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CN1946583A - 车用驱动系统的控制设备 - Google Patents

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CN1946583A
CN1946583A CNA2005800132546A CN200580013254A CN1946583A CN 1946583 A CN1946583 A CN 1946583A CN A2005800132546 A CNA2005800132546 A CN A2005800132546A CN 200580013254 A CN200580013254 A CN 200580013254A CN 1946583 A CN1946583 A CN 1946583A
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CN
China
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control
speed
gear
gearshift
vehicle
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田端淳
多贺丰
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

本发明公开了一种可在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换的车用驱动系统，和用于控制该车用驱动系统以减小包括在该驱动系统中的自动变速器的换档震动的控制设备，该换档震动由于与驱动系统的切换控制和自动变速器的换档控制相关的重叠控制而发生。设置执行时机控制装置(82)，以即使当要求与切换控制和换档控制相关的重叠控制时，也命令切换控制装置(52)和换档控制装置(54)相继地执行由切换控制装置使变速机构(10)在电学地建立的无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换的切换控制，和由换档控制装置使自动变速器部分(20)换档的换档控制，从而可以迅速地完成切换和换档控制。由于在自动变速器部分(20)的换档控制期间不切换变速机构(10)，所以除了作为换档控制的结果而改变输入速度之外，自动变速器部分(20)的输入速度将不会由于切换控制而改变，这使得可以防止复杂的换档控制并减少了由此带来的换档震动。

Description

车用驱动系统的控制设备
技术领域
本发明涉及车用驱动系统的控制设备，更具体而言，涉及将驱动系统在电控建立的无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换的控制技术。
背景技术
公知有一种车辆，设置有用于控制驱动系统的控制设备，驱动系统包括布置为将发动机的输出分配到第一电机和输出轴的动力分配机构，以及布置在动力分配机构的输出轴和车辆的驱动轮之间的第二电机。此控制设备的示例包括如专利文献1所公开的用于混合动力车辆的控制设备。在该专利文献所公开的混合动力车辆驱动系统中，由发动机产生的驱动力的主要部分直接机械传递到驱动轮，而驱动力的剩余部分从第一电机通过其间的电路电气传递到第二电机，并且驱动系统被控制以使得发动机保持在最优运行状态，允许车辆以提高的燃油经济性来行驶。
专利文献1：JP-2003-130202A
专利文献2：JP-2003-130203A
专利文献3：JP-2003-127681A
专利文献4：JP-11-19868A
专利文献5：JP-11-198670A
专利文献6：JP-11-217025A
专利文献7：WO 03/016749A1
发明内容
本发明解决的问题
通常，无级变速器公知是用于提高车辆的燃油经济性的设备，而在另一方面，诸如有级变速器之类的行星齿轮式动力传递设备公知是具有较高动力传递效率的设备。但是，已知没有任何适用于提高燃油经济性和动力传递效率两者的动力传递机构。例如，如在上述文献中公开的传统混合动力车辆驱动系统具有电能可以通过其从第一电机传递到第二电机的电路，即，车辆驱动力的一部分作为电能通过其传递的动力传递路径。这些驱动系统在对发动机的需求输出增大的情况下要求第一电机大尺寸化，由此利用从第一电机产生的电能运行的第二电机也被要求大尺寸化，这导致驱动系统趋向于不利地大尺寸化。可选地，其发动机输出的一部分被一次转换为电能并接着传递到驱动轮的传统车用驱动系统具有在车辆的一些行驶状况下(例如，车辆以相对高速行驶期间)燃油经济性劣化的风险。
作为努力解决上述问题的扩展研究的结果，本发明人发现在发动机以常态或相对低的输出范围运行的情况下第一和第二电机不需要具有大尺寸，但在发动机以高输出范围运行以例如提供最大输出来用于车辆的高输出行驶的情况下，电机的需求尺寸取决于需求容量或输出而增大。基于此事实，本发明人还发现，通过控制驱动系统使得当发动机以高输出范围运行时发动机的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮，可以减小第一和第二电机的需求尺寸以使得驱动系统紧凑。发明人还发现在车辆的高速行驶期间，主要通过机械动力传递路径将发动机输出传递到驱动轮使得可以通过减小由第一电机进行的从发动机输出的一部分到电能的能量转换的损失来进一步提高燃油经济性，所述电能通过电路供应到第二电机并由第二电机转换为机械能以传递到驱动轮。于是，驱动系统可以小尺寸化，并可以通过取决于车辆的具体状况，将驱动系统在其中驱动系统作为电控无级变速器操作的无级变速换档状态和其中驱动系统作为有级变速器操作的有级变速换档状态之间合适地切换来提高燃油经济性。
在包括动力分配机构(其可在上述无级变速和有级变速换档状态之间切换)作为主要设备的驱动系统由上述专利文献1中公开的动力分配机构和布置在动力分配机构的输出轴与驱动轮之间的有级变速自动变速器构成的情况下，存在这样的可能性，即用于控制驱动系统在无级变速和有级变速换档状态之间的切换操作的切换控制和控制有级变速自动变速器的换档操作的换档控制可能互相重叠。不会仅因为命令有级变速自动变速器进行换档动作就执行换档控制，而是将换档控制设置为根据每次的情况控制接合在有级变速自动变速器内的耦合设备的啮合力，以便于根据所检测的换档动作过程的状态来最优化耦合设备的输入和输出速度，从而最小化自动变速器的换档震动。如果不考虑有级变速自动变速器的输入速度的改变来进行驱动系统的切换控制(更精确地说，动力分配机构的切换控制)，则作为动力分配机构的输出速度的自动变速器的输入速度可能由于动力分配机构的切换控制而改变。换言之，存在这样的可能性，不考虑自动变速器的换档控制的情况下，自动变速器即动力分配机构的切换控制引起有级变速自动变速器的输入速度的改变。在此情况下，在处理有级变速自动变速器的输入速度的改变时，为减少换档震动对有级变速自动变速器的换档控制可能被复杂化，带来换档震动增大的风险。
考虑到上述背景进行了本发明。因此本发明的目的是提供一种可在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换的车用驱动系统，在无级变速换档状态下驱动系统用作电控无级变速器，在有级变速换档状态下驱动系统用作有级变速器，本发明的目的还在于提供一种用于包括自动变速器的该车用驱动系统的控制设备，该控制设备设置为减小自动变速器的换档震动，该换档震动由于其中控制驱动系统在无级变速和有级变速换档状态之间的切换操作的切换控制与控制自动变速器的换档操作的换档控制重叠的重叠切换和换档控制而发生。
解决问题的手段
根据第1方面的本发明，提供了一种用于车用驱动系统的控制设备，所述车用驱动系统设置为将发动机的输出传递到车辆的驱动轮，所述控制设备包括：(a)可切换式变速机构，所述可切换式变速机构可在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换，在所述无级变速换档状态中所述可切换式变速机构可作为电控无级变速器操作，在所述有级变速换档状态中所述可切换式变速机构可作为有级变速器操作，(b)切换控制装置，所述切换控制装置用于基于所述车辆的预定状况将所述可切换式变速机构选择性地置于所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态之一，(c)换档控制装置，所述换档控制装置用于基于所述车辆的状况控制包括在所述可切换式变速机构中的自动变速器的换档操作；和(d)执行时机控制装置，所述执行时机控制装置用于即使当要求与切换控制和换档控制相关的重叠控制时，也命令所述切换控制装置和所述换档控制装置相继地执行由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制。
本发明的优点
在为可在无级变速换档状态(其中变速机构作为电控无级变速器操作)和有级变速器换档状态(其中变速机构作为有级变速器操作)之间切换的变速机构所设置的本控制设备中，上述执行时机控制装置设置为即使在要求与切换控制和换档控制相关的重叠控制时，也命令切换控制装置和换档控制装置以相继地执行由切换控制装置进行的可切换式变速机构的切换控制和由换档控制装置执行的使包括在可切换式变速机构中的自动变速器换档的换档控制。因此，本控制设备防止切换控制和换档控制的重叠，并允许迅速地完成切换和换档控制。由于在由换档控制装置进行自动变速器的换档控制期间，不会在切换控制装置的控制下切换可切换式变速机构的换档状态，所以除了作为换档控制的结果改变输入速度之外，自动变速器的输入速度将不会由于切换控制而改变，这使得可以防止复杂的换档控制并减少由此发生的自动变速器部分20的换档震动。
在根据第2方面的本发明的优选形式中，所述执行时机控制装置首先命令所述切换控制装置执行所述切换控制。在本发明的此形式中，防止切换和换档控制的重叠。例如，在由换档控制装置进行的自动变速器的换档控制之前执行由切换控制装置进行的切换控制以将可切换式变速机构从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态。在此情况下，在自动变速器的输入速度已经稳定之后执行自动变速器的换档控制，由此防止复杂的换档控制，并迅速地完成换档控制，从而减少了换档震动。在由换档控制装置进行的自动变速器的换档控制之前执行由切换控制装置进行的切换控制以将可切换式变速机构从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态的情况下，通过置于无级变速换档状态的可切换式变速机构迅速地改变自动变速器的输入速度，由此迅速地完成自动变速器的换档控制，从而减少换档震动。
在根据第3方面的本发明的优选形式中，所述执行时机控制装置首先命令所述换档控制装置执行所述换档控制。在本发明的此形式中，防止切换和换档控制的重叠。例如，当可切换式变速机构维持在有级变速换档状态时首先执行由换档控制装置进行的自动变速器的换档控制，并接着执行由切换控制装置进行的切换控制以将可切换式变速机构从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态。在此情况下，在自动变速器的输入速度保持稳定时执行自动变速器的换档控制，由此防止复杂的换档控制，并迅速地完成换档控制，从而减少了换档震动。在当可切换式变速机构维持在无级变速换档状态时首先执行由换档控制装置进行的自动变速器的换档控制，并接着执行由切换控制装置进行的切换控制以将可切换式变速机构从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的情况下，通过维持在无级变速换档状态的可切换式变速机构迅速地改变自动变速器的输入速度，由此迅速地完成自动变速器的换档控制，从而减少换档震动。
在根据第4方面的本发明的优选形式中，所述执行时机控制装置基于所述车辆的状况，来判断由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制中哪一个应该在所述切换控制和所述换档控制的另一个之前执行。在本发明的此形式中，防止切换和换档控制的重叠。
在根据第5方面的本发明的优选形式中，所述执行时机控制装置基于所述可切换式变速机构当前所置于的所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态中的一个状态，来判断由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制中哪一个应该在所述切换控制和所述换档控制的另一个之前执行。在本发明的此形式中，防止切换和换档控制的重叠。
在根据第6方面的本发明的优选形式中，所述执行时机控制装置基于所述可切换式变速机构将被切换到的所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态中的一个状态，来判断由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制中哪一个应该在所述切换控制和所述换档控制的另一个之前执行。因此，防止切换和换档控制的重叠。
