Устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства

Устройство контроля для управления энергией 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, содержащему электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, которое содержит трансмиссию, имеющую множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции.

Уровень техники

[0002] Традиционно, известно устройство приведения в движение гибридного транспортного средства, содержащее трансмиссию, имеющую множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции (например, см. патентный документ 1).

Помимо этого, в гибридном транспортном средстве, EV-движение посредством приведения в действие электромотора выполняется во время трогания с места или в ходе движения на низкой скорости, чтобы повышать эффективность использования топлива.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № 2014-101065

Сущность изобретения

Задача, решаемая изобретением

[0004] Тем не менее, при множестве зацепляющих муфт, которые полностью зацепляются, имеется вероятность возникновения неисправности, при которой зацепляющая муфта стопорится в расцепленной позиции и не может зацепляться, или, наоборот, возникновения неисправности, при которой зацепляющая муфта стопорится в зацепленном состоянии и не может расцепляться.

Следовательно, если источники мощности (двигатель, электромотор) не могут отсоединяться от ведущих колес, становится невозможным выполнять выработку мощности в режиме холостого хода в то время, когда транспортное средство остановлено, при которой выработка мощности электромотора выполняется посредством движущей силы двигателя. Как результат, если зарядная емкость аккумулятора (ниже называемая "SOC аккумулятора") является недостаточной, имеется проблема в том, что EV-трогание с места, при котором транспортное средство трогается с места посредством приведения в действие электромотора с помощью мощности аккумулятора, не может выполняться.

[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства, с помощью которого можно подавлять возникновение ситуации, в которой EV-трогание с места является невозможным вследствие недостаточной зарядной емкости аккумулятора.

Средство достижения цели

[0006] Чтобы достигать цели, описанной выше, гибридное транспортное средство, к которому применяется настоящее изобретение, имеет электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, не имеет элемента трогания с места и имеет трансмиссию, содержащую множество зацепляющих муфт в качестве элемента переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции, в системе передачи мощности приведения в движение из источников мощности на ведущие колеса. Помимо этого, гибридное транспортное средство выполняет EV-трогание с места с использованием электромотора, в который подается электрическая мощность из аккумулятора, в качестве источника приведения в движение, при трогании с места транспортного средства.

Устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства содержит контроллер управления энергией, который выполняет управление на основе условия емкости аккумулятора для поддержания зарядной емкости аккумулятора в предварительно определенном диапазоне зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора, при подготовке к EV-троганию с места.

Когда неисправность зацепляющей муфты определяется, контроллер управления энергией расширяет диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора больше, чем тогда, когда зацепляющая муфта является нормальной.

Преимущества изобретения

[0007] Следовательно, в устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства настоящего изобретения, когда неисправность зацепляющей муфты определяется, контроллер управления энергией расширяет диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора больше, чем тогда, когда зацепляющая муфта является нормальной.

Следовательно, например, если нижнее предельное значение диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора для аккумулятора, которое является предельным значением разряда, увеличивается, приведение в движение посредством электромотора разрешается до тех пор, пока зарядная емкость аккумулятора не будет избыточно разряжена больше, чем нормально, чтобы за счет этого обеспечивать EV-трогание с места. С другой стороны, если верхнее предельное значение диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора для аккумулятора, которое является предельным значением заряда, увеличивается, выработка мощности посредством электромотора разрешается до тех пор, пока зарядная емкость аккумулятора не будет избыточно разряжена больше, чем нормально, чтобы за счет этого обеспечивать зарядную емкость для EV-трогания с места.

Как результат, в устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства настоящего изобретения, можно подавлять возникновение ситуации, в которой EV-трогание с места является невозможным вследствие недостаточной зарядной емкости аккумулятора.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является общим системным видом, иллюстрирующей приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство контроля для управления энергией в первом варианте 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 контроля для управления энергией 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 контроля для управления энергией 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 контроля для управления энергией первого варианта осуществления.

Фиг. 5 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. 6 является второй картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC.

Фиг. 7 является третьей картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, при котором запрещается выработка мощности посредством второго электромотора/генератора, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC в пределах области нормальной емкости.

Фиг. 8 является четвертой картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области высокого SOC.

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса контроля для управления энергией, выполняемого в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.

Фиг. 10 является нормальной картой EMMAPNO управления энергией, иллюстрирующей условие емкости аккумулятора, когда зацепляющая муфта является нормальной (не является неисправной).

Фиг. 11 является первой картой управления энергией, иллюстрирующей условие расширения емкости аккумулятора во время первой фиксированной неисправности зацепляющей муфты.

Фиг. 12 является второй картой управления энергией, иллюстрирующей условие расширения емкости аккумулятора во время второй фиксированной неисправности зацепляющей муфты.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

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

Первый вариант осуществления

[0010] Сначала описывается конфигурация.

