Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления изменением режима для гибридного транспортного средства, которое выполняет управление таким образом, что режим движения переходит от движения в "последовательном HEV-режиме" к движению в "параллельном HEV-режиме".
Уровень техники
[0002] Традиционно, известно последовательное гибридное транспортное средство, которое запускает двигатель согласно состоянию заряда аккумулятора и которое заряжает аккумулятор с помощью генератора (например, см. патентный документ 1).
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
[0003] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № Sho 55-157901
Сущность изобретения
Задача, решаемая изобретением
[0004] Тем не менее, традиционное последовательное гибридное транспортное средство имеет такую конфигурацию, в которой только движущая сила стартового электромотора используется при трогании с места, и необходимая электрическая мощность в стартовый электромотор подается посредством мощности аккумулятора и последовательной вырабатываемой мощности. Следовательно, имеется проблема в том, что если генератор чрезмерно используется после трогания c места в последовательном HEV-режиме при выработке мощности, возникает перегрев вследствие роста температуры системы выработки мощности.
[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства, которое предотвращает перегрев второй системы выработки мощности при движении в последовательном HEV-режиме.
Средство достижения цели
[0006] Чтобы достигать цели, описанной выше, гибридное транспортное средство настоящего изобретения содержит двигатель внутреннего сгорания, выполненный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом через первую зацепляющую муфту, которая зацепляется посредством хода зацепления из расцепленной позиции, первый электромотор, выполненный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом через третью зацепляющую муфту, которая зацепляется посредством хода зацепления из расцепленной позиции, второй электромотор, который механически сцепляется с двигателем внутреннего сгорания, и аккумулятор, который электрически соединяется с первым электромотором и вторым электромотором.
Во время трогания с места, когда зарядная емкость аккумулятора равна или меньше предварительно определенного значения в силу отсутствия скользящего элемента в качестве элемента трогания с места в области трогания с места, третья зацепляющая муфта переключается из расцепленного состояния в зацепленное состояние, и транспортное средство трогается с места в последовательном HEV-режиме, в котором первый электромотор используется в качестве источника приведения в движение и принимает электрическую мощность, вырабатываемую посредством второго электромотора и аккумулятора.
Гибридное транспортное средство содержит контроллер изменения режима, который выполняет управление таким образом, что когда скорость транспортного средства становится скоростью транспортного средства для переключения режима после трогания c места в последовательном HEV-режиме, первая зацепляющая муфта переключается из расцепленного состояния в зацепленное состояние, выработка мощности посредством второго электромотора прекращается, и режим движения принудительно переходит в параллельный HEV-режим, в котором первый электромотор и двигатель внутреннего сгорания используются в качестве источников приведения в движение.
Когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, контроллер изменения режима изменяет скорость транспортного средства для переключения режима на вторую скорость транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры.
Вторая скорость транспортного средства для переключения режима задается равной значению скорости транспортного средства, которое соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, при которой двигатель внутреннего сгорания допускает самоподдерживающийся режим работы.
Преимущества изобретения
[0007] Следовательно, когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, скорость транспортного средства для переключения режима в параллельный HEV-режим изменяется на вторую скорость транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры. Затем вторая скорость транспортного средства для переключения режима задается равной значению скорости транспортного средства, которое соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, при которой двигатель внутреннего сгорания допускает самоподдерживающийся режим работы.
Таким образом, когда рост температуры второй системы выработки мощности прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, управление выполняется таким образом, что выработка мощности посредством второго электромотора прекращается в то время, когда скорость транспортного средства становится второй скоростью транспортного средства для переключения режима, до достижения первой скорости транспортного средства для переключения режима, и режим движения принудительно переходит в параллельный HEV-режим. Соответственно, время для того, чтобы прекращать выработку мощности посредством второго электромотора, сокращается.
Как результат, можно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности при движении в последовательном HEV-режиме.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 является общим видом системы, иллюстрирующим приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления изменением режима в первом варианте осуществления.
Фиг. 2 является блок-схемой системы управления, иллюстрирующей конфигурацию системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления изменением режима первого варианта осуществления.
Фиг. 3 является кратким схематичным видом карты переключения передач, иллюстрирующим принцип переключения ступени переключения передач в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления изменением режима первого варианта осуществления.
Фиг. 4 является таблицей состояний зацепления, иллюстрирующей ступени переключения передач согласно позициям переключения трех зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления переключением режима первого варианта осуществления.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления изменением режима, выполняемого в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления предотвращением перегрева MG2 в процессе управления изменением режима по фиг. 5.
Фиг. 7 является графиком, иллюстрирующим карту графика переключения передач, которая выбирается при движении, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC.
Фиг. 8 является характерным видом, иллюстрирующим взаимосвязь между уклоном дороги и самоподдерживающейся частотой вращения двигателя.
Фиг. 9 является характерным видом, иллюстрирующим взаимосвязь между частотой вращения двигателя и ускорением.
Фиг. 10 является пояснительным видом, иллюстрирующим пример движения в "последовательном HEV-режиме" на низкой скорости транспортного средства на уклоне в виде плавного подъема (запрос на приведение в движение является низким).
Фиг. 11 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим поток крутящего момента MG1 и крутящего момента двигателя в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается "последовательный HEV-режим" согласно ступени переключения передач "EV первая ICE-".
Фиг. 12 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей поток крутящего момента MG1 и крутящего момента двигателя в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается "параллельный HEV-режим" согласно ступени переключения передач "EV первая ICE первая".
Варианты осуществления для выполнения изобретения
[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства управления изменением режима для гибридного транспортного средства настоящего изобретения на основе первого варианта осуществления, проиллюстрированного на чертежах.
Первый вариант осуществления
[0010] Сначала описывается конфигурация.
Устройство управления переключением режима первого варианта осуществления применяется к гибридному транспортному средству (одному примеру гибридного транспортного средства), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы", "конфигурация системы управления переключением передач", "конфигурация ступеней переключения передач", "конфигурация процесса управления переключением режима" и "конфигурация процесса управления недопущения перегрева MG2" относительно конфигурации устройства управления изменением режима для гибридного транспортного средства в первом варианте осуществления.
[0011] [Общая конфигурация системы]
Фиг. 1 иллюстрирует приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления изменением режима первого варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 1.
[0012] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1, второй электромотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую три зацепляющих муфты C1, C2 и C3, как проиллюстрировано на фиг. 1. "ICE" является сокращением для "двигателя внутреннего сгорания".
[0013] Двигатель ICE внутреннего сгорания представляет собой, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель, который расположен в переднем отсеке транспортного средства, так что направление коленчатого вала находится в направлении ширины транспортного средства. Двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с картером 10 трансмиссии для многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединяется с первым валом 11 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Двигатель ICE внутреннего сгорания по существу выполняет запуск от MG2, при котором второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного электромотора. Тем не менее, стартерный электромотор 2 остается для готовности к такой ситуации, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.