在根据第7方面的本发明的优选形式中，基于所述车辆的行驶速度的预定上限值判断所述车辆的所述预定状况，且所述切换控制装置在所述车辆的所述行驶速度的实际值高于所述预定上限值时将所述可切换式变速机构置于所述有级变速换档状态。因此，当实际车速高于预定上限值时，发动机的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮，由此与无级变速换档状态相比，由于在有级变速换档状态下机械能和电能之间转换损失的减少而提高了燃油经济性。确定预定上限值来判断车辆是否处于高速形式状态。
优选地，基于车辆的行驶速度的预定上限值来判断车辆的预定状况，且切换控制装置在车辆的行驶速度的实际值高于预定上限值时禁止可切换式变速机构置于无级变速换档状态。因此，当实际车速高于预定上限值时，防止可切换式变速器部分置于无级变速换档状态，由此与无级变速换档状态相比，由于在有级变速换档状态下机械能和电能之间转换损失的减少而提高了燃油经济性。
在根据第8方面的本发明的优选形式中，基于所述车辆的驱动力相关值的预定上限值判断所述车辆的所述预定状况，且所述切换控制装置在所述车辆的所述驱动力相关值高于所述预定上限值时将所述可切换式变速机构置于所述有级变速换档状态。根据此设置，当诸如车辆驾驶员的期望车辆驱动力或实际车辆驱动力之类的驱动力相关值高于预定上限时，发动机的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮。因此，可以减少所要求的应该由第一电机产生的电能的最大量，由此可以减小第一电机的需求尺寸，从而可以减小包括第一电机M1的车用驱动系统的需求尺寸。驱动力相关值是与车辆的驱动力直接或间接相关的参数，例如发动机的输出转矩、可切换式变速机构的输出转矩、驱动轮的驱动转矩、动力传递路径中的任何其他转矩或旋转驱动力、以及表示这些转矩值的发动机的节气门的打开角度。确定上述车辆输出的预定上限值以判断车辆是否处于高输出行驶状态。
优选地，基于车辆的驱动力相关值的预定上限值判断车辆的预定状况，且切换控制装置在车辆的驱动力相关值高于预定上限值时将可切换式变速机构置于有级变速换档状态。根据此设置，当诸如车辆驾驶员的期望车辆驱动力或实际车辆驱动力之类的驱动力相关值高于预定上限时，防止可切换式变速机构被置于无级变速换档状态，可以减少所要求的应该由第一电机产生的电能的最大量，并且发动机的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮，由此可以减小第一电机的需求尺寸，从而可以减小包括第一电机M1的车用驱动系统的需求尺寸。
在根据第9方面的本发明的优选形式中，基于所述车辆的行驶速度的实际值和所述车辆的驱动力相关值的实际值，并根据所存储的切换边界线图来判断所述车辆的所述预定状况，所述切换边界线图包括由所述车辆的所述行驶速度和所述驱动力相关值形式的参数界定的高速行驶边界线和高输出行驶边界线。根据此设置，可以帮助由切换控制装置进行的对车辆是否处于高速行驶状态或高输出行驶状态的判断。
在根据第10方面的本发明的优选形式中，所述车辆的所述预定状况是功能劣化判断条件，当用于将所述可切换式变速机构置于电学地建立的所述无级变速换档状态的控制部件中的任一个的功能劣化时，所述功能劣化判断条件就得以满足，且所述切换控制装置在所述功能劣化判断条件满足时将所述可切换式变速机构置于所述有级变速换档状态。根据此设置，在判断到功能劣化的事件(其将使可切换式变速机构不能置于无级变速换档状态)时，变速机构被置于有级变速换档状态，由此即使在存在功能劣化的情况下，车辆也可以在有级变速换档状态下行驶。
优选地，车辆的预定状况是功能劣化判断条件，当用于将可切换式变速机构置于电学地建立的无级变速换档状态的控制部件中的任一个的功能劣化时，功能劣化判断条件就得以满足，且切换控制装置在功能劣化判断条件满足时禁止将可切换式变速机构置于有级变速换档状态。根据此设置，在判断到用于将可切换式变速机构置于电学地建立的无级变速换档状态的控制部件中的任一个功能劣化的事件时，防止可切换式变速机构置于无级变速换档状态，由此即使在存在功能劣化的情况(其将使可切换式变速机构不能被置于无级变速换档状态)下，变速机构可以被置于有级变速换档状态以允许车辆在有级变速换档状态下行驶。
在根据第11方面的本发明的优选形式中，所述可切换式变速机构包括第一电机，可操作以将发动机的输出分配到第一电机和动力传递构件的动力分配机构，和布置在动力传递构件和驱动轮之间的第二电机。优选地，动力分配机构具有固定到发动机的第一元件、固定到第一电机的第二元件、以及固定到第二电机和动力传递构件的第三元件，并包括操作状态切换设备，所述操作状态切换设备可操作以将可切换式变速机构在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换，且切换控制装置控制操作状态切换设备，以从而将可切换式变速机构在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换。在本发明的此形式中，由切换控制装置控制操作状态切换设备以将车用驱动系统的可切换式变速机构在其中变速机构作为无级变速器操作的无级变速换档状态和其中变速机构作为有级变速器操作的有级变速换档状态之间切换。
在根据第12方面的本发明的优选形式中，所述动力分配机构具有固定到所述发动机的第一元件、固定到第一电机的第二元件、以及固定到第二电机和动力传递构件的第三元件，所述操作状态切换设备包括耦合设备，所述耦合设备可操作以将所述第一至第三元件中的任意两个元件互相连接并/或将所述第二元件固定到静止构件，且所述切换控制装置通过松开所述耦合设备以允许所述第一元件、所述第二元件和所述第三元件相对于彼此旋转，来将所述可切换式变速机构置于所述无级变速换档状态，并通过啮合所述耦合设备以从而将所述第一元件、所述第二元件和所述第三元件中的至少两个元件互相连接或将所述第二元件固定到所述静止构件，来将所述可切换式变速机构置于所述有级变速换档状态。在本发明的此形式中，动力分配机构被简单地构造，并可容易地在有级变速和无级变速换档状态之间切换。
在根据第13方面的本发明的优选形式中，所述动力分配机构是行星齿轮组，且所述第一元件是所述行星齿轮组的行星轮架，所述第二元件是所述行星齿轮组的太阳轮，而所述第三元件是所述行星齿轮组的齿圈，所述耦合设备包括离合器和/或制动器，所述离合器可操作以将所述行星轮架、所述太阳轮和所述齿圈中的任意两个元件互相连接，所述制动器可操作以将所述太阳轮固定到所述静止构件。在本发明的此形式中，可以减小动力分配机构的轴向尺度，且动力分配机构可以由一个行星齿轮组简单地构成。
在根据第14方面的本发明的优选形式中，所述行星齿轮组是单级行星齿轮式。根据此设置，可以减小动力分配机构的轴向尺度，且动力分配机构可以由一个行星齿轮组简单地构成。
在根据第15方面的本发明的优选形式中，所述切换控制装置控制所述耦合设备，将所述行星轮架和所述太阳轮互相连接以从而使所述单级行星齿轮式的行星齿轮组能够作为速比为1的变速器操作，或者将所述太阳轮固定到所述静止构件以从而使所述单级行星齿轮式的行星齿轮组能够作为具有低于1的速比的增速变速器操作。根据此设置，由单级行星齿轮式行星齿轮组构成的动力分配机构被切换控制装置容易地控制，以选择性地作为具有单个固定速比的变速器或具有多个固定速比的变速器来操作。
在根据第16方面的本发明的优选形式中，所述自动变速器布置在所述动力传递构件和所述驱动轮之间并串联连接到所述动力分配机构，且所述可切换式变速机构具有由所述自动变速器的速比确定的速比。根据此设置，通过利用自动变速器的速比，可以获得在较宽范围的速比上的车辆驱动力。
在根据第17方面的本发明的优选形式中，所述可切换式变速机构具有由所述动力分配机构的速比和所述自动变速器的速比界定的总速比。根据此设置，通过利用自动变速器的速比，可以获得在较宽范围的速比上的车辆驱动力，由此可以提高动力分配机构的无级变速换档控制的效率。优选地，自动变速器是有级变速自动变速器。在此情况下，动力分配机构和有级变速自动变速器协作以建立其中可切换式变速机构作为无级变速器操作的无级变速换档状态和其中变速机构作为有级变速自动变速器操作的有级变速换档状态。
在根据第18方面的本发明的优选形式中，所述自动变速器是根据所存储的换档边界线图换档的有级变速自动变速器。根据此设置，可以容易地执行无级变速自动变速器的换档。
切换控制装置优选地被设置为基于车辆的预定状况，将可切换式变速机构在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间自动地切换。根据此设置，驱动系统不仅具有由于电控无级变速器的功能带来的燃油经济性提高的优点，还具有由于能够机械传递车辆驱动力的有级变速器功能带来的高动力传递效率的优点。例如，当车辆状况处于低速或中速行驶状态或低输出或中输出行驶状态时，可切换式变速机构被置于无级变速换档状态，由此提高了车辆的燃油经济性。在另一方面，当车辆处于高速行驶状态时，可切换式变速机构被置于其中变速机构作为有级变速器操作的的有级变速换档状态，且发动机的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮，由此由于机械能和电能之间能量转换损失的减小而提高了燃油经济性，该能量转换在变速机构作为电控无级变速器操作时发生。当车辆处于高输出行驶状态时，可切换式变速机构被置于有级变速换档状态。于是，变速机构仅在车辆处于低速或中速行驶状态或处于低输出或中输出行驶状态时才作为电控无级变速器操作，由此可以减少所要求的由电机产生的电能的量，即，必需从电机传递的最大电能量，这使得可以最小化电机的需求尺寸，并减小包括电机的驱动系统的需求尺寸。
优选地，可切换式变速机构还设置为使得第二电机直接连接到动力传递构件。根据此设置，可以相对于上述自动变速器部分的输出轴的转矩减小第二电机的需求输出转矩，由此可以减小第二电机的需求尺寸。
附图说明
图1是用于解释根据本发明的一个实施例的混合动力车辆驱动系统的布置的示意图。
图2是表示图1的实施例的混合动力车辆驱动系统的换档动作的表，该混合动力车辆驱动系统可以与实现各个换档动作的液压操作摩擦耦合设备的操作状态的不同组合相关地、以无级变速换档状态和有级变速换档状态操作。
图3是共线图，表示在有级变速换档状态下操作的图1实施例的混合动力车辆驱动系统的旋转元件在不同档位下的相对转速。
图4是表示电子控制设备的输入和输出信号的图，设置该电子控制设备以控制图1的实施例的驱动系统。
图5是解释由图4的电子控制设备执行的主要控制功能的功能框图。
图6是解释由图5的实施例中的电子控制设备的切换控制装置执行的切换操作的视图。
图7是表示所存储关系的视图，该关系表示界定了无级变速换档区域和有级变速换档区域的边界线，其用于图示由图6的虚线表示并界定了无级变速换档区域和有级变速换档区域的边界线。
图8是解释由图4的电子控制设备执行的主要控制操作的流程图。
图9是用于解释当变速机构在驱动系统的有级变速器从第三档位降档到第一档位的情况下从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态时执行的图8的控制操作的时序图。
图10是用于解释当变速机构在有级变速器从第三档位升档到第四档位的情况下从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态时执行的图8的控制操作的时序图。
图11是表示作为有级变速器的升档动作的结果的发动机速度改变的示例的视图。
图12是与图1对应的示意图，示出了根据本发明另一个实施例的混合动力车辆驱动系统的布置。
图13是与图2对应的表，表示图12的实施例的混合动力车辆驱动系统的换档动作，该混合动力车辆驱动系统可以与实现各个换档动作的液压操作摩擦耦合设备的操作状态的不同组合相关地、以无级变速换档状态和有级变速换档状态操作。
图14是与图3对应的共线图，表示在有级变速换档状态下操作的图12实施例的混合动力车辆驱动系统的旋转元件在不同档位下的相对转速。
图15是示出采用交互转换式开关44形式的手动操作的换档状态选择设备的视图，该换档状态选择设备设置作为用于选择换档状态的切换设备。
具体实施方式
将参照附图详细说明本发明的实施例。
第一实施例
图1是用于解释设置为用于混合动力车辆的驱动系统的可切换式变速机构10(此后，称作“变速机构10”)的示意图，此变速机构由根据本发明一个实施例的控制设备控制。如图1所示，变速机构10包括：采用输入轴14形式的输入旋转构件，其布置在变速器箱体12(此后，称作“变速器箱体12”)中的公共轴上，变速器箱体12用作安装到车身上的静止构件；直接地或经由未示出的脉动吸收阻尼器(减振设备)间接地连接到输入轴14的可切换式变速器部分11；用作自动变速器的有级自动变速器部分20(此后，称作“自动变速器部分20”)，其布置在可切换式变速器部分11和输出轴22之间，并通过动力传递机构18(动力传递轴)串联连接到可切换式变速器部分11和输出轴22；以及采用输出轴22形式的输出旋转构件，其连接到自动变速器部分20。输入轴12、可切换式变速器部分11、自动变速器部分20和输出轴22彼此串联连接。如图5所示，此变速机构10适合用于横置FR车辆(发动机前置后驱车辆)，并且布置在发动机8形式的驱动动力源和一对驱动轮38之间，以通过差速齿轮设备36(最终减速齿轮)和一对驱动轴将车辆驱动力从发动机8传递到该对驱动轮38。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。在下面说明的每个其他实施例中也同样如此。
