CN106335493A - 用于车辆的控制设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的控制设备和控制方法。在控制包括发动机、马达和接合机构的车辆的用于车辆的控制设备中，控制设备被构造成判定在接合机构正受到释放控制(步骤S2)的同时用于通过向每个驱动轮施加制动力使驱动转矩振荡的控制是否干预，并且当在释放控制期间转矩振荡控制干预时(步骤S2中为是)，停止振动控制，所述振动控制用于使马达输出用于减小发生在啮合构件之间的负荷的转矩并且改变马达转矩的大小使得马达转矩的大小在预定的范围内重复地增大和减小(步骤S4)。

Description

用于车辆的控制设备和控制方法

技术领域

本发明涉及用于车辆的控制设备和控制方法。

背景技术

通常，已知存在一种控制设备，该控制设备控制啮合类型的接合机构作为控制车辆的设备。

例如，日本专利申请公开No.2012-193851(JP 2012-193851 A)描述了用于车辆的控制设备，所述车辆包括马达和啮合类型的接合机构。此控制设备被构造成在释放控制期间执行控制以重复地增大和减小马达转矩。因此，从马达作用在接合机构上的转矩振荡，从而转矩减小了发生在啮合构件之间的负荷。因此，接合机构容易地被释放。

发明内容

然而，利用在JP 2012-193851 A中所述的构造，在驱动轮侧上生成的转矩波动经由动力传递路径传递到接合机构，因此存在如下情况，即实际发生在啮合构件之间的负荷是不确定的。在此情况中，如果执行用于重复地增大和减小马达转矩的控制，则反而存在接合机构难于释放的可能性。

考虑到以上情况构思了本发明的方面，并且本发明的方面提供了用于车辆的控制设备和控制方法，所述控制设备和控制方法即使在其中在驱动轮侧上生成的转矩波动作用在接合机构上的情况中也允许容易地释放啮合类型的接合机构。

本发明的第一方面提供了用于车辆的控制设备。车辆包括：发动机；马达；接合机构，所述接合机构被构造成在一对啮合构件彼此接合的接合状态和所述释放状态中啮合构件彼此释放的释放状态之间改变；动力传动系统，所述动力传动系统被构造成将从发动机输出的发动机转矩传递到驱动轮；和制动装置，所述制动装置被构造成将制动力施加到驱动轮中的每个驱动轮。当接合机构处于接合状态中时，发动机转矩、从马达输出的马达转矩和从驱动轮经由动力传动系统传递的转矩被传递到啮合构件。控制设备包括电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：i)在接合机构从接合状态改变到释放状态的同时，执行振动控制，所述振动控制是用于使马达输出用于减小由于发动机转矩而产生的啮合构件上的负荷的转矩并且在预定的范围内重复地增大和减小马达转矩的大小的控制；ii)执行转矩振荡控制，所述转矩振荡控制是用于通过使用制动装置使驱动轮的转矩振荡的控制；iii)在释放控制和转矩振荡控制中的任一个正被执行的同时判定是否执行释放控制和转矩振荡控制的中另一个，所示释放控制是用于将接合机构从接合状态改变到释放状态的控制；并且iv)当电子控制单元判定执行释放控制和转矩振荡控制时停止振动控制。

利用根据本发明的第一方面的用于车辆的控制设备，当作为通过电子控制单元执行转矩振荡控制的结果使驱动轮的转矩振荡时，转矩振荡从驱动轮经由动力传动系统传递到接合的接合机构的啮合构件。为此原因，当电子控制单元执行释放控制和转矩振荡控制时，电子控制单元停止振动控制。因而，当来自驱动轮侧的转矩振荡传递到接合机构的啮合构件时，电子控制单元能够防止或减小作为执行振动控制的结果而发生在啮合构件之间的负荷的增大。因此，能够容易地释放啮合类型的接合机构。

在本发明的第一方面中，电子控制单元可被构造成：v)基于发动机转矩估算负荷，且执行估算控制，所述估算控制是用于估算抵消估算出的负荷的转矩的大小的控制；并且vi)当电子控制单元判定执行释放控制和转矩振荡控制时，执行用于将马达转矩的大小维持在通过估算控制估算出的转矩的大小的控制。

利用根据本发明的第一方面的用于车辆的控制设备，电子控制单元基于发动机转矩估算发生在啮合构件之间的负荷，且将从马达输出的转矩的大小维持在抵消估算出的负荷的转矩的大小。因此，可通过利用作为通过电子控制单元执行转矩振荡控制的结果而从驱动轮侧传递到接合机构的转矩振荡来减小发生在啮合构件之间的负荷。

本发明的第二方面提供了用于车辆的控制方法。所述车辆包括：发动机；马达；啮合型接合机构，所述接合机构被构造成在一对啮合构件彼此接合的接合状态和啮合构件彼此释放的释放状态之间改变；动力传动系统，所述动力传动系统被构造成将从发动机输出的发动机转矩传递到驱动轮；制动装置，所述制动装置被构造成将制动力施加到驱动轮中的每个驱动轮；和电子控制单元，所述电子控制单元被构造成当接合机构处于接合状态时，控制车辆，使得发动机转矩、从马达输出的马达转矩和从驱动轮经由动力传动系统传递的转矩被传递到啮合构件。控制方法包括：i)在接合机构从接合状态改变到释放状态的同时，执行振动控制，所述振动控制是使马达输出用于减小由于发动机转矩而发生的啮合构件上负荷的转矩并且在预定的范围内重复地增大和减小马达转矩的大小的控制；ii)执行转矩振荡控制，所述转矩振荡控制是用于通过使用制动装置使驱动轮的转矩振荡的控制；iii)在释放控制和转矩振荡控制中的任一个正被执行的同时，判定是否执行释放控制和转矩振荡控制中的另一个，所示释放控制是用于将接合机构从接合状态改变到释放状态的控制；以及iv)当判定执行释放控制和转矩振荡控制时，停止振动控制。

