CN101363536B - 用于车辆动力传递装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆动力传递装置的控制装置。公开了一种具有包括单向离合器的接合装置的车辆动力传递装置用，其防止单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移以避免接合装置的耐用性降低。为实现此目的，在组合操作中使多个接合装置接合将允许建立多个档位。变速机构(车辆动力传递装置)10被设置为使多个接合装置中的至少一者包括单向离合器F1。变速机构基于在S1确定的变速杆52的变速位置和在S2确定的车辆行驶方向在S3切换档位选择方法。

Description

用于车辆动力传递装置的控制装置
技术领域
本发明涉及用于车辆动力传递装置的控制装置。更具体地，本发明涉及一种防止因为由具有单向离合器的多个接合装置构成的车辆动力传递装置内的单向离合器被锁定而使接合装置滑移的技术。
背景技术
对于可工作以选择多个速比的车辆动力传递装置，在此以前，控制装置已被用在这种动力传递装置中。控制装置依据车辆的行驶状况切换速比选择方法。例如，专利公开文献1(日本专利No.2808923)教导了自动变速器的这种控制装置。专利公开文献1公开了这样一种自动变速器，该自动变速器适于基于变速映射图执行变速以依据代表车辆行驶方向和加速器踏板的下压行程的车速来选择最适宜的档位即速度位置或变速位置，同时基于代表车辆运行状态的内燃机的吸气量改变该变速映射图。
这里，用作车辆行驶状况的车速是通过利用转速传感器检测输出轴或驱动轴的转速获得的。然而，当从这种传感器输出的转速仅作为脉冲信号取得时，变得往往难以获得与旋转方向即车辆的行驶方向有关的信息。因此，执行变速时未考虑车辆行驶方向。在例如通过利用前驱用变速映射图执行变速来选择前驱用自动档位的情况下，即使车辆向后行驶，也基于该前驱用变速映射图执行变速。
在此情况下，基于车速的绝对值执行变速。因此，当采用前驱用变速映射图时，即使车辆高速向后行驶，也执行变速进入高速前驱用档位。
另一方面，单向离合器已广泛用在动力传递装置的接合装置的一部分中。单向离合器可工作以朝向一个方向传递旋转，同时朝向另一方向惯性旋转即空转。对于使用中的此单向离合器，其能够自动地分离或接合，与使一个单向离合器分离且同时使另一单向离合器接合来执行所谓的离合器对离合器变速的构造不同。因此，使仅一个单向离合器接合或分离即可，能够以简化的程序执行变速。
对于包括这种单向离合器的动力传递装置，具有在单向离合器惯性旋转即空转的前提下建立的档位。若在选择使单向离合器处于惯性旋转状态的档位时车辆向后行驶，则使该单向离合器朝向与单向离合器的原始旋转方向即车辆向前行驶时单向离合器的旋转方向相反的方向旋转。这导致单向离合器被锁定，与之伴随着，该单向离合器与其它接合部件之间发生冲突(在变弱的接合力下接合的接合装置由于关联作用(tie-up effect)而发生滑移)，导致该接合装置的耐用性降低。
特别的，作为选择前驱用档位的结果，若即使在车辆向后行驶时也基于前驱用变速映射图执行变速，则接合装置内会发生滑移。这是因为基于车速的绝对值执行变速，导致从单向离合器惯性旋转的档位无意识变速至单向离合器被锁定的另一档位。
发明内容
本发明是鉴于以上观点完成的，且本发明的目的是提供这样一种用于车辆动力传递装置的控制装置，该控制装置可工作以依据所选择的变速位置和车辆行驶方向来切换档位选择方法，从而避免接合装置内发生滑移。
为实现以上目的，在本发明的第一方面中，车辆动力传递装置包括多个接合装置，该多个接合装置用于建立与多个接合装置的接合操作相关联的多个档位，所述接合装置中的至少一个包括单向离合器。控制装置工作以基于所选择的变速位置或者变速范围以及车辆行驶方向来切换档位。
利用此构造，车辆动力传递装置基于所选择的变速位置或变速范围和车辆行驶方向切换档位。结果，即便除变速位置或变速范围和车辆行驶方向以外的行驶状态相同，当与所选择的变速位置或变速范围和车辆行驶方向有关的关系存在差异时也选择不同的档位。这防止单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移，从而避免接合装置的耐用性降低。
在本发明的第二方面中，控制装置基于车速选择来档位。利用此构造，由于基于车速选择档位，基于所选择的变速位置和车辆行驶方向改变用于执行变速的车速能够容易地切换档位选择方法。
在本发明的第三方面中，控制装置基于所选择的变速位置或者变速范围来选择档位。利用此构造，基于所选择的变速位置或变速范围选择档位。因此，通过基于所选择的变速位置或变速范围和车辆行驶方向改变变速位置或变速范围，能够容易地切换档位选择方法。另外，可在利用变速位置或变速范围限定的多个档位中选择档位。这能够在利用这样一种档位建立的改变变速范围内选择档位，该档位不使其它接合装置由于单向离合器的锁定状态发生滑移。
在本发明的第四方面中，控制装置通过切换变速线(在切换变速线时)切换档位。利用此构造，通过切换依据所选择的变速位置和车辆行驶方向确定的变速线来选择档位，从而能够容易地切换档位选择方法。
在本发明的第五方面中，控制装置通过改变可选择档位的上限或下限切换档位。利用此构造，通过改变依据所选择的变速位置和车辆行驶方向改变的可选择档位的上限或下限来选择档位，从而能够容易地切换档位选择方法。由此，能够容易地切换档位选择方法。
在本发明的第六方面中，控制装置通过检测车辆动力传递装置的输出轴或与该输出轴连接的部件的旋转方向来确定车辆行驶方向。利用此构造，基于通过检测车辆动力装置的输出轴的旋转方向或与该输出轴连接的部件的旋转方向确定的车辆行驶方向和所选择的变速位置来改变档位选择方法。
在本发明的第七方面中，车辆动力传递装置包括电控差速部分，该电控差速部分工作以通过控制与差速部分的旋转元件连接的电动机的运转状态来控制输入轴转速与输出轴转速之间的差速状态。利用此构造，即便具有电控差速部分的车辆动力传递装置，也能够防止单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移。
在本发明的第八方面中，车辆动力传递装置包括两者都设置在动力传递路径内的有级变速部分和电控差速部分。利用此构造，即便具有电控差速部分的车辆动力传递装置，也能够防止单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移。
在本发明的第九方面中，车辆动力传递装置的有级变速部分具有使接合装置不由于单向离合器的接合而发生任何滑移的档位，当变速位置或变速范围处于向前驱动位置且车辆行驶方向处于反向(向后)驱动方向或者不清楚时选择该档位。利用此构造，当所选择的变速位置处于向前驱动位置且车辆行驶方向处于反向驱动方向时，选择第一档位以建立当使与有级变速器的单向离合器并行连接的制动器接合时实现的档位。当选择第一档位时，使单向离合器在车辆后行期间惯性旋转即空转，从而避免单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移。
在本发明的第十方面中，电控差速部分被使得在控制电动机的运行状态时作为无级变速机构工作。利用此构造，使电控差速部分作为无级变速机构工作。由此，即便车辆动力传递装置用作有级变速器，也能够防止单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移。
附图说明
图1是表示采用本发明控制装置的一种实施例的动力传递装置的结构的概略图；
图2是表示在构成图1所示差速机构的自动变速部分内建立的变速位置与其内采用的液压操作式摩擦接合装置的组合操作之间关系的功能图；
图3是指示旋转元件的相对转速的共线图，建立图1所示动力传递装置内的各种变速位置；
图4是表示设置在图1所示动力传递装置内的电子控制单元及相关的输入输出信号的示图；
图5是表示与设置用以控制离合器和制动器的各个液压致动器的控制操作的液压控制单元的线性电磁阀相关的电路图；
图6是表示手动变速装置的一例的示图，该手动变速装置包括变速杆且可工作以选择多个种类的多个变速位置之一；
图7是表示图4所示电子控制单元的主要控制功能的功能框图；
