CN104442347A - 用于并联混合动力车辆的多模式离合器 - Google Patents

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Abstract

在一种具有***作性地连接到变速器轴上的内燃发动机和电动机的并联混合动力车辆中，一个多模式机械离合器将该内燃发动机的一个输出轴选择性地联接到该变速器轴上。该多模式离合器具有一种双向解锁模式，其中该输出轴和变速器轴可以沿任一方向独立旋转；以及一种单向锁定、单向解锁的模式，其中这些轴在一个方向上被锁定以便一起旋转并且在相反的方向上被解锁以便独立旋转。该离合器还可以具有一种双向锁定模式，其中这些轴在两个方向上都一起旋转。可以提供多个棘爪以便根据需要来接合和脱离接合从而执行该多模式离合器致动器的这些模式。

Description

用于并联混合动力车辆的多模式离合器
技术领域
本披露总体上涉及具有内燃发动机、电动机以及断开连接装置的并联混合动力车辆，并且具体地涉及一种具有使燃烧式发动机与变速器联接的多模式机械离合器的并联混合动力车辆。
背景
并联混合动力车辆包括可以选择性地联接到该车辆的变速箱或变速器以及从动轮上的一个燃烧式发动机和一个电动机。图1是现有技术中已知的一种示例性并联混合动力车辆10的示意图示。并联混合动力车辆10包括通过多个车桥16、18与一个差速器20相连的一对从动轮12、14以及安装在多个车桥26、28上的一对非从动轮22、24。根据具体的车辆10，这些从动轮12、14可以是车辆10的前轮或后轮。一个内燃发动机30具有一个输出轴32，该输出轴在一个变速器或变速箱36的一个末端处连接到一个摩擦离合器34上。一个变速器轴和变速器36的内部齿轮传动装置(未示出)通过一个主动轴42将摩擦离合器34连接到差速器20上。并联混合动力车辆10的驱动机构的电动部件包括一个电动机44，该电动机与该内燃发动机30一起或作为其替代地连接到变速器轴38上以对这些从动轮12、14提供动力、并且还被连接到在电动机44与一个电池48之间传递电力的一个逆变器46上。
在图1的并联混合动力车辆10中，燃烧式发动机30和电动机44可以通过摩擦离合器34来选择性地联接到变速箱38上并且然后联接到这些从动轮12、14上。摩擦离合器34根据车辆10的行驶情况而被运行成以不同的方式来利用内燃发动机30和电动机44。例如，当在市区行驶时，摩擦离合器34可以被闭合或者接合以将内燃发动机30连接到变速器轴38上，使得来自发动机30的动力被输送至主动轴42。同时，可以控制电动机44来给主动轴42提供额外的动力、或者使用由燃烧式发动机30供应的动力来对电池48再充电。在其他市区情况下，摩擦离合器34可以被断开以使发动机30从变速器轴38断开连接，并且电动机44可以使用来自电池48的电力来驱动车辆10。在那种情况下，可以使发动机30完全停止，并且使离合器35断开或脱离接合以节省汽油。在车辆10的加速过程中，摩擦离合器34可以被重新接合，使用来自发动机30和电动机44两者的动力以便更灵敏的加速。相比之下，在减速过程中可以断开摩擦离合器34以使发动机30从变速器轴38断开连接，使得电动机44可以无由于发动机摩擦导致的动力损失地、有效地对电池48进行再充电。
在并联混合动力车辆10的摩擦离合器34的目前已知的安排下，摩擦离合器34在其闭合位置锁定输出轴32和变速器轴38以用于沿任一方向一起转动。在摩擦离合器34的断开位置中，输出轴32和变速器轴38是相对彼此在任一方向上自由旋转的。这种安排可能导致并联混合动力车辆10的低效率运行。当在市区摩擦离合器34被接合以用于在发动机30的动力作用下驱动车辆10或者当在发动机30和电动机44的组合动力作用下车辆10正在加速时，减小油门(easing off the gas)和减慢发动机30可以导致旋转损失，因为输出轴32减慢和变速器轴38由于由摩擦离合器34提供的连接而相应地减慢，除非摩擦离合器34被致动成断开以使发动机30从变速器36断开连接。如果摩擦离合器34保持闭合，则将遭受发动机旋转损失，这可能在希望发动机制动时在车辆10中是所希望的。如果摩擦离合器34被致动以使发动机30断开连接，则可以避免发动机旋转损失，但断开的摩擦离合器仍保留有旋转损失，因为面向离合器盘的相对大的表面积遭受油剪切，从而导致粘滞阻力。额外地，当发动机30被要求对这些从动轮12、14提供动力时必须重新闭合摩擦离合器34。前一种选项、即在使摩擦离合器34保持闭合可能有损于混合动力车辆10所寻求实现的效率。后一种选项、即断开和闭合该摩擦离合器34仍然可能由于粘滞阻力和相对应的断开离合器旋转损失而有损于所寻求实现的效率，并且提高了摩擦离合器34的致动机构的负载周期从而有可能缩短摩擦离合器34的提升周期。鉴于此，对于一种并联式混合动力车辆的动力源之间进行切换的、可以进一步提高混合动力车辆的发动机效率而不必使得旋转损失以及该车辆的变速器***部件上的磨损和裂缝增大的改进策略存在一种需求。
披露概述
在本披露的一个方面中，披露了一种混合动力车辆。该混合动力车辆包括一个从动轮、***作性地连接到该从动轮上以导致该从动轮响应于该变速器轴的旋转而旋转的一个变速器轴、***作性地连接到该变速器轴并且可选择性地致动以提供动力来使该变速器轴旋转的一个电动机、具有一个输出轴的一个内燃发动机、以及***作性地连接到该变速器轴和该内燃发动机的输出轴上的一个多模式离合器。该多模式离合器具有一种第一模式，其中该多模式离合器允许该输出轴和该变速器轴在两个方向上都彼此独立地旋转；以及一种第二模式，其中该多模式离合器将该输出轴操作性地联接到变速器轴上使得该输出轴和该变速器轴一起沿一个方向旋转并且允许该输出轴和该变速器轴彼此独立地沿另一个方向旋转。
在本披露的另一个方面中，披露了一种混合动力车辆。该混合动力车辆包括一个从动轮、***作性地连接到该从动轮上以导致该从动轮响应于该变速器轴的旋转而旋转的一个变速器轴、***作性地连接到该变速器轴并且可选择性地致动以提供动力来使该变速器轴旋转的一个电动机、具有一个输出轴的一个内燃发动机、以及一个多模式离合器。该多模式离合器包括：一个第一座圈，该第一座圈限定一条轴线并且包括多个周向间隔开的棘爪孔口，其中该输出轴和该变速器轴之一***作性地连接到该第一座圈上以用于与其一起旋转；一个第二座圈，该第二座圈围绕这同一个轴线径向地设置、并且围绕该轴线周向地延伸，其中该输出轴和该变速器轴中的另一个***作性地连接到该第二座圈上以用于与其一起旋转；多个相反对的棘爪，该多个相反对的棘爪被支撑在该对个周向间隔开的棘爪孔口内，这些棘爪在这些棘爪孔口内是可角移动的；以及一个致动器凸轮，该致动器凸轮被设置成与该轴线正交、并且针对围绕该轴线的有限的角移动而适配。在对应于该多模式离合器的一种第一模式的一个可选择的第一致动器凸轮位置中，该致动器凸轮接合这些对相反的棘爪以防止这些棘爪与该第二座圈接合并且允许该第一座圈在一个第一旋转方向和一个第二旋转方向上都独立于该第二座圈旋转。在对应于该多模式离合器的一种第二模式的一个可选择的第二致动器凸轮位置中，该第一座圈在该第一旋转方向上的旋转导致这些对相反的棘爪中的第一棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该致动器凸轮接合这些对相反的棘爪的第二棘爪以防止这些棘爪接合该第二座圈并且允许该第一座圈在该第二旋转方向上独立于该第二座圈旋转。