用于车辆驱动系统的控制设备的制作方法

专利名称：用于车辆驱动系统的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆驱动系统的控制设备，更具体地，涉及用于防止车辆驱动系统中的第一电动机的尺寸变大的技术，其中车辆驱动系统包括可工作以执行将发动机输出分配给第一电动机和输出轴的差动功能的差动机构以及设置在差动机构与车辆驱动轮之间的动力传递路径中的第二电动机，并且涉及减小车辆驱动系统的电动机和其它部件尺寸的技术。
背景技术：
公知一种车辆，其中设置在发动机和驱动轮之间的动力传递路径中的离合器在停车期间被松开使发动机保持在运转状态下，并且被啮合以起动车辆。以下所示的公开公报示出这种车辆的示例。例如在JP-1-285427A中公开的车辆中，设置啮合和松开离合器的致动器。该致动器允许起动车辆时根据加速踏板的操作量控制离合器的局部啮合状态，由此可以在确保对车辆行驶速度的复杂控制的同时合适地起动车辆。
JP-1-285427AJP-5-215216AJP-2004-28056AJP-1-240328AJP-2003-130202AJP-2003-301731A另一方面，还公知一种车辆，其包括将发动机输出分配给第一电动机和输出轴的差动机构和设置在差动机构的输出轴与车辆驱动轮之间的动力传递路径中并且能够合适地被起动的第二电动机，即使在上述动力传递路径中没有诸如上述离合器或者流体操作动力传递装置的机构(装置)的情况下，该发动机仍然能够在停车和车辆低速行驶期间保持在运转状态，其中该机构包括可彼此相对旋转的输入和输出旋转部件。上述JP-2003-130202A和JP-2003-301731A公开了作为这种车辆的示例的用于混合动力车辆的驱动系统。在这些混合动力车辆驱动系统中，差动机构由可操作执行允许将发动机在停车时保持在运转状态下的差动功能的行星齿轮组构成，并且可作为变速器(例如，作为由控制装置控制的电控无级变速器)工作以机械的方式将发动机驱动力的主要部分传递到驱动轮，并且将驱动力的其余部分通过电路从第一电动机电气传递第二电动机，使得变速器的速比电气变化，由此在使发动机保持在最佳状态的同时车辆能够以改进的燃料经济性行驶。
在上述公报JP-2003-130202A中公开的混合动力车辆驱动系统中，差动机构是作为速比电气变化的变速器工作的，然而，对于产生对应于发动机输出扭矩(以下称为“发动机扭矩”)的反作用扭矩的第一电动机，其尺寸随着发动机所需输出容量的增大而被要求变大，这是因为必须由第一电动机产生的反作用扭矩随着所需的发动机扭矩的增大而增大，以确保起动车辆时所需的车辆加速度。
还应当注意，设置在上述公报的混合动力车辆驱动系统中的差动机构的扭矩容量由于其设计而受到限制，使得差动机构的尺寸随着发动机所需输出容量的增大而变大。差动机构的变大对于车辆不是期望的。例如在差动机构布置成将发动机的输出分配给第一电动机和传动部件的情况下，差动机构被控制用作速比被电控的变速器，第一电动机产生对应于发动机输出扭矩(以下称为“发动机扭矩”)的反作用扭矩，因而第一电动机尺寸随着发动机所需输出容量的增大而被要求变大，这是因为必须由第一电动机产生的反作用扭矩随着所需的发动机扭矩的增大而增大，以确保起动车辆时所需的车辆加速度。
可以暂时将发动机扭矩或者最大发动机扭矩限制为不超过能够由第一电动机产生的最大反作用扭矩的值，以保护第一电动机，而不增大差动机构或者第一电动机的尺寸。在此情况下，待传递到车辆驱动轮的扭矩减小，导致车辆加速度恶化的可能或者不能获得所需车辆加速度的危险。
上述车辆驱动系统进一步布置成取决于车辆的所需状况(诸如，停车、车辆低负荷行驶或者加速)，驱动选择电动机和发动机一者或者两者作为车辆驱动力源，使得发动机根据车辆的所需状况起动和停机。例如，如果在电动机被选为车辆驱动力源的情况下在车辆行驶过程中增大所需车辆驱动扭矩以获得所需车辆加速度，则起动发动机以选择发动机作为车辆驱动力源。在此情况下，产生发动机扭矩没有达到至少起动发动机所需的时间段。即，与发动机保持在运转状态下的情况相反，有发动机扭矩的产生在起动发动机的情况下被延迟的可能。结果，到驱动轮的驱动扭矩的传递被延迟，导致车辆加速度的恶化或者有不能获得所需车辆加速度的危险。
鉴于上述背景技术作出本发明。本发明的第一目的是提供一种用于车辆驱动系统的控制设备，该车辆驱动系统包括可操作执行将发动机的输出分配给第一电动机和输出轴的差动功能的差动机构，和设置在差动机构和车辆驱动轮之间的动力传递路径中的电动机，该控制设备防止产生对应于发动机扭矩的反作用扭矩的第一电动机的所需尺寸的增大。本发明的第二目的是提供一种车辆驱动系统的控制设备，该车辆驱动系统包括可操作将发动机的输出传递到传动部件的差动机构和可操作将其输出传递到车辆驱动轮的电动机，该控制设备减小车辆加速度的恶化。

发明内容
根据如权利要求1中所限定的发明，提供一种控制设备，用于车辆驱动系统，(a)该车辆驱动系统包括作为电控无级变速器工作的无级变速器部分，并且具有工作以将发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构，和设置在传动部件和车辆驱动轮之间的动力传递路径中的第二电动机，并且车辆驱动系统还包括自动变速器部分，自动变速器部分构成上述动力传递路径的一部分，并且用作自动变速器，控制设备的特征在于包括(a)车辆起动发动机扭矩限制装置，其用于在用作为车辆驱动力源使用的发动机起动车辆时，限制发动机的输出扭矩。
在如上所述构造的用于车辆驱动系统的控制设备中，车辆驱动系统包括作为电控无级变速器工作的无级变速器部分，并且包括具有差动功能的差动机构，并且还包括用作自动变速器的自动变速器部分，车辆起动发动机扭矩限制装置设置来在用作为车辆驱动力源使用的发动机起动车辆时限制发动机的输出扭矩。因而，产生对应于发动机扭矩的反作用扭矩的第一电动机的所需输出能够比在发动机扭矩不受限制的情况下小。如果发动机扭矩不受限制，第一电动机的最大输出会增大。因而，本控制设备防止第一电动机的所需尺寸的增大。
根据如权利要求2中所限定的发明，当车辆的行驶速度不高于预定值时，车辆起动发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩。该布置允许在用发动机起动车辆时，即使使产生对应于发动机扭矩的反作用力的第一电动机的额定输出较小，也能够充分地控制无级变速器部分以使其作为电控无级变速器工作。在车辆停止或者在不高于预定值的速度下用发动机起动车辆时，必须充分控制无级变速器部分使其作为电控无级变速器工作，以允许发动机保持在工作状态中。换言之，本布置消除了对出于处理发动机扭矩TE的目的增大第一电动机的最大输出的需要，如果发动机扭矩TE不受限制，则第一电动机的最大输出会增大到相当大值。
根据如权利要求3中所限定的发明，车辆起动发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩，使得防止输出扭矩增大超过由第一电动机能够产生的最大反作用扭矩。因而，第一电动机能够产生对应于发动机扭矩的反作用力。因而，即使当操作加速踏板的量大到足以使发动机扭矩超过第一电动机的最大反作用扭矩时，无级变速器部分能够被充分地控制成作为电控无级变速器工作。本发明布置消除了对出于处理发动机扭矩的目的增大第一电动机的最大输出的需要，如果发动机扭矩不受限制，则第一电动机的最大输出会增大到相当大值。
根据如权利要求4中所限定的发明，差动机构设置有差动状态切换装置，差动状态切换装置松开以将无级变速器部分置于无级变速状态，并且差动状态切换装置啮合以将无级变速器部分置于有级变速状态，在无级变速状态中，无级变速器部分作为电控无级变速器工作，在有级变速状态中，无级变速器部分不作为电控无级变速器工作。在此情况下，车辆驱动系统的无级变速器部分由差动状态切换装置控制，使得无级变速器器部分置于无级变速状态和有级变速状态中选定的一个状态中，在无级变速状态中，无级变速器部分作为电控无级变速器工作，在有级变速状态中，无级变速器部分不作为电控无级变速器工作。因而，车辆驱动系统具有提高变速器(其速比电控变化)的燃料经济性的优点和构造用于机械动力传递的齿轮型动力传递装置的动力传递效率高的优点。例如，当车辆在低速或者中等速度行驶或者低输出或者中等输出行驶且发动机正常输出状态下工作的同时无级变速器部分置于无级变速状态时，燃料经济性得到提高。另一方面，当车辆高速行驶的同时无级变速器部分置于有级变速状态以将发动机输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮时，由于机械能和电能之间的转换损失的降低燃料经济性得到降低，当车辆驱动系统作为速比电控变化的变速器工作时会发生该转换损失。当车辆以高输出行驶时，无级变速器部分置于有级变速状态。即，仅仅当车辆低速或者中等速度或者低输出或者中等输出行驶时，车辆驱动系统作为速比电控变化的变速器工作，这使得可以减小由电动机能够产生的电能的最大量(即，从电源供应的电能的最大量)，由此电动机的所需尺寸和包括电动机的车辆驱动系统的所需尺寸能够得到进一步降低。
在其中无级变速器部分在无级和有级变速状态之间切换的车辆驱动系统中，当在车辆停止之后或者在不高于预定值的速度下用发动机起动车辆时，由车辆起动发动机扭矩限制装置限制发动机扭矩，使得可以防止发动机扭矩增大超过能够由第一电动机产生的反作用扭矩(即，防止了发动机扭矩超过预定的上限)以允许发动机保持在工作状态中。因而，第一电动机能够产生对应于发动机扭矩的反作用扭矩，并且差动部分不被要求切换到有级变速状态，使得能够充分地控制差动部分使其作为电控无级变速器工作。即使当操作加速踏板起动车辆的量会大到足以使发动机扭矩超过第一电动机M1的最大反作用扭矩(即，超过上限)时，由于发动机扭矩由车辆起动发动机扭矩限制装置限制，所以能够充分地控制差动部分使其作为电控无级变速器工作。本发明布置消除了对出于处理发动机扭矩的目的增大第一电动机的最大输出的需要，如果发动机扭矩不受限制，则第一电动机的最大输出会增大到相当大值。因而，本实施例有效地防止了第一电动机的所需尺寸的增大。
根据如权利要求5中所限定的发明，提供一种控制设备，用于车辆驱动系统，(a)车辆驱动系统包括工作以将发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构，和设置在传动部件和车辆驱动轮之间的动力传递路径中的第二电动机，并且车辆驱动系统还包括变速器部分，变速器部分构成上述动力传递路径的一部分，并且用作变速器，控制设备的特征在于包括(b)车辆起动发动机扭矩限制装置，其用于在用作为车辆驱动力源使用的发动机起动车辆时，限制发动机的输出扭矩。
在如上所述构造的用于车辆驱动系统的控制设备中，车辆驱动系统包括包括具有差动功能的差动机构，并且还包括变速器部分，车辆起动发动机扭矩限制装置设置来在用作为车辆驱动力源使用的发动机起动车辆时限制发动机的输出扭矩。因而，产生对应于发动机扭矩的反作用扭矩的第一电动机的所需输出能够比在发动机扭矩不受限制的情况下小。如果发动机扭矩不受限制，第一电动机的最大输出会增大。因而，本控制设备防止第一电动机的所需尺寸的增大。
根据如权利要求6中所限定的发明，当车辆的行驶速度不高于预定值时，车辆起动发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩。该布置允许在用发动机起动车辆时，即使使产生对应于发动机扭矩的反作用力的第一电动机的额定输出较小，也能够充分地控制无级变速器部分以使其作为电控无级变速器工作。在车辆停止或者在不高于预定值的速度下用发动机起动车辆时，必须充分控制差动部分使其作为电控无级变速器工作，以允许发动机保持在工作状态中。换言之，本布置消除了对出于处理发动机扭矩TE的目的增大第一电动机的最大输出的需要，如果发动机扭矩TE不受限制，则第一电动机的最大输出会增大到相当大值。
根据如权利要求7中所限定的发明，车辆起动发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩，使得防止输出扭矩增大超过由第一电动机能够产生的最大反作用扭矩。因而，第一电动机能够产生对应于发动机扭矩的反作用力。因而，即使当操作加速踏板的量大到足以使发动机扭矩超过第一电动机的最大反作用扭矩时，差动部分能够被充分地控制成作为电控无级变速器工作。本发明布置消除了对出于处理发动机扭矩的目的增大第一电动机的最大输出的需要，如果发动机扭矩不受限制，则第一电动机的最大输出会增大到相当大值。
根据如权利要求8中所限定的发明，差动机构设置有差动状态切换装置，以将差动机构置于差动状态和锁止状态的一个状态中，在差动状态中差动机构执行差动功能，在锁止状态中差动机构不执行差动功能。在此情况下，车辆驱动系统的差动机构由差动状态切换装置控制使得差动机构置于差动状态和锁止状态的一个状态中，在差动状态中差动机构执行差动功能，在锁止状态中差动机构分不执行差动功能。因而，车辆驱动系统具有提高变速器(其速比电控变化)的燃料经济性的优点和构造用于机械动力传递的齿轮型动力传递装置的动力传递效率高的优点。例如，当车辆在低速或者中等速度行驶或者低输出或者中等输出行驶且发动机正常输出状态下工作的同时差动机构置于差动状态时，燃料经济性得到提高。另一方面，当车辆高速行驶的同时差动机构置于锁止状态以将发动机输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮时，由于机械能和电能之间的转换损失的降低因而燃料经济性得到降低，其中当车辆驱动系统作为速比电控变化的变速器工作时会发生该转换损失。当车辆以高输出行驶时，差动机构置于锁止状态。即，仅仅当车辆低速或者中等速度或者低输出或者中等输出行驶时，车辆驱动系统作为速比电控变化的变速器工作，这使得可以减小由电动机能够产生的电能的最大量(即，从电源供应的电能的最大量)，由此电动机的所需尺寸和包括电动机的车辆驱动系统的所需尺寸能够得到进一步降低。
在其中差动机构在差动状态和锁止状态之间切换的车辆驱动系统中，当在车辆停止之后或者在不高于预定值的速度下用发动机起动车辆时，由车辆起动发动机扭矩限制装置限制发动机扭矩，使得可以防止发动机输出增大超过能够由第一电动机产生的反作用扭矩(即，防止了发动机扭矩超过预定的上限)以允许发动机保持在工作状态中。因而，第一电动机能够产生对应于发动机扭矩的反作用扭矩，并且差动机构不被要求切换到有级变速状态，使得能够充分地控制差动部分使其作为电控无级变速器工作。即使当操作加速踏板起动车辆的量会大到足以使发动机扭矩超过第一电动机M1的最大反作用扭矩(即，超过上限)时，由于发动机扭矩受车辆起动发动机扭矩限制装置限制，所以能够充分地控制差动机构使其作为电控无级变速器工作。本发明布置消除了对出于处理发动机扭矩的目的增大第一电动机的最大输出的需要，如果发动机扭矩不受限制，则第一电动机的最大输出会增大到相当大值。因而，本实施例有效地防止了第一电动机的所需尺寸的增大。
根据如权利要求9中所限定的发明，提供一种控制设备，用于车辆驱动系统，车辆驱动系统包括发动机、构造成将发动机的输出分配到传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径和电动机，电动机的输出可传递到驱动轮，控制设备的特征在于包括(a)发动机扭矩限制装置，其用于基于差动机构的扭矩容量的上限限制发动机的输出扭矩；和(b)辅助扭矩控制装置，用于在发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩过程中通过电动机执行发动机辅助操作以补偿发动机的输出扭矩的限制。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，辅助扭矩控制装置在发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩过程中通过电动机执行发动机辅助操作以补偿发动机的输出扭矩的限制。因而，将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由于限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于车辆在给定行驶作用中的加速踏板的给定操作量的驱动轮的驱动扭矩(即，对应于加速踏板的给定操作量的车辆驱动扭矩)不管如何限制发动机扭矩都不显著变化，由此，车辆操作者在限制发动机扭矩的情况下不会感到不舒适。
根据如权利要求10中所限定的发明，提供一种控制设备，用于车辆驱动系统，车辆驱动系统包括发动机、构造成将发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径和第二电动机，第二电动机的输出可传递到驱动轮，控制设备的特征在于包括(a)发动机扭矩限制装置，其用于限制发动机的输出扭矩；和(b)辅助扭矩控制装置，用于在发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩过程中通过电动机执行发动机辅助操作以补偿发动机的输出扭矩的限制。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，辅助扭矩控制装置在发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩过程中通过电动机执行发动机辅助操作以补偿发动机的输出扭矩的限制。因而，将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由于限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于车辆在给定行驶作用中的加速踏板的给定操作量的驱动轮的驱动扭矩(即，对应于加速踏板的给定操作量的车辆驱动扭矩)不管如何限制发动机扭矩都不显著变化，由此，车辆操作者在限制发动机扭矩的情况下不会感到不舒适。
根据如权利要求11中所限定的发明，第二电动机设置在动力传递路径中。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，在辅助扭矩控制装置的情况下，由设置在动力传递路径中的第二电动机执行发动机辅助操作，使得将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由于限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化。
根据如权利要求12中所限定的发明，发动机扭矩限制装置基于差动机构的扭矩容量的上限限制发动机的输出扭矩。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由基于差动机构的扭矩容量的上限限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化。
根据如权利要求13中所限定的发明，差动机构的扭矩容量的上限是第一电动机的扭矩容量的上限。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由基于第一电动机的扭矩容量的上限限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化。
根据如权利要求14中所限定的发明，差动机构的扭矩容量的上限是差动机构的电能传递容量的上限。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由基于差动机构的电能传递容量的上限限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化。
根据如权利要求15中所限定的发明，在用作为车辆驱动力源使用的发动机起动车辆时，发动机扭矩限制装置限制发动机的输出扭矩。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，将要传递到驱动轮的扭矩减小量(是由于在用作为车辆驱动力源使用的发动机起动车辆时限制发动机扭矩引起的)得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化。
根据如权利要求16中所限定的发明，(a)差动机构包括耦合装置，耦合装置用于将差动机构置于差动状态和锁止状态中选定的一个状态中，在差动状态中差动机构执行差动功能，在锁止状态中差动机构不执行差动功能，并且(b)在耦合装置将差动机构切换到锁止状态时发动机扭矩限制装置(100)限制发动机的输出扭矩。
根据如权利要求17中所限定的发明，当要求了制动车辆的制动操作时，辅助扭矩控制装置不执行补偿发动机输出扭矩的限制的发动机辅助操作。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，其中，辅助扭矩控制装置不执行对限制发动机输出扭矩进行补偿的发动机辅助操作，在制动发动机过程中不必执行发动机辅助操作。
