專利名稱：用于車輛驅(qū)動設(shè)備的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括差速設(shè)備的車輛驅(qū)動設(shè)備，所述差速設(shè)備具有差速功能并由此用作變速設(shè)備(即變速器)，更具體而言，本發(fā)明涉及確保驅(qū)動設(shè)備可以采用例如小容量電動機的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已知一種車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其包括將發(fā)動機輸出分配到第一電動機和輸出軸的差速設(shè)備；以及設(shè)置在差速設(shè)備的輸出軸和車輛的驅(qū)動輪之間的第二電動機。混合動力車的驅(qū)動設(shè)備的示例由日本專利申請公布No.2000-2327和日本專利申請公布No.2000-346187中的每個公開。在該混合動力車驅(qū)動設(shè)備中，差速設(shè)備例如由行星齒輪組構(gòu)成，并且其由于行星齒輪組的差速功能而將發(fā)動機驅(qū)動動力的主要部分機械地傳遞到驅(qū)動輪，并將動力的其余部分通過電氣路徑從第一電動機電氣傳遞到第二電動機。于是，差速設(shè)備用作其速比電控可變的變速器，例如電控CVT(無級變速器)。差速設(shè)備由控制設(shè)備控制，以使得車輛可以在發(fā)動機保持于最優(yōu)工作狀態(tài)下時行駛。于是，改善了車輛的燃油消耗率。
同時，通常車輛可以響應(yīng)于駕駛員對諸如轉(zhuǎn)向盤之類的轉(zhuǎn)向構(gòu)件的操作而穩(wěn)定地轉(zhuǎn)彎。但是，取決于例如行駛在具有低摩擦阻力的路面上、在高速下行駛或在高速下轉(zhuǎn)彎的行駛條件或者外部原因，當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時車輛的狀況可能變得不穩(wěn)定。車輛的不穩(wěn)定狀況例如是其中車輛的后輪比其前輪更不附著路面，從而后輪趨向于在其橫向上滑動的狀態(tài)，或者其中前輪比后輪更不附著路面，從而前輪趨向于在橫向上滑動的狀態(tài)。當(dāng)后輪趨向于在橫向上滑動時，所謂的“過度轉(zhuǎn)向”趨向于發(fā)生，就是說，車輛趨向于轉(zhuǎn)彎一個過分大于與駕駛員對轉(zhuǎn)向構(gòu)件的操作量相對應(yīng)角度的角度。當(dāng)前輪趨向于在橫向上滑動時，所謂的“不足轉(zhuǎn)向”趨向于發(fā)生，就是說，車輛趨向于轉(zhuǎn)彎一個過分小于與轉(zhuǎn)向構(gòu)件的操作量相對應(yīng)角度的角度。
已知一種采用了車輛狀況穩(wěn)定控制裝置或設(shè)備的車輛控制設(shè)備，該車輛狀況穩(wěn)定控制裝置或設(shè)備在車輛狀況變得不穩(wěn)定時通過控制驅(qū)動動力源的輸出轉(zhuǎn)矩(即驅(qū)動動力源轉(zhuǎn)矩)或施加到每個驅(qū)動輪的制動力，并由此控制每個驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，來穩(wěn)定車輛的狀況。該車輛控制設(shè)備的一個示例由日本專利申請公布No.2003-194209公開。所公開的車輛控制設(shè)備采用這樣一種設(shè)備作為車輛狀況穩(wěn)定控制裝置，該設(shè)備被稱為“VSC(車輛穩(wěn)定性控制)系統(tǒng)”并當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時穩(wěn)定車輛的狀況。如果在當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時趨向于發(fā)生過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向，則VSC系統(tǒng)通過降低發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩(即發(fā)動機轉(zhuǎn)矩)并對前輪和/或后輪施加制動力，由此產(chǎn)生后輪橫向滑動約束力矩或前輪橫向滑動約束力矩，而穩(wěn)定車輛。
作為與VSC系統(tǒng)不同的一種車輛狀況穩(wěn)定控制裝置，公知一種被稱為“ABS(防抱死制動系統(tǒng))”的設(shè)備。當(dāng)車輛被制動時，ABS恰當(dāng)?shù)乜刂剖┘拥揭粋€或多個驅(qū)動輪上的制動力，以防止一個或多個驅(qū)動輪的鎖止，并由此確保車輛可以享有優(yōu)異的制動性能并由此保持高穩(wěn)定性和可轉(zhuǎn)向性。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，CVT(無級變速器)被認(rèn)為是改善車輛燃油消耗率的設(shè)備，而諸如有級自動變速器的齒輪式變速器設(shè)備被認(rèn)為是表現(xiàn)出高傳動效率的設(shè)備。但是，還沒有具有CVT和齒輪式變速器各自優(yōu)點的動力傳動設(shè)備。例如，因為上述日本專利申請公布No.2000-2327所公開的混合動力車驅(qū)動設(shè)備采用了其中電力從第一電動機傳遞到第二電動機的電氣路徑，即其中車輛驅(qū)動動力的一部分作為電力傳遞的傳動路徑，所以當(dāng)車輛采用高動力發(fā)動機時，驅(qū)動設(shè)備需要采用大容量電動機作為第一電動機。此外，因為第二電動機由從第一電動機輸出的電力驅(qū)動，所以驅(qū)動設(shè)備需要采用大容量電動機作為第二電動機，從而驅(qū)動設(shè)備整體上不得不占據(jù)大的空間。而且，因為發(fā)動機輸出的一部分被一次轉(zhuǎn)換成電力并隨后供應(yīng)到驅(qū)動輪，所以車輛的燃油消耗率可能由于車輛例如在高速下行駛的行駛條件而被降低。該問題也在這樣的情況下發(fā)生，其中上述差速設(shè)備(例如動力分配器)被用作其速比電控可變的變速器，例如CVT，即所謂的“電控CVT”。
此外，一般而言，當(dāng)車輛的狀況變得不穩(wěn)定并且例如VSC系統(tǒng)或ABS的車輛狀況穩(wěn)定控制裝置進行控制操作來穩(wěn)定車輛的狀況時，期望提高車輛狀況穩(wěn)定控制裝置的控制性能。就是說，期望采用可以提高穩(wěn)定控制裝置性能的控制設(shè)備。這對于沒有混合動力車驅(qū)動設(shè)備的上述問題的上述車輛驅(qū)動設(shè)備也是同樣的。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種可以享有自身的小尺寸或者可以改善車輛燃油消耗率的車輛驅(qū)動設(shè)備，和/或一種控制裝置，該控制裝置包括用于在車輛的狀況不穩(wěn)定時穩(wěn)定車輛的不穩(wěn)定狀況的車輛狀況穩(wěn)定控制器，并在該穩(wěn)定控制器控制或穩(wěn)定車輛狀況時提高車輛狀況穩(wěn)定控制器的控制性能。
本發(fā)明者已進行了廣泛的研究來實現(xiàn)上述目的，并發(fā)現(xiàn)如果車輛在其中發(fā)動機輸出相當(dāng)小的使用(service)發(fā)動機輸出范圍中行駛，則第一和第二電動機不需要具有這么大的容量，但如果車輛車輛在高發(fā)動機輸出范圍中(例如在最大發(fā)動機輸出范圍中)行駛則需要具有或產(chǎn)生大容量或輸出，例如如果車輛在高發(fā)動機輸出下行駛，因此如果在高發(fā)動機輸出范圍中，發(fā)動機輸出只通過機械動力傳動路徑傳遞到驅(qū)動輪，則第一和第二電動機可以具有小容量，從而車輛的驅(qū)動設(shè)備可以設(shè)置在小空間中。此外，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如果當(dāng)車輛在高速下行駛時發(fā)動機輸出被類似地只通過機械動力傳動路徑傳遞到驅(qū)動輪，則不建立其中發(fā)動機輸出的一部分被第一電動機一次轉(zhuǎn)換成電力并隨后由第二電動機將驅(qū)動動力傳遞到驅(qū)動輪的電氣路徑，由此可以有效地減小驅(qū)動動力和電能之間的轉(zhuǎn)換損失，使得車輛的燃油消耗率被進一步改善?；谶@些發(fā)現(xiàn)開發(fā)了本發(fā)明。
(1)根據(jù)本發(fā)明的第一特征，提供了一種用于車輛驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，所述驅(qū)動設(shè)備包括(A)無級換檔部分和(B)自動換檔部分，所述無級換檔部分包括(a1)將發(fā)動機的輸出分配到第一電動機和傳動構(gòu)件的差速設(shè)備、和(a2)設(shè)置在從所述傳動構(gòu)件到多個驅(qū)動輪的動力傳動路徑中的第二電動機，并且所述無級換檔部分可用作電控?zé)o級變速器，所述自動換檔部分構(gòu)成所述動力傳動路徑的一部分并用作自動變速器，所述控制裝置包括用于在所述車輛的狀況不穩(wěn)定時穩(wěn)定所述車輛狀況的車輛狀況穩(wěn)定控制器(46、48、80、82)；耦合設(shè)備，其可選擇性地切換到(a)松開狀態(tài)和(b)嚙合狀態(tài)，在所述松開狀態(tài)中所述耦合設(shè)備將所述無級換檔部分置于其中所述無級換檔部分可用作所述電控?zé)o級變速器的無級換檔狀態(tài)，在所述嚙合狀態(tài)中所述耦合設(shè)備將所述無級換檔部分置于其中所述無級換檔部分不可用作所述電控?zé)o級變速器的有級換檔狀態(tài)；和車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器，當(dāng)所述車輛狀況穩(wěn)定控制器進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，所述車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器將所述耦合設(shè)備切換到其所述松開狀態(tài)。在耦合設(shè)備的松開狀態(tài)中，耦合設(shè)備可以允許所述差速設(shè)備的旋轉(zhuǎn)元件彼此相對旋轉(zhuǎn)，并由此將所述無級換檔部分置于其無級換檔狀態(tài)，并且在耦合設(shè)備的嚙合狀態(tài)中，耦合設(shè)備可以將所述差速設(shè)備的旋轉(zhuǎn)元件彼此相對約束或絕對約束差速設(shè)備的一個旋轉(zhuǎn)元件，并由此將所述無級換檔部分置于其有級換檔狀態(tài)。
在根據(jù)本發(fā)明第一特征的控制裝置中，耦合設(shè)備選擇性地將車輛驅(qū)動設(shè)備的無級換檔部分切換到其中無級換檔部分可用作電控CVT(無級變速器)的無級換檔狀態(tài)，或其中無級換檔部分不可用作電控CVT的有級換檔狀態(tài)。因此，驅(qū)動設(shè)備可以享有兩個優(yōu)點，即其速比電控可變的變速器的燃油消耗率改善效果和機械傳遞驅(qū)動動力的齒輪式變速器的高傳動效率。例如，在其中車輛在低速或中速下或者低輸出或中輸出下行駛的巡航或使用發(fā)動機輸出范圍中，無級換檔部分被切換到其無級換檔狀態(tài)以獲得改善的燃油消耗率；并且，當(dāng)車輛在高速下行駛時，無級換檔部分被切換到其有級換檔狀態(tài)，在該狀態(tài)中發(fā)動機輸出只通過機械動力傳動路徑傳遞到驅(qū)動輪，從而有效限制了當(dāng)無級換檔部分用作其速比電控可變的變速器時將會產(chǎn)生的驅(qū)動動力和電能之間的轉(zhuǎn)換損耗，以改善車輛的燃油消耗率。此外，當(dāng)車輛在高輸出下行駛時，無級換檔部分被切換到其有級換檔狀態(tài)。于是，無級換檔部分用作這樣的變速器，其速比僅在其中車輛在低速或中速下或者低輸出或中輸出下行駛的范圍中電控可變。因此，要由電動機產(chǎn)生的電能的最大值，即要由電動機傳遞的電能可以減小，從而這些電動機或包括這些電動機在內(nèi)的車輛驅(qū)動設(shè)備可以相對于其容量減小。
此外，在包括可選擇性切換到其無級換檔狀態(tài)或其有級換檔狀態(tài)的無級換檔部分在內(nèi)的驅(qū)動設(shè)備中，當(dāng)車輛狀況穩(wěn)定控制器進行控制操作來穩(wěn)定車輛狀況時，耦合設(shè)備被車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器切換到其松開狀態(tài)。于是，因為發(fā)動機和驅(qū)動輪從其中其機械連接到彼此的狀態(tài)中解除，即因為發(fā)動機可以相對于驅(qū)動輪自由旋轉(zhuǎn)，所以可以以提高的自由度控制每個驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，從而可以提高車輛狀況穩(wěn)定控制器控制或穩(wěn)定車輛狀況的控制性能。
(2.)根據(jù)本發(fā)明的第二特征，提供了一種用于車輛驅(qū)動系統(tǒng)的控制裝置，所述驅(qū)動設(shè)備包括可用作電控差速系統(tǒng)的動力傳動設(shè)備，所述動力傳動設(shè)備包括(a1)將發(fā)動機的輸出分配到第一電動機和傳動構(gòu)件的差速設(shè)備、和(a2)設(shè)置在從所述傳動構(gòu)件到多個驅(qū)動輪的動力傳動路徑中的第二電動機，所述控制裝置包括用于在所述車輛的狀況不穩(wěn)定時穩(wěn)定所述車輛狀況的車輛狀況穩(wěn)定控制器；耦合設(shè)備，其與所述差速設(shè)備相關(guān)聯(lián)并用于將所述差速設(shè)備選擇性地切換到(a)其中所述差速設(shè)備表現(xiàn)出差速功能的差速狀態(tài)和(b)其中所述差速設(shè)備不表現(xiàn)出所述差速功能的鎖止?fàn)顟B(tài)；和車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器，當(dāng)所述車輛狀況穩(wěn)定控制器進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，所述車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器操作所述耦合設(shè)備，以將所述差速設(shè)備切換到其所述差速狀態(tài)。
在根據(jù)本發(fā)明第二特征的控制裝置中，耦合設(shè)備選擇性地將車輛驅(qū)動設(shè)備的差速設(shè)備切換到其中差速設(shè)備表現(xiàn)出差速功能的差速狀態(tài)，或其中差速設(shè)備不表現(xiàn)出差速功能的鎖止?fàn)顟B(tài)。因此，驅(qū)動設(shè)備可以享有兩個優(yōu)點，即變速器速比電控可變的燃油消耗率改善效果和機械傳遞驅(qū)動動力的齒輪式變速器的高傳動效率。例如，在其中車輛在低速或中速下或者低輸出或中輸出下行駛的巡航或使用發(fā)動機輸出范圍中，差速設(shè)備被切換到其差速狀態(tài)以獲得車輛的改善燃油消耗率；并且，當(dāng)車輛在高速下行駛時，差速設(shè)備被切換到其鎖止?fàn)顟B(tài)，在該狀態(tài)中發(fā)動機輸出只通過機械動力傳動路徑傳遞到驅(qū)動輪，從而有效減小了當(dāng)差速設(shè)備用作其速比電控可變的變速器時將會產(chǎn)生的驅(qū)動動力和電能之間的轉(zhuǎn)換損耗，以改善車輛的燃油消耗率。此外，當(dāng)車輛在高輸出下行駛時，差速設(shè)備被切換到其鎖止?fàn)顟B(tài)。于是，差速設(shè)備用作這樣的變速器，其速比僅在其中車輛在低速或中速下或者低輸出或中輸出下行駛的范圍中電控可變。因此，要由電動機產(chǎn)生的電能的最大值，即要由電動機傳遞的電能可以減小，從而這些電動機或包括這些電動機在內(nèi)的車輛驅(qū)動設(shè)備可以相對于其容量減小。
此外，在包括可選擇性切換到其差速狀態(tài)或其鎖止?fàn)顟B(tài)的差速設(shè)備在內(nèi)的驅(qū)動設(shè)備中，當(dāng)車輛狀況穩(wěn)定控制器進行控制操作來穩(wěn)定車輛狀況時，差速設(shè)備被車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器切換到其差速狀態(tài)。于是，因為發(fā)動機和驅(qū)動輪從其中其機械連接到彼此的狀態(tài)中解除，即因為發(fā)動機可以相對于驅(qū)動輪自由旋轉(zhuǎn)，所以可以以提高的自由度控制每個驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，從而可以提高車輛狀況穩(wěn)定控制器控制或穩(wěn)定車輛狀況的控制性能。