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

[0011] Общая конфигурация системы

[0012] 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.

[0013] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1 (первый электромотор), второй электромотор/генератор MG2 (второй электромотор) и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую первую-третью зацепляющие муфты C1, C2, C3. "ICE" является аббревиатурой для "двигателя внутреннего сгорания".

[0014] 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. Двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с картером 10 трансмиссии для многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединяется с первым валом 11 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Двигатель ICE внутреннего сгорания по существу выполняет запуск от MG2, при котором второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного электромотора. Тем не менее, стартерный электромотор 2 предоставляется при подготовке к тому, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.

[0015] Первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2 представляют собой синхронные электромоторы с постоянными магнитами с использованием трехфазного переменного тока, имеющие аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности в качестве общего источника мощности.

Статор первого электромотора/генератора MG1 крепится к кожуху 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.

[0016] Статор второго электромотора/генератора MG2 крепится к кожуху 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.

[0017] 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.

[0018] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 представляет собой трансмиссию с нормальным вводом в зацепление, содержащую множество зубчатых пар, имеющих различные передаточные числа, и содержит первый-шестой валы-шестерни 11-16, содержащие шестерни и расположенные параллельно друг другу в картере 10 трансмиссии, и первую-третью 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.

[0019] 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 порядке с правой стороны на фиг. 1.

Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой шестерни холостого хода, в которых участок утолщения, который выступает в осевом направлении, вставляется 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.

[0020] Второй вал 12 соединяется с первым электромотором/генератором MG1 и представляет собой цилиндрический вал, который располагается коаксиально 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.

[0021] Третий вал 13 представляет собой вал, расположенный на стороне выходного вала многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107, восьмая шестерня 108, девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 располагаются на третьем валу 13 в порядке с правой стороны на фиг. 1.

Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на третьем валу 13.

Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой шестерни холостого хода, в которых участок утолщения, 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.

[0022] 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.

[0023] Четвертый вал 14 представляет собой вал, в котором оба конца поддерживаются на картере 10 трансмиссии, и одиннадцатая шестерня 111, двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 располагаются на четвертом валу 14 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой шестерни холостого хода, в которых участок утолщения, 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.

[0024] Пятый вал 15 имеет оба конца, которые поддерживаются 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).

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).

[0025] После этого второй электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом.

Эта 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 формирования второго электромотора/генератора MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.

[0026] Первая зацепляющая муфта C1 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113 четвертого вала 14, и зацепляется посредством 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.

[0027] Вторая зацепляющая муфта C2 представляет собой кулачковую муфту, которая размещается между второй шестерней 102 и третьей шестерней 103 первого вала 11, и которая зацепляется посредством 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.

[0028] Третья зацепляющая муфта C3 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между девятой шестерней 109 и десятой шестерней 110 третьего вала 13, и зацепляется посредством 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.

[0029] 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.

[0030] Конфигурация системы управления гибридного транспортного средства

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.

[0031] Гибридный модуль 21 управления (аббревиатура: "HCM") представляет собой интегральное средство управления, имеющее функцию надлежащего управления энергопотреблением всего транспортного средства. 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 посредством линии 25 CAN-связи. "CAN" в линии 25 CAN-связи является аббревиатурой для "контроллерной сети".

[0032] 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, при котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечивать схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, при полном зацеплении любой из зацепляющих муфт C1, C2, C3 во время запроса на переключение передач.

[0033] Модуль 23 управления трансмиссией (аббревиатура: "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, посредством вывода команды управления током в электрические актуаторы 31, 32, 33 (см. фиг. 2), на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющие муфты C1, C2, C3 избирательно полностью зацепляются/расцепляются, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из множества пар зубчатых пар. Здесь, во время запроса на переключение передач 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 выполнять полное зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.

[0034] 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.

[0035] Конфигурация системы управления переключением передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования первой-третьей зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковых муфт) в качестве элементов переключения передач, которые полностью зацепляются. После этого, когда имеется запрос на переключение передач на то, чтобы полностью зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3, частоты дифференциального вращения входного-выходного вала муфты переводятся в пределы диапазона частот вращения для определения синхронизации посредством операции синхронизации вращения одного из двух электромоторов/генераторов MG1, MG2, чтобы выполнять ход зацепления, за счет этого реализуя переключение передач. Синхронизация вращения выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1 при зацеплении третьей зацепляющей муфты C3, и синхронизация вращения выполняется посредством второго электромотора/генератора MG2 при зацеплении первой и второй зацепляющих муфт C1, C2.

Помимо этого, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы расцеплять любую из зацепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, передаточный крутящий момент муфты расцепляющей муфты уменьшается, и ход расцепления начинается, как только крутящий момент становится равным или меньше значения определения крутящего момента расцепления, чтобы реализовывать переключение передач. Ниже описывается конфигурация системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 2.

