Устройство управления генерированием мощности для гибридного транспортного средства

Устройство управления генерированием мощности для гибридного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления генерированием мощности для гибридного транспортного средства, которое выполняет генерирование мощности в режиме холостого хода с помощью электромотора посредством приема движущей силы из двигателя внутреннего сгорания, на основе запроса на генерирование мощности в то время, когда транспортное средство остановлено.

Уровень техники

[0002] Традиционно, в гибридном транспортном средстве, содержащем электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, известно устройство генерирования мощности, которое разъединяет муфту, которая соединяет электромотор и двигатель внутреннего сгорания с ведущими колесами в то время, когда транспортное средство остановлено, и выполняет генерирование мощности в режиме холостого хода посредством приведения в действие мотора с помощью двигателя внутреннего сгорания (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] Если муфта, которая соединяет электромотор и двигатель внутреннего сгорания с ведущими колесами, отсоединяется во время генерирования мощности в режиме холостого хода, как в устройстве, раскрытом в патентном документе 1, можно предотвращать движение транспортного средства вследствие движущей силы, которая формируется посредством двигателя внутреннего сгорания.

[0005] Тем не менее, если анормальность возникает в мощности (актуаторе и т.п.), которая зацепляет и расцепляет муфту, и команда для того, чтобы зацеплять упомянутую муфту, выводится во время генерирования мощности в режиме холостого хода, возникает риск того, что транспортное средство внезапно начнет двигаться. Устройство по патентному документу 1 не принимает предупредительных мер относительно этого аспекта, оставляя запас для улучшения.

[0006] С учетом вышеописанных проблем, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления генерированием мощности для гибридного транспортного средства, которое предотвращает непреднамеренное зацепление расцепленной зацепляющей муфты во время генерирования мощности в режиме холостого хода.

Средство решения задачи

[0007] Чтобы решать задачу, описанную 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 имеет зацепляющие муфты в качестве элементов переключения передач для переключения ступени переключения передач и для сцепления вследствие хода из расцепленной позиции.

Это гибридное транспортное средство содержит контроллер генерирования мощности, который генерирует мощность с помощью электромотора посредством приема движущей силы из двигателя внутреннего сгорания на основе запроса на генерирование мощности.

При выполнении генерирования мощности в режиме холостого хода с помощью электромотора в то время, когда транспортное средство остановлено, контроллер генерирования мощности управляет двигателем внутреннего сгорания в диапазоне частот вращения, в котором дифференциальная скорость вращения расцепленной зацепляющей муфты становится больше или равной разностному пороговому значению вращения, при котором зацепление не возникает даже за счет хода.

Преимущества изобретения

[0008] Следовательно, при выполнении генерирования мощности в режиме холостого хода с помощью электромотора в то время, когда транспортное средство остановлено, двигатель внутреннего сгорания работает в диапазоне частот вращения, в котором дифференциальная скорость вращения расцепленной зацепляющей муфты становится больше или равной разностному пороговому значению вращения, при котором зацепление не возникает даже за счет хода.

Таким образом, дифференциальная скорость вращения расцепленной зацепляющей муфты поддерживается таким образом, что она превышает или равна разностному пороговому значению вращения, при котором зацепление не возникает, даже за счет хода.

Как результат, можно предотвращать непреднамеренное зацепление расцепленной зацепляющей муфты во время генерирования мощности в режиме холостого хода.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг. 1 является общей схемой системы, иллюстрирующей приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления генерированием мощности 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 генерированием мощности варианта осуществления.

Фиг. 3 является диаграммой схемы переключения передач, иллюстрирующей схемы переключения передач согласно позициям переключения трех зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления генерированием мощности варианта осуществления.

Фиг. 4 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей поток крутящего момента двигателя в многоступенчатой зубчатой трансмиссии во время управления генерированием мощности в режиме холостого хода.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей этапы процесса управления генерированием мощности в режиме холостого хода, выполняемого в модуле управления трансмиссией варианта осуществления.

Фиг. 6 является схематичным видом, иллюстрирующим конфигурацию зацепляющей муфты, которая соединяет двигатель внутреннего сгорания и ведущие колеса, из зацепляющих муфт, предоставленных в многоступенчатой зубчатой трансмиссии варианта осуществления.

Фиг. 7 является частично укрупненным видом зацепляющей муфты, проиллюстрированной на фиг. 6.

Фиг. 8 является частично укрупненным видом, иллюстрирующим конфигурацию зацепляющей муфты, которая соединяет двигатель внутреннего сгорания и ведущие колеса, из зацепляющих муфт, предоставленных в многоступенчатой зубчатой трансмиссии варианта осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0010] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства управления генерированием мощности для гибридного транспортного средства настоящего изобретения на основе варианта осуществления, проиллюстрированного на чертежах.

Примеры

[0011] Сначала описывается конфигурация.

Устройство управления генерированием мощности 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 схем переключения передач", "конфигурация процесса управления генерированием мощности в режиме холостого хода" и "конфигурация зацепляющих муфт" относительно конфигурации устройства управления генерированием мощности для гибридного транспортного средства в варианте осуществления.

[0012] Общая конфигурация системы

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

[0013] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый мотор/генератор MG1 (электромотор), второй мотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую три зацепляющих муфты C1, C2, C3, как проиллюстрировано на фиг. 1. "ICE" является аббревиатурой для "двигателя внутреннего сгорания".

[0014] Двигатель ICE внутреннего сгорания представляет собой, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель, который расположен в передней области транспортного средства, так что направление коленчатого вала совмещается с направлением 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 доступным для момента, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.

[0015] 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 картеру первого мотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии для 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 картеру второго мотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии для 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.

[0016] 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 (зацепляющая муфта для генерирования мощности в режиме холостого хода), вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 (зацепляющие муфты) 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.

[0017] 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 относительно первого вала 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.

[0018] Второй вал 12 представляет собой вал, с которым соединяется первый мотор/генератор MG1, и представляет собой цилиндрический вал, который коаксиально расположен с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются относительно второго вала 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.

[0019] 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 относительно третьего вала 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.

[0020] Четвертый вал 14 представляет собой вал, в котором оба конца поддерживаются посредством картера 10 трансмиссии, и одиннадцатая шестерня 111, двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 располагаются относительно четвертого вала 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.

[0021] Пятый вал 15 представляет собой вал, в котором оба конца поддерживаются посредством картера 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).

[0022] 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).

[0023] 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 генерирования мощности MG2 для формирования второго отора/генератора MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.

[0024] 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.

[0025] 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.

[0026] 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.

[0027] 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.

[0028] 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".

[0029] 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 электромотора 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 входа-выхода 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 для сцепления любой из зацепляющих муфт C1, C2, C3 в ходе движения.

[0030] 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 сцепляются/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 дифференциальную скорость вращения между входом-выходом 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.

[0031] 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, актуатор впрыска топлива и т.п., на основе предварительно определенной входной информации.

[0032] Конфигурация системы управления переключением передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 согласно варианту осуществления отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковой муфты) в качестве элементов переключения передач, которые сцепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач для сцепления любой из зацепляющих муфт C1, C2, C3, дифференциальные скорости вращения входа-выхода 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 на то, 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.

[0033] 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 в качестве актуаторов. 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.

[0034] 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 сцепления муфты с левой стороны) и правой позицией зацепления (справа: позицией сцепления 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 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 шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51b, 52b, 53b.

[0035] Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты представляют собой механизмы для преобразования движений при повороте электрических актуаторов 31, 32, 33 в движения осевого 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 для электрических актуаторов 31, 32, 33, соответственно, и каждый из других концов соединяется со стержнями 64, 65, 66 переключения передач, соответственно, так что они могут относительно смещаться. 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 вала трансмиссии, датчика 74 частоты вращения двигателя, датчика 75 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, переключателя 77 режима движения и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного вала трансмиссии 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 сцеплением 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 шестерням холостого хода, находятся в позициях зацепления, cцепленных 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 собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, 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 схемы переключения передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 настоящего варианта осуществления отличается уменьшением размера, достигаемым посредством уменьшения потерь при передаче мощности без элемента поглощения дифференциального вращения, такого как жидкостное сцепление, и посредством уменьшения ступеней переключения передач ICE посредством предоставления использования усиления мотора в двигатель ICE внутреннего сгорания (ступени EV-переключения передач: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 1-4 скорость). Ниже описывается конфигурация характерных схем переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3.

[0038] Схемы переключения передач, получаемые посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей зацепляющие муфты C1, C2, C3, являются такими, как показано на фиг. 3. На фиг. 3, "блокировка" представляет схему взаимной блокировки, которая не является применимой в качестве схемы переключения передач, "EV-" представляет состояние, в котором первый мотор/генератор MG1 не соединяется с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19, и "ICE-" представляет состояние, в котором двигатель ICE внутреннего сгорания не соединяется с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19. В ходе управления переключением передач, необязательно использовать все схемы переключения передач, показанные на фиг. 3, и конечно, можно выбирать из этих схем переключения передач согласно потребности. Ниже описывается каждая из схем переключения передач.

[0039] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в N-позиции, и третья зацепляющая муфта C3 находится в N-позиции, следующие схемы 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-позиции, и "EV- ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".

Здесь, схема переключения передач "EV- ICEgen" представляет собой схему, выбранную во время генерирования мощности в режиме холостого хода MG1, в которой мощность генерируется в первом моторе/генераторе MG1 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено, или во время двухприводной генерирования мощности в режиме холостого хода, в которой генерирование мощности MG2 выполняется в дополнение к генерированию мощности MG1. Схема переключения передач "нейтраль" представляет собой схему, выбранную во время генерирования мощности в режиме холостого хода MG2, в которой мощность генерируется во втором моторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено.

[0040] Фиг. 4 является схемой, иллюстрирующей поток крутящего момента ICE двигателя ICE внутреннего сгорания в многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 во время вышеописанной генерирования мощности в режиме холостого хода MG1 (во время схемы переключения передач "EV- ICEgen").

[0041] Как проиллюстрировано на фиг. 4, в схеме переключения передач "EV- ICEgen", крутящий момент ICE протекает из двигателя ICE внутреннего сгорания в первый вал 11 --> первую шестерню 101 --> одиннадцатую шестерню 111 --> четвертый вал 14 --> тринадцатую шестерню 113 --> четвертую шестерню 104 --> второй вал 12 --> первый мотор/генератор MG1.

[0042] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в N-позиции, и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV первая ICE первая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "EV первая ICE-" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в N-позиции, и "EV первая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".

Здесь, схема переключения передач "EV первая ICE-" представляет собой схему для "EV-режима", в которой двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого мотора/генератора MG1, или схему для "последовательного HEV-режима", в которой EV-движение на первой скорости выполняется посредством первого мотора/генератора MG1 в то время, когда мощность генерируется во втором моторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания.

Например, при движении при выборе "последовательного HEV-режима" посредством "EV первая ICE-", первая зацепляющая муфта C1 переключается из N-позиции на позицию "слева" на основе замедления вследствие недостаточной движущей силы. В этом случае, транспортное средство переходит к движению посредством "параллельного HEV-режима (первой скорости)" согласно схеме переключения передач "EV первая ICE первая", в которой обеспечивается движущая сила.

[0043] Таким образом, можно устанавливать ступени переключения передач, проиллюстрированные на фиг. 3, согласно позициям первой, второй и третьей зацепляющих муфт C1, C2, C3. Поскольку контент каждой схемы переключения передач не связан непосредственно с сущностью настоящего изобретения, его дополнительные подробные описания опускаются.

[0044] Конфигурация процесса управления генерированием мощности в режиме холостого хода

Фиг. 5 иллюстрирует поток процесса управления генерированием мощности в режиме холостого хода, выполняемого посредством модуля 23 управления трансмиссией (контроллера трогания с места) варианта осуществления. Ниже описываются каждый из этапов на фиг. 5, который показывает один пример конфигурации процесса управления генерированием мощности.

[0045] На этапе S1, определяется то, остановлено или нет транспортное средство. Поскольку управление генерированием мощности в режиме холостого хода выполняется, когда транспортное средство остановлено, в случае "Да" (транспортное средство остановлено), этапы переходят к этапу S2, и если "Нет" (транспортное средство движется), следующие этапы пропускаются, и программа завершается.

[0046] На этапе S2, определяется то, имеется или нет запрос на генерирование мощности в режиме холостого хода. Присутствие/отсутствие запроса на генерирование мощности в режиме холостого хода определяется на основе сигнала из переключателя (не показан), который может управляться водителем, оставш