利用根据本发明的第二方面的用于车辆的控制方法，当作为执行转矩振荡控制的结果使驱动轮的转矩振荡时，转矩振荡从驱动轮经由动力传动系统传递到接合的接合机构的啮合构件。为此原因，当执行释放控制和转矩振荡控制时，振动控制停止。因此，当来自驱动轮侧的转矩振荡作用在接合机构上时，能够防止或减小由于执行振动控制而发生在啮合构件之间的负荷的增大。因此，能够容易地释放啮合类型的接合机构。

在本发明的第二方面中，控制方法可进一步包括：v)基于发动机转矩估算负荷，并且估算抵消估算出的负荷的转矩大小；以及vi)当判定执行释放控制和转矩振荡控制时，执行用于将马达转矩的大小维持在估算出的转矩的大小的控制。

利用根据本发明的第二方面的用于车辆的控制方法，基于发动机转矩来估算作用在啮合构件之间的负荷，并且将从马达输出的转矩的大小维持在抵消估算出的负荷的转矩的大小。因此，能够通过利用作为执行转矩振荡控制的结果而从驱动轮侧传递到接合机构的转矩振荡来减小发生在啮合构件之间的负荷。

根据本发明的方面，当在释放控制期间，用于使驱动转矩振荡的控制干预时，停止用于在预定的范围内改变马达转矩的大小的振动控制。因此，能够防止在转矩振荡控制期间作为执行振动控制的结果使得接合机构难于释放的情况，且可通过使用从驱动轮侧作用的转矩振荡减小接合机构的负荷，从而能够容易地释放接合机构。另外，能够减小执行振动控制所消耗的电力，因此能够提高燃料经济性。

附图说明

下文中将参考附图描述本发明的典型实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相同的附图标记指示相同的元件，且其中：

图1是示意性地示出了根据实施例的车辆的骨架图；

图2是示出了爪形离合器的示例的横截面视图；

图3是示意性地示出了根据实施例的用于车辆的控制设备的方框图；

图4是示出了其中爪形离合器接合的发动机运行状态的列线图；

图5是用于图示发生在啮合部分中的负荷的解释图；

图6是示出了在正在执行振动控制的同时作用在爪形离合器上的转矩的改变的时序图；

图7是示出了在正在释放爪形离合器的同时用于车辆的控制设备所执行的控制过程的示例的流程图；

图8是示出了在振动控制期间实施转矩振荡控制的情况中作用在爪形离合器上的转矩的改变的时序图；

图9是示出了在振动控制开始前实施转矩振荡控制的情况中作用在爪形离合器上的转矩的改变的时序图；

图10是示意性地示出了车辆的第一替代实施例的骨架图；

图11是示意性地示出了车辆的第二替代实施例的骨架图；

图12是示意性地示出了车辆的第三替代实施例的骨架图；

图13是示意性地示出了车辆的第四替代实施例的骨架图。

具体实施方式

在后文中，将参考附图特别地描述根据本发明的实施例的用于车辆的控制方法和控制设备。

图1是示意性地示出了根据本实施例的车辆的骨架图。车辆Ve被构造成使得发动机1、第一电动发电机2和第二电动发电机3作为动力源工作。发动机1是已知的内燃机，例如汽油发动机和柴油发动机。电动发电机2、3的每个是已知的马达，所述马达具有在被供给以电力时输出动力的马达功能和在通过机械外力强制旋转时生成电力的发电功能。例如，电动发电机2、3的每个是永磁同步马达等。在如下的描述中，每个电动发电机简称为马达。

车辆Ve的动力传动系统(动力总成)70包括处在从发动机1到驱动轮4的动力传递路径中的动力分配机构5，且该动力传动系统被构造成可将从发动机1输出的动力分配到第一马达2侧和驱动轮4侧。通过分配到第一马达2侧的动力，导致第一马达2作为发电机工作，且第二马达3通过生成的电力驱动。因此，从第二马达3输出的动力被允许添加到分配到驱动轮4侧的动力。

动力分配机构5由差速机构形成，所述差速机构包括多个旋转元件，且更特定地，动力分配机构5由单小齿轮行星齿轮系形成。动力分配机构5包括太阳齿轮5S、齿圈5R和保持架5C作为三个旋转元件。齿圈5R关于太阳齿轮5S同心地布置。保持架5C保持小齿轮5R，使得小齿轮5P可旋转且可回转。小齿轮5P中的每一个与太阳齿轮5S和齿圈5R啮合。

第一马达2联接到太阳齿轮5S。第一马达2具有转子轴(在后文中可简称为MG1轴)2b，所述转子轴2b与转子2a一体旋转。太阳齿轮5S联接到MG1轴2b以与MG1轴2b一体旋转。发动机1联接到保持架5C。发动机1的输出轴(曲轴)6联接到保持架5C，以与保持架5C一体旋转。齿圈5R是输出元件，所述输出元件将动力从动力分配机构5输出到驱动轮4侧。变速器单元7(后文中描述)的齿圈7R联接到齿圈5R，以与齿圈5R一体旋转。

车辆Ve被构造成可将从第二马达3输出的转矩经由动力分配机构5添加到从发动机1传递到驱动轮4的转矩。变速器单元7被设置在从第二马达3到驱动轮4的动力传递路径中。变速器单元7由差速机构形成，所述差速机构包括多个旋转元件。

变速器单元7由单小齿轮行星齿轮系形成。变速器单元7包括太阳齿轮7S、齿圈7R和保持架7C作为三个旋转元件。齿圈7R关于太阳齿轮7S同心布置。保持架7C保持小齿轮7P，使得小齿轮可旋转且可回转。小齿轮7P中的每一个与太阳齿轮7S和齿圈7R啮合。齿圈7R的内齿与小齿轮7P啮合。

第二马达3联接到太阳齿轮7S。第二马达3具有转子轴3b，所述转子轴3b与转子3a一体旋转。太阳齿轮7S联接到转子轴3b以与转子轴3b一体旋转。保持架7C固定到固定部分，例如壳体，从而不可旋转。齿圈7R将从第二马达3输出的转矩从变速器单元7输出到驱动轮4侧。齿圈7R的外齿与反转从动齿轮8啮合。即，齿圈7R是输出齿轮，其将来自动力源(发动机1和马达2、3)的转矩输出到驱动轮4侧。