根据如权利要求18中所限定的发明，提供一种控制设备，用于车辆驱动系统，车辆驱动系统包括发动机、构造成将发动机的输出分配到传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径和电动机，电动机的输出可传递到驱动轮，控制设备的特征在于包括辅助扭矩控制装置，用于通过电动机执行发动机辅助操作以对延迟产生发动机的输出扭矩进行补偿。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，其中，辅助扭矩控制装置执行通过电动机执行对发动机输出扭矩的产生被延迟进行补偿的发动机辅助操作，由于延迟产生发动机输出扭矩而引起的车辆驱动扭矩的暂时降低得到有效防止。
根据如权利要求19中所限定的发明，提供一种控制设备，用于车辆驱动系统，车辆驱动系统包括发动机、构造成将发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径和第二电动机，第二电动机的输出可传递到驱动轮，控制设备的特征在于包括辅助扭矩控制装置，用于通过电动机执行发动机辅助操作以对延迟产生发动机的输出扭矩进行补偿。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，其中，辅助扭矩控制装置执行通过电动机执行对发动机输出扭矩的产生被延迟进行补偿的发动机辅助操作，由于延迟产生发动机输出扭矩而引起的车辆驱动扭矩的暂时降低得到有效防止。
根据如权利要求20中所限定的发明，第二电动机设置在动力传递路径中。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，由设置在动力传递路径中的第二电动机可操作地连接到驱动轮。
根据如权利要求21中所限定的发明，控制设备还包括用于起动发动机的发动机起动控制装置，并且其中，当发动机起动装置起动发动机时发动机的输出扭矩被延迟产生时，辅助扭矩控制装置执行发动机辅助操作。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，由于起动发动机时延迟产生发动机输出扭矩而引起的车辆驱动扭矩的暂时降低得到有效防止。
根据如权利要求22中所限定的发明，(a)发动机的工作状态是可变的，并且(b)控制设备还包括用于改变发动机的工作状态的工作状态改变装置，并且(c)，当在工作状态改变装置改变发动机的工作状态时发动机的输出扭矩被延迟产生时，辅助扭矩控制装置执行发动机辅助操作。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，由于改变发动机工作状态时延迟产生发动机输出扭矩而引起的车辆驱动扭矩的暂时降低得到有效防止。
根据如权利要求23中所限定的发明，(a)发动机是可变气缸发动机，可变气缸发动机的工作气缸的数量是可变的，并且(b)工作状态改变装置构造成改变发动机的工作气缸的数量，(c)当工作状态改变装置改变发动机的工作气缸的数量时发动机的输出扭矩被延迟产生时，辅助扭矩控制装置执行发动机辅助操作。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，由于改变发动机工作气缸的数量时延迟产生发动机输出扭矩而引起的车辆驱动扭矩的暂时降低得到有效防止。
根据如权利要求24中所限定的发明，当要求了制动车辆的制动操作时，辅助扭矩控制装置不执行补偿发动机输出扭矩的限制的发动机辅助操作。在如上所述构造的本车辆驱动系统控制设备中，其中，辅助扭矩控制装置不执行对限制发动机输出扭矩进行补偿的发动机辅助操作，在制动发动机过程中不必执行发动机辅助操作。
在如权利要求1-4中任何一项中所限定的控制设备的优选实施例中，当差动机构由差动状态切换装置切换到其中差动机构执行差动功能的差动状态时，无级变速器部分置于无级变速状态，并且当差动机构由差动状态切换装置切换到其中差动机构不执行差动功能的锁止状态时，无级变速器部分置于有级变速状态。在此状态下，无级变速器部分在无级变速和有级变速状态之间切换。
优选地，差动机构具有连接到发动机的第一元件、连接到第一电动机的第二元件和连接到传动部件的第三元件，并且差动状态切换装置允许第一至第三元件彼此相对旋转，以将差动机构置于差动状态，并且允许第一至第三元件作为一个单元旋转，或者禁止第一元件旋转，以将差动机构置于锁止状态。在此情况下，差动机构在差动状态和锁止状态之间切换。
优选地，差动状态切换装置包括将第一至第三元件中至少两个彼此连接的离合器，用于将第一至第三元件作为一个单元旋转，和/或包括将第二元件连接到固定部件的制动器，用于禁止第二元件的旋转。在此情况下，差动机构能够容易地在差动和锁止状态之间切换。
优选地，离合器和制动器松开将差动机构置于其中第一到第三元件彼此相对旋转以使差动机构作为电控差动装置工作的差动状态，并且离合器啮合使差动机构作为具有速比为1的变速器工作，而制动器啮合使差动机构作为具有小于1的速比的增速装置工作。在此情况下，可在差动和锁止状态之间切换的差动机构作为具有至少一个固定速比的变速器工作。
优选地，差动机构由行星齿轮组构成，其中行星齿轮组包括用作第一元件的行星架、用作第二元件的太阳轮和用作第三元件的齿圈。在此情况下，差动机构的轴向尺寸减小了，并且由单个行星齿轮组构成的差动机构的构造比较简单。
优选地，上述行星齿轮组是单小齿轮型行星齿轮组。在此情况下，差动机构的所需轴向尺寸减小了，并且由单个行星齿轮组构成的差动机构的构造比较简单。
在如权利要求1-4限定的控制设备的另一个优选布置中，车辆驱动系统具有由自动变速器速比和无级变速器速比限定的总速比。在此情况下，由于自动变速器部分的速比改变，在宽的速比范围上获得车辆驱动力，使得作为电控无级变速器工作的无级变速器部分的工作效率得到进一步提高。
在如权利要求5-8中任何一项所限定的控制设备的优选布置中，车辆驱动系统具有由变速器部分的速比和差动部分的速比限定的总速比。在此情况下，由于变速器部分的速比改变，在宽的速比范围上获得车辆驱动力。
优选地，在辅助扭矩控制装置的控制下用来执行发动机辅助操作的电动机不必是上述第一或者第二电动机，并且可以是设置来驱动车辆后轮的电动机，或者设置来启动发动机的电动机。
优选地，当车辆的行驶速度变得高于用于判断车辆高速行驶的预定上限时，切换控制装置设置来将差动机构切换到锁止状态。在此情况下，车辆在高于预定上限的行驶速度下高速行驶过程中，发动机的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮，使得由于机械能和电能之间的转换损失的减小而提高了燃料经济性，而在差动机构作为速比电控变化的变速器工作的情况下会发生转换损失。
优选地，上述切换控制装置构造成当车辆的所需输出变得高于用于判断车辆高速行驶的预定上限时，将差动机构切换到锁止状态。在此情况下，在其中所需或者实际车辆驱动力或者任何其它驱动力相关值超过预定上限的车辆高速行驶过程中，发动机输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮。因而，仅仅当车辆状态在低速或者中等速度行驶区域中行驶时，或者在低输出或者中等输出行驶区域中行驶时，差动机构作为速比电控变化的变速器工作，因而，能够降低必需由电动机产生的最大电能，使得包括电动机的车辆驱动系统的所需尺寸能够得到进一步降低。上述驱动力相关值是与车辆驱动力(诸如发动机的输出扭矩、变速器的输出扭矩、驱动轮的驱动扭矩和传递通过动力传递路径的任何其它扭矩或者旋转驱动力和对应于那些扭矩和驱动力值的节流阀开启角度)直接或者间接相关的值。
优选地，切换控制装置构造成在检测到电动机和设置来使差动机构作为速比电控变化的变速器在差动状态下工作的任何其它电控部件的故障或者功能恶化时，将差动机构切换到锁止状态。在此状态下，在检测到那些部件的任何一个的故障或者功能恶化时，差动机构置于锁止状态，而当在没有故障或者功能恶化情况下差动机构应该置于差动状态。因而，在存在故障或者功能恶化的情况下，车辆能够如在差动状态下行驶一样在差动机构的锁止的状态下行驶。
优选地，动力传递路径由变速器部分构成，并且车辆驱动系统的总速比由变速器部分的速比和差动机构的速比限定。在此情况下，由于变速器速比的改变，在宽度的速比范围获得车辆驱动力，使得作为电控差动装置工作的差动机构工作效率进一步得到提高。
优选地，变速器部分是有级变速器。在此情况下，无级变速器由置于差动状态的差动机构和变速器部分构成，而有级变速器由处于锁止状态中的差动机构和变速器部分构成。


图1是示出根据本发明一个实施例的混合动力车辆的驱动系统的布置的示意图。
图2是表示处于无级变速状态和有级变速状态中选定一个状态中的图1的混合动力车辆驱动系统的换档动作与进行相应换档动作的液压操作摩擦耦合装置的工作状态的不同组合之间的关系的表。
图3是表示在有级变速状态中工作的图1的混合动力车辆驱动系统在驱动系统的不同档位中相对旋转速度的共线图。
图4是表示图1的驱动系统的电子控制装置的输入和输出信号的视图。
图5是图示图4的电子控制装置的主要控制功能的功能框图。
图6的视图在相同的由呈车辆的行驶速度和输出速度形式的控制参数限定的二维坐标系统中图示了用于判断自动变速器部分的换档动作的所存储的换档边界线图的示例、用于切换变速器机构的换档状态的所存储的切换边界线图的示例和限定用于在发动机驱动模式和电动机驱动模式之间切换的发动机驱动区域和电动机驱动区域之间的边界线的所存储的驱动力源切换边界线图的示例，使得那些图彼此相关。
图7的视示了限定了所存储的无级变速区域和有级变速区域之间的边界线的关系，该关系用图6中的虚线表示的限定无级变速和有级变速区域的边界线来表示。
图8是表示由于有级变速器的升档动作而导致发动机速度变化的示例的视图。
图9是示出可工作选择多个档位中一个的手动操作换档装置的示例的视图。
图10是示出相对于加速踏板的操作量的发动机扭矩的输出特性的示例的视图，其中，视图中的阴影区域对应于其中发动机扭矩保持在预定值以下以将驱动系统的差动部分保持无级变速状态的限制区域。
图11的视图表示图6和图7中所示的无级变速区域(差动状态)和有级变速区域(锁止状态)的示例，其在由车辆行驶速度和发动机扭矩形式的控制参数限定的二维坐标系统中表示，视图中的阴影区域表示其中发动机扭矩保持在预定值以下以将驱动系统的差动部分保持无级变速状态的限制区域。
图12是图示图5的电子控制装置在车辆启动时控制发动机扭矩的控制操作的流程图。
图13是对应于图1的示意图，该图示出了根据本发明另一个实施例的混合动力车辆驱动系统的布置。
图14是对应于图2的表，该表表示处于无级变速状态和有级变速状态中选定一个状态中的图13的混合动力车辆驱动系统的换档动作与进行相应换档动作的液压操作摩擦耦合装置的工作状态的不同组合之间的关系。
图15对应于图3的共线图，该图表示图13的混合动力驱动系统在有级变速换档状态中在不同档位的旋转元件的相对旋转速度。
图16的示例示出由使用者操作选择换档状态的呈交互转换开关形式的手动操作换档状态选择装置。
图17是图示根据本发明另一个实施例的车辆驱动系统的图4的电子控制装置的主要控制功能的功能框图。
图18是示出相对于图17的实施例中的加速踏板的操作量发动机扭矩的输出特性的示例的视图。
图19(a)是表示实验获得的辅助扭矩和扭矩限制量之间的关系的示例的视图，并且图19(b)是表示实验获得的辅助扭矩和扭矩产生延迟量的之间的关系的示例的视图。
图20是图示当发动机扭矩受到限制或者当发动机扭矩的产生被延迟时图17的电子控制装置执行的发动机辅助操作的流程图。
图21的时间图用于说明在几乎同时发生由于车辆在电动机驱动模式中行驶过程中加速踏板的操作量较大而将车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式，和将差动部分的换档状态从无级换档状态切换到有级变速状态，并且判断进行自动变速器部分的降档动作的情况下，在图20流程图中图示的发动机辅助操作。
图22的时间图用于说明在判断出由于车辆在发动机驱动模式行驶的过程中加速踏板的操作量较大而将差动部分11的换档状态从无级变速状态(非锁止状态)切换到有级变速状态(锁止状态)的情况下在图20的流程图中图示的发动机辅助操作。
图23的功能框图对应于图17的功能框图，该示了根据本发明另一个实施例的车辆驱动系统的电子控制装置的主要控制功能。
图24的流程图对应于图20的流程图，该示了在图23的实施例中的电子控制装置的主要控制操作。
参考符号的说明8发动机10、70变速器机构(驱动系统)11差动部分(无级变速器部分)
16动力分配机构(差动机构)18传动部件20、72自动变速器部分(变速器部分)38驱动轮40电子控制装置(控制装置)86车辆启动发动机扭矩限制装置100发动机扭矩限制装置102辅助扭矩限制装置110发动机扭矩限制装置112发动机开-关控制装置(发动机起动控制装置)C0切换离合器(差动状态切换装置)B0切换制动器(差动状态切换装置)M1第一电动机M2第二电动机具体实施方式
将参照附图，详细说明本发明实施例。
实施例1参照图1的示意图，示出构成用于混合动力车辆一部分的变速器机构10，该驱动系统由根据本发明一个实施例的控制设备控制。在图1中，变速器机构10包括呈输入轴14形式的输入旋转部件；直接或者间接地经由未示出的脉动吸收减振器(减振装置)连接到输入轴14的差动部分11；用作有级变速器并且呈自动变速器部分20的形式的变速器部分，自动变速器部分20设置差动部分11和车辆的驱动轮38之间的动力传递路径中并且经由传动部件(传动轴)串联连接到差动部件11和驱动轮38；和呈连接到自动变速器部分20的输出轴22形式的输出旋转部件。输入轴12、差动部分11、自动变速器部分20和输出轴22同轴设置在变速器壳体12(以下称为壳体12)中的公共轴线上并且彼此串联连接，其中壳体12用作附装到车体的固定部件。该变速器机构10适合用于横置式FR车辆(发动机前置后轮驱动的车辆)，并且设置在呈内燃机8形式的驱动力源和该对驱动轮38之间以将来自发动机8的车辆驱动力通过差动齿轮装置36(终减速齿轮)和一对驱动轴传递到该对驱动轮38(如图5所示)。发动机8可以是汽油发动机或者柴油发动机，并且用作直接或者经由脉动吸收减振器间接连接到输入轴14的车辆驱动力源。
如上所述，在本变速器机构10中，发动机8和差动部分11彼此直接连接。该直接连接意味着发动机8和变速器部分11彼此连接，且没有诸如变矩器或者流体耦合的流体操作动力传递装置设置在之间，但是可以通过上述的脉动吸收减振器彼此连接。注意，由于变速器机构关于其轴线对称，在图1中省略了其下半部。以下所述的本发明其它实施例也是如此。
差动部件11设置有第一电动机M1；用作可操作地以机械的方式将由输入轴14接收的发动机8的输出分配给第一电动机M1和传动部件18的动力分配机构16；和与输出轴22一起旋转的第二电动机M2。第二电动机M2可以设置在传动部件18和驱动轮38之间的动力传递路径的任何部分处。用在本实施例中的第一和第二电动机M1和M2的每个是具有电动机功能和发电机功能的所谓的电动机/发电机。然而，第一电动机M1应该至少起着可工作产生电能和反作用力的发电机的作用，而第二电动机M2应该至少起着可工作产生车辆驱动力的驱动力源的作用。
动力分配机构16的主要部件包括传动比ρ1例如约为0.418的单小齿轮型第一行星齿轮组24、切换离合器C0和切换制动器B1。第一行星齿轮组24具有由以下组成的旋转元件；第一太阳轮S1、第一行星轮P1、第一行星架CA1和第一齿圈R1，其中第一行星架CA1支撑第一行星轮P1使得第一行星轮P1可以围绕其自身轴线自转并围绕第一太阳轮S1的轴线公转，第一齿圈R1通过第一行星轮P1与第一太阳轮S1啮合。在用ZS1和ZR1分别表示第一太阳轮S1和第一齿圈R1的齿数的情况下，则上述传动比ρ1可以由ZS1/ZR1表示。
在动力分配机构16中，第一行星架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连接到传动部件18。切换制动器B0布置在第一太阳轮S1与壳体12之间，切换离合器C0布置在第一太阳轮S1与第一行星架CA1之间。在将切换离合器C0和切换制动器B0都松开时，动力分配机构置于差动状态，在该状态中，由第一太阳轮S1、第一行星架CA1和第一齿圈R1组成的第一行星齿轮组24的三个元件可彼此相对旋转来执行差动功能的差动状态，因而发动机8的输出被分配到第一电动机M1和传动部件18，由此发动机8的输出的一部分用来驱动第一电动机M1来产生电能，该电能被储存或者用来驱动第二电动机M2。因此，差动部分11(动力分配机构16)用作电控差动装置，并且处于无级变速状态(电气建立的CVT状态)，在该状态下，无论发动机8的转速如何，传动部件18的转速都连续可变。即，使动力分配机构16处于差动状态(在该状态下，速比γ0(输入轴14的转速/传动部件18的转速)从最小值γ0min连续变化到最大值γ0max)，即出于无级变速状态(在该状态下，动力分配机构16起着速比γ0从最小值γ0min到最大值γ0max连续变化的电控无级变速器作用)。
当动力分配机构16处于无级变速状态的同时啮合切换离合器C0或者制动器B0被啮合时，动力分配机构16置于非差动状态，在该状态中，动力分配机构16不执行差动功能。具体而言。当啮合切换离合器C0时，第一太阳轮S1和第一行星架CA1连接在一起，使得动力分配机构16处于锁定状态，在该状态中，由第一太阳轮S1、第一行星架CA1和第一齿圈R1组成的第一行星齿轮单元24的三个旋转元件可作为一个单元旋转，即处于不能获得差动功能的非差动状态，使得差动部分11也出于非差动状态。在此非差动状态下，发动机8的转速与传动部件18的转速彼此相等，使得差动部分11(动力分配机构16)处于固定速比换档状态和有级变速状态，在该状态中，差动部分11(动力分配机构16)起增速变速器作用，所述变速器具小于1的例如约为0.7的固定速比γ0。因而，呈切换离合器C0和制动器B0形式的摩擦耦合设备用作可操作地在差动状态和非差动状态之间(即，在无级变速状态(差动状态)和固定速比换档状态(非差动状态)之间)选择性切换的差动状态切换装置，在无级变速状态下，差动部分11(动力分配机构16)作为速比连续变化的电控无级变速器工作，在固定速比换档状态下，差动部分11不作为能够执行无级变速操作的电控无级变速器工作，且差动部分11的速比保持固定，即在固定速比换档状态下，差动部分11作为具有一个速比的单个档位或者相应速比的多个档位的变速器工作。
自动变速器20包括单小齿轮型第二行星齿轮组26、单小齿轮型第三行星齿轮组28和单小齿轮型第四行星齿轮组30。第二行星齿轮组26包括第二太阳轮S2、第二行星轮P2、第二行星架CA2和第二齿圈R2，其中第二行星架CA2支撑第二行星轮P2使得第二行星轮P2可以围绕其自身轴线和围绕第二太阳轮S2的轴线旋转，第二齿圈R2通过第二行星轮P2与第二太阳轮S2啮合。例如，第二行星齿轮组26具有约为0.562的传动比ρ2。第三行星齿轮组28包括第三太阳轮S3、第三行星轮P3、第三行星架CA3和第三齿圈R3，其中第三行星架CA3将第三行星轮P3支撑为第三行星轮P3可以围绕其自身轴线和围绕第三太阳轮S3的轴线旋转，第三齿圈R3通过第三行星轮P3与第三太阳轮S3啮合。例如，第三行星齿轮单元28具有约为0.425的传动比ρ3。第四行星齿轮单元30包括第四太阳轮S4、第四行星轮P4、第四行星架CA4和第四齿圈R4，其中第四行星架CA4将第四行星轮P4支撑为第四行星轮P4可以围绕其自身轴线和围绕第四太阳轮S4的轴线旋转，第四齿圈R4通过第四行星轮P4与第四太阳轮S4啮合。例如，第四行星齿轮单元30具有约为0.421的传动比ρ4。在分别用ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4表示第二太阳轮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的齿数的情况下，则上述传动比ρ2、ρ3和ρ4可以分别由ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4表示。
