CN102137783A - 车辆用动力传递装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在发动机(8)用与基准燃料(例如，汽油)不同种类的燃料(例如，含乙醇燃料)驱动并且发动机转矩(TE)因此大于当发动机(8)用基准燃料驱动时产生的发动机转矩的情况下，与使用基准燃料驱动时的非差动范围相比，差动状态控制装置(88)扩大非差动范围。因此，在包括基准燃料的多种类型的燃料被供给到发动机(8)的情形中，能够与可根据用于发动机(8)的燃料的类型而变化的发动机转矩特性相对应地充分利用使动力分配机构(16)在差动能行状态与非差动状态之间切换的优点。结果，例如，可与供给到发动机(8)的多种类型的燃料相对应地降低燃料消耗率。

Description

车辆用动力传递装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用动力传递装置的控制装置，并且涉及一种使用多种类型的燃料来驱动内燃发动机的技术。
背景技术
常规地，已知一种车辆用动力传递装置，其包括：差动部，该差动部具有连结在内燃发动机与驱动轮之间的差动机构和连结到差动机构的第一电动机，并通过控制第一电动机的运转状态而控制差动机构的差动状态；有级变速器，该有级变速器连结在差动部与驱动轮之间；第二电动机，该第二电动机连结到有级变速器的输入侧；以及差动限制装置，该差动限制装置能够使差动机构在其差动作用不能行的非差动状态与其差动作用能行的差动能行状态之间选择性地切换。这样的车辆用动力传递装置可合适地用于混合动力车辆中，并例如在日本专利申请公报No.2005-273900(JP-A-2005-273900)中公开。用于根据JP-A-2005-273900的车辆用动力传递装置的控制装置基于使用车速等作为参数的预定条件利用差动限制装置使差动机构在非差动状态与差动能行状态之间切换。
近年来，多种类型的燃料被时而用来驱动内燃发动机。当使用多种类型的燃料来驱动内燃发动机时，内燃发动机的输出特性也是不同的。例如，在用通过将乙醇混合到汽油燃料中而获得的含乙醇燃料驱动内燃发动机的情形中，与基于汽油燃料驱动内燃发动机的情形相比，内燃发动机的抗爆震性能得以改善并且发动机的点火正时因而提前，这趋于增加发动机的输出转矩。因此，为了将整个车辆的运转效率维持在高水平，需要根据由于燃料类型的变化而引起的内燃发动机的输出特性的变化来修改用于使差动机构在非差动状态与差动能行状态之间切换的预定条件。但是，根据JP-A-2005-273900的控制装置特别是未修改所述预定条件，并因此无法与要供给的多种类型燃料相对应地降低燃料消耗率。这样的问题在本领域并不是众所周知的。
发明内容
本发明是鉴于前述情形而作出的，并因此提供一种用于车辆用动力传递装置的控制装置，其能够与要供给的多种类型的燃料相对应地降低燃料消耗率。
因此，根据本发明的一方面，提供了一种车辆用动力传递装置的控制装置，包括电气式差动部和差动限制装置，所述电气式差动部具有连结在内燃发动机与驱动轮之间的差动机构和连结到所述差动机构以进行动力传递的电动机，所述电气式差动部通过控制所述电动机的运转状态而控制所述差动机构的差动状态，所述差动限制装置能够将所述差动机构在所述差动机构的差动作用不能行的非差动状态与所述差动机构的差动作用能行的差动能行状态之间选择性地切换，其特征在于还包括：差动状态控制装置，在所述内燃发动机用与规定为用于驱动所述内燃发动机的燃料的基准燃料不同种类的燃料驱动并且所述内燃发动机的输出转矩因此大于当所述内燃发动机用所述基准燃料驱动时产生的所述内燃发动机的输出转矩的情况下，与在所述内燃发动机用所述基准燃料驱动时使用的非差动范围相比，所述差动状态控制装置扩大所述非差动范围，所述差动限制装置基于所述非差动范围来决定将所述差动机构切换到所述非差动状态。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，在所述内燃发动机用与规定为用于驱动所述内燃发动机的燃料的基准燃料不同种类的燃料驱动并且所述内燃发动机的输出转矩因此大于当所述内燃发动机用所述基准燃料驱动时产生的所述内燃发动机的输出转矩的情况下，与在所述内燃发动机用所述基准燃料驱动时使用的非差动范围相比，包括在控制装置中的所述差动状态控制装置扩大所述非差动范围，所述差动限制装置基于所述非差动范围来决定将所述差动机构切换到所述非差动状态。因此，在与基准燃料不同种类的燃料，即多种类型的燃料，被供给到内燃发动机的情形中，能够与可能会根据燃料类型而变化的内燃发动机的输出特性相对应地充分利用使差动机构在差动能行状态与非差动状态之间切换的优点。结果，例如，能够与供给到内燃发动机的多种类型的燃料相对应地降低燃料消耗率。
优选地，第二电动机连结到传递所述差动机构的输出的传动轴，以对所述传动轴施加转矩。
优选地，所述与基准燃料不同种类的燃料为乙醇或通过将基准燃料与乙醇混合而获得的燃料。所述基准燃料例如可为汽油。
优选地，随着所述内燃发动机的输出转矩由于燃料种类的不同而变大，所述差动状态控制装置扩大所述非差动范围。
优选地，基于对抗所述内燃发动机的输出转矩的所述电动机的反作用转矩来检测所述内燃发动机的输出转矩。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，基于对抗所述内燃发动机的输出转矩的所述电动机的反作用转矩来检测所述内燃发动机的输出转矩。因此，通过从用于电动机的控制电流值等检测电动机的反作用转矩，能够容易地检测内燃发动机的输出转矩。
优选地，在所述车辆的燃料箱中的燃料量已增加的情况下检测所述内燃发动机的输出转矩。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，在所述车辆的燃料箱中的燃料量已增加的情况下检测所述内燃发动机的输出转矩。因此，输出转矩并非一直被检测而是根据需要被检测，减轻了控制装置上的负荷。
优选地，在封闭用于所述车辆的燃料箱的燃料加注口的盖已被打开的情况下检测所述内燃发动机的输出转矩。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，在封闭用于车辆的燃料箱的燃料加注口的盖已被打开的情况下检测所述内燃发动机的输出转矩。因此，输出转矩并非一直被检测而是根据需要被检测，减轻了控制装置上的负荷。
优选地，在从所述内燃发动机至所述驱动轮的动力传递路径的一部分中设置有自动变速部。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，在从发动机至驱动轮的动力传递路径的一部分中设置有自动变速部。因此，与未设置自动变速部的情形相比能够增加变速比的范围--动力传递装置的变速比可在该范围内变化，从而获得优良的燃料效率性能。
优选地，所述自动变速部是能够逐级改变其变速比的有级变速部。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，自动变速部是能够逐级改变其变速比的有级变速部。因此，能够扩大自动变速部的变速比的范围而不会显著增大自动变速部的尺寸。
优选地，所述电气式差动部在所述差动能行状态下起到能够连续改变其变速比的无级变速器的作用。
根据上述用于车辆用动力传递装置的控制装置，所述电气式差动部在差动能行状态下起到能够连续改变其变速比的无级变速器的作用。因此，可平滑地改变从电气式差动部输出的驱动转矩。电气式差动部也可构造成作为具有有级变速比的有级变速器操作，而不是作为无级变速器操作。
优选地，所述内燃发动机、所述电气式差动部、所述自动变速部和所述驱动轮依次连结在所述内燃发动机与所述驱动轮之间的动力传递路径中。
优选地，所述差动机构是行星齿轮装置，包括与所述内燃发动机连结以进行动力传递的第一旋转元件、与所述电动机连结以进行动力传递的第二旋转元件、以及与所述驱动轮连结以进行动力传递的第三旋转元件。所述第一旋转元件为所述行星齿轮装置的行星架，所述第二旋转元件为所述行星齿轮装置的太阳齿轮，所述第三旋转元件为所述行星齿轮装置的齿圈。通过此构造，能够减小差动机构的轴向尺寸。此外，差动机构能够简单地由一个行星齿轮装置构成。
优选地，所述行星齿轮装置为单小齿轮式行星齿轮装置。通过此构造，能够减小差动机构的轴向尺寸。此外，差动机构能够简单地由一个行星齿轮装置构成。
附图说明
将在以下参照附图对本发明的示例实施例的详细描述中描述本发明的特征、优点以及技术意义和工业意义，附图中同样的附图标记表示同样的元件，并且其中：
图1是示出应用了根据本发明一实施例的控制装置的车辆用动力传递装置的骨架图；
图2是示出在图1的车辆用动力传递装置在无级或有级变速操作中建立的位置与动力传递装置中使用的液压摩擦接合装置的操作状态的组合之间的关系的表格；
图3是示出在图1的车辆用动力传递装置处于有级变速操作的情形中各档位的相对转速的共线图；
图4示出设置在图1的车辆用动力传递装置中的电子控制装置的输入信号和输出信号；
