车辆的驱动设备的制作方法

车辆的驱动设备的制作方法
【专利摘要】一种车辆驱动设备，包括变速器，变速器包括：变速器离合器，包括输入元件、输出元件和啮合元件；变速器驱动机构；离合器；离合器驱动机构；电机；离合器/马达扭矩增大部分，在车辆的马达驱动期间获得发动机启动请求的情况下，控制变速器离合器增大离合器扭矩以及使得电机的马达扭矩增大与离合器扭矩的增大对应的量；变速器驱动机构偏置部分，驱动变速器驱动机构在离合器扭矩达到发动机启动请求的情况下，在释放方向上偏置啮合的啮合元件；和发动机燃烧启动部分，在发动机的转速达到预定值的情况下，通过燃烧启动构件启动发动机的燃烧。
【专利说明】车辆的驱动设备

【技术领域】
[0001]本公开涉及一种车辆的驱动设备。

【背景技术】
[0002]JP2012-131497A(下文中将之称为参考文献I)公开了一种用于混合动力车的已知驱动设备，该驱动设备包括作为动力源(power source)的发动机和电机(motorgenerator)。在混合动力车中，在车辆的驱动过程中发动机被电机启动的情况下，设置在电机与发动机之间的离合器的啮合(engagement)通过两个阶段实现。具体地，在第一啮合阶段，用于增大离合器的啮合量的速度被提高直到获得发动机启动所需的啮合量。因此快速地完成发动机启动。在第二啮合阶段，用于增大离合器的啮合量的该速度被减小从而防止被传送到发动机的电机的驱动扭矩超出所需。因此，在电机启动发动机时，由驱动力的减少导致的混合动力车的减速感得以抑制。
[0003]然而，在前述的驱动设备中，在车辆的驱动过程中发动机被电机启动的情况下，离合器的啮合量逐渐地增大以获得离合器的啮合，以抑制混合动力车中的减速感。即，在车辆的驱动过程中发动机被电机启动(也就是点火)的情况下，施加到离合器的负荷可能会增加。
[0004]因此需要一种车辆的驱动设备，其使得在车辆的驱动过程中发动机被电机启动的情况下施加到离合器的负荷被抑制或最小化。


【发明内容】

[0005]根据本公开的一个方案，一种车辆驱动设备包括变速器，所述变速器包括输入发动机的驱动力的输入轴、将在所述变速器处被改变的所述发动机的驱动力输出至驱动车轮的输出轴以及变速器离合器(transmiss1n clutch)，所述变速器离合器包括连接至所述输入轴以旋转的输入元件、连接至所述输出轴以旋转的输出元件以及以可啮合和可脱开的方式与所述输入元件和输出元件连接的啮合元件，所述输入元件和输出元件选择性地相对于彼此被啮合和脱开；变速器驱动机构，驱动所述变速器的所述啮合元件；离合器，在所述发动机的输出轴与所述变速器的所述输入轴之间选择性地啮合和脱开以形成啮合(engagement)状态和脱开(disengagement)状态；离合器驱动机构，驱动所述离合器；电机，配置成将驱动力输出至所述变速器的所述输出轴；离合器/马达扭矩增大部分，控制变速器离合器被啮合以在通过所述电机的驱动力实现的车辆的马达(motor)驱动过程中获得用作启动所述发动机的发动机启动请求的情况下，增大所述离合器的离合器扭矩，并且将所述电机的马达扭矩增大与所述离合器扭矩的增大对应的量；变速器驱动机构偏置部分，在所述离合器扭矩达到用于启动所述发动机的发动机启动请求扭矩的情况下，驱动所述变速器驱动机构以在释放方向上偏置啮合的所述变速器离合器的所述啮合元件；以及发动机燃烧启动部分，在所述发动机的转速达到预定值的情况下，通过燃烧启动构件来启动所述发动机的燃烧。
[0006]因此，电机的马达扭矩通过输出元件、啮合元件和输入元件被传送至与发动机啮合的离合器，直到发动机的燃烧被启动。变速器离合器处于哨合状态。即，发动机被电机的驱动力旋转。发动机扭矩表现出负值。此时，在离合器扭矩达到启动发动机的发动机启动请求扭矩的情况下，变速器驱动机构偏置部分驱动变速器驱动机构在释放方向上偏置被啮合的变速器离合器的啮合元件。然后，在通过电机的驱动力和被启动的发动机的燃烧使得发动机的转速达到预定值的情况下，发动机扭矩从负值增大到正值。在发动机扭矩增大期间，从电机施加到变速器离合器的扭矩大于从离合器(发动机)施加到变速器离合器的扭矩的初始状态转变到从电机施加到变速器离合器的扭矩小于从离合器(发动机)施加到变速器离合器的扭矩的状态。在前述的状态改变期间，在从电机施加变速器离合器的扭矩变得基本上等于从离合器(发动机)施加到变速器离合器的扭矩的情况下，啮合元件被变速器驱动机构偏置部分在释放方向上移动，并且变速器离合器进入释放状态。
[0007]因此，在发动机的燃烧启动之后发动机扭矩的增大被用来释放变速器离合器。在变速器离合器释放之后，通过离合器被传送的发动机扭矩被禁止传送到驱动车辆，进一步地被禁止从电机传送。因此，在车辆的驱动期间发动机被电机启动的情况下，甚至在离合器的啮合状态，施加到离合器的发动机扭矩的负荷被抑制到很小。
[0008]输入元件和输出元件中的一个和啮合元件包括由爪形齿(dog teeth)形成的齿轮齿，在输入元件和输出元件中的一个和啮合元件彼此啮合的情况下，输入元件和输出元件中的一个的爪形齿和啮合元件的爪形齿彼此直接齿合(mesh)。
[0009]因此，甚至在包括所谓的爪形齿的变速器中，在车辆驱动的过程中发动机被电机启动的情况下，施加到离合器的负荷被抑制到很小。
[0010]车辆驱动设备还包括第一变速器离合器再啮合部分和第一离合器再啮合部分，其中在所述啮合元件被由发动机燃烧启动部分启动的所述发动机的燃烧释放之后，在所述发动机的所述转速达到目标转速的情况下，所述离合器驱动机构被驱动以使所述离合器进入所述脱开状态，以及在所述离合器扭矩小于预定值的情况下，所述第一变速器离合器再啮合部分驱动变速器驱动机构以在啮合方向上偏置啮合元件，所述第一离合器再啮合部分驱动所述离合器驱动机构以在所述变速器离合器被所述第一离合器再啮合部分啮合之后使所述离合器进入啮合状态。
[0011]因此，在变速器的输入轴的转速(也就是变速器离合器的输入元件)相对低的情况下，可旋转地连接到离合器的变速器离合器的输入元件的转速被发动机扭矩增大。之后转速逐渐被进入脱开状态的离合器减小。即，转速正减小的变速器离合器的输入元件与可旋转地连接到电机的输出元件之间的旋转差值可转变到预定值(例如，10rpm)。此时，啮合元件被第一变速器离合器再啮合部分在啮合方向上移动，使得变速器离合器进入啮合状态。之后离合器进入啮合状态。
[0012]因此，甚至在变速器的输入轴(也就是变速器离合器的输入元件)的转速相对低的情况下，变速器离合器被释放，并且在发动机启动之后离合器被首次脱开。之后，在变速器离合器被啮合之后，变速器再次进入啮合状态。因此在发动机启动之后施加到离合器和变速器离合器的负荷减小，以由此安全地使两个离合器都进入啮合状态。
[0013]驱动设备还包括第二变速器离合器再啮合部分和第二离合器再啮合部分，其中在所述啮合元件被由发动机燃烧启动部分启动的所述发动机的燃烧释放之后，所述离合器驱动机构被驱动以使离合器进入脱开状态，以及在离合器扭矩小于预定值和发动机的转速达到目标转速的情况下，离合器驱动机构被驱动使得处于脱开状态的离合器以预定的离合器扭矩进入啮合状态，然后进入脱开状态，之后所述第二变速器离合器再啮合部分驱动变速器驱动机构以在啮合方向上偏置啮合元件，所述第二离合器再啮合部分驱动所述离合器驱动机构以在所述变速器离合器被所述第二离合器再啮合部分啮合之后使所述离合器进入啮合状态。
[0014]因此，在变速器的输入轴(也就是变速器离合器的输入元件)的转速相对高的情况下，离合器首次进入脱开状态。之后，在发动机转速到达目标转速的情况下，处于脱开状态的离合器以预定的离合器扭矩进入啮合状态，然后再次进入脱开状态(所谓的双离合器)。变速器离合器的输入元件的转速增大，之后由于离合器的脱开而逐渐减小。即，转速正减小的变速器离合器的输入元件与可旋转地连接到电机的输出元件之间的旋转差值会达到预定值，例如，lOOrpm。此时，啮合元件被第二变速器离合器再啮合部分在啮合方向上移动，使得变速器离合器进入啮合状态。之后离合器进入啮合状态。