[0014] Первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2 представляют собой синхронные электромоторы с постоянными магнитами, использующие трехфазный переменный ток и имеющие аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности в качестве общего источника мощности. Статор первого электромотора/генератора MG1 крепится к картеру первого электромотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого электромотора, интегрированный в ротор первого электромотора/генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Статор второго электромотора/генератора MG2 крепится к картеру второго электромотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго электромотора, интегрированный в ротор второго электромотора/генератора MG2, соединяется с шестым валом 16 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Первый инвертор 4, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора первого электромотора/генератора MG1 через первый жгут 5 проводов переменного тока. Второй инвертор 6, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора второго электромотора/генератора MG2 через второй жгут 7 проводов переменного тока. Аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности, первый инвертор 4 и второй инвертор 6 соединяются посредством жгута 8 проводов постоянного тока через распределительную коробку 9.
[0015] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 представляет собой трансмиссию с нормальным вводом в зацепление, содержащую множество зубчатых пар, имеющих различные передаточные отношения, и содержит шесть валов-шестерней 11-16, содержащих шестерни и расположенных параллельно друг другу в картере 10 трансмиссии, и три зацепляющие муфты C1, C2, C3 для выбора зубчатой пары. Первый вал 11, второй вал 12, третий вал 13, четвертый вал 14, пятый вал 15 и шестой вал 16 предоставляются в качестве валов-шестерней. Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 предоставляются в качестве зацепляющих муфт. Картер 10 трансмиссии содержит электрический масляный насос 20, который подает смазочное масло в участки ввода в зацепление шестерней и участки осевого подшипника внутри картера.
[0016] Первый вал 11 представляет собой вал, с которым соединяется двигатель ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в этом порядке справа на фиг. 1. Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя прикрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактные участки, которые выступают в осевом направлении, вставляются во внешний периметр первого вала 11, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с первым валом 11 через вторую зацепляющую муфту C2.
[0017] Второй вал 12 соединяется с первым электромотором/генератором MG1 и представляет собой цилиндрический вал, коаксиально расположенный с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются на втором валу 12 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на втором валу 12.
[0018] Третий вал 13 представляет собой вал, расположенный на стороне выходного вала многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107, восьмая шестерня 108, девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 располагаются на третьем валу 13, в этом порядке справа на фиг. 1. Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя присоединение как единого целого) на третьем валу 13. Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактный участок, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр третьего вала 13, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с третьим валом 13 через третью зацепляющую муфту C3. Затем шестая шестерня 106 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, седьмая шестерня 107 вводится в зацепление с шестнадцатой шестерней 116 дифференциала 17, и восьмая шестерня 108 вводится в зацепление с третьей шестерней 103 первого вала 11. Девятая шестерня 109 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12, и десятая шестерня 110 вводится в зацепление с пятой шестерней 105 второго вала 12.
[0019] Четвертый вал 14 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, и одиннадцатая шестерня 111, двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 располагаются на четвертом валу 14 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя присоединение как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактный участок, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр четвертого вала 14, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14 через первую зацепляющую муфту C1. Затем одиннадцатая шестерня 111 вводится в зацепление с первой шестерней 101 первого вала 11, двенадцатая шестерня 112 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, и тринадцатая шестерня 113 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12.
[0020] Пятый вал 15 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, и четырнадцатая шестерня 114, которая вводится в зацепление с одиннадцатой шестерней 111 четвертого вала 14, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя закрепление как единого целого).
[0021] Шестой вал 16 представляет собой вал, с которым соединяется второй электромотор/генератор MG2, и пятнадцатая шестерня 115, которая вводится в зацепление с четырнадцатой шестерней 114 пятого вала 15, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя присоединение как единого целого).
[0022] После этого второй электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом. Зубчатая передача служит в качестве редукторной передачи, которая замедляет частоту вращения MG2 во время запуска от MG2 двигателя ICE внутреннего сгорания посредством второго электромотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для выработки вторым электромотором/генератором MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.
[0023] Первая зацепляющая муфта C1 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113 четвертого вала 14, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в левой позиции зацепления (слева), четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции нейтрали (N), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 расцепляются, и четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 расцепляются. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в правой позиции зацепления (справа), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0024] Вторая зацепляющая муфта C2 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между второй шестерней 102 и третьей шестерней 103 первого вала 11, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в левой позиции зацепления (слева), первый вал 11 и третья шестерня 103 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции нейтрали (N), первый вал 11 и вторая шестерня 102 расцепляются, и первый вал 11 и третья шестерня 103 расцепляются. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в правой позиции зацепления (справа), первый вал 11 и вторая шестерня 102 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0025] Третья зацепляющая муфта C3 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между девятой шестерней 109 и десятой шестерней 110 третьего вала 13, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в левой позиции зацепления (слева), третий вал 13 и десятая шестерня 110 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции нейтрали (N), третий вал 13 и девятая шестерня 109 расцепляются, и третий вал 13 и десятая шестерня 110 расцепляются. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в правой позиции зацепления (справа), третий вал 13 и девятая шестерня 109 соединяются с возможностью приведения в действие. Затем шестнадцатая шестерня 116, которая вводится в зацепление с седьмой шестерней 107, предоставленной как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) для третьего вала 13 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, соединяется с левым и правым ведущими колесами 19 через дифференциал 17 и левый и правый ведущие валы 18.
[0026] Система управления гибридного транспортного средства содержит гибридный модуль 21 управления, модуль 22 управления электромотором, модуль 23 управления трансмиссией и модуль 24 управления двигателем, как проиллюстрировано на фиг. 1.
[0027] Гибридный модуль 21 управления (аббревиатура: "HCM") представляет собой интегральное средство управления для того, чтобы надлежащим образом управлять энергопотреблением всего транспортного средства. Этот гибридный модуль 21 управления соединяется с другими модулями управления (модулем 22 управления электромотором, модулем 23 управления трансмиссией, модулем 24 управления двигателем и т.д.) таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией через линию 25 CAN-связи. "CAN" в линии 25 CAN-связи является аббревиатурой для "контроллерной сети".
[0028] Модуль 22 управления электромотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей питания, управление рекуперацией и т.п. первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент электромотора принудительно придерживается целевого крутящего момента электромотора, когда определяется целевой крутящий момент электромотора, который должен совместно использоваться относительно целевой движущей силы. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, в котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечивать схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, когда имеется запрос на переключение передач для того, чтобы полностью зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3 в ходе движения.
[0029] Модуль 23 управления трансмиссией (аббревиатура: "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, посредством вывода команды управления током в электрические актуаторы 31, 32, 33 (см. фиг. 2), на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющие муфты C1, C2 или C3 избирательно полностью зацепляются/ расцепляются, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из множества пар зубчатых пар. Здесь, во время запроса на переключение передач на то, чтобы зацеплять любую из расцепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, с тем чтобы подавлять частоту дифференциального вращения между входным/выходным валом муфты, чтобы обеспечивать полное зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.
