Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству передачи мощности транспортного средства. В частности, настоящее изобретение относится к усовершенствованию механизма, который переключает передаточное отношение в тракте передачи мощности.
Уровень техники
Традиционно, например, как раскрыто ниже в Патентном Документе 1 и Патентном Документе 2, известно транспортное средство с приводом на четыре колеса, которое включает в себя дополнительную трансмиссию, чтобы дополнительно переключать выходную частоту вращения, переключенную посредством главной трансмиссии. Эта дополнительная трансмиссия, в общем, переключает диапазон скоростей между диапазоном высоких скоростей (Hi) и диапазоном низких скоростей (Lo).
Механизм, который выполняет это переключение диапазона скоростей, как раскрыто в каждом патентном документе, включает в себя втулку, которая является подвижной вдоль центра вала в отношении выходного вала главной трансмиссии. Этот механизм переключает тракт передачи мощности между стороной высоких скоростей (стороной небольшого передаточного отношения) и стороной низких скоростей (стороной большого передаточного отношения), соответствующим позиции перемещения втулки.
В общем, переключение диапазона скоростей в дополнительной трансмиссии выполняется в остановленном состоянии транспортного средства. Это обусловлено сильным толчком при переключении передач, формируемым вследствие резкого изменения передаточного отношения в связи с перемещением втулки в том случае, если переключение диапазона скоростей выполняется в состоянии движения транспортного средства.
Патентные документы
Патентный Документ 1: Публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2008-260466; и
Патентный Документ 2: Публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2009-41637.
Техническая задача
Тем не менее в случае, когда дополнительная трансмиссия переключает диапазон скоростей в остановленном состоянии транспортного средства, может возникать следующая проблема.
Например, в случае когда транспортное средство остановлено, чтобы переключаться с диапазона высоких скоростей на диапазон низких скоростей, при движении по дороге с крутым подъемом или в ходе движения по неровной дороге может быть затруднительным плавно начинать движение транспортного средства после переключения диапазона скоростей в зависимости от состояния поверхности дороги.
Соответственно требуется конфигурация, которая переключает передачи с ослабленным толчком при переключении передач даже в то время, когда транспортное средство движется.
Настоящее изобретение осуществлено в свете вышеописанных обстоятельств, и задачей настоящего изобретения является создание устройства передачи мощности транспортного средства, которое обеспечивает возможность изменения передаточного отношения в тракте передачи мощности, а именно устройства передачи мощности, которое переключает передачи с ослабленным толчком при переключении передач даже в то время, когда транспортное средство движется.
Решение задачи
Настоящее изобретение осуществлено для решения вышеописанной задачи, и ее решение основано на устройстве передачи мощности транспортного средства, которое включает в себя планетарную зубчатую передачу в тракте передачи мощности, в который передается мощность из источника мощности. Планетарная зубчатая передача включает в себя вращательные элементы, которые включают в себя вращательный элемент, выполненный с возможностью передавать мощность на выходной вал. Операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, таким образом, чтобы изменять передаточное отношение в тракте передачи мощности. Устройство передачи мощности транспортного средства включает в себя электрическую машину, выполненную с возможностью передачи мощности на водило планетарной передачи для планетарной зубчатой передачи. Когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передавать мощность на выходной вал, устройство работает в синхронном режиме, в котором мощность из электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы задавать частоту вращения на стороне входного вала близкой к частоте вращения на стороне выходного вала.
С учетом изложенного, когда передаточное отношение в тракте передачи мощности изменяется, мощность из электрической машины вращает водило планетарной передачи, и операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление выполняется в состоянии, в котором частота вращения на стороне входного вала и частота вращения на стороне выходного вала являются близкими друг к другу. Это ослабляет толчок при переключении передач, ассоциированный с операцией изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление, даже в состоянии движения транспортного средства, в котором вращательный элемент планетарной зубчатой передачи вращается. Дополнительно не требуется специальный механизм синхронизации для того, чтобы ослаблять толчок при переключении передач. Это исключает сложную конфигурацию механизма ввода в зацепление.
Операция изменения передаточного отношения переключает передаточное отношение между диапазоном низких скоростей на стороне большого передаточного отношения и диапазоном высоких скоростей на стороне небольшого передаточного отношения. Водило планетарной передачи соединяется, чтобы передавать мощность на выходной вал в диапазоне низких скоростей. В этом случае конкретная операция включает в себя следующие операции.
Во-первых, при переключении с диапазона высоких скоростей на диапазон низких скоростей, мощность из электрической машины увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи так, что она задается близкой к частоте вращения на стороне входного вала.
Дополнительно при переключении с диапазона низких скоростей на диапазон высоких скоростей, мощность из электрической машины увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи, чтобы задавать частоту вращения на стороне выходного вала близкой к частоте вращения на стороне входного вала.
Как описано выше, при переключении с диапазона высоких скоростей на диапазон низких скоростей мощность из электрической машины увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи так, что она задается близкой к частоте вращения на стороне входного вала. Эта операция плавно выполняет переключение на диапазон низких скоростей. Это обеспечивает операцию изменения передаточного отношения в то время, когда транспортное средство движется, без застревания транспортного средства.
При переключении с диапазона низких скоростей на диапазон высоких скоростей мощность из электрической машины увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи, чтобы задавать частоту вращения на стороне выходного вала близкой к частоте вращения на стороне входного вала. Эта операция также увеличивает частоту вращения выходного вала в ассоциации с увеличением частоты вращения водила планетарной передачи. Это позволяет выполнять операцию изменения передаточного отношения, при этом исключая снижение скорости транспортного средства.
Конфигурация, которая передает мощность электрической машины в водило планетарной передачи, в частности включает в себя конфигурацию, в которой водило планетарной передачи соединяется с вращательным валом электрической машины, или конфигурацию, в которой планетарная зубчатая передача включает в себя коронную шестерню, соединенную с вращательным валом электрической машины.
В первой конфигурации частота вращения электрической машины совпадает с частотой вращения водила планетарной передачи. Это обеспечивает удовлетворительную характеристику отклика на изменение частоты вращения водила планетарной передачи и быстро увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи до целевой частоты вращения (синхронной частоты вращения). Во второй конфигурации величина изменения частоты вращения водила планетарной передачи снижается относительно величины изменения частоты вращения коронной шестерни. Это обеспечивает регулирование частоты вращения водила планетарной передачи с высокой точностью.
Механизм, который передает мощность из электрической машины в водило планетарной передачи, в частности включает в себя механизм зацепления/расцепления, выполненный с возможностью переключать передачу мощности и отключение передачи мощности между водилом планетарной передачи и электрической машиной. Когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передавать мощность на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства задает механизм зацепления/расцепления в состояние передачи мощности и вращает водило планетарной передачи посредством мощности из электрической машины, устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью задавать механизм зацепления/расцепления в состояние отключения передачи мощности после этой операции переключения.
Иными словами, когда транспортное средство движется только посредством мощности из источника мощности, механизм зацепления/расцепления находится в состоянии отключения передачи мощности. Соответственно мощность из источника мощности не передается в электрическую машину. Это не допускает торможения от усилия вследствие проворачивания электрической машины. Это повышает эффективность использования энергии.
Более подробная конфигурация включает в себя тормозной блок, выполненный с возможностью прекращать вращение коронной шестерни планетарной зубчатой передачи. Когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передавать мощность на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства расцепляет тормозной блок, чтобы обеспечивать вращение коронной шестерни, и устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью зацеплять тормозной блок, чтобы прекращать вращение коронной шестерни после операции переключения.
Соответственно в случае если мощность электрической машины вращает водило планетарной передачи, тормозной блок расцепляется, чтобы обеспечивать вращение коронной шестерни. Это обеспечивает регулирование частоты вращения водила планетарной передачи без ограничения посредством частоты вращения солнечной шестерни планетарной зубчатой передачи. Это также обеспечивает эффективную работу в синхронном режиме для задания частоты вращения на стороне входного вала близкой к частоте вращения на стороне выходного вала. Дополнительно после операции переключения тормозной блок зацепляется, чтобы прекращать вращение коронной шестерни с тем, чтобы не допускать вращения коронной шестерни посредством мощности из источника мощности. Это обеспечивает эффективную передачу мощности из источника мощности на выходной вал и повышает эффективность использования энергии.
Дополнительно, когда требуемая мощность приведения в движение для транспортного средства равна или превышает предварительно определенное значение, мощность из электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность из электрической машины на выходной вал.
Иными словами, в дополнение к мощности из источника мощности это позволяет получать мощность приведения в движение для транспортного средства посредством мощности (от вспомогательного электромотора) из электрической машины и улучшает рабочие характеристики транспортного средства. Таким образом, при использовании этого решения, электрическая машина выполняет две функции - функцию для работы в синхронном режиме и функцию для улучшения рабочих характеристик транспортного средства.
Дополнительно в состоянии, в котором источник мощности остановлен, мощность из электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность из электрической машины на выходной вал.
Иными словами, мощность только из электрической машины дает возможность транспортному средству двигаться. Это снижает уровень расхода топлива. Таким образом, при использовании этого решения, электрическая машина выполняет две функции - функцию для работы в синхронном режиме и функцию для движения транспортного средства без использования источника мощности.
Дополнительно, когда транспортное средство замедляется во время движения, вращающая сила колеса передается в электрическую машину через тракт передачи мощности, чтобы переводить электрическую машину в состояние приведения в действие с тем, чтобы вырабатывать электричество посредством электрической машины.
Это обеспечивает преобразование тормозной силы в электроэнергию, когда транспортное средство замедляется во время движения, например, чтобы заряжать устройство накопления электричества. Это повышает эффективность использования энергии. Таким образом, при использовании этого решения, электрическая машина выполняет две функции - функцию для работы в синхронном режиме и функцию для рекуперации энергии торможения.
Преимущества изобретения
Согласно настоящему изобретению вращается водило планетарной передачи посредством мощности из электрической машины при изменении передаточного отношения тракта передачи мощности с планетарной зубчатой передачей, чтобы работать в синхронном режиме для задания частоты вращения на стороне входного вала близкой к частоте вращения на стороне выходного вала. Это обеспечивает переключение передач с ослабленным толчком при переключении передач даже в то время, когда транспортное средство движется.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является принципиальной схемой конфигурации, иллюстрирующей систему передачи мощности транспортного средства с приводом на четыре колеса согласно варианту осуществления.
Фиг.2 является укрупненным видом, иллюстрирующим конфигурацию раздаточной коробки передач.
Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей схематичную конфигурацию системы управления в транспортном средстве с приводом на четыре колеса.
Фиг.4A-4D являются схемами принципиальной конфигурации, иллюстрирующими состояние с приводом на четыре колеса раздаточной коробки передач, фиг.4A является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на четыре колеса в режиме работы в диапазоне высоких скоростей во время равномерного движения, фиг.4B является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на четыре колеса в режиме работы в диапазоне высоких скоростей во время движения с использованием помощи от электромотора, фиг.4C является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на четыре колеса в режиме работы в диапазоне низких скоростей во время равномерного движения, и фиг.4D является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на четыре колеса в режиме работы в диапазоне низких скоростей во время движения с использованием помощи от электромотора.
Фиг.5A-5D являются схемами принципиальной конфигурации, иллюстрирующими состояние с приводом на два колеса раздаточной коробки передач, фиг.5A является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на два колеса в режиме работы в диапазоне высоких скоростей во время равномерного движения, фиг.5B является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на два колеса в режиме работы в диапазоне высоких скоростей во время движения с использованием помощи от электромотора, фиг.5C является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на два колеса в режиме работы в диапазоне низких скоростей во время равномерного движения, и фиг.5D является схемой, иллюстрирующей состояние с приводом на два колеса в режиме работы в диапазоне низких скоростей во время движения с использованием помощи от электромотора.
Фиг.6 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления дополнительной трансмиссией.