图5示出用于图1的车辆用动力传递装置的变速操作的允许选择多个变速位置并且包括变速杆的示例性变速操作装置；
图6是示出用于由图4的电子控制装置提供的控制功能的主要部分的功能框图；
图7示出：示例性变速线图，基于该变速线图判定自动变速部的变速，且其被预先存储；示例性切换线图，用于使动力传递装置在无级变速状态与有级变速状态之间切换；以及示例性驱动力源切换线图，其具有介于发动机行驶范围与电机行驶范围之间的边界线，用于在发动机行驶与电机行驶之间切换并被预先存储，示出与图1的车辆用动力传递装置相关并使用车速和输出转矩作为参数在同一个二维坐标系统中限定出的各线图之间的关系；
图8示出图7的从第四速至第五速的升档线的一部分，被放大以示出图6的差动状态控制装置88如何扩大图7的有级变速控制范围(非差动范围)；
图9是示出由图4的电子控制单元执行的控制过程--即用于根据燃料类型修改图7的非差动范围的控制过程--的主要部分的流程图；以及
图10示出发动机转矩特性，以示出在用通过将乙醇混合在汽油中获得的含乙醇燃料驱动图1的发动机的情形中，与使用汽油作为燃料的情形相比，作为发动机转速与发动机转矩之间的关系的发动机转矩特性沿增大发动机转矩的方向偏离的影响。
具体实施方式
下文将参照附图描述本发明的实施例。根据本发明的控制装置可用于例如混合动力车辆中。图1是示出应用了根据本发明的控制装置的车辆用动力传递装置10的骨架图。如图1所示，动力传递装置10包括在作为安装在车体上的非旋转部件的变速器壳体12(下文称为“壳体12”)中配置在公共轴线上的作为输入旋转部件的输入轴14、直接或经由脉动吸收减振器(振动衰减装置)(未示出)与输入轴14连结的差动部11、在差动部11与驱动轮38(参见图6)之间的动力传递路径中经由传递部件(传动轴)18与差动部11串联连结的自动变速部20、以及与自动变速部20连结的作为输出旋转部件的输出轴22。动力传递装置10的这些部件彼此串联配置。动力传递装置10适合用于发动机纵向配置在车辆中的发动机前置后轮驱动(FR)车辆中。动力传递装置10设置在发动机8--其为诸如汽油发动机或柴油发动机的内燃发动机且用作直接或经由脉动吸收减振器(未示出)与输入轴14连结的用于行驶的驱动力源——与一对驱动轮38(参见图6)之间以顺次经由构成动力传递路径的一部分的差动齿轮装置(终传动减速装置)36、一对车轴等将动力从发动机8传递到左右驱动轮38。
如上所述，在根据本发明的动力传递装置10中发动机8和差动部11彼此直接连结。用语“彼此直接连结”是指在两者之间未设置诸如变矩器的液压传递装置或液力偶合器的情况下彼此连结，并且包括例如上述“经由脉动吸收减振器彼此连结”。由于动力传递装置10构造成关于其轴线对称，所以在图1的骨架图中略去了动力传递装置10的下侧部分。
差动部11对应于根据本发明的“电气式差动部”。差动部11包括：作为差动机构的动力分配机构16，其将输入至输入轴14的发动机8的输出机械地分配给第一电动机M1和传递部件18；第一电动机M1，其连结到动力分配机构16以进行动力传递；以及第二电动机M2，其可与传递部件18一起旋转。第一电动机M1和第二电动机M2均为所谓的电动/发电机。第一电动机M1起到控制动力分配机构16的差动状态的差动电动机的作用，并至少提供用于产生反作用力的发电机(发电)功能。第二电动机M2连结到驱动轮38以进行动力传递，并提供至少一个电机(电动机)功能以作为驱动力源输出用于行驶的驱动动力。第一电动机M1对应于根据本发明的“电动机”。
动力分配机构16对应于根据本发明的“差动机构”。动力分配机构16为连结在发动机8与驱动轮38之间的差动机构，且主要包括具有例如约“0.418”的预定传动比ρ0的单小齿轮式差动部行星齿轮装置24、切换离合器C0以及切换制动器B0。差动部行星齿轮装置24包括作为其旋转元件(元件)的差动部太阳齿轮S0、差动部行星齿轮P0、支持差动部行星齿轮P0以使之可绕自身轴线自转且可绕外部轴线公转的差动部行星架CA0、以及经由差动部行星齿轮P0与差动部太阳齿轮S0啮合的差动部齿圈R0。当差动部太阳齿轮S0的齿数为ZS0且差动部齿圈R0的齿数为ZR0时，传动比ρ0为ZS0/ZR0。切换制动器B0对应于根据本发明的“差动限制装置”。
在动力分配机构16中，差动部行星架CA0连结到输入轴14即发动机8，差动部太阳齿轮S0连结到第一电动机M1，差动部齿圈R0连结到传递部件18。切换制动器B0设置在差动部太阳齿轮S0与壳体12之间，切换离合器C0设置在差动部太阳齿轮S0与差动部行星架CA0之间。当切换离合器C0与切换制动器B0分离时，动力分配机构16处于差动能行状态，其中差动部行星齿轮装置24的三个元件(差动部太阳齿轮S0、差动部行星架CA0和差动部齿圈R0)可相对于彼此旋转以使差动作用能行，即，实现差动作用。因此，发动机8的输出被分配给第一电动机M1和传递部件18，且分配给第一电动机M1的发动机8的输出的一部分被用来产生电能，该电能继而被储存或用于旋转地驱动第二电动机M2。因此，差动部11(动力分配机构16)在例如所谓的无级变速状态(电气式CVT状态)--其中不论发动机8的转速如何传递部件的转速都可连续变化--下起到电气式差动装置的作用。即，当动力分配机构16处于差动能行状态下时，差动部11也处于差动能行状态并因此处于无级变速状态下，其中差动部11起到其变速比γ0(输入轴14的转速/传递部件18的转速)可在最小值γ0min与最大值γ0max之间连续变化的电气式无级变速器的作用。当动力分配机构16处于如上所述的差动能行状态下时，控制与动力分配机构16连结以进行动力传递的第一电动机M1和/或第二电动机M2的运转状态以便控制动力分配机构16的差动状态，即，输入轴14的转速与传递部件18的转速之间的差动状态。
当切换离合器C0或切换制动器B0从此状态接合时，动力分配机构16进入非差动状态，其中动力分配机构16未实现差动作用，即，差动作用不能行。具体地，当切换离合器C0接合以将差动部太阳齿轮S0和差动部行星架CA0接合在一起时，动力分配机构16以差动部行星齿轮装置24的三个元件(差动部太阳齿轮S0、差动部行星架CA0和差动部齿圈R0)可在锁止状态下一起旋转的方式进入差动作用不能行的非差动状态，因此差动部11也进入非差动状态。由于发动机8的转速和传递部件18的转速彼此一致，所以差动部11(动力分配机构16)处于固定变速状态即有级变速状态，其中差动部11(动力分配机构16)起到固定变速比γ0为“1”的变速器的作用。当切换制动器B0而非切换离合器C0接合以将差动部太阳齿轮S0连结到壳体12上时，动力分配机构16以差动部太阳齿轮S0在锁止状态下不可旋转的方式进入差动作用不能行的非差动状态，因此差动部11也进入非差动状态。由于差动部齿圈R0的转速与差动部行星架CA0的转速相比增加，所以动力分配机构16起到增速机构的作用，并且差动部11(动力分配机构16)处于固定变速状态即有级变速状态，其中差动部11起到其变速比γ0被固定在小于“1”的值例如约0.7的增速装置的作用。
如上所述，在本实施例中，切换离合器C0和切换制动器B0用作差动限制装置，其将差动部11(动力分配机构16)在差动能行状态即未锁止状态与非差动状态即锁止状态之间选择性地切换。换而言之，切换离合器C0和切换制动器B0起到差动状态切换装置的作用，其将差动部11(动力分配机构16)在差动部11可作为电气式差动装置操作的差动能行状态例如差动部11可作为具有可连续变化的变速比的无级变速器电气地操作的无级变速状态与差动部11不可作为无级变速器操作而是可采用固定变速比在锁止状态下操作(即，作为具有一个或多个固定变速比的单速或多速变速器)的固定变速状态(非差动状态)之间选择性地切换。
自动变速部20起到能够逐级改变其变速比(＝传递部件18的转速N18/输出轴22的转速NOUT)的自动变速器的作用，并且如图1所示构成从发动机8至驱动轮38的动力传递路径的一部分。自动变速部20包括单小齿轮式第一行星齿轮装置26、单小齿轮式第二行星齿轮装置28和单小齿轮式第三行星齿轮装置30。第一行星齿轮装置26包括第一太阳齿轮S1、第一行星齿轮P1、支持第一行星齿轮P1以使之可绕自身轴线自转且可绕外部轴线公转的第一行星架CA1、以及经由第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1啮合的第一齿圈R1，并具有例如约为“0.562”的预定传动比ρ1。第二行星齿轮装置28包括第二太阳齿轮S2、第二行星齿轮P2、支持第二行星齿轮P2以使之可绕自身轴线自转且可绕外部轴线公转的第二行星架CA2、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，并具有例如约为“0.425”的预定传动比ρ2。第三行星齿轮装置30包括第三太阳齿轮S3、第三行星齿轮P3、支持第三行星齿轮P3以使之可绕自身轴线自转且可绕外部轴线公转的第三行星架CA3、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，并具有例如约为“0.421”的预定传动比ρ3。当第一太阳齿轮S1的齿数为ZS1、第一齿圈R1的齿数为ZR1、第二太阳齿轮S2的齿数为ZS2、第二齿圈的齿数为ZR2、第三太阳齿轮S3的齿数为ZS3并且第三齿圈R3的齿数为ZR3时，传动比ρ1为ZS1/ZR2，传动比ρ2为ZS2/ZR2，且传动比ρ3为ZS3/ZR3。
