Устройство управления троганием с места для гибридного транспортного средства

Устройство управления троганием с места для гибридного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления троганием с места для гибридного транспортного средства, приводная система которого содержит трансмиссию, которая реализует ступень EV-переключения передач и ступень ICE-переключения передач и которая выбирает ступень EV-переключения передач для того, чтобы выполнять EV-трогание с места задним ходом.

Уровень техники

[0002] Традиционно, известно устройство передачи мощности для гибридного транспортного средства, содержащее электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников питания, содержащее трансмиссию, которая реализует множество ступеней переключения передач в приводной системе из источников питания на ведущие колеса, и содержащее средство прерывания подачи мощности, которое полностью зацепляется посредством хода из расцепленной позиции (например, см. патентный документ 1).

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № 2011-161939

Сущность изобретения

Задача, решаемая изобретением

[0004] Тем не менее, традиционное устройство имеет такую конфигурацию, в которой в остановленном состоянии транспортного средства, средство прерывания подачи мощности, которое соединяет двигатель внутреннего сгорания и электромотор с ведущими колесами, может переводиться в отсоединенное состояние, чтобы вырабатывать электричество посредством приведения в действие электромотора с помощью двигателя внутреннего сгорания. Следовательно, во время EV-трогания с места задним ходом, в котором электромотор и ведущие колеса соединяются, и транспортное средство трогается с места посредством вращения в обратном направлении электромотора, если средство прерывания подачи мощности, которое находится в отсоединенном состоянии, осуществляет ход вследствие анормальности в электронной системе управления и т.п., ведущие колеса и двигатель внутреннего сгорания в состоянии приведения в движение должны переходить в зацепленное состояние. Следовательно, формируется поток движущей силы, идущий из двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам, и возникает риск того, что транспортное средство трогается с места в прямом направлении, которое является противоположным относительно обратного направления, намеченного водителем.

[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления троганием с места для гибридного транспортного средства, которое обеспечивает EV-трогание с места задним ходом, намеченное водителем, даже когда команда зацепления выдается в зацепляющую муфту, которая выбирает ступень ICE-переключения передач при выполнении EV-трогания с места задним ходом.

Средство достижения цели

[0006] Чтобы достигать цели, описанной выше, гибридное транспортное средство настоящего изобретения содержит электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников приведения в движение и содержит трансмиссию, которая реализует множество ступеней переключения передач в приводной системе из источников мощности на ведущее колесо.

Трансмиссия не имеет элементов трогания с места, но содержит, в качестве элементов переключения передач для переключения между ступенью EV-переключения передач от электромотора и ступенью ICE-переключения передач от двигателя внутреннего сгорания, множество зацепляющих муфт для полного зацепления вследствие хода из позиции нейтрали.

В гибридном транспортном средстве, исполнительное устройство EV-переключения передач, которое выбирает ступень EV-переключения передач, и исполнительное устройство ICE-переключения передач, которое выбирает ступень ICE-переключения передач, предоставляются в трансмиссии. Также предусмотрен контроллер трогания с места, который инструктирует исполнительному устройству EV-переключения передач выбирать ступень EV-переключения передач трансмиссии во время трогания с места, и который выполняет EV-трогание с места с использованием электромотора в качестве источника приведения в движение.

Контроллер трогания с места сконфигурирован как механизм для предотвращения выбора ступени ICE-переключения передач посредством актуатора ICE-переключения передач во время EV-трогания с места задним ходом и вращает электромотор в направлении, противоположном прямому направлению вращения двигателя внутреннего сгорания.

Преимущества изобретения

[0007] Следовательно, контроллер трогания с места сконфигурирован как механизм, который инструктирует исполнительному устройству EV-переключения передач выбирать ступень EV-переключения передач трансмиссии, и который предотвращает выбор ступени ICE-переключения передач посредством исполнительного устройства ICE-переключения передач во время EV-трогания с места задним ходом, и электромотор вращается в направлении, противоположном прямому направлению вращения двигателя внутреннего сгорания.

Таким образом, выбор ступени ICE-переключения передач посредством исполнительного устройства ICE-переключения передач предотвращается, даже когда команда зацепления выдается в зацепляющую муфту, которая выбирает ступень ICE-переключения передач вследствие анормальности в электронной системе управления. Таким образом, обеспечивается состояние отсечки передачи крутящего момента, в котором тракт передачи мощности между двигателем внутреннего сгорания и ведущими колесами отсоединяется в позиции зацепляющей муфты, которая выбирает ступень ICE-переключения передач. С другой стороны, поскольку тракт передачи мощности приведения в движение через ступень EV-переключения передач формируется между электромотором и ведущими колесами, если электромотор вращается в обратном направлении, EV-трогание с места задним ходом выполняется.

