Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства

Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления изменением режима для гибридного транспортного средства, которое выполняет управление таким образом, что режим движения переходит от движения в "последовательном HEV-режиме" к движению в "параллельном HEV-режиме".

Уровень техники

[0002] Традиционно, известно последовательное гибридное транспортное средство, которое запускает двигатель согласно состоянию заряда аккумулятора и которое заряжает аккумулятор с помощью генератора (например, см. патентный документ 1).

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № Sho 55-157901

Сущность изобретения

Задача, решаемая изобретением

[0004] Тем не менее, традиционное последовательное гибридное транспортное средство имеет такую конфигурацию, в которой только движущая сила стартового электромотора используется при трогании с места, и необходимая электрическая мощность в стартовый электромотор подается посредством мощности аккумулятора и последовательной вырабатываемой мощности. Следовательно, имеется проблема в том, что если генератор чрезмерно используется после трогания c места в последовательном HEV-режиме при выработке мощности, возникает перегрев вследствие роста температуры системы выработки мощности.

[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства, которое предотвращает перегрев второй системы выработки мощности при движении в последовательном HEV-режиме.

Средство достижения цели

[0006] Чтобы достигать цели, описанной выше, гибридное транспортное средство настоящего изобретения содержит двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом через первую зацепляющую муфту, которая зацепляется посредством хода зацепления из расцепленной позиции, первый электромотор, выполненный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом через третью зацепляющую муфту, которая зацепляется посредством хода зацепления из расцепленной позиции, второй электромотор, который механически сцепляется с двигателем внутреннего сгорания, и аккумулятор, который электрически соединяется с первым электромотором и вторым электромотором.

Во время трогания с места, когда зарядная емкость аккумулятора равна или меньше предварительно определенного значения в силу отсутствия скользящего элемента в качестве элемента трогания с места в области трогания с места, третья зацепляющая муфта переключается из расцепленного состояния в зацепленное состояние, и транспортное средство трогается с места в последовательном HEV-режиме, в котором первый электромотор используется в качестве источника приведения в движение и принимает электрическую мощность, вырабатываемую посредством второго электромотора и аккумулятора.

Гибридное транспортное средство содержит контроллер изменения режима, который выполняет управление таким образом, что когда скорость транспортного средства становится скоростью транспортного средства для переключения режима после трогания c места в последовательном HEV-режиме, первая зацепляющая муфта переключается из расцепленного состояния в зацепленное состояние, выработка мощности посредством второго электромотора прекращается, и режим движения принудительно переходит в параллельный HEV-режим, в котором первый электромотор и двигатель внутреннего сгорания используются в качестве источников приведения в движение.

Когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, контроллер изменения режима изменяет скорость транспортного средства для переключения режима на вторую скорость транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры.

Вторая скорость транспортного средства для переключения режима задается равной значению скорости транспортного средства, которое соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, при которой двигатель внутреннего сгорания допускает самоподдерживающийся режим работы.

Преимущества изобретения

[0007] Следовательно, когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, скорость транспортного средства для переключения режима в параллельный HEV-режим изменяется на вторую скорость транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры. Затем вторая скорость транспортного средства для переключения режима задается равной значению скорости транспортного средства, которое соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, при которой двигатель внутреннего сгорания допускает самоподдерживающийся режим работы.

Таким образом, когда рост температуры второй системы выработки мощности прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, управление выполняется таким образом, что выработка мощности посредством второго электромотора прекращается в то время, когда скорость транспортного средства становится второй скоростью транспортного средства для переключения режима, до достижения первой скорости транспортного средства для переключения режима, и режим движения принудительно переходит в параллельный HEV-режим. Соответственно, время для того, чтобы прекращать выработку мощности посредством второго электромотора, сокращается.

Как результат, можно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности при движении в последовательном HEV-режиме.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является общим видом системы, иллюстрирующим приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления изменением режима в первом варианте осуществления.

Фиг. 2 является блок-схемой системы управления, иллюстрирующей конфигурацию системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления изменением режима первого варианта осуществления.

Фиг. 3 является кратким схематичным видом карты переключения передач, иллюстрирующим принцип переключения ступени переключения передач в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления изменением режима первого варианта осуществления.

Фиг. 4 является таблицей состояний зацепления, иллюстрирующей ступени переключения передач согласно позициям переключения трех зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления переключением режима первого варианта осуществления.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления изменением режима, выполняемого в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.

Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления предотвращением перегрева MG2 в процессе управления изменением режима по фиг. 5.

Фиг. 7 является графиком, иллюстрирующим карту графика переключения передач, которая выбирается при движении, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC.

Фиг. 8 является характерным видом, иллюстрирующим взаимосвязь между уклоном дороги и самоподдерживающейся частотой вращения двигателя.

Фиг. 9 является характерным видом, иллюстрирующим взаимосвязь между частотой вращения двигателя и ускорением.

Фиг. 10 является пояснительным видом, иллюстрирующим пример движения в "последовательном HEV-режиме" на низкой скорости транспортного средства на уклоне в виде плавного подъема (запрос на приведение в движение является низким).

Фиг. 11 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим поток крутящего момента MG1 и крутящего момента двигателя в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается "последовательный HEV-режим" согласно ступени переключения передач "EV первая ICE-".

Фиг. 12 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей поток крутящего момента MG1 и крутящего момента двигателя в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается "параллельный HEV-режим" согласно ступени переключения передач "EV первая ICE первая".

Варианты осуществления для выполнения изобретения

[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства управления изменением режима для гибридного транспортного средства настоящего изобретения на основе первого варианта осуществления, проиллюстрированного на чертежах.

Первый вариант осуществления

[0010] Сначала описывается конфигурация.

Устройство управления переключением режима первого варианта осуществления применяется к гибридному транспортному средству (одному примеру гибридного транспортного средства), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы", "конфигурация системы управления переключением передач", "конфигурация ступеней переключения передач", "конфигурация процесса управления переключением режима" и "конфигурация процесса управления недопущения перегрева MG2" относительно конфигурации устройства управления изменением режима для гибридного транспортного средства в первом варианте осуществления.

[0011] [Общая конфигурация системы]

Фиг. 1 иллюстрирует приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления изменением режима первого варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 1.

[0012] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1, второй электромотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую три зацепляющих муфты C1, C2 и C3, как проиллюстрировано на фиг. 1. "ICE" является сокращением для "двигателя внутреннего сгорания".

[0013] Двигатель ICE внутреннего сгорания представляет собой, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель, который расположен в переднем отсеке транспортного средства, так что направление коленчатого вала находится в направлении ширины транспортного средства. Двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с картером 10 трансмиссии для многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединяется с первым валом 11 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Двигатель ICE внутреннего сгорания по существу выполняет запуск от MG2, при котором второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного электромотора. Тем не менее, стартерный электромотор 2 остается для готовности к такой ситуации, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.

[0014] Первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2 представляют собой синхронные электромоторы с постоянными магнитами, использующие трехфазный переменный ток и имеющие аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности в качестве общего источника мощности. Статор первого электромотора/генератора MG1 крепится к картеру первого электромотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого электромотора, интегрированный в ротор первого электромотора/генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Статор второго электромотора/генератора MG2 крепится к картеру второго электромотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго электромотора, интегрированный в ротор второго электромотора/генератора MG2, соединяется с шестым валом 16 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Первый инвертор 4, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора первого электромотора/генератора MG1 через первый жгут 5 проводов переменного тока. Второй инвертор 6, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора второго электромотора/генератора MG2 через второй жгут 7 проводов переменного тока. Аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности, первый инвертор 4 и второй инвертор 6 соединяются посредством жгута 8 проводов постоянного тока через распределительную коробку 9.

[0015] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 представляет собой трансмиссию с нормальным вводом в зацепление, содержащую множество зубчатых пар, имеющих различные передаточные отношения, и содержит шесть валов-шестерней 11-16, содержащих шестерни и расположенных параллельно друг другу в картере 10 трансмиссии, и три зацепляющие муфты C1, C2, C3 для выбора зубчатой пары. Первый вал 11, второй вал 12, третий вал 13, четвертый вал 14, пятый вал 15 и шестой вал 16 предоставляются в качестве валов-шестерней. Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 предоставляются в качестве зацепляющих муфт. Картер 10 трансмиссии содержит электрический масляный насос 20, который подает смазочное масло в участки ввода в зацепление шестерней и участки осевого подшипника внутри картера.

[0016] Первый вал 11 представляет собой вал, с которым соединяется двигатель ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в этом порядке справа на фиг. 1. Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя прикрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактные участки, которые выступают в осевом направлении, вставляются во внешний периметр первого вала 11, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с первым валом 11 через вторую зацепляющую муфту C2.