(3)根據(jù)本發(fā)明可以與第一特征(1)結(jié)合的第三特征，當(dāng)所述差速設(shè)備被所述耦合設(shè)備切換到其中所述差速設(shè)備表現(xiàn)出差速功能的差速狀態(tài)時，所述無級換檔部分被置于其所述無級換檔狀態(tài)，并且當(dāng)所述差速設(shè)備被所述耦合設(shè)備切換到其中所述差速設(shè)備不表現(xiàn)出所述差速功能的鎖止?fàn)顟B(tài)時，所述無級換檔部分被置于其所述有級換檔狀態(tài)。于是，無級換檔部分可以容易地切換到其無級換檔狀態(tài)或其有級換檔狀態(tài)(4)根據(jù)本發(fā)明可以與第二特征(2)或第三特征(3)結(jié)合的第四特征，所述差速設(shè)備包括連接到所述發(fā)動機的第一元件、連接到所述第一電動機的第二元件和連接到所述傳動構(gòu)件的第三元件。所述耦合設(shè)備可以通過允許所述第一元件、第二元件和第三元件彼此相對旋轉(zhuǎn)來將所述差速設(shè)備切換到其所述差速狀態(tài)，并通過允許所述第一元件、第二元件和第三元件作為一個整體單元旋轉(zhuǎn)或禁止所述第二元件旋轉(zhuǎn)來將所述差速設(shè)備切換到其所述鎖止?fàn)顟B(tài)。于是，差速設(shè)備可以容易地切換到其差速狀態(tài)或其鎖止?fàn)顟B(tài)。
(5)根據(jù)本發(fā)明可以與第四特征(4)結(jié)合的第五特征，所述耦合設(shè)備包括(a)離合器和(b)制動器中至少之一，所述離合器選擇性地將所述第一元件、第二元件和第三元件中的至少兩個元件彼此連接，以使得所述第一元件、第二元件和第三元件作為一個整體單元旋轉(zhuǎn)，所述制動器選擇性地將所述第二元件連接到非旋轉(zhuǎn)元件以禁止所述第二元件旋轉(zhuǎn)。于是，差速設(shè)備可以容易地切換到其差速狀態(tài)或其鎖止?fàn)顟B(tài)。
(6)根據(jù)本發(fā)明可以與第五特征(5)結(jié)合的第六特征，當(dāng)所述離合器和所述制動器被松開時，所述差速設(shè)備被切換到其所述差速狀態(tài)，在所述差速狀態(tài)中所述第一元件、第二元件和第三元件彼此相對旋轉(zhuǎn)。當(dāng)所述離合器被嚙合而所述制動器被松開時，所述差速設(shè)備被切換到其所述鎖止?fàn)顟B(tài)，在所述鎖止?fàn)顟B(tài)中所述差速設(shè)備用作速比等于1的變速器，并且/或者其中當(dāng)所述制動器被嚙合而所述離合器被松開時，所述差速設(shè)備被切換到其所述鎖止?fàn)顟B(tài)，在所述鎖止?fàn)顟B(tài)中所述差速設(shè)備用作速比小于1的增速變速器。于是，差速設(shè)備可以容易地切換到其差速狀態(tài)或其鎖止?fàn)顟B(tài)，并且可以用作具有單個恒定速比或多個恒定速比的單級或多級變速器。
(7)根據(jù)本發(fā)明可以與第四特征(4)至第六特征(6)中任一個結(jié)合的第七特征，所述差速設(shè)備包括具有行星輪架、太陽輪和齒圈的行星齒輪組，并且所述差速設(shè)備的所述第一元件、第二元件和第三元件分別包括所述行星輪架、所述太陽輪和所述齒圈。于是，差速設(shè)備在其軸向上的尺寸可以減小。此外，差速設(shè)備可以簡單地由單個行星齒輪組構(gòu)成。
(8)根據(jù)本發(fā)明可以與第七特征(7)結(jié)合的第八特征，所述行星齒輪組包括具有行星齒輪(P1)的單級行星齒輪式行星齒輪組。于是，差速設(shè)備在其軸向上的尺寸可以減小。此外，差速設(shè)備可以簡單地由單個行星齒輪組構(gòu)成。
(9)根據(jù)本發(fā)明可以與第一特征(1)和第三特征(3)至第八特征(8)中任一個結(jié)合的第九特征，所述驅(qū)動設(shè)備的總速比由所述自動換檔部分的速比和所述無級換檔部分的速比所限定。因為通過利用自動換檔部分的速比而可以在寬范圍中改變驅(qū)動動力，所以無級換檔部分可以在高效率下用作電控CVT。
(10)根據(jù)本發(fā)明可以與第二特征(2)和第四特征(4)至第八特征(8)中任一個結(jié)合的第十特征，控制裝置還包括構(gòu)成所述動力傳動路徑一部分的自動換檔部分，其中所述驅(qū)動設(shè)備的總速比由所述自動換檔部分的速比和所述差速設(shè)備的速比所限定。因為通過利用自動換檔部分的速比而可以在寬范圍中改變驅(qū)動動力，所以無級換檔部分可以在高效率下用作電控CVT。
(11)根據(jù)本發(fā)明可以與第一特征(1)和第三特征(3)至第十特征(10)中任一個結(jié)合的第十一特征，所述自動換檔部分包括有級自動變速器。于是，在無級換檔部分的無級換檔狀態(tài)中，或在差速設(shè)備的差速狀態(tài)中，無級換檔部分或差速設(shè)備與有級自動變速器協(xié)作來構(gòu)成CVT；而在無級換檔部分的有級換檔狀態(tài)中，或在差速設(shè)備的鎖止?fàn)顟B(tài)中，無級換檔部分或差速設(shè)備與有級自動變速器協(xié)作來構(gòu)成有級變速器。


通過結(jié)合附圖考慮來閱讀對本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實施例的以下詳細(xì)說明，將更好地理解本發(fā)明的以上和其他目的、特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)重要性，附圖中圖1是用于解釋作為本發(fā)明所應(yīng)用的混合動力車驅(qū)動設(shè)備一部分的變速器系統(tǒng)的構(gòu)造的示意圖；圖2是一張操作表，表示變速器系統(tǒng)的無級或有級換檔操作，與分別用來進行這些換檔操作的液壓操作摩擦耦合設(shè)備的各個操作狀態(tài)的組合之間的關(guān)系；圖3是共線圖，用于解釋在變速器系統(tǒng)的每個有級換檔操作中八個旋轉(zhuǎn)元件RE1至RE8各自的相對轉(zhuǎn)速；圖4是用于解釋驅(qū)動設(shè)備的電子控制設(shè)備的輸入輸出信號的簡圖；圖5是用于解釋圖4的控制設(shè)備的各種控制功能的簡圖；圖6是示出在兩個參數(shù)即車速和輸出轉(zhuǎn)矩所定義的二維坐標(biāo)系中準(zhǔn)備的預(yù)先存儲的換檔圖和在同一二維坐標(biāo)系中準(zhǔn)備的預(yù)先存儲的狀態(tài)切換圖兩者之間關(guān)系的視圖，其中根據(jù)該換檔圖來選擇變速器系統(tǒng)的自動換檔部分所要換檔到的檔位，并根據(jù)該狀態(tài)切換圖來選擇變速器系統(tǒng)所要切換到的換檔狀態(tài)；
圖7是示出這樣的預(yù)先存儲關(guān)系的視圖，該關(guān)系包括無級控制區(qū)域和有級控制區(qū)域之間的邊界線，并用作準(zhǔn)備圖6的狀態(tài)切換圖的無級控制區(qū)域和有級控制區(qū)域之間的邊界(由虛線表示)的基礎(chǔ)；圖8是示出當(dāng)作為有級變速器的變速器系統(tǒng)的檔位被升檔時發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的示例的曲線圖；圖9是用于解釋圖5的控制設(shè)備的控制操作的流程圖，即當(dāng)在行駛狀態(tài)下的車輛狀況不穩(wěn)定時進行車輛狀況穩(wěn)定控制操作時其用于切換變速器系統(tǒng)的換檔狀態(tài)的控制操作；圖10是用于解釋圖9的流程圖所表示的控制操作的時序圖，特別是在車輛被制動時控制ABS(防抱死制動系統(tǒng))來穩(wěn)定車輛狀況的控制操作；圖11是與圖1相應(yīng)的示意圖，用于解釋作為本發(fā)明第二實施例的另一混合動力車的驅(qū)動設(shè)備一部分的變速器系統(tǒng)的構(gòu)造；圖12是與圖2相對應(yīng)的表，表示圖11的變速器系統(tǒng)的無級或有級換檔操作，與分別用來進行這些換檔操作的液壓操作摩擦耦合設(shè)備的各個操作狀態(tài)的組合之間的關(guān)系；圖13是與圖3相對應(yīng)的共線圖，用于解釋在圖11的變速器系統(tǒng)的每個有級換檔操作中七個旋轉(zhuǎn)元件RE1至RE7各自的相對轉(zhuǎn)速；和圖14是作為一種切換設(shè)備的交互轉(zhuǎn)換式開關(guān)的視圖，該切換設(shè)備構(gòu)成可由駕駛員手動操作的換檔狀態(tài)選擇設(shè)備的一部分。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
<第一實施例>
圖1是用于解釋構(gòu)成本發(fā)明所應(yīng)用的所謂“混合動力”汽車的驅(qū)動設(shè)備一部分的變速器系統(tǒng)10的示意圖。該混合動力車還包括圖4所示的電子控制設(shè)備40。在圖1中，變速器系統(tǒng)10包括作為旋轉(zhuǎn)輸入構(gòu)件的輸入軸14、作為動力傳動設(shè)備的無級(即連續(xù))換檔部分11、作為有級自動變速器的自動換檔部分20、以及作為旋轉(zhuǎn)輸出構(gòu)件的輸出軸22，所有這些都串聯(lián)設(shè)置在變速器殼體12(以下稱為“殼體12”)中的公共軸上，殼體12作為固定到車身上的非旋轉(zhuǎn)(即靜止)構(gòu)件。無級換檔部分11直接連接到輸入軸14，但是其可以通過例如未示出的脈動吸收阻尼器(即減振設(shè)備)而間接連接到輸入軸14。自動換檔部分20在車輛的無級換檔部分11和一對驅(qū)動輪38(圖5)之間的動力傳動路徑中通過傳動構(gòu)件18(例如傳動軸)串聯(lián)連接到無級換檔部分11。輸出軸22連接到自動換檔部分20。變速器系統(tǒng)10優(yōu)選地用于其中系統(tǒng)10沿著車輛縱軸設(shè)置的FR(發(fā)動機前置后驅(qū))車輛。更具體而言，變速器系統(tǒng)10設(shè)置在例如汽油機或者柴油機的內(nèi)燃機(E/G)8(以下稱為發(fā)動機8)和兩個驅(qū)動輪38之間。發(fā)動機8用作產(chǎn)生驅(qū)動或行駛車輛的驅(qū)動動力的驅(qū)動動力源，并直接或通過例如未示出的脈動吸收阻尼器而間接連接到輸入軸14。如圖5所示，變速器系統(tǒng)10將發(fā)動機8產(chǎn)生的驅(qū)動動力首先通過差速齒輪單元(例如主減速器)36并隨后通過兩個半軸而傳遞到兩個驅(qū)動輪38。差速齒輪單元36構(gòu)成驅(qū)動設(shè)備的另一部分，并設(shè)置在動力傳動路徑中。因為變速器系統(tǒng)10具有相對于上述公共軸對稱的構(gòu)造，所以在圖1中未示出系統(tǒng)10的下半部分。這同樣適用于第二實施例的另一變速器系統(tǒng)70，如圖11所示。在作為第一實施例的本變速器系統(tǒng)10中，無級換檔部分11“直接耦合”到發(fā)動機8。短語“直接耦合”意味著無級換檔部分11以這樣的方式連接到發(fā)動機8，即在兩個元件11、8之間未設(shè)置諸如變矩器或者液力耦合器之類的液動動力傳動設(shè)備，從而“直接耦合”包含其中兩個元件11、8通過例如脈動吸收阻尼器連接到彼此的上述情況。
無級換檔部分11包括第一電動機M1、用作差速設(shè)備的動力分動器16、以及第二電動機M2。動力分動器16是這樣的機械設(shè)備，其機械分配輸出到輸入軸14的發(fā)動機8的驅(qū)動動力，更具體而言，其將發(fā)動機8的輸出機械分配到第一電動機M1和傳動構(gòu)件18。第二電動機M2與傳動構(gòu)件18一體旋轉(zhuǎn)。第二電動機M2可以布置在傳動構(gòu)件18和驅(qū)動輪38之間的一部分動力傳動路徑內(nèi)的任何位置。雖然第一電動機M1和第二電動機M2中的每個都是具有發(fā)電功能的所謂“電動發(fā)電機”，但是第一電動機M1至少用作產(chǎn)生反作用力的發(fā)電機，而第二電動機M2至少用作產(chǎn)生驅(qū)動或行駛車輛的驅(qū)動動力的驅(qū)動動力源的電動機。
動力分動器16主要包括具有例如約0.418的預(yù)定傳動比ρ1的單級行星齒輪式的第一行星齒輪組24、切換離合器C0和切換制動器B0。第一行星齒輪組24包括作為其多個旋轉(zhuǎn)元件(即其多個元件)的第一太陽輪S1；第一行星齒輪P1；第一行星輪架CA1，其支撐第一行星齒輪P1使得第一行星齒輪P1可以自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)；和通過第一行星齒輪P1與第一太陽輪S1嚙合的第一齒圈R1。在第一太陽輪S1的齒數(shù)表示為ZS1并且第一齒圈R1的齒數(shù)表示為ZR1的情況下，第一行星齒輪組24的上述傳動比ρ1表示為ρ1＝ZS1/ZR1。
動力分動器16被構(gòu)造成這樣，即第一行星輪架CA1連接到輸入軸14，從而連接到發(fā)動機8；第一太陽輪S1連接到第一電動機M1；而第一齒圈R1連接到傳動構(gòu)件18。此外，切換制動器B0設(shè)置在第一太陽輪S1和殼體12之間，而切換離合器C0設(shè)置在第一太陽輪S1和第一行星輪架CA1之間。在離合器C0和制動器B0兩者都分離(即松開)的狀態(tài)下，動力分動器16被切換到其差速狀態(tài)。就是說，在離合器C0和制動器B0兩者都分離的狀態(tài)下，作為第一行星齒輪組24三個元件的第一太陽輪S1、第一行星輪架CA1和第一齒圈R1可以相對于彼此可旋轉(zhuǎn)，使得動力分動器16被切換到其差速狀態(tài)，在該狀態(tài)中動力分動器16表現(xiàn)出差速功能，即用作差速設(shè)備，從而將發(fā)動機8的輸出分配到第一電動機M1和傳動構(gòu)件18。更具體而言，發(fā)動機8的一部分輸出被存儲為由第一電動機M1產(chǎn)生的電能，并且發(fā)動機8的另一部分輸出被用來轉(zhuǎn)動第二電動機M2，使得無級換檔部分11(或動力分動器16)用作電控差速系統(tǒng)，例如部分11被切換到所謂的“無級換檔狀態(tài)”，在該狀態(tài)中部分11用作電控CVT(無級變速器)。于是，當(dāng)發(fā)動機8在恒定速度下旋轉(zhuǎn)時，傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速連續(xù)變化。就是說，當(dāng)動力分動器16被切換到其差速狀態(tài)時，無級換檔部分11也被切換到其差速狀態(tài)，即被切換到其無級換檔狀態(tài)，在該狀態(tài)中部分11用作電控CVT，從而部分11的速比(即變速器傳動比)γ0可以在最小值γ0min和最大值γ0max之間連續(xù)變化。無級換檔部分11的速比γ0被定義為將輸入軸14的轉(zhuǎn)速除以傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速而得到的值。
在上述無級換檔狀態(tài)中，如果切換離合器C0或切換制動器B0嚙合，則動力分動器16被切換到其非差速狀態(tài)，在此非差速狀態(tài)中動力分動器16不可用作差速設(shè)備，即不表現(xiàn)出差速功能。更具體而言，在切換離合器C0嚙合(但切換制動器B0保持分離)，從而第一太陽輪S1和第一行星輪架CA1彼此一體嚙合的狀態(tài)下，作為第一行星齒輪組24三個元件的第一太陽輪S1、第一行星輪架CA1和第一齒圈R1被置于鎖止?fàn)顟B(tài)，在該狀態(tài)中這三個元件相對約束到彼此并作為一個整體單元旋轉(zhuǎn)，使得動力分動器16被切換到非差速狀態(tài)，其中動力分動器16無法用作差速設(shè)備。因此，無級換檔部分11也被切換到其非差速狀態(tài)。因為，在非差速狀態(tài)中，發(fā)動機8和傳動構(gòu)件18各自的轉(zhuǎn)速彼此相等，所以無級換檔部分11(或動力分動器16)被切換到其恒定換檔狀態(tài)，即其有級換檔狀態(tài)，在該狀態(tài)中部分11用作速比γ0固定為1的變速器。或者，如果切換制動器B0嚙合(但切換離合器C0分離)時，從而第一太陽輪S1連接到殼體12，則動力分動器16被切換到不同的鎖止?fàn)顟B(tài)，在該狀態(tài)中第一太陽輪S1被絕對地約束到殼體12并且不可旋轉(zhuǎn)，使得動力分動器16被切換到其中動力分動器16無法用作差速設(shè)備的非差速狀態(tài)。因此，無級換檔部分11也被切換到其非差速狀態(tài)。因為在后一非差速狀態(tài)中，第一齒圈R1在高于第一行星輪架CA1的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，所以動力分動器16用作增速設(shè)備。無級換檔部分11被切換到其不同的恒定換檔狀態(tài)，即其不同的有級換檔狀態(tài)，其中部分11用作速比γ0固定為比1小的值(例如等于約0.7的值)的增速變速器。于是，在本實施例中，當(dāng)切換離合器C0和切換制動器B0中的每個被選擇性地切換到其松開狀態(tài)或其嚙合狀態(tài)時，每個耦合設(shè)備C0、B0用作狀態(tài)切換設(shè)備，其選擇性地將無級換檔部分11(或動力分動16)切換到其差速狀態(tài)或非差速狀態(tài)，例如切換到其無級換檔狀態(tài)(其差速狀態(tài))或其鎖止?fàn)顟B(tài)即恒定換檔狀態(tài)(其非差速狀態(tài))，在無級換檔狀態(tài)中部分11(或分動器16)用作電控差速系統(tǒng)，例如表現(xiàn)出電控CVT功能或用作其中部分11的速比γ0可電控連續(xù)變化的電控CVT，在鎖止?fàn)顟B(tài)中部分11不表現(xiàn)出電控CVT功能或者不用作電控CVT，即部分11的速比γ0固定為某個值，在恒定換檔狀態(tài)中部分11用作具有一個或多個恒定或固定速比的單檔位或多檔位的變速器。
