專利名稱：車輛用離合器控制設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及在從驅動動力源至驅動輪的驅動系中包括常閉式離合器的車輛用離合器控制設備。
背景技術：
日本特開2004-19744號公報公開了一種被容納在離合器殼體內的離合器設備，其中液壓缸的活塞可移動以抵接與膜片彈簧接觸的分離軸承，由此允許離合器片從壓板解除接合。
發明內容
在上述傳統的離合器設備中，在活塞由離合器的膜片彈簧往回壓到液壓缸中的狀態下，液壓壓力未施加至活塞。因此，安裝于活塞的唇形密封件的張力(即，唇形密封件的向外加壓力)小于當液壓壓力被施加至活塞的情況中引起的唇形密封件的張力。當在活塞被往回壓的情況下振動輸入至活塞時，由于唇形密封件的張力的不足而引起油泄漏。具體地，當在活塞被往回壓的狀態下、即在液壓缸中的液壓壓力被保持為零的狀態下轉速(或轉數)增加時，被輸入到活塞的振動變大，由此引起液壓缸的密封構件處發生油泄漏。順便提一句，在唇形密封件本身的張力、例如唇形密封件本身的剛性增加以便確保在活塞被往回壓的狀態下的唇形密封件的張力的情況中，唇形密封件變硬。由此增加了活塞滑動移動期間活塞的阻力，導致活塞的操作性劣化。相比之下，本發明提供了車輛用離合器控制設備的實施方式，試圖在未增加密封構件的本身密封性的狀態下，即使在傳遞驅動力時振動被輸入到活塞時也抑制液壓缸的密封構件處發生油泄漏。為了實現這些目的，在本發明的一個方面中提供了如下的車輛用離合器控制設備，該設備包括常閉式離合器、液壓缸、活塞、密封構件和當離合器接合時控制待被引入到密封構件的液壓壓力的壓力保持控制器。常閉式離合器布置在驅動動力源與驅動輪之間并且由于被施加至離合器的彈性構件的彈性力而被保持接合。在根據本發明的一個離合器控制設備中，當離合器接合時，壓力保持控制器將液壓壓力施加至液壓缸的活塞室，以在維持離合器接合的情況下保持密封構件的密封性。具體地，當離合器接合時，用于保持密封構件的密封性的液壓壓力有意地被施加至液壓缸的活塞室，而不考慮離合器是常閉類型，使得密封構件的張力(即，密封構件相對于殼體滑動面的壓力)變得大于液壓壓力未被施加至活塞室時的密封構件的張力。因此，即使驅動力的振動成分經由通過了已接合的離合器的彈性構件輸入到液壓缸的活塞，也能夠抑制液壓缸的密封構件處發生油泄漏。此外，由于密封構件本身的密封性沒有被提高，所以能夠抑制離合器解除接合時活塞相對于殼體滑動面的滑動阻力，由此確保活塞的平滑移動。
這里參照附圖進行說明，其中在多個圖中相同的附圖標記指示相同的部分，其中:圖1是示出作為車輛的示例的后輪驅動FR混合動力車輛的系統方框圖，根據本發明的實施方式的離合器控制設備能夠應用到該車輛；圖2是示出包括第一離合器的示例的離合器-馬達單元的截面圖，通過根據第一實施方式的離合器控制設備而在接合與解除接合之間控制第一離合器；圖3是示出外管的側視圖，該外管將液壓缸連接至第一離合器液壓控制閥以控制根據第一實施方式的第一離合器的接合與解除接合；圖4是示出根據第一實施方式的控制第一離合器的接合與解除接合的液壓控制系統和電子控制系統的方框圖；圖5是示出由根據第一實施方式的集成控制器執行的第一離合器控制操作的流程的流程圖；圖6A是示出在比較實施方式中當離合器轉動停止時第一離合器的接合狀態的圖；圖6B是示出在比較實施方式中當離合器轉速高時第一離合器的接合狀態的圖；圖7是示出在比較實施方式中活塞壓回行程量(press-back stroke amount)與離合器轉速的關系的特征圖；圖8是示出在比較實施方式中垂向力(振動)與發動機轉速的關系的圖；圖9是示出在比較實施方式中從液壓缸的密封部發生油泄漏的圖；圖10是示出在第一實施方式中防止液壓缸的密封部發生油泄漏的圖；圖11是示出在第一實施方式中在第一離合器的高轉速范圍內的由液壓缸用壓力保持控制引起的離合器接合狀態的圖；圖12是示出第一實施方式中的液壓缸的活塞被朝向第一離合器加壓的解除接合控制的圖；圖13是示出在馬達/發電機與變速器之間配置有第二離合器的后輪驅動FR混合動力車輛的驅動系的示意圖；和圖14是示出在變速器與驅動輪之間配置有第二離合器的后輪驅動FR混合動力車輛的驅動系的示意圖。