[0030] Модуль 24 управления двигателем (аббревиатура: "ECU") выполняет управление запуском двигателя ICE внутреннего сгорания, управление остановкой двигателя ICE внутреннего сгорания, управление отсечкой топлива и т.п., посредством вывода команды управления в модуль 22 управления электромотором, свечу зажигания, актуатор впрыска топлива и т.п., на основе предварительно определенной входной информации.
[0031] Конфигурация системы управления переключением передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 согласно варианту осуществления отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования, в качестве элементов переключения передач, зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковой муфты), которые полностью зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы полностью зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2 или C3, частоты дифференциального вращения входного/выходного вала муфты синхронизируются посредством первого электромотора/генератора MG1 (когда зацепляющая муфта C3 зацепляется) или второго электромотора/генератора MG2 (когда зацепляющие муфты C1, C2 зацепляются), и ход зацепления начинается, как только частота вращения попадает в диапазон частот вращения при определении синхронизации, чтобы реализовывать переключение передач. Помимо этого, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы расцеплять любую из зацепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, передаваемый крутящий момент муфты расцепляемой муфты уменьшается, и ход расцепления начинается, как только крутящий момент становится меньше или равным значения определения крутящего момента расцепления, чтобы реализовывать переключение передач. Ниже описывается конфигурация системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 2.
[0032] Система управления переключением передач содержит, в качестве зацепляющих муфт, первую зацепляющую муфту C1, вторую зацепляющую муфту C2 и третью зацепляющую муфту C3, как проиллюстрировано на фиг. 2. Первый электрический актуатор 31, второй электрический актуатор 32 и третий электрический актуатор 33 предоставляются. Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты предоставляются в качестве механизмов, которые преобразуют операции актуатора в операции зацепления/расцепления муфты. Кроме того, модуль 23 управления трансмиссией предоставляется в качестве средства управления первого электрического актуатора 31, второго электрического актуатора 32 и третьего электрического актуатора 33.
[0033] Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 представляют собой кулачковые муфты, которые переключаются между позицией нейтрали (N: расцепленной позицией), левой позицией зацепления (слева: позицией полного зацепления муфты с левой стороны) и правой позицией зацепления (справа: позицией полного зацепления муфты с правой стороны). Зацепляющие муфты C1, C2, C3 имеют идентичную конфигурацию, содержащую соединительные втулки 51, 52, 53; левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты; и правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты. Соединительные втулки 51, 52, 53 предоставляются таким образом, что они могут иметь ход в осевом направлении посредством шлицевого соединения через ступицу, которая не показана, прикрепленную к четвертому валу 14, первому валу 11 и третьему валу 13, и имеют собачки 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b, имеющие с обеих сторон плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52, 53. Левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 113, 103, 110, которые представляют собой левые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51a, 52a,53a. Правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 112, 102, 109, которые представляют собой правые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51b, 52b, 53b.
[0034] Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты преобразуют движения при повороте электрических актуаторов 31, 32 и 33 в осевое перемещение хода соединительных втулок 51, 52, 53. Рабочие механизмы 41, 42, 43 зацепляющей муфты имеют идентичную конфигурацию, содержащую поворотные тяги 61, 62, 63; стержни 64, 65, 66 переключения передач; и вилки 67, 68, 69 переключения передач. Один конец каждой из поворотных тяг 61, 62, 63 предоставляется на валах актуаторов электрических актуаторов 31, 32, 33, при этом другой конец соединяется с одним из стержней 64, 65, 66 переключения передач таким образом, что он является относительно смещаемым. Стержни 64, 65, 66 переключения передач допускают расширение и сжатие согласно абсолютной величине и направлению передающей силы стержня, посредством размещения пружин 64a, 65a, 66a в позициях разделения стержней. Один конец каждой из вилок 67, 68, 69 переключения передач крепится к одному из стержней 64, 65, 66 переключения передач, и другой конец располагается в одной из вилочных канавок 51c, 52c, 53c соединительных втулок 51, 52, 53.
[0035] Модуль 23 управления трансмиссией вводит сигналы датчиков и сигналы переключения из датчика 71 скорости транспортного средства, датчика 72 величины открытия позиции педали акселератора, датчика 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала, датчика 74 частоты вращения двигателя, датчика 75 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, переключателя 77 режима движения, переключателя 78 диапазона скоростей и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала предоставляется относительно концевого участка вала для третьего вала 13 и определяет частоту вращения вала для третьего вала 13. В таком случае, предоставляется модуль сервоуправления позицией (например, сервосистема позиционирования посредством PID-управления), который управляет полным зацеплением и расцеплением зацепляющих муфт C1, C2, C3, определенным посредством позиций соединительных втулок 51, 52 и 53. Модуль сервоуправления позицией вводит сигналы датчиков из датчика 81 позиции первой втулки, датчика 82 позиции второй втулки и датчика 83 позиции третьей втулки. После этого считываются значения датчиков для датчиков 81, 82, 83 позиции втулки, и ток прикладывается к электрическим актуаторам 31, 32, 33 таким образом, что позиции соединительных втулок 51, 52, 53 находятся в расцепленной позиции или позиции зацепления согласно ходу зацепления. Таким образом, посредством задания зацепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях зацепления, полностью зацепленных между собой, промежуточные шестерни соединяются с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14, первым валом 11 и третьим валом 13. С другой стороны, посредством задания расцепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях отсутствия зацепления посредством смещения соединительных втулок 51, 52, 53 в осевом направлении, промежуточные шестерни отсоединяются от четвертого вала 14, первого вала 11 и третьего вала 13.
[0036] Конфигурация ступеней переключения передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 первого варианта осуществления отличается тем, что уменьшение размера достигается посредством уменьшения потерь при передаче мощности в силу отсутствия элемента поглощения дифференциального вращения, такого как жидкостное сцепление, и посредством уменьшения ступеней переключения передач ICE посредством предоставления использования усиления электромотора для двигателей ICE внутреннего сгорания (ступени EV-переключения передач: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 1-4 скорость). Ниже описывается конфигурация схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3 и фиг. 4.
[0037] Используется принцип ступеней переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в начальной области, которая равна или меньше предварительно определенной скорости транспортного средства VSP0, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента трогания с места (проскальзывающего элемента), трогание с места за счет электромотора посредством только движущей силы электромотора выполняется в "EV-режиме", как проиллюстрировано на фиг. 3. После этого, в области движения, когда потребность в движущей силе является большой, используется "параллельный HEV-режим", в котором движущая сила двигателя усиливается посредством движущей силы электромотора, как проиллюстрировано на фиг. 3. Таким образом, по мере того, как скорость VSP транспортного средства увеличивается, ступени ICE-переключения передач переключаются с "(ICE первая) -> ICE вторая -> ICE третья -> ICE четвертая", а ступени EV-переключения передач переключаются с "EV первая -> EV вторая".
