CN101196235B - 用于车辆驱动***的控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆驱动***的控制设备。所述控制设备在接收对变速部分的变速要求之后恰当地控制变速部分的变速，用以防止差速部分(11)的给定元件超速。对于对自动变速部分(20)的变速要求，变速部分变速限制装置(86)考虑差速部分(11)的给定元件的转速确定自动变速部分(20)的速比的容许范围，并由此基于容许范围限制自动变速部分(20)的变速。因而，当存在对自动变速部分(20)的变速要求时，能够避免差速部分(11)的给定元件超速。这样能够抑制例如第一和第二电动机(M1和M2)和第一行星齿轮(P1)等的超速，从而改进第一和第二电动机(M1和M2)和第一行星齿轮(P1)等的耐久性。

Description

用于车辆驱动***的控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆驱动***的控制设备，该车辆驱动***具有：结合有差速机构的电动差速部分，该差速机构可工作以执行差速动作；和配置在差速部分和驱动轮之间的动力传递路径中的变速部分，更具体地，本发明涉及一种响应于用于执行变速的变速要求控制变速部分的变速动作。 
背景技术
到目前为止，已知用于车辆驱动***的控制设备包括：具有可工作以将发动机输出分配至第一电动机和动力传递部件的差速机构的差速部分，和配置在差速部分和驱动轮之间的动力传递路径中的变速部分，例如变速部分。差速部分包括与发动机相连接的第一元件，与第一元件和第一电动机相连接的第二元件，以及与动力传递部件相连接的第三元件。利用这种结构，差速部分在速比连续变化以用作无级变速器的情况下执行差速动作。 
同时，专利文献(日本专利申请No.9-37410)公开了一种与具有无级变速器的车辆驱动控制设备有关的技术，该车辆驱动控制设备随着车速的变化改变无级变速器的速比。这样允许发动机转速维持在固定水平，而不管车速的变化，也即不管无级变速器的输出转速变化。另外，目前为止，已知日本专利No.3526955和日本专利申请No.2002-243031公开了其它技术。 
即使对于用于具有差速部分和变速部分的车辆驱动***的控制设备，为了使发动机可在运转范围内高效运转，依照变速部分的变速在差速部分中开始变速。这样能够在变速前后的阶段将发动机转速维持在基本固定的水平，而不管差速部分的输出转速由于变速部分的变速而变化。
在具有上述这种结构的用于车辆驱动***的控制设备工作期间，会遭遇变速。也即，根据变速部分的输出转速与发动机转速之间的关系，第一电动机(第二元件)以基于差速部分的第一至第三元件的相对转速的相互关系确定的速度旋转(转动)，这会导致高旋转(高速旋转)，同时导致这些组成部件的耐久性(寿命)下降。除此之外，构成差速机构的小齿轮的转速(从另一角度看，例如发动机(第一元件)的转速与动力传递部件(第三元件)的转速之间的差值)落进高旋转范围，同时导致小齿轮(例如小齿轮滚针轴承和轴承套等)的耐久性降低。也即，根据用于自动变速部分的变速要求，即变速部分所要求的速比，很可能第一电动机以高速旋转，并且使得小齿轮以高速旋转。到目前为止，在相关技术中还没有调查和研究工作来解决这些组成部件的高旋转的出现以及进行公众未知(技术)的发布。 
图12是代表构成差速部分的各旋转元件的转速的已知共线图。共线图示出各旋转元件的转速随着变速部分中执行的换高档的变化，以及与变速部分的输出转速相关联的关系。在图12中，标记“ENG”代表与发动机相连接的第一旋转元件(第一元件)的转速；“M1”代表与第一电动机相连接的第二旋转元件(第二元件)的转速；“M2”代表与动力传递部件和第二电动机相连接的第三旋转元件(第三元件)的转速；“输出”代表变速部分的输出转速。另外，与差速部分相关的各直线代表各旋转元件中转速的关系。实线指示执行换高档动作之前相对运动关系，虚线指示换高档之后相对运动关系。 
当如图12所示，随着转速“M2”减小而执行换高档时，第二元件的转速“M1”升高，以便将第一元件的转速“ENG”维持在基本固定的水平。在所述换高档期间，如果变速部分的输出转速保持较低状态，同时发动机转速保持较高状态，存在第一元件的转速逐渐增大的可能性，以便第一电动机高速转速。除此之外，这导致发动机转速与动力传递部件(第二电动机)之间的转速差相对应增大，从而导致发生构成差速部分的小齿轮 高速旋转的可能性。 
尽管上面已针对变速部分的换高档操作进行了说明，但不用说即使当变速部分中实行降低档操作小齿轮也易于高速旋转。在这种情况下，第一电动机的转速仅处于负相，并且类似地，存在使得第一电动机高速旋转的可能性。另外，上面已经针对由车辆驱动***的控制设备开始的变速进行了示例性说明，其中，依照变速前后阶段变速部分中的变速执行变速控制，以将发动机转速保持在基本固定的水平。然而，所说明的特定配置仅是说明性的，本发明不仅限于这种变速控制。应理解的是，即使当例如发动机转速在变速动作前后阶段改变也适用本发明。 
发明内容
本发明是针对上述情况作出的，并且本发明的目的是提供一种用于车辆驱动***的控制设备，该控制设备可工作以恰当地控制变速部分中的变速，以便在存在用于变速部分的变速要求的情况下抑制差速部分的给定元件高速旋转。 
为实现上述目的，本发明提供了一种用于车辆驱动***的控制设备，所述车辆驱动***具有：包括差速机构的差速部分，所述差速机构具有与发动机相连接的第一元件、与第一电动机相连接的第二元件以及与动力传递部件相连接的第三元件，所述动力传递部件用于将发动机的输出分配至第一电动机和动力传递部件；和配置在动力传递部件与驱动轮之间的动力传递路径中的变速部分，所述控制设备的特征在于包括变速部分变速限制装置，该变速部分变速限制装置通过考虑差速部分的给定元件的转速确定关于对变速部分的变速要求的变速部分的速比的容许范围，来基于容许范围限制变速部分的变速。 
利用这种结构，变速部分变速限制装置考虑差速部分的给定元件的转速确定变速部分被要求的变速上的速比的容许范围，作为用于变速部分的速比，由此限制变速部分中的变速。因此，当存在对变速部分的变速要求时，能够避免差速部分的给定元件高速旋转。这导致抑制例如第一电动机 和构成差速部分的小齿轮的高旋转的结构，从而使得第一电动机和小齿轮的耐久性得到改进。 
根据本发明，变速部分变速限制装置通过参照变速部分的输出转速关联值与发动机转速之间的关系确定容许范围，以便防止给定元件的转速高旋转。利用这种结构，变速部分变速限制装置更恰当地限制变速部分中的变速。 
根据本发明，变速部分变速限制装置通过参照变速部分的输出转速关联值与发动机转速之间的关系确定容许范围，以便防止给定元件之间的相对转速高旋转。利用这种结构，变速部分变速限制装置更恰当地限制变速部分中的变速。 
根据本发明，还包括与动力传递部件相连接的第二电动机，其中，变速部分变速限制装置确定容许范围，以便防止与第二电动机相连接的元件和与所连接的元件保持接合的元件之间的相对转速高旋转。利用这种结构，变速部分变速限制装置更恰当地限制变速部分中的变速。 
根据本发明，变速部分变速限制装置通过抑制变速部分被要求的变速来限制变速部分的变速。利用这种结构，在接收对变速部分的变速要求后，能够恰当地避免差速部分的给定元件高旋转。 
根据本发明，变速部分变速限制装置通过延迟变速部分被要求的变速来限制变速部分的变速。利用这种结构，在接收对变速部分的变速要求后，能够恰当地避免差速部分的给定元件高旋转。 
根据本发明，变速部分变速限制装置通过实行与变速部分被要求的变速不同的变速来限制变速部分的变速。利用这种结构，在接收对变速部分的变速要求后，能够恰当地避免差速部分的给定元件高旋转。 
根据本发明，变速部分变速限制装置通过强制实行基于变速部分的当前状态的变速而限制变速部分的变速。利用这种结构，在接收对变速部分的变速要求后，能够恰当地避免差速部分的给定元件高旋转。 
根据本发明，变速部分变速限制装置基于变速部分的输出转速关联值和实际发动机转速确定，也即判断容许范围。利用这种结构，执行操作以 恰当地判定是否可将上下限速比选择作为变速部分的速比，即齿数比。 
根据本发明，变速部分变速限制装置基于变速部分的输出转速关联值和目标发动机转速确定，也即判断容许范围。利用这种结构，执行操作以恰当地判定是否可将上下限速比选择作为变速部分的速比。 
根据本发明，当变速部分的任何变速都不受变速部分变速限制装置限制时，基于变速部分的输出转速关联值与驾驶员要求确定变速部分的正常变速。利用这种结构，如果变速部分没有变速受到限制，确定对变速部分的适当变速要求。 
根据本发明，在第一电动机的运转状态受控时，差速部分用作无级变速器。利用这种结构，能够由差速部分和变速部分构成无级变速器，从而能够平滑地改变驱动转矩。另外，在速比被连续改变时，差速部分用作电控无级变速器，而在速比被分级式(分段式，阶梯式)改变时，差速部分又用作有级变速器。 
