CN1695968A - 车用变速器机构的控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车用驱动系统的控制设备，该系统包括可操作来将发动机的输出分配到第一电动机和动力传动构件的差速机构、以及布置在动力传动构件和车辆驱动轮之间的动力传动路径中的第二电动机。控制设备包括：差速状态切换设备，其可操作来将差速机构选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；和切换控制装置，其可操作来控制差速状态切换设备，以在车辆处于其中第一电动机和第二电动机中至少一个被用作驱动车辆的驱动动力源的电机驱动模式中时将差速机构置于差速状态中。车用驱动系统包括具有差速机构和第二电动机的差速部分，并还可以包括可作为自动变速器操作并构成动力传动路径一部分的自动变速器部分。

Description

车用变速器机构的控制设备

技术领域

本发明一般而言涉及包括差速机构的车用驱动系统的控制设备，所述差速机构用作能够执行差速功能的变速器，更具体而言，本发明涉及在仅有电动机被用作车辆驱动动力源的电机驱动模式中控制差速机构的技术。

背景技术

已知一种车用驱动系统，其包括设置来将发动机输出分配到第一电动机和输出轴的差速机构、以及布置在差速机构的输出轴和车辆的驱动轮之间的第二电动机。此类型的车用驱动系统的示例包括用于混合动力车的驱动系统，例如在JP-2003-130202A、JP-2003-130203A、JP-2003-127681A、JP-2000-238555A和JP-2000-197208A中公开的驱动系统，尤其是JP-2003-130202A中公开的驱动系统。在这些混合动力车驱动系统中，差速机构例如由行星齿轮组构成，发动机产生的驱动力的主要部分通过差速机构的差速功能被机械地传递到驱动轮，而驱动力的其余部分通过第一电动机和第二电动机之间的电气路径从第一电动机电气传递到第二电动机，使得差速机构用作其速比电控可变的变速器，由此使得可以在发动机被保持在改进了燃油经济性的最优工作状态的情况下驱动车辆。

无级变速器通常被认为是适合于提高车辆燃油经济性的动力传动机构，而另一方面，齿轮式变速器设备或者有级自动变速器被认为是适合于提高动力传动效率的动力传动机构。但是，尚未知晓任何一种适合于提高燃油经济性和动力传动效率两者的动力传动机构。例如JP-2003-130202A中公开的混合动力车驱动系统具有这样的电气路径，电能通过此电气路径从第一电动机传递到第二电动机，即，具有这样的动力传动路径，车辆驱动力中已经从机械能转换成电能的部分通过此动力传动路径被传递。此驱动系统在发动机所需输出增大的情况下要求第一电动机为大型的，因此也要求利用从第一电动机供应的电能而操作的第二电动机为大型的，由此驱动系统趋向于不令人满意地大型化。此同一驱动系统还有这样的风险，即由于将发动机所产生机械能的一部分转换成电能(电能随后又转换成机械能以被传递到车辆的驱动轮)而使得燃油经济性恶化。在这样的车用驱动系统中也会碰到类似的问题，其中差速机构被用作其速比电控可变的变速器，例如用作所谓“电控CVT”的无级变速器。

例如，当车辆处于低负荷行驶状态(在此状态中发动机的工作效率通常低于在高负荷(高转矩)行驶状态中的工作效率)中时，混合动力车被设置成在电机驱动模式下驱动车辆，在电机驱动模式中仅第二电动机被用作车辆驱动动力源并且发动机保持在其非工作状态下。在此使用第二电动机作为车辆驱动动力源的电机驱动模式中，处于其非工作状态的发动机的速度在差速机构的差速功能或作用下基本上保持为零，以减小拖动发动机的趋势(对活塞往复运动的阻力)，由此提高车辆的燃油经济性。

差速机构具有各种操作或控制的模式。在这些操作或控制模式的一部分中，电机驱动模式中的燃油经济性可能恶化。

发明内容

本发明是在考虑到上述背景技术的情况下做出的。所以本发明的目的是提供一种用于包括差速机构的车用驱动系统的控制设备，所述差速机构用作能够执行差速功能的变速器，该控制设备允许提高电机驱动模式中的燃油经济性。

可以根据本发明以下模式中的任一个来实现以上目的，这些模式中的每一个都和所附权利要求一样地编号并在恰当的情况下依赖于其他一个或多个模式，以更加容易理解本申请公开的技术特征和这些技术特征的可能组合。应该理解到本发明并不限于这些技术特征或其组合。

(1)一种用于车用驱动系统的控制设备，所述车用驱动系统包括可操作来将发动机的输出分配到第一电动机和动力传动构件的差速机构、以及布置在所述动力传动构件和车辆的驱动轮之间的动力传动路径中的第二电动机，所述控制设备包括：(a)差速状态切换设备，所述差速状态切换设备可操作来将所述差速机构选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；和(b)切换控制装置，其用于控制所述差速状态切换设备，以在所述车辆处于电机驱动模式中时将所述差速机构置于所述差速状态中，在所述电机驱动模式中所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作驱动所述车辆的驱动动力源。

在根据本发明上述模式(1)的控制设备中，设置有差速状态切换设备的差速机构可以在差速机构的差速功能可用的差速状态和差速机构的差速功能不可用的非差速状态之间切换。在其中发动机处于非工作状态并且仅所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作车辆驱动动力源的电机驱动模式中，所述切换控制装置控制所述差速状态切换设备，以将所述差速机构置于所述差速状态中，由于差速机构的差速功能而使得发动机速度基本上保持为零，由此防止处于其非工作状态的发动机的拖动趋势(对活塞往复运动的阻力)，并由此提高燃油经济性。

(2.)如上述模式(1)所述的控制设备，还包括可手动操作来选择所述差速机构的所述差速状态和非差速状态之一的换档状态选择设备，并且其中即使由所述换档状态选择设备选择了所述非差速状态时，在所述车辆的所述电机驱动模式中所述切换控制装置也控制所述差速状态切换设备以将所述差速机构置于所述差速状态中。因为差速机构的差速状态中燃油经济性高于非差速状态，所以在车辆处于低负荷状态时选择的电机驱动模式中，车辆可以在提高的燃油经济性下行驶。

(3)如上述模式(1)或(2)所述的控制设备，还包括用于判断是否要求起动所述发动机的发动机起动要求判断装置，并且其中当所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，即使在所述车辆的所述电机驱动模式中，所述切换控制装置也控制所述差速状态切换设备以将所述差速机构切换到所述非差速状态。所以，当要求起动发动机时，发动机的速度可以从零升高，以有助于发动机点火，由此减小在起动发动机时燃油经济性的恶化，结果提高了燃油经济性。

(4)如上述模式(3)所述的控制设备，还包括可手动操作来选择动力驱动模式的驱动模式选择器开关，在所述动力驱动模式中以比正常驱动模式中更高程度的驾驶性能来驱动所述车辆，并且其中当由所述驱动模式选择器开关选择所述动力驱动模式时，所述发动机起动要求判断装置判断要求起动所述发动机。所以，在动力驱动模式中，动力分配机构被切换到非差速状态，以允许对发动机的较早或者平稳点火和驱动转矩的快速增大，因此在动力驱动模式中车辆可以以相对较高程度的驾驶性能行驶。

(5)如上述模式(1)至(4)中任一项所述的控制设备，其中所述差速机构具有固定到所述发动机的第一元件、固定到所述第一电动机的第二元件和固定到所述动力传动构件的第三元件，并且所述差速状态切换设备可操作来允许所述第一、第二和第三元件可相对于彼此旋转，以由此将所述差速机构置于所述差速状态中，并允许将所述第一、第二和第三元件连接到彼此来作为一个单元旋转或者使所述第二元件保持静止，以由此将所述差速机构置于所述非差速状态中。因此，差速机构被构造成可在差速状态和非差速状态之间切换。

(6)如上述模式(5)所述的控制设备，其中所述差速状态切换设备包括离合器和/或制动器，所述离合器可操作来将所述三个元件中所选择的两个连接到彼此以使得所述第一、第二和第三元件作为一个单元旋转，所述制动器可操作来将所述第二元件固定到静止元件来使所述第二元件保持静止。此差速状态切换设备允许差速机构容易在差速状态和非差速状态之间进行切换。

(7)如上述模式(1)至(6)中任一项所述的控制设备，其中所述车用驱动系统还包括布置在所述动力传动构件和所述驱动轮之间的所述动力传动路径中的有级自动变速器。在此情况下，通过利用自动变速器的速比，可在很大范围上调节车辆驱动力。

(8)一种用于车用驱动系统的控制设备，所述车用驱动系统包括可操作来将发动机的输出分配到第一电动机和动力传动构件的差速机构、以及布置在所述动力传动构件和车辆的驱动轮之间的动力传动路径中的第二电动机，所述控制设备包括：(a)差速状态切换设备，所述差速状态切换设备可操作来将所述差速机构选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；(b)用于判断是否要求起动所述发动机的发动机起动要求判断装置；和(c)切换控制装置，所述切换控制装置可操作来控制所述差速状态切换设备，以在所述车辆的电机驱动模式中当所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，将所述差速机构置于所述非差速状态中，在所述电机驱动模式中所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作驱动所述车辆的驱动动力源。

在根据本发明上述模式(8)的控制设备中，差速机构设置有换档状态切换设备以将差速机构置于差速状态和非差速状态之一中。在所述发动机处于非工作状态并且仅所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用来驱动所述车辆的电机驱动模式中，当所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，所述切换控制装置控制所述换档状态切换设备，以将所述差速机构切换到所述非差速状态。所以，发动机的速度可以从零升高，以有助于发动机点火，由此减小在起动发动机时燃油经济性的恶化，结果提高了燃油经济性。

(9)一种用于车用驱动系统的控制设备，所述车用驱动系统包括可操作来将发动机的输出分配到第一电动机和动力传动构件的差速机构、以及布置在所述动力传动构件和车辆的驱动轮之间的动力传动路径中的第二电动机，所述车用驱动系统还包括构成所述动力传动路径一部分并且用作自动变速器的自动变速器部分，所述控制设备包括：(a)差速状态切换设备，所述差速状态切换设备可操作来将所述差速机构选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；和(b)切换控制装置，所述切换控制装置用于控制所述差速状态切换设备，以在所述车辆处于电机驱动模式中时将所述差速机构置于所述差速状态中，在所述电机驱动模式中所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作驱动所述车辆的驱动动力源。

在根据本发明上述模式(9)的控制设备中，由差速状态切换设备将差速机构选择性地置于差速状态和非差速状态或锁止状态之一中。所以，车用驱动系统不仅具有电控无级变速器的优点，即其速比可电控改变并且其具有相对较高程度的燃油经济性，还具有齿轮式变速器的优点，即其可操作来机械地传递驱动力并且其具有相对较高的动力传递效率。例如，当车辆处于低速或中速行驶状态或者处于低输出或中等输出行驶状态时，其中发动机在正常输出状态下工作，差速机构被置于燃油经济性相对较高的差速状态。另一方面，当车辆处于高速行驶状态时，差速机构被置于非差速或锁止状态，其中发动机的输出主要通过机械动力传动路径被传递到车辆驱动轮，使得由于减少了机械能到电能的转换损失(当变速器机构作为其速比电控可变的电控无级变速器操作时会发生此转换损失)而提高了燃油经济性。在仅当车辆处于高输出行驶状态中时差速机构才被置于非差速状态的情况下，当车辆处于低速或中速行驶状态或者处于低输出或中等输出行驶状态时，差速机构被置于差速状态并用作电控无级变速器，因此可以减小必须由第一电动机和第二电动机中至少一个产生的最大电能量，使得可以减小第一电动机和/或第二电动机的所要求大小，并减小车用驱动系统的所要求整体大小。

此外，在所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个(例如第二电动机)被用作车辆驱动动力源的电机驱动模式中，在发动机保持在非工作状态的情况下，切换控制装置将差速机构切换到差速状态中。在差速机构的差速状态中，第一电动机的速度和发动机速度不受车速V，即不受动力传动构件的速度的影响或支配，就是说第一电动机可以在受控速度下自由旋转以使得发动机速度N_E为零或基本上为零。与动力分配机构的非差速状态不同，差速状态使得可以防止或减小保持在其非工作状态的发动机的拖动趋势，并以高度的工作效率操作第一电动机，导致车辆燃油经济性的提高。

(10)如上述模式(9)所述的控制设备，还包括混合动力控制装置，所述混合动力控制装置可操作来在所述车辆处于所述电机驱动模式中时，控制所述第一电动机的速度以使得所述发动机的速度为零或基本上为零。在此情况下，在车辆的电机驱动模式中，第一电动机可以在由混合动力控制装置控制的速度下反方向操作以使得发动机速度为零或者基本上为零，使得可以最小化保持在其非工作状态下的发动机的泵气损失和拖动趋势，导致车辆燃油经济性的提高。

(11)如上述模式(9)或(10)所述的控制设备，其中所述发动机具有多个气缸，所述多个气缸中的至少一个可选择作为其数量可变的至少一个压力变化受限气缸，所述发动机可以在气缸压力变化受限状态下操作，在所述气缸压力变化受限状态中限制所述至少一个压力变化受限气缸中的每一个的压力变化，并且其中当车辆处于所述电机驱动模式中的同时发动机在所述压力变化受限状态中被操作时，所述混合动力控制装置控制所述第一电动机的操作以提高所述第一电动机的工作效率。在车辆的电机驱动模式中的发动机的压力变化受限状态中，不需要防止由于泵气损失引起的发动机的拖动趋势，因此第一电动机的操作可以被混合动力控制装置所控制，来以尽可能高的效率操作，并提高燃油经济性。换言之，即使第一电动机被操作以最大化其工作效率时，在压力变化受限状态(其中至少一个压力变化受限气缸中的每一个的压力变化都被限制)中也可以减小发动机的泵气损失，而无需使发动机的速度为零或者基本上为零。所以，可以在提高第一电动机的工作效率的同时提高车辆的燃油经济性。

(12)如上述模式(9)至(11)中任一项所述的控制设备，还包括用于判断是否要求起动所述发动机的发动机起动要求判断装置，并且其中当所述车辆处于所述电机驱动模式中的同时所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，所述混合动力控制装置控制所述第一电动机的操作以提高所述第一电动机的工作效率并升高所述发动机的速度来起动所述发动机。在此情况下，在混合动力控制装置的控制下，通过第一电动机在适合于最大化工作效率的工作状态下的操作来从零升高发动机速度，可以有助于起动发动机。所以，提高了燃油经济性。

(13)如上述模式(9)至(12)中任一项所述的控制设备，其中当所述差速机构在所述切换控制装置的控制下由所述差速状态切换设备切换到所述差速状态时，所述差速部分被置于无级换档状态，在所述无级换档状态中所述差速部分被操作为电控差速设备，并且当所述差速机构在所述切换控制装置的控制下由所述差速状态切换设备切换到所述非差速状态时，所述差速部分被置于有级换档状态，在所述有级换档状态中所述差速部分不可操作为所述电控差速设备。于是，差速部分可在无级换档状态和有级换档状态之间切换。

(14)如上述模式(9)至(13)中任一项所述的控制设备，其中所述差速机构具有固定到所述发动机的第一元件、固定到所述第一电动机的第二元件和固定到所述动力传动构件的第三元件，并且所述差速状态切换设备包括至少一个耦合设备，所述至少一个耦合设备可操作来允许所述第一、第二和第三元件可相对于彼此旋转，以由此将所述差速机构置于所述差速状态中，并允许将所述第一、第二和第三元件连接到彼此来作为一个单元旋转或者使所述第二元件保持静止，以由此将所述差速机构置于所述非差速状态中。因此，差速机构通过所述至少一个耦合设备而在差速和非差速状态之间切换。

(15)如上述模式(14)所述的控制设备，其中所述至少一个耦合设备包括离合器和/或制动器，所述离合器可操作来将所述三个元件中所选择的两个连接到彼此以使得所述第一、第二和第三元件作为一个单元旋转，所述制动器可操作来将所述第二元件固定到静止元件来使所述第二元件保持静止。在此情况下，通过差速状态切换设备的离合器和制动器，差速机构可以容易地在差速和非差速状态之间切换。