在对应于该多模式离合器的一种第三模式的一个可选择的第三致动器凸轮位置中，该第一座圈在该第一旋转方向上的旋转导致这些对相反的棘爪中的第一棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该第一座圈在该第二旋转方向上的旋转导致这些对相反的棘爪中的第二棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第二旋转方向上一起旋转。该混合动力车辆进一步包括：一个多模式离合器致动器，该多模式离合器致动器***作性地连接到该致动器凸轮上并且被配置成选择性地置于该可选择的第一致动器凸轮位置、该可选择的第二致动器凸轮位置以及该可选择的第三致动器凸轮位置中；以及一个控制器，该控制器***作性地连接到该电动机和该多模式离合器致动器上，该控制器被配置成将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器以致使该多模式离合器致动器将该多模式离合器置于该可选择的第一致动器凸轮位置、该可选择的第二致动器凸轮位置以及该可选择的第三致动器凸轮位置中。
在本披露的一个进一步的方面中，披露了一种混合动力车辆。该混合动力车辆包括一个从动轮、***作性地连接到该从动轮上以导致该从动轮响应于该变速器轴的旋转而旋转的一个变速器轴、***作性地连接到该变速器轴并且可选择性地致动以提供动力来使该变速器轴旋转的一个电动机、具有一个输出轴一个内燃发动机、以及一个多模式离合器。该多模式离合器包括：一个第一座圈，该第一座圈限定一条轴线，其中该输出轴和该变速器轴之一***作性地连接到该第一座圈上以用于与其一起旋转；一个第二座圈，该第二座圈围绕这同一轴线径向地设置、并且围绕该轴线周向地延伸，其中该输出轴和该变速器轴中的另一个***作性地连接到该第二座圈上以用于与其一起旋转；多个相反对的棘爪，该多个相反对的棘爪***作性地连接到该第一座圈上并且相对于该第一座圈可移动，以及一个致动器凸轮，该致动器凸轮被适配成用于相对该第二座圈移动。在对应于该多模式离合器的一种第一模式的一个可选择的第一致动器凸轮位置中，该致动器凸轮接合这些对相反的棘爪以防止这些棘爪与该第二座圈接合并且允许该第一座圈在一个第一旋转方向和一个第二旋转方向上都独立于该第二座圈旋转。在对应于该多模式离合器的一种第二模式的一个可选择的第二致动器凸轮位置中，该第一座圈在该第一旋转方向上的旋转导致这些对相反的棘爪中的第一棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该第一座圈在该第二旋转方向上的旋转导致这些对相反的棘爪中的第二棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第二旋转方向上一起旋转。
额外的方面由本专利的权利要求书来限定。
附图简要说明
图1是当前已知的、具有使内燃发动机与变速器相连的摩擦离合器的一台并联混合动力车辆的示意图示；
图2是根据本披露的、具有使内燃发动机与变速器相连的多模式机械离合器的一台并联混合动力车辆的示意图示；
图3是图2的并联混合动力车辆中示意性描绘的一个多模式离合器的一个可能实施例的一部分的透视图和截面视图；
图4是图3的多模式离合器的一个可能实施例的放大的侧视图，其中移除了附近的内座圈板以揭示内部部件，并且使一个致动器凸轮处于一个单向锁定、单向解锁的位置；
图5是图4的多模式离合器的一个可能实施例的放大视图，该致动器凸轮处于一个双向解锁的位置；
图6是图4的多模式离合器的放大视图，该致动器凸轮处于一个双向锁定的位置；并且
图7是在图2的并联混合动力车辆中可以实施的一个示例性控制单元和多个控制部件的示意性图示。
详细说明
尽管以下文本列出了许多不同实施例的详细说明，但应当理解的是法律保护范围是由本专利末尾处列出的权利要求书的文字来限定的。该详细说明仅被解释为示意性的并且没有说明所有可能的实施例，因为虽然并非不可能，但说明所有可能的实施例是不实际的。通过使用当前科技或者在本专利申请日之后开发的技术可以实现许多替代实施例，这些实施例仍将落入这些限定保护范围的权利要求的范围之内。
图2是根据本披露的一台并联混合动力车辆100的一个实施例的示意图示。并联混合动力车辆100总体上类似于以上讨论的并联混合动力车辆10并且包括通过多个车桥106、108与一个差速器110相连的一对从动轮102、104以及安装在多个车桥116、118上的一对非从动轮112、114。这些从动轮102、104可以是车辆100的前轮或后轮。一个内燃发动机120具有一个输出轴122，该输出轴在一个变速器或变速箱126的一个末端处连接到一个多模式离合器124上。下文将更详细地讨论该多模式离合器124以及其运行。一个变速器轴128和变速器126的内部齿轮传动装置(未示出)通过一个主动轴132将多模式离合器124连接到差速器110上。并联混合动力车辆100进一步包括一个电动机134，该电动机与该内燃发动机120一起或替代该内燃发动机而连接到变速器轴128上以对这些从动轮102、104提供动力、并且该电动机还被连接到在电动机134与一个电池138之间传递电力的一个逆变器136上。
现在参见图3，并联混合动力车辆100的多模式离合器124可以用来替代以上描述的并联混合动力车辆10中的摩擦离合器34。多模式离合器124可以具有通过引用而明确地结合于此的、由Papania于2013年1月30日提交的名称为“Multi-Mode Clutch Module(多模式离合器模块)”的美国临时申请序列号61/758,356所展示的和描述的类型。在所展示的实施例中，多模式离合器124可以结合有一个内部从动轮毂150和一个外壳152，该内部从动轮毂可以***作性地连接到内燃发动机120的输出轴122上以用于与其一起旋转，该外壳可以***作性地连接到变速器轴128上以用于与其一起旋转。本领域技术人员将理解，可替代地，从动轮毂150可以***作性地连接到变速器轴128上并且外壳152可以被连接到输出轴122上。从动轮毂150可以包含一个阵列的周向间隔开的嵌齿154，这些嵌齿被适配成用于将一个第一内座圈156紧固到从动轮毂150上以用于与其一起旋转。如所披露的，内座圈156是由间隔开的第一内座圈板156A和第二内座圈板156B构成的。被夹在这对内座圈板156A、156B之间的一个第二外座圈158被设置成允许内座圈156与外座圈158之间的相对旋转，并且使外座圈158操作性地联接到外壳152上以用于与其一起旋转。
在本设计的多模式离合器124中，一个致动器凸轮160被置于这些内座圈板156A、156B之一与外座圈158之间以用于围绕从动轮毂150和外壳152的一条共同轴线旋转一个预定角度从而控制如以下将进一步描述的多对相对的棘爪162、164的移动。这些组的棘爪162、164被截留、并且因此被保留在这些内座圈板156A、156B之间以允许对应地保持在领结状孔口166、168内的这些棘爪162、164的受到致动器凸轮160的控制的有限的角移动。在每组棘爪中，棘爪162和相对应的孔口166的组合类似于棘爪164和相对应的孔口168的组合但与其取向相反。多模式离合器124的元件被包含在外壳152内。多个间隔开的孔口170被适配成用于容纳多个铆钉(未示出)以用于提供这些内座圈板156A和156B中的各自相对彼此的固定且刚性的紧固。