Фиг.7 является принципиальной схемой конфигурации раздаточной коробки передач согласно модификации.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
В дальнейшем в этом документе приводится описание варианта осуществления настоящего изобретения на основе прилагаемых чертежей. В этом варианте осуществления приводится описание случая, когда настоящее изобретение применяется к транспортному средству с приводом на четыре колеса на основе системы на основе FR (заднего привода с передним расположением двигателя) в конфигурации с продольно расположенным двигателем. Иными словами, приводится описание случая, когда настоящее изобретение применяется к транспортному средству с приводом на четыре колеса на основе заднего привода, в котором мощность из двигателя передается только на задние колеса (главные ведущие колеса) в режиме с приводом на два колеса, при этом мощность из двигателя передается как на передние колеса (ведомые колеса), так и на задние колеса в режиме с приводом на четыре колеса.
Фиг.1 является принципиальной схемой конфигурации, иллюстрирующей систему передачи мощности (тракт передачи мощности) транспортного средства с приводом на четыре колеса согласно этому варианту осуществления. Как проиллюстрировано на фиг.1, транспортное средство с приводом на четыре колеса согласно этому варианту осуществления включает в себя двигатель 1, трансмиссию 2 (главный трансмиссионный механизм) и раздаточную коробку 3. Двигатель 1 является источником мощности, который вырабатывает мощность для движения транспортного средства. Трансмиссия 2 изменяет частоту вращения выходного вала (коленчатого вала) двигателя 1. Раздаточная коробка 3 может распределять вращательную мощность, выводимую из трансмиссии 2, на передний карданный вал 40 на стороне передних колес 4L и 4R и задний карданный вал 50 на стороне задних колес 5L и 5R.
В частности, в случае если транспортное средство находится в режиме с приводом на два колеса, вращательная мощность из двигателя 1 выводится из трансмиссии 2. Затем эта вращательная мощность передается только на задний карданный вал 50 посредством раздаточной коробки 3. Транспортное средство переходит в состояние движения, в котором только задние колеса 5L и 5R приводятся в движение. Наоборот, в случае если транспортное средство находится в режиме с приводом на четыре колеса, вращательная мощность из двигателя 1 выводится из трансмиссии 2. Затем эта вращательная мощность передается на каждый из переднего карданного вала 40 и заднего карданного вала 50 посредством раздаточной коробки 3. Транспортное средство переходит в состояние движения, в котором передние колеса 4L и 4R и задние колеса 5L и 5R приводятся в движение.
В дальнейшем в этом документе приводятся конкретные описания двигателя 1, трансмиссии 2, систем передачи мощности на передней стороне и задней стороне, раздаточной коробки 3 и аналогичных элементов.
Двигатель
Двигатель 1 является известным силовым блоком, который сжигает топливо, чтобы выводить мощность, таким как бензиновый двигатель, дизельный двигатель и LPG-двигатель. Например, двигатель 1 выполнен с возможностью управлять позицией дроссельной заслонки (регулируемой переменной для объема впуска воздуха) дроссельного клапана (не показан), расположенного во впускном канале, объемом впрыска топлива, распределением зажигания и аналогичными параметрами. Эти регулируемые переменные управляются посредством ECU 100 (см. фиг.3), описанного ниже.
Источник мощности транспортного средства с приводом на четыре колеса согласно этому варианту осуществления может использовать электрическую машину, такую как электромотор и электромотор-генератор, или может использовать комбинацию двигателя внутреннего сгорания и электрической машины.
Трансмиссия
Трансмиссия 2 размещается на задней стороне двигателя 1 через преобразователь крутящего момента (не показан). Эта трансмиссия 2 является ступенчатой (планетарной) автоматической трансмиссией, которая задает положение передачи с использованием, например, множества фрикционных зацепляющих элементов, таких как муфта и тормоз и последовательность шестерен планетарной передачи. Эти фрикционные зацепляющие элементы являются гидравлическими фрикционными зацепляющими элементами, такими как многодисковая муфта и тормоз. Зацепления гидравлических фрикционных зацепляющих элементов управляются посредством гидравлических актуаторов. Эти муфта и тормоз переключаются между зацепленным состоянием и расцепленным состоянием посредством возбуждения и отсутствия возбуждения или управления током линейного соленоидного клапана модуля гидравлического управления (не показан). Дополнительно неустановившееся давление масла и аналогичные параметры управляются в зацепленном состоянии и расцепленном состоянии. Соответственно конфигурация управляет гидравлическими давлениями, поданными во фрикционные зацепляющие элементы, чтобы управлять зацеплением и расцеплением соответствующих элементов. Это обеспечивает предварительно определенные положения переключения коробки передач (например, предварительно определенное положения переключения коробки передач из шести положений переднего хода или положения заднего хода). Соответственно трансмиссия 2 выполняет операцию переключения передач, чтобы изменять крутящий момент и частоту вращения, в ответ на вращательную мощность, вводимую из стороны двигателя 1, и выводит измененный крутящий момент и измененную частоту вращения на сторону раздаточной коробки 3. В случае если рычаг переключения передач (не показан) рядом с сиденьем водителя находится в положении P (для парковки) или в положении N (нейтрали), трансмиссия 2 расцепляет все соответствующие фрикционные зацепляющие элементы с тем, чтобы не передавать вращательную мощность, вводимую из стороны двигателя 1. Это прекращает передачу крутящего момента на выходной вал.
Трансмиссия 2 может быть бесступенчатой трансмиссией (CVT), такой как ременная трансмиссия, которая непрерывно регулирует передаточное отношение. Дополнительно может применяться механическая трансмиссия с ручным управлением.
Система передачи мощности на переднюю сторону
Передний карданный вал 40 выступает вперед из раздаточной коробки 3 (конкретная конфигурация этой раздаточной коробки 3 описывается ниже). Передний карданный вал 40 соединяется с левым и правым передними ведущими валами 42L и 42R через блок 41 переднего дифференциала, который представляет собой механизм дифференциала. Левый и правый передние ведущие валы 42L и 42R соединяются с вышеописанными левым и правым передними колесами 4L и 4R.
В частности, коронная шестерня 43 объединяется с возможностью вращения с картером 41a дифференциала блока 41 переднего дифференциала. Эта коронная шестерня 43 зацепляет ведущую шестерню 44, расположенную неразъемным образом в передней концевой части переднего карданного вала 40.
Блок 41 переднего дифференциала имеет конфигурацию, которая включает в себя пару сателлитов 41b и 41b и пару полуосевых шестерен 41c и 41c. Пара сателлитов 41b и 41b располагается в картере 41a дифференциала. Пара полуосевых шестерен 41c и 41c зацепляется с соответствующими сателлитами 41b и 41b. Соответствующие сателлиты 41b и 41b, в картере 41a дифференциала, поддерживаются с возможностью вращения посредством вала 45 сателлита. Вал 45 сателлита располагается в направлении, перпендикулярном направлению центра вала для передних ведущих валов 42L и 42R. Иными словами, соответствующие сателлиты 41b и 41b проворачиваются вокруг центра вала для передних ведущих валов 42L и 42R вместе с картером 41a дифференциала и являются вращающимися вокруг центра вала для вала 45 сателлита. В случае если мощность, передаваемая через раздаточную коробку 3 и передний карданный вал 40, вводится в картер 41a дифференциала через коронную шестерню 43, картер 41a дифференциала вращается. В этом картере 41a дифференциала сателлиты 41b и 41b вращают полуосевые шестерни 41c и 41c при проворачивании вокруг центра вала для передних ведущих валов 42L и 42R, чтобы передавать мощность на передние ведущие валы 42L и 42R. В случае если возникает разность вращения между левым и правым передними колесами 4L и 4R (левым и правым передними ведущими валами 42L и 42R), например, когда транспортное средство поворачивает, соответствующие правая и левая полуосевые шестерни 41c и 41c вращаются относительно в ассоциативной связи с вращением сателлитов 41b и 41b вокруг центра вала 45 сателлита, чтобы поглощать разность вращения между левым и правым передними ведущими валами 42L и 42R.
Система передачи мощности на заднюю сторону
Задний карданный вал 50 выступает назад из раздаточной коробки 3. Задний карданный вал 50 соединяется с левым и правым задними ведущими валами 52L и 52R через блок 51 заднего дифференциала, который представляет собой механизм дифференциала. Левый и правый задние ведущие валы 52L и 52R соединяются с вышеописанными левым и правым задними колесами 5L и 5R.
В частности, коронная шестерня 53 интегрируется с возможностью вращения с картером 51a дифференциала блока 51 заднего дифференциала. Эта коронная шестерня 53 зацепляет ведущую шестерню 54, расположенную неразъемным образом в задней концевой части заднего карданного вала 50.
Блок 51 заднего дифференциала имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации вышеописанного блока 41 переднего дифференциала. Следовательно, конфигурация блока 51 заднего дифференциала не представляется подробнее здесь.
Раздаточная коробка
Раздаточная коробка 3 располагается на задней стороне трансмиссии 2 и включает в себя входной вал 31, соединенный с выходным валом трансмиссии 2 (см. фиг.2, иллюстрирующую укрупненную конфигурацию раздаточной коробки 3). Дополнительно раздаточная коробка 3 включает в себя дополнительный трансмиссионный механизм 6, механизм 7 переключения 2WD/4WD-режима и механизм 8 распределения мощности (фиг.2 иллюстрирует только дополнительный трансмиссионный механизм 6 и механизм 7 переключения 2WD/4WD-режима). В дальнейшем в этом документе, приводятся описания соответствующих механизмов 6, 7 и 8.
Дополнительный трансмиссионный механизм
Дополнительный трансмиссионный механизм 6 имеет конфигурацию, которая позволяет переключаться на любой из диапазонов скоростей между диапазоном высоких скоростей и диапазоном низких скоростей посредством операции водителя с рычагом 97 переключения диапазона скоростей (см. фиг.3), расположенным рядом с сиденьем водителя. В ходе нормального движения дополнительный трансмиссионный механизм 6 переключается на диапазон высоких скоростей. Наоборот, в случае, например, движения по бездорожью, в частности, движения по дороге, идущей в подъем, или неровной дороге, дополнительный трансмиссионный механизм 6 переключается на диапазон низких скоростей. В этом диапазоне низких скоростей большое передаточное отношение (превышающее передаточное отношение в диапазоне высоких скоростей) задается в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Уменьшение частоты вращения вращательной мощности, выводимой из трансмиссии 2, увеличивает крутящий момент. Здесь не только рычаг 97 переключения диапазона скоростей, но и другой функциональный модуль (к примеру, переключатель) может быть выполнен с возможностью переключаться между диапазоном высоких скоростей и диапазоном низких скоростей. Альтернативно конфигурация может автоматически переключаться между диапазоном высоких скоростей и диапазоном низких скоростей согласно состоянию поверхности дороги или аналогичным параметрам.
Как проиллюстрировано на фиг.2, дополнительный трансмиссионный механизм 6 включает в себя планетарную зубчатую передачу 61, узел 62H диапазона высоких скоростей, узел 62L диапазона низких скоростей, первую втулку 63, выходную ступицу 64 и аналогичные элементы.
Планетарная зубчатая передача 61 использует, например, планетарную зубчатую передачу с сателлитами одного типа. В частности, планетарная зубчатая передача 61 включает в себя вращательные элементы солнечной шестерни 61S, коронной шестерни 61R, множества сателлитов 61P и водила 61CA планетарной передачи (в дальнейшем называется "водилом"). Коронная шестерня 61R располагается концентрически с солнечной шестерней 61S. Множество сателлитов 61P зацепляет солнечную шестерню 61S и коронную шестерню 61R. Водило 61CA поддерживает с возможностью вращения и проворачивания множество сателлитов 61P.
Солнечная шестерня 61S соединяется с входным валом 31 раздаточной коробки 3, чтобы вращаться неразъемным образом. Дополнительно узел 62H диапазона высоких скоростей интегрируется с возможностью вращения с солнечной шестерней 61S, но не может перемещаться в направлении центра вала (например, узел 62H диапазона высоких скоростей формируется неразъемным образом с солнечной шестерней 61S). Узел 62H диапазона высоких скоростей включает в себя внешнюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 62a с внешним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внешней периферийной поверхности.