(16)如上述模式(15)所述的控制设备，其中所述至少一个耦合设备包括所述离合器和所述制动器两者，所述离合器和所述制动器被松开以将所述差速机构置于其中所述第一、第二和第三元件可相对于彼此旋转的所述差速状态中，当所述离合器啮合时所述差速机构可作为具有速比1的变速器操作，并且当所述制动器啮合时所述差速机构可作为具有低于1的速比的增速变速器操作。在此情况下，通过差速状态切换设备的离合器和制动器，差速机构可以在差速和非差速状态之间切换，并且可操作为包括具有固定速比的单个位置或者具有不同固定速比的多个位置的变速器。

(17)如上述模式(14)至(16)中任一项所述的控制设备，其中所述差速机构包括行星齿轮组，并且所述第一、第二和第三元件分别是所述行星齿轮组的行星轮架、太阳轮和齿圈。在此情况下，可以减小差速机构在其轴向上的大小，并且差速机构可以仅由单个行星齿轮组构成。

(18)如上述模式(17)所述的控制设备，其中所述行星齿轮组是单级行星齿轮式。在此情况下，可以减小差速机构在其轴向上的大小，并且差速机构可以仅由单个单级行星齿轮式的行星齿轮组构成。

(19)如上述模式(9)至(18)中任一项所述的控制设备，其中所述车用驱动系统的总速比由所述自动变速器部分的速比和所述差速部分的速比确定。在此情况下，通过利用自动变速器部分的速比，车用驱动系统可以在很大范围的速比上提供车辆驱动力。

(20)如上述模式(9)至(19)中任一项所述的控制设备，其中所述自动变速器是有级自动变速器。在此情况下，由自动变速器部分和置于其差速状态的差速机构构成无级变速器，同时由自动变速器部分和置于其有级换档状态的差速机构构成有级变速器。

附图说明

从以下结合附图对本发明优选实施例的详细说明，将更好地理解本发明的以上和其他目的、特征、优点以及技术和工业重要性，附图中：

图1是示出根据本发明一个实施例的混合动力车变速器机构的布置的示意图；

图2是一张表，表示与实现各个换档动作的液压操作摩擦耦合设备的操作状态的不同组合相关的，图1实施例的可在无级换档状态和有级换档状态中所选择一个中工作的混合动力车变速器机构的换档动作；

图3是共线图，表示在有级换档状态下工作的图1实施例的混合动力车变速器机构的旋转元件在变速器机构的不同档位下的相对转速；

图4是示出置于无级换档状态(差速状态)下的变速器机构的差速部分(动力分配机构)的操作状态示例的视图，此视图对应于图3的共线图中示出差速部分的部分；

图5是示出通过啮合切换离合器C0而置于有级换档状态(固定速比换档状态或者非差速状态)下的差速部分(动力分配机构)的操作状态，此视图对应于图3的共线图中示出动力分配机构的部分；

图6是表示设置在图1实施例的变速器机构中的电子控制设备的输入和输出信号的视图；

图7是图示由图6的电子控制设备所执行的主要控制功能的功能框图；

图8是这样的视图，其表示用于控制变速器机构的有级自动变速器部分的换档动作的所存储换档边界线图的示例、和用于将差速部分置于无级和有级换档状态中所选择一个中的所存储切换边界线图的示例，这些边界线图被定义在一个轴为车速而另一个轴为自动变速器部分的输出转矩的二维坐标系统中；

图9是表示所存储驱动动力源切换边界线图的示例的视图，此边界线图表示界定用于选择驱动动力源的发动机驱动区域和电机驱动区域的边界线，此边界线图被定义在一个轴为车速而另一个轴为自动变速器部分的输出转矩的二维坐标系统中；

图10是与图3的共线图中示出差速部分的部分相对应的视图，表示在无级换档状态中差速部分的操作状态，在无级换档状态中电机驱动模式下发动机速度基本上为零；

图11是表示所存切换边界线图的视图，此切换边界线图表示界定无级换档区域和有级换档区域的边界线，此切换边界线图被用于产生由图8中虚线所示的切换边界线；

图12是表示作为自动变速器部分的升档动作的结果而引起的发动机速度变化的示例的视图；

图13是示出交互转换开关形式的手动可操作换档状态选择设备的示例的视图，其被用来选择差速部分的换档状态；

图14是图示包括换档手柄的手动可操作换档设备的视图，其被用来选择自动变速器部分的多个档位之一；

图15是图示在电机驱动模式中由电子控制设备对差速部分进行切换控制的流程图；

图16是与图1相对应的示意图，示出根据本发明另一个实施例的混合动力车变速器机构的布置；

图17是与图2相对应的表，表示与实现各个换档动作的液压操作摩擦耦合设备的操作状态的不同组合相关的，图16实施例的混合动力车变速器机构的换档动作；

图18是与图3相对应的共线图，表示在有级换档状态下工作的图16实施例的混合动力车变速器机构的旋转元件在变速器机构的不同档位下的相对转速；

图19是与图7相对应的功能框图，图示由本发明另一实施例中的电子控制设备执行的主要控制功能；

图20是表示燃油经济性图的示例的视图，此燃油经济性图包括由虚线表示的工作在无级换档状态下的发动机的最高燃油经济性曲线、和由实线表示的工作在有级换档状态下的发动机的最高燃油经济性曲线；

图21是表示所存储换档边界线图、所存储换档状态切换边界线图和所存储驱动动力源切换边界线图之间的关系的视图；

图22是图示在图19的实施例中根据所选择的驱动动力源，由电子控制设备对差速部分进行切换控制和对自动变速器部分进行换档控制的流程图；

图23是与图7相对应的功能框图，图示由本发明另一实施例中的电子控制设备执行的主要控制功能；

图24是表示第一电动机的效率曲线的示例的视图；

图25是表示第二电动机的效率曲线的示例的视图；

图26是与图7相对应的功能框图，图示由本发明另一实施例中的电子控制设备执行的主要控制功能；和

图27是在图26的实施例中用来控制自动变速器部分的换档动作的所存储换档边界线图示例的视图。

具体实施方式

将参照附图详细说明本发明的优选实施例。

第一实施例

首先参照图1的示意图，示出了构成用于混合动力车的变速器机构一部分的变速器机构10。此变速器机构包括根据本发明一个实施例的控制设备。图1所示的变速器机构10包括：采用输入轴14形式的输入旋转构件，其布置在变速器壳体12(以下简称为“壳体12”)中的公共轴上，壳体12用作安装到车身上的静止构件或者非旋转构件；经由未示出的脉动吸收阻尼器(减振设备)直接或间接连接到输入轴14的差速部分11；采用有级或多级自动变速器部分20(以下简称为“自动变速器部分20”)的有级自动变速器，其布置在差速部分11和驱动轮38之间的动力传动路径中，使得自动变速器部分20通过动力传动构件(动力传动轴)18串联连接到差速部分11和驱动轮38；以及采用输出轴22形式的输出旋转构件，其连接到自动变速器部分20。输入轴12、差速部分11、自动变速器部分20和输出轴22彼此串联连接。此变速器机构10适合用于横置FR车辆(发动机前置后驱车辆)，并且布置在发动机8(汽油机或者柴油机)形式的驱动动力源和该对驱动轮38之间，以通过差速齿轮设备(主减速器)36和一对驱动轴将车辆驱动力传递到该对驱动轮38，如图7所示。差速齿轮设备36和驱动轴也构成变速器机构的一部分。在本变速器机构10中，发动机8连接到差速部分11，而无需任何诸如变矩器或者液力耦合器之类的液动动力传动设备。注意，在图1中省略了相对于其轴线对称构造的变速器机构10的下半部分。在下面说明的每个其他实施例中也同样如此。

差速部分11包括：第一电动机M1；用作差速机构的动力分配机构16，其可操作来将传递到输入轴14的发动机8的输出机械分配到第一电动机M1和动力传动构件18；以及可随动力传动构件18一起旋转的第二电动机M2。第二电动机M2可以布置在动力传动构件18和驱动轮38之间的动力传动路径内的任何位置。在本实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2中的每个都是用作发电机以及电动机的所谓电动/发电机。第一电动机M1应当至少用作在产生反作用力的同时可操作来产生电能的发电机，而第二电动机M2应当至少用作可操作来产生车辆驱动力的电动机。

作为主要部件，动力分配机构16包括具有例如约0.418的传动比ρ1的单级行星齿轮式的第一行星齿轮组24、切换离合器C0和切换制动器B0。第一行星齿轮组24具有旋转元件，包括：第一太阳轮S1；第一行星齿轮P1；第一行星轮架CA1，其支撑第一行星齿轮P1使得第一行星齿轮P1可以绕其轴线旋转并且可绕第一太阳轮S1的轴线旋转；和通过第一行星齿轮P1与第一太阳轮S1啮合的第一齿圈R1。在第一太阳轮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。

在动力分配机构16中，第一行星轮架CA1连接到输入轴14，即连接到发动机8，并且第一太阳轮S1连接到第一电动机M1，而第一齿圈R1连接到动力传动构件18。切换制动器B0布置在第一太阳轮S1和壳体12之间，而切换离合器C0布置在第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1之间。当切换离合器C0和制动器B0都松开时，动力分配机构16被置于差速状态，在此差速状态中，第一行星齿轮组24的包括第一太阳轮S1、第一行星轮架CA1和第一齿圈R1的三个元件相对于彼此可旋转，以执行差速功能，使得发动机8的输出被分配到第一电动机M1和动力传动构件18，由此发动机8的一部分输出被用来驱动第一电动机M1而产生电能，此电能被存储或者用来驱动第二电动机M2。所以，动力分配机构16被置于无级换档状态(电控建立的CVT状态)，在此无级换档状态中动力传动构件18的转速可连续变化而无论发动机8的转速N_E如何，也就是说被置于差速状态或者无级换档状态，其中差速部分11用作其速比γ0(输入轴14的转速/动力传动构件18的转速)可以从最小值γ0min连续变化到最大值γ0max的电控无级变速器。

当动力分配机构16被置于无级换档状态的同时使切换离合器C0或制动器B0啮合时，机构16进入非差速状态，在此非差速状态中差速功能不可用。更具体而言，当切换离合器C0啮合时，第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1连接到一起，使得动力分配机构16被置于锁止状态或者非差速状态，其中第一行星齿轮组24的包括第一太阳轮S1、第一行星轮架CA1和第一齿圈R1的三个旋转元件可作为一个单元旋转。在其中差速部分11也被置于其非差速状态下的此非差速状态中，使发动机8的转速N_E和动力传动构件18的转速彼此相等，因此差速部分11被置于固定速比换档状态或者有级换档状态，其中差速部分11用作具有等于1的固定速比γ0的变速器。当切换制动器B0代替切换离合器C0被啮合时，第一太阳轮S1固定到壳体12，使得动力分配机构16被置于锁止或者非差速状态，其中第一太阳轮S1不可旋转，同时差速部分11也被置于非差速状态。因为使得第一齿圈R1的转速高于第一行星轮架CA1的转速，所以差速部分11被置于固定速比换档状态或者有级换档状态，其中差速部分11用作具有比1小的固定速比(例如约0.7)的增速变速器。在上述本实施例中，切换离合器C0和制动器B0用作差速状态切换设备，其可操作来选择性地将差速部分11置于无级换档状态(差速状态)或者锁止状态即固定速比换档状态(非差速状态)，在无级换档状态中差速部分11用作其速比可连续变化的无级变速器，在锁止状态中差速部分11不用作无级变速器，在固定速比换档状态中差速部分11用作包括具有一个速比的单个档位或者具有各自速比的多个档位的变速器。

自动变速器部分20包括单级行星齿轮式第二行星齿轮组26、单级行星齿轮式第三行星齿轮组28和单级行星齿轮式第四行星齿轮组30。第二行星齿轮组26包括：第二太阳轮S2；第二行星齿轮P2；第二行星轮架CA2，其支撑第二行星齿轮P2使得第二行星齿轮P2可以绕其轴线旋转并且可绕第二太阳轮S2的轴线旋转；和通过第二行星齿轮P2与第二太阳轮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包括：第三太阳轮S3；第三行星齿轮P3；第三行星轮架CA3，其支撑第三行星齿轮P3使得第三行星齿轮P3可以绕其轴线旋转并且可绕第三太阳轮S3的轴线旋转；和通过第三行星齿轮P3与第三太阳轮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包括：第四太阳轮S4；第四行星齿轮P4；第四行星轮架CA4，其支撑第四行星齿轮P4使得第四行星齿轮P4可以绕其轴线旋转并且可绕第四太阳轮S4的轴线旋转；和通过第四行星齿轮P4与第四太阳轮S4啮合的第四齿圈R4。例如，第四行星齿轮组30具有约0.421的传动比ρ4。在第二太阳轮S2、第二齿圈R2、第三太阳轮S3、第三齿圈R3、第四太阳轮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。

在自动变速器部分20中，第二太阳轮S2和第三太阳轮S3作为一个单元一体地彼此固定，通过第二离合器C2选择性地连接到动力传动构件18，并且通过第一制动器B1选择性地固定到壳体12。第四齿圈R4通过第三制动器B3选择性地固定到壳体12，并且第二齿圈R2、第三行星轮架CA3和第四行星轮架CA4一体地彼此固定并且固定到输出轴22。第三齿圈R3和第四太阳轮S4一体地彼此固定，并且通过第一离合器C1选择性地连接到动力传动构件18。由此，自动变速器部分20和动力传动构件18通过被啮合以建立自动变速器部分20档位的第二离合器C2或者第一离合器C1而选择性地连接到彼此。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2用作耦合设备，其可操作来选择动力传动构件18和自动变速器部分20之间，即差速部分11(动力传动构件18)和车辆驱动轮38之间的动力传动路径的动力传动状态和动力断开状态之一。旋转运动可以通过被置于动力传动状态的动力传动路径而被传动，而不能通过被置于动力断开状态的动力传动路径而被传动。也就是说，通过啮合第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个来将动力传动路径置于动力传动状态，并通过松开第一离合器C1或者第二离合器C2来将动力传动路径置于动力断开状态。

上述切换离合器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是传统车用自动变速器中使用的液压操作摩擦耦合设备。这些摩擦耦合设备中的每一个都由包括多个摩擦盘的湿式多片离合器构成，所述多个摩擦盘彼此叠置并且通过液压驱动器而彼此压紧，或者由包括转鼓和一条带或两条带的带式制动器构成，所述带缠绕在转鼓的外周表面上并且在一端由液压驱动器张紧。离合器C0-C2和制动器B0-B3中的每一个被选择性地啮合，以连接将每个离合器或制动器置于其间的两个构件。

在如上所述构造的变速器机构10中，通过从上述切换离合器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中选择的摩擦耦合设备的相应组合的啮合动作，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)、倒车档位(向后驱动位置)和空档位置之一，如图2的表中所示。这些档位具有成几何级数变化的不同速比γ(输入轴速度N_IN/输出轴速度N_OUT)。特别地，注意动力分配机构16设置有切换离合器C0和制动器B0，因此如上所述，差速部分11可以通过切换离合器C0和切换制动器B0的啮合而被选择性地置于固定速比换档状态以及无级换档状态，在固定速比换档状态中差速部分11可操作作为包括具有一个速比的单个档位或者具有不同速比的多个档位的变速器，在无级换档状态中差速部分11可操作作为无级变速器。所以在本变速器机构10中，由自动变速器部分20和通过啮合切换离合器C0或切换制动器B0而被置于固定速比换档状态的差速部分11来构成有级变速器。此外，由自动变速器部分20和在切换离合器C0和制动器B0中没有一个被啮合时而被置于无级换档状态的差速部分11来构成无级变速器。换言之，变速器机构10通过啮合切换离合器C0和切换制动器B0中的一个而被切换到有级换档状态，并且通过松开切换离合器C0和制动器B0两者而被切换到无级换档状态。差速部分11也被视为可在有级换档状态和无级换档状态之间切换的变速器。

在变速器机构10用作有级变速器的情况下，例如，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3的啮合动作建立具有例如约3.357的最高速比γ1的第一档位，并通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作来建立具有例如约2.180的速比γ2(低于速比γ1)的第二档位，如图2所示。此外，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作来建立具有例如约1.427的速比γ3(低于速比γ2)的第三档位，并通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作来建立具有例如约1.000的速比γ4(低于速比γ3)的第四档位。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立具有例如约0.705的速比γ5(低于速比γ4)的第五档位。此外，通过第二离合器C2和第三制动器B3的啮合动作建立具有例如约3.209的速比γR(其介于速比γ1和γ2之间)的倒车档位。通过仅啮合切换离合器C0来建立空档位置N。

