变速驱动桥的控制装置

文档序号:1342845 发布日期:2020-07-17 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 变速驱动桥的控制装置 (Control device for transaxle ) 是由 那须刚太 清水亮 安部洋则 于 2018-08-29 设计创作,主要内容包括:混合动力车辆的变速驱动桥(1)具备:离合器(20、30),设置于从第一旋转电机(3)到输出轴(12)的第一动力传递路径上以及从发动机(2)到输出轴(12)的第二动力传递路径上中的至少一方;以及第一齿轮(16M、11H、15L),与离合器(20、30)在同轴上相邻配置,并具有与该离合器(20、30)的套筒(22、32H、32L)接合的被接合齿轮(16d、11d、15d)。当输出轴(12)处于停止状态时,控制装置在使套筒(22、32H、32L)沿第一方向移动以使其与第一齿轮(16M、11H、15L)的被接合齿轮(16d、11d、15d)接合之后,使套筒(22、32H、32L)朝向与第一方向相反的方向移动规定的中立距离来调整其初始位置。(A transaxle (1) of a hybrid vehicle is provided with clutches (20, 30) provided on at least one of a first power transmission path from a first rotating electric machine (3) to an output shaft (12) and a second power transmission path from an engine (2) to the output shaft (12), and first gears (16M, 11H, 15L) arranged coaxially adjacent to the clutches (20, 30) and having engaged gears (16d, 11d, 15d) engaged with sleeves (22, 32H, 32L) of the clutches (20, 30). when the output shaft (12) is in a stopped state, a control device moves the sleeves (22, 32H, 32L) in a first direction to engage the engaged gears (16d, 11d, 15d) of the first gears (16M, 11H, 15L), and thereafter moves the sleeves (22, 32H, 32L) in a direction opposite to the first direction to adjust the initial positions thereof by a predetermined distance.)

变速驱动桥的控制装置

技术领域

本发明涉及在配备有发动机和两个旋转电机的混合动力车辆中使用的变速驱动桥的控制装置。

背景技术

以往,在配备有发动机和旋转电机(马达、发电机、电动发电机)的混合动力车辆中,一边切换行驶模式一边行驶的车辆已得到实用。行驶模式包括:利用电池的充电电力仅靠马达行驶的EV模式、通过发动机驱动发电机而一边发电一边仅靠马达行驶的串联模式、边靠发动机主体行驶边用马达辅助的并联模式等。行驶模式的切换通过控制插装在变速驱动桥内的动力传递路径上的切断和连接机构来实施。作为切断和连接机构,例如可举出摩擦离合器(多片式离合器)、爪形离合器(参照专利文献1、2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:特开平11-190365号公报

专利文献2:特开2015-224715号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

从在车辆上的搭载空间的角度来看,变速驱动桥最好是小型的,因此在如上述专利文献2那样内置爪形离合器的情况下,大多采用不具有同步啮合机构的爪形离合器。不具有同步啮合机构的爪形离合器在与作为接合对象的惰轮侧旋转同步的状态下,使套筒沿轴向移动,以使形成在套筒的内周面的花键齿相对于与惰轮一体旋转的牙嵌齿轮的牙嵌齿啮合或分离。

套筒通过由控制装置所控制的致动器而向轴向移动,套筒上设定有在该控制时作为基准的初始位置(以下称为“0点位置”)。为了高精度地进行套筒的控制,需要控制装置准确地判断套筒位于0点位置。换言之,若能够将套筒的位置准确地调整到0点位置,则牙嵌齿轮的牙嵌齿与套筒的花键齿能够准确地啮合,能够避免产生振动、噪音。

本申请的变速驱动桥的控制装置是鉴于这样的技术问题而想出的,其目的之一在于可靠地将套筒的位置调整到0点位置。需要指出,不限于该目的,本发明的其它目的也在于实现通过后述

具体实施方式

中所示的各构成所导出的、以现有技术无法得到的作用效果。

用于解决技术问题的方案

(1)这里公开的变速驱动桥的控制装置是搭载有发动机、第一旋转电机以及第二旋转电机的混合动力车辆的变速驱动桥的控制装置,所述第一旋转电机对驱动轮侧的输出轴进行驱动,所述第二旋转电机利用所述发动机的驱动力进行发电。所述变速驱动桥具备:离合器,设置于从所述第一旋转电机到所述输出轴的第一动力传递路径上以及从所述发动机到所述输出轴的第二动力传递路径上中的至少一方;以及第一齿轮,与所述离合器在同轴上相邻配置,并具有与所述离合器的套筒接合的被接合齿轮。此外,当所述输出轴处于停止状态时,所述控制装置在使所述套筒沿第一方向移动以使所述套筒与所述第一齿轮的所述被接合齿轮接合之后,使所述套筒朝向与所述第一方向相反的方向移动规定的中立距离来调整所述套筒的初始位置。

