车辆控制单元的制作方法

本公开涉及一种车辆的控制单元，该车辆具有设置在旋转电机与输出轴之间的动力传递路径上的连接/断开机构。

背景技术：

传统上，在具有多个驱动源(例如，引擎，马达，电动发电机)的车辆中，离合器(连接/断开机构)插入在驱动源与输出轴之间的动力传递路径上，通过控制离合器的接合-脱离状态，进行驱动源的切换。当要接合离合器时，实现旋转的同步，以使得驱动源侧的转速与输出轴侧的转速之间的差等于或小于预定值(例如，参见专利文件1)。

[现有技术文件]

[专利文献]

[专利文件1]日本特开专利公报no.2017-5914。

技术实现要素：

[本公开所要解决的问题]

为了使离合器接合的旋转同步，控制驱动源，以使驱动源侧的转速与输出轴侧的转速(以下称为“车轴转速”)匹配。通常，驱动源设置有高精度转速传感器，用于精确地控制驱动源的操作状态。但是，由于通过检测精度比驱动源所具备的转速传感器低的轮速传感器来检测车轴转速，因此存在在离合器接合期间难以使同步旋转准确地旋转的问题。

考虑到前述问题，本发明的车辆控制器的目的之一是提高电力效率并防止动力性能退化。除了该目的之外，从实施以下描述的本发明的实施例的每个构造中获得的效果并且常规技术没有实现的效果可以被视为本公开的另一目的。

[解决问题的手段]

(1)本文公开的控制单元用于控制车辆，该车辆包括：第一连接/断开机构，第一连接/断开机构布置在安装在车辆上的第一旋转电机与驱动轮的输出轴之间的第一动力传递路径上；第一旋转电机速度传感器，第一旋转电机速度传感器检测第一旋转电机的转速作为第一转速；以及轮速传感器，轮速传感器检测轮的转速作为轮速，控制单元包括：第一计算器，第一计算器在第一连接/断开机构接合的状态下基于第一转速来计算代表输出轴的转速的车轴转速；监视单元，监视单元计算由第一计算器计算出的车轴转速与轮速之间的偏差；和第二计算器，第二计算器在第一连接/断开机构脱离的状态下通过基于计算出的偏差对轮速进行校正来计算车轴转速。

(2)优选地，监视单元在车辆运行时周期性地计算偏差，并存储周期性地计算出的多个偏差的平均值。

(3)优选地，车辆还包括第二旋转电机以及第二连接/断开机构，第二旋转电机安装在连接至输出轴的第二动力传递路径上，第二连接/断开机构布置在第二动力传递路径上。在这种情况下，优选地，控制单元还包括控制器，控制器控制第一连接/断开机构和第二连接/断开机构的相应的接合-脱离状态；并且控制器使用由第二计算器计算出的车轴转速来使第二连接/断开机构的旋转同步，以在第一连接/断开机构脱离的状态下接合第二连接/断开机构。

(4)优选地，第一动力传递路径和第二动力传递路径被构造成使得从输出轴到第一旋转电机的传递级数小于从输出轴到第二旋转电机的传递级数。

(5)优选地，车辆还包括引擎，引擎安装在车辆上并且使第二旋转电机发电，并且引擎的动力通过第二动力传递路径传递至输出轴；并且第二连接/断开机构具有使通过第二动力传递路径的动力接合和脱离的功能，以及在高齿轮级和低齿轮级之间切换的功能。

(6)优选地，控制器使用由第一计算器计算出的车轴转速来使第二连接/断开机构的旋转同步，从而在第一连接/断开机构接合的状态下接合第二连接/断开机构。

(7)优选地，车辆还包括第二旋转电机速度传感器，第二旋转电机速度传感器检测第二旋转电机的转速作为第二转速。在这种情况下，优选的是，在第一连接/断开机构脱离的状态下接合第二连接/断开机构时，控制器在基于由第二计算器计算出的车轴转速和通过第二旋转电机速度传感器检测到的第二转速控制第二旋转电机使得第二连接/断开机构的旋转同步之后接合第二连接/断开机构。

(8)优选地，控制单元还包括控制第一连接/断开机构的接合-脱离状态的子控制器。在这种情况下，优选的是，在脱离的状态下接合第一连接/断开机构时，子控制器在基于由第二计算器计算出的车轴转速和通过第一旋转电机速度传感器检测到的第一转速控制第一旋转电机，使得第一连接/断开机构的旋转同步之后接合第一连接/断开机构。

(9)优选地，车辆还包括第二旋转电机速度传感器，第二旋转电机速度传感器检测第二旋转电机的转速作为第二转速。在这种情况下，优选的是，第一连接/断开机构和第二连接/断开机构中的每一个都是爪形离合器；第一计算器在第二动力传递路径上的第二连接/断开机构接合的状态下基于第二转速来计算车轴转速；监视单元计算第二偏差，第二偏差表示基于第二转速计算出的车轴转速与轮速之间的偏差；第二计算器在第二动力传递路径上的第二连接/断开机构脱离的状态下使用轮速和第二偏差来计算车轴转速；并且控制器使用根据轮速和第二偏差计算出的车轴转速来使第一连接/断开机构的旋转同步，以在第二动力传递路径上的第二连接/断开机构脱离的状态下接合第一连接/断开机构。

(10)优选地，控制单元包括禁止器，当偏差为预定值或更大时，禁止器禁止第一连接/断开机构脱离。

(11)优选地，车辆包括驱动前轮和后轮中的一个轮的第一旋转电机，驱动前轮和后轮中的另一个轮而没有连接/断开机构插入的第三旋转电机，以及检测第三旋转电机的转速作为第三转速的第三旋转电机速度传感器。在这种情况下，优选的是，当轮速传感器发生故障时，第二计算器基于第三转速来计算连接到一个轮的车轴的转速。

[本公开的效果]