更优选地，差速机构包括行星齿轮组，该行星齿轮组包括与发动机相连接的第一元件、与第一电动机相连接的第二元件以及与动力传递部件相连接的第三元件。第一元件包括行星齿轮组的行星架；第二元件包括行星齿轮组的太阳齿轮；第三元件包括行星齿轮组的齿圈。利用这种结构，差速机构具有最小化的轴向方向。另外，差速机构能够仅以单行星齿轮组构成。 
更优选地，行星齿轮组包括单小齿轮型行星齿轮组。利用这种结构，差速机构具有最小化的轴向方向。另外，差速机构能够仅以单小齿轮型行星齿轮组构成。 
更优选地，车辆驱动***基于变速部分的速比(齿数比)和差速部分的速比建立总速比。利用这种结构，利用变速部分的速比能够在宽范围内获得车辆驱动力。 
更优选地，变速部分包括自动变速器。利用这种结构，无级变速器例如由差速部分构成，该差速部分可用作电控无级变速器和有级变速器，从而能够平滑地改变驱动转矩。在差速部分受控以将速比保持在基本固定的水平的情形下，差速部分和有级变速器提供了与有级变速器相当的状态。这能够使得车辆驱动***逐步改变总速比，由此获得即时的驱动转矩。 
更优选地，在此使用的术语“变速部分的输出转速关联值”指与处于速比为1∶1的变速部分的输出转速相对应的关联值(等同值)。当然，变速部分的输出转速涉及输出转速关联值，而输出转速关联值还涉及例如车轴的转速、传动轴的转速、差速齿轮装置的输出转速，以及代表车辆的速度的车速，等等。 
更优选地，变速部分通过以下方式执行对所要求的变速的控制：(1)抑制所要求的变速；(2)延迟所要求的变速；(3)执行不同的变速；以及(4)强制执行基于当前档位的变速。 
附图说明
图1是示出用在混合动力车辆中的根据本发明一个实施例的车辆驱动***的结构的概略图； 
图2是示出用在图1所示车辆驱动***中的液压操纵摩擦接合装置的组合操作的功能框图； 
图3是示出图1所示车辆驱动***中建立各档位的旋转元件的相对转速的共线图； 
图4是示出图1所示车辆驱动***中设置的电子控制单元及相关输入 和输出信号的视图； 
图5是示出与线性电磁阀相关联的液压控制单元(液压控制回路)的主要部分的回路框图，该液压控制单元设置来控制离合器C和制动器B的各液压致动器的操作； 
图6是示出包括变速杆并且可工作以选择多个变速位置之一的手动操作变速装置的一个示例的视图； 
图7是表示图4的电子控制单元的主要控制功能的功能框图； 
图8是一视图，示出用于执行驱动***的变速控制的变速映射图的一个示例，以及驱动力源映射图的一个示例，驱动力源映射图限定有用于发动机驱动模式与电动机驱动模式之间的驱动力源切换控制的边界线，这些映射图彼此相关； 
图9是示出燃料消耗映射图的一个示例的视图，图中虚线表示发动机的最优化(最高)燃料经济性曲线； 
图10是示出上下限档位映射图的一个示例的视图，该上下限档位映射图用于确定上下限档位是否可选择作为自动变速部分的档位； 
图11是示出图4所示电子控制单元要执行的控制操作的基本例程，即要在存在对自动变速部分的变速要求的情形下执行的控制操作的基本例程，自动变速部分的变速被恰当地控制以避免差速部分的给定元件以高速旋转；以及 
图12是已知的共线图，示出构成差速部分的各旋转元件的转速，在共线图上绘出了与变速部分的输出转速相关联的关系，以及差速部分的各旋转元件的转速变化的一个示例。 
具体实施方式
下面参照附图详细说明根据本发明的各实施例。 
<实施例> 
图1是概略图，用于示出变速机构，即构成应用本发明的混合动力车辆的驱动***的一部分的变速机构10。如图1所示，变速机构10包括安装在车身上作为非旋转部件的变速器壳12(下文中称为“壳体12”)、配置在壳体12内部作为输入旋转部件的输入轴14、直接或经由脉动吸收缓冲器(振动缓冲装置)(未示出)与输入轴14同轴连接并用作无级变速部分的差速部分11、经由动力传递部件18(动力传递轴)串联连接在差速部分11与驱动轮34(见图7)之间的动力传递路径中自动变速部分20，以及与自动变速部分20相连接并用作输出旋转部件的输出轴22。
变速机构10适合应用于FR(前置发动机后轮驱动)型车辆，并沿车辆前后方向安装在车辆上。变速机构10配置在发动机8与一对驱动轮34之间。发动机8包括内燃机，例如汽油机或柴油机等，并用作驱动力源。发动机8直接与输入轴14串联，或者经由脉动吸收缓冲器(振动缓冲装置)(未示出)间接与输入轴14连接。这允许车辆驱动力被顺序经由差速齿轮装置32(最终减速齿轮)(见图7)和一对驱动车轴从发动机8传递到一对驱动轮34。 
利用所示出实施例的变速机构10，发动机8和差速部分11彼此直接相连。在此使用的表述“彼此直接相连”指这样一种结构，其中，在不存在流体操纵动力传递装置例如变矩器或液力偶合器等的情况下相关组成部件之间建立的直接连接，并且包括例如脉冲吸收缓冲器的连接也包括在这种直接连接中。应注意，在图1中省略了相对于其轴线对称构造的变速机构10的下半部分。关于这一点，下文中说明的本发明的其它实施例与此相同。 
差速部分11包括第一电动机M1；以用于机械地分配施加给输入轴14的发动机8输出的机械机构构成的动力分配机构16，该动力分配机构16用作差速机构，经由此差速机构，发动机输出被分配至第一电动机M1和动力传递部件18；以及第二电动机M2，第二电动机M2可操作地连接至动力传递部件18以与之一体旋转。在所示实施例中，第一和第二电动机M1和M2都是具有发电功能的所谓电机/发电机(电动发电机)。第一电动机M1至少具有作为产生反作用力的电力发电机的功能。第二电动机M2至少具有作为电机(电动机)的功能，该电机用作输出车辆驱动力的 行驶驱动力源。 
动力分配机构16包括作为主要组成的单小齿轮型第一行星齿轮组24，齿数比ρ1例如约为0.418。第一行星齿轮组24具有由第一太阳齿轮S1、第一行星齿轮P1、支承第一行星齿轮P1使得第一行星齿轮P1可绕其轴线和绕第一太阳齿轮S1的轴线旋转的第一行星架CA1，以及经由第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1啮合的第一齿圈R1构成的旋转元件。如果用ZS1和ZR1分别代表第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的齿数，则上面的齿数比ρ1由ZS1/ZR1代表。 
利用动力分配机构16，第一行星架CA1与输入轴14，也即发动机8相连接；第一太阳齿轮S1与第一电动机M1相连接；第一齿圈R1与动力传递部件18相连接。利用这种结构的动力分配机构16，第一行星齿轮组24的四个元件，即第一太阳齿轮S1、第一行星齿轮P1、第一行星架CA1以及第一齿圈R1布置成相对于彼此旋转，用以发动差速动作，也即，这些元件处于发动差速动作的差速状态下。这允许发动机输出被分配至第一电动机M1和动力传递部件18。然后，所分配的发动机输出的一部分驱动第一电动机M1以产生电能，该电能被存储和用于可旋转地驱动第二电动机M2。 
因而，差速部分11(动力分配机构16)用作电动差速装置，使得例如差速部分11处于所谓的无级变速状态(电力地建立的CVT状态)，以连续地改变动力传递部件18的旋转，而不管在给定转速下运转的发动机8。也即，差速部分11用作电控无级变速器，提供可从最小值γ0min向最大值γ0max连续变化的速比γ0(输入轴14的转速NIN/动力传递部件18的转速N18)。 
自动变速部分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以及单小齿轮型第四行星齿轮组30。自动变速部分20是可用作有级变速器的行星齿轮型多级变速器。第二行星齿轮组26具有：第二太阳齿轮S2；第二行星齿轮P2；支承第二行星齿轮P2使得第二行星齿轮P2可绕其轴线和绕第二太阳齿轮S2的轴线旋转的第二行星架CA2；以 及经由第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2啮合的第二齿圈R2。例如，第二行星齿轮组26具有约为“0.562”的给定齿数比ρ2。第三行星齿轮组28具有：第三太阳齿轮S3；第三行星齿轮P3；支承第三行星齿轮P3使得第三行星齿轮P3可绕其轴线和绕第三太阳齿轮S3的轴线旋转的第三行星架CA3；以及经由第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3啮合的第三齿圈R3。例如，第三行星齿轮组28具有约为“0.425”的给定齿数比ρ3。 
第四行星齿轮组30具有：第四太阳齿轮S4；第四行星齿轮P4；支承第四行星齿轮P4使得第四行星齿轮P4可绕其轴线和绕第四太阳齿轮S4的轴线旋转的第四行星架CA4；以及经由第四行星齿轮P4与第四太阳齿轮S4啮合的第四齿圈R4。例如，第四行星齿轮组30具有约为“0.421”的给定齿数比ρ4。在第二太阳齿轮S2、第二齿圈R2、第三太阳齿轮S3、第三齿圈R3、第四太阳齿轮S4以及第四齿圈R4的齿轮齿数分别用ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4、ZR4代表时，齿数比ρ2、ρ3和ρ4分别用ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4表示。 