需要指出,所述中立距离是从所述套筒移动时作为基准的0点位置到所述套筒的齿与所述被接合齿轮的齿啮合的位置的距离。此外,所述套筒是相对于设置有所述离合器的轴旋转同步且在所述轴向上滑动自如地被结合的环状的接合部件,并具有设置于内周面侧的齿(花键齿)。此外,所述第一齿轮是如下所述的齿轮:被支承为能够相对于所述轴相对旋转,并与固定在其它轴上的固定齿轮啮合,在所述套筒与所述被接合齿轮接合(啮合)时传递动力。

(2)优选地,在使所述套筒沿所述第一方向移动时,所述控制装置利用所述旋转电机的动力来错开所述套筒与所述被接合齿轮的相位。

(3)优选地,在正使所述套筒沿所述第一方向移动时所述套筒的齿与所述被接合齿轮的齿碰撞而未啮合的情况下,所述控制装置错开所述套筒与所述被接合齿轮的相位。

(4)优选地,在使所述套筒沿所述第一方向移动并停止时的移动量小于规定值的情况下,所述控制装置判定为所述套筒的齿与所述被接合齿轮的齿碰撞而未啮合。

(5)优选地,所述离合器设置在所述第二动力传递路径上,所述控制装置利用所述第二旋转电机的动力来错开所述套筒与所述被接合齿轮的相位。

(6)优选地,所述离合器具有高速侧离合器和低速侧离合器,所述高速侧离合器和所述低速侧离合器设置在所述第二动力传递路径上,用于实施动力传递的切断和连接以及高低速切换,所述控制装置依次执行所述高速侧离合器及所述低速侧离合器两者的所述初始位置的调整。

(7)优选地,当所述车辆的主电源被切断时,所述控制装置开始使所述套筒向所述第一方向移动来调整所述套筒的所述初始位置。

(8)优选地,所述离合器设置在所述第一动力传递路径上,所述控制装置利用所述第一旋转电机的动力来错开所述套筒与所述被接合齿轮的相位。

(9)优选地,所述离合器分别设置在所述第一动力传递路径上和所述第二动力传递路径上,所述控制装置利用所述第一旋转电机的动力来错开所述第一动力传递路径上的所述离合器的所述套筒与所述被接合齿轮的相位。

发明效果

根据公开的变速驱动桥的控制装置,通过适当地给予中立距离,从而能够将套筒的初始位置可靠地调整(设定)到0点位置。

附图说明

图1是例示出搭载有实施方式涉及的变速驱动桥及其控制装置的车辆的内部构成的俯视图。

图2是具备图1的变速驱动桥的动力传动系的示意性侧视图。

图3是示出具备图1的变速驱动桥的动力传动系的骨架图。

图4是用于说明由图1的控制装置实施的套筒调整控制的内容的图;图4的(a)示出了初始位置Ps与0点位置Pn偏离的状态;图4的(b)示出了离合器接合而未产生齿轮阻碍时的控制内容;图4的(c)示出了产生齿轮阻碍时的控制内容。

图5是由图1的控制装置实施的套筒调整控制的流程例。

具体实施方式

参照附图,对作为实施方式的变速驱动桥的控制装置进行说明。以下所示的实施方式终归不过是示例,并非想要排除在以下的实施方式中未明示的各种变形或技术的应用。本实施方式的各构成能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形来实施。此外,能够根据需要进行取舍选择,或者能够进行适当的组合。

[1.整体构成]

本实施方式的变速驱动桥1的控制装置5应用于图1所示的车辆10。该车辆10是配备有发动机2、行驶用的马达3(电动机、第一旋转电机)和发电用的发电机4(generator、第二旋转电机)的混合动力车辆。发电机4与发动机2连结,能够独立于马达3的动作状态而动作。此外,车辆10中准备有EV模式、串联模式、并联模式这三种行驶模式。这些行驶模式由控制装置5根据车辆状态、行驶状态、驾驶员的请求输出等来进行择一选择,并根据其种类区分使用发动机2、马达3、发电机4。

EV模式是在使发动机2以及发电机4停止的状态下采用未图示的驱动用的电池的充电电力而仅靠马达3来驱动车辆10的行驶模式。在行驶负载、车速低的情况、电池的充电水平高的情况下选择EV模式。串联模式是边通过发动机2驱动发电机4进行发电边利用其电力通过马达3驱动车辆10的行驶模式。在行驶负载、车速为中等程度的情况、电池的充电水平低的情况下选择串联模式。并联模式是主要通过发动机2驱动车辆10并根据需要通过马达3辅助车辆10的驱动的行驶模式,在行驶负载、车速高的情况下选择并联模式。

发动机2及马达3通过变速驱动桥1并联地连接于驱动轮8,发动机2及马达3各自的动力从相互不同的动力传递路径单独传递到驱动轮8。即、发动机2和马达3分别是驱动后述的驱动轮8侧的输出轴12的驱动源。此外,发电机4及驱动轮8通过变速驱动桥1并联地连接于发动机2,发动机2的动力除了传递到驱动轮8之外,还传递到发电机4。

变速驱动桥1是使包括差速齿轮(差动装置,以下称为“差速器18”)的主减速器(最终减速器)和变速器(减速器)形成为一体的动力传递装置,内置有承担驱动源与被驱动装置之间的动力传递的多个机构。本实施方式的变速驱动桥1构成为能够进行高低速切换(高速级、低速级的切换),在以并联模式行驶时,通过控制装置5根据行驶状态、请求输出等来切换高速齿轮级和低速齿轮级。