根据本文公开的控制单元，可以精确地计算车轴转速。

附图说明

图1是示出安装有根据实施例的控制单元的车辆的内部结构的俯视图；

图2是示出包括安装在图1的车辆上的驱动桥的动力系的示意性侧视图；

图3是示出包括图2的驱动桥的动力系的概略图；

图4是在图1的控制单元的监视单元中实现的流程图示例，图4(a)以ev模式或串联模式被选择，并且图4(b)以并联模式被选择；和

图5是用于说明由图1的控制单元进行的控制内容的流程图示例。

具体实施方式

现在将参考附图关于根据实施例的车辆控制单元进行描述。以下实施例仅是说明性的，并且不旨在排除在实施例中未明确描述的各种修改和技术的应用。在不脱离本发明范围的情况下，可以对本实施例的每个构造进行各种修改和实施。另外，可以根据需要选择或省略构造，或者适当地组合构造。

[1.整体构造]

本实施例的控制单元5应用于图1所示的车辆10，并且控制安装在车辆10上的驱动桥1。车辆10是ff型混合动力车辆，其配备有作为驱动源的引擎2和用于运行的马达3(电动马达，第一旋转电机)以及用于发电的发电机4(第二旋转电机)。发电机4联接至引擎2并且可独立于马达3的操作状态而操作。另外，为车辆10准备了ev模式，串联模式和并联模式的三种运行模式。通过控制单元5，根据车辆状态和运行状态以及驾驶员的要求输出来可替代地选择这些运行模式，并且根据选择模式，分别使用引擎2，马达3和发电机4。

ev模式是这样的运行模式：其中，车辆10仅使用驱动用电池6的充电电力靠马达3驱动，从而使引擎2和发电机4停止。当行驶负荷和车速低或电池6的充电水平高时，选择ev模式。串联模式是这样的运行模式：其中发电机4由引擎2驱动以产生电力，并且车辆10也使用所产生的电力由马达3来驱动。当运行负荷和车速适中或电池6的充电水平低时，选择串联模式。并联模式是如下的运行模式，在该运行模式中，主要通过引擎2的动力来驱动车辆10，并且必要时由马达3辅助驱动车辆10，在运行负荷和车速高时选择并联模式。

驱动轮8(轮，在本实施例中为前轮)，引擎2和马达3通过驱动桥1并联连接，并且引擎2和马达3的相应动力分别从不同的动力传递路径传递。这意味着引擎2和马达3中的每一个都是驱动车辆10的输出轴12的驱动源。此外，发电机4和驱动轮8通过驱动桥1并联连接至引擎2，并且引擎2的动力除了驱动轮8之外还传递至发电机4。

驱动桥1是通过将包括差动齿轮18(差动装置)的最终驱动器(最终减速齿轮)和变速器(减速齿轮)集成而形成的动力传递装置，并且在其中结合了涉及驱动源和从动装置之间的动力传递的多个机构。本实施例的驱动桥1被构造为能够进行高-低切换(在高速级和低速级之间切换)。在以并联模式运行时，通过控制单元5根据例如运行状态或要求输出来切换高齿轮级和低齿轮级。在下文中，以并联模式运行也被称为“并联行驶”。

引擎2是使用汽油或柴油作为燃料的内燃机(汽油引擎，柴油引擎)。引擎2是所谓的横向引擎，其横向布置为使得曲轴2a(旋转轴)的方向与车辆10的宽度方向一致，并且固定到驱动桥1的右侧表面。曲轴2a平行于驱动轮8的驱动轴9定位。引擎2的操作状态由控制单元5控制。

本实施例的马达3和发电机4分别是兼具电动马达功能和发电机功能的电动马达发电机。马达3主要起到驱动车辆10的电动马达的作用，并且在再生期间起到发电机的作用。发电机4在启动引擎2时用作电动马达(启动器)，并且在引擎2操作时使用引擎动力来产生电力。在马达3和发电机4的每一个周围(或内部)设置有用于转换直流电和交流电的逆变器(未示出)。通过控制逆变器来控制马达3和发电机4的每个转速。顺便提及，马达3，发电机4和逆变器的操作状态由控制单元5控制。

图2是从左侧观察的动力系7的侧视图。动力系7包括引擎2，马达3，发电机4和驱动桥1。在图2中，省略了引擎2。

在车辆10中，控制单元5用于整体地控制安装在车辆10上的各种装置。另外，车辆10包括检测加速器踏板的踩踏量(加速开度)的加速开度传感器41，检测表示轮的转速的轮速nw的轮速传感器42，检测马达3的转速nm(第一转速)的马达转速传感器43(第一旋转电机速度传感器)，检测发电机4的转速ng(第二转速)的发电机转速传感器44(第二旋转电机传感器)。由传感器41至44中的每一个检测到的数据被发送到控制单元5。马达转速传感器43和发电机转速传感器44具有比轮速传感器42更高的检测精度。

控制单元5是被构造为例如集成有微处理器，rom，ram等的lsi装置或嵌入式电子装置的电子控制器，并且整体地控制安装在车辆10上的各种装置。本实施例的控制单元5根据驾驶员的要求输出等来选择运行模式，根据所选择的运行模式来控制各种装置(例如，引擎2和马达3)，并且还控制驱动桥1中的离合器20和30的脱离状态。该控制将在下面描述。

[2.驱动桥]

图3是包括本实施例的驱动桥1的动力系7的概略图。如图2和图3所示，驱动桥1设置有彼此平行布置的六个轴11-16。以下，将与曲轴2a同轴连接的旋转轴称为输入轴11。

同样地，将与驱动轴9同轴连接的旋转轴，马达3的旋转轴3a，发电机4的旋转轴4a分别称为输出轴12，马达轴13，发电机轴14。另外，将设置在输入轴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，将设置在马达轴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中的每一个的两端通过未示出的轴承被轴颈连接到壳体1c。

在驱动桥1的内部形成与输出轴12连接的三个动力传递路径。具体地，如图2中的双点划线所示，形成有从马达3通过马达轴13到输出轴12的动力传递路径(以下称为“第一路径51”)，从引擎2通过输入轴11到输出轴12的动力传递路径(以下称为“第二路径52”)，以及从引擎2通过输入轴11到发电机轴14的动力传递路径(以下称为“第三路径53”)。在此，第一路径51和第二路径52是驱动力传递路径，第三路径53是发电力传递路径。