[0038] Все ступени переключения передач, которые теоретически могут получаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей зацепляющие муфты C1, C2, C3 являются такими, как показано на фиг. 3. На фиг. 3, "блокировка" представляет ступень взаимной блокировки переключения передач, которая не является применимой в качестве ступени переключения передач, "EV-" представляет состояние, в котором первый электромотор/генератор MG1 не соединен с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19, и "ICE-" представляет состояние, в котором ICE двигателя внутреннего сгорания не соединен с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19. Каждая из ступеней переключения передач описывается ниже.
[0039] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV- ICEgen" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "нейтраль" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV- ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа". Здесь, ступень переключения передач "EV- ICEgen" представляет собой ступень переключения передач, выбранную во время выработки мощности MG1 в режиме холостого хода, в которой мощность вырабатывается в первом электромоторе/генераторе MG1 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено, или во время двухприводной выработки мощности в режиме холостого хода, в которой выработка мощности MG2 выполняется в дополнение к выработке мощности MG1. Ступень переключения передач "нейтраль" представляет собой ступень переключения передач, выбранную во время выработки мощности MG2 в режиме холостого хода, в которой мощность вырабатывается во втором электромоторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено.
[0040] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "N" и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV первая ICE первая" получается, если первая зацепляющая муфта находится в позиции "слева", " EV первая ICE-" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N", и "EV первая ICE3 третья", получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".
Здесь, ступень переключения передач "EV первая ICE-" представляет собой ступень переключения передач, выбранную для "EV-режима", в которой двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1, или для "последовательного HEV-режима", в которой EV-движение на первой скорости выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1 в то время, когда мощность вырабатывается во втором электромоторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания.
[0041] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", "EV первая ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV1,5 ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и "EV- ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", а третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", "EV вторая ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N".
[0042] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV вторая ICE третья'" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "EV вторая ICE-" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N", и "EV вторая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".
Здесь, ступень переключения передач "EV вторая ICE-" представляет собой ступень переключения передач, выбранную для "EV-режима", в котором двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1, или для "последовательного HEV-режима", в которой EV-движение на второй скорости выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1 в то время, когда мощность вырабатывается во втором электромоторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания.
[0043] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа" и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", "EV2 вторая ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N".
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV2,5 ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и "EV- ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", "EV первая ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "N".
[0044] Далее описывается способ отделять "ступень переключения передач при нормальном использовании" от всех вышеописанных ступеней переключения передач, достигаемых посредством комбинаций зацепления зацепляющих муфт C1, C2, C3.
Во-первых, ступени переключения передач за исключением "ступеней переключения передач посредством сцепления (перекрестная штриховка на фиг. 4)" и "ступеней переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач (штриховка вправо-вверх на фиг. 4)" из всех ступеней переключения передач, должны представлять собой множество ступеней переключения передач, которые могут достигаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Здесь, ступени переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач, означают "EV 1,5 ICE вторая", в котором первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и "EV 2,5 ICE четвертая", в котором первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа". Причина, по которой эти ступени переключения передач не могут выбираться посредством механизма переключения передач, состоит в том, что один первый электрический актуатор 31 представляет собой актуатор переключения передач, который совместно используется для использования с двумя зацепляющими муфтами C1, C2, и в том, что одна из зацепляющих муфт стопорится в позиции нейтрали посредством рабочего механизма 40 выбора C1/C2.
[0045] Затем ступени переключения передач за исключением "ступеней переключения передач, не используемых в нормальном режиме (штриховка "вправо вниз" на фиг. 3)" и "ступеней переключения передач, используемых с низким SOC и т.д. (рамка с пунктирной линией на фиг. 3)" из множества ступеней переключения передач, которые могут достигаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, должны представлять собой "ступень переключения передач при нормальном использовании (рамка с жирной линией на фиг. 3)". Здесь, "ступени переключения передач, не используемые в нормальном режиме" представляют собой "EV вторая ICE третья'" и "EV первая ICE четвертая", и "ступени переключения передач, используемые с низким SOC и т.д." представляют собой "EV- ICEgen" и "EV первая ICE первая".
[0046] Следовательно, "ступени переключения передач при нормальном использовании" сконфигурированы посредством добавления "нейтрали" к ступеням EV-переключения передач ("EV первая ICE-", "EV вторая ICE-"), ступеням ICE-переключения передач ("EV- ICE вторая", "EV- ICE третья", "EV- ICE четвертая") и комбинированным ступеням переключения передач ("EV первая ICE вторая", "EV первая ICE третья", "EV вторая ICE вторая", "EV вторая ICE третья", "EV вторая ICE четвертая").
[0047] Конфигурация процесса управления изменением режима
Фиг. 5 иллюстрирует последовательность операций процесса управления изменением режима, выполняемых в модуле 23 управления трансмиссией (контроллере изменения режима) первого варианта осуществления. Ниже описываются каждый из этапов на фиг. 5, который показывает один пример конфигурации процесса управления изменением режима. Этот процесс управления изменением режима выполняется в диапазоне движения на низкой скорости транспортного средства от EV-трогания с места до изменения режима на "параллельный HEV-режим".
[0048] На этапе S1, определяется то, имеется или нет операция трогания с места. В случае "Да" (операция трогания с места присутствует), процесс переходит к этапу S2, а если "Нет" (операция трогания с места отсутствует), определение этапа S1 повторяется.
Здесь, "операция трогания с места" определяется, например, из операции выбора диапазона движения, операции отпускания тормоза, операции нажатия педали акселератора после отпускания тормоза и т.п.
[0049] На этапе S2, после определения того, что операция трогания с места присутствует, на этапе S1, или определения того, что изменение режима отсутствует, на этапе S5, определяется то, равно или выше либо нет SOC аккумулятора порогового значения A запроса на выработку мощности. В случае "Да" ("SOC аккумулятора ≥ A", "запрос на выработку мощности отсутствует"), процесс переходит к этапу S3, а если "Нет" ("SOC аккумулятора < A", "запрос на выработку мощности присутствует"), процесс переходит к этапу S6.
Здесь, информация относительно "SOC аккумулятора" получается из датчика 78 SOC аккумулятора. "Пороговое значение A запроса на выработку мощности" задается в качестве граничного значения, которое отделяет область SOC, в которой запрос на выработку мощности присутствует, и область SOC, в которой запрос на выработку мощности отсутствует (например, "A= SOC аккумулятора" составляет приблизительно 40%).