Коронная шестерня 61R может выборочно стопориться на кожухе 33 раздаточной коробки 3 посредством тормоза 65. Этот тормоз 65 является гидравлическим фрикционным зацепляющим элементом, который зацепляется и расцепляется посредством схемы 400 гидравлического управления (см. фиг.3). В состоянии, в котором этот тормоз 65 зацепляется, вращение коронной шестерни 61R принудительно прекращается. Наоборот, в состоянии, в котором тормоз 65 расцепляется, вращение коронной шестерни 61R разрешается. Этот тормоз 65 не только переключается между зацеплением и расцеплением, но также может быть в полузацепленном состоянии посредством гидравлического управления схемы 400 гидравлического управления, чтобы регулировать силу зацепления тормоза 65.
Водило 61CA включает в себя узел 62L диапазона низких скоростей, который интегрируется с возможностью вращения с водилом 61CA, но не может перемещаться в направлении центра вала (например, интегрируется с возможностью вращения посредством посадки на шлицах). Узел 62L диапазона низких скоростей включает в себя внутреннюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 62b с внутренним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внутренней периферийной поверхности. Дополнительно позиция узла 62L диапазона низких скоростей задается как позиция на задней стороне относительно позиции узла 62H диапазона высоких скоростей.
Первая втулка 63 внешне монтируется с возможностью неразъемным образом вращаться с выходным валом 32 коаксиально с входным валом 31 через выходную ступицу 64. В частности, выходная ступица 64 интегрируется с возможностью вращения с передней концевой частью выходного вала 32, но не может перемещаться в направлении центра вала выходной ступицы 64. Выходная ступица 64 включает в себя внешнюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 64a с внешним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внешней периферийной поверхности. Наоборот, первая втулка 63 включает в себя внутреннюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 63a с внутренним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внутренней периферийной поверхности. Множество зубьев 63a с внутренним зацеплением идет приблизительно по всей длине первой втулки 63 в направлении центра вала. Зубья 63a с внутренним зацеплением зацепляют зубья 64a с внешним зацеплением выходной ступицы 64. Соответственно первая втулка 63 внешне монтируется с возможностью неразъемным образом вращаться с выходным валом 32 через выходную ступицу 64.
Зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 являются зацепляемыми с зубьями 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей (фиг.2 иллюстрирует состояние, в котором зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей). Дополнительно первая втулка 63 включает в себя внешнюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 63b с внешним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внешней периферийной поверхности. Зубья 63b с внешним зацеплением являются зацепляемыми с зубьями 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей (фиг.2 иллюстрирует состояние, в котором зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 не зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей). Диапазон формирования зубьев 63b с внешним зацеплением в первой втулке 63 представляет собой только переднюю боковую часть первой втулки 63 в направлении центра вала.
Первая втулка 63 выполнена с возможностью быть подвижной параллельно выходному валу 32 посредством актуатора 66 переключения диапазона скоростей. Иными словами, актуатор 66 переключения диапазона скоростей дает возможность первой втулке 63 перемещаться между первой позицией подвижного перемещения и второй позицией подвижного перемещения. Первая позиция подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.2 и фиг.4A, является позицией, в которой зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей, тогда как зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 не зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей. Вторая позиция подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.4C, является позицией, в которой зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей, тогда как зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 не зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей.
Актуатор 66 переключения диапазона скоростей включает в себя, например, электромотор и включает в себя трансмиссионный механизм, который замедляет формируемую вращательную мощность и преобразует вращательную мощность в линейную мощность приведения в движение. Актуатор 66 переключения диапазона скоростей выполнен с возможностью передавать линейную мощность приведения в движение в первую втулку 63. Этот актуатор 66 переключения диапазона скоростей может быть гидравлическим актуатором.
Первая втулка 63, актуатор 66 переключения диапазона скоростей, выходная ступица 64, узел 62H диапазона высоких скоростей, узел 62L диапазона низких скоростей и аналогичные элементы составляют механизм ввода в зацепление настоящего изобретения. Механизм ввода в зацепление переключает вращательные элементы, которые могут передавать мощность на выходной вал 32, из вращательных элементов, составляющих планетарную зубчатую передачу 61, с тем чтобы изменять передаточное отношение в тракте передачи мощности.
Дополнительно касательно дополнительного трансмиссионного механизма 6, в случае если диапазон высоких скоростей выбирается, например, посредством операции с рычагом 97 переключения диапазона скоростей водителем, актуатор 66 переключения диапазона скоростей перемещает первую втулку 63 (плавно сдвигается в первую позицию подвижного перемещения) в направлении X1 по фиг.2. Когда первая втулка 63 плавно сдвигается в первую позицию подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.2, зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей. Это обеспечивает тракт передачи мощности для диапазона высоких скоростей, в котором крутящий момент, вводимый во входной вал 31, передается в узел 62H диапазона высоких скоростей, в первую втулку 63, в выходную ступицу 64 и на выходной вал 32 в этом порядке. Затем дополнительный трансмиссионный механизм 6 переключается на диапазон высоких скоростей. В этом диапазоне высоких скоростей выходным вращательным элементом планетарной зубчатой передачи 61 является солнечная шестерня 61S. Дополнительно входной вал 31 и выходной вал 32 непосредственно соединяются между собой.
Наоборот, в случае если диапазон низких скоростей выбирается, например, посредством операции с рычагом 97 переключения диапазона скоростей водителем, актуатор 66 переключения диапазона скоростей перемещает первую втулку 63 (плавно сдвигается во вторую позицию подвижного перемещения) в направлении X2 по фиг.2. Когда первая втулка 63 плавно сдвигается во вторую позицию подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.4C, зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей. Это обеспечивает тракт передачи мощности для диапазона низких скоростей, в котором крутящий момент, вводимый во входной вал 31, передается в солнечную шестерню 61S, в водило 61CA, в узел 62L диапазона низких скоростей, в первую втулку 63, в выходную ступицу 64 и на выходной вал 32 в этом порядке. После этого, дополнительный трансмиссионный механизм 6 переключается на диапазон низких скоростей. В этом диапазоне низких скоростей выходным вращательным элементом планетарной зубчатой передачи 61 является водило 61CA. Дополнительно частота вращения входного вала 31 замедляется посредством планетарной зубчатой передачи 61 и выводится на выходной вал 32.
Выходной вал 32, на котором смонтирована выходная ступица 64, соединяется с задним карданным валом 50 (см. фиг.1) с возможностью неразъемным образом вращаться. Вращательная мощность, выводимая из раздаточной коробки 3, передается на задний карданный вал 50 из выходного вала 32.
В качестве признака этого варианта осуществления, водило 61CA может быть соединено с электромотором-генератором (электрической машиной) 67 через механизм 68 зацепления/расцепления.
Этот электромотор-генератор 67 является синхронным генератором переменного тока, который включает в себя ротор 67a и статор 67b. Ротор 67a формируется из постоянного магнита. Статор 67b наматывается с использованием трехфазной обмотки. Электромотор-генератор 67 выступает в качестве электрической машины (электромотора), а также в качестве электрогенератора.
Этот электромотор-генератор 67 соединяется с аккумулятором B (устройством накопления электричества) через инвертор 200 (см. фиг.3). Инвертор 200 управляется посредством ECU 100. Это управление инвертором 200 обеспечивает задание режима рекуперации или движения за счет электроэнергии (вспомогательной) электромотора-генератора 67. Во время рекуперации электромотора-генератора 67 вырабатываемая электроэнергия заряжается в аккумулятор B через инвертор 200. Электроэнергия приведения в движение для электромотора-генератора 67 подается через инвертор 200 из аккумулятора B.
Механизм 68 зацепления/расцепления переключает подключение передачи и отключение передачи мощности между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA. Механизм 68 зацепления/расцепления включает в себя узел 68a на стороне водила, узел 68b на стороне электромотора и вторую втулку 68c. Узел 68a на стороне водила интегрируется с возможностью вращения с водилом 61CA. Узел 68b на стороне электромотора интегрируется с возможностью вращения с ротором 67a электромотора-генератора 67. Вторая втулка 68c является подвижной вдоль центра вала входного вала 31. В дальнейшем в этом документе, приводится конкретное описание.
Узел 68a на стороне водила и узел 68b на стороне электромотора имеют приблизительно идентичный размер наружного диаметра и включают в себя внешние периферийные поверхности, на которых множество зубьев 68d и 68e с внешним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлениям вдоль окружности соответствующих внешних периферийных поверхностей. Наоборот, вторая втулка 68c включает в себя внутреннюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 68f с внутренним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внутренней периферийной поверхности. Множество зубьев 68f с внутренним зацеплением идет приблизительно по всей длине второй втулки 68c в направлении центра вала.
Вторая втулка 68c является подвижной параллельно входному валу 31 посредством актуатора 69 переключателя соединения с электромотором. Иными словами, этот актуатор 69 переключателя соединения с электромотором дает возможность второй втулке 68c перемещаться между первой позицией подвижного перемещения и второй позицией подвижного перемещения. Первая позиция подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.2 и фиг.4A, является позицией, в которой зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляют зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора без зацепления зубьев 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила. Вторая позиция подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.4B, является позицией, в которой зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляют как зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора, так и зубья 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно.
Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором, аналогично актуатору 66 переключения диапазона скоростей, включает в себя, например, электромотор и включает в себя трансмиссионный механизм, который замедляет формируемую вращательную мощность и преобразует вращательную мощность в линейную мощность приведения в движение. Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором выполнен с возможностью передавать линейную мощность приведения в движение во вторую втулку 68c. Этот актуатор 69 переключателя соединения с электромотором может быть гидравлическим актуатором.
В случае если вторая втулка 68c плавно сдвигается в направлении Y1 по фиг.2 и размещается в первой позиции подвижного перемещения, мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA. Наоборот, в случае если вторая втулка 68c плавно сдвигается в направлении Y2 по фиг.2 и размещается во второй позиции подвижного перемещения, мощность может передаваться между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA. В этом состоянии, когда электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора, крутящий момент электромотора передается в узел 68b на стороне электромотора, вторую втулку 68c, узел 68a на стороне водила, водило 61CA и узел 62L диапазона низких скоростей в этом порядке. Это обеспечивает управление частотой вращения электромотора-генератора 67, чтобы регулировать частоту вращения водила 61CA. Как результат, эта конфигурация выполнена с возможностью регулировать частоту вращения узла 62L диапазона низких скоростей.
В этом состоянии крутящий момент электромотора может передаваться на выходной вал 32. Это обеспечивает движение посредством использования помощи от электромотора, когда работает двигатель 1, или EV-движение, которое использует только крутящий момент электромотора в качестве мощности приведения в движение для движения. Иными словами, в случае диапазона высоких скоростей крутящий момент электромотора передается в узел 68b на стороне электромотора, вторую втулку 68c, в узел 68a на стороне водила, в водило 61CA, в солнечную шестерню 61S, в узел 62H диапазона высоких скоростей, в первую втулку 63, в выходную ступицу 64 и на выходной вал 32 в этом порядке. В случае диапазона низких скоростей крутящий момент электромотора передается в узел 68b на стороне электромотора, во вторую втулку 68c, в узел 68a на стороне водила, водило 61CA, в узел 62L диапазона низких скоростей, в первую втулку 63, в выходную ступицу 64 и на выходной вал 32 в этом порядке. Дополнительно в этом состоянии, в котором мощность может передаваться между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA, перевод электромотора-генератора 67 в состояние приведения в действие в то время, когда транспортное средство движется, также обеспечивает работу в рекуперативном режиме, в котором электромотор-генератор 67 вырабатывает электричество.
Механизм переключения 2WD/4WD-режима
Механизм 7 переключения 2WD/4WD-режима располагается на задней стороне дополнительного трансмиссионного механизма 6 и включает в себя узел 71 на стороне выходного вала, узел 73 привода на четыре колеса и третью втулку 74. Узел 71 на стороне выходного вала интегрируется с возможностью вращения с выходным валом 32. Узел 73 привода на четыре колеса монтируется с возможностью неразъемным образом вращаться с цилиндрическим элементом 72, расположенным на внешнем периметре выходного вала 32. Третья втулка 74 является подвижной вдоль центра вала в отношении выходного вала 32. В дальнейшем в этом документе приводится конкретное описание.