在自动变速部分20中，第二和第三太阳齿轮S2和S3彼此一体连接，经由第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，并经由第一制动器B1选择性地连接至壳体12。第二行星架CA2经由第二制动器B2选择性地连接至壳体12，第四齿圈R4经由第三制动器B3选择性地连接至壳体12。第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4彼此一体连接，并连接至输出轴22。第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4彼此一体连接，并经由第一离合器C1选择性地连接至动力传递部件18。 
因而，自动变速部分20和差速部分11(动力传递部件18)经由第一离合器C1或第二离合器C2选择性地彼此连接，第一离合器C1或第二离合器C2被提供用来在自动变速部分20中建立各档位(变速档位)。换句话说，第一和第二离合器C1、C2用作接合装置，即，可用于将动力传递部件18与自动变速部分20之间的动力传递路径即差速部分11(动力传递部件18)与驱动轮34之间的动力传递路径选择性地置于动力传递状态和动力切断状态之一，在动力传递状态中，车辆驱动力经由动力传递路径传 递，在动力切断状态中，车辆驱动力不能经由动力传递路径传递。换句话说，在第一和第二离合器C1和C2中至少一个接合时，动力传递路径处于动力传递状态。相反，在第一和第二离合器C1和C2两者都未接合时，动力传递路径处于动力切断状态。 
此外，利用自动变速部分20，使分离侧接合装置分开同时使接合侧接合装置接合允许执行所谓的“离合器对离合器”变速动作，用以选择性地建立各档位。这允许实现各个档位的等比变化的速比γ(动力传递部件18的转速N18/输出轴22的转速NOUT)。如图2中的接合操作表所示，接合第一离合器C1和第三制动器B3建立具有例如约“3.357”的速比γ1的一档。 
通过接合第一离合器C1和第二制动器B2建立具有小于速比γ1的、例如约“2.180”的速比γ2的二档。通过接合第一离合器C1和第一制动器B1建立具有小于速比γ2的、例如约“1.424”的速比γ3的三档。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2建立具有小于速比γ3的、例如约“1.000”的速比γ4的四档。通过接合第二离合器C2和第三制动器B3建立具有在一档和二档的速比γ1和γ2之间的、例如约“3.209”的速比γR的倒档(倒退驱动变速位置)。另外，通过脱开即分离或释放第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3允许建立空档N。 
第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3(下文中统称为离合器C和制动器B，除非另有规定)是现有车辆自动变速器中使用的液压操纵摩擦接合装置。各摩擦接合装置可以包括具有多个适于由液压致动器彼此压紧的相互堆叠摩擦盘的湿式多盘离合器，或者具有转鼓的带式制动器，转鼓具有外周表面，一条带或两条带缠绕在外周表面上并且端部适于由液压致动器张紧。因而，摩擦接合装置用于选择性地提供设置有各离合器或制动器的两个组成部件之间的驱动连接。 
在这种构造的变速机构10中，用作无级变速器的差速部分11和自动 变速部分20构成无级变速器。此外，在差速部分11受控以便提供保持在固定水平的速比时，差速部分11和自动变速部分20能够提供与有级变速器相同的状态。 
更具体地，差速部分11用作无级变速器，与差速部分11串联连接的自动变速部分20用作有级变速器。因而，输入到置于至少一个档位M下的自动变速部分20的转速(以下称为“自动变速部分20的输入转速”)即动力传递部件18的转速(以下称为“传递部件转速N18”)连续改变，由此能够使档位M具有可连续变化的速度范围。所以，变速机构10的总速比γT(输入轴14的转速NIN/输出轴22的转速NOUT)处于可连续变化的范围。于是，在变速机构10中建立无级变速器。变速机构10的总速比γT是基于差速部分11的速比γ0和自动变速部分20的速比γ确定的整个自动变速部分20的总速比γT。 
例如，对于图2的接合操作表所示自动变速部分20的一至四档和倒档中每个下，传递部件转速N18连续变化，同时，各档位获得可连续变化的速度范围。结果，在相邻档位之间存在可连续变化的速比，由此整个变速机构10的总速比γT处于可连续变化的范围。 
此外，差速部分11的速比γ0受控以便处于固定水平并且离合器C和制动器B选择性地接合，由此选择性地建立一至四档或倒档(倒退驱动变速位置)中任一个。这样允许实现每个档位下整个变速机构10的基本等比变化的总速比γT。于是，能够在与有级变速器相同的状态下建立变速机构10。 
例如，如果差速部分11的速比γ0受控而固定为“1”，如图2的接合操作表所示，变速机构10提供自动变速部分20的一至四档和倒档中的每个下的总速比γT。此外，如果自动变速部分20在四档下受控以便将差速部分11的速比γ0固定为小于“1”的值例如约“0.7”，自动变速部分20的总速比γT比四档的值小，例如约“0.7”。 
图3是用于包括差速部分11和自动变速部分20的变速机构10的共线图，其中直线表示处于各档位的不同接合状态的各旋转元件的转速之间的 相对运动关系。图3的共线图是二维坐标***，横轴表示行星齿轮组24、26、28、30的齿数比ρ，而纵轴表示各旋转元件的相对转速。水平线X1表示0的转速；水平线X2表示1.0的转速，即连接至输入轴14的发动机8的转速NE；水平线XG表示动力传递部件18的转速。 
从左开始的三条竖直线Y1、Y2和Y3与构成差速部分11的动力分配机构16的三个元件相关联，分别表示与第二旋转元件(第二元件)RE2相对应的第一太阳齿轮S1、与第一旋转元件(第一元件)RE1相对应的第一行星架CA1以及与第三旋转元件(第三元件)RE3相对应的第一齿圈R1的相对转速。基于第一行星齿轮组24的齿数比ρ1确定相邻竖直线之间的间距。 
此外，从左开始的用于自动变速部分20的五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8分别表示：与第四旋转元件(第四元件)RE4相对应的彼此连接的第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3；与第五旋转元件(第五元件)RE5相对应的第二行星架CA2；与第六旋转元件(第六元件)RE6相对应的第四齿圈R4；与第七旋转元件(第七元件)RE7相对应的彼此连接的第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4；以及与第八旋转元件(第八元件)RE8相对应的彼此连接的第三齿圈R3与第四太阳齿轮S4之间的相对转速。相邻竖直线之间的间距基于第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30的齿数比ρ2、ρ3和ρ4确定。 
在共线图上的竖直线之间的关系中，如果太阳齿轮和行星架之间的间隔设定为对应于“1”的间距，则行星架和齿圈之间的间隔设定为与行星齿轮组的齿数比ρ相对应的间距。就是说，对于差速部分11，竖直线Y1和Y2之间的间隔设定为对应于“1”的间距，而竖直线Y2和Y3之间的间隔设定为对应于齿数比ρ1的间距。此外，对于自动变速部分20，第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30中每一个的太阳齿轮和行星架之间的间隔设定为对应于“1”的间距，为此，行星架和齿圈之间的间隔设定为对应于齿数比ρ1的间距。 
参照图3的共线图，变速机构10的动力分配机构16(差速部分11) 布置成第一行星齿轮组24的第一旋转元件RE1(第一行星架CA1)连接到输入轴14即发动机8，第二旋转元件RE2连接到第一电动机M1。第三旋转元件RE3(第一齿圈R1)连接到动力传递部件18和第二电动机M2。于是，输入轴14的旋转运动经由动力传递部件18传递(输入)到自动变速部分20。用经过线Y2和X2之间交点的倾斜直线L0表示第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1转速之间的关系。 
现在，就以下情况进行说明，其中，例如，差速部分11置于差速状态下，此时第一旋转元件RE1至第三旋转元件RE3能够相对于彼此旋转，并且由直线L0和竖直线Y3之间交点表示的第一齿圈R1的转速受到车速V的限制并且保持基本恒定水平。在此情况下，当发动机转速NE受到控制同时由直线L0和竖直线Y2之间交点表示的第一行星架CA1的转速被升高或降低，由直线L0和竖直线Y1之间交点表示的第一太阳齿轮S1的转速即第一电动机M1的转速被升高或降低。 
当通过控制第一电动机M1的转速以便使得差速部分11的速比γ0为“1”，同时第一太阳齿轮S1以与发动机转速NE相等的转速旋转时，直线L0与水平线X2对准。在此情况下，第一齿圈R1，即动力传递部件18以与发动机转速NE相等的转速旋转。相反，如果第一电动机M1的转速受到控制以便使得差速部分11的速比γ0固定为小于1的值例如约为“0.7”，同时第一太阳齿轮S1的转速为零，动力传递部件18以高于发动机转速NE 的增大的传递部件转速N18旋转。 