在自动变速器20中，第二太阳轮S2和第三太阳轮S3一体地彼此固定成一个单元，并且通过第二离合器C2选择性地连接到传动部件18并通过第一制动器B1选择性地固定到壳体12。第二行星架CA2通过第二制动器B2选择性地固定到壳体12，第四齿圈R4通过第三制动器B3选择性地固定到变速器壳体12。第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4一体地彼此固定，并固定到输出轴22。第三齿圈R3和第四太阳轮S4一体地彼此相互固定，并选择性地通过第一离合器C1连接到传动部件18。因而，自动变速器20和传动部件18通过设置来对自动变速器20进行换档的第一离合器C1或者第二离合器C2而选择性彼此连接。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2用作耦合装置，其可操作地将传动部件18和自动变速器部分20之间(即，差动部分11(传动部件18)和驱动轮38之间)的动力传递路径选择性置于动力传递状态和动力断开状态中的一个状态，其中在动力传递状态中，能够通过动力传递路径传递车辆驱动力，在动力断开状态中，车辆驱动力不能够传递通过动力传递路径。更具体描述，当第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个置于啮合状态时，上述动力传递路径置于动力传递状态，而当第一离合器C1和第二离合器C2置于松开状态时，上述动力传递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(以下除非另有说明则总称为离合器C和制动器B)是在传统的车辆自动变速器中使用的液压操作摩擦耦合装置。摩擦耦合装置的每个由湿式多片离合器或带式制动器构成，其中，湿式多片离合器包括由液压致动器迫使彼此抵靠的多个摩擦片，带式制动器包括转鼓和一条或者两条带，一条带或两条带缠绕在转鼓外周边表面上并且带的一端由液压致动器张紧。离合器C0-C2和制动器B0-B3的每个选择性啮合以连接每个离合器或者制动器置于其间的两个部件。
在如上所述构成的驱动装置10中，如图2的表所示，通过选择性啮合切换离合器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而选择性地置于第一档位(第一速度档)到第五档位(第五速度档)、倒档位(向后驱动档)和空档位中的一种。第一档位到第五档位具有以几何级数变化的速比γ(输入轴速度NIN/输出轴速度NOUT)。注意，尤其是在本实施例中，由于设置了切换离合器C0和制动器B0，动力分配机构16除了以无级变速器形式工作而处于无级变速状态之外，还可以选择性地以单档或多档变速器形式工作而处于固定换档状态，所述单档或多档变速器具有一种或不少于两种变速比。在驱动装置10中，由自动变速器20和通过啮合切换离合器C0或切换制动器B0而处于固定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20和通过都不啮合切换离合器C0和制动器B0而处于无级变速状态的动力分配机构16来构成无级变速的变速器。
例如，在驱动装置10用作有级变速器的情况下，如图2所示，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3的啮合动作建立了第一档位，第一档位具有例如约为3.357的最高速比γ1，并且通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立了第二档位，第二档位具有低于速比γ1的例如约为2.180的速比γ2。另外，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立了第三档位，第三档位具有低于速比γ2的例如约为1.424的速比γ3，并且通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立第四档位，第四档位具有低于速比γ3的例如约为1.000的速比γ4。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立第五档位，第五档位具有低于速比γ4的例如约为0.705的速比γ5。另外，通过第二离合器C2和第三制动器B3的啮合动作建立倒档位，倒档位具有例如约为3.209的速比γR，该速比处于速比γ1与γ2之间。通过只啮合切换离合器C0建立空档位N。
另一方面，在变速器机构10用作无级变速的变速器的情况下，如图2所示的切换离合器C0和切换制动器B0都被松开，使得差动部分11用作无级变速的变速器，而与其串联的自动变速器20用作有级变速器，由此传递到处于第一档位、第二档位、第三档位和第四档位中一个选定档位的自动变速器20的旋转运动的速度(即传动部件18的转速)连续改变，使得当自动变速器20置于所选定的档位时的驱动系统的速比在预定范围上连续可变。因此，变速器机构10的总速比(综合速比)γT连续可变。
图3所示共线图用直线表示变速器机构10的各个档位中不同旋转元件的转速之间的关系。变速器机构10由差动部分11和自动变速器20构成，差动部分11用作无级变速部分或第一换档部分，自动变速器20作为有级变速部分或第二换档部分。图3的共线图是二维直角坐标系，其中行星齿轮组24、26、28和30的传动比ρ沿横轴取值，而旋转元件的相对转速沿纵轴取值。三条水平线中下方的那条水平线X1表示转速0，三条水平线中上方那条水平线X2表示转速1.0，即连接到输入轴14的发动机8的工作速度NE。水平线XG表示传动部件18的转速。
在与差动部分11的动力分配机构16相应的三条垂直线Y1、Y2和Y3分别表示以第一太阳轮S1为形式的第二旋转元件(第二元件)RE2的相对转速、以第一行星架CA1为形式的第一旋转元件(第一元件)RE1的相对转速、和以第一齿圈R1为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中相邻线之间的距离由第一行星齿轮组24的传动比ρ1确定。即，垂直线Y1和Y2之间的距离对应为“1”，而垂直线Y2和Y3之间的距离对应于传动比ρ1。此外，与自动变速器20对应的五条垂直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8分别表示第四旋转元件(第四元件)RE4、第五旋转元件(第五元件)RE5、第六旋转元件(第六元件)RE6、第七旋转元件(第七元件)RE7和第八旋转元件(第八元件)RE8的相对转速，其中第四旋转元件RE4具有第二太阳轮S2和第三太阳轮S3彼此一体固定的形式，第五旋转元件RE5具有第二行星架CA2的形式，第六旋转元件RE6具有第四齿圈R4的形式。第七旋转元件RE7具有第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4彼此一体固定的形式，第八旋转元件RE8具有第三齿圈R3和第四太阳轮S4彼此一体固定的形式。垂直线的相邻线之间的距离是由第二、第三和第四行星齿轮组26、28和30的传动比ρ2、ρ3和ρ4来确定的。在共线图的垂直线之间的关系中，每个行星齿轮组的太阳轮与行星架之间的距离对应于“1”，而每个行星齿轮组的行星架与齿圈之间的距离对应于传动比ρ。在差动部分11中，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“ρ”。在自动变速器部分20中，第二、第三和第四行星齿轮组26、28和30中每一个的太阳轮与行星架之间的距离对应于“1”，而每个行星齿轮组26、28和30中每一个的行星架与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10的动力分配机构16(差动部分11)中布置成作为第一行星齿轮组24的第一旋转元件RE1(第一行星架CA1)一体固定到输入轴14(发动机8)，并通过切换离合器C0选择性地连接到第二旋转元件RE2(第一太阳轮S1)。第二旋转元件RE2固定到第一电动机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)固定到传动部件18和第二电动机M2，使得输入轴14的旋转运动通过传动部件18传递(输入)到自动变速器20。经过线Y2与X2之间交点的倾斜直线L0表示第一太阳轮S1与第一齿圈R1的转速之间的关系。
例如，当变速器机构10通过切换离合器C0和切换制动器B0的松开动作而置于无级变速状态(差动状态)时，通过对由第一电动机M1发电操作产生的反作用力进行控制，使直线L0与垂直线Y1之间的交点所表示的第一太阳轮S1转速升高或降低，使得直线L0与Y3之间的交点所表示的第一齿圈R1的转速降低或升高。当切换离合器C0被啮合时，第一太阳轮S1与第一行星架CA1彼此连接，动力分配机构16处于非差动状态，在该状态中，上述三个旋转元件RE1、RE2和RE3作为一个单元旋转，使得直线L0与水平线X2重合，造成传动部件18以与发动机速度NE相同的速度旋转。另一方面，当啮合切换制动器B0时，第一太阳轮S1的旋转运动停止，并且动力分配机构16处于非差动状态，在该状态中，动力分配机构16用作增速变速器机构，使得直线L0在图3所示的状态中倾斜，由此由倾斜直线L0与垂直线Y3之间的交点表示的第一齿圈R1转速(即传动部件18的转速)高于发动机速度NE并被传递到自动变速器20。
在自动变速器20中，第四旋转元件RE4通过第二离合器C2选择性地连接到传动部件18并通过第一制动器B1选择性地固定到壳体12，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，而第六旋转元件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固定到驱动装置输出轴22，而第八旋转元件RE8通过第一离合器C1选择性连接到传动部件18。
如图3所示，当第一离合器C1和第三制动器B3被啮合时，自动变速器20处于第一档位，处于第一档位的输出轴22的转速由倾斜直线L1与垂直线Y7之间的交点表示。这里，倾斜直线L1经过垂直线Y8与水平线X2之间的交点，以及垂直线Y6与水平线X1之间的交点，其中，垂直线Y7表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的旋转速度，垂直线Y8表示第八旋转元件RE8的转速，垂直线Y6表示第六旋转元件RE6的转速。与之类似，处于第二档位的输出轴22的转速由倾斜直线L2与垂直线Y7之间的交点表示，其中第二档位通过第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立，倾斜直线L2通过那些啮合动作来确定，垂直线Y7表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。处于第三档位的输出轴22的转速由倾斜直线L3与垂直线Y7之间的交点表示，其中第三档位通过第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立，倾斜直线L3通过那些啮合动作来确定，垂直线Y7表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。处于第四档位的驱动装置输出轴22的转速由水平线L4与垂直线Y7之间的交点表示，其中第四档位通过第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立，水平线L4通过那些啮合动作确定，垂直线Y7表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。在其中切换离合器C0被啮合的第一档位到第四档位中，第八旋转元件RE8以从差动部分11(即，动力分配机构16)接收的驱动力并且以与发动机速度NE相同的转速旋转。当啮合切换制动器B0而不是啮合切换离合器C0时，第八旋转元件RE8通过从动力分配机构16接收的驱动力以高于发动机速度NE的速度旋转。处于第五档位的输出轴22的转速由水平线L5与垂直线Y7之间的交点来表示。这里，第五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，水平线L5通过那些啮合动作确定，垂直线Y7表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。
图4图示了由设置用来控制变速器机构10的电子控制装置40接收的信号和由电子控制装置40产生的信号。该电子控制装置40包括所谓的微型计算机，所述微型计算机包括CPU、ROM、RAM和输入/输出接口，并且布置成根据储存在ROM中的程序、使用RAM的临时数据储存功能来执行信号处理，以实现发动机8和电动机M1、M2的混合动力驱动控制，以及类似自动变速器20的换档控制这样的驱动控制。
电子控制装置40布置成从图4所示的各种传感器和开关的接收各种信号，所述各种信号包括表示发动机8冷却水温度TEMPW的信号、表示选定的变速杆操作位置PSH的信号、表示发动机8工作速度NE的信号、表示指示变速器机构10的前进档位的所选定组的值的信号、表示M模式(电动机驱动模式)的信号、表示空调工作状态的信号、表示与输出轴22的转速NOUT对应的车速V的信号、表示自动变速器20的工作油温的信号、表示驻车制动器工作状态的信号、表示脚踏制动器工作状态的信号、表示催化剂温度的信号、表示呈加速器踏板45形式的手动操作车辆加速部分的操作量(操作角度)ACC的信号、表示凸轮角度的信号、表示选择了雪地驱动模式的信号、表示车辆纵向加速度值G的信号、表示自动巡航驱动模式的信号、表示车辆重量的信号、表示车辆驱动轮轮速的信号、表示设置用于将差动部分(动力分配机构160置于有级变速状态(锁止状态)的有级变速开关信号，其中有级变速状态下变速器机构10用作有级变速器、表示设置用于将差动部分11置于无级变速状态(差动状态)的无级变速开关信号，其中在无级变速状态下变速器机构10用作无级变速器、表示第一电动机M1的转速NM1(以下称为“第一电动机速度NM1”)的信号、表示第二电动机M2的转速NM2(以下称为“第二电动机速度NM2”)的信号以及表示发动机8的空燃比A/F的信号。
电子控制装置40进一步布置成产生各种信号，这些信号包括将施加到控制发动机8输出的发动机输出控制装置43(在图5中示出)的控制信号、驱动节流阀致动器以控制电子节流阀96开度θTH的驱动信号，其中电子节流阀96设置在发动机8的进气管95中、控制燃料喷射装置98喷入进气管95或者发动机8的气缸中燃料喷射量的信号、将施加到点火装置99以控制发动机8的点火正时的信号、调整发动机8的增压器压力的信号、操作电动空调的信号、操作电动机M1和M2的信号、操作换档范围指示器以指示变速杆46的所选定的操作或者换档位置的信号、操作传动比指示器以指示传动比的信号、操作雪地模式指示器以指示选择了雪地驱动模式的信号、操作ABS致动器以进行车轮防抱死制动的信号、操作M模式指示器以指示选择了M模式的信号、对液压控制单元42(在图5中所示)中的电磁阀进行操作的信号，其中电磁阀设置来对差动部分11和自动变速器20的液压操作摩擦耦合装置的液压致动器进行控制、对用作液压控制单元42的液压源的电动油泵进行操作的信号、驱动电加热器的信号和待施加到巡航控制计算机的信号。
图5是用于对电子控制装置40的主要控制功能进行说明的功能框图。在图5中示出的有级变速控制装置54布置成判断自动变速器20的换档动作是否发生，即布置成判断自动变速器20是否应换档到的档位。该判断是基于以车速V和自动变速器部分20的输出扭矩TOUT为形式的车辆状况并且根据存储在存储装置56并且用图5中的实线表示升档边界线和用图5中的点划线表示的降档边界线的换档边界线图(换档控制图或者关系)。有级变速控制装置54产生指令并且施加到液压控制单元42以选择性啮合和松开相应的两个液压操作摩擦装置从而根据图2的表建立所判定的自动变速器20的档位。
混合动力控制装置52布置成控制发动机8在高效率运转范围中工作，并控制第一电动机M1和第二电动机M2以使发动机8和第二电动机M2产生的驱动力和由第一电动机M1在作为发电机工作期间产生的反作用力的比例最佳，由此控制作为电控无级变速器工作的差动部分11的速比γ0，同时变速器机构10置于无级变速状态，即，同时差动部分11置于差动状态。例如，混合动力控制装置52基于用作操作所需车辆输出的加速踏板的操作量ACC和车辆行驶速度V来计算车辆在当前行驶速度V下的目标(所需)车辆输出，并根据计算出的目标车辆输出以及第一电动机M1的所需发电量来计算目标总车辆输出。在考虑动力传递损失、作用在车辆各种装置上的负荷和由第二电动机M2产生的辅助扭矩等的同时，混合动力控制装置52计算发动机8的目标输出以获得所计算的目标总车辆输出。混合动力控制装置52控制发动机8的速度NE和扭矩TE，以获得所计算的目标发动机输出和第一电动机M1发电量。
混合动力控制装置52布置成在考虑当前选定的自动变速器部分20的档位的同时实现混合动力控制，使得提高车辆的可驱动性和发动机8的燃料经济性。在混合动力控制中，控制差动部分11使其用作电控无级变速器，以便对用于使发动机8高效工作的转速NE以及车速V和所选择的自动变速器20的档位确定的传动部件18转速进行最佳的协调。即，混合动力控制装置52确定自动变速器机构10总速比γT的目标值，使得发动机8依照存储在存储装置中并且由图7的虚线表示的所存储的最高燃料经济性曲线(燃料经济性图或者关系)工作。自动变速器机构10总速比γT的目标值允许发动机扭矩TE和速度NE被控制使得发动机8提供获得目标车辆输出(目标总车辆输出或者所需车辆驱动力)所需的输出。最高燃料经济性曲线通过实验获得，使得该曲线满足发动机8的所需运转效率，又满足发动机8的最高的燃料经济性，并且限定在二维坐标系统，该坐标系统由发动机速度NE轴线和发动机扭矩TE限定。混合动力控制装置52对差动部分11的速比γ0进行控制以获得总速比γT的目标值，从而可以将总速比γT控制在预定范围内，例如控制在13与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，使得第一电动机M1产生的电能经过该逆变器58供给到蓄电设备60和第二电动机M2。即，发动机8产生的驱动力的主要部分以机械方式传递到传动部件18，而剩余驱动力由第一电动机M1消耗并将该部分转换为电能，该电能经过逆变器58供给到第二电动机M2，使得第二电动机M2以所供应的电能工作，从而产生传递到输出轴22的机械能。因而，驱动系统设置有电路，通过该电路，通过转换发动机8的驱动力的一部分而产生的电能转换为机械能。
混合动力控制设备52布置成通过利用差动部分11的电控CVT功能(差动功能)同时保持发动机8停止，使车辆仅仅由电动机(例如仅仅由用作车辆驱动力源的第二电动机M2)起动或者驱动。为了降低发动机8在非运转状态下的拖带以提高车辆用电动机起动时或者车辆用电动机行驶期间燃料经济性，通过控制第一电动机M1自由旋转成具有负速度NM1，且差动部分11执行差动功能，混合动力装置52布置成将发动机速度NE保持为0或者根据需要大致为0。
混合动力控制设备52还布置成使车辆用发动机8而不是用用作车辆驱动力源的电动机起动。在第一电动机M1的反作用力得到控制的同时，由于动力分配机构16的差动功能，通过提高传动部件18的速度使车辆由发动机8来起动。
图6的实线A表示限定发动机驱动区域和电动机驱动区域的边界线的示例，其用于将起动和驱动车辆的车辆驱动力源在发动机8和电动机(例如，第二电动机M2)之间(换言之，在发动机驱动模式和电动机驱动模式之间)切换。表示用于在发动机驱动模式和电动机驱动模式之间切换的边界线(实线A)的预定存储关系是由以车速V为形式的控制参数和以输出扭矩TOUT为形式的驱动力相关值限定的二维坐标系统中的驱动力源切换图(驱动力源图)的一个示例。该驱动力源切换图与由图6中的实线和点划线表示的换档边界线图(换档图)一起存储在存储装置56中。
混合动力控制装置52判断车况是否在电动机驱动区域或者发动机驱动区域，并且建立电动机驱动模式或者发动机驱动模式。该判断是基于由车速V和所需输出扭矩TOUT表示的车况并且根据图6的驱动力源的切换图进行的。如从图6理解到，当输出扭矩TOUT在相对低的范围(在该范围中，发动机效率相对低)时(即，当发动机扭矩TE在相对低的范围时)，或者当车速V在相对低的范围时(即，当车辆负荷相对低时)，通常由混合动力控制装置52建立电动机驱动模式。因而，通常车辆在电动机驱动模式而不是在发动机驱动模式下起动。当起动车辆时的车况在由图6的驱动力源切换图限定的电动机驱动区域之外时，由于所需输出扭矩TOUT或者发动机扭矩TE因操作加速踏板45而增大的结果，车辆可以在发动机驱动模式下起动。
混合动力控制装置52布置成不管车辆是停止还是以相对低的速度行驶，由于差动部分11的电控CVT功能，发动机8保持在运转状态。当在车辆停止时要求第一电动机M1对蓄电装置60进行充电时，为了在存储在蓄电装置60中的电量SOS减小的情况下对蓄电装置60进行充电，发动机8以相对高的速度运转使第一电动机M1工作，即使当车辆停止时由车速V确定的第二电动机M2的运转速度是零(大致为零)，由于动力分配机构16的差动功能，发动机8的速度NE能够保持足够高以允许发动机8独立运转。
混合动力控制装置52还布置成不管车辆是停止还是行驶，通过控制第一电动机速度NM1和/或第二电动机速度NM2，由于差动部分11的电控CVT功能，将发动机速度NE保持在所需速度。如从图3的共线图明显可见，混合动力控制装置52能够通过升高第一电动机速度NM1同时将由车速V确定的第二电动机速度NM2大致保持恒定而升高发动机速度NE。
混合动力控制装置52还布置成通过将从蓄电装置60经过逆变器58施加到第一电动机M1的电流切断而将第一电动机M1布置在无负荷状态。当第一电动机M1置于无负荷状态下，第一电动机M1被允许自由转动，并且差动部分所处的状态类似于动力断开状态，在该状态中动力不能传递通过差动部分11内的动力传递路径，因而差动部分11没有产生输出。即，混合动力控制装置52布置成将第一电动机M1置于无负荷状态，由此将差动部分11置于动力传递路径被电气切断的中立状态。
参照图5，高速档判断装置62布置成基于车况并且根据存储在存储装置56中并且通过示例方式由图6表示的换档边界线图判断变速器机构10应该换档到的档位是否是高速档位(例如，第五档位)。该判断是通过判断由有级变速控制装置54选择的档位是否是第五档位来进行，来确定切换离合器C0和制动器B0中的哪一个应该被啮合来将变速器机构10置于有级变速状态。
切换控制装置50布置成基于车况选择性将变速器机构10在无级变速状态和有级变速状态之间切换。例如，切换控制装置50布置成基于由车速V和所需输出扭矩TOUT并且根据存储在存储装置56中并且通过示例的方式由图6中的虚线和双点划线表示的切换边界线图(切换控制图或者关系)来判断变速器机构10的换档状态是否应该改变，即，判断车况是在将变速器机构19置于无级变速状态的无级变速区域还是在将变速器机构10置于有级变速状态的有级变速区域。切换控制装置50将变速器机构10置于无级变速状态或者有级变速状态是取决于车况是在无级变速区域还是在有级变速区域。
具体而言，当切换控制装置50判断车况在有级变速区域时，切换控制装置50使混合动力控制装置52不能够实线混合动力控制或者无级变速控制，并且使有级变速控制装置54实线预定的有级变速控制，在该控制中，变速器部分根据存储在存储装置56中并且通过示例方式由图6表示的换档边界线图自动换档。图2表示液压操作摩擦耦合装置C0、C1、C2、B0、B1、B2和B3的啮合动作的组合，这些组合存储在存储装置56中并且选择性用于自动变速器部分20的自动换档。在有级变速状态下，由差动部分11和自动变速器部分20构成的整个变速器机构10用作根据图2的表自动换档的所谓的有级自动变速器。
当高速档判断装置62已经判断变速器机构10应该换档到第五档位时，切换控制装置50指令液压控制单元42松开切换离合器C0并且啮合切换制动器B0，以使差动部分11能够用作具有例如为0.7的固定速比γ的副变速器，使得整个变速器机构10置于高速档位(所谓的具有低于1.0速比的“超速档位”)。当高速档判断装置62还没有判断变速器机构10应该被换档第五档位时，切换控制装置50指令液压控制单元42啮合切换离合器C0并且松开切换制动器B0，以使差动部分11能够用作具有例如为1.0的固定速比γ的副变速器，使得整个变速器机构10置于具有不低于1.0的速比的减速档位。因而，当变速器机构10由切换控制装置50切换到有级变速状态时，作为副变速器工作的差动部分11在切换控制装置50的控制下置于两个档位中选定的一个，同时串联连接到差动部分11的自动变速器20用作有级变速器，使得整个变速器机构10用作所谓的有级自动变速器。
当切换控制装置50已经判断车况在将变速器机构10置于无级变速状态的无级变速区域时，切换控制装置50指令液压控制单元42松开切换离合器C0和制动器B0两者，以将差动部分11置于无级变速状态。同时，切换控制装置50使混合动力控制装置52实线混合动力控制，并且指令有级变速控制装置54选择和保持档位中的预定一个档位，或者允许自动变速器部分20根据存储在存储装置56中并且通过示例的方式由图6表示的换档边界线图自动换档。在后者情况下，有级变速控制装置54通过适合选择图2的表表示的摩擦耦合装置工作状态的组合(除了包括切换离合器C0和制动器B0啮合的组合以外)实现无级变速控制。因而，在切换控制装置50的控制下切换到无级变速状态的差动部分11用作无级变速器，而串联连接到差动部分11的自动变速器20用作有级变速器，使得变速器机构10提供足够的车辆驱动力，从而置于第一到第四档位中一个档位的自动变速器部分20的输入速度NIN(即，传动部件18的旋转速度N18)连续变化，从而当变速器部分20置于那些档位中的一个档位时的变速器机构10的速比在预定的范围上连续可变。因而，自动变速器部分20的速比跨越相邻的档位连续可变，由此变速器机构10的总速比γT连续可变。
将详细描述图6的图。通过示例的方式由图6所示并且存储在存储装置56中的换档边界线图(换档控制图或者关系)用于判断自动变速器部分20是否应该换档，并且被由车速V和呈所需输出扭矩TOUT形式的驱动力相关值组成的控制参数限定在二维坐标系统中。在图6中，实线表示升档边界线，而点划线表示降档边界线。图6的虚线表示车速上限V1和输出扭矩上限T1，它们被切换控制装置50利用来判断车况是否在有级变速区域或者无级变速区域。换言之，虚线表示高速行驶边界线和高输出行驶边界线，其中高速行驶边界线由车速上限V1表示，在该车速上限V1以上判断混合动力车辆在高速行驶状态，高输出行驶边界线由输出扭矩上限T1表示，在该输出扭矩上限T1以上判断混合动力车辆在高输出行驶状态。输出扭矩TOUT是关于混合动力车辆的驱动力的驱动力相关值的示例。图6还示出了相对于虚线偏移达适合控制滞后量的双点划线，以用于判断有级变速状态是否在变化到无级变速状态或者相反。因而，图6的虚线和双点划线构成所存储的切换边界线图(切换控制图或者关系)，其由切换控制装置50使用来根据呈车速V和输出扭矩TOUT形式的控制参数是否高于预定上限值V、T1判断车况是否在有级变速区域或者在无级变速区域。该切换边界线图可以与换档边界线图一起存储在存储装置56中。切换边界线图可以使用车速上限V1和输出扭矩上限T1中至少一个或者车速V和输出扭矩TOUT中至少一个作为至少一个参数。
上述换档边界线图、切换边界线和驱动力源切换图可以用存储的比较实际车速V和极限值V1和比较实际输出扭矩TOUT和极限值T1的方程式代替。在此情况下，当实际车速V超过上限值V1时通过啮合切换制动器B0，或者当自动变速器部分20的输出扭矩TOUT已经超过上限值T1时通过啮合切换离合器C0，切换控制装置50将变速器机构10切换在有级变速状态。即使当车况在无级变速区域时，在检测到诸如电动机的电气部件的任何功能故障或者恶化时，切换控制装置50可以布置成将变速器机构10置于有级变速状态，其中电动机可工作以使差动部分11作为电控无级变速器工作。那些电气部件包括诸如第一电动机M1、第二电动机M2、逆变器58、蓄电装置50的部件和将那些部件互连的电线，并且是与第一电动机M1所发的电能转换成机械能所通过的电路有关。部件的功能恶化可能由它们的故障或者它们的温度下降引起。
上述驱动力相关值是与车辆驱动力对应的参数，其可以是自动变速器部分20的输出扭矩TOUT、发动机输出扭矩TE、车辆的加速度值G以及驱动轮处的驱动扭矩或驱动力。参数可以是基于加速踏板45的操作量ACC或节流阀开启角度(或者进气量、空燃比或燃料喷射量)和发动机速度NE计算的实际值；或者基于加速踏板45的操作量ACC或节流阀操作角度计算的所需(目标)发动机输出扭矩TE、变速器部分20的所需(目标)输出扭矩TOUT和所需车辆驱动力的估计值中任何一个。上述车辆驱动扭矩不仅可以根据输出扭矩TOUT等来计算，还可以根据差动齿轮装置36的比和驱动轮38的半径来计算，或者也可以通过扭矩传感器等来直接检测。
例如，确定车速上限V1使得变速器机构10置于有级变速状态同时车辆在高速行驶状态。进行该判断以减小如果变速器机构10置于无级变速状态而车辆在高速行驶状态下车辆燃料经济性恶化的可能性。另一方面，根据第一电动机M1的工作特性确定输出扭矩上限T1，其中该电动机M1尺寸较小和使其最大电能输出相对小，使得当发动机输出在车辆的高输出行驶状态下相对高时，第一电动机M1的反作用扭矩不会过大。
参照图7，示出了切换边界线图(切换控制图或者关系)，该图存储在存储装置56中，并且限定发动机输出线，该输出线用作由切换控制装置50使用来判断车况是否在有级或者无级变速区域的边界线。这些发动机输出线由呈发动机速度NE和发动机扭矩TE形式的控制参数限定。切换控制装置50可以使用图8的切换边界线图代替图6的切换边界线图来基于发动机速度NE和发动机扭矩TE判断车况是否在无级变速状态或者有级变速状态。图6的切换边界线图可以基于图7的切换边界线图。换言之，图6的虚线可以在呈车速V和输出扭矩TOUT的控制参数限定的二维坐标系统中基于图7的关系(图)确定。
由图6的切换边界线图限定的有级变速区域限定为输出扭矩TOUT不低于预定上限T1的高扭矩驱动区域，或者车速V不低于预定上限V1的高速度驱动区域。因而，当发动机8的扭矩比较高或者当车速V比较高时，进行有级变速控制，而发动机8的扭矩比较低或者当车速V比较低时(即，当发动机8在正常的输出状态时)，进行无级变速控制。类似地，由图7的切换边界线图限定的有级变速区域限定为发动机扭矩TE不低于预定上限TE1的高扭矩驱动区域或者发动机速度NE不低于预定上限NE1的高速度驱动区域，或者可选地限定为基于发动机扭矩NT和速度NE计算的发动机8的输出不低于预定极限的高输出驱动区域。因而，当扭矩TE、速度NE或者发动机8的输出比较高时，进行有级变速控制，而当扭矩TE、速度NE或者发动机8的输出比较低时(即，当发动机8在正常的输出状态时)，进行无级变速控制。图7的切换边界切换图的边界线可以认为是限定车速V和发动机输出的高速度阈值线或者高发动机输出阈值线。
在上述的实施例中，在车辆的低速或者中等速度行驶状态下或者在车辆的低输出或者中等输出行驶状态下变速器机构10置于无级变速状态，从而确保车辆的较高程度的燃料经济性。在车辆在高于上限V1的车速V1下高速行驶当中，变速器机构10置于有级变速状态，在该状态中，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，使得由于机械能转换成电能的转换损失的减小而提高了燃料经济性，当差动部分11用作电控无级变速器时会发生该转换损失。在车辆以高于上限T1的输出扭矩TOUT的高输出行驶状态下时，变速器机构10也置于有级变速状态。因而，仅仅当车速V相对低或者中等时变速器机构10置于无级变速状态，使得第一电动机M1发电产生的所需电量(即，必须从第一电动机M1传递出来的最大电量)能够得到减小，由此第一电动机M1的所需电反作用力能够得到减小，使得可以使第一电动机M1和第二电动机M2的所需尺寸和包括那些电动机的驱动系统的所需尺寸最小化。
即，确定上限TE1使得当发动机输出不高于上限TE1时第一电动机M1能够产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩，并且当车辆在发动机扭矩TE高于上限TE1的高输出行驶状态时差动部分11置于有级变速状态。在变速器部分11的有级变速状态中，第一电动机M1不必如在变速器部分11的无级变速状态中那样产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩，使得可以降低第一电动机M1耐久性的恶化，同时防止其所需尺寸的增大。换言之，在本实施例中第一电动机M1的所需最大输出能够变得比对应于发动机输出TE的最大值的反作用扭矩容量小。即，能够确定第一电动机M1的所需最大输出使得其反作用扭矩容量比对应于超过上限TE1的发动机扭矩TE小，使得第一电动机M1的所需尺寸能够得到减小。
第一电动机M1的最大输出是该电动机的额定等级，其通过实验在电动机工作的环境中确定。发动机扭矩TE的上述上限通过实验确定使得上限是等于或者低于发动机扭矩TE的最大值的值，在该值以下，第一电动机M1能够承受反作用扭矩，使得第一电动机M1的耐久性的恶化能够得到降低。
根据其它构思方法，在其中车辆操作者对提高车辆耐久性而不是提高燃料经济性具有较强期望的车辆高输出行驶状态下，变速器机构10置于有级变速状态(固定速比换档状态)，而不是无级变速状态。在此情况下，发动机速度NE随着自动变速器20的升档动作而变化，从而确保随着变速器部分20升档，发动机速度NE舒适地有节奏性变化(如图9所示)。
图9示出了呈换档装置46形式的手动操作换档装置的一个示例。换档装置46包括上述变速杆48，该手变速杆48侧向布置在操作者座位的附近并且被手动操作以对多个档位之一进行选择，所述多个档位包括驻车档位P、倒车档位R、空档位N、自动变速前进档位D和手动变速前进档位M。在驻车档位P，驱动装置10(即自动变速器部分20)处于空挡状态，在该状态下通过将第一离合器C1和第二离合器C2置于松开状态使动力传递路径断开，同时自动变速器部分20的输出轴22处于锁定状态。在倒车档位R，沿向后的方向驱动车辆；在空档位N，驱动系统10处于空挡状态。
当操作变速杆46来选择换档位置中选定的一个档位时，包括在液压控制单元42中并且可操作连接到变速杆48的手动阀可操作地建立液压控制单元42的相应状态。在自动前进档位D或者手动前进档位M中，通过电控包括在液压控制单元42中的适合的电磁操作阀而建立图2中的表所表示的第一到第五档位(1st到5th)档位中一个档位。
上述驻车档位P和空档位N是在未驱动车辆时选择的非行驶档位，而上述倒车档位R以及自动和手动前进档位D、M是驱动车辆时选择的驱动档位。在非驱动档位P、N，如图2的表所示，通过松开第一和第二离合器C1和C2两者，自动变速器部分20中的动力传递路径在动力断开状态。在前进档位R、D和M，还如图2的表所示，通过啮合离合器C1和C2中至少一个，自动变速器部分20中的动力传递路径在动力传递状态。
具体而言，变速杆46从驻车档位P或者空档位N手动操作到倒档位R使第二离合器C2被啮合，以将自动变速器部分20的动力传递路径从动力断开状态切换到动力传递状态。变速杆46从空档位N手动操作到自动前进档位D至少使第一离合器C1被啮合，以将自动变速器部分20的动力传递路径从动力断开状态切换到动力传递状态。自动前进档位D提供最高速度档位，在手动前进档位M中可选择的档位“4”到“L”是发动机制动器应用到车辆的发动机制动档位。
手动前进档位M的位置与自动前进档位D的位置在车辆纵向上相同，并且手动前进档位M与自动前进档位D在车辆横向上间隔开或相邻。将变速杆46操作到手动前进档位M，以便手动选择上述档位“D”到“L”中之一。具体地说，变速杆46可以从手动前进档位M运动到在车辆纵向上彼此间隔开的升档位置“+”和降档位置“-”。每次变速杆46向升档位置“+”或降档位置“-”运动时，当前选择的档位会改变一个档位。五个档位“D”到“L”具有各自不同的变速器机构10的总速比λT自动可变的范围下限，即，对应于变速器机构10的最高输出速度的各自不同的总速比λT的最低值。即，五个档位“D”到“L”选择各自不同的数字的自动变速器部分20的速度档(档位)(自动选择的)，使得可获得的最低总速比λT由所选定的档位的数字确定。偏置装置(例如弹簧)使变速杆46偏置，以便变速杆46从升档位置“+”和降档位置“-”自动返回手动前进档位M。换档装置46设有换档档位传感器49，其构造成对变速杆46的当前选定的档位进行检测，使得表示变速杆46当前选定操作位置和手动前进档位“M”处变速杆46换档操作次数的信号施加到电子控制装置40。
在将变速杆48操作到自动前进档位“D”时，切换控制装置50根据图6所示的所存储的切换边界线图进行变速器机构10的自动切换控制，混合动力控制装置52进行动力分配机构16的无级变速控制，而有级变速控制装置54进行自动变速器20的自动变速控制。在变速器机构10处于例如有级变速状态时，变速器机构10的换动作档被自动控制以选择图2所示从第一档位到第五档位中合适的一个。当驱动系统处于无级变速状态时，动力分配机构16速比连续变化，而自动变速器20的换档动作被自动控制以选择从第一档位到第五档位中合适的一个，使得变速器机构10的总速比γT被控制为可以在预定范围内连续变化。自动前进档位“D”是选择来建立自动换档模式(自动模式)的位置，在该模式下，驱动装置10自动换档。
另一方面，在将变速杆46操作到手动前进档位“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和有级变速控制装置54自动控制，使得总速比γT在预定范围内变化，该范围的下限由具有最低速比的档位确定。在变速器机构10处于例如有级变速状态时，变速器机构10的换档动作被自动控制在上述总速比γT的预定范围内。当变速器机构10置于有级变速状态下，动力分配机构16速比连续变化，而自动变速器20的换档动作被自动控制以从档位中选择合适的一个(档位数字由换档档位中手动选择的一个档位确定)，使得变速器机构10的总速比γT被控制为可以在预定范围内连续变化。手动前进档位“M”是选择来建立手动换档模式(手动模式)的档位，在该模式下，变速器机构10的可选档位是手动选择。
参照图5，换档档位判断装置82构造成判断变速杆48的当前选定档位，其中变速杆48当前放置在该档位处。该判断是基于表示变速杆48的当前选定档位PSH的信号进行的，该信号由换档档位传感器49产生。例如，换档档位判断装置82布置成基于表示当前选定档位PSH的信号判断变速杆48是否置于前进档位D或者倒档档位R。
驱动力源判断装置82构造成判断发动机8或者第二电动机M2是否应该被混合动力控制装置52主要用作车辆驱动力源。例如，驱动力源判断装置82通过判断由车速V和输出扭矩TOUT表示的实际车况是否在发动机驱动区域，判断发动机8是否应该由混合动力控制装置52主要用作车辆驱动力源。该判断根据图6的驱动力源切换图进行的。
在本实施例中设置的差动部分11是在无级变速状态和有级变速状态(固定速比换档状态)之间可切换的。在差动部分11的无级变速状态下，发动机速度NE能够由差动部分11的电控无级变速操作控制，而不影响车速V。例如，即使当车辆停止或者以低速行驶时，由于差动部分11的电控CVT功能，混合动力控制装置52将发动机8保持在运转状态。在差动部分11的无级变速状态下，混合动力控制装置52允许发动机8保持在运转状态下，这确保即使在动力传递路径中没有流体操作动力传递装置(诸如离合器、变矩器或者输入和输出旋转元件可彼此相对旋转的任何其它装置)，车辆也能够用发动机8起动。
另一方面，在差动部分11的固定速比换档状态下，发动机8和驱动轮38由动力传递路径以机械的方式彼此连接，使得发动机NE受到车速V的影响。因而当车辆停止或者低速行驶时，混合动力控制装置52不能够允许发动机8保持在运转状态，这产生了不能用发动机8起动车辆的危险。
为了使混合动力控制装置52能够充分地控制差动部分11的无级变速状态，第一电动机M1应该产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩。然而，在本实施例中，当发动机扭矩TE不小于预定上限TE1时，差动部分11置于有级变速状态。因而，第一电动机M1不要求产生对应于不小于上限TE1的发动机扭矩的反作用扭矩，使得第一电动机M1的所需尺寸能够变得小。如果所需输出扭矩TOUT等于或者大于限值T1(即，上限TE1)达到用发动机起动车辆的加速踏板45的较大操作量，则混合动力控制装置52将差动部分11切换到有级变速状态。在此情况下，存在在混合动力控制装置52的控制下车辆能够适合地用发动机起动的可能性。换言之，第一电动机M1尺寸必须较大以使第一电动机M1能够产生对应于不小于上限TE1的发动机扭矩TE的反作用扭矩，其目的仅仅是在加速踏板下压较大量时利用发动机起动车辆。
为了防止第一电动机M1的所需尺寸增大同时允许在混合动力控制装置52的控制下用发动机适合起动车辆，控制扭矩TE使得在用发动机起动车辆时防止发动机扭矩TE的增大超过上限TE1。将描述发动机扭矩TE的控制。
车速判断装置84构造成判断实际车速是否高于预定值V2，换言之，车辆是否停止或者以很低速度行驶，即实际车速V是否高于预定值V2。值V2对应于发动机速度(在该发动机速度以上，发动机能够保持独立运转)，例如，对应于发动机怠速速度NIDL。车速V2是用在差动部分11的有级变速状态中以判断受车速V影响的发动机速度NE是否高于发动机怠速NIDL的阈值。该阈值V2是预定的并且存储在存储器中。
车辆起动发动机扭矩限制装置86构造成限制发动机扭矩TE以减小产生对应于发动机扭矩TE的反作用力的第一电动机M1的输出，即，用于防止第一电动机M1的所需尺寸的增大。当车辆用作为车辆驱动力源的发动机起动时(即，当换档档位判断装置80判断当前选定换档档位是前进档位D或者倒档位R和当驱动力源判断装置82判断当前车况在发动机驱动区域时)，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE。
例如，车辆起动发动机扭矩限制装置86布置成限制发动机扭矩TE，使得差动部分11在混合动力控制装置52的控制下用作电控无级变速器，即，使得发动机扭矩TE不超过能够由第一电动机M1产生的最大反作用扭矩。即，限制发动机扭矩TE以防止发动机扭矩TE增大超过预定的下限TE1，以防止由于所需发动机扭矩TE的增大，差动部分11由切换控制装置50切换到有级变速控制状态，即，防止差动部分11由切换控制装置50保持在无级变速状态。
