变速部分20经由作为动力传递部件18的、成对的副齿轮或包括链轮齿和链条的一对传递部件而在驱动动力传递状态中连接。
在第一至第三实施例中，动力分配机构16由一组差动部分行星齿轮单元24构成。然而，该动力分配机构16可以通过两个或更多个行星齿轮单元构成，以用作在非差动状态(固定变速状态)中具有三个或更多个变速级的变速器。
最后，第一至第三实施例能够在预定优先级下相互组合地实施。

Claims (18)

1.一种用于车辆动力传递装置的控制装置，其中：
所述车辆动力传递装置包括(i)电控差动部分，所述电控差动部分包括由多个旋转元件构成的差动机构，所述差动机构的差动状态通过控制以能够传递动力的状态与所述多个旋转元件中的一个旋转元件相连接的差动作用控制电动机的运转状态而被控制，和(ii)差动状态切换装置，所述差动状态切换装置工作以选择地将所述差动机构切换到非差动状态和差动状态，所述非差动状态用于使所述多个旋转元件中的某一旋转元件不能旋转或者用于使所述多个旋转元件全部以一体旋转的方式运动，所述差动状态用于允许所述多个旋转元件相对于彼此旋转以开始差动作用；以及
所述控制装置工作以依据在以能够传递动力的状态与所述车辆动力传递装置相连接的内燃机中使用的燃料的种类，来改变用于决定是否将所述差动机构切换到所述非差动状态或所述差动状态的差动机构切换条件。
2.一种用于车辆动力传递装置的控制装置，其中：
所述车辆动力传递装置包括一个以上的运行驱动电动机，所述运行驱动电动机以能够传递动力的状态连接到或者可连接到驱动轮，并且所述车辆动力传递装置工作以允许车辆的运行状态选择地切换到电动机驱动模式和通常运行模式，在所述电动机驱动模式中仅所述运行驱动电动机用作驱动力源，以使车辆在内燃机置于停止状态的情况下运行，在所述通常运行模式中所述车辆在所述内燃机置于运转状态的情况下运行；以及
所述控制装置工作以依据在所述内燃机中使用的燃料的种类，来改变用于决定是否将所述车辆的所述运行状态切换到所述电动机驱动模式或所述通常运行模式的运行状态切换条件。
3.根据权利要求1或2所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，为所述燃料的种类中的每一个建立所述差动机构切换条件或所述运行状态切换条件，以防止车辆的组成元件达到超出给定转速的高速旋转。
4.根据权利要求2所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述车辆动力传递装置包括电控差动部分，所述电控差动部分包括由多个旋转元件构成的差动机构，所述差动机构的差动状态通过所述控制装置控制以能够传递动力的状态与所述多个旋转元件中的一个旋转元件相连接的差动作用控制电动机的运转状态而被控制。
5.根据权利要求1或4所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置允许基于反抗从所述内燃机输出的内燃机输出转矩的所述差动作用控制电动机的反作用转矩来检测所述内燃机输出转矩，以便基于所述内燃机输出转矩来辨别所述燃料的种类。
6.根据权利要求5所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，当安装在车辆上的燃料箱内的燃料增加时，所述控制装置辨别所述燃料的种类。
7.根据权利要求5所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，当检测到用于封闭安装在车辆上的燃料箱的燃料注入口的盖打开时，所述控制装置辨别所述燃料的种类。
8.根据权利要求1或2所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述车辆动力传递装置包括变速部分，所述变速部分形成从所述内燃机延伸到驱动轮的动力传递路径的一部分。
9.根据权利要求8所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述变速部分起自动地改变速比的自动变速器的作用。
10.根据权利要求8所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述变速部分包括有级变速器。
11.根据权利要求1或4所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述电控差动部分包括行星齿轮单元和两个以上的电动机。
12.根据权利要求1或4所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述电控差动部分通过控制所述差动作用控制电动机的运转状态而作为无级变速器工作。
13.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置包括用于判定燃料的改变的燃料改变判定装置、用于判定所述燃料的种类的燃料种类判定装置和用于改变所述差动机构切换条件的差动机构切换条件改变装置。
14.根据权利要求13所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述燃料改变判定装置依据所述内燃机的转矩和加速器开度来判定燃料的改变。
15.根据权利要求14所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述燃料种类判定装置依据所述内燃机的转矩与所述加速器开度之间的关系从基线特征的偏离量，来判定燃料中的特定成分的混合比。
16.根据权利要求15所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述差动机构切换条件改变装置依据基于燃料中的所述特定成分的混合比确定的车速和输出转矩，来改变所述差动机构切换条件。
17.根据权利要求2所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置包括用于判定燃料的改变的燃料改变判定装置、用于判定所述燃料的种类的燃料种类判定装置和用于改变所述运行状态切换条件的运行状态改变装置。
18.根据权利要求17所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述运行状态切换条件改变装置依据燃料中的特定成分的量来改变车速和/或输出转矩。
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