自動換檔部分20包括單級行星齒輪式第二行星齒輪組26、單級行星齒輪式第三行星齒輪組28和單級行星齒輪式第四行星齒輪組30。第二行星齒輪組26包括第二太陽輪S2；第二行星齒輪P2；第二行星輪架CA2，其支撐第二行星齒輪P2使得第二行星齒輪P2可以自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)；和通過第二行星齒輪P2與第二太陽輪S2嚙合的第二齒圈R2。第二行星齒輪組26具有例如約0.562的預(yù)定傳動比ρ2。第三行星齒輪組28包括第三太陽輪S3；第三行星齒輪P3；第三行星輪架CA3，其支撐第三行星齒輪P3使得第三行星齒輪P3可以自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)；和通過第三行星齒輪P3與第三太陽輪S3嚙合的第三齒圈R3。第三行星齒輪組28具有例如約0.425的預(yù)定傳動比ρ3。第四行星齒輪組30包括第四太陽輪S4；第四行星齒輪P4；第四行星輪架CA4，其支撐第四行星齒輪P4使得第四行星齒輪P4可以自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)；和通過第四行星齒輪P4與第四太陽輪S4嚙合的第四齒圈R4。第四行星齒輪組30具有例如約0.421的預(yù)定傳動比ρ4。在第二太陽輪S2、第二齒圈R2、第三太陽輪S3、第三齒圈R3、第四太陽輪S4和第四齒圈R4各自的齒數(shù)分別表示為ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4的情況下，上述傳動比ρ2、ρ3和ρ4分別表示為ρ2＝ZS2/ZR2、ρ3＝ZS3/ZR3和ρ4＝ZS4/ZR4。
在自動換檔部分20中，第二太陽輪S2和第三太陽輪S3一體連接到彼此，可通過第二離合器C2選擇性地連接到傳動構(gòu)件18，并且可通過第一制動器B1選擇性地連接到殼體12；第二行星輪架CA2可通過第二制動器B2選擇性地連接到殼體12；第四齒圈R4可通過第三制動器B3選擇性地連接到殼體12；第二齒圈R2、第三行星輪架CA3和第四行星輪架CA4一體地連接到彼此并連接到輸出軸22；并且第三齒圈R3和第四太陽輪S4一體地連接到彼此，并可通過第一離合器C1選擇性地連接到傳動構(gòu)件18。由此，自動換檔部分20和傳動構(gòu)件18可通過用來建立自動換檔部分20檔位中合適一個的第二離合器C2或者第一離合器C1而選擇性地連接到彼此。換言之，第一離合器C1和第二離合器C2中的每一個都用作耦合設(shè)備，其可選擇性地將傳動構(gòu)件18和自動換檔部分20之間的動力傳動路徑，即無級換檔部分11(傳動構(gòu)件18)和驅(qū)動輪38之間的動力傳動路徑，選擇性地切換到其中允許傳遞動力的其動力傳動允許狀態(tài)和其中禁止傳遞動力的動力傳動禁止?fàn)顟B(tài)。也就是說，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第二離合器C2中至少一個被嚙合時，動力傳動路徑被切換到其動力傳動允許狀態(tài)，并且當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第二離合器C2兩者都被松開時，動力傳動路徑被切換到其動力傳動禁止?fàn)顟B(tài)。
上述切換離合器C0、第一離合器C1、第二離合器C2、切換制動器B0、第一制動器B1、第二制動器B2和第三制動器B3中的每個都是傳統(tǒng)車用自動變速器中通常使用的液壓操作摩擦耦合設(shè)備，并可以是其中彼此疊置的多個摩擦盤由液壓驅(qū)動器壓緊的盤式設(shè)備，或者其中纏繞在轉(zhuǎn)鼓的外周表面上的一條帶或兩條帶的一端或各自的一端由液壓驅(qū)動器張緊的帶式設(shè)備。每個摩擦耦合設(shè)備用于選擇性地將每個耦合設(shè)備位于其間的兩個構(gòu)件彼此連接。
在如上構(gòu)造的變速器系統(tǒng)10中，切換離合器C0、第一離合器C1、第二離合器C2、切換制動器B0、第一制動器B1、第二制動器B2和第三制動器B3如圖2中操作表所示地被選擇性地嚙合或分離，來選擇性地建立第一檔位(1st)、第二檔位(2nd)、第三檔位(3rd)、第四檔位(4th)、第五檔位(5th)、倒車檔位(R)和空檔位置(N)之一。第一檔位1st至第五檔位5th的各個速比γ以基本上相同的比率變化。每個速比γ被定義為等于(輸入軸14的轉(zhuǎn)速NIN)/(輸出軸22的轉(zhuǎn)速NOUT)。在圖2的操作表中，符號“○”表示每個離合器C0、C1、C2或每個制動器B1、B2、B3的嚙合狀態(tài)；而符號“◎”表示當(dāng)無級換檔部分11在恒定換檔狀態(tài)下操作時切換離合器C0或切換制動器B0的嚙合狀態(tài)，以及當(dāng)無級換檔部分11用作電控CVT時切換離合器C0或切換制動器B0的分離(即松開)狀態(tài)。在本實施例中，動力分動器16采用切換離合器C0和切換制動器B0，并且除了其中無級換檔部分11用作電控CVT的無級換檔狀態(tài)外，當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0嚙合時，無級換檔部分11可以采用恒定換檔狀態(tài)，其中該部分11用作其速比γ0固定的變速器。所以，當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0嚙合時，變速器系統(tǒng)10可以采用有級換檔狀態(tài)，其中被置于恒定換檔狀態(tài)的無級換檔部分11與自動換檔部分20協(xié)作，以用作有級變速器；并且當(dāng)切換離合器C0和切換制動器B0都不嚙合時，變速器系統(tǒng)10可以采用無級(連續(xù))換檔狀態(tài)，其中被置于無級換檔狀態(tài)的無級換檔部分11與自動換檔部分20協(xié)作，以用作電控CVT。簡言之，當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0嚙合時，變速器系統(tǒng)10被切換到有級換檔狀態(tài)；而當(dāng)切換離合器C0和切換制動器B0都不嚙合時，變速器系統(tǒng)10被切換到無級換檔狀態(tài)。此外，可以認(rèn)為與變速器系統(tǒng)10一樣，無級換檔部分11是可選擇性地切換到有級換檔狀態(tài)和無級換檔狀態(tài)的變速器。
例如，當(dāng)變速器系統(tǒng)10用作有級變速器時，并且同時當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第三制動器B3如圖2所示地嚙合時，建立其速比γ1的最大值等于例如約3.357的第一檔位1st；當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第二制動器B2嚙合時，建立其速比γ2小于速比γ1并等于例如約2.180的第二檔位2nd；當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第一制動器B1嚙合時，建立其速比γ3小于速比γ2并等于例如約1.424的第三檔位3rd；當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第二離合器C2嚙合時，建立其速比γ4小于速比γ3并等于例如約1.000的第四檔位4th；并且當(dāng)切換制動器B0、第一離合器C1和第二離合器C2嚙合時，建立其速比γ5小于速比γ4并等于例如約0.705的第五檔位5th。此外，當(dāng)?shù)诙x合器C2和第三制動器B3嚙合時，建立其速比γR小于速比γ1、大于速比γ2并等于例如約3.209的倒車檔位R。當(dāng)建立空檔位置N時，僅切換離合器C0嚙合。
另一方面，在變速器系統(tǒng)10用作CVT時，切換離合器C0和切換制動器B0兩者都被松開，如圖2所示。由此，無級換檔部分11用作CVT，并且串聯(lián)連接到該部分11的自動換檔部分20用作有級變速器。所以，當(dāng)自動換檔部分20在第一檔位1st、第二檔位2nd、第三檔位3rd和第四檔位4th的每一個中操作時，輸入到該部分20的轉(zhuǎn)速即傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速可以被無級即連續(xù)地改變，因此第一至第四檔位的每一個都具有這樣的速比范圍，在該速比范圍中每個檔位的速比可以被連續(xù)地改變。由此變速器系統(tǒng)10的速比γ作為整體可在第一至第五檔位中每對相鄰檔位之間連續(xù)變化。即，變速器系統(tǒng)10總速比γT作為整體可以連續(xù)變化。
由此，變速器系統(tǒng)10包括用作差速部分或第一換檔部分的無級換檔部分11；和用作自動換檔部分或者第二換檔部分的自動換檔部分20。圖3示出了共線圖，其示出了表示第一至第八旋轉(zhuǎn)元件RE1至RE8各自的相對轉(zhuǎn)速的各個關(guān)系的直線，該關(guān)系對應(yīng)于八個旋轉(zhuǎn)元件以不同方式連接到彼此的不同檔位。圖3的共線圖是二維坐標(biāo)系，由表示第一至第四行星齒輪組24、26、28、30的傳動比ρ的橫軸，和表示八個旋轉(zhuǎn)元件的相對轉(zhuǎn)速的縱軸所限定。下面的水平實線X1表示轉(zhuǎn)速0(零)；上面的水平實線X2表示轉(zhuǎn)速1.0(一)，即連接到輸入軸14的發(fā)動機8的轉(zhuǎn)速NE；而兩條水平虛線XG中的每一條表示傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速。
三條垂直線Y1、Y2和Y3分別對應(yīng)于作為無級換檔部分11一部分的動力分動器16的三個元件。按照從左向右的順序，第一垂直線Y1表示對應(yīng)于第二旋轉(zhuǎn)元件(即第二元件)RE2的第一太陽輪S1的相對轉(zhuǎn)速；第二垂直線Y2表示對應(yīng)于第一旋轉(zhuǎn)元件(即第一元件)RE1的第一行星輪架CA1的相對轉(zhuǎn)速；而第三垂直線Y3表示對應(yīng)于第三旋轉(zhuǎn)元件(即第三元件)RE3的第一齒圈R1的相對轉(zhuǎn)速。三條垂直線Y1、Y2和Y3彼此分別隔開一定距離，該距離根據(jù)第一行星齒輪組24的傳動比ρ1限定。此外，五條垂直線Y4、Y5、Y6、Y7和Y8分別對應(yīng)于自動換檔部分20的五個元件。按照從左向右的順序，第四垂直線Y4表示連接到彼此并對應(yīng)于第四旋轉(zhuǎn)元件(即第四元件)RE4的第二和第三太陽輪S2、S3的相對轉(zhuǎn)速；第五垂直線Y5表示對應(yīng)于第五旋轉(zhuǎn)元件(即第五元件)RE5的第二行星輪架CA2的相對轉(zhuǎn)速；第六垂直線Y6表示對應(yīng)于第六旋轉(zhuǎn)元件(即第六元件)RE6的第四齒圈R4的相對轉(zhuǎn)速；第七垂直線Y7表示連接到彼此并對應(yīng)于第七旋轉(zhuǎn)元件(即第七元件)RE7的第二齒圈R2、第三行星輪架CA3和第四行星輪架CA4的相對轉(zhuǎn)速；而第八垂直線Y8表示連接到彼此并對應(yīng)于第八旋轉(zhuǎn)元件(即第八元件)RE8的第三齒圈R3和第四太陽輪S4的相對轉(zhuǎn)速。五條垂直線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8彼此分別隔開一定距離，該距離根據(jù)第二、第三和第四行星齒輪組26、28、30各自的傳動比ρ2、ρ3和ρ4限定。在圖3的共線圖中，如果對應(yīng)于每個行星齒輪組24、26、28、30的太陽輪S和行星輪架CA的兩條垂直線Y之間的距離等于1(一)，那么對應(yīng)于每個行星齒輪組24、26、28、30的行星輪架CA和齒圈R的垂直線Y之間的距離等于每個行星齒輪組24、26、28、30的傳動比ρ。更具體而言，在無級換檔部分11中，兩條垂直線Y1和Y2之間的距離等于1，而兩條垂直線Y2和Y3之間的距離等于第一行星齒輪組24的傳動比ρ1；而在自動換檔部分20中，對應(yīng)于第二、第三和第四行星齒輪組26、28、30中每一個的太陽輪S和行星輪架CA的兩條垂直線Y之間的距離等于1(一)，并且對應(yīng)于行星齒輪組26、28、30中每一個的行星輪架CA和齒圈R的兩條垂直線Y之間的距離等于行星齒輪組26、28、30中每一個的傳動比ρ。
由此，圖3的共線圖表示了在變速器系統(tǒng)10的動力分動器16(或無級換檔部分11)中，第一行星齒輪組24的第一旋轉(zhuǎn)元件RE1(即第一行星輪架CA1)被直接耦合到輸入軸14(即耦合到發(fā)動機8)，并且通過切換離合器C0可選擇性地連接到第二旋轉(zhuǎn)元件RE2(即第一太陽輪S1)；第二旋轉(zhuǎn)元件RE2連接到第一電動機M1，并通過切換制動器B0可選擇性地連接到殼體12；第三旋轉(zhuǎn)元件RE3(即第一齒圈R1)連接到傳動構(gòu)件18和第二電動機M2，使得輸入軸14的旋轉(zhuǎn)運動(即旋轉(zhuǎn))通過傳動構(gòu)件18傳遞(即輸入)到自動換檔部分20。穿過兩條線Y2和X2的交點的傾斜直線L0表示第一太陽輪S1和第一齒圈R1各自的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。
例如，在切換離合器C0和切換制動器B0兩者都被松開使得動力分動器16被切換到無級換檔狀態(tài)(即差速狀態(tài))的狀態(tài)下，如果由直線L0和垂直線Y1的交點所表示的第一太陽輪S1的轉(zhuǎn)速增大或減小，則由直線L0和垂直線Y3的交點表示的第一齒圈R1的轉(zhuǎn)速分別減小或增大。此外，當(dāng)切換離合器C0被嚙合并且由此使得第一太陽輪S1和第一行星輪架CA1被連接到彼此時，動力分動器16被切換到其中動力分動器16的上述三個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件作為一個整體單元一起旋轉(zhuǎn)的非差速狀態(tài)。因此，直線L0與水平線X2對準(zhǔn)，即傳動構(gòu)件18在與發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE相同的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。或者，當(dāng)切換制動器B0被嚙合時并由此使得第一太陽輪S1的旋轉(zhuǎn)被停止時，動力分動器16被切換到其中動力分動器16用作增速器的不同非差速狀態(tài)。因此，直線L0采取圖3所示的狀態(tài)，并且由直線L0和垂直線Y3的交點表示的第一齒圈R1或傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速在從發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE被增大后輸入到自動換檔部分20。
此外，圖3的共線圖表示在自動換檔部分20中，第四旋轉(zhuǎn)元件RE4通過第二離合器C2可選擇性地連接到傳動構(gòu)件18，并且通過第一制動器B1可選擇性地連接到殼體12；第五旋轉(zhuǎn)元件RE5通過第二制動器B2可選擇性地連接到殼體12；第六旋轉(zhuǎn)元件RE6通過第三制動器B3可選擇性地連接到殼體12；第七旋轉(zhuǎn)元件RE7可連接到輸出軸22；而第八旋轉(zhuǎn)元件RE8通過第一離合器C1可選擇性地連接到傳動構(gòu)件18。