反转从动齿轮8连接到反转轴9，以与反转轴9一体旋转。反转轴9平行于发动机1、马达2、3等的旋转中心轴线布置。反转驱动齿轮10连接到反转轴9以与反转轴9一体旋转。反转驱动齿轮10是具有比反转从动齿轮8更小的直径的齿轮，且与作为最终减速齿轮的差速器11的齿圈11a啮合。驱动轴12联接到差速器11。驱动轴12平行于发动机1、马达2、3等的旋转中心轴线布置且与对应的驱动轮4一体旋转。即在图1中所示的车辆Ve被构造成FF系统，其中动力源布置在车辆前部且前轮生成驱动转矩T_d。

车辆Ve包括爪形离合器D，所述爪形离合器D选择地将MG1轴2b和太阳齿轮5S固定，使得MG1轴2b和太阳齿轮5S不可旋转。爪形离合器D是啮合类型的接合机构，所述接合机构被构造成使得啮合构件在啮合部分20中彼此接合或彼此释放。车辆Ve被构造成使得当爪形离合器D接合时，发动机转矩T_e、MG1转矩T_mg1和从驱动轮4经由动力传动系统70传递的转矩生成在啮合部分20的啮合构件之间。发动机转矩是从发动机1输出的转矩。MG1轴转矩是从第一马达2输出的转矩。爪形离合器D被离合器致动器30致动，且在接合状态和释放状态之间改变。离合器致动器30通过用于车辆的控制车辆Ve的控制设备100控制。爪形离合器D和离合器致动器30的细节将在下文中参考图2描述。

用于车辆的控制设备100包括电子控制单元(后文中简称ECU)40。ECU 40被构造成控制发动机1、马达2、3、爪形离合器D和向驱动轮4中的每一个施加制动力的制动装置。车辆Ve包括右车轮制动器13R和左车轮制动器13L作为制动装置。右车轮制动器13R向右驱动轮4R施加制动力。左车轮制动器13L向左驱动轮4L施加制动力。制动器13R、13L的每个通过制动器致动器50致动。在车辆Ve中，ECU40可通过控制制动器致动器50分别向驱动轮4R、4L施加具有不同大小的制动力。存储在电池14中的电力经由逆变器15被供给到马达2、3的每个。马达2、3的每个经由逆变器15电连接到电池14和其他马达。在车辆Ve内，ECU 40可通过控制逆变器15使马达2、3的每个作为发电机或马达工作。另外，从多个车内传感器60输出的信号被输入到ECU 40。例如，来自检测车辆速度的车辆传感器、检测发动机1的输出轴6的转速的传感器等的信号被输入。ECU 40的细节将在稍后参考图3描述。

图2是示出了爪形离合器D和离合器致动器30的示例的横截面视图。爪形离合器D包括毂21和固定构件22作为一对啮合构件。在图2中所示的释放状态中，在啮合部分20中，设置在套筒23的内周面上的花键齿23a与设置在固定构件22的外周面上的花键齿22a啮合。然而，花键齿23a不与设置在毂21的外周面上的花键齿21a啮合。套筒23具有圆柱形形状，且被构造成在其轴向方向上可移动。为此原因，在接合的啮合部分20中，套筒23的花键齿23a与毂21的花键齿21a和固定构件22的花键齿22a啮合。毂21花键配合到MG1轴2b且与MG1轴2b一体旋转。固定构件22由固定部分诸如壳体形成。在轴向方向(接合方向)上的推力从电磁离合器致动器30施加到套筒23。即，爪形离合器D是电磁类型的离合器且被构造成使得一对啮合构件(毂21和固定构件22)经由套筒23彼此接合。

当电流施加到离合器致动器30的电磁线圈31时，围绕电磁线圈31生成了磁场。离合器致动器30被构造成使得当磁场形成了穿过轭部32、33和电枢34的磁通路径A时电枢34在轴向方向上移动。套筒23的凸台23b在轴向方向(接合方向)上接收来自电枢34的负荷。因此，套筒23和电枢34在轴向方向上一体移动。磁通路径A穿过电枢34的磁性吸引面34a和第一轭部32的磁性吸引面32a之间的间隙。磁性吸引面34a和磁性吸引面32a在轴向方向上彼此面向，且形成为在径向方向上彼此面向的渐缩的面。轭部32、33的每个由磁性材料形成。轭部32、33布置为围绕电磁线圈31且通过螺栓35固定到固定构件22。电枢34经由衬套36由第二轭部33支撑且被构造成在轴向方向上可移动。

返回弹簧37的弹性力经由柱塞38作用在套筒23上。柱塞38具有圆柱形部分38a和从圆柱形部分38a的内周径向向内突出的突出部分38b。柱塞38的圆柱形部分38a经由衬套39被第一轭部32支撑且被构造成在轴向方向上可移动。返回弹簧37夹在突出部分38b和第一轭部32之间，且在轴向方向上在释放方向上生成弹性力。因此，当从爪形离合器30施加的推力大于从返回弹簧37接收到的弹性力时，套筒23在接合方向上抵抗弹性力移动。当推力小于弹性力时，套筒23在释放方向上由于弹性力移动。因为柱塞38由非磁性材料形成，所以磁通路径A不经过柱塞38。因此，磁通路径A经过布置在柱塞38的径向外侧上的磁性吸引面32a、34a，且能够防止返回弹簧37被激励。

图3是用于图示ECU 40的功能单元的功能方框图。ECU 40主要由微型计算机形成且根据预定的程序基于输入数据和预存储的数据执行计算。ECU 40根据计算结果输出各种指令信号。

ECU 40包括检测单元41、控制单元42、判定单元43和估算单元44。检测单元41检测来自传感器60的输入信号。控制单元42执行各种控制。判定单元43判定各种条件是否被满足。估算单元44估算被控制对象的操作或状态。这些单元41至44经由通信总线等彼此连接，以可彼此传递或接收信号。

检测单元41检测从传感器60输入到ECU 40的信号和从ECU 40输出到被控制对象的指令信号。例如，检测单元41检测从ECU 40向发动机1输出的指令信号。指令信号包括用于控制发动机转矩T_e的发动机转矩指令值。