图4至图6中展示了多模式离合器124的运行部件，这些图展示了该多模式离合器124的用于控制发动机120的输出轴122与变速器轴128之间的相对旋转的不同运行模式。首先参见图4，外座圈158被配置成通过使该外座圈158的内圆周配备有多个周向间隔开的凹口172来适应与这些棘爪162、164的相互作用，这些凹口各自由多对径向向内凸出的嵌齿174限定并且被定位在它们之间。这些凹口172和嵌齿174被配置成使得在缺少致动器凸轮160的情况下当从动轮毂150和内座圈156如图4所观察到的相对于外壳152和外座圈158以顺时针方向旋转时每个棘爪162的趾端176进入这些凹口172之一中并且由相对应的嵌齿174接合，以导致输出轴122和变速器轴128一起旋转。类似地，当从动轮毂150和内座圈156相对于外壳152和外座圈158以逆时针方向旋转时每个棘爪164的趾端178进入这些凹口172之一中并且由相对应的嵌齿接合174，以导致输出轴122和变速器轴128一起旋转。
在其内部周边内，致动器凸轮160结合策略性设置的一个阵列的周向间隔开的、在此被称作槽缝180的凹陷，这些凹陷由在此被称作凸轮齿182的多个凸出部限定并且被设置在这些凸出部之间。如将描述的，这些槽缝180和凸轮齿182被适配成与这些棘爪162、164相互作用以控制这些棘爪对应地在这些孔口166、168内的移动和在这些凹口172内的布置以及由这些嵌齿174的接合。致动器凸轮160可以进一步包括一个致动器接片184或可以由一个致动器装置(未示出)接合的其他适当的构件或表面，该致动器装置能够导致该致动器凸轮160移动通过其旋转范围至图4至图6中示出的位置。该致动器装置可以是能够使致动器凸轮160移动的任何适当的致动机构，例如像以上引用的Papania参考文件中示出的液压致动器、螺线管致动器、气动致动器或可操作地联接到该致动器凸轮并且能够使致动器凸轮160旋转到多个位置中的其它适当的装置。在所展示的实施例中，致动器接片184可以被设置在通过该外座圈的一个槽缝186内，并且可以由在图4中示出的位置处接合致动器接片184的一个第一限制表面188以及在图6中示出的位置处接合致动器接片184的一个第二限制表面190来限制该致动器凸轮160的旋转。
这些棘爪162、164是非对称成形的并且反向相同。这些相反的棘爪162、164中的每一个棘爪都被对应地可移动地保留在其自己的内座圈板156A和156B的领结状棘爪孔口166、168内。每个单独的棘爪162、164的趾端176、178对应地通过一个弹簧192来径向向外地推动。每个弹簧192具有一个基部194和一对弹簧臂196和198。这些弹簧臂196抵靠这些棘爪162的底部，而这些弹簧臂198抵靠这些棘爪164的底部，各自用于当不受致动器凸轮160的凸轮齿182的阻挡时将对应的趾端176、178推动到与外座圈158的嵌齿174相接合。从图4中将认识到，使用轴向延伸的多个铆钉199来将这些内座圈板156A、156B紧固在一起。这些铆钉199延伸通过这些内座圈板156A、156B的每一个内座圈板中的孔口170以将这些内座圈板156A、156B刚性地保持在一起，并且因此保证抵抗关于这些内座圈板156A、156B的任何相对旋转。代替这些铆钉199，在本披露的范围内可以采用其他的结构紧固件来紧固这些内座圈板156A、156B。
应认识到的是，该致动器结构最终控制致动器接片184，该致动器接片进而使致动器凸轮160在多个相异的角位置之间移动。因此，由于被轴向地保留在这些铆接的内座圈板156A、156B之间，这些棘爪162、164的定位直接受到致动器凸轮160的控制以抵抗弹簧192的力。在图4中，致动器接片184被示出为由该致动器机构来定位在代表一种单向锁定的、单向解锁或断开的第一模式的一个角度向右的可选择的第一位置中。在这个位置中，致动器凸轮160的这些槽缝180和凸轮齿182被定位成使得这些棘爪162的趾端176由凸轮齿182封堵而不与凹口172、并且由此不与外座圈158的内部上的嵌齿174接合。如此，使得内座圈156能够相对于外座圈158自由转动、并且因此在内座圈156和从动轮毂150相对于外座圈158和外壳152顺时针旋转时准备用于一种超越状况。然而，相反地，致动器凸轮160的位置允许这些棘爪164的趾端178由于这些弹簧臂198的偏压力而进入致动器凸轮160的槽缝180，并且由此直接接合外座圈158的这些嵌齿174以便在内座圈156和从动轮毂150无论何时经受驱动或逆时针旋转移动时将内座圈156和外座圈158锁定在一起，由此导致从动轮毂150和外壳152一起旋转。
图5展示了通过该致动器机构将致动器接片184放置在代表多模式离合器124的一种双向解锁或断开模式的一个中间的可选择的第二位置中。在这个位置中，致动器凸轮160的这些槽缝180和凸轮齿182被定位成防止两种棘爪162、164的趾端176、178进入致动器凸轮160的这些槽缝180，并且维持与外座圈158的嵌齿174脱离接合。通过阻挡这些棘爪162、164以免接合这些嵌齿174，使得内座圈156和从动轮毂150在沿顺时针方向或逆时针方向相对旋转的过程中能够相对于外座圈158和外壳152自由转动。
在图6中，致动器接片184被示出处于代表多模式离合器124的一种双向锁定模式的一个角度向左的可选择的第三位置中。在这种配置中，致动器凸轮160被定位成使得两种棘爪162、164的趾端176、178对应地在弹簧臂196、198的偏压力作用下进入致动器凸轮160的槽缝180，并且由以上描述的外座圈158的嵌齿174接合来将内座圈156和从动轮毂150锁定到外座圈158和外壳152上以与其一起旋转，而不管内座圈156和从动轮毂150的旋转方向。即使在此展示和描述了多模式离合器124的一个特定实施例，但本领域技术人员应理解的是，提供除了双向锁定和双向解锁模式之外的多种运行模式或位置(包括单向锁定、单向解锁模式)的多模式离合器的替代性配置是可能的，并且诸位发明人想到在根据本披露的混合动力车辆100中实施此类替代性多模式离合器。
在此展示和描述的多模式离合器124的配置是示例性的，并且本领域技术人员应理解的是，诸位发明人想到并且在车辆100中实施多模式离合器124的替代性配置。例如，根据车辆100的运行要求，可以通过改变致动器凸轮160的和/或外座圈158的凹口172和嵌齿174的配置来实施图4至图6的所展示模式的不同组合。例如，这些车辆要求可以不需要图4的单向锁定、单向解锁模式和图6的双向锁定模式两者。在这类情况下，这些凸轮齿182和致动器接片184可以被重新配置成使该多模式离合器(124)置于图5的双向解锁模式以及图4和图6的模式中的所要求的一种模式中。此外，可能必要或希望的是针对两个旋转方向提供图5的分开的单向锁定、单向解锁模式，使得在一种模式中当内座圈156如在这些附图中所观察到的顺时针旋转时这些棘爪162接合外座圈158，并且在另一种模式中当该内座圈156逆时针旋转时这些棘爪164接合外座圈158。