如圖3所示，在自動換檔部分20中，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第三制動器B3嚙合時，(A)傾斜直線L1和(B)垂直線Y7的交點表示與第一檔位1st相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速，其中傾斜直線L1穿過(a1)表示第八旋轉(zhuǎn)元件RE8轉(zhuǎn)速的垂直線Y8和(a2)水平線X2的交點、以及(a3)表示第六旋轉(zhuǎn)元件RE6轉(zhuǎn)速的垂直線Y6和(a4)水平線X1之間的交點，垂直線Y7表示連接到輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)元件RE7的轉(zhuǎn)速。類似地，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第二制動器B2嚙合時，(C)傾斜直線L2和(B)表示連接到輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)元件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7的交點，表示與第二檔位2nd相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速；當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第一制動器B1嚙合時，(D)傾斜直線L3和(B)表示連接到輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)元件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7的交點，表示與第三檔位3rd相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速；并且當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第二離合器C2嚙合時，(E)水平直線L4和(B)表示連接到輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)元件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7的交點，表示與第四檔位4th相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速。在第一檔位1st、第二檔位2nd、第三檔位3rd和第四檔位4th的每一個中，因為切換離合器C0被嚙合，所以驅(qū)動動力在與發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE相同的轉(zhuǎn)速下從動力分動器16或無級換檔部分11輸入到第八旋轉(zhuǎn)元件RE8。但是，當(dāng)切換制動器B0取代切換離合器C0而被嚙合時，驅(qū)動動力在比發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE高的轉(zhuǎn)速下從無級換檔部分11輸入到第八旋轉(zhuǎn)元件RE8。由此，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1、第二離合器C2和切換制動器B0被嚙合時，(F)水平直線L5和(B)表示連接到輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)元件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7之間的交點，表示與第五檔位5th相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速。
圖4示出了被輸入到控制變速器系統(tǒng)10的電子控制裝置40的信號、以及從控制裝置40輸出的輸出信號。此控制裝置40主要由包括CPU(中央處理器)、ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機訪問存儲器)和輸入/輸出(I/O)接口的所謂“微計算機”構(gòu)成，并且在利用RAM的臨時數(shù)據(jù)存儲功能的同時根據(jù)存儲在ROM中的程序來處理這些信號。由此，控制裝置40執(zhí)行變速器系統(tǒng)10的驅(qū)動控制，例如對于電動機M1和M2的混合動力驅(qū)動控制，以及對于自動換檔部分20的換檔控制。
如圖4所示，電子控制設(shè)備40從橫擺率傳感器接收表示作為車身繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)的角速度的橫擺角速度(即橫擺率)的橫擺率信號ω；從轉(zhuǎn)向傳感器接收表示轉(zhuǎn)向構(gòu)件的操作角度和方向的轉(zhuǎn)向量信號；從發(fā)動機水溫傳感器接收表示發(fā)動機8的水溫的信號；從換檔位置傳感器接收表示換檔位置的信號PSH；從發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器接收表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE的信號；從傳動比組選擇器開關(guān)接收表示傳動比組的選擇的信號；從M模式開關(guān)接收命令M(電機運行)模式的信號；從空調(diào)開關(guān)接收表示電動空調(diào)操作的信號；從車速傳感器接收與輸出軸22的轉(zhuǎn)速NOUT相對應(yīng)的車速信號；從AT油溫傳感器接收表示自動換檔部分20的工作油的溫度的油溫信號；從ECT開關(guān)接收ECT信號；從駐車制動器開關(guān)接收表示駐車制動器的操作的信號；從腳踏制動器開關(guān)接收表示腳踏制動器的操作的信號；從催化劑溫度傳感器接收表示催化劑溫度的信號；從加速踏板開度傳感器接收表示加速踏板的操作量的加速踏板開度信號Acc；從凸輪角度傳感器接收凸輪角度信號；從雪地模式選擇器開關(guān)接收表示對雪地模式的選擇的雪地模式信號；從車輛加速度傳感器接收表示車輛加速度的加速度信號；從自動巡航選擇器開關(guān)接收表示對自動巡航行駛模式的選擇的自動巡航信號；從車輛重量傳感器接收表示車輛重量的車輛重量信號；從車輪速度傳感器接收表示驅(qū)動輪38各自的轉(zhuǎn)速V的車輪速度信號；從有級變速器開關(guān)接收表示其操作的信號，該操作將無級換檔部分11(或動力分動器16)切換到其有級換檔狀態(tài)(即其鎖止或非差速狀態(tài))，以將變速器系統(tǒng)10用作有級變速器；從無級變速器開關(guān)接收表示其操作的信號，該操作將無級換檔部分11(或動力分動器16)切換到其無級換檔狀態(tài)(即其差速狀態(tài))，以將變速器系統(tǒng)10用作無級變速器(即無級變速器CVT)；從M1轉(zhuǎn)速傳感器接收表示第一電動機M1的轉(zhuǎn)速NM1的信號；從M2轉(zhuǎn)速傳感器接收表示第二電動機M2的轉(zhuǎn)速NM2的信號；并從踩壓力傳感器接收表示利用其來踩壓制動踏板的力的踩壓力信號。
此外，如圖4所示，電子控制設(shè)備40向控制發(fā)動機8輸出動力的發(fā)動機輸出控制設(shè)備48(圖5)輸出控制信號，例如向調(diào)節(jié)電子節(jié)氣門開度的節(jié)氣門驅(qū)動器輸出驅(qū)動信號，向調(diào)節(jié)發(fā)動機8的燃油供應(yīng)量的燃油噴射設(shè)備輸出燃油供應(yīng)信號，和/或輸出表示將發(fā)動機8點火正時的點火信號；向增壓器輸出增壓器壓力調(diào)節(jié)信號以調(diào)節(jié)增壓器壓力；輸出電動空調(diào)驅(qū)動信號以驅(qū)動電動空調(diào)；輸出命令信號以命令操作第一電動機M1；輸出命令信號以命令操作第二電動機M2；輸出換檔位置顯示信號以操作換檔位置指示器顯示換檔位置(即操作位置)；輸出傳動比顯示信號以操作傳動比指示器顯示傳動比；輸出雪地模式顯示信號以操作雪地模式指示器顯示雪地模式；輸出信號以控制AT管路壓力控制電磁閥；輸出M模式顯示信號以操作M模式指示器顯示M模式；輸出閥操作信號以操作液壓控制回路42的電磁閥來控制無級換檔部分11和自動換檔部分20的液壓操作摩擦耦合設(shè)備各自的液壓驅(qū)動器；輸出驅(qū)動信號以操作作為液壓控制回路42的液壓源的電動油泵；輸出信號以驅(qū)動電熱器；輸出信號到巡航控制計算機；并輸出信號到控制供應(yīng)到驅(qū)動輪38的各個輪缸的各個液壓的制動器驅(qū)動器46(圖5)。
圖5是用于解釋電子控制設(shè)備40的各種控制功能的簡圖。在圖5中，有級換檔控制裝置或設(shè)備54基于由車速V和自動換檔部分20的輸出轉(zhuǎn)矩TOUT表示的車輛狀況，根據(jù)圖6所示的換檔圖來判斷是否應(yīng)當(dāng)執(zhí)行變速器系統(tǒng)10的換檔控制，該換檔圖包括實線和點劃線并由換檔圖存儲裝置或設(shè)備56預(yù)先存儲。也就是說，有級換檔控制裝置54選擇變速器系統(tǒng)10應(yīng)當(dāng)變化或換檔到的一個適當(dāng)?shù)臋n位，并進行自動換檔部分20的自動換檔控制。更具體而言，有級換檔控制裝置54根據(jù)圖2所示的操作表向液壓控制回路42輸出命令來使得除切換離合器C0或切換制動器B0之外的液壓操作摩擦耦合設(shè)備嚙合和/或松開，以建立一個適當(dāng)?shù)臋n位。
混合動力(HB)控制裝置或設(shè)備52控制變速器系統(tǒng)10在上述無級換檔狀態(tài)中操作，即控制無級換檔部分11在差速狀態(tài)中操作，使得發(fā)動機8在高效率操作范圍內(nèi)操作。此外，混合動力控制裝置52改變并優(yōu)化發(fā)動機8和第二電動機M2之間的驅(qū)動力分配以及由第一電動機M1產(chǎn)生電能所引起的反作用力，來控制用作電控CVT即無級變速器的無級換檔部分11的速比γ0。例如，混合動力控制裝置52首先基于加速踏板的當(dāng)前操作量Acc和車輛的當(dāng)前行駛速度V來計算駕駛員所要求的輸出，然后基于駕駛員所要求的輸出和充電電能的期望值來計算需要的驅(qū)動力，然后計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和總輸出，最后基于總輸出和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE來控制發(fā)動機8的輸出和由第一電動機M1產(chǎn)生的電能量。換言之，即使車速V和自動換檔部分20的速比不改變，即傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速不改變，混合動力控制裝置52也可以通過控制或改變由第一電動機M1產(chǎn)生的電能量來控制或改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE。
混合動力控制裝置52在考慮自動換檔部分20的檔位的同時進行其控制操作，以改善車輛的驅(qū)動性能和燃油消耗率。在此混合動力控制中，無級換檔部分11被控制用作電控CVT，使得被確定為使發(fā)動機8在高效操作范圍中操作的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE(例如目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE*)與基于車速V和自動換檔部分20的檔位確定的傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速相匹配。更具體而言，混合動力控制裝置52在兩個參數(shù)(即發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE)限定的二維坐標(biāo)系中具有預(yù)先存儲的預(yù)先試驗確定的優(yōu)化曲線(即圖或關(guān)系)，因此當(dāng)車輛在無級換檔控制模式下行駛時，車輛的驅(qū)動性能和燃油消耗率彼此協(xié)調(diào)。為了按照預(yù)先存儲的優(yōu)化曲線操作發(fā)動機8，混合動力控制裝置52確定變速器系統(tǒng)10的總速比γT的目標(biāo)值，使得發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE產(chǎn)生滿足期望驅(qū)動力所需要的發(fā)動機輸出，并控制無級換檔部分11的速比γ0以獲得總速比γT的目標(biāo)值。由此，混合動力控制裝置52在容許總速比γT被改變的容許范圍(例如從13至0.5的范圍)中控制或改變總速比γT。
混合動力控制裝置52將第一電動機M1產(chǎn)生的電能或電功率通過逆變器58供應(yīng)到電能存儲設(shè)備60和第二電動機M2。因此，雖然發(fā)動機8的驅(qū)動動力的主要部分被機械地傳遞到傳動構(gòu)件18，但發(fā)動機8的一部分驅(qū)動動力被第一電動機M1消耗以產(chǎn)生電能，即被轉(zhuǎn)換成電能。因此，由第一電動機M1產(chǎn)生的電能首先通過逆變器58被供應(yīng)到第二電動機M2，并且因為第二電動機M2被驅(qū)動，所以電能隨后從第二電動機M2供應(yīng)到傳動構(gòu)件18。與電能的產(chǎn)生、電能的供應(yīng)和第二電動機M2的電能消耗相關(guān)的所有元件彼此協(xié)作以構(gòu)成電氣路徑，該電氣路徑以將發(fā)動機8的驅(qū)動動力的一部分轉(zhuǎn)換成電能開始，并以電能轉(zhuǎn)換成機械能結(jié)束。
此外，即使發(fā)動機8可能處于停機狀態(tài)或怠速狀態(tài)，混合動力控制裝置52也可以通過操作無級換檔部分11作為電控CVT，即僅操作一個或多個電動機(例如僅僅第二電動機M2)作為驅(qū)動動力源來起動或行駛車輛。而且，混合動力控制裝置52可以通過操作發(fā)動機8代替第二電動機M2作為驅(qū)動動力源來起動車輛。在后一情況下，混合動力控制裝置52通過控制由第一電動機M1產(chǎn)生電能所導(dǎo)致的反作用力并將動力分動器16用作差速設(shè)備，由此增大傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速，來控制車輛的起動。如上所述，通常車輛的起動通過操作第二電動機M2來執(zhí)行。但是，取決于車輛當(dāng)前的狀態(tài)，車輛的起動可以通過操作發(fā)動機8來執(zhí)行。
即使車輛可能處于停止?fàn)顟B(tài)或低速行駛狀態(tài)，混合動力控制裝置52也可以通過將無級換檔部分11用作電控CVT來保持發(fā)動機8的工作狀態(tài)。例如，如果當(dāng)車輛處于停止?fàn)顟B(tài)時，電能存儲設(shè)備60的充電狀態(tài)SOC降低，并且需要操作第一電動機M1來產(chǎn)生電能，則發(fā)動機8的驅(qū)動動力被用來操作第一電動機M1產(chǎn)生電能，即增大第一電動機M1的轉(zhuǎn)速，使得發(fā)動機8的轉(zhuǎn)速NE由于動力分動器16的差速功能而可以保持在不低于發(fā)動機8可以自己旋轉(zhuǎn)的極限轉(zhuǎn)速下，雖然由車速V單一確定的第二電動機M2的轉(zhuǎn)速可能由于車輛處于停機狀態(tài)而等于(或基本上等于)零。
此外，不管車輛是否可能處于停止?fàn)顟B(tài)或處于行駛狀態(tài)，混合動力控制裝置52都可以由于無級換檔部分11的電控CVT功能而通過控制第一電動機M1的轉(zhuǎn)速NM1或第二電動機M2的轉(zhuǎn)速NM2，來將發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE保持在某一轉(zhuǎn)速下。換言之，混合動力控制裝置52可以將第一電動機M1的轉(zhuǎn)速NM1或第二電動機M2的轉(zhuǎn)速NM2改變成所期望的轉(zhuǎn)速，同時將發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE保持在某一轉(zhuǎn)速下。例如，如從圖3的共線圖可以理解的，混合動力控制裝置52通過增大第一電動機M1的轉(zhuǎn)速NM1來降低第二電動機M2的轉(zhuǎn)速NM2，同時將發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE保持在某一轉(zhuǎn)速下。
混合動力控制裝置52可以將第一電動機M1和第二電動機M2操作為“怠速”，即不產(chǎn)生反作用力。由此，混合動力控制裝置52可以將無級換檔部分11置于與部分11不能傳遞轉(zhuǎn)矩即部分11中的動力傳遞路徑被斷開的狀態(tài)等效的狀態(tài)。
增速檔位判斷裝置或設(shè)備62基于車輛狀態(tài)并根據(jù)換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的圖6的換檔圖，來判斷變速器系統(tǒng)10應(yīng)當(dāng)變化到的檔位是否是增速檔位(例如第五檔位5th)，以在變速器系統(tǒng)10被切換到有級換檔狀態(tài)時判斷切換離合器C0和切換制動器B0中哪一個應(yīng)當(dāng)被嚙合。