[0036] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит, в качестве системы управления переключением передач, первую зацепляющую муфту C1, вторую зацепляющую муфту C2 и третью зацепляющую муфту C3, как проиллюстрировано на фиг. 2. Помимо этого, многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит, в качестве актуаторов системы управления переключением передач, первый электрический актуатор 31 для операций переключения передач с помощью C1, C2, второго электрический актуатор 32 для операций выбора C1, C2 и третий электрический актуатор 33 для операций переключения передач с помощью C3.

[0037] Далее, многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит 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, в качестве механизмов переключения передач, которые преобразуют операции актуатора в операции зацепления/расцепления муфты. Операции первого электрического актуатора 31, второго электрического актуатора 32 и третьего электрического актуатора 33 управляются посредством модуля 23 управления трансмиссией.

[0038] 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, кольца 54, 55, 56 левой кулачковой муфты и кольца 57, 58, 59 правой кулачковой муфты.

[0039] Соединительные втулки 51, 52, 53 предоставляются таким образом, что они имеют возможность хода в осевом направлении посредством шлицевого соединения через ступицу, которая не показана, закрепленную на четвертом валу 14, первом валу 11 и третьем валу 13 (см. фиг. 1). Эти соединительные втулки 51, 52, 53 имеют собачки 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, с обеих сторон имеющие плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52, 53.

[0040] Кольца 54, 55, 56 левой кулачковой муфты крепятся к участкам утолщения шестерней 113, 103, 110 (см. фиг. 1), которые представляют собой левые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2, C3, и имеют собачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые выступают против собачек 51a, 52a, 53a.

[0041] Кольца 57, 58, 59 правой кулачковой муфты крепятся к участкам утолщения шестерней 112, 102, 109 (см. фиг. 1), которые представляют собой правые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2, C3, и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые противостоят собачкам 51b, 52b, 53b.

[0042] 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.

[0043] При выборе первой позиции, рабочий механизм 40 выбора C1/C2 соединяет стержень 62 переключения передач и стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 и стопорит стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 в позиции нейтрали.

При выборе второй позиции рабочий механизм 40 выбора C1/C2 соединяет стержень 62 переключения передач и стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 и стопорит стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 в позиции нейтрали.

[0044] Таким образом, рабочий механизм 40 выбора C1/C2 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.

[0045] Рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3 преобразуют движения при повороте первого и третьего электрических актуаторов 31, 33 в движения при осевом ходе соединительных втулок 51, 52, 53. Рабочие механизмы 41, 42, 43 переключения передач имеют идентичную конфигурацию, содержащую 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 на валах актуаторов первого и третьего электрических актуаторов 31, 33, при этом другие концы соединяются с одним из стержней 64, 66 переключения передач (или со стержнем 65 переключения передач) таким образом, что они могут относительно смещаться. 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 каждый из других концов располагается в одной из вилочных канавок 51c, 52c, 53c соединительных втулок 51, 52, 53.

[0046] 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 (см. фиг. 1) и определяет частоту вращения вала для третьего вала 13.

[0047] Далее, модуль 23 управления трансмиссией содержит модуль сервоуправления позицией (например, сервосистему позиционирования посредством PID-управления), который управляет полным зацеплением и расцеплением зацепляющих муфт C1, C2, 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. Затем модуль сервоуправления позицией выводит ток в электрические актуаторы 31, 32, 33 таким образом, что позиции соединительных втулок 51, 52, 53 находятся в расцепленной позиции или позиции зацепления согласно ходу зацепления.

[0048] 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 с вводом в зацепление друг с другом, зацепляющие муфты C1, C2, C3 соединяют с возможностью приведения в действие шестерни холостого хода 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.

[0049] Конфигурация ступеней переключения передач и карта графика переключения передач

Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 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 ступеней переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3 и фиг. 4.

[0050] Используется принцип ступеней переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в области трогания с места, равной или меньшей предварительно определенной скорости VSP0 транспортного средства, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента трогания с места (скользящего элемента), запуск за счет электромотора посредством только движущей силы электромотора выполняется в "EV-режиме", как проиллюстрировано на фиг. 3. Затем в области движения, когда потребность в движущей силе является большой, используется "параллельный HEV-режим", в котором движущая сила двигателя усиливается посредством движущей силы электромотора. Таким образом, по мере того, как скорость VSP транспортного средства увеличивается, ступени ICE-переключения передач переключаются из "(ICE первая -->) ICE вторая --> ICE третья --> ICE четвертая", и ступени EV-переключения передач переключаются из "EV первая --> EV вторая".

[0051] Все ступени переключения передач, теоретически получаемые посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей