Устройство управления запуском двигателя для гибридного автомобиля

Устройство управления запуском двигателя для гибридного автомобиля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретения

Настоящее изобретение касается устройства управления запуском двигателя, которое предназначено для запуска двигателя гибридного автомобиля, снабженного двигателем внутреннего сгорания (здесь и далее называется «двигатель») и электродвигателем (электродвигатель/генератор) (здесь и далее называется «электродвигателем») и содержащего устройство зацепления между двигателем и электродвигателем.

Уровень техники

До настоящего времени были известны следующие технологии запуска двигателя, когда упомянутый выше гибридный автомобиль передвигается с помощью силы тяги только электродвигателя (здесь и далее называется «передвижением на электрической тяге»).

В патентном документе 1 описан способ запуска двигателя для гибридного автомобиля. В соответствии со способом запуска двигателя, команду о запуске двигателя подают тогда, когда скорость вращения двигателя достигает скорости вращения, при которой возможен запуск, и далее вибрации, сопровождающиеся отклонениями крутящего момента, образующимися при запуске двигателя, сдерживают путем постепенного уменьшения силы зацепления муфты, служащей устройством зацепления.

В патентном документе 2 описано устройство управления запуском двигателя для гибридного автомобиля, снабженного системой гибридного привода, в которой первая муфта расположена между двигателем и электродвигателем и служит в качестве устройства зацепления и в которой вторая муфта расположена между электродвигателем и ведущими колесами. В соответствии с устройством управления запуском двигателя, когда двигатель запускают во время передвижения на электрической тяге, когда гибридный автомобиль передвигается с помощью электродвигателя, требуемая сила тяги находится в диапазоне сил тяги, которые могут быть достигнуты при передвижении на электрической тяге; более того, благодаря креплению с перемещением первой муфты с целью осуществления запуска двигателя, во время запуска двигателя можно предотвратить потерю силы тяги вопреки желанию водителя.

Документы существующего уровня техники

Патентные документы

Патентный документ 1: Опубликованный японский патент №3912368.

Патентный документ 2: Опубликованный японский патент №2007-69790.

Раскрытие изобретения

Задачи, которые должно решить изобретение

Тем не менее, в упомянутых выше обычных технологиях существуют следующие проблемы.

В технологии из патентного документа 1 после подачи команды о запуске двигателя, силу зацепления муфты постепенно уменьшают; следовательно, если нагрузка возрастет до фактического запуска двигателя, уменьшится скорость вращения двигателя, что может воспрепятствовать запуску двигателя.

В технологии из патентного документа 2, чтобы достичь силы тяги, нужной для запуска двигателя, способность первой муфты по передаче крутящего момента определяют как способность передать минимальный крутящий момент, требуемый для запуска двигателя, и сумму способности по передачи крутящего момента и крутящего момента, нужного для генерации требуемой силы тяги, устанавливают как выход электродвигателя. Таким образом, необходимо вычислить передаваемый максимальный крутящий момент первой муфты, что в свою очередь увеличивает обработку для устройства управления запуском двигателя.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом упомянутых выше проблем и, следовательно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство управления запуском двигателя для гибридного автомобиля, способное предотвратить уменьшение скорости вращения двигателя даже при увеличении нагрузки до фактического запуска двигателя после подачи команды о запуске двигателя и сохранении необходимости вычисления требуемой для запуска двигателя способности по передачи крутящего момента (возможности зацепления) устройства зацепления.