切換控制裝置或設(shè)備50基于車輛狀態(tài)(即車速V和輸出轉(zhuǎn)矩TOUT)并根據(jù)由圖6中虛線和雙點劃線表示并且由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的狀態(tài)切換圖(即關(guān)系)，來判斷變速器系統(tǒng)10應(yīng)當(dāng)被切換到無級換檔狀態(tài)和有級換檔狀態(tài)中的哪一個，即判斷車輛狀態(tài)處于(a)其中系統(tǒng)10應(yīng)當(dāng)被切換到無級換檔狀態(tài)的無級換檔控制區(qū)域和(b)其中系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被切換到有級換檔狀態(tài)的有級換檔控制區(qū)域中的哪一個。由此，切換控制裝置50選擇性地將變速器系統(tǒng)10切換到無級換檔狀態(tài)或有級換檔狀態(tài)。
更具體而言，當(dāng)切換控制裝置50判斷車輛狀態(tài)處于有級換檔控制區(qū)域時，切換控制設(shè)備50向混合動力控制裝置52輸出信號不允許即禁止混合動力控制設(shè)備52進行混合動力控制或者無級換檔控制，并且向有級換檔控制裝置54輸出信號以允許有級換檔控制裝置54進行與變速器系統(tǒng)10的有級換檔狀態(tài)相對應(yīng)的預(yù)定換檔控制。更具體而言，有級換檔控制裝置54根據(jù)由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的圖6的換檔圖，來進行自動換檔部分20的自動換檔控制。例如由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的圖2示出了液壓操作摩擦耦合設(shè)備即離合器C0、C1、C2以及制動器B0、B1、B2和B3的各個操作狀態(tài)的組合，在自動換檔控制中選擇這些摩擦耦合設(shè)備中適當(dāng)?shù)囊粋€或多個。簡言之，變速器系統(tǒng)10整體上，即無級換檔部分11和自動換檔部分20彼此協(xié)作以用作所謂的“有級自動變速器”，其根據(jù)圖2的操作表來建立適當(dāng)?shù)囊粋€檔位。
例如，當(dāng)增速檔位判斷裝置62判斷或選擇第五檔位5th時，切換控制裝置50向液壓控制回路42輸出命令以使得松開切換離合器C0并使得嚙合切換制動器B0，因此無級換檔部分11用作具有固定速比γ0(例如0.7)的輔助變速器。由此變速器系統(tǒng)10整體上建立所謂“超速檔位”，即其速比小于1.0的增速檔位。另一方面，當(dāng)增速檔位判斷裝置62不判斷或選擇第五檔位5th時，切換控制裝置50向液壓控制回路42輸出命令以使得嚙合切換離合器C0并使得松開切換制動器B0，因此無級換檔部分11用作具有固定速比(例如1)的輔助變速器。由此變速器系統(tǒng)10整體上建立其速比不小于1.0的減速檔位。簡言之，切換控制設(shè)備50將變速器系統(tǒng)10切換到有級換檔狀態(tài)，并且在有級換檔狀態(tài)中無級換檔部分11用作輔助變速器，其速比γ0可以在與兩個檔位相對應(yīng)的兩個值之間被選擇性地改變或切換，而串聯(lián)連接到無級換檔部分11的自動換檔部分20用作有級變速器。由此變速器系統(tǒng)10整體上用作所謂的“有級自動變速器”。
另一方面，當(dāng)切換控制裝置50判斷車輛狀態(tài)處于應(yīng)當(dāng)將變速器系統(tǒng)10切換到無級換檔狀態(tài)的無級換檔控制區(qū)域中時，切換控制裝置50向液壓控制回路42輸出命令以使得松開切換離合器C0和切換制動器B0，因此無級換檔部分11被切換到無級換檔狀態(tài)，即被允許連續(xù)地改變轉(zhuǎn)速。同時，切換控制裝置50向混合動力控制裝置52輸出信號以允許混合動力控制裝置52進行混合動力控制，并且向有級換檔控制裝置54輸出信號，以使得有級換檔控制裝置54固定到與變速器系統(tǒng)10的無級換檔狀態(tài)相對應(yīng)的預(yù)定檔位，或者向有級換檔控制裝置54輸出信號以允許有級換檔控制裝置54根據(jù)換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的圖6的換檔圖進行自動換檔部分20的自動換檔控制。在此情況下，有級換檔控制裝置54根據(jù)圖2的操作表來進行自動換檔控制，雖然有級換檔控制裝置54不操作切換離合器C0或切換制動器B0。簡言之，切換控制部分50將無級換檔部分11切換到無級換檔狀態(tài)，使得無級換檔部分11用作無級變速器，而串聯(lián)連接到無級換檔部分11的自動換檔部分20用作有級變速器。由此獲得適當(dāng)?shù)尿?qū)動力。此外，因為在自動換檔部分20的第一檔位1st、第二檔位2nd、第三檔位3rd和第四檔位4th的每一個中，輸入到該部分20的轉(zhuǎn)速，即傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速可以被連續(xù)地改變，所以每個檔位的速比也可連續(xù)地改變。因為每個檔位的速比可以被連續(xù)地改變，即在每對相鄰檔位之間速比可以被連續(xù)地改變，所以變速器系統(tǒng)10整體上可以被切換到其中總速比γT連續(xù)地改變的無級換檔狀態(tài)。
此處，將詳細(xì)說明圖6所示的曲線圖。圖6的曲線圖示出了由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的換檔圖(即關(guān)系)，其被用來選擇自動換檔部分20的檔位中適當(dāng)?shù)囊粋€。預(yù)先存儲的換檔圖是在由作為某種與驅(qū)動力相關(guān)的參數(shù)的兩個參數(shù)(即車速V和輸出轉(zhuǎn)矩TOUT)所限定的二維坐標(biāo)系中確定或準(zhǔn)備的換檔圖示例。在圖6中，實線表示升檔操作，而點劃線表示降檔操作。此外，在圖6中，兩條虛線表示被切換控制裝置50使用來判斷車輛狀態(tài)是處于有級換檔控制區(qū)域還是無級換檔控制區(qū)域的參考車速V1和參考輸出轉(zhuǎn)矩T1。更具體而言，圖6中的第一虛線是高車速判斷線，其是多個點的集合，每個點都表示作為被預(yù)先設(shè)置來判斷車輛是否行駛在高速下的高車速判斷值的參考車速V1；而第二虛線是高輸出行駛判斷線，其是多個點的集合，每個點都表示作為被預(yù)先設(shè)置來判斷混合動力車是否行駛在自動換檔部分20的高值輸出轉(zhuǎn)矩TOUT(其是與車輛的驅(qū)動力相關(guān)的某種與驅(qū)動力相關(guān)的參數(shù))下的高輸出行駛判斷值的參考輸出轉(zhuǎn)矩T1。而且，在圖6中，兩條雙點劃線表示被用來判斷車輛狀態(tài)是否處于有級換檔控制區(qū)域或無級換檔控制區(qū)域中的兩條虛線各自的滯后。由此，圖6示出了預(yù)先存儲的狀態(tài)切換圖(即關(guān)系)，其包括參考車速V1和參考輸出轉(zhuǎn)矩T1，并在基于兩個參數(shù)即車速V和輸出轉(zhuǎn)矩TOUT來判斷車輛狀態(tài)是處于有級換檔控制區(qū)域還是無級換檔控制區(qū)域中時被切換控制裝置50使用。此狀態(tài)切換圖可以由換檔圖存儲裝置56存儲作為換檔圖的一個組成部分。此外，此狀態(tài)切換圖可以被修改為僅包括參考車速V1和參考輸出轉(zhuǎn)矩T1中的一個，或者可以被修改為僅采用車速V和輸出轉(zhuǎn)矩TOUT中的一個作為參數(shù)。
用于比較實際車速V與參考車速V1的判斷數(shù)學(xué)公式和/或用于比較實際輸出轉(zhuǎn)矩TOUT與參考輸出轉(zhuǎn)矩T1的判斷數(shù)學(xué)公式可以由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲，來代替換檔圖和/或狀態(tài)切換圖。在此情況下，例如當(dāng)作為車輛狀態(tài)的實際車速V高于參考車速V1時，切換控制裝置50將變速器系統(tǒng)10切換到有級換檔狀態(tài)。或者，例如當(dāng)作為車輛狀態(tài)的自動換檔部分20的實際輸出轉(zhuǎn)矩TOUT大于參考輸出轉(zhuǎn)矩T1時，切換控制裝置50將變速器系統(tǒng)10切換到有級換檔狀態(tài)?？梢允骨袚Q控制裝置50適合于這樣，當(dāng)使無級換檔部分11用作電控CVT的電氣控制設(shè)備(例如一個或多個電動機)發(fā)生故障或其性能下降時，例如，當(dāng)與電氣路徑(以第一電動機M1產(chǎn)生電能開始并以電能轉(zhuǎn)換成機械能結(jié)束)相關(guān)的電氣設(shè)備的性能下降，即當(dāng)因為例如故障或低溫，第一電動機M1、第二電動機M2、逆變器58、存儲設(shè)備60和將這些元件M1、M2、58、60彼此連接起來的傳動路徑出現(xiàn)故障，或者元件M1、M2、58、60和傳動路徑的性能下降或失敗時，切換控制裝置50優(yōu)先將變速器系統(tǒng)10切換到有級換檔狀態(tài)。
上述與驅(qū)動力相關(guān)的參數(shù)一一對應(yīng)于車輛的驅(qū)動力，并且可以不僅是輸入到驅(qū)動輪38的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩或驅(qū)動力，還可以是例如自動換檔部分20的輸出轉(zhuǎn)矩TOUT的實際值、發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE、車輛加速度、或者基于例如加速踏板開度或節(jié)氣門開度(或進氣量、空燃比或燃油消耗)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE而計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE、或者基于駕駛員對加速踏板的操作量或節(jié)氣門開度而計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE或期望驅(qū)動力的估計值。上述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩可以在考慮例如差速比或驅(qū)動輪38的半徑的同時從例如輸出轉(zhuǎn)矩TOUT來計算，或者可以通過例如轉(zhuǎn)矩傳感器直接檢測。這些對上述其他種類的轉(zhuǎn)矩同樣適用。
此外，例如參考車速V1被預(yù)設(shè)為這樣，如果變速器系統(tǒng)10被切換到無級換檔狀態(tài)，當(dāng)車輛在相當(dāng)高的速度下行駛但燃油消耗率在該速度下惡化時，則變速器系統(tǒng)10不被切換到無級換檔狀態(tài)，即在該速度下保留在有級換檔狀態(tài)中。此外，參考輸出轉(zhuǎn)矩T1被預(yù)設(shè)為與例如第一電動機M1的這樣的特性相對應(yīng)，該特性使得電動機M1可以被設(shè)置來輸出小電能作為其最大電能輸出，以達到這樣的目的，即減小電動機M1的大小，而不會在車輛在高輸出下行駛時使得電動機M1的反作用力矩跟隨發(fā)動機8的輸出達到其高輸出范圍。
圖7示出了可以由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的另一個狀態(tài)切換圖(即另一關(guān)系)。此狀態(tài)切換圖示出了作為邊界線的發(fā)動機輸出線，其由切換控制裝置50用來判斷由兩個參數(shù)(即發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE)所表示的當(dāng)前車輛狀態(tài)是處于有級換檔控制區(qū)域還是無級換檔控制區(qū)域中。切換控制裝置50在判斷由發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE所表示的車輛狀態(tài)是處于有級換檔控制區(qū)域還是無級換檔控制區(qū)域中時，可以使用圖7所示的狀態(tài)切換圖來代替取6所示的狀態(tài)切換圖。圖7的狀態(tài)切換圖被用作確定圖6所示的虛線的基礎(chǔ)。換言之，通過將圖7所示的狀態(tài)切換圖(或關(guān)系)轉(zhuǎn)換成在由兩個參數(shù)(即車速V和輸出轉(zhuǎn)矩TOUT)限定的二維坐標(biāo)系中繪制的狀態(tài)切換圖，來獲得圖6的虛線。
在圖6所示的關(guān)系中，有級換檔控制區(qū)域(簡稱為有級控制區(qū)域(S))被定義為不低于預(yù)定參考輸出轉(zhuǎn)矩T1的高轉(zhuǎn)矩區(qū)域，或不低于參考車速V1的高車速區(qū)域。所以，當(dāng)發(fā)動機8在相當(dāng)高驅(qū)動轉(zhuǎn)矩下被操作，或者當(dāng)車輛在相當(dāng)高速度下行駛時，進行有級換檔控制；當(dāng)發(fā)動機8在相當(dāng)?shù)万?qū)動轉(zhuǎn)矩下被操作，或者當(dāng)車輛在相當(dāng)?shù)退俣认滦旭倳r，即當(dāng)發(fā)動機8在正常輸出區(qū)域下操作時，進行無級換檔控制。類似地，在圖7所示的關(guān)系中，有級控制區(qū)域(S)被定義為不低于預(yù)定參考發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE1的高轉(zhuǎn)矩區(qū)域、不低于預(yù)定參考發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE1的高轉(zhuǎn)速區(qū)域、或者不低于基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE計算的預(yù)定參考發(fā)動機輸出的高輸出區(qū)域。于是，當(dāng)發(fā)動機8在相當(dāng)高的轉(zhuǎn)矩下、相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速下或者相當(dāng)高的輸出下操作時，進行有級換檔控制；當(dāng)發(fā)動機8在相當(dāng)?shù)偷霓D(zhuǎn)矩下、相當(dāng)?shù)偷霓D(zhuǎn)速下或者相當(dāng)?shù)偷妮敵鱿虏僮鲿r，即當(dāng)發(fā)動機8在正常輸出區(qū)域下操作時，進行無級換檔控制。圖7所示的有級換檔控制區(qū)域(S)和無級換檔控制區(qū)域(N)之間的邊界對應(yīng)于參考高車速線(其是每個都表示參考高車速的點的集合)和參考高輸出線(其作為每個都表示參考高輸出的點的集合)。
因此，例如當(dāng)車輛在低速或中速下或者低輸出或中輸出下行駛時，變速器系統(tǒng)10被控制到無級換檔狀態(tài)，以獲得車輛的高燃油經(jīng)濟性。但是，當(dāng)車輛在高速下行駛時，例如當(dāng)實際車速V超過參考車速V1時，變速器系統(tǒng)10被控制到其中變速器系統(tǒng)10作為有級變速器的有級換檔狀態(tài)，使得發(fā)動機8的輸出只通過機械動力傳動路徑傳遞到驅(qū)動輪38，同時限制驅(qū)動動力和電能之間的轉(zhuǎn)換損失(當(dāng)變速器系統(tǒng)10被操作為電控CVT時會發(fā)生此轉(zhuǎn)換損失)并由此改善了車輛的燃油消耗率。此外，當(dāng)車輛在高輸出下行駛時，例如，當(dāng)諸如輸出轉(zhuǎn)矩TOUT的上述與驅(qū)動力相關(guān)的參數(shù)超過參考輸出轉(zhuǎn)矩T1時，變速器系統(tǒng)10被控制到其中變速器系統(tǒng)10用作有級變速器的有級換檔狀態(tài)，使得發(fā)動機8的輸出只通過機械動力傳動路徑傳遞到驅(qū)動輪38。于是，僅當(dāng)車輛行駛在低速或中速或者在低輸出或中輸出下行駛時，變速器系統(tǒng)10才被用作電控CVT。所以，可以減小由第一電動機M1產(chǎn)生的電能(即由第一電動機M1傳送的電能)的最大值，由此可以減小第一電動機M1或者包括第一電動機M1的車輛驅(qū)動設(shè)備的大小。換言之，可以認(rèn)為因為當(dāng)車輛在高輸出下行駛時，駕駛員的期望驅(qū)動力比期望燃油消耗率更重要，所以變速器系統(tǒng)10被切換到有級換檔狀態(tài)(即恒定換檔狀態(tài))而非無級換檔狀態(tài)。由此，駕駛員可以享受如圖8所示的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE的節(jié)奏性變化，當(dāng)在有級自動換檔狀態(tài)中升高檔位時產(chǎn)生此節(jié)奏性變化。
回到圖5，作為車輛狀況穩(wěn)定控制器的車輛狀況穩(wěn)定控制裝置或設(shè)備80包括車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置或設(shè)備82，其判斷行駛狀態(tài)下的車輛狀況是否變得不穩(wěn)定，并由此判斷是否需要車輛狀況穩(wěn)定控制。如果車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷需要車輛狀況穩(wěn)定控制，則車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE和/或施加到驅(qū)動輪38的各個制動力，并由此控制驅(qū)動輪38的各個轉(zhuǎn)矩(即各個驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩)。于是，車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80穩(wěn)定了車輛的狀況。