在自动变速部分20中，第四旋转元件RE4通过第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，并且通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12，第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12。第六旋转元件RE6通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12，第七旋转元件RE7连接到输出轴22，第八旋转元件RE8通过第一离合器C1选择性地连接至动力传递部件18。 
接着，对以下情况进行说明，其中，对于自动变速部分20，差速部分11置于这样一种状态下，其中直线L0对准水平线X2，使得差速部分11 将车辆驱动力以等于发动机转速NE的速度传递到第八旋转元件RE8，基于此，第一离合器C1和第三制动器B3如图3所示接合。在这种情况下，一档下输出轴22的转速由倾斜直线L1与代表连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的竖直线Y7之间的交点表示，如图3所示，其中直线L1经过代表第八旋转元件RE8的转速的竖直线Y8和水平线X2之间的交点以及代表第六旋转元件RE6的转速的竖直线Y6和水平线X1之间的交点。 
类似地，二档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二制动器B2接合时确定的倾斜直线L2和代表连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的竖直线Y7之间的交点表示。三档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第一制动器B1接合时确定的倾斜直线L3和代表连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的竖直线Y7之间的交点表示。四档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二离合器C2接合时确定的水平直线L4和代表连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的竖直线Y7之间的交点表示。 
图4示出电子控制单元80，电子控制单元80可工作以控制本发明的变速机构10，用以响应各输入信号产生各输出信号。电子控制单元80包括结合有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微型计算机，并且电子控制单元80配置成通过利用RAM的临时数据存储功能根据存储在ROM中的程序来处理信号，实现与发动机8以及第一和第二电动机M1和M2相关的混合动力驱动控制，以及包括用于自动变速部分20的变速控制的驱动控制。 
如图4所示，电子控制单元80与各种传感器和开关相连，并接收各种信号：表示发动机冷却剂温度TEMPW的信号；表示变速杆52(参照图7)所在变速位置PSH的信号；表示在位置“M”下工作的次数的信号；表示作为发动机8的转速的发动机转速NE的信号；表示齿轮系预定值(驱动位置组选择开关)的信号；提供M模式(手动变速行驶模式)的指令的信号；表示空调运转状态的信号；表示输出轴22的转速NOUT(输出轴转速)的信号；表示自动变速部分20中工作油的温度TOIL的信号。
电子控制单元80还接收：表示驻车制动器操作的信号；表示脚踏制动器操作的信号；表示催化剂温度的信号；表示代表取决于驾驶员的输出要求值的加速踏板操作量的加速器开度Acc的信号；表示凸轮角度的信号；表示雪地模式设定的信号；表示车辆纵向加速度G的信号；表示自动巡航驱动模式的信号；表示车辆的重量(车重)的信号；表示每个车轮的轮速的信号；表示第一电动机M1的转速NM1(下文称作“第一电动机转速NM1”)的信号；表示第二电动机M2的转速NM2(下文称作“第二电动机转速NM2”)的信号；表示存储在蓄电装置60(参照图7)中的充电状态SOC的信号。 
电子控制单元80产生各种信号，包括：提供给发动机输出控制装置58(参照图7)用以控制发动机输出的控制信号，即提供给节气门致动器64用以控制配置在发动机8的进气岐管60中的电子节气门62的节气门开度θTH的驱动信号；提供给燃料喷射装置66用以控制喷射进发动机8的进气岐管60或气缸中的燃料量的燃料供应量信号；提供给点火装置68用以控制发动机8的点火正时的点火信号；调节发动机8的增压器压力的增压器压力调节信号；致动电动空调的电动空调驱动信号；提供用于操作第一和第二电动机M1和M2的指令的指令信号；用于致动变速范围指示器的变速位置(操作位置)显示信号；用于显示齿数比的齿数比显示信号。 
电子控制单元还产生用于显示雪地模式的存在的雪地模式显示信号；用于操纵防止车轮在制动时打滑的ABS致动器的ABS致动信号；用于显示M模式的选择的M模式显示信号；用于致动电磁阀(线性电磁阀)的阀指令信号，电磁阀(线性电磁阀)结合在液压控制单元(液压控制回路)70(参照图5和图7)中，液压控制单元70用以控制差速部分11和自动变速部分20的液压摩擦接合装置的液压致动器；用于调节结合在液压控制单元70中的调节阀(压力调节阀)的信号，以调节管路压力PL；用于致动用作液压原始压力源的电动液压泵的驱动指令信号，以调节管路压力PL；用于驱动电动加热器的信号；以及提供给巡航控制计算机的信号。 
图5是与液压控制单元70的线性电磁阀SL1-SL5相关的回路图，线 性电磁阀SL1-SL5控制离合器C1、C2和制动器B1-B3的液压致动器(液压缸)AC1、AC2、AB1、AB2和AB3的操作。 
如图5所示，液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2和AB3与各线性电磁阀SL1-SL5相连，线性电磁阀SL1-SL5相应于从电子控制单元80传送的控制指令而受控。这样将管路压力PL调节成要直接提供给各液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2和AB3的各离合器接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3。管路压力PL代表由电动操作液压油泵(未示出)或发动机30所驱动的机械油泵产生的原始液压，此原始液压由卸压式压力调节阀基于包括加速器开度ACC或节气门开度θTH的发动机8负荷调节。 
线性电磁阀SL1-SL5基本上具有相同的构造，并且被利用电子控制单元80独立地激励/去激励。这样允许液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2和AB3独立地和可控地调节液压。由此控制离合器接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3。在自动变速部分20中，预定接合装置以例如图2所示的接合操作指示表上指示的模式接合，由此建立各档位。另外，在自动变速部分20的变速控制中，执行所谓的“离合器至离合器”变速，以同时控制与变速操作相关的离合器C和制动器B的接合或脱开。 
图6是示出手动操作变速装置50的示例的视图，手动操作变速装置50用作可进行手动操作以在多个变速位置PSH切换的切换装置。变速装置50安装在例如驾驶员座椅的一侧，并且包括变速杆52，该变速杆***纵以在多个变速位置PSH中选择一个变速位置。 
变速杆52具有：驻车位置“P(驻车)”，在驻车位置下，变速机构10即自动变速部分20中的动力传递路径中断而处于空档状态，同时自动变速部分20的输出轴22被锁止；用于倒退驱动模式的倒退驱动位置“R(倒档)”；用于使变速机构10的动力传递路径中断而处于空档状态的空档位置“N(空档)”；自动前进驱动行驶位置“D(驱动)”；和手动变速前进驱动行驶位置“M(手动)”。在自动前进驱动行驶位置“D”中，建立自动变速模式，用以在由各档位产生的变速机构10的可变速总速比γT的变化范围内执行自动变速控制，各档位的自动变速控制在差速部分11 的连续变化速比宽度和自动变速部分20的一档至四档的范围内执行。手动变速前进驱动行驶位置“M”被手动切换，以建立用于设定所谓的变速范围的手动变速前进驱动模式(手动模式)，该变速范围用以限制自动变速控制下的自动变速部分20操作期间高速范围上的变速档位。 
随着变速杆52被切换到各变速位置PSH，电动地切换液压控制单元70，由此获得倒退驱动“R”档位，空档“N”以及前进驱动档位“D”中的各档位等。 