第一路径51(第一动力传递路径)是与马达3和驱动轮8之间的动力传递有关的路径，该路径涉及马达3的动力传递。在第一路径51上，设置有通过与马达3同步旋转而被传递动力的马达轴13和被传递马达轴13的动力的第二副轴16，并且，在第一路径51的中间点，插入有后述的第一爪形离合器20(第一连接/断开机构，爪形离合器)，该第一爪形离合器20使通过第一路径51的动力传递脱离。

在第二路径52(第二动力传递路径)上，设置有通过与发电机4同步旋转而被传递动力的输入轴11，以及被传递输入轴11的动力的第一副轴15，并且在第二路径52的中间点，插入有后述的第二爪形离合器30(第二连接/断开机构，爪形离合器)，该第二爪形离合器30使通过第二路径52的动力传递脱离且在高低之间切换。

第三路径53是与引擎2和发电机4之间的动力传递有关的路径，并且涉及在引擎启动时的动力传递和通过引擎2进行发电时的动力传递。

接下来，将参照图3详细描述驱动桥1的构造。在下面的描述中，“固定齿轮”是指与轴一体设置并且与轴同步旋转(不能相对旋转)的齿轮。此外，“空转齿轮”是指可旋转地枢接至轴的齿轮。

输入轴11从靠近引擎2的一侧开始依次设置有固定齿轮11a，高侧的第二爪形离合器30(以下称为“高侧爪形离合器30h”)，空转齿轮11h和固定齿轮11l。此外，第一副轴15从靠近引擎2的一侧开始依次设置有固定齿轮15a，固定齿轮15h，空转齿轮15l，低侧的第二爪形离合器30(以下称为“低侧爪形离合器30l”)。

输入轴11的固定齿轮11a总是与设置在发电机轴14上的固定齿轮14a啮合。这意味着输入轴11和发电机轴14经由两个固定齿轮11a和14a连接，以使得能够在引擎2和发电机4之间传递动力。此外，第一副轴15的固定齿轮15a总是与设置在输出轴12上的差速器18的环形齿轮18a啮合。

输入轴11的空转齿轮11h具有比相邻的固定齿轮11l更多的齿，并且总是与第一副轴15的固定齿轮15h啮合以形成高齿轮级。此外，输入轴11的固定齿轮11l总是与第一副轴15的空转齿轮15l啮合以形成低齿轮级。空转齿轮11h和15l具有一体地设置在每个齿表面部分的侧表面上的爪形齿轮11d和15d，爪形齿轮11d和15d分别与固定齿轮15h和11l啮合。在爪形齿轮11d和15d的端部(径向外部分上的边缘)处设有未示出的爪形齿。

构成第二爪形离合器30的高侧离合器30h和低侧离合器30l是设置在第二路径52上的离合器机构，并且除了使通过第二路径52的动力脱离的功能之外，还具有在高齿轮级和低齿轮级之间进行切换的功能。在运行模式为ev模式或串联模式的情况下，第二爪形离合器脱离；并且在运行模式为并联模式的情况下，第二爪形离合器30接合。在本实施例中，在运行模式为并联模式的情况下，高侧爪形离合器30h和低侧爪形离合器30l中的一方被接合而另一方被脱离。顺便提及，离合器30h，30l中的哪一个接合是基于例如车辆10的运行状态和要求输出来确定的。

高侧爪形离合器30h具有固定在输入轴11上的毂31h和环状的套筒32h。另外，低侧爪形离合器30l具有固定在第一副轴15上的毂31l和环状的套筒32l。套筒32h，32l不能相对于相应的毂31h，32l旋转，并且联接至相应的毂31h，31l，从而在毂31h，31l的轴向方向上可滑动。套筒32h，32l中的每一个通过控制单元5控制未示出的致动器(例如，伺服马达)在轴向方向上滑动。在各套筒32h，32l的附近设有检测移动量(行程量)的行程传感器(未图示)。另外，在套筒32h，32l的径向内侧部分分别设有与爪形齿轮11d，15d的爪形齿啮合的花键齿(未图示)。

在套筒32h与爪形齿轮11d接合的状态下，来自引擎2的驱动力通过高侧的齿轮对11h和15h传递至输出轴12。相反，在套筒32h与爪形齿轮11d脱离的状态下，空转齿轮11h成为空转状态，从而第二路径52成为第二路径52的高侧的动力传递被切断的状态。此外，在套筒32l与爪形齿轮15d接合的状态下，来自引擎2的驱动力通过低侧的齿轮对11l和15l传递至输出轴12。相反，在套筒32l与爪形齿轮15d分离的情况下，空转齿轮5l变为空转状态，从而第二路径52进入第二路径52的低侧的动力传递被切断的状态。

第二副轴16从靠近引擎2的一侧开始依次设置有第一爪形离合器20，空转齿轮16m，驻车齿轮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接合。驻车齿轮19是构成驻车锁定装置的部件。当驾驶员选择了p档时，驻车齿轮19与驻车塞(未示出)接合，以禁止第二副轴16(即，输出轴12)旋转。

空转齿轮16m具有比设置在马达轴13上的固定齿轮13a更多的齿，并且总是与固定齿轮13a啮合。空转齿轮16m具有一体地设置在齿表面部分的右侧并与固定齿轮13a啮合的爪形齿轮16d。在爪形齿轮16d的末端部分设置有爪形齿。第一爪形离合器20具有固定在第二副轴16上的毂21和不能绕毂21(第二副轴16)相对旋转而在轴向方向上可滑动地联接至毂21的环状套筒22。套筒22通过控制单元5控制未示出的致动器而在轴向方向上滑动，并且套筒22的移动量(行程量)由未示出的行程传感器检测。在套筒22的径向内侧设置有在爪形齿轮16d的末端处与爪形齿轮啮合的花键齿(未示出)。