另一方面，在变速器机构10用作无级变速器的情况下，切换离合器C0和切换制动器B0两者都被松开，如图2所示，使得差速部分11用作无级变速器，同时串联连接到差速部分11的自动变速器部分20用作有级变速器，由此被传递到置于第一档位、第二档位、第三档位和第四档位之一的自动变速器部分20的旋转运动的速度，即动力传动构件18的转速被连续地改变，使得当自动变速器部分20被置于上述档位之一时的变速器机构的速比在预定范围上可连续变化。所以，自动变速器部分20的速比在整个相邻档位上可连续变化，由此变速器机构10的总速比γT可连续变化。

图3的共线图用直线表示旋转元件在变速器机构10的每个档位中的转速之间的关系，变速器机构10由用作无级换档部分或第一换档部分的差速部分11以及用作有级换档部分或第二换档部分的自动变速器部分20构成。图3的共线图是矩形二维坐标系统，其中行星齿轮组24、26、28、30的传动比ρ被取为沿着横轴，而旋转元件的相对转速被取为沿着纵轴。三条水平线X1、X2、XG中较低的一条，即水平线X1表示0的转速，而三条水平线中靠上的一条，即水平线X2表示1.0的转速，即连接到输入轴14的发动机8的运行速度N_E。水平线XG表示动力传动构件18的转速。

三条垂直线Y1、Y2和Y3对应于动力分配机构16的构成差速部分11一部分的三个元件，并且分别表示第一太阳轮S1形式的第二旋转元件(第二元件)RE2、第一行星轮架CA1形式的第一旋转元件(第一元件)RE1、和第一齿圈R1形式的第三旋转元件(第三元件)RE3的相对转速。垂直线Y1、Y2和Y3的相邻垂直线之间的距离由第一行星齿轮组24的传动比ρ1确定。此外，对应于自动变速器部分20的五条垂直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8分别表示采用一体地彼此固定的第二和第三太阳轮S2、S3形式的第四旋转元件(第四元件)RE4、第二行星轮架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、采用一体地彼此固定的第二齿圈R2以及第三和第四行星轮架CA3、CA4形式的第七旋转元件(第七元件)RE7、以及采用一体地彼此固定的第三齿圈R3和第四太阳轮S4形式的第八旋转元件(第八元件)RE8的相对转速。

垂直线Y4-Y8的相邻垂直线之间的距离由第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30的传动比ρ2、ρ3和ρ4确定。所以，对于差速部分11，垂直线Y1和Y2之间的距离对应于“1”，而垂直线Y2和Y3之间的距离对应于传动比ρ1。对于自动变速器部分20，第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30中每一个的太阳轮和行星轮架之间的距离对应于“1”，而这些行星齿轮组26、28、30中每一个的行星轮架和齿圈之间的距离对应于传动比ρ。

参照图3的共线图，变速器机构(传动机构)10的动力分配机构(无级换档部分)16或者差速部分11被设置成：第一行星齿轮组24的第一旋转元件RE1(第一行星轮架CA1)被一体地固定到输入轴14(即固定到发动机8)，并且通过切换离合器C0选择性地连接到第二旋转元件RE2(第一太阳轮S1)；并且此第二旋转元件RE2连接到第一电动机M1，并通过切换制动器B0选择性地固定到壳体12；而第三旋转元件RE3(第一齿圈R1)固定到动力传动构件18并且连接到第二电动机M2，使得输入轴14的旋转运动通过动力传动构件18传递到自动变速器(有级变速器)20。第一太阳轮S1和第一齿圈R1的转速之间的关系由经过线Y2和X2之间的交点的倾斜直线L0表示。

图4和图5对应于图3的共线图中示出差速部分11的部分。图4示出在切换离合器C0和切换制动器B0保持在松开状态下时被置于无级换档状态的差速部分11的工作状态的示例。通过控制第一电动机M1产生电能的操作所产生的反作用力来升高或者降低由直线L0和垂直线Y1之间的交点所表示的第一太阳轮S1的转速，使得由线L0和Y3之间的交点表示的第一齿圈R1的转速被降低或者升高。

图5示出了在切换离合器C0保持在啮合状态下时被置于固定速比换档状态(有级换档状态)的差速部分11的工作状态的示例。当在此固定速比换档状态中第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1被连接到彼此时，动力分配机构16被置于其中上述三个旋转元件作为一个单元旋转的非差速状态，因此直线L0与水平线X2对准，由此动力传动构件18在等于发动机速度N_E的速度下旋转。另一方面，当切换制动器B0被啮合时，动力传动构件18的旋转停止，并且动力分配机构16被置于其中机构16用作增速设备的非差速状态，使得直线L0在图3所示的状态下倾斜，由此使得由线L0和Y3之间的交点表示的第一齿圈R1的转速，即动力传动构件18的转速高于发动机速度N_E，并且被传递到自动变速器部分20。

在自动变速器部分20中，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动构件18，并且通过第一制动器B1选择性地固定到壳体12，而第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地固定到壳体12，同时第六旋转元件RE6通过第三制动器B3选择性地固定到壳体12。第七旋转元件RE7一体地固定到输出轴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动构件18。

当第一离合器C1和第三制动器B3啮合时，自动变速器部分20被置于第一档位。第一档位中输出轴22的转速由表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7和倾斜直线L1之间的交点表示，倾斜直线L1经过表示第八旋转元件RE8转速的垂直线Y8和水平线X2之间的交点以及表示第六旋转元件RE6转速的垂直线Y6和水平线X1之间的交点。类似地，通过第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立的第二档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L2和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。通过第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立的第三档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L3和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。通过第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立的第四档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的水平线L4和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。在切换离合器C0被置于啮合状态的第一档位至第四档位中，在接收自差速部分11即接收自动力分配机构16的驱动力作用下，第八旋转元件RE8以与发动机速度N_E相同的速度旋转。当切换制动器B0代替切换离合器C0啮合时，在接收自差速部分11的驱动力作用下，第八旋转元件RE8在高于发动机速度N_E的速度下旋转。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立的第五档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的水平线L5和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。

图6图示了由设置来控制变速器机构10的电子控制设备40所接收的信号以及电子控制设备40所产生的信号。此电子控制设备40包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微计算机，并且被设置成在利用RAM的临时数据存储功能的同时根据存储在ROM中的程序来处理这些信号，以实现发动机8以及电动机M1和M2的混合动力驱动控制，以及例如自动变速器部分20的换档控制的驱动控制。

电子控制设备40被设置成从图6所示的各种传感器和开关接收各种信号，例如：表示发动机的冷却水温度的信号；表示换档手柄的所选择操作位置的信号；表示发动机8的运行速度N_E的信号；表示代表变速器机构的前驱位置的所选择组的值的信号；表示M模式(电机驱动模式)的信号；表示空调操作状态的信号；表示与输出轴22的转速相对应的车速的信号；表示自动变速器部分20的工作油的温度的信号；表示驻车制动器的操作状态的信号；表示脚踏制动器的操作状态的信号；表示催化剂温度的信号；表示加速踏板的操作角度Acc的信号；表示凸轮角度的信号；表示对雪地驱动模式的选择的信号；表示车辆的纵向加速度的信号；表示对自动巡航驱动模式的选择的信号；表示车辆重量的信号；表示车辆的驱动轮速度的信号；表示有级换档开关的操作状态的信号，该有级换档开关被设置来将差速部分11置于其中变速器机构10用作有级变速器的固定速比换档状态(非差速状态)；表示无级换档开关的操作状态的信号，该无级换档开关被设置来将差速部分11置于其中变速器机构10用作无级变速器的无级换档状态；表示第一电动机M1的转速N_M1的信号；表示第二电动机M2的转速N_M2的信号；表示由第一电动机M1产生的电流量的信号；表示由第二电动机产生的电流量的信号；表示施加到第一电动机M1的驱动电流量的信号；表示施加到第二电动机M2的驱动电流量的信号；表示施加到第一电动机M1的控制电流量的信号；表示施加到第二电动机M2的控制电流量的信号；以及存储在电能存储设备60中的电能量SOC。

电子控制设备40还被设置成产生各种信号，例如：驱动电子节气门驱动器以控制节气门开度的信号；调节增压器的压力的信号；操作电力空调的信号；控制发动机8的点火正时的信号；操作电动机M1和M2的信号；操作用于表示换档手柄的所选择操作位置的换档范围指示器的信号；操作表示传动比的传动比指示器的信号；操作表示对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驱动器的信号；操作用于表示对M模式的选择的M模式指示器的信号；操作液压控制单元42中包括的电磁操作阀的信号，液压控制单元42被设置来控制差速部分11和自动变速器部分20的液压操作摩擦耦合设备的液压驱动器；操作被用作液压控制单元42的液压源的电动油泵的信号；驱动电热器的信号；被施加到巡航控制计算机的信号；以及控制用于控制被喷射到发动机8中的燃油量的燃油喷射阀的信号。

图7是图示由电子控制设备40执行的主要功能的功能框图。电子控制设备40包括切换控制装置50、混合动力控制装置52、有级换档控制装置54、图存储器56、高速档位判断装置62、电机驱动判断装置80、发动机起动要求判断装置82和手动选择判断装置84。有级换档控制装置54被设置来判断自动变速器部分20的换档动作是否应当发生，并且根据此判断的结果来控制自动变速器部分20的自动换档控制。基于由行驶速度V和自动变速器部分20的输出转矩T_OUT表示的车辆实际状况，并根据存储在图存储器56中且由图8中实线和点划线所表示的换档边界线图(换档图)，来做出此判断。

在变速器机构10的无级换档状态中，即在差速部分11的差速状态中，混合动力控制装置52控制发动机8以高效率运行，并且控制第一电动机M1和第二电动机M2，以建立由发动机8和第二电动机M2产生的驱动力的最优化比例，并最优化在第一电动机M1作为发电机运行期间由其产生的反作用力。例如，混合动力控制装置52基于加速踏板的操作量Acc和车辆行驶速度V计算在车辆的当前行驶速度V下车辆驾驶员所要求的输出，并且基于计算出的所要求输出和要求由第一电动机M1产生的电能生成量来计算所要求的车辆驱动力。基于计算出的所要求车辆驱动力，混合动力控制装置52计算所期望的发动机8的总输出和速度N_E，并且根据计算出的所期望的发动机的总输出和速度，来控制发动机8的实际输出和由第一电动机M1的电能生成量。混合动力控制装置52通过控制由第一电动机M1的电能生成量，可以对相同车速和自动变速器部分20的相同速比(对动力传动构件18的相同转速)控制发动机速度N_E。

混合动力控制装置52被设置成在考虑自动变速器部分20的当前所选择档位的同时实现上述混合动力控制，以提高发动机8的燃油经济性。在混合动力控制中，差速部分11被控制用作电控无级变速器，以使得为发动机8高效工作的发动机速度N_E和车速V、以及由自动变速器部分20的所选择档位确定的动力传动构件18的转速具有最优化协作。也就是说，混合动力控制装置52确定变速器机构10的总速比γT的目标值，使得发动机8根据满足发动机8的期望工作效率和最高燃油经济性两者的所存储最高燃油经济性曲线而工作。混合动力控制装置52控制差速部分11的速比γ0，以获得总速比γT的目标值，使得可以将总速比γT控制在预定范围内，例如13和0.5之间。

在混合动力控制中，混合动力控制装置52控制逆变器58，使得由第一电动机M1产生的电能通过逆变器58供应到电能存储设备60和第二电动机M2。也就是说，由发动机8产生的驱动力的主要部分被机械地传递到动力传动构件18，而驱动力的其余部分被第一电动机M1消耗以将此部分转换成电能，电能通过逆变器58从第一电动机M1供应到第二电动机M2并且被第二电动机M2消耗，或者通过逆变器58从第一电动机M1供应到电能存储设备60而在以后由第一电动机M1消耗。在第一电动机M1产生电能时由第二电动机M2或者由第一电动机M1的操作产生的驱动力被传递到动力传动构件18。于是，变速器机构10设置有电气路径，由发动机8的驱动力的一部分转换所生成的电能通过此电气路径被转换成机械能。此电气路径包括与生成电能和由第二电动机M2消耗所生成电能相关的部件。注意，混合动力控制装置52还被设置成通过利用差速部分11的电控CVT功能(差速功能)来建立车辆仅被用作驱动动力源的电动机(例如第二电动机M2)所驱动的电机驱动模式，而无论发动机8是处于非工作状态还是怠速状态。混合动力控制装置52可以建立仅利用第一电动机M1和/或第二电动机M2驱动车辆的电机驱动模式，即使发动机8处于非工作状态同时差速部分11被置于有级换档状态(固定速比换档状态)。

图9示出了所存储的关系的示例，即界定出发动机驱动区域和电机驱动区域并且被用来选择发动机8或者电动机M1、M2作为驱动动力源(选择发动机驱动模式和电机驱动模式之一)的边界线。也就是说，所存储的关系由矩形二维坐标系统中的驱动动力源切换边界线(驱动动力源切换图)表示，矩形二维坐标系统具有取为车速V的一个轴和取为形式为输出转矩T_OUT的驱动力相关值的一个轴。车速V和输出转矩T_OUT被用作选择驱动动力源的控制参数。图9还示出了位于实线边界线内侧合适控制滞后量的点划线。分别由实线和点划线表示的两条边界线根据驱动模式是从发动机驱动模式变化到电机驱动模式还是从电机驱动模式变化到发动机驱动模式而被选择性地使用。例如，图9中驱动动力源切换边界线图被存储在图存储器56中。混合动力控制装置52判断由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况是否在由驱动动力源切换边界线图界定的电机驱动区域中。如从图9清楚可见，当输出转矩T_OUT相当小或者当车速V相当低时，即当车辆负荷处于相当低范围(在此范围中发动机8的工作效率通常低于相当高范围中的工作效率)中时，混合动力控制装置52选择电机驱动模式。

为了在电机驱动模式中减小拖动保持在其非工作状态的发动机8的趋势，以由此提高燃油经济性，混合动力控制装置52控制差速部分11，通过差速部分11的差速功能使得发动机速度N_E基本上保持为零，即保持为零或者接近零。发动机8的拖动被定义为产生对活塞往复运动的阻力(对曲轴旋转运动的阻力)。图10是与图3的共线图中示出差速部分11的部分相对应的视图。图10的共线图表示在车辆的电机驱动模式中，被置于其无级换档状态的差速部分11的工作状态的示例。在车辆利用第二电动机M2的输出而行驶的情况下，第一电动机M1在反方向上自由旋转，使得发动机速度N_E(第一行星轮架CA1的转速)基本上保持为零，而第二电动机M2以对应于车速V的速度被操作。

回来参照图7，高速档位判断装置62被设置成判断变速器机构10应当换档到的档位是否是高档位，例如第五档位。例如，基于车辆状况并根据存储在图存储器56中的图8的换档边界线图来做出此判断，以判断切换离合器C0和制动器B0中应当被啮合的一个，以将变速器机构10置于有级换档状态。

切换控制装置50被设置成判断由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况处于将变速器机构10置于有级换档状态的有级换档区域，还是处于将变速器机构10置于无级换档状态的无级换档区域。根据由图8中实线和双点划线表示并存储在图存储器56中的切换边界线图(切换图或关系)做出此判断。于是，基于车辆状况并根据切换边界线图，变速器机构10被选择性地置于有级和无级换档状态之一。

当切换控制装置50判断车辆状况处于有级换档区域时，切换控制装置50禁止混合动力控制装置52实现混合动力控制或者无级换档控制，并允许有级换档控制装置54实现预定的有级换档控制。在此情况下，有级换档控制装置54根据存储在图存储56中的图8的换档边界线图来实现自动换档控制。图2表示被选择性地啮合以实现有级换档控制的液压操作摩擦耦合设备C0、C1、C2、B0、B1、B2和B3的操作状态的组合。在此自动有级换档控制模式中，作为由差速部分11和自动变速器部分20构成的整体的变速器机构10用作所谓的“有级自动变速器”，其档位根据图2所示的摩擦耦合设备的啮合表来建立。