Узел 71 на стороне выходного вала и узел 73 привода на четыре колеса имеют приблизительно идентичный размер наружного диаметра и включают в себя внешние периферийные поверхности, на которых множество зубьев 71a и 73a с внешним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлениям вдоль окружности соответствующих внешних периферийных поверхностей. Наоборот, третья втулка 74 включает в себя внутреннюю периферийную поверхность, на которой множество зубьев 74a с внутренним зацеплением (шлицев) равномерно расположено по направлению вдоль окружности внутренней периферийной поверхности. Множество зубьев 74a с внутренним зацеплением идет приблизительно по всей длине третьей втулки 74 в направлении центра вала.
Третья втулка 74 является подвижной параллельно выходному валу 32 посредством актуатора 75 переключения 2WD/4WD-режима. Иными словами, этот актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима дает возможность третьей втулке 74 перемещаться между первой позицией подвижного перемещения и второй позицией подвижного перемещения. Первая позиция подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.2 и фиг.4A, является позицией, в которой зубья 74a с внутренним зацеплением третьей втулки 74 зацепляют соответствующие зубья 71a и 73a с внешним зацеплением узла 71 на стороне выходного вала и узла 73 привода на четыре колеса. Вторая позиция подвижного перемещения, как проиллюстрировано на фиг.5A, является позицией, в которой зубья 74a с внутренним зацеплением третьей втулки 74 зацепляют зубья 73a с внешним зацеплением узла 73 привода на четыре колеса без зацепления зубьев 71a с внешним зацеплением узла 71 на стороне выходного вала.
Актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима, аналогично соответствующим актуаторам 66 и 69, включает в себя электромотор и аналогичные элементы и включает в себя трансмиссионный механизм, который замедляет формируемую вращательную мощность и преобразует вращательную мощность в линейную мощность приведения в движение. Актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима выполнен с возможностью передавать линейную мощность приведения в движение в третью втулку 74. Дополнительно этот актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима может быть гидравлическим актуатором.
В случае если третья втулка 74 плавно сдвигается в направлении Z1 по фиг.2 и размещается в первой позиции подвижного перемещения, мощность может передаваться между узлом 71 на стороне выходного вала и узлом 73 привода на четыре колеса. В этом состоянии часть мощности, передаваемой на выходной вал 32, передается в механизм 8 распределения мощности через узел 73 привода на четыре колеса. Это представляет собой состояние с приводом на четыре колеса, в котором мощность может передаваться на передний карданный вал 40. Наоборот, в случае если третья втулка 74 плавно сдвигается в направлении Z2 по фиг.2 и размещается во второй позиции подвижного перемещения, мощность не передается между узлом 71 на стороне выходного вала и узлом 73 привода на четыре колеса. В этом состоянии мощность, передаваемая на выходной вал 32, передается только на задний карданный вал 50, что представляет собой состояние с приводом на два колеса.
Механизм распределения мощности
Механизм 8 распределения мощности включает в себя, как проиллюстрировано на фиг.1, ведущую звездочку 81, ведомую звездочку 82, цепь 83 и аналогичные элементы. Цепь 83 оборачивается между ведущей звездочкой 81 и ведомой звездочкой 82. Ведущая звездочка 81 интегрируется с возможностью вращения с узлом 73 привода на четыре колеса через цилиндрический элемент 72 механизма 7 переключения 2WD/4WD-режима. Ведомая звездочка 82 соединяется неразъемным образом с передним карданным валом 40 с возможностью вращения. Поскольку цепь 83 оборачивается на соответствующие звездочки 81 и 82, в механизме 8 распределения мощности одна часть мощности (которая может представлять собой крутящий момент электромотора из электромотора-генератора 67) из двигателя 1 передается на задний карданный вал 50 в случае если механизм 7 переключения 2WD/4WD-режима находится в состоянии с приводом на четыре колеса. Другая часть мощности передается в ведомую звездочку 82 через ведущую звездочку 81 и цепь 83. Затем эта мощность передается на передний карданный вал 40.
Разъединяющий механизм
В транспортном средстве с приводом на четыре колеса согласно этому варианту осуществления, как проиллюстрировано на фиг.1, разъединяющий механизм 300 располагается на переднем ведущем валу 42R справа из левого и правого передних ведущих валов 42L и 42R. Этот разъединяющий механизм 300 выполнен с возможностью переключаться между состоянием передачи и состоянием отключения передачи (отключенным состоянием). В состоянии передачи крутящий момент передается между блоком 41 переднего дифференциала и правым передним колесом 4R. В состоянии отключения передачи крутящий момент не передается.
В частности, передний ведущий вал 42R справа делится на передний ведущий вал 42Ra на стороне дифференциала на стороне блока 41 переднего дифференциала и передний ведущий вал 42Rb на стороне колес на стороне правого переднего колеса 4R. Разъединяющий механизм 300 включает в себя зацепляющую пластину (тарелку) 301 на стороне дифференциала, зацепляющую пластину 302 на стороне передних колес, разъединяющую втулку 303 и аналогичные элементы. Зацепляющая пластина 301 на стороне дифференциала монтируется на внешнем конце переднего ведущего вала 42Ra на стороне дифференциала в направлении ширины транспортного средства. Зацепляющая пластина 302 на стороне передних колес монтируется на внутреннем конце переднего ведущего вала 42Rb на стороне колес в направлении ширины транспортного средства. Разъединяющая втулка 303 переключает зацепление и отсутствие зацепления между зацепляющей пластиной 301 на стороне дифференциала и зацепляющей пластиной 302 на стороне передних колес.
Зацепляющая пластина 301 на стороне дифференциала и зацепляющая пластина 302 на стороне передних колес имеют идентичные диаметры, которые включают в себя внешнюю периферийную поверхность, на которой располагаются зубья с внешним зацеплением (не показаны). Наоборот, на внутренней периферийной поверхности разъединяющей втулки 303 формируются зубья с внутренним зацеплением (не показаны). Зубья с внутренним зацеплением являются зацепляемыми с зубьями с внешним зацеплением, сформированными на соответствующих внешних периферийных поверхностях зацепляющей пластины 301 на стороне дифференциала и зацепляющей пластины 302 на стороне передних колес. Разъединяющая втулка 303 выполнена с возможностью подвижно перемещаться в направлении вдоль центра вала для переднего ведущего вала 42R посредством разъединяющего актуатора 304. Это дает возможность разъединяющей втулке 303 подвижно перемещаться между следующими позициями. В одной позиции (позиции, проиллюстрированной на фиг.1), разъединяющая втулка 303 зацепляет только зацепляющую пластину 302 на стороне передних колес (или зацепляющую пластину 301 на стороне дифференциала). В другой позиции разъединяющая втулка 303 зацепляет как зацепляющую пластину 302 на стороне передних колес, так и зацепляющую пластину 301 на стороне дифференциала. В случае если эта разъединяющая втулка 303 размещается в позиции, в которой разъединяющая втулка 303 зацепляет только одну зацепляющую пластину (к примеру, зацепляющую пластину 302 на стороне передних колес), крутящий момент не передается в правое переднее колесо 4R из блока 41 переднего дифференциала (что представляет собой состояние отключения передачи; расцепленное состояние разъединяющего механизма 300). Напротив, в случае если разъединяющая втулка 303 размещается в позиции, в которой разъединяющая втулка 303 зацепляет как зацепляющую пластину 302 на стороне передних колес, так и зацепляющую пластину 301 на стороне дифференциала, крутящий момент может передаваться в правое переднее колесо 4R из блока 41 переднего дифференциала (зацепленное состояние разъединяющего механизма 300). Разъединяющий актуатор 304 может использовать, например, электрический актуатор, приводимый в действие посредством электромотора, или гидравлический актуатор.
Этот разъединяющий механизм 300 переключается в состояние передачи, когда транспортное средство находится в состоянии с приводом на четыре колеса, с переключением в состояние отключения передачи, когда транспортное средство находится в состоянии с приводом на два колеса. Подробнее, когда транспортное средство переключается в состояние с приводом на два колеса из состояния с приводом на четыре колеса, разъединяющий механизм 300 переключается в состояние отключения передачи. Наоборот, когда транспортное средство переключается в состояние с приводом на четыре колеса из состояния с приводом на два колеса, разъединяющий механизм 300 переключается в состояние передачи.
В частности, в случае если водитель управляет избирательным переключателем 96 2WD/4WD-режима (см. фиг.3), чтобы выбирать режим с приводом на два колеса, разъединяющая втулка 303 плавно сдвигается в направлении D1 по фиг.1. Соответственно зацепление между втулкой 303 и зацепляющей пластиной 301 на стороне дифференциала расцепляется. Соединение между зацепляющими пластинами 301 и 302 расцепляется. Следовательно, сторона блока 41 переднего дифференциала и сторона правого переднего колеса 4R отделяются. Разъединяющий механизм 300 переключается в состояние отключения передачи, в котором крутящий момент не передается между блоком 41 переднего дифференциала и правым передним колесом 4R. В этом состоянии отключения передачи соответствующие левое и правое передние колеса 4L и 4R вращаются, но третья втулка 74 механизма 7 переключения 2WD/4WD-режима размещается во второй позиции подвижного перемещения (в состоянии, в котором мощность не передается в узел 73 привода на четыре колеса). В связи с этим состоянием, картер 41a дифференциала для блока 41 переднего дифференциала, передний карданный вал 40, соответствующие звездочки 81 и 82 механизм 8 распределения мощности и аналогичные элементы переходят в состояние отсутствия вращения.
Наоборот, в случае если водитель управляет избирательным переключателем 96 2WD/4WD-режима, чтобы выбирать режим с приводом на четыре колеса, разъединяющая втулка 303 плавно сдвигается в направлении D2 по фиг.1. Соответственно разъединяющая втулка 303 и соответствующие зацепляющие пластины 301 и 302 зацепляются друг с другом, чтобы соединять зацепляющие пластины 301 и 302 между собой через разъединяющую втулку 303. Следовательно, сторона блока 41 переднего дифференциала и сторона правого переднего колеса 4R неразъемным образом соединяются между собой. Разъединяющий механизм 300 переключается в состояние передачи, в котором крутящий момент может передаваться между блоком 41 переднего дифференциала и правым передним колесом 4R.
ECU
ECU 100 является электронным устройством управления, которое выполняет функциональное управление двигателя 1, операции управления соответствующими актуаторами 66, 69, 75 и 304, управление крутящим моментом электромотора-генератора 67 и аналогичное управление. ECU 100 включает в себя центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), резервное RAM и аналогичные элементы.
ROM сохраняет, например, различные управляющие программы и карты, к которым обращаются, когда выполняются различные управляющие программы. CPU выполняет арифметические процессы на основе различных управляющих программ и карт, сохраненных в ROM. RAM является запоминающим устройством, которое временно сохраняет результаты арифметических операций в CPU, данные, вводимые из соответствующих датчиков, и аналогичные данные. Резервное RAM является энергонезависимым запоминающим устройством, которое хранит данные, которые должны быть сохранены, например, когда двигатель 1 останавливается, и аналогичные данные.