在本实施例中，当运行模式是ev模式或串联模式时，或者当运行模式是并联模式并且需要马达辅助时，第一爪形离合器20接合。即，套筒22与爪形齿轮16d啮合(接合)，并且来自马达3的驱动力被传递到输出轴12。此外，当运行模式是并联模式并且不需要马达3的辅助时，第一爪形离合器20脱离。即，套筒22和爪形齿轮16d分离，并且空转齿轮16m进入空转状态，从而第一路径51的动力传递进入第一路径51上的动力传递被切断的状态。

此外，在本实施例的驱动桥1中，第一路径51和第二路径52形成为使得从输出轴12到马达3的传动级数为二，相比之下，从输出轴12到发电机4的传动级数为三。这意味着，在本实施例中，发电机4的动力在以下三个位置处变速：固定齿轮14a和固定齿轮11a；高齿轮级或低齿轮级；固定齿轮15a和环形齿轮18a，直到到达输出轴12。相比之下，马达3的动力在以下两个位置处变速：固定齿轮13a和空转齿轮16m；固定齿轮16a和环形齿轮18a，直到到达输出轴12。

[3.控制概述]

在上述驱动桥1中，控制单元5根据例如车辆10的运行状态和驾驶员的要求输出来选择运行模式，并且还根据所选的运行模式控制离合器20、30的接合-脱离状态。当接合离合器20、30时，本实施例的控制单元5使驱动源侧的转速与输出轴12侧的转速同步。在该同步中，控制单元5根据情况改变要参考的值，以提高其精度。

此外，在第一爪形离合器20接合的状态下，控制单元5计算由轮速传感器42检测到的值nw与通过将马达转速传感器43检测到的值nm转换(计算)成车轴转速值而获得的值nam之间的偏差x(＝nam-nw)，并存储偏差x。类似地，在第二爪形离合器30接合的状态下，控制单元计算由轮速传感器42检测到的值nw与通过将由发电机转速传感器44检测到的值ng为转换(计算)成车轴转速而获得的值nag之间的偏差y(＝nag-nw)，并存储偏差y。这些偏差(未对准)x和y用于校正当离合器20和30处于脱离状态(脱离期间)时检测到的轮速nw，并且被计算为当时的车轴转速nax和nay。偏差x，y将在下面描述。

在下文中，当彼此区分两个偏差x和y时，前者称为第一偏差x，后者称为第二偏差y。当离合器20和30的状态处于脱离状态时，通过基于计算出的偏差x和y校正轮速nw并计算车轴转速nax和nay，可以使旋转准确地同步。

此外，当第一偏差x为预定值xp以上时，本实施例的控制单元5判定轮速传感器42和/或马达转速传感器43有故障的可能性，并禁止第一爪形离合器20脱离。

本实施例的控制单元5分别在单个驱动周期(从ig-on到ig-off)期间周期性地计算和存储(更新)上述偏差x，y，计算偏差x，y的平均值xav，yav。这些平均值xav，yav被加到在离合器20或30的脱离期间检测到的轮速nw，并且被计算为当时的车轴转速nax，nay。在下文中，将详细描述每个离合器20、30的旋转同步。

当要使处于脱离状态的第一爪形离合器20接合时，可以从由马达转速传感器43检测到的马达转速nm和固定齿轮13a，16m的齿轮比获得马达3侧(爪形齿轮16d)的转速。另一方面，输出轴12侧(套筒22)的转速是根据作为输出轴12的转速的车轴转速以及固定齿轮16a和环形齿轮18a的齿轮比来确定的。

这里，当在第二爪形离合器30被接合的状态下要接合第一爪形离合器20时，基于由发电机转速传感器44检测到的发电机转速ng来计算车轴转速nag。即，在要使由于并联运行期间不需要马达辅助而被脱离的第一爪形离合器20重新接合的情况下，基于马达转速nm和发电机转速ng使旋转同步而无需使用轮速nw。

相反，在第一爪形离合器20在第二爪形离合器30的脱离状态下要被接合的情况下，由于不能使用发电机转速ng，因此车轴转速nay基于由轮速传感器42检测到的轮速nw和所存储的平均值yav(第二偏差y的平均值)而被计算。例如，当将并联模式切换为ev模式或串联模式时，通过基于当第二爪形离合器30处于接合状态而存储的第二偏差y的平均值yav校正轮速nw，来计算车轴转速nay，并且基于车轴转速nay和马达转速nm使旋转同步。

此外，当在脱离状态下的高侧爪形离合器30h要被接合时，可以通过由发电机转速传感器44检测到的发电机转速ng和固定齿轮11a，14a的齿轮比来获得发电机4侧(套筒32h)的转速。另一方面，从车轴转速，高齿轮级的齿轮比，以及固定齿轮15a和环形齿轮18a的齿轮比来获得输出轴12侧(爪形齿轮11d)的转速。

这里，在高侧爪形离合器30h在第一爪形离合器20的接合状态下要被接合的情况下，基于由马达转速传感器43检测到的马达转速nm来计算车轴转速nam。例如，当将ev模式或串联模式切换为并联模式(高齿轮级)时，例如，基于马达转速nm和发电机转速ng使旋转同步而不使用轮速nw。

相反，当高侧爪形离合器30h在第一爪形离合器20的接合状态下要被接合时，由于不能使用马达转速nm，因此基于由轮速传感器42检测到的轮速nw和所存储的平均值xav(第一偏差x的平均值)来计算车轴转速nax。例如，当在不需要马达辅助的并联运行期间将低齿轮级切换为高齿轮级时，通过基于当第一爪形离合器20处于接合状态时(接合期间)存储的第一偏差x的平均值xav对轮速nw进行校正来算出车轴转速nax，并且基于车轴转速nax和发电机转速ng使旋转同步。

此外，在要使处于脱离状态的低侧离合器30l接合的情况下，从发电机转速ng，固定齿轮11a，14a的齿轮比，以及低齿轮级的齿轮比来获得发电机4侧(爪形齿轮15d)的转速。另一方面，输出轴12侧(套筒32l)的转速是根据车轴转速以及固定齿轮15a和环形齿轮18a的齿轮比获得的。在此，低侧爪形离合器30l要在第一爪形离合器20的接合状态下被接合，车轴转速nam与高侧同样地基于马达转速nm计算出。