[0017] Второй вал 12 соединяется с первым электромотором/генератором MG1 и представляет собой цилиндрический вал, коаксиально расположенный с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются на втором валу 12 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на втором валу 12.

[0018] Третий вал 13 представляет собой вал, расположенный на стороне выходного вала многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107, восьмая шестерня 108, девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 располагаются на третьем валу 13, в этом порядке справа на фиг. 1. Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя присоединение как единого целого) на третьем валу 13. Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактный участок, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр третьего вала 13, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с третьим валом 13 через третью зацепляющую муфту C3. Затем шестая шестерня 106 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, седьмая шестерня 107 вводится в зацепление с шестнадцатой шестерней 116 дифференциала 17, и восьмая шестерня 108 вводится в зацепление с третьей шестерней 103 первого вала 11. Девятая шестерня 109 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12, и десятая шестерня 110 вводится в зацепление с пятой шестерней 105 второго вала 12.

[0019] Четвертый вал 14 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, и одиннадцатая шестерня 111, двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 располагаются на четвертом валу 14 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя присоединение как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактный участок, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр четвертого вала 14, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14 через первую зацепляющую муфту C1. Затем одиннадцатая шестерня 111 вводится в зацепление с первой шестерней 101 первого вала 11, двенадцатая шестерня 112 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, и тринадцатая шестерня 113 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12.

[0020] Пятый вал 15 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, и четырнадцатая шестерня 114, которая вводится в зацепление с одиннадцатой шестерней 111 четвертого вала 14, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя закрепление как единого целого).

[0021] Шестой вал 16 представляет собой вал, с которым соединяется второй электромотор/генератор MG2, и пятнадцатая шестерня 115, которая вводится в зацепление с четырнадцатой шестерней 114 пятого вала 15, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя присоединение как единого целого).

[0022] После этого второй электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом. Зубчатая передача служит в качестве редукторной передачи, которая замедляет частоту вращения MG2 во время запуска от MG2 двигателя ICE внутреннего сгорания посредством второго электромотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для выработки вторым электромотором/генератором MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.

[0023] Первая зацепляющая муфта C1 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113 четвертого вала 14, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в левой позиции зацепления (слева), четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции нейтрали (N), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 расцепляются, и четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 расцепляются. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в правой позиции зацепления (справа), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 соединяются с возможностью приведения в действие.

[0024] Вторая зацепляющая муфта C2 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между второй шестерней 102 и третьей шестерней 103 первого вала 11, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в левой позиции зацепления (слева), первый вал 11 и третья шестерня 103 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции нейтрали (N), первый вал 11 и вторая шестерня 102 расцепляются, и первый вал 11 и третья шестерня 103 расцепляются. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в правой позиции зацепления (справа), первый вал 11 и вторая шестерня 102 соединяются с возможностью приведения в действие.

[0025] Третья зацепляющая муфта C3 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между девятой шестерней 109 и десятой шестерней 110 третьего вала 13, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в левой позиции зацепления (слева), третий вал 13 и десятая шестерня 110 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции нейтрали (N), третий вал 13 и девятая шестерня 109 расцепляются, и третий вал 13 и десятая шестерня 110 расцепляются. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в правой позиции зацепления (справа), третий вал 13 и девятая шестерня 109 соединяются с возможностью приведения в действие. Затем шестнадцатая шестерня 116, которая вводится в зацепление с седьмой шестерней 107, предоставленной как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) для третьего вала 13 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, соединяется с левым и правым ведущими колесами 19 через дифференциал 17 и левый и правый ведущие валы 18.

[0026] Система управления гибридного транспортного средства содержит гибридный модуль 21 управления, модуль 22 управления электромотором, модуль 23 управления трансмиссией и модуль 24 управления двигателем, как проиллюстрировано на фиг. 1.

[0027] Гибридный модуль 21 управления (аббревиатура: "HCM") представляет собой интегральное средство управления для того, чтобы надлежащим образом управлять энергопотреблением всего транспортного средства. Этот гибридный модуль 21 управления соединяется с другими модулями управления (модулем 22 управления электромотором, модулем 23 управления трансмиссией, модулем 24 управления двигателем и т.д.) таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией через линию 25 CAN-связи. "CAN" в линии 25 CAN-связи является аббревиатурой для "контроллерной сети".