可切换式变速器部分11包括：第一电机M1；动力分配机构16，其用作可操作来将由输入轴14接收的发动机8的输出机械地分配到第一电机M1和动力传递构件18，或将发动机8的输出和第一电机M1的输出合成并将其之和传递到动力传递构件18的机构；以及其输出轴可随动力传递构件18一起旋转的第二电机M2。第二电机M2可以布置在动力传递构件18和输出轴22之间的动力传递路径的任何部分处。用于本实施例的第一电机M1和第二电机M2中的每个都是具有电动机功能和发电机功能的所谓电动/发电机。但是，第一电机M1应当至少用作可操作以产生电能和反作用力的发电机，而第二电机M2应当至少用作可操作以产生车辆驱动力的电动机。
动力分配机构16包括作为主要部件的以下部件，具有例如约0.418的传动比ρ1的单级行星齿轮式的第一行星齿轮组24、切换离合器C0和切换制动器B0。第一行星齿轮组24具有旋转元件，包括：第一太阳轮S1；第一行星齿轮P1；第一行星轮架CA1，其支撑第一行星齿轮P1使得第一行星齿轮P1可以绕其轴线旋转并且可绕第一太阳轮S1的轴线旋转；和通过第一行星齿轮P1与第一太阳轮S1啮合的第一齿圈R1。在第一太阳轮S1和第一齿圈R1的齿数分别由ZS1和ZR1表示的情况下，上述传动比ρ1由ZS1/ZR1表示。
在动力分配机构16中，第一行星轮架CA1连接到输入轴14，即连接到发动机8，并且第一太阳轮S1连接到第一电机M1，而第一齿圈R1连接到动力传递构件18。切换制动器B0布置在第一太阳轮S1和变速器箱体12之间，而切换离合器C0布置在第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1之间。当切换离合器C0和制动器B0两者都松开时，动力分配机构16被置于所谓无级变速换档状态(电学地建立的CVT状态)，在此无级变速换档状态中，第一太阳轮S1、第一行星轮架CA1和第一齿圈R1相对于彼此可旋转，使得发动机8的输出被分配到第一电机M1和动力传递构件18，由此发动机8的一部分输出被用来驱动第一电机M1而产生电能，此电能被存储或者用来驱动第二电机M2。在此无级变速换档状态中，动力传递构件18的转速可连续变化而无论发动机8的转速如何。即，当动力分配机构16被置于无级变速换档状态时，可切换式变速器部分11也被置于无级变速换档状态，在该无级变速换档状态中变速器部分11用作其速比γ0(输入轴14的转速/动力传递构件18的转速)可以从最小值γ0min连续变化到最大值γ0max的电控无级变速器。
在当可切换式变速器部分11的无级变速换档状态下车辆随着发动机的输出而行驶时，第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1连接到一起，且第一行星齿轮组24的三个旋转元件S1、CA1和R1可作为一个单元旋转，使得可切换式变速器部分11也被置于固定速比换档状态，在此非固定速比换档状态下，可切换式变速器部分11用作具有等于1的固定速比γ0的变速器。当切换制动器B0代替切换离合器C0被啮合时，第一太阳轮S1保持静止，并使得第一齿圈R1的转速高于第一行星轮架CA1的转速，所以可切换式变速器部分11被置于恒定速比换档状态，其中变速器部分11用作具有比1小的固定速比γ0(例如约0.7)的增速变速器。于是，切换离合器C0和切换制动器B0用作操作状态切换设备，其可操作来选择性地将可切换式变速器部分11置于无级变速换档状态和锁止状态之一，在无级变速换档状态下变速器部分11可以作为其速比连续可变的无级变速器来工作，而在锁止状态变速器其部分11不能作为无级变速器工作，且其速比保持为固定值，即锁止状态是固定速比状态，其中变速器部分11作为包括具有一个速比的单个档位或者具有各自速比的多个档位的变速器来工作。
自动变速器部分20包括单级行星齿轮式第二行星齿轮组26、单级行星齿轮式第三行星齿轮组28和单级行星齿轮式第四行星齿轮组30。第二行星齿轮组26具有：第二太阳轮S2；第二行星齿轮P2；第二行星轮架CA2，其支撑第二行星齿轮P2使得第二行星齿轮P2可以绕其轴线旋转并且可绕第二太阳轮S2的轴线旋转；和通过第二行星齿轮P2与第二太阳轮S2啮合的第二齿圈R2。例如，第二行星齿轮组26具有约0.562的传动比ρ2。第三行星齿轮组28具有：第三太阳轮S3；第三行星齿轮P3；第三行星轮架CA3，其支撑第三行星齿轮P3使得第三行星齿轮P3可以绕其轴线旋转并且可绕第三太阳轮S3的轴线旋转；和通过第三行星齿轮P3与第三太阳轮S3啮合的第三齿圈R3。例如，第三行星齿轮组28具有约0.425的传动比ρ3。第四行星齿轮组30具有：第四太阳轮S4；第四行星齿轮P4；第四行星轮架CA4，其支撑第四行星齿轮P4使得第四行星齿轮P4可以绕其轴线旋转并且可绕第四太阳轮S4的轴线旋转；和通过第四行星齿轮P4与第四太阳轮S4啮合的第四齿圈R4。例如，第四行星齿轮组30具有约0.421的传动比ρ4。在第二太阳轮S2、第二齿圈R2、第三太阳轮S3、第三齿圈R3、第四太阳轮S4和第四齿圈R4的齿数分别由ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4表示的情况下，上述传动比ρ2、ρ3和ρ4分别由ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4表示。
在自动变速器部分20中，第二太阳轮S2和第三太阳轮S3作为一个单元一体地彼此固定，通过第二离合器C2选择性地连接到动力传递构件18，并且通过第一制动器B1选择性地固定到变速器箱体12。第二行星轮架CA2通过第二制动器B2选择性地固定到变速器箱体12，且第四齿圈R4通过第三制动器B3选择性地固定到变速器箱体12。第二齿圈R2、第三行星轮架CA3和第四行星轮架CA4一体地彼此固定并且固定到输出轴22。第三齿圈R3和第四太阳轮S4一体地彼此固定，并且通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递构件18。
上述切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3是传统车用自动变速器中使用的液压操作摩擦耦合设备。这些摩擦耦合设备中的每一个都由包括多个摩擦盘的湿式多片离合器构成，所述多个摩擦盘通过液压致动器而彼此压紧，或者由包括转鼓和一条带或两条带的带式制动器构成，所述带缠绕在转鼓的外周表面上并且在一端由液压致动器张紧。离合器C0-C2和制动器B0-B3中的每一个被选择性地啮合，以连接将每个离合器或制动器置于其间的两个构件。
如图2的表中所示，在如上所述构造的变速机构10中，通过从上述切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3中选择的摩擦耦合设备的相应组合的啮合动作，选择性地建立第一档位(第一速位置)至第五档位(第五速位置)、倒车档位(向后驱动位置)和空档位置其中之一。这些档位具有成几何级数变化的不同速比γ(输入轴速度NIN/输出轴速度NOUT)。特别地，注意动力分配机构16设置有切换离合器C0和制动器B0，因此如上所述，可切换式变速器部分11可以通过切换离合器C0和切换制动器B0的啮合而被选择性地置于固定速比换档状态以及无级换档状态，在固定速比换档状态下变速器部分11可以作为其速比保持恒定的变速器来工作，在无级变速换档状态下变速器部分11可以作为无级变速器来工作。因此，在本变速机构10中，由自动变速器部分20以及通过啮合切换离合器C0或切换制动器B0而被置于固定速比换档状态的无级变速器部分11来构成有级变速器。此外，由自动变速器部分20以及在切换离合器C0和制动器B0均未被啮合时而被置于无级变速换档状态的无级变速器部分11来构成无级变速器。换言之，变速机构10通过啮合切换离合器C0和切换制动器B0中的一个而被切换到有级变速换档状态，并且通过松开切换离合器C0和制动器B0两者而被切换到无级变速换档状态。可切换式变速器部分11也被视为可在有级变速换档状态和无级变速换档状态之间切换的变速器。
在变速机构10用作有级变速器的情况下，例如，如图2所示，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3的啮合动作建立具有例如约3.357的最高速比γ1的第一档位，并通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作来建立具有例如约2.180的速比γ2(低于速比γ1)的第二档位。此外，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作来建立具有例如约1.424的速比γ3(低于速比γ2)的第三档位，并通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作来建立具有例如约1.000的速比γ4(低于速比γ3)的第四档位。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立具有例如约0.705的速比γ5(低于速比γ4)的第五档位。此外，通过第二离合器C2和第三制动器B3的啮合动作建立具有例如约3.209的速比γR(其介于速比γ1和γ2之间)的倒车档位。通过仅啮合切换离合器C0来建立空档位置N。
另一方面，在变速机构10用作无级变速器的情况下，如图2所示，切换离合器C0和切换制动器B0两者都被松开，使得无级变速器部分11用作无级变速器，同时串联连接到可切换式变速器部分11的自动变速器部分20用作有级变速器，由此传递到被置于第一到第四档位之一的自动变速器部分20的旋转运动的速度(即动力传递构件18的转速)被连续地改变，使得当自动变速器部分20被置于这些档位之一时驱动系统的速比在预定范围上可连续变化。所以，自动变速器部分20的速比在相邻档位上可连续变化，由此变速机构10的总速比γT连续变化。
图3的共线图用直线表示在变速机构10的每个档位中旋转元件的转速之间的关系，变速机构10由用作无级变速换档部分或第一换档部分的可切换式变速器部分11以及用作有级变速换档部分或第二换档部分的自动变速器部分20构成。图3的共线图是矩形二维坐标系统，其中行星齿轮组24、26、28、30的传动比ρ被取为沿着横轴，而旋转元件的相对转速被取为沿着纵轴。三条水平线X1、X2、XG中较低的一条，即水平线X1表示0的转速，而三条水平线中靠上的一条，即水平线X2表示1.0的转速，即连接到输入轴14的发动机8的运行速度NE。水平线XG表示动力传递构件18的转速。对应于可切换式变速器部分11的动力分配机构16的三条垂直线Y1、Y2和Y3分别表示第一太阳轮S1形式的第二旋转元件(第二元件)RE2、第一行星轮架CA1形式的第一旋转元件(第一元件)RE1、和第一齿圈R1形式的第三旋转元件(第三元件)RE3的相对转速。垂直线Y1、Y2和Y3中的相邻垂直线之间的距离由第一行星齿轮组24的传动比ρ1确定。即，竖直线Y1和Y2之间的距离对应于“1”，同时竖直线Y2和Y3之间的距离对应于传动比ρ1。此外，对应于自动变速器部分20的五条垂直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8分别表示采用一体地彼此固定的第二和第三太阳轮S2、S3形式的第四旋转元件(第四元件)RE4、第二行星轮架CA2形式的第五旋转元件(第五元件)RE5、第四齿圈R4形式的第六旋转元件(第六元件)RE6、采用一体地彼此固定的第二齿圈R2以及第三和第四行星轮架CA3、CA4形式的第七旋转元件(第七元件)RE7、以及采用一体地彼此固定的第三齿圈R3和第四太阳轮S4形式的第八旋转元件(第八元件)RE8的相对转速。垂直线Y4-Y8中的相邻垂直线之间的距离由第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30的传动比ρ2、ρ3和ρ4确定。即，如图3所示，第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30中每一个的太阳轮和行星轮架之间的距离对应于“1”，而这些行星齿轮组26、28、30中每一个的行星轮架和齿圈之间的距离对应于传动比ρ。
参照图3的共线图，变速机构10的动力分配机构16被布置成：作为第一行星齿轮组24的三个旋转元件之一的第一行星轮架CA1被一体地固定到输入轴14，并且通过切换离合器C0选择性地连接到第一太阳轮S1形式的另一个旋转元件，并且此第一太阳轮S1形式的旋转元件固定到第一电机M1，并通过切换制动器B0选择性地固定到变速器箱体12，而第一齿圈R1形式的第三旋转元件固定到动力传递构件18和第二电机M2，使得输入轴14的旋转运动通过动力传递构件18传递到自动变速器20(有级变速器部分)。第一太阳轮S1和第一齿圈R1的转速之间的关系由经过线Y2和X2之间的交点的倾斜直线L0表示。例如，当动力分配机构16通过切换离合器C0和制动器B0的松开动作而进入无级变速换档状态时，通过控制由第一电机M1的产生电能的运转而产生的反作用力，来提高或降低由线L0和竖直线Y1之间的交点所表示的第一太阳轮S1的转速，使得由线L0和竖直线Y3之间的交点所表示的第一齿圈R1的转速降低或升高。当切换离合器C0啮合时，第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1彼此连接，且动力分配机构16被置于其中上述三个旋转元件作为一个单元旋转的非差速状态，由此线L0与水平线X2对准，使得动力传递机构18以与发动机速度NE相等的速度旋转。在另一方面，当切换制动器B0啮合时，第一太阳轮S1的旋转停止，且动力分配机构16被置于非差速状态并用作增速机构，使得线L0以如图3所示的状态倾斜，由此，使得由线L0和Y3之间的交点所表示的第一齿圈R1的转速(即动力传递构件18的转速)高于发动机速度NE并传递到自动变速器部分20。