参照图10，示出发动机扭矩TE相对于加速踏板45的操作量ACC的输出特性。如由图10的阴影区域所示，当加速踏板45的操作量ACC超过预定值ACC时，所需发动机扭矩TE超过预定上限TE1。阴影区域对应于车辆状态限制区域C，在该车辆状态中，实际发动机扭矩TE保持在预定上限TE1以下，以将差动部分11保持在无级变速状态。因而，当加速踏板45的操作量ACC已经超过上限ACC1时，在用作为车辆驱动力源的发动机起动车辆时，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE以将发动机扭矩TE的输出特性从虚线A变化到虚线B。
当实际车速V高于预定值V2时，即，当车速判断装置84判断实际车速V高于预定值V2，如果切换控制装置50将差动部分11切换到有级变速状态不会产生问题，这是因为在差动部分11的固定速比换档状态下即使发动机速度NE受到差动部分11的影响，发动机8仍然能够保持独立运转。因而，当车速V高于预定值V2时，车辆起动发动机扭矩限制装置86不限制发动机扭矩TE。
另一方面，当车速判断装置84判断实际车速V不高于预定值V2时，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE以防止差动部分11在混合动力控制装置52的控制下作为电控无级变速器工作，即防止发动机扭矩TE增大超过由第一电动机M1能够产生的最大反作用扭矩。
参照图11，示出了由图6和图7中所示的无级变速区域(差动状态区域)和有级变速区域(锁定状态区域)的示例，并且表示在由呈车速V和发动机扭矩TE形式的控制参数限定的二维坐标系统中。图11的阴影区域对应于限制区域D，在限制区域D中，车速V不高于预定值V2而所需发动机扭矩TE大于预定上限TE1，并且实际发动机扭矩TE保持在预定上限TE1以下以将差动部分11保持在无级变速状态。因而，当车速V不高于预定值V2时，在用作为车辆驱动力源的发动机起动车辆时，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE使得防止其增大到限制区域D中。
通过指令发动机输出控制装置43进行以下当中选定一个或者选定的组合不管加速踏板45的操作量如何，电子节流阀96的开度减小；燃料喷射装置98的燃料供应量的减小；并且点火装置99的发动机点火正时延迟，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE以防止其增大超过上限TE1。车辆起动发动机扭矩限制装置86指令发动机输出控制装置43控制节流阀致动器97以控制电子节流阀96的开度，并/或控制燃料喷射装置98以控制燃料喷射量，并/或控制诸如点火器的点火装置99以控制点火正时，使得发动机扭矩TE适合地受到限制。
注意，当变速杆48的当前选定档位PSH是非驱动档位P和N中一个时，第一离合器C1和第二离合器C2都置于松开状态，并且差动部分11和自动变速器20之间的动力传递路径在动力断开状态下，使得第一电动机M1不必产生对应于发动机扭矩TE的反作用力。在此情况下，车辆起动发动机扭矩限制装置86不必限制发动机扭矩TE。当变速杆48的当前选定的档位PSH是空档N时，第一电动机M1置于无负荷状态，并且第一电动机M1不必产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩，使得车辆起动发动机扭矩装置86不必限制发动机扭矩TE。
参照图12的流程图，图示了电子控制装置40的控制操作的主要部分，即，用发动机起动车辆时控制发动机扭矩的控制程序。该控制程序以数毫秒到数十毫秒的很短循环时间重复执行。
控制程序以对应于换档档位判断装置80的步骤S1(以下省略“步骤”)开始，来判断变速杆48的当前选定档位是否是驱动档位D或R。该判断是基于表示变速杆48的当前选定档位PSH的换档档位传感器49的输出信号进行的。
如果在S1中获得肯定的判断，则控制流程进行到对应于驱动力源判断装置82的S2以判断发动机8在混合动力控制装置52的控制下是否主要用作车辆驱动力源。该判断是基于由车速V和输出扭矩TOUT表示的实际车辆状态并且根据例如图6的驱动力源切换图进行的。
如果在S2获得肯定的判断，则控制流程进行到对应于车速判断装置84的S3，以判断实际车速V是否高于预定值V2。
如果在S3中获得否定判断，则控制流程进行到对应于车辆起动发动机扭矩限制装置86的步骤S4以限制发动机扭矩TE以防止差动部分11作为电控无级变速器在混合动力控制装置52的控制下工作，即，防止发动机扭矩TE超过第一电动机M1的最大反作用力。例如，通过指令发动机输出控制装置43进行以下项目当中选定一个或者选定的组合不管加速踏板45的操作量如何电子节流阀96的开度减小；燃料喷射装置98的燃料供应量的减小；和点火装置99的发动机点火正时延迟，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE以防止其增大超过上限TE1。
如果在S1或者S2中获得否定判断或者如果在S3中获得肯定的判断，则控制流程进行到还对应于车辆起动发动机扭矩限制装置86的步骤S5，其中没有限制发动机扭矩TE。不仅当发动机扭矩TE不大于上限TE1时，而且当发动机扭矩TE大于上限TE的同时车速V高于预定值V2时，不必限制发动机扭矩TE。
在上述实施例的控制装置中，车辆起动发动机扭矩限制装置86设置来在用作为车辆驱动力源的发动机8起动车辆时，限制发动机扭矩TE。因而，产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩的第一电动机M1的所需输出能够比在不限制发动机扭矩TE的情况时要小。如果发动机扭矩TE没有受到限制，则第一电动机M1的最大输出会增大。因而，本控制装置防止了第一电动机M1的所需尺寸的增大。
本实施例还布置成当车辆的行驶速度V不高于预定值V2时，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE。还布置成即使产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩的第一电动机M1额定输出变小，允许适合地控制差动部分11使得作为电控无级变速器工作。换言之，本布置消除出于涉及发动机扭矩TE的目的增大第一电动机M1的最大输出的需要，其中如果不限制发动机扭矩TE，则第一电动机M1的最大输出会增大到很大的值。
本实施例还布置成车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE，使得防止发动机扭矩TE增大超过由第一电动机M1能够产生的最大反作用扭矩。因而，第一电动机M1能够产生对应于发动机扭矩TE的反作用力。因而，即使当操作加速踏板45以起动车辆达到会大到足以使发动机扭矩TE超过第一电动机M1的最大反作用扭矩的量时，差动部分11能够适合被控制使得作为电控无级变速器工作。换言之，本布置消除了出于涉及发动机扭矩TE的目的增大第一电动机M1的最大输出的需要，其中如果不限制发动机扭矩TE，则第一电动机M1的最大输出会增大到很大的值。
本实施例还布置成变速器机构10设置有可操作地将差动部分在无级变速状态和有级变速状态之间切换的切换离合器C0和切换制动器B0。在车辆停止之后或者不高于预定值V2的速度下用发动机起动车辆时，车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩TE以防止发动机输出TE增大超过能够由第一电动机M1产生的反作用扭矩，即，防止发动机扭矩TE超过预定上限TE1，以允许发动机8保持在运转的状态。因而，第一电动机M1能够产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩，并且差动部分11不必切换到有级变速状态，使得差动部分11能够适合地被控制成作为电控无级变速器工作。由于车辆起动发动机扭矩限制装置86限制发动机扭矩86，即使当操作加速踏板45以起动车辆的量会大到足以使发动机扭矩TE超过第一电动机M1的最大反作用扭矩(超过上限TE1)的量时，差动部分11能够适合地被控制成作为电控无级变速器工作。因而，本实施例有效地防止了第一电动机M1的所需尺寸的增大。
将描述本发明的其它实施例。在以下描述中，用在之前实施例图示中的相同的标号将用来表示相应的元件，该元件将不再描述。
第二实施例参照图13的示意图，在本发明其它实施例中示出变速器机构70的布置。图14表示变速器机构70的档位和用于分别建立那些档位的液压操作摩擦耦合装置的啮合状态的不同组合之间关系的表，而图15是用于说明变速器机构70的换档操作的共线图。
如在之前实施例中那样，变速器机构70包括具有第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2的差动部分11。变速器机构70还包括具有三个前进档位的自动变速器部分72。自动变速器部分72设置在差动部分11和输出轴22之间，并且通过传动部件18串联连接到差动部分11和输出轴22。动力分配机构16包括传动比ρ1例如约为0.418的单小齿轮型第一行星齿轮组24、切换离合器C0和切换制动器B1。自动变速器部分72包括具有约为0.532的传动比ρ2的单小齿轮型第二行星齿轮组26、和具有约为0.418的传动比ρ3的单小齿轮型第三行星齿轮组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S3一体地彼此固定成一个单元，并且通过第二离合器C2选择性地连接到传动部件18并通过第一制动器B1选择性地固定到壳体12。第二行星齿轮组26的第二行星架CA2和第三行星齿轮组28的第三齿圈R3一体地彼此固定，并固定到输出轴22。第二齿圈R2选择性地通过第一离合器C1连接到传动部件18，第三行星架CA3通过第二制动器B2选择性地固定到壳体12。
在如上所述构造的变速器机构70中，如图14的表所示，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选定的摩擦耦合装置的相应组合的啮合动作选择性建立第一档位(第一速度档)到第四档位(第四速度档)、倒档位(向后驱动档位)和空档中一个档位。那些档位具有以几何级数变化的相应速度比λ(输入轴速度NIN/输出轴速度NOUT)。尤其是，注意，通过切换离合器C0或者切换制动器B0的啮合，设置有切换离合器C0和制动器B0的动力分配机构16能够选择性置于固定速比换档状态，在该状态中，机构16作为具有固定速比的变速器工作，以及置于无级变速状态，在该状态中，机构16作为上述的无级变速器工作。因而，在本变速器机构70中，有级变速器由变速器部分20和差动部分11构成，其中通过切换离合器C0或者切换制动器B0的啮合将差动部分11置于固定速比换档状态。进一步，无级变速器由变速器部分20和差动部分11构成，其中差动部分11置于无级变速状态，且没有切换离合器C0和制动器B0被啮合。换言之，通过啮合切换离合器C0和切换制动器B0中的一个变速器机构70切换到有级变速状态，通过将切换离合器C0和切换制动器B0两者松开变速器机构70切换到无级变速状态。
例如，当变速器机构70用作有级变速器时，如图14所示，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立第一档位，第一档位具有例如约为2.804的最高速比γ1，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立第二档位，第二档位具有低于速比γ1的例如约为1.531的速比γ2。另外，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立第三档位，第三档位具有低于速比γ2的例如约为1.000的速比γ，并且通过切换离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立第四档位，第四档位具有处于速比γ1与γ2之间的例如约为2.393的速比γ4。通过只啮合切换离合器C0可以建立空档位N。
另一方面，当变速器机构70用作无级变速的变速器时，如图14所示，切换离合器C0和切换制动器B0都被松开，使得差动部分11用作无级变速的变速器，而与其串联的自动变速器部分72用作有级变速器，由此传递到处于第一档位到第三档位中一个档位的自动变速器部分72的旋转运动的速度(即传动部件18的转速)连续改变，使得当自动变速器部分72置于那些档位中一个档位时，变速器机构10的速比在预定范围上连续可变。因此，自动变速器部分72的总速比跨越相邻的档位连续可变，由此，变速器机构70的总速比γT连续可变。
图15所示共线图用直线表示变速器机构70的各个档位中不同旋转元件的转速之间的关系。变速器机构10由差动部分11和自动变速器20构成，差动部分11用作无级变速部分或第一换档部分，自动变速器20用作有级变速部分或第二换档部分。如之前的实施例那样，图15的共线图表示，当切换离合器C0和切换制动器B0都被松开时，动力分配机构16的单个元件的转速，和当切换离合器C0或切换制动器B0被啮合时那些元件的转速。
与自动变速器部分72对应并且布置在向右方向的四条垂直线Y4、Y5、Y6和Y7分别表示第四旋转元件(第四元件)RE4、第五旋转元件(第五元件)RE5、第六旋转元件(第六元件)RE6和第七旋转元件(第七元件)RE7的相对转速，其中第四旋转元件RE4具有第二太阳轮S2和第三太阳轮S3彼此一体固定的形式，第五旋转元件RE5具有第三行星架CA3的形式，第六旋转元件RE6具有第二行星架CA2的形式，第七旋转元件RE7具有第二齿圈R2的形式。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选择性连接到传动部件18并且通过第一制动器B1选择性固定到壳体12，第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性固定到壳体12。第六旋转元件RE6固定到自动变速器部分72的输出轴22，并且第七旋转元件RE7通过第一离合器C1选择性连接到传动部件18。
当第一离合器C1和第二制动器B2被啮合时，自动变速器部分7220处于第一档位。如图15所示，处于第一档位的输出轴22的转速由倾斜直线L1与垂直线Y6之间的交点表示。这里，倾斜直线L1经过垂直线Y7与水平线X2之间的交点，以及垂直线Y5与水平线X1之间的交点，其中，垂直线Y6表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的旋转速度，垂直线Y7表示第七旋转元件RE7(R2)的转速，垂直线Y5表示第五旋转元件RE5(CA3)的转速。类似地，处于第二档位的输出轴22的转速由倾斜直线L2与垂直线Y6之间的交点表示，其中第二档位通过第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立，倾斜直线L2通过那些啮合动作来确定，垂直线Y6表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6(CA2、R3)的转速。处于第三档位的输出轴22的转速由倾斜直线L3与垂直线Y6之间的交点表示，其中第三档位通过第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立，倾斜直线L3通过那些啮合动作来确定，垂直线Y6表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速。在其中切换离合器C0被置于啮合状态的第一档位到第三档位中，第七旋转元件RE7以从差动部分11接收的驱动力并且以与发动机速度NE相同的转速旋转。当啮合切换制动器B0而不是啮合切换离合器C0时，第六旋转元件RE6以从动力分配机构16接收的驱动力以高于发动机速度NE的速度旋转。处于第四档位的输出轴22的转速由水平线L4与垂直线Y6之间的交点来表示。这里，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，水平线L4通过那些啮合动作确定，垂直线Y6表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速。
根据本实施例的变速器机构70也由差动部分11和自动变速器部分72构成，其中差动部分11用作无级变速器或者第一换档部分，自动变速器部分72用作有级(自动)变速部分或者第二换档部分，并且输出轴22设置有第三电动机M3，使得本变速器机构70具有与第一实施例类似的优点。
第三实施例图16示出交互切换开关44(以下称为“开关44”)的示例，该开关用作换档状态选择装置，并且构造成手动操作选择动力分配机构16的差动状态(非锁定状态)和/或非差动状态(锁定状态)，即，选择变速器机构10的无级变速状态或者有级变速状态。该开关允许使用者在车辆的行驶过程中选择所需的换档状态。如图17所示，开关44具有标注为“有级”的无级变速行驶按钮，用于车辆在无级变速状态下行驶，和标注有“无级”的有级变速行驶按钮，用于车辆在有级变速行驶状态下行驶。当使用者下压无级变速行驶按钮时，开关44置于选择无级变速状态的无级变速位置，在该状态中，变速器机构10作为电控无级变速器工作。当使用者下压有级变速行驶按钮时，开关44置于选择有级变速状态的有级变速位置，在该状态中，变速器机构作为有级变速器工作。
在之前的实施例中，变速器机构10的换档状态基于车况和根据通过示例方式由图6所示的切换边界线图自动切换。然而，变速器机构10、70的换档状态可以手动操作开关44切换，以代替或者附加于自动切换操作。即，切换控制装置50可以布置成选择性将变速器机构10置于无级变速状态或者有级变速状态，这取决于开关44是否置于无级变速位置或者有级变速位置。例如，当使用者希望变速器机构10作为无级变速器工作，或者希望提高发动机的燃料经济性时，使用者手动操作开关44以将变速器机构10置于无级变速状态，或者可选地，当使用者希望因有级变速器的换档档位引起的发动机速度有节奏变化时，使用者手动操作开关44以将变速器机构10置于有级变速状态。
开关44可以具有空档位置，在该位置，没有选择无级变速和有级变速状态。在此情况下，当使用者没有选择所需换档状态或者喜欢变速器机构10自动置于无级变速和有级变速状态中一个状态时，开关44可以置于空档位置。
第四实施例在图17所示的实施例中，发动机8是可变气缸发动机，其中通过将燃料供应切断以选择气缸中的一个或者多个使得工作气缸的数量可变，以用于根据作用在发动机8上的负荷将所选定的气缸或者多个气缸保持在非工作状态。例如，在车辆在低负荷行驶过程中，发动机8在部分气缸工作模式(减小的气缸数量工作模式或者没有气缸工作的模式)下工作，在该模式下，到气缸中的至少一个或者所用的燃料供应被切断以减小工作气缸的数量，使得减小燃料消耗量。在车辆起动或者急剧加速时，或者在车辆在中等或高负荷下行驶时，发动机8在所有气缸工作模式下工作，其中所有气缸保持在工作状态以提供所需的输出。
参照图17，混合动力控制装置52包括功能性装置，其具有发动机输出控制设备的形式，并且于向发动机控制装置43施加所选定的一个指令或者所选定的指令组合以控制发动机8提供所需输出。这些指令由以下组成控制节流阀致动器97以开启和关闭电子节流阀96的指令；控制燃料喷射装置98以控制燃料喷射量和燃料喷射正时的指令；和控制诸如点火器的点火装置99以控制点火正时的指令。例如，混合动力控制装置52基部布置成基于加速踏板操作量ACC和根据操作量ACC和电子节流阀96的开度θTH之间的所存储的预定关系(未示出)驱动节流阀致动器50，使得开度θTH随着操作量ACC的增大而增大。根据从混合动力控制装置52接收的指令，发动机输出控制装置43控制燃料喷射装置98喷射燃料，并且控制诸如点火器的点火装置99点燃燃料，以及控制节流阀致动器97开启和关闭电子节流阀96。
混合动力控制装置52还包括工作气缸数量控制装置110，其用于改变发动机8的工作气缸的数量，以控制发动机10的输出。工作气缸数量控制装置110构造成基于由车速V和加速踏板操作量ACC表示的车辆状态并且根据所存储的工作气缸的数量和车辆状态之间的预定的关系确定工作气缸的数量，并且建立所确定数量的工作气缸。预定关系通过实验获得，使得在车辆的低负荷行驶(诸如恒定速度行驶)过程中工作气缸的数量比较小，在车辆的中等或者高负荷行驶(诸如起动车辆或者急剧加速车辆行驶，且具有大的加速踏板的操作量)过程中工作气缸的数量比较大。
工作气缸数量控制装置110布置成切断从燃料喷射装置98到气缸中所选定的至少一个或者所有气缸的燃料供应以建立部分气缸工作模式，或者将燃料从燃料喷射装置98供应到所有气缸中以建立所有气缸工作模式。在切断从燃料喷射装置98到所有气缸的燃料供应的情况下，发动机置于所谓“燃料切断模式”。因而，混合动力控制装置52布置从成基于车辆状态改变发动机8的工作气缸的数量，以在从燃料切断模式到所有气缸工作模式的范围内改变发动机8的工作气缸的数量。