具體實施例方式首先，將參照圖1說明根據本發明的實施方式的車輛用離合器控制設備的構造。如圖1所示，可以包含本發明的實施方式的FR混合動力車輛的驅動系包括發動機ENG (驅動動力源)、飛輪FW、第一離合器CLl (離合器)、馬達/發電機MG、第二離合器CL2、自動變速器AT、傳動軸PS、差速器DF、左驅動軸DSL、右驅動軸DSR、左后輪RL (驅動輪)和右后輪RR (驅動輪)。此外，FL表示左前輪，FR表示右前輪，M-0/P表示主油泵并且S-0/P表示副油泵。發動機ENG可以是汽油發動機或柴油發動機。基于自發動機控制器I輸出的發動機控制指令進行發動機啟動控制、發動機停止控制等。飛輪FW布置于發動機輸出軸。第一離合器CLl布置在發動機ENG與馬達/發電機MG之間。第一離合器CLl是當選擇電動車輛驅動模式(下文稱作“EV模式”)時解除接合并且當選擇混合動力車輛驅動模式(下文稱作“HEV模式”)時接合的驅動模式選擇離合器。常閉干式單片離合器用作第一尚合器CLl。馬達/發電機MG布置在第一離合器CLl與自動變速器AT之間并且具有用作電動馬達的功能和用作發電機的功能兩者。同步馬達/發電機用作馬達/發電機MG，該馬達/發電機包括:轉子，在轉子內埋設有永磁體；和定子，在定子周圍卷繞有定子線圈，并且通過對馬達/發電機施加三相交流電流而對其進行控制。第二離合器CL2布置在馬達/發電機MG與左后輪RL、右后輪RR之間。當傳遞扭矩變化時、例如在發動機啟動時，第二離合器CL2通過其滑移接合而吸收扭矩變動。在該示例中，第二離合器CL2未設置為獨立的離合器(separate clutch),而是由待以自動變速器AT選擇的速度(或齒輪級)接合的多個摩擦接合元件中的布置在扭矩傳遞路徑中的摩擦接合元件構成。自動變速器AT可以是在例如七個前進速度和一個倒退速度的多個速度之間進行有級轉換的有級變速器，或者可以是進行傳動比的連續轉換的無級變速器。變速器輸出軸經由傳動軸PS、差速器DF、左驅動軸DSL和右驅動軸DSR連接至左后輪RL、右后輪RR。主油泵Μ-0/Ρ布置于自動變速器AT的輸入軸并且是機械操作的油泵。副油泵S-O/P布置于單元殼體等，并且副油泵S-0/P是當不存在來自主油泵Μ-0/Ρ的排出油量時、例如當車輛以第一離合器CLl處于解除接合狀態的“EV模式”停止時或者當來自主油泵Μ-0/Ρ的排出油量不足導致未提供必要的油量時，由電動馬達操作的電動油泵。接著，將說明混合動力車輛的控制系統。如圖1所示，FR混合動力車輛的控制系統具有發動機控制器1、馬達控制器2、逆變器3、電池4、第一離合器控制器5、第一離合器液壓控制閥6、AT控制器7、AT控制閥8、制動控制器9和集成控制器10。發動機控制器1、馬達控制器2、第一離合器控制器5、AT控制器7和制動控制器9經由允許信息交換的CAN通信線路11連接至集成控制器10。集成控制器10和本文描述的其他控制器通常由各種微計算機構成，各種微計算機包括中央處理器(CPU)、接收本文描述的指定數據的輸入輸出端口(I/O)、隨機存取存儲器(RAM)、可保持存儲器(KAM)、通用數據總線和作為用于可執行程序和本文論述的指定存儲值的電子存儲介質的只讀存儲器(ROM)。本文描述的集成控制器10 (及適當情況下的其他控制器)的功能性(或處理)單元能夠例如作為可執行程序在軟件中實施，或者能夠以一個或多個集成電路(IC)的形式全部地或部分地由獨立的硬件實施。集成控制器10可以是如本文所述描述的編程的本領域已知的發動機控制單元(ECU)。本文描述的其他控制器可以被類似地構造。還有，盡管示出了多個控制器，但是較少或更多也是可以的。發動機控制器I接收來自發動機轉速(或轉數)傳感器12的發動機轉速(或轉數)信息、來自集成控制器10的目標發動機扭矩指令和其他必要信息。發動機控制器I將控制發動機工作點(Ne，Te)的指令輸出至發動機ENG的節流閥致動器等。即，發動機控制器I進行發動機控制。馬達控制器2接收由解算器(reS0lVer)13檢測到的馬達/發電機MG的轉子轉動位置、來自集成控制器10的目標MG扭矩指令和目標MG轉速(或轉數)指令以及其他必要信息。馬達控制器2將控制馬達/發電機MG的馬達工作點(Nm，Tm)的指令輸出至逆變器3。即，馬達控制器2進行馬達控制。另外，馬達控制器2監視著顯示電池4的充電容量的電池SOC。