[0028] Модуль 22 управления электромотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей питания, управление рекуперацией и т.п. первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент электромотора принудительно придерживается целевого крутящего момента электромотора, когда определяется целевой крутящий момент электромотора, который должен совместно использоваться относительно целевой движущей силы. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, в котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечивать схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, когда имеется запрос на переключение передач для того, чтобы полностью зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3 в ходе движения.

[0029] Модуль 23 управления трансмиссией (аббревиатура: "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, посредством вывода команды управления током в электрические актуаторы 31, 32, 33 (см. фиг. 2), на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющие муфты C1, C2 или C3 избирательно полностью зацепляются/ расцепляются, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из множества пар зубчатых пар. Здесь, во время запроса на переключение передач на то, чтобы зацеплять любую из расцепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, с тем чтобы подавлять частоту дифференциального вращения между входным/выходным валом муфты, чтобы обеспечивать полное зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.

[0030] Модуль 24 управления двигателем (аббревиатура: "ECU") выполняет управление запуском двигателя ICE внутреннего сгорания, управление остановкой двигателя ICE внутреннего сгорания, управление отсечкой топлива и т.п., посредством вывода команды управления в модуль 22 управления электромотором, свечу зажигания, актуатор впрыска топлива и т.п., на основе предварительно определенной входной информации.

[0031] Конфигурация системы управления переключением передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 согласно варианту осуществления отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования, в качестве элементов переключения передач, зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковой муфты), которые полностью зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы полностью зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2 или C3, частоты дифференциального вращения входного/выходного вала муфты синхронизируются посредством первого электромотора/генератора MG1 (когда зацепляющая муфта C3 зацепляется) или второго электромотора/генератора MG2 (когда зацепляющие муфты C1, C2 зацепляются), и ход зацепления начинается, как только частота вращения попадает в диапазон частот вращения при определении синхронизации, чтобы реализовывать переключение передач. Помимо этого, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы расцеплять любую из зацепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, передаваемый крутящий момент муфты расцепляемой муфты уменьшается, и ход расцепления начинается, как только крутящий момент становится меньше или равным значения определения крутящего момента расцепления, чтобы реализовывать переключение передач. Ниже описывается конфигурация системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 2.

[0032] Система управления переключением передач содержит, в качестве зацепляющих муфт, первую зацепляющую муфту C1, вторую зацепляющую муфту C2 и третью зацепляющую муфту C3, как проиллюстрировано на фиг. 2. Первый электрический актуатор 31, второй электрический актуатор 32 и третий электрический актуатор 33 предоставляются. Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты предоставляются в качестве механизмов, которые преобразуют операции актуатора в операции зацепления/расцепления муфты. Кроме того, модуль 23 управления трансмиссией предоставляется в качестве средства управления первого электрического актуатора 31, второго электрического актуатора 32 и третьего электрического актуатора 33.

[0033] Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 представляют собой кулачковые муфты, которые переключаются между позицией нейтрали (N: расцепленной позицией), левой позицией зацепления (слева: позицией полного зацепления муфты с левой стороны) и правой позицией зацепления (справа: позицией полного зацепления муфты с правой стороны). Зацепляющие муфты C1, C2, C3 имеют идентичную конфигурацию, содержащую соединительные втулки 51, 52, 53; левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты; и правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты. Соединительные втулки 51, 52, 53 предоставляются таким образом, что они могут иметь ход в осевом направлении посредством шлицевого соединения через ступицу, которая не показана, прикрепленную к четвертому валу 14, первому валу 11 и третьему валу 13, и имеют собачки 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b, имеющие с обеих сторон плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52, 53. Левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 113, 103, 110, которые представляют собой левые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51a, 52a,53a. Правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 112, 102, 109, которые представляют собой правые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51b, 52b, 53b.

[0034] Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты преобразуют движения при повороте электрических актуаторов 31, 32 и 33 в осевое перемещение хода соединительных втулок 51, 52, 53. Рабочие механизмы 41, 42, 43 зацепляющей муфты имеют идентичную конфигурацию, содержащую поворотные тяги 61, 62, 63; стержни 64, 65, 66 переключения передач; и вилки 67, 68, 69 переключения передач. Один конец каждой из поворотных тяг 61, 62, 63 предоставляется на валах актуаторов электрических актуаторов 31, 32, 33, при этом другой конец соединяется с одним из стержней 64, 65, 66 переключения передач таким образом, что он является относительно смещаемым. Стержни 64, 65, 66 переключения передач допускают расширение и сжатие согласно абсолютной величине и направлению передающей силы стержня, посредством размещения пружин 64a, 65a, 66a в позициях разделения стержней. Один конец каждой из вилок 67, 68, 69 переключения передач крепится к одному из стержней 64, 65, 66 переключения передач, и другой конец располагается в одной из вилочных канавок 51c, 52c, 53c соединительных втулок 51, 52, 53.