相反，当在第一爪形离合器20的接合状态下要接合低侧爪形离合器30l时，由于不能使用马达转速nm，因此与高侧同样地基于轮速传感器42检测到的轮速nw和所存储的平均值xav(第一偏差x的平均值)来计算车轴转速nax。例如，当在不需要马达辅助的并联运行期间将高齿轮级切换为低齿轮级时，通过基于在第一爪形离合器20被接合的同时存储的第一偏差x的平均值xav对轮速nw进行校正来算出车轴转速nax，并且基于车轴转速nax和发电机转速ng使旋转同步。

[4.控制构造]

控制单元5设置有选择器5a，第一计算器5b，监视单元5c，第二计算器5d，控制器5e和禁止器5f，作为用于执行包括上述旋转同步以及禁止脱离第一爪形离合器20的离合器接合和脱离控制的元件。这些元件指示由控制单元5执行的程序的某些功能，并假定由软件实现。但是，某些或全部功能可以通过硬件(电子电路)来实现，或者可以通过软件和硬件的结合来实现。

选择器5a基于车辆10的行驶状态，驾驶员的要求输出以及电池6的充电状态，从ev模式，串联模式和并联模式中选择运行模式。在此，要求输出是驾驶员对车辆10的需求的输出(输出需求)，例如根据加速器开度或车速来推定(计算)。例如，当车辆10启动或停止时，选择器5a选择ev模式。另外，选择器5a在运行负荷或车速高的情况下选择并联模式，在电池6的充电率低的情况下选择串联模式。当选择并联模式时，本实施例的选择器5a例如基于要求输出或车速来确定是否需要马达辅助。

第一计算器5b在第一爪形离合器20的接合状态下基于马达转速nm来计算车轴转速nam。在第二爪形离合器30的接合状态下，本实施例的第一计算器5b还基于发电机转速ng来计算车轴转速nag。当两个离合器20、30都接合时，第一计算器5b可以分别基于马达转速nm和发电机转速ng来计算车轴转速nam，nag。

监视单元5c计算(获得)由第一计算器5b计算出的车轴转速nam与轮速nw之间的偏差x(第一偏差)。本实施例的监视单元5c还计算(获得)由第一计算器5b计算出的车轴转速nag与轮速nw之间的偏差y(第二偏差)。即，当从第一计算器5b发送车轴转速nam和nag时，通过从相应的值nam和nag减去当时检测到的轮速nw来计算值x(＝nam-nw)和y(＝nag-nw)。监视单元5c优选地在车辆10运行时(正常运行时)车轮不打滑或锁死时计算偏差x，y。

本实施例的监视单元5c在车辆10的运行期间周期性地计算并存储第一偏差x和第二偏差y。然后，计算所有存储的第一偏差x的平均值xav，并代替当前存储的平均值xav进行存储(即，更新平均值xav)。以相同的方式计算并存储(更新)第二偏差y的平均值yav。监视单元5c可以存储第一偏差x的单个平均值xav和第二偏差y的单个平均值yav，或者可以将偏差x和y与行驶状态(例如，车速和负荷)相关联，从而存储针对每个行驶状态的(即多个)平均值xav和yav。

第二计算器5d在第一爪形离合器20的脱离状态下通过基于计算出的(存储的)第一偏差x来校正轮速nw，来计算车轴转速nax。在第二爪形离合器30的脱离状态下，本实施例的第二计算器5d还通过基于第二偏差y来校正轮速nw来计算车轴转速nay。当针对每个行驶状态将平均值xav和yav存储在监视单元5c中时，第二计算单元5d优选地通过选择与计算时的行驶状态相对应的平均值xav和yav来计算车轴转速nax和nay。

换句话说，在控制单元5中，在第一爪形离合器20的接合状态下，由第一计算器5b计算出车轴转速nam，而在第一爪形离合器20的脱离状态下，由第二计算器5d计算出车轴转速nax。此外，在第二爪形离合器30的接合状态下，由第一计算器5b计算出车轴转速nag，并且在第二爪形离合器30的脱离状态下，由第二计算器5d计算出车轴转速nay。

控制器5e根据选择器5a选择的运行模式，控制第一爪形离合器20的接合-脱离状态和第二爪形离合器30的接合-脱离状态。具体地，当要使处于脱离状态的第一爪形离合器20接合时，控制器5e通过控制马达3的扭矩以使马达3侧(爪形齿轮16d)的转速与输出轴12侧(套筒22)的转速一致来使旋转同步。然后，控制单元5a通过控制致动器而使套筒22在朝向爪形齿轮16d的方向上移动。顺便提及，本实施例的控制器5e包括作为控制第一爪形离合器20的接合-脱离状态的子控制器的功能。

当第一爪形离合器20在第二爪形离合器30的接合状态下要被接合时，控制器5e使用由第一计算器5b计算出的车轴转速nag获得输出轴12侧的转速。也就是说，在这种情况下，控制器5e在基于由第一计算器5b计算的车轴转速nag和马达转速传感器43检测出的马达转速nm控制马达3使得第一爪形离合器20的旋转被同步之后接合第一爪形离合器20。

此外，当在第二爪形离合器30的脱离状态下要使第一爪形离合器20接合时，控制器5e使用由第二计算器5d计算出的车轴转速nay获得输出轴12侧的转速。也就是说，在这种情况下，控制器5e在基于由第二计算器5d计算出的车轴转速nay和马达转速传感器43检测出的马达转速nm控制马达3使得第一爪形离合器20的旋转被同步之后使第一爪形离合器20接合。上述控制与第二爪形离合器30的接合-脱离状态无关地精确地获得了车轴转速，从而可以提高旋转同步的精度。