Как проиллюстрировано на фиг.3, ECU 100 соединяется, например, с датчиком 91 позиции коленчатого вала, датчиком 92 позиции дроссельной заслонки, датчиком 93 позиции акселератора, датчиком 94 нажатия педали тормоза, датчиком 95 позиции переключения коробки передач, избирательным переключателем 96 2WD/4WD-режима, рычагом 97 переключения диапазона скоростей, избирательным переключателем 98 EV-движения, датчиком 99LF частоты вращения левого переднего колеса, датчиком 99RF частоты вращения правого переднего колеса, датчиком 99LR частоты вращения левого заднего колеса и датчиком 99RR частоты вращения правого заднего колеса. Датчик 91 позиции коленчатого вала отправляет импульсный сигнал каждый раз, когда коленчатый вал двигателя 1 вращается на предварительно определенный угол. Датчик 92 позиции дроссельной заслонки определяет степень открытия дроссельного клапана, расположенного во впускном канале двигателя 1. Датчик 93 позиции акселератора определяет позицию Acc акселератора, т.е. величину, на которую нажимается педаль акселератора. Датчик 94 нажатия педали тормоза определяет силу нажатия педали (силу нажатия педали тормоза) для педали тормоза. Датчик 95 позиции переключения коробки передач определяет позицию рычага переключения передач трансмиссии 2. Избирательный переключатель 96 2WD/4WD-режима располагается рядом с сиденьем водителя и управляется водителем. Аналогично рычаг 97 переключения диапазона скоростей располагается рядом с сиденьем водителя и управляется водителем. Избирательный переключатель 98 EV-движения обеспечивает выбор EV-движения (движения, при котором только электромотор-генератор 67 используется в качестве источника мощности). Датчик 99LF частоты вращения левого переднего колеса определяет частоту вращения левого переднего колеса 4L. Датчик 99RF частоты вращения правого переднего колеса определяет частоту вращения правого переднего колеса 4R. Датчик 99LR частоты вращения левого заднего колеса определяет частоту вращения левого заднего колеса 5L. Датчик 99RR частоты вращения правого заднего колеса определяет частоту вращения правого заднего колеса 5R. Помимо этого, ECU 100 соединяется с датчиком температуры воды, расходомером воздуха, G-датчиком и аналогичными датчиками. Датчик температуры воды определяет температуру охлаждающей жидкости двигателя. Расходомер воздуха определяет объем впуска воздуха. G-датчик определяет ускорение транспортного средства в направлении спереди назад. Соответствующие сигналы из этих датчиков вводятся в ECU 100. При необходимости, датчик частоты вращения выполнен с возможностью определять, например, частоту вращения входного вала 31, частоту вращения выходного вала 32 и частоту вращения узла 62H диапазона высоких скоростей. Сигналы из этого датчика частоты вращения вводятся в ECU 100.
ECU 100 выполняет различные операции управления для двигателя 1, включающие в себя, например, управление позицией дроссельной заслонки (управление объемом впуска воздуха), управление объемом впрыска топлива, управление распределением зажигания для двигателя 1, на основе выходных сигналов различных датчиков. Дополнительно ECU 100 выполняет операции управления соответствующими актуаторами 66, 69, 75 и 304, управление крутящим моментом электромотора-генератора 67 и аналогичное управление согласно состоянию движения транспортного средства или операции (операциям переключателей 96 и 98 и рычага 97) водителем. Кроме того, ECU 100 управляет схемой 400 гидравлического управления, чтобы переключаться между зацеплением и расцеплением тормоза 65 и регулировать силу зацепления тормоза 65.
Режим движения транспортного средства
Далее приводятся описания режимов движения транспортного средства с приводом на четыре колеса, сконфигурированного так, как описано выше.
Транспортное средство с приводом на четыре колеса согласно этому варианту осуществления может работать в соответствующих режимах движения следующим образом согласно позициям плавного перемещения соответствующих втулок 63, 68c и 74 и управлению крутящим моментом электромотора-генератора 67. В дальнейшем в этом документе приводится конкретное описание. В общем, дополнительный трансмиссионный механизм 6 поддерживается в диапазоне высоких скоростей в случае состояния с приводом на два колеса транспортного средства. Дополнительный трансмиссионный механизм 6 является переключаемым между диапазоном высоких скоростей и диапазоном низких скоростей в случае состояния с приводом на четыре колеса. Напротив, транспортное средство с приводом на четыре колеса согласно этому варианту осуществления является переключаемым между диапазоном высоких скоростей и диапазоном низких скоростей даже в случае состояния с приводом на два колеса.
Режим работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса
Во-первых, приводится описание режима работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса.
Фиг.4A является принципиальной схемой конфигурации раздаточной коробки 3 во время равномерного движения (во время движения, которое использует только выходной крутящий момент из двигателя 1) в этом режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса.
Как проиллюстрировано на фиг.4A, в режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса, актуатор 66 переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 размещает первую втулку 63 в первой позиции подвижного перемещения. Зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 и зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей зацепляются друг с другом. Зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 не зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей. Актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима механизма 7 переключения 2WD/4WD-режима размещает третью втулку 74 в первой позиции подвижного перемещения. Зубья 74a с внутренним зацеплением третьей втулки 74 зацепляют как зубья 71a и 73a с внешним зацеплением узла 71 на стороне выходного вала, так и узел 73 привода на четыре колеса соответственно. Кроме того, актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления размещает вторую втулку 68c в первой позиции подвижного перемещения. Зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляют зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора без зацепления зубьев 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила.
В этом режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса третья втулка 74 в первой позиции подвижного перемещения обеспечивает движение транспортного средства с приводом на четыре колеса. Первая втулка 63 в первой позиции подвижного перемещения задает диапазон высоких скоростей, в котором замедление не выполняется в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Дополнительно, поскольку вторая втулка 68c размещается в первой позиции подвижного перемещения, мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA планетарной зубчатой передачи 61.
В этом режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса, как проиллюстрировано на фиг.4B, когда актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения, зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c размещаются в позиции, в которой зубья 68f с внутренним зацеплением зацепляют как зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора, так и зубья 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. В этом состоянии, когда электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора, крутящий момент электромотора передается в водило 61CA, чтобы регулировать частоту вращения водила 61CA. Дополнительно частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей становится регулируемой. Кроме того, движение с приводом на четыре колеса за счет помощи от электромотора и EV-движение за счет привода на четыре колеса являются возможными.
Режим работы в диапазоне низких скоростей с приводом на четыре колеса
Далее приводится описание режима работы в диапазоне низких скоростей с приводом на четыре колеса.
Фиг.4C является принципиальной схемой конфигурации раздаточной коробки 3 во время равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на четыре колеса.
Как проиллюстрировано на фиг.4C, в режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на четыре колеса, актуатор 66 переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 размещает первую втулку 63 во второй позиции подвижного перемещения. Зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей, тогда как зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 не зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей. Дополнительно аналогично случаю режима работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса, актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима механизма 7 переключения 2WD/4WD-режима размещает третью втулку 74 в первой позиции подвижного перемещения. Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления размещает вторую втулку 68c в первой позиции подвижного перемещения.
В этом режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на четыре колеса третья втулка 74 в первой позиции подвижного перемещения обеспечивает движение транспортного средства с приводом на четыре колеса. Первая втулка 63 во второй позиции подвижного перемещения задает диапазон низких скоростей, в котором замедление выполняется в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Дополнительно в случае если вторая втулка 68c размещается в первой позиции подвижного перемещения, мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA планетарной зубчатой передачи 61.
В этом режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса, как проиллюстрировано на фиг.4B, когда актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения, зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c размещаются в позиции, в которой зубья 68f с внутренним зацеплением зацепляют как зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора, так и зубья 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. В этом состоянии, когда электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора, крутящий момент электромотора передается в водило 61CA, чтобы регулировать частоту вращения водила 61CA. Дополнительно частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей становится регулируемой. Кроме того, движение с приводом на четыре колеса за счет помощи от электромотора и EV-движение за счет привода на четыре колеса являются возможными.
Режим работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса
Далее приводится описание режима работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса.
Фиг.5A является принципиальной схемой конфигурации раздаточной коробки 3 во время равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса.
Как проиллюстрировано на фиг.5A, в режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса, актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима механизма 7 переключения 2WD/4WD-режима размещает третью втулку 74 во второй позиции подвижного перемещения, в которой зубья 74a с внутренним зацеплением третьей втулки 74 зацепляют зубья 73a с внешним зацеплением узла 73 привода на четыре колеса без зацепления зубьев 71a с внешним зацеплением узла 71 на стороне выходного вала. Аналогично случаю режима работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на четыре колеса, актуатор 66 переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 размещает первую втулку 63 в первой позиции подвижного перемещения, в то время как актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления размещает вторую втулку 68c в первой позиции подвижного перемещения.
В этом режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса третья втулка 74 во второй позиции подвижного перемещения обеспечивает движение с приводом на два колеса транспортного средства. Первая втулка 63 в первой позиции подвижного перемещения задает диапазон высоких скоростей, в котором замедление не выполняется в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Дополнительно в случае если вторая втулка 68c размещается в первой позиции подвижного перемещения, мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA планетарной зубчатой передачи 61.
В этом режиме работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса, как проиллюстрировано на фиг.5B, когда актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения, зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляют как зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора, так и зубья 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. В этом состоянии, когда электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора, крутящий момент электромотора передается в водило 61CA, чтобы регулировать частоту вращения водила 61CA. Дополнительно частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей становится регулируемой. Кроме того, движение с приводом на два колеса с использованием помощи от электромотора и EV-движение за счет привода на два колеса являются возможными.
Режим работы в диапазоне низких скоростей с приводом на два колеса
Далее приводится описание режима работы в диапазоне низких скоростей с приводом на два колеса.
Фиг.5C является принципиальной схемой конфигурации раздаточной коробки 3 во время равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на два колеса.
Как проиллюстрировано на фиг.5C, в режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на два колеса, актуатор 66 переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 размещает первую втулку 63 во второй позиции подвижного перемещения. Затем зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей, тогда как зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 не зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей. Аналогично случаю режима работы в диапазоне высоких скоростей с приводом на два колеса, актуатор 75 переключения 2WD/4WD-режима механизма 7 переключения 2WD/4WD-режима размещает третью втулку 74 во второй позиции подвижного перемещения. Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления размещает вторую втулку 68c в первой позиции подвижного перемещения.
В этом режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на два колеса третья втулка 74 во второй позиции подвижного перемещения обеспечивает движение с приводом на два колеса транспортного средства. Первая втулка 63 во второй позиции подвижного перемещения задает диапазон низких скоростей, в котором замедление выполняется в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Дополнительно поскольку вторая втулка 68c размещается в первой позиции подвижного перемещения, мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA планетарной зубчатой передачи 61.
В этом режиме работы в диапазоне низких скоростей с приводом на два колеса, как проиллюстрировано на фиг.5D, когда актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения, зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляют как зубья 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора, так и зубья 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. В этом состоянии, когда электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора, крутящий момент электромотора передается в водило 61CA, чтобы регулировать частоту вращения водила 61CA. Дополнительно частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей становится регулируемой. Кроме того, движение с приводом на два колеса с использованием помощи от электромотора и EV-движение за счет привода на два колеса являются возможными.
Операция переключения дополнительной трансмиссии
Далее приводится описание операции переключения дополнительной трансмиссии в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Здесь приводятся соответствующие описания операции переключения с режима работы в диапазоне высоких скоростей на режим работы в диапазоне низких скоростей и операции переключения с режима работы в диапазоне низких скоростей на режим работы в диапазоне высоких скоростей. Эти операции переключения могут быть выполнены в любом из состояния движения за счет привода на четыре колеса и состояния движения за счет привода на два колеса.
Операция переключения с режима работы в диапазоне высоких скоростей на режим работы в диапазоне низких скоростей
Во-первых, приводится описание операции переключения из состояния равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей в состояние равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей. В состоянии равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей, как проиллюстрировано на фиг.4A или фиг.5A, тормоз 65 зацепляется, чтобы прекращать вращение коронной шестерни 61R. Первая втулка 63 дополнительного трансмиссионного механизма 6 размещается в первой позиции подвижного перемещения. Вторая втулка 68c механизма 68 зацепления/расцепления размещается в первой позиции подвижного перемещения.
Когда команда переключения (команда переключения для режима работы в диапазоне низких скоростей в ассоциации, например, с операцией с рычагом 97 переключения диапазона скоростей водителем) для режима работы в диапазоне низких скоростей во время равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей выводится из ECU 100, операция переключения для режима работы в диапазоне низких скоростей выполняется согласно следующей процедуре.
(L1) Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления переключает вторую втулку 68c из первой позиции подвижного перемещения во вторую позицию подвижного перемещения (из состояния, проиллюстрированного на фиг.4A, в состояние, проиллюстрированное на фиг.4B, или из состояния, проиллюстрированного на фиг.5A, в состояние, проиллюстрированное на фиг.5B). Иными словами, состояние переключается в состояние, в котором мощность может передаваться между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA.