额外地，可以改变内座圈156、外座圈158与这些棘爪162、164之间的关系以便在必要时可替代地锁定和解锁内座圈156和外座圈158。例如，这些孔口166、168和相对应的棘爪162、164可以被定位在外座圈158上，并且该内座圈156可以配备有用于接合这些棘爪162、164的相对应的结构以便在必要时锁定内座圈156和外座圈158。此外想到的是，这些棘爪162、164可能能够移动而通过替代性运动路径进入和脱离与它们相对应的锁定结构的接合，其中致动器凸轮160和多模式离合器220被配置成在必要时沿所要求的运动路径移动这些棘爪162、164。例如，这些棘爪162、164可以在多个锁定位置和解锁位置之间径向地或轴向地移动来代替在这些展示出的实施例中所示出的通过旋转的方式。
还想到的是，可以在并联混合动力车辆100中实施作为在此展示和描述的多模式离合器124的替代方案的、并且能够运行成使输出轴122和变速器轴128联接和脱离联接的其他多模式离合器以便在必要时实施用于该车辆100的一种动力控制策略。可以在以下专利中找到替代性离合器的实例，即：于2000年5月16日授予Showalter的、名称为“Acceleration SensitiveDouble Overrunning Clutch(加速敏感的双超越离合器)”的美国专利号6,062,361，于2000年7月25日授予Kremer等人的、名称为“Compliant Cagefor a Roller-Type Bi-Directional One-Way Clutch Mechanism(用于滚子式双向单向离合器机构的兼容保持架)”的美国专利号6,092,634，于2001年9月18日授予Burgman等人的、名称为“Selectable One-Way Clutch Assembly(可选择的单向离合器组件)”的美国专利号6,290,044，于2004年6月8日授予Yuergens的、名称为“Two-Way Clutch Assembly having SelectiveActuation(具有选择性致动的双向离合器组件)”的美国专利号6,745,880，于2004年12月21日授予Blair等人的、名称为“Bi-Directional Four-ModeClutch(双向四模离合器)”的美国专利号6,832,674，于2004年11月9日授予Thomas的、名称为“Bi-Directional Axially Applied Pawl ClutchAssembly(双向轴向应用棘爪离合器组件)”的美国专利号6,814,201，以及于2011年11月8日授予Eisengruber的、名称为“Controllable or SelectableBi-Directional Overrunning Coupling Assembly(可控的或可选择的双向超越联接组件)”的美国专利号8,051,959，这些专利都通过引用而明确地结合于此。诸位发明人还想到将额外的替代性棘轮、弹簧、滚子和球、以及楔块式离合器配置成在使用于根据本披露的混合动力车辆100中时受到控制以在多种联接模式下运行来控制输出轴122与变速器轴128的联接以及实施针对车辆100的内燃机120和电动机134的动力分配策略。对于这类替换性离合器而言，诸位发明人想到本领域技术人员将能够在输出轴122与变速器轴128之间以在此披露的方式来可操作地联接离合器、并且将这些离合器的模式切换致动机构可操作地连接到如在下文描述的多个控制元件上来控制这些致动机构的运行以在这些离合器的可供使用的运行模式之间转变以及如以下讨论的控制车辆100中的动力传输。
图7展示了一个控制器200的一种示例性配置，该控制器可以被实施在并联混合动力车辆100中来控制内燃发动机120和电动机134的运行以提供动力来驱动车辆100、并且控制多模式离合器124的运行以用于在必要时基于车辆100的运行状况来选择性地进入图4的单向锁定单向解锁模式、图5的双向解锁模式以及图6的双向锁定模式。控制器200可以包括用于执行多个特定程序的一个微处理器202，这些特定程序控制并且监测与车辆100相关联的不同功能(包括在本披露的范围之外的功能)。微处理器202包括用于存储一个或多个程序的一个存储器204(例如只读存储器(ROM)206)、以及用于在执行存储在存储器204中的这个(这些)程序过程中使用的用作工作存储器区域的一个随机存取存储器(RAM)208。尽管被示出的是微处理器202，但还可能并且想到使用其他电子部件，例如一个微控制器、ASIC(专用集成电路)芯片、或任何其它集成电路器件。尽管在此展示和提及的是用于车辆100的单一控制器200，本领域技术人员应理解的是，可以跨越多个控制结构来实施在此所描述的这些不同的处理功能。为了本申请，即使在跨越多个控制装置来实施时，控制器200可以统指在此讨论的控制策略的性能。
控制器200电连接到该并联混合动力车辆的这些控制元件以及用于命令该车辆100的运行和监测其性能的多个不同的输入装置上。其结果是，控制器200可以被电连接到向控制器200提供控制信号的多个输入装置上，这些输入装置可以包括：由操作者操纵来调节车辆100的速度的一个输入速度控制装置210、例如一个油门踏板或加速器，测量发动机120的输出速度的一个发动机速度传感器212、例如测量输出轴122的旋转速度的旋转速度传感器，以及测量输入至该变速器或变速箱126的一个变速箱输入转速传感器214、例如变速器轴128的旋转速度的旋转速度传感器。控制器200还可以被电连接到多个输出装置上，多个控制信号被传输至这些输出装置并且控制器200可以从这些输出装置接收多个控制信号，举例来说这些输出装置例如是车辆100的电动机134、可以控制发动机120的速度的发动机节气门216、可以被配置成用于起动发动机120并且在车辆100被驱动时关闭的发动机起动机218、以及可以是使多模式离合器124在图4至图6的不同运行模式之间移动的致动机构的一部分的一个多模式离合器致动器220。
并联混合动力车辆100的一个操作者可以操纵输入速度控制装置210以产生多个控制信号并且将这些控制信号以及指示希望增大或减小车辆100的速度的多条命令传输至控制器200，并且这些速度传感器212、214产生和传输在多模式离合器124的输出处指示发动机120和变速器轴128的当前速度的控制信号。然后，控制器200可以确定针对发动机120和电动机134的运行状态的任何必要的变化并且将适当的控制信号传输至发动机进节气门216、发动机起动机218以及电动机134，并且在如以下进一步讨论的有必要改变多模式离合器124的模式的情况下将控制信号传输至多模离合器致动器220。本领域技术人员应理解的是，在此描述的输入装置、输出装置以及控制器200的运行方式仅是示例性的，并且在根据本发明的并联混合动力车辆100中可以实施额外的和替代的装置来监测该车辆100的运行以及由车辆100的操作者提供的输入、并且控制发动机120、电动机134、多模式离合器124以及车辆100的其他***以便以一种希望的方式来运行。
工业实用性