在自动变速部20中，第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2彼此一体地连结、经由第二离合器C2与变速部件18选择性地连结并经由第一制动器B1与壳体12选择性地连结。第一行星架CA1经由第二制动器B2与壳体12选择性地连结。第三齿圈R3经由第三制动器B3与壳体12选择性地连结。第一齿圈R1、第二行星架CA2和第三行星架CA3彼此一体地连结，并与输出轴22连结。第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3彼此一体地连结，并经由第一离合器C1与传递部件18选择性地连结。如上所述，自动变速部20和传递部件18经由用于建立自动变速部20的档位的第一离合器C1和第二离合器C2选择性地彼此连结。换句话说，第一离合器C1和第二离合器C2起到将传递部件18与自动变速部20之间--即差动部11(传递部件18)与驱动轮38之间--的动力传递路径在经动力传递路径的动力传递能行的动力传递能行状态与经动力传递路径的动力传递被中断的动力传递中断状态之间选择性地切换的接合装置的作用。即，动力传递路径在第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个接合时处于动力传递能行状态，而在第一离合器C1和第二离合器C2均分离时处于动力传递中断状态。
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均为在常规的车辆用自动变速器中普遍用于选择性地连结配置在两侧上的部件的液压摩擦接合装置。上述离合器和制动器均可为多个摩擦板被放置成彼此重叠而被液压致动器迫压的湿式多板型，或者可为一个或多个带卷绕在旋转鼓的外周面周围以通过借助于液压致动器拉动带的一端而被拉紧的带式制动器。
在如上所述构成的动力传递装置10中，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如例如图2的接合操作表中所示选择性地接合，以选择性地建立第一档(第一速)至第五档(第五速)--其均提供通常以几何级数增加的变速比γ(＝输入轴转速Nin/输出轴转速Nout)、倒档(倒退档位)和空档中的任一个。特别地，在本实施例中，动力分配机构16包括切换离合器C0和切换制动器B0，并且除变速部11起到无级变速器的作用的上述无级变速状态外，变速部11还可通过接合切换离合器C0和切换制动器B0中的任一个而在其起到具有固定传动比的变速器的作用的固定变速状态下操作。因而，动力传递装置10通过接合切换离合器C0和切换制动器B0中的任一个而进入变速部11处于固定变速状态下且自动变速部20作为有级变速器操作的有级变速状态，并通过不接合切换离合器C0和切换制动器B0中的任何一个而进入差动部11处于无级变速状态且自动变速部20作为电气式无级变速器操作的无级变速状态。换句话说，动力传递装置10通过接合切换离合器C0和切换制动器B0中的任一个而切换到有级变速状态，并通过不接合切换离合器C0和切换制动器B0中的任何一个而切换到无级变速状态。差动部11也是能够在有级变速状态与无级变速状态之间切换的变速器。
例如，在动力传递装置10起到有级变速器的作用的情形中，通过如图2所示接合切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3而建立变速比γ1最高的例如约为“3.357”的第一档。当切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2接合时，建立变速比γ2低于第一档的变速比的例如约为“2.180”的第二档。当切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1接合时，建立变速比γ3低于第二档的变速比的例如约为“1.424”的第三档。当切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2接合时，建立变速比γ4低于第三档的变速比的例如约为“1.000”的第四档。当第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0接合时，建立变速比γ5低于第四档的变速比的例如约为“0.705”的第五档。当第二离合器C2和第三制动器B3接合时，建立变速比γR介于第一档与第二档之间的例如约为“3.209”的倒档。为了建立空档状态，例如，所有离合器和制动器C0、C1、C2、B0、B1、B2、B3都分离。
然而，在动力传递装置10起到无级变速器的作用的情形中，如图2的接合操作表中所示，切换离合器C0和切换制动器B0均分离。这允许差动部11起到无级变速器的作用，并允许与差动部11串联连接的自动变速部20起到有级变速器的作用。因而，对于自动变速部20的第一档、第二档、第三档和第四档中的各个而言，输入到自动变速部20的转速--即传递部件18的转速--是可连续变化的，为各档提供了可连续变化的变速比范围。因而，在各档之间提供了可连续变化的变速比，为动力传递装置10整体提供了可连续变化的总变速比γT。
图3是示出动力传递装置10的各旋转元件(其连结状态因档位而异)的转速之间的相对关系的共线图，该动力传递装置10包括起到无级变速部或第一变速部的作用的差动部11和起到有级变速部或第二变速部的作用的自动变速部20。图3的共线图具有由代表行星齿轮装置24、26、28、30各自的传动比ρ之间的关系的横轴与代表相对转速的竖轴限定出的二维坐标系统。在三条水平线当中，下横线X1表示为“0”的转速，上横线X2表示为“1.0”的转速，即与输入轴14连结的发动机8的转速NE，横线XG表示传递部件18的转速。
三条竖线Y1、Y2、Y3对应于构成差动部11的动力分配机构16的三个元件，从左起顺次表示对应于第二旋转元件(第二元件)RE2的差动部太阳齿轮S0、对应于第一旋转元件(第一元件)RE1的差动部行星架CA0和对应于第三旋转元件(第三元件)RE3的差动部齿圈R0各自的相对转速。竖线之间的间隔是根据差动部行星齿轮装置24的传动比ρ0确定的。用于自动变速部20的五条竖线Y4、Y5、Y6、Y7、Y8从左起顺次表示对应于第四旋转元件(第四元件)RE4并彼此连结的第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2、对应于第五旋转元件(第五元件)RE5的第一行星架CA1、对应于第六旋转元件(第六元件)RE6的第三齿圈R3、对应于第七旋转元件(第七元件)RE7并彼此连结的第一齿圈R1、第二行星架CA2和第三行星架CA3、以及对应于第八旋转元件(第八元件)RE8并彼此连结的第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3。竖线之间的间隔根据第一、第二和第三行星齿轮装置26、28、30各自的传动比ρ1、ρ2、ρ3确定。在由共线图的竖线限定出的关系中当太阳齿轮与行星架之间的间隔对应于“1”时，行星架与齿圈之间的间隔对应于行星齿轮装置的传动比ρ。即，在差动部11中当竖线Y1和Y2之间的间隔被设为“1”时，竖线Y2和Y3之间的间隔被设为传动比ρ0。同时，对于各第一、第二和第三行星齿轮装置26、28、30而言当在自动变速部20中太阳齿轮与行星架之间的间隔被设为“1”时，行星架与齿圈之间的间隔被设为ρ。
如图3的共线图中所示，根据本实施例的动力传递装置10构造成这样：在动力分配机构16(差动部11)中，差动部行星齿轮装置24的第一旋转元件RE1(差动部行星架CA0)连结到输入轴14(即发动机8)并经由切换离合器C0与第二旋转元件RE2(差动部太阳齿轮S0)选择性地连结，第二旋转元件RE2连结到第一电动机M1并经由切换制动器B0与壳体12选择性地连结，并且第三旋转元件RE3(差动部齿圈R0)连结到传递部件18和第二电动机M2，从而允许输入轴14的旋转经由传递部件18被传递(输入)至自动变速部(有级变速部)20。经过Y2和X2的交点的斜线L0表示差动部太阳齿轮S0的转速与差动部齿圈R0的转速之间的关系。