图8是表示在执行驱动装置的变速控制中采用的变速映射图的一例和在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中采用的驱动力源映射图的一例的示图，这些映射图相互关联；
图9是代表用于经变速图切换装置切换的切换变速线的变速图的一例的示图，其对应于图8所示的变速图；
图10是表示燃料经济性映射图的一例的示图，虚线指示发动机的最佳燃料经济性曲线；以及
图11是表示利用图4所示的电子控制装置执行的控制操作的主要部分的流程图。
具体实施方式
现在，下面将参照附图详细说明依据本发明的各种实施例。
<实施例>
图1是表示构成采用本发明的混合动力车用驱动***的一部分的变速机构即变速机构10的概略图。如图1中所示，变速机构10包括作为非旋转元件安装在车身上的变速器壳体12(以下称为“壳体12”)、作为输入旋转元件设置在壳体12内部的输入轴14、直接地或通过未示出的脉冲吸收阻尼器(减振装置)间接地同轴连接至输入轴14且用作无级变速部分的差速部分11、经由动力传递部件(动力传递轴)18串接在差速部分11与驱动轮34(参见图7)之间的动力传递路径内的自动变速部分即自动变速部分20、以及与自动变速部分20连接且作为输出旋转元件的输出轴22。
变速机构10适合应用于FR(发动机前置后轮驱动)式车辆且沿该车辆的前后方向安装在车辆上。变速机构10设置在发动机8与一对驱动轮34之间。发动机8包括诸如汽油发动机或柴油发动机一类的内燃机且用作驱动力源。发动机8直接地或通过未表示的脉冲吸收阻尼器(减振装置)间接地与输入轴14串接。这允许车辆驱动力顺次通过差速齿轮装置32(末级减速齿轮)(参见图7)和一对驱动轴从发动机8转移给一对驱动轮34。
在所示实施例的变速机构10中，发动机8和差速部分11彼此直接连接。如这里所用的，术语“彼此直接连接”指这样一种构造，在该构造下，相关部件之间建立直接连接而无诸如变矩器或流体接合器之类的流体操纵式动力传递装置，但是此直接连接也涉及具有例如脉动吸收阻尼器的连接。注意，图1中省略了被构造成相对于其轴线对称的变速机构10的下半部。
差速部分11包括第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2，动力分配机构16被构造在机械机构内以作为差速机构将施加给输入轴14的发动机8的输出(以下称为“发动机输出”)机械分配给第一电动机M1和动力传递部件18，第二电动机M2同动力传递部件18操作性连接以与之一起旋转。在所示实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2两者都是所谓的电动机/发电动机，每个都具有产生电力的功能。第一电动机M1至少具有发电机的功能以产生反作用力。第二电动机M2至少具有电动机的功能以作为输出车辆驱动力的行驶驱动力源。
动力分配机构16主要包括例如传动比ρ1约0.418的单小齿轮类型的第一行星齿轮组24。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以使其可以绕自身轴线和绕第一太阳齿轮S1的轴线旋转的第一行星架CA1、以及经第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1接合的第一齿圈R1组成的旋转元件。在第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的齿数分别由ZS1和ZR1表示的情况下，以上传动比ρ1由ZS1/ZR1表示。
在此动力分配机构16中，第一行星架CA1连接至输入轴14即发动机8；第一太阳齿轮S1连接至第一电动机M1；以及第一齿圈R1连接至动力传递部件18。在此结构的动力分配机构16中，第一行星齿轮组24的三个部件即第一太阳齿轮S1、第一行星架CA1和第一齿圈R1被设置成相对于彼此旋转以开始差速作用即处于差速状态，在该差速状态下开始差速作用。这使得发动机的输出被分配到第一电动机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，该电能将被储存和用来旋转驱动第二电动机M2。
由此，使得差速部分11(动力分配机构16)用作电控差速装置，以致例如将差速部分11置于连续改变动力传递部件18的旋转而不顾以给定转速运行的发动机8的所谓无级变速状态(电控CVT状态)下。也就是说，差速部分11用作电控无级变速器以提供从最小值γ0min至最大值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包括单小齿轮式第二行星齿轮组26、单小齿轮式第三行星齿轮组28以及单小齿轮式第四行星齿轮组30。自动变速部分20是可作为无级自动变速器工作的行星齿轮式多级变速器。第二行星齿轮组26包括：第二太阳齿轮S2；第二行星齿轮P2；第二行星架CA2，其支承第二行星齿轮P2使之可以绕自身轴线旋转并且可绕第二太阳齿轮S2的轴线旋转；以及经第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2接合的第二齿圈R2。第二行星齿轮组26具有例如约“0.562”的给定传动比ρ2。第三行星齿轮组28包括：第三太阳齿轮S3；第三行星齿轮P3；第三行星架CA3，其支承第三行星齿轮P3使之可以绕自身轴线旋转并且可绕第三太阳齿轮S3的轴线旋转；以及经第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3接合的第三齿圈R3。第三行星齿轮组28具有例如约“0.425”的给定传动比ρ3。
第四行星齿轮组30包括：第四太阳齿轮S4；第四行星齿轮P4；第四行星架CA4，其支承第四行星齿轮P4使之可以绕自身轴线旋转并且可绕第四太阳齿轮S4的轴线旋转；以及经第四行星齿轮P4与第四太阳齿轮S4接合的第四齿圈R4。第四行星齿轮组30具有例如约“0.421”的给定传动比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和第四齿圈R4的齿轮齿数分别由ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4表示的情况下，传动比ρ2、ρ3和ρ4分别由ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4表示。
在自动变速部分20中，第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3彼此一体连接、通过第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18、以及通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第二行星架CA2通过第四制动器B4选择性地连接到壳体12，并且第四齿圈R4通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12。第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4彼此一体连接并与输出轴22连接。第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4彼此一体连接并通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递部件18。
因而，自动变速部分20和差速部分(动力传递部件18)经由为建立自动变速部分20中的每个档位(变速位置)而提供的第一离合器C1或第二离合器C2选择性地彼此连接。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2用作这样一种耦接装置即接合装置，可操作该接合装置以选择性地使动力传递部件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处于车辆驱动力能够经由该动力传递路径传递的动力传递状态和车辆驱动力不能经由该动力传递路径传递的动力切断状态之一。也就是说，在第一离合器C1和第二离合器C2中至少一者接合时，动力传递路径被置于动力传递状态。相反，在第一离合器C1和第二离合器C2两者都分离时，动力传递路径被置于动力切断状态。