参照图6，实线A表示驱动力切换边界线，其用来在发动机8和电动机(例如第二电动机M2)之间切换车辆驱动力源，即，其限定用于选择发动机驱动模式的发动机驱动区域，在该模式中发动机8用作车辆驱动力源以起动和驱动车辆，并且限定用于选择电动机驱动模式的电动机驱动区域，在该模式下，第二电动机M2用作车辆驱动力源。在图6中示出的该边界线(实线A)是用于在发动机驱动模式和电动机驱动模式之间切换的所存储的预定关系，并且是在二维坐标系统中表示的驱动力源切换图的一个示例，该坐标系统由车速V的轴线和呈输出扭矩TOUT形式的驱动力相关值的轴线限定。驱动力源切换图与图6中实线和点划线表示的换档边界线图(换档图)一起存储在存储装置56中。
混合动力控制装置52构造成判断由车速V和所需输出扭矩TOUT表示的车辆状态是否在由例如图6的驱动力源切换图所限定的电动机驱动区域或者在发动机驱动区域。如从图明显可见，混合动力控制装置52在低负荷行驶区域选择电动机驱动模式，在低负荷行驶区域中，发动机工作效率一般低于高扭矩行驶区域中的工作效率，并且输出扭矩TOUT或者发动机扭矩TE比较小或者车速V比较低。因而，车辆通常在电动机驱动模式下起动。然而，在操作加速踏板的量很大使得所需输出扭矩TOUT或者发动机扭矩TE增大超过由图6的驱动力源切换图表示的电动机驱动区域的情况下，车辆可以用发动机起动。
为了防止发动机8的拖带现象，由此提高车辆在电动机驱动模式下行驶过程中燃料经济性，例如，通过利用差动部分11的电控CVT功能(差动功能)，混合动力控制装置52控制第一电动机速度NM1为负值，且第一电动机M1保持在自由旋转的状态，使得由于差动部分11的差动功能，发动机速度保持为零或者大致为零。
为了将车辆驱动模式在发动机驱动模式和电动机驱动模式之间切换，混合动力控制装置52将发动机8的工作状态在工作和非工作模式之间适合地切换。出于此目的，混合动力控制装置52还包括发动机起动停止控制装置112，其构造成当混合动力控制装置52基于车辆状态和根据例如图6的驱动力源切换图将车辆驱动模式在电动机驱动模式和发动机驱动模式之间切换时，使发动机8起动或者停止。
如实线B所示，在通过操作加速踏板随着所需输出扭矩TOUT增大，车辆状态从电动机驱动区域中的点“a”变化到点“b”或者发动机驱动区域中的点“b”的情况下，发动机起动停止控制装置112使第一电动机M1通电，以升高第一电动机的速度NM1(即，以使第一电动机M1用作起动电动机)以升高发动机速度NE，并且当发动机速度NE已经升高到预定值NE’(此时，发动机8能够保持独立工作)，启动点火装置99。因而，发动机8由发动机起动停止控制装置112起动，以在混合动力控制装置52的控制下将驱动模式从电动机驱动模式改变到发动机驱动模式。发动机起动停止控制装置112可以布置成快速升高第一电动机的速度NM1以将发动机速度NE快速升高到预定值NE’，使得发动机的起动振动由于发动机速度NE的快速增大通过不高于怠速速度NEIDL的共振范围而得到降低。
如图6的实线B所示，在车辆状态从点“b”或者发动机驱动区域中的点“b”到电动机驱动区域中的点“a”，且加速踏板松开的情况下，发动机起动停止控制装置112还布置成指令燃料喷射装置98以停止燃料供应(即，切断燃料)，由此使发动机8停止。发动机起动停止控制装置112可以布置成快速降低第一电动机的速度NM1以将发动机速度NE快速降低零或者大致为零，使得发动机的停止振动由于发动机速度NE快速降低通过共振范围而得到降低。可选地，发动机起动停止控制装置112布置成在进行燃料切断之前降低第一电动机速度NM1以降低发动机速度NE，并且当发动机速度NE已经降低到预定值NE’时进行燃料切断，以使发动机8停止。
混合动力控制装置52还布置成通过从第一电动机M1通过上述电路或者从蓄电装置60供给第二电动机M2电量使第二电动机M2工作来将辅助扭矩传递到驱动轮38，执行所谓的辅助发动机8在发动机驱动区域中工作的“发动机辅助”控制。因而，发动机驱动模式包括其中车辆由电动机辅助的发动机驱动的驱动模式。
混合动力控制装置52进一步构造成不管车辆是否停止或者低速行驶，通过差动部分11的电控CVT功能将发动机保持在工作状态。例如，在车辆停止的同时由于所蓄的电量SOC减小而要求第一电动机M1发电以对蓄电装置60进行充电的情况下，第一电动机M1由发动机8驱动，并且第一电动机速度NM1升高，而另一方面，由于车辆停止，受车速V影响的第二电动机速度NM2变成零(或者大致为零)。然而，在此情况下，通过在混合动力控制装置52的控制下的动力分配机构16的电控CVT功能，将发动机速度NE保持为允许发动机8保持运转的值。
混合动力控制装置52进一步构造成不管车辆是否停止或者行驶，通过差动部分11的电控CVT功能来控制第一电动机速度NM1和/或第二电动机的速度NM2，而将发动机速度NE保持恒定或者保持适合的值。换言之，混合动力控制装置52能够将第一电动机速度NM1和/或第二电动机速度NM2保持在适合的值，同时发动机速度NE被保持恒定或者适合的值。例如，从图3的共线图明显可见，为了升高发动机速度NE，混合动力控制装置52升高第一电动机速度NM1，而受车速V(驱动轮38的速度)影响的第二电动机速度V保持大致恒定。
如同根据之前实施例的变速器机构10(差动部分11或者动力分配机构16)，根据本实施例的变速器机构10还可在无级变速器状态(差动状态)和有级变速状态(锁止状态)之间切换，并且切换控制装置50基于车辆的状态选择无级变速状态和有级变速状态中一个，并且将差动部分11切换到所选定的变速状态。
当变速器机构10在切换控制装置50的控制下在无级变速状态和有级变速状态之间切换时，伴随切换离合器C0或者制动器B0的松开和啮合动作，啮合建立变速器机构10的有级变速状态的切换离合器C0或者制动器B0的啮合扭矩和在变速器机构10的无级变速状态中的第一电动机M1的反作用扭矩在各自相反方向上变化。
由于动力分配机构16布置成将发动机扭矩TE分配给第一电动机M1和传动部件18部件，第一电动机M1的反作用扭矩和传递通过切换离合器C0或者制动器B0的扭矩对应于发动机扭矩TE。因而，发动机扭矩TE的变化导致第一电动机M1的反作用扭矩或者切换离合器C0或者制动器B0所传递扭矩的变化。
为了确保当将分配机构16在差动状态和锁止状态之间切换时第一电动机M1的反作用扭矩和切换离合器C0或者制动器B0在各自相反方向上平滑变化，根据预定的预定的时间数据，第一电动机M1的反作用扭矩的控制和切换离合器C0或者制动器B0的松开和啮合动作被相对彼此适合地定时。
例如，在变速器机构10由于如图6的实线B所示通过操作加速踏板车辆状态从“a”变到点“b”而在无级变速状态和有级变速状态之间切换的情况下，发动机扭矩TE随着所需输出扭矩TOUT的变化而变化。离合器C0或者制动器B0的啮合扭矩和第一电动机M1的反作用扭矩在预定的时间在各自相反的方向上变化。如果发动机扭矩TE在啮合扭矩和反作用扭矩变化期间变化，则这两个扭矩在相反方向上不平滑变化，这导致了在无级变速状态和有级变速状态之间切换变速器机构10时产生冲击的危险。尤其当变速器机构10从无级变速状态切换到有级变速状态时(即，当动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态时)，该冲击由于发动机扭矩TE的增大而较严重。
鉴于以上，提供发动机扭矩限制装置100以在第一电动机M1的反作用扭矩减小和切换离合器C0的啮合扭矩增大过程中出于减小在通过切换离合器C0的啮合动作而将动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态时的切换冲击的目的而限制发动机扭矩TE。即，发动机扭矩限制装置100构造成在于第一电动机M1的反作用扭矩减小和切换离合器C0的啮合扭矩增大过程中使发动机扭矩TE最小化。例如，发动机扭矩限制装置100布置成在切换控制装置50的控制下切换啮合C0的啮合动作期间，指令发动机输出控制装置43减小电子节流阀71的开度或者来自燃料喷射装置98的燃料供应量，或者延迟点火装置99对发动机8的点火正时，以暂时减小发动机扭矩TE，从而防止发动机扭矩TE的增大。
例如，当发动机扭矩TE的变化量大于所存储的预定值时(即，当发动机扭矩TE的变化率大于所存储的预定值时)，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE的变化。发动机扭矩TE的变化率的预定值是每单位时间发动机扭矩TE的的变化量的上限，在该上限以上必须降低动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态时的冲击。上限由实验获得，并且存储在存储器中。发动机扭矩控制装置100还构造成基于实际加速踏板操作量ACC(节流阀开启角度θTH)并且根据操作量ACC和所估计的发动机扭矩TE之间的存储的预定关系估计发动机扭矩TE，并且基于所估计发动机扭矩TE计算发动机扭矩TE的变化率。
为了减小由于操作加速踏板而通过切换离合器C0的啮合动作而将动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态时的冲击，混合动力控制装置52可以布置成控制第一电动机速度NM1大致与发动机速度NE同步，以控制减小第一电动机速度NM1的反作用扭矩和增大切换离合器C0的啮合扭矩增大的时间，使得在切换离合器C0的输入和输出部件相对转速受到限制的同时，切换离合器C0在切换控制装置50的控制下啮合。在此情况下，混合动力控制装置52必须控制第一电动机M1以产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩，直到切换离合器C0已经置于啮合状态。然而，在本实施例中，第一电动机M1尺寸较小，并且因而不能够产生对应于超过上限TE1的发动机扭矩TE的反作用扭矩，使得如果在切换离合器C0已经啮合之前发动机扭矩TE超过上限TE1，则第一电动机M1的耐久性会恶化。
鉴于上述问题，发动机扭矩限制装置100构造成限制发动机扭矩TE使得在切换离合器C0已经啮合将动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态之前不超过上限TE1，其目的是降低第一电动机M1的耐久性恶化，同时防止第一电动机M1的所需尺寸的增大。发动机扭矩限制装置100指令发动机输出控制装置43减小电子节流阀96的开度，或者来自燃料喷射阀98的燃料供应量，或者延迟点火装置99对发动机8的点火正时，由此暂时将发动机扭矩TE降低到不高于上限TE1的值。
参照图18，示出发动机扭矩TE相对于加速踏板操作量ACC的输出特性示例。在加速踏板操作量ACC增大超过预定值ACC1并且随之发生通过切换离合器C0的啮合动作，动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态时，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE以将发动机扭矩TE的输出特性从虚线A改变到虚线B，以防止发动机扭矩TE在切换离合器C0的啮合动作完成之前超过上限TE1，即，以使第一电动机M1产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩。图18的所示的阴影线区域对应于车辆状态的受限制区域C，在区域C中，由于加速踏板的操作量增大超过上限ACC1而使得所需发动机扭矩TE超过上限TE1，并且在该区域中，实际发动机扭矩TE保持在预定上限TE1以下以减小第一电动机M1的耐久性恶化，同时防止第一电动机M1所需尺寸的增大。
然而，注意，发动机扭矩大于上限TE1的区域不是整个锁止区域(有级变速区域)，在该锁止区域中，差动部分11必须置于有级变速状态。换言之，发动机扭矩TE大于上限TE1的区域包括差动部分11必须置于无级变速状态的限制区域D。以下将描述限制区域D。
在差动部分11的无级变速状态中，通过差动部分11的电控差动换档动作在没有车速V的影响下控制发动机速度NE。例如，不管车辆是否在停止或者低速行驶，混合动力控制装置52通过差动部分11的电控CVT功能而将发动机8保持在运转状态下，使得即使在上述动力传递路径中没有诸如离合器或者变矩器或者任何其它流体操作动力传递装置的机构(装置)(该机构包括彼此相对旋转的输入和输出旋转元件)，在差动部分11的无级变速状态下，混合动力控制装置52也能够使发动机8保持在用发动机平滑起动车辆的运转状态下。
另一方面，在差动部分11的有级变速状态下，发动机8和驱动轮38通过机械动力传递路径彼此连接，并且发动机速度NE受车速V的影响，使得在车速为零或者很低值的状态下，混合动力控制装置52不能够将发动机8保持在用发动机起动车辆的运转状态。
为了混合动力控制装置52充分地控制差动部分11的无级变速状态，第一电动机M1必须能够产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩。在其中第一电动机M1的尺寸较小使得第一电动机M1不能够产生对应于超过上限TE1的发动机扭矩TE的反作用扭矩的本实施例中，例如当起动车辆时，加速踏板操作量足够大使得所需输出扭矩TOUT超过限值T1或者上限TE1时，差动部分11由切换控制装置50切换到有级变速状态。因而，在此状态下，车辆可以用发动机起动。换言之，必须将差动部分11保持无级变速状态以允许在加速踏板的操作量较大时车辆用发动机起动，而不用处理第一电动机M1的耐久性的恶化，或者仅仅出于用发动机起动车辆的目的，而增大第一电动机M1的尺寸使得第一电动机M1能够产生对应于超过上限TE1的发动机扭矩TE的反作用扭矩。
鉴于以上，切换控制装置50构造成即使在车辆状态在上述限制区域D的情况下(即使在差动部分11应该切换到有级变速状态(锁止状态)的情况下)，如果实际车速V不高于预定值V2，则不将差动部分11从无级变速状态(差动状态)切换到有级变速状态(锁止状态)。该值V2是对应于怠速NIDL的存储的预定下限，并且在下限上，发动机8能够保持自身保持运转。下限V2用来确定在差动部分11的有级变速状态中的受车速V影响的发动机速度NE是否高于怠速NIDL。
为了减小第一电动机M1的耐久性恶化，同时防止第一电动机M1的所需尺寸的增大，并且为了允许在差动部分11的无级变速状态下在混合动力控制装置52的控制下足够用发动机8起动车辆，发动机扭矩限制装置100构造成当车辆在不高于预定值V2的车速下用发动机8起动时，指令发动机输出控制装置43暂时降低或者限制发动机扭矩TE到不高于上限TE1的值。
换言之，车辆状态的限制区域D被认为是其中发动机扭矩TE被发动机扭矩控制装置100限制到上限TE1或者更低的区域，以防止切换控制装置50由于发动机扭矩TE增大超过上限TE1而将差动部分11切换到有级变速状态。
由图18中的阴影区域表示的限制区域C是其中由于加速踏板操作了不小于预定值ACC1的量而使所需发动机扭矩TE超过上限TE1和其中实际发动机扭矩TE被保持在预定上限TE1的以下以将差动部分11保持在无级变速状态的车辆状态的区域。因而，当用发动机起动车辆时的加速踏板的操作量已经超过预定值ACC1时，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE，并且将发动机扭矩TE的输出特性从图18的虚线变化到实线B。
图11表示了图6和图7所示的无级变速区域(差动状态区域)和有级变速区域(锁止状态区域)的示例，其在由车速V和发动机扭矩TE限定的二维坐标系统表示。图11中的阴影区域对应于限制区域D，在该区域D中，车速V不高于预定值V2而所需发动机扭矩TE大于预定上限TE1，并且在该区域D中，实际发动机扭矩TE保持在预定上值TE1之下以将差动部分11保持在无级变速状态。即，为了充分地用发动机起动车辆，切换控制装置50不应该将差动部分11切换到有级变速状态(锁止状态)，使得在车辆状态的限制区域D中，发动机扭矩TE必须受到限制以保持在预定上限TE1以下。
注意，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE导致了降低将要传递到驱动轮38的扭矩的可能性，这不利地影响车辆的加速度。例如，当操作加速踏板时，期望车辆加速度通过车辆驱动扭矩的快速增大而增大到所需值。然而，在由于操作加速踏板而将差动部分11从无级变速状态切换到有级变速状态时发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE，产生了尽管操作了加速踏板也不能获得车辆所需加速度的危险。
鉴于上述危险，辅助扭矩控制装置102设置用于控制第二电动机M2，以执行发动机辅助操作来提供辅助扭矩以补偿发动机扭矩限制装置100对发动机扭矩TE的减小。
具体而言，发动机扭矩限制判断装置104设置用于在通过切换离合器C0的啮合动作将动力分配机构16从差动状态切换到锁止状态时，判断发动机扭矩TE是否被发动机扭矩限制装置100限制。例如，由发动机扭矩限制判断装置104进行的关于发动机扭矩TE是否由发动机扭矩限制装置100限制的判断通过在切换控制装置50的控制下的切换离合器C0的啮合动作期间，判断发动机输出控制装置43是否已经由发动机扭矩限制装置100指令来暂时降低发动机扭矩TE来进行。
发动机扭矩限制判断装置104进一步构造成判断在用发动机起动车辆时发动机扭矩TE是否由发动机扭矩限制装置100限制。例如，发动机扭矩限制判断装置104进行的关于发动机扭矩TE是否由发动机扭矩限制装置100限制的判断是通过在混合动力控制装置52的控制下的用发动机起动车辆时，判断发动机输出控制装置43是否已经由发动机扭矩限制装置100指令来暂时降低发动机扭矩TE来进行的。
辅助扭矩计算装置106设置用于计算由辅助扭矩控制装置102提供的辅助扭矩的量。具体而言，辅助扭矩计算装置106构造成计算发动机扭矩限制装置100对发动机扭矩TE的限制量，并且基于所计算的发动机扭矩TE的限制量并且根据发动机扭矩TE的限制量和辅助扭矩的量之间的预定关系S(该关系是由实线获得)计算辅助扭矩的量。
例如，在由于发动机扭矩TE的输出特性而对应于加速踏板的实际操作量ACCS的发动机扭矩TE被发动机扭矩限制装置100从图18的虚线A上的点“a”减小到实线B上的点“b”的情况下，辅助扭矩计算装置106将在点“a”和“b”处的扭矩值之间的差值(TEa-TE1)计算作为限制量S。
参照图19(a)，示出扭矩限制量和辅助扭矩量之间的关系S的示例，该关系S设置成辅助扭矩量随着扭矩限制量的增大而增大。图19(a)中的实线表示在将动力分配机构16切换到锁止状态时发动机扭矩TE被发动机扭矩限制装置100限制的情况下，辅助扭矩量Aa和扭矩限制量之间的关系的示例，而图19(a)中实线B表示在用发动机起动车辆时发动机扭矩TE由发动机扭矩限制装置100限制的情况下，辅助扭矩量Ab和扭矩限制量之间关系的示例。在车速V是零或者很低值的状态下用发动机起动车辆时，由发动机扭矩限制而引起的车辆驱动扭矩的不足量被认为变大。鉴于上述考虑，本实施例布置成对于用发动机起动车辆时发动机扭矩限制的给定量的辅助扭矩量(由实线B表示)变得比在将动力分配机构16切换到锁止状态时的辅助扭矩量(由实线A表示)要大。辅助扭矩计算装置106通过将辅助扭矩量Aa和Ab相加而获得辅助扭矩量As。
辅助扭矩计算装置106还构造成基于车辆状态(诸如，车辆驱动扭矩的不足量和操作辅助扭矩控制装置102时的速度比γ)并且根据扭矩辅助时间长度和车辆状态之间的预定关系(该关系由实验获得)计算辅助时间的长度。例如，辅助扭矩计算装置106获得发动机扭矩限制判断装置104具有发动机扭矩TE正被发动机扭矩限制装置100限制的肯定判断的时间期间以作为辅助时间长度。
当发动机扭矩限制判断装置104已经判断发动机扭矩TE正被发动机扭矩限制装置100限制时，辅助扭矩控制装置102指令混合动力控制装置52执行辅助发动机8的发动机辅助操作，使得第二电动机M2针对由辅助扭矩计算装置106计算的辅助时间长度提供也由辅助扭矩计算装置106计算的辅助扭矩As。因而，由于发动机扭矩限制装置100对发动机扭矩TE的限制而引起的将要传递到驱动轮38的车辆驱动扭矩的减小量得到减小，以减小车辆加速度的恶化。
如果在混合动力控制装置52对发动机8进行输出控制过程中延迟发动机扭矩TE的产生，则有这样的可能性车辆驱动扭矩传递到驱动轮38被延迟，结果对车辆的加速度产生不利影响。例如，当操作加速踏板时，期望车辆驱动扭矩的快速增大使车辆加速度增大到所需值。然而，在由于操作加速踏板将车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式时，在发动机开-关控制装置112起动发动机8之前不产生发动机扭矩TE。因而，可以延迟产生发动机扭矩TE，导致延迟产生车辆驱动扭矩，并且随之发生不能获得所需车辆加速度。