例如，在切换离合器C0和切换制动器B0被分离以便切换到无级变速状态(差动能行状态)的情形中，当通过在差动部齿圈R0的转速被车速V约束并因此大致恒定的情况下控制第一电动机M1的转速而升高或降低由线L0和竖线Y1的交点表示的差动部太阳齿轮S0的转速时，由线L0和竖线Y2的交点表示的差动部行星架CA0的转速也升高或降低。在切换离合器C0被接合以连结差动部太阳齿轮S0和差动部行星架CA0的情形中，动力分配机构16进入上述三个元件一起旋转的非差动状态，因此线L0与横线X2一致，从而允许传递部件18以与发动机转速NE相同的速度旋转。在切换制动器B0被接合而停止差动部太阳齿轮S0的旋转的情形中，动力分配机构16进入其起到增速机构的作用的非差动状态，因此线L0进入图3所示的状态，从而允许由线L0和竖线Y3的交点表示的差动部齿圈R0(即传递部件18)的转速增加至高于发动机转速NE并被输入至自动变速部20。
在自动变速部20中，第四旋转元件RE4经由第二离合器C2与传递部件18选择性地连结并经由第一制动器B1与壳体12选择性地连结。第五旋转元件RE5经由第二制动器B2与壳体12选择性地连结。第六旋转元件RE6经由第三制动器B3与壳体12选择性地连结。第七旋转元件RE7与输出轴22连结。第八旋转元件RE8经由第一离合器C1与传递部件18选择性地连结。
在自动变速部20中，如图3所示，在第一离合器C1和第三制动器B3接合的情形中，在第一速下输出轴22的转速由斜线L1--其经过表示第八旋转元件RE8的转速的竖线Y8与横线X2的交点和表示第六旋转元件RE6的转速的竖线Y6与横线X1的交点--与表示与输出轴22连结的第七旋转元件RE7的转速的竖线Y7的交点表示。同样，在第二速下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二制动器B2被接合的情况下确定的斜线L2与表示与输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的竖线Y7的交点表示。在第三速下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第一制动器B1被接合的情况下确定的斜线L3与表示与输出轴22连结的第七旋转元件RE7的转速的竖线Y7的交点表示。在第四速下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二离合器C2被接合的情况下确定的横线L4与表示与输出轴22连结的第七旋转元件RE7的转速的竖线Y7的交点表示。在第一速至第四速下，切换离合器C0被接合，因此来自差动部11--即动力分配机构16--的动力以与发动机转速NE相同的转速输入至第八旋转元件RE8。但是，在切换制动器B0而非切换离合器C0被接合的情形中，来自差动部11的动力以高于发动机转速NE的转速输入。因而，在第五速下输出轴22的转速由在第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0被接合的情况下确定的横线L5与表示与输出轴22连结的第七旋转元件RE7的转速的竖线Y7的交点表示。
图4示出输入至作为根据本发明的控制动力传递装置10的控制装置的电子控制单元40或从其输出的示例性信号。电子控制单元40包括微计算机，该微计算机包括CPU、ROM、RAM和输入/输出接口。电子控制单元40利用RAM的临时存储功能根据预先存储在ROM中的程序执行信号处理，以执行各种驱动控制，例如发动机8、第一电动机M1和第二电动机M2的混合驱动控制和自动变速部20的变速控制。
电子控制单元40从图4中所示的传感器和开关接收各种信号，包括：表示发动机冷却剂温度TEMPW的信号；表示变速位置PSH的信号；表示由转速传感器如解析器检测到的第一电动机M1的转速NM1(下文称为“第一电动机转速NM1”)和第一电动机M1的旋转方向的信号；表示由转速传感器44(参见图1)如解析器检测到的第二电动机M2的转速NM2(下文称为“第二电动机转速NM2”和第二电动机M2的旋转方向的信号；表示作为发动机8的转速的发动机转速NE的信号；表示传动比列设定值的信号；命令M模式(手动变速模式)的信号；表示空调装置的操作状态的空调装置信号；表示由车速传感器46(参见图1)检测到的与输出轴22的转速NOUT对应的车速V以及车辆的前进方向的信号；表示用于自动变速部20的液压流体的温度的液压流体温度信号；表示驻车制动器操作的信号；表示脚制动器操作的信号；表示催化剂的温度的催化温度信号；表示与驾驶者要求的输出量对应的加速器踏板41的操作量(加速器踏板操作量)的加速器踏板操作量信号；凸轮角信号；表示雪地模式设定的雪地模式设定信号；表示车辆的向前/向后加速的加速度信号；表示自动巡航行驶的自动巡航信号；表示车辆重量的车辆重量信号；表示各车轮的轮速的轮速信号；以及表示发动机8的空燃比A/F的信号。转速传感器44和车速传感器46不仅能够检测转速，而且能够检测旋转方向。当自动变速部20处于空档而车辆在行驶时，车速传感器46检测到车辆的前进方向。
同时，电子控制单元40输出各种信号，包括：用于控制发动机输出的发动机输出控制装置43(参见图6)的控制信号，例如用于操作设置在发动机8的进气管95中的电子节气门96的开度θTH的节气门致动器97的驱动信号、用于控制要由燃料喷射装置98供给到发动机8的各气缸中的燃料量的燃料供给量信号、以及用于命令由点火装置99执行的发动机8的点火正时的点火信号；用于调节增压压力的增压调节信号；用于致动电动空调装置的电动空调装置驱动信号；用于命令电动机M1和M2的操作的指令信号；用于致动变速位置指示器的变速位置(操作位置)显示信号；用于显示传动比的传动比显示信号；用于显示雪地模式生效的雪地模式显示信号；用于致动防止车轮在制动操作期间打滑的ABS致动器的ABS致动信号；用于显示选择了M模式的M模式显示信号；用于致动液压控制回路42(参见图6)中包括的电磁阀以控制用于差动部11和自动变速部20的液压摩擦接合装置的液压致动器的阀指令信号；用于致动作为用于液压控制回路42的液压源的电动液压泵的驱动指令信号；用于驱动电加热器的信号；以及用于巡航控制用计算机的信号。
图5示出作为用于通过手动操作在多个变速位置PSH之间切换的切换装置的变速操作装置48的示例。变速操作装置48例如配置在驾驶员座椅的一侧，并包括可操作以在多个变速位置PSH当中进行选择的变速杆49。
变速杆49可手动操作以建立：驻车位置“P”，其中动力传递装置10中即自动变速部20中的动力传递路径在空档状态下被中断，并且自动变速部20的输出轴22被锁止；用于向后行驶的向后行驶位置“R”；空档位置“N”，其中动力传递装置10中的动力传递路径在空档状态下被中断；前进自动变速行驶位置“D”，其中动力传递装置10的变速比在总变速比γT的变化范围内被自动控制；或前进手动变速行驶位置“M”，其中手动变速行驶模式(手动模式)被建立以约束上述自动变速控制中的变速比的高速侧，换句话说，设定所谓的变速范围。
液压控制回路42例如可与被手动操作到各变速位置PSH的变速杆49相结合地被电气操作，以接合在图2的接合操作表中示出的倒档“R”、空档“N”和前进档“D”中的各档。
在包括“P”至“M”位置的变速位置PSH当中，“P”位置和“N”位置是当车辆未被驱动时选择的非行驶位置，其是为了使用第一离合器C1和第二离合器C2将动力传递路径切换到动力传递中断状态而被选择的非驱动位置，例如使得在自动变速部20中的动力传递路径在第一离合器C1和第二离合器C2如图2的接合操作表中所示均分离的情况下被中断的状态下车辆不可被驱动。同时，“R”位置、“D”位置和“M”位置是当车辆要被驱动时选择的行驶位置，其是为了使用第一离合器C1和/或第二离合器C2将动力传递路径切换到动力传递能行状态而被选择的驱动位置，例如使得在自动变速部20中的动力传递路径在如图2的接合操作表中所示第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个被接合的情况下被连结的状态下车辆可被驱动。
具体地，当变速杆49从“P”位置或“N”位置被手动操作到“R”位置时，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传递中断状态进入动力传递能行状态。当变速杆49从“N”位置被手动操作到“D”位置时，至少第一离合器C1被接合以使自动变速部20中的动力传递路径从动力传递中断状态进入动力传递能行状态。当变速杆49从“R”位置被手动操作到“P”位置或“N”位置时，第二离合器C2被分离以使自动变速部20中的动力传递路径从动力传递能行状态进入动力传递中断状态。当变速杆49从“D”位置被手动操作到“N”位置时，第一离合器C1和第二离合器C2被分离以使自动变速部20中的动力传递路径从动力传递能行状态进入动力传递中断状态。
图6是示出用于由电子控制装置40提供的控制功能的主要部分的功能框图和线图。图6中的有级变速控制装置54起到执行自动变速部20的变速的变速控制装置的作用。例如，有级变速控制装置54基于由从预先存储在存储装置56中的由图7中的实线和单点划线表示的关系(变速线图、变速脉谱图)获得的车速V和自动变速部20的要求输出转矩TOUT表示的车辆状态，来判定是否执行自动变速部20的变速，即，自动变速部20中哪个档应被接合。有级变速控制装置54执行自动变速部20的变速以接合所确定的档。此时，有级变速控制装置54向液压控制回路42输出指令(变速输出指令)，用于接合和/或分离除切换离合器C0和切换制动器B0以外的液压摩擦接合装置，以便根据例如图2中所示的接合操作表来接合确定的档。由于加速器踏板操作量Acc和自动变速部20的要求输出转矩TOUT(图7的竖轴)相关以使得要求输出转矩TOUT随着加速器踏板操作量Acc增加而增加，所以图7的变速线图的竖轴可为加速器踏板操作量Acc。