另外，对于自动变速部分20，在使接合侧接合装置接合的同时使分离侧接合装置分离可允许执行所谓的“离合器对离合器”变速动作以选择性地建立各个档位。这允许获得每个档位的变化比相等的速比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的，第一离合器C1与第三制动器B3接合将建立速比γ1近似例如“3.357”的第一档位。
当第一离合器C1与第四制动器B4在工作中接合的情况下，建立速比γ2近似例如“2.180”的第二档位，速比γ2的值低于速比γ1的值。当第一离合器C1与第一制动器B1在工作中接合的情况下，建立速比γ3近似例如“1.424”的第三档位，速比γ3的值低于速比γ2的值。第一离合器C1与第二离合器C2接合将建立速比γ4近似例如“1.000”的第四档位，速比γ4低于速比γ3。第二离合器C2与第三制动器B3接合将建立速比γR近似例如3.209的倒档(反向驱动变速位置)，速比γR介于第一档位的速比γ1与第二档位的速比γ2之间。另外，分离即啮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将允许建立空档N。
另外，单向离合器F1作为用于锁定第四行星齿轮组30的第四齿圈R4的旋转的部件平行于第三制动器B3安装在壳体12上。单向离合器F1由例如现有车辆自动变速器中经常采用的斜撑式或滚柱式单向离合器构成。当第四齿圈R4倾向于相对于壳体12顺时针旋转时，使单向离合器F1与该壳体12接合。相反，当第四齿圈R4倾向于逆时针旋转时，单向离合器F1惯性旋转即空转。
作为提供单向离合器F1的结果，第一档位利用第一离合器C1和单向离合器F1的预接合来建立。也就是说，当车辆被开油门以向前行驶且离合器C1保持接合时，使单向离合器F1在适当的定时接合。于是，能够平稳地建立第一档位而无需可控制地接合第三制动器B3。
另外，第二制动器B2作为用于锁定第二行星齿轮组26的第二行星架CA2的旋转以使单向离合器中F2及其相对于壳体12的操作无效的部件平行于第四制动器B4安装在壳体12上。单向离合器F2也由例如斜撑式或滚柱式单向离合器构成。当第二行星架CA2倾向于相对于壳体12顺时针旋转时，使单向离合器F2与该壳体12接合。相反，当第二行星架CA2倾向于逆时针旋转时，单向离合器F2惯性旋转即空转。
另外，第二制动器B2如图2所示在第二档位接合。因此，当第二行星架CA2在第二档位倾向于相对于壳体12顺时针旋转时，使该壳体12和单向离合器F2彼此接合。另外，单向离合器F2和第二制动器B2保持彼此接合。这阻止第二行星架CA2旋转。相反，若第二行星架CA2在第二档位倾向于相对于壳体12逆时针旋转，则单向离合器F2惯性旋转。另外，在除第二档位以外的其它档位，第二制动器B2分离而与单向离合器F2的旋转无关，从而允许第二行星架CA2旋转。
作为提供单向离合器F2的结果，即便在使第一离合器C1、第二制动器B2和单向离合器F2接合的情况下也能够建立第二档位。也就是说，当车辆被开油门以向前行驶且第一离合器C1和第二制动器B2预先保持接合时，使单向离合器F2在适当的定时接合。于是，能够平稳地建立第二档位而无需可控制地接合第二制动器B2。
第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3和第四制动器B4(以下统称为离合器C和制动器B，除非具体指明)是现有车辆自动变速器中使用的液压操作式摩擦接合装置。这些摩擦接合装置中的每个都包括：湿式多片离合器，其包括多个由液压致动器彼此压紧的叠置摩擦片；或者包括转鼓的带式制动器，在转鼓的外周表面上缠绕一条带或两条带以在一端由液压致动器张紧。由此，摩擦接合装置用于选择性地提供每个离合器或制动器介于其间的两个组件之间的驱动连接。
在这种结构的变速机构10中，作为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。另外，当控制差速部分11以提供被维持在固定水平的速比时，该差速部分11和自动变速部分20能够提供与有级变速器相同的状态。
更特别的，差速部分11用作无级变速器，同时串接至差速部分11的自动变速部分20用作有级变速器。由此，使输入给被置于至少一个档位M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”)连续地变化，从而能使档位M具有连续变化的速度范围。因此，变速机构10提供处于连续变化范围内的总速比γT(输入轴14的转速NIN/输出轴22的转速NOUT)。由此，在变速机构10内建立无级变速器。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建立的整个自动变速部分20的总速比γT。
对于各个档位例如图2的接合操作表中所示的自动变速部分20的第一至第四档位和倒档，传递部件转速N18随着在连续变化的速度范围内获得的每个档位连续地变化。因此，相邻档位之间存在连续变化的速比，使得整个变速机构10能够具有处于连续变化范围内的总速比γT。
另外，变速部分11的速比γ0被控制为处于固定水平且离合器C和制动器B选择性地接合，从而选择性地建立第一至第四档位之任一或倒档(反向驱动变速位置)。这可以为每个档位获得以近似相等比率变化的变速机构10的总速比γT。由此，在与有级变速器相同的状态下建立变速机构10。
若例如控制差速部分11以提供处于固定值“1”的速比γ0，则变速机构10为如图2的接合操作表中所示的自动变速部分20的第一至第四档位和倒档中的每个档位提供总速比γT。另外，若在第四档位下控制自动变速部分20以使差速部分11具有小于值“1”且近似例如“0.7”的速比γ0，则自动变速部分20具有小于第四档位值且近似例如“0.7”的总速比γT。
图3是包括差速部分11和自动变速部分20在内的变速机构10的共线图，其中，针对每个档位的处于不同接合状态的各个旋转元件的转速之间的相对运动关系被描绘在直线上。图3的共线图采取二维坐标***的形式，横轴标绘行星齿轮组24、26、28、30的传动比ρ，而纵轴标绘旋转元件的相对转速。横线X1表示值为0的转速；横线X2表示值为“1.0”的转速，即与输入轴14相连的发动机8的转速NE；以及横线XG表示动力传递部件18的转速。
与形成差速部分11的动力分配机构16的三个元件对应的三条竖直线Y1、Y2和Y3从左起分别表示与第二旋转元件(第二元件)RE2对应的第一太阳齿轮S1的相对转速、与第一旋转元件(第一元件)RE1对应的第一行星架CA1的相对转速和与第三旋转元件(第三元件)RE3对应的第一齿圈R1的相对转速。相邻竖直线之间的距离基于第一行星齿轮组24的传动比ρ1确定。
另外，用于自动变速部分20的五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8从左起分别表示彼此连接且对应于第四旋转元件(第四元件)RE4的第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3的相对转速；对应于第五旋转元件(第五元件)RE5的第二行星架CA2的相对转速；对应于第六旋转元件(第六元件)RE6的第四齿圈R4的相对转速；彼此连接且对应于第七旋转元件(第七元件)RE7的第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4的相对转速；以及彼此连接且对应于第八旋转元件(第八元件)RE8的第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4的相对转速。每个相邻竖直线之间的距离基于第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30的传动比ρ2、ρ3和ρ4确定。