当第一离合器C1和第三制动器B3啮合时，自动变速器部分20被置于第一档位。如图3所示，第一档位中输出轴22的转速由表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7和倾斜直线L1之间的交点表示，倾斜直线L1经过表示第八旋转元件RE8转速的垂直线Y8和水平线X2之间的交点以及表示第六旋转元件RE6转速的垂直线Y6和水平线X1之间的交点。类似地，通过第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立的第二档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L2和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。通过第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立的第三档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L3和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。通过第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立的第四档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的水平线L4和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。在切换离合器C0被置于啮合状态的第一档位至第四档位中，在从动力分配机构16接收的驱动力的情况下，第八旋转元件RE8以与发动机速度NE相同的速度旋转。当切换制动器B0代替切换离合器C0啮合时，在从动力分配机构16接收的驱动力的情况下，第八旋转元件RE8以高于发动机速度NE的速度旋转。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立的第五档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的水平线L5和表示固定到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速的垂直线Y7之间的交点表示。
图4图示了由设置用于控制变速机构10的电子控制设备40所接收的信号以及由电子控制设备40所产生的信号。此电子控制设备40包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微计算机，并且被设置成在利用RAM的临时数据存储功能的同时根据存储在ROM中的程序来处理这些信号，以实现发动机8以及电机M1和M2的混合动力驱动控制，以及例如自动变速器部分20的换档控制之类的驱动控制。
电子控制设备40被设置成从图4所示的各种传感器和开关接收各种信号，各种信号例如是：表示发动机的冷却水温度的信号；表示换档手柄的当前所选择操作位置的输出信号；表示发动机8的运行速度NE的信号；表示代表变速机构10的前驱位置的所选择组的值的信号；表示M模式(电机驱动模式)的信号；表示空调操作状态的信号；表示与输出轴22的转速相对应的车速的信号；表示自动变速器部分20的工作油的温度的信号；表示驻车制动器的操作状态的信号；表示脚踏制动器的操作状态的信号；表示催化剂温度的信号；表示加速踏板的操作角度的信号；表示凸轮角度的信号；表示对雪地驱动模式的选择的信号；表示车辆的纵向加速度值的信号；表示对自动巡航驱动模式的选择的信号；表示车辆重量的信号；表示车辆的驱动轮速度的信号；表示有级变速换档开关的操作状态的信号，该有级变速换档开关被设置来将变速机构10置于其中变速机构10用作有级变速器的固定速比换档状态；表示无级换档开关的操作状态的信号，该无级变速换档开关被设置来将变速机构10置于其中变速机构10用作无级变速器的无级换档状态。电子控制设备40还被设置成产生各种信号，例如：驱动节气门致动器以控制节气门打开角度的信号；调节增压器的压力的信号；操作电力空调的信号；控制用于控制发动机8的点火正时的点火装置的信号；操作电机M1和M2的信号；操作用于表示换档手柄的所选择操作位置的换档范围指示器的信号；操作用于表示传动比的传动比指示器的信号；操作用于表示对雪地驱动模式的选择的雪地模式指示器的信号；操作用于车轮的防抱死制动的ABS致动器的信号；操作用于表示对M模式的选择的M模式指示器的信号；操作液压控制单元42中包括的电磁操作阀的信号，液压控制单元42被设置来控制动力分配机构16和自动变速器部分20的液压操作摩擦耦合设备的液压致动器；操作被用作液压控制单元42的液压源的电动油泵的信号；驱动电热器的信号；以及被施加到巡航控制计算机的信号。
图5是用于解释由电子控制设备40执行的主要控制功能的功能框图。如图5所示，切换控制装置50包括高速行驶判断装置62、高输出行驶判断装置64和电路功能诊断装置66，并设置为基于车辆的预定状况将可切换式变速器部分11(即动力分配机构16)在差速状态和锁止状态之间切换。即，切换控制装置50设置为基于车辆的状况将变速机构10在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换。混合动力控制装置52设置为控制发动机8以高效率运行，并控制第一电机M1和/或第二电机M2以优化由发动机8与第一电机M1和/或第二电机M2所产生的驱动力的比例，从而在变速机构10被置于无级变速换档状态的同时(即在可切换式变速器部分11被置于无级变速换档状态的同时)，控制作为电控无级变速器工作的可切换式变速器部分11的速比γ0。有级变速换档控制装置54被设置来基于由车速V和自动变速器部分20的输出TOUT所表示的车辆状况，并且根据存储在图存储装置56中且如图6所示的换档边界线图，来判断自动变速器部分20的换档动作是否应当发生。有级变速换档控制装置54根据上述判断来命令自动变速器部分20以自动换档。
上述高速行驶判断装置62设置为判断实际车速V是否已经达到作为上限值的预定速度值V1，当超过该上限值时判断车辆处于高速行驶状态。上述高输出行驶判断装置64设置为判断与混合动力车辆的驱动力相关的、诸如自动变速器20的输出转矩TOUT之类的驱动力相关值是否已经达到作为上限值的预定输出转矩值T1，当超过该上限值时判断车辆处于高输出行驶状态。上述电路功能诊断装置66设置为判断可操作以建立无级变速换档状态的变速机构10的部件是否具有功能劣化。由诊断装置66进行的此判断是基于与电路相关的部件的功能劣化进行的，由第一电机M1所产生的电能通过该电路被转换为机械能。例如，基于第一电机M1、第二电机M2、逆变器58、电能存储装置60和连接这些部件的电导线中的任一个部件的失效、或者由于失效或低温引起的功能劣化或缺陷，来进行判断。
上述驱动力相关值是对应于车辆的驱动力的参数，其可以是自动变速器部分20的输出转矩TOUT、发动机8的输出转矩TE或车辆的加速度值，以及驱动轮38的驱动转矩或驱动力。发动机转矩TE可以是基于加速踏板的操作量或节气门的打开角度(或进气量、空燃比或燃油喷射量)以及发动机速度NE所计算的实际值、或可以是基于由车辆驾驶员进行的对加速踏板的操作量或节气门的操作角度所计算的发动机转矩TE或所需求的车辆驱动力的估计值。车辆驱动转矩可以不仅基于输出转矩TOUT等来计算，还可以基于差速齿轮装置36的速比和驱动轮38的半径来计算，也可以由转矩传感器等直接检测。即，高输出行驶判断装置64基于直接或间接地表示车辆驱动力的驱动力相关参数来检测车辆的高输出状态。
高速档位判断装置68被设置成判断基于车辆状况并根据存储在图存储器56中并如图6所示的换档边界线图的、变速机构10应当换档到的档位是否是高速档位，例如，第五档位。进行此判断，以判断切换离合器C0和制动器B0中应当被啮合的一个，以将变速机构10置于有级变速换档状态。当变速机构10整体被置于有级变速换档状态时，切换离合器C0啮合以将变速机构10置于第一档位到第四档位中的任一个，而切换制动器B0啮合以将变速机构10置于第五档位。
切换控制装置50在以下预定条件或情况的任一个下判断车辆状况处于有级变速换档区域，所述条件或情况是：高速行驶判断装置62已经判断车辆处于高速行驶状态；高输出行驶判断装置64已经判断车辆处于高输出行驶状态；和电路功能诊断装置66已经判断电路功能劣化。在此情况下，切换控制装置50使混合动力控制装置52不能工作，即禁止混合动力控制装置52进行混合动力控制或无级变速换档控制，并命令有级变速换档控制装置54进行预定的有级变速换档控制操作，例如，命令自动变速器20自动地切换到根据存储在换档图存储装置56中并如图6所示的换档边界线图所选择的档位的操作。图2的表指示了液压操作摩擦耦合设备，即C0、C1、C2、B0、B1、B2和B3的与各个档位对应的操作状态的组合。因此，在此情况下，由可切换式变速器部分11和自动变速器20组成的变速机构10整体上用作所谓有级自动变速器，并实现如图2的表所示的自动切换动作。
在高速档位判断装置68判断所选择的速度是第五档位的情况下，当高速行驶判断装置62判断车辆处于高速行驶状态时或当高输出行驶判断装置64判断车辆处于高输出行驶状态时，切换控制装置50命令液压控制单元42松开切换离合器C0并啮合切换制动器B0，以使得可切换式变速器部分11能够用作例如具有为0.7的固定速比γ0的辅助变速器，由此变速机构10整体上被置于高速档位，该高速档位是具有低于1.0速比的所谓“超速档位”。在高输出行驶判断装置64判断车辆处于高输出行驶状态的情况下，且在高速档位判断装置68判断所选择的档位不是第五档位的情况下，切换控制部分50命令液压控制单元42啮合切换离合器C0并松开切换制动器B0，使得可切换式变速器部分11用作例如具有为1的固定速比γ0的辅助变速器，由此变速机构10整体上被置于其速比不低于1.0的低档位。于是，在上述预定条件的任何一个条件下，切换控制装置50将变速机构10置于有级变速换档状态，并选择性地将用作辅助变速器的可切换式变速器部分11置于高档位或低档位，同时使串联连接到可切换式变速器部分11的自动变速器部分20能够用作有级变速器，由此变速机构10整体上用作所谓的有级自动变速器。
例如，车速的车速上限V1被确定为使得当车速V高于限值V1时变速机构10被置于有级变速换档状态。如果变速机构10在相对较高的车辆行驶速度下被置于无级变速换档状态，则确定为这样对最小化车辆燃油经济性恶化的可能性很有效。根据第一电机M1的操作特性来确定输出转矩上限T1，第一电机M1是小型的并且使得其最大电能输出相对较小，以使得当在车辆的高输出行驶状态中发动机输出相对较高时第一电机M1的反作用转矩不会很大。可选地，当车辆处于高输出行驶状态时，变速机构10被置于有级变速换档状态(固定速比换档状态)而不是无级变速换档状态，使得发动机速度NE随着自动变速器部分20的升档动作而改变，以确保在自动变速器20升档时令人舒适的发动机速度NE的节律性改变，如图11所示。在此方面，注意，当发动机处于高输出行驶状态时，比满足提高燃油经济性的需求更重要的是满足车辆驾驶员的提高车辆可驾驶性的需求。
但是，当变速机构10整体上在其无级变速换档状态下常态操作时，即，当高速行驶判断装置62判断车辆未处于高速行驶状态时，当高输出行驶判断装置64判断车辆未处于高输出行驶状态时，且当电路功能诊断装置66判断电路功能未劣化时，切换控制部分50命令液压控制单元42松开切换离合器C0和切换制动器B0两者以将可切换式变速器部分11置于无级变速换档状态。在此情况下，切换控制部分50使混合动力控制装置52能够实现混合动力控制，并且命令有级变速换档控制装置54将自动变速器部分20保持在为无级变速换档控制所选择的预定档位，或者允许自动变速器部分20自动地换档到根据存储在换档图存储器56中并如图6所示的换档边界线图所选择的档位。在此情况下，自动变速器部分20根据图2的表中所表示的摩擦耦合设备的啮合状态的组合中合适的一个(切换离合器C0和制动器B0的啮合状态的组合除外)，在有级变速换档控制装置50的控制下自动地换档。于是，在车辆的预定状况下，切换控制装置50使得可切换式变速器部分11以无级变速换档状态操作，以用作无级变速器，而串联连接到可切换式变速器部分11的自动变速器部分20用作有级变速器，因此驱动系统提供足够的车辆驱动力，使得传递到置于第一档位、第二档位、第三档位和第四档位之一的自动变速器部分20的旋转运动的速度(即动力传递构件18的转速)被连续地改变，因此当自动变速器部分20被置于这些档位之一时，驱动系统的速比在预定范围上可连续变化。所以，自动变速器部分20的速比在相邻档位上可连续变化，由此变速机构10的总速比γT可连续地变化。
混合动力控制装置52控制发动机8以高效率运行，并且控制第一电机M1和/或第二电机M2，以最优化由发动机8与第一电机M1和/或第二电机M2所产生的驱动力的比例。例如，混合动力控制装置52基于加速踏板的操作量和车辆行驶速度计算在车辆的当前行驶速度下车辆驾驶员所要求的输出，并且基于计算得出的所要求输出和由第一电机产生的所要求电能产生量来计算所要求的车辆驱动力。基于计算得出的所要求车辆驱动力，混合动力控制装置52计算所期望的发动机8的速度NE和总输出，并且根据计算出的所期望的发动机8的速度NE和总输出，来控制实际的发动机8的输出和电机的电能产生量。混合动力控制装置52被设置成在考虑自动变速器部分20的当前所选择档位的同时实现上述混合动力控制，以提高车辆的可驾驶性和发动机8的燃油经济性。在混合动力控制中，可切换式变速器部分11被控制以用作电控无级变速器，以使得为发动机8高效工作的发动机速度NE和车速V、以及由自动变速器部分20的所选择档位确定的动力传递构件18的转速具有最优化协作。也就是说，混合动力控制装置52确定变速机构10的总速比γT的目标值，使得发动机8根据所存储的最高燃油经济性曲线而运行。所存储的最高燃油经济性曲线满足发动机8的期望工作效率和最高燃油经济性两者。混合动力控制装置52控制可切换式变速器部分11的速比γ0，以获得总速比γT的目标值，使得可以将总速比γT控制在预定范围内，例如在13和0.5之间。
在混合动力控制中，混合动力控制装置52控制逆变器58，使得由第一电机M1产生的电能通过逆变器58供应到电能存储装置60和第二电机M2，从而使由发动机8产生的驱动力的主要部分被机械地传递到动力传递构件18，而驱动力的其余部分被第一电机M1消耗以将此部分转换成电能，此电能通过逆变器58供应到第二电机M2或第一电机M1使得第二电机M2或第一电机M1用所供应的电能运行，以产生传递到动力传递构件18的机械能。于是，驱动系统设置有电路，由发动机8的驱动力的一部分转换所产生的电能通过此电路被转换成机械能。还应注意，混合动力控制装置52能够建立电机驱动模式，其中通过利用可切换式变速器部分11的电控CVT功能，而无论发动机8是处于非运行状态还是怠速状态，车辆通过用作驱动动力源的电机来驱动。
图6示出了存储在换档图存储装置56中并用于判断自动变速器部分20是否应该换档的换档边界线图(关系)。此换档边界线图界定在矩形二维坐标系统中，该矩形二维坐标系统具有对应于各个参数，即车速V和采用自动变速器部分20的输出转矩TOUT的形式的驱动力相关值的两个轴。在图6中，实线是升档边界线，而点划线是降档边界线。图6中的虚线是界定被切换控制部分50所使用的有级变速换档区域和无级变速换档区域的边界线。这些边界线表示车速上限V1和输出转矩上限T1，并分别充当用于判断车辆状况是否处于高速行驶状态的高速行驶边界线和用于判断车辆状况是否处于高输出行驶状态的高输出行驶边界线。图6还示出了双点划线，它们是相对于虚线偏离适当的控制滞后量的边界线，使得选择性地使用虚线和双点划线作为边界线。于是，图6还示出了所存储的切换边界线图(关系)，其被切换控制装置50使用以根据车速V和输出转矩TOUT是否高于预定上限值V1、T1，来判断车辆是否处于有级变速换档状态或无级变速换档状态。因此，可以根据此切换边界线图并基于车速V和输出转矩TOUT的实际值来判断车辆状况。此切换边界线图以及换档边界线图可以存储在换档图存储器56中。切换边界线图可以包括表示车速上限V1和输出转矩上限T1的边界线中的至少一个，并且可以仅使用两个参数V和TOUT中的一个。换档边界线图和切换边界线图可以被用于将实际车速V与限值V1进行比较和将实际输出转矩TOUT与限值T1进行比较的存储方程式所替代。
图6中叠加在用于自动变速器部分20的换档边界线图上的由虚线表示的切换边界线是基于图7所示的所存储的换档区域切换图(关系)，图7表示了在具有对应于发动机速度NE和发动机转矩TE形式的参数的两个轴的二维坐标系统中界定了有级变速换档区域和无级变速换档区域的边界线。换言之，基于图7的换档区域切换图获得图6的切换边界线图。切换控制装置50可以使用图7的换档区域切换图代替图6的切换边界线图，以判断所检测的车辆状况是否处于无级变速或有级变速换档区域。
由图6的切换边界线图所界定的有级变速换档区域被界定为其中输出转矩TOUT不低于预定上限T1的高转矩区域，或其中车速V不低于预定上限V1的高速区域。因此，当发动机8的转矩TE相对高时或当车速V相对高时，使有级变速换档控制有效，而当发动机8的转矩TE相对低时或当车速V相对低时，即当发动机8处于常态输出状态时，使无级变速换档控制有效。类似地，由图7的换档区域切换图界定的有级变速换档区域被界定为其中发动机转矩TE不低于预定上限TE1的高转矩区域，或其中发动机速度NE不低于预定上限NE1的高速区域，或者可选地界定为其中基于发动机转矩TE和速度NE计算的发动机8的输出不低于预定限度的高输出区域。因此，当发动机8的转矩TEE、速度NE或输出相对高时，使有级变速换档控制有效，而当发动机8的转矩TEE、速度NE或输出相对低时，即当发动机8处于常态输出状态时，使无级变速换档控制有效。图7的换档区域切换图的边界线可以被认为是高速阀值线或高发动机输出阀值线，其界定了车速V或发动机输出的上限。
重叠控制判断装置80设置为判断将由切换控制装置50执行的变速机构10或可切换式变速器部分11的切换控制和将由有级变速换档控制装置54进行的换档控制是否互相重叠。通过判断车辆状况是否要求切换控制装置50切换变速器部分10的换档状态并且同时是否要求有级变速换档控制装置54使自动变速器部分20换档。在本申请中，互相重叠的由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制被称作“重叠控制”，其不仅表示同时开始的切换和换档控制，而且还表示在其过程中至少部分重叠的切换和换档控制。
在图6中，向上箭头线表示其中切换动作与降档动作重叠的重叠控制的示例，而向下箭头线表示其中切换动作与升档动作重叠的重叠控制。在图中，“TOUT”表示基于由车辆驾驶员对加速踏板的操作量计算的需求输出转矩。更具体而言，图6中的向上箭头线表示这样的重叠控制，其中响应于加速踏板的按压操作，变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的切换操作和自动变速器部分20从第三档位到第一档位的降档动作同时发生。换言之，向上箭头线表示由高输出行驶判断装置64得到了关于车辆状况从无级变速换档区域改变到有级变速换档区域的判断，同时由有级变速换档控制装置54得到了关于表示车辆状况的点移动越过3-2降档边界线和2-1降档边界线的判断，该移动要求自动变速器部分20从第三档位降档到第一档位。在另一方面，图6中的向下箭头线表示这样的重叠控制，其中响应于加速踏板的松开操作，变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态的切换操作和自动变速器部分20从第三档位到第四档位的升档动作同时发生。换言之，向下箭头线表示在由高车速判断装置62、高输出行驶判断装置64和电路功能判断装置66得到否定判断时得到车辆状况从有级变速换档区域改变到无级变速换档区域的判断，同时由有级变速换档控制装置54得到了关于表示车辆状况的点移动越过3-4升档边界线的判断，该移动要求自动变速器部分20从第三档位升档到第四档位。互相重叠的由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的降档控制被称作“降档/切换重叠控制”，而由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的升档控制被称作“升档/切换重叠控制”。重叠控制判断装置80设置为当车辆状况已经如图6中的向上箭头线所指示地改变时确定需要降档/切换重叠控制，并当车辆状况已经如图6中的向下箭头线所指示地改变时确定需要升档/切换重叠控制。
如上所述，如图6所示，作为车辆状况改变的结果，要求重叠控制，车辆状况例如是车速V和基于加速踏板的操作量计算的要求输出转矩TOUT。从图6将可以理解，具体地，作为加速踏板操作量的改变的结果，即作为要求输出转矩TOUT改变的结果，要求重叠控制。加速踏板的操作量可以被任何其他驱动力相关值代替，例如节气门的打开角度。
执行时机控制装置82设置为在重叠控制判断装置80已经判断其中切换和换档控制互相重叠的重叠控制时，命令切换控制子装置50和有级变速换档控制装置54以用预定的顺序相继地执行变速机构10的换档状态的切换控制和自动变速器部分20的切换控制，从而防止切换控制和换档控制的重叠。即，执行时机控制装置82设置为能够进行所谓“相继控制”，其中首先命令切换控制装置50和有级变速换档控制装置54中的一个以执行切换和换档控制中对应的一个控制，然后在上述一个控制完成之后命令切换和换档控制装置50、54中的另一个执行切换和换档控制中的另一个控制。执行实际控制装置82的这种设置防止重叠控制的实际执行，并允许切换控制和换档控制迅速地完成。由于在换档控制的执行期间不执行切换控制，所以除了自动变速器部分20的输入速度由于其换档控制而改变之外，可切换式变速器部分11的输出速度或自动变速器部分20的输入速度(即，动力传递构件18的速度)将不会由于切换控制而改变，使得其可以防止复杂的换档控制并减少自动变速器部分由此发生的换档震动。以下将详细说明切换控制和换档控制相继执行的预定顺序。
在执行时机控制装置82的控制操作的一个模式中，总是首先执行在切换控制装置50的控制下改变变速机构10的换档状态的切换控制。在此模式的控制操作下，在变速机构10例如在切换控制装置50的控制下从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态之后，自动变速器部分20才在有级变速换档控制装置54的控制下换档。因此，自动变速器部分20的换档动作仅在可切换式变速器部分11已经置于有级变速换档状态(固定速比换档状态)的情况下动力传递构件18的速度相对于发动机速度NE保持恒定之后(即，仅在自动变速器部分20的输入速度已经稳定之后)才发生。与重叠控制相比，此模式下的相继控制允许换档控制的迅速完成，并具有降低的控制复杂度和由此产生的自动变速器部分的减小的换档震动。在变速机构10处于切换控制装置50的控制下从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态之后，自动变速器部分20处于有级变速换档控制装置54的控制下换档的情况下，在自动变速器部分20的换档动作之前通过置于无级变速换档状态的可切换式变速器部分11迅速地改变自动变速器部分20的输入速度，即动力传递构件18的速度，由此可以迅速地完成换档动作，并减小换档震动的量。
在执行时机控制装置82的控制操作的另一个模式中，总是首先执行由有级变速换档控制装置54进行的换档控制。在此模式的控制操作下，在变速机构10的有级变速换档状态中，自动变速器部分20在有级变速换档控制装置54的控制下换档之后，变速机构10例如在切换控制装置50的控制下从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态。因此，在可切换式变速器部分11保持在有级变速换档状态的情况下动力传递构件18的速度相对于发动机速度NE保持恒定的同时(即，当自动变速器部分20的输入速度保持稳定时)，发生自动变速器部分20的换档动作。与重叠控制相比，此模式下的相继控制允许换档控制的迅速完成，并具有降低的控制复杂度和减小的由此产生的自动变速器部分的换档震动。在自动变速器部分20处于有级变速换档控制装置54的控制下换档之后，变速机构10处于切换控制装置50的控制下从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的情况下，在自动变速器部分20的换档动作的过程中，通过保持在无级变速换档状态的可切换式变速器部分11迅速地改变自动变速器部分20的输入速度，即动力传递构件18的速度，由此可以迅速地完成换档动作，并减小换档震动的量。
在执行时机控制装置82的控制操作的另一个模式中，基于车辆状况判断由切换控制装置50进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制相继执行的顺序，并且以预定顺序执行这些切换和换档控制。例如，如图6的向下箭头线所示，在作为由加速踏板的松开动作引起的车辆状况改变的结果而要求升档/切换重叠控制的情况下，在变速机构10保持在有级变速换档状态的同时，执行实际控制装置82命令有级变速换档控制装置54以使自动变速器部分20升档。类似于上述模式的控制操作，此模式的控制操作减小了自动变速器部分20的换档震动。但是，当要求升档/切换重叠控制时，执行时机判断装置82可以在升档动作之前命令切换控制装置50将变速机构10切换到无级变速换档状态。同样，在此情况下，也减少了自动变速器20的换档震动。如图6的向上箭头线所示，在作为由加速踏板的按压动作引起的车辆状况改变的结果而要求降档/切换重叠控制的情况下，考虑到当第一电机M1相对小尺寸时由其产生的电能不足以与发动机的高输出范围相比的可能性，执行时机控制装置82在降档动作之前命令切换控制装置50以将变速机构10切换到有级变速换档状态。在此情况下，认为执行时机控制装置82被设置为基于车辆状况的改变来改变由切换控制装置50进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制的执行顺序。同样，在此情况下，也减少了自动变速器20的换档震动。在第一电机M1的容量可与发动机的高输出范围相比的情况下，执行时机控制装置82可以在变速机构10保持在无级变速换档状态的同时命令有级变速换档控制装置54以使自动变速器部分20降档。同样，在此情况下，也减少了自动变速器20的换档震动。于是，当响应于作为加速踏板的松开动作的结果引起的要求输出转矩TOUT的减小而要求变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态时，或当响应于作为加速踏板的啮合动作的结果引起的要求输出转矩TOUT的增大而要求变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态时，要求重叠控制。因此，在确定对重叠控制的要求的情况下，执行时机控制装置82基于由加速踏板的操作量表示的车辆状况判断由切换控制装置50进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制的执行顺序。车辆状况可以由除了加速踏板的操作量之外的驱动力相关值表示，例如节气门的打开角度，或可以由例如车速V和液压工作油的温度等的任何其他参数表示。
在执行时机控制装置82的控制操作的另一个模式中，基于变速机构10当前建立的换档状态，即，当前是否建立无级变速换档状态或有级变速换档状态，来判断由切换控制装置50进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制相继执行的顺序。切换和换档控制以预定顺序执行。例如，当变速机构10当前被置于无级变速换档状态时，执行时机控制装置82在换档控制之前命令切换控制装置50将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态。当变速机构10当前被置于有级变速换档状态时，执行时机控制装置82在切换控制之前命令有级变速换档控制装置54执行换档控制。在这些情况下，在变速机构10置于有级变速换档状态的同时自动变速器部分20进行换档，由此与前述模式的控制操作一样减小了自动变速器部分20的切换震动。当变速机构10当前被置于无级变速换档状态时，执行时机控制装置82可以在切换控制之前命令有级变速换档控制装置54执行换档控制。当变速机构10当前被置于有级变速换档状态时，执行时机控制装置82可以在切换控制之前命令切换控制装置50将变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态。在这些情况下，在变速机构10置于无级变速换档状态的同时执行自动变速器部分20的换档控制，由此减小了自动变速器部分20的切换震动。
在执行时机控制装置82的控制操作的另一个模式中，基于变速机构10将要切换到的换档状态，即，变速机构10是否将被切换到无级变速换档状态或有级变速换档状态，来判断由切换控制装置50进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制相继执行的顺序。切换和换档控制以预定顺序执行。例如，当变速机构10将被切换到无级变速换档状态时，执行时机控制装置82在切换控制之前命令有级变速换档控制装置54执行换档控制。当变速机构10将被切换到有级变速换档状态时，执行时机控制装置82在换档控制之前命令切换控制装置50将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态。在这些情况下，在变速机构10切换到有级变速换档状态之后执行换档控制，由此减小自动变速器20的换档震动。当变速机构10将被换档到无级变速换档状态时，执行时机控制装置82可以在切换控制之前命令切换控制装置50将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态。当变速机构10将被换档到有级变速换档状态时，执行时机控制装置82可以在换档控制之前命令有级变速换档控制装置54执行换档控制。同样，在这些情况下，在变速机构10被置于无级变速换档状态的同时执行自动变速器部分20的换档控制，由此减少了自动变速器20的换档震动。
在执行时机控制装置82的控制操作的另一个模式中，由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制中已经开始的一个控制在切换和换档控制中的另一个开始之前结束。同样，在此模式的控制操作中，也相继执行由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制，由此减少自动变速器部分20的换档震动。
图8是解释有电子控制设备40执行的主要控制操作的流程图，其具有约数微秒到数十微秒的非常短的循环时间。图9是用于解释当要求3-1降档/切换重叠控制时的控制操作的时序图，而图10是用于解释当要求3-4升档/切换重叠控制时的控制操作的时序图。
首先，执行对应于重叠控制判断装置80的步骤S1和S2(此后省略“步骤”)来判断是否要求与由切换控制装置50进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制相关的重叠控制。例如，S1设置为判断是否要求作为加速踏板的操作量的改变引起的车辆状况的改变的结果的降档/切换重叠控制，而S2设置为判断是否要求作为加速踏板的操作量的改变引起的车辆状况的改变的结果的升档/切换重叠控制。当车辆状况如图6中的向上箭头线所示改变时在S1中得到肯定的结果，而当车辆状况如图6中的向下箭头线所示改变时在S2中得到肯定的结果。
当在S1中得到肯定的结果时，执行对应于切换控制装置50的S6以在从时间点t1到时间点t2的时间段期间将变速机构10从无级变速换档状态切换到如图9所示的“锁止状态”的有级变速换档状态。为切换到此有级变速换档状态，切换离合器C0啮合，这是由于自动变速器部分20随后换档到第一档位或由于要求输出转矩TOUT大于上限T1。结果，自动变速器部分20的输入速度固定在发动机速度NE。但是，此时可以通过第一电机M1或第二电机M2改变发动机速度NE。随后，执行对应于有级变速换档控制装置54的S7以根据图2的表在如图9所示从时间点t2到时间点t4的时间段期间将自动变速器部分20降档到第一档位。于是，防止了重叠控制，由此迅速地完成换档控制，并减少换档震动。为了减少在如图9所示从时间点t3到时间点t4的时间段期间的输出转矩TOUT的增大引起的换档震动，可以减小自动变速器部分20的输入转矩。例如，在如图9所示的从时间点t3到时间点t4的时间段期间，可以通过控制第一电机M1或第二电机M2以产生相反的驱动转矩或再生制动转矩，或者通过控制供应到发动机8的燃油供应量或发动机8的点火正时以减小发动机转矩，来减小自动变速器部分20的输入转矩。图9中的虚线表示以比由实线表示的示例中更低的速度按压加速踏板的情况下的示例，从而在所述情况下降档动作执行更长的时间或相对较慢地执行(如图9所示的从时间点t2到时间点t5的时间段期间)。在图8和图9的S6和S7的示例中，要求重叠控制涉及将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的切换控制以及降档控制。在所要求的重叠控制涉及将变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态的切换控制以及降档控制的另一示例中，可以在从有级变速换档状态到无级变速换档状态的切换控制之前执行自动变速器部分20的降档控制。
在S1中得到否定的结果同时在S2中得到肯定的结果的情况下，执行对应于有级变速换档控制装置54的S1以执行自动换档控制来在如图10所示的在产生升档命令的时间点t1之后，从时间点t2到时间点t4的时间段期间，根据图2的表将自动变速器部分20升档到第四档位。在自动变速器部分20的输入速度保持固定在发动机速度NE的同时执行升档控制。为减少由于在如图10所示的从时间点t3到时间点t5的时间段期间的升档控制时的惯性转矩的产生所引起的换档震动，可以减小自动变速器部分20的输入转矩。例如，在如图10所示的从时间点t3到时间点t4的时间段期间，可以通过控制第一电机M1或第二电机M2以产生相反驱动转矩或再生制动转矩，或者通过控制供应到发动机8的燃油供应量或发动机8的点火正时以减小发动机转矩，来减小自动变速器部分20的输入转矩。相反地，在时间点t4之后，可以通过控制第一电机M1或第二电机M2以产生前驱转矩自动变速器部分20的输入转矩，或者通过控制发动机8的燃油供应量或其他参数以增大发动机转矩，来增大自动变速器部分20的输入转矩。随后，执行对应于切换控制装置50的S9以将变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态(在如图10所示的从时间点t4到时间点t5的时间段期间)。由于自动变速器部分20当前被置于第四档位，所以为了切换到无级变速换档而松开切换制动器。于是，防止了重叠控制，使得迅速地执行换档控制，并减小换档震动。图10中的虚线表示为减少换档震动，升档动作执行更长的时间或相对较慢地执行(如图10所示的从时间点t2到时间点t6的时间段期间)的示例。在此示例中，变速机构10在如图10所示的时间点t6之后从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态。在图8和图10的S8和S9的示例中，所要求的重叠控制涉及将变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态的切换控制以及升档控制。在所要求的重叠控制涉及将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的切换控制以及升档控制的情况下的另一个示例中，可以在自动变速器部分20的升档控制之前执行将变速机构10切换到有级变速换档状态的切换控制。
当在S1和S2两者中都得到否定的结果时，执行对应于切换控制装置50的S3以判断是否在不要求自动变速器部分20的换档动作的情况下要求将变速机构10在无级变速和有级变速换档状态之间切换。基于车辆状况进行对变速机构10是否应该切换到无级变速和有级变速换档状态之一的判断。当S3中得到肯定的结果时，执行也对应于切换控制装置50的S10以将变速机构10切换到无级变速和有级变速换档状态中所选择的一个。当在S3得到需要从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态的判断时，在命令混合动力控制装置52允许混合动力控制的同时，命令液压控制单元42松开切换离合器C0和制动器B0以将变速机构10切换到无级变速换档状态。当在S3得到需要从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的判断时，在命令混合动力控制装置52禁止混合动力控制或无级变速换档控制的同时，命令液压控制单元42在自动变速器部分20被置于第一至第四档位之一的情况下啮合切换离合器C0，或在在自动变速器部分20被置于第五档位的情况下啮合切换制动器B0。可选地，基于输出转矩TOUT或车速V并根据图6中的关系，来判断切换离合器C0或制动器B0中的应当啮合以将变速机构10切换到有级变速换档状态的一个，使得当输出转矩TOUT等于或大于上限T2时啮合切换离合器C0，而当车速V等于或高于上限V1时啮合切换制动器B0。
当S3中得到否定的结果时，执行对应于有级变速换档控制装置54的S4以判断是否要求自动变速器部分20换档。取决于车辆状况是否改变以至于移动越过任何换档边界线，来进行此判断。当S4中得到肯定的结果时，执行也对应于有级变速换档控制装置54的S11以根据作为示例的如图6所示的换档边界线图来执行自动变速器部分20的自动换档控制。图2的表指示了将自动变速器部分20换档到各个档位的液压操作摩擦耦合设备C0、C1、C2、B0、B1、B2和B3中被啮合的不同组合。当S4中得到否定的结果时，执行S5以维持车辆的当前行驶状态。
在为可在无级变速换档状态(其中变速机构10作为电控无级变速器操作)和有级变速器换档状态(其中变速机构10作为有级变速器操作)之间切换的变速机构10所设置的上述本实施例中，执行时机控制装置82(S2、S1)设置为即使在要求与切换控制和换档控制相关的重叠控制时，也命令切换控制装置50(S6、S9)和有级变速换档控制装置54(S7、S8)以相继地执行由切换控制装置50(S6、S9)进行的变速机构10的切换控制和由有级变速换档控制装置54(S7、S8)执行的换档控制。因此，本实施例防止切换控制和换档控制的重叠，并允许迅速地完成切换和换档控制。由于在由有级变速换档控制装置54进行自动变速器部分20的换档控制期间，不会在切换控制装置50的控制下切换变速机构10的换档状态，所以除了作为换档控制的结果改变输入速度之外，自动变速器部分20的输入速度将不会由于切换控制而改变，这使得可以防止复杂的换档控制并减少由此发生的自动变速器部分20的换档震动。