混合动力控制装置52在动力传递装置10处于无级变速状态下的情况下--即差动部11处于差动能行状态下的情况下--在有效操作范围内驱动发动机8，并通过最理想地改变发动机8与第二电动机M2的驱动力之间的分配和由于由第一电动机M1执行的发电而形成的反作用力来控制作为电气式无级变速器的差动部11的变速比γ0。例如，混合动力控制装置52基于作为驾驶者要求的输出量的加速器踏板操作量Acc和车速V计算车辆在当前车速的目标(要求的)输出，然后基于车辆的目标输出和要求的充电值计算要求的总目标输出，然后考虑传递损失、辅机负荷、由第二电动机M2提供的辅助转矩等计算用于获得总目标输出的目标发动机输出，并控制发动机8以便实现用于获得目标发动机输出的发动机转速NE和发动机转矩TE并控制第一电动机M1的发电量。
混合动力控制装置52考虑自动变速部20的档位执行控制以提高动力性能和燃料效率。在这样的混合动力控制中，使差动部11起到电气式无级变速器的作用，以便使为了在有效操作范围内驱动发动机8而确定的发动机转速NE与由车速V和自动变速部20的档位确定的传递部件18的转速匹配。亦即，混合动力控制装置52预先存储最佳燃料效率曲线(燃料效率脉谱图、关系)，其为例如在由作为参数的发动机转速NE和发动机8的输出转矩(发动机转矩)TE限定出的二维坐标系统中通过实验预先确定以既实现驾驶性能又实现燃料效率的发动机8的运转曲线类型。混合动力控制装置52然后确定动力传递装置10的总变速比γT的目标值以实现发动机转矩TE和发动机转速NE，以便在例如遵循最佳燃料效率的发动机8的运转点(下文称为“发动机运转点”)驱动发动机8，以便产生满足目标输出(总目标输出、要求驱动力)所需的发动机输出。混合动力控制装置52然后控制差动部11的变速比γ0以便获得目标值，例如，将总变速比γT控制在13至0.5的可变范围内。术语“发动机运转点”是指在坐标轴对应于表示发动机8的运转状态的状态量例如发动机转速NE和发动机转矩TE的二维坐标系统中限定出的表示发动机8的运转状态的运转点。
此时，混合动力控制装置52经逆变器58将由第一电动机M1产生的电能供给到蓄电装置60和第二电动机M2。因此，虽然来自发动机8的动力的主要部分被机械地传递至传递部件18，但来自发动机8的动力的一部分被第一电动机M1消耗以发电并转换成电能，所述电能又经逆变器58被供给到第二电动机M2，第二电动机M2又被驱动以将动力从第二电动机M2传递至传递部件18。与电能的产生到消耗(被第二电动机M2消耗)相关的装置构成电气路径，其中来自发动机8的动力的一部分被转换为电能并且电能被转换成机械能。
混合动力控制装置52在功能上包括发动机输出控制装置，其执行用于发动机8的输出控制，以便通过单独或结合地向发动机输出控制装置43输出用于借助于用于节气门控制的节气门致动器97执行电子节气门96的打开/关闭控制的指令、控制由用于燃料喷射控制的燃料喷射装置98执行的燃料喷射的量和喷射正时、并控制由用于点火正时控制的点火装置99如点火装置执行的点火的正时，来产生要求的发动机输出。例如，混合动力控制装置52基本上利用预先存储的关系(未示出)基于加速器踏板操作量信号Acc驱动节气门致动器97以执行节气门控制，以便随着加速器踏板操作量Acc增大而增大节气门开度θTH。
图7中的粗实线A为发动机行驶范围与电机行驶范围之间的边界线，用于在发动机8与电动机如第二电动机M2之间切换用于车辆的起动/行驶(下文简称为“行驶”)的驱动力源，换句话说，用于在车辆用作为用于行驶的驱动力源的发动机8起动/行驶(下文简称为“行驶”)的所谓的发动机行驶与车辆用作为用于行驶的驱动力源的第二电动机M2行驶的所谓的电机行驶之间切换。预先存储并具有用于切换发动机行驶与电机行驶的边界线(实线A)的图7中所示的关系是在以车速V和作为驱动力相关值的输出转矩TOUT作为参数的二维坐标系统中构成的驱动力源切换线图(驱动力源脉谱图)的一个示例。例如，驱动力源切换线图在同一图7中与由实线和单点划线表示的变速线图(变速脉谱图)一起被预先存储在存储装置56中。
例如，混合动力控制装置52使用图7的驱动力源切换线图基于由车速V和要求输出转矩TOUT表示的车辆状态来判定车辆是处于电机行驶范围还是处于发动机行驶范围，以执行电机行驶或发动机行驶。如从图7显而易见，混合动力控制装置52在一般认为与高转矩范围相比发动机效率较低的输出转矩TOUT(即发动机转矩TE)范围内或车速V(即负荷)较低的范围内执行电机行驶。
为了抑制由于在电机行驶期间静止的发动机8形成的拖曳以提高燃料效率，混合动力控制装置52通过差动部11的电气式CVT功能(差动作用)将第一电动机速度NM1控制为负转速，例如控制为怠速状态，以通过差动部11的差动作用将发动机转速NE维持在0或大致为0。
为了在发动机行驶与电机行驶之间进行切换，混合动力控制装置52包括发动机起动/停止控制装置66，其在运转状态与静止状态之间切换发动机8的运转状态，即，起动和停止发动机8。例如，当混合动力控制装置52已利用图7的驱动力源切换线图基于车辆状态判定出在电机行驶与发动机行驶之间进行切换时，发动机起动/停止控制装置66起动或停止发动机8。
即使在发动机行驶范围内，混合动力控制装置52也可通过为第二电动机M2供给经上述电气路径来自第一电动机M1的电能和/或来自蓄电装置60的电能并驱动第二电动机M2以辅助来自发动机8的动力，来提供转矩辅助。因而，在本实施例中，与电机行驶不同的发动机行驶包括车辆用作为用于行驶的驱动力源的发动机8和第二电动机M2二者行驶的状态。
不受车辆处于静止状态下或车速低的约束，混合动力控制装置52能够通过差动部11的电气式CVT功能维持发动机8的运转状态。例如，在其中在车辆静止时蓄电装置60的剩余充电量SOC低到需要由第一电动机M1发电的情形中，使第一电动机M1利用来自发动机8的动力发电，这增加了第一电动机M1的转速。因而，即使通过车速V唯一地确定的第二电动机速度NM2由于车辆静止而为0(大致为0)，也通过动力分配机构16的差动作用将发动机转速NE维持在能实现自行旋转的转速以上。
不受车辆静止或行驶的约束，混合动力控制装置52能够通过借助于差动部11的电气式CVT功能来控制第一电动机速度NM1和/或第二电动机速度NM2而将发动机转速NE维持在任意转速。例如，如从图3的共线图可见，混合动力控制装置52在维持由车速V约束的第二电动机速度NM2大致恒定的同时增加第一电动机速度NM1，以增加发动机转速NE。
为了判定是否接合切换制动器B0，增速档判定装置62例如使用预先存储在存储装置56中的变速线图基于车辆状态判定要在动力传递装置10中接合的档位是否高于当前档位--例如第五档。
切换控制装置50基于由车速V和要求的输出转矩TOUT表示的车辆状态来切换差动状态切换装置(切换离合器C0、切换制动器B0)的接合/分离，以在无级变速状态与有级变速状态之间选择性地切换动力传递装置10，即，在差动能行状态与锁止状态之间选择性地切换动力分配机构16。
例如，在增速档判定装置62使用变速线图(参见图7)判定出要在动力传递装置10中接合的档位为第五档，即图7中表示车速V与要求的输出转矩TOUT之间的关系的点已移过从第四速至第五速的升档线，换句话说，表示上述关系的点已进入图7的有级变速控制范围(非差动范围)的情形中，切换控制装置50对液压控制回路42输出用于接合切换制动器B0同时保持切换离合器C0分离的指令，以使得差动部11起到具有固定变速比γ0--例如0.7的变速比γ0--的第二变速器的作用，即，将动力传递装置10切换到有级变速状态。同时，在当动力传递装置10处于无级变速状态下时要求的输出转矩TOUT已超过预定的判定输出转矩T1的情形中，切换控制装置50可接合切换离合器C0以将动力传递装置10切换到有级变速状态，虽然图7中未示出。此时，例如，判定输出转矩T1是在差动部11的变速比γ0固定在1的情况下为了判定燃料消耗率是否降低而通过实验设定的值。
同时，在增速档判定装置62判定出要在动力传递装置10中接合的档位不是第五档，即图7中表示车速V与要求的输出转矩TOUT之间的关系的点已移过从第五速至第四速的降档线，换句话说，表示上述关系的点已进入图7的无级变速控制范围(差动范围)的情形中，切换控制装置50对液压控制回路42输出用于分离切换制动器B0同时保持切换离合器C0分离的指令，即，将动力传递装置10切换到无级变速状态。此时，已由切换控制装置50切换到无级变速状态的差动部11起到无级变速器的作用，而与差动部11串联连接的自动变速部20起到有级变速器的作用。因而，除了能够获得具有适当大小的驱动力的事实外，对于自动变速部20的第一档、第二档、第三档和第四档各档而言输入至自动变速部20的转速--即传递部件18的转速--可连续变化，为各档提供了可连续变化的变速比范围。因而，在各档位之间提供了可连续变化的变速比，使动力传递装置10整体进入无级变速状态并为其提供了可连续变化的总变速比γT。