在位置“P”至“M”表示的变速位置PSH中，位置“P”和“N”是不使车辆行驶时选择的非行驶位置。也即，位置“P”和“N”是在选择第一离合器C1和第二离合器C2使动力传递路径被切换到动力中断状态时选择的非驱动位置，所述动力中断状态类似于这样的状态，其中，例如如图2中的接合操作指示表所示，第一离合器C1和第二离合器C2两者被脱开以中断自动变速部分20内的动力传递路径，以便使车辆不能行驶。 
位置“R”、“D”和“M”表示在使车辆行驶时选择的行驶位置。也即，这些位置是在选择第一离合器C1和/或第二离合器C2使动力传递路径被切换到动力传递状态时选择的驱动位置，所述动力传递状态类似于这样的状态，其中，例如如图2中的接合操作指示表所示，第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个被接合以建立自动变速部分20内的动力传递路径，以便使车辆能够行驶。 
更具体而言，随着变速杆52从位置“P”或“N”手动切换到位置“R”时，第二离合器C2被接合，以使自动变速部分20的动力传递路径从动力中断状态切换到动力传递状态。随着变速杆52从位置“N”手动切换到位置“D”时，至少第一离合器C1被接合，以使自动变速部分20的动力传递路径从动力中断状态切换到动力传递状态。此外，随着变速杆52从位置“R”手动切换到位置“P”或“N”时，第二离合器C2被脱开，以使自动变速部分20中的动力传递路径从动力传递状态切换到动力中断状态。随着变速杆52从位置“D”手动切换到位置“N”时，第一离合器C1或第二离合器C2被脱开，以使自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状 态切换到动力中断状态。 
图7是示出要由电子控制单元80执行的主要控制功能的功能框图。有级变速控制装置82基于输出轴转速关联值和驾驶员的要求确定对自动变速部分20的变速要求，以使得自动变速部分执行自动变速控制，以便响应于变速要求获得要求变速位置(要求档位)。例如，有级变速控制装置82基于由实际车速V和加速器开度Acc表示的车辆状况，通过参照如图8所示使用车速V和加速器开度Acc作为参数并包括升档线(实线)和降档线(点划线)的预先存储的关系(变速线和变速映射图)，判定自动变速部分是否执行自动变速控制，即确定要切换的档位，用以使得自动变速部分执行自动变速控制。在此，尽管驾驶员的要求由加速器开度Acc表示，但代替加速器开度Acc，还可以用自动变速部分20的要求输出转矩TOUT或节气门开度θTH等表示驾驶员的要求。 
此时，有级变速控制装置82输出指令到液压控制单元70，用于使自动变速部分20的变速所涉及的液压操纵摩擦接合装置接合和/或脱开，以便依照图2所示的接合表建立档位。也即，有级变速控制装置82输出指令到液压控制单元70，用以使变速所涉及的脱开侧接合装置脱开，同时使接合侧接合装置接合，使得离合器至离合器变速得到执行。在接收所述指令之后，液压控制单元70使得自动变速部分20的线性电磁阀SL被致动。这样允许相关变速所涉及的液压操纵摩擦接合装置的液压操纵致动器被致动。因而，例如，脱开侧接合装置脱开，而接合侧接合装置接合，从而使得自动变速部分20执行变速。 
混合动力控制装置84在最优化的操作范围内有效操作发动机8，同时以最优化的比例分配发动机8和第二电动机M2的驱动力，并最优化地改变第一电动机M1发电运转期间第一电动机M1的反作用力，由此可控地操作作为电控无级变速器工作的差速部分11，以控制速比γ0。在车辆于一种场合行驶期间的车速V下，例如，基于加速器开度Acc和车速V计算车辆的目标(要求)输出，加速器开度Acc和车速V两者表示驾驶员的输出要求变量，之后，基于车辆的目标输出和电池充电要求值计算要求总目标 输出。随后，考虑动力传递损失、辅助装置的负荷、第二电动机M2的辅助转矩等计算目标发动机输出，以便获得总目标输出。然后，混合动力控制装置84控制发动机8，同时第一电动机M1产生的电量，以便获得发动机转速NE和发动机转矩TE，从而获得目标发动机输出。 
混合动力控制装置84在考虑例如自动变速部分20的档位的情况下实施所述(混合动力)控制，以提高动力性能和燃料效率。在此混合动力控制期间，差速部分11用作电控无级变速器，使得为发动机8确定以使发动机8在运转范围内高效运转的发动机转速NE和车速V与利用自动变速部分20中的档位确定的车速和动力传递部件18的转速相匹配。 
也即，混合动力控制装置84确定变速机构10的总速比γT的目标值，使得发动机8沿着图9中虚线所示的通过实验获得并预先存储的发动机8的最优化(最高)燃料效率曲线(燃料效率映射图和关系)运转。这样在利用发动机8的发动机转速NE和输出转矩(发动机转矩)TE建立的二维坐标系上当车辆在无级变速模式下行驶期间实现了驾驶性和燃料消耗之间的折衷。例如，确定变速机构10的总速比γT的目标值，以便获得发动机转矩TE和发动机转速NE，用以产生满足目标输出(总目标输出和要求驱动转矩)所要求的发动机输出。之后，考虑自动变速部分20中的档位控制差速部分11的速比γ0，以便获得相关目标值，由此在无级变速范围内控制总速比γT。 
此时，混合动力控制装置84允许第一电动机M1产生的电能经由逆变器54供应给蓄电装置56和第二电动机M2。因而，发动机8的大部分驱动力被机械地传递到动力传递部件18。然而，发动机8的一部分动力被第一电动机M1消耗以发电并转化成电能。该电能经逆变器54供应到随后被驱动的第二电动机M2。因此，该部分驱动力经由第二电动机M2传递到动力传递部件18。与从发电步骤开始到电力在第二电动机M2中被消耗的步骤的操作中相关的装置构成电气路径，在该路径中将从发动机8输出的部分动力转换成电能，并将此电能转换成机械能。 
无论车辆是静止还是行驶，混合动力控制装置84都允许差速部分11 执行电控CVT功能来控制例如第一电动机转速NM1，以将发动机转速NE 保持在基本恒定的水平，或者将转速控制为任何给定值。换言之，混合动力控制装置84控制第一电动机转速NM1到任何给定值，同时使发动机转速NE保持为基本恒定的水平或任何给定转速。 
例如，如图3的共线图所示，当在车辆行驶期间提高发动机转速NE 时，混合动力控制装置84提高第一电动机转速NM1，同时将取决于(驱动轮34表示的)车速V的第二电动机转速NM2保持到基本不变的值。另外，当在自动变速部分20的变速期间使发动机转速NE保持基本不变时，混合动力控制装置84在第二电动机转速NM2随着自动变速部分20的变速而降低的情况下增大第一电动机转速NM1，并在第二电动机转速NM2随着自动变速部分20的变速而增大的情况下降低第一电动机转速NM1，同时保持发动机转速NE在基本不变的值。 
混合动力控制装置84使得节气门致动器64可控地打开或关闭电子节气门62，用以执行节气门控制。另外，混合动力控制装置84在功能上包括单独或组合地输出指令给发动机输出控制装置58的发动机输出控制器件。这样使得燃料喷射装置66控制用于燃料喷射控制的燃料喷射量和燃料喷射定时，同时使得点火装置68例如点火器控制用于点火定时控制的点火装置68的点火定时。在接收所述指令以后，发动机输出控制装置58执行发动机8的输出控制，以便提供要求发动机输出。 
例如，混合动力控制装置84主要相应于加速器开度Acc，通过参照预先存储的关系(未示出)驱动节气门致动器60。节气门控制被执行以便加速器开度Acc越大，节气门开度θTH越大。此外，在从混合动力控制装置84接收指令之后，发动机输出控制装置58使得节气门致动器64可控地打开或关闭电子节气门62用以节气门控制，同时控制点火装置58例如点火器等的点火定时，用以点火定时控制，由此执行发动机转矩控制。 
此外，混合动力控制装置84可工作以使得车速部分11执行电控CVT功能(差速作用)，以实现电动机驱动模式，而不管发动机8保持静止状态或怠速状态。 
例如，混合动力控制装置84基于由实际车速V和加速器开度Acc表示的车辆状况，通过参照图8中所示的关系(驱动力源切换线和驱动力源映射图)，判定车辆是否保持在电动机驱动行驶区域或发动机驱动行驶模式，由此执行电动机驱动行驶模式或发动机驱动行驶模式。图8所示的关系使用车速V和加速器开度Acc作为参数预先存储，并且具有电动机驱动行驶模式和发动机驱动行驶模式之间的边界线，用以在发动机8与第二电动机M2之间切换行驶用驱动力源。图8中实线所示的驱动力源映射图A与例如由实线和虚线表示的变速映射图一起预先存储。如图8所示，混合动力控制装置84在较低输出转矩TOUT范围内执行电动机驱动行驶模式，较低输出转矩TOUT范围通常被认为发动机效率比高输出转矩范围中发动机运转的效率低，即混合动力控制84在表示低发动机转矩Te范围或车速V的较低车速范围即低负荷范围的低加速器开度Acc下执行电动机驱动行驶模式。 
为了抑制停机的发动机8的托滞(dragging)，用于改进所述电动机驱动行驶模式期间的燃料消耗，混合动力控制装置84控制第一电动机转速NM1为负转速，以使得第一电动机在非加载状态下运转，由此实现怠速状态。这样，按需要利用差速部分11的电控CVT功能(差速作用)将发动机转速NE保持为零或基本为零。 
即使存在发动机驱动行驶区域，混合动力控制装置84允许第一电动机M1和/或蓄电装置56利用上述的电气路径供给电能给第二电动机M2。这样驱动第二电动机M2，以将转矩施加给驱动轮34，从而能够提供用于辅助发动机8的驱动力的所谓的转矩辅助。 