Средство решения задачи

В настоящем изобретении предложено устройство управления запуском двигателя для гибридного автомобиля, снабженного двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем, которые являются источниками энергии, при этом упомянутое устройство управления запуском двигателя зацепляет устройство зацепления, которое установлено между электродвигателем и двигателем внутреннего сгорания, и запускает двигатель внутреннего сгорания с помощью силы тяги от электродвигателя во время передвижения гибридного автомобиля, осуществляемого только с помощью силы тяги от электродвигателя. Устройство управления запуском двигателя, соответствующее настоящему изобретению, разделено на 3 аспекта в соответствии со способом управления запуском.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, когда во время передвижения на электрической тяге подают команду о запуске двигателя, устройство управления запуском двигателя определяет, является ли скорость (Ms) вращения электродвигателя, переданная от электродвигателя на устройство зацепления, меньшей или равной скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, если определено, что скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода, то устройство управления запуском двигателя управляет запуском двигателя внутреннего сгорания в режиме низкой скорости, при котором возможности зацепления устанавливают тем больше, чем меньше отношение зацепления, определяемое как отношение скорости (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания к скорости (Ms) вращения электродвигателя, при условии, что отношение зацепления меньше 1, и возможности зацепления устанавливают равными 0, если отношение зацепления больше или равно 1, и если определено, что скорость (Ms) вращения электродвигателя больше скорости (Ei) вращения холостого хода, то устройство управления запуском двигателя управляет запуском двигателя внутреннего сгорания в режиме высокой скорости, при котором возможности зацепления устанавливают тем больше, чем меньше отношение вращений холостого хода, определяемое как отношение скорости (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания к скорости (Ei) вращения холостого хода, при условии, что отношение вращений холостого хода меньше 1, и возможности зацепления устанавливают равными 0, если отношение вращений холостого хода больше или равно 1.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, когда во время передвижения на электрической тяге подают команду о запуске двигателя, устройство управления запуском двигателя определяет, является ли скорость (Ms) вращения электродвигателя, переданная от электродвигателя на устройство зацепления, меньшей или равной скорости (Ei) вращения холостого хода, если определено, что скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода, то устройство управления запуском двигателя управляет запуском двигателя внутреннего сгорания в режиме низкой скорости, при котором возможности зацепления устанавливают тем больше, чем меньше отношение зацепления, определяемое как отношение скорости (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания к скорости (Ms) вращения электродвигателя, при условии, что отношение зацепления меньше 1, и возможности зацепления устанавливают равными 0, если отношение зацепления больше или равно 1.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, когда во время передвижения на электрической тяге подают команду о запуске двигателя, устройство управления запуском двигателя определяет, является ли скорость (Ms) вращения электродвигателя, переданная от электродвигателя на устройство зацепления, меньшей или равной скорости (Ei) вращения холостого хода, если определено, что скорость (Ms) вращения электродвигателя больше скорости (Ei) вращения холостого хода, то устройство управления запуском двигателя управляет запуском двигателя внутреннего сгорания в режиме высокой скорости, при котором возможности зацепления устанавливают тем больше, чем меньше отношение вращений холостого хода, определяемое как отношение скорости (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания к скорости (Ei) вращения холостого хода, при условии, что отношение вращений холостого хода меньше 1, и возможности зацепления устанавливают равными 0, если отношение вращений холостого хода больше или равно 1.

В соответствии с настоящим изобретением, когда во время передвижения на электрической тяге подают запрос о запуске двигателя, предотвращают уменьшение скорости вращения двигателя внутреннего сгорания даже при увеличении нагрузки до фактического запуска двигателя внутреннего сгорания и необязательно вычислять возможности зацепления, требуемые для запуска двигателя внутреннего сгорания; соответственно возможно получить эффект уменьшения нагрузки на управление запуском двигателя.

Более конкретно, в первом аспекте настоящего изобретения, когда скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, если отношение зацепления меньше 1, то чем меньше отношение зацепления, тем большими устанавливают возможности зацепления. Когда скорость (Ms) вращения электродвигателя больше скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, если отношение вращений холостого хода меньше 1, то чем меньше отношение вращений холостого хода, тем большими устанавливают возможности зацепления. Таким образом, даже при увеличении нагрузки до фактического запуска двигателя внутреннего сгорания, электродвигатель может выдавать соответствующий крутящий момент, чтобы предотвратить уменьшение скорости (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания. Более того, если возможности зацепления установлены как упомянуто выше, то не нужно вычислять возможности зацепления, требуемые для запуска двигателя внутреннего сгорания.