接著，將說明其中車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷需要車輛狀況穩(wěn)定控制的一些示例，以及車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80進行車輛狀況穩(wěn)定控制的操作。
例如，前述VSC系統(tǒng)在車輛的轉(zhuǎn)彎狀況變得不穩(wěn)定時穩(wěn)定車輛的轉(zhuǎn)彎狀況。在此情況下，車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷或檢測驅(qū)動輪38如何趨向于在橫向上滑動?；谒鶛z測到的驅(qū)動輪38橫向滑動趨勢的程度，車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE和/或施加到驅(qū)動輪38的制動力，并由此減小驅(qū)動輪38的橫向滑動趨勢。
車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82以以下方式判斷或檢測例如車輛后輪橫向滑動的趨勢，即后輪的轉(zhuǎn)彎角度趨向于相對于轉(zhuǎn)向構(gòu)件的操作量過大的所謂“過度轉(zhuǎn)向”趨勢首先，車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82基于供應(yīng)到電子控制設(shè)備40的橫擺率信號ω和加速度信號來計算車身的滑動角β和滑動角速度dβ/dt，其表示車輛相對于車輛重心的運動方向的傾斜。如果計算出的滑動角β大于預(yù)設(shè)的滑動角并且計算出的滑動角速度dβ/dt大于預(yù)設(shè)的滑動角速度，則車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷車輛的后輪趨向于在橫向上滑動。預(yù)設(shè)的滑動角和預(yù)設(shè)的滑動角速度是預(yù)先從例如實驗獲得并存儲的參考值，以使得這些預(yù)設(shè)值可用來判斷車輛的后輪是否趨向于在橫向上滑動而達到需要穩(wěn)定車輛轉(zhuǎn)彎狀況的控制的程度。
此外，車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82以以下方式判斷或檢測例如車輛前輪橫向滑動的趨勢，即前輪的轉(zhuǎn)彎角度趨向于相對于轉(zhuǎn)向構(gòu)件的操作量過分小的所謂“不足轉(zhuǎn)向”趨勢首先，車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82基于供應(yīng)到電子控制設(shè)備40的轉(zhuǎn)向量信號和車速信號來計算對應(yīng)于轉(zhuǎn)向構(gòu)件操作量的目標(biāo)橫擺率ω*，并且如果實際橫擺率ω小于目標(biāo)橫擺率ω*，則判斷裝置82判斷車輛的前輪趨向于在橫向上滑動。
如果車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷車輛的后輪趨向于在橫向上滑動，則車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80向制動器驅(qū)動器46輸出控制信號，以根據(jù)例如后輪橫向滑動趨勢的程度來向兩個后輪與車輛的位于與轉(zhuǎn)彎方向相反一側(cè)上的前輪施加各自的制動力，使得在車輛向外的方向上產(chǎn)生力矩，即產(chǎn)生后輪橫向滑動限制力矩來限制后輪橫向滑動的趨勢。于是，車速V被施加到車輛位于與轉(zhuǎn)彎方向相反一側(cè)上的前后輪上各自的制動力降低了。于是，車輛的轉(zhuǎn)彎狀況被穩(wěn)定了。
如果車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷車輛的前輪趨向于在橫向上滑動，則車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80向發(fā)動機輸出控制設(shè)備48輸出控制信號，以根據(jù)例如前輪橫向滑動趨勢的程度來限制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE，并另外向制動器驅(qū)動器46輸出控制信號以向車輛位于與轉(zhuǎn)彎方向相反一側(cè)上的前后輪施加各自的制動力，使得產(chǎn)生前輪橫向滑動限制力矩來限制前輪橫向滑動的趨勢。于是，車輛的轉(zhuǎn)彎狀況被穩(wěn)定了。
此外，前述ABS用作與VSC系統(tǒng)不同的一種車輛狀況穩(wěn)定控制裝置。在此情況下，首先，車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82基于供應(yīng)到電子控制設(shè)備40并表示驅(qū)動輪38的各個轉(zhuǎn)速的車輪速度信號，來計算車輛四個車輪各自的轉(zhuǎn)速和各自的旋轉(zhuǎn)加速度，并且基于計算出的各個轉(zhuǎn)速和各個旋轉(zhuǎn)加速度來檢測驅(qū)動輪38如何滑動?；谶@樣檢測到的驅(qū)動輪38的滑動，車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80向發(fā)動機輸出控制設(shè)備48輸出控制信號，來控制施加到兩個驅(qū)動輪38的各個制動力。于是，當(dāng)驅(qū)動輪38被制動時，可以防止驅(qū)動輪38被鎖死，從而可以表現(xiàn)出優(yōu)異的制動性能。因此，車輛可以保持其高穩(wěn)定性和可轉(zhuǎn)向性。
此處，假定變速器系統(tǒng)10處于其中連接了從發(fā)動機8到驅(qū)動輪38的動力傳動路徑并且車輛可以被驅(qū)動的其動力傳動允許狀態(tài)，同時處于其有級換檔狀態(tài)。在此狀態(tài)下，發(fā)動機8和驅(qū)動輪38被機械地連接到彼此，從而發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE被車速V所影響和約束。如果在此狀態(tài)下，車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80進行車輛狀況穩(wěn)定控制，則發(fā)動機8的慣性可能變化，從而車輛狀況穩(wěn)定控制的有效性可能降低。例如，如果發(fā)動機8的慣性變化，則施加到驅(qū)動輪38的制動力的控制精度可能降低，從而車輛狀況穩(wěn)定控制的有效性可能降低。換言之，因為發(fā)動機8不能相對于車速自由旋轉(zhuǎn)，所以控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的自由度，即控制驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩的自由度可能降低，從而車輛狀況穩(wěn)定控制的有效性可能降低。
因此，切換控制裝置50基于車輛狀態(tài)并根據(jù)由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的圖6的狀態(tài)切換圖，來判斷車輛狀態(tài)處于(a)無級換檔控制區(qū)域和(b)有級換檔控制區(qū)域中的哪一個，并由此判斷變速器系統(tǒng)10是否處于有級換檔狀態(tài)。如果車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82判斷需要進行車輛狀況穩(wěn)定控制，并且同時切換控制裝置50判斷變速器系統(tǒng)10處于有級換檔狀態(tài)，則切換控制裝置50向液壓控制回路42輸出命令以使得松開切換離合器C0或切換制動器B0，因此無級換檔部分11(或動力分動器16)從其恒定換檔狀態(tài)解除。于是，當(dāng)車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，切換控制裝置50用作與車輛穩(wěn)定相關(guān)的切換控制裝置或設(shè)備，即作為與車輛穩(wěn)定相關(guān)的切換控制器。
于是，發(fā)動機8和驅(qū)動輪38從其中其機械連接到彼此的狀態(tài)中解除，從而相對于車速V發(fā)動機8可以自由旋轉(zhuǎn)。因此，提高了車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80對于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的控制的自由度。此外，因為發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE的變化可以在不由車速V約束的情況下被限制，所以可以有效地限制發(fā)動機8慣性的變化。
圖9是表示電子控制設(shè)備40的各種控制操作的相關(guān)部分的流程圖，即其用于在行駛狀態(tài)下的車輛的狀況變得不穩(wěn)定而需要車輛狀況穩(wěn)定控制時，切換變速器系統(tǒng)10的換檔狀態(tài)的控制操作。該控制操作以非常短的周期時間(例如從數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒)重復(fù)。圖10示出了用于解釋根據(jù)圖9流程圖的控制操作的時序圖，特別是在車輛被制動時操作前述ABS來穩(wěn)定車輛狀況時執(zhí)行的該控制操作的示例。
首先，在對應(yīng)于車輛穩(wěn)定必要性判斷裝置82的步驟S1處，控制設(shè)備40判斷行駛狀態(tài)下的車輛的狀況是否變得不穩(wěn)定并由此需要車輛狀況穩(wěn)定控制。例如，通過判斷車輛的后輪是否趨向于在橫向上滑動來做出此判斷，例如判斷車身的滑動角β和滑動角速度dβ/dt是否分別大于預(yù)設(shè)的滑動角和預(yù)設(shè)的滑動角速度?；蛘?，可以通過基于車輪轉(zhuǎn)速和車輛旋轉(zhuǎn)加速度而判斷或檢測驅(qū)動輪38的滑動來做出該判斷。如果在步驟S1處做出否定判斷，則控制設(shè)備40的控制進行到步驟S5以進行除車輛狀況穩(wěn)定控制以及與穩(wěn)定控制一起執(zhí)行的控制操作之外的其他普通控制操作，或者維持車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)并隨后退出本例程。
另一方面，如果在步驟S1處做出肯定判斷，則控制設(shè)備40的控制進行到對應(yīng)于切換控制裝置50的步驟S2。在步驟S2處，控制設(shè)備40基于車輛狀態(tài)并根據(jù)由換檔圖存儲裝置56預(yù)先存儲的圖6的狀態(tài)切換圖，來判斷車輛狀態(tài)處于(a)無級換檔控制區(qū)域和(b)有級換檔控制區(qū)域中的哪一個，并由此判斷變速器系統(tǒng)10是否處于有級換檔狀態(tài)。這是圖10所示的時間t1。
如果在步驟S2處做出肯定判斷，則控制設(shè)備40的控制進行到也對應(yīng)于切換控制裝置50的步驟S3。在步驟S3處，控制設(shè)備40向液壓控制回路42輸出命令以使得松開切換離合器C0或切換制動器B0，因此無級換檔部分11(或動力分動器16)從其恒定換檔狀態(tài)(即其鎖止?fàn)顟B(tài))解除。這是圖10所示的時間t1。如圖10所示的時間t1和時間t2間的時間段所示，當(dāng)執(zhí)行車輛狀況穩(wěn)定控制時，無級換檔部分11暫時從其鎖止?fàn)顟B(tài)切換到其差速狀態(tài)。
在執(zhí)行步驟S3之后，或者當(dāng)在步驟S2處做出否定判斷時，控制設(shè)備40的控制進行到對應(yīng)于車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80的步驟S4。在步驟S4處，控制設(shè)備40控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩TE和/或施加到驅(qū)動輪38的各個制動力，并由此控制各個驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩，以穩(wěn)定車輛狀況。例如，如果在步驟S1判斷車輛的后輪趨向于在橫向上滑動，則控制設(shè)備40向制動器驅(qū)動器46輸出控制信號，以根據(jù)例如后輪橫向滑動趨勢的程度來向車輛位于與轉(zhuǎn)彎方向相反一側(cè)上的前后輪施加各自的制動力，使得產(chǎn)生后輪橫向滑動限制力矩來限制后輪橫向滑動的趨勢。于是，車速V被施加到車輛位于與轉(zhuǎn)彎方向相反一側(cè)上的前后輪上各自的制動力降低了。于是，車輛的轉(zhuǎn)彎狀況被穩(wěn)定了?；蛘?，可以在步驟S1判斷或檢測驅(qū)動輪38的滑動。在后一情況下，基于檢測到的驅(qū)動輪38的滑動，控制設(shè)備40向制動器驅(qū)動器46輸出控制信號，來控制施加到兩個驅(qū)動輪38的各個制動力。于是，當(dāng)驅(qū)動輪38被制動時，可以防止驅(qū)動輪38被鎖死，從而可以表現(xiàn)出優(yōu)異的制動性能。因此，車輛可以保持其高穩(wěn)定性和可轉(zhuǎn)向性。這是圖10所示時間t1和時間t7間的時間段。
當(dāng)在步驟S4處進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，無級換檔部分11從其鎖止?fàn)顟B(tài)解除。于是，相對于車速V發(fā)動機8可以自由旋轉(zhuǎn)。因此，提高了控制設(shè)備40對于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的控制的自由度，從而提高了車輛狀況穩(wěn)定控制的有效性。此外，因為發(fā)動機8慣性的變化被限制并且施加到驅(qū)動輪38的各個制動力的控制精度被提高，所以提高了車輛狀況穩(wěn)定控制的有效性。
如圖10所示時間t1和時間t2間的時間段所示，發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE從車速V的約束解除，并且降低到怠速轉(zhuǎn)速。于是，在圖10所示時間t2和時間t5間的時間段中，可以在其中降低了發(fā)動機8的慣性對驅(qū)動輪38的影響的狀態(tài)下控制驅(qū)動輪38的制動，從而提高了制動控制的響應(yīng)性。此外，如圖10所示時間t5和時間t7間的時間段所示，混合動力控制裝置52增大第一電動機M1的轉(zhuǎn)速NM1，使得向著與車速V相應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，并且無級換檔部分11準(zhǔn)備好返回其有級換檔狀態(tài)。然后，如圖10中的時間t7所示，在已經(jīng)執(zhí)行車輛狀況穩(wěn)定控制之后，切換控制裝置50向液壓控制回路42輸出命令來使得切換離合器C0或切換制動器B0嚙合，因此，無級換檔部分11準(zhǔn)備好返回其有級換檔狀態(tài)。
如圖10中的虛線所示，當(dāng)無級換檔部分11處于其差速狀態(tài)時，混合動力控制裝置52可以控制第一電動機M1和第二電動機M2(未在圖10中示出)“怠速”，即控制第一電動機M1和第二電動機M2不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或基本上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE變成等于零。于是，可以在沒有發(fā)動機8的慣性的狀態(tài)下控制驅(qū)動輪38的制動。當(dāng)?shù)谝浑妱訖CM1和第二電動機M2怠速時，無級換檔部分11被置于其中該部分無法傳遞動力的空檔狀態(tài)中。
從本實施例的上述說明很明顯，變速器系統(tǒng)10包括可選擇性切換到其無級換檔狀態(tài)或其有級換檔狀態(tài)的無級換檔部分11。當(dāng)車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，切換控制裝置50使得松開切換離合器C0或切換制動器B0，并由此將無級換檔部分11從其有級換檔狀態(tài)(即其鎖止?fàn)顟B(tài))解除。于是，發(fā)動機8和驅(qū)動輪38從其中其機械連接到彼此的狀態(tài)中解除，從而允許發(fā)動機8相對于驅(qū)動輪38自由旋轉(zhuǎn)。因此，提高了車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80對于施加到驅(qū)動輪38的轉(zhuǎn)矩的控制的自由度，從而提高了車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80所進行的車輛狀況穩(wěn)定控制的有效性。