第一離合器控制器5接收由活塞行程傳感器15檢測到的液壓缸14的活塞41的行程位置、來自集成控制器10的目標CLl扭矩指令以及其他必要信息。活塞行程傳感器15也稱作活塞行程位置檢測裝置。第一離合器控制器5將指令輸出至第一離合器液壓控制閥6以控制第一離合器CLl的接合、滑移接合和解除接合。即，第一離合器控制器5進行第一離合器控制。AT控制器7接收來自加速器開度傳感器16、車速傳感器17和其他傳感器18 (變速器輸入轉速傳感器、抑制開關等)的信息。此外，在車輛以選擇的D范圍行駛的過程中，AT控制器7利用換擋地圖、基于根據加速器開度APO和車速VSP確定的工作點的位置搜索最佳速度(即最佳齒輪級)，并且將控制指令輸出至AT控制閥8以實現最佳速度。S卩，AT控制器7進行換擋控制。AT控制器7接收來自集成控制器10的目標CL2扭矩指令，并且還將用于第二離合器CL2的滑移接合控制指令輸出至AT控制閥8。BP,AT控制器7進行第二離合器控制。最后，AT控制器7進行自動變速器AT的液壓換擋操作并且還進行管路壓力PL控制，以便為第一離合器CLl的液壓壓力排放操作做準備。制動控制器9接收由輪速傳感器19檢測到的四個車輪的相應輪速、來自制動行程傳感器20的傳感器信息、來自集成控制器10的再生協調控制指令以及其他必要信息。當進行制動操作時，當僅施加再生制動力時，制動力缺乏并且不能得到根據制動踏板下壓的制動行程BS確定的所需制動力，制動控制器9通過機械制動力補償制動力的不足。即，制動控制器9進行再生協調制動控制。集成控制器10控制整個車輛消耗的能量并且進行使混合動力車輛有效地行駛的操作。集成控制器10接收來自檢測馬達轉速(或轉數)Nm的馬達轉速(或轉數)傳感器21的信息、來自其他傳感器/開關22的必要信息和經過CAN通信線路11的其他信息。集成控制器10將目標發動機扭矩指令輸出至發動機控制器1、將目標MG扭矩指令和目標MG轉速指令輸出至馬達控制器2、將目標CLl扭矩指令輸出至第一離合器控制器5、將目標CL2扭矩指令輸出至AT控制器7并且將再生協調控制指令輸出至制動控制器9。以該方式，集成控制器10進行集成控制。接著，參見圖2，將說明根據實施方式的離合器-馬達單元的構造。離合器-馬達單元包括單元殼體30和容納在單元殼體30內的第一離合器CLl、液壓缸14、馬達/發電機MG和主油泵M-0/P。單元殼體30具有連接至發動機ENG的發動機缸體31的前側部和連接至自動變速器AT的變速器殼32的后側部。第一離合器CLl配置在由發動機ENG和馬達蓋33圍成限定的第一室(干室)內。第一離合器CLl包括飛輪FW、離合器片24、壓板25、膜片彈簧26 (也稱作彈性構件)和彈簧支點板27。飛輪FW連接至發動機ENG的曲軸23。離合器片24被花鍵聯接至馬達/發電機MG的空心馬達軸35。壓板25配置成使得離合器片24被夾在壓板25和飛輪FW之間。膜片彈簧26具有抵靠壓板25的一個端，由此通過膜片彈簧26的彈性力(也稱作彈簧力或偏置力)保持第一離合器CLl的接合。彈簧支點板27被布置成在膜片彈簧26的中途位置設定彈簧支點。液壓缸14具有CSC (同心從動缸)構造。液壓缸14在第一室內布置于膜片彈簧26的端部處并且用作用于第一離合器CLl的液壓致動器。液壓缸14包括活塞殼體40、活塞41、活塞室42、具有V形截面的唇形密封件(或密封構件)43、油供給/排放開口 44、殼體滑動面45和分離軸承46。活塞41以可相對于活塞殼體40滑動的方式布置在活塞殼體40內。活塞41具有經由分離軸承46被施加膜片彈簧46的彈性力的一端和被施加活塞室42中的液壓壓力的另一端。在形成于活塞41的外周面的密封槽內安裝有唇形密封件43。唇形密封件43具有朝向活塞室42側開口的V形截面，使得相對于殼體滑動面45的密封性由于活塞室42內的液壓壓力的增加而提高。馬達/發電機MG布置在由馬達蓋33和定子殼體34圍成限定的第二室(干室)內。解算器13布置在馬達/發電機MG的轉子的內側。高電壓線束終端36和冷卻水進/出端口 37延伸通過單元殼體30。主油泵Μ-0/Ρ布置在由定子殼體34和自動變速器AT圍成限定的第三室(濕室)內。主油泵Μ-0/Ρ由連接至空心馬達軸35的變速器輸入軸38驅動。接著，將參照圖2和圖3說明根據本發明的第一實施方式的第一離合器液壓通道的構造。