[0050] На этапе S3, после определения того, что "SOC аккумулятора ≥ A", т.е. того, что запрос на выработку мощности отсутствует, на этапе S2, третья зацепляющая муфта C3 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 переключается из "N" на позицию "слева", чтобы выбирать ступень переключения передач "EV первая ICE-". Затем первый электромотор/генератор MG1 приводится в действие согласно операции нажатия педали акселератора, и процесс переходит к этапу S4.
[0051] На этапе S4, после приведения в движение за счет MG1 на этапе S3, движение за счет MG1 выполняется в "EV-режиме" посредством ступени переключения передач "EV первая ICE-", и процесс переходит к этапу S5.
Здесь, во время движения за счет MG1 в "EV-режиме", первый электромотор/генератор MG1 выполняет управление крутящим моментом для вывода крутящего момента, соответствующего целевой движущей силе, которая определяется из величины APO открытия позиции педали акселератора и скорости VSP транспортного средства.
[0052] На этапе S5, после движения за счет MG1 в "EV-режиме" на этапе S4, определения того, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является возможным, на этапе S11, или управления предотвращением перегрева MG2 на этапе S12, определяется то, имеется или нет изменение режима на "параллельный HEV-режим". В случае "Нет" (изменение режима отсутствует), процесс возвращается к этапу S2. В случае "Да" (изменение режима присутствует), процесс переходит к концу, и настоящее управление завершается.
Здесь, присутствие изменения режима на "параллельный HEV-режим" может определяться, когда существует запрос на изменение на ступень переключения передач "параллельного HEV-режима", когда второй электромотор/генератор MG2 остановлен на основе запроса на изменение, либо когда завершается переключение передач.
[0053] На этапе S6, после определения того, что "SOC аккумулятора < A", т.е. того, что запрос на выработку мощности присутствует, на этапе S2, выводится функциональный запрос (на выработку мощности) для второго электромотора/генератора MG2, который подавляет уменьшение SOC аккумулятора, и процесс переходит к этапу S7.
[0054] На этапе S7, после функционального запроса MG2 на этапе S6, определяется то, работает или нет двигатель ICE внутреннего сгорания ("двигатель работает"). В случае "Да" ("двигатель работает"), процесс переходит к этапу S9, а если "Нет" ("двигатель остановлен"), процесс переходит к этапу S8.
Здесь, "двигатель работает" определяется, например, при трогании с места из ситуации, в которой выработка мощности в режиме холостого хода посредством работы двигателя выполняется вследствие запроса на выработку мощности в то время, когда транспортное средство остановлено.
[0055] На этапе S8, после определения "двигатель остановлен" на этапе S7, двигатель ICE внутреннего сгорания запускается (запуск двигателя) с использованием второго электромотора/генератора MG2 в качестве стартерного электромотора, и процесс переходит к этапу S9.
[0056] На этапе S9, после определения "двигатель работает" на этапе S7 или запуска двигателя на этапе S8, третья зацепляющая муфта C3 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 переключается из "N" на позицию "слева", чтобы выбирать ступень переключения передач "EV первая ICE-". Затем первый электромотор/генератор MG1 приводится в действие согласно операции нажатия педали акселератора, выполняется выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2, и процесс переходит к этапу S10.
[0057] На этапе S10, после "приведение в движение за счет MG1+выработка мощности MG2" на этапе S9, "выработка мощности MG2+движение за счет MG1" выполняется в "последовательном EV-режиме" посредством ступени переключения передач "EV первая ICE-", и процесс переходит к этапу S11.
[0058] На этапе S11, после "выработка мощности MG2+движение за счет MG1" в "последовательном HEV-режиме" на этапе S10, определяется то, является или нет возможным изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима. В случае "Да" ("изменение режима на VSP1 возможно"), процесс переходит к этапу S5, а если "Нет" ("изменение режима на VSP1 невозможно"), процесс переходит к этапу S12.
Здесь, "первая скорость VSP1 транспортного средства для переключения режима" является скоростью транспортного средства для переключения режима, при которой выводится запрос на изменение режима, чтобы переключаться с "последовательного, EV первая (последовательного HEV-режима)" на "EV первая ICE первая (параллельный HEV-режим)" на карте графика переключения передач, проиллюстрированной на фиг. 7, которая выбирается при движении, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC (например, приблизительно 10 км/ч).
Определение "изменение режима возможно/изменение режима невозможно" на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима выполняется следующим образом.
Во-первых, разрешенное время непрерывной выработки мощности задается заранее в качестве времени, в течение которого увеличение температуры MG2 подавляется, при подвергании второго электромотора/генератора MG2 непрерывной выработке мощности. После этого, когда прогнозируется то, что скорость VSP транспортного средства увеличивается до первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, когда истекшее время от начала движения в "последовательном HEV-режиме" находится в пределах разрешенного времени непрерывной выработки мощности вследствие трогания с места посредством операции максимального нажатия педали акселератора и т.п., определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является возможным. С другой стороны, когда прогнозируется то, что скорость VSP транспортного средства не увеличивается до первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, даже когда истекшее время от начала движения в "последовательном HEV-режиме" достигает разрешенного времени непрерывной выработки мощности вследствие трогания с места посредством операции минимального нажатия педали акселератора и т.п., определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным.
[0059] На этапе S12, после определения того, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным, на этапе S11, управление предотвращением перегрева MG2 выполняется на основе блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 6, и процесс переходит к этапу S5.
[0060] Конфигурация процесса управления предотвращением перегрева MG2
Фиг. 6 иллюстрирует последовательность операций процесса управления предотвращением перегрева MG2, выполняемого на этапе S12 процесса управления изменением режима по фиг. 5. Ниже описывается каждый этап на фиг. 6.
[0061] На этапе S120, после определения того, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным, на этапе S11 по фиг. 5, первая скорость VSP1 транспортного средства для переключения режима (сплошная линия) для переключения из "последовательного, EV первая (последовательного HEV-режима)" на "EV первая ICE первая (параллельный HEV-режим)" на карте графика переключения передач (фиг. 7) изменяется на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима (пунктирная линия), которая меньше первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, и процесс переходит к этапу S121.
Здесь, "вторая скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима" задается равной значению скорости транспортного средства, которое уменьшается по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным (например, приблизительно 5 км/ч в случае ровной дороги с уклоном поверхности дороги в 0%). Например, частота вращения двигателя, при которой движение является возможным (самоподдерживающийся режим работы), задается равной 0%-му уклону=650 об/мин, и затем посредством характеристики, при которой частота вращения увеличивается по мере того, как увеличивается уклон, как проиллюстрировано на фиг. 8. Следовательно, "вторая скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима" задается равной значению скорости транспортного средства, которое уменьшается по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, согласно частоте вращения для возможности движения (частоте вращения двигателя) вследствие уклона.
Помимо этого, "карта графика переключения передач" выбирается в области низкого SOC и представляет собой карту, на которой скорость VSP транспортного средства и требуемая движущая сила (движущая сила) представляют собой оси координат, и на координатной плоскости, которой назначается область выбора для выбора ступени переключения передач, полученной посредством добавления "EV первая ICE первая" к ступени переключения передач при нормальном использовании, как проиллюстрировано на фиг. 7. Таким образом, область выбора "последовательных, EV первая" назначается области низких скоростей транспортного средства после трогания с места, в качестве области приведения в движение привода посредством нажатия педали акселератора. Затем области выбора "EV первая ICE первая", "EV первая ICE вторая" и "EV первая ICE третья" назначаются области промежуточных скоростей транспортного средства, и области выбора "EV вторая ICE вторая", "EV вторая ICE третья" и "EV вторая ICE четвертая" назначаются области высоких скоростей транспортного средства. В качестве областей рекуперативного торможения при движении по инерции с ногой, снятой с педали акселератора, область выбора "EV первая (EV вторая)" назначается области низких скоростей транспортного средства, а область выбора "EV вторая" назначается области высоких скоростей транспортного средства.
[0062] На этапе S121, после изменения скорости транспортного средства для переключения режима на этапе S120, или определения того, что "оцененная температура MG2 < T1", на этапе S123, определяется то, меньше или нет скорость VSP транспортного средства в это время второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима. В случае "Да" ("VSP < VSP2"), процесс переходит к этапу S122, а если "Нет" ("VSP ≥ VSP2"), процесс переходит к этапу S131.
Здесь, информация относительно "скорости VSP транспортного средства" получается из датчика 71 скорости транспортного средства.
[0063] На этапе S122, после определения того, что "VSP < VSP2", на этапе S121, мощность вырабатывается посредством второго электромотора/генератора MG2 посредством движения в "последовательном HEV-режиме", и процесс переходит к этапу S123.
Здесь, при выработке мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 на этапе S122, вырабатываемая электрическая мощность задается как высокая электрическая мощность, которая является нормальной вырабатываемой электрической мощностью MG2 (например, 15 кВт). Вырабатываемая электрическая мощность посредством второго электромотора/генератора MG2 может переключаться между высокой электрической мощностью (например, 15 кВт) и низкой электрической мощностью (например, 5 кВт).
[0064] На этапе S123, после выработки мощности MG2 (высокой электрической мощности) на этапе S122, определяется то, равна или выше либо нет оцененная температура MG2 первого порогового значения T1 температуры. В случае "Да" ("оцененная температура MG2 ≥ T1"), процесс переходит к этапу S124, а если "Нет" ("оцененная температура MG2 < T1"), процесс возвращается к этапу S121.
Здесь, "оцененная температура MG2" является оцененной температурой второго электромотора/генератора MG2, который используется для выработки мощности и оценивается посредством арифметического выражения с использованием вырабатываемой электрической мощности MG2 и длительности выработки мощности MG2. "Первое пороговое значение T1 температуры" задается равным пороговому значению температуры, при котором возникает риск того, что второй электромотор/генератор MG2 перегревается (перегрев), если выработка мощности MG2 посредством высокой электрической мощности продолжается как есть (например, T1=150˚C).
[0065] На этапе S124, после определения того, что "оцененная температура MG2 ≥ T1", на этапе S123, или определения того, что "оцененная температура MG2 < T2", на этапе S126, определяется то, меньше или нет скорость VSP транспортного средства в это время второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, идентично этапу S121. В случае "Да" ("VSP < VSP2"), процесс переходит к этапу S125, а если "Нет" ("VSP ≥ VSP2"), процесс переходит к этапу S131.
[0066] На этапе S125, после определения того, что "VSP < VSP2", на этапе S124, выработка низкой электрической мощности выполняется посредством второго электромотора/генератора MG2 посредством движения в "последовательном HEV-режиме", и процесс переходит к этапу S126.
На этом этапе S125, вырабатываемая электрическая мощность посредством второго электромотора/генератора MG2 уменьшается с высокой электрической мощности (например, 15 кВт) до низкой электрической мощности (например, 5 кВт).
[0067] На этапе S126, после выработки мощности MG2 (низкой электрической мощности) на этапе S125, определяется то, равна или выше либо нет оцененная температура MG2 второго порогового значения T2 температуры. В случае "Да" ("оцененная температура MG2 ≥ T2"), процесс переходит к этапу S127, а если "Нет" ("оцененная температура MG2 < T2"), процесс возвращается к этапу S124.
Здесь, "второе пороговое значение T2 температуры" задается равным пороговому значению температуры, при котором возникает риск того, что второй электромотор/генератор MG2 перегревается (перегрев), если выработка мощности MG2 посредством низкой электрической мощности продолжается как есть (например, T2=180˚C).
[0068] На этапе S127, после определения того, что "оцененная температура MG2 ≥ T2", на этапе S126, или ускорения за счет MG1 на этапе S130, определяется то, является или нет возможным изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, идентично этапу S11 по фиг. 5. В случае "Да" ("изменение режима на VSP1 возможно"), процесс переходит к этапу S128, а если "Нет" ("изменение режима на VSP1 невозможно"), процесс переходит к этапу S129.
[0069] На этапе S128, после определения того, что изменение режима в VSP1 является возможным, на этапе S127, вторая скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима, которая изменена на этапе S120, восстанавливается до первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима перед изменением, и процесс переходит к этапу S5 по фиг. 5.
[0070] На этапе S129, после определения того, что изменение режима в VSP1 является невозможным, на этапе S127, определяется то, меньше или нет скорость VSP транспортного средства в это время второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, идентично этапу S121 и этапу S124. В случае "Да" ("VSP < VSP2"), процесс переходит к этапу S130, а если "Нет" ("VSP ≥ VSP2"), процесс переходит к этапу S131.
[0071] На этапе S130, после определения того, что "VSP < VSP2", на этапе S129, ускорение определяется на основе частоты Ne вращения двигателя в это время, так что скорость транспортного средства, по меньшей мере, равна или больше второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима на основе характеристик, проиллюстрированных на фиг. 9, и транспортное средство ускоряется посредством увеличения требуемой движущей силы для первого электромотора/генератора MG1, после чего процесс возвращается к этапу S127.
Здесь, информация относительно "частоты Ne вращения двигателя" получается из датчика 74 частоты вращения двигателя.
[0072] На этапе S131, после определения того, что "VSP ≥ VSP2", на этапе S121, этапе S124 или этапе S129, выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается на основе запроса на изменение режима вследствие установления "VSP ≥ VSP2" (фиг. 7), и процесс переходит к этапу S132.
[0073] На этапе S132, после прекращения выработки мощности MG2 на этапе S131, режим движения принудительно переходит из "последовательного HEV-режима" в "параллельный HEV-режим" посредством переключения передач со ступени переключения передач "последовательный, EV первая" на ступень переключения передач "EV первая ICE первая", и процесс переходит к концу.