[0035] Модуль 23 управления трансмиссией вводит сигналы датчиков и сигналы переключения из датчика 71 скорости транспортного средства, датчика 72 величины открытия позиции педали акселератора, датчика 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала, датчика 74 частоты вращения двигателя, датчика 75 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, переключателя 77 режима движения, переключателя 78 диапазона скоростей и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала предоставляется относительно концевого участка вала для третьего вала 13 и определяет частоту вращения вала для третьего вала 13. В таком случае, предоставляется модуль сервоуправления позицией (например, сервосистема позиционирования посредством PID-управления), который управляет полным зацеплением и расцеплением зацепляющих муфт C1, C2, C3, определенным посредством позиций соединительных втулок 51, 52 и 53. Модуль сервоуправления позицией вводит сигналы датчиков из датчика 81 позиции первой втулки, датчика 82 позиции второй втулки и датчика 83 позиции третьей втулки. После этого считываются значения датчиков для датчиков 81, 82, 83 позиции втулки, и ток прикладывается к электрическим актуаторам 31, 32, 33 таким образом, что позиции соединительных втулок 51, 52, 53 находятся в расцепленной позиции или позиции зацепления согласно ходу зацепления. Таким образом, посредством задания зацепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях зацепления, полностью зацепленных между собой, промежуточные шестерни соединяются с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14, первым валом 11 и третьим валом 13. С другой стороны, посредством задания расцепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях отсутствия зацепления посредством смещения соединительных втулок 51, 52, 53 в осевом направлении, промежуточные шестерни отсоединяются от четвертого вала 14, первого вала 11 и третьего вала 13.

[0036] Конфигурация ступеней переключения передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 первого варианта осуществления отличается тем, что уменьшение размера достигается посредством уменьшения потерь при передаче мощности в силу отсутствия элемента поглощения дифференциального вращения, такого как жидкостное сцепление, и посредством уменьшения ступеней переключения передач ICE посредством предоставления использования усиления электромотора для двигателей ICE внутреннего сгорания (ступени EV-переключения передач: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 1-4 скорость). Ниже описывается конфигурация схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3 и фиг. 4.

[0037] Используется принцип ступеней переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в начальной области, которая равна или меньше предварительно определенной скорости транспортного средства VSP0, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента трогания с места (проскальзывающего элемента), трогание с места за счет электромотора посредством только движущей силы электромотора выполняется в "EV-режиме", как проиллюстрировано на фиг. 3. После этого, в области движения, когда потребность в движущей силе является большой, используется "параллельный HEV-режим", в котором движущая сила двигателя усиливается посредством движущей силы электромотора, как проиллюстрировано на фиг. 3. Таким образом, по мере того, как скорость VSP транспортного средства увеличивается, ступени ICE-переключения передач переключаются с "(ICE первая) -> ICE вторая -> ICE третья -> ICE четвертая", а ступени EV-переключения передач переключаются с "EV первая -> EV вторая".

[0038] Все ступени переключения передач, которые теоретически могут получаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей зацепляющие муфты C1, C2, C3 являются такими, как показано на фиг. 3. На фиг. 3, "блокировка" представляет ступень взаимной блокировки переключения передач, которая не является применимой в качестве ступени переключения передач, "EV-" представляет состояние, в котором первый электромотор/генератор MG1 не соединен с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19, и "ICE-" представляет состояние, в котором ICE двигателя внутреннего сгорания не соединен с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19. Каждая из ступеней переключения передач описывается ниже.

[0039] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV- ICEgen" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "нейтраль" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV- ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа". Здесь, ступень переключения передач "EV- ICEgen" представляет собой ступень переключения передач, выбранную во время выработки мощности MG1 в режиме холостого хода, в которой мощность вырабатывается в первом электромоторе/генераторе MG1 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено, или во время двухприводной выработки мощности в режиме холостого хода, в которой выработка мощности MG2 выполняется в дополнение к выработке мощности MG1. Ступень переключения передач "нейтраль" представляет собой ступень переключения передач, выбранную во время выработки мощности MG2 в режиме холостого хода, в которой мощность вырабатывается во втором электромоторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено.

[0040] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "N" и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "сл