[0015]因此，甚至在变速器的输入轴(也就是变速器离合器的输入元件)的转速相对高的情况下，变速器离合器被释放，并且变速器在发动机被启动之后首次被脱开以执行双离合器。然后，在变速器离合器被啮合之后，离合器再次进入啮合状态。因此在发动机启动之后施加到离合器和变速器离合器的负荷减小，以由此安全地使两个离合器都进入啮合状态。
[0016]同步机构设置在所述输入元件、所述输出元件和所述啮合元件之间，所述同步机构被操作以相对于所述啮合元件啮合所述输入元件和所述输出元件中的一个，从而使所述输入兀件和所述输出兀件中的所述一个与所述哨合兀件哨合。
[0017]因此，甚至在包括所谓的同步机构的变速器中，在车辆的驱动期间发动机被电机启动的状态下，施加到离合器的负荷会被抑制到很小。
[0018]车辆的驱动设备还包括第三变速器离合器再啮合部分和第三离合器再啮合部分，其中在所述啮合元件被由发动机燃烧启动部分启动的所述发动机的燃烧释放之后，离合器驱动机构被驱动以使所述离合器进入脱开状态，以及在所述离合器扭矩小于预定值的情况下，所述第三变速器离合器再啮合部分驱动变速器驱动机构以在啮合方向上偏置啮合元件，所述第三离合器再啮合部分驱动所述离合器驱动机构，以在所述变速器离合器被所述第三离合器再啮合部分啮合之后使所述离合器进入啮合状态。
[0019]因此，甚至在包括所谓的同步机构的变速器中，离合器首次被脱开，并且之后啮合元件被第三变速器离合器再啮合部分在啮合方向上移动，从而同步机构使得变速器离合器进入啮合状态。之后，离合器进入啮合状态。因此，在变速器离合器被释放并且发动机被启动之后，离合器首次被脱开，然后变速器离合器被啮合。之后离合器被再次啮合。结果是，在发动机启动之后施加到离合器的负荷被抑制到很小，并且离合器和变速器离合器中的每个可以被安全地啮合。
[0020]离合器/马达扭矩增大部分控制所述离合器扭矩非线性地增大，使得所述离合器扭矩的变化率随时间经过而变大直到所述发动机转速开始被所述离合器扭矩的增大而增大的时间点，并且在所述发动机转速开始增大的时间点之后所述离合器的变化率随时间经过减小。
[0021]因此，离合器扭矩可以被抑制到整体很小，直到发动机转速开始增大的时间点。在离合器的啮合状态中，施加到离合器的负荷会因此而减小。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]通过以下参考附图的详细描述，本公开的前述和额外的特征将变得更加明显，其中:
[0023]图1是示出混合动力车的配置的示意图，在该混合动力车上安装有根据本公开的第一实施例的用于车辆的驱动设备；
[0024]图2是示出图1中示出的车辆驱动设备的示意配置的概略图；
[0025]图3A和图3B是由图1示出的混合电控单元(ECU)执行的控制程序的流程图；
[0026]图4是示出通过图3A和图3B中流程图获得的操作的时间图；
[0027]图5是说明图4示出的时间tl至时间t3的过程中的合适的离合器扭矩的示意图；
[0028]图6是由图1示出的混合电控单元(ECU)执行的另一控制程序的流程图；
[0029]图7是示出通过图6中流程图获得的操作的时间图；
[0030]图8是示出混合动力车的变速器离合器的配置的概略图，在该混合动力车上安装有根据本公开的第二实施例的车辆的驱动设备；
[0031]图9是混合动力车中控制程序的流程图，在该混合动力车上安装有根据第二实施例的车辆的驱动设备；
[0032]图10是出通过图9中流程图获得的操作的时间图。

【具体实施方式】
[0033]将参考附图来说明应用了根据第一实施例的用于车辆的驱动设备混合动力车。
[0034]如图1所示，混合动力车M是例如由混合系统驱动车轮(也就是左前轮Wfl和右前轮Wfr)的车辆。混合系统是一种动力系统(powertrain),该动力系统中结合使用两种动力源(也就是发动机11和电机20)。在本实施例中，发动机11和电机20中的至少一个驱动车轮。
[0035]混合动力车M包括发动机11、电机20、离合器30、离合器驱动机构13、变速器40、变速器驱动机构57、差动设备(differential apparatus) 12、用作驱动车轮的车轮Wfl和Wfr以及各种ECU，具体地，发动机E⑶61、变速器E⑶62、马达E⑶63、电池E⑶64、离合器E⑶65和混合E⑶66。车轮Wfl和Wfr由发动机11和电机20中的至少一个的驱动力驱动。
[0036]混合动力车M的驱动设备被配置成包括电机20、离合器30、离合器驱动机构13、变速器40、变速器驱动机构57和混合E⑶66 (或者变速器E⑶62、马达E⑶63和离合器E⑶65)。
[0037]安装在车辆M上的发动机11驱动驱动车轮Wfl和Wfr。发动机11由汽油发动机或柴油发动机构成，例如通过燃料的燃烧而被操作以产生驱动力。发动机11的驱动力被配置成从曲轴(crankshaft) IIa(输出轴)输出，通过离合器30、变速器40和差动设备12被传送到车轮Wfl和Wfr。发动机11包括点火设备Ilb (点火塞)，该点火设备Ilb (点火塞)用作用于启动发动机11燃烧的燃烧启动构件。
[0038]电机20可以通过差动设备12将驱动力输出到变速器40的输出轴42并且输出到车轮Wfl和Wfr。电机20由同步马达构成，例如IPM。具体地，如图2所示，电机20包括定子21 ;转子22，设置在定子21的径向内侧以相对于定子21可共轴旋转；以及马达转速传感器23。
[0039]定子21由多个线圈形成以形成旋转转子22的磁场。转子22由沿圆周方向设置的多个磁体形成。马达转速传感器23设置在定子21处以检测转子22 (也就是电机20)的转速。由马达转速传感器23检测到的电机20的转速被输出至马达E⑶63。电机20不限于驱动车轮的同步马达。在下文中，转速和转数的含义相同。
[0040]在车辆加速的情况下，电机20促进发动机11的输出以增大驱动力。另一方面，在车辆制动(brake)的情况下，电机20产生电力使得在车轮处产生再生(regenerative)制动力。
[0041]电机20的驱动力被传送至被一体设置在电机20的输出轴22a的端部的动力齿轮(motive gear) 24?在与输出轴22a平行设置的中间减速轴(intermediate decelerat1nshaft) 25处，设置与动力齿轮24齿合的从动齿轮25a和与差动设备12的环形齿轮12a齿合的第二驱动齿轮25b。电机20的驱动力以预定的减速比(reduct1n gear rat1)被传送至第二驱动齿轮25b。
[0042]如有需要，在转速差在差动设备12处被吸收之后，发动机11和电机20的输出被传送至环形齿轮12a以驱动车轴(axle shaft) 12b、12b和驱动车轮Wfl和Wfr。
[0043]如图1和图2所示，离合器30设置在发动机11与变速器40之间。在离合器30被脱开(也就是处于脱开状态)的状态下，离合器30阻挡发动机11与变速器40之间的动力传送。此外，在离合器30被啮合(也就是处于啮合状态)的状态下，离合器30允许发动机11与变速器40之间的动力传送。离合器30包括:可旋转地连接至发动机11的输出轴Ila的输入构件31 ;以及可旋转地连接至变速器40的输入轴41的输出构件32。输入构件31与输出构件32相对于彼此啮合或脱开，以使发动机11的输出轴Ila和变速器40的输入轴41相对于彼此啮合或脱开。在本实施例中，离合器30是多片湿式离合器并且是在常规状态中(即当未被控制时)用于传送动力的常闭离合器。
[0044]例如，离合驱动机构13被电动地操作或液压(hydraulically)操作，以电动地驱动或液压驱动离合器30。离合驱动机构13驱动离合器30被啮合或脱开。如图1所示，离合驱动机构13包括行程传感器13a。行程传感器13a检测用作离合器驱动机构13的操作量的离合器行程，以将检测结果输出至离合器E⑶65 (混合E⑶66)。
[0045]如图2所示,变速器40包括:输入发动机11的驱动力的输入轴41，以及将在变速器40处被改变的发动机11的驱动力输出到车轮Wfl和Wfr的输出轴42。输出轴42与输入轴41平行设置。第一驱动齿轮43a、反向驱动齿轮44a和第二驱动齿轮45a —体地设置在输入轴41处，并且第三驱动齿轮46a、第四驱动齿轮47a和第五驱动齿轮48a以上述顺序从面对离合器30的一侧可旋转地设置在输入轴41处。此外，第一从动齿轮43b和第二从动齿轮45b可旋转地设置在输出轴42处，并且第三从动齿轮46b、第四从动齿轮47b和第五从动齿轮48b以上述顺序从面对离合器30的一侧一体地设置在输出轴42处，以分别与设置在输入轴41处的前述齿轮持续齿合。驱动齿轮49 一体地设置在输出轴42的端部以面对离合器30。驱动齿轮49与差动设备12的环形齿轮12a齿合。
[0046]输入轴转速传感器41a设置在输入轴41的附近，用于检测输入轴41的转速。输出轴转速检测传感器42a设置输出轴42的附近以检测输出轴42的转速。转速传感器41a和42a的检测结果被传送至变速器E⑶62。
[0047]变速器40还包括与输入轴41平行的轴50。反向空转齿轮(reverse idle gear) 51可旋转地设置在轴50处。反向空转齿轮51在变速器40的轴向上可移动。在反向空转齿轮51设置在面对离合器30的位置的情况下，限制反向空转齿轮51与反向驱动齿轮44a的齿合。另一方面，在反向空转齿轮51设置在面对第二驱动齿轮45a的位置的情况下,反向空转齿轮51可与反向驱动齿轮44a的齿合。
[0048]第一变速器离合器52a、第二变速器离合器52b和第三变速器离合器52c设置在输入轴41与输出轴42之间，第一、第二和第三变速器离合器52a、52b和52c中的每一个用作齿轮齿合机构的不例。设置在第一从动齿轮43b与第二从动齿轮45b之间的第一变速器离合器52a包括离合器衬套(hub) 53a、套筒(sleeve) 54a、离合器环55al和离合器环55a2。例如，离合器衬套53a花键配合到输出轴42以与输出轴42 —体旋转。例如，套筒54a花键配合到离合器衬套53a以在离合器衬套53a的外周可轴向地滑动以及与离合器衬套53a可一体旋转。离合器环55al设置在第一从动齿轮43b的侧面处并且包括配置成与套筒54a的爪形齿啮合的爪形齿。离合器环55a2设置在第二从动齿轮45b的侧面处并且包括配置成与套筒54a的爪形齿啮合的爪形齿。
[0049]齿轮56被设置在处于外周的套筒54a的扩展区。在反向空转齿轮51与反向驱动齿轮44a齿合的状态下，齿轮56与反向空转齿轮51齿合以由此构建空挡(neutral)状态和反向驱动状态。
[0050]设置在第三驱动齿轮46a与第四驱动齿轮47a之间的第二变速器离合器52b包括离合器衬套53b、套筒54b、离合器环55bl和离合器环55b2。例如，离合器衬套53b花键配合到输入轴41以与输入轴41 一体旋转。例如，套筒54b花键配合到离合器衬套53b以在离合器衬套53b的外周可轴向地滑动以及与离合器衬套53b可一体旋转。离合器环55bl设置在第三驱动齿轮46a的侧面处并且包括配置成与套筒54b的爪形齿啮合的爪形齿。离合器环55b2设置在第四驱动齿轮47a的侧面处并且包括配置成与套筒54b的爪形齿啮合的爪形齿。
[0051]与第五驱动齿轮48a相邻设置的变速器离合器52c包括离合器衬套53c、套筒54c和离合器环55cl。例如，离合器衬套53c花键配合到输入轴41以与输入轴41 一体旋转。例如，套筒54c花键配合到离合器衬套53c以在离合器衬套53c的外周可轴向地滑动并且与离合器衬套53c可一体旋转。离合器环55cl设置在第五驱动齿轮48a的侧面处并且包括配置成与套筒54c的爪形齿啮合的爪形齿。
[0052]第一至第三变速器离合器52a、52b和52c的套筒54a、54b和54c被变速器驱动机构57驱动以在轴向上移动。变速器驱动机构57包括第一至第三变速器驱动机构57。在图2中仅示出第二变速器驱动机构(即驱动第二变速器离合器52b的第二变速器驱动机构57b)，省略对第一和第三变速器驱动机构的说明。在下文中，将解释第二变速器驱动机构57b的配置，而第一和第三变速器驱动机构中的每一个包括基本类似于第二变速器驱动机构57b的配置。
[0053]第二变速器驱动机构57b包括被电动操作或液压操作的驱动致动器(actuator) 57b1、叉轴(fork shaft) 57b2和设置在叉轴57b2的端部的叉轴57b3，以驱动套筒54b在轴向上往复。套筒54b被变速器驱动机构57b在与图2中的右-左方向对应的轴向上移动以进入啮合状态和空挡状态，其中在啮合状态中套筒54b的爪形齿与图2中左侧的离合器环55bl的爪形齿齿合或者与图2中右侧的离合器环55b2的爪形齿齿合以实现动力传送，在空挡状态中套筒54b的爪形齿被限制而不与离合器环55bl的爪形齿或离合器环55b2的爪形齿齿合。
[0054]叉轴57b3的端部与套筒54b的外周沟槽啮合。行程传感器57b4设置在叉轴57b2的附近以检测叉轴57b2的移动量(也就是套筒54b在轴向上的移动量)。行程传感器57b4连接至变速器E⑶62以将检测数据传送到变速器E⑶62。
[0055]第一变速器离合器52a由用作连接至输入轴41以旋转的输入元件的第一从动齿轮43b (或第二从动齿轮45b)、用作连接至输出轴42以旋转的输出元件的离合器衬套53a以及用作以可啮合和可脱开方式连接第一从动齿轮43b (或第二从动齿轮45b)和离合器衬套53a的啮合元件的套筒54a构成。第一从动齿轮43b (或第二从动齿轮45b)和离合器衬套53a相对于彼此选择性地啮合和脱开。
[0056]此外，第二变速器离合器52b由用作连接至输入轴41以旋转的输入元件的离合器衬套53b、用作与连接至输出轴42以旋转的输出元件的第三驱动齿轮46a (或第四驱动齿轮47b)以及用作以可啮合和可脱开方式连接离合器衬套53b和第三驱动齿轮46a(或第四驱动齿轮47b)的啮合元件的套筒54b构成。离合器衬套53b和第三驱动齿轮46a(或第四驱动齿轮47b)相对于彼此选择性地啮合和脱开。
[0057]进一步地，第三变速器离合器52c由用作连接至输入轴41以旋转的输入元件的离合器衬套53c、用作连接至输出轴42以旋转的输出元件的第五驱动齿轮48a以及用作以可啮合和可脱开方式连接离合器衬套53c和第五驱动齿轮48a的啮合元件的套筒54c构成。离合器衬套53c和第五驱动齿轮48a相对于彼此选择性地啮合和脱开。
[0058]在混合动力车M中，发动机11与发动机E⑶61电连接并且变速器驱动机构57与变速器E⑶62电连接。电机20通过连接到电池16的逆变器(inverter) 15而电连接到马达E⑶63。电池16电连接到电池E⑶64。离合器驱动机构13电连接到离合器E⑶65。例如，发动机E⑶61、变速器E⑶62、马达E⑶63、电池E⑶64和离合器E⑶65被连接以通过控制器局域网(CAN)可互相通信，例如，还可以被连接以通过CAN可与混合E⑶66通信。
[0059]发动机E⑶61是控制发动机11的电控制单元(ECT)。发动机E⑶61通过设置在发动机11处的转速传感器输入发动机11的转速。发动机转速传感器检测发动机11的输出轴Ila的转速，也就是发动机转速。
[0060]变速器E⑶62是控制变速器40的电控制单元。变速器E⑶62将控制命令传送至变速器驱动机构57以建立齿轮位置。马达E⑶63是通过逆变器15控制电机20的电控制单元，使得获得前述的驱动状态。逆变器15与用作DC电源的电池16电连接。逆变器15将从电机20输入的AC电压转换成提供给电池16的DC电压,或者相反,将从电池16输出的DC电压转换成输出至电机20的AC电压。
[0061]电池E⑶64是监控电池16的状态的电控制单元。从设置在电池16处的电池状态检测传感器16a的检测结果可得到电池16的充电状态(SOC)。离合器ECU65是控制离合器30的电控制单元。离合器E⑶65将控制命令传送至构成离合器驱动机构13的电磁开关阀和电动泵中的每一个以控制离合器30被啮合或被脱开。