将多模式离合器124集成到并联混合动力车辆100中可以允许简化用于控制多模式离合器致动器220的控制器200的配置、并且与将发动机30通过摩擦离合器34选择性地连接到变速器轴38上的示例性车辆10相比减少了多模式离合器124的循环。多模式离合器124用作摩擦离合器34的直接替代、并且提供了以上讨论的三种运行模式：一种单向锁定、单向解锁模式(图4)，其中多模式离合器124在一个方向上锁定并且在相反的方向上自由转动；一种双向解锁模式(图5)，其中该多模式离合器124在两个方向上自由转动；以及一种双向锁定模式(图6)，其中该多模式离合器124在两个方向上都被锁定。控制器200可以通过多模式离合器致动器220导致多模式离合器124基于所希望的和/或面临的车辆运行状况来在这些可供使用的运行模式之间交替变换。可以根据车辆100的运行要求来改变用于运行发动机120、电动机134以及多模式离合器124以利用发动机120和/或电动机134的动力来驱动车辆100的特定策略或者选择性地接合该多模式离合器124的这些可供使用的模式来实施该策略，并且在设计车辆100方面作出的决定考虑了用于使车辆100的燃料效率最大化的最佳策略。下文列出的这些实例被提供用于展示对于利用由多模式离合器124提供的灵活性可供使用的这类策略的多种选项。
在一种燃烧动力驱动模式中，燃烧式发动机120在工作并且通过多模式离合器124向变速箱126提供动力以驱动车辆100。在这种驱动模式中，控制器200可以将多个控制信号传输至电动机134以便通过从电池148提取动力来提供额外的驱动力以推进车辆100、或者通过被发动机120提供的动力来驱动以产生电力并且对电池148进行再充电。同样在这种燃烧动力驱动模式中，控制器200可以将多个控制信号传输至多模式离合器致动器220来导致该致动机构将致动器凸轮160移动至图4的单向锁定、单向解锁位置。多模式离合器124被安排在输出轴122与变速器轴128之间，这样使得该多模式离合器124在输出轴122的旋转方向上锁定。相应地，当发动机120的速度增大时或者当发动机120维持在车辆100的一个恒定速度时输出轴122驱动变速器轴128。
当车辆100的操作者通过输入速度控制装置210指示出对该车辆100的一个希望的速度减少时，控制器200接收来自该输入速度控制装置210的这些控制信号并且将相对应的控制信号传输至发动机节气门216以减小发动机120的速度。由于该发动机速度减小，输出轴122的速度被相应地减小。当输出轴122以与变速器轴128相比更慢的速率旋转时，这些轴122、128之间的相对运动是在多模式离合器124的解锁方向上，并且这些棘爪162不会接合外座圈158的嵌齿174。这允许在车辆100滑行时变速器轴128不遭受由于接合发动机120而产生的旋转损失地自由转动。当车辆100的操作者指示增大车辆100的速度时，发动机速度和相应的输出轴122的速度增大，并且多模离合器124重新锁定以允许在输出轴122驱动变速器轴128而不必改变多模式离合器124的锁定模式。应当指出的是，车辆10中减速和加速之间的相同循环要求将摩擦离合器34从这个闭合的锁定位置致动到这个断开的位置、并且从这个断开的位置重新致动回这个闭合的锁定位置。
取决于车辆100或运行状况，可能希望的是维持发动机120的输出轴122与变速器轴128之间的连接。例如，当在非常陡峭的且长的坡道向下行驶而有必要通过发动机制动来控制车辆100的速度时维持该连接可能是有利的。所希望的速度是通过使用来自发动机120的旋转损失来抵消重力加速来维持的。为了适应这些和其他适当的设计考虑因素，控制器200可以被配置成在该燃烧动力驱动模式中将多个控制信号传输至多模式离合器致动器220以将该多模式离合器124置于图6中示出的双向锁定位置中。当使用发动机120来增大或维持车辆100的速度时车辆100以一种类似于以上所描述的方式运行，使多模式离合器124锁定输出轴122和变速器轴128以用于以相同的轴速度旋转。然而，相比之下，当操作者操作输入速度控制装置210以导致车辆100速度降低时多模式离合器124也锁定这些轴122、128以用于以相同的轴速度旋转。
在一种电力驱动模式中，电动机134给变速箱126提供动力以推进车辆100。该电力驱动模式在例如低速或中速运行的情形中使用是可行的，其中电动机134和电池138可以是足够敏感的并且提供足够的动力来提供与发动机120的动力作用下的驾驶相类似的驾驶体验。当电动机134接管时，控制器200可以将把发动机120设定到一个低的怠速或者甚至停止发动机120以节省燃料的多个控制信号传输至发动机节气门216和发动机起动机218。控制器200还将多个控制信号传输至多模式离合器致动器220以将致动器凸轮160移动至图5中的双向解锁位置。尽管输出轴122低速度或零速度，电动机134仍可以驱动变速器轴128，而多模式离合器124允许输出轴122自由转动、并且因此避免向变速器轴128施加任何力，而这可能在电动机134提供动力来增大或维持车辆100的速度时导致旋转损失。
以一种类似的方式，在控制器200导致电动机134减小其功率输出并且允许在车辆100减速或滑行时发动机120将不会产生旋转损失。当车辆100滑行时，有利的是使用车辆100的动量和变速器轴128的旋转来驱动电动机134再生车辆动力并且将产生的动力返回到电池138。通过使输出轴122从变速器轴128有效地断开连接，发动机120就不会向变速器轴128提供可能降低将车辆100的动量转化成电动机134的电力的以及将该电力传输至电池138的效率的任何阻力。此外，在根据所展示的实施例的多模式离合器124中作为接合机构的棘爪162、164的安排与以往的混合动力车辆(10)中实施的摩擦离合器34相比减小了拖曳扭矩和旋转损失。当内座圈156和外座圈158相对彼此旋转时变速器轴128相对于输出轴122自由转动，这些棘爪162、164基本上为产生粘性阻力的油的剪切提供了较小的表面面积。
通常有必要在运行中从这种燃烧动力驱动模式转变到电力驱动模式，并且反之亦然。从一种模式立即切到另一种模式可能会导致对多模式离合器124的损害。相应地，控制器200可以被编程以在不会导致这些部件的过度磨损和应力的条件下从一种模式转变到另一种模式。例如，当从使多模式离合器124处于图4的位置或图6的位置中的燃烧动力驱动模式切换到使多模式离合器124处于图5的位置的电力驱动模式时，可能有必要释放输出轴122与变速器轴128之间的扭矩以便使这些棘爪162、164从这些凹口172和嵌齿174脱离接合。这种减少可以通过对变速器轴128减小输出轴122施加的扭矩并且增大电动机134施加的扭矩的组合来实现。如果被有效地执行，车辆100的操作者将不会注意到从发动机120到电动机134的转变。控制器200可以被编程以同时将多个控制信号传输至发动机节气门216来降低发动机速度以及将多个控制信号传输至电动机134来增大电动机134的速度和功率输出。同时，控制器200可以接收和监测来自发动机速度传感器212和变速箱输入速度传感器214的控制信号以确定用于切换多模式离合器124的适当时机。一旦控制器200确定了输出轴122与变速器轴128之间的速度差表明这些棘爪162、164可以脱离接合而不会破坏多模式离合器124，控制器200就向多模式离合器致动器220传输多个控制信号来致使该离合器致动器机构将致动器凸轮160从图4或图6的位置移动至图5的位置。