可以延迟产生发动机扭矩TE不仅可以在发动机开-关控制装置112起动发动机8的时候，而且可以在工作气缸数量控制装置110增大发动机8的工作气缸数量的时候。在工作气缸数量控制装置110增大发动机8的工作气缸数量的情况下，直到已经被切断燃料的气缸置于工作状态才产生一部分发动机扭矩TE，该部分发动机扭矩TE对应于工作气缸的数量的增大。同样在此情况下，延迟了发动机扭矩TE的产生。
鉴于以上，辅助扭矩控制装置102构造成控制第二电动机M2，使得执行发动机辅助操作，以对上述发动机扭矩TE被延迟产生进行补偿。
具体而言，辅助扭矩控制装置102构造成控制第二电动机M2以执行发动机辅助操作以对在发动机开-关控制装置112起动发动机8时的发动机扭矩TE被延迟产生进行补偿。辅助扭矩控制装置102还构造成控制第二电动机M2以执行发动机辅助操作以对在工作气缸数量装置110增大发动机8的工作气缸的数量时发动机扭矩TE被延迟产生进行补偿。
发动机扭矩产生延迟判断装置108还设置用于判断发动机扭矩TE的产生是否期望地被延迟。例如，发动机扭矩产生延迟判断装置108构造成判断在发动机开-关控制装置112起动发动机8时发动机扭矩TE的产生是否被延迟。发动机扭矩产生延迟判断装置108进行的关于在发动机开-关控制装置112起动发动机8时发动机扭矩TE的产生是否被延迟的判断是通过判断由于混合动力控制装置52根据车辆状态的变化将车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式的判断结果，发动机开-关控制装置112是否已经被判断起动了发动机8来进行的。
发动机扭矩产生延迟判断装置108还构造成判断在工作气缸数量控制装置110增大工作气缸数量时发动机扭矩TE的产生是否被延迟。发动机扭矩延迟判断装置108进行的关于在工作气缸数量控制装置110增大发动机8的工作气缸数量时发动机扭矩TE的产生是否被延迟的判断是通过判断由于混合动力控制装置52根据车辆状态变化增大工作气缸数量的判断结果工作气缸数量控制装置110是否已经开始增大发动机8的工作气缸的数量来进行的。
当发动机扭矩产生延迟判断装置108已经判断发动机扭矩TE的产生被期望地延迟时，辅助扭矩计算装置106计算发动机扭矩TE的产生延迟量，并且基于所计算的发动机扭矩产生延迟量并且根据辅助扭矩量和发动机扭矩产生延迟量之间的预定关系L计算辅助扭矩量。
例如，辅助扭矩计算装置106构造成基于判断发动机开-关控制装置110起动发动机8的时刻到发动机实际点火时刻的时间长度A或者从开始在工作气缸数量控制装置110的控制下增大工作气缸数量的操作的时刻到已经被切断燃料供应的气缸置于工作状态的时刻的时间长度B计算发动机扭矩产生延迟量L。更精确地，基于时间长度A、B并且根据时间长度A、B和发动机扭矩产生延迟量L之间的预定关系(该关系由实验获得)计算发动机扭矩产生延迟量L。
参照图19(b)，示出了发动机扭矩产生延迟量和辅助扭矩量之间的关系L的示例，该关系L表达成辅助扭矩量随着发动机扭矩产生延迟量增大而增大。图19(c)中的实线C表示在发动机开-关控制装置112起动发动机8时辅助扭矩量Ac和发动机扭矩产生延迟量之间关系的示例，而图19(b)中的实线D表示在工作气缸数量控制装置110增大工作气缸的数量时辅助扭矩Ad和发动机扭矩产生延迟量之间的关系的示例。起动发动机8时的车辆驱动扭矩的不足量被认为变大。鉴于该考虑，本实施例布置成使对于起动发动机8时发动机扭矩产生延迟量的给定量的辅助扭矩量(由实线(C)表示)大于在增大工作气缸数量时的辅助扭矩量(由实线D表示)。辅助扭矩计算装置106通过将辅助扭矩量Ac和Ad相加获得总辅助扭矩量Al。
辅助扭矩计算装置106构造成获得从发动机扭矩产生延迟判断装置108判断发动机扭矩TE被期望地延迟的时刻到由于发动机点火或者增大工作气缸数量完成的结果实际产生发动机扭矩TE的时刻的时间期间作为辅助时间长度。
当发动机扭矩产生延迟判断装置108已经判断发动机扭矩TE的产生被期望地延迟时，辅助扭矩控制装置102指令混合动力控制装置52控制第二电动机M2执行辅助发动机8的发动机辅助操作，使得针对由辅助扭矩计算装置106计算的辅助时间长度第二电动机M2提供由辅助扭矩计算装置106计算的辅助扭矩量Al。因而，由于发动机扭矩TE被延迟产生，车辆驱动扭矩传递到驱动轮38的延迟量被减小，从而减小了车辆加速度恶化。
辅助扭矩计算装置106构造成不仅基于扭矩限制量S和发动机扭矩产生延迟量L计算辅助扭矩量As、Al，而且还基于例如加速踏板的操作量变化率ACC’(＝dACC/dt)并且根据辅助扭矩量A’和变化率ACC’之间的预定关系(该关系由实验获得)计算辅助扭矩量A’，使得辅助扭矩量A’随着变化率ACC’增大而增大。辅助扭矩计算装置106通过将辅助扭矩量As、Al和A’相加获得总辅助扭矩量AALL。
辅助扭矩控制装置102指令混合动力控制装置52驱动第二电动机M2以执行辅助发动机8的发动机辅助操作，使得第二电动机M2提供由辅助扭矩计算装置106计算的总的辅助扭矩量AALL。
参照图20的流程图，图示了当发动机扭矩被限制或者当发动机扭矩的产生被延迟时由设置在图17的实施例中的电子控制装置40执行的发动机辅助操作。该控制例程以例如数毫秒到数十毫秒的极短循环时间重复执行。
图21是说明几乎同时发生以下情况下图20的流程图中图示的发动机辅助操作的时间图。同时发生的情况是在车辆在电动机驱动模式下行驶过程中由于加速踏板的较大的操作量而如图6的实线B所示车辆状态从点“a”切换到点“b”，车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式；差动部分的换档状态从无级变速状态切换到有级变速状态，和自动变速器部分20进行降档动作的判断。
图22是用于说明在判断在车辆在发动机驱动模式下行驶过程中由于加速踏板的较大的操作量而如图6的实线B所示车辆状态从点“b”切换到点“b”，将差动部分11的换档状态从无级变速状态(非锁止状态)切换到有级变速状态(锁止状态)的情况下，在图20的流程图中图示的发动机辅助操作的时间图。
发动机辅助控制例程以对应于发动机扭矩限制判断装置104的步骤S11(以下省略“步骤”)开始以判断在切换控制装置50控制下的切换离合器C0的啮合动作过程中，发动机扭矩限制装置100是否已经指令发动机输出控制装置43暂时减小发动机扭矩TE。在图22的示例中，由于加速踏板操作量较大使得通过切换离合器C0的啮合动作将差动部分11从无级变速状态(非锁止状态)切换到有级变速状态(锁止状态)的判断是在时间点t1进行的，并且在差动部分11切换到锁止状态时发动机扭矩TE被限制达从时间点t3到时间点t6的时间段。
如果在S11中获得否定的判断，则控制流程进行到对应于发动机扭矩限制判断装置104的S12，以判断在混合动力控制装置52的控制下用发动机起动车辆时发动机扭矩限制装置100是否已经指令发动机输出控制装置53以暂时减小发动机扭矩TE。
如果在S12中获得否定的判断，则控制流程进行到对应于发动机扭矩产生延迟判断装置108的S13以判断在发动机开-关控制装置112起动发动机8时发动机扭矩TE的产生是否被延迟。例如，关于在发动机开-关控制装置112起动发动机8时发动机扭矩TE的产生是否被延迟的判断是通过由于混合动力控制装置52根据车辆状态变化将车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式的判断结果，判断发动机开-关控制装置112是否已经确定起动发动机8。在图21的示例中的时间点T1，通过切换离合器C0的啮合动作将差动部分11从无级变速状态(非锁止状态)切换到有级变速状态(锁止状态)的判断是由于加速踏板的较大操作量而进行的，并且是将车辆驱动模式从电动机模式切换到发动机驱动模式的判断，同时也是自动变速器部分20从第二档位到第一档位的降档的判断。
如果在S13获得否定的判断，则控制进行到对应于发动机扭矩产生延迟判断装置108的S14以判断在工作气缸数量控制装置110增大发动机8的工作气缸数量时发动机扭矩TE的产生是否被延迟。例如，关于在工作气缸数量控制装置110增大发动机8的工作气缸数量时发动机扭矩TE的产生是否被延迟的判断是通过由于混合动力控制装置52根据车辆状态的变化增大工作气缸数量的判断结果判断工作气缸数量控制装置110是否已经开始增大发动机8的工作气缸的数量来进行的。
如果在S14获得否定的判断，则控制流程进行到对应于辅助扭矩控制装置102的S15，在S15中，第二电动机M2没有执行发动机辅助操作来补偿由于对发动机扭矩TE的限制或者发动机扭矩TE被延迟产生而引起的车辆驱动扭矩的不足。
如果在S11-S14的任何一个中获得肯定的判断，则控制流程进行到对应于辅助扭矩计算装置106的S16以计算由第二低档机机M2提供的辅助扭矩量和辅助时间长度。例如，基于发动机扭矩TE的限制(该限制已经在S11或者S12中判断了)的量S并且根据图19(a)所示的预定关系S计算辅助扭矩量As，并且发动机扭矩TE的限制时间长度被计算为辅助时间长度。此外，基于发动机扭矩TE产生被延迟(该延迟已经在S13或者S14中判断了)的量L并且根据图19(b)中所示的预定关系L计算辅助扭矩量Al，并且从延迟判断的时刻到实际产生发动机扭矩TE的时刻的时间段被计算为辅助时间长度。
S15和S16之后是S17，除了在S16中计算的辅助扭矩量As和Al之外，S17对应于辅助扭矩计算装置106以基于加速踏板的操作量的变化率ACC’(＝dACC/dt)并根据由实验获得的预定关系计算辅助扭矩量A’。
控制流程然后进行到对应于辅助扭矩计算装置106的S18以通过将在S16计算的辅助扭矩量As和Al与在S17中计算的辅助扭矩量A’加起来计算总辅助扭矩量AALL。
然后，S19对应于辅助扭矩控制装置102以指令混合动力控制装置52驱动第二电动机M2以执行辅助发动机8的发动机辅助操作使得第二电动机M2提供在S18中计算的总辅助扭矩量AALL。
在图21所示的从t1时间点到t2时间点时间段，切换离合器C0啮合将换档状态从无级变速状态(非锁止状态)切换到有级变速状态(锁止状态)，同时在自动变速器部分20从第二档位降档到第一档位的降档动作之前作为发动机起动器工作的第一电动机M1在无级变速状态下起动发动机8，伴随着第一电动机速度NM1平滑变化。因而，降低了起动发动机时的振动。在t2的时间点，发动机以预定的发动机速度NE’点火。
在发动机8起动之后的时间点t3，指令液压控制单元42啮合切换流浪汉起C0。结果，切换离合器C0的液压压力在从时间点t3到时间点t4的时间段期间增大。在t4时间点，完成切换离合器C0的啮合动作，使得发动机速度NE、第一电动机速度NM1和传动部件18的旋转速度变得彼此相等。因而，自动变速器部分20的输入速度(传动部件18的旋转速度)在发动机速度NE下保持恒定。
在以下时间点t5，换档指令施加到液压控制单元42以进行自动变速器部分的降档动作(即，进行液压操作摩擦耦合装置为建立第一档位的适合组合的啮合动作)。由于在差动部分11切换到锁止状态的同时没有进行该自动变速器20的降档动作，容易进行该自动变速器20的降档动作。还要注意，在发动机速度NE、第一电动机速度NM1和传动部件18的旋转速度彼此相等的同时进行降档动作，使得可以根据传动部件18的旋转速度的变化(由车辆速度V和自动变速器部分20的速比γ确定)由第一电动机M1控制发动机速度NE。在此情况下，自动变速器部分20能够快速降档。因而，在由于操作加速踏板的结果，改变换档状态、起动发动机8和对自动变速器部分20进行换档同时判断到的情况下，这三个操作情况被控制成依次进行。
发动机扭矩TE的产生相对于由于加速踏板的较大操作量而起动发动机8的判断时刻被延迟，这是因为当发动机8点火时发动机扭矩TE在时间点t2或者更晚产生。不需要在操作加速踏板的过程中延迟产生车辆驱动扭矩。为了对车辆驱动扭矩产生被延迟进行补偿，第二电动机M2在时间点t1开始发动机辅助操作。即使在时间点t3之后，第二电动机M2继续进行发动机辅助操作以补偿从时间点t3到时间点t4为了将换档状态切换到锁止状态而在切换离合器C0的啮合动作过程中的发动机扭矩TE的减小。在图21的示例中，基于诸如车辆驱动扭矩和速比γ的车辆状态执行发动机辅助操作直到时间点t6。在图22的示例中，执行第二电动机M2的发动机辅助操作达从时间点t3到时间点t6的时间段，在该时间段，发动机扭矩TE受到限制。
在图21的示例中，车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式，并且换档状态变化到在电动机驱动模式中锁止状态。在图22的示例中，换档状态切换到在发动机驱动模式中的锁止状态。可以清楚的是，基于执行发动机辅助操作的车辆状态(诸如发动机扭矩TE的产生延迟量、发动机扭矩TE的限制状况、车辆驱动扭矩的不足量和加速踏板操作量的变化率ACC’)计算辅助扭矩量和时间长度。
在图21的示例中，车辆驱动模式从电动机驱动模式切换到发动机驱动模式，并且换档状态切换到电动机驱动模式中的锁止状态。在图22的示例中，换档状态被切换到发动机驱动模式中的锁止状态。可以清楚的是，在图21的示例中的辅助扭矩量和辅助时间长度比图22的示例中的辅助扭矩量和辅助时间长度更大且更长。因而，基于执行发动机辅助操作的车辆状态(诸如发动机扭矩TE的产生延迟量；发动机扭矩TE受限制状态；车辆驱动扭矩的不足量；行驶速度V和速比γ；和加速踏板操作量的变化率ACC’)确定辅助扭矩量和辅助时间长度。
在上述的本实施例中，在发动机扭矩限制装置100对发动机扭矩TE限制过程中，辅助扭矩控制装置102通过第二电动机M2执行发动机辅助操作以补偿发动机扭矩TE的限制。因而，将要传递到驱动轮38的扭矩由于发动机扭矩TE的限制而减小的量得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于在车辆在给定行驶状态下的加速踏板操作的给定量的驱动轮的驱动扭矩保持恒定，即，尽管发动机扭矩TE受到限制，但是对应于加速踏板操作的给定量的车辆驱动扭矩不显著变化，由此车辆操作者在发动机扭矩TE受限制的情况下不会感到不舒适。
本实施例还构造成在用发动机8起动车辆时，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE以保护产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩的第一电动机M1，并且在发动机扭矩TE受发动机扭矩限制装置100限制的过程中，辅助扭矩控制装置102通过第二电动机M2执行发动机辅助操作，以补偿发动机扭矩TE的限制。因而，将要传递驱动轮38的扭矩减小量得到减小从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于在车辆在给定行驶状态下的加速踏板操作的给定量的驱动轮的驱动扭矩保持恒定，即，尽管发动机扭矩TE受到限制，但是对应于加速踏板操作的给定量的车辆驱动扭矩不显著变化，由此车辆操作者在发动机扭矩TE受限制的情况下不会感到不舒适。
本实施例还布置成在通过切换离合器C0的啮合动作将差动部分11(动力分配机构16)从差动状态切换到锁止状态时，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE，辅助扭矩控制装置102通过第二电动机M2执行发动机辅助操作以补偿发动机扭矩TE的限制，使得将传递到驱动轮38的扭矩的减小量得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于在车辆在给定行驶状态下的加速踏板操作的给定量的驱动轮的驱动扭矩保持恒定，即，尽管发动机扭矩TE受到限制，但是对应于加速踏板操作的给定量的车辆驱动扭矩不显著变化，由此车辆操作者在发动机扭矩TE受限制的情况下不会感到不舒适。
本实施例还布置成辅助扭矩控制装置102通过第二电动机M2执行发动机辅助操作以对发动机扭矩TE的产生被延迟进行补偿。因而，由于发动机扭矩TE被延迟产生而引起的传递到驱动轮38的车辆驱动扭矩的延迟得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于在车辆在给定行驶状态下的加速踏板操作的给定量的驱动轮的驱动扭矩保持恒定，即，尽管发动机扭矩TE受到限制，但是对应于加速踏板操作的给定量的车辆驱动扭矩不显著变化，由此车辆操作者在发动机扭矩TE受限制的情况下不会感到不舒适。
本实施例还布置成辅助扭矩控制装置102通过第二电动机M2执行发动机辅助操作对发动机扭矩TE的产生被延迟进行补偿达发动机开-关控制装置112起动发动机8所需的时间长度。因而，由于延迟产生发动机扭矩TE而引起的传递到驱动轮38的车辆驱动扭矩的延迟得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于在车辆在给定行驶状态下的加速踏板操作的给定量的驱动轮的驱动扭矩保持恒定，即，尽管发动机扭矩TE受到限制，但是对应于加速踏板操作的给定量的车辆驱动扭矩不显著变化，由此车辆操作者在发动机扭矩TE受限制的情况下不会感到不舒适。
本实施例还布置成辅助扭矩控制装置102通过第二电动机M2执行发动机辅助操作以对发动机扭矩TE的产生被延迟进行补偿达工作气缸数量控制装置110自动发动机8的工作气缸数量所需的时间长度。由于延迟产生发动机扭矩TE而引起的传递到驱动轮38的车辆驱动扭矩的延迟得到减小，从而降低了车辆加速度的恶化，使得用于在车辆在给定行驶状态下的加速踏板操作的给定量的驱动轮的驱动扭矩保持恒定，即，尽管发动机扭矩TE受到限制，但是对应于加速踏板操作的给定量的车辆驱动扭矩不显著变化，由此车辆操作者在发动机扭矩TE受限制的情况下不会感到不舒适。
第五实施例参照对应于图17的功能框图的图23的功能框图，图示了根据本发明另一个实施例的车辆驱动系统的电子控制装置40的主要控制功能。在本车辆驱动系统中，发动机8、第一电动机M1、差动机构16和第二电动机M2设置在第一轴线上，并且自动变速器20设置在并行于第一轴线的第二轴线上，而差动持欧那装置(终减速器)36设置在平行于第一轴线的第三轴线上。左右驱动轮(前轮)38由差动齿轮装置36驱动。本车辆驱动系统还设置后轮驱动电动机M3和用于驱动左右后轮39的差动齿轮装置37。即，车辆是四轮驱动车辆。后轮驱动电动机M3被利用来执行发动机辅助操作。
接着，参照对应于图20的流程图的图24的流程图，图24图示了图23实施例的电子控制装置40的主要控制操作。在图24的控制例程中，S21-S28分别与图20的S1-S18相同。然而，S29设置来执行其中第二电动机M2或者当第一电动机M1可用于发动机辅助操作时或者仅仅第一电动机M1第一和第二电动机M1、M2两者，或者当后轮驱动电动机M3可用于发动机辅助操作时后轮驱动电动机M3提供总辅助扭矩量TALL发动机辅助操作。当车辆行驶的道路具有相对低的摩擦系数或者不好的路面状况时，后轮驱动电动机M3优先地用于发动机辅助操作。在发动机8设置有用于起动发动机8的起动器电动机时，该起动器电动机可以用于发动机辅助操作。
在本实施例中，S30-S32设置用于仅仅当没有操作制动踏板和驻车制动杆或者踏板执行发动机辅助操作。即，S30设置来判断是否已经操作了车辆的制动系统。如果在S30获得肯定的判断，则这表明要求了制动车辆的操作，并且车辆操作者不想起动车辆。在此情况下，控制流程进行到S31以禁止通过电动机进行发动机辅助操作以节约电能。如果在S30中获得否定判断，控制流程进行到S32以执行发动机辅助操作，然后进行到S26和随后的步骤。在本实施例中，当没有要求制动车辆的操作时，在没有操作制动踏板或者驻车制动杆或者踏板的情况下，发动机辅助操作执行的方式与图21和图22的时间图所示的方式相同。因而，本实施例所提供的优点与之前的实施例相同。
尽管参照附图详细描述了本发明的优选实施例，但是可以理解，本发明也可以其它的方式体现。
在图示的实施例中，车辆起动发动机扭矩限制装置86构造成在用作为车辆驱动力源的发动机8起动车辆时，并且当车速判断装置84判断实际车速V不高于预定值V2时，限制发动机扭矩TE使得差动部分11能够作为电控无级变速器在混合动力控制装置52的控制下工作。然而，车速判断装置84的否定判断不必是应该满足车辆起动发动机扭矩限制装置86以限制发动机扭矩TE的条件。同样在此情况下，使得产生对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩的第一电动机M1的输出比在发动机扭矩TE没有受到限制的情况中要小。因而，能够减小第一电动机M1的所需尺寸。
在图示的实施例中，差动部分11是选择性置于无级变速状态和固定速比换档状态中一个状态中，使得变速器机构10、70可在其中差动部分11用作电控无级变速器的无级变速状态和其中差动部分11用作有级变速器的有级变速状态切换。然而，本发明的原理可以应用到不可切换到有级变速状态的变速器机构，即在该有级变速状态中，差动部分11不设置切换离合器C0和切换制动器B0，并且仅仅用作电控无级变速器(电控差动部分)。