当高速档位判断装置62判断应当建立第五档位作为高档位时，切换控制装置50命令液压控制单元42松开切换离合器C0并啮合切换制动器B0，使得差速部分11用作具有固定速比γ0(例如0.7的速比γ0)的辅助变速器，由此变速器机构10整体上被置于具有低于1.0速比的所谓“超速档位”。当高速档位判断装置62判断应当建立除第五档位之外的其他档位时，切换控制部分50命令液压控制单元42啮合切换离合器C0并松开切换制动器B0，使得差速部分11用作具有固定速比γ0(例如1的速比γ0)的辅助变速器，由此变速器机构10整体上被置于其速比不低于1.0的低档位。于是，通过切换控制装置50，变速器机构10被切换到有级换档状态，并且置于有级换档状态的差速部分11被选择性地置于两个档位之一，使得差速部分11用作辅助变速器，而同时串联连接到差速部分11的自动变速器部分20用作有级变速器，由此变速器机构10整体上用作所谓的“有级自动变速器”。

另一方面，当切换控制部分50判断车辆状况处于将变速器机构10置于无级换档状态的无级换档区域中时，切换控制部分50命令液压控制单元42松开切换离合器C0和切换制动器B0两者以将差速部分11置于无级换档状态，使得变速器机构10整体上被置于无级换档状态。同时，切换控制部分50允许混合动力控制装置52实现混合动力控制，并且命令有级换档控制装置54选择和保持档位中预定的一个，或者命令其允许根据存储在图存储器56中的图8的换档边界线图进行自动换档控制。在后一情况下，有级换档控制装置54通过适当地选择图2的表中表示的摩擦耦合设备的操作状态的组合(除了包括啮合切换离合器C0和制动器B0的组合)来实现自动换档控制。于是，在切换控制部分50的控制下被置于无级换档状态的差速部分11用作无级变速器，而串联连接到差速部分11的自动变速器部分20用作有级变速器，因此变速器机构提供足够的驱动力，使得传递到置于第一档位、第二档位、第三档位和第四档位之一的自动变速器部分20的旋转运动的速度，即动力传动构件18的转速被连续地改变，因此当自动变速器部分20被置于上述档位之一中时变速器机构的速比在预定范围上可连续变化。所以，自动变速器部分20的速比在整个相邻档位上可连续变化，由此作为整体的变速器机构10的总速比γT可连续地变化。

参照图8，将详细说明用于使自动变速器部分20自动换档的换档边界线图(换档图或关系)和切换边界线图(切换图或关系)。存储在图存储器56中的换档边界线图包括矩形二维坐标系统中的换档边界线，矩形二维坐标系统具有取为车速V的一个轴取为形式为自动变速器部分20输出转矩T_OUT的驱动力相关值的一个轴。在图8中，实线是升档边界线，而点划线是降档边界线。切换边界线图包括切换边界线，其在图8中由虚线表示。这些切换边界线界定出上述有级换档区域和无级换档区域，它们被切换控制部分50用来将差速部分11在有级和无级换档状态之间进行切换。切换边界线表示车速上限V1和输出转矩上限T1，超过这些上限就判断车辆处于高速或者高输出行驶状态。图8还示出了双点划线，它们是相对于虚线偏离适当的控制滞后量的切换边界线，使得根据换档状态是从无级换档状态变化到有级换档状态还是从有级换档状态变化到无级换档状态，来选择性地使用虚线和双点划线作为切换边界线。切换边界图被用来根据车速V和输出转矩T_OUT是否高于预定上限值V1、T1，而将差速部分11(变速器机构10)选择性地置于有级换档状态和无级换档状态之一。此切换边界线图以及换档边界线图可以存储在图存储器56中。切换边界线图可以包括表示车速上限V1和输出转矩上限T1的边界线中的至少一个，并且可以仅使用两个参数V和T_OUT中的一个。换档边界线图和切换边界线图可以被用于将实际车速V与限值V1进行比较和将实际输出转矩T_OUT与限值T1进行比较的所存储方程所替代。

上述驱动力相关值是与车辆的驱动力相对应的参数，其可以是自动变速器部分20的输出转矩T_OUT、发动机输出转矩T_E或者车辆的加速度值、以及驱动轮38的驱动力矩或者驱动力。发动机输出转矩T_E可以是基于加速踏板的操作角度或者节气门开度(或者进气量、空燃比或者燃油喷射量)和发动机速度N_E计算的实际值，或者基于车辆驾驶员对加速踏板的操作量或节气门开度计算出的所要求车辆驱动力的估计值。可以不仅基于输出转矩T_OUT等，而且基于驱动轮38的半径和其差速齿轮设备的速比，来计算车辆驱动转矩，或者可以通过转矩传感器等直接检测车辆驱动转矩。

例如，车速的车速上限V1被确定为使得当车速V高于限值V1时变速器机构10被置于有级换档状态。如果变速器机构10在相对较高的车辆行驶速度下被置于无级换档状态，则确定为这样对最小化车辆燃油经济性恶化的可能性很有效。根据第一电动机M1的操作特性来确定输出转矩上限T1，第一电动机M1是小型的并且使得其最大电能输出相对较小，以使得当在车辆的高输出行驶状态中发动机输出较高时第一电动机M1的反作用力矩不会很大。

图11示出了切换边界线图(切换图或者关系)，其被存储在图存储器56中，并且具有界定出有级换档区域和无级换档区域的发动机输出线形式的切换边界线，由切换控制装置50基于包括发动机速度N_E和发动机转矩T_E的控制参数来选择有级换档区域和无级换档区域之一。切换控制装置50可以使用图11的切换边界线图代替图8的切换边界线图，来判断由发动机速度N_E和发动机转矩T_E表示的车辆状况是处于有级换档区域还是处于无级换档区域。图8的虚线可以基于图11的切换边界线图而产生。换言之，图8的虚线是在具有车速V的轴和输出转矩T_OUT的轴的矩形二维坐标系统中，基于图11的切换边界线图而定义的切换边界线图。

如图8所示，有级换档区域被设置为输出转矩T_OUT不低于输出转矩上限T1的高输出转矩区域以及车速V不低于车速上限V1的高车速区域。所以，当在发动机8具有相当高输出的情况下车辆处于高输出行驶状态中时，或者当车辆处于高速行驶状态中时，进行有级换档控制，而当在发动机8具有相当低输出的情况下车辆处于低输出行驶状态中时，或者当车辆处于低速度行驶状态中时，即当发动机8处于正常输出状态中时，进行无级换档控制。类似地，图11所示的有级换档区域被设置为发动机输出转矩T_E不低于预定值T_E1的高转矩区域、发动机速度N_E不低于预定值N_E1的高速区域、或者由发动机8的输出转矩T_E和速度N_E确定的发动机输出不低于预定值的高输出区域。所以，当发动机8的转矩、速度或者输出相当高时进行有级换档控制，而当发动机的转矩、速度或者输出相当低时，即发动机处于正常输出状态时，进行无级换档控制。图11中界定出有级换档区域和无级换档区域的切换边界线，用作包括一系列车速上限的车速上限线和包括一系列输出上限的输出上限线。

所以，当车辆处于低速或中速行驶状态或者处于低输出或中输出行驶状态时，变速器机构10被置于无级换档状态，确保了车辆的高度燃油经济性。另一方面，当在车速V超过车速上限V1的情况下车辆处于高速行驶状态时，变速器机构10被置于其中变速器机构10被操作为有级变速器的有级换档状态，并且发动机8的输出主要通过机械动力传动路径被传递到驱动轮38，使得由于减少了机械能到电能的转换损失而提高了燃油经济性，当变速器机构10被操作为电控无级变速器时会发生此转换损失。当车辆处于其中采用输出转矩T_OUT形式的驱动力相关值超过输出转矩上限T1的高输出行驶状态时，变速器机构10也被置于有级换档状态。所以，仅当车速相对较低或中等大小，或者发动机输出相对较低或中等大小时，变速器机构10才被置于无级换档状态或者被操作为电控无级变速器，使得可以减小由第一电动机M1产生的所要求电能量，即可以减小必须从第一电动机M1传递的最大电能量，由此可以减小第一电动机M1的所要求电反作用力，使得可以最小化第一电动机M1的所要求大小以及包括电动机的变速器机构的所要求大小。换言之，在车辆驾驶员期望增大车辆驱动力而非提高燃油经济性的车辆高输出行驶状态中，变速器机构10从无级换档状态切换到有级换档状态(固定速比换档状态)。所以，车辆驾驶员对在有级换档状态中自动变速器部分升档动作引起的发动机速度N_E的变化感到满意，即对发动机速度N_E舒适的节奏性变化感到满意，如图12所示。

图13示出了用作手动操作换档状态选择设备的交互转换式开关44，其可手动操作来选择动力分配机构16的差速状态和非差速状态中期望的一种状态，即选择无级换档状态和有级换档状态中期望的一种状态。为了选择无级换档状态，车辆驾驶员在开关44的标有“差速(无级)”的部分按下开关44。为了选择有级换档状态，车辆驾驶员在开关44标有“锁止(有级)”的部分按下开关44。于是，开关44允许车辆驾驶员将变速器机构10置于其中变速器机构10可操作为电控无级变速器的无级换档状态，或者置于其中变速器机构10可操作为有级变速器的有级换档状态。例如，当驾驶员希望变速器机构10操作为无级变速器或者想提高发动机的燃油经济性时，车辆驾驶员操作开关44以将变速器机构10置于无级换档状态中，或者当驾驶员希望由操作为有级变速器的变速器机构10的换档动作引起发动机速度的变化时，将其置于有级换档状态。

回来参照图7的框图，手动选择判断装置84被设置成判断动力分配机构16被置于差速状态还是非差速状态，即变速器机构10被置于无级换档状态还是有级换档状态。根据开关44的输出做出此判断。

切换控制装置50包括切换图改变装置86，其被设置成将变速器机构10置于由开关44的手动操作所选择的无级或有级换档状态中。也就是说，切换图改变装置86基于手动选择判断装置84对开关44是否已经被操作来选择无级或有级换档状态进行判断的结果，来确定变速器机构10的所选择换档状态。切换图改变装置86还被设置成改变图8的切换边界线图，即改变界定有级和无级换档状态的切换边界线。

具体而言，在手动选择判断装置84判断开关44已选择了无级或有级换档状态时，切换图改变装置86被操作来改变切换边界线图，使得无级和有级换档区域中与未被开关44选择的换档状态相对应的一个区域被改变为另一个换档区域，因此与所选择换档状态相对应的换档区域覆盖车辆状况的整个区域。所以，由虚线和点划线表示的边界线被删除，改变后的切换图仅仅表示无级和有级换档区域中的一个。于是，切换控制装置50根据改变后的切换图将变速器机构10置于无级和有级换档状态中所选择的一个。

但是，当开关44没有选择无级换档状态和有级换档状态中的任何一个时，或者当开关44被置于其中立位置时，切换控制装置50基于车辆状况并根据图8的初始切换边界线图，将变速器机构10的换档状态在无级和有级换档状态之间自动进行切换。

电机驱动判断装置80被设置成判断车辆是否处于电机驱动模式，在此模式中例如仅第二电动机M2被用作车辆驱动源而发动机8处于非工作状态。基于由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况并根据图9的驱动动力源切换边界线图来做出此判断。

发动机起动要求判断装置82被设置成判断在电机驱动模式中是否要求起动发动机8。例如，基于被设置来手动选择期望驱动模式的驱动模式选择器开关94的输出来做出此判断。也就是说，发动机起动要求判断装置82可以被设置成当驱动模式选择器开关94已经被操作来选择动力驱动模式时判断要求起动发动机8。选择器开关可以是与开关44相似的交互转换式开关、按钮开关或者手柄式开关，并且被设置为允许选择至少动力驱动模式。动力驱动模式是车辆的行驶模式，其中以比正常驱动模式更高程度的驾驶性能或者更大的驱动力来驱动车辆。在动力驱动模式中，根据动力模式换档边界线图来控制自动变速器部分20的自动换档动作，该动力模式换档边界线图的边界线被确定为这样，即与根据图8的正常模式换档边界线图相比，根据动力模式换档边界线图会在更高车速下发生自动变速器部分20的升档动作。或者，在动力驱动模式中，根据动力模式驱动动力源切换边界线图来选择驱动动力源。动力模式切换边界线图的边界线被确定为这样，即与根据图9的正常模式驱动动力源切换边界线图相比，根据动力模式驱动动力源切换边界线图会在车辆状况的更低负荷区域、在更低车速或者在更低输出转矩值T_OUT下选择发动机驱动模式。所以，当由驱动模式选择器开关94选择动力驱动模式时，所要求的车辆驱动转矩增大，或者在车辆的较低负荷状况下要求将驱动模式切换到发动机驱动模式，因此要求起动发动机8。不仅当选择动力驱动模式时，而且当驱动轮38的所要求驱动转矩大于第二电动机M2的额定输出时，例如，当加速踏板被压下以快速加速车辆或使车辆在上坡路上行驶时，当由于存储在电能存储设备60中的电能量SOC减少到低于下限而要求第一电动机M1作为发电机操作来对电能存储设备60充电时，或者当设置在车辆上的诸如空调之类的可选设备用电能操作时，都需要起动发动机8。

然后，将详细说明切换控制装置50的控制操作。当电机驱动判断装置80判断车辆处于电机驱动模式中时，切换控制装置50将动力分配机构16切换到差速状态，使得发动机速度N_E基本上保持为零，如图10所示，以达到防止或者减小拖动处于非工作状态的发动机8的趋势，以由此提高燃油经济性。

切换控制装置50还被设置成在车辆运行在电机驱动模式期间，将动力分配机构16切换到差速状态或者无级换档状态，即使开关44选择了动力分配机构16的非差速状态或者有级换档状态时。如从图9的动力驱动源切换边界线图清楚可见，当车辆处于相对低负荷状况中时选择电机驱动模式。所以，在电机驱动模式中，在动力分配机构16的有级换档状态中的自动变速器部分20的换档动作不会引起发动机速度的显著变化，并且车辆驾驶员不期望此换档动作引起的发动机速度的这种变化。为此，切换控制装置50被设置成在车辆的电机驱动模式中，即使当开关44选择了非差速状态或者有级换档状态时，也将动力分配机构16置于差速状态或者无级换档状态，以提高燃油经济性。

切换控制装置50还被设置成当要求起动发动机8时，即使在车辆的电机驱动模式中，也将动力分配机构16切换到非差速状态(有级换档状态)，使得发动机8的速度N_E升高来运行发动机8的较早或者平稳点火。为了在上述发动机速度N_E基本上被保持为零的电机驱动模式中起动发动机8，动力分配机构16通过啮合切换离合器C0或切换制动器B0而被切换到非差速状态，使得与当动力分配机构16被置于由第一电动机M1升高第一太阳轮S1的转速的差速状态或者无级状态时相比，第一太阳轮S1的转速被更快地升高以升高发动机8的速度N_E。

图14示出了采用包括换档手柄92在内的换档设备90形式的手动操作换档设备，例如其布置在驾驶员座侧面附近，并且其手动操作来选择多个档位之一，所述多个档位包括：停车位置P，用于将变速器机构10(即自动变速器部分20)置于空档状态并且同时自动变速器部分20的输出轴22处于锁止状态，在空档状态中由于切换离合器C0和制动器B0两者都被置于松开状态而断开动力传动路径；向后驱动位置R，用于在向后方向上驱动车辆；空档位置N，用于将变速器机构10置于空档状态；自动前驱换档位置D；和手动前驱换档位置M。停车位置P和空档位置N是当车辆不被驱动时选择的非驱动位置，而向后驱动位置R以及自动和手动前驱换档位置D、M是当车辆被驱动时选择的驱动位置。自动前驱换档位置D提供最高档位，而在手动前驱换档位置M中可选择的位置“4”至“L”是向车辆施加发动机制动的发动机制动位置。