控制单元42包括发动机控制单元42a、离合器控制单元42b、转矩振荡控制单元42c、MG1转矩控制单元42d、振动控制单元42e、保持控制单元42f、停止控制单元42g和计时器控制单元42h。

发动机控制单元42a对作为被控制对象的发动机1执行发动机控制。发动机控制单元42控制燃料供给量、吸入空气量、燃料喷射、点火正时等。例如，发动机控制单元42a被构造成基于加速器操作量和车辆速度计算要求驱动力，且然后计算满足要求驱动力的发动机转矩指令值。基于发动机转矩指令值控制发动机转矩T_e的大小。要求驱动力和发动机转矩指令值通过使用已知的计算方法获得，例如其中基于事先存储的映射来确定要求驱动力或发动机转矩指令值的方法。

离合器控制单元42b对作为被控制对象的爪形离合器D执行离合器控制。离合器控制单元42b通过控制离合器致动器30执行接合控制以将爪形离合器D从释放状态改变为接合状态。另外，离合器控制单元42b执行释放控制以将爪形离合器D从接合状态改变为释放状态。例如，当离合器控制单元42b执行释放控制时，电磁线圈31的通电中断。通过中断电磁线圈31的通电，在离合器致动器30中不生成推力。因此，套筒23在返回弹簧37的弹性力下在释放方向上移动，因此取消了毂21与固定构件22的啮合状态(接合状态)。

转矩振荡控制单元42c对作为被控制对象的制动器13R、13L的每个执行转矩振荡控制。转矩振荡控制是用于通过向驱动轮4的每个施加制动力使驱动转矩T_d振荡的控制。转矩振荡控制单元42c通过控制制动器致动器50分别向驱动轮4施加具有不同的大小的制动力，以使驱动转矩T_d振荡。转矩振荡控制包括例如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制(TRC)和车辆稳定性控制(VSC)的控制。ABS防止或减小了在制动期间驱动轮4的抱死。TRC防止或减小了在加速期间驱动轮4的空转。VSC稳定了在转向操作期间车辆Ve的转弯姿态(行为)。例如，在ABS的情况中，即使当驾驶员通过压下制动踏板而要求驱动轮4生成大的制动力时，转矩振荡控制根据制动要求干预每个驱动轮14的转矩的改变。因此，防止了转矩的急剧改变(制动力的急剧增大)。简言之，转矩振荡控制根据驾驶员的要求干预每个驱动轮14的转矩的改变。

MG1转矩控制单元42d对作为被控制对象的第一马达2执行MG1转矩控制。MG1转矩控制单元42d通过控制逆变器15控制MG1转矩T_mg1的方向和大小。MG1转矩控制单元42d包括振动控制单元42e和保持控制单元42f。

在离合器控制单元42b正执行释放控制的同时，振动控制单元42e执行振动控制。振动控制是如下控制，即所述控制使第一马达2输出用于减小发生在啮合部分20中的负荷F的转矩并且用于在预定的范围内重复地增大和减小MG1转矩T_mg1的大小。在振动控制中，MG1转矩T_mg1关于预定的目标值增大或减小。即，振动控制单元42e将MG1转矩T_mg1控制到与目标值有偏差的状态。振动控制和估算出的零负荷值的细节将在稍后参考图4等描述。

在离合器控制单元42b正执行释放控制的同时，保持控制单元42f执行保持控制。保持控制是用于将转矩T_mg1保持在目标值的控制。例如，当目标值是固定值时，通过保持控制单元42f将转矩T_mg1固定到目标值。替代地，当目标值响应于车辆状态改变时，通过保持控制单元42f将转矩T_mg1保持在目标值；然而，转矩T_mg1也随目标值改变而改变。简言之，保持控制单元42f将转矩T_mg1控制到与目标值没有偏差的状态。

停止控制单元42g执行停止控制以停止振动控制单元42e的振动控制。在停止控制单元42g执行停止控制时，停止控制单元42g将停止标志设定为ON状态。振动控制单元42e被构造成在停止标志被设定为ON状态时不允许开始振动控制。停止控制单元42g可被构造成在满足预定的恢复条件时被允许结束停止控制且将停止标志设定为OFF状态。

在停止标志处于ON状态中时，计时器控制单元42h控制计时器t_a。例如，在停止控制开始时，计时器控制单元42h将计时器t_a设定到零。在停止控制单元42g正在执行停止控制时，计时器控制单元42h将计时器t_a累加。

判定单元43包括停止控制判定单元43a、转矩振荡控制判定单元43b、振动控制判定单元43c、停止标志判定单元43d和计时器判定单元43e。

停止控制判定单元43a判定离合器控制单元42b是否在执行释放控制。停止控制判定单元43a能够判定爪形离合器D从接合状态改变到释放状态。离合器致动器30可包括检测套筒23或电枢34的行程量的行程传感器。从行程传感器输出的信号被输入到ECU 40，且停止控制判定单元43a判定爪形离合器D是否被释放。替代地，可设置检测电磁线圈31的通电量的传感器。停止控制判定单元43a可被构造成基于从传感器输入的信号来判定爪形离合器D被错误地释放。

转矩振荡控制判定单元43b判定是否满足执行转矩振荡控制的条件。在离合器控制单元42b执行释放控制的同时，转矩振荡控制判定单元43b判定转矩振荡控制单元42c是否执行转矩振荡控制。即，在离合器控制单元42b执行释放控制的同时，转矩振荡控制判定单元43b判定是否干预。在转矩振荡控制单元42c执行转矩振荡控制的同时，转矩振荡控制判定单元43b判定离合器控制单元42b是否执行释放控制。简言之，在释放控制和转矩振荡控制的任一个被执行的同时，转矩振荡控制判定单元43b被构造成判定是否执行释放控制和转矩振荡控制的另一个。

振动控制判定单元43c判定振动控制单元42e是否正执行振动控制。即，振动控制判定单元43c判定爪形离合器D是否正受到释放控制且第一马达2是否正受到振动控制。释放控制期间的时间意味着爪形离合器D从接合状态改变到释放状态的过程期间的时间。