[0062]混合E⑶66是全面地控制前述E⑶61至E⑶65的电控制单元。例如，混合E⑶66控制发动机11、电机20、离合器30等，使得在车辆启动的情况下发动机11被电机20启动，使得在车辆加速的情况下发动机11的驱动力被电机20的驱动力促进，并且使得在车辆以高速被驱动的情况下车辆仅被发动机11的驱动力驱动而没有电机20的促进。此外，混合E⑶66控制使得车辆仅被电机20的驱动力驱动。进一步地，在车辆减速的情况下(也就是车辆制动时)混合E⑶66控制电机20以产生电力使得在车轮处产生再生制动力。
[0063]加速器传感器17a电连接至混合E⑶66以检测加速器踏板17的开度。加速器传感器17a设置在如图1中所示的混合动力车设置的加速器踏板17处。加速器传感器17a的检测结果被传送至混合E⑶66。E⑶61至E⑶66中的每一个包括执行计算过程的CPU部分、存储程序的存储部分、以及例如交换信息的输入/输出部分。
[0064]接下来，将参考图3A和图3B中示出的流程图和图4中示出的时间图解释混合动力车M中的操作。此时，混合动力车M处于电动车辆(EV;electric vehicle)驱动状态，该状态中混合动力车M仅被电机20的驱动力驱动而发动机11不被启动。混合动力车M从停止状态启动EV驱动。在EV驱动启动时，变速器40处于第一齿轮位置，也就是第一变速器离合器52a的套筒54a与第一从动齿轮43b的离合器环55al齿合。
[0065]EV驱动期间，在步骤S102中(在下文中将省略“步骤”)混合E⑶66重复确定“否”直到获得发动机11的启动请求(发动机启动请求)。在EV驱动期间获得发动机11的启动请求的情况下(在图4中的时间tl处)，控制程序进行到S104。在S104中，混合E⑶66控制离合器驱动机构13以从零增大离合器行程，使得处于脱开状态的离合器30逐渐进入啮合状态。结果是，离合器扭矩逐渐增大到发动机启动请求扭矩。S104用作离合器/马达扭矩增大部分。进一步地，在S104中，混合E⑶66控制电机20使得电机的扭矩(也就是下文中称之为MG扭矩的马达扭矩)还从与驾驶者请求扭矩对应的值增大到与前述离合器扭矩的增大相符合的值。
[0066]因此，MG扭矩用作离合器扭矩和驱动扭矩。甚至在离合器扭矩增大的情况下，MG扭矩根据离合器扭矩的增大而增大。因此，防止驱动扭矩的减小，以通过驾驶者需要的扭矩(驾驶者请求扭矩)而实现混合动力车M的驱动。依据由加速器传感器17a检测的加速器踏板17的开度和变速器40的齿轮位置来确定驾驶者请求扭矩。
[0067]为了获得离合器30处所需的离合器扭矩，混合ECU66基于表示离合器行程与离合器扭矩之间关系的映射(map)来控制离合器驱动机构13，以由此获得与前述所需的离合器扭矩对应的离合器行程。映射指定使得在离合器行程是零的状态下离合器扭矩是零，以及离合器扭矩根据离合器行程的增大而增大。
[0068]混合ECU66控制离合器扭矩非线性地增大使得离合器扭矩的变化率随时间的经过而变大，直到发动机转速由于离合器扭矩的增大而开始增大(也就是从时间tl至时间t2)，并且在发动机转速开始增大的时间点之后，离合器扭矩的变化率随时间的经过而减小(也就是从时间t2至时间t3)。
[0069]离合器扭矩的前述非线性增大的具体示例是如图5中所示的以二阶滞后的增大。根据以二阶滞后增大的离合器扭矩，与线性增大的离合器扭矩相比，离合器扭矩从时间tl至时间t2整体很小并且从时间t2至时间t3整体很大。
[0070]施加到离合器30的能量由[旋转差值]X2X /60X [离合器扭矩]的总值表示。旋转差值是输出构件32的转数(转速)与输入构件31的转数(转速)之间的差值。输出构件32的转数(转速)与TM输入旋转(TM输入转速)对应，也就是变速器40的输入轴41的转数(转速)。输入构件31的转数(转速)与发动机旋转(发动机速度)对应，也就是发动机11的输出轴Ila的转数(转速)。
[0071]从时间tl至时间t2，发动机的转数是零并且输入轴41的转数是固定的。旋转差值因此也是固定的。由以二次滞后增大的离合器扭矩施加到离合器30的能量小于由以线性增大的离合器扭矩施加的能量。另一方面，从时间t2至时间t3，发动机旋转从零增大并且最终与输入轴41的旋转匹配。此时，发动机旋转以与离合器扭矩相同的方式以二次滞后增大。因此，旋转差值小于发动机旋转线性增大的情况。因此，由以二次滞后增大的离合器扭矩施加到离合器30的能量小于由以线性增大的离合器扭矩施加的能量。
[0072]因此，旋转差值是固定的，直到发动机旋转(发动机速度)的增大被启动(也就是时间tl至时间t2)。此外，离合器扭矩会被抑制为与以线性增大的离合器扭矩相比整体很小。因此，与离合器以线性增大的情况相比，施加到离合器30的能量会被抑制到整体很小。在离合器30的啮合状态中，施加到离合器30的负荷会降低。
[0073]在离合器行程逐渐增大使得离合器扭矩逐渐增大的情况下，处于完全脱开状态的离合器30的输入构件31与输出构件32则彼此接触。此时，只要静态摩擦力大于由离合器扭矩旋转发动机11的力，发动机11被禁止旋转。在由离合器扭矩旋转发动机11的力大于静态摩擦力的情况下，发动机11开始旋转，在发动机11的转数(也就是速度)变得大于零(在时间t2处)的情况下，在S106中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S108。
[0074]在S108中，在由离合器扭矩的增大启动发动机的旋转(转速)的增大之后，也就是在时间t2之后，混合ECU66控制离合器扭矩以离合器的扭矩的变化率随时间经过而减小的方式非线性地增大。S108用作离合器/马达扭矩增大部分。在时间t2至时间t3期间，发动机旋转从零增大并最后与输入轴41的旋转匹配。此时，以与离合器扭矩相同的方式，发动机旋转以二次滞后增大。旋转差值因此小于发动机旋转线性地增大的情况。
[0075]因此，从时间t2至时间t3，与离合器扭矩线性地增大的情况相比，施加到离合器30的能量较小。然而，取决于确定离合器扭矩的非线性增长的方式，在离合器扭矩线性增大的情况下施加到离合器30的能量较小。在这种情况下，线性地增大离合器扭矩是被期望的。
[0076]在离合器扭矩进一步增大到达到用作启动发动机11的扭矩的发动机启动请求扭矩的情况下(在时间t3处)，混合E⑶66在步骤SllO中确定“是”并且程序进行到S112。在用作变速器驱动机构偏置部分(transmiss1n drive mechanism biasing port1n)的S112中，混合ECU66启动离合器扭矩控制，以保持在发动机启动请求扭矩处。同时，齿轮位置开始被变速器驱动机构57从目前的齿轮位置换挡(shift)到空挡位置。具体地，混合ECU66对驱动第一变速器离合器52a的第一变速器驱动机构进行驱动(也就是启动向第一变速器离合器52a的驱动致动器供电)，以在套筒54a和离合器环55al之间的齿合被释放的方向(在齿合释放方向或释放方向)上(也就是朝向第二从动齿轮45b的方向)将力施加到与第一从动齿轮43b的离合器环55al齿合的第一变速器离合器52a的套筒54a。甚至在前述齿合释放方向上施加力的情况下，发动机11被MG扭矩旋转，并且第一从动齿轮43b的离合器环55al与套筒54a彼此齿合。套筒54a被禁止在齿合释放方向上移动。混合ECU66还启动MG扭矩控制，以保持在固定值。
[0077]在发动机11的转数(转速)达到预定值Xlrpm的情况下(在时间t4处)，在S114中混合ECU66确定“是”，然后发送命令以在用作发动机燃烧启动部分的S116中点火(ignite)发动机11。前述的预定值Xl被期望指定为与发动机11的空转数相对应。在发动机11是汽油发动机的情况下，混合ECU66控制点火设备Ilb点火，之后发动机11的燃烧被启动(也就是发动机11被启动)。在S118中混合E⑶66完成发动机11的点火。