Как результат, EV-трогание с места задним ходом, намеченное водителем, может обеспечиваться, даже когда команда зацепления выдается в зацепляющие муфты C1, C2, которые выбирают ступень ICE-переключения передач при выполнении EV-трогания с места задним ходом.

Краткое описание чертежей

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

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

Фиг. 5 является видом в перспективе, иллюстрирующим выбранное состояние первой позиции в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 6 является принципиальной схемой, иллюстрирующей выбранное состояние первой позиции в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 7 является осевым видом в направлении стрелки, иллюстрирующим выбранное состояние первой позиции в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 8 является видом в перспективе, иллюстрирующим выбранное состояние второй позиции в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 9 является схематичным пояснительным видом, иллюстрирующим выбранное состояние второй позиции в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 10 является осевым видом, иллюстрирующим выбранное состояние второй позиции в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность этапов управления троганием с места, выполняемых в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.

Фиг. 12 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей поток крутящего момента MG1 и крутящего момента двигателя в многоступенчатой зубчатой трансмиссии при выборе "последовательного HEV-режима" для трогания с места в "EV1st", в котором первый мотор-генератор MG1 представляет собой источник приведения в движение при выработке мощности с помощью второго мотора-генератора MG2 посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.

Фиг. 13 является схемой потока энергии, иллюстрирующей поток энергии при трогании с места при выборе "последовательного HEV-режима".

Фиг. 14 является второй картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC (State Of Charge - состояние заряда) аккумулятора находится в области низкого SOC.

Фиг. 15 является первой картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области нормальной емкости за исключением области низкого SOC и области высокого SOC.

Фиг. 16 является видом в перспективе, иллюстрирующим выбранное состояние промежуточной позиции между первой позицией и второй позицией в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 17 является принципиальной схемой, иллюстрирующей выбранное состояние промежуточной позиции между первой позицией и второй позицией в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 18 является осевым видом, иллюстрирующим выбранное состояние промежуточной позиции между первой позицией и второй позицией в рабочем механизме выбора C1/C2 первого варианта осуществления.

Фиг. 19 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления троганием с места, выполняемого в модуле управления трансмиссией второго варианта осуществления.

Фиг. 20 является видом в перспективе, иллюстрирующим выбранное состояние позиции холостого хода для хода при переключении передач в рабочем механизме выбора C1/C2 второго варианта осуществления.

Фиг. 21 является принципиальной схемой, иллюстрирующей выбранное состояние позиции холостого хода для хода при переключении передач в рабочем механизме выбора C1/C2 второго варианта осуществления.

Фиг. 22 является осевым видом, иллюстрирующим выбранное состояние позиции холостого хода для хода при переключении передач в рабочем механизме выбора C1/C2 второго варианта осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства для управления троганием с места транспортного средства с электроприводом согласно настоящему изобретению, на основе первого варианта осуществления и второго варианта осуществления, проиллюстрированных на чертежах.

Первый вариант осуществления

[0010] Сначала описывается конфигурация.

Устройство управления троганием с места 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", "подробная конфигурация рабочего механизма выбора C1/C2" и "конфигурация процесса управления троганием с места", относительно конфигурации устройства управления троганием с места 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 началом движения 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, 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, который расположен в передней области транспортного средства, так что направление коленчатого вала выравнивается с направлением ширины транспортного средства. Двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с корпусом 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 обычно выполняет запуск от MG2, при котором второй мотор-генератор MG2 используется в качестве стартерного мотора. Тем не менее, стартерный мотор 2 остается доступным для момента, 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 моторы 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 корпусу первого мотора-генератора MG1, и корпус крепится к корпусу 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого мотора, интегрированный с ротором первого мотора-генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Статор второго мотора-генератора MG2 крепится к корпусу второго мотора-генератора MG2, и корпус крепится к корпусу 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго мотора, 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 корпусе 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. Корпус 10 трансмиссии содержит электрический масляный насос 20, который подает смазочное масло в участки ввода в зацепление шестерней и участки осевого подшипника внутри корпуса.

[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 шестерни холостого хода, 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 представляет собой вал, с которым соединяется первый мотор-генератор MG1, и представляет собой цилиндрический вал, который соосно расположен с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются на втором валу 12 в этом порядке справа на фиг. 1. Четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 предоставляются как единое целое (что включает в себя присоединение 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 шестерни холостого хода, 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 представляет собой вал, в котором оба конца поддерживаются на корпусе 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 шестерни холостого хода, 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 представляет собой вал, в котором оба конца поддерживаются на корпусе 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 присоединение как единого целого).

[0021] Шестой вал 16 представляет собой вал, с которым соединяется второй мотор-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] 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 формирования второго мотора-генератора MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.

[0023] Первая зацепляющая муфта C1 представляет собой кулачковую муфту, которая размещается между двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113 четвертого вала 14, и которая зацепляется за счет хода зацепления во вращательно синхронизированном состоянии без наличия 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, которая размещается между второй шестерней 102 и третьей шестерней 103 первого вала 11, и которая зацепляется за счет хода зацепления во вращательно синхронизированном состоянии без наличия 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, которая размещается между девятой шестерней 109 и десятой шестерней 110 третьего вала 13, и которая зацепляется за счет хода зацепления во вращательно синхронизированном состоянии без наличия 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 присоединение 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 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, имеющее функцию для того, чтобы надлежащим образом управлять энергопотреблением всего транспортного средства. Этот гибридный модуль 21 управления соединяется с другими модулями управления (модулем 22 управления мотором, 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 мотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей мощности, управление рекуперацией и т.п. первого мотора-генератора MG1 и второго мотора-генератора MG2, через команды 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 целевой движущей силы. 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 обеспечивать схождение фактической частоты вращения мотора с целевой частотой вращения мотора, когда имеется запрос на переключение передач, 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 исполнительные устройства 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 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 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, свечи зажигания, исполнительное устройство 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 полностью зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач на полное зацепление любой 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, 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. Первое электрическое исполнительное устройство 31 для операции переключения передач с помощью C1, C2, второе электрическое исполнительное устройство 32 для операции выбора C1, C2 и третье электрическое исполнительное устройство 33 для операции переключения передач с помощью C3 предоставляются в качестве исполнительных устройств. 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 исполнительного устройства в операции зацепления/расцепления муфты. Кроме того, модуль 23 управления трансмиссией предоставляется в качестве средства управления первого электрического исполнительного устройства 31, второго электрического исполнительного устройства 32 и третьего электрического исполнительного устройства 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 кулачки 51a, 51b; 52a, 52b, 53a, 53b, имеющие с обеих сторон плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются на круговых центральных участков 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 кулачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив кулачков 51a, 52a,53a. Правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 112, 102, 109, которые представляют собой правые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют кулачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив кулачков 51b, 52b, 53b.

[0034] Рабочий механизм 40 выбора C1/C2 является механизмом для выбора между первой позицией для выбора соединения между первым электрическим исполнительным устройством 31 и рабочим механизмом 41 переключения передач с помощью C1, и второй позицией для выбора соединения между первым электрическим исполнительным устройством 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, а 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, а стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 стопорится в нейтральной позиции. Т.е., механизм работает так, что при выборе позиции из первой позиции и второй позиции, куда одна из зацепляющих муфт сдвигается, другая зацепляющая муфта стопорится и блокируется в нейтральной позиции.

[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 являются механизмами для преобразования поворотных движений электрических исполнительных устройств 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 исполнительных устройств электрических исполнительных устройств 31, 33, соответственно, и каждый из других концов соединяется со стержнями 64, 66 переключения передач (или со стержнем 65 переключения передач), соответственно, так, чтобы быть относительно смещаемым. Стержни 64, 65, 66 переключения передач выполнены с возможностью допускать расширение и сжатие в качестве функции абсолютной величины и направления передающей силы стержня посредством пружин 64a, 65a, 66a, размещенных в позициях разделения стержней. Один конец каждой из вилок 67, 68, 69 переключения передач крепится к стержням 64, 65, 66 переключения передач, соответственно, и каждый из других концов, соответственно, располагается в вилочных канавках 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 передаточного 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 передаточного вала предоставляется на концевом участке 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 исполнительным устройствам 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 кулачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и кулачки, приваренные к шестерням холостого хода, находятся в позициях зацепления, полностью зацепленных между собой, шестерни холостого хода 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 кулачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и кулачки, приваренные к шестерням холостого хода, находятся в позициях отсутствия зацепления посредством смещения соединительных втулок 51, 52, 53 в осевом направлении, шестерни холостого хода 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 уменьшением раз