发动机2是以汽油、轻油为燃料的内燃机(汽油发动机、柴油发动机)。该发动机2是横向配置成曲轴2a(旋转轴)的方向与车辆10的车宽方向一致的所谓的横置发动机,该发动机2固定于变速驱动桥1的右侧面。曲轴2a与驱动轮8的驱动轴9平行配置。发动机2的动作状态由控制装置5控制。

本实施方式的马达3及发电机4均是兼具作为电动机的功能和作为发电机的功能的电动发电机(马达/发电机)。马达3主要作为电动机发挥作用来驱动车辆10,而在再生时作为发电机发挥作用。发电机4在使发动机2启动时作为电动机(起动机)发挥作用,而在发动机2动作时以发动机动力实施发电。在马达3以及发电机4各自的周围(或各自的内部)设置转换直流电流和交流电流的逆变器(省略图示)。通过控制逆变器来控制马达3以及发电机4各自的转速。需要指出,马达3、发电机4、各逆变器的动作状态由控制装置5控制。

本实施方式的马达3其外形形成为以旋转轴3a为中心轴的圆筒状,马达3以其底面朝向变速驱动桥1侧的姿势固定于变速驱动桥1的左侧面。此外,本实施方式的发电机4其外形形成为以旋转轴4a为中心轴的圆筒状,与马达3同样地,发电机4以其底面朝向变速驱动桥1侧的姿势固定于变速驱动桥1的左侧面。需要指出,图2是从左侧观察动力传动系7的侧视图。动力传动系7包括发动机2、马达3、发电机4、变速驱动桥1而构成。需要指出,在图2中省略了发动机2。

在车辆10的车室内设置切换车辆10的主电源的切断和连接状态的电源开关6。当对电源开关6进行了接通操作时,连接车辆10的主电源(成为READY-ON状态),当对电源开关6进行了断开操作时,切断车辆10的主电源(成为READY-OFF状态)。此外,在车辆10中设置对搭载于车辆10的各种装置进行统一控制的控制装置5。

[2.变速驱动桥]

图3是具备本实施方式的变速驱动桥1的动力传动系7的骨架图。如图2及图3所示,在变速驱动桥1中设置相互平行排列的六个轴11~16。以下,将与曲轴2a连接在同轴上的旋转轴称为输入轴11。

同样地,将与驱动轴9、马达3的旋转轴3a、发电机4的旋转轴4a各自连接在同轴上的旋转轴称为输出轴12、马达轴13、发电机轴14。此外,将配置在输入轴11与输出轴12之间的动力传递路径上的旋转轴称为第一副轴15,将配置在马达轴13与输出轴12之间的动力传递路径上的旋转轴称为第二副轴16。六个轴11~16的两端部均通过未图示的轴承被轴支承于壳体1C。需要指出,在位于输入轴11、输出轴12、马达轴13、发电机轴14各个轴上的壳体1C的侧面形成开口,以与位于壳体1C外侧的曲轴2a、驱动轴9、旋转轴3a、旋转轴4a连接。

在变速驱动桥1的内部形成三条动力传递路径。具体而言,如图2中的双点划线所示,形成从马达3经由马达轴13到达输出轴12的动力传递路径(以下称为“第一路径51”)、从发动机2经由输入轴11到达输出轴12的动力传递路径(以下称为“第二路径52”)、从发动机2经由输入轴11到达发电机轴14的动力传递路径(以下称为“第三路径53”)。这里,第一路径51以及第二路径52是驱动用动力传递路径,第三路径53是发电用动力传递路径。

第一路径51(第一动力传递路径)是从马达3向驱动轮8的动力传递相关的路径,负责马达3的动力传递。马达轴13以及第二副轴16设置在第一路径51上,切断和连接其动力传递的后述的第一爪形离合器20插装于第一路径51的中途。第二路径52(第二动力传递路径)是从发动机2向驱动轮8的动力传递相关的路径,负责发动机2动作时的动力传递。输入轴11以及第一副轴15设置在第二路径52上,实施其动力传递的切断和连接以及高低速切换的后述的第二爪形离合器30(发动机侧爪形离合器)插装于第二路径52的中途。第三路径53(第三动力传递路径)是从发动机2向发电机4的动力传递相关的路径,负责发动机启动时的动力传递以及利用发动机2发电时的动力传递。

接着,使用图3详细说明变速驱动桥1的构成。需要指出,在以下的说明中,“固定齿轮”是指与轴一体设置且不能相对于轴相对旋转的齿轮。此外,“惰轮”是指被枢轴支承为能够相对于轴相对旋转的齿轮。

在输入轴11上从靠近发动机2的一侧起依次设置固定齿轮11a、高速侧的第二爪形离合器30(以下称为“高速侧爪形离合器30H”)、惰轮11H(第一齿轮)以及固定齿轮11L。此外,在第一副轴15上从靠近发动机2的一侧起依次设置固定齿轮15a、固定齿轮15H、惰轮15L(第一齿轮)以及低速侧的第二爪形离合器30(以下称为“低速侧爪形离合器30L”)。