[0078]因为发动机11燃烧的启动，发动机11自身旋转使得发动机扭矩增大并且从负值变到正值。在发动机扭矩增大期间，从电机20施加到第一变速器离合器52a的扭矩大于从离合器30 (发动机11)施加到第一变速器离合器52a的扭矩的初始状态转变至从电机20施加到第一变速器离合器52a的扭矩小于从离合器30 (发动机11)施加到第一变速器离合器52a的扭矩的状态。在前述的状态改变过程中，从电机20施加到第一变速器离合器52a的扭矩变得基本上等于从离合器30 (发动机11)施加到第一变速器离合器52a的扭矩。此时，第一从动齿轮43b的离合器环55al与套筒54a之间的齿合被释放，并且套筒54a (啮合元件)被变速器驱动机构(其在齿合释放方向上驱动以偏置第一变速器离合器52a)在齿合释放方向上移动。结果是，第一变速器离合器52a被带动到释放状态。
[0079]在齿轮从目前位置换挡到空挡位置完成之后(在时间t5处)，在S120中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S122。在由驱动第一变速器离合器52a的第一变速器驱动机构的行程传感器检测的行程被定位在N(空挡位置)的情况下，在S120中混合E⑶66确定完成了齿轮换挡到空挡位置。当混合ECU66确定完成齿轮从目前齿轮位置到空挡位置的换挡时，混合E⑶66停止向在步骤112中启动的第一变速器离合器52a的驱动致动器的能量供给。
[0080]在时间t5至时间t6期间，在发动机11的燃烧被启动的情况下，发动机11的转数快速地增大以通过发动机11产生激增扭矩(explos1n torque)。尽管如此，因为第一变速器离合器52a是处于释放状态，因此激增扭矩被禁止由第一变速器离合器52a传送到驱动车轮(也就是传送到差动设备12)。
[0081]此外，混合器E⑶66将MG扭矩减小到驾驶者请求扭矩。因此，甚至在发动机11和车轮Wfl和Wfr彼此分离的情况下，驾驶者请求扭矩也可被从电机20施加到车轮Wfl和Wfr,这避免驾驶者有不舒服的感受。进一步地，当混合E⑶66将离合器30保持在啮合状态时，混合ECU66将离合器扭矩保持在发动机启动请求扭矩。
[0082]在S122中，混合E⑶66确定在发动机11的转数达到预定值Xlrpm的时间点(也就是时间t4处)，由输入轴转速传感器41a检测的变速器40(TM输入旋转)的输入轴41的转数是否等于或小于阈值I rpm。此时,取代发动机11的旋转达到预定值Xlrpm的时间点可以在离合器扭矩达到发动机启动请求扭矩的时间点(也就是时间t3处)做出前述确定。阈值I被期望指定为通过将预定值增加到空转数而获得的值。
[0083]在变速器40的输入轴41的转数(TM输入旋转)等于或小于阈值I rpm的情况下，在S122中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S124以及下面的步骤，以执行IN轴旋转低控制(IN shaft rotat1n low control)。IN轴旋转低控制是在变速器40的输入轴41的转数相对小于发动机11的空转数的情况下，使得被释放(被脱开)的第一变速器离合器52a进入被啮合状态以及使得离合器30进入全啮合状态的控制。
[0084]另一方面，在变速器40的输入轴41的转数(TM输入旋转)大于阈值Irpm的情况下，在S122中混合E⑶66确定“否”并且程序进行到S200以执行IN轴旋转高控制。IN轴旋转高控制是在变速器40的输入轴41的转数相对大于发动机11的空转数的情况下，使得被释放(被脱开)的第一变速器离合器52a进入被啮合状态以及使得离合器30进入全啮合状态的控制。
[0085]接下来，将解释IN轴旋转低控制的细节。在S124中，混合E⑶66启动发动机转数(发动机速度)控制，在该控制中执行关于发动机11的转数的反馈控制。在发动机11的转数与发动机11的目标转数匹配的情况下(在时间t6处)，在步骤S126中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S128。
[0086]在S128中，混合E⑶66将命令传送至离合器驱动机构13使得离合器30进入脱离状态。离合器驱动机构13驱动离合器扭矩以变到零(也就是离合器行程变到零)。在离合器扭矩变到零(也就是离合器行程变到零)的情况下(在时间t7处)，也就是离合器扭矩小于预定值，在S130中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S132。
[0087]混合E⑶66在S132 (用作第一变速器离合器再啮合部分)中通过变速器驱动机构57启动齿轮位置的建立。具体地，混合E⑶66对驱动第一变速器离合器52a(也就是启动向第一变速器离合器52a的驱动致动器提供能量)的第一变速器驱动机构进行驱动，以对在空挡位置的第一变速器离合器52a的套筒54a施加力，在该空挡位置中，在套筒54a与第一从动齿轮43b齿合的方向上(朝向第一从动齿轮43b,也就是在齿合方向或卩齿合方向上)第一变速器离合器52a未与第一从动齿轮43b的离合器环55al或第二从动齿轮45b的离合器环55a2齿合。
[0088]当完成齿轮位置的建立时(在时间t8处)，在S134中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S136。在由驱动第一变速器离合器52a的变速器驱动机构的行程传感器检测到的行程达到与齿合位置对应的值SI (爪形位置(dog posit1n))的情况下,在S134中混合E⑶66确定齿轮位置的建立已完成。一旦混合E⑶66确定齿轮位置的建立已完成，混合E⑶66则停止向在S132中被启动的第一变速器离合器52a的驱动致动器提供能量。
[0089]在用作第一离合器再卩齿合部分的S136中，混合E⑶66执行用于使得离合器30进入全啮合状态的离合器啮合过程。离合器啮合过程是用于使得离合器30从脱开状态进入全啮合状态的过程。离合器30被离合驱动机构13控制使得离合器行程达到全啮合点。
[0090]在S138中混合E⑶66确定“否”以重复离合器啮合过程，直到离合器扭矩达到全哨合扭矩。一旦离合器扭矩达到全哨合扭矩(在时间t9处)，混合E⑶66终止离合器B齿合过程并且当前流程图的过程结束。在S138中，基于行程传感器13a检测到的离合器行程是否达到或超过全啮合点来确定离合器扭矩是否到达全啮合扭矩。
[0091]根据前述的实施例，混合ECU66包括:用作离合器/马达扭矩增大部分的步骤S104和S108，用于在仅由电机20的驱动力实现的车辆的电动驱动(EV驱动)过程中，获得发动机启动请求(用作启动发动机11的请求)的情况下(在时间tl处)，控制变速器离合器52a被哨合以增大离合器30的离合器扭矩,并且将电机20的马达扭矩增大与离合器扭矩的增大对应的量；用作变速器驱动机构偏置部分的步骤S112，用于在离合器扭矩达到用于启动发动机11的发动机启动请求扭矩的情况下(在时间t3处，SllO中的“是”)，驱动变速器驱动机构57以在释放方向上偏置被哨合的变速器离合器52a的哨合兀件(也就是套筒54a);以及，用作发动机燃烧启动部分的步骤S116，用于在发动机11的转速(转数)达到预定值Xl的情况下(在时间t4处，S114中的“是”)，通过点火设备Ilb(燃烧启动构件)来启动发动机11的燃烧。
[0092]因此，电机20的马达扭矩通过离合器衬套53a (输出元件)、套筒54a (啮合元件)以及第一从动齿轮43b (输入兀件)被传送至与发动机11哨合的离合器30,直到发动机11的燃烧被启动。第一变速器离合器52a处于哨合状态。即，发动机11被电机20的驱动力旋转。发动机扭矩表现出负值。此时，在离合器扭矩达到用于启动发动机11的发动机启动请求扭矩的情况下(在时间t3处)，用作变速器驱动机构偏置部分的混合ECU66通过变速器驱动机构57的驱动将处于哨合状态的第一变速器离合器52a的套筒54a偏置，以在释放方向上操作。然后，在发动机11的转速由电机20的驱动力和发动机的燃烧启动而达到预定值Xl的情况下，发动机扭矩从负值增大到正值。在发动机扭矩增大期间，从电机20施加到第一变速器离合器52a的扭矩大于从离合器30 (发动机11)施加到第一变速器离合器52a的扭矩的初始状态转变到从电机20施加到第一变速器离合器52a的扭矩小于从离合器30 (发动机11)施加到第一变速器离合器52a的扭矩的状态。在前述的状态改变期间，在从电机20施加到第一变速器离合器52a的扭矩变得基本上等于从离合器30 (发动机11)施加到第一变速器离合器52a的扭矩的情况下，套筒54a (啮合元件)通过混合E⑶66 (变速器驱动机构偏置部分)在释放方向上移动，并且第一变速器离合器52a进入释放状态(脱开状态)。