在共线图上的竖直线之间的关系中，若太阳齿轮和行星架之间的间距被设定为与值“1”对应的距离，则行星架和齿圈之间的间距处在与行星齿轮组的传动比ρ对应的距离。就是说，对于差速部分11，竖直线Y1和Y2之间的间距被设定为与值“1”对应的距离，而竖直线Y2和Y3之间的间距被设定为与传动比ρ1对应的距离。另外，对于自动变速部分20中的第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30中的各个，太阳齿轮和行星架之间的间距被设定为与值“1”对应的距离，而行星架和齿圈之间的间距被设定为与传动比ρ1对应的距离。
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)被设置成使第一行星齿轮组24的第一旋转元件RE1(第一行星架CA1)连接到输入轴14即连接到发动机8以及第二旋转元件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的旋转通过动力传递部件18传递(输入)给自动变速部分20。第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的转速之间的关系用经过线Y2和X2之间交点的倾斜直线L0表示。
现在说明这样一种情况，在该情况下，使差速部分11处于差速状态、第一至第三旋转元件RE1至RE3能够相对于彼此旋转、同时用直线L0和竖直线Y1的交点指示的第一齿圈R1的转速受车速V的限制且保持近似恒定水平。在此情况下，当控制电动机转速NE使得由直线L0和竖直线Y2之间交点表示的第一行星架CA1的转速升高或降低时，用直线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的转速升高或降低。
当控制第一电动机M1的转速以使差速部分11具有值为“1”的速比γ0且第一太阳齿轮S1以与发动机转速NE相同的速度旋转时，直线L0与水平线X2成一条线。当此发生时，使第一齿圈R1即动力传递部件18以与发动机转速NE相同的速度旋转。相反，若控制第一电动机M1的转速以使差速部分11具有值小于“1”例如值近似“0.7”的速比γ0且第一太阳齿轮S1的转速为零，则使动力传递部件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。如上所述，第五旋转元件RE5可经由第二制动器B2和单向离合器F2选择性地连接到壳体12，且第六旋转元件RE6可经由单向离合器F1选择性地连接到壳体12。
接着，说明这样一种情况，在该情况下，对于自动变速部分20，差速部分11处于使直线L0与水平线X2重合的状态以致该差速部分11用与发动机转速NE相同的速度将车辆驱动力传递给第八旋转元件RE8，由此，第一离合器C1和第三制动器B3如图3所示接合。在此情况中，用于第一档位的输出轴22的转速利用斜线L1与竖直线Y7之间的交点表示，该斜线L1经过竖直线Y8与水平线X2之间的交点和竖直线Y6与水平线X1之间的交点，该竖直线Y7指示与输出轴22连接的第七旋转元件RE的转速，该竖直线Y8指示第八旋转元件RE8的转速，以及该竖直线Y6指示第六旋转元件RE6的转速，如图3所示。
类似地，用于第二档位的输出轴22的转速利用倾斜直线L2与竖直线Y7之间的交点表示，该倾斜直线L2是当第一离合器C1和第二制动器B2接合时确定的，以及该竖直线Y7指示与输出轴22连接的第七旋转元件RE7的转速。用于第三档位的输出轴22的转速利用倾斜直线L3与竖直线Y7之间的交点表示，该倾斜直线L3是当第一离合器C1和第一制动器B1接合时确定的，以及该竖直线Y7指示与输出轴22连接的第七旋转元件RE7的转速。用于第四档位的输出轴22的转速利用水平直线L4与竖直线Y7之间的交点表示，该水平直线L4是当第一离合器C1和第二制动器B2接合时确定的，以及该竖直线Y7指示与输出轴22连接的第七旋转元件RE7的转速。
图4表示可工作以控制本发明的变速机构10以响应于各种输入信号产生各种输出信号的电子控制单元80。此电子控制单元80包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微型计算机，并且被设置成在利用ROM的临时数据存储功能的同时根据存储在ROM中的程序来处理这些信号，以实现发动机8和第一和第二电动机M1和M2的驱动控制以及诸如自动变速部分20的变速控制之类的驱动控制。
与图4所示的各种传感器和开关连接的电子控制单元80接收各种信号，例如：表示发动机的冷却水温度TEMPW的信号；表示利用变速杆52(表示在图7中)选择的变速位置PSH的信号以及表示在“M”档上进行的操作次数的信号；表示代表发动机8的转速的发动机转速NE的信号；指令M模式(手动变速行驶模式)的信号；表示空调器的运行状态的信号；表示输出轴22的转速(以下称为“输出轴转速”)NOUT的信号；表示用于自动变速部分20的控制操作的ATF的温度(以下称为“ATF温度”)的信号。
电子控制单元80还接收：表示驻车制动器处于工作中的信号；表示脚制动器处于工作中的信号；表示催化剂温度的信号；表示加速器开度Acc的信号，加速器开度Acc代表当驾驶员用其输出指令值操纵加速器踏板时该加速器踏板的工作行程；表示凸轮角度的信号；表示雪地模式设定的信号；表示车辆的纵向加速度值G的信号；表示自动巡航驱动模式的信号；表示车辆的重量(车重)的信号；表示每个驱动轮的轮速的信号；表示第一电动机M1的转速NM1(此后称作“第一电动机转速NM1”)的信号；以及表示第二电动机M2的转速NM2(此后称作“第二电动机转速NM2”)的信号。
电子控制单元80产生各种信号，包括：施加给发动机输出控制装置58(参见图7)以控制发动机输出的控制信号，即，施加给节气门致动器64以控制被配置在发动机8的进气歧管60中的电子节气门62的节气门开度θTH的驱动信号；施加给燃料喷射装置66以控制被喷射到进气歧管60或发动机8的气缸中的燃料量的燃料供给量信号；施加给点火装置68以控制发动机8的点火正时的信号；用于调节发动机8的增压器压力的增压器压力调节信号；用于致动电子空调器的电子空调器驱动信号；用于指令第一和第二电动机M1和M2的操作的指令信号；用于致动变速范围指示器的变速位置(操纵位置)显示信号；用于显示传动比的传动比指示信号。
电子控制单元80还产生用于显示雪地模式的存在的雪地模式显示信号；用于显示对M模式的选择的M模式显示信号；用于致动液压控制单元70(参见图5和7)内的电磁阀(线性电磁阀)以控制差速部分11和自动变速部分20的液压操作式摩擦接合装置的液压致动器的阀指令信号；用于调节液压控制单元70内的调节器阀(压力调节器阀)以调节管线压力PL的信号；用于致动电动液压泵的驱动指令信号，该电动液压泵作为用于调节管线压力PL的原始液压源；用于驱动电热器的信号；以及施加给巡航控制计算机的信号。
图5是用于控制离合器C1、C2和制动器B1-B3的各个液压致动器(液压缸)AC1，AC2，AB1，AB2，AB3的控制操作的液压控制单元70的线性电磁阀SL1-SL5的电路图。
如图5所示，液压致动器AC1，AC2，AB1，AB2，AB3与各自的线性电磁阀SL1-SL5连接，响应于从电子控制单元80发送的控制指令来控制这些线性电磁阀SL1-SL5。这将线性压力PL调整为各自的离合器接合压力PC1，PC2，PB1，PB2和PB3以直接施加给各个液压致动器AC1，AC2，AB1，AB2，AB3。线性压力PL代表由发动机30驱动的电动液压油泵(未表示)或机械油泵生成的原始液压，依据发动机8的负荷利用减压式压力调节器阀在加速器开度ACC或节气门开度θTH方面调节此线性压力PL。
基本形成为相同构造的线性电磁阀SL1-SL5利用电子控制单元80独立地给电或断电。这允许液压致动器AC1，AC2，AB1，AB2，AB3独立地且可控制地调节液压，从而控制离合器接合压力PC1，PC2，PB1，PB2，PB3。对于自动变速部分20，预定接合装置按照例如图2的接合操作指示表中所示的图形接合，从而建立各个档位。另外，在自动变速部分20的变速控制期间，执行所谓的离合器对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的接合或分离。