(L2) Гидравлическое управление схемы 400 гидравлического управления переключает тормоз 65 из зацепленного состояния в расцепленное состояние. Иными словами, состояние переключается в состояние, которое обеспечивает вращение коронной шестерни 61R. Таким образом, предоставление возможности вращения коронной шестерни 61R обеспечивает состояние, в котором электромотор-генератор 67 может регулировать частоту вращения водила 61CA без ограничения посредством частоты вращения солнечной шестерни 61S.
(L3) Управление крутящим моментом посредством электромотора-генератора 67 увеличивает частоту вращения (частоту вращения узла 62L диапазона низких скоростей) водила 61CA до частоты вращения входного вала 31. Иными словами, частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей и частота вращения первой втулки 63 синхронизируются друг с другом (синхронный режим работы для задания частоты вращения на стороне входного вала близкой к частоте вращения на стороне выходного вала в настоящем изобретении). В этом случае, например, частота вращения (частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей) электромотора-генератора 67 управляется таким образом, что она составляет частоту вращения, приблизительно идентичную частоте вращения, определенной посредством датчика частоты вращения, который может определять частоту вращения входного вала 31 или частоту вращения первой втулки 63.
(L4) Актуатор 66 переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 переключает первую втулку 63 из первой позиции подвижного перемещения во вторую позицию подвижного перемещения (из состояния, проиллюстрированного на фиг.4B, в состояние, проиллюстрированное на фиг.4D, или из состояния, проиллюстрированного на фиг.5B, в состояние, проиллюстрированное на фиг.5D). Иными словами, зубья 63b с внешним зацеплением первой втулки 63 зацепляются с зубьями 62b с внутренним зацеплением узла 62L диапазона низких скоростей. В этом состоянии ввод мощности на входной вал 31 замедляется посредством планетарной зубчатой передачи 61 и выводится на выходной вал 32.
(L5) Гидравлическое управление посредством схемы 400 гидравлического управления переключает тормоз 65 из расцепленного состояния в зацепленное состояние. Иными словами, состояние возвращается в состояние, в котором вращение коронной шестерни 61R принудительно прекращается.
(L6) Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления переключает вторую втулку 68c из второй позиции подвижного перемещения в первую позицию подвижного перемещения (из состояния, проиллюстрированного на фиг.4D, в состояние, проиллюстрированное на фиг.4C, или из состояния, проиллюстрированного на фиг.5D, в состояние, проиллюстрированное на фиг.5C). Иными словами, состояние возвращается в состояние, в котором мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA. Операции (L5) и (L6) могут выполняться одновременно. Альтернативно операция (L5) может выполняться после операции (L6).
Вышеописанные операции осуществляют переключение из состояния равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей в состояние равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей. В этом случае, когда первая втулка 63 переключается из первой позиции подвижного перемещения во вторую позицию подвижного перемещения (процедура (L4), описанная выше), частота вращения (частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей) водила 61CA предварительно увеличивается до частоты вращения (частоты вращения выходной ступицы 64) выходного вала 32. Эти частоты вращения синхронизируются друг с другом. Это значительно ослабляет толчок при переключении передач во время переключения диапазона скоростей. Дополнительно переключение на режим работы в диапазоне низких скоростей выполняется плавно. Это обеспечивает возможность выполнения такой операции переключения диапазона скоростей без застревания транспортного средства.
Операция переключения с режима работы в диапазоне низких скоростей на режим работы в диапазоне высоких скоростей
Далее приводится описание операции переключения из состояния равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей в состояние равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей. В состоянии равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей, как проиллюстрировано на фиг.4C или фиг.5C, тормоз 65 зацепляется, чтобы прекращать вращение коронной шестерни 61R. Первая втулка 63 дополнительного трансмиссионного механизма 6 размещается во второй позиции подвижного перемещения, в то время как вторая втулка 68c механизма 68 зацепления/расцепления размещается в первой позиции подвижного перемещения.
Когда команда переключения (команда переключения для режима работы в диапазоне высоких скоростей в ассоциации, например, с операцией с рычагом 97 переключения диапазона скоростей водителем) для режима работы в диапазоне высоких скоростей во время равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей выводится из ECU 100, операция переключения для режима работы в диапазоне высоких скоростей выполняется согласно следующей процедуре.
(H1) Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления переключает вторую втулку 68c из первой позиции подвижного перемещения во вторую позицию подвижного перемещения (из состояния, проиллюстрированного на фиг.4C, в состояние, проиллюстрированное на фиг.4D, или из состояния, проиллюстрированного на фиг.5C, в состояние, проиллюстрированное на фиг.5D). Иными словами, состояние переключается в состояние, в котором мощность может передаваться между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA.
(H2) Гидравлическое управление схемы 400 гидравлического управления переключает тормоз 65 из зацепленного состояния в расцепленное состояние. Иными словами, состояние переключается в состояние, которое обеспечивает вращение коронной шестерни 61R. Таким образом, предоставление возможности вращения коронной шестерни 61R обеспечивает состояние, в котором электромотор-генератор 67 может регулировать частоту вращения водила 61CA без ограничения посредством частоты вращения солнечной шестерни 61S.
(H3) Управление крутящим моментом электромотора-генератора 67 увеличивает частоту вращения (частоту вращения узла 62L диапазона низких скоростей и частоту вращения выходного вала 32) водила 61CA до частоты вращения (частоты вращения узла 62H диапазона высоких скоростей) входного вала 31. Иными словами, частота вращения первой втулки 63 и частота вращения узла 62H диапазона высоких скоростей синхронизируются друг с другом (синхронный режим работы для задания частоты вращения на стороне входного вала близкой к частоте вращения на стороне выходного вала в настоящем изобретении). В этом случае, например, частота вращения (частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей) электромотора-генератора 67 управляется таким образом, что она составляет частоту вращения, приблизительно идентичную частоте вращения, определенной посредством датчика частоты вращения, который может определять частоту вращения входного вала 31 или частоту вращения узла 62H диапазона высоких скоростей.
(H4) Актуатор 66 переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 переключает первую втулку 63 из второй позиции подвижного перемещения в первую позицию подвижного перемещения (из состояния, проиллюстрированного на фиг.4D, в состояние, проиллюстрированное на фиг.4B, или из состояния, проиллюстрированного на фиг.5D, в состояние, проиллюстрированное на фиг.5B). Иными словами, зубья 63a с внутренним зацеплением первой втулки 63 зацепляют зубья 62a с внешним зацеплением узла 62H диапазона высоких скоростей. Таким образом, мощность, вводимая на входной вал 31, выводится на выходной вал 32 без замедления.
(H5) Гидравлическое управление посредством схемы 400 гидравлического управления переключает тормоз 65 из расцепленного состояния в зацепленное состояние. Иными словами, состояние возвращается в состояние, в котором вращение коронной шестерни 61R принудительно прекращается.
(H6) Актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления переключает вторую втулку 68c из второй позиции подвижного перемещения в первую позицию подвижного перемещения (из состояния, проиллюстрированного на фиг.4B, в состояние, проиллюстрированное на фиг.4A, или из состояния, проиллюстрированного на фиг.5B, в состояние, проиллюстрированное на фиг.5A). Иными словами, состояние возвращается в состояние, в котором мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA. Операции (H5) и (H6) могут выполняться одновременно. Альтернативно операция (H5) может выполняться после операции (H6).
Вышеописанные операции осуществляют переключение из состояния равномерного движения в режиме работы в диапазоне низких скоростей в состояние равномерного движения в режиме работы в диапазоне высоких скоростей. В этом случае, когда первая втулка 63 переключается из второй позиции подвижного перемещения в первую позицию подвижного перемещения (процедура (H4), описанная выше), частота вращения (частота вращения узла 62L диапазона низких скоростей) водила 61CA предварительно увеличивается до частоты вращения (частоты вращения узла 62H диапазона высоких скоростей) входного вала 31. Эти частоты вращения синхронизируются друг с другом. Это значительно ослабляет толчок при переключении передач во время переключения диапазона скоростей. Когда выполняется переключение на режим работы в диапазоне высоких скоростей, частота вращения выходного вала 32 также может быть увеличена в ассоциации с увеличением частоты вращения водила 61CA. Это обеспечивает возможность выполнения операции переключения диапазона скоростей при исключении уменьшения скорости транспортного средства.
Управление дополнительной трансмиссией
Далее приводится описание управления дополнительной трансмиссией в дополнительном трансмиссионном механизме 6. Это управление дополнительной трансмиссией выбирает режим движения транспортного средства, соответствующий состоянию движения транспортного средства или операции (операциям переключателей 96 и 98 и рычага 97) водителем.
Фиг.6 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления дополнительной трансмиссией. Процедура в этой блок-схеме последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг.6, выполняется каждые несколько мс после того, как включается переключатель зажигания (или пусковой переключатель).
Во-первых, на этапе ST1 определяется то, представляет собой текущее состояние транспортного средства состояние во время EV-движения или во время режима начала движения транспортного средства либо нет. Условие выполнения для режима EV-движения, например, заключается в том, что операция зарядки избирательного переключателя 98 EV-движения завершена, и оставшаяся величина (величина зарядки) электроэнергии в аккумуляторе B, которая представляет собой состояние заряда (SOC), равна или превышает предварительно определенную величину. Определяется то, завершена или нет операция зарядки избирательного переключателя 98 EV-движения, на основе выходного сигнала из избирательного переключателя 98 EV-движения. SOC аккумулятора B вычисляется на основе интегрированного значения зарядных/разрядных токов, определенных посредством датчика тока (не показан). Датчик тока монтируется в линии питания, соединенной с выходным контактным выводом аккумулятора B. Условие выполнения для режима начала движения транспортного средства заключается в том, что транспортное средство остановлено, позиция рычага переключения передач трансмиссии 2 находится в ходовой позиции (позиции, отличной от P-позиции и N-позиции), и позиция акселератора равна или превышает предварительно определенную величину. Определяется то, останавливается или нет транспортное средство, на основе соответствующих выходных сигналов из датчиков 99LF-99RR скорости вращения колес. Позиция рычага переключения передач трансмиссии 2 определяется на основе выходного сигнала из датчика 95 позиции переключения коробки передач. Позиция акселератора определяется посредством датчика 93 позиции акселератора.
В случае если текущее состояние транспортного средства не представляет собой состояние во время режима EV-движения или во время режима начала движения транспортного средства, "Нет" определяется на этапе ST1. Процесс затем переходит к этапу ST2. На этапе ST2 определяется то, находится или нет текущий диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 в диапазоне высоких скоростей. Это определение выполняется, например, на основе сигнала из датчика для определения позиции подвижного перемещения первой втулки 63 или сигнала из датчика для определения рабочей позиции рычага 97 переключения диапазона скоростей.
В случае если дополнительный трансмиссионный механизм 6 задается в диапазоне высоких скоростей и "Да" определяется на этапе ST2, процесс переходит к этапу ST3. После этого определяется то, удовлетворяется или нет условие переключения на диапазон низких скоростей. Это условие переключения на диапазон низких скоростей включает в себя, например, случай, в котором диапазон низких скоростей выбирается посредством операции с рычагом 97 переключения диапазона скоростей водителем. Угол наклона поверхности дороги, неровность поверхности дороги, разности между соответствующими скоростями вращения колес 4L, 4R, 5L и 5R и аналогичные параметры могут быть определены, чтобы определять то, удовлетворяется или нет условие переключения на диапазон низких скоростей. В этом случае удовлетворение любого из следующих условий определяется в качестве удовлетворения условия переключения на диапазон низких скоростей. Условия включают в себя случай, в котором угол наклона поверхности дороги равен или превышает предварительно определенный наклон, случай, в котором поверхность дороги имеет большую неровность и дорога определяется как неровная дорога, и случай, в котором разности между соответствующими скоростями вращения колес 4L, 4R, 5L и 5R равны или превышают предварительно определенную величину (случай, в котором отклонения между соответствующими скоростями вращения колес равны или превышают предварительно определенное значение вследствие движения по неровной дороге, движения по дороге с низким µ или аналогичного движения).