Когда скорость (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания увеличивается постепенно и становится равной скорости (Ms) вращения электродвигателя, устройство зацепления устанавливают в расцепленное состояние с целью запуска двигателя внутреннего сгорания; следовательно, даже хотя от электродвигателя не передают крутящий момент, возможно запустить двигатель внутреннего сгорания.

Упомянутый выше эффект настоящего изобретения может быть получен или путем установки больших возможностей зацепления при уменьшении отношения зацепления при условии, что отношение зацепления меньше 1, или путем установки больших возможностей зацепления при уменьшении отношения вращений холостого хода при условии, что отношение вращений холостого хода меньше 1.

Другими словами в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, если определено, что скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода, устройство управления запуском двигателя управляет запуском двигателя внутреннего сгорания в режиме низкой скорости, в котором возможности зацепления устанавливают тем больше, чем меньше становится отношение зацепления при условии, что отношение зацепления меньше 1, и возможности зацепления устанавливают равными 0, если отношение зацепления больше или равно 1. В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, если определено, что скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода, устройство управления запуском двигателя управляет запуском двигателя внутреннего сгорания в режиме высокой скорости, в котором возможности зацепления устанавливают тем больше, чем меньше становится отношение вращений холостого хода при условии, что отношение вращений холостого хода меньше 1, и возможности зацепления устанавливают равными 0, если отношение вращений холостого хода больше или равно 1. В соответствии или со вторым аспектом или третьим аспектом настоящего изобретения, даже при увеличении нагрузки до фактического запуска двигателя внутреннего сгорания, электродвигатель может выдавать соответствующий крутящий момент, чтобы предотвратить уменьшение скорости (Ne) вращения двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии или со вторым аспектом или третьим аспектом настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы устройство управления запуском двигателя управляло электродвигателем так, чтобы он генерировал крутящий момент при установленных возможностях зацепления в режиме низкой скорости или в режиме высокой скорости, добавленных к требуемой силе тяги, необходимой для запуска двигателя внутреннего сгорания во время передвижения на электрической тяге (четвертый аспект).

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, электродвигатель может выдавать крутящий момент с возможностями зацепления, добавленными к требуемой силе тяги; таким образом, даже сравнительно для большой нагрузки может быть предотвращено уменьшение скорости вращения двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с любым из аспектов настоящего изобретения с первого по четвертый, запрос о запуске двигателя подают, например, тогда, когда скорость передвижения автомобиля больше заданной допустимой скорости запуска двигателя (пятый аспект). Соответственно, управление запуском осуществляют после того, как скорость автомобиля стала большей или равной допустимой скорости запуска двигателя, что дополнительно обеспечивает запуск двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с любым из аспектов настоящего изобретения с первого по пятый, предпочтительно, чтобы гибридный автомобиль был снабжен силовым агрегатом, предназначенным для передачи силы тяги от источников привода на ведущие колеса через два пути с различными передаточными отношениями, электродвигатель соединен по любому из этих двух путей, и если определяют, что скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, устройство управления запуском двигателя изменяет путь соединения электродвигателя на другой и определяет, является ли скорость (Ms) вращения электродвигателя, переданная от электродвигателя через путь соединения, меньшей или равной скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания (шестой аспект).

Соответственно силовой агрегат передает силу тяги от источников привода на ведущие колеса по двум путям. Так как передаточное отношение различно для двух путей, скорость (Ms) вращения электродвигателя, переданная от электродвигателя на двигатель внутреннего сгорания в соответствии с путем, также меняется. Таким образом, даже если скорость (Ms) вращения электродвигателя меньше или равна скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, благодаря определению, является ли скорость (Ms) вращения электродвигателя, передаваемая на двигатель внутреннего сгорания от электродвигателя через другой путь, который еще не был соединен, меньшей или равной скорости (Ei) вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, возможно запустить двигатель внутреннего сгорания при надлежащей скорости вращения.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения в любом из случаев, когда СЗ (состояние заряда) источника энергии электродвигателя меньше или равно заданному значению, или когда температура электродвигателя больше или равна заданному значению или электродвигатель работает со сбоями, или в обоих случаях, предпочтительно, чтобы устройство управления запуском двигателя изменяло путь соединения, по которому соединяют электродвигатель, и запускало двигатель внутреннего сгорания через этот путь соединения (седьмой аспект).