在离合器控制单元42b正执行释放控制的同时，停止标志判定单元43d判定停止标志是否处于ON状态。

计时器判定单元43e判定计时器t_a是否长于规定的时间t_s。规定的时间t_s设定为大于零的值。例如，当计时器t_a被计时器控制单元42h设定为零时，计时器判定单元43e作出否定的判定，即计时器t_a短于规定的时间t_s。

估算单元44包括发动机转矩估算单元44a、负荷估算单元44b和目标MG1转矩设定单元44c。负荷估算单元44b包括目标MG1转矩设定单元44c。

发动机转矩估算单元44a基于发动机转矩指令值估算实际从发动机1输出的转矩。估算方法可以是已知的方法。在本说明书中，实际从发动机1输出的转矩称为实际发动机转矩，并且通过发动机转矩估算单元44a估算出的转矩称为估算出的发动机转矩。

负荷估算单元44b估算作为发动机转矩T_e作用在接合的爪形离合器D上的事实的结果而在啮合部分20中发生的负荷F。负荷F是啮合构件彼此推动的旋转方向上的负荷。负荷估算单元44b通过使用由发动机转矩估算单元44a获得的估算出的发动机转矩和动力分配机构5的速比(传动比)计算出负荷F作为估算值。例如，负荷F通过将估算出的发动机转矩与速比相乘获得。负荷估算单元44b估算了抵消负荷F的MG1转矩T_mg1的估算出的值T_tgt(在后文中称为估算出的零负荷值)。例如，估算出的零负荷值T_tgt是如下马达转矩，即所述马达转矩的大小等于基于估算出的发动机转矩估算的负荷F，且所述马达转矩作用在减小负荷F的方向上。

目标MG1转矩设定单元44c设定用于MG1转矩T_mg1的目标值的估算出的零负荷值T_tgt。当目标值被目标MG1转矩设定单元44c设定为估算出的零负荷值T_tgt时，设定了通过振动控制单元42e和保持控制单元42f执行的控制的基准值。

将参考图4、图5和图6描述振动控制。图4是示出了在爪形离合器D接合时的发动机运行状态的列线图。在图4中，对于动力分配机构5的旋转元件的每一个，太阳齿轮5S通过“S”指示，保持架5C通过“C”指示，且齿圈5R通过“R”指示。在图4中所示的运行状态中，在驱动轮4处基于发动机转矩T_e生成了驱动转矩T_d。因为爪形离合器D处于接合状态，所以太阳齿轮5S不可旋转。通过发动机转矩T_e引起的正向输入转矩T_{e_s}作用在固定的太阳齿轮5S上。由于输入转矩T_{e_s}(发动机转矩T_e)，负荷F发生在啮合部分20的啮合构件之间。为在振动控制中减小负荷F，振动控制单元42e使第一马达2输出MG1转矩T_mg1，MG1转矩T_mg1作用在与作为负荷F的起因的输入转矩T_{e_s}相反的方向上。负荷F的发生原理在图5中示出。

正向转矩是在使旋转构件在正方向上旋转的方向上作用的转矩。正向旋转是与发动机1的旋转方向(曲轴的旋转方向)相同的方向。逆向旋转是与发动机1的旋转方向相反的方向。逆向转矩是在使旋转构件在逆向方向上旋转的方向上作用的转矩。在图4中，指向上的箭头指示了正向转矩，且指向下的箭头指示了逆向转矩。

图5是用于图示基于发动机转矩T_e发生在啮合部分20中的负荷F的概念图。在图5中所示的状态是其中MG1转矩T_mg1不作用在毂21上的情况。当正向输入转矩T_{e_s}作用在毂21上时，在接合的啮合部分20中发生负荷F。负荷F是毂21的花键齿21a和固定构件22的花键齿22a彼此推动的旋转方向上的负荷。即其中发生负荷F的状态是其中在使得啮合部分20中的啮合构件彼此推动的旋转方向上发生负荷的状态。更具体地，发生正向负荷F₁和逆向负荷F₂，正向负荷F₁是毂21的花键齿21a推固定构件22的花键齿22a，并且逆向负荷F₂发生以使得固定构件22限制毂21的旋转。简言之，作为已接收输入转矩T_{e_s}的毂21使正向负荷F₁作用在固定构件22上的事实的结果，逆向负荷F₂作为反作用力发生。因为毂21不旋转，所以正向负荷F₁和逆向负荷F₂在大小上彼此平衡。毂21的花键齿21a可视作啮合构件的一个，且固定构件22的花键齿22a可视作啮合构件的另一个。因为在爪形离合器D处于释放状态中时套筒23花键配合到固定构件22，所以套筒23的花键齿23a可视作啮合构件的另一个。

如在图4中所示，ECU 40执行振动控制，且使第一马达2输出MG1转矩T_mg1，该MG1转矩T_mg1作用在减小负荷F的方向上，即在与输入转矩T_{e_s}相反的方向上。当啮合构件在啮合部分20中彼此固定时，减小负荷F的方向是与输入转矩T_{e_s}相反的方向。另外，ECU 40在预定的范围内改变了MG1转矩T_mg1的大小。图6示出了在执行振动控制的情况中的转矩改变。

图6是示出了在振动控制期间作用在MG1轴2b上的转矩的改变的时序图。正向输入转矩T_{e_s}和逆向MG1转矩T_mg1之间的关系将描述为作用在MG1轴2b上的转矩。为描述方便起见，作为逆向转矩的MG1转矩T_mg1以绝对值在图6中示出。

如在图6中所示，当发动机1被驱动时，输入转矩T_{e_s}振荡。在爪形离合器D处于接合状态时第一马达2关闭。为此原因，在开始振动控制时，执行用于返回关闭的第一马达2的控制。通过返回控制，MG1转矩T_mg1被控制到振动范围的下限值T_min。振动控制单元42e将MG1转矩T_mg1增大到下限值T_min，且然后开始振动控制(时刻t₁)。

在振动控制中，MG1转矩T_mg1的大小在预定的转矩范围内改变。转矩范围参考估算出的零负荷值T_tgt设定。上限值T_max和下限值T_min可被设定为使得估算出的零负荷值T_tgt被置于转矩范围的中心处。即，通过将预定的转矩ΔT加到估算出的零负荷值T_tgt来获得上限值T_max，且通过从估算出的零负荷值T_tgt减去预定的转矩ΔT来获得下限值T_min。从时刻t₁，通过开始振动控制，MG1转矩T_mg1从下限值T_min增大。MG1转矩T_mg1经过估算出的零负荷值T_tgt继续增大到上限值T_max，且在此之后继续从上限值T_max经过估算出的零负荷值T_tgt减小到下限值T_min。MG1转矩T_mg1的大小改变，以交替地在转矩范围内重复地增大和减小。以此方式，通过关于估算出的零负荷值T_tgt在增大方向上和在减小方向上改变转矩，即使在估算出的零负荷值T_tgt中存在误差也可通过抵消实际负荷F而容易地释放爪形离合器D。转矩范围被设定为使得MG1转矩T_mg1的方向不反转。

在振动控制期间，MG1转矩T_mg1的大小和输入转矩T_{e_s}的大小彼此平衡(时刻t₂)。在图6中所示的示例中，输入转矩T_{e_s}和MG1转矩T_mg1在被虚线B包围的部分处彼此相交。以此方式，作为作用在MG1轴2b上的正向转矩和逆向转矩彼此平衡的事实的结果，啮合部分20的负荷F变成零。因此，通过在释放控制期间执行振动控制能够抵消啮合部分20的负荷F。另外，因为在释放控制期间执行振动控制，所以离合器致动器30不被激励。为此原因，在其中负荷F为零的状态中，套筒23在释放方向上在返回弹簧37的弹性力的作用下移动，且啮合部分20的啮合状态被释放。

如在图6中所示刚好在时刻t₁之后的情况中，当MG1转矩T_mg1小于输入转矩T_{e_s}时，如在图5中所示的状态的情况发生了负荷F。另一方面，当MG1转矩T_mg1大于输入转矩T_{e_s}时，由于MG1转矩T_mg1发生了负荷F。简言之，即使当使MG1转矩T_mg1在减小由于输入转矩T_{e_s}导致负荷F的方向上作用时，MG1转矩T_mg1也可变成负荷F的起因。虽然在附图中未示出，但在此情况中出现使得毂21的花键齿21a推动固定构件22的花键齿22a的逆向负荷F₁和为使得固定构件22限制毂21的旋转而发生的正向负荷F₂。即，作为已接收逆向MG1转矩T_mg1的毂21使逆向负荷F₁作用在固定构件22上的事实的结果，发生正向负荷F₂作为反作用力。

作为根据本实施例的用于车辆的控制方法的示例，图7是示出了在爪形离合器D正被释放的同时用于车辆的控制设备100执行的控制过程的流程图。

停止控制判定单元43a判定离合器控制单元42b是否正在执行释放控制(步骤S1)。当在步骤S1中作为离合器控制单元42b不执行释放控制的事实而作出否定判定时，控制例程结束。

当在步骤S1中停止控制判定单元43a作出离合器控制单元42b执行释放控制的肯定判定时，转矩振荡控制判定单元43b判定转矩振荡控制单元42c是否执行转矩振荡控制(步骤S2)。在步骤S2中，判定在正在执行释放控制的同时是否开始转矩振荡控制。即，在步骤S2中，判定对车辆Ve的控制的状态是否是其中执行释放控制和转矩振荡控制的状态。当在步骤S2中作出肯定判定时，振动控制判定单元43c判定振动控制单元42e是否正在执行振动控制(步骤S3)。

当在步骤S3中作出肯定判定时，停止控制单元42g使振动控制单元42e停止振动控制，且将停止标志设定为ON状态(步骤S4)。在步骤S4中，停止控制单元42g执行停止控制。保持控制单元42f将MG1转矩T_mg1保持在通过目标MG1转矩设定单元44c估算的估算出的零负荷值T_tgt(步骤S5)。当在步骤S3中作为振动控制单元42e也不在执行振动控制的事实的结果而作出否定判定时，过程前进到步骤S5。计时器控制单元42h将计时器t_a设定为零(步骤S6)。

当在步骤S2中作出否定判定时，停止标志判定单元43d判定停止标志是否处于ON状态(步骤S7)。当在步骤S7中作出否定判定时，控制例程结束。

当在步骤S7中作出肯定判定时，计时器控制单元42h将计时器t_a累加(步骤S8)。例如，计时器控制单元42h被构造成响应于步骤S8被处理的次数将计时器t_a累加。当t_a为0时，计时器控制单元42h将计时器t_a累加到1。

计时器判定单元43e判定计时器t_a是否长于规定时间t_s(步骤S9)。当在步骤S9中作出否定判定时，控制例程结束。当在步骤S9中作出肯定判定时，振动控制单元42e恢复振动控制(步骤S10)。在步骤S10中，振动控制单元42e将停止标志设定为OFF状态。以上所述的控制过程的步骤S1和步骤S2的次序不被限制。即，控制过程可被构造成使得当转矩振荡判定单元43b判定正在执行转矩振荡控制并且然后停止控制判定单元43a判定正在执行释放控制时，使过程前进到步骤S3。

图8是用于图示在上述的步骤S4的停止控制在振动控制开始之后被执行的情况中的转矩改变的时序图。图9是用于图示在上述的步骤S4的停止控制在振动控制开始之前被执行的情况中的转矩改变的时序图。类似于参考图6所描述情况的描述被省略。

如在图8中所示，在振动控制开始之后(时刻t₁)，当判定在正在执行振动控制的同时转矩振荡控制开始时，停止控制单元42g执行停止控制，并且停止振动控制(时刻t₂)。在此时，通过保持控制单元42f将MG1转矩T_mg1改变到估算出的零负荷值T_tgt，且然后将其保持在估算出的零负荷值T_tgt。从时刻t₂起，转矩振荡控制单元42c使驱动转矩T_d振荡，从而在驱动轮4处生成的转矩振荡经由动力传递路径传递到接合的啮合部分20。在图8中，T_p指示基于驱动转矩T_d的振荡作用在MG1轴2b上的转矩振荡。通过将制动力施加到驱动轮4的每个驱动轮而生成转矩振荡T_p，从而转矩振荡T_p作为逆向转矩作用在爪形离合器D上。当通过将转矩振荡T_p添加到输入转矩T_{e_s}上而获得的转矩与MG1转矩T_mg1平衡时，啮合部分20的负荷F变成零。即，通过将从发动机1侧作用的输入转矩T_{e_s}和从驱动轮4侧作用的转矩振荡T_p加在一起而获得的转矩发生振荡，从而与保持在估算出的零负荷值T_tgt的MG1转矩T_mg1相交。因此，能够抵消负荷F。