В случае если условие переключения на диапазон низких скоростей не удовлетворяется и "Нет" определяется на этапе ST3, процесс переходит к этапу ST7 в то время, когда текущий диапазон скоростей поддерживается в качестве диапазона высоких скоростей.
Наоборот, в случае если условие переключения на диапазон низких скоростей удовлетворяется и "Да" определяется на этапе ST3, процесс переходит к этапу ST4. После этого выполняется операция переключения на диапазон низких скоростей. Иными словами, операции вышеописанных процедур (L1)-(L6) обеспечивают переключение с режима работы в диапазоне высоких скоростей на режим работы в диапазоне низких скоростей. Иными словами, когда первая втулка 63 переключается из первой позиции подвижного перемещения во вторую позицию подвижного перемещения, электромотор-генератор 67 увеличивает частоту вращения (частоту вращения узла 62L диапазона низких скоростей) водила 61CA до частоты вращения входного вала 31. Затем эти частоты вращения синхронизируются друг с другом. Это позволяет выполнять операцию переключения в режим работы в диапазоне низких скоростей с ослабленным толчком при переключении передач.
Наоборот, в случае если дополнительный трансмиссионный механизм 6 в данный момент задается в диапазоне низких скоростей и "Нет" определяется на этапе ST2, процесс переходит к этапу ST5. После этого определяется то, удовлетворяется или нет условие переключения на диапазон высоких скоростей. Это условие переключения на диапазон высоких скоростей включает в себя, например, случай, в котором диапазон высоких скоростей выбирается посредством операции с рычагом 97 переключения диапазона скоростей водителем. Угол наклона поверхности дороги, неровность поверхности дороги, разности между соответствующими скоростями вращения колес 4L, 4R, 5L и 5R и аналогичные параметры могут быть определены, чтобы определять то, удовлетворяется или нет условие переключения на диапазон высоких скоростей. В этом случае удовлетворение всех следующих условий определяется в качестве удовлетворения условия переключения на диапазон высоких скоростей. Условия включают в себя случай, в котором угол наклона поверхности дороги меньше предварительно определенного наклона, случай, в котором поверхность дороги имеет небольшую неровность и дорога определяется как дорога с твердым покрытием, и случай, в котором разности между соответствующими скоростями вращения колес 4L, 4R, 5L и 5R меньше предварительно определенной величины.
В случае если условие переключения на диапазон высоких скоростей не удовлетворяется, и "Нет" определяется на этапе ST5, процесс переходит к этапу ST7 в то время, когда текущий диапазон скоростей поддерживается в качестве диапазона низких скоростей.
Наоборот, в случае если условие переключения на диапазон высоких скоростей удовлетворяется и "Да" определяется на этапе ST5, процесс переходит к этапу ST6. После этого выполняется операция переключения на диапазон высоких скоростей. Иными словами, операции вышеописанных процедур (H1)-(H6) обеспечивают переключение режима работы в диапазоне низких скоростей на режим работы в диапазоне высоких скоростей. Иными словами, когда первая втулка 63 переключается из второй позиции подвижного перемещения в первую позицию подвижного перемещения, электромотор-генератор 67 увеличивает частоту вращения (частоту вращения узла 62L диапазона низких скоростей и частоту вращения выходного вала 32) водила 61CA до частоты вращения входного вала 31 (частоты вращения узла 62H диапазона высоких скоростей). Эти частоты вращения синхронизируются друг с другом. Это позволяет выполнять операцию переключения в режим работы в диапазоне высоких скоростей при исключении толчка при переключении передач.
Таким образом, после того как диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 поддерживается или переключается, процесс переходит к этапу ST7. Определяется то, равна или превышает либо нет мощность, требуемая для приведения в движения транспортного средства, предварительно определенное значение. Это определение выполняется на основе абсолютной величины требуемой мощности приведения в движение. Эта абсолютная величина мощности приведения в движение считывается из карты требуемой мощности приведения в движение (карты, сохраненной в ROM ECU 100), которая включает в себя скорость транспортного средства и позицию акселератора в качестве параметров. Например, в случае если скорость транспортного средства равна или превышает предварительно определенное значение и позиция акселератора равна или превышает предварительно определенную степень открытия, определяется то, что требуемая мощность приведения в движение равна или превышает предварительно определенное значение.
Требуемая мощность приведения в движение равна или превышает предварительно определенное значение и "Да" определяется на этапе ST7, процесс переходит к этапу ST8. После этого выполняется работа в режиме использования помощи от электромотора. Иными словами, в то время когда поддерживается текущий диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6, актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения. Зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляются и с зубьями 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора и с зубьями 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. После этого электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора. Крутящий момент электромотора передается в водило 61CA, чтобы начинать движение посредством использования помощи от электромотора.
В ходе этой работы в режиме с использованием помощи от электромотора, по существу, тормоз 65 зацепляется, чтобы принудительно прекращать вращение коронной шестерни 61R. В случае если гидравлическое управление в схеме 400 гидравлического управления переводит тормоз 65 в полузацепленное состояние, чтобы регулировать силу зацепления, величина усиления посредством электромотора-генератора 67 может регулироваться.
Наоборот, в случае если требуемая мощность приведения в движение меньше предварительно определенного значения, и "Нет" определяется на этапе ST7, процесс переходит к этапу ST9. После этого определяется то, замедляется или нет транспортное средство. При этом определении, в то время когда транспортное средство движется, в случае если позиция акселератора, определенная посредством датчика 93 позиции акселератора, становится меньше предварительно определенной степени открытия, или в случае если операция нажатия педали тормоза определяется посредством датчика 94 нажатия педали тормоза, определяется то, что транспортное средство замедляется.
В случае если "Да" определяется на этапе ST9 в то время, когда транспортное средство замедляется, процесс переходит к этапу ST10 и выполняется работа в рекуперативном режиме. Иными словами, в то время когда поддерживается текущий диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6, актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения. Зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляются и с зубьями 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора и с зубьями 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. После этого перевод электромотора-генератора 67 в состояние приведения в действие дает возможность электромотору-генератору 67 вырабатывать электричество, и эта вырабатываемая электроэнергия заряжает аккумулятор B через инвертор 200.
В ходе этой работы в рекуперативном режиме, по существу, тормоз 65 зацепляется, чтобы принудительно прекращать вращение коронной шестерни 61R. В случае если гидравлическое управление в схеме 400 гидравлического управления переводит тормоз 65 в полузацепленное состояние, чтобы регулировать силу зацепления, частота вращения электромотора-генератора 67 в состоянии приведения в действие может регулироваться. Это обеспечивает регулирование величины, которая рекуперируется.
Дополнительно в случае если транспортное средство не замедляется, "Нет" определяется на этапе ST9. Процесс возвращается, в то время когда поддерживается текущий диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6.
Наоборот, в случае если текущее состояние транспортного средства определяется как режим EV-движения или режим начала движения транспортного средства, "Да" определяется на этапе ST1. Затем процесс переходит к этапу ST11. На этом этапе ST11, в то время когда поддерживается текущий диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6, актуатор 69 переключателя соединения с электромотором механизма 68 зацепления/расцепления перемещает вторую втулку 68c во вторую позицию подвижного перемещения. Зубья 68f с внутренним зацеплением второй втулки 68c зацепляются и с зубьями 68e с внешним зацеплением узла 68b на стороне электромотора и с зубьями 68d с внешним зацеплением узла 68a на стороне водила соответственно. После этого электромотор-генератор 67 приводится в действие, чтобы формировать крутящий момент электромотора. Крутящий момент электромотора передается в водило 61CA, чтобы выполнять EV-движение или начинать движение транспортного средства с использованием крутящего момента из электромотора-генератора 67. Иными словами, в диапазоне высоких скоростей крутящий момент электромотора передается в узел 68b на стороне электромотора, вторую втулку 68c, в узел 68a на стороне водила, в водило 61CA, в солнечную шестерню 61S, в узел 62H диапазона высоких скоростей, в первую втулку 63, в выходную ступицу 64 и на выходной вал 32 в этом порядке для того, чтобы выполнять EV-движение или начинать движение транспортного средства. Наоборот, в диапазоне низких скоростей, крутящий момент электромотора передается в узел 68b на стороне электромотора, во вторую втулку 68c, в узел 68a на стороне водила, в водило 61CA, в узел 62L диапазона низких скоростей, в первую втулку 63, в выходную ступицу 64 и на выходной вал 32 в этом порядке для того, чтобы выполнять EV-движение или начинать движение транспортного средства. Вышеописанные операции выполняются многократно.
При EV-движении и при начале движения транспортного средства, тормоз 65 расцепляется, и трансмиссия 2 задается в диапазоне P (парковки). Это позволяет эффективно передавать крутящий момент электромотора из электромотора-генератора 67 на выходной вал 32 без вращения входного вала 31.
Как описано выше, в этом варианте осуществления, когда диапазон скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6 переключается, мощность из электромотора-генератора 67 вращает водило 61CA. Операция изменения позиции зацепления выполняется посредством плавного перемещения первой втулки 63 в состоянии, в котором частота вращения на стороне входного вала 31 и частота вращения на стороне выходного вала 32 задаются близкими друг к другу. Это ослабляет толчок при переключении передач, ассоциированный с переключением диапазона скоростей, даже в состоянии движения транспортного средства. Дополнительно не требуется специальный механизм синхронизации для того, чтобы ослаблять толчок при переключении передач, что приводит к конфигурации, которая не является сложной.
В этом варианте осуществления, поскольку электромотор-генератор 67 соединяется с водилом 61CA, частота вращения электромотора-генератора 67 совпадает с частотой вращения водила 61CA. Это обеспечивает чувствительность к изменению частоты вращения водила 61CA и быстро увеличивает частоту вращения водила 61CA до целевой частоты вращения (синхронной частоты вращения), которая является удовлетворительной.
В этом варианте осуществления, операции (L6) и (H6) переключают вторую втулку 68c из второй позиции подвижного перемещения в первую позицию подвижного перемещения, чтобы возвращать состояние в состояние, в котором мощность не передается между электромотором-генератором 67 и водилом 61CA. Соответственно, когда транспортное средство движется только посредством мощности из двигателя 1, мощность из двигателя 1 не передается в электромотор-генератор 67. Это не допускает движения в результате неполного зацепления вследствие проворачивания электромотора-генератора 67. Это повышает эффективность использования энергии.
Дополнительно в этом варианте осуществления, операции (L5) и (H5) переключают тормоз 65 из расцепленного состояния в зацепленное состояние, чтобы принудительно прекращать вращение коронной шестерни 61R. Соответственно мощность из двигателя 1 не допускает вращения коронной шестерни 61R. Это позволяет эффективно передавать мощность из двигателя 1 на выходной вал 32, тем самым повышая эффективность использования энергии.
Модификация
Далее приводится описание модификации. Эта модификация отличается по конфигурации от механизма 68 зацепления/расцепления в вышеописанном варианте осуществления. Другие конфигурации и операции являются аналогичными конфигурациям и операциям вышеописанного варианта осуществления. Здесь описывается только конфигурация механизма 68 зацепления/расцепления.
Фиг.7 является принципиальной схемой конфигурации раздаточной коробки 3, смонтированной на транспортном средстве с приводом на четыре колеса согласно этой модификации. Как проиллюстрировано на фиг.7, механизм 68 зацепления/расцепления раздаточной коробки 3 в этой модификации соединяется с коронной шестерней 61R планетарной зубчатой передачи 61. Иными словами, механизм 68 зацепления/расцепления в этой модификации включает в себя узел 68g на стороне коронной шестерни, узел 68b на стороне электромотора и вторую втулку 68c. Узел 68g на стороне коронной шестерни интегрируется с возможностью вращения с коронной шестерней 61R. Узел 68b на стороне электромотора интегрируется с возможностью вращения с ротором 67a электромотора-генератора 67. Вторая втулка 68c является подвижной вдоль центра вала входного вала 31.
Конфигурации и операции узла 68g на стороне коронной шестерни, узла 68b на стороне электромотора и второй втулки 68c являются аналогичными конфигурациям и операциям узла 68a на стороне водила, узла 68b на стороне электромотора и второй втулки 68c в вышеописанном варианте осуществления, они не представляются подробнее здесь. На фиг.7, аналогичные ссылки с номерами обозначают элементы, соответствующие или идентичные элементам раздаточной коробки 3 в вышеописанном варианте осуществления.