[0093]因此，在发动机11的燃烧启动之后的发动机扭矩的增大用于释放第一变速器离合52a。在第一变速器离合器52a被释放之后,通过离合器30被传送的发动机扭矩可被禁止传送到驱动车轮Wfl和Wfr，并且进一步被禁止从电机20传送。因此，在EV驱动期间，甚至在离合器30的啮合状态中，发动机11被电机20启动，施加到离合器30的发动机扭矩的负荷可被抑制到很小。
[0094]在前述的实施例中，输入元件(例如，第一从动齿轮43b)或输出元件(例如，离合器衬套53a)的齿轮齿以及啮合元件(例如，套筒54a)的齿轮齿由爪形齿形成(也就是所谓的爪形离合器)。在输入元件或输入元件与啮合元件啮合的情况下，爪形齿彼此齿合而没有同步机构。因此，甚至在包括所谓的爪形离合器的变速器中，在EV驱动期间发动机11被电机20启动的情况下，施加到离合器30的负荷可被抑制到很小。
[0095]此外，在前述的车辆的驱动设备中，混合E⑶66进一步包括用作第一变速器离合器再啮合部分的步骤S132和用作第一离合器再啮合部分的步骤S136。在啮合元件(例如，套筒54a)被在SI 16 (发动机燃烧启动部分)中启动的发动机11的燃烧释放之后，也就是变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)被释放之后，并且在发动机速度(发动机旋转)达到目标转速(基本上与目标IN轴旋转类似的目标发动机旋转)的情况下，离合器驱动机构13被驱动以使得离合器30进入脱开状态(脱开离合器30)。在离合器扭矩小于预定值(例如，ONm)的情况下(在时间t7处，S130中的“是”)，用作第一变速器离合器再啮合部分的步骤S132驱动变速器驱动机构57以在啮合方向上偏置啮合元件(例如，套筒54a)。在变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)被用作第一变速器离合器再啮合部分的步骤S132啮合之后(在时间t8处)，用作第一离合器再啮合部分的步骤S136驱动离合器驱动机构13以使得离合器30进入啮合状态(全啮合状态)。
[0096]因此，在变速器40 (也就是变速器离合器，例如，第一变速器离合器52a)的输入轴41的输入元件(例如，第一从动齿轮43b)的转速相对低的情况下，可旋转地连接到离合器30的变速器离合器的输入元件的转速被发动机扭矩增大。之后，转速逐渐地被进入脱开状态的离合器30减小。也就是，其转速正在减小的变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)的输入元件(例如，第一从动齿轮43b)与可旋转地连接到电机20的输出元件(例如，离合器衬套53a)之间的旋转差值可以变到预定值(例如，10rpm)。此时，啮合元件(例如，套筒54a)被S132在啮合方向上移动使得变速器离合器进入啮合状态。之后，离合器30进入哨合状态。在第一变速器离合器52a中哨合侧与被哨合侧之间的旋转差值完全是零(相位同步)的情况下，第一变速器离合器52a中啮合侧(例如，套筒54a)和被啮合侧(例如，第一从动齿轮43b)被禁止彼此啮合。因此，前述的预定值可以被期望指定使得可以以旋转差值的某种程度进行啮合。预定值取决于设计的强度。
[0097]因此，甚至在变速器40 (也就是变速器离合器，例如，第一变速器离合器52a)的输入轴41的输入元件(例如，第一从动齿轮43b)的转速相对低的情况下，变速器离合器被释放，并且在发动机11被启动之后离合器30被首次脱开。然后，在变速器离合器被啮合之后，离合器30再次进入啮合状态。因此，施加到离合器30和变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)的负荷在发动机启动之后被减小，以由此安全地使得两个离合器都进入啮合状态。
[0098]在前述的实施例中，在用作离合器/电动扭矩增大部分的S104和S108中，离合器扭矩被控制非线性地增大使得离合器扭矩的变化率随时间经过而变大，直到由离合器扭矩的增大而发动机速度开始增大的时间点(也就是直到时间t2)，并且在发动机速度开始增大的时间点之后(也就是在时间t2之后)，离合器扭矩的变化率随时间经过减小。施加到离合器30的能量由[旋转差值]X2X π/60Χ [离合器扭矩]的总值表示。旋转差值是输出构件32 (也就是在电机20处的轴)与离合器30的输入构件31 (也就是发动机11处的轴)之间的旋转(转速)差值。
[0099]因此，旋转差值是固定的，直到发动机速度的增大被启动的时间点(时间t2)。与线性地增大的离合器扭矩相比，以二次滞后增大的离合器扭矩被抑制到整体很小。因此，与离合器扭矩线性地增大的情况相比，施加到离合器30的能量会被抑制到很小。在离合器30的啮合状态中，施加到离合器30的负荷会减小。
[0100]将参考图6和图7解释IN轴旋转高控制。在S202中，混合E⑶66发送命令，以与前述S128相同的方式脱开离合器30。离合器驱动机构13驱动离合器30使得离合器扭矩变到零(也就是离合器行程变到零)。然后，在离合器扭矩变到零(也就是离合器行程变到零)的情况下(在图7中的时间tl6处)，也就是离合器扭矩小于预定值，在S204中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S206。在S204中的操作与在S130中的操作类似。
[0101]在S206中，混合E⑶66启动发动机转数(发动机速度)控制，其中以与S124相同的方式执行关于发动机11的转数的反馈控制。在发动机11的转数与发动机11的目标转数匹配的情况下(在时间tl7处)，在S208中混合E⑶66确定“是”(以与S126相同的方式)并且程序进行到S210。
[0102]在S210中，混合E⑶U66启动离合器滑动过程(与双离合器对应)。双离合器是通过脱开离合器30两次而实现齿轮换挡的操作。在本实施例中，在时间tl6至时间tl7期间进行离合器30的首次脱开，在时间tl9至时间t21期间进行离合器30的第二次脱开。
[0103]混合ECU66驱动离合器驱动机构13以将处于脱开状态的离合器30的离合器扭矩增大到预定的离合器扭矩Tca (也就是离合器行程达到与预定离合器扭矩Tca对应的行程，在时间tl8处)，以及将离合器扭矩减小到零(也就是离合器行程减小到零，在时间tl9处)。预定的离合器扭矩Tca被期望指定为一定值，使得其旋转正在增大(比之前大)的发动机11的扭矩通过处于部分啮合状态的离合器30而导致输入轴41的旋转，并且进一步地使第一从动齿轮43b短期增大到预定转数。根据前述的离合器滑动过程，通过离合器30被传送的发动机11的扭矩增大输入轴41的转数。
[0104]当离合器滑动过程完成时(时间tl9)，混合E⑶66以与S132相同的方式在S212中通过变速器驱动机构57来启动齿轮位置的建立。具体地，在用作第二变速器离合器再啮合部分的S212中，混合ECU66对驱动第一变速器离合器52a(也就是启动将能量提供至第一变速器离合器52a的驱动致动器)的第一变速器驱动机构进行驱动，以对第一变速器离合器52a的套筒54a施加力，其中在套筒54a与第一从动齿轮43b齿合的方向上(朝向第一从动齿轮43b,也就是在齿合方向或哨合方向上)第一变速器离合器52a未与第一从动齿轮43b的离合器环55al或第二从动齿轮45b (也就是在空挡位置的套筒54a)的离合器环55a2齿合。