混合动力控制装置84使得第一电动机M1在非加载状态下运转，以在怠速状态自由旋转。这样能够使得差速部分11中断转矩传递，即使得差速部分11不起作用，同时不提供输出，并且在同一状态下差速部分11中的动力传递路径中断。也即，混合动力控制装置84将第一电动机M1置于非加载状态，从而能够将差速部分11置于空档状态，其中，电力地中断动力传递路径。 
同时，考虑例如差速部分11的给定元件的转速设定图8所示的变速映射图，也即，更具体地，以防止与给定元件相关的转速高旋转的方式设定变速映射图。 
例如，考虑第一电动机M1的耐久性设定形成自动变速部分20中的各档位(速比)的各升档线和降档线，以防止第一电动机转速NM1高旋转(即以高于例如约10000rpm量级的高转速的转速旋转)。也即，各升档线和降档线被设定成防止第一电动机转速NM1高旋转。基于动力传递部件转速N18(＝输出轴转速NOUT×速比γ)中差速部分11中的相对转速的关系确定第一电动机转速NM1，动力传递部件转速N18是利用输出轴转速NOUT和自动变速部分20的速比、发动机转速NE以及第一电动机转速NM1唯一确定的。 
除此之外，考虑例如第二电动机M2的耐久性设定各升档线和降档线，以便防止第二电动机转速NM2高旋转，第二电动机转速NM2表示与第一电动机转速NM1相同的转速。或者，考虑小齿轮，即包括在构成动力分配机构16的第一行星齿轮组24中的第一行星齿轮P1(即，例如安装在第一行星齿轮P1中可旋转地支承小齿轮轴以便允许第一行星架CA1可旋转地支承第一行星齿轮P1绕其轴线旋转和作轨道运动的滚针轴承)的耐久性设定升档线和降档线。这样防止绕其轴线旋转的第一行星齿轮P1的转速(第一电动机转速NM1)高旋转。 
也即，设定各升档线和降档线，以便防止第一行星齿轮转速NP1的高旋转，第一行星齿轮转速NP1是基于动力传递部件转速N18(第一齿圈R1的转速)与发动机转速NE(第一行星架CA1的转速)之间的转速差ΔNP1 确定的。此外，将第一行星齿轮转速NP1设定成转速差ΔNP1越大，第一行星齿轮转速NP1越高。 
然而，需要注意的是，有级变速控制装置82依照基于输出轴转速关联值和驾驶员要求确定的对自动变速部分的变速要求，即例如基于车速和加速器开度Acc确定的要求变速档位，使得自动变速部分20执行变速。也即，在依照基于例如变速机构10的总速比γT的目标值的目标转速NE1(＝ 输出轴转速NOUT×总速比γT的目标值)使得实际转速NE改变的情况下，设想发动机转速NE会随着表示驾驶员要求的加速器开度Acc和节气门开度θTH的变化能力(响应性)而恶化。之后，存在根据自动变速部分20的要求档位，第一电动机M1不可避免地高速回转，并且第一行星齿轮P1高速旋转，即使自动变速部分20依照预定的变速映射图执行变速以便防止与差速部分11的给定元件相关的转速高旋转。 
对自动变速部分20的变速要求的示例除了基于变速映射图确定的变速要求以外，总体上还包括用于公知巡航控制的变速要求、由于变速杆52被手动操作到“M”位置而引起的变速要求，以及由于公知的上升/下降控制引起的变速要求等。与通过参照变速映射图确定的变速要求相反，这些变速要求在不考虑差速部分11的给定元件的转速的情况下出现。这样会导致根据用于自动变速部分20的要求档位，第一和第二电动机M1和M2以高速旋转并且第一行星齿轮P1以高速旋转的可能性 
因而，执行自动变速部分20中的要求变速会导致第一和第二电动机M1和M2以高速旋转并且第一行星齿轮P1以高速旋转的可能性。 
例如，其中第一电动机M1沿正向以高速旋转同时自动变速部分20执行要求变速的情况的一个示例会在发动机转速NE高于输出轴转速NOUT并且第一电动机转速NM1超过给定值时出现，在该给定值下，需要升档以进一步升高第一电动机转速NM1。 
例如，其中第一电动机M1沿负向以高速旋转同时自动变速部分20执行要求变速的情况的一个示例会在发动机转速NE低于输出轴转速NOUT并且第一电动机转速NM1超过给定值时出现，在该给定值下，需要降档以进一步降低第一电动机转速NM1。 
例如，其中第二电动机M2以高速旋转同时自动变速部分20执行要求变速的情况的一个示例会在发动机转速NE高并且第二电动机转速NM2超过给定值时出现，在该给定值下，需要降档以进一步升高第二电动机转速NM2。 
例如，其中第一行星齿轮P1以高速旋转同时自动变速部分20执行要 求变速的情况的一个示例会在发动机转速NE高于输出轴转速NOUT并且第一行星齿轮转速NP1(或转速差ΔNP1)超过给定值时出现，在该给定值下，要求升档以进一步升高第一行星齿轮转速NP1(或进一步增大转速差ΔNP1)。除此之外，这种情况还可能在发动机转速NE低于输出轴转速NOUT 并且第一行星齿轮转速NP1(或转速差ΔNP1)超过给定值时出现，在该给定值下，要求降档以进一步升高第一行星齿轮转速NP1(或进一步增大转速差ΔNP1)。 
因此，本实施例的车辆驱动***包括变速部分变速限制装置86，该装置86在接收对自动变速部分20的变速要求后，考虑差速部分11的给定元件的转速判定要求档位是否处于自动变速部分20的容许范围内，基于该容许范围，自动变速部分20的容许范围受到限制。如果存在自动变速部分20执行要求变速使得差速部分11的给定元件以高速旋转的可能性，则变速部分变速限制装置86限制自动变速部分20的变速。这种可能性例如会在第一和第二电动机M1和M2以高速旋转并且第一行星齿轮P1以高速旋转时出现。  
更具体地，要求档位确定装置88确定用于自动变速部分20的变速要求的要求档位。例如，要求档位确定装置88通常将基于车速V和加速器开度Acc通过参照变速映射图确定的要求档位确定为用于自动变速部分20的要求档位。另外，如果存在用于巡航控制的变速要求、由于变速杆52手动操作到“M”位置引起的变速要求以及用于上升/下降控制的变速要求等，要求档位确定装置88根据给定的预定程序(即，涉及源自有级变速控制装置82的要求档位的各变速要求的要求档位优先)确定用于自动变速部分20的要求档位。 
变速部分变速限制装置86包括容许范围确定装置90，用于参照自动变速部分20的输出转速关联值和发动机转速NE之间的关系确定自动变速部分20的要求档位是否在容许范围内。这样防止与差速部分11的给定元件相关的转速高旋转。变速部分变速限制装置86判定自动变速部分20的档位是否可用作可选择的上下限档位。这样例如防止第一电动机M1、第 二电动机M2以及第一行星齿轮P1以高速旋转。 
例如，容许范围确定装置90将可选择的上下限档位确定为自动变速部分20的档位。可基于用实际输出轴转速NOUT和发动机转速NE表示的车辆状况，通过参照具有边界线(实线和虚线)的关系(上下限档位映射图)执行所述确定，其中，基于所述关系，如图10所示，可以实际输出轴转速NOUT和发动机转速NE为参数确定根据实验获得并预先存储的上下限档位。而且，可将使用实际发动机转速NE情况下的可选择上下限档位和使用目标发动机转速NE1情况下的可选择上下限档位所共用的可选择上下限档位确定为最终的可选择上下限档位。 
在图10中，表示允许执行变速的各上限车速的实线能够用于确定可选择下限档位。基于涉及实际输出轴转速NOUT和发动机转速NE的差速部分11的各旋转元件的相对转速的关系设定上限车速，以便防止例如第一电动机M1沿负向高速旋转。 
此外，单点画线表示下限车速，基于下限车速能够确定可选择上限档位。基于涉及实际输出轴转速NOUT和发动机转速NE的差速部分11的各旋转元件的相对转速的关系设定下限车速。这样防止例如第一电动机M1沿正向高速旋转。另外，由实线和单点画线表示的上下限车速的值被设定成使得例如第二电动机M2和第一行星齿轮P1不会以高速旋转。 
例如，表示容许执行变速直到二档的上限车速的实线“a”用于判定是否将可选择下限档位视为二档。另外，表示容许执行变速直到一档的上限车速的实线“b”用于判定是否将可选择下限档位视为一档。将可选择下限档位设定成针对实线“a”用于较低车速区域和较高发动机转速区域并且针对实线“b”用于较高车速区域和较低发动机转速区域的二档。 
此外，表示容许执行变速直到三档的下限车速的单点画线“c”用于判定是否将可选择上限档位视为三档。表示容许执行变速直到四档的下限车速的单点画线“d”用于判定是否将可选择上限档位视为四档。将可选择上限档位设定成针对单点画线“c”用于较高车速和较低发动机转速并且针对单点画线“d”用于较低车速侧和较高发动机转速侧的三档。 
因此，如果车辆状况保持在图10上点“e”所指示的状态下，将二档确定为可选择下限档位，并将三档确定可选择上限档位。 
上下限比较判定装置92在用要求档位确定装置88确定的自动变速部分20的要求档位与用容许范围确定装置90确定的选择作为自动变速部分20的档位的上下限档位之间作出比较。也即，上下限比较判定装置92判定要求档位是否保持在容许范围内，即，例如判定要求档位是否小于上限档位，或者要求档位是否大于下限档位。 