在图示的实施例中，通过将差动部分11(动力分配机构16)选择性置于其中差动部分作为电控无级变速器工作的差动状态和其中差动部分11不作为有级变速器工作的非差动部分(锁止状态)中一个状态，而将变速器机构10、70在无级变速状态和有级变速状态之间切换。然而，置于差动状态的差动部分11能够作为速比逐级变化而不是连续变化的有级变速器工作。换言之，差动部分11的差动状态和非差动状态没有分别对应于变速器机构10、70的无级变速和有级变速状态，因而差动部分11不必在无级变速和有级变速状态之间切换。本发明的原理可应用到可在差动和非差动状态之间切换的任何变速器机构10、70(差动部分11和动力分配机构16)。
在图示的实施例中，构成自动变速器部分20、72一部分的第一离合器C1和第二离合器C2设置为可工作将动力传递路径选择性置于动力传递状态和动力断开状态的一个状态的耦合装置，并且这些第一和第二离合器C1、C2设置在自动变速器部分20、72和差动部分11之间。然而，第一和第二离合器C1、C2可以用可工作将动力传递路径选择性置于动力传递状态和动力断开状态中一个状态的至少一个耦合装置代替。例如，上述至少一个耦合装置中每个可以连接到输出轴20、72。进一步，耦合装置不必构成自动变速器部分20、72一部分，并且可以独立于自动变速器部分20、72来设置。
在图示的实施例中的动力分配机构16中，第一行星架CA1固定到发动机8，并且第一太阳轮S1固定到第一电动机M1，而第一齿圈R1固定到传动部件18。然而，该布置不是必要的。发动机8、第一电动机M1和传动部件18可以固定到从第一行星齿轮组24的三个元件CA1、S1和R1中选择的任何其它元件。
尽管在图示的实施例中发动机8直接固定到输入轴14，但发动机8可以通过诸如齿轮和带的任何适合部件可操作地连接到输入轴，并且不必与输入轴14同轴设置。
在图示的实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2与输入轴14同轴设置，并且分别固定到第一太阳轮S1和动力传递部件18。然而，这布置不是必要的。例如，第一和第二电动机M1、M2可以通过齿轮和传动带分别可操作连接到第一太阳轮S1和传动部件18或者输出轴20。
尽管在图示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，动力分配机构16不必设置切换离合器C0和切换制动器B0两者。尽管切换离合器C0设置来选择性将第一太阳轮S1和第一行星架CA1彼此连接，但是切换离合器C0可以设置来选择性将第一太阳轮S1和第一齿圈R1彼此连接，或者选择性将第一行星架CA1和第一齿圈R1连接。即，切换离合器C0可以布置成连接第一行星齿轮组24中三个元件的任何两个。
尽管在图示实施例中在变速器机构10、70中，为了建立空档N而啮合切换离合器C0，但是为了建立空档不必啮合切换离合器C0。
在图示实施例中用作切换离合器C0、切换制动器B0等的液压操作摩擦耦合装置可以用磁粉式、电磁式或机械式耦合设备(例如粉末(磁粉)离合器、电磁离合器和啮合型犬牙式离合器)代替。
尽管在图示实施例中第二电动机M2连接到传动部件18或者输出轴22，第二电动机M2可以连接到自动变速器部分20、70的旋转部件。
在图示实施例中，有级变速器部分20、72设置在驱动轮38和传动部件18(是无级变速器部分11或者动力传递机构16的输出部件)之间的动力传递路径中。然而，有级变速器部分20、72可以用任何类型动力传递装置代替，诸如呈无级变速器(CVT)形式的自动变速器；作为公知为手动变速器的永久啮合平行双轴型变速器并且通过选择气缸和轴缸(shaftcylinder)而自动换档的自动变速器；和手动换档的同步啮合型手动变速器。在有级变速器部分被无级变速器(CVT)代替的情况下，当动力分配机构16置于固定速比换档状态时，整个变速器机构被置于有级变速状态。在有级变速状态下，驱动力主要通过机械动力传递路径传递，而不是通过电气路径传递。上述无级变速器可以被控制成将其速比改变到对应于有级变速器的相应档位并且存储在存储器中的多个固定值中选定的一个值，使得变速器机构的速比能够逐级变化。此外，本发明的原理可以应用到没有设置自动变速器部分20、72的变速器机构。在自动变速器部分20、72用无级变速器(CVT)或者永久啮合型代替的情况下，或者在没有自动变速器20、72的情况下，耦合装置可以设置在传动部件18和驱动轮38之间的动力传递路径上，使得通过耦合装置啮合和释放动作使得动力传递路径在动力传递状态和动力断开状态之间切换。
尽管在之前的实施例中的自动变速器部分20、72通过传动部件18串联连接到差动部分11，自动变速器部分20、72可以安装到与输入轴14平行的副轴上并且与副轴同轴设置。在此情况下，差动部分11和自动变速器部分20、72可操作地通过适合动力传递装置或者诸如一对副轴齿轮和链轮和链的组合的一组两个传动部件而彼此连接。
在之前实施例中设置作为差动机构的动力分配机构16可以用这样的差动齿轮装置代替，所述差动齿轮装置包括由发动机8带动旋转的小齿轮和成对锥齿轮，成对锥齿轮与小齿轮啮合且分别可操作地连接到第一电动机M1和传动部件18。
尽管在图示实施例中的动力分配机构16由一个行星齿轮组24构成，但是其可以由两个或者更多行星齿轮组构成，使得动力分配机构16可作为在非差动状态(固定速比换档状态)中具有三个或者更多档位的变速器工作。
在图示的实施例中，手动操作换档装置46设置有变速杆48，变速杆48可手动操作选择多个工作位置中一个位置。然而，变速杆48可以用按钮开关、滑动型或者手动操作选择多个工作位置中所需一个位置的任何其它类型的开关代替，或者由不由手操作的装置(诸如，响应于车辆操作者的声音而工作的装置或者由脚操作的装置)代替，以选择多个工作位置中一个位置。尽管变速杆48具有手动前进档位M，以用于选择自动变速器部分20、72自动换档用的前进档位的数字，但是置于手动前进档位M的变速杆48可以用于通过操作变速杆48从档位M到升档位置“+”或者降档位置“-”在从第一档位到第四档位的范围内对自动变速器部分20、72进行手动升档或者降档。
尽管在之前实施例中开关44是交互转换开关，但是交互转换开关44可以用单个按钮开关、选择性压入工作位置的两个按钮开关、杠杆开关，滑动开关或者可操作选择无级变速状态(差动状态)和有级变速状态(非差动状态)中所需一个状态的任何其它类似的开关或者切换装置。交互转换开关44可以具有或者不具有空档位置。在交互转换开关44不具有空档位置的情况下，附加开关可以设置来使交互转换开关工作或者不工作。该附加开关的功能对应于交互转换开关44的空档位置。交互转换开关44可以用由车辆操作者产生的声音操作或者车辆操作者的脚操作而不是用手操作的切换装置代替，以选择无级变速状态(差动状态)和有级变速状态(非差动状态)中一个。
在图示实施例中，辅助扭矩控制装置102通过使用第一电动机M2执行发动机辅助操作。然而，在第一电动机M1对于发动机辅助操作是可用的情况下，第一电动机M1可以用来代替第二电动机M2，或者除了第二电动机M2之外还使用第一电动机M1。例如，在通过保持切换离合器C0的啮合状态下而使差动部分11处于锁止状态下，第一电动机M1能够用于发动机辅助操作，因为在锁止状态下第一行星齿轮组24的三个元件作为一个单元旋转，使得第一电动机M1的旋转运动能够传递到驱动轮38。
在图示实施例中的发动机扭矩限制装置100可以构造成由于切换离合器C0或者制动器B0的摩擦部件的故障、设置在液压控制单元42中以控制离合器C0或者制动器B0的液压致动器的电磁操作阀的故障，液压致动器或者电磁操作阀的功能恶化或者造成液压致动器或者电磁操作阀的低的工作响应的液压工作流体的低温度，在差动部分11不能够由切换控制装置50从无级变速状态(差动状态)切换到有级变速状态(锁止状态)的情况下，发动机扭矩限制装置100限制发动机扭矩TE以防止发动机扭矩TE增大超过预定上限TE1，以减小第一电动机M1的耐久性的恶化，同时防止第一电动机M1的所需尺寸的增大。本发明的原理可以应用到限制上述情况的发动机扭矩TE。
在图示实施例中的发动机扭矩限制装置100可以布置以与例如在切换控制装置50的控制下进行切换离合器C0的啮合动作的正时关系来限制发动机扭矩TE，使得紧接在啮合动作完成之前就开始限制发动机扭矩TE。本发明的原理可以应用到以上述方式限制发动机扭矩TE。
尽管发动机开-关控制装置112设置在图示实施例中来使发动机8起动和停止，除了用于使发动机8停止的发动机停止装置以外，可以设置用于起动发动机8的发动机起动装置。
尽管在图示实施例中设置工作气缸数量控制装置来改变发动机8工作气缸的数量，但是该工作气缸数量控制装置110可以构造成依次或者一次性或者以任何方式在没有气缸工作模式(燃料切断模式)和所有气缸工作模式之间改变工作气缸的数量。例如，在发动机8具有六个气缸的情况下，工作气缸数量控制装置110可以在零和六之间依次增大或者减小工作气缸的数量，或者在一和四之间或者在三和六之间一次性改变数量。此外，多个气缸可以分成多个组，使得选择的一个或者多个或者所有组被选定为工作组。可选地，发动机可以由两列气缸组成，使得发动机在所谓的“列切换控制模式”中工作，在该模式中，两列中的一列或者两列选定为工作列。在工作气缸的数量一次改变或者发动机在列切换控制模式下工作的情况下，发动机扭矩TE能够快速变化。尤其是在单列工作切换到两列工作的情况下或者工作气缸的数量一次地从一个改变到四个的情况下，能够快速获得所需输出扭矩。
在图示实施例中的工作气缸数量控制装置110布置成通过切断到选定的气缸的燃料供应而选定部分气缸工作模式(包括燃料切断模式)。然而，选择部分气缸工作模式可以通过简单地切断到选定气缸的燃料供应或者通过限制受到燃料切断的每个气缸中的压力变化以减小发动机8的拖带(旋转运动的阻力)来进行。在发动机8设置有用于在四个行程的至少一个行程中改变进气阀和排气阀的工作正时来限制每个气缸中的压力变化的可变阀正时机构，例如，在部分气缸工作模式下，工作气缸数量控制装置110控制可变阀正时机构以限制受到燃料切断的每个气缸中的压力变化，使得发动机8的泵损失得到降低，从而减小了发动机8的拖带。有各种用于限制气缸压力变化的其它装置，诸如用于在进气行程中主动打开节流阀以限制气缸中负压的产生由此限制压力变化的装置，和用于断开曲轴和发动机8的活塞之间的机械连接以使活塞的往复运动停止由此限制气缸中压力变化的装置。
在图示实施例中的辅助扭矩控制装置102布置成当差动部分11在切换控制装置50的控制下基于车辆状态自动切换到锁止状态时，执行发动机辅助操作。然而，还可以当在手动操作开关44时使得差动部分11手动切换到锁止状态时，执行发动机辅助操作。
在图示的实施例中，自动变速器部分20在有级变速控制装置54的控制下基于车辆状态自动换档。然而，在所谓“手动换档模式(M模式)”中，可以手动改变自动变速器部分20的速比。
在图21的示例中，以与有级变速控制装置54在时间点t4时开始的自动变速器部分20的换档动作完成时刻的正时关系，自动变速器部分20的输入扭矩可以通过控制第一电动机M1以提供反向驱动扭矩或者再生制动扭矩而得到降低。该对第一电动机M1的控制确保了比点火正时的延迟或者发动机的节流阀开启控制更有效降低自动变速器20的换档冲击。
设置在图示实施例中的发动机8可以设置有电磁操作阀或者哈致动器，以用于开启和关闭进气阀和/或排气阀。在此情况下，非工作气缸能够置于非压缩状态。
在图示的实施例中，车辆的差动机构16设置有第一电动机M1和第二电动机M2。然而，不必设置第一电动机M1和第二电动机M2两者，因为可以基于差动机构16的机械扭矩容量和差动机构16的电气扭矩容量的上限进行根据本发明对发动机扭矩的限制。
图示实施例可以针对上述控制特征的一些特征使用相同的控制设备。
可以理解到，仅仅是出于示例性的目的描述本发明的实施例，并且可以理解到本发明可以用本领域技术人员可以想到的各种变化和修改来体现。
权利要求
1.一种用于车辆驱动系统的控制设备，所述车辆驱动系统包括无级变速器部分，所述无级变速器部分可作为电控无级变速器工作，并具有可工作以将发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构以及设置在所述传动部件与车辆驱动轮之间的动力传递路径中的第二电动机，并且所述车辆驱动系统还包括自动变速器部分，所述自动变速器部分构成上述动力传递路径的一部分，并且用作自动变速器，所述控制设备的特征在于包括车辆起动发动机扭矩限制装置，其用于在通过作为车辆驱动力源的所述发动机起动所述车辆时限制所述发动机的输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中，当所述车辆的行驶速度不高于预定值时，所述车辆起动发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中，所述车辆起动发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩，使得防止所述输出扭矩增大超过能够由所述第一电动机产生的最大反作用扭矩。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备，其中，所述差动机构设置有差动状态切换装置，所述差动状态切换装置松开以将所述无级变速器部分置于无级变速状态，并且所述差动状态切换装置啮合以将所述无级变速器部分置于有级变速状态，在所述无级变速状态中，所述无级变速器部分作为电控无级变速器工作，在所述有级变速状态中，所述无级变速器部分不作为所述电控无级变速器工作。
5.一种用于车辆驱动系统的控制设备，所述车辆驱动系统包括差动部分，所述差动部分包括可工作以将发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构以及设置在所述传动部件与车辆驱动轮之间的动力传递路径中的第二电动机，并且所述车辆驱动系统还包括变速器部分，所述变速器部分构成上述动力传递路径的一部分，并且用作变速器，所述控制设备的特征在于包括车辆起动发动机扭矩限制装置，其用于在通过作为车辆驱动力源的所述发动机起动所述车辆时限制所述发动机的输出扭矩。
6.根据权利要求5所述的控制设备，其中，当所述车辆的行驶速度不高于预定值时，所述车辆起动发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩。
7.根据权利要求5或6所述的控制设备，其中，所述车辆起动发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩，使得防止所述输出扭矩增大超过能够由所述第一电动机产生的最大反作用扭矩。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的控制设备，其中，所述差动机构设置有差动状态切换装置，所述差动状态切换装置可工作以选择性地将所述差动机构置于差动状态和锁止状态其中一个状态，在所述差动状态中，所述差动机构执行差动功能，在所述锁止状态中，所述差动机构不执行所述差动功能。
9.一种用于车辆驱动系统的控制设备，所述车辆驱动系统包括发动机、构造成将所述发动机的输出分配到传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从所述传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径以及其输出可被传递到所述驱动轮的电动机，所述控制设备的特征在于包括发动机扭矩限制装置，其用于基于所述差动机构的扭矩容量的上限来限制所述发动机的所述输出扭矩；以及辅助扭矩控制装置，其用于在所述发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩期间通过所述电动机执行发动机辅助操作以补偿对所述发动机的所述输出扭矩的所述限制。
10.一种用于车辆驱动系统的控制设备，所述车辆驱动系统包括发动机、构造成将所述发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从所述传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径以及其输出可被传递到所述驱动轮的第二电动机，所述控制设备的特征在于包括发动机扭矩限制装置，其用于限制所述发动机的所述输出扭矩；以及辅助扭矩控制装置，其用于在所述发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩期间通过所述电动机执行发动机辅助操作以补偿对所述发动机的所述输出扭矩的所述限制。
11.根据权利要求10所述的控制设备，其中，所述第二电动机设置在所述动力传递路径中。
12.根据权利要求10或11所述的控制设备，其中，所述发动机扭矩限制装置基于所述差动机构的扭矩容量的上限来限制所述发动机的所述输出扭矩。
13.根据权利要求12所述的控制设备，其中，所述差动机构的所述扭矩容量的所述上限是所述第一电动机的扭矩容量的上限。
14.根据权利要求12所述的控制设备，其中，所述差动机构的所述扭矩容量的所述上限是所述差动机构的电力传递容量的上限。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的控制设备，其中，在通过作为车辆驱动力源的所述发动机起动所述车辆时，所述发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的控制设备，其中，所述差动机构包括耦合装置，所述耦合装置用于将所述差动机构置于在差动状态和锁止状态中选定的一个状态，在所述差动状态中，所述差动机构执行差动功能，在所述锁止状态中，所述差动机构不执行所述差动功能，并且在通过所述耦合装置将所述差动机构切换到所述锁止状态时，所述发动机扭矩限制装置限制所述发动机的所述输出扭矩。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的控制设备，其中，在要求制动所述车辆的制动操作时，所述辅助扭矩控制装置不执行对所述发动机的所述输出扭矩的所述限制进行补偿的所述发动机辅助操作。
18.一种用于车辆驱动系统的控制设备，所述车辆驱动系统包括发动机、构造成将所述发动机的输出分配到传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从所述传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径以及其输出可被传递到所述驱动轮的电动机，所述控制设备的特征在于包括辅助扭矩控制装置，其用于通过所述电动机执行发动机辅助操作以对延迟产生所述发动机的输出扭矩进行补偿。
19.一种用于车辆驱动系统的控制设备，所述车辆驱动系统包括发动机、构造成将所述发动机的输出分配到第一电动机和传动部件的差动机构、用于将车辆驱动力从所述传动部件传递到车辆驱动轮的动力传递路径以及其输出可被传递到所述驱动轮的第二电动机，所述控制设备的特征在于包括辅助扭矩控制装置，其用于通过所述第二电动机执行发动机辅助操作以对延迟产生所述发动机的输出扭矩进行补偿。
20.根据权利要求19所述的控制设备，其中，所述第二电动机设置在所述动力传递路径中。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的控制设备，还包括用于起动发动机的发动机起动控制装置，并且其中，当所述发动机的所述输出扭矩基于通过所述发动机起动装置起动所述发动机而被延迟产生时，所述辅助扭矩控制装置执行所述发动机辅助操作。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的控制设备，其中，所述发动机的工作状态是可变的，所述控制设备还包括用于改变所述发动机的所述工作状态的工作状态改变装置，并且，当所述发动机的所述输出扭矩基于通过所述工作状态改变装置改变所述发动机的所述工作状态而被延迟产生时，所述辅助扭矩控制装置执行所述发动机辅助操作。
23.根据权利要求22所述的控制设备，其中，所述发动机是可变气缸发动机，所述可变气缸发动机的工作气缸的数量是可变的，并且所述工作状态改变装置构造成改变所述发动机的所述工作气缸的所述数量，当所述发动机的所述输出扭矩基于通过所述工作状态改变装置改变所述发动机的所述工作气缸的所述数量而被延迟产生时，所述辅助扭矩控制装置执行所述发动机辅助操作。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的控制设备，其中，在要求制动所述车辆的制动操作时，所述辅助扭矩控制装置不执行对所述发动机的所述输出扭矩的所述限制进行补偿的所述发动机辅助操作。
全文摘要
本发明公开了一种用于车辆的驱动装置控制器，其能够限制发动机扭矩(T
文档编号F16H61/684GK101048585SQ20058003696
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者田端淳, 多贺丰, 镰田淳史 申请人:丰田自动车株式会社