[0105]与输入轴41连接以旋转的第一从动齿轮43b的离合器环55al的转数、被前述离合器滑动过程增大的输入轴41的转数以及与输出轴42 (输出轴42被电机20旋转)连接以旋转的离合器衬套53a的转数可彼此相等。此时，因为套筒54a朝向第一从动齿轮43b被偏置，套筒54a移动至第一从动齿轮43b而没有阻力，以与第一从动齿轮43b齿合。
[0106]当齿轮位置的建立完成时(时间t20)，混合E⑶66在S214中确定“是”并且程序进行到S216。在由驱动第一变速器离合器52a的变速器驱动机构的行程传感器检测的行程达到与齿合位置对应的值SI的情况下，在S214中混合E⑶66确定齿轮位置的建立完成。
[0107]混合E⑶66以与S136相同的方式在用作第二离合器再啮合部分的S216中执行离合器啮合过程，使离合器30进入完全啮合状态。在离合器扭矩达到完全啮合扭矩的情况下(在t22处)，在S218中混合E⑶66确定“是”以终止离合器啮合过程。当前流程图的过程结束。S218中的操作与S138中的操作类似。
[0108]在前述的车辆的驱动设备中，混合ECU66进一步包括用作第二变速器离合器再啮合部分的步骤S212和用作第二离合器再啮合部分的步骤S216。在啮合元件(例如，套筒54a)被在S116(发动机燃烧启动部分)中启动的发动机11的燃烧释放之后，也就是变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)被释放之后，离合器驱动机构13被驱动以使得离合器30进入脱开状态(脱开离合器30)。在离合器扭矩小于预定值(例如，ONm)并且发动机转速达到目标转速(也就是目标发动机旋转)的情况下(在时间tl7处)，离合器驱动机构13被驱动，以按照预定的离合器扭矩(Tca)使处于脱开状态的离合器30进入啮合状态，然后再次进入脱开状态(从时间tl7至时间tl9)。之后用作第二变速器离合器再啮合部分的步骤S212驱动变速器驱动机构57以在啮合方向上偏置啮合元件(例如，套筒54a)。在变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)被用作第二变速器离合器再啮合部分的步骤S212(在时间t20处)啮合之后，用作第二离合器再啮合部分的步骤S216驱动离合器驱动机构13以使得离合器30进入啮合状态。
[0109]因此，在变速器40 (也就是变速器离合器的输入元件，例如，第一变速器离合器52a)的输入轴41的输入元件(例如，第一从动齿轮43b)的转速相对高的情况下，离合器30首次进入脱开状态。之后，在发动机速度达到目标转速(目标速度)的情况下，预定的离合器扭矩Tca使得处于脱开状态的离合器30进入啮合状态，然后再次进入脱开状态(所谓的双离合器)。变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)的输入兀件(例如，第一从动齿轮43b)的转速增大，然后逐渐被离合器30的脱开所减小。即，转速正减小的变速器离合器的输入元件(例如，第一从动齿轮43b)与可旋转地连接到电机20的输出元件(例如，离合器衬套53a)之间的旋转差值可以达到预定值，例如，lOOrpm。此时，在S214中，啮合元件(例如，套筒54a)在啮合方向上移动以使变速器离合器被啮合。之后，离合器30进入啮合状态。
[0110]因此，在变速器40 (也就是变速器离合器的输入元件，例如，第一变速器离合器52a)的输入轴41的输入元件(例如，第一从动齿轮43b)的转速相对高的情况下，变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)被释放，并且在发动机11被启动之后离合器30被首次脱开以执行双离合器。然后，在变速器离合器被啮合之后，离合器30再次进入啮合状态。因此在发动机启动之后施加到离合器30和变速器离合器(例如，第一变速器离合器52a)的负荷被减小，以由此安全地使两个离合器都进入啮合状态。
[0111]将参考图8、图9和图10解释第二实施例。在第一实施例中，变速器离合器由所谓的爪形离合器构成。在第二实施例中，变速器离合器被构成为包括同步机构。
[0112]如图8所示，同步机构154al设置在输入元件(例如，第一从动齿轮43b)、输出元件(例如，离合器衬套153a)以及啮合元件(例如，套筒154a)之间。在输入元件或输出元件与啮合元件彼此啮合的情况下，同步机构被操作以使得输入元件或输出元件与啮合元件彼此啮合。
[0113]同步机构154al (当其是固定负荷型时)是同步衬套。在同步衬套直接与输入元件接触并且输入元件和输出元件的旋转彼此同步的情况下，输入元件或输出元件与啮合元件彼此啮合。
[0114]将参考图9和图10解释通过与同步机构相关的变速器离合器执行的控制。在图3A和图3B的流程图中当齿轮换挡到空挡位置完成时(在时间t5处)，在S120中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S302。在S302中，混合E⑶66将命令发送至离合器驱动机构13，使得离合器30以与S128类似的方式进入脱开状态。离合器驱动机构13驱动离合器扭矩变到零(也就是离合器行程变到零)。在离合器扭矩变到零(也就是离合器行程变到零)的情况下(在图10中的时间t26处)，在S304中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S306。S304中的操作与S130中的操作类似。
[0115]在S306中，混合E⑶66启动发动机转数(发动机速度)控制，该控制中以与S124相同的方式执行关于发动机11的转数的反馈控制。进一步地，在用作第三变速器离合器再啮合部分的S308中，混合E⑶66以与S132相同的方式通过变速器驱动机构57启动齿轮位置的建立。
[0116]在啮合元件(例如，套筒154a)被变速器驱动机构57朝输入元件(例如，第一从动兀件43b)移动的情况下，同步机构154al也在同一方向上移动。同步机构154al与输入元件接触使得输入元件和输出元件(例如，离合器衬套153a)互相同步旋转。进一步地，啮合元件和输入元件开始互相齿合。
[0117]当齿轮位置的建立完成时(在时间t27处)，在S310中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S312。在S310和S312中，执行与S134和S126中的操作类似的操作。
[0118]在发动机11的旋转(发动机速度)与目标发动机旋转(目标转速)匹配的情况下(在时间t28处)，在S312中混合E⑶66确定“是”并且程序进行到S314。在用作第三离合器再哨合部分的S314中，混合ECU66以与S136相同的方式执行离合器哨合过程以使离合器30进入全啮合状态(在时间t28处)。在离合器扭矩达到全啮合扭矩的情况下(在时间t29处)，在S316中混合E⑶66确定“是”并且终止离合器啮合过程。根据当前流程图的过程结束。在S316中的操作与在S138中的操作类似。
[0119]在第二实施例中，在车辆的驱动设备中，同步机构154al(同步套筒)设置在输入元件(例如，第一从动齿轮43b)、输出元件(例如，离合器衬套153a)以及啮合元件(例如，套筒154a)之间。在输入元件或输出元件与啮合元件彼此啮合的情况下，同步机构被操作以使得输入元件或输出元件与啮合元件彼此啮合。因此，甚至在包括所谓的同步机构的变速器40中，EV驱动期间在发动机11被电机20启动的情况下，施加到离合器30的负荷被抑制到很小。
[0120]此外，在第二实施例的车辆的驱动设备中，混合E⑶66进一步包括用作第三变速器离合器再啮合部分的步骤S308和用作第三离合器再啮合部分的步骤S314。在啮合元件(例如，套筒154a)被在S116(发动机燃烧启动部分)中启动的发动机11的燃烧释放之后，也就是在变速器离合器(例如，第一变速器离合器152a)被释放之后，离合器驱动机构13被驱动以使得离合器30进入脱开状态(脱开离合器30)。在离合器扭矩小于预定值(例如，ONm)的情况下，用作第三变速器离合器再啮合部分的步骤S308驱动变速器驱动机构57以在哨合方向上偏置哨合兀件(例如，套筒154a)。在变速器离合器(例如，第一变速器离合器152a)被用作第三变速器离合器再啮合部分的步骤S308(在时间t20处)啮合之后，用作第三离合器再啮合部分的步骤S314驱动离合器驱动机构13以使得离合器30进入啮合状态。
