Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства

Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства, содержащего электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, которое содержит трансмиссию, которая переключается между множеством схем переключения передач с помощью зацепляющей муфты.

Уровень техники

[0002] Традиционно, трансмиссия содержит ENG-трансмиссию и MG-трансмиссию, соответствующие тракты которых соединяются посредством одного или множества зацепляющих элементов, чтобы получать множество схем переключения передач. Помимо этого, известно гибридное транспортное средство, которое имеет тракт передачи мощности, в котором, когда используется ступень переключения передач одной трансмиссии, ступень переключения передач другой трансмиссии используется (например, см. патентный документ 1).

Документы уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Патент (Япония) номер 5453467

Сущность изобретения

Задача, решаемая изобретением

[0004] Тем не менее, в традиционном гибридном транспортном средстве, тракт передачи мощности, который размещает множество зацепляющих элементов, выполнен с возможностью представлять собой схему переключения передач, которая используется при нормальном управлении переключением передач. Следовательно, люфт больше по сравнению со случаем, когда размещается только один зацепляющий элемент, и при переходе между ускорением и замедлением, уменьшается толчок от люфта и шум. Помимо этого, поскольку необходимо сдерживать градиент увеличения и уменьшения крутящего момента в ходе переключения передач, чтобы подавлять вибрацию, имеется проблема в том, что невозможно быстро реагировать на запрос на трогание с места или на запрос на ускорение водителя.

[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства, которое, когда имеется запрос на переключение передач, обеспечивает скорость отклика при переключении передач, соответствующую запросу водителя, при достижении превосходного качества переключения передач при переключении передач в нормальных условиях.

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 устанавливает множество схем переключения передач в приводной системе от источников мощности на ведущее колесо.

Трансмиссия имеет множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые переключаются между множеством схем переключения передач и которые полностью зацепляются посредством перемещения из расцепленной позиции.

Это гибридное транспортное средство содержит контроллер трансмиссии, который выполняет управление переключением передач для переключения между схемами переключения передач, которые устанавливаются посредством трансмиссии, посредством перемещения зацепляющих муфт на основе запроса на переключение передач.

Контроллер трансмиссии выбирает схемы переключения передач из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии, в которой одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущее колесо, и обозначает выбранное множество схем переключения передач в качестве группы схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.

Преимущества изобретения

[0007] Следовательно, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущие колеса, выбираются из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии, и выбранное множество схем переключения передач обозначаются как группа схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.

Таким образом, только одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности в схемах переключения передач, которые выбираются в качестве группы схем переключения передач для нормального использования. Соответственно, получается превосходное качество переключения передач, за счет чего можно подавлять толчок вследствие люфта и шум, уникальный для случаев, в которых муфты с полным зацеплением используются в качестве элементов переключения передач при переключении передач в нормальных условиях. Поскольку схема переключения передач для нормального использования представляет собой схему, при которой толчок и шум подавляются, необязательно предпринимать меры в отношении вибрации, чтобы сдерживать градиент увеличения и уменьшения крутящего момента в ходе переключения передач, и можно обеспечивать высокую скорость отклика при переключении передач, при которой время, требуемое для переключения передач, является небольшим.

Как результат, когда имеется запрос на переключение передач, можно обеспечивать скорость отклика при переключении передач, соответствующую запросу водителя, при достижении превосходного качества переключения передач при переключении передач в нормальных условиях.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является общим системным видом, иллюстрирующим приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления.

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

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

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

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

Фиг. 6 является первой картой графика переключения передач, иллюстрирующей график переключения передач, который выбирается, когда SOC аккумулятора находится в области нормальной емкости (ступень переключения передач для нормального использования).

Фиг. 7 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV первая, ICE вторая").

Фиг. 8 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV первая, ICE третья").

Фиг. 9 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE вторая").

Фиг. 10 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE третья").

Фиг. 11 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE четвертая").

Фиг. 12 является второй картой графика переключения передач, иллюстрирующей график переключения передач, который выбирается, когда SOC аккумулятора находится в области низкой емкости (схема переключения передач для нормального использования+"EV первая ICE первая").

Фиг. 13 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач, не используемая в нормальном режиме ("EV первая, ICE первая": "аварийный режим, первая").

Фиг. 14 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE третья'": схема переключения передач при неисправности).

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

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

Первый вариант осуществления

[0010] Сначала описывается конфигурация.