[0074] Далее описываются операции.
Ниже отдельно описываются "операция процесса управления изменением режима", "операция процесса управления предотвращением перегрева MG2", "операция управления изменением режима" и "характерная операция управления изменением режима", относительно операций устройства управления изменением режима для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
[0075] Операция процесса управления изменением режима (фиг. 5)
Когда операция трогания с места присутствует, и "SOC аккумулятора ≥ A", запрос на выработку мощности в силу этого отсутствует, и процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S3 --> этап S4 --> этап S5" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. После этого, в то время когда определяется то, что изменение режима на "параллельный HEV-режим" отсутствует, на этапе S5, последовательность операций, переходящая от "этап S2 --> этап S3 --> этап S4 --> этап S5", повторяется. Следовательно, на этапе S3, третья зацепляющая муфта C3 переключается из "N" на позицию "слева", и приведение в действие первого электромотора/генератора MG1 начинается согласно операции нажатия педали акселератора. На этапе S4, движение за счет MG1 выполняется в "EV-режиме" посредством ступени переключения передач "EV первая ICE-".
[0076] Когда операция трогания с места присутствует, и "SOC аккумулятора < A", запрос на выработку мощности в силу этого присутствует, и процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S6 --> этап S7" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. Затем на этапе S7, после функционального запроса MG2 на этапе S6, определяется то, работает или нет двигатель, и процесс непосредственно переходит к этапу S9, если двигатель работает. Если двигатель остановлен, процесс переходит от этапа S7 к этапу S8, и двигатель запускается с использованием второго электромотора/генератора MG2 в качестве стартерного электромотора на этапе S8, после чего процесс переходит к этапу S9. Процесс переходит от этапа S9 к "этап S10 --> этап S11". На этапе S11, прогнозируется и определяется то, является или нет возможным изменение режима на "параллельный HEV-режим" на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима. После этого, в то время когда определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является возможным, на этапе S11 вследствие сценария трогания с места с ускорением и т.п., и то, что изменение режима на "параллельный HEV-режим" отсутствует, на этапе S5, последовательность операций, переходящая от "этап S2 --> этап S6 --> этап S7 --> этап S9 --> этап S10 --> этап S11 --> этап S5", повторяется. Следовательно, на этапе S9 третья зацепляющая муфта C3 переключается из "N" на позицию "слева", и первый электромотор/генератор MG1 приводится в действие согласно операции нажатия педали акселератора. На этапе S10, "выработка мощности MG2+движение за счет MG1" выполняется в "последовательном HEV-режиме" посредством ступени переключения передач "EV первая ICE-".
[0077] С другой стороны, в сценарии движения, в котором низкая скорость транспортного средства поддерживается после трогания с места и т.п., определяется то, что изменение режима на "параллельный HEV-режим" является невозможным на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, на этапе S11. В это время, последовательность операций, которая переходит от "этап S2 --> этап S6 --> этап S7 --> этап S9 --> этап S10 --> этап S11 --> этап S12 --> этап S5", повторяется. Следовательно, на этапе S12, управление предотвращением перегрева MG2 выполняется на основе блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 6.
[0078] Операция процесса управления предотвращением перегрева MG2 (фиг. 6)
Когда прогнозируется и определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным, на этапе S11 по фиг. 5, процесс переходит к этапу S120 на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 6. На этапе S120, первая скорость VSP1 транспортного средства для переключения режима для переключения из "последовательного, EV первая (последовательного HEV-режима)" на "EV первая ICE первая (параллельный HEV-режим)" на карте графика переключения передач (фиг. 7) изменяется на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима.
[0079] Когда определяется то, что скорость VSP транспортного средства меньше второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, на этапе S121, процесс переходит от "этап S121 --> этап S122 --> этап S123" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 6. После этого, в то время когда определяется то, что "оцененная температура MG2 < T1", на этапе S123, последовательность операций, которая переходит от "этап S121 --> этап S122 --> этап S123", повторяется на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 6. Следовательно, до тех пор, пока оцененная температура MG2 не достигнет первого порогового значения T1 температуры, выработка мощности (высокая электрическая мощность) посредством второго электромотора/генератора MG2 посредством движения в "последовательном HEV-режиме" поддерживается на этапе S122.
[0080] После этого, когда определяется то, что "оцененная температура MG2 ≥ T1", на этапе S123 вследствие выработки мощности MG2 (высокой электрической мощности), процесс переходит от этапа S123 к этапу S124. Когда определяется то, что скорость VSP транспортного средства меньше второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, на этапе S124, процесс переходит от этапа S124 к "этап S125 --> этап S126". В то время, когда определяется то, "оцененная температура MG2 < T2" или нет, на этапе S126, последовательность операций, которая переходит от "этап S124 --> этап S125 --> этап S126" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 6, повторяется. Следовательно, до тех пор, пока оцененная температура MG2 не достигнет второго порогового значения T2 температуры из первого T1 порогового значения температуры, вырабатываемая электрическая мощность переключается на низкую электрическую мощность, и выработка мощности (низкая электрическая мощность) посредством второго электромотора/генератора MG2 выполняется посредством движения в "последовательном HEV-режиме".
[0081] После этого, когда определяется то, что "оцененная температура MG2 ≥ T2", на этапе S126, процесс переходит от этапа S126 к "этап S127 --> этап S129". Когда определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным, на этапе S127, и определяется то, что скорость VSP транспортного средства меньше второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, на этапе S129, процесс переходит к этапу S130; на этапе S130, транспортное средство ускоряется посредством увеличения требуемой движущей силы для первого электромотора/генератора MG1.
[0082] Когда определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является возможным, на этапе S127 вследствие ускорения за счет MG1 на этапе S130, процесс переходит к этапу S128; на этапе S128, скорость транспортного средства для переключения режима, которая изменена на этапе S120, восстановлена до первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима перед изменением, и процесс переходит к этапу S5 по фиг. 5.
[0083] С другой стороны, когда определяется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным, на этапе S127, но что скорость VSP транспортного средства становится равной или превышающей вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима, на этапе S129 вследствие ускорения за счет MG1 на этапе S130, процесс переходит от этапа S129 к "этап S131 --> этап S132 --> конец". На этапе S131, выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается, и на следующем этапе S132, ступень переключения передач "EV первая ICE первая" выбирается, и движение выполняется с изменением режима на "параллельный HEV-режим".
[0084] Если определено то, что скорость VSP транспортного средства становится равной или превышающей вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима, на этапе S121 или этапе S124, которые являются промежуточными стадиями выработки мощности MG2, процесс переходит от этапа S121 или этапа S124 к "этап S131 --> этап S132 --> конец". На этапе S131, выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается, и на следующем этапе S132, ступень переключения передач "EV первая ICE первая" выбирается, и движение выполняется с изменением режима на "параллельный HEV-режим".