现参照图7详细说明，图7是在以车速V和作为驱动力相关值的要求输出转矩TOUT作为参数的二维坐标系统中构成的示例性变速线图，示出了预先存储在存储装置56中并基于其判定自动变速部20的变速的关系(变速线图、变速脉谱图)。在图7中，实线均为升档线，而单点划线均为降档线。在该变速线图中，从第一档至第四档的范围为动力传递装置10被切换到无级变速状态下的无级变速控制范围(差动范围)，而第五档的范围为动力传递装置10被切换到有级变速状态下的有级变速控制范围(非差动范围)。简而言之，图7的变速线图还用作用于在无级变速状态与有级变速状态之间切换动力传递装置10的切换线图。图7的变速线图中的升档线和降档线是通过实验设定的，使得在例如使用汽油作为用于驱动发动机8的燃料的情形中发动机8和动力传递装置10最理想地运转。在使用与用来设定变速线图(切换线图)的燃料(例如，汽油)不同种类的燃料(例如，通过以一定比率将乙醇混合在汽油燃料中而获得的含乙醇燃料)的情形中，可根据燃料类型来修改升档线和降档线。下文将具体说明第四速与第五速之间的升档线和降档线被修改的情形。
驱动力相关值为与用于车辆的驱动力形成一一对应关系的参数，并且不仅可为在驱动轮38处的驱动转矩或驱动力，而且可为自动变速部20的输出转矩TOUT、发动机转矩TE、车辆加速度，例如，基于例如加速器踏板操作量或节气门开度θTH(或进气量、空燃比或燃料喷射量)计算出的发动机转矩TE以及发动机转速NE的实际值，以及基于由驾驶者执行的加速器踏板操作的量、节气门开度等计算出的要求的(目标)发动机转矩TE、自动变速部20的要求的(目标)输出转矩TOUT等的推定值。例如，可考虑差动比、驱动轮38的半径等从输出转矩TOUT等计算驱动转矩，或可使用转矩传感器等直接检测驱动转矩。可以类似方式计算诸如上述转矩的其它值。
例如，图7中所示的变速线图中的从第四速至第五速的升档线和从第五速至第四速的降档线被设定成使动力传递装置10在高速行驶期间进入有级变速状态以便不会使动力传递装置10在高速行驶期间进入无级变速状态--后者恶化了燃料效率。
在此构型下，例如，虽然动力传递装置10在车辆以低至中速行驶时进入无级变速状态以确保车辆的燃料效率性能，但动力传递装置10进入有级变速状态以作为有级变速器操作，从而允许经专门的机械动力传递路径将来自发动机8的输出传递至驱动轮38。这抑制了当动力传递装置10起到电气式无级变速器的作用时发生的动力与电能之间的转换损失，从而提高了燃料效率。
如上所述，根据本实施例的差动部11(动力传递装置10)可在无级变速状态与有级变速状态(固定变速状态)之间选择性地切换。切换控制装置50基于车辆状态来判定应当将差动部11切换到何种状态，并选择性地将差动部11切换到无级变速状态和有级变速状态中的任一者。在本实施例中，混合动力控制装置52基于车辆状态来执行电机行驶或发动机行驶，并且发动机起动/停止装置66起动或停止发动机8以在发动机行驶与电机行驶之间进行切换。
虽然发动机8基本上使用汽油作为燃料，但偶尔使用通过以一定比率将乙醇混合在汽油燃料中而获得的含乙醇燃料作为用于驱动发动机8的燃料。因而，在本实施例中，为了降低燃料消耗率等，根据发动机8的输出特性--其根据燃料的类型(燃料类型)而不同--修改用于将动力传递装置10切换到无级变速状态或有级变速状态的条件。下面描述用于修改切换条件的控制功能的主要部分。
返回图6，燃料供给判定装置80判定车辆的燃料箱70中的燃料是否已增加。首先判定燃料是否已增加，这是因为虽然燃料增加并非总是由于对汽油燃料添加了含乙醇燃料，但除非至少燃料箱70中的燃料增加，否则乙醇混合比率不会变更并且发动机8的输出特性不会根据燃料类型而变化。具体地，基于例如来自检测燃料箱70中的燃料量的燃料计72的信号来判定燃料箱70中的燃料是否已增加。作为替代，由于封闭用于燃料箱70的燃料加注口的燃料加注口盖74为了向燃料箱70供给燃料而被打开，所以燃料供给判定装置80可检测燃料加注口盖74的打开/关闭，并且在用于燃料箱70的燃料加注口盖74打开的情况下判定为燃料箱70中的燃料已增加。
传递部件18、第一电动机M1以及发动机8经由差动部行星齿轮装置24彼此连结。因此，在动力传递装置10在发动机行驶期间处于无级变速状态的情形中，对抗发动机转矩TE的反作用转矩从第一电动机M1输出，以使传递部件18以预定转速旋转。因而，可通过获得反作用转矩来获得发动机转矩TE。因而，在燃料供给判定装置80判定出燃料箱70中的燃料已增加的情形中，内燃机输出转矩检测装置82基于从供给到逆变器58的控制量获得的供给到第一电动机M1的电流的值来计算作为反作用转矩的第一电动机M1的输出转矩TM1(下文称为“第一电动机转矩TM1”)，并基于第一电动机转矩TM1、传动比ρ0等来检测发动机转矩TE。具体地，在发动机转矩TE和第一电动机转矩TM1不为0但彼此一致的情形中，即，在恒定行驶状态下，可通过以下式(1)计算(检测)发动机转矩TE。式(1)的右侧上的负号意味着电动机转矩TM1在与发动机转矩TE相反的方向上。
TE＝-TM1×(1+ρ0)/ρ0(1)
当用与规定为用于驱动发动机8的燃料的基准燃料(例如，汽油)不同种类的燃料(例如，含乙醇燃料)驱动发动机8时，内燃机输出转矩判定装置84判定发动机转矩TE是否已变成大于当用基准燃料驱动发动机8时产生的发动机转矩TE。如下所述具体进行该判定。
表示当用基准燃料驱动发动机8时产生的发动机转矩TE(下文称为“基准发动机转矩TE_std”)和与发动机输出有关的状态量如发动机转速NE和节气门开度θTH之间的关系的基准发动机转矩线图已凭经验获得，并被预先存储在内燃机输出转矩判定装置84中。内燃机输出转矩检测装置82随后基于第一电动机转矩TM1等检测发动机转矩TE，并且此后内燃机输出转矩判定装置84在诸如发动机转速NE和节气门开度θTH的状态量相等的状态下将由内燃机输出转矩检测装置82检测到的发动机转矩TE(下文称为“实际发动机转矩TAE”)与基准发动机转矩TE_std进行比较，以判定实际发动机转矩TAE是否大于基准发动机转矩TE_std。此时，理想的是考虑到即使燃料仍为基准燃料，发动机转矩TE也可能相对于基准发动机转矩TE_std发生一定变化。因而，内燃机输出转矩判定装置84基于基准发动机转矩TE_std来判定实际发动机转矩TAE是否在预定变化范围之外大于基准发动机转矩TE_std。这样，例如，在内燃机输出转矩判定装置84判定出实际发动机转矩TAE大于基准发动机转矩TE_std的情形中，可判定为在用与基准燃料不同种类的燃料驱动发动机的情况下发动机转矩TAE大于基准发动机转矩TE_std，这是因为实际发动机转矩TAE是当燃料供给判定装置80判定出燃料箱70中的燃料已增加时检测出的。
如图7的变速线图(切换线图)所示，用于确定通过接合切换制动器B0(差动限制装置)而使动力分配机构16进入非差动状态的非差动范围被预先存储在存储装置56中。例如，用于使用基准燃料(例如，汽油)作为用于驱动发动机8的燃料的情形的变速线图(切换线图)被存储而作为基准。在用与基准燃料(例如，汽油)不同种类的燃料(例如，含乙醇燃料)驱动发动机8并且发动机转矩TE因此大于当用基准燃料驱动发动机8时产生的发动机转矩TE的情形中，即，在内燃机输出转矩判定装置84判定出实际发动机转矩TAE已变成大于基准发动机转矩TE_std的情形中，差动状态控制装置88与当用基准燃料驱动发动机8时相比扩大存储在存储装置56中的非差动范围。具体地，差动状态控制装置88通过使图7的从第四速至第五速的升档线和从第五速至第四速的降档线整体或部分偏离而扩大非差动范围。使用图7的从第四速至第五速的升档线作为示例进行描述。如放大地示出从第四速至第五速的升档线的一部分的图8所示，在内燃机输出转矩判定装置84作出肯定判定的情形中，差动状态控制装置88使作为非差动范围与差动范围之间的边界线的图8的升档线如图8的箭头AR1所示从实线偏离至虚线。因此与当使用基准燃料时(例如，当使用汽油时)相比非差动范围扩大。在差动状态控制装置88扩大非差动状态的情形中，根据扩大后的非差动范围，增速档判定装置62执行判定并且切换控制装置50使动力分配机构16在差动能行状态与非差动状态之间选择性地切换。
在扩大非差动范围之际，差动状态控制装置88可预先确定用于内燃机输出转矩判定装置84作出否定判定的情形的非差动范围和用于作出肯定判定的情形的扩大后的非差动范围，并且可在非差动范围之间选择性地切换。但是，例如在不使用内燃机输出转矩判定装置84的判定的情况下，随着发动机转矩TE由于燃料类型的差异而增加，具体地，随着由内燃机输出转矩检测装置82检测到的发动机转矩TE增加，可连续或逐级地扩大非差动范围。