第一離合器液壓通道連接液壓缸14的活塞室42與第一離合器液壓控制閥6。液壓通道由從供給/排放開口 44延伸至管接頭50的內管51、從管接頭50延伸至箱安裝部52的外管53和形成在變速器殼32內、與外管53連通的箱內液壓通道54構成。此外，外管53的長度方向中間部通過夾子56被支撐在單元殼體30上。接著，將參照圖4說明根據第一實施方式的第一離合器CLl的電子控制系統和液壓控制系統的構造。第一離合器CLl的電子控制系統包括第一離合器控制器5、AT控制器7和集成控制器10。第一離合器CLl的液壓控制系統包括主油泵Μ-0/Ρ、副油泵S-0/P、AT控制閥8、第一離合器液壓控制閥6、管50至54和液壓缸14。AT控制閥8是如下的閥:該閥通過利用泵排出油作為源壓力、根據自AT控制器7輸出的管路壓力指令值LPress產生管路壓力。通過主油泵Μ-0/Ρ或副油泵S-0/P從油底殼39泵出泵排出油。在該管路壓力控制下，例如，輸出管路壓力指令值LPress，該指令值LPress與第一離合器CLl的解除接合所需的離合器解除接合壓力值、用于變速器輸入扭矩的保持的必要壓力值和最小管路壓力值中的一個的選擇出高值對應。第一離合器液壓控制閥6是如下的閥:該閥利用管路壓力作為源壓力并且將待供應至液壓缸14的活塞室42的活塞壓力控制為自第一離合器控制器5輸出的活塞壓力指令值CLIPress。第一離合器控制器5從活塞行程傳感器15接收液壓缸14的活塞41的行程位置，并且通過利用活塞行程位置信息識別第一離合器CLl的接合/解除接合狀態而進行第一離合器液壓控制。在第一離合器液壓控制下，當第一離合器CLl以低轉速范圍接合時，第一離合器控制器5進行排放活塞壓力的排放控制,并且當第一離合器CLl以高轉速范圍接合時，第一離合器控制器5在維持離合器接合狀態的同時進行保持唇形密封件43的密封性的壓力保持控制。此外，當第一離合器CLl的滑移接合和完全解除接合時，第一離合器控制器5進行用以維持第一離合器CLl的滑移接合狀態和完全解除接合狀態的扭矩能力控制。圖5是示出由根據第一實施方式的集成控制器10執行的第一離合器控制操作的流程的流程圖。在步驟SI中，對第一離合器CLl的控制指令是否是離合器接合指令做出判斷。當步驟SI中的回答為是時，程序進入步驟S3。當步驟SI中的回答為否(例如，控制指令為離合器解除接合指令或滑移接合指令)時，程序進入步驟S2，在這里執行允許第一離合器CLl處于解除接合狀態的離合器解除接合控制或者執行允許第一離合器CLl處于滑移接合狀態的滑移接合控制。接著，程序進入返回。相比之下，當在步驟SI中第一離合器CLl的控制指令是離合器接合指令時，在步驟S3中對發動機轉速是否不小于預定閾值a做出判斷。當發動機轉速〈a (在步驟S3中為是)時，程序進入步驟S5。當發動機轉速> a (在步驟S3中為否)時，程序進入步驟S4。基于發動機轉速與由實驗性數據指示的振動之間的關系，預定閾值a被設定為從唇形密封件43發生油泄漏時的發動機轉速值，例如3500rpm。在該示例中，圖8中示出的特征圖表用于設定預定閾值a。在步驟S3中判定發動機轉速〈a之后，通過進行排放控制以排放活塞室42中的液壓壓力，來執行離合器接合控制。接著，程序進入返回。另一方面，如果在步驟S3中發動機轉速> a，則在步驟S5中對發動機轉速Ne是否等于馬達轉速Nm做出判斷。當發動機轉速Ne=馬達轉速Nm (在步驟S5中為是)時,程序進入步驟S6。當發動機轉速Ne古馬達轉速Nm (在步驟S5中為否)時，程序進入如前論述的步驟S4。因此，步驟S5是對第一離合器CLl是否已到達沒有任何滑移的接合狀態的詢問。—旦第一離合器CLl在沒有滑移的情況下接合(在步驟S5中發動機轉速Ne=馬達轉速Nm)，就在步驟S6中讀出由活塞行程傳感器15檢測到的實際行程位置S。在下一步驟S7中，計算出作為目標行程位置S*與實際行程位置S之間的差異的行程偏差AS。目標行程位置S*設定為第一離合器CLl的轉動停止接合狀態下的活塞行程位置。即，目標行程位置S*設定為活塞41由膜片彈簧26往回壓之前的活塞行程位置。接著，程序進入步驟S8。在步驟S8中，計算出用以將行程偏差A S設定為零的反饋控制液壓壓力APF/B，即用以使實際行程位置S與目標行程位置S* —致的反饋控制液壓壓力A PF/B,輸出用以獲得反饋控制液壓壓力APF/B的控制指令。