本实施例还设置为使得执行时机控制装置82首先命令切换控制装置50执行切换控制，由此防止切换和换档控制的重叠。例如，在由无级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制之前执行由切换控制装置50进行的切换控制以将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态。在此情况下，在自动变速器部分20的输入速度已经稳定之后执行自动变速器部分20的换档控制，由此防止复杂的换档控制，并迅速地完成换档控制，从而减少了换档震动。在由无级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制之前执行由切换控制装置50进行的切换控制以将变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态的情况下，通过置于无级变速换档状态的变速机构10迅速地改变自动变速器部分20的输入速度，由此迅速地完成自动变速器的换档控制，从而减少换档震动。
本实施例还设置为使得执行时机控制装置82首先命令换档控制装置50执行换档控制。因此，防止切换和换档控制的重叠。例如，当变速机构10维持在有级变速换档状态时首先执行由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制，并接着执行由切换控制装置50进行的切换控制以将变速机构10从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态。在此情况下，在自动变速器部分20的输入速度保持稳定时执行自动变速器部分20的换档控制，由此防止复杂的换档控制，并迅速地完成换档控制，从而减少了换档震动。在当变速机构10维持在无级变速换档状态时首先执行由有级变速换档控制装置54进行的自动变速器部分20的换档控制，并接着执行由切换控制装置50进行的切换控制以将变速机构10从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态的情况下，通过维持在无级变速换档状态的变速机构10迅速地改变自动变速器部分20的输入速度，由此迅速地完成自动变速器部分20的换档控制，从而减少换档震动。
本实施例还设置为使得执行时机控制装置82基于车辆的状况，来判断由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制中哪一个应该在切换控制和换档控制的另一个之前执行。因此，取决于车辆的状况适当地防止切换和换档控制的重叠。
本实施例还设置为使得执行时机控制装置82基于变速机构10当前所置于的无级变速和有级变速换档状态中的一个状态，来判断由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制中哪一个应该在切换控制和换档控制的另一个之前执行。因此，防止切换和换档控制的重叠。
本实施例还设置为使得执行时机控制装置82基于变速机构10将被切换到的无级变速和有级变速换档状态中的一个状态，来判断由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制中哪一个应该在切换控制和换档控制的另一个之前执行。因此，防止切换和换档控制的重叠。
本实施例还设置为使得执行时机控制装置82取决于变速机构10是否从有级变速换档状态切换到无级变速换档状态或者变速机构10是否从无级变速换档状态切换到有级变速换档状态，来判断由切换控制装置50进行的切换控制和由有级变速换档控制装置54进行的换档控制中哪一个应该在切换控制和换档控制的另一个之前执行。因此，防止切换和换档控制的重叠。
本实施例还设置为基于车辆行驶速度的预定上限值V1判断车辆的预定状况，并且切换控制装置50在车辆的行驶速度的实际值V高于预定上限值V1时将变速机构10置于有级变速换档状态。因此，当实际车速V高于预定上限值V1时，发动机8的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮38，由此与无级变速换档状态相比，由于在有级变速换档状态下机械能和电能之间转换损失的减少而提高了燃油经济性。
本实施例还设置为使得基于车辆的驱动力相关值的预定上限值T1判断车辆的预定状况，并且切换控制装置50在车辆的驱动力相关值TOUT高于预定上限值T1时将变速机构10置于有级变速换档状态。根据此设置，当驱动力相关值TOUT高于预定上限值T1时，发动机8的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮38。因此，可以减少所要求的应该由第一电机产生的电能的最大量，从而可以减小包括第一电机M1的车用驱动系统的需求尺寸。
本实施例还设置为使得基于车辆的行驶速度的实际值V和车辆的驱动力相关值的实际值TOUT，并根据所存储的切换边界线图来判断车辆的预定状况，所述切换边界线图包括速度上限V1和输出转矩上限T1并由车辆的行驶速度V和驱动力相关值TOUT形式的参数界定。根据此设置，可以帮助由切换控制装置50进行的对车辆是否处于高速行驶状态或高输出行驶状态的判断。
本实施例还设置为使得车辆的预定状况是功能劣化判断条件，当用于将可切换式变速机构置于电学地建立的无级变速换档状态的控制部件中的任一个的功能劣化时，该功能劣化判断条件就得以满足。根据此设置，在判断到功能劣化的事件(其将使变速机构10不能置于无级变速换档状态)时，变速机构10被置于有级变速换档状态，由此即使在存在功能劣化的情况下，车辆也可以在有级变速换档状态下行驶。
本实施例还设置为使得动力分配机构16由单级行星齿轮式的第一行星齿轮组24简单地构成并具有相对小的轴向尺寸，第一行星齿轮组包括作为三个元件的第一轮架CA1、第一太阳轮S1和第一齿圈R1。此外，动力分配机构16设置有采用切换离合器C0和切换制动器B0形式的液压操作摩擦耦合设备，切换离合器C0可操作以将第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1互相连接，切换制动器B0可操作以将第一太阳轮S1固定到变速器箱体12。通过切换控制装置50可以容易地控制这些切换离合器C0和制动器B0以将变速机构10在无级变速和有级变速换档状态之间切换。
本实施例还设置为使得自动变速器部分20布置在动力传递构件18和驱动轮38之间，并串联连接到动力分配机构16，且由动力分配机构16的速比(可切换式变速器部分11的速比)和自动变速器部分20的速比界定变速机构10的总速比。根据此设置，通过利用自动变速器的速比，可以获得在较宽范围的速比上的车辆驱动力，由此可以提高可切换式变速器部分11的无级变速换档控制的效率，即混合动力控制效率。
本实施例还布置为使得当变速机构10置于有级变速换档状态时，可切换式变速器部分11用作仿佛其是自动变速器部分20的一部分，并提供具有低于1的速比的、采用第五档位形式的超速档位。
本实施例还设置为使得切换控制装置50(S10)基于车辆的预定状况，将变速机构10在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间自动地切换。根据此设置，驱动系统不仅具有由于电控无级变速器的功能带来的燃油经济性提高的优点，还具有由于能够机械传递车辆驱动力的有级变速器功能带来的高动力传递效率的优点。即，例如当车辆状况处于如图7所示的无级变速换档区域，或处于如图6所示的无级变速换档区域时(其中车速V和输出转矩TOUT低于各自的上限V2、T1)，变速机构10被置于无级变速换档状态。因此，在车辆的常态市区行驶时，即在车辆的低速或中速行驶时或在低输出或中输出行驶时，提高了车辆的燃油经济性。在另一方面，当车辆处于高速行驶状态时，例如当车辆状况处于如图6所示的其中车速V高于上限V1的有级变速换档状态时，变速机构10被置于其中发动机8的输出主要通过机械动力传递路径传递到驱动轮38的有级变速换档状态，由此由于机械能和电能之间能量转换损失的减小而提高了燃油经济性，该能量转换在变速机构10作为电控无级变速器操作时发生。当车辆处于高输出行驶状态时，例如当车辆状况处于如图6所示的其中时机输出转矩TOUT高于上限T1时，变速机构10被置于有级变速换档状态。于是，变速机构10仅在车辆处于低速或中速行驶状态或处于低输出或中输出行驶状态时才作为电控无级变速器操作，由此可以减少所要求的由第一电机M1产生的电能的量，即，必需从第一电机M1传递的最大电能量，这使得可以最小化第一电机M1和第二电机M2的需求尺寸，并减小包括电机的驱动系统的需求尺寸。
本实施例还设置为使得第二电机M2直接连接到作为自动变速器部分20的输入旋转构件的动力传递构件18。根据此设置，可以相对于自动变速器部分20的输出轴22的转矩减小第二电机M2的需求输出转矩，由此可以减小第二电机M2的需求尺寸。
将说明本发明的其他实施例。在以下说明中，在先前实施例中所用的相同标号将用于标识对应的元件，将不再对其说明。
第二实施例
图12是示出可由根据本发明的控制设备控制的变速机构70的布置的示意图，且图13是表示变速机构70的档位和用于分别建立这些档位的液压操作摩擦耦合设备的操作状态的不同组合的表，而图14是用于解释变速机构70的换档操作的共线图。
变速机构70包括可切换式变速器部分11，与第一实施例中相同，其具有第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2。变速机构70还包括具有三个前驱位置的自动变速器部分72。自动变速器部分72布置在可切换式变速器部分11和输出轴22之间，并且通过动力传递构件18串联连接到可切换式变速器部分11和输出轴22。与第一实施例相同，动力分配机构16包括具有例如约0.418的传动比ρ1的单级行星齿轮式的第一行星齿轮组24、切换离合器C0和切换制动器B0。自动变速器部分72包括具有例如约0.532的传动比ρ2的单级行星齿轮式的第二行星齿轮组26、以及具有例如约0.418的传动比ρ3的单级行星齿轮式的第三行星齿轮组28。第二行星齿轮组26的第二太阳轮S2和第三行星齿轮组28的第三太阳轮S3作为一个单元一体地彼此固定，通过第二离合器C2选择性地连接到动力传递构件18，并且通过第一制动器B1选择性地固定到变速器箱体12。第二行星齿轮组26的第二行星轮架CA2和第三行星齿轮组28的第三齿圈R3一体地彼此固定并且固定到输出轴22。第二齿圈R2通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递构件18，并且第三行星轮架CA3通过第二制动器B2选择性地固定到壳体12。
在如上构造的变速机构70中，通过从上述切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1和第二制动器B2中选择的摩擦耦合设备的相应组合的啮合动作，选择性地建立第一档位(第一速位置)至第四档位(第四速位置)、倒车档位(向后驱动位置)和空档位置之一。这些档位具有成几何级数变化的不同速比γ(输入轴速度NIN/输出轴速度NOUT)。特别地，注意设置有切换离合器C0和制动器B0的动力分配机构16可以通过切换离合器C0或切换制动器B0的啮合而被选择性地置于固定速比换档状态以及无级变速换档状态，在无级变速换档状态中机构16如上所述地可用作无级变速器。所以在本变速机构70中，由自动变速器部分20和通过切换离合器C0或切换制动器B0的啮合而被置于固定速比换档状态的可切换式变速器部分11来构成有级变速器。此外，由自动变速器部分20和当切换离合器C0和制动器B0中均未被啮合时而置于无级变速换档状态的可切换式变速器部分11来构成无级变速器。换言之，变速机构70通过啮合切换离合器C0和切换制动器B0中的一个而被切换到有级变速换档状态，并且通过松开切换离合器C0和制动器B0两者而被切换到无级变速换档状态。
例如，在变速机构70用作有级变速器的情况下，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2的啮合动作建立具有例如约2.804的最高速比γ1的第一档位，并通过切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作来建立具有例如约1.531的速比γ2(低于速比γ1)的第二档位，如图13所示。此外，通过切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作来建立具有例如约1.000的速比γ3(低于速比γ2)的第三档位，并通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立具有例如约0.705的速比γ4(低于速比γ3)的第四档位。此外，通过第二离合器C2和第二制动器B2的啮合动作建立具有例如约2.393的速比γR(其介于速比γ1和γ2之间)的倒车档位。通过仅啮合切换离合器C0来建立空档位置N。
另一方面，在变速机构70用作无级变速器时，如图13所示，切换离合器C0和切换制动器B0两者都被松开，使得可切换式变速器部分11用作无级变速器，同时串联连接到可切换式变速器部分11的自动变速器部分72用作有级变速器，由此被传递到置于第一至第三档位之一的自动变速器部分72的旋转运动的速度，即动力传递构件18的转速被连续地改变，使得当自动变速器部分72被置于上述档位之一时变速机构10的速比在预定范围上可连续变化。所以，自动变速器部分72的速比在相邻档位上可连续变化，由此变速机构70的总速比γT可连续变化。
图14的共线图用直线表示旋转元件在变速机构70的每个档位中的转速之间的关系，变速机构70由用作无级变速换档部分或第一换档部分的可切换式变速器部分11和用作有级变速换档部分或第二换档部分的自动变速器部分72构成。图14的共线图表示当切换离合器C0和制动器B0两者都松开时动力分配机构16的各个元件的转速、以及当切换离合器C0或切换制动器B0啮合时这些元件的转速，这与先前实施例中相同。