如果上下限比较判定装置92判定为利用要求档位确定装置88确定的自动变速部分20的要求档位保持在容许范围内，则变速部分变速限制装置86不改变要求档位。同时，如果上下限比较判定装置92判定为利用要求档位确定装置88确定的自动变速部分20的要求档位偏离容许范围，则变速部分变速限制装置86将相关的要求档位改变为另一不同的档位。 
例如，如果上下限比较判定装置92判定为自动变速部分20的要求档位小于上限档位并且大于下限档位，则变速部分变速限制装置86输出指令到有级变速控制装置82，以使用由要求档位确定装置88确定的自动变速部分20的相关要求档位执行变速控制，而不会改变该相关要求档位。 
同时，如果上下限比较判定装置92判定为自动变速部分20的要求档位不小于上限档位，则变速部分变速限制装置86输出指令到有级变速控制装置82，用于将用要求档位确定装置88确定的自动变速部分20的相关要求档位改变为上限档位，同时利用上限档位作为新的要求档位执行变速控制。 
另一方面，如果上下限比较判定装置92判定为自动变速部分20的要求档位不大于下限档位，则变速部分变速限制装置86输出指令到有级变速控制装置82，用于将用要求档位确定装置88确定的自动变速部分20的相关档位改变为下限档位，同时利用下限档位作为新的要求档位执行变速控制。 
图11是示出要由电子控制单元80执行的控制操作主要部分即基本例程的流程图，其中，当存在对自动变速部分20的变速要求时，自动变速部 分20恰当地控制变速，以防止差速部分11的给定元件以高速旋转。在几毫秒到几十毫秒范围的极短周期时间内重复执行所述基本例程。 
在图11中，首先在对应于要求档位确定装置88的步骤S1中，确定自动变速部分20的要求档位，用于对自动变速部分20的变速要求。例如，在存在用于要执行的巡航控制的变速要求、由于变速杆52手动操作到“M”位置引起的变速要求以及用于要执行的上升/下降控制的变速要求等的情形下，从用于各变速要求的要求档位中选择基于车速V和加速器开度Acc通过参照图8所示的变速映射图确定以及依照预定优先级确定的要求档位作为用于自动变速部分20的要求档位。 
接着，在对应于容许范围确定装置90的步骤S2中，执行操作以确定自动变速部分20的要求档位是否在容许范围内，即是否(可选择)上下限档位容许作为自动变速部分20的档位。基于实际输出轴转速NOUT和实际发动机转速NE通过参照例如图10中所示的上下限档位映射图确定上下限档位容许作为自动变速部分20的档位。 
随后，在对应于上下限比较判定装置92的步骤S3中，执行操作以确定步骤S1中确定的要求档位是否小于下限档位。 
如果在步骤S3中为是，则在对应于上下限比较判定装置92的步骤S4中，执行操作以确定在步骤S1中确定的要求档位是否大于在步骤S2中确定的下限档位。 
如果在步骤S4中为是，则在对应于变速部分变速限制装置86的步骤S5中，在步骤S1中确定的要求档位在容许范围内。因而，变速部分变速限制装置86输出指令到有级变速控制装置82，以便不改变要求档位，用以使自动变速部分20利用没有改变的相关档位作为自动变速部分20的要求档位执行变速控制。 
同时，如果在步骤S3中为否，则对应于变速部分变速限制装置86的步骤S6输出指令到有级变速控制装置82，以便将在步骤S1中确定的要求档位改变为在步骤S2中确定的上限档位，同时使自动变速部分20利用此上限档位作为新的要求档位执行变速控制。 
相反，如果在步骤S4中为否，则对应于变速部分变速限制装置86的步骤S7输出指令到有级变速控制装置82，以便将在步骤S1中确定的要求档位改变为在步骤S2中确定的下限档位，同时使自动变速部分20利用此下限档位作为新的要求档位执行变速控制。 
在所示实施例中，如上所述，变速部分变速限制装置86考虑差速部分11的给定元件的转速确定自动变速部分20的档位的容许范围，用于对自动变速部分20的变速要求，基于所述容许范围，自动变速部分20的变速受到限制。在接收自动变速部分20的变速要求后，能够防止差速部分11的给定元件以高速旋转。结果，例如，能够防止第一电动机M1、第二电动机M2以及第一行星齿轮P1等以高速旋转，从而改进第一电动机M1、第二电动机M2以及第一行星齿轮P1等的耐久性。 
在所示实施例中，变速部分变速限制装置86(容许范围确定装置90)基于自动变速部分20的输出轴转速关联值和发动机转速NE之间的关系确定用于自动变速部分20的要求档位的容许范围，以便差速部分11的给定元件不会以高速旋转。例如，确定可选择作为自动变速部分20的档位的上下限档位。这样防止例如第一电动机M1、第二电动机M2以及第一行星齿轮P1等以高速旋转。因而，能够恰当地限制自动变速部分20的变速。 
在所示实施例中，变速部分变速限制装置86通过强制自动变速部分20以与自动变速部分20所要求的档位不同的档位执行变速而限制自动变速部分20的变速。因而，当存在对自动变速部分20的变速要求时，能够恰当地防止差速部分11的给定元件以高速旋转。 
在所示实施例中，变速部分变速限制装置86(容许范围确定装置90)基于由输出轴转速NOUT和发动机转速NE(目标发动机转速NE1)表示的车辆状况适当地确定可选择作为自动变速部分20的档位的上下限档位。 
在所示实施例中，在自动变速部分20的变速没有受到限制时，由有级变速控制装置82基于车速V和加速器开度Acc(或要求输出转矩TOUT和节气门开度θTH等)，通过参照变速映射图确定自动变速部分20的正常变速。因此，如果自动变速部分20的变速没有受到限制，确定对自动变速部 分20的适当的变速要求，由此实现车辆的行进。 
尽管已结合附图对所示实施例作了详细说明，但本发明还可以其它方式实现。 
在上述实施例中，例如，在差速部分11的给定元件易于以高速旋转同时自动变速部分20以没有改变的要求档位执行要求变速的情形下，自动变速部分20的变速受到限制。这是通过强制自动变速部分20将相关要求档位改变为处于自动变速部分20的要求档位的容许范围内的档位并基于该档位执行变速而实现的。然而，自动变速部分20的变速不必限于此。在这种情形下，还可以利用其它各种方法限制自动变速部分20的变速使得差速部分11的给定元件避免以高速旋转。 
限制自动变速部分20的变速的方法的一个示例可以包括例如，解除(抑制)对自动变速部分20的变速要求的方法。在这种情况下，可在例如要求自动变速部分20的变速的时间解除变速。或者，为了稳定执行类似于防止波动的操作的控制，可在要求自动变速部分20的变速之后经过预定时间段时解除变速。 
限制自动变速部分20的变速的方法的另一个示例可以包括例如，使得自动变速部分20延迟执行所要求的变速，直到特定条件成立时。在这种情况下，用于执行延迟变速的条件的示例总体上可以包括例如，输出轴转速NOUT和/或发动机转速NE改变以使得自动变速部分20的要求变速落入容许范围(条件)内的情况，或者变速已延迟预定时间段。该预定时间段可根据实验考虑发动机转速NE的变速响应性等预先确定。 
此外，在所示实施例中，在自动变速部分20以没有改变的要求档位执行要求变速的操作导致差速部分11的给定元件以高速旋转的情形下，变速部分变速限制装置86限制自动变速部分20的变速。然而，当前档位可能被视为用于自动变速部分20执行要求变速的要求档位。因此，在保持当前档位导致差速部分11的给定元件以高速旋转的情形下，变速部分变速限制装置86可在执行变速时限制自动变速部分20的变速，以便将当前档位强制改变为容许作为自动变速部分20的档位的档位。这种情形会在例如第一 电动机M1、第二电动机M2以及第一行星齿轮P1等很可能以高速旋转时出现。 
保持当前档位导致第一电动机M1沿正向以高速旋转的情况的示例总体上可以包括例如，发动机转速NE比输出轴转速NOUT高并且第一电动机转速NM1超过给定值的情况。 
保持当前档位导致第一电动机M1沿负向以高速旋转的情况的另一示例总体上可以包括例如，发动机转速NE比输出轴转速NOUT低并且第一电动机转速NM1小于给定值的情况。 
保持当前档位导致第二电动机M2以高速旋转的情况的另一示例总体上可以包括例如，输出轴转速NOUT较高并且第二电动机转速NM2大于给定值的情况。 
保持当前档位导致第一行星齿轮P1以高速旋转的情况的另一示例总体上可以包括例如，输出轴转速NOUT和发动机转速NE之间的转速差较大并且第一行星齿轮转速NP1(或转速差ΔNP1)超过给定值的情况。 
在上述实施例中，当差速部分11(动力分配机构16)构造成用作电控无级变速器(其中，速比γ0从最小值γ0min向最大值γ0max连续变化)，本发明甚至可应用到差速部分11的速比γ0不连续变化而是通过差速作用逐级变化的情形。 
而且，在上述实施例中，差速部分11可以是包括结合在动力分配机构16中的差速作用限制装置的类型，该差速作用限制装置用于限制差速动作以使差速部分11(动力分配机构16)用作至少两级前进档的有级变速器。 
在所示实施例的动力分配机构16中，第一行星架CA1与发动机8相连接；第一太阳齿轮S1与第一电动机M1相连接；第一齿圈R1与动力传递部件18相连接。然而，本发明不限于这种连接布置，发动机8、第一电动机M1以及动力传递部件18可以不受限制地连接到第一行星齿轮组24的三个元件CA1、S1和R1中的任一个。 