В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения, в состоянии, когда электродвигатель не может работать обычным образом (например, в случае, когда СЗ источника энергии электродвигателя меньше или равно заданному значению, или в случае, когда температура электродвигателя больше или равна заданному значению или электродвигатель работает со сбоями), устройство управления запуском двигателя изменяет путь соединения на путь, по которому еще не был соединен электродвигатель, и запускает двигатель внутреннего сгорания через этот путь соединения. Соответственно, независимо от состояния электродвигателя, возможно установить скорость (Ms) вращения электродвигателя, которую передают на двигатель внутреннего сгорания, равной надлежащему значению для запуска двигателя внутреннего сгорания.

Краткое описание чертежей

фиг.1 - вид, показывающий конфигурацию силового агрегата гибридного автомобиля, содержащего устройство управления запуском двигателя, соответствующее настоящему изобретению;

фиг.2 - вид, показывающий диаграмму скоростей механизма переключения, расположенного в силовом агрегате, показанном на фиг.1;

фиг.3 - вид, показывающий блок-схему, иллюстрирующую процесс определения условий для управления запуском двигателя;

фиг.4 - вид, показывающий блок-схему, иллюстрирующую процесс управления запуском двигателя в режиме низкой скорости, когда скорость вращения электродвигателя меньше или равна скорости вращения холостого хода;

фиг.5 - вид, показывающий блок-схему, иллюстрирующую процесс управления запуском двигателя в режиме высокой скорости, когда скорость вращения электродвигателя больше скорости вращения холостого хода;

фиг.6 - вид, показывающий зависимость от времени требуемой силы тяги, отношения зацепления, возможностей зацепления и подобных характеристик соответственно при запуске двигателя внутреннего сгорания, осуществляемого в процессе управления запуском двигателя, который показан на фиг.4;

фиг.7 - вид, показывающий зависимость от времени требуемой силы тяги, отношения зацепления, возможностей зацепления и подобных характеристик соответственно при запуске двигателя внутреннего сгорания, осуществляемого в процессе управления запуском двигателя, который показан на фиг.5;

фиг.8 - вид, показывающий блок-схему, иллюстрирующую процесс определения условий для управления запуском двигателя в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения; и

фиг.9 - вид, показывающий другую конфигурацию силового агрегата гибридного автомобиля.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

На фиг.1 показана конфигурация силового агрегата, установленного на гибридный автомобиль и снабженного устройством управления запуском двигателя, которое соответствует настоящему изобретению.

Силовой агрегат снабжен автоматической коробкой 31 передач, двигателем ENG внутреннего сгорания (двигателем), электродвигателем MG (электродвигатель/генератор) и приспособлен для передачи мощности от двигателя ENG через входной вал 32 на коробку 31 передач и при этом приспособлен для передачи мощности от электродвигателя MG через планетарный зубчатый механизм PG на коробку 31 передач так, чтобы была возможность приводить в движение вал колеса, который приводят во вращательное движение в соответствии с выходной мощностью выходного элемента 33 коробки 31 передач через блок дифференциала.

Двигатель ENG в силовом агрегате представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который приспособлен для выработки мощности (крутящего момента) благодаря сгоранию топлива, такого как бензин, дизельное топливо, спирт и подобные вещества, и который содержит выходной вал (коленчатый вал), предназначенный для вывода наружу сгенерированной мощности. Аналогично обычному двигателю автомобиля, этот двигатель управляет степенью открытия дроссельной заслонки, расположенной в проходе для всасываемого воздуха (не показан) (другими словами управляет количеством всасываемого воздуха для двигателя), что делается с целью регулирования выходной мощности двигателя, выдаваемой через выходной вал.

Автоматическая коробка 31 передач снабжена входным валом 32, приспособленным для передачи силы тяги (выходного крутящего момента) от двигателя ENG, выходным элементом 33, состоящим из выходных шестерен, нужных для вывода мощности на расположенные сбоку передние колеса, служащие ведущими колесами, через блок дифференциала (не показан), зубчатой передачи из нескольких шестерен G2-G5 с различными передаточными числами.