图6是表示作为切换装置的手动变速装置50的一例的示图，可通过手动操作来操纵该手动变速装置50以变换多种变速位置PSH。变速装置50安装在例如驾驶员座椅的横向侧区域且包括变速杆52，可操纵该变速杆52以选择多个变速位置PSH之一。
变速杆52具有：驻车档位“P”(Parking)，在该档位，变速机构10内即自动变速部分20内的动力传递路径处于被断开的空档状态即中立状态，同时该自动变速部分20的输出轴22维持锁定状态；用于反向驱动模式的反向驱动档位“R”(倒档，Reverse)；空档“N”(Neutral)，其用于变速机构10的动力传递路径被断开的中立状态；自动前驱行驶档位“D”(Drive)；和手动变速前驱档位“M”(Manual)。
在自动前驱行驶档位“D”下，建立自动变速模式以在变速机构10的可变速总速比γT的变化范围内执行自动变速控制，该总速比γT的变化范围是在差动部分11的无级变速比幅和自动变速部分20的第一至第四档位的范围内执行各变速位置的自动变速控制得到的。在手动变速前驱档位“M”下，手动变速以建立手动变速前驱模式(手动模式)，从而设定所谓的变速范围以限定在自动变速控制下自动变速部分20的操作期间高速范围上的变速档位。
当转移变速杆52到各个变速位置PSH时，液压控制单元70被电气地切换，从而获得反向驱动“R”档位、空档“N”以及前驱档位“D”中的各个档位等。
在用“P”到“M”档位表示的各个变速位置PSH中，“P”和“N”档位代表在不使车辆行驶时选择的非行驶档位。也就是说，“P”和“N”档位代表当第一和第二离合器C1，C2选择使动力传递路径切换至动力断开状态时选择的非驱动档位，动力断开状态类似于这样一种状态，例如图2的接合操作指示表中所示的，第一和第二离合器C1，C2两者分离以中断自动变速部分20内的动力传递路径，从而不能驱动车辆。
“R”、“D”和“M”档位代表当使车辆行驶时选择的行驶档位。也就是说，这些档位代表当第一和/或第二离合器C1，C2选择使动力传递路径切换至动力传递状态时选择的驱动档位，动力传递状态类似于这样一种状态，例如图2的接合操作指示表中所示的，第一和第二离合器C1，C2中至少一者接合以建立自动变速部分20内的动力传递路径，从而能够驱动车辆。
更具体地，随着从“P”档位或“N”档位手动转移变速杆52到“R”档位，第二离合器C2接合以使自动变速部分20的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。随着从“N”档位手动转移变速杆52到“D”档位，至少第一离合器C1接合以使自动变速部分20的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。另外，随着从“R”档位手动转移变速杆52到“P”档位或“N”档位，第二离合器C2分离以使自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。随着从“D”档位手动转移变速杆52到“N”档位，第一离合器C1或第二离合器C2分离以使自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。
另外，当变速杆52处于“D”档位时，利用自动变速部分20内的所有档位即第一至第四档位执行变速。因此，此档位也称为“D”范围。另外，当变速杆52处于“M”档位时，可选择从“4”范围至“1”范围的变速范围。这允许利用与每个范围相关的档位来执行变速。
更具体地，例如，当选择“4”范围时，利用第一至第四档位之一执行变速。当选择“3”范围时，利用第一至第三档位之一执行变速。当选择“2”范围时，利用第一和第二档位之一执行变速。当选择“1”范围时，利用第一档位执行变速。另外，“M”档位具有沿车辆纵向延伸且设有升档位置“+”和降档位置“-”的指示区域。在此情况下，移动变速杆52至升档位置“+”或降档位置“-”导致“1”至“4”范围之任一的变速。
变速杆52具有推压装置例如弹簧等，变速杆52经由此推压装置从升档位置“+”和降档位置“-”自动返回“M”档位。另外，依据变速杆52处于升档位置“+”和降档位置“-”的次数和时间段，选择性地切换“1”至“4”范围。另外，当变速杆52从“D”档位移动至“M”档位时，例如，选择“4”范围。当变速杆52从“M”档位移动至“D”档位时，选择“D”范围。“D”范围和代表前驱档位的“1”范围至“4”范围将称为“前进范围”。
图7是用于说明电子控制单元80执行的主要控制功能的功能框图。可工作以控制自动变速部分20内的变速的有级变速控制装置82由变速线改变装置92、变速判定装置94和变速执行装置96组成。其中，变速判定装置94判定自动变速部分内是否执行变速，即判定(确定)要变速至的档位。此判定参考图8所示的关系(变速线图和变速映射图)做出，图8具有以车速V和驱动力相关值例如要求输出转矩TOUT为参数预先储存的升档线(实线)和降档线(单点划线)。此判定基于实际车速V和由要求输出转矩TOUT指示的车辆状态做出。
变速执行装置96使自动变速部分20执行自动变速控制以建立所判定(确定)的档位。要求输出转矩TOUT基于例如加速器踏板的下压行程计算。另外，车速和行驶方向判定装置102基于例如利用下述输出轴旋转传感器100检出的输出轴22的转速来计算车速V。
在此计算过程中，变速执行装置96输出指令(变速输出指令和液压指令)到液压控制单元70以接合和/或分离与自动变速部分20的变速有关的液压操作式摩擦接合装置，该自动变速部分20的变速依据图2所示的接合操作表执行。换句话说，此指令使与自动变速部分20的变速有关的分离侧接合装置分离且同时使接合侧接合装置接合，从而执行变速。液压控制单元70响应于此指令驱动线性电磁阀SL以操作与自动变速部分20的变速有关的液压操作式摩擦接合装置的液压致动器。这允许例如分离侧接合装置分离且接合侧接合装置接合，以致在自动变速部分20内执行变速。
作为差速部分控制装置的混合动力控制装置84在高效率的最佳操作范围内操作发动机8，同时以最佳的比率分配发动机8和第二电动机M2的驱动力并最佳地改变在第一电动机M1产生电力的操作期间该第一电动机M1的反作用力。由此，在电控无级变速下可控制地操作差速部分11以控制速比γ0。例如，在车辆行驶期间某时刻的车速V下，基于均代表驾驶员的输出需求变量的加速器开度Acc和车速V来计算车辆的目标(需求)输出，然后基于车辆的目标输出和充电请求值来计算需求总目标输出。
此后，考虑到动力传递损失、辅助单元的负荷以及第二电动机M2的辅助转矩等计算目标发动机输出以获得总目标输出。然后，混合动力控制装置84在控制第一电动机M1的发电量的同时控制发动机8，以提供能够获得目标发动机输出的发动机转速NE和发动机转矩TE。
混合动力控制装置84考虑到例如自动变速部分20的档位来执行控制，以提高动力性能和改善燃料消耗。在此混合动力控制中，使差速部分11作为电控无级变速器工作，以致为使发动机8在高效率操作范围内操作而确定的发动机转速NE和车速V与由自动变速器部分20的档位所确定的动力传递部件18的车速和转速相匹配。
也就是说，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沿着预先经由实验获得并预存储的发动机8的最佳燃料效率曲线(燃料效率图和关系)运行，此曲线如图10中的虚线所示。这在利用发动机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实现车辆于无级变速模式下行驶期间驾驶性能与燃料消耗之间的折衷。例如，确定变速机构10的总速比γT的目标值以获得这样一种发动机转矩TE和发动机转速NE，该转矩和转速产生为满足目标输出(总目标输出和要求驱动转矩)所需的发动机输出。然后，考虑到自动变速部分20的档位来控制差速部分11的速比γ0以获得相关的目标值，从而将总速比γT控制在无级变速范围内。