接著，程序進入返回。廣泛地說，步驟S6至步驟S8對應于壓力保持控制部。接著，將說明根據第一實施方式的離合器控制設備的操作。首先，說明在比較實施方式中由離合器接合控制產生的問題。接著，通過分別說明用于第一離合器CLl的接合/解除接合控制和壓力保持控制來說明根據第一實施方式的FR混合動力車輛中采用的離合器控制設備的操作。假設比較實施方式不管第一離合器CLl是高轉速還是低轉速，都通過排放控制來維持第一離合器CLl的接合狀態。圖6A示出在比較實施方式中當離合器轉動停止時第一離合器CLl的接合狀態。當離合器轉動停止時，膜片彈簧沒有由于離合器轉動產生的離心力而向外擴張。因此，支撐膜片彈簧的液壓缸的活塞位于能夠確保離合器傳遞能力位置。即，從分離軸承的末端面延伸至活塞室的底面的液壓缸的軸向長度保持為LI。相比之下，圖6B示出在比較實施方式中當離合器轉速高時第一離合器CLl的接合狀態。當離合器轉速高時，膜片彈簧由于離合器轉動產生的離心力而向外擴張。因此，液壓缸的活塞被膜片彈簧朝向活塞室的底面往回壓并且移動至壓回位置。即，從分離軸承的末端面延伸至活塞室的底面的液壓缸的軸向長度被減小至L2，該L2小于LI。因此，由于壓回行程量AL在軸向長度LI與軸向長度L2之間產生了差異。圖7示出在比較實施方式中活塞的壓回行程量與離合器轉速的關系。如圖7所示，隨著離合器轉速變高，壓回行程量增加。特別地，在第一離合器CLl的高轉速范圍內，如圖環形部分A中所表示的產生了大的壓回行程量。然而，在比較實施方式中，在如圖6B所示由第一離合器CLl的膜片彈簧將活塞往回壓的狀態下，液壓壓力未施加至活塞室。因此，僅通過唇形密封件本身的彈性回復力來得到唇形密封件的張力(即，唇形密封件的向外加壓力)，使得如圖9所示唇形密封件的張力變小。在當往回壓時振動輸入至活塞的情況中，由于唇形密封件的張力的不足而在唇形密封件與殼體滑動面之間產生了間隙。結果，活塞室內的油趨向于經由間隙泄漏到空氣層中。圖8示出在比較實施方式中、即在未包含本文的控制的實施方式中垂向G (即振動)與發動機轉速的關系。如圖8所示，隨著發動機轉速增加，振動水平變高。特別地，在發動機的高轉速范圍內，振動水平如環形部分B所表示地極度變高。在該高水平的振動經由膜片彈簧被輸入到活塞內時，增加了油泄漏的風險。為了解決該問題，一種方案是增加唇形密封件本身的張力，以便確保當活塞被往回壓時唇形密封件的充分的張力。然而，該方案導致唇形密封件的硬度增加，由此例如增加了當第一離合器CLl的解除接合時在滑動移動過程中的活塞的阻力。這導致活塞的操作性劣化。現在說明用于根據第一實施方式的第一離合器CLl的接合/解除接合控制操作。當第一離合器CLl解除接合時，重復執行圖5中的步驟S1、步驟S2和返回以進行離合器解除接合控制。在離合器解除接合控制中，液壓壓力(例如，0.5Mpa)被施加至液壓缸14的活塞室42。由于液壓壓力的施加，如圖12所示，活塞41朝向車輛的前側移動并且壓膜片彈簧26的徑向內端部，由此經由彈簧支點使膜片彈簧26的徑向外端部移動離開壓板25。通過該離合器解除接合操作，壓板25從離合器片24離開使得來自發動機ENG的驅動力的傳遞被中斷。當第一離合器CLl滑移接合時，重復執行圖5中的步驟S1、步驟S2和返回以進行離合器滑移接合控制。在離合器滑移接合控制中，反饋液壓壓力被施加至液壓缸14的活塞室42以便將液壓缸14的活塞41保持在建立第一離合器CLl的滑移接合狀態的行程位置。當第一離合器CLl處于接合狀態并且發動機轉速小于閾值α時，重復執行圖5中的步驟S1、步驟S3、步驟S4和返回，以通過進行排放控制來進行離合器接合控制。在該離合器接合控制中，例如如圖6Α所示，通過排放液壓缸14的活塞室42內的液壓壓力由膜片彈簧26的彈力來維持第一離合器CLl的接合狀態。當第一離合器CLl處于接合狀態、發動機轉速不小于閾值α并且離合器接合狀態被維持時，重復執行圖5中的步驟S1、步驟S3、步驟S5、步驟S6、步驟S7、步驟S8和返回，以通過進行壓力保持控制來進行離合器接合控制。即，在步驟S7中，將第一離合器CLl的轉動停止接合狀態中的活塞行程位置確定為目標行程位置S*，并且計算出作為目標行程位置S*與實際行程位置S之間的差異的行程偏差AS。