Автоматическая коробка 31 передач также снабжена первым входным валом 34, приспособленным для поддержки с возможностью вращения ведущих шестерен G3a и G5a соответствующих нечетных зубчатых передач G3 и G5 с целью установки нечетных скоростей в порядке передаточных чисел, вторым входным валом 35, приспособленным для поддержки с возможностью вращения ведущих шестерен G2a и G4a соответствующих четных зубчатых передач G2 и G4 с целью установки четных скоростей в порядке передаточных чисел, и валом 36 заднего хода, приспособленным для поддержки с возможностью вращения шестерни GR заднего хода. Первый входной вал 34 расположен в той же самой линии валов, что и выходной вал двигателя. Второй входной вал 35 и вал 36 заднего хода расположены параллельно первому входному валу 34.

Автоматическая коробка 31 передач дополнительно снабжена зубчатой передачей Gi холостого хода, состоящей из ведущей шестерни Gia холостого хода, поддерживаемой с возможностью вращения на первом входном валу 34, первой ведомой шестерни Gib холостого хода, которая закреплена на валу 37 холостого хода и приспособлена для зацепления с ведущей шестерней Gia холостого хода, второй ведомой шестерни Gic холостого хода, которая закреплена на втором входном валу 35, и третьей ведомой шестерни Gid холостого хода, которая закреплена на валу 36 заднего хода и приспособлена для зацепления с первой ведомой шестерней Gib холостого хода. Вал 37 холостого хода расположен параллельно первому входному валу 34.

Автоматическая коробка 31 передач дополнительно снабжена первой муфтой С1 и второй муфтой С2, каждая из которых является муфтой сухого трения с гидравлическим управлением или муфтой мокрого трения с гидравлическим управлением. Первая муфта С1 приспособлена для переключения между состоянием зацепления, при котором силу тяги, переданную от двигателя ENG на выходной вал двигателя, передают на первый входной вал 34 после изменения передаточного отношения, и расцепленным состоянием, при котором силу тяги не передают. Вторая муфта С2 приспособлена для переключения между состоянием зацепления, при котором силу тяги, передаваемую от двигателя ENG на выходной вал двигателя, передают на второй входной вал 35 после изменения передаточного отношения, и расцепленным состоянием, при котором силу тяги не передают. Когда вторую муфту С2 устанавливают в состояние зацепления, выходной вал двигателя соединен со вторым входным валом 35 через первую ведомую шестерню Gib холостого хода и вторую ведомую шестерню Gic холостого хода.

Предпочтительно, чтобы обе муфты С1 и С2 приводились в действие с помощью электрического привода, чтобы они быстро переключались из одного состояния в другое. Кроме того, приемлемо, чтобы обе муфты С1 и С2 приводились в действие с помощью гидравлического привода.

Автоматическая коробка 31 передач снабжена планетарным зубчатым механизмом PG, который представляет собой механизм дифференциального вращения, расположенный соосно с выходным валом двигателя. Планетарный зубчатый механизм PG является зубчатым механизмом с единственным сателлитом, и состоит из солнечной шестерни Sa, кольцевой шестерни Ra и водила Ca, которое с возможностью вращения поддерживает сателлит Pa, зацепленный за солнечную шестерню Sa и кольцевую шестерню Ra.

Если три вращающихся элемента, представляющих собой солнечную шестерню Sa, водило Ca и кольцевую шестерню Ra планетарного зубчатого механизма PG, определить как первый вращающийся элемент, второй вращающийся элемент и третий вращающийся элемент в порядке слева направо, в котором они расположены с интервалами, соответствующими передаточным числам на диаграмме скоростей (на которой относительная скорость вращения каждого вращающегося элемента обозначена прямой линией), то первый вращающийся элемент соответствует солнечной шестерне Sa, второй вращающийся элемент соответствует водилу Ca, а третий вращающийся элемент соответствует кольцевой шестерне Ra.

Если передаточное число (количество зубьев кольцевой шестерни Ra / количество зубьев солнечной шестерни Sa) планетарного зубчатого механизма PG обозначить через g, то отношение расстояния между солнечной шестерней Sa, которая является первым вращающимся элементом, и водилом Ca, которое является вторым вращающимся элементом, и расстояния между водилом Ca, которое является вторым вращающимся элементом, и кольцевой шестерней Ra, которая является третьим вращающимся элементом, равно g:1.

Солнечная шестерня Sa, которая является первым вращающимся элементом, закреплена на первом входном валу 34. Водило Ca, которое является вторым вращающимся элементом, соединено с ведущей шестерней G3a 3-ей скорости в зубчатой передаче G3 3-ей скорости. Кольцевая шестерня Ra, которая является третьим вращающимся элементом, съемно прикреплена к неподвижному элементу, такому как корпус коробки передач, с помощью стопорного механизма R1.

Стопорный механизм R1 представляет собой механизм синхронизации, который может свободно переключать кольцевую шестерню Ra между неподвижным состоянием, при котором кольцевая шестерня Ra прикреплена к неподвижному элементу, и свободным состоянием, при котором кольцевая шестерня Ra свободно вращается.

Стопорный механизм R1 не обязательно является механизмом синхронизации, он может быть механизмом, который зацеплен или расцеплен в соответствии с трением с кольцом или подобными элементами, может быть тормозом, таким как влажный многодисковый тормоз, тормозной втулкой, ручным тормозом или подобными устройствами, муфтой одностороннего вращения, муфтой двустороннего вращения или подобными устройствами. Также допустимо, чтобы планетарный зубчатый механизм PG являлся зубчатым механизмом с двумя сателлитами, состоящим из солнечной шестерни, кольцевой шестерни и водила, которое с возможностью вращения поддерживает пару сателлитов Pa и Pa', которые зацеплены друг за друга, и один из сателлитов зацеплен за солнечную шестерню, а другой сателлит зацеплен за кольцевую шестерню. В этом случае, например, допустимо, чтобы солнечная шестерня (первый вращающийся элемент) была закреплена на первом входном валу 34, кольцевая шестерня (второй вращающийся элемент) была соединена с ведущей шестерней G3a 3-ей скорости зубчатой передачи G3 3-ей скорости, а водило (третий вращающийся элемент) было съемно прикреплено к неподвижному элементу через стопорный механизм R1.

Электродвигатель MG, который является полым внутри, расположен снаружи планетарного зубчатого механизма PG в радиальном направлении. Другими словами, планетарный зубчатый механизм PG расположен внутри полого электродвигателя MG. Электродвигатель MG содержит статор MGa и ротор MGb.

Электродвигателем MG управляют с помощью БСП (блок силового привода) на основе сигнала команды от БЭУ. БЭУ приспособлен для надлежащего переключения БСП между состоянием приведения в действие, когда электродвигатель MG приводят в действие путем потребления электрической энергии из аккумуляторной батареи ВАТТ, и состоянием восстановления, когда аккумуляторную батарею ВАТТ заряжают через БСП электрической энергией, сгенерированной путем ограничения силы вращения ротора MGb.

Батарея низкого напряжения (не показана) подает электрическую энергию с напряжением 12 В на автомобильные устройства. В соответствии с сигналами управления от БЭУ, возможно использовать электрическую энергию из аккумуляторной батареи ВАТТ с целью заряда батареи низкого напряжения через преобразователь постоянный ток/постоянный ток (не показан).

Датчик тока приспособлен для определения значения тока, текущего в электродвигателе MG, и БЭУ получает значение тока, определенное датчиком тока в виде сигнала через БСП.

Первая ведомая шестерня Gol, зацепленная за ведущую шестерню G2a 2-ой скорости и ведущую шестерню G3a 3-ей скорости, закреплена на выходном валу 33a, который с возможностью вращения поддерживает выходной элемент 33. Вторая ведомая шестерня Go2, зацепленная за ведущую шестерню G4a 4-ой скорости и ведущую шестерню G5a 5-ой скорости, также закреплена на выходном валу 33a.