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

[0012] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1, второй электромотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую три зацепляющих муфты C1, C2 и 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 переднем капоте транспортного средства, так что направление коленчатого вала находится в направлении ширины транспортного средства. Этот двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с картером 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединяется с первым валом 11 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Двигатель ICE внутреннего сгорания по существу выполняет запуск от MG2, при котором второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного электромотора. Тем не менее, стартерный электромотор 2 остается для готовности к такой ситуации, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.

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

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

[0016] Первый вал 11 представляет собой вал, с которым соединяется двигатель ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в этом порядке с правой стороны на фиг. 1. Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя прикрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактные участки, которые выступают в осевом направлении, вставляются 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 электромотором/генератором MG1 и представляет собой цилиндрический вал, коаксиально расположенный с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются на втором валу 12 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на втором валу 12.

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

[0019] Четвертый вал 14 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, 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 контактный участок, выступающий в осевом направлении, вставляется 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 электромотором/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 электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом. Зубчатая передача служит в качестве редукторной передачи, которая замедляет частоту вращения MG2 во время запуска от MG2 двигателя ICE внутреннего сгорания посредством второго электромотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для выработки вторым электромотором/генератором MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.

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

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

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

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

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

[0028] Модуль 22 управления электромотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей мощности, управление рекуперацией и т.п. первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент электромотора принудительно придерживается целевого крутящего момента электромотора, когда определяется целевой крутящий момент электромотора, который должен совместно использоваться относительно целевой движущей силы. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, в котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечить схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, 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 (сокращенно "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 электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.

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

[0031] Конфигурация системы управления переключением передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 согласно варианту осуществления отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования, в качестве элементов переключения передач, зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковой муфты), которые полностью зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы вводить в зацепление и зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3, частоты дифференциального вращения входного/выходного вала муфты синхронизируются посредством первого электромотора/генератора MG1 (когда зацепляющая муфта C3 зацепляется) или второго электромотора/генератора MG2 (когда зацепляющие муфты C1, C2 зацепляются), и перемещение 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 расцепляющей муфты уменьшается, и перемещение 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 C2, C3, второй электрический актуатор 32 для операции выбора C2, C3 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 подвижность в осевом направлении посредством шлицевого соединения через ступицу, которая не показана, прикрепленную к четвертому валу 14, первому валу 11 и третьему валу 13, и имеют собачки 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b, имеющие с обеих сторон плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52, 53. Левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 113, 103, 110, которые представляют собой левые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51a, 52a,53a. Правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 112, 102, 109, которые представляют собой правые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51b, 52b, 53b.

[0034] Рабочий механизм 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 являются механизмами для преобразования поворотных движений электрических актуаторов 31, 33 в осевые перемещения 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 и 66a в позициях разделения стержней. Один конец каждой из вилок 67, 68, 69 переключения передач крепится к стержням 64, 65, 66 переключения передач, при этом 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 и т.п. Помимо этого, вводятся сигналы датчиков от датчика 78 температуры аккумулятора, датчика 79 температуры электромотора, датчика 80 температуры инвертора, датчика 81 SOC аккумулятора и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала предоставляется в 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 и C3, определенных посредством позиций соединительных втулок 51, 52, 53. Этот 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 и 83 позиции втулки, и ток прикладывается к электрическим актуаторам 31, 32 и 33 таким образом, что позиции соединительных втулок 51, 52 и 53 находятся в расцепленной позиции или позиции зацепления согласно перемещению зацепления. Таким образом, посредством задания зацепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52 и 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 и 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях отсутствия зацепления за счет смещения соединительных втулок 51, 52 и 53 в осевом направлении, промежуточные шестерни отсоединяются от четвертого вала 14, первого вала 11 и третьего вала 13.

[0037] Конфигурация схем переключения передач

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

[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 электромотора посредством только движущей силы электромотора выполняется в "EV-режиме", как проиллюстрировано на фиг. 3. После этого, в области движения, когда потребность в движущей силе является большой, используется "параллельный HEV-режим", в котором движущая сила двигателя усиливается посредством движущей силы электромотора, как проиллюстрировано на фиг. 3. Таким образом, по мере того, как скорость VSP транспортного средства увеличивается, ступени ICE-переключения передач переключаются с "(ICE первая ->) ICE вторая -> ICE третья -> ICE четвертая", и ступени EV-переключения передач переключаются с "EV первая -> EV вторая". Следовательно, на основе принципа схемы переключе