在步驟S8中，計算出以使實際行程位置S與目標行程位置S* —致的反饋控制液壓壓力A PF/B,并且輸出用以得到反饋控制液壓壓力APF/B的控制指令。如上所說明的，第一實施方式中的控制的特征在于，在第一離合器CLl的接合控制下在發動機ENG的高轉速范圍內采用步驟S6、步驟S7和步驟S8的壓力保持控制。在下文中，將更加詳細地說明用于第一離合器CLl的壓力保持控制操作。當第一離合器CLl處于發動機ENG的高轉速范圍內的接合狀態時，在維持第一離合器CLl的結合狀態的情況下，通過將用以保持唇形密封件43的密封性的液壓壓力(例如，0.02-0.08Mpa)施加至液壓缸14的活塞室42，來進行壓力保持控制。具體地，當第一離合器CLl處于接合狀態時，用以保持密封性的液壓壓力被有意地施加至液壓缸14的活塞室42。歸因于液壓壓力的施加，如圖10所示，得到了唇形密封件43的張力(即，唇形密封件43抵靠殼體滑動面45的壓力)，該張力為唇形密封件43本身的彈性回復力和由于唇形密封件43的V形開口的擴張而產生的唇形密封件43抵靠殼體滑動面45的壓力的合力，其中由于液壓壓力被引入到V形開口而引起唇形密封件43的V形開口的擴張。即，與液壓壓力未被施加至活塞室的圖9中示出的狀態相比，增加了張力。因此，經由處于接合狀態的第一離合器CLl將驅動力從發動機ENG傳遞至左后輪RL、右后輪RR。此時，即使被傳遞的驅動力的振動成分經由膜片彈簧26和分離軸承46被輸入至液壓缸14的活塞41，也能夠抑制液壓缸14的唇形密封件43處發生油泄漏。此外，唇形密封件43的密封性本身未被提高，因此，例如當第一離合器CLl解除接合時，能夠避免活塞41的滑動阻力的增加，由此確保了活塞41的平滑操作。因此，根據第一實施方式的離合器控制設備被構造成使得由具有可彈性變形形狀的唇形密封件43來密封活塞41，并且即使第一離合器CLl處于接合狀態也通過施加液壓壓力至活塞室42而提高唇形密封件43的張力。利用該構造，即使在傳遞驅動力時振動被輸入至活塞41，也能夠在未提高唇形密封件43本身的密封性的情況下抑制液壓缸14的唇形密封件43處發生油泄漏。特別地，如圖8中示出的環形部分B所示，在發動機ENG的高轉速范圍內，振動的水平高，由此增加了油泄漏的風險。在這樣的狀態下，能夠通過進行壓力保持控制有效地抑制油泄漏。在根據第一實施方式的離合器控制設備中,第一離合器CLl由活塞41加壓,并且第一離合器CLl的膜片彈簧26由于膜片彈簧26轉動時產生的離心力而向外擴張以往回壓活塞41。通過利用膜片彈簧26的該特征，能夠將活塞41保持在即使為了抑制唇形密封件43處發生油泄漏而將液壓壓力被施加至活塞41時也防止活塞41被向前壓并朝向第一離合器CLl移動的位置。具體地，當在未實施本發明的情況下通過施加液壓壓力使活塞41被向前壓并朝向第一離合器CLl移動時，第一離合器CLl的接合力(即，扭矩傳遞能力)不能被保持為充分的程度。然而，在活塞41由膜片彈簧26往回壓的情況中，即使使活塞41向前移動壓回行程量的液壓壓力被施加至活塞41時，也能夠維持第一離合器CLl的接合力。因此，能夠防止活塞41被向前壓并朝向第一離合器CLl移動，并且能夠將活塞41停止在第一離合器CLl的接合力能夠被維持的范圍內的位置處，而抑制了唇形密封件43處發生油泄漏。結果，能夠避免第一離合器CLl的傳遞扭矩的缺乏。在根據第一實施方式的離合器控制設備中，僅在發動機ENG的高轉速范圍內進行液壓壓力總是被保持的壓力保持控制，在發動機ENG的高轉速范圍內，通過由于離心力而引起的膜片彈簧26的擴張來提供作用于活塞41的往回壓力。具體地，由于振動水平隨著發動機ENG的轉速的變高而提高，所以降低了唇形密封件43的耐油泄漏性。為此原因，在唇形密封件43的耐油泄漏性被降低了的發動機ENG的高轉速范圍內進行了壓力保持控制。結果，能夠有效地抑制唇形密封件43處發生油泄漏。在根據第一實施方式的離合器控制設備中，當進行壓力保持控制時，進行反饋控制以便使活塞41停在第一離合器CLl的傳遞能力能夠被確保的初始位置。反饋控制使用了檢測活塞41的位置的活塞行程傳感器15。因此，如圖7中示出的環形部分A所示，隨著離合器轉速增加，活塞41的壓回行程量變大。