此外，当要使发电机4侧的转速与输出轴12侧的转速一致以接合第二爪形离合器30时，控制器5e控制发电机4的扭矩以完成旋转同步。然后，控制器5e通过控制致动器而使套筒32h或32l沿朝向爪形齿轮11d或15d的方向移动。当第二爪形离合器30在第一爪形离合器20的接合状态下要被接合时，控制器5e使用由第一计算器5b计算出的车轴转速nam获得输出轴12侧的转速。也就是说，在这种情况下，控制器5e在基于由第一计算器5b计算出的车轴转速nam和由发电机转速传感器44检测到的发电机转速ng控制发电机4，从而第二离合器30使旋转同步之后接合第二爪形离合器30。

此外，当第二爪形离合器30要在第一爪形离合器20的脱离状态下接合时，控制器5e使用由第二计算器5d计算出的车轴转速nax获得输出轴12侧的转速。即，在这种情况下，控制器5e在基于由第二计算器5d计算出的车轴转速nax和由发电机转速传感器44检测出的发电机转速ng控制发电机4，从而第二离合器30使旋转同步之后，接合第二爪形离合器30。上述控制与第一爪形离合器20的接合-脱离状态无关地精确地获得了车轴转速，从而可以提高旋转同步的精度。

当存储在监视单元5c中的第一偏差x为预定值xp或更大时，禁止器5f确定轮速传感器42和马达转速传感器43中的至少一个具有故障的可能性，并禁止第一爪形离合器20脱离。预定值xp被预先设置为可以区分故障存在与否的值。禁止器5f不管离合器20和30的运行模式或接合-脱离状态如何，都确定第一偏差x是否等于或大于预定值xp。禁止器5f可以基于第二偏差y确定轮速传感器42和发电机转速传感器44中的至少一个具有故障的可能性，并禁止第二爪形离合器30接合。此外，当确定存在故障的可能性时，控制单元5可以点亮指示故障的警告灯，或者可以记录指示故障的信号。

[5.流程图]

图4(a)和图4(b)是在上述控制单元5的监视单元5c中实现的流程图示例。当在选择器5a中选择ev模式或串联模式时，以预定的计算周期执行图4(a)的流程图，并且当选择并联模式时，在预定的计算周期执行图4(b)的流程图。

如果选择了ev模式或串联模式，则确定第一爪形离合器20处于接合状态，并且第二爪形离合器30处于脱离状态。在这种情况下，如图4(a)所示，获得由马达转速传感器43检测出的马达转速nm和由轮速传感器42检测出的轮速nw(步骤s1)。然后，基于马达转速nm计算出车轴转速nam(步骤s2)，并且通过从车轴转速nam中减去轮速nw来计算第一偏差x(步骤s3)。然后，在步骤s4中，计算第一偏差x的平均值xav，并存储(更新)新的平均值xav。

如果选择了并联模式，则确定第二爪形离合器30处于接合状态，并且取决于是否需要马达辅助，将第一爪形离合器20的接合-脱离状态控制在脱离状态。在这种情况下，如图4(b)所示，获得由发电机转速传感器44检测到的发电机转速ng和由轮速传感器42检测到的轮速nw(步骤s11)。然后，基于发电机转速ng计算车轴转速nag(步骤s12)，并计算从车轴转速nag中减去轮速nw而计算得到的第二偏差y(步骤s13)。然后，在步骤s14中，计算第二偏差y的平均值yav，并存储(更新)新的平均值yav。

图5是在上述控制单元5的选择器5a，第一计算器5b，第二计算器5d和控制器5e中执行的流程图示例，并且与图4(a)和4(b)的流程图并行执行。例如，当车辆10的主电源被接通时，以预定的计算周期执行该流程图。应当注意，该计算周期不必与实现图4(a)和4(b)的流程图时的计算周期相同。

如图5所示，在步骤t1中，获取由传感器41至44中的每个传感器检测到的信息，并且在步骤t2中，确定当前运行模式是不是ev模式或串联模式。如果是ev模式或串联模式，则在步骤t3中确定是否满足切换到并联模式的条件。该条件包括例如车速等于或高于预定车速，并且运行负荷等于或高于预定负荷。如果满足该条件，则在步骤t4中设置并联模式，并且执行用于接合第二爪形离合器30的处理(步骤t5至t7)。

首先，在步骤t5中基于马达转速nm计算车轴转速nam，在步骤t6中，基于车轴转速nam和在步骤t1中获得的发电机转速ng控制发电机4，使得旋转同步。然后，在步骤t7中，当旋转同步时，控制致动器以接合第二爪形离合器30。即，高侧爪形离合器30h或低侧爪形离合器30l被接合，以使引擎2的动力成为可传递至输出轴12的状态，并且流程返回。如果在步骤t3中确定为否，则保持ev模式或串联模式，并返回流程。

另一方面，如果在步骤t2中确定该模式为并联模式，则处理进入步骤t8，以确定是否满足向ev模式或串联模式切换的条件。该条件包括例如车速低于预定车速，并且运行负荷低于预定负荷。如果不满足该条件，即，当要保持并联模式时，在步骤t9中确定是否需要马达辅助。

如果不需要马达辅助，则处理进入步骤t10以使第一爪形离合器20脱离。接下来，在步骤t11中确定是否满足高齿轮级和低齿轮级之间的切换条件，并且如果不满足该条件，则流程返回。相反，如果满足条件，则进行用于高-低切换的处理(步骤t12至t14)。在此，高-低切换条件包括例如车速在高速范围内和高要求输出。

在步骤t12中，根据在步骤t1中获得的轮速nw和在图4(a)的步骤s4中存储的第一偏差x的平均值xav计算出车轴转速nax。在步骤t13中，基于车轴转速nax和在步骤t1中获得的发电机转速ng执行旋转同步，并控制执行器以从而在高齿轮级和低齿轮级之间切换(步骤t14)。顺便提及，在步骤t13中，由于使用考虑了第一偏差x的平均值xav的车轴转速nax，所以旋转同步的精度提高。

