Устройство управления выработкой мощности для гибридного транспортного средства

Устройство управления выработкой мощности для гибридного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления выработкой мощности для гибридного транспортного средства, которое выполняет последовательную выработку мощности в ходе движения и выработку мощности в режиме холостого хода в то время, когда транспортное средство остановлено.

Уровень техники

[0002] Традиционно, известно устройство управления выработкой мощности, которое увеличивает пороговое значение SOC аккумулятора, которое является пороговым значением для начала заряда, в случае состояния вождения, в котором звук при движении является громким. Таким образом, гибридное транспортное средство, которое запускает двигатель с уменьшенным SOC аккумулятора, чтобы заряжать аккумулятор с помощью генератора, выполнено с возможностью иметь два пороговых значения: пороговое значение SOC аккумулятора для запуска двигателя в то время, когда транспортное средство остановлено, и пороговое значение SOC аккумулятора в ходе движения. В силу этого задача заключается в том, чтобы уменьшать раздражение пассажира относительно шума (например, см. патентный документ 1).

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Патент (Япония) номер 3013694

Сущность изобретения

Задача, решаемая изобретением

[0004] Тем не менее, традиционное устройство имеет два пороговых значения: пороговое значение SOC аккумулятора в то время, когда транспортное средство остановлено, и пороговое значение SOC аккумулятора в ходе движения. Следовательно, имеется проблема в том, что если остановка и трогание с места транспортного средства повторяется, возникает неустойчивость управления, при которой двигатель повторяет запуск и остановку, что увеличивает изменения звука двигателя и вызывает дискомфорт у пассажира.

[0005] С учетом вышеописанных проблем, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления выработкой мощности для гибридного транспортного средства, которое предотвращает возникновение дискомфорта у пассажира в сценарии движения, в котором повторяются остановки и трогания с места.

Средство решения задачи

[0006] Чтобы решить задачу, описанную выше, гибридное транспортное средство настоящего изобретения содержит первый электромотор, который механически соединен с ведущим колесом и который главным образом используется для приведения в движение для обеспечения движения, второй электромотор, который механически соединен с двигателем внутреннего сгорания, и аккумулятор, который электрически соединен с первым электромотором и вторым электромотором.

Это гибридное транспортное средство содержит контроллер выработки мощности, который выполняет последовательную выработку мощности, при которой электрическая мощность вырабатывается посредством второго электромотора посредством приема движущей силы из двигателя внутреннего сгорания при движении с использованием первого электромотора в качестве источника приведения в движение, и выработку мощности в режиме холостого хода, при которой электрическая мощность вырабатывается посредством, по меньшей мере, одного из первого электромотора и второго электромотора посредством приема движущей силы из двигателя внутреннего сгорания в то время, когда транспортное средство остановлено.

Контроллер выработки мощности задает пороговое значение зарядной емкости аккумулятора для начала последовательной выработки мощности, при котором начинается последовательная выработка мощности, и пороговое значение зарядной емкости аккумулятора для начала выработки мощности в режиме холостого хода, при котором начинается выработка мощности в режиме холостого хода, равными идентичному значению. Идентичное значение является значением, которое поддерживает зарядную емкость аккумулятора в диапазоне, в котором необязательно ограничивать выходную мощность первого электромотора в ходе движения.

Преимущества изобретения

[0007] Следовательно, пороговое значение зарядной емкости аккумулятора для начала последовательной выработки мощности, при котором начинается последовательная выработка мощности, и пороговое значение зарядной емкости аккумулятора для начала выработки мощности в режиме холостого хода, при котором начинается выработка мощности в режиме холостого хода, задаются равными идентичному значению посредством контроллера выработки мощности.

Таким образом, посредством задания порогового значения для начала последовательной выработки мощности и порогового значения для начала выработки мощности в режиме холостого хода равными идентичному значению, остановка и запуск двигателя внутреннего сгорания не повторяются в сценарии движения, в котором повторяются остановки и трогания с места, к примеру, при движении в очень плотном трафике.

Как результат, можно предотвращать возникновение дискомфорта у пассажира в сценарии движения, в котором повторяются остановки и трогания с места.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является общей схемой системы, иллюстрирующей приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления выработкой мощности первого варианта осуществления.