Как упомянуто выше, благодаря тому, что одиночная шестерня Go1 является ведомой шестерней зубчатой передачи G2 2-ой скорости и зубчатой передачи G3 3-ей скорости и одиночная шестерня Go2 является ведомой шестерней зубчатой передачи G4 4-ой скорости и зубчатой передачи G5 5-ой скорости соответственно, возможно уменьшить длину вала автоматической коробки передач, благодаря чему более удобно устанавливать автоматическую коробку передач на автомобили типа ВВ (двигатель впереди, привод на передние колеса).

На первом входном валу 34 закреплена ведомая шестерня GRa заднего хода, зацепленная за шестерню GR заднего хода.

Первый входной вал 34 содержит первый механизм SM1 зацепления, который состоит из механизма синхронизации, служащего как первый переключатель, предназначенный для свободного переключения в любое состояние из следующих: состояние бокового соединения 3-ей скорости, при котором соединены ведущая шестерня G3a 3-ей скорости и первый входной вал 34, состояние бокового соединения 5-ой скорости, при котором соединены ведущая шестерня G5a 5-ой скорости и первый входной вал 34, нейтральное состояние, при котором первый входной вал 34 не соединен ни с ведущей шестерней G3a 3-ей скорости, ни с ведущей шестерней G5a 5-ой скорости, и установленное состояние первой передачи, при котором стопорный механизм R1 заблокирован.

Второй входной вал 35 содержит второй механизм SM2 зацепления, который состоит из механизма синхронизации, служащего как второй переключатель, предназначенный для свободного переключения в любое состояние из следующих: состояние бокового соединения 2-ой скорости, при котором соединены ведущая шестерня G2a 2-ой скорости и второй входной вал 35, состояние бокового соединения 4-ой скорости, при котором соединены ведущая шестерня G4a 4-ой скорости и второй входной вал 35, и нейтральное состояние, при котором второй входной вал 35 не соединен ни с ведущей шестерней G2a 2-ой скорости, ни с ведущей шестерней G4a 4-ой скорости.

Вал 36 заднего хода содержит третий механизм SM3 зацепления, который состоит из механизма синхронизации, служащего для свободного переключения в любое состояние из следующих: соединенное состояние, при котором соединены шестерня GR заднего хода и вал 36 заднего хода, и нейтральное состояние, при котором шестерня GR заднего хода отсоединена от вала 36 заднего хода.

Автоматическая коробка 31 передач с фиг.1 является коробкой передач с 5 передачами; тем не менее, она может являться коробкой передач из 7 передач (с добавлением определенного количества шестерен).

Далее будут описаны операции автоматической коробки 31 передач с упомянутой выше конструкцией.

В автоматической коробке 31 передач, когда первая муфта С1 находится в состоянии зацепления, возможно запустить двигатель ENG путем использования силы тяги от электродвигателя MG.

1) Установка первой передачи путем использования силы тяги от двигателя ENG.

Кольцевую шестерню Ra планетарного зубчатого механизма PG блокируют с помощью стопорного механизма R1 в неподвижном состоянии и первую муфту C1 устанавливают в состояние зацепления.

Таким образом, силу тяги двигателя ENG подают на вход солнечной шестерни Sa планетарного зубчатого механизма PG через выходной вал двигателя, первую муфту C1 и первый входной вал 34 и передают на ведущую шестерню G3a 3-ей скорости через водило Ca со скоростью вращения двигателя ENG, введенной от выходного вала двигателя и составляющей 1/(g+1) от исходной скорости.

Силу тяги, переданную на ведущую шестерню G3a 3-ей скорости, выдают из выходного элемента 33 через первую ведомую шестерню Go1 и выходной вал 33а со скоростью вращения, уменьшенной в i(g+1) раз, и устанавливают первую передачу. Здесь под «i» понимается передаточное число зубчатой передачи G3 3-ей скорости, состоящей из ведущей шестерни G3a 3-ей скорости и первой ведомой шестерни Go1 (количество зубьев ведущей шестерни G3a 3-ей скорости / количество зубьев первой ведомой шестерни Go1).