从降低燃料消耗率的观点看，在有级变速控制范围(非差动范围)内，虽然有利的是例如第一电动机M1不消耗电力，但不利的是例如不能根据最佳燃料效率曲线驱动发动机8。在无级变速控制范围(差动范围)内，虽然有利的是可根据最佳燃料效率曲线驱动发动机8，但不利地是第一电动机M1消耗电力。扩大前后的非差动范围被确定成总体考虑以上优点和缺点，即动力传递装置10的效率对燃料效率的影响和发动机8的效率对燃料效率的影响，来提高燃料效率。
在内燃机输出转矩判定装置84作出否定判定的情况下，差动状态控制装置88不修改存储在存储装置56中的用于基准燃料的非差动范围，并且使用在图7的变速线图中示出的用于基准燃料的非差动范围。
图9是示出由电子控制单元40执行的控制过程、即用于根据燃料类型来修改非差动范围的控制过程的主要部分，该过程例如以约数毫秒至数十毫秒的极短周期时间重复执行。
首先，在对应于燃料供给判定装置80的步骤(下文将“步骤”略去)SA1中，判定车辆的燃料箱70中的燃料是否已增加。如果判定结果是肯定的，则该过程进行至SA2。如果判定结果是否定的，则流程图的控制过程结束。具体地，例如使用来自检测燃料箱70中的燃料量的燃料计72的信号，来判定燃料箱70中的燃料是否已增加。由于用于燃料箱70的燃料加注盖74为了向燃料箱70供给燃料而被打开，所以也可在检测到燃料加注口盖74被打开的情况下判定为燃料箱70中的燃料已增加。
在对应于内燃机输出转矩检测装置82的SA2中，基于从供给到逆变器58的控制量获得的供给到第一电动机M1的电流的值来检测作为反作用转矩的第一电动机转矩TM1，并基于第一电动机转矩TM1、传动比ρ0等来计算发动机转矩TE(实际发动机转矩TAE)。具体地，在发动机转矩TE和第一电动机转矩TM1不为0但彼此匹配的情形中，即，在恒定行驶状态下，可通过上式(1)计算发动机转矩TE。
在对应于内燃机输出转矩判定装置84的SA3中，判定发动机8是否用与基准燃料(例如，汽油)不同种类的燃料(例如，含乙醇燃料)驱动并且发动机转矩TE(实际发动机转矩TAE)因此大于当用基准燃料驱动发动机8时产生的发动机转矩TE(基准发动机转矩TE_std)，具体地，在SA2中计算出的实际发动机转矩TAE是否大于基准发动机转矩TE_std。即，判定发动机转矩特性是否已相对于当使用基准燃料时提供的发动机转矩沿增加发动机转矩TE的方向偏离。此时，SA3中的判定是考虑了即使燃料保持为基准燃料发动机转矩TE也可能相对于基准发动机转矩TE_std发生一定变化的事实而作出的。如果SA3中的判定是肯定的，即，如果实际发动机转矩TAE大于基准发动机转矩TE_std，则该过程进行至SA4。另一方面，如果SA3中的判定是否定的，则该过程进行至SA5。
在对应于差动状态控制装置88的SA4中，图7中所示的非差动范围，即通过接合切换制动器B0而使动力分配机构16进入非差动状态的B0锁止范围，与当用基准燃料驱动发动机8时使用的非差动范围(B0锁止范围)相比扩大。
在对应于差动状态控制装置88的SA5中，图7中所示的非差动范围(B0锁止范围)未扩大，而是保持与当用基准燃料驱动发动机8时使用的非差动范围(B0锁止范围)相同。
本实施例具有以下效果(A1)至(A7)。(A1)图10示出作为发动机转速NE与发动机转矩TE之间的关系的发动机转矩特性。由实线表示的曲线L_std表示在用汽油驱动发动机8的情形中的发动机转矩特性(节气门开度θTH＝100％)。由双点划线表示的曲线L_eth表示在用含乙醇燃料驱动发动机8的情形中的发动机转矩特性(节气门开度θTH＝100％)。参照图10对动力传递装置10中建立的档位为第五档的情形进行说明。驱动发动机8使得发动机操作点沿着图10中的第五档操作线移动。在用于发动机8的燃料为汽油的情形中，第五档操作点与曲线L_std相交处的点P_std为发动机8在切换制动器B0被锁止且发动机操作点沿着第五档操作线移动的非差动状态下被驱动的范围的高速侧的界限。但是，在用于发动机8的燃料为含乙醇燃料的情形中，与用汽油驱动发动机8的情形相比，抗爆震性能提高且发动机点火正时提前，这趋于整体增加发动机转矩TE。因此，当用于发动机8的燃料从汽油变成含乙醇燃料时，表示发动机8在切换制动器B0锁止且发动机操作点沿着第五档操作线移动的非差动状态下被驱动的范围的高速侧的界限的发动机操作点从点P_std偏离至第五档操作线与曲线L_eth相交处的点P_eth，使得能够使用第五速实现第五档操作线上的较高发动机转矩TE的输出。换句话说，在用于发动机8的燃料从汽油变成含乙醇燃料的情形中，可利用第五档，即在切换制动器B0锁止且发动机操作点沿着第五档操作线移动的非差动状态下，实现比由经过点P_std的等功率曲线L_pwr表示的发动机输出(例如，以“kW”为单位)更高的发动机输出。
如上所述，如果发动机转矩特性根据用于发动机8的燃料的类型而变化，则可相应修改切换制动器B0锁止的非差动范围，这允许发动机转矩特性得到充分利用并有助于降低燃料消耗率等。就此而言，根据本实施例，在发动机8用与基准燃料(例如，汽油)不同种类的燃料(例如，含乙醇燃料)驱动并且发动机转矩TE(TAE)因此大于当用基准燃料驱动发动机8时产生的发动机转矩TE(TE_std)的情况下，即，在内燃机输出转矩判定装置84判定出实际发动机转矩TAE大于基准发动机转矩TE_std的情况下，差动状态控制装置88与当用基准燃料驱动发动机8时相比扩大存储在存储装置56中的非差动范围。因而，在与基准燃料不同种类的燃料即多种类型的燃料被供给到发动机8的情形中，能够与会根据用于发动机8的燃料的类型而变化的发动机转矩特性即发动机输出特性相对应地充分利用使动力分配机构16在差动能行状态与非差动状态之间切换的优点。结果，例如，能够与供给到发动机8的多种类型的燃料相对应地降低燃料消耗率。
(A2)根据本实施例，内燃机输出转矩检测装置82基于从供给到逆变器58的控制量获得的供给到第一电动机M1的电流的值计算作为反作用转矩的第一电动机转矩TM1，并基于第一电动机转矩TM1、传动比ρ0等检测发动机转矩TE。因此，能够通过从供给到第一电动机M1的电流的值等计算第一电动机转矩TM1而容易地检测发动机转矩TE。
(A3)根据本实施例，内燃机输出转矩检测装置82在燃料供给判定装置80判定出燃料箱70中的燃料已增加的情形中基于第一电动机转矩TM1、传动比ρ0等检测发动机转矩TE。因此，发动机转矩TE并非一直被检测而是根据需要被检测，减轻了电子控制单元40上的负荷。
(A4)根据本实施例，燃料供给判定装置80可检测燃料加注口盖74的打开/关闭，并在用于燃料箱70的燃料加注口盖74被打开的情况下判定为燃料箱70中的燃料已增加。此外，内燃机输出转矩检测装置82可在燃料供给判定装置80作出该判定的情况下基于第一电动机转矩TM1、传动比ρ0等检测发动机转矩TE。因此，发动机转矩TE并非一直被检测而是根据需要被检测，减轻了电子控制单元40上的负荷。燃料供给判定装置80作出该判定比直接检测燃料箱70中的燃料增加更加容易。
(A5)根据本实施例，动力传递装置10在从发动机8至驱动轮38的动力传递路径的一部分中设有自动变速部20。因此，与未设置自动变速部20的情形相比，能够增加总变速比γT的范围--动力传递装置10的变速比可在该范围内变化，从而获得优良的燃料效率性能。
(A6)根据本实施例，自动变速部20是能够逐级改变其变速比的有级变速部。因此，能够增加自动变速部10的变速比的范围而不会明显增加自动变速部20的尺寸。
(A7)根据本实施例，在差动部11处于切换离合器C0和切换制动器B0二者均分离的差动能行状态下时，差动部11起到其传动比γ0可在最小值γ0min与最大值γ0max之间连续变化的电气式无级变速器的作用。因此，可平滑地改变从差动部11输出的驱动转矩。
虽然已参照附图详细描述了本发明的实施例，但该实施例只是说明性的，且可基于本领域技术人员的知识以各种方式对本发明进行修改和改进。
例如，虽然在以上实施例中动力分配机构16的非差动范围对应于第五档，但非差动范围不一定对应于动力分配装置10的任何档位。
虽然在以上实施例中动力分配机构16包括切换制动器B0和切换离合器C0以建立非差动状态，但不一定要设置切换离合器C0。
在以上实施例中，在图7中表示车速V与要求输出转矩TOUT之间的关系的点处于非差动范围(有级变速控制范围)的情形中，动力分配机构16在切换制动器B0接合的情况下增加发动机转速NE。但是，当动力分配机构16处于非差动状态时，发动机转速NE不一定要增加。
虽然在以上实施例中切换制动器B0对应于根据本发明的差动限制装置，但差动限制装置不限于诸如制动器或离合器的接合装置。例如，不同于接合切换制动器B0，可使第一电动机M1不能电气地旋转以使得第一电动机M1对应于差动限制装置。
虽然在以上实施例中非差动范围如图7所示由车速V与自动变速部20的要求输出转矩TOUT之间的关系限定，但非差动范围可由其它状态量例如发动机转速NE、发动机转矩TE以及进气门开度θTH之间的关系限定。