输入轴11的固定齿轮11a总是与设置于发电机轴14的固定齿轮14a啮合。也就是说,输入轴11与发电机轴14通过两个固定齿轮11a、14a连结,能够在发动机2与发电机4之间进行动力传递。此外,第一副轴15的固定齿轮15a总是与设置于输出轴12的差速器18的环形齿轮18a啮合。

设置于输入轴11的惰轮11H以及固定齿轮11L具有彼此不同的齿数,总是与设置于第一副轴15的固定齿轮15H以及惰轮15L各自啮合。需要指出,第一副轴15的固定齿轮15H以及惰轮15L也具有彼此不同的齿数。在本实施方式中,惰轮11H的齿数比固定齿轮11L的齿数多。该惰轮11H与齿数少的固定齿轮15H啮合而形成高速齿轮级。相反,齿数少的固定齿轮11L与齿数多的惰轮15L啮合而形成低速齿轮级。

与高速侧爪形离合器30H在同轴上相邻配置的惰轮11H具有一体设置在与第一副轴15的固定齿轮15H啮合的齿面部的右侧的牙嵌齿轮11d(被接合齿轮)。此外,与低速侧爪形离合器30L在同轴上相邻配置的惰轮15L具有一体设置在与输入轴11的固定齿轮11L啮合的齿面部的左侧的牙嵌齿轮15d(被接合齿轮)。在牙嵌齿轮11d的前端部(径向外侧的端部)设置牙嵌齿11t。此外,在牙嵌齿轮15d的前端部也设置与牙嵌齿11t同样的牙嵌齿(省略图示)。

高速侧爪形离合器30H以及低速侧爪形离合器30L均设置于第二路径52上,控制发动机2的动力的切断和连接状态并切换高速齿轮级和低速齿轮级。高速侧爪形离合器30H具有固定于输入轴11的轮毂31H以及不能相对于轮毂31H(输入轴11)相对旋转而沿轴向滑动自如地被结合的环状的套筒32H。

通过控制装置5控制未图示的致动器(例如伺服马达),从而套筒32H沿轴向滑动移动。在套筒32H附近设置检测其移动量(行程量)的行程传感器45a。此外,在套筒32H的径向内侧设置与牙嵌齿轮11d的牙嵌齿11t啮合的花键齿32t。通过花键齿32t与牙嵌齿11t啮合,从而套筒32H与牙嵌齿轮11d啮合(接合)。在该状态下,来自发动机2的驱动力通过高速侧的齿轮对11H、15H而向输出轴12传递。相反,在套筒32H的花键齿32t与牙嵌齿轮11d的牙嵌齿11t分离的情况下,惰轮11H成为空转状态,并成为第二路径52中的高速侧的动力传递被切断的状态。

同样地,低速侧爪形离合器30L具有固定于第一副轴15的轮毂31L以及不能相对于轮毂31L(第一副轴15)相对旋转而沿轴向滑动自如地被结合的环状的套筒32L。通过控制装置5控制未图示的致动器,从而套筒32L也沿轴向滑动移动,并通过行程传感器45b检测其移动量(行程量)。在套筒32L的径向内侧设置与牙嵌齿轮15d的牙嵌齿啮合的花键齿(省略图示)。通过花键齿与牙嵌齿啮合,从而套筒32L与牙嵌齿轮15d啮合(接合)。在该状态下,来自发动机2的驱动力通过低速侧的齿轮对11L、15L而向输出轴12传递。相反,在套筒32L的花键齿与牙嵌齿轮15d的牙嵌齿分离的情况下,惰轮15L成为空转状态,并成为第二路径52中的低速侧的动力传递被切断的状态。需要指出,后面对套筒32H、32L的控制进行说明。

在第二副轴16上从靠近发动机2的一侧起依次设置第一爪形离合器20、惰轮16M(第一齿轮)、停车齿轮19和固定齿轮16a。固定齿轮16a总是与差速器18的环形齿轮18a啮合。停车齿轮19是构成停车锁定装置的要素,若驾驶员选择P档,则停车齿轮19与未图示的停车棘爪接合,禁止第二副轴16(即输出轴12)的旋转。

惰轮16M的齿数比设置于马达轴13的固定齿轮13a的齿数多,且总是与该固定齿轮13a啮合。惰轮16M具有一体设置在与固定齿轮13a啮合的齿面部的右侧的牙嵌齿轮16d(被接合齿轮)。需要指出,该牙嵌齿轮16d在其前端部具有与上述牙嵌齿轮11d的牙嵌齿11t同样的牙嵌齿(省略图示)。

第一爪形离合器20具有固定于第二副轴16的轮毂21以及不能相对于轮毂21(第二副轴16)相对旋转而沿轴向滑动自如地被结合的环状的套筒22。通过控制装置5控制未图示的致动器,从而套筒22也沿轴向滑动移动,并通过行程传感器45c检测其移动量(行程量)。在套筒22的径向内侧设置与上述套筒32H的花键齿32t同样的花键齿(省略图示)。通过套筒22的花键齿与惰轮16M的牙嵌齿轮16d啮合,从而套筒22与牙嵌齿轮16d啮合(接合)。