当有必要从该电力驱动模式和图5的多模式离合器位置转变到该燃烧动力驱动模式以及由图4或图6的多模式离合器位置所提供的输出轴122与变速器轴128之间接合时，可能有必要增大该发动机速度和输出轴122的速度以匹配变速器轴128的速度。控制器200可以通过向发动机节气门216和发动机起动机218传输多个控制信号来开始这种转变以使发动机120重新起动并且增大输出轴122的速度以匹配变速器轴128的速度。当该发动机速度增大时，控制器200可以接收来自发动机速度传感器212和变速箱输入速度传感器214的控制信号并且比较输出轴122与变速器轴128的速度。一旦控制器200确定输出轴122与变速器轴128的速度大致相等，控制器200就向多模式离合器致动器220传输多个控制信号来致使该离合器致动器机构将致动器凸轮160从图5的位置移动至图4或图6的位置。同时，一旦多模式离合器124被重新定位，则控制器200可以向电动机134传输多个控制信号以致使电动机134减少或消除对变速器轴128的功率输出。
如在以上讨论中所阐述的，在并联混合动力车辆100中替代先前已知的摩擦离合器34来实施多模式离合器124可以提高车辆100的效率。由于在滑行或减速时当多模式离合器124处于图4的单向锁定、单向解锁位置以允许变速器轴128相对于输出轴122自由转动而使获得的旋转损失减少时，多模式离合器124可以改善并联混合动力车辆100的***效率。额外的离合器位置还减少了这些轴122、128之间交替变换所需要的离合器位置之间切换周期的数量，这些轴被锁定以驱动车辆100并且被解锁以用于如摩擦离合器34所要求的无旋转损失地减速或滑行。这种周期减小可以减少多模式离合器124的磨损和裂缝并且相对应地减少维护和更换多模式离合器124的需求，并且还可以简化控制器200所要求编程的控制功能。
尽管以上文本列出了许多不同实施例的详细说明，但应当理解的是法律保护范围是由本专利末尾处列出的权利要求书的文字来限定的。该详细说明仅被解释为示意性的并且没有说明所有可能的实施例，因为虽然并非不可能，但说明所有可能的实施例是不实际的。通过使用当前科技或者在本专利申请日之后开发的技术可以实现许多替代实施例，这些实施例仍将落入这些限定保护范围的权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种混合动力车辆，包括：
一个从动轮；
一个变速器轴，该变速器轴***作性地连接到该从动轮上以导致该从动轮响应于该变速器轴的旋转而旋转；
一个电动机，该电动机***作性地连接到该变速器轴并且可选择性地致动以提供动力来使该变速器轴旋转；
一个内燃发动机，该内燃发动机具有一个输出轴；以及
一个多模式离合器，该多模式离合器***作性地连接到该变速器轴和该内燃发动机的输出轴上，其中该多模式离合器具有一种第一模式，在该第一模式中该多模式离合器允许该输出轴和该变速器轴在两个方向上都彼此独立地旋转；以及一种第二模式，在该第二模式中，该多模式离合器将该输出轴操作性地联接到变速器轴上使得该输出轴和该变速器轴一起沿一个方向旋转并且允许该输出轴和该变速器轴彼此独立地沿一个相反的方向旋转。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中该多模式离合器具有一种第三模式，在该第三模式中，该多模式离合器将该输出轴操作性地联接到该变速器轴上使得该输出轴和该变速器轴在两个方向上都一起旋转。
3.根据权利要求1的混合动力车辆，包括：
一个多模式离合器致动器，该多模式离合器致动器***作性地连接到该多模式离合器上并且被配置成将该多模式离合器选择性地置于该第一模式和该第二模式中；以及
一个控制器，该控制器***作性地连接到该电动机和该多模式离合器致动器上，该控制器被配置成将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器以致使该多模式离合器致动器将该多模式离合器置于该第一模式和第二模式中。
4.根据权利要求3的混合动力车辆，包括：
一个第一速度传感器，该第一速度传感器***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成用于检测该内燃发动机的发动机速度并且将具有对应于这个检测的发动机速度的多个值的第一速度传感器信号传输至该控制器；
一个第二速度传感器，该第二速度传感器***作性地连接到该变速器轴和该控制器上、并且被配置成用于检测该变速器轴的轴速度并且将具有对应于这个检测的轴速度的多个值的第二速度传感器信号传输至该控制器；以及
一个发动机节气门，该发动机节气门***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成从该控制器接收具有对应于一个针对该内燃发动机的希望的发动机速度的多个值的发动机节气门控制信号并且致使该内燃发动机以这些发动机节气门控制信号的这个希望的发动机速度运行，
其中，该控制器被配置成确定出该多模式离合器正要从该第二模式转变到该第一模式，响应于确定该多模式离合器正要从该第二模式转变到该第一模式将多个发动机速度控制信号传输至该发动机节气门，使所希望的发动机速度低于这个检测到的发动机速度，比较这个检测到的发动机速度和这个检测到的轴速度，并且响应于确定这个检测的发动机速度与这个检测的轴速度相差一个预定速度差值将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器来将该多模式离合器置于该第一模式中。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆，其中该控制器被配置成响应于确定该多模式离合器正要从该第二模式转变到该第一模式而将多个电动机控制信号传输至该电动机以致使该电动机增大功率输出。
6.根据权利要求3的混合动力车辆，包括：
一个第一速度传感器，该第一速度传感器***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成用于检测该内燃发动机的发动机速度并且将具有对应于这个检测的发动机速度的多个值的第一速度传感器信号传输至该控制器；
一个第二速度传感器，该第二速度传感器***作性地连接到该变速器轴和该控制器上、并且被配置成用于检测该变速器轴的轴速度并且将具有对应于这个检测的轴速度的多个值的第二速度传感器信号传输至该控制器；以及
一个发动机节气门，该发动机节气门***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成从该控制器接收具有对应于一个针对该内燃发动机的希望的发动机速度的多个值的发动机节气门控制信号并且致使该内燃发动机以这些发动机节气门控制信号的这个希望的发动机速度运行，
其中，该控制器被配置成确定出该多模式离合器正要从该第一模式转变到该第二模式，响应于确定该多模式离合器正要从该第一模式转变到该第二模式将多个发动机速度控制信号传输至该发动机节气门，使所希望的发动机速度大于这个检测到的发动机速度，比较这个检测到的发动机速度和这个检测到的轴速度，并且响应于确定这个检测的发动机速度与这个检测的轴速度大致相等将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器来将该多模式离合器置于该第二模式中。
7.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中该多模式离合器包括：
一个内座圈，该内座圈包括限定一条轴线的一对内座圈板，这对内座圈板围绕该轴线径向地延伸并且在轴向上是间隔开的，这对内座圈板中的每一个内座圈板都包括多个周向间隔开的棘爪孔口；
一个外座圈，该外座圈围绕该轴线径向地设置、并且围绕该轴线且在这对内座圈板之间周向地延伸；
多个相反对的棘爪，该多个相反对的棘爪被支撑在该对个周向间隔开的棘爪孔口内，该多个相反对的棘爪在这对内座圈板内是可角移动的；以及
一个致动器凸轮，该致动器凸轮被设置成与该轴线正交、并且是针对围绕该轴线的有限的角移动而适配的，
其中在对应于该第一模式的一个可选择的第一致动器凸轮位置中，该致动器凸轮接合该多个相反对的棘爪以防止该多个相反对的棘爪与该外座圈接合并且允许该内座圈在一个第一旋转方向和一个第二旋转方向上都独立于该外座圈旋转；并且
其中在对应于该第二模式的一个可选择的第二致动器凸轮位置中，这对内座圈板在该第一旋转方向上的旋转导致该多个相反对的棘爪中的第一棘爪接合该外座圈并且由此锁定该内座圈和该外座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该致动器凸轮接合该多个相反对的棘爪的第二棘爪以防止该多个相反对的棘爪的第二棘爪接合该外座圈并且允许该内座圈在该第二旋转方向上独立于该外座圈旋转。
8.根据权利要求7所述的混合动力车辆，其中该外座圈在其内周边内包括多个周向间隔开的、径向向内悬垂的嵌齿，每对嵌齿在其间限定一个凹口，其中该多个相反对的棘爪进入该外座圈的这些凹口中并且接合相对应的嵌齿以将该内座圈和该外座圈锁定在一起。
9.根据权利要求7的混合动力车辆，包括：
一个多模式离合器致动器，该多模式离合器致动器***作性地连接到该致动器凸轮上并且被配置成选择性地置于该可选择的第一致动器凸轮位置和该可选择的第二致动器凸轮位置中；以及
一个控制器，该控制器***作性地连接到该电动机和该多模式离合器致动器上，该控制器被配置成将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器以致使该多模式离合器致动器将该多模式离合器置于该可选择的第一致动器凸轮位置和该可选择的第二致动器凸轮位置中。
10.一种混合动力车辆，包括：
一个从动轮；
一个变速器轴，该变速器轴***作性地连接到该从动轮上以导致该从动轮响应于该变速器轴的旋转而旋转；
一个电动机，该电动机***作性地连接到该变速器轴并且可选择性地致动以提供动力来使该变速器轴旋转；
一个内燃发动机，该内燃发动机具有一个输出轴；
一种多模式离合器，包括：
一个第一座圈，该第一座圈限定一条轴线，该第一座圈包括多个周向间隔开的棘爪孔口，其中该输出轴和该变速器轴之一***作性地连接到该第一座圈上以用于与其一起旋转，
一个第二座圈，该第二座圈围绕该轴线径向地设置、并且围绕该轴线周向地延伸，其中该输出轴和该变速器轴中的另一个***作性地连接到该第二座圈(158)上以用于与其一起旋转，
多个相反对的棘爪，该多个相反对的棘爪被支撑在该多个周向间隔开的棘爪孔口内，该多个相反对的棘爪在这些棘爪孔口内是可角移动的；以及
一个致动器凸轮，该致动器凸轮被设置成与该轴线正交、并且针对围绕该轴线的有限的角移动而适配，
其中在对应于该多模式离合器的一种第一模式的一个可选择的第一致动器凸轮位置中，该致动器凸轮接合该多个相反对的棘爪以防止该多个相反对的棘爪与该第二座圈接合并且允许该第一座圈在一个第一旋转方向和一个第二旋转方向上都独立于该第二座圈旋转，
其中在对应于该多模式离合器的一种第二模式的一个可选择的第二致动器凸轮位置中，该第一座圈在该第一旋转方向上的旋转导致该多个相反对的棘爪中的第一棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该致动器凸轮接合该多个相反对的棘爪的第二棘爪以防止该多个相反对的棘爪的第二棘爪接合该第二座圈并且允许该第一座圈在该第二旋转方向上独立于该第二座圈旋转，并且
其中在对应于该多模式离合器的一种第三模式的一个可选择的第三致动器凸轮位置中，该第一座圈在该第一旋转方向上的旋转导致该多个相反对的棘爪中的第一棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该第一座圈在该第二旋转方向上的旋转导致该多个相反对的棘爪中的第二棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第二旋转方向上一起旋转；
一个多模式离合器致动器，该多模式离合器致动器***作性地连接到该致动器凸轮上并且被配置成选择性地置于该可选择的第一致动器凸轮位置、该可选择的第二致动器凸轮位置以及该可选择的第三致动器凸轮位置中；以及
一个控制器，该控制器***作性地连接到该电动机和该多模式离合器致动器上，该控制器被配置成将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器以致使该多模式离合器致动器将该多模式离合器置于该可选择的第一致动器凸轮位置、该可选择的第二致动器凸轮位置以及该可选择的第三致动器凸轮位置中。
11.根据权利要求10的混合动力车辆，包括：
一个第一速度传感器，该第一速度传感器***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成用于检测该内燃发动机的发动机速度并且将具有对应于这个检测的发动机速度的多个值的第一速度传感器信号传输至该控制器；
一个第二速度传感器，该第二速度传感器***作性地连接到该变速器轴和该控制器上、并且被配置成用于检测该变速器轴的轴速度并且将具有对应于这个检测的轴速度的多个值的第二速度传感器信号传输至该控制器；以及
一个发动机节气门，该发动机节气门***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成从该控制器接收具有对应于一个针对该内燃发动机的希望的发动机速度的多个值的发动机节气门控制信号并且致使该内燃发动机以这些发动机节气门控制信号的这个希望的发动机速度运行，
其中，该控制器被配置成确定出该多模式离合器正要从该第二模式和该第三模式之一转变到该第一模式，响应于确定该多模式离合器正要从该第二模式和第三模式之一转变到该第一模式将多个发动机速度控制信号传输至该发动机节气门，使所希望的发动机速度低于这个检测的发动机速度，比较这个检测的发动机速度和这个检测的轴速度，并且响应于确定这个检测的发动机速度与这个检测的轴速度相差一个预定速度差值将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器来将该致动器凸轮置于该可选择的第一致动器凸轮位置中。
12.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中该控制器被配置成响应于确定该多模式离合器正要从该第二模式和第三模式之一转变到该第一模式而将多个电动机控制信号传输至该电动机以致使该电动机增大功率输出。
13.根据权利要求10的混合动力车辆，包括：
一个第一速度传感器，该第一速度传感器***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成用于检测该内燃发动机的发动机速度并且将具有对应于这个检测的发动机速度的多个值的第一速度传感器信号传输至该控制器；
一个第二速度传感器，该第二速度传感器***作性地连接到该变速器轴和该控制器上、并且被配置成用于检测该变速器轴的轴速度并且将具有对应于这个检测的轴速度的多个值的第二速度传感器信号传输至该控制器；以及
一个发动机节气门，该发动机节气门***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成从该控制器接收具有对应于一个针对该内燃发动机的希望的发动机速度的多个值的发动机节气门控制信号并且致使该内燃发动机以这些发动机节气门控制信号的这个希望的发动机速度运行，
其中，该控制器被配置成确定出该多模式离合器正要从该第一模式转变到该第二模式和该第三模式之一，响应于确定该多模式离合器正要从该第一模式转变到该第二模式和该第三模式之一将多个发动机速度控制信号传输至该发动机节气门，使所希望的发动机速度大于这个检测的发动机速度，比较这个检测的发动机速度和这个检测的轴速度，并且响应于确定这个检测的发动机速度与这个检测的轴速度大致相等将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器来将该致动器凸轮置于该可选择的第二致动器凸轮位置和该可选择的第三致动器凸轮位置中相对应的一个致动器凸轮位置中。
14.根据权利要求10所述的混合动力车辆，其中该第二座圈在其内周边内包括多个周向间隔开的、径向向内悬垂的嵌齿，每对嵌齿在其间限定一个凹口，其中该多个相反对的棘爪进入该第二座圈的这些凹口中并且接合相对应的嵌齿以将该第一座圈和该第二座圈锁定在一起。
15.一种混合动力车辆，包括：
一个从动轮；
一个变速器轴，该变速器轴***作性地连接到该从动轮上以导致该从动轮响应于该变速器轴的旋转而旋转；
一个电动机，该电动机***作性地连接到该变速器轴并且可选择性地致动以提供动力来使该变速器轴旋转；
一个内燃发动机，该内燃发动机具有一个输出轴；以及
一种多模式离合器，包括：
一个第一座圈，该第一座圈限定一条轴线，其中该输出轴和该变速器轴之一***作性地连接到该第一座圈上以用于与其一起旋转，
一个第二座圈，该第二座圈围绕该轴线径向地设置、并且围绕该轴线周向地延伸，其中该输出轴和该变速器轴中的另一个***作性地连接到该第二座圈上以用于与其一起旋转，
多个相反对的棘爪，该多个相反对的棘爪***作性地连接到该第一座圈上并且相对于该第一座圈可移动，以及
一个致动器凸轮，该致动器凸轮被适配成用于相对该第二座圈移动，
其中在对应于该多模式离合器的一种第一模式的一个可选择的第一致动器凸轮位置中，该致动器凸轮接合该多个相反对的棘爪以防止该多个相反对的棘爪与该第二座圈接合并且允许该第一座圈在一个第一旋转方向和一个第二旋转方向上都独立于该第二座圈旋转，并且
其中在对应于该多模式离合器的一种第二模式的一个可选择的第二致动器凸轮位置中，该第一座圈在该第一旋转方向上的旋转导致该多个相反对的棘爪中的第一棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第一旋转方向上一起旋转，并且该第一座圈在该第二旋转方向上的旋转导致该多个相反对的棘爪中的第二棘爪接合该第二座圈并且由此锁定该第一座圈和该第二座圈以用于在该第二旋转方向上一起旋转。
16.根据权利要求15的混合动力车辆，包括：
一个多模式离合器致动器，该多模式离合器致动器***作性地连接到该致动器凸轮上并且被配置成选择性地置于该可选择的第一致动器凸轮位置和该可选择的第二致动器凸轮位置中；以及
一个控制器，该控制器***作性地连接到该电动机和该多模式离合器致动器上，该控制器被配置成将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器以致使该多模式离合器致动器将该多模式离合器置于该可选择的第一致动器凸轮位置和该可选择的第二致动器凸轮位置中。
17.根据权利要求16的混合动力车辆，包括：
一个第一速度传感器，该第一速度传感器***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成用于检测该内燃发动机的发动机速度并且将具有对应于这个检测的发动机速度的多个值的第一速度传感器信号传输至该控制器；
一个第二速度传感器，该第二速度传感器***作性地连接到该变速器轴和该控制器上、并且被配置成用于检测该变速器轴的轴速度并且将具有对应于这个检测的轴速度的多个值的第二速度传感器信号传输至该控制器；以及
一个发动机节气门，该发动机节气门***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成从该控制器接收具有对应于一个针对该内燃发动机的希望的发动机速度的多个值的发动机节气门控制信号并且致使该内燃发动机以这些发动机节气门控制信号的这个希望的发动机速度运行，
其中，该控制器被配置成确定出该多模式离合器正要从该第二模式转变到该第一模式，响应于确定该多模式离合器正要从该第二模式转变到该第一模式将多个发动机速度控制信号传输至该发动机节气门，使所希望的发动机速度低于这个检测到的发动机速度，比较这个检测的发动机速度和这个检测的轴速度，并且响应于确定这个检测的发动机速度与这个检测的轴速度相差一个预定速度差值将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器来将该致动器凸轮置于该可选择的第一致动器凸轮位置中。
18.根据权利要求17所述的混合动力车辆，其中该控制器被配置成响应于确定该多模式离合器正要从该第二模式转变到该第一模式而将多个电动机控制信号传输至该电动机以致使该电动机增大功率输出。
19.根据权利要求16的混合动力车辆，包括：
一个第一速度传感器，该第一速度传感器***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成用于检测该内燃发动机的发动机速度并且将具有对应于这个检测的发动机速度的多个值的第一速度传感器信号传输至该控制器；
一个第二速度传感器，该第二速度传感器***作性地连接到该变速器轴和该控制器上、并且被配置成用于检测该变速器轴的轴速度并且将具有对应于这个检测的轴速度的多个值的第二速度传感器信号传输至该控制器；以及
一个发动机节气门，该发动机节气门***作性地连接到该内燃发动机和该控制器上、并且被配置成从该控制器接收具有对应于一个针对该内燃发动机的希望的发动机速度的多个值的发动机节气门控制信号并且致使该内燃发动机以这些发动机节气门控制信号的这个希望的发动机速度运行，
其中，该控制器被配置成确定出该多模式离合器正要从该第一模式转变到该第二模式，响应于确定该多模式离合器正要从该第一模式转变到该第二模式将多个发动机速度控制信号传输至该发动机节气门，使所希望的发动机速度大于这个检测的发动机速度，比较这个检测的发动机速度和这个检测的轴速度，并且响应于确定这个检测的发动机速度与这个检测的轴速度大致相等将多个离合器模式控制信号传输至该多模式离合器致动器来将该致动器凸轮置于该可选择的第二致动器凸轮位置中。
20.根据权利要求15所述的混合动力车辆，其中该第一座圈包括多个周向间隔开的棘爪孔口，其中该多个相反对的棘爪被支撑在该多个周向间隔开的棘爪孔口内并且在该多个周向间隔开的棘爪孔口内可角移动，其中该第二座圈在其内圆周内包括多个周向间隔开的、径向向内悬垂的嵌齿，每对嵌齿在其间限定了一个凹口，并且其中该多个相反对的棘爪进入该第二座圈的这些凹口中并且接合相对应的嵌齿以将该第一座圈和该第二座圈锁定在一起。
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