虽然在以上实施例中基于第一电动机转矩TM1检测发动机转矩TE，但可采用其它方式检测发动机转矩TE。
虽然在以上实施例中动力传递装置10是混合动力车辆的一部分，但本发明并不限于应用于如图1所示的传动机构，并且可应用于混合动力车辆以外的车辆。
虽然在以上实施例中将汽油和含乙醇燃料选择性地供给到发动机8，即，供给到发动机8的燃料基于相同成分(即汽油)，但供给到发动机8的燃料不一定基于相同的主成分。
虽然在以上实施例中将乙醇与要供给到发动机8的汽油燃料混合，但要供给到发动机8的燃料例如可为轻油、氢或乙醇本身，或含有它们之一作为主成分的复合燃料。要添加的燃料并不限于乙醇。
虽然在以上实施例中动力传递装置10包括第二电动机M2，但动力传递装置10不一定要包括第二电动机M2。
虽然在以上实施例中在差动部11与驱动轮38之间的动力传递路径中设置有自动变速部20，但动力传递装置10不一定要包括自动变速部20。
在图9所示的以上实施例的流程图中SA1和SA2的次序可以颠倒。
在根据以上实施例的图9所示的流程图中，SA2和后续步骤在SA1中作出肯定判定的情况下执行。但是，不具备SA1的流程图，即不论SA1的判定结果如何都执行SA2和后续步骤的流程图，也是可能的。
虽然在以上实施例中差动部11(动力分配机构16)起到通过控制第一电动机M1的运转状态而使其变速比γ0可在最小值γ0min与最大值γ0max之间连续变化的电气式无级变速器的作用，但差动部11的变速比γ0可例如利用差动作用逐级地而非连续地改变。
虽然在根据以上实施例的动力传递装置10中发动机8和差动部11彼此直接连结，但发动机8可经由诸如离合器的接合元件与差动部11连结。
虽然在根据以上实施例的动力传递装置10中第一电动机M1和第二旋转元件RE2彼此直接连结并且第二电动机M2和第三旋转元件RE3彼此直接连结，但第一电动机M1可经由诸如离合器的接合元件与第二旋转元件RE2连结并且第二电动机M2可经由诸如离合器的接合元件与第三旋转元件RE3连结。
虽然在以上实施例中在发动机8至驱动轮38的动力传递路径中差动部11之后接以自动变速部20，但自动变速部20可在差动部11之前。简而言之，自动变速部20可设置成构成从发动机8至驱动轮38的动力传递路径的一部分。
在以上实施例中，如图1所示，差动部11和自动变速器20彼此直接连结。但是，本发明也可应用于如果动力传递装置10整体具有用于电气地改变差动状态的电气差动功能和用于使用该电气差动功能基于不同于变速的原理来改变变速比的功能则差动部11和自动变速部20未彼此机械地独立的情形。
虽然在以上实施例中动力分配机构16为单行星式，但动力分配机构16也可为双行星式。
在以上实施例中，发动机8与构成差动部行星齿轮装置24的第一旋转元件RE1连结以进行动力传递，第一电动机M1与第二旋转元件RE2连结以进行动力传递，并且通向驱动轮38的动力传递路径与第三旋转元件RE3连结。但是，本发明也可应用于以下这样的构型：两个行星齿轮装置通过构成行星齿轮装置的旋转元件彼此连结，发动机、电动机和驱动轮与行星齿轮装置的相应旋转元件连结，并且能够通过控制与行星齿轮装置的旋转元件连结的离合器或制动器来执行有级变速操作与无级变速操作之间的切换。
虽然在以上实施例中自动变速部20起到有级自动变速器的作用，但自动变速部20也可以起到无级变速器(CVT)或手动变速器的作用。
在以上实施例中均为液压摩擦接合装置的切换离合器C0和切换制动器B0均可为磁粉式、电磁式或机械式接合装置，例如粉末(磁粉)离合器、电磁离合器或啮合爪离合器。
虽然在以上实施例中第二电动机M2与传递部件18直接连结，但第二电动机M2不一定要以这种方式连结，并且可直接或经由变速器、行星齿轮装置、接合装置等间接与从发动机8或传递部件18至驱动轮38的动力传递路径连结。
虽然在根据以上实施例的动力分配机构16中差动部行星架CA0与发动机8连结、差动部太阳齿轮S0与第一电动机M1连结并且差动部齿圈R0与传递部件18连结，但它们的连结关系不必局限于这样，并且发动机8、第一电动机M1和传递部件18可与差动部行星齿轮装置24中的三个元件CA0、S0、R0中的任何一个连结。
虽然在以上实施例中发动机8与输入轴14直接连结，但它们可经由例如齿轮或带彼此可操作地连结，并且不一定要配置在共同的轴线上。
在以上实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2与输入轴14同轴地配置，并分别与差动部太阳齿轮S0和传递部件18连结。但是，第一电动机M1和第二电动机M2不一定要以这种方式配置，并且第一电动机M1和第二电动机M2可经由例如齿轮、带或减速机与差动部太阳齿轮S0和传递部件18可操作地连结。
虽然在以上实施例中自动变速部20经由传递部件18与差动部11串联连结，但可与输入轴14并联地设置中间轴且自动变速部20可同轴地设置在该中间轴上。在此情形中，差动部11和自动变速部20经由一组传递部件连结以进行动力传递，所述一组传递部件由例如作为传递部件18的中间齿轮对、链轮和链条构成。
虽然在以上实施例中动力分配机构16由一组差动部行星齿轮装置24构成，但动力分配机构16可由两个或更多个行星齿轮装置构成以便起到在非差动状态(固定变速状态)下具有三个或更多个档位的变速器的作用。
虽然在以上实施例中第二电动机M2与构成从发动机8至驱动轮38的动力传递路径的一部分的传递部件18连结，但动力传递装置10可构造成使得在第二电动机M2与动力传递路径连结并且还经由诸如离合器的接合元件与动力分配机构16连结的状态下，动力分配机构16的差动状态能够由代替第一电动机M1的第二电动机M2控制。
虽然在以上实施例中动力分配机构16包括切换离合器C0和切换制动器B0，但动力传递装置10也可包括独立于动力分配机构16的切换离合器C0和切换制动器B0。
虽然在以上实施例中差动部11包括第一电动机M1和第二电动机M2，但动力传递装置10也可包括独立于差动部11的第一电动机M1和第二电动机M2。
虽然未具体说明，但本发明可采用各种方式进行修改而不脱离本发明的范围和精神。

Claims (9)

1.一种车辆用动力传递装置的控制装置，包括电气式差动部和差动限制装置，所述电气式差动部具有连结在内燃发动机与驱动轮之间的差动机构和连结到所述差动机构以进行动力传递的电动机，所述电气式差动部通过控制所述电动机的运转状态而控制所述差动机构的差动状态，所述差动限制装置能够将所述差动机构在所述差动机构的差动作用不能行的非差动状态与所述差动机构的差动作用能行的差动能行状态之间选择性地切换，所述控制装置的特征在于还包括：
差动状态控制装置，在所述内燃发动机用与规定为用于驱动所述内燃发动机的燃料的基准燃料不同种类的燃料驱动并且所述内燃发动机的输出转矩因此大于当所述内燃发动机用所述基准燃料驱动时产生的所述内燃发动机的输出转矩的情况下，与在所述内燃发动机用所述基准燃料驱动时使用的非差动范围相比，所述差动状态控制装置扩大所述非差动范围，所述差动限制装置基于所述非差动范围来决定将所述差动机构切换到所述非差动状态。
2.根据权利要求1所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，第二电动机连结到传递所述差动机构的输出的传动轴，以对所述传动轴施加转矩。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，随着所述内燃发动机的输出转矩由于燃料种类的不同而变大，所述差动状态控制装置扩大所述非差动范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，基于对抗所述内燃发动机的输出转矩的所述电动机的反作用转矩来检测所述内燃发动机的输出转矩。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，在所述车辆的燃料箱中的燃料量已增加的情况下检测所述内燃发动机的输出转矩。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，在封闭用于所述车辆的燃料箱的燃料加注口的盖已被打开的情况下检测所述内燃发动机的输出转矩。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，在从所述内燃发动机至所述驱动轮的动力传递路径的一部分中设置有自动变速部。
8.根据权利要求7所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，所述自动变速部是能够逐级改变其变速比的有级变速部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆用动力传递装置的控制装置，其特征在于，所述电气式差动部在所述差动能行状态下起到能够连续改变其变速比的无级变速器的作用。
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