尽管已针对发动机8与输入轴14直接相连对所示实施例作了说明，但是这些组成部件还可以经由例如齿轮、带等可操作地相连。发动机8和输入轴14也不必设置在同一轴线上。 
此外，尽管已针对第一电动机M1和第二电动机M2对所示实施例作了说明，其中，第一电动机M1与驱动装置输入轴14同轴设置，并且与第一太阳齿轮S1相连，基于此，第二电动机M2与动力传递部件18相连。但这些组成部件不必是这种连接布置。例如，第一电动机M1可以经由齿轮、带等与太阳齿轮S1相连，第二电动机M2可以与动力传递部件18相连。 
此外，在所示实施例中，液压操纵摩擦接合装置例如第一离合器C1和第二离合器C2可以是例如粉末(磁粉末)离合器的磁式离合器、电磁离合器、啮合式牙嵌离合器以及电磁式机械接合装置。例如，当采用电磁离合器时，液压控制单元70不包括用于切换液压通路的阀装置，并且可以用切换用于电磁离合器的电指令信号的切换装置或电磁操纵切换装置等代替。 
此外，在所示实施例中，自动变速部分20设置在用作差速部分11(动力分配机构16)的输出部件的动力传递部件18与驱动轮38之间的动力传递路径中。然而，动力传递路径可以结合有其它类型的变速部分(动力传动机构)，例如用作一种自动变速器的无级变速器(CVT)，或者使用选择缸和变速缸自动切换档位的常啮合型平行轴变速器(已知为手动变速器)。本发明也可以这种方式实现。 
在上述实施例中，尽管以针对经由动力传递部件18串联连接到差速部分11的自动变速部20对所示实施例作了说明，但还可以与输入轴14平行地设置中间轴，以允许自动变速部分20同轴地设置在中间轴的轴线上。在此情况下，差速部分11和自动变速部分20可以经由一组传递部件以能够传递动力的方式彼此相连接，这些传递部件例如包括用作动力传递部件18的中间轴齿轮对、链轮和链条。 
此外，所示实施例的动力分配机构16可以包括例如差速齿轮组，其中，用发动机8可旋转地驱动的小齿轮，以及与小齿轮保持啮合的一对伞齿轮可操作地连接到第一电动机M1和动力传递部件18(第二电动机M2)。 
所示实施例的动力分配机构16如上所述包括一组行星齿轮组，动力分配机构16可以具有两组或更多组行星齿轮组，这些行星齿轮组配置成在非差速状态(固定变速状态)下用作具有三个或更多个档位的变速器。另外，行星齿轮组不限于单小齿轮型的，还可以是双小齿轮型的。 
尽管已针对用于选择多个变速位置PSH的变速杆52说明了所示实施例的变速操作装置50，但变速杆52还可以用其它开关或装置改变。这些开关或装置例如包括：用于选择多个变速位置PSH的选择开关例如按钮式开关和滑块式开关；用于响应于驾驶员的声音而非手的操作切换多个变速位置PSH的装置；以及用于响应于脚的操作切换多个变速位置PSH的装置。 
尽管已针对在变速杆52手动操作到“M”位置时建立的变速范围对所示实施例作了说明，但还可以设定档位，即可以将用于各变速范围的最高速度档位设定为档位。在这种情况下，操纵自动变速部分20，以便切换档位执行变速动作。例如，随着变速杆52手动操作到“M”位置中的升档位置“+”或降档位置“-”，操纵自动变速部分20，以便根据变速杆52的操纵设定一档至四档中的任一个。 
上述内容仅说明了用于阐述本发明原理的实施例。对于本领域技术人员来说，应理解的是，在所公开内容的总体教导下还可以对本发明作出各种变型和改变。 

Claims (16)

1.一种用于车辆驱动***的控制设备，所述车辆驱动***具有：包括差速机构(16)的差速部分(11)，所述差速机构(16)具有与发动机(8)相连接的第一旋转元件(RE1)、与第一电动机(M1)相连接的第二旋转元件(RE2)，以及与动力传递部件(18)相连接的第三旋转元件(RE3)，所述动力传递部件(18)用于将所述发动机(8)的动力输出分配至所述第一电动机(M1)和所述动力传递部件(18)；和形成所述动力传递部件(18)与驱动轮(34)之间的动力传递路径的一部分的变速部分(20)，所述控制设备的特征在于包括：
变速部分变速限制装置(86)，所述变速部分变速限制装置(86)通过考虑所述差速部分(11)的给定旋转元件的转速确定由对所述变速部分(20)的变速要求引起的所述变速部分的速比的容许范围，以基于用于所述差速部分(11)的给定旋转元件的容许速度范围限制所述变速部分(20)的变速。
2.根据权利要求1所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过参照所述变速部分(20)的输出转速关联值与发动机转速之间的关系确定所述容许范围，以便防止所述差速部分(11)的给定旋转元件的转速超过该转速的给定值。
3.根据权利要求1所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过参照所述变速部分(20)的输出转速关联值与发动机转速之间的关系确定所述容许范围，以便防止所述差速部分(11)的给定旋转元件之间的转速差超过所述差速部分(11)的所述给定旋转元件之间的所述转速差的给定值。
4.根据权利要求2所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过参照所述变速部分(20)的输出转速关联值与发动机转速之间的关系确定所述容许范围，以便防止所述差速部分(11)的给定旋转元件之间的转速差超过所述差速部分(11)的所述给定旋转元件之间的所述转速差的给定值。
5.根据权利要求1所述的用于车辆驱动***的控制设备，还包括与所述动力传递部件相连接的第二电动机(M2)；
其中，所述变速部分变速限制装置(86)确定所述容许范围，以便防止与所述第二电动机(M2)相连接的旋转元件(RE3)和与所连接的旋转元件(RE3)保持接合的旋转元件(RE1)之间的转速差超过所述旋转元件(RE3)和所述旋转元件(RE1)之间的所述转速差的给定值。
6.根据权利要求2所述的用于车辆驱动***的控制设备，还包括与所述动力传递部件相连接的第二电动机(M2)；
其中，所述变速部分变速限制装置(86)确定所述容许范围，以便防止与所述第二电动机(M2)相连接的旋转元件(RE3)和与所连接的旋转元件(RE3)保持接合的旋转元件(RE1)之间的转速差超过所述旋转元件(RE3)和所述旋转元件(RE1)之间的所述转速差的给定值。
7.根据权利要求3所述的用于车辆驱动***的控制设备，还包括与所述动力传递部件(18)相连接的第二电动机(M2)；
其中，所述变速部分变速限制装置(86)确定所述容许范围，以便防止与所述第二电动机(M2)相连接的旋转元件(RE3)和与所连接的旋转元件(RE3)保持接合的旋转元件(RE1)之间的转速差超过所述旋转元件(RE3)和所述旋转元件(RE1)之间的所述转速差的给定值。
8.根据权利要求4所述的用于车辆驱动***的控制设备，还包括与所述动力传递部件(18)相连接的第二电动机(M2)；
其中，所述变速部分变速限制装置(86)确定所述容许范围，以便防止与所述第二电动机(M2)相连接的旋转元件(RE3)和与所连接的旋转元件(RE3)保持接合的旋转元件(RE1)之间的转速差超过所述旋转元件(RE3)和所述旋转元件(RE1)之间的所述转速差的给定值。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过抑制所述变速部分(20)被要求的变速而限制所述变速部分(20)的变速。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过延迟所述变速部分(20)被要求的变速来限制所述变速部分(20)的变速。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过实行与所述变速部分(20)被要求的变速不同的变速来限制所述变速部分(20)的变速。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)通过强制实行基于所述变速部分(20)的当前状态的变速来限制所述变速部分(20)的变速。
13.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)基于所述变速部分(20)的输出转速关联值和实际发动机转速确定所述容许范围。
14.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，所述变速部分变速限制装置(86)基于所述变速部分(20)的输出转速关联值和目标发动机转速确定所述容许范围。
15.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，当所述变速部分的任何变速都不受所述变速部分变速限制装置(86)限制时，基于所述变速部分(20)的输出转速关联值和驾驶员要求确定所述变速部分(20)的正常变速。
16.根据权利要求1-8中任一项所述的用于车辆驱动***的控制设备，其中，在所述第一电动机(M1)的运转状态受控时，所述差速部分(11)用作无级变速器。
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