手动前驱换档位置M位于在车辆的纵向上与自动前驱换档位置D相同的位置处，并且在车辆的横向上与自动前驱换档位置D隔开或者相邻。换档手柄92被操作到手动前驱换档位置M，以手动选择位置“D”至“L”之一。具体而言，换档手柄92可以从手动前驱换档位置M移动到在车辆纵向上彼此隔开的升档位置“+”和降档位置“-”。每次换档手柄92移动到升档位置“+”或降档位置“-”时，当前所选择的位置就改变一个位置。五个位置“D”至“L”具有变速器机构10的总速比γT可在其中自动变化的范围的各自不同的下限，也就是说，具有各自不同的总速比γT的下限，其与变速器机构10的最高输出速度相对应。也就是说，五个位置“D”至“L”选择自动变速器部分20的可自动选择的各自不同的档位数，使得由可选择档位的所选数来确定可用的最低总速比γT。换档手柄92由例如弹簧之类的偏置装置所偏置，使得换档手柄92自动地从升档位置“+”和降档位置“-”返回到手动前驱换档位置M。换档设备90设置有可操作来检测换档手柄92当前所选择位置的换档位置传感器，从而可以检测到表示换档手柄92当前所选择操作位置和换档手柄92在手动前驱换档位置M中的换档操作数的信号。

当换档手柄92被操作到自动前驱换档位置D时，切换控制装置50根据所存储的图8所示的切换边界线图来进行变速器机构10的自动切换控制，并且混合动力控制装置52进行动力分配机构16的无级换档控制，而有级换档控制装置54进行自动变速器部分20的自动换档控制。例如当变速器机构10被置于有级换档状态时，变速器机构10的换档动作被自动地控制以选择图2所示的第一档位至第五档位中合适的一个。当变速器机构10被置于无级换档状态时，动力分配机构16的速比被连续地改变，而自动变速器部分20的换档动作被自动地控制以选择第一档位至第四档位中合适的一个，从而控制变速器机构10的总速比γT在预定范围内可连续变化。自动前驱换档位置D是被选择以建立其中变速器机构10被自动换档的自动换档模式(自动模式)的位置。

另一方面，当换档手柄92被操作到手动前驱换档位置M时，变速器机构10的换档动作由切换控制装置50、混合动力控制装置52和有级换档控制装置54自动控制，使得总速比γT可以在预定范围内变化，此预定范围的下限由具有最低速比的档位确定，该档位由位置“D”至“L”中手动选择的一个确定。例如当变速器机构10被置于有级换档状态时，变速器机构10的换档动作在总速比γT的上述预定范围内被自动控制。当变速器机构10被置于无级换档状态时，动力分配机构16的速比被连续地改变，而自动变速器部分20的换档动作被自动控制以选择档位中适合的一个，所选择档位的档位数由位置“D”至“L”中手动选择的一个来确定，因此变速器机构10的总速比γT被控制为在预定范围内可连续变化。手动前驱换档位置M是被选择以建立其中变速器机构10的可选择档位被手动选择的手动换档模式(手动模式)的位置。

图15是图示电子控制设备40的主要控制操作之一，即控制差速部分11的切换控制例程的流程图。此切换控制例程以例如约数毫秒至数十毫秒的非常短的周期时间重复执行。

此切换控制例程以对应于电机驱动判断装置80的步骤S1开始，来判断车辆是否处于其中例如仅第二电动机M2被用作驱动动力源的电机驱动模式中。根据图9所示驱动动力源切换边界线图，通过判断由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况是否在电机驱动区域中，来做出此判断。当在步骤S1中获得否定判断(否)时，本例程的一个执行周期结束。当在步骤S1中获得肯定判断(是)时，控制流程进行到与发动机起动要求判断装置82相对应的步骤S2，以判断当车辆在电机驱动模式中行驶期间是否要求起动发动机8。在本实施例中，通过判断在电机驱动模式中驱动模式选择器开关94是否已经选择了动力驱动模式来做出此判断。当在步骤S2中获得肯定判断(是)时，控制流程进行到与切换控制装置50相对应的步骤S6，以将动力分配机构16切换到非差速状态或者有级换档状态，来升高发动机8的速度N_E。

当在步骤S2中获得否定判断(否)时，控制流程进行到与手动选择判断装置84相对应的步骤S3，以判断开关44是否已经由车辆驾驶员操作来选择动力分配机构16的有级换档状态或者无级换档状态。当在步骤S3中获得肯定判断(是)时，控制流程进行到同样与切换控制装置50相对应的步骤S4，以将动力分配机构16切换到差速状态或者无级换档状态，使得发动机速度N_E基本上保持为零。当在步骤S3中获得否定判断(否)时，控制流程进行到同样与切换控制装置50相对应的步骤S5，以根据图8的切换边界线图，在差速状态和非差速状态之间进行动力分配机构16的自动切换控制。因为由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况处于低负荷区域或者处于电机驱动区域，所以动力分配机构16被保持在差速状态，使得发动机速度N_E基本上保持为零。

在上述本实施例中，设置有切换离合器C0和切换制动器B0的动力分配机构16可以在其中差速部分11的差速功能可用的差速状态和其中差速功能不可用的非差速状态之间切换。在其中发动机8被保持在非工作状态并且例如仅第二电动机M2被用作驱动动力源的电机驱动模式中，切换控制装置50将动力分配机构16置于差速状态，因此由于差速部分11的差速功能而使得发动机速度N_E基本上保持为零，由此防止或者减少了拖动处于其非工作状态的发动机8的趋势，并且因此提高了燃油经济性。

在本实施例中，其中交互转换式开关44被设置来手动选择动力分配机构16的差速状态和非差速状态中期望的一个状态，当车辆在电机驱动模式中行驶期间，切换控制装置50将动力分配机构16置于差速状态，即使开关44选择了非差速状态。因为在动力分配机构16的差速状态中燃油经济性高于非差速状态，在当车辆处于低负荷状态时所选择的电机驱动模式中车辆可以以提高的燃油经济性行驶。

本实施例还被设置成当发动机起动要求判断装置82判断要求起动发动机8时，即使在电机驱动模式中，也将动力分配机构16置于非差速状态。所以，发动机8的速度N_E可以从零升高，以便于发动机8的点火，由此减小了在起动发动机8时燃油经济性的恶化，从而提高了燃油经济性。

本实施例还被设置成当驱动模式选择器开关94选择动力驱动模式时，发动机起动要求判断装置82判断要求起动发动机8。所以，在动力驱动模式中，动力分配机构16被切换到非差速状态，以允许对发动机8的较早或者平稳点火以及驱动转矩的快速增大，因此在动力驱动模式中车辆可以以相对较高程度的驾驶性能行驶。

在本实施例中，动力分配机构16设置有切换离合器C0和切换制动器B0，以选择性地将动力分配机构16置于差速和非差速状态之一。在其中发动机8处于非工作状态并且例如仅第二电动机M2被用于驱动车辆的电机驱动模式中，当发动机起动要求判断装置82已经判断要求起动发动机8时，切换控制装置50将动力分配机构16切换到非差速状态。所以，发动机8的速度N_E可以从零升高，以便于发动机8的点火，由此减小了在起动发动机8时燃油经济性的恶化，从而提高了燃油经济性。

下面将说明本发明的其他实施例。在以下实施例中，与在第一实施例中使用的相同的标号将被用来标示功能上相对应的元件。

第二实施例

参照图16的示意图，根据本发明第二实施例的变速器机构70的布置。虽然变速器机构70与根据图1的第一实施例的变速器机构10不同，但是变速器机构70由与针对第一实施例的上述电子控制单元40基本上相同的电子控制设备来控制。图17是表示变速器机构70的档位和用于分别建立这些档位的液压操作摩擦耦合设备的啮合状态的不同组合的表，而图18是用于解释变速器机构70的换档操作的共线图。

变速器机构70包括差速部分11，其具有第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2，与第一实施例中一样。变速器机构70还包括具有三个前驱位置的自动变速器部分72。自动变速器部分72布置在差速部分11和输出轴22之间，并且通过动力传动构件18串联连接到差速部分11和输出轴22。与前一实施例一样，动力分配机构16包括具有例如约0.418的传动比ρ1的单级行星齿轮式的第一行星齿轮组24、切换离合器C0和切换制动器B0。自动变速器部分72包括具有例如约0.532的传动比ρ2的单级行星齿轮式的第二行星齿轮组26、以及具有例如约0.418的传动比ρ3的单级行星齿轮式的第三行星齿轮组28。第二行星齿轮组26的第二太阳轮S2和第三行星齿轮组28的第三太阳轮S3作为一个单元一体地彼此固定，通过第二离合器C2选择性地连接到动力传动构件18，并且通过第一制动器B1选择性地固定到变速器壳体12。第二行星齿轮组26的第二行星轮架CA2和第三行星齿轮组28的第三齿圈R3一体地彼此固定并且固定到输出轴22。第二齿圈R2通过第一离合器C1选择性地连接到动力传动构件18，并且第三行星轮架CA3通过第二制动器B2选择性地固定到壳体12。

在如上构造的变速器机构70中，通过从上述切换离合器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和第二制动器B2中选择的摩擦耦合设备的相应组合的啮合动作，选择性地建立第一档位(第一速位置)至第四档位(第四速位置)、倒车档位(向后驱动位置)和空档位置之一。这些档位具有成几何级数变化的不同速比γ(输入轴速度N_IN/输出轴速度N_OUT)。特别地，注意设置有切换离合器C0和制动器B0的动力分配机构16可以通过切换离合器C0或切换制动器B0的啮合而被选择性地置于固定速比换档状态以及无级换档状态，在固定速比换档状态中机构16可用作具有一个或多个固定速比的变速器，在无级换档状态中机构16如上所述地可用作无级变速器。所以在本变速器机构70中，由自动变速器部分20和通过啮合切换离合器C0或切换制动器B0而被置于固定速比换档状态的动力分配机构16来构成有级变速器。此外，由自动变速器部分20和当切换离合器C0和制动器B0中没有一个被啮合时而置于无级换档状态的动力分配机构16来构成无级变速器。换言之，变速器机构70通过啮合切换离合器C0和切换制动器B0中的一个而被切换到有级换档状态，并且通过松开切换离合器C0和制动器B0两者而被切换到无级换档状态。

在变速器机构70用作有级变速器的情况下，例如，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立具有例如约2.804的最高速比γ1的第一档位，并通过切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作来建立具有例如约1.531的速比γ2(低于速比γ1)的第二档位，如图17所示。此外，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作来建立具有例如约1.000的速比γ3(低于速比γ2)的第三档位，并通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立具有例如约0.705的速比γ4(低于速比γ3)的第四档位。此外，通过第二离合器C2和第二制动器B2的啮合动作建立具有例如约2.393的速比γR(其介于速比γ1和γ2之间)的倒车档位。通过仅啮合切换离合器C0来建立空档位置N。

另一方面，在变速器机构70用作无级变速器时，切换离合器C0和切换制动器B0两者都被松开，如图17所示，使得动力分配机构16用作差速部分11，同时串联连接到动力分配机构16的自动变速器部分72用作有级变速器，由此被传递到置于第一档位、第二档位和第三档位之一的自动变速器部分72的旋转运动的速度，即动力传动构件18的转速被连续地改变，使得当自动变速器部分72被置于上述档位之一时变速器机构的速比在预定范围上可连续变化。所以，自动变速器部分72的速比在整个相邻档位上可连续变化，由此变速器机构70的总速比γT可连续变化。

图18的共线图用直线表示旋转元件在变速器机构70的每个档位中的转速之间的关系，变速器机构70由用作无级换档部分或第一换档部分的差速部分11和用作有级换档部分或第二换档部分的自动变速器部分72构成。图18的共线图表示当切换离合器C0和切换制动器B0松开时动力分配机构16的各个元件的转速、以及当切换离合器C0或切换制动器B0啮合时这些元件的转速，这与前一实施例中相同。

在图18中，对应于自动变速器部分72的四条垂直线Y4、Y5、Y6和Y7分别表示采用一体地彼此固定的第二和第三太阳轮S2、S3形式的第四旋转元件(第四元件)RE4、第三行星轮架CA3形式的第五旋转元件(第五元件)RE5、采用一体地彼此固定的第二行星轮架CA2和第三齿圈R3形式的第六旋转元件(第六元件)RE6、以及第二齿圈R2形式的第七旋转元件(第七元件)RE7的相对转速。在自动变速器部分72中，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动构件18，并且通过第一制动器B1选择性地固定到壳体12，而第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地固定到壳体12。第六旋转元件RE6固定到自动变速器部分72的输出轴22，而第七旋转元件RE7通过第一离合器C1选择性地连接到动力传动构件18。

当第一离合器C1和第二制动器B2啮合时，自动变速器部分72被置于第一档位。第一档位中输出轴22的转速由表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6和倾斜直线L1之间的交点表示，倾斜直线L1经过表示第七旋转元件RE7转速的垂直线Y7和水平线X2的交点以及表示第五旋转元件RE5转速的垂直线Y5和水平线X1之间的交点。类似地，通过第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立的第二档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L2和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6之间的交点表示。通过第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立的第三档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L3和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6之间的交点表示。在切换离合器C0被置于啮合状态的第一档位至第三档位中，在接收自差速部分11的驱动力作用下，第七旋转元件RE7以与发动机速度N_E相同的速度旋转。当切换制动器B0代替切换离合器C0被啮合时，在接收自差速部分11的驱动力作用下，第六旋转元件RE6在高于发动机速度N_E的速度下旋转。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立的第四档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的水平线L4和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6之间的交点表示。在通过第二离合器C2和第二制动器B2的啮合动作建立的向后驱动位置R中的输出轴22的转速，由这些啮合动作所确定的倾斜直线LR和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6之间的交点表示。

本第二实施例的变速器机构70还由用作无级换档部分或第一换档部分的差速部分11和用作有级换档部分或第二换档部分的自动变速器部分72构成，因此本变速器机构70具有与第一实施例类似的优点。

上述第一和第二实施例可以按照需要进行修改。在上述实施例中，图15所示的切换控制例程的步骤S2被配置成基于驱动模式选择器开关94的输出，即通过判断是否由驱动模式选择器开关94选择了动力驱动模式，来判断是否要求起动发动机8。但是，步骤S2中对于是否要求起动发动机8的判断不需要依赖于驱动模式选择器开关94的输出。例如，步骤S2可以配置成判断加速踏板的操作量的增大量或者增大速率是否高于预定阈值，即驾驶员所要求的车辆驱动力的增大量是否大于预定阈值，或者判断是否由于存储在电能存储设备60中的电能量SCO减小到低于下限而要求第一电动机M1作为发电机工作来对电能存储设备60充电。

发动机起动要求判断装置82可以被设置成，在电机驱动判断装置80根据图9的切换边界线图已曾经判断过车辆处于电机驱动模式后，当车辆驱动模式根据图9的驱动动力源切换边界线图从电机驱动模式改变到发动机驱动模式时，判断要求起动发动机8。在此情况下，电机驱动判断装置80被视为也用作发动机起动要求判断装置82。

在第一和第二实施例中，电机驱动判断装置80或者图15的切换控制例程的步骤S1被设置或者配置成通过判断车辆状况是否处于由图9的动力驱动源切换边界线图界定的电机驱动区域中，来判断车辆是否处于电机驱动模式。但是，电机驱动判断装置80可以被设置成基于从被分配来实现电机驱动控制的混合动力控制装置52接收的信号来做出步骤S1中的判断。

在第一和第二实施例中，切换控制装置50的切换图改变装置86被设置成改变图8的切换边界线图，以将与未被开关44选择的换档状态相对应的整个无级或者有级换档区域改变成与开关44选择的换档状态相对应的另一个换档区域。但是，切换图改变装置86可以被设置成将与未选择换档状态相对应的换档区域的一部分改变成与选择的换档状态相对应的另一个换档区域。例如，切换边界线(由虚线和点划线表示)被移动以增加车速上限V1或输出转矩上限T1，从而增大与开关44选择的换档状态相对应的无级或者有级换档区域。

第三实施例

参照图19的框图，图示了根据本发明第三实施例，由被设置来控制图1的变速器机构10的电子控制设备40执行的主要控制功能。根据第三实施例的电子控制设备40与第一实施例的不同之处在于，根据第三实施例的电子控制设备40不包括发动机起动要求判断装置82和手动选择判断装置84，还在于第三实施例中的切换控制装置50不包括切换图改变装置86。

在本第三实施例中，有级换档控制装置54基于车速V和自动变速器部分20的输出转矩T_OUT并且根据由图8中实线和点划线表示的换档边界线图来控制自动变速器部分20的自动换档操作，与第一实施例中相同。切换控制装置50基于车速V和输出转矩T_OUT并根据图8中虚线和双点划线表示的换档状态切换边界线图来控制液压控制单元42，以将变速器机构10选择性地置于无级换档状态和有级换档状态之一中，与第一实施例中相同。换档边界线图和切换边界线图存储在图存储器56中。

图存储器56还存储由图20中虚线表示的最高燃油经济性曲线。最高燃油经济性曲线配置成满足发动机8的期望工作效率和最高燃油经济性两者。混合动力控制装置52确定变速器机构10的总速比γT的目标值，使得发动机8根据最高燃油经济性曲线而工作。混合动力控制装置52控制差速部分11的速比γ0，以获得总速比γT的目标值，从而可以在预定范围内控制总速比γT，例如在13和0.5之间。

与第一实施例中相同，图存储器56还存储出于举例说明目的的图9所示的驱动动力源切换边界线图，并且混合动力控制装置52基于车速V和输出转矩T_OUT并根据驱动动力源切换边界线图来选择性地建立发动机驱动模式和电机驱动模式。图21表示图9的驱动动力源切换边界线图相对于图8的换档边界线图和图8的换档状态切换边界线图的关系。

在第三实施例中，混合动力控制装置52由于差速部分11的电控CVT功能而被设置成将发动机8保持在工作状态，即使车辆静止或以低速行驶。例如，当在车辆静止的同时由于存储在电能存储设备60中的电能量SOC的过度下降而使得需要作为发电机的第一电动机M1进行操作时，第一电动机M1在一定速度下由发动机8的驱动力操作，该速度高到足以使发动机速度N_E保持在发动机8由于动力分配机构16的差速功能而可以被保持在工作状态的水平，即使在车辆停止时由车速V所支配或影响的第二电动机M2速度N_M2为零(基本上为零)。

混合动力控制装置52还被设置成通过利用差速部分11的电控CVT功能控制第一电动机M1和第二电动机M2的速度，而将发动机速度N_E保持在合适的水平，而无论车辆是静止还是行驶。例如，混合动力控制装置52可以在使第二电动机M2的速度N_M2(由车速V支配或影响)维持恒定的同时通过升高第一电动机M1的速度N_M1来升高发动机速度N_E，如从图3的共线图可以理解到。

当自动变速器部分20的自动换档操作被有级换档控制装置54所控制时，自动变速器部分20的速比γ按级变化，使得变速器机构10的总速比γT在自动变速器部分20的换档动作过程中按级变化。为了限制变速器机构10的总速比γT的变化，混合动力控制装置52控制差速部分11的换档动作，使得在与自动变速器部分20的换档动作同步的情况下，差速部分11的速比在与自动变速器部分20的速比γ的变化方向相反的方向上变化。换言之，混合动力控制装置52与自动变速器部分20的换档动作同步地控制差速部分11的换档动作，使得变速器机构10的γT在自动变速器部分20的换档动作过程中连续地变化。例如，混合动力控制装置52控制差速部分11的换档动作，使得在与自动变速器部分20的换档动作同步的情况下，差速部分11的速比γ0在与自动变速器部分20的速比γ的按级变化方向相反的方向上变化与此按级变化相对应的量，因此变速器机构10的总速比γT在自动变速器部分20的换档动作前后不会有瞬态变化。

从另一个观点来看，通常，在发动机8可操作地连接到有级变速器的情况下，发动机如图20中点划线所示地工作，在发动机可操作地连接到无级变速器的情况下，发动机沿着如图20中虚线所示的最高燃油经济性曲线工作，或者沿着比在发动机可操作地连接到有级变速器的情况更靠近最高燃油经济性曲线的燃油经济性曲线工作。所以，发动机可操作地连接到无级变速器的情况与发动机可操作地连接到有级变速器的情况相比，由发动机速度N_E和转矩T_E表示的获得期望发动机输出的发动机工作点更靠近最高燃油经济性曲线，并由此允许发动机具有更高程度的燃油经济性。为此，混合动力控制装置52控制差速部分11的速比γ0，使得发动机8沿着图20的最高燃油经济性曲线工作，以防止燃油经济性的恶化，此燃油经济性的恶化会在自动变速器部分20进行换档动作时由于自动变速器部分20的速比的按级变化而发生。

例如，当车辆处于电机驱动模式中时，混合动力控制装置52控制第一和第二电动机M1、M2，使得第二电动机M2的速度N_M2根据自动变速器部分20的输入速度的变化而变化，即根据在有级换档控制装置54的控制下自动变速器部分20进行换档动作所引起的动力传动构件18的转速变化而变化，并且使得第一电动机M1在受控速度下自由旋转以使发动机速度N_E为零或基本上为零。

高速档位判断装置62和电机驱动判断装置80具有针对图7的第一实施例所述的相同功能。虽然切换控制装置50根据图8的切换边界线图将变速器机构10(差速部分11)选择性地置于有级和无级换档状态之一，但是在检测到与上述电气路径相关并且可操作来将差速部分11用作电控无级变速器的诸如第一电动机M1、第二电动机M2、逆变器58和电能存储设备60之类的部件的任何功能性恶化或者故障时，即使车辆状况处于无级换档区域，切换控制装置50也可以将变速器机构10置于有级换档状态。

如上所述，差速部分11可以在无级和有级(固定速比)换档状态之间切换。在差速部分11的无级换档状态中，由于用作电控无级变速器的差速部分11的功能，可以独立于车辆行驶速度V来控制发动机速度N_E。当发动机8处于其非工作状态时，电动机M1在混合动力控制装置52的控制下自由旋转，使得不管车速V如何，发动机速度都保持为零或者基本上为零。在差速部分11的固定速比换档状态中，发动机8被机械地连接到驱动轮38，因此发动机速度N_E由车速V支配，即处于其非工作状态的发动机8在由车速V影响或者支配的速度下被驱动。

当车辆处于电机驱动模式时的差速部分11的固定速比换档状态中，发动机速度N_E不保持为零或基本上为零，因此置于其非工作状态的发动机8将受到由于所谓的“泵气损失(pumping loss)”引起的拖动趋势，这增大了作用在用作车辆驱动动力源的第二电动机M2上的负荷，导致车辆的燃油经济性恶化的风险。

为了防止或者减小在电机驱动模式下，即当电机驱动判断装置80已经判断车辆状况处于电机驱动区域中时发动机8的拖动，切换控制装置50控制液压控制单元42以松开切换离合器C0和切换制动器B0两者，以由此将差速部分11置于无级换档状态，即将动力分配机构16置于差速状态，使得在混合动力控制装置52的控制下发动机速度N_E被保持为零或者基本上为零，而不管车速V如何。

当电机驱动判断装置80已经判断车辆状况处于电机驱动模式中时，有级换档控制装置54选择用于在电机驱动模式中控制自动变速器部分20的自动换档操作的换档边界线，即选择图8的换档边界线图中的这样一部分，该部分位于由叠加在图8的换档边界线图上的图9驱动动力源切换边界线图所界定的电机驱动区域内，如图21所示。

当电机驱动判断装置80已经判断车辆状况不在电机驱动区域中，即车辆状况处于发动机驱动区域中时，切换控制装置50选择为发动机驱动模式所选择的切换边界线，以选择差速部分11的无级或者有级换档状态，并且有级换档控制装置54选择用于在发动机驱动模式中控制自动变速器部分20的自动换档操作的换档边界线，即选择图8的换档边界线图中的这样一部分，该部分位于由叠加在图8的换档边界线图上的图9边界线图所界定的发动机驱动区域内，如图21所示。注意，界定无级和有级换档区域的边界线全部都位于发动机驱动区域内，如图21所示，并且被用作发动机驱动模式中的换档状态切换图。

下面参照图22的流程图，图示了由图19的第三实施例中的电子控制设备40执行的切换和换档控制例程，其根据车辆处于电机驱动模式还是发动机驱动模式，而将差速部分11选择性地置于无级和有级换档状态之一，并且控制变速器机构10的换档操作。此控制例程以例如约数毫秒至数十毫秒的非常短的周期时间重复执行。

图22的控制例程以对应于电机驱动判断装置80的步骤S11开始，以判断由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况是否处于由图9的驱动动力源切换边界线图所界定的电机驱动区域中。

当在步骤S11中获得肯定判断(是)时，控制流程进行到与切换控制装置50和有级换档控制装置54相对应的步骤S12，以命令液压控制单元42松开切换离合器C0和切换制动器B0两者，由此将差速部分11置于无级换档状态，即将动力分配机构16置于差速状态。在此步骤S12中，有级换档控制装置54选择用于电机驱动模式的换档边界线，即换档边界线图中位于由驱动动力源切换边界线图所界定的电机驱动区域内的部分，如图21所示。

步骤S12之后是与混合动力控制装置52相对应的步骤S13，其中第一电动机M1被控制在相反方向上自由旋转，用于通过差速部分11的差速功能而使发动机速度N_E为零或者基本上为零，由此防止或者减小处于其非工作状态的发动机8的拖动趋势，从而提高燃油经济性。换言之，控制差速部分11的速比γ0而使得发动机速度N_E为零或者基本上为零。

步骤S13之后是与有级换档控制装置54相对应的步骤S14，其中根据步骤S12中选择的用于电机驱动模式的换档边界线来控制自动变速器部分20的换档操作。即，有级换档控制装置54基于由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况并根据所选择的电机驱动换档边界线，来确定自动变速器部分20应当换档到的档位。有级换档控制装置54命令液压控制单元42控制液压操作摩擦耦合设备，使得自动变速器部分20被换档到所确定的档位。

步骤S14之后是与混合动力控制装置52相对应的步骤S15，其中与自动变速器部分20的换档动作同步地控制差速部分11的无级换档，使得在自动变速器部分20的换档动作过程中变速器机构10的总速比γT连续地变化。例如，混合动力控制装置52控制第一电动机M1和第二电动机M2，使得第二电动机M2的速度N_M2根据步骤S14中自动变速器部分20的换档动作引起的自动变速器部分20的输入速度的变化而变化，并且使得第一电动机M1可以在受控速度下自由旋转以使发动机速度N_E为零或者基本上为零。

当在步骤S11中获得否定判断(否)时，控制流程进行到与切换控制装置50和有级换档控制装置54相对应的步骤S16，以选择用于发动机驱动模式的换档边界线，即换档边界线图中位于发动机驱动区域内的部分，如图21所示，并选择用于发动机驱动模式的换档状态切换边界线，其全部位于发动机驱动区域内。

步骤S16之后是与切换控制装置50和高速档位判断装置62相对应的步骤S17，其中基于由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况并根据步骤S16中选择用于发动机驱动模式的换档状态切换边界线，将差速部分11(变速器机构10)选择性地置于无级换档状态或者有级换档状态。当切换控制装置50已经判断车辆状况处于由换档边界线所界定的有级换档区域中时，并当高速档位判断装置62已经判断自动变速器部分20应当被换档到第五档位时，命令液压控制单元42松开切换离合器C0并啮合切换制动器B0，来将差速部分11置于非差速状态(有级换档状态或者锁止状态)。当高速档位判断装置62没有判断自动变速器部分20应当被换档到第五档位时，命令液压控制单元42啮合切换离合器C0并松开切换制动器B0，来将差速部分11置于非差速状态。当切换控制装置50已经判断车辆状况处于无级换档区域中时，命令液压控制单元42松开切换离合器C0和切换制动器B0两者，来将差速部分11置于差速状态(无级换档状态)。

步骤S17之后是与有级换档控制装置54相对应的步骤S18，其中根据步骤S16中选择用于发动机驱动模式的换档边界线来控制自动变速器部分20的换档操作。即，有级换档控制装置54基于由车速V和输出转矩T_OUT表示的车辆状况并根据所选择的发动机驱动换档边界线，来判断自动变速器部分20应当换档到的档位。有级换档控制装置54命令液压控制单元42控制液压操作摩擦耦合设备，使得自动变速器部分20被换档到所确定的档位。

在此上述第三实施例中，由切换控制装置50控制动力分配机构16，以在车辆处于电机驱动模式中时将其置于差速状态。在动力分配机构16的此差速状态中，在混合动力控制装置52的控制下，第一电动机M1的速度N_M1和发动机8的速度N_E不被车速V，即不被动力传动构件18的转速所影响或者支配，也就是说，第一电动机可以在受控速度下在相反方向上自由旋转以使得发动机速度N_E为零或者基本上为零。与动力分配机构16的非差速状态不同，差速状态使得可以最小化发动机8的泵气损失和拖动趋势，导致车辆燃油经济性的提高。

第四实施例

下面参照图23的功能框图，图示了根据本发明第四实施例，由设置来控制图1的变速器机构10的电子控制设备40执行的主要控制功能。根据第四实施例的电子控制设备40与图19的第三实施例的不同之处在于，根据第四实施例的电子控制设备40还包括用于执行发动机8的气缸压力变化限制控制的气缸压力变化限制控制装置100，在该控制中限制气缸中所选择的至少一个的压力变化。即，发动机8具有多个气缸，多个气缸中的至少一个可以选择作为至少一个压力变化受限气缸，所述至少一个气缸的数量可以改变。在气缸压力变化限制控制装置100的控制下发动机8可以在气缸压力变化受限状态下工作，其中所述至少一个压力变化受限气缸中的每一个气缸的压力变化被限制。所以，此第四实施例中电子控制设备40与第三实施例中的不同在于，在气缸压力变化限制控制中由混合动力控制装置52控制发动机速度N_E的方式。

对于执行气缸压力变化限制控制的气缸压力变化限制装置100，发动机8设置有可操作来改变其进气门和排气门的操作正时的气门正时改变机构102、和可操作来喷射燃油到进气管或气缸中的燃油喷射阀104(以上针对第一实施例参照图6进行过说明)。在气缸压力变化限制控制中，被选择作为至少一个压力变化受限气缸的气缸中的至少一个通过气门正时改变机构102而被置于减压状态。此外，切断由燃油喷射阀104到至少一个压力变化受限气缸的燃油供应以减小燃油消耗量。至少一个压力变化受限气缸(被置于减压和断油状态)的数量是可变的，并根据作用在发动机8上的负荷而变化。

在本实施例中，发动机8可在气缸压力变化受限状态下工作，在该状态中至少一个压力变化受限气缸中的每一个的压力被限制。通过将每个压力变化受限气缸置于减压状态中来将发动机8置于此压力变化受限状态，以将发动机8的泵气损失减小到这样的程度，该程度取决于所选择的至少一个压力变化受限气缸的数量。当全部气缸都被选择为压力变化受限气缸时，发动机8被置于不可工作状态。当至少一个但并非全部气缸被选择为至少一个压力变化受限气缸时，发动机8被置于部分可工作状态。发动机8中将至少一个压力变化受限气缸置于减压状态并切断到至少一个压力变化受限气缸的燃油供应的压力变化限制控制，不同于发动机8中全部气缸被断油但保持在可压缩状态的所谓“断油控制”。在断油控制中，当发动机8处于工作状态时将发生发动机8的泵气损失和拖动。此拖动被定义为产生对活塞往复运动的阻力。

每个气缸的可压缩状态是四冲程发动机的正常状态，其中在进气冲程中允许进入气缸的空气在压缩冲程中可压缩。每个压力变化受限气缸的减压状态可以通过打开进气门或排气门或者改变进气门或排气门的操作正时来建立，以禁止进气的正常压缩，由此限制气缸中压力的变化(增大)，从而减小对曲轴旋转运动的阻力。在此减压状态中，节气门或者EGR阀可以被打开以进一步减小曲轴的旋转阻力。

气缸压力变化限制装置100被设置成当电机驱动判断装置80已经判断车辆状况处于电机驱动区域中时，执行发动机8的压力变化限制控制，即在气缸压力受限状态下操作发动机8。也就是说，气缸压力变化限制装置100命令气门正时改变机构102将至少一个气缸置于减压状态，使得此处于减压状态的至少一个气缸用作至少一个压力变化受限气缸。气缸压力变化限制控制允许在电机驱动模式中减小发动机8的泵气损失并提高燃油经济性，而无需混合动力控制装置52控制第一电动机M1的速度N_M1来使发动机8的速度N_E为零或基本上为零。

所以，当发动机8在电机驱动模式中的压力变化受限状态下工作时，因为发动机速度N_E不需要保持为零或基本上为零来减小泵气损失，并且因为在切换控制装置50的控制下动力分配机构16被置于第一电动机M1可自由旋转的差速状态下，所以混合动力控制装置52控制第一电动机M1的操作以提高此电机M1的工作效率以及燃油经济性。例如，混合动力控制装置52根据电机效率图(最高效率曲线)来控制第一电动机M1。电机效率图的示例在图24中示出。例如，通过试验获得并存储在图存储器56中的电机效率图满足期望的驾驶性能和燃油经济性两者，并且定义在这样的二维坐标系统中，该二维坐标系统具有取为第一电动机M1的速度N_M1的一个轴以及取为第一电动机M1的转矩的一个轴。例如，第一电动机M1根据界定出最高效率区域的最高效率曲线进行操作，该最高效率区域由电动机M1的转矩和速度N_M1界定并且提供电机M1的最高工作效率ηMax。

图25示出了用于第二电动机M2的具有等效率曲线的电机效率图，其与图24的电机效率图相似。位于图24和25的水平轴上方的等效率曲线表示电动机M1、M2用作电动机产生车辆驱动力的效率，而位于图24和25的水平轴下方的等效率曲线表示电动机M1、M2作为发电机操作产生电能的效率。阴影区域(用虚线阴影线表示)表示最高效率区域。当由电动机的速度和转矩定义的工作点向最高效率区域移动时，电动机的效率增大。

在图22的流程图中图示的切换和换档控制例程的步骤S13中，第一电动机M1被控制以使发动机速度N_E为零或者基本上为零，来防止或者减小发动机8的拖动趋势，以由此提高车辆处于电机驱动模式中时的燃油经济性。但是，在本第四实施例中，在车辆的电机驱动模式中，第一电动机M1被控制以在最大化电动机M1效率的工作点处被操作。

如上所述，本第四实施例被设置成当电机驱动判断装置80检测到电机驱动模式时，切换控制装置50命令液压控制单元42将动力分配机构16置于差速状态，在差速状态中第一电动机M1可自由旋转，并且第一电动机M1的速度N_M1和发动机速度N_E不受车速V，即不受动力传动构件18的速度的影响或支配。所以，在车辆的电机驱动模式中的发动机8的压力变化受限状态中，不需要防止由于泵气损失引起的发动机8的拖动趋势，从而混合动力控制装置52可以控制第一电动机M1的操作，以在尽可能高的效率下操作，并提高燃油经济性。换言之，即使第一电动机M1被操作以最大化其工作效率时，在压力变化受限状态(其中至少一个压力变化受限气缸中每一个的压力变化都被限制)中可以减小发动机8的泵气损失，而无需使发动机8的速度N_E为零或者基本上为零。所以，可以在提高第一电动机M1的工作效率的同时提高车辆的燃油经济性。

第五实施例

现在参照图26的功能框图，图示了根据本发明第五实施例，由设置来控制图1的变速器机构10的电子控制设备40执行的主要控制功能。根据第五实施例的电子控制设备40与图7的第一实施例的不同之处在于，根据第五实施例的电子控制设备40不包括手动选择判断装置84。与第一实施例中相同，本第五实施例设置有发动机起动要求判断装置82。

如以上针对图7的第一实施例所述的那样，当电机驱动判断装置80判断车辆处于电机驱动模式中时，发动机起动要求判断装置82被操作来判断是否要求起动发动机。例如，可以通过判断是否由诸如第一实施例中设置的驱动模式选择器开关94之类的合适开关手动选择了动力驱动模式，来做出此判断。但是，也可以如同针对图7的第一实施例中的发动机起动要求判断装置82所述的那样进行此判断。

在第一实施例中，在发动机起动要求判断装置82判断要求起动发动机8时，切换控制装置50将动力分配机构16切换到非差速状态或有级换档状态中，以便于发动机的点火。但是，在本第五实施例中，即使判断要求起动发动机时，动力分配机构16也保持在差速状态或无级换档状态，而混合动力控制装置52控制第一电动机M1的操作来升高第一太阳轮S1的转速，以由此升高发动机速度N_E，来帮助发动机8进行点火。在动力分配机构16的差速状态中，第一电动机M1可自由旋转。在动力分配机构16的此差速状态中判断要求起动发动机时，混合动力控制装置52控制第一电动机M1沿着图24的最高效率图操作，以最大化燃油经济性，此控制方式与当发动机8在图23的第四实施例中设置的气缸压力变化限制装置100的控制下的压力变化受限状态下工作时，针对混合动力控制装置52的操作所述的方式相同。

在图22的控制例程的步骤S14中，第一电动机M1被控制以使得发动机速度N_E为零或者基本上为零，来防止或者减小发动机8的拖动趋势并提高燃油经济性。但是，在本实施例中，当判断要求起动发动机时，第一电动机M1以尽可能高的工作效率被操作，以升高发动机速度N_E，从而有助于发动机8进行点火。

如上所述，本第五实施例被设置成当电机驱动判断装置80检测到电机驱动模式时，切换控制装置50命令液压控制单元42将动力分配机构16置于差速状态，在差速状态中第一电动机M1可自由旋转，并且第一电动机M1的速度N_M1和发动机速度N_E不受车速V，即不受动力传动构件18的速度的影响或支配。所以，当在电机驱动模式中发动机起动要求判断装置82判断要求起动发动机时，混合动力控制装置52控制第一电动机M1在适合于最大化工作效率的工作状态下进行操作，以从零升高发动机速度N_E，由此在提高燃油经济性的同时有助于起动发动机8。

根据图19、23和26的第三、第四和第五实施例的电子控制设备40可以等效地应用到根据图16-18的第二实施例的变速器机构70。

在第一和第二实施例中设置的交互转换式开关44(如图13所示)形式的手动操作换档状态选择设备也可以设置在上述第三、第四和第五实施例中。在第三、第四和第五实施例中，根据图21(图8)的换档状态切换边界线图，动力分配机构16被自动地切换到无级和有级换档状态之一，而自动变速器部分20根据图21(图8)的换档边界线图被自动换档。在这些实施例中设置交互转换式开关44的情况下，动力分配机构16(变速器机构10)被置于由交互转换式开关44所选择的换档状态中。

当交互转换式开关44选择动力分配机构16的有级换档状态(差速部分11的非差速状态)时，自动变速器部分20(变速器机构10)根据图27所示的换档边界线图而自动换档，这允许与图21(图8)的换档边界线图相比，在车速V的较低值处发生自动变速器部分20的升档动作。

在图23的第四实施例中，通过在压缩冲程中打开进气门或排气门或者改变进气门或排气门的操作正时而将气缸置于减压状态中，四冲程发动机8的至少一个压力变化受限气缸中的每个的压力变化都被限制以减小对曲轴旋转的阻力。但是，通过在除了压缩冲程之外的气缸工作冲程中，例如在气缸容积增大的进气冲程中主动打开节气门而减小每个压力变化受限气缸中负压的产生，也可以实现在发动机8的每个压力变化受限气缸中对压力变化的限制，以减小对曲轴旋转的阻力。节气门的此打开可以被实现来代替每个压力变化受限气缸的减压或者附加在其之外。同样在此情况下，可以减小发动机8的泵气损失。或者，可以通过将发动机8的活塞与曲轴(输入轴14)机械断开以停止由于动力传动构件18的旋转引起的活塞往复运动，来实现每个压力变化受限气缸中对压力变化的限制。于是，气缸压力变化限制装置112可以被设置成通过在进气冲程中完全打开节气门或者将活塞与曲轴机械断开，来在车辆的电机驱动模式中限制发动机8的至少一个压力变化受限气缸中的压力变化。每个压力变化受限气缸被定义为其压力变化在其四个工作冲程的任何一个中被限制来减小发动机8的泵气损失的气缸。

图21所示的燃油经济性图基本上由发动机8的规格确定，并且受到诸如发动机8的内部因素和外部因素的车辆状况的影响。所以，燃油经济性图随发动机8的内部和外部因素而变化，这些因素例如是冷却水温度、催化剂温度、工作油温度和燃烧状态(即表示稀薄燃烧状态、化学当量状态的空燃比等)。所以，混合动力控制装置52可以被设置成基于上述内部和外部因素，选择存储在图存储器56中的多个燃油经济性图之一，或者以实时方式改变所存储的单个燃油经济性图。

虽然仅出于举例说明的目的参照附图说明了本发明的几个优选实施例，但应当理解到本发明不限于举例说明的实施例的细节，而可以以各种变化和修改来实施，如下所述。

在举例说明的实施例中，差速部分11被选择性地置于其差速状态和非差速状态之一中，使得变速器机构10、70、100、110、120可以在变速器机构用作电控无级变速器的无级换档状态和变速器机构用作有级变速器的有级换档状态之间切换。差速部分11的工作状态和变速器机构10、70、100、110、120的换档状态之间的关系并不是必需的。换言之，变速器机构不需要可以在无级和有级换档状态之间切换。例如，即使当差速部分11被置于差速状态时，差速部分11也可以被操作为其速比可按级变化的有级变速器。在此情况下，当差速部分11被置于差速状态时变速器机构被置于有级换档状态。本发明的原理可以应用到可在差速状态和非差速状态之间切换的任何变速器机构(差速部分)。

在举例说明的实施例中的动力分配机构16中，第一行星轮架CA1被固定到发动机8，而第一太阳轮S1固定到第一电动机M1，同时第一齿圈R1固定到动力传动构件18。但是，此布置不是必需的。发动机8、第一电动机M1和动力传动构件18可以固定到从第一行星齿轮组24的三个元件CA1、S1和R1中选择的任何其他元件。

虽然在举例说明的实施例中发动机8直接固定到输入轴14，但是发动机8可以通过诸如齿轮和皮带之类的任何合适构件可操作地连接到输入轴14，而不需要被布置为与输入轴14共轴。

在举例说明的实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2被布置为与输入轴14共轴，并且分别固定到第一太阳轮S1和动力传动构件18。但是，此布置不是必需的。例如，第一电动机M1和第二电动机M2可以通过齿轮或者皮带分别可操作地连接到第一太阳轮S1和动力传动构件18。

虽然在举例说明的实施例中的动力分配机构16设置有切换离合器C0和切换制动器B0，但动力分配机构16不需要设置切换离合器C0和切换制动器B0两者。虽然切换离合器C0被设置来选择性地将第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1连接到彼此，但切换离合器C0可以被设置来选择性地将第一太阳轮S1和第一齿圈R1连接到彼此，或者选择性地连接第一行星轮架CA1和第一齿圈R1。也就是说，切换离合器C0可以被设置成连接第一行星齿轮组24的三个元件中的任何两个元件。

虽然在举例说明的实施例中切换离合器C0被啮合以在变速器机构10、70、100、110、120中建立空档位置N，但切换离合器C0不一定要被啮合来建立空档位置。

在举例说明的实施例中用作切换离合器C0、切换制动器B0等的摩擦耦合设备可以用磁力式、电磁式或者机械式的耦合设备所代替，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。

在举例说明的实施例中，第二电动机M2被固定到动力传动构件18。但是，第二电动机M2可以被固定到输出轴22或者自动变速器部分20、72的旋转构件。

在举例说明的实施例中，自动变速器部分20、72被布置在驱动轮38和作为差速部分11或动力分配机构16的输出构件的动力传动构件18之间的动力传动路径中。但是，自动变速器部分20、72可以用任何其他类型的动力传动设备所代替，例如作为一种自动变速器的无级变速器(CVT)。在设置无级变速器(CVT)的情况下，当动力分配机构16被置于固定速比换档状态中时，变速器机构整体上被置于有级换档状态。固定速比换档状态被定义为这样的状态，其中动力主要通过机械动力传动路径被传递，而不通过电气路径进行动力传递。在存储表示预定速比的数据的有级换档控制装置的控制下，无级变速器可以被设置来建立与自动变速器部分20、72的档位的速比相对应的多个预定固定速比。还应注意，本发明的原理可以应用到不包括自动变速器部分20、72的车用驱动系统。

虽然在举例说明的实施例中自动变速器部分20、72通过动力传动构件18串联连接到差速部分11，但自动变速器部分20、72可以被安装在平行于输入轴14的副轴上并布置成与副轴共轴。在此情况下，差速部分11和自动变速器部分20、72通过合适的动力传动设备或者两个动力传动构件组(例如一对反转齿轮、以及链轮与链条的组合)而可操作地连接到彼此。

在举例说明的实施例中设置的动力分配机构16可以用这样的差速齿轮设备代替，此差速齿轮设备包括由发动机8旋转的小齿轮以及分别可操作地连接到第一电动机M1和第二电动机M2的一对斜齿轮。

虽然在举例说明的实施例中动力分配机构16由一个行星齿轮组构成，但动力分配机构16可以由两个或多个行星齿轮组构成，并被设置成当被置于其非差速状态(固定速比换档状态)中时可用作具有三个或更多档位的变速器。

在举例说明的实施例中，置于其手动前驱换档位置M中的换档手柄92允许根据换档边界线图，选择在自动变速器部分20、72的自动换档中可用的档位“D”至“L”中的至少一个。但是，换档手柄92可以被设置成根据换档手柄92从手动前驱换档位置M手动操作到升档位置“+”或降档位置“-”，来手动选择自动变速器部分20、72的第一档位至第四档位中所期望的一个。此外，换档手柄92可以被按钮开关、滑动式开关或者可手动操作来选择档位中期望的一个档位的任何其他类型的开关所代替。

虽然在举例说明的实施例中开关44是交互转换式开关，但开关44可以用单个按钮开关、被选择性地按压到操作位置中的两个按钮开关、杠杆式开关、滑动式开关或者可操作来选择无级换档状态(差速状态)和有级换档状态(非差速状态)中期望的一个状态的任何其他类型的开关或切换设备所代替。开关44可以具有或者可以不具有中立位置。在开关44不具有中立位置的情况下，可以设置额外的开关来允许或者禁止开关44。此额外开关的功能对应于开关44的中立位置。

在举例说明的实施例中，根据图8和21所示的界定出无级换档区域和有级换档区域的切换边界线图，切换控制装置将变速器机构10、70选择性地置于无级和有级换档状态之一。但是，切换控制装置50可以被设置成在通常情况下将变速器机构10、70保持在无级换档状态，而当通过开关44手动选择有级换档状态时将其置于有级换档状态。在此情况下，车辆驾驶员不需要操作开关44来选择无级换档状态，并且开关44不需要被设置来选择无级换档状态。

手动操作换档设备90包括换档手柄92，换档手柄92可以用按钮开关、滑动式开关或者可操作来选择诸如“D”至“L”的多个位置的任何其他类型的开关或者切换设备所代替。

应当理解到，按照上述教导，本发明可以进行本领域技术人员可以想到的其他改变和修改。

本申请基于分别在2004年5月10日和9月22日递交的日本专利申请No.2004-140387和2004-275731，其内容通过引用而包含于此。

Claims (28)

1.一种用于车用驱动系统(8、10、70)的控制设备，所述车用驱动系统包括可操作来将发动机(8)的输出分配到第一电动机(M1)和动力传动构件(18)的差速机构(16)、以及布置在所述动力传动构件和车辆的驱动轮(38)之间的动力传动路径中的第二电动机(M2)，所述控制设备包括：

差速状态切换设备(C0、B0)，所述差速状态切换设备可操作来将所述差速机构(16)选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；和

切换控制装置(50)，所述切换控制装置可操作来控制所述差速状态切换设备，以在所述车辆处于电机驱动模式中时将所述差速机构置于所述差速状态中，在所述电机驱动模式中所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作驱动所述车辆的驱动动力源。

2.如权利要求1所述的控制设备，还包括可手动操作来选择所述差速机构的所述差速状态和非差速状态之一的换档状态选择设备(44)，并且其中即使由所述换档状态选择设备选择了所述非差速状态时，在所述车辆的所述电机驱动模式中所述切换控制装置也控制所述差速状态切换设备以将所述差速机构置于所述差速状态中。

3.如权利要求1或2所述的控制设备，还包括用于判断是否要求起动所述发动机的发动机起动要求判断装置(82)，并且其中当所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，即使在所述车辆的所述电机驱动模式中，所述切换控制装置也控制所述差速状态切换设备以将所述差速机构切换到所述非差速状态。

4.如权利要求3所述的控制设备，还包括可手动操作来选择动力驱动模式的驱动模式选择器开关(94)，在所述动力驱动模式中以比正常驱动模式中更高程度的驾驶性能来驱动所述车辆，并且其中当由所述驱动模式选择器开关选择所述动力驱动模式时，所述发动机起动要求判断装置判断要求起动所述发动机。

5.如权利要求1或2所述的控制设备，其中所述差速机构(16)具有固定到所述发动机的第一元件、固定到所述第一电动机的第二元件和固定到所述动力传动构件的第三元件，并且所述差速状态切换设备(C0、B0)可操作来允许所述第一、第二和第三元件(CA1、S1、R1)可相对于彼此旋转，以由此将所述差速机构置于所述差速状态中，并允许将所述第一、第二和第三元件连接到彼此来作为一个单元旋转或者使所述第二元件(S1)保持静止，以由此将所述差速机构置于所述非差速状态中。

6.如权利要求5所述的控制设备，其中所述差速状态切换设备包括离合器(C0)和/或制动器(B0)，所述离合器(C0)可操作来将所述三个元件中所选择的两个连接到彼此以使所述第一、第二和第三元件作为一个单元旋转，所述制动器(B0)可操作来将所述第二元件固定到静止元件(12)来使所述第二元件保持静止。

7.如权利要求1或2所述的控制设备，其中所述车用驱动系统还包括布置在所述动力传动构件(18)和所述驱动轮(38)之间的所述动力传动路径中的有级自动变速器(20、72)。

8.如权利要求7所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有包括太阳轮、行星轮架和齿圈的三个元件，所述三个元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述三个元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第二元件、第一元件和第三元件的顺序设置，所述第一元件被固定到所述发动机，所述第二元件被固定到所述第一电动机，而所述第三元件被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第二元件连接到所述第一元件的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第二元件固定到静止构件的切换制动器(B0)，所述差速机构通过松开所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于差速状态，并且通过啮合所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于其中所述差速机构具有固定速比的固定速比换档状态，

并且其中所述有级自动变速器(20)包括第二行星齿轮组(26)、第三行星齿轮组(28)和第四行星齿轮组(30)，并具有五个旋转元件，每个所述旋转元件由所述第二、第三和第四行星齿轮组的太阳轮、行星轮架和齿圈中的至少一个构成，所述五个旋转元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述五个旋转元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第四元件、第五元件、第六元件、第七元件和第八元件的顺序设置，所述第四元件通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并且通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第五元件通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第六元件通过第三制动器选择性地固定到所述静止构件，所述第七元件固定到所述有级自动变速器的输出旋转构件，所述第八元件通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件，所述有级自动变速器具有通过所述第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器的各个组合的啮合动作所建立的多个操作位置。

9.如权利要求7所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括单级行星齿轮式的第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有第一太阳轮、第一行星轮架和第一齿圈，所述第一行星轮架被固定到所述发动机，所述第一太阳轮被固定到所述第一电动机，而所述第一齿圈被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第一行星轮架和所述第一太阳轮连接到彼此的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第一太阳轮固定到静止构件的切换制动器(B0)，

并且其中所述有级自动变速器(20)包括单级行星齿轮式的第二行星齿轮组(26)、单级行星齿轮式的第三行星齿轮组(28)和单级行星齿轮式的第四行星齿轮组(30)，所述第二行星齿轮组具有第二太阳轮、第二行星轮架和第二齿圈，并且所述第三行星齿轮组具有第三太阳轮、第三行星轮架和第三齿圈，而所述第四行星齿轮组具有第四太阳轮、第四行星轮架和第四齿圈，所述第二太阳轮和所述第三太阳轮通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第二行星轮架通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第四齿圈通过第三制动器选择性地固定到所述静止构件，并且其中所述第二齿圈、所述第三行星轮架和所述第四行星轮架固定到所述有级自动变速器的输出旋转构件，并且所述第三齿圈和所述第四太阳轮通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件。

10.如权利要求7所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有包括太阳轮、行星轮架和齿圈的三个元件，所述三个元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述三个元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第二元件、第一元件和第三元件的顺序设置，所述第一元件被固定到所述发动机，所述第二元件被固定到所述第一电动机，而所述第三元件被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第二元件连接到所述第一元件的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第二元件固定到静止构件的切换制动器(B0)，所述差速机构通过松开所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于差速状态，并且通过啮合所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于其中所述差速机构具有固定速比的固定速比换档状态，

并且其中所述有级自动变速器(72)包括第二行星齿轮组(26)和第三行星齿轮组(28)，并具有四个旋转元件，每个所述旋转元件由所述第二和第三行星齿轮组的太阳轮、行星轮架和齿圈中的至少一个构成，所述四个旋转元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述四个旋转元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第四元件、第五元件、第六元件和第七元件的顺序设置，所述第四元件通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并且通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第五元件通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第六元件固定到所述有级自动变速器的输出旋转构件，所述第七元件通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件，所述有级自动变速器具有通过所述第一离合器、第二离合器、第一制动器和第二制动器的各个组合的啮合动作所建立的多个操作位置。

11.如权利要求7所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括单级行星齿轮式的第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有第一太阳轮、第一行星轮架和第一齿圈，所述第一行星轮架被固定到所述发动机，所述第一太阳轮被固定到所述第一电动机，而所述第一齿圈被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第一行星轮架和所述第一太阳轮连接到彼此的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第一太阳轮固定到静止构件的切换制动器(B0)，

并且其中所述有级自动变速器(72)包括单级行星齿轮式的第二行星齿轮组(26)和单级行星齿轮式的第三行星齿轮组(28)，所述第二行星齿轮组具有第二太阳轮、第二行星轮架和第二齿圈，并且所述第三行星齿轮组具有第三太阳轮、第三行星轮架和第三齿圈，所述第二太阳轮和所述第三太阳轮通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第三行星轮架通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第二行星轮架和所述第三齿圈固定到所述有级自动变速器的输出旋转元件，所述第二齿圈通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件。

12.一种用于车用驱动系统(8、10、70)的控制设备，所述车用驱动系统包括可操作来将发动机(8)的输出分配到第一电动机(M1)和动力传动构件(18)的差速机构(16)、以及布置在所述动力传动构件和车辆的驱动轮(38)之间的动力传动路径中的第二电动机(M2)，所述控制设备包括：

差速状态切换设备(C0、B0)，所述差速状态切换设备可操作来将所述差速机构(16)选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；

用于判断是否要求起动所述发动机的发动机起动要求判断装置(82)；和

切换控制装置(50)，所述切换控制装置可操作来控制所述差速状态切换设备，以在所述车辆的电机驱动模式中当所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，将所述差速机构置于所述非差速状态中，在所述电机驱动模式中所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作驱动所述车辆的驱动动力源。

13.一种用于车用驱动系统(8、10、70)的控制设备，所述车用驱动系统包括可操作来将发动机(8)的输出分配到第一电动机(M1)和动力传动构件(18)的差速机构(16)、以及布置在所述动力传动构件和车辆的驱动轮(38)之间的动力传动路径中的第二电动机(M2)，所述车用驱动系统还包括构成所述动力传动路径一部分并且用作自动变速器的自动变速器部分(20、72)，所述控制设备包括：

差速状态切换设备(C0、B0)，所述差速状态切换设备可操作来将所述差速机构(16)选择性地置于差速状态和非差速状态之一中；和

切换控制装置(50)，所述切换控制装置用于控制所述差速状态切换设备，以在所述车辆处于电机驱动模式中时将所述差速机构置于所述差速状态中，在所述电机驱动模式中所述第一电动机和所述第二电动机中至少一个被用作驱动所述车辆的驱动动力源。

14.如权利要求13所述的控制设备，还包括混合动力控制装置(52)，所述混合动力控制装置可操作来在所述车辆处于所述电机驱动模式中时，控制所述第一电动机的速度以使得所述发动机的速度为零或基本上为零。

15.如权利要求13或14所述的控制设备，其中所述发动机具有多个气缸，所述多个气缸中的至少一个可选择作为其数量可变的至少一个压力变化受限气缸，所述发动机可以在气缸压力变化受限状态下操作，在所述气缸压力变化受限状态中限制所述至少一个压力变化受限气缸中的每一个的压力变化，

并且其中当车辆处于所述电机驱动模式中的同时发动机在所述压力变化受限状态下被操作时，所述混合动力控制装置(52)控制所述第一电动机的操作以提高所述第一电动机的工作效率。

16.如权利要求13或14所述的控制设备，还包括用于判断是否要求起动所述发动机的发动机起动要求判断装置(82)，

并且其中当所述车辆处于所述电机驱动模式中的同时所述发动机起动要求判断装置已经判断要求起动所述发动机时，所述混合动力控制装置(52)控制所述第一电动机的操作以提高所述第一电动机的工作效率并升高所述发动机的速度来起动所述发动机。

17.如权利要求13或14所述的控制设备，其中当所述差速机构(16)在所述切换控制装置(50)的控制下由所述差速状态切换设备(C0、B0)切换到所述差速状态时，所述差速部分(11)被置于无级换档状态，在所述无级换档状态中所述差速部分被操作为电控差速设备，并且当所述差速机构在所述切换控制装置的控制下由所述差速状态切换设备切换到所述非差速状态时，所述差速部分被置于有级换档状态，在所述有级换档状态中所述差速部分不可操作为所述电控差速设备。

18.如权利要求13或14所述的控制设备，其中所述差速机构(16)具有固定到所述发动机的第一元件、固定到所述第一电动机的第二元件和固定到所述动力传动构件的第三元件，并且所述差速状态切换设备(C0、B0)包括至少一个耦合设备，所述至少一个耦合设备可操作来允许所述第一、第二和第三元件(CA1、S1、R1)可相对于彼此旋转，以由此将所述差速机构置于所述差速状态中，并允许将所述第一、第二和第三元件连接到彼此来作为一个单元旋转或者使所述第二元件(S1)保持静止，以由此将所述差速机构置于所述非差速状态中。

19.如权利要求18所述的控制设备，其中所述至少一个耦合设备包括离合器(C0)和/或制动器(B0)，所述离合器(C0)可操作来将所述三个元件中所选择的两个连接到彼此以使得所述第一、第二和第三元件作为一个单元旋转，所述制动器(B0)可操作来将所述第二元件固定到静止元件(12)以使所述第二元件保持静止。

20.如权利要求19所述的控制设备，其中所述至少一个耦合设备包括所述离合器和所述制动器两者，所述离合器和所述制动器被松开以将所述差速机构置于其中所述第一、第二和第三元件可相对于彼此旋转的所述差速状态中，当所述离合器啮合时所述差速机构可作为具有速比1的变速器操作，并且当所述制动器啮合时所述差速机构可作为具有低于1的速比的增速变速器操作。

21.如权利要求18所述的控制设备，其中所述差速机构包括行星齿轮组(24)，并且所述第一、第二和第三元件分别是所述行星齿轮组的行星轮架(CA1)、太阳轮(S1)和齿圈(R1)。

22.如权利要求21所述的控制设备，其中所述行星齿轮组是单级行星齿轮式。

23.如权利要求13或14所述的控制设备，其中所述车用驱动系统的总速比由所述自动变速器部分(20、72)的速比和所述差速部分(11)的速比确定。

24.如权利要求13或14所述的控制设备，所述自动变速器(20、72)是有级自动变速器。

25.如权利要求24所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有包括太阳轮、行星轮架和齿圈的三个元件，所述三个元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述三个元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第二元件、第一元件和第三元件的顺序设置，所述第一元件被固定到所述发动机，所述第二元件被固定到所述第一电动机，而所述第三元件被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第二元件连接到所述第一元件的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第二元件固定到静止构件的切换制动器(B0)，所述差速机构通过松开所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于差速状态，并且通过啮合所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于其中所述差速机构具有固定速比的固定速比换档状态，

并且其中所述有级自动变速器(20)包括第二行星齿轮组(26)、第三行星齿轮组(28)和第四行星齿轮组(30)，并具有五个旋转元件，每个所述旋转元件由所述第二、第三和第四行星齿轮组的太阳轮、行星轮架和齿圈中的至少一个构成，所述五个旋转元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述五个旋转元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第四元件、第五元件、第六元件、第七元件和第八元件的顺序设置，所述第四元件通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并且通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第五元件通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第六元件通过第三制动器选择性地固定到所述静止构件，所述第七元件固定到所述有级自动变速器的输出旋转构件，所述第八元件通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件，所述有级自动变速器具有通过所述第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器和第三制动器的各个组合的啮合动作所建立的多个操作位置。

26.如权利要求24所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括单级行星齿轮式的第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有第一太阳轮、第一行星轮架和第一齿圈，所述第一行星轮架被固定到所述发动机，所述第一太阳轮被固定到所述第一电动机，而所述第一齿圈被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第一行星轮架和所述第一太阳轮连接到彼此的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第一太阳轮固定到静止构件的切换制动器(B0)，

并且其中所述有级自动变速器(20)包括单级行星齿轮式的第二行星齿轮组(26)、单级行星齿轮式的第三行星齿轮组(28)和单级行星齿轮式的第四行星齿轮组(30)，所述第二行星齿轮组具有第二太阳轮、第二行星轮架和第二齿圈，并且所述第三行星齿轮组具有第三太阳轮、第三行星轮架和第三齿圈，而所述第四行星齿轮组具有第四太阳轮、第四行星轮架和第四齿圈，所述第二太阳轮和所述第三太阳轮通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第二行星轮架通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第四齿圈通过第三制动器选择性地固定到所述静止构件，并且其中所述第二齿圈、所述第三行星轮架和所述第四行星轮架固定到所述有级自动变速器的输出旋转构件，并且所述第三齿圈和所述第四太阳轮通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件。

27.如权利要求24所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有包括太阳轮、行星轮架和齿圈的三个元件，所述三个元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述三个元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第二元件、第一元件和第三元件的顺序设置，所述第一元件被固定到所述发动机，所述第二元件被固定到所述第一电动机，而所述第三元件被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第二元件连接到所述第一元件的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第二元件固定到静止构件的切换制动器(B0)，所述差速机构通过松开所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于差速状态，并且通过啮合所述切换离合器和/或所述切换制动器而被置于其中所述差速机构具有固定速比的固定速比换档状态，

并且其中所述有级自动变速器(72)包括第二行星齿轮组(26)和第三行星齿轮组(28)，并具有四个旋转元件，每个所述旋转元件由所述第二和第三行星齿轮组的太阳轮、行星轮架和齿圈中的至少一个构成，所述四个旋转元件的转速在共线图中沿着各条直线表示，在所述共线图中所述四个旋转元件在从共线图的相对两端中的一端向着另一端的方向上分别以第四元件、第五元件、第六元件和第七元件的顺序设置，所述第四元件通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并且通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第五元件通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第六元件固定到所述有级自动变速器的输出旋转构件，所述第七元件通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件，所述有级自动变速器具有通过所述第一离合器、第二离合器、第一制动器和第二制动器的各个组合的啮合动作所建立的多个操作位置。

28.如权利要求24所述的控制设备，其中所述差速机构(16)包括单级行星齿轮式的第一行星齿轮组(24)，所述第一行星齿轮组具有第一太阳轮、第一行星轮架和第一齿圈，所述第一行星轮架被固定到所述发动机，所述第一太阳轮被固定到所述第一电动机，而所述第一齿圈被固定到所述动力传动构件，所述差速机构还包括可操作来将所述第一行星轮架和所述第一太阳轮连接到彼此的切换离合器(C0)和/或可操作来将所述第一太阳轮固定到静止构件的切换制动器(B0)，

并且其中所述有级自动变速器(72)包括单级行星齿轮式的第二行星齿轮组(26)和单级行星齿轮式的第三行星齿轮组(28)，所述第二行星齿轮组具有第二太阳轮、第二行星轮架和第二齿圈，并且所述第三行星齿轮组具有第三太阳轮、第三行星轮架和第三齿圈，所述第二太阳轮和所述第三太阳轮通过第二离合器选择性地连接到所述动力传动构件并通过第一制动器选择性地固定到所述静止构件，并且所述第三行星轮架通过第二制动器选择性地固定到所述静止构件，而所述第二行星轮架和所述第三齿圈固定到所述有级自动变速器的输出旋转元件，所述第二齿圈通过第一离合器选择性地连接到所述动力传动构件。

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