在套筒22与牙嵌齿轮16d啮合(接合)的状态下,来自马达3的驱动力向输出轴12传递。相反,在套筒22的花键齿与惰轮16M的牙嵌齿轮16d分离的情况下,惰轮16M成为空转状态,并成为第一路径51的动力传递被切断的状态。本实施方式中,在马达3动作时(启动状态下),套筒22与牙嵌齿轮16d接合,在马达3停止时(关停状态下),套筒22被控制在空档位置。需要指出,这里所说的“空挡位置”是指套筒与牙嵌齿轮分离的位置,既可以是与后述的0点位置相同的位置,也可以是包含0点位置的规定范围。

[3.控制的概要以及构成]

在上述变速驱动桥1中,在输出轴12处于停止状态时,实施调整套筒32H、32L的初始位置Ps的控制。以下,将该控制称为“套筒调整控制”。套筒调整控制由控制装置5在输出轴12停止时(也就是说,车辆10的停止期间)实施。在本实施方式中说明对设置于第二路径52上的第二爪形离合器30的套筒32H、32L实施套筒调整控制的情况。需要指出,初始位置Ps是指输出轴12处于停止状态且使套筒32H、32L移动前的套筒32H、32L的位置。

本实施方式的变速驱动桥1不具有直接检测套筒32H、32L的位置的位置传感器,而具有比位置传感器更廉价的行程传感器45a、45b。行程传感器45a、45b是检测套筒32H、32L的移动量的检测单元。此外,对各套筒32H、32L预先设定有通过致动器使其移动时作为基准的0点位置Pn(初始位置)。而且,本实施方式的控制装置5通过向致动器指示从初始位置Ps起的移动方向和移动量,从而使套筒32H、32L移动到期望的位置。

期望的位置是指例如套筒32H的花键齿32t与牙嵌齿轮11d的牙嵌齿11t啮合的位置,即各套筒32H、32L和与其相邻的各牙嵌齿轮11d、15d接合的位置。以下,将期望的位置称为“接合位置Pe”。在本实施方式中,由于第二爪形离合器30分别设置于高速侧和低速侧,所以按套筒32H、32L预先确定从0点位置Pn到接合位置Pe的距离。因此,控制装置5在使套筒32H、32L与爪形离合器11d、15d接合时,将预先设定的指令值(移动方向以及移动量)发送给致动器。

然而,在移动前的套筒32H、32L的位置(即初始位置Ps)如图4的(a)所示因某些异常而与0点位置Pn不一致的情况下,本实施方式的变速驱动桥1难以高精度地使套筒32H、32L移动到接合位置Pe。于是,控制装置5在输出轴12停止的期间调整套筒32H、32L的初始位置Ps,使套筒32H、32L的位置可靠地与0点位置一致。该控制是套筒调整控制。如在图3中放大所示,0点位置Pn例如被设为各轮毂31H、31L的轴向中心点。需要指出,若移动前的套筒32H、32L的初始位置Ps与0点位置Pn一致,则当然“0点位置Pn=初始位置Ps”。

在本实施方式中,由于例示的是在行驶负载、车速低的情况下,即在车辆10的进发时、停止时选择EV模式的车辆10,所以在输出轴12的停止状态下,第一爪形离合器20的套筒22与牙嵌齿轮16d接合,不对第一爪形离合器20的套筒22实施套筒调整控制。

作为输出轴12停止时(车辆10的停止期间),例如可举出对车辆10的电源开关6进行断开操作而将车辆10的主电源切断时(即、车辆10变为了READY-OFF状态时)。此外,在对车辆10的电源开关6进行接通操作而将车辆10的主电源连接且开始驾驶之前、在车辆10的驾驶期间因信号等待、道口等待等而车辆10停止且未通过发电机4进行发电时,输出轴12也停止。因此,也可以在这些情况下实施套筒调整控制。

本实施方式的控制装置5若判定为输出轴12处于停止状态,则调整高速侧的套筒32H的位置,然后调整低速侧的套筒32L的位置,从而来依次执行两个离合器30H、30L的初始位置Ps的调整。具体而言,如图4的(b)所示,控制高速侧的套筒32H的致动器,使套筒32H从初始位置Ps向惰轮11H的牙嵌齿轮11d移动,使得花键齿32t与牙嵌齿11t啮合。此时,由于套筒32H位于接合位置Pe,所以使套筒32H从该接合位置Pe向反方向(如图中涂黑箭头所示,朝远离牙嵌齿轮11d的方向)移动预先设定的中立距离Dn来调整套筒32H的位置。以下,将使离合器接合的方向(例如套筒32H朝向牙嵌齿轮11d的方向)称为“第一方向”,将与第一方向相反的方向(即、切断离合器的方向)称为“第二方向”。