在此发生时，混合动力控制装置84允许第一电动机M1产生的电能经逆变器54供应到蓄电装置56和第二电动机M2。由此，发动机8的驱动力的主要部分被机械转移给动力传递部件18。然而，发动机8的驱动力的一部分被用于发电的第一电动机M1消耗并转化为电能。所产生的电能经逆变器54供应到第二电动机M2，结果该第二电动机M2被驱动。因此，驱动力的一部分经由第二电动机M2转移给动力传递部件18。与从产生电力的步骤起至使第二电动机M2消耗相关电力的步骤的操作有关的设备建立一种电力路径，在该电力路径中，发动机8的驱动力的一部分转化为电能且所得到的电能转化为机械能。
特别的，若有级变速控制装置82执行自动变速部分20的变速控制，则该自动变速部分20逐级地改变速比。这允许变速机构10在变速之前和之后的阶段具有可逐级变化的总速比γT。当总速比γT逐级变化时即当速比以不连续方式且呈跳跃状态变化时，与当总速比γT连续变化时所实现的相比，驱动转矩能够更迅速地变化。相比之下，可能出现变速冲击且在依据最佳燃料经济性曲线控制发动机转速NE方面遇到困难，与之伴随着，燃料消耗恶化。
为解决此问题，混合动力控制装置84使差速部分11执行变速。此时，令速比朝向这样一种方向变化，该方向相反于速比与自动变速部分20的变速同步变化的方向。这尽可能减小总速比γT的逐级变化。换句话说，混合动力控制装置84与自动变速部分20的变速控制相同步地执行差速部分11的变速控制。由此，变速机构10具有能够在自动变速部分20的变速之前和之后的阶段连续变化的总速比γT。
例如，混合动力控制装置84建立给定的总速比γT以不使变速机构10的总速比γT在自动变速部分20的变速之前和之后的阶段瞬变。为此，混合动力控制装置84与自动变速部分20的变速控制相同步地执行差速部分11的变速控制。这使速比以与自动变速部分20的速比的逐级变化相等的变化率朝向与速比变化方向相反的方向逐级变化。
从另一观点看，即使当自动变速部分20执行变速以使该自动变速部分20的速比逐级变化时，混合动力控制装置84也控制差速部分11的速比γ0以使发动机8的工作点在变速之前和之后的阶段不发生任何变化。图10所示的曲线P1，P2和P3分别指示例如发动机8的电力线P的例子。点A代表由基于发动机8的燃料经济效率(最佳燃料经济率)确定的发动机转速NE和发动机转矩TE限定的发动机8的工作点即发动机8的驱动状态的一例
混合动力控制装置84在自动变速部分20变速之前和之后的阶段执行所谓的电力变速以在差速部分11内执行变速。这允许发动机8的工作点位于等效电力线上且该发动机8的工作点不发生任何变化，如点A所示。也就是说，使发动机8的工作点遵循最佳燃料经济性曲线，同时允许电力被维持。更特别的，混合动力控制装置84执行节气门控制以使发动机转矩TE在自动变速部分20变速期间被维持几乎恒定。另外，混合动力控制装置84朝向这样一种方向改变第一电动机转速NM1，该方向与第二电动机转速NM2随着自动变速部分20变速的进行而变化的方向相反，以使发动机转速NE被维持几乎恒定。
混合动力控制装置84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以维持发动机转速NE在几乎恒定水平或控制该转速在任意水平，而与车辆保持停止状态或行驶状态无关。换句话说，混合动力控制装置84控制第一电动机转速NM1在任意水平，同时维持发动机转速NE在几乎恒定水平或任意转速。
如自图3所示的共线图显而易见的，例如，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在保持被受限于车速V(用驱动轮34表示)的第二电动机转速NM2于几乎固定水平的同时提高第一电动机转速NM1。
混合动力控制装置84使节气门致动器64可控制地打开或关闭电子节气门62以执行节气门控制。另外，混合动力控制装置84在功能上包括用于将指令单独地或者组合地输出给发动机输出控制设备58的发动机输出控制装置。这使燃料喷射设备66控制燃料喷射量和燃料喷射正时以便进行燃料喷射控制，同时使点火设备68控制诸如点火器一类的点火设备68的点火正时以便进行点火正时控制。在接收此指令时，发动机输出控制设备58执行发动机8的输出控制以提供所要求的发动机输出。
例如，混合动力控制装置84基本上参考预存的关系(未表示)响应于加速器开度Acc来驱动节气门致动器64。执行节气门控制以使得加速器开度Acc越大，节气门开度θTH越大。另外，当从混合动力控制装置84接收指令时，发动机输出控制设备58允许节气门致动器64可控制地打开或关闭电子节气门62以便进行节气门控制，同时控制诸如点火器一类的点火设备68的点火正时以便进行点火正时控制，从而执行发动机转矩控制。
另外，混合动力控制装置84可工作以使差速部分11执行电控CVT功能(差速作用)，从而实现电动机驱动模式，而与发动机8维持停止状态或怠速状态无关。
例如，混合动力控制装置84通过参考图8所示的关系(驱动力源切换线和驱动力源映射图)基于用实际车速V和要求或规定输出转矩表示的车辆状态判定车辆处于电动机驱动行驶区域还是发动机驱动行驶区域，从而执行电动机驱动行驶模式或发动机驱动行驶模式。图8所示的关系在电动机驱动行驶区域与发动机驱动行驶区域之间具有以车速V和要求输出转矩TOUT为参数的分界线，以在发动机8和第二电动机M2之间切换行驶驱动力源。
图8中实线所示的驱动力源映射图A与利用图8中实线和单点划线表示的变速映射图一起被预储存。如自图8显而易见的，混合动力控制装置84在较低输出转矩区域TOUT执行电动机驱动行驶模式，该较低输出转矩区域TOUT被认为发动机效率一般低于在高输出转矩范围即低负荷范围内运行的发动机的效率。
为抑制在此电动机驱动行驶模式期间停止的发动机8的拖滞以改善燃料消耗，混合动力控制装置84控制第一电动机转速NM1为负转速以使例如第一电动机在无负荷状态下工作，从而实现怠速状态。通过这样做，发动机转速NE由于差速部分11的电控CVT功能(差速作用)而根据需要为零或几乎为零。
即使存在发动机驱动行驶区域，混合动力控制装置84也允许第一电动机M1和/或蓄电装置56利用上述电子路径将电能供应给第二电动机M2。这驱使第二电动机M2给驱动轮34施加转矩，可提供用于辅助发动机8的驱动力的所谓转矩辅助。
混合动力控制装置84使可在无负荷状态下工作的第一电动机M1在怠速状态下自由地旋转。这使得差速部分11可以中断转矩传递，即，使差速部分11在与其内动力传递路径断开相同的状态下无任何输出地不工作。也就是说，混合动力控制装置84使第一电动机M1处于无负荷状态，可以令差速部分11处于动力传递路径电断开的中立状态(中性状态)。
由此，在图8所示的驱动力源映射图中，电动机驱动区域被设定为较低输出转矩TOUT范围即低负荷范围，该低负荷范围一般被认为使发动机效率低于在高转矩范围实现的效率。
回到图7，输出轴旋转传感器100检测变速机构10的输出轴22的旋转方向和转数。为此，输出轴旋转传感器100包括安装在例如输出轴22上的旋转磁铁板，该输出轴22在发生磁性波动时旋转磁铁板，检测该磁性波动以检测输出轴22的旋转方向和转数。车速和行驶方向计算装置102基于利用输出轴旋转传感器100检出的输出轴的旋转方向和转数来计算车辆的行驶方向和车速。
更具体地，例如，输出轴22的旋转方向即其顺时针旋转或逆时针旋转与车辆行驶方向即向前驱动或反向驱动的相关性被预先储存。基于所储存的此数据，判定车辆行驶方向，借此执行操作来计算输出轴22每给定单位时间的转速。然后，基于所得到的输出轴22的转速、最末减速齿轮单元32的减速比和驱动轮34的半径计算车速。
另外，输出轴旋转传感器100可设置在其它部件例如以给定旋转比同输出轴22连接的驱动轴上。另外，可依据用于检测输出轴旋转传感器100的转数的部件来适当改变利用车速和行驶方向计算装置102执行的车速计算方法以获得末级车速。
行驶方向和变速范围比较装置104比较利用变速杆50设定的变速范围与利用车速和行驶方向计算装置102计算的车辆行驶方向，由此输出所得到的信号。更具体地，例如，当变速范围位于向前驱动范围或反向驱动范围内时，行驶方向和变速范围比较装置104提供代表变速范围之一的输出。这些变速范围包括(1)位于向前驱动范围且车辆向前行驶或保持停止的变速范围；(2)位于向前驱动范围且车辆向后行驶或车辆的行驶方向不清楚的变速范围；(3)位于反向驱动范围且车辆向后行驶或保持停止的变速范围；以及(4)位于反向驱动范围且车辆向前行驶或车辆行驶方向不清楚的变速范围。