此外，如果在步骤t9中确定在并联运行期间(步骤t8中为“否”)需要马达辅助，则处理进入步骤t15，在该步骤中，确定第一爪形离合器20是否接合。如果第一爪形离合器20处于接合状态，则由于能够立即执行马达辅助而返回流程。另一方面，如果第一爪形离合器20处于脱离状态，则处理进入步骤t16以从发电机转速ng计算车轴转速nag。然后，基于车轴转速nag和在步骤t1中获得的马达转速nm执行旋转同步(步骤t17)，并且控制致动器以从而接合第一爪形离合器20(步骤t18)。这样可以进行马达辅助。

此外，当在步骤t8中满足向ev模式或串联模式切换的条件时，处理进入步骤t20以设置ev模式或串联模式。然后，使第二爪形离合器30脱离(步骤t21)，确定第一爪形离合器20是否处于接合状态(步骤t22)。如果第一爪形离合器20被接合，则该流程返回，因为可以将运行状态直接切换为马达运行。

另一方面，如果第一爪形离合器20断开，则处理进入步骤t23，以根据在步骤t1中获得的轮速nw和在图4(b)的步骤s14中所存储的第二偏差y的平均值yav计算车轴转速nay。在步骤t24中，基于车轴转速nay和在步骤t1中获取的马达转速nm进行旋转同步，通过控制致动器使第一爪形离合器20接合(步骤t25)。顺便提及，在步骤t24中，由于使用考虑了第二偏差y的平均值yav的车轴转速nay，所以旋转同步的精度提高。

[6.效果]

(1)在上述控制单元5中，当离合器20、30处于接合状态时，基于由转速传感器43和44在高检测精度下检测到的值nm，ng来计算车轴转速nam，nag，并且计算并存储车轴转速nam，nag和由轮速传感器42检测出的值nw的偏差x，y。因此，即使在仅可以使用由轮速传感器42检测到的值nw的情况下(即，在连接/断开机构20、30脱离的同时)，也可以精确地计算车轴转速。因此，例如，如上述实施例那样，当接合设置在马达3与输出轴12之间的路径51和发电机4和输出轴12之间的路径52上的离合器20、30时，可以提高旋转同步的精度，从而可以抑制离合器接合期间的振动和噪音。

(2)上述的监视单元5c在车辆10运行时周期性地计算偏差x，y，并存储其平均值xav，yav，这可以提高第二计算器5d中的计算精度。另外，在监视单元5c针对每个行驶状态计算偏差x和y(即，计算多个偏差x和y)的情况下，由于第二计算器5d选择与计算时的行驶状态相对应的平均值xav，yav，可以进一步提高车轴转速的计算精度。

(3)当第二爪形离合器30的旋转要被同步以在第一爪形离合器20的脱离状态下接合第二爪形离合器30时，上述控制器5e使用由第二计算器5d计算的车轴转速nax。此外，当第一爪形离合器20的旋转要被同步以在第二爪形离合器30的脱离状态下接合第一爪形离合器20时，控制器5e使用由第二计算器5d计算出的车轴转速nay。因此，当离合器30、20中的一个在另一离合器20、30脱离的状态下要被接合时，由于轮速nw使用考虑了偏差x，y的车轴转速nax，nay，所以可以提高旋转同步精度，从而抑制离合器20、30接合时的振动和噪音。

(4)此外，由于上述的驱动桥1包括的从输出轴12到马达3的传动级的数量比从输出轴12到发电机4的传动级的数量少，所以可以通过在接合第二爪形离合器30时使用基于误差较小的马达转速nm的车轴转速nam来增强对旋转同步的控制。

(5)上述的车辆10是包括用于驱动的引擎2和马达3以及用于发电的发电机4的混合动力车辆，并且除了使动力传递脱离的功能之外，插入在第二路径52上的第二爪形离合器30还具有高-低切换功能。因此，即使当车辆10主要靠引擎2运行时(即，在并联运行期间)在高齿轮级和低齿轮级之间切换时马达3与输出轴12断开，也可以使用由第二计算器5d计算出的车轴转速nax来使旋转同步，可以实现安静的高-低切换。此外，可以通过有效利用引擎输出来驱动车辆10，这可以增强动力性能。

(6)上述控制器5e在要使第二爪形离合器30的旋转同步以在第一爪形离合器20的接合状态下接合第二爪形离合器30时，使用由第一计算器5b计算的车轴转速nam。另外，当要使第一爪形离合器20的旋转同步以在第二爪形离合器30被接合的状态下接合第一爪形离合器20时，控制器5e使用由第一计算器5b算出的车轴转速nag。因此，由于当离合器20、30中的一个在离合器30、20中的另一个接合的状态下接合时，基于具有高检测精度的转速传感器43、44的值nm，ng计算出的车轴转速nam，nag被使用，可以提高旋转同步精度，并且可以抑制离合器20、30接合时的振动和噪声。

(7)当第二爪形离合器30在第一爪形离合器20的脱离状态下要被接合时，上述控制器5e在基于发电机转速ng和通过第二计算器5d计算出的车轴转速nax控制发电机4以使第二爪形离合器30的旋转同步之后接合第二爪形离合器30，可以抑制第二爪形离合器30接合时的振动和噪声，从而提高了旋转同步的精度。

(8)因为，当第一爪形离合器20要从脱离状态被接合时，控制器5e在基于马达转速nm和通过第二计算器5d计算出的车轴转速nay来控制马达3以使第一爪形离合器20的旋转同步之后接合第一爪形离合器20，可以抑制第一爪形离合器20接合时的振动和噪音，从而提高了旋转同步的精度。

(9)在监视单元5c中存储的第一偏差x为规定值xp以上的情况下，即，在第一偏差x较大的情况下，上述的禁止器5f判定马达转速传感器43和轮速传感器42中的至少一个故障的可能性很高，并且禁止第一爪形离合器20的脱离。这可以避免在第一爪形离合器20接合时产生振动和噪声。顺便提及，当禁止器5f基于第二偏差y确定轮速传感器42和发电机转速传感器44中的至少一个故障的可能性很高并且禁止第一爪形离合器30的脱离时，可以抑制第二爪形离合器30接合时的振动和噪音的产生。

[7.修改]