下面，將說明本發(fā)明的其他實施例。在下面的說明中，與第一實施例中所用標(biāo)號相同的標(biāo)號被用來指示其他實施例中相應(yīng)的元件或部分，并且省略這些元件或部分的說明。
<第二實施例>
圖11是用于解釋構(gòu)成本發(fā)明所應(yīng)用到的另一驅(qū)動設(shè)備一部分的變速器系統(tǒng)70的示意圖；圖12是操作表，表示變速器系統(tǒng)70的檔位與液壓操作摩擦耦合設(shè)備的各個操作狀態(tài)的相應(yīng)組合之間的關(guān)系；并且圖13是共線圖，用于解釋變速器系統(tǒng)70的換檔操作。
與第一實施例中采用的變速器系統(tǒng)10相似，本第二實施例中采用的變速器系統(tǒng)70包括無級(即連續(xù))換檔部分11，其包括第一電動機M1、動力分動器16和第二電動機M2。此外，變速器系統(tǒng)70包括自動換檔部分72，其設(shè)置在無級換檔部分11和輸出軸22之間，通過傳動構(gòu)件18串聯(lián)連接到無級換檔部分11，并具有三個檔位。動力分動器16包括具有例如約0.418的預(yù)定傳動比ρ1的單級行星齒輪式的第一行星齒輪組24、切換離合器C0和切換制動器B0。自動換檔部分72包括具有單級行星齒輪式的第二行星齒輪組26和單級行星齒輪式的第三行星齒輪組28。第二行星齒輪組26具有例如約0.532的預(yù)定傳動比ρ2；并且第三行星齒輪組28具有例如約0.418的預(yù)定傳動比ρ3。在自動換檔部分72中，第二行星齒輪組26的第二太陽輪S2和第三行星齒輪組28的第三太陽輪S3一體地連接到彼此，通過第二離合器C2可選擇性地連接到傳動構(gòu)件18，并且通過第一制動器B1可選擇性地連接到殼體12；第二行星齒輪組26的第二行星輪架CA2和第三行星齒輪組28的第三齒圈R3一體地連接到彼此并且連接到輸出軸22；第二行星齒輪組26的第二齒圈R2通過第一離合器C1可選擇性地連接到傳動構(gòu)件18；并且第三行星齒輪組28的第三行星輪架CA3通過第二制動器B2可選擇性地連接到殼體12。
在如上構(gòu)造的變速器系統(tǒng)70中，切換離合器C0、第一離合器C1、第二離合器C2、切換制動器B0、第一制動器B1和第二制動器B2被選擇性地嚙合或分離(即松開)，如圖12所示的操作表表示的那樣，以選擇性地建立第一檔位(1st)、第二檔位(2nd)、第三檔位(3rd)、第四檔位(4th)、倒車檔位(R)和空檔位置(N)中任一個。第一檔位1st至第四檔位4th各自的速比γ(＝輸入軸14的轉(zhuǎn)速NIN/輸出軸22的轉(zhuǎn)速NOUT)以基本上相同的比率變化。在圖12的操作表中，符號“○”表示每個離合器C0、C1、C2和每個制動器B1、B2的嚙合狀態(tài)；而符號“◎”表示當(dāng)無級換檔部分11在恒定換檔狀態(tài)(其中部分11用作速比固定的變速器)下操作時切換離合器C0和切換制動器B0中每一個的嚙合狀態(tài)，和當(dāng)該部分11在無級換檔狀態(tài)(其中部分11用作電控CVT)中操作時切換離合器C0、切換制動器B0的分離(松開)狀態(tài)。在本實施例中，動力分動器16采用切換離合器C0和切換制動器B0，并且當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0中任一個嚙合時，無級換檔部分11可以被選擇性地切換到恒定換檔狀態(tài)，來代替無級換檔狀態(tài)。所以，當(dāng)切換離合器C0和切換制動器B0中任一個嚙合時，變速器系統(tǒng)70可以采用有級換檔狀態(tài)，其中被切換到恒定換檔狀態(tài)的無級換檔部分11與自動換檔部分72協(xié)作，來用作有級變速器；并且當(dāng)切換離合器C0和切換制動器B0都不嚙合時，變速器系統(tǒng)70可以采用無級(即連續(xù))換檔狀態(tài)，其中被切換到無級換檔狀態(tài)的無級換檔部分11與自動換檔部分72協(xié)作，來用作電控CVT。簡言之，當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0中任一個嚙合時，變速器系統(tǒng)70被切換到有級換檔狀態(tài)；而當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0都不嚙合時，變速器系統(tǒng)70被切換到無級換檔狀態(tài)。
例如，當(dāng)變速器系統(tǒng)70用作有級變速器時，并且同時當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第二制動器B2如圖12所示地嚙合時，建立其速比γ1的最大值等于例如約2.804的第一檔位1st；當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第一制動器B1嚙合時，建立其速比γ2小于速比γ1并等于例如約1.531的第二檔位2nd；當(dāng)切換離合器C0、第一離合器C1和第二離合器C2嚙合時，建立其速比γ3小于速比γ2并等于例如約1.000的第三檔位3rd；并且當(dāng)切換制動器B0、第一離合器C1和第二離合器C2嚙合時，建立其速比γ4小于速比γ3并等于例如約0.705的第四檔位4th。此外，當(dāng)?shù)诙x合器C2和第二制動器B2嚙合時，建立其速比γR小于速比γ1而大于速比γ2并等于例如約2.393的倒車檔位R。當(dāng)建立空檔位置N時，僅切換離合器C0嚙合。
另一方面，在變速器系統(tǒng)70用作電控CVT時，切換離合器C0和切換制動器B0兩者都被分離(松開)，如圖12所示。于是，無級換檔部分11用作電控CVT，并且串聯(lián)連接到該部分11的自動換檔部分72用作有級變速器。所以，當(dāng)自動換檔部分72在對應(yīng)于第一檔位1st、第二檔位2nd和第三檔位3rd的三個檔位的每一個中操作時，輸入到該部分72的轉(zhuǎn)速即傳動構(gòu)件18的轉(zhuǎn)速可以被無級即連續(xù)地改變，因此每一個檔位都具有這樣的速比范圍，在該速比范圍中每個檔位的速比可以被連續(xù)地改變。由此，變速器系統(tǒng)70的速比可在第一至第四檔位中每對相鄰檔位之間連續(xù)變化。即，變速器系統(tǒng)70總速比γT作為整體可以連續(xù)變化。
由此，變速器系統(tǒng)10包括用作差速部分或第一換檔部分的無級換檔部分11；和用作自動換檔部分或者第二換檔部分的自動換檔部分72。圖13示出了共線圖，其示出了表示第一至第七旋轉(zhuǎn)元件RE1至RE7各自的相對轉(zhuǎn)速之間的各個關(guān)系的直線，該關(guān)系對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)元件以不同方式連接到彼此的不同檔位。當(dāng)切換離合器C0和切換制動器B0兩者被分離，或者當(dāng)切換離合器C0或切換制動器B0中任一個被嚙合時，動力分動器16的第一旋轉(zhuǎn)元件RE1至第三旋轉(zhuǎn)元件RE3各自的轉(zhuǎn)速與第一實施例中采用的第一旋轉(zhuǎn)元件RE1至第三旋轉(zhuǎn)元件RE3的轉(zhuǎn)速相同。
在圖13中，四條垂直線Y4、Y5、Y6、Y7分別對應(yīng)于有級換檔部分70的四個元件。按照從左向右的順序，第四垂直線Y4表示連接到彼此并對應(yīng)于第四旋轉(zhuǎn)元件RE4的第二和第三太陽輪S2、S3的相對轉(zhuǎn)速；第五垂直線Y5表示對應(yīng)于第五旋轉(zhuǎn)元件RE5的第三行星輪架CA3的相對轉(zhuǎn)速；第六垂直線Y6表示連接到彼此并對應(yīng)于第六旋轉(zhuǎn)元件RE6的第二行星輪架CA2和第三齒圈R3的相對轉(zhuǎn)速；并且第七垂直線Y7表示對應(yīng)于第七旋轉(zhuǎn)元件RE7的第二齒圈R2的相對轉(zhuǎn)速。在自動換檔部分72中，第四旋轉(zhuǎn)元件RE4通過第二離合器C2可選擇性地連接到傳動構(gòu)件18，并且通過第一制動器B1可選擇性地連接到殼體12；第五旋轉(zhuǎn)元件RE5通過第二制動器B2可選擇性地連接到殼體12；第六旋轉(zhuǎn)元件RE6連接到輸出軸22；而第七旋轉(zhuǎn)元件RE7通過第一離合器C1可選擇性地連接到傳動構(gòu)件18。
如圖13所示，在自動換檔部分72中，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第二制動器B2嚙合時，由(A)傾斜直線L1和(B)垂直線Y6的交點表示輸出軸22與第一檔位1st相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，其中傾斜直線L1穿過(a1)表示第七旋轉(zhuǎn)元件RE7轉(zhuǎn)速的垂直線Y7和(a2)水平線X2的交點以及(a3)表示第五旋轉(zhuǎn)元件RE5轉(zhuǎn)速的垂直線Y5和(a4)水平線X1的交點，垂直線Y6表示連接到輸出軸22的第六旋轉(zhuǎn)元件RE6的轉(zhuǎn)速。類似地，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第一制動器B1嚙合時，由(C)傾斜直線L2和(B)表示連接到輸出軸22的第六旋轉(zhuǎn)元件RE6的轉(zhuǎn)速的垂直線Y6的交點，表示與第二檔位2nd相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速；并且當(dāng)?shù)谝浑x合器C1和第二離合器C2嚙合時，由(D)傾斜直線L3和(B)表示連接到輸出軸22的第六旋轉(zhuǎn)元件RE6的轉(zhuǎn)速的垂直線Y6的交點，表示與第三檔位3rd相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速。在第一檔位1st、第二檔位2nd和第三檔位3rd的每一個中，因為切換離合器C0被嚙合，所以驅(qū)動動力在與發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE相同的轉(zhuǎn)速下從無級換檔部分11輸入到第七旋轉(zhuǎn)元件RE7。但是，當(dāng)切換制動器B0取代切換離合器C0而被嚙合時，驅(qū)動動力在比發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE高的轉(zhuǎn)速下從無級換檔部分11輸入到第七旋轉(zhuǎn)元件RE7。由此，當(dāng)?shù)谝浑x合器C1、第二離合器C2和切換制動器B0被嚙合時，由(F)水平直線L4和(B)表示連接到輸出軸22的第六旋轉(zhuǎn)元件RE6的轉(zhuǎn)速的垂直線Y6的交點，表示與第四檔位4th相對應(yīng)的輸出軸22的轉(zhuǎn)速。
因此，本變速器系統(tǒng)70包括用作差速部分或者第一換檔部分的無級換檔部分11和用作自動換檔部分或者第二換檔部分的自動換檔部分72。所以，包括變速器系統(tǒng)70的驅(qū)動設(shè)備可以享有與包括變速器系統(tǒng)10的驅(qū)動設(shè)備的上述優(yōu)點相同的優(yōu)點。
<第三實施例>
圖14示出了作為換檔狀態(tài)手動選擇器一部分的交互轉(zhuǎn)換式開關(guān)44(以下簡稱為開關(guān)44)，其可由駕駛員手動操作來選擇性地將動力分動器16切換到差速狀態(tài)或非差速狀態(tài)，即將變速器系統(tǒng)10、70選擇性地切換到無級換檔狀態(tài)或者有級換檔狀態(tài)。在上述第一和第二實施例的每一個中，此開關(guān)44可以設(shè)置在混合動力車中，使得開關(guān)44可由駕駛員手動操作。此開關(guān)44允許駕駛員使車輛在不同換檔控制模式中所期望或選擇的一個控制模式中行駛車輛。開關(guān)44包括標(biāo)有“有級”并對應(yīng)于有級換檔控制模式的第一部分，和標(biāo)有“無級”并對應(yīng)于無級換檔控制模式的第二部分。當(dāng)駕駛員推動開關(guān)44的第一或第二部分時，駕駛員可以選擇無級換檔控制模式(在此模式中變速器系統(tǒng)10、70被切換到無級換檔狀態(tài)以用作電控CVT)或者有級換檔控制模式(在此模式中變速器系統(tǒng)10、70被切換到有級換檔狀態(tài)以用作有級變速器)。在第一和第二實施例的每一個中，根據(jù)例如圖6或圖7所示的狀態(tài)切換圖，基于車輛狀態(tài)的改變，而自動地切換變速器系統(tǒng)10、70的換檔狀態(tài)。代替或者增加到此自動狀態(tài)切換控制模式，第三實施例采用手動狀態(tài)切換模式，其中通過操作開關(guān)44來手動切換變速器系統(tǒng)10、70的換檔狀態(tài)。也就是說，當(dāng)開關(guān)44被手動操作以選擇無級換檔狀態(tài)和有級換檔狀態(tài)中任一個時，切換控制裝置50優(yōu)先將變速器系統(tǒng)10、70切換到如此選擇的換檔狀態(tài)中。例如，當(dāng)駕駛員希望感覺電控CVT的操作和/或獲得燃油消耗率改善效果時，駕駛員可以手動操作開關(guān)44來選擇無級換檔狀態(tài)；而當(dāng)駕駛員希望感覺由有級變速器的換檔控制引起的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，駕駛員可以手動操作開關(guān)44來選擇有級換檔狀態(tài)。開關(guān)44可以被修改以能夠選擇性地采取中立操作位置，其不同于分別與無級換檔狀態(tài)和有級換檔狀態(tài)相對應(yīng)的兩個操作位置。在后一情況下，當(dāng)開關(guān)44被操作來選擇中立操作位置時，既不選擇無級換檔狀態(tài)也不選擇有級換檔狀態(tài)。因此，中立操作位置的選擇表示駕駛員不希望選擇無級換檔狀態(tài)和有級換檔狀態(tài)中的任何一個，即希望選擇自動狀態(tài)切換控制模式。此外，即使在開關(guān)44被選擇性地操作來有意將變速器系統(tǒng)10切換到其有級換檔狀態(tài)的情況下，當(dāng)車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，切換控制裝置50也將無級換檔部分11從其有級換檔狀態(tài)(即其鎖止?fàn)顟B(tài))解除。
雖然已經(jīng)在其優(yōu)選實施例中說明了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解到本發(fā)明可以以其他方式實施。
例如，在每個圖示實施例中，變速器系統(tǒng)10、70被設(shè)置成這樣，使得無級換檔部分11(或動力分動器16)可以被選擇性地切換到其中該部分11用作電控CVT的差速狀態(tài)和其中該部分11不用作電控CVT的非差速狀態(tài)，從而變速器系統(tǒng)10、70可以被選擇性地切換到其無級換檔狀態(tài)和其有級換檔狀態(tài)。就是說，通過將無級換檔部分11在其差速狀態(tài)和其非差速狀態(tài)之間切換，而使變速器系統(tǒng)10、70在其無級換檔狀態(tài)和其有級換檔狀態(tài)之間切換。但是，例如當(dāng)無級換檔部分11處于其差速狀態(tài)時，部分11的速比可以不是被連續(xù)地改變而是有級地改變，使得部分11可以用作有級變速器。換言之，無級換檔部分11的差速和非差速狀態(tài)不是分別一一對應(yīng)于變速器系統(tǒng)10、70的無級和有級換檔狀態(tài)。所以，變速器系統(tǒng)10、70不需要設(shè)置成可選擇性地切換到其無級和有級換檔狀態(tài)。即，本發(fā)明可以應(yīng)用到其中變速器系統(tǒng)10、70(無級換檔部分11或動力分動器16)被設(shè)置成可選擇性地切換到其差速或非差速狀態(tài)的車輛驅(qū)動設(shè)備。
在每個圖示實施例中，VSC系統(tǒng)和ABS被描述為車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80的示例，并且當(dāng)操作VSC系統(tǒng)或ABS時使用本發(fā)明的原理。但是，本發(fā)明的原理可以在操作不同于VSC系統(tǒng)或ABS的車輛狀況穩(wěn)定控制裝置80時使用，以穩(wěn)定車輛的不穩(wěn)定狀況。例如，當(dāng)車輛在例如滑的路面上起動或加速時，節(jié)氣門可能被駕駛員打開得太大了，由此可能對驅(qū)動輪38施加了過大的轉(zhuǎn)矩，使得驅(qū)動輪38可能在路面上打滑，從而車輛在其起動時的加速度或車輛的可控制性可能降低。在此情況下，可以操作本領(lǐng)域已知的TRC(牽引力控制)系統(tǒng)來控制施加到驅(qū)動輪38的制動力，并控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，以限制驅(qū)動輪38的打滑，并且另外保持適合于路面條件的驅(qū)動力，并保持車輛在其起動時的加速性能、車輛的直行性能及其轉(zhuǎn)彎穩(wěn)定性。
在每個圖示實施例中，當(dāng)進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，切換控制裝置50(圖9的步驟S3)暫時松開切換離合器C0或切換制動器B0，并由此將無級換檔部分11從其恒定換檔狀態(tài)(即其鎖止?fàn)顟B(tài))解除。但是，切換離合器C0或切換制動器B0可以不完全松開，例如可以在低液壓下被置于部分嚙合狀態(tài)或等待狀態(tài)。在后面情況的每一種中，可以在進行車輛狀況穩(wěn)定控制之后快速嚙合切換離合器C0或切換制動器B0。
此外，在每個圖示實施例中，動力分動器16包括連接到發(fā)動機8的第一行星輪架CA1、連接到第一電動機M1的第一太陽輪S1和連接到傳動構(gòu)件18的第一齒圈R1。但是，發(fā)動機8、第一電動機M1和傳動構(gòu)件18可以以不同的方式連接到第一行星齒輪組24的三個元件CA1、S1、R1。例如，發(fā)動機8、第一電動機M1和傳動構(gòu)件18中的每一個都可以連接到三個元件CA1、S1、R1中的任一個。
在每個圖示實施例中，發(fā)動機8直接與輸入軸14耦合。但是，發(fā)動機8可通過齒輪、帶等可操作地連接到輸入軸14。而且，發(fā)動機8不需要被設(shè)置成與輸入軸14共軸。
在每個圖示實施例中，第一電動機M1和第二電動機M2與輸入軸14共軸，第一電動機M1連接到第一太陽輪S1，而第二電動機M2連接到傳動構(gòu)件18。但是，第一電動機M1可以通過齒輪、帶等可操作地連接到第一太陽輪S1；而第二電動機M2可以通過齒輪、帶等可操作地連接到傳動構(gòu)件18。
在每個圖示實施例中，動力分動器16包括切換離合器C0和切換制動器B0。但是，不必要采用離合器C0和制動器B0兩者。此外，在每個圖示實施例中，切換離合器C0選擇性地將太陽輪S1和行星輪架CA1連接到彼此。但是，離合器C0可以被修改成離合器C0選擇性地將太陽輪S1和齒圈R1連接到彼此，或者選擇性地將行星輪架CA1和齒圈R1連接到彼此。簡言之，切換離合器C0可以被修改成離合器C0選擇性地連接第一行星齒輪組24的三個元件S1、CA1、R1中的任兩個元件。
在每個圖示實施例中，通過使切換離合器C0嚙合而將變速器系統(tǒng)10、70控制到空檔位置“N”。但是，可以不使離合器C0嚙合而建立空檔位置“N”。
在每個圖示實施例中，例如切換離合器C0和切換制動器B0的液壓操作摩擦耦合設(shè)備可以被例如粉(磁粉)離合器、電磁離合器或爪形離合器的磁粉式、電磁式或機械式耦合設(shè)備所代替。
在每個圖示實施例中，第二電動機M2連接到傳動構(gòu)件18。但是，第二電動機M2可以連接到輸出軸22，或者自動換檔部分20、72的旋轉(zhuǎn)元件中任一個。
在每個圖示實施例中，自動換檔部分20、72設(shè)置在作為無級換檔部分11或動力分動器16輸出構(gòu)件的傳動構(gòu)件18與驅(qū)動輪38之間的動力傳動路徑中。但是，可以設(shè)置一種不同的動力傳動設(shè)備，例如無級變速器(CVT)來作為一種自動變速器。在采用無級變速器(CVT)的情況下，當(dāng)動力分動器16被切換到其恒定換檔狀態(tài)時，變速器系統(tǒng)10、70整體上被切換到其有級換檔狀態(tài)。有級換檔狀態(tài)是這樣的狀態(tài)，其中動力只通過機械傳動路徑傳遞，而不通過電氣傳動路徑傳遞。可選地，無級變速器可以被布置成這樣，即與有級變速器的多個檔位相應(yīng)的多個固定速比被存儲在存儲器中，并且自動換檔部分20、72的檔位根據(jù)多個固定速比而改變或換檔?；蛘?，本發(fā)明可應(yīng)用于這樣的變速器系統(tǒng)，其中不采用自動換檔部分20、72。
在每個圖示實施例中，自動換檔部分20、72通過傳動構(gòu)件18串聯(lián)連接到無級換檔部分11。但是，可以設(shè)置平行于輸入軸14延伸的副軸，并且將自動換檔部分20、72設(shè)置成該部分20、72與副軸共軸。在后一情況下，無級換檔部分11和自動換檔部分20、72可以通過例如包括一對反轉(zhuǎn)齒輪、鏈輪和鏈條在內(nèi)的一組傳動構(gòu)件連接到彼此，使得驅(qū)動動力可以從部分11傳遞到部分20、72。
在每個圖示實施例中，作為差速設(shè)備的動力分動器16可以被例如差速齒輪單元所代替，該差速齒輪單元包括被發(fā)動機8驅(qū)動或旋轉(zhuǎn)的小齒輪、與小齒輪嚙合的一對斜齒輪、和可操作地連接到這兩個斜齒輪的第一電動機M1和第二電動機M2。
在每個圖示實施例中，動力分動器16由單個行星齒輪組構(gòu)成。但是，動力分動器16可以由兩個或更多行星齒輪組構(gòu)成，使得動力分動器16在其非差速狀態(tài)中可以用作具有三個或更多檔位的變速器。
在每個圖示實施例中，開關(guān)44是交互轉(zhuǎn)換式的。但是，開關(guān)44可以被可操作來選擇至少無級換檔狀態(tài)(差速狀態(tài))和有級換檔狀態(tài)(非差速狀態(tài))中任一個的任何類型的開關(guān)所代替，例如按鈕式開關(guān)、不能同時保持在各自按壓狀態(tài)下的一對按鈕式開關(guān)(即兩者之一可以保持在其按壓狀態(tài))、杠桿式開關(guān)、滑動式開關(guān)等。此外，在每個圖示實施例中，開關(guān)44可以被修改為具有中立操作位置，如上所述。但是，代替開關(guān)44的此修改，可以采用另一種開關(guān)，其可操作來采取或者忽視通過操作開關(guān)44而選擇的有級或無級換檔狀態(tài)，即選擇旋轉(zhuǎn)開關(guān)44的中立操作位置。
應(yīng)當(dāng)理解到，在上述本發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)的啟示下，本發(fā)明可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的各種其他改變、修改和改進來實施。
本申請基于2004年7月9遞交的日本專利申請No.2004-203945，其內(nèi)容通過引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的驅(qū)動設(shè)備(10、36；70)的控制裝置，所述驅(qū)動設(shè)備包括(A)無級換檔部分(11)和(B)自動換檔部分(20；72)，所述無級換檔部分包括(a1)將發(fā)動機(8)的輸出分配到第一電動機(M1)和傳動構(gòu)件(18)的差速設(shè)備(16)、和(a2)設(shè)置在從所述傳動構(gòu)件到多個驅(qū)動輪(38)的動力傳動路徑中的第二電動機(M2)，并且所述無級換檔部分可用作電控?zé)o級變速器，所述自動換檔部分構(gòu)成所述動力傳動路徑的一部分并用作自動變速器，所述控制裝置包括用于在所述車輛的狀況不穩(wěn)定時穩(wěn)定所述車輛狀況的車輛狀況穩(wěn)定控制(46、48、80、82)，所述控制裝置的特征在于還包括耦合設(shè)備(C0、B0)，其可選擇性地切換到(a)松開狀態(tài)和(b)嚙合狀態(tài)，在所述松開狀態(tài)中所述耦合設(shè)備允許所述差速設(shè)備的多個旋轉(zhuǎn)元件彼此相對旋轉(zhuǎn)，并由此將所述無級換檔部分置于其中所述無級換檔部分可用作所述電控?zé)o級變速器的無級換檔狀態(tài)，在所述嚙合狀態(tài)中所述耦合設(shè)備將所述差速設(shè)備的所述旋轉(zhuǎn)元件彼此相對約束，并由此將所述無級換檔部分置于其中所述無級換檔部分不可用作所述電控?zé)o級變速器的有級換檔狀態(tài)；和車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器(50)，當(dāng)所述車輛狀況穩(wěn)定控制器進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，所述車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器將所述耦合設(shè)備切換到其所述松開狀態(tài)。
2.一種用于車輛的驅(qū)動設(shè)備(10、36；70)的控制裝置，所述驅(qū)動設(shè)備包括可用作電控差速系統(tǒng)的動力傳動設(shè)備(11)，所述動力傳動設(shè)備包括(a1)將發(fā)動機(8)的輸出分配到第一電動機(M1)和傳動構(gòu)件(18)的差速設(shè)備(16)、和(a2)設(shè)置在從所述傳動構(gòu)件到多個驅(qū)動輪(38)的動力傳動路徑中的第二電動機(M2)，所述控制裝置包括用于在所述車輛的狀況不穩(wěn)定時穩(wěn)定所述車輛狀況的車輛狀況穩(wěn)定控制(46、48、80)，所述控制裝置的特征在于還包括耦合設(shè)備(C0、B0)，其與所述差速設(shè)備相關(guān)聯(lián)并用于將所述差速設(shè)備選擇性地切換到(a)其中所述差速設(shè)備表現(xiàn)出差速功能的差速狀態(tài)和(b)其中所述差速設(shè)備不表現(xiàn)出所述差速功能的鎖止?fàn)顟B(tài)；和車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器(50)，當(dāng)所述車輛狀況穩(wěn)定控制器進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，所述車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器操作所述耦合設(shè)備，以將所述差速設(shè)備切換到其所述差速狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中當(dāng)所述差速設(shè)備(16)被所述耦合設(shè)備(C0、B0)切換到其中所述差速設(shè)備表現(xiàn)出差速功能的差速狀態(tài)時，所述無級換檔部分(11)被置于其所述無級換檔狀態(tài)，并且當(dāng)所述差速設(shè)備被所述耦合設(shè)備切換到其中所述差速設(shè)備不表現(xiàn)出所述差速功能的鎖止?fàn)顟B(tài)時，所述無級換檔部分被置于其所述有級換檔狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的控制裝置，其中所述差速設(shè)備(16)包括連接到所述發(fā)動機(8)的第一元件(RE1)、連接到所述第一電動機(M1)的第二元件(RE2)和連接到所述傳動構(gòu)件(18)的第三元件(RE3)，并且其中所述耦合設(shè)備(C0、B0)通過允許所述第一元件、第二元件和第三元件彼此相對旋轉(zhuǎn)來將所述差速設(shè)備切換到其所述差速狀態(tài)，并通過允許所述第一元件、第二元件和第三元件作為一個整體單元旋轉(zhuǎn)或禁止所述第二元件旋轉(zhuǎn)來將所述差速設(shè)備切換到其所述鎖止?fàn)顟B(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其中所述耦合設(shè)備包括(a)離合器(C0)和(b)制動器(B0)中的至少一個，所述離合器選擇性地將所述第一元件、第二元件和第三元件(RE1-RE3)中的至少兩個元件(RE1、RE2)彼此連接，以使得所述第一元件、第二元件和第三元件作為一個整體單元旋轉(zhuǎn)，所述制動器選擇性地將所述第二元件(RE2)連接到非旋轉(zhuǎn)元件(12)以禁止所述第二元件旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中當(dāng)所述離合器(C0)和所述制動器(B0)被松開時，所述差速設(shè)備(16)被切換到其所述差速狀態(tài)，在所述差速狀態(tài)中所述第一元件、第二元件和第三元件彼此相對旋轉(zhuǎn)，并且其中當(dāng)所述離合器被嚙合而所述制動器被松開時，所述差速設(shè)備(16)被切換到其所述鎖止?fàn)顟B(tài)，在所述鎖止?fàn)顟B(tài)中所述差速設(shè)備用作速比等于1的變速器，或者其中當(dāng)所述制動器被嚙合而所述離合器被松開時，所述差速設(shè)備被切換到其所述鎖止?fàn)顟B(tài)，在所述鎖止?fàn)顟B(tài)中所述差速設(shè)備用作速比小于1的增速變速器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其中所述差速設(shè)備(16)包括具有行星輪架(CA1)、太陽輪(S1)和齒圈(R1)的行星齒輪組(24)，并且所述差速設(shè)備的所述第一元件、第二元件和第三元件(RE1-RE3)分別包括所述行星輪架、所述太陽輪和所述齒圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其中所述行星齒輪組(24)包括具有行星齒輪(P1)的單級行星齒輪式行星齒輪組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述驅(qū)動設(shè)備(10、36；70)的總速比由所述自動換檔部分(20；72)的速比和所述無級換檔部分(11)的速比所限定。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，還包括構(gòu)成所述動力傳動路徑一部分的自動換檔部分(20；72)，其中所述驅(qū)動設(shè)備(10、36；70)的總速比由所述自動換檔部分的速比和所述差速設(shè)備(16)的速比所限定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的控制裝置，其中所述自動換檔部分(20；72)包括有級自動變速器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中當(dāng)所述車輛狀況穩(wěn)定控制器(46、48、80、82)進行所述車輛狀況穩(wěn)定控制時，所述車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器(50)將所述耦合設(shè)備(C0、B0)切換到其部分嚙合的滑動狀態(tài)來作為其所述松開狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，還包括電機控制器(52)，所述電機控制器控制所述第一電動機(M1)和所述第二電動機(M2)以不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或基本上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其中所述車輛狀況穩(wěn)定控制器(46、48、80、82)包括車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)和防抱死制動系統(tǒng)中至少一個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于車輛的驅(qū)動設(shè)備的控制裝置，該驅(qū)動設(shè)備包括無級換檔部分和自動換檔部分，前者包括將發(fā)動機的輸出分配到第一電動機和傳動構(gòu)件的差速設(shè)備、和設(shè)置在從傳動構(gòu)件到多個驅(qū)動輪的動力傳動路徑中的第二電動機，后者構(gòu)成動力傳動路徑的一部分，該控制裝置包括用于在車輛狀況不穩(wěn)定時穩(wěn)定其的車輛狀況穩(wěn)定控制器；耦合設(shè)備，其可選擇性地切換到松開狀態(tài)和嚙合狀態(tài)，在前一狀態(tài)中耦合設(shè)備將無級換檔部分置于可用作電控CVT的無級換檔狀態(tài)，在后一狀態(tài)中耦合設(shè)備將無級換檔部分置于其不可用作電控CVT的有級換檔狀態(tài)；和車輛穩(wěn)定相關(guān)切換控制器，其在所述車輛狀況穩(wěn)定控制器進行車輛狀況穩(wěn)定控制時，將耦合設(shè)備切換到松開狀態(tài)。
文檔編號F16H59/50GK1737412SQ20051008288
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者田端淳, 多賀豐 申請人:豐田自動車株式會社