如在图9中所示，当在释放控制开始时转矩振荡控制已开始时，MG1转矩控制单元42d执行保持控制而不执行振动控制。在此情况中，在第一马达2返回时，MG1转矩T_mg1增大到估算出的零负荷值T_tgt。在正在执行转矩振荡控制的同时，MG1转矩T_mg1被维持在估算出的零负荷值T_tgt。

如上所述，利用根据本实施例的用于车辆的控制设备和控制方法，当释放控制期间执行用于使驱动转矩振荡的控制时，用于在预定的范围内改变马达转矩的大小的振动控制被停止。因此，通过在转矩振荡控制期间执行振动控制，防止了使得接合机构难于释放，且通过从驱动轮侧作用的转矩振荡减小了接合机构上的负荷，因此能够容易地释放接合机构。能够提高释放接合机构的响应。另外，能够减小为执行振动控制而消耗的电力，因此能够改进燃料经济性。

根据本发明的用于车辆的控制设备和控制方法不限制于以上所述的实施例，且可按需要修改而不偏离本发明的范围。例如，在本发明的实施例中的啮合类型的接合机构的结构不被限制，只要啮合类型的接合机构是其中啮合构件接合的接合机构。如上所述，啮合类型的接合机构不被限制到使得啮合构件经由套筒彼此接合的结构。啮合类型的接合机构可以是被构造成使得啮合构件的一个的花键齿与啮合构件的另一个的花键齿啮合的接合机构。此外，啮合类型的接合机构可被构造成例如同步类型的旋转同步类型。

在用于车辆的控制设备100的替代实施例中，与以上所述的实施例不同，根据替代实施例的用于车辆的控制设备100可被构造成通过使用由传感器测量的实际发动机转矩而非估算出的发动机转矩来执行振动控制或保持控制。ECU 40被构造成检测实际发动机转矩，且然后基于实际发动机转矩执行以上所述的振动控制等。在此情况中，传感器60包括检测实际发动机转矩的转矩传感器。ECU 40被构造成基于来自转矩传感器的检测到的信号检测实际发动机转矩，且然后基于检测到的实际发动机转矩估算啮合部分20的负荷F。在根据此替代实施例的用于车辆的控制设备100中，检测单元41被构造成基于从转矩传感器输入的信号检测实际发动机转矩。负荷估算单元44b被构造成基于通过检测单元41检测到的实际发动机转矩来计算估算出的零负荷值T_tgt。因此，能够减小估算出的零负荷值T_tgt中的误差，从而能够容易地释放爪形离合器D。

ECU 40可被构造成在与满足转矩振荡控制干预的条件的情况不同的情况中停止振动控制。即，ECU 40不需要包括转矩振荡控制单元42c。例如，传感器60可包括检测驱动转矩T_d的转矩传感器，且转矩传感器可检测由于从路面输入到驱动轮4的扰动导致的转矩波动。在此情况中，ECU 40被构造成通过基于来自转矩传感器的检测到的信号判定转矩波动作用在爪形离合器D上来停止振动控制。

根据本发明的车辆不限于如在图1中所示的包括动力传动系统70的车辆Ve。例如，用于车辆的控制设备100可意图用于如在图10至图13中所示的车辆Ve的替代的实施例。相同的附图标记指示与以上所述实施例中的部件类似的部件，且省略其描述。

根据第一替代实施例的车辆Ve在图10中示出，如在以上所述的实施例的情况中那样，所述车辆Ve被构造成通过使用爪形离合器D，选择地将第一马达2的转子轴2b固定。在车辆Ve的动力传动系统70中，从动力源输出的动力经由传动轴18被传递到驱动轮OUT(未示出)。即，根据第一替代实施例的车辆Ve的动力传动系统70被构造成FR系统，其中动力源布置在车辆前部且驱动转矩T_d在后轮处生成。马达2、3、动力分配机构5和传动轴8沿与发动机1的旋转纵向轴线相同的轴线布置。传动轴18联接到动力分配机构5的齿圈5R以与齿圈5R一体旋转。第二马达3被构造成将从第二马达3输出的转矩经由变速器单元16添加到传动轴18。变速器单元16可由已知的变速器单元形成。

在图11中示出的根据第二替代实施例的车辆Ve是图10中所示的车辆Ve的替代实施例。根据第二替代实施例的车辆Ve的动力传动系统70被构造成使得爪形离合器D选择地固定由行星齿轮系形成的变速器单元17的旋转元件。在爪形离合器D接合时，变速器单元17起增速齿轮的作用。在接合的状态中，建立了超速传动状态。在超速传动状态中，传动轴18的输出转速高于发动机1的输出轴6的输入转速。变速器单元17由包括三个旋转元件的双小齿轮行星齿轮系形成，所述旋转元件为太阳齿轮17S、保持架17C和齿圈17R。保持架17C支撑了第一小齿轮17P₁和第二小齿轮17P₂，使得第一小齿轮17P₁和第二小齿轮17P₂可旋转且可回转。第一小齿轮17P₁的每个与太阳齿轮17S啮合。第二小齿轮17P₂的每个与第一小齿轮17P₁的对应的一个小齿轮和齿圈17R啮合。爪形离合器D的啮合构件的一个啮合构件联接到太阳齿轮17S以与太阳齿轮17S一体旋转。动力分配机构5的齿圈5R和传动轴18联接到保持架17C以与保持架17C一体旋转。动力分配机构5的保持架5C和发动机1的输出轴6联接到齿圈17R以与齿圈17R一体旋转。

在图12中示出的根据第三替代实施例的车辆Ve是图11中所示的车辆Ve的替代实施例。根据第三替代实施例的车辆Ve的动力传动系统70可通过接合爪形离合器D使变速器单元17的旋转元件彼此一体旋转。毂21联接到太阳齿轮17S以与太阳齿轮17S一体旋转。在其中套筒23与毂21和固定构件22啮合的第一接合状态(Hi)中，变速器单元17起增速齿轮的作用。第二毂24连接到传动轴18以与传动轴18一体旋转。在其中套筒23与毂21和第二毂24啮合的第二接合状态(Lo)中，变速器单元17的旋转元件彼此一体旋转，从而动力分配机构5的齿圈5R和传动轴18彼此一体旋转。简言之，图12中所示的爪形离合器D被构造成可改变到两个类型的接合状态(Hi、Lo)。当套筒23处于中性位置时，即当套筒23与毂21啮合但不与固定构件22或第二毂24啮合时，爪形离合器D处于释放状态。因此，在用于将爪形离合器D从第一接合状态(Hi)改变到释放状态的释放控制期间，ECU 40被构造成执行振动控制、停止控制和保持控制，如在以上所述的实施例的情况中。为便于描述起见，图12示出了对于单个套筒23的在第一接合状态(Hi)中的接合位置和在第二接合状态(Lo)中的接合位置。

在图13中所示的根据第四替代实施例的车辆Ve中，爪形离合器D被构造成作为使发动机1从动力传动系统70分离的离合器起作用。在根据第四替代实施例的车辆Ve的动力传动系统70中，爪形离合器D设置在发动机1和第一马达2之间的动力传递路径中。车辆Ve是单马达混合动力车辆，且第一马达2的转子轴2b构成变速器单元16的输入轴，因此从动力源(发动机1和第一马达2)输出的动力在变速器单元16中进行速度转换且被传递到驱动轮。在图13中所示的爪形离合器D在接合状态中可旋转。为此原因，减小啮合部分20的负荷F的方向是与输入转矩T_{e_s}(发动机惯性转矩)的方向相同的方向。例如，当爪形离合器D释放时，发动机1从动力传递路径分离，因此发动机1停止。此时，发动机惯性转矩作为正输入转矩T_{e_s}作用在爪形离合器D的输入侧接合元件(啮合构件的一个)上。在此情况中，减小负荷F的方向是与输入转矩T_{e_s}相同的方向。因此，振动控制单元42e执行振动控制，使得正向MG1转矩T_mg1从第一马达2输出，且使得正向MG1转矩T_mg1的大小在预定的范围内改变。因而，正向MG1转矩T_mg1作用在爪形离合器D的输出侧接合元件(啮合构件中的另一个啮合构件)上，以减小负荷F。

Claims (4)

1.一种用于车辆的控制设备，所述车辆包括：

发动机，

马达，

接合机构，所述接合机构被构造成在一对啮合构件彼此接合的接合状态和所述啮合构件彼此释放的释放状态之间改变，

动力传动系统，所述动力传动系统被构造成将从所述发动机输出的发动机转矩传递到驱动轮，和

制动装置，所述制动装置被构造成将制动力施加到所述驱动轮中的每一个驱动轮，

当所述接合机构处于所述接合状态中时，所述发动机转矩、从所述马达输出的马达转矩和从所述驱动轮经由所述动力传动系统传递的转矩被传递到所述啮合构件，

所述控制设备的特征在于包括：

电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：

i)在所述接合机构从所述接合状态改变到所述释放状态的同时，执行振动控制，所述振动控制是用于使所述马达输出用于减小由于所述发动机转矩而产生的所述啮合构件上的负荷的转矩并且在预定的范围内重复地增大和减小所述马达转矩的大小的控制，

ii)执行转矩振荡控制，所述转矩振荡控制是用于通过使用所述制动装置使所述驱动轮的转矩振荡的控制，

iii)在释放控制和所述转矩振荡控制中的任一个正被执行的同时，判定是否执行所述释放控制和所述转矩振荡控制中的另一个，所述释放控制是用于将所述接合机构从所述接合状态改变到所述释放状态的控制，并且

iv)当所述电子控制单元判定执行所述释放控制和所述转矩振荡控制时，停止所述振动控制。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于：

所述电子控制单元被构造成：

v)基于所述发动机转矩估算所述负荷，并且执行估算控制，所述估算控制是用于估算抵消估算出的负荷的转矩的大小的控制，并且

vi)当所述电子控制单元判定执行所述释放控制和所述转矩振荡控制时，执行用于将所述马达转矩的大小保持在通过所述估算控制估算出的所述转矩的大小的控制。

3.一种用于车辆的控制方法，所述车辆包括：

发动机，

马达，

接合机构，所述接合机构被构造成在一对啮合构件彼此接合的接合状态和所述啮合构件彼此释放的释放状态之间改变，

动力传动系统，所述动力传动系统被构造成将从所述发动机输出的发动机转矩传递到驱动轮，

制动装置，所述制动装置被构造成将制动力施加到所述驱动轮中的每一个驱动轮，和

电子控制单元，所述电子控制单元被构造成当所述接合机构处于所述接合状态中时，控制所述车辆，使得所述发动机转矩、从所述马达输出的马达转矩和从所述驱动轮经由动力传动系统传递的转矩被传递到所述啮合构件，

所述控制方法的特征在于包括：

i)在所述接合机构从所述接合状态改变到所述释放状态的同时，执行振动控制，所述振动控制是用于使所述马达输出用于减小由于所述发动机转矩而产生的所述啮合构件上的负荷的转矩并且在预定的范围内重复地增大和减小所述马达转矩的大小的控制，

ii)执行转矩振荡控制，所述转矩振荡控制是用于通过使用所述制动装置使所述驱动轮的转矩振荡的控制，

iii)在释放控制和所述转矩振荡控制中的任一个正被执行的同时，判定是否执行所述释放控制和所述转矩振荡控制中的另一个，所述释放控制是用于将所述接合机构从所述接合状态改变到所述释放状态的控制，以及

iv)当判定执行所述释放控制和所述转矩振荡控制时，停止所述振动控制。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于进一步包括：

v)基于所述发动机转矩估算所述负荷，并且估算抵消估算出的负荷的转矩的大小，以及

vi)当判定执行所述释放控制和所述转矩振荡控制时，执行用于将所述马达转矩的大小保持在估算出的转矩的大小的控制。