在上述实施例中，假定车辆10是在其前侧安装引擎2和马达3的两前轮驱动混合动力车辆。如上所述的用于计算车轴转速的方法和旋转同步控制如图1中的双点划线所示可以应用于四轮驱动混合动力车辆，该四轮驱动混合动力车辆也将后马达3r安装在其后侧。这意味着车辆10可以包括用于驱动前轮8的前马达3(第一旋转电机)和用于驱动后轮8r的后马达3r(第三旋转电机)。

图1中由双点划线所示的后马达3r通过第二驱动桥60连接至连接左右后轮8r的车轴。然而，第二驱动桥60不包括离合器。即，后马达3r在没有离合器的情况下连接至后轮8r。另外，在车辆上设有用于检测后马达3r的转速的后马达转速传感器48(第三旋转电机速度传感器)。

在这种四轮驱动混合动力车辆中，当轮速传感器42发生故障时，车轴转速的计算使用由后马达转速传感器48检测到的值(后马达转速nr)，而不是轮速nw。即，当轮速传感器42发生故障时，上述第二计算器5d基于后马达3r的转速nr和由监视单元5c计算(存储)的偏差x，y或平均值xav，yav来计算连接至前轮8(一个轮)的车轴9的转速(车轴转速)。利用该构造，即使在轮速传感器42发生故障时，也可以确保车轴转速的计算精度。

该修改例的构造可以应用于混合动力车辆，其中上述的动力系7安装在其后侧，以允许上述的马达3驱动后轮8r，并且用作驱动源的第三旋转电机(马达)安装在其前侧以驱动前轮8。该修改例的控制可以应用于至少包括用于驱动一组前轮8和一组后轮8r中的一组的第一旋转电机以及用于驱动另一组轮而没有连接/断开机构的第三演变电枢的车辆。由于第三旋转电机在没有离合器插入的情况下连接到轮，因此，第三旋转电机的转速可以代替轮侧nw而与离合器的接合-脱离状态无关地被使用。

[8.其他]

上述用于计算车轴转速的方法和旋转同步控制的内容是示例，并且不限于上述内容。例如，监视单元5c可以在运行时仅计算一次偏差x，y，或者可以代替计算和存储平均值xav，yav而通过用计算出的偏差x，y覆盖来存储(更新)偏差x，y。此外，可以省略上述的禁止器5f，并且可以独立于控制器5e而设置用于控制第一爪形离合器20的接合-脱离状态的子控制器。

另外，在上述实施例中，在第二爪形离合器30脱离的状态下要使第一爪形离合器20接合时，通过基于第二偏差y对轮速nw进行修正来算出车轴转速nay，但是替代地，可以通过基于第一偏差x校正轮速nw来计算车轴转速nax。类似地，当第二爪形离合器30在第一爪形离合器20脱离的状态下要被接合时，通过基于第一偏差x校正轮速nw来计算车轴转速nax，但是替代地，可以通过基于第二偏差y校正轮速nw来计算车轴转速nay。根据这种计算方法，即使在车辆10具有一个旋转电机的情况下，也能够获得与上述实施例相同的操作和效果。

由上述控制单元5控制的驱动桥1的结构仅是示例，并且不限于上述结构。例如，在上述驱动桥1中，第二爪形离合器30设置在输入轴11和第一副轴15中的每一个上，但是可替代地，可以在轴11和15中的任一个上设置单个第二爪形离合器。此外，第一离合器机构和第二离合器机构均不限于爪形离合器，并且可以可替代地是诸如液压摩擦离合器或电磁离合器的离合器机构。另外，这些离合器机构可以设置在上述以外的位置。

另外，即使当第一路径51上的连接/断开机构和第二路径52上的连接/断开机构中的一个是爪形离合器且另一个是液压摩擦离合器，电磁离合器等的连接/断开机构时，也可以在爪形离合器接合时进行上述控制。

例如，当仅第一路径51的连接/断开机构是爪形离合器时，发电机转速传感器44(第一旋转电机速度传感器)检测发电机4(第一旋转电机)的转速，并且第一计算器5b在第二路径52上的连接/断开机构的接合状态下基于发电机转速ng(第一转速)计算车轴转速nag。另外，监视单元5c计算车轴转速nag和轮速nw之间的偏差y。然后，如果第二计算器5d在第二路径52上的连接/断开机构的脱离状态下通过基于偏差y来校正轮侧nw来计算车轴转速nay，则当不管第二路径52上的接合-脱离状态如何而使第一路径51上的爪形离合器接合时，控制器5e可以使旋转精确地同步。

引擎2，马达3和发电机4相对于驱动桥1的相对位置不限于上述。取决于这些相对位置，可以设置驱动桥1中的六个车轴11至16的布置。设置在驱动桥1中的各个轴上的齿轮的布置也是示例，并且不限于上述布置。

此外，上述动力系7的构造是示例，并且对于具有上述动力系7以外的构造的车辆，可以应用上述计算车轴转速的方法和旋转同步控制。令人满意的是，车辆至少设置有设置在旋转电机(例如，马达，发电机，电动发电机)与输出轴之间的动力传递路径上的连接/断开机构，用于检测旋转电机的转速的传感器和轮速传感器。

[参考标记的说明]

2引擎

3马达，前马达(第一旋转电机)

3r后马达(第三旋转电机)

4发电机(第一旋转电机，第二旋转电机)

5控制单元

5b第一计算器

5c监视单元

5d第二计算器

5e控制器(子控制器)

5f禁止器

8驱动轮，前轮，轮

8r后轮，轮

10车辆

12输出轴

20第一爪形离合器(第一连接/断开机构，爪形离合器)

30第二爪形离合器(第二连接/断开机构，爪形离合器)

42轮速传感器

43马达转速传感器(第一旋转电机传感器)

44发电机转速传感器(第一旋转电机传感器，第二旋转电机传感器)

48后马达转速传感器(第三旋转电机传感器)

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)

nag，nam，nax，nay车轴转速

ng发电机转速(第一转速，第二转速)

nm马达转速(第一转速)

nw轮速

x第一偏差

xav平均值

xp预定值

y第二偏差

yav平均值