控制装置5既可以通过车速传感器、轮速传感器(均省略图示)来判断车辆10已停止(即、输出轴12处于停止状态),也可以根据换档位置、停车制动器19的锁定状态、车辆10的主电源的通断状态来判断。此外,中立距离Dn是上述的“从0点位置Pn到接合位置Pe的距离”,按套筒32H、32L而预先设定。也就是说,由于套筒32H停止在与花键齿32t和牙嵌齿11t啮合的位置(上述的接合位置Pe)分开中立距离Dn的位置,所以套筒32H的位置可靠地与0点位置一致。

需要指出,若套筒32H与位于滑动移动的目的地的部件抵接,则套筒32H在该抵接的位置处停止并不再移动。因此,套筒32H的滑动移动结束的主要原因是:如图4的(b)所示,花键齿32t与牙嵌齿11t啮合(即、到达了接合位置Pe)的情况,或者如图4的(c)所示,花键齿32t与牙嵌齿11t碰撞而未啮合(即、产生了齿轮阻碍)的情况。需要指出,将产生了齿轮阻碍时的套筒32H的位置称为“齿轮阻碍位置Pb”。本实施方式的控制装置5基于套筒32H从初始位置Ps到停止的位置的距离(移动量)来辨别套筒32H停止时的主要原因。

具体而言,如图4的(b)以及(c)中的左侧所示,根据由行程传感器45a检测出的套筒32H的移动量D(图中带花纹的箭头)是否为规定值X以上来进行判断。规定值X被预先设定为即使套筒32H的初始位置Ps如图4的(a)所示那样偏离0点位置Pn也能够辨别套筒32H的接合和齿轮阻碍的值。即、如图4的(b)所示,由于在套筒32H移动到了接合位置Pe的情况下移动量D为规定值X以上,所以控制装置5在“D≥X”时判断为“花键齿32t与牙嵌齿11t啮合”。相反,如图4的(c)所示,由于在套筒32H只移动到齿轮阻碍位置Pb时移动量D小于规定值X,所以控制装置5在“D<X”时判断为“产生了齿轮阻碍”。

控制装置5在使套筒32H沿第一方向移动时,利用发电机4的动力使输入轴11转动,错开套筒32H与牙嵌齿轮11d的相位。在本实施方式中,由于轮毂31H固定于输入轴11,并且套筒32H被设置为不能相对于轮毂31H相对旋转,所以通过转动输入轴11,从而转动套筒32H。也就是说,控制装置5在使套筒32H移动时,通过向发电机4施加扭矩而使套筒32H转动,通过改变套筒32H的相位而错开与牙嵌齿轮11d的相对的相位。由此,抑制发生花键齿32t与牙嵌齿11t的齿轮阻碍。

本实施方式的控制装置5在判断为产生了齿轮阻碍时使发电机4动作,通过输入轴11使套筒32H转动,在改变相位之后使套筒32H再次沿第一方向移动。此时,若套筒32H移动,则使套筒32H移动到套筒32H停止为止(即、到接合位置Pe为止),若套筒32H不移动,则再次通过输入轴11使套筒32H转动,在错开套筒32H与牙嵌齿轮11d的相位之后使套筒32H滑动移动。需要指出,输入轴11的旋转方向既可以是一个方向,也可以以短周期切换旋转方向。此外,也可以从判断为产生了齿轮阻碍之前(例如,开始了套筒32H的移动时)起使发电机4动作而转动套筒32H。

控制装置5一旦结束高速侧的套筒32H的调整,则对低速侧的套筒32L也实施同样的控制。即、控制低速侧的套筒32L的致动器,使套筒32L向惰轮15L的牙嵌齿轮15d(即沿第一方向)移动,当套筒32L停止时,判定由行程传感器45b检测出的移动量D是否为规定值X以上。若D≥X,则判断为花键齿与牙嵌齿已啮合,并使套筒32L向反方向(向远离牙嵌齿轮15d的方向)移动预先设定的中立距离Dn来调整套筒32L的位置。

另一方面,若D<X,则判断为花键齿与牙嵌齿发生碰撞而未啮合(产生了齿轮阻碍),通过使发电机4动作而使输入轴11转动,并使与固定齿轮11L啮合的惰轮15L转动,由此错开套筒32L与牙嵌齿轮15d的相位。之后,使套筒32L沿第一方向移动。此时,若套筒32L移动,则使套筒32L移动到套筒32L停止为止,若套筒32L不移动,则再次通过输入轴11使惰轮15L转动,在错开套筒32L与牙嵌齿轮15d的相位后,使套筒32L滑动移动。

[4.流程]

图5是用于说明上述套筒调整控制的内容的流程例。该流程在车辆10的主电源切断时(即、输出轴12处于停止状态时)由控制装置5实施。需要指出,假设由行程传感器45a~45c检测出的信息随时传递到控制装置5。

首先,使高速侧的套筒32H沿第一方向(朝向惰轮11H)移动(步骤S1),判定套筒32H是否已停止(步骤S2)。控制致动器,直到套筒32H停止为止,若套筒32H停止,则判定由行程传感器45a检测出的移动量D是否为规定值X以上(步骤S3)。若D≥X,则判断为花键齿32t与牙嵌齿11t已啮合,使套筒32H沿第二方向移动中立距离Dn并使其停止(步骤S4)。

另一方面,在步骤S3中,若D<X,则进入步骤S5,驱动发电机4,利用发电机4的动力而通过输入轴11使套筒32H转动。由此,错开套筒32H与牙嵌齿轮11d的相对的相位,接着,使套筒32H再次沿第一方向移动(步骤S6)。然后,判定套筒32H是否进行了移动(步骤S7),若套筒32H未移动,则返回步骤S5。另一方面,在套筒32H进行了移动的情况下,判定套筒32H是否已停止(步骤S8),控制致动器,直到套筒32H停止为止(即、直到花键齿32t与牙嵌齿11t啮合为止)。然后,若套筒32H停止,则实施步骤S4的处理。

若高速侧的套筒32H的调整结束,则实施低速侧的套筒32L的调整(步骤S9~S16的处理)。即、使低速侧的套筒32L沿第一方向(朝向惰轮15L)移动(步骤S9),并判定套筒32L是否已停止(步骤S10)。控制致动器,直到套筒32L停止为止,若套筒32L停止,则判定由行程传感器45b检测出的移动量D是否为规定值X以上(步骤S11)。若D≥X,则判断为花键齿与牙嵌齿已啮合,使套筒32L沿第二方向移动中立距离Dn并使其停止(步骤S12)。

另一方面,在步骤S11中,若D<X则进入步骤S13,驱动发电机4,利用发电机4的动力使惰轮15L转动。由此,错开套筒32L与牙嵌齿轮15d的相对的相位,接着,使套筒32L再次沿第一方向移动(步骤S14)。然后,判定套筒32L是否进行了移动(步骤S15),若套筒32L未移动,则返回到步骤S13。另一方面,在套筒32L进行了移动的情况下,判定套筒32L是否已停止(步骤S16),控制致动器,直到套筒32L停止为止(即、直到花键齿与牙嵌齿啮合为止)。然后,若套筒32L停止,则实施步骤S12的处理。

[5.作用、效果]

(1)在上述的变速驱动桥1的控制装置5中,当输出轴12处于停止状态时,在使各套筒32H、32L沿第一方向移动以使其与各惰轮11H、15L的牙嵌齿轮11d、15d接合之后,使套筒32H、32L沿第二方向移动中立距离Dn。这里,由于本实施方式的中立距离Dn被预先设定为从0点位置Pn到接合位置Pe的距离,所以能够可靠地将套筒32H、32L的初始位置Ps调整(设定)到0点位置Pn。由此,能够防止套筒32H、32L与牙嵌齿轮11d、15d的各齿误啮合、或它们的齿错误地未啮合,能够高精度地进行离合器控制。

(2)在上述的控制装置5中,由于在使各套筒32H、32L沿第一方向移动时,利用发电机4的动力来错开套筒32H、32L与牙嵌齿轮11d、15d的相对的相位,所以能够抑制齿轮阻碍的发生。即、套筒32H、32L的齿与牙嵌齿轮11d、15d的齿变得容易啮合,能够迅速地调整套筒32H、32L的位置。

(3)此外,由于在判断为正使套筒32H、32L移动时产生了齿轮阻碍之后使发电机4动作,所以能够以最小限度的动力使花键齿与牙嵌齿啮合,能够迅速地调整套筒32H、32L的位置。

(4)由于控制装置5根据套筒32H、32L的各移动量D是否为规定值X以上来判定有无齿轮阻碍,所以能够使用比位置传感器更廉价的行程传感器45a、45b来实施判定。

(5)上述的套筒位置控制在通过对电源开关6进行断开操作而切断了车辆10的主电源时而被实施,从而与在车辆10即将进发之前(车辆10的主电源被连接时)来实施的情况相比,能够使车辆10迅速地进发。

(6)此外,在上述的车辆10中,由于在即将停止之前选择EV模式,所以发动机10侧的第二爪形离合器30被释放。因此,通过如上所述地调整第二爪形离合器30的套筒32H、32L的位置,从而能够高精度地进行下次的驱动循环中的离合器控制。

(7)需要指出,在上述的变速驱动桥1中,在第二路径52上设置第二爪形离合器30,并在以并联模式行驶时,根据行驶状态、请求输出等来切换高速齿轮级和低速齿轮级。也就是说,在并联模式中,能够将发动机2的动力切换为两级来进行传递(输出),因此,能够增加行驶模式,可获得驾驶体验提高、燃油费改善等效果,能够提高车辆商品性。

此外,由于上述的第二爪形离合器30由高速侧爪形离合器30H和低速侧爪形离合器30L构成,并在各爪形离合器30H、30L中设置套筒32H、32L,所以不限制齿轮齿数比。即、能够自由设定高速齿轮级、低速齿轮级的各齿轮齿数比。而且,在上述的车辆10中,由于能够单独地输出发动机2以及马达3的动力,所以能够以马达3的动力来补偿高低速切换时的扭矩缺失。由此,能够抑制变速冲击,并且由于紧急进行高低速切换的必要性降低,因而能够简化第二爪形离合器30的构成。

在上述的实施方式中,由于将不具有同步啮合机构的第二爪形离合器30用于高速齿轮级和低速齿轮级的切换,所以能够实现小型化,能够实现省空间化。此外,由于不是利用液压的离合器机构,所以不需要油泵,进而还能降低阻力损失,因而能够期待高效率化。

需要指出,在上述的变速驱动桥1中,在第一路径51上也设置有第一爪形离合器20,当以并联模式行驶时,通过在不需要马达3进行辅助的情况下释放第一爪形离合器20,从而能够将马达3与输出轴12分离。由此,能够避免马达3的联动旋转,抑制电力消耗,能够实现损耗降低。

[6.其它]

上述的套筒调整控制的内容为一例,并不限于上述的内容。例如,既可以首先调整低速侧的套筒32L的位置,也可以同时调整两个套筒32H、32L的位置。此外,也可以使用由行程传感器45a、45b检测出的移动量D之外的参数来判断在套筒32H、32L向第一方向移动的期间,花键齿与牙嵌齿是否碰撞而未啮合。此外,也可以通过同一致动器来控制高速侧的套筒32H和低速侧的套筒32L。

上述的变速驱动桥1为一例,其构成不限于上述的内容。例如,在上述的变速驱动桥1中,第二爪形离合器30分别设置于输入轴11以及第一副轴15,但也可以将一个第二爪形离合器设置于一方的轴11、15。例如,也可以设置为,在设置于输入轴11的第二爪形离合器的轴向的一侧配置高速侧的牙嵌齿轮,在另一侧配置低速侧的牙嵌齿轮,使第二爪形离合器的套筒与两牙嵌齿轮啮合。

即使是这样构成的变速驱动桥也可以应用上述的套筒调整控制。例如,在输出轴12处于停止状态时,使套筒向高速侧的牙嵌齿轮移动,若高速侧的牙嵌齿轮与套筒接合,则利用行程传感器检测到此为止的移动量(从初始位置到高速侧的接合位置的距离)。接着,使套筒向低速侧的牙嵌齿轮移动,若低速侧的牙嵌齿轮与套筒接合,则利用行程传感器检测到此为止的移动量(从高速侧的接合位置到低速侧的接合位置的距离)。然后,将后者的检测值(移动量)的一半的值作为中立距离进行计算,并使套筒沿反方向(即、朝向高速侧)移动中立距离。由此,能够可靠地将套筒调整到0点位置。

需要指出,变速驱动桥1除了具备行程传感器之外,也可以具备直接检测套筒32H、32L的位置的位置传感器。即使是这样的变速驱动桥,在位置传感器发生了故障的情况下也无法准确地检测出套筒的位置,因而也可以实施上述的套筒调整控制,将套筒调整到0点位置。

此外,在上述的套筒调整控制中,对第二路径52上的第二爪形离合器30的套筒32H、32L的位置进行了调整,但也可以取代此或者在此基础之上,对第一路径51上的第一爪形离合器20的套筒22的位置进行调整。即、上述的套筒调整控制不限于高低速切换用的第二爪形离合器30,也可以应用于切换动力传递的切断和连接的爪形离合器(例如第一爪形离合器20)。在应用于第一爪形离合器20的情况下,优选利用马达3(第一旋转电机)的动力改变惰轮16M(第一齿轮)的相位,使套管22的花键齿与牙嵌齿轮16d(被接合齿轮)的牙嵌齿容易啮合。需要指出,第一爪形离合器20不是必须的构成,也可以省略。

此外,上述的变速驱动桥1具有高速齿轮级和低速齿轮级,它们通过第二爪形离合器30进行切换,但也可以将上述的套筒调整控制应用于在两级切换式的变速驱动桥以外的变速驱动桥中使用的爪形离合器。

需要指出,发动机2、马达3、发电机4相对于变速驱动桥1的相对位置不限于上述内容。只要根据它们的相对位置来设定变速驱动桥1内的六个轴11~16的配置即可。此外,设置于变速驱动桥1内的各轴的齿轮的配置也是一例,不限于上述的内容。

附图标记说明

1 变速驱动桥

2 发动机

3 马达(电动机、第一旋转电机)

4 发电机(generator、第二旋转电机)

5 控制装置

8 驱动轮

10 车辆

11 输入轴

11d 牙嵌齿轮(被接合齿轮)

11H 惰轮(第一齿轮)

11t 牙嵌齿(牙嵌齿轮的齿)

12 输出轴

15 第一副轴

15d 牙嵌齿轮(被接合齿轮)

15L 惰轮(第一齿轮)

16d 牙嵌齿轮(被接合齿轮)

16M 惰轮(第一齿轮)

20 第一爪形离合器(离合器)

22 套筒

30 第二爪形离合器(发动机侧离合器、离合器)

30H 高速侧爪形离合器(发动机侧离合器、离合器)

30L 低速侧爪形离合器(发动机侧离合器、离合器)

32H、32L 套筒

32t 花键齿(套筒的齿)

51 第一路径(第一动力传递路径)

52 第二路径(第二动力传递路径)

Dn 中立距离

D 移动量(行程量)

Pb 齿轮阻碍位置

Pe 接合位置

Pn 0点位置

Ps 初始位置

X 规定值

18页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:离合器控制装置

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!