В этой модификации, во время переключения диапазона скоростей дополнительного трансмиссионного механизма 6, частота вращения водила 61CA регулируется посредством регулирования частоты вращения коронной шестерни 61R.
Конфигурация этой модификации снижает величину изменения частоты вращения водила 61CA относительно величины изменения частоты вращения коронной шестерни 61R. Это обеспечивает регулирование частоты вращения водила 61CA с высокой точностью, за счет этого повышая надежность работы в синхронном режиме.
Другие варианты осуществления изобретения
Хотя в вышеописанном варианте осуществления и модификации приведено описание случая, когда настоящее изобретение применяется к транспортному средству с приводом на четыре колеса на основе FR, настоящее изобретение не ограничено этим. Настоящее изобретение может применяться к транспортному средству с приводом на четыре колеса на основе FF (переднего привода с передним расположением двигателя).
Хотя в вышеописанном варианте осуществления и модификации приведено описание случая, когда настоящее изобретение применяется к транспортному средству с приводом на четыре колеса, в котором состояние с приводом на два колеса и состояние с приводом на четыре колеса являются переключаемыми, настоящее изобретение не ограничено этим. Настоящее изобретение может применяться к транспортному средству (транспортному средству с полной поддержкой 4WD-режима), которое всегда работает в состоянии с приводом на четыре колеса, или к транспортному средству с приводом на два колеса (транспортному средству, которое не включает в себя механизм 7 переключения 2WD/4WD-режима и механизм 8 деления мощности, но включает в себя дополнительный трансмиссионный механизм 6).
Хотя в вышеописанном варианте осуществления и модификации электрическая машина включает в себя электромотор-генератор 67 и вырабатывает электричество, когда транспортное средство замедляется, конфигурация, которая использует электромотор, который не вырабатывает электричество, также находится в пределах объема настоящего изобретения.
Хотя в вышеописанном варианте осуществления и модификации механизм 7 переключения 2WD/4WD-режима и механизм 68 зацепления/расцепления представляют собой механизмы полного зацепления, в которых втулки 74 и 68c подвижно перемещаются, может использоваться соединительный механизм для электрического управления.
Кроме того, в соответствующих операциях переключения режима (операции (L1)-(L6) и операции (H1)-(H6)), последующие операции могут быть выполнены после завершения соответствующих операций переключения режима на основе сигналов определения датчиков и аналогичных элементов. Например, предусмотрена такая конфигурация, в которой позиция подвижного перемещения второй втулки 68c является определимой посредством датчика. В операции (L1) переход к операции (L2) выполняется после того, как подтверждается, что вторая втулка 68c переключается во вторую позицию подвижного перемещения. Дополнительно, например, предусмотрена такая конфигурация, в которой переключение тормоза 65 в расцепленное состояние является определимым посредством определения гидравлического давления. В операции (L2) переход к операции (L3) выполняется после того, как подтверждается, что тормоз 65 переключается в расцепленное состояние.
Дополнительно, хотя в вышеописанном варианте осуществления и модификации соответствующие втулки 63, 68c, 74 и 303 располагаются в отдельных актуаторах 66, 69, 75 и 304, настоящее изобретение не ограничено этим. Настоящее изобретение может иметь конфигурацию, в которой один актуатор перемещает множество втулок.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение является применимым к дополнительному трансмиссионному механизму, который может переключаться между диапазоном высоких скоростей и диапазоном низких скоростей в состоянии движения транспортного средства.
Перечень ссылочных позиций
1 - двигатель (источник мощности)
31 - входной вал
32 - выходной вал
61 - планетарная зубчатая передача
61S - солнечная шестерня (вращательный элемент)
61R - коронная шестерня (вращательный элемент)
61CA - водило (вращательный элемент)
62H - узел диапазона высоких скоростей
62L - узел диапазона низких скоростей
63 - первая втулка
65 - тормоз (тормозной блок)
67 - электромотор-генератор (электрическая машина)
67a - ротор
68 - механизм зацепления/расцепления
100 - ECU
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ | 2018 |
|
RU2687406C1 |
| УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕРИРОВАНИЕМ МОЩНОСТИ ДЛЯ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2015 |
|
RU2660326C1 |
| УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРОГАНИЕМ С МЕСТА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ | 2015 |
|
RU2668280C1 |
| УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ | 2018 |
|
RU2684985C1 |
| УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2016 |
|
RU2699521C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАЧАЛОМ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ | 2015 |
|
RU2668329C1 |
| УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ | 2019 |
|
RU2699515C1 |
| Модуль привода для гибридного транспортного средства | 2018 |
|
RU2683136C1 |
| СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖУЩЕЙ СИЛОЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2018 |
|
RU2694387C1 |
| УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ ДЛЯ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2015 |
|
RU2664134C1 |
Изобретение относится к устройствам передачи мощности в транспортном средстве. Устройство передачи мощности для транспортного средства содержит планетарную зубчатую передачу с вращательными элементами, способную изменять передаточное отношение в тракте передачи мощности для передачи мощности на выходной вал и электрическую машину, передающую мощность к водилу планетарной зубчатой передачи. Когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство работает в синхронном режиме, в котором мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы задавать частоту вращения на стороне входного вала, близкую к частоте вращения на стороне выходного вала. Повышается плавность переключения. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.
1. Устройство передачи мощности для транспортного средства, содержащее:
планетарную зубчатую передачу в тракте передачи мощности, причем мощность от источника мощности передается в тракт передачи мощности, при этом планетарная зубчатая передача содержит вращательные элементы, включающие в себя вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, при этом операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, таким образом, чтобы изменять передаточное отношение в тракте передачи мощности; и
электрическую машину, выполненную с возможностью передачи мощности к водилу планетарной передачи планетарной зубчатой передачи,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство работает в синхронном режиме, в котором мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы задавать частоту вращения на стороне входного вала близкой к частоте вращения на стороне выходного вала.
2. Устройство по п.1, в котором:
изменение передаточного отношения переключает передаточное отношение между диапазоном низких скоростей на стороне большого передаточного отношения и диапазоном высоких скоростей на стороне небольшого передаточного отношения, причем водило планетарной передачи присоединено с возможностью передачи мощности на выходной вал в диапазоне низких скоростей, и
при переключении с диапазона высоких скоростей на диапазон низких скоростей мощность из электрической машины увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи таким образом, что она задается близкой к частоте вращения на стороне входного вала.
3. Устройство по п.1, в котором:
изменение передаточного отношения переключает передаточное отношение между диапазоном низких скоростей на стороне большого передаточного отношения и диапазоном высоких скоростей на стороне небольшого передаточного отношения, причем водило планетарной передачи присоединено с возможностью передачи мощности на выходной вал в диапазоне низких скоростей, и
при переключении с диапазона низких скоростей на диапазон высоких скоростей мощность из электрической машины увеличивает частоту вращения водила планетарной передачи, чтобы задавать частоту вращения на стороне выходного вала близкой к частоте вращения на стороне входного вала.
4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором водило планетарной передачи соединено с вращательным валом электрической машины.
5. Устройство по любому из пп.1-3, в котором планетарная зубчатая передача включает в себя коронную шестерню, соединенную с вращательным валом электрической машины.
6. Устройство по любому из пп.1-3, дополнительно содержащее:
механизм зацепления/расцепления, выполненный с возможностью переключения передачи мощности и отключения передачи мощности между водилом планетарной передачи и электрической машиной,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства устанавливает механизм зацепления/расцепления в состояние передачи мощности и вращает водило планетарной передачи посредством мощности от электрической машины, причем устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью установки механизма зацепления/расцепления в состояние отключения передачи мощности после этой операции переключения.
7. Устройство по любому из пп.1-3, дополнительно содержащее:
тормозной блок, выполненный с возможностью прекращения вращения коронной шестерни планетарной зубчатой передачи,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства расцепляет тормозной блок, чтобы обеспечивать вращение коронной шестерни, причем устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью зацепления тормозного блока, чтобы прекращать вращение коронной шестерни после операции переключения.
8. Устройство по любому из пп.1-3, в котором, когда требуемая мощность приведения в движение для транспортного средства равна или превышает предварительно определенное значение, мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность из электрической машины на выходной вал.
9. Устройство по любому из пп.1-3, в котором в состоянии, в котором источник мощности остановлен, мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность от электрической машины на выходной вал.
10. Устройство по любому из пп.1-3, в котором, когда транспортное средство замедляется во время движения, вращающая сила колеса передается в электрическую машину через тракт передачи мощности, чтобы переводить электрическую машину в состояние приведения в действие для того, чтобы вырабатывать электричество посредством электрической машины.
11. Устройство по п.4, дополнительно содержащее:
механизм зацепления/расцепления, выполненный с возможностью переключения передачи мощности и отключения передачи мощности между водилом планетарной передачи и электрической машиной,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства устанавливает механизм зацепления/расцепления в состояние передачи мощности и вращает водило планетарной передачи посредством мощности от электрической машины, причем устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью установки механизма зацепления/расцепления в состояние отключения передачи мощности после этой операции переключения.
12. Устройство по п.4, дополнительно содержащее:
тормозной блок, выполненный с возможностью прекращения вращения коронной шестерни планетарной зубчатой передачи,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства расцепляет тормозной блок, чтобы обеспечивать вращение коронной шестерни, причем устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью зацепления тормозного блока, чтобы прекращать вращение коронной шестерни после операции переключения.
13. Устройство по п.4, в котором, когда требуемая мощность приведения в движение для транспортного средства равна или превышает предварительно определенное значение, мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность из электрической машины на выходной вал.
14. Устройство по п.4, в котором в состоянии, в котором источник мощности остановлен, мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность от электрической машины на выходной вал.
15. Устройство по п.4, в котором, когда транспортное средство замедляется во время движения, вращающая сила колеса передается в электрическую машину через тракт передачи мощности, чтобы переводить электрическую машину в состояние приведения в действие для того, чтобы вырабатывать электричество посредством электрической машины.
16. Устройство по п.5, дополнительно содержащее:
механизм зацепления/расцепления, выполненный с возможностью переключения передачи мощности и отключения передачи мощности между водилом планетарной передачи и электрической машиной,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства устанавливает механизм зацепления/расцепления в состояние передачи мощности и вращает водило планетарной передачи посредством мощности от электрической машины, причем устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью установки механизма зацепления/расцепления в состояние отключения передачи мощности после этой операции переключения.
17. Устройство по п.5, дополнительно содержащее:
тормозной блок, выполненный с возможностью прекращения вращения коронной шестерни планетарной зубчатой передачи,
при этом, когда операция изменения позиции зацепления в механизме ввода в зацепление переключает вращательный элемент, выполненный с возможностью передачи мощности на выходной вал, устройство передачи мощности транспортного средства расцепляет тормозной блок, чтобы обеспечивать вращение коронной шестерни, причем устройство передачи мощности транспортного средства выполнено с возможностью зацепления тормозного блока, чтобы прекращать вращение коронной шестерни после операции переключения.
18. Устройство по п.5, в котором, когда требуемая мощность приведения в движение для транспортного средства равна или превышает предварительно определенное значение, мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность из электрической машины на выходной вал.
19. Устройство по п.5, в котором в состоянии, в котором источник мощности остановлен, мощность от электрической машины вращает водило планетарной передачи, чтобы передавать мощность от электрической машины на выходной вал.
20. Устройство по п.5, в котором, когда транспортное средство замедляется во время движения, вращающая сила колеса передается в электрическую машину через тракт передачи мощности, чтобы переводить электрическую машину в состояние приведения в действие для того, чтобы вырабатывать электричество посредством электрической машины.
| JP 2006083919 A, 30.03.2006 | |||
| JP 2010202124 A, 16.09.2010 | |||
| JP 2004210116 A, 29.07.2004 | |||
| ТЯГОВАЯ ЭЛЕКТРОТРАНСМИССИЯ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ | 1990 |
|
RU2006387C1 |