換言之，隨著離合器轉速變高，即使壓力保持控制的液壓壓力被設定為高水平，也能夠確實地確保第一離合器CLl的扭矩傳遞能力。因此，通過在壓力保持控制下將與活塞41的壓回行程量對應的液壓壓力施加至活塞室42，能夠確實地抑制唇形密封件43處發生油泄漏并且能夠避免第一離合器CLl的傳遞扭矩的缺乏。此外，能夠抑制歸因于液壓壓力指令與實際液壓壓力之間變化而引起的目標壓力保持量與目標活塞位置的偏差。此外，檢測活塞行程位置的活塞行程傳感器15可以替代液壓壓力檢測傳感器。根據第一實施方式的離合器控制設備能夠得到如下文所描述的效果。第一，常閉式離合器(第一離合器CLl)被布置在驅動動力源(發動機ENG)與左輪RL、右輪RR之間，并且由彈性力而被保持接合，該彈性力通過膜片彈簧26形式的彈性構件而被施加至離合器。液壓缸14用作第一離合器CLl的液壓致動器并且通過克服膜片彈簧26的彈性力的液壓壓力而使第一離合器CLl解除接合。活塞41可滑動地布置在液壓缸14的活塞殼體40內并且具有被施加膜片彈簧26的彈性力的一端和被施加活塞室42中的液壓壓力的另一端。密封構件(這里為唇形密封件43)布置在活塞41上，以根據活塞42中的液壓壓力的增加而提高活塞41與殼體滑動面45之間的密封性。集成控制器10的壓力保持控制部(由圖5中的步驟S6至步驟S8表示)將液壓壓力施加至液壓缸14的活塞室42，以在維持第一離合器CLl的接合狀態的情況下保持唇形密封件43的密封性。利用該構造，在傳遞驅動力時，即使振動被輸入至活塞41時，也能夠在不提高唇形密封件43本身的密封性的情況下抑制液壓缸14的唇形密封件43處發生油泄漏。第二，第一離合器CLl使用膜片彈簧26作為彈性構件，該彈性構件在第一離合器CLl的接合狀態下通過驅動動力源轉動時作用于膜片彈簧26的離心力、而朝向活塞室42側對活塞41加壓。壓力保持控制部將液壓壓力施加至液壓缸14的活塞室42，使得由膜片彈簧26加壓的活塞41的加壓行程位置處于至少第一離合器CLl的接合狀態被維持的范圍內。利用該構造，除了上述效果以外，能夠通過利用將活塞41往回壓的膜片彈簧26的特征而在抑制唇形密封件43處發生油泄漏的情況下避免第一離合器CLl的傳遞扭矩的缺乏。第三，當驅動動力源(發動機ENG)的轉速變得不小于預定閾值α時，壓力保持控制部進行液壓壓力被施加至液壓缸14的活塞室42的壓力保持控制。利用該構造，除了上述第二效果以外，通過在耐油泄漏性被降低的發動機ENG的高轉速范圍內進行壓力保持控制，能夠有效地抑制唇形密封件43處發生油泄漏。
第四，活塞行程位置檢測裝置(在該實施方式中為活塞行程傳感器15)檢測活塞41的行程位置，并且在進行壓力保持控制時，壓力保持控制部將第一離合器CLl的轉動停止接合狀態的活塞行程位置確定為目標行程位置S*，并且進行用以使實際行程位置S與目標行程位置S*—致的反饋控制。利用該構造，除了上述第二和第三效果以外，在壓力保持控制的狀態下通過將與活塞41的壓回行程量對應的液壓壓力施加至活塞室42，能夠在確實地抑制唇形密封件43處發生油泄漏的情況下，避免第一離合器CLl的傳遞扭矩的缺乏。盡管已參照第一實施方式描述了本發明，但是本發明并不限于第一實施方式。在參照權利要求書限定的本發明的范圍內，鑒于上述教示，本領域技術人員將想到變化或變形。例如，在根據第一實施方式的離合器控制設備中，布置于活塞41的唇形密封件43被用作密封構件。然而，諸如機械密封件等其他密封構件也可以被用作密封構件，只要被使用的密封構件根據活塞室內的液壓壓力的增加而提高活塞41與殼體滑動面之間的密封性即可。在根據第一實施方式的離合器控制設備中，壓力保持控制部在當第一離合器CLl處于接合狀態時、在發動機的不小于預定閾值a的高轉速范圍中進行壓力保持控制。然而，在其他實施方式中的壓力保持控制可以在當第一離合器CLl處于接合狀態時、在驅動動力源的整個轉速范圍內進行，不管驅動動力源的轉速大小。在根據第一實施方式的離合器控制設備中，當活塞41由膜片彈簧26往回壓時，壓力保持控制部施加與活塞41的壓回行程量對應的液壓壓力，由此增加唇形密封件43的張力并確保第一離合器CLl的扭矩傳遞能力。然而，在可選的實施方式中，當活塞41由膜片彈簧26往回壓時，壓力保持控制部可以將液壓壓力施加至如下程度:未向前壓活塞41并使活塞41向前移動，由此將活塞41保持在活塞41由膜片彈簧26往回壓的壓回位置并增加唇形密封件43的張力。即，壓力保持控制可以進行為使得活塞41被保持在任意行程位置，只要行程位置處于第一離合器CLl的接合狀態能夠被維持的活塞行程范圍內。這確保了扭矩傳遞能力。根據第一實施方式的離合器控制設備被應用至采用一個馬達和兩個離合器的FR混合動力車輛。然而，本發明的離合器控制設備的實施方式也可以被應用至采用一個馬達和兩個離合器的FF混合動力車輛。此外，本發明的實施方式也可以應用至省略根據第一實施方式的第二離合器CL2和自動變速器AT的混合動力車輛，或者也可以被應用至離合器與液壓缸被布置在驅動動力源與驅動輪之間的電動車輛或發動機車輛。在根據第一實施方式的離合器控制設備中，摩擦接合元件中的布置在自動變速器AT內的一個摩擦接合元件被用作為第二離合器CL2，該第二離合器CL2用作起動機離合器。然而，如圖13所示，獨立的第二離合器CL2可以布置在馬達/發電機MG與自動變速器AT之間。此外，如圖14所示，獨立的第二離合器CL2可以布置在自動變速器AT與驅動輪RL、RR之間。已經為了容易地理解本發明而描述了上述實施方式，并且上述實施方式不限制本發明。相反，本發明試圖覆蓋被包括在隨附權利要求書的范圍內的各種變形和等同配置，隨附權利要求書的范疇符合最寬泛的解釋，以便包含在法律上允許的所有這樣的變形和等同構造。
權利要求
1.一種車輛用離合器控制設備，所述設備包括: 常閉式離合器，其布置在驅動動力源與驅動輪之間，所述離合器通過彈性構件施加至所述離合器的彈性力而保持接合； 液壓缸，其用作所述離合器的液壓致動器，所述液壓缸利用液壓力克服所述彈性構件的彈性力來使所述離合器解除接合； 活塞，其能夠滑動地布置在所述液壓缸的活塞殼體內，所述彈性構件的彈性力施加至所述活塞的一端，活塞室內的液壓壓力施加至所述活塞的另一端； 密封構件，其布置在所述活塞上，所述密封構件根據所述活塞室內的液壓壓力的增加而提高所述活塞與所述活塞殼體的殼體滑動面之間的密封性；和 壓力保持控制部，在所述離合器接合時，在維持所述離合器的接合狀態下，所述壓力保持控制部將液壓壓力施加至所述液壓缸的活塞室，以保持所述密封構件的密封性。
2.根據權利要求1所述的離合器控制設備，其特征在于，所述彈性構件是膜片彈簧，在所述離合器的接合狀態下，在所述驅動動力源轉動時，所述膜片彈簧通過作用于所述膜片彈簧的離心力而朝向所述活塞室所在側壓所述活塞；并且 其中，所述壓力保持控制部將所述液壓壓力施加至所述活塞室，使得由所述膜片彈簧加壓的所述活塞的加壓行程位置在所述離合器的接合狀態被維持的范圍內。
3.根據權利要求2所述的離合器控制設備，其特征在于，當所述驅動動力源的轉速不小于預定閾值時，所述壓力保持控制部將所述液壓壓力施加至所述活塞室。
4.根據權利要求2或3所述的離合器控制設備，其特征在于，所述設備進一步包括檢測所述活塞的行程位置的活塞行程位置檢測裝置， 其中，所述壓力保持控制部將所述離合器的轉動停止接合狀態下所述活塞的行程位置確定為目標行程位置，并且所述壓力保持控制部進行用以使所述活塞的實際行程位置與所述目標行程位置一致的反饋控制。
5.根據權利要求2或4所述的離合器控制設備，其特征在于，所述密封構件是安裝于所述活塞的與所述殼體滑動面接觸的外周面的唇形密封件，所述唇形密封件具有朝向所述活塞室開口的V形截面，被施加至所述密封構件的開口側的液壓壓力使所述密封構件擴張。
全文摘要
本文教示的是一種離合器控制設備，該設備在不提高密封構件本身的密封性的情況下、即使當發生振動時也抑制液壓缸的密封構件處發生油泄漏。離合器控制設備包括常閉式第一離合器、液壓缸、活塞、唇形密封件和壓力保持控制部。第一離合器布置在發動機與驅動輪之間并且通過由膜片彈簧施加至第一離合器(CL1)的彈性力而被保持接合。唇形密封件布置在活塞上并且根據活塞室內的液壓壓力的增加而提高活塞與殼體滑動面之間的密封性。當第一離合器接合時，壓力保持控制部將液壓壓力施加至活塞室，以在維持第一離合器接合的情況下保持唇形密封件的密封性。
文檔編號F16D48/06GK103119315SQ201180045074
公開日2013年5月22日 申請日期2011年8月30日 優先權日2010年9月21日
發明者緒方誠, 諏訪林明 申請人:日產自動車株式會社