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

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

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

Фиг. 5 является первой картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения схемы переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области от порогового значения для завершения выработки мощности до верхнего предельного значения SOCmax.

Фиг. 6 является второй картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения схемы переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области от нуля до порогового значения для начала выработки мощности.

Фиг. 7 является третьей картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения схемы переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области от порогового значения для начала выработки мощности до порогового значения для завершения выработки мощности.

Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления выработкой мощности, который выполняется в гибридном модуле управления первого варианта осуществления.

Фиг. 9 является схемой, иллюстрирующей случай, в котором пороговое значение для начала выработки мощности первого варианта осуществления выравнивается с первым общим пороговым значением для начала выработки мощности, и является картой управления энергией, иллюстрирующей SOC аккумулятора и частоту вращения двигателя в первом варианте осуществления.

Фиг. 10 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей тракт передачи крутящего момента ICE и крутящего момента MG1 в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда схема переключения передач "EV первая ICE-" выбирается во время последовательной выработки мощности.

Фиг. 11 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей тракт передачи крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда схема переключения передач "ICE первая EV-" выбирается во время выработки мощности в режиме холостого хода.

Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления выработкой мощности, который выполняется в гибридном модуле управления второго варианта осуществления.

Фиг. 13 является схемой, иллюстрирующей случай, в котором пороговое значение для начала выработки мощности второго варианта осуществления выравнивается со вторым общим пороговым значением для начала выработки мощности, и является картой управления энергией, иллюстрирующей SOC аккумулятора и частоту вращения двигателя во втором варианте осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства управления выработкой мощности для гибридного транспортного средства согласно настоящему изобретению на основе первого и второго вариантов осуществления, проиллюстрированных на чертежах.

Первый вариант осуществления

[0010] Сначала описывается конфигурация.

Устройство управления выработкой мощности первого варианта осуществления применяется к гибридному транспортному средству (одному примеру гибридного транспортного средства), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два мотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы", "конфигурация системы управления переключением передач", "конфигурация ступеней переключения передач" и "конфигурация процесса управления выработкой мощности" относительно конфигурации устройства для управления выработкой мощности 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 выработкой мощности первого варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 1.

[0012] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый мотор/генератор MG1, второй мотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1 (механизм разделения мощности), имеющую три зацепляющих муфты C1, C2 и C2, 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, расположенный 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 мотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного мотора. Тем не менее, стартерный мотор 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 мотор/генератор MG1 и второй мотор/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 мотора/генератора MG1 крепится к картеру первого мотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии для многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого электромотора, интегрированный с ротором первого мотора/генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Статор второго мотора/генератора MG2 крепится к картеру второго мотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии для многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго электромотора, интегрированный с ротором второго мотора/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 мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора первого мотора/генератора MG1 через первый жгут 5 проводов переменного тока. Второй инвертор 6, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора второго мотора/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 соединяется с двигателем ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, выступающие в осевом направлении, вставляются на 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 мотором/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 порядке с правой стороны на фиг. 1. Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на третьем валу 13. Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, выступающие в осевом направлении, вставляются на 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, с одиннадцатой шестерней 111, двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113, расположенными на четвертом валу 14, в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, выступающие в осевом направлении, вставляются на 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 соединяется со вторым мотором/генератором 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 закрепление как единого целого).

[0022] Второй мотор/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 мотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для выработки вторым мотором/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 размещена 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) с третьим валом 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 мотором, 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 и другие модули управления (модуль 22 управления мотором, модуль 23 управления трансмиссией, модуль 24 управления двигателем и т.д.) соединяются посредством линии 25 CAN-связи таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией. "CAN" в линии 25 CAN-связи является аббревиатурой для "контроллерной сети".