当第一离合器C1和第二制动器B2啮合时，自动变速器部分72被置于第一档位。第一档位中输出轴22的转速由表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6和倾斜直线L1之间的交点表示，倾斜直线L1经过表示第七旋转元件RE7(R2)转速的垂直线Y7和水平线X2的交点以及表示第五旋转元件RE5(CA3)转速的垂直线Y5和水平线X1之间的交点，如图14所示。类似地，通过第一离合器C1和第一制动器B1的啮合动作建立的第二档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L2和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6(CA2、R3)的转速的垂直线Y6之间的交点表示。通过第一离合器C1和第二离合器C2的啮合动作建立的第三档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的倾斜直线L3和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6之间的交点表示。在切换离合器C0被置于啮合状态的第一档位至第三档位中，在从可切换式变速器部分11接收驱动力的情况下，第七旋转元件RE7以与发动机速度NE相同的速度旋转。当切换制动器B0代替切换离合器C0被啮合时，在从可切换式变速器部分11接收驱动力的情况下，第六旋转元件RE6以高于发动机速度NE的速度旋转。通过第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0的啮合动作建立的第四档位中的输出轴22的转速，由通过这些啮合动作所确定的水平线L4和表示固定到输出轴22的第六旋转元件RE6的转速的垂直线Y6之间的交点表示。
变速机构70还由用作无级变速换档部分或第一换档部分的可切换式变速器部分11和用作有级变速换档部分或第二换档部分的自动变速器部分72构成，因此本变速机构70具有与第一实施例类似的优点。
第三实施例
图15示出了用作换档状态选择设备的交互转换式开关44的示例，其可手动操作来选择变速机构10的换档状态。在先前实施例中，基于车辆状况并根据图6所示的关系进行变速机构10的换档状态的自动切换控制和自动变速器部分20的自动换档控制，以防止这些切换和换档控制的重叠。但是，变速机构10的换档状态可以通过交互转换式开关44的手动操作来手动切换。在此情况下，能够进行变速机构10的切换控制以防止此切换控制与自动变速器部分20的自动换档控制的重叠。本发明的原理也可应用于变速机构10的换档状态的自动切换控制，和在手动换档模式下手动选择自动变速器部分的换档方位或档位之一的手动换档控制，以防止这些自动切换和手动换档控制的重叠。
虽然以上已经参考附图详细说明了本发明的优选实施例，但是应理解本发明还可以以其他方式实施。
在所解释实施例中的动力分配机构16中，第一行星轮架CA1固定到发动机8，第一太阳轮S1固定到第一电机M1而第一齿圈R1固定到动力传递构件18。但是，此布置不是必需的。发动机8、第一电机M1和动力传递构件18可以固定到从第一行星齿轮组24的三个元件CA1、S1和R1选择的任何其他元件。
虽然上述动力分配机构16设置有切换离合器C0和切换制动器B0，但是动力分配机构16不一定设置有切换离合器C0和切换制动器B0两者。虽然切换离合器C0设置为选择性地将第一太阳轮S1和第一行星轮架CA1互相连接，但是切换离合器C0可以设置为选择性地将第一太阳轮S 1和第一齿圈R1互相连接，或选择性地将第一行星轮架CA1和第一齿圈R1互相连接。即，切换离合器C0可以设置为连接第一行星齿轮组24的三个元件中的任何两个元件。
在所解释的实施例中用作切换离合器C0、切换制动器B0等的液压操作摩擦耦合设备可以被磁动力式、电磁式或机械式的耦合设备代替，例如粉末离合器(磁粉离合器)、电磁离合器和啮合式爪形离合器。
在所解释的实施例中，第二电机M2固定到动力传递构件18。但是，第二电机M2可以固定到输出轴22或固定到自动变速器部分20、72的旋转构件。
在所解释的实施例中，自动变速器部分20、72布置在驱动轮38与作为可切换式变速器部分11、90或动力分配机构16的输出构件的动力传递构件18之间的动力传递路径中。但是，自动变速器部分20、72可以被任何其他类型的动力传递设备代替，例如作为一种自动变速器的无级变速器(CVT)。在设置无级变速器(CVT)的情况下，当动力分配机构16被置于固定速比换档状态时，变速机构整体上被置于有级变速换档状态。固定速比换档状态界定为其中动力主要通过机械动力传递路径传递，而没有通过电路的动力传递的状态。
在所解释的实施例中，变速机构10、70用于混合动力车辆，其中驱动轮38可以不仅由发动机8驱动而且可以由第一或第二电机M1、M2的转矩驱动。但是，本发明的原理可应用于非混合动力车用驱动系统，其中变速机构10、70的可切换式变速器部分11或动力分配机构16可以仅作为具有电控CVT功能的无级变速器操作。
在所解释的实施例中设置的动力分配机构16可以被差速齿轮设备代替，该差速齿轮设备包括例如通过发动机旋转的小齿轮，与小齿轮啮合并连接到第一电机M1和第二电机M2的一对锥齿轮。
虽然在所解释的实施例中动力分配机构16由一个行星齿轮组构成，但是动力分配机构16可以由两个或更多行星齿轮组构成并设置为当置于其固定速比换档状态时作为具有三个或更多档位的变速器操作。
虽然上述开关44是交互转换式，但是开关44可以由单个按钮式开关、可选择性地按压为多个操作位置的两个按钮式开关、杠杆式开关、滑动式开关、或者可操作以选择无级变速换档状态和有级变速换档状态中所期望的一个的任何其他类型的开关或开关设备代替。
虽然以上仅出于解释目的已经说明了本发明的优选实施例，但是应理解本发明可以以本领域的技术人员可以进行的各种改变和修改来实施。

Claims (18)

1.一种用于车用驱动系统的控制设备，所述车用驱动系统设置为将发动机的输出传递到车辆的驱动轮，所述控制设备的特征在于包括：
可切换式变速器机构，所述可切换式变速器机构可在无级变速换档状态和有级变速换档状态之间切换，在所述无级变速换档状态中所述可切换式变速器机构可作为电控无级变速器操作，在所述有级变速换档状态中所述可切换式变速器机构可作为有级变速器操作；
切换控制装置，所述切换控制装置用于基于所述车辆的预定状况将所述可切换式变速器机构选择性地置于所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态之一；
换档控制装置，所述换档控制装置用于基于所述车辆的状况控制包括在所述可切换式变速器机构中的自动变速器的换档操作；和
执行时机控制装置，所述执行时机控制装置用于即使当要求与切换控制和换档控制相关的重叠控制时，也命令所述切换控制装置和所述换档控制装置相继地执行由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述执行时机控制装置首先命令所述切换控制装置执行所述切换控制。
3.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述执行时机控制装置首先命令所述换档控制装置执行所述换档控制。
4.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述执行时机控制装置基于所述车辆的状况，来判断由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制中哪一个应该在所述切换控制和所述换档控制的另一个之前执行。
5.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述执行时机控制装置基于所述可切换式变速器机构当前所置于的所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态中的一个状态，来判断由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制中哪一个应该在所述切换控制和所述换档控制的另一个之前执行。
6.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述执行时机控制装置基于所述可切换式变速器机构将被切换到的所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态中的一个状态，来判断由所述切换控制装置进行的所述切换控制和由所述换档控制装置进行的所述换档控制中哪一个应该在所述切换控制和所述换档控制的另一个之前执行。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的控制设备，其中基于所述车辆的行驶速度的预定上限值判断所述车辆的所述预定状况，且所述切换控制装置在所述车辆的所述行驶速度的实际值高于所述预定上限值时将所述可切换式变速器机构置于所述有级变速换档状态。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的控制设备，其中基于所述车辆的驱动力相关值的预定上限值判断所述车辆的所述预定状况，且所述切换控制装置在所述车辆的所述驱动力相关值高于所述预定上限值时将所述可切换式变速器机构置于所述有级变速换档状态。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的控制设备，其中基于所述车辆的行驶速度的实际值和所述车辆的驱动力相关值的实际值，并根据所存储的切换边界线图来判断所述车辆的所述预定状况，所述切换边界线图包括由所述车辆的所述行驶速度和所述驱动力相关值形式的参数界定的高速行驶边界线和高输出行驶边界线。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的控制设备，其中所述车辆的所述预定状况是功能劣化判断条件，当用于将所述可切换式变速器机构置于电学地建立的所述无级变速换档状态的控制部件中的任一个的功能劣化时，所述功能劣化判断条件就得以满足，且所述切换控制装置在所述功能劣化判断条件满足时将所述可切换式变速器机构置于所述有级变速换档状态。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的控制设备，其中所述可切换式变速器机构包括动力分配机构，所述动力分配机构具有固定到所述发动机的第一元件、固定到第一电机的第二元件、以及固定到第二电机和动力传递构件的第三元件，
且其中所述动力分配机构包括操作状态切换设备，所述操作状态切换设备可操作以将所述可切换式变速器机构在所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态之间切换，
且所述切换控制装置控制所述操作状态切换设备，以从而将所述可切换式变速器机构在所述无级变速换档状态和所述有级变速换档状态之间切换。
12.根据权利要求11所述的控制设备，其中所述操作状态切换设备包括耦合设备，所述耦合设备可操作以将所述第一至第三元件中的任意两个元件互相连接并/或将所述第二元件固定到静止构件，
且其中所述切换控制装置通过松开所述耦合设备以允许所述第一元件、所述第二元件和所述第三元件相对于彼此旋转，来将所述可切换式变速器机构置于所述无级变速换档状态，并通过啮合所述耦合设备以从而将所述第一元件、所述第二元件和所述第三元件中的至少两个元件互相连接或将所述第二元件固定到所述静止构件，来将所述可切换式变速器机构置于所述有级变速换档状态。
13.根据权利要求12所述的控制设备，其中所述动力分配机构是行星齿轮组，且所述第一元件是所述行星齿轮组的行星轮架，所述第二元件是所述行星齿轮组的太阳轮，而所述第三元件是所述行星齿轮组的齿圈，
且其中所述耦合设备包括离合器和/或制动器，所述离合器可操作以将所述行星轮架、所述太阳轮和所述齿圈中的任意两个元件互相连接，所述制动器可操作以将所述太阳轮固定到所述静止构件。
14.根据权利要求13所述的控制设备，其中所述行星齿轮组是单级行星齿轮式。
15.根据权利要求14所述的控制设备，其中所述切换控制装置控制所述耦合设备，将所述行星轮架和所述太阳轮互相连接以从而使所述单级行星齿轮式的行星齿轮组能够作为速比为1的变速器操作，或者将所述太阳轮固定到所述静止构件以从而使所述单级行星齿轮式的行星齿轮组能够作为具有低于1的速比的增速变速器操作。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的控制设备，其中所述自动变速器布置在所述动力传动构件和所述驱动轮之间并串联连接到所述动力分配机构，且所述可切换式变速器机构具有由所述自动变速器的速比确定的速比。
17.根据权利要求16所述的控制设备，其中所述可切换式变速器机构具有由所述动力分配机构的速比和所述自动变速器的速比界定的总速比。
18.根据权利要求16或17所述的控制设备，其中所述自动变速器是根据所存储的换档边界线图换档的有级变速自动变速器。
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