Как упомянуто выше, в автоматической коробке 31 передач возможно установить первую передачу путем использования планетарного зубчатого механизма PG и зубчатой передачи 3-ей скорости, следовательно, для установки первой передачи не нужно предусматривать отдельный механизм зацепления. Таким образом, благодаря наличию в электродвигателе MG планетарного зубчатого механизма PG, способного установить первую передачу, возможно уменьшить длину вала автоматической коробки передач.

На первой передаче автомобиль находится в состоянии замедления и БЭУ осуществляет операцию замедления с восстановлением, при которой благодаря торможению электродвигателя MG генерируют электрическую энергию в соответствии с остаточной емкостью (скорость заряда) С3 аккумуляторной батареи ВАТТ. Более того, в соответствии с С3 аккумуляторной батареи ВАТТ, возможно, чтобы автомобиль осуществлял ГЭМ (гибридный электромобиль) передвижение, при котором электродвигатель MG приводят в действие для помощи силе тяги двигателя ENG, или осуществлял ЭМ (электромобиль) передвижение, при котором автомобиль передвигается с помощью силы тяги только от электродвигателя MG.

Далее, когда автомобиль находится в режиме ЭМ передвижения, допускается замедление автомобиля и скорость автомобиля больше или равна заданной скорости, то путем постепенного зацепления первой муфты С1, можно запустить двигатель ENG благодаря кинетической энергии автомобиля без использования силы тяги электродвигателя MG.

Далее, когда БЭУ прогнозирует, что передвижение автомобиля на первой передаче может быть повышено до второй передачи в соответствии с информацией об автомобиле, такой как скорость автомобиля, величина перемещения педали акселератора и подобная информация, второй механизм SM2 зацепления устанавливают в состояние бокового соединения 2-ой скорости, при котором соединены ведущая шестерня G2a 2-ой скорости и второй входной вал 35, или состояние перед переключением, близкое к состоянию бокового соединения 2-ой скорости.

2) Установка второй передачи путем использования силы тяги от двигателя ENG.

Второй механизм SM2 зацепления устанавливают в состояние бокового соединения 2-ой скорости, при котором ведущая шестерня G2a 2-ой скорости соединена со вторым входным валом 35, и вторую муфту С2 устанавливают в состояние зацепления.

Таким образом, силу тяги двигателя ENG выводят от выходного элемента 33 через вторую муфту С2, зубчатую передачу Gi холостого хода, второй входной вал 35, зубчатую передачу G2 2-ой скорости и выходной вал 33a.

На второй передаче, когда БЭУ прогнозирует повышение передачи, первый механизм SM1 зацепления устанавливают в состояние бокового соединения 3-ей скорости, при котором соединены ведущая шестерня G3a 3-ей скорости и первый входной вал 34, или состояние перед переключением, близкое к состоянию бокового соединения 3-ей скорости.

С другой стороны, когда БЭУ прогнозирует понижение передачи, первый механизм SM1 зацепления устанавливают в нейтральное состояние, при котором разъединены ведущая шестерня G3a 3-ей скорости и первый входной вал 34, и стопорный механизм R1 заблокирован в неподвижном состоянии с целью установки первой скорости с помощью планетарного зубчатого механизма PG.

Таким образом, только путем установки первой муфты С1 в состояние зацепления и второй муфты С2 - в расцепленное состояние возможно осуществить плавное повышение и понижение передачи без прерывания подачи силы тяги.

На второй передаче БЭУ осуществляет операцию замедления с восстановлением в соответствии с остаточной емкостью С3 аккумуляторной батареи ВАТТ, когда автомобиль находится в состоянии замедления; тем не менее, операция замедления с восстановлением отличается от операции замедления с восстановлением, когда первый механизм SM1 зацепления находится в состоянии бокового соединения 3-ей скорости или нейтральном состоянии.

В частности, когда первый механизм SM1 зацепления находится в состоянии бокового соединения 3-ей скорости, ведущую шестерню G3a 3-ей скорости вращают с помощью перв