[0028] Модуль 22 управления мотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей питания, управление рекуперацией и т.п. первого мотора/генератора MG1 и второго мотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого мотора/генератора MG1 и второго мотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент мотора принудительно придерживается целевого крутящего момента мотора, когда определяется целевой крутящий момент мотора, который должен совместно использоваться относительно целевого крутящего момента. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, в котором определяется целевая частота вращения мотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечить схождение фактической частоты вращения мотора с целевой частотой вращения мотора, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы вводить в зацепление и 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, 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, чтобы зацеплять любую из расцепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, с тем чтобы подавлять частоту дифференциального вращения между входным/выходным валом муфты, чтобы обеспечивать ввод в зацепление и зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого мотора/генератора MG1 или второго мотора/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 мотором, 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 первому 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 вводятся в зацепление и полностью зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы вводить в зацепление и зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3, частоты дифференциального вращения входного/выходного вала муфты синхронизируются посредством первого мотора/генератора MG1 (когда зацепляющая муфта C3 зацепляется) или второго мотора/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, передаточный крутящий момент муфты расцепляющей муфты уменьшается, и ход расцепления начинается, как только крутящий момент становится равным или меньше 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 для операции переключения передач с помощью C1, C2, второй электрический актуатор 32 для операции выбора C1, C2 и третий электрический актуатор 33 для операции переключения передач с помощью C3 предоставляются в качестве актуаторов. Рабочий механизм 40 выбора C1/C2, рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3 предоставляются в качестве механизмов переключения, 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 левосторонней муфты) и правой позицией зацепления (справа: позицией полного зацепления правосторонней муфты). 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 шестерни холостого хода 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 40 выбора C1/C2 представляет собой механизм для выбора между первой позицией для выбора соединения между первым электрическим актуатором 31 и рабочим механизмом 41 переключения передач с помощью C1 и второй позицией для выбора соединения между первым электрическим актуатором 31 и рабочим механизмом 42 переключения передач с помощью C2. При выборе первой позиции стержень 62 переключения передач и стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 соединяются и стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 стопорится в нейтральной позиции. При выборе второй позиции стержень 62 переключения передач и стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 соединяются и стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 стопорится в нейтральной позиции. Таким образом, механизм является таким, что при выборе позиции из числа первой позиции и второй позиции, в которую переключается одна из зацепляющих муфт, другая зацепляющая муфта стопорится и закрепляется в позиции нейтрали.

[0035] Рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3 преобразуют поворотные движения электрических актуаторов 31, 33 в осевые движения хода соединительных втулок 51, 52, 53. Все рабочие механизмы 41, 42, 43 переключения передач имеют идентичную конфигурацию, при этом содержат поворотные тяги 61, 63, стержни 62, 64, 65, 66 переключения передач и вилки 67, 68, 69 переключения передач. Один конец каждой из поворотных тяг 61, 63 предоставляется к валам актуаторов электрических актуаторов 31, 33, а другой конец соединяется с одним из стержней 64, 66 переключения передач (или со стержнем 65 переключения передач), соответственно, так, чтобы быть относительно смещаемым. Стержни 64, 65 и 66 переключения передач выполнены с возможностью допускать 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.

[0036] 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, датчика 78 SOC аккумулятора 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.

[0037] 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 мотора для двигателей ICE внутреннего сгорания (ступени EV-переключения передач: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 1-4 скорость). Ниже описывается конфигурация ступеней переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3 и фиг. 4.

[0038] Используется принцип схемы переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в начальной области, равной или меньшей предварительно определенной скорости транспортного средства VSP0, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента трогания с места (проскальзывающего элемента), трогание с места за счет мотора (EV-трогание с места) посредством только движущей силы мотора 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 мотора, 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", и ступени EV-переключения передач переключаются с "EV первая -> EV вторая". Следовательно, на основе принципа ступеней переключения передач, проиллюстрированного на фиг. 3, создается карта переключения передач для выдачи запросов на переключение передач для переключения ступеней переключения передач.

[0039] Все схемы переключения передач, получаемые посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей зацепляющие муфты C1, C2, C3 являются такими, как показано на фиг. 4. На фиг. 4, "блокировка" представляет ступень взаимной блокировки переключения передач, которая не является применимой в качестве ступени переключения передач, "EV-" представляет состояние, в котором первый мотор/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.

[0040] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", а третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV- ICEgen" получается, если первая зацепл