变速线改变装置92在行驶方向和变速范围比较装置104发送的输出指示利用变速范围模拟的车辆行驶方向不同于车辆的实际行驶方向时或者当车辆行驶方向不清楚时改变变速线。也就是说，当变速范围处于向前驱动范围且车辆向前行驶时或者当车辆行驶方向不清楚时，变速线改变装置92改变依据变速范围预设的变速线。另外，在所示实施例中，反向驱动仅具有不执行任何变速的单个档位。因此，即使变速范围处于反向驱动范围且车辆向前行驶，也不改变变速线。
特别的，当变速范围处于向前驱动范围且车辆向后行驶或车辆行驶方向不清楚时，变速线改变装置92将依据例如图8所示的变速范围预设的变速线改变为如图9所示的另一变速线。也就是说，图9表示当变速范围处于向前驱动范围且车辆向后行驶或车辆行驶方向不清楚时用于替换预设变速线的变速线图的一例。类似于图8，图9表示具有升档线(用实线指示)和降档线(用单点划线指示)的关系(变速线图和变速映射图)。这些变速线以车速V和同车辆驱动力有关的驱动力相关值例如要求输出转矩TOUT为参数被预先储存，从而指定用于执行变速的车辆状态。
如图9所示，自动变速部分20分别在所确定的从第二档位换档至第三档位的升档线和从第三档位换档至第四档位的另一升档线上执行变速。当车辆V指示值255(km/h)时，执行此变速以实现从第二档位至第三档位的升档和从第三档位至第四档位的升档而与要求输出转矩TOUT无关。
为此，两条变速线被设定为呈交迭关系且平行于代表要求输出转矩的纵轴，从而在图9中的值255(km/h)处与代表车速V的水平线相交。另外，降档线被类似地指定且在图9中用单点划线指示。为此，从第四档位降档至第三档位和从第三档位降档至第二档位的两条变速线被设定为呈交迭关系，以位于比两升档线相交的车速点滞后的低车速点处，可避免发生忙碌变速。
在自动变速部分20内执行变速以实现从第一档位至第二档位的升档而与要求输出转矩TOUT无关。为此，从第一档位升档至第二档位的变速线被设定为与图9的水平轴相交，以使得与从第二档位升档至第三档位的升档线有关的车速V位于255(km/h)至0(km/h)之间的位置。也就是说，平行于代表要求输出转矩的纵轴的变速线被设定为呈交迭关系，以在255(km/h)至0(km/h)之间的一点处与图9的代表车速的水平轴相交。
另外，利用单点划线指示的降档线被类似地指定，以使得从第二档位降档至第一档位的变速线位于比从第一档位升档至第二档位的变速线滞后的低车速点处，从而可避免发生忙碌变速。
值255(km/h)代表从第二档位升档至第三档位和从第三档位升档至第四档位的变速线所处的车速，以及正常行驶模式下不能实现的车速的一例。相反地，当参照图9所示确定的变速图执行变速时，自动变速部分20仅利用第一和第二档位。这些档位代表即使车辆向后行驶，也不致其它接合装置由于单向离合器F1和F2的锁定状态而滑移的档位。可认为在所示实施例中，变速线改变装置92将代表可在每个向前驱动范围内选择的档位的可选择档位的上限改变为第二档位，同时指定可选择档位的下限为第一档位。
另外，从第一档位升档至第二档位的变速线所处的车速被赋予0(km/h)与255(km/h)之间的值。此值被设定为这样一种速度，该速度防止自动变速部分20的输入轴转速由于在第一档位完成的换档而在车辆行驶期间超速。
图11是表示利用电子控制装置80执行的控制操作的要点的流程图，该电子控制装置80用作根据本发明的车辆动力传递装置的控制装置。步骤(以下术语“步骤”将被省略)S1和S2一起对应于行驶方向和变速范围比较装置104。其中在S1，询问是否基于换档操作装置50的输出来检测当前选择的变速位置或变速范围以及所检出的变速位置或变速范围是否用于向前驱动。若变速位置或变速范围用于向前驱动，则在当前步骤做出肯定的判定且之后执行S2的操作。
同时，若变速位置或变速范围不用于向前驱动，即，当档位用于反向驱动时或者当档位被置于空档或停止位置时，则不需要依据本发明来切换档位选择方法。因此，在当前步骤做出否定的判定且执行S7。
在S2，询问是否检测车辆行驶方向且所检出的行驶方向是否用于反向驱动或者行驶方向是否不清楚。基于利用输出轴旋转传感器100检出的车辆动力传递装置10的输出轴22的旋转方向通过计算来检出车辆行驶方向。若由于判定车辆处于反向驱动或者处于不能检出车辆行驶方向的阶段而使得车辆行驶方向变得不清楚，则在当前步骤做出肯定的判定。此时，执行S3以依据本发明切换档位选择方法。相反，若判定车辆处于向前驱动或者保持停止，则在当前步骤做出否定的判定，且执行S4而不依据本发明切换档位选择方法。
对应于变速线改变装置92的S3代表当选择向前驱动用变速范围且车辆处于反向驱动时或者当车辆行驶方向不清楚时执行的步骤。从例如图8所示的正常向前驱动用变速图切换变速图至例如图9所示的另一变速图，变速图依据车辆行驶状态来确定车辆行驶时采用的档位。图9是即便车辆向后行驶，也防止单向离合器的锁定状态使其它接合装置滑移的变速图。
在S4，采用例如图8所示的向前驱动用变速图来做出变速判定。
在S5，基于自动变速部分20的当前档位和车辆的当前行驶状态即要求输出转矩TOUT和车速V执行操作以询问是否执行变速。当此发生时，若在当前步骤(S5)之前执行S3，则基于在S3改变的变速图做出变速判定。若在当前步骤(S5)之前执行S4，则基于S4中采用的变速图执行另一变速判定。然后，若做出执行变速的判定，则在当前步骤做出肯定的判定且接着执行S6。
同时，若做出不需要变速的判定，则在当前步骤做出否定的判定，由此终止当前流程图的控制程序。在对应于变速执行装置96的S6，执行操作以实施在S5判定的变速。具体地，以给定的定时执行减小接合装置的接合压力以在变速时分离和增大接合装置的接合压力以在执行变速时接合这两操作，从而在执行变速后建立档位。
S7代表当在S1做出否定的判定时执行的步骤，其中，自动变速部分20建立与换档操作装置50所要求的档位一致的接合状态。更具体地，例如，当换档操作装置指令“N”档时，分别使所有接合装置处于分离状态。
在上述所示的实施例中，依据利用换档操作装置50选择的变速位置或变速范围和利用车速和行驶方向计算装置102计算的车辆行驶方向(S2)来切换自动变速部分20的档位。因此，即使除变速位置或变速范围和车辆行驶状态以外的行驶方向处于相同状况，当与变速位置或变速范围和车辆行驶方向有关的关系不同时，也选择不同的档位。这防止自动变速部分20的单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置(C1，C2，B1和B2)滑移，从而防止该接合装置的耐用性降低。
另外，在上述实施例中，自动变速部分20内依据代表车辆行驶状态的车速V来选择档位。结果，通过改变可依据所选择的档位和车辆行驶方向执行变速的车速，能够容易地切换档位选择方法。
另外，在所示实施例中，自动变速部分20内依据所选择的变速位置或变速范围来选择档位。因此，所选择的变速位置或变速范围和车辆行驶方向来改变变速位置或变速范围，能够容易地切换档位选择方法。
而且，在上述实施例中，当切换基于所选择的变速位置或变速范围和车辆行驶方向确定的变速线时，能够切换档位。因此，能够容易地切换档位选择方法。
另外，在上述实施例中，变速线改变装置92在改变可选择档位的上限或下限时切换档位。这能够容易地切换档位选择方法。
另外，在上述实施例中，基于车辆行驶方向和所选择的变速位置来改变档位选择方法。通过检测作为车辆动力传递装置的变速机构10的输出轴22的旋转方向或者与该输出轴连接的部件例如驱动轴的旋转方向来确定车辆行驶方向。
而且，在上述实施例中，作为车辆动力传递装置的变速机构10包括可工作以控制输入轴转速NIN与输出轴转速N18之间的差速状态的电控差速部分11。这可通过控制与差速部分11的旋转元件连接的电动机(M1和M2)的运行状态来实现。即便设有此电控差速部分11的车辆动力传递装置，也能够防止单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移。