[0121]因此，甚至在包括所谓的同步机构的变速器40中，离合器30被首次脱开，然后啮合元件(例如，套筒154a)在用作第三变速器离合器再啮合部分的S308中在啮合方向上移动，从而同步机构154al使得变速器离合器(例如，变速器离合器152a)进入啮合状态。之后离合器30进入啮合状态。因此，在变速器离合器被释放并且发动机11被启动之后，离合器30首次被脱开，并且然后变速器离合器被啮合。之后变速器30被再次啮合。结果是，在发动机启动之后施加到离合器30的负荷被抑制到很小，并且离合器30和变速器离合器(例如，变速器离合器152a)中每一个会被安全地啮合。
[0122]在前述实施例中，发动机11由汽油发动机形成。可选择地，发动机11可以由柴油发动机形成。在这样的情况下，不设置点火设备。因此用于启动发动机11的燃烧的燃烧启动部分可以经由在通过压缩获得的高温下向空气中喷射燃料的自发点火而获得。
【权利要求】
1.一种车辆的驱动设备，包括: 变速器(40)，包括: 输入轴(41)，输入发动机(11)的驱动力； 输出轴(42)，将在所述变速器(40)处被改变的所述发动机(11)的驱动力输出至驱动车轮(Wfl、Wfr);以及 变速器离合器(52a、52b、52c)，包括连接至所述输入轴(41)以旋转的输入元件(43b、45b、53b、53c)、连接至所述输出轴(42)以旋转的输出元件(53a、46a、47a、48a、153a)以及以可啮合和可脱开的方式连接所述输入元件(43b、45b、53b、53c)和输出元件(53a、46a、47a,48a)的啮合元件(54a、54b、54c、154a)，所述输入元件(43b、45b、53b、53c)和所述输出元件(53a、46a、47a、48a)相对于彼此选择性地啮合和脱开； 变速器驱动机构(57)，驱动所述变速器(40)的所述啮合元件(54a、54b、54c)； 离合器(30)，在所述发动机(11)的输出轴(Ila)与所述变速器(40)的所述输入轴(41)之间选择性地啮合和脱开，以形成啮合状态和脱开状态； 离合器驱动机构(13)，驱动所述离合器(30)； 电机(20)，配置成将驱动力输出至所述变速器(40)的所述输出轴(42)；离合器/马达扭矩增大部分出6、S104、S108)，在通过所述电机(20)的所述驱动力实现所述车辆的马达驱动期间、获得被用作用于启动所述发动机(11)的请求的发动机启动请求的情况下，控制所述变速器离合器(52a、52b、52c)被啮合，以增大所述离合器(30)的离合器扭矩以及使得所述电机(20)的马达扭矩增大与所述离合器扭矩的增大对应的量；变速器驱动机构偏置部分(66、S112)，在所述离合器扭矩达到用于启动所述发动机(11)的发动机启动请求扭矩的情况下，驱动所述变速器驱动机构(57)，以在释放方向上偏置哨合的所述变速器离合器(52a、52b、52c)的所述卩齿合兀件(54a、54b、54c);以及 发动机燃烧启动部分出6、S116)，在所述发动机(11)的转速达到预定值(Xl)的情况下，通过燃烧启动构件(Ilb)来启动所述发动机(11)的燃烧。
2.根据权利要求1所述的驱动设备,其中所述输入元件(43b、45b、53b、53c)和所述输出元件(53a、46a、47a、48a)中的一个以及所述啮合元件(54a、54b、54c)包括由爪形齿形成的齿轮齿，在所述输入元件(43b、45b、53b、53c)和所述输出元件(53a、46a、47a、48a)中的一个与所述啮合元件(54a、54b、54c)彼此啮合的情况下，所述输入元件(43b、45b、53b、53c)和所述输出元件(53a、46a、47a、48a)中的一个的爪形齿以及所述啮合元件(54a、54b、54c)的爪形齿彼此直接齿合。
3.根据权利要求2所述的驱动设备，还包括第一变速器离合器再啮合部分^6、S132)和第一离合器再哨合部分(66、S136)， 其中在所述啮合元件(54a、54b、54c)被由所述发动机燃烧启动部分(66、S116)启动的所述发动机(11)的燃烧释放之后，在所述发动机(11)的所述转速达到目标转速的情况下，所述离合器驱动机构(13)被驱动以使所述离合器(30)进入所述脱开状态，以及在所述离合器扭矩小于预定值的情况下，所述第一变速器离合器再啮合部分出6、S132)驱动所述变速器驱动机构(57)以在卩齿合方向上偏置所述卩齿合兀件(54a、54b、54c),所述第一离合器再哨合部分(66、S136)驱动所述离合器驱动机构(13)以在所述变速器离合器(52a、52b、52c)被所述第一离合器再啮合部分(66、S132)啮合之后使所述离合器(30)进入所述啮合状态。
4.根据权利要求2所述的驱动设备，还包括第二变速器离合器再啮合部分^6、S212)和第二离合器再哨合部分(66、S216)， 其中在所述啮合元件(54a、54b、54c)被由发动机燃烧启动部分(66、S116)启动的所述发动机(11)的燃烧释放之后，所述离合器驱动机构(13)被驱动以使所述离合器(30)进入所述脱开状态，以及在所述离合器扭矩小于预定值以及所述发动机(11)的转速达到目标转速的情况下，所述离合器驱动机构(13)被驱动以使得处于所述脱开状态的所述离合器(30)以预定的离合器扭矩(Tca)进入所述啮合状态，然后进入所述脱开状态，之后所述第二变速器离合器再啮合部分出6、S212)驱动所述变速器驱动机构(57)以在啮合方向上偏置所述哨合兀件(54a、54b、54c),所述第二离合器再哨合部分(66、S216)驱动所述离合器驱动机构(13)以在所述变速器离合器(52a、52b、52c)被所述第二离合器再啮合部分(66、S216)啮合之后使所述离合器(30)进入所述啮合状态。
5.根据权利要求1所述的驱动设备，其中同步机构(154a)设置在所述输入元件(43b、45b)、所述输出元件(153a)和所述啮合元件(154a)之间，所述同步机构(154a)被操作以相对于所述啮合元件(154a)而啮合所述输入元件(43b、45b)和所述输出元件(153a)中的一个，从而使所述输入元件(43b、45b)和所述输出元件(153a)中的一个与所述啮合元件(154a)啮合。
6.根据权利要求5所述的驱动设备，还包括第三变速器离合器再啮合部分^6、S308)和第三离合器再卩齿合部分(66、S314), 其中在所述啮合元件(154a)被由所述发动机燃烧启动部分(66、S116)启动的所述发动机(11)的燃烧释放之后，所述离合器驱动机构(13)被驱动以使所述离合器(30)进入所述脱开状态，以及在所述离合器扭矩小于预定值的情况下，所述第三变速器离合器再啮合部分(66、S308)驱动所述变速器驱动机构(57)以在啮合方向上偏置所述啮合元件(154a)，所述第三离合器再啮合部分(66、S314)驱动所述离合器驱动机构(13)，以在所述变速器离合器(152a)被所述第三离合器再啮合部分(66、S308)啮合之后使所述离合器(30)进入啮合状态。
7.根据权利要求1至权利要求6中任意一项所述的驱动设备，其中所述离合器/马达扭矩增大部分出6、S104、S108)控制所述离合器扭矩以非线性地增大，使得所述离合器扭矩的变化率随时间经过而变大直到由于所述离合器扭矩的增大而使得所述发动机转速开始增大的时间点，并且在所述发动机转速开始增大的所述时间点之后所述离合器的变化率随时间经过减小。
【文档编号】B60W20/00GK104340210SQ201410363457
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】原田新也, 东條威士, 村上芳弘, 宍户阳 申请人:爱信精机株式会社