另外，在上述实施例中，作为车辆动力传递装置的变速机构10具有这样一种动力传递路径，自动变速部分20和电控差速部分11两者设置在该动力传递路径内。车辆动力传递装置包括由具有单向离合器的有级变速部分组成的电控差速部分11和自动变速部分20。即便此结构，也防止单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移。
另外，在上述实施例中，机械变速部分具有当单向离合器F1和F2接合时不发生任何滑移的第一和第二档位。在此结构中，换档操作装置50选择的变速位置处于向前驱动位置，且车速和行驶方向计算装置102计算的车辆行驶方向(S2)处于反向驱动方向或不清楚。在此情况下，自动变速部分20选择第一档位，在此期间，若车辆向后行驶，则使单向离合器F1和F2惯性旋转即空转。这防止单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移。
另外，在上述实施例中，使电控差速部分11在控制电动机(M1和M2)的运行状态时作为无级变速器工作。因此，即便令用作车辆动力传递装置的变速机构10作为无级变速器工作，也防止单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移。
尽管以上已参照图中所示的实施例对本发明进行了说明，但也可以多种其它模式来实施本发明。
例如，尽管差速部分11作为无级变速器工作，但本发明不限于此构造，该差速部分11可被构造成作为可改变多种固定速比的有级变速器工作。
在以上所示的实施例中，自动变速部分20仅具有一个反向驱动用档位，且单向离合器F1不与此反向驱动用档位相关。因此，当选择“R”范围时，不依据本发明执行切换档位选择方法的操作(参见图11中的S1)。
然而，反向驱动用档位可被设定为具有例如多个档位，这些档位中的一部分是通过使与单向离合器并行连接的制动器接合而建立的档位。在此情况下，若档位处于反向驱动位置且车辆行驶方向处于向前驱动方向，则可应用本发明来切换档位选择方法。这种应用提供类似的效果，即，防止单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移的效果。
另外，在以上所示的实施例中，尽管通过检测输出轴22或者与之连接的轴件的旋转方向来计算车辆行驶方向，但本发明不限于此，而是可用其它方法例如采用加速度传感器的方法来实现。
另外，在以上所示的实施例中，档位具有可工作以在反向驱动模式期间防止单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移的第三和第四档位。因此，通过将可选择档位的上限改变为第二档位，可切换档位且使可选择档位的下限无任何变化地被维持在第一档位。
然而，自动变速部分20可具有例如代表单向离合器F1和F2的锁定状态使其它接合装置滑移的第一档位。在此情况下，自动变速部分20具有第二档位，在该档位下，可选择档位具有下限，与之伴随着类似的结果。也就是说，可通过设定可选择档位的上限或下限或者上下限的组合来在自动变速部分20内切换档位。
在以上所示的实施例中，尽管上述差速部分11为单行星齿轮式，但也可以为双行星齿轮式。
在以上所示的实施例中，在作为动力传递装置的变速机构10中，发动机8、差速部分11和自动变速部分20串联以使动力从作为动力源的发动机8经由差速部分11传递给自动变速部分20。然而，变速机构10也可被构造成使动力从发动机8经由自动变速部分20传递给差速部分11。
在以上所示的实施例中，在作为动力传递装置的变速机构10中，差速部分11和自动变速部分20串连。然而，本发明也可应用于这样一种动力传递装置，只要其具有实现使差速状态能够电气变化的电控差速作用的功能和按照与电控差速作用不同的原理执行变速的功能。不需要差速部分11和自动变速部分20机械独立。
本发明可应用于这样一种变速机构，其中，两个行星齿轮组部分连接，且内燃机、电动机和驱动轮在动力传递状态下与该行星齿轮组的每个旋转元件连接。控制与行星齿轮组的旋转元件连接的离合器和制动器可切换变速机构至有级变速状态和无级变速状态。
在以上所示的实施例中，在选择“M”档为变速位置PSH时的变速装置50中，每个变速范围例如“4”范围至“1”范围可在与每个范围对应的档位内移动。然而，可以这样选择档位，以使“4”位置允许仅在第四档位行驶以及“3”位置允许仅在第三档位行驶。
可采用除图6所示变速装置50以外的变速装置。例如，变速装置可被构造成直接选择设置在其内的“4”范围至“1”范围来代替选择“+”位置或“-”位置。

Claims (11)

1.一种用于车辆动力传递装置的控制装置，其中：
所述车辆动力传递装置包括具有多个接合装置(C，B，F)的有级变速部分，所述多个接合装置(C，B，F)用于建立与所述多个接合装置的接合操作相关联的多个档位，所述接合装置中的至少一个包括单向离合器(F1，F2)；
所述有级变速部分(20)具有当车辆向前行驶时通过接合所述单向离合器(F1，F2)以及除所述单向离合器之外的所述接合装置(C，B)中的至少一个而建立的档位；
当车辆向后行驶时所述档位不致在除所述单向离合器之外的接合装置中由于所述单向离合器的接合而发生滑移；并且
所述控制装置(80)工作以基于所选择的变速位置或者变速范围以及基于车辆行驶方向来切换档位，并且当所述变速位置或所述变速范围处于向前驱动位置且所述车辆行驶方向处于反向驱动方向或者不清楚时选择所述档位之一。
2.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置(80)基于车速来选择所述档位。
3.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置(80)基于所选择的变速位置或者变速范围来选择所述档位。
4.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置(80)通过切换变速线来切换所述档位，所述变速线包括以车速和驱动力相关值为参数预先储存的升档线和降档线。
5.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置(80)通过改变可选择档位的上限或下限来切换所述档位。
6.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置(80)通过检测所述车辆动力传递装置的输出轴(22)或与所述输出轴连接的部件的旋转方向确定所述车辆行驶方向。
7.根据权利要求1所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述车辆动力传递装置包括电控差速部分(11)，所述电控差速部分(11)工作以通过控制与差速部分的旋转元件连接的电动机(M1，M2)的运转状态来控制输入轴转速与输出轴转速之间的差速状态。
8.根据权利要求1或7所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述车辆动力传递装置包括两者都设置在动力传递路径中的所述有级变速部分(20)和电控差速部分(11)。
9.根据权利要求7所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述电控差速部分(11)被使得通过控制电动机的运行状态而作为无级变速机构工作。
10.根据权利要求8所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置包括用于控制所述有级变速部分的有级变速控制装置(82)和用于控制所述电控差速部分的差速部分控制装置(84)，所述有级变速控制装置具有用于判定在所述有级变速部分(20)内要变速至的档位的变速判定装置(94)和用于使所述有级变速部分执行自动变速控制以建立所判定的档位的变速执行装置(96)。
11.根据权利要求10所述的用于车辆动力传递装置的控制装置，其中，所述控制装置还包括用于比较所述变速范围与所述车辆行驶方向的行驶方向和变速范围比较装置(104)，和用于当所述行驶方向和变速范围比较装置的输出指示所模拟的车辆行驶方向不同于车辆的实际行驶方向时改变变速线的变速线改变装置(92)。
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