[0085] Операция управления изменением режима
Транспортное средство, подвергающееся настоящему управлению, представляет собой гибридное транспортное средство, которое допускает движение при выборе "последовательного HEV-режима", т.е. движение посредством первого электромотора/генератора MG1 при выработке мощности посредством второго электромотора/генератора MG2. Гибридное транспортное средство может переводиться в перегретое состояние посредством чрезмерного роста температуры второго электромотора/генератора MG2 в случае, если второй электромотор/генератор MG2 для выработки мощности используется чрезмерно.
[0086] Если выработка мощности MG2 в силу этого более не может продолжаться, SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности уменьшается, и становится невозможным выполнять EV-трогание с места с помощью первого электромотора/генератора MG1, запуск двигателя с помощью второго электромотора/генератора MG2 и управление синхронизацией вращения во время переключения передач и т.п. Поскольку необходимо надежно исключать такие ситуации, требуемая движущая сила прогнозируется, и управление выполняется для того, чтобы оптимизировать ее распределение в двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2, на основе состояния температуры MG2. В силу этого намерение состоит в том, чтобы предотвращать перегрев (перегрев) второго электромотора/генератора MG2. Ниже описывается операция управления изменением режима, на основе фиг. 11 и фиг. 12, с использованием в качестве примера сценария движения, в котором поддерживается низкая скорость транспортного средства на дороге плавного подъема, как проиллюстрировано на фиг. 10 (запрос на приведение в движение является низким).
[0087] Во-первых, во время трогания с места, если "SOC аккумулятора ≥ A", и запрос на выработку мощности отсутствует, третья зацепляющая муфта C3 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 переключается из "N" на позицию "слева", и движение за счет MG1 выполняется в "EV-режиме" посредством ступени переключения передач "EV первая ICE-". При этом движении за счет MG1 в "EV-режиме", формируется поток крутящего момента MG1, который протекает из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19 через третью зацепляющую муфту C3 (только левосторонняя стрелка на фиг. 11).
[0088] Например, если движение за счет MG1 в "EV-режиме" продолжается, SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности уменьшается посредством потребления SOC аккумулятора посредством первого электромотора/генератора MG1, и состояние переходит в "SOC аккумулятора<A" ("запрос на выработку мощности присутствует"). Когда состояние переходит в "SOC аккумулятора < A", второй электромотор/генератор MG2 приводится в действие посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, чтобы вырабатывать мощность на основе функционального запроса MG2, и "выработка мощности MG2+движение за счет MG1" выполняется в "последовательном HEV-режиме", в котором движение выполняется на первой ступени зубчатой EV-передачи, с использованием первого электромотора/генератора MG1 в качестве источника приведения в движение.
[0089] В этой "выработка мощности MG2+движение за счет MG1" в "последовательном HEV-режиме", формируются поток крутящего момента MG1, который протекает из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19 через третью зацепляющую муфту C3, и поток крутящего момента ICE, который протекает из двигателя ICE внутреннего сгорания во второй электромотор/генератор MG2, как проиллюстрировано на фиг. 11. Следовательно, как проиллюстрировано посредством стрелки с пунктирной линией на фиг. 11, часть вырабатываемой электрической мощности MG2 может подаваться в первый электромотор/генератор MG1, и уменьшение SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности подавляется, по сравнению с "EV-режимом". Например, когда "выработка мощности MG2+движение за счет MG1" в "последовательном HEV-режиме" продолжается в сценарии движения, в котором поддерживается низкая скорость транспортного средства, изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима в пределах разрешенного времени непрерывной выработки мощности второго электромотора/генератора MG2 становится невозможным.
[0090] Таким образом, когда прогнозируется то, что изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима является невозможным, управление предотвращением перегрева MG2 инициируется. При управлении предотвращением перегрева MG2, во-первых, скорость транспортного средства для переключения режима для переключения из "последовательного HEV-режима" на "параллельный HEV-режим" на карте графика переключения передач (фиг. 7) изменяется с первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима (< VSP1). С изменением этой скорости транспортного средства для переключения режима, время для того, чтобы осуществлять переход режима в "параллельный HEV-режим", в котором прекращается выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2, может сокращаться.
[0091] После этого, при управлении предотвращением перегрева MG2, отслеживаются скорость VSP транспортного средства и оцененная температура MG2, и если скорость VSP транспортного средства меньше второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима вследствие движения в области низких скоростей транспортного средства, выработка мощности MG2 посредством "последовательного HEV-режима" выполняется пошагово. Таким образом, в то время как определяется то, что "оцененная температура MG2 < T1", вырабатываемая электрическая мощность MG2 задается в качестве выработки мощности посредством высокой электрической мощности. После этого, когда определяется то, что "оцененная температура MG2 ≥ T1" вследствие выработки мощности MG2 (высокой электрической мощности), вырабатываемая электрическая мощность MG2 задается в качестве выработки мощности посредством низкой электрической мощности, в то время когда определяется то, "оцененная температура MG2 < T2" или нет. Как результат, во время "последовательного HEV-режима", в котором частота Ne вращения двигателя меньше второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, выполняется выработка мощности MG2, которая обеспечивает максимальную величину выработки мощности при предотвращении перегрева второго электромотора/генератора MG2.
[0092] С другой стороны, когда частота Ne вращения двигателя становится равной или превышающей вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима во время управления предотвращением перегрева MG2, ступень переключения передач "EV первая ICE первая" выбирается, и режим движения принудительно переходит из "последовательного HEV-режима" в "параллельный HEV-режим". Таким образом, если частота Ne вращения двигателя становится равной или превышающей вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима вследствие роста скорости VSP транспортного средства, выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается, ступень переключения передач "EV первая ICE первая" выбирается, и движение выполняется с изменением режима на "параллельный HEV-режим". Здесь, случаи, в которых скорость VSP транспортного средства повышается таким образом, что "VSP ≥ VSP2", включают в себя не только случаи вследствие операции ускорения водителя, перехода на дорогу с уклоном в виде спуска и т.п. (S121, S124), но также и принудительные увеличения посредством работы системы вследствие ускорения за счет MG1 (S130), когда "оцененная температура MG2 ≥ T2" устанавливается.
[0093] При движении в "параллельном HEV-режиме" посредством ступени переключения передач "EV первая ICE первая", второй электромотор/генератор MG2 находится в остановленном состоянии, как проиллюстрировано на фиг. 12. После этого формируются поток крутящего момента MG1, который протекает из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19 через третью зацепляющую муфту C3, и поток крутящего момента ICE, который протекает из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19 через первую муфту C1 и третью муфту C3. Следовательно, отсутствует рост температуры вследствие выработки мощности второго электромотора/генератора MG2, и выполняется гибридное движение, при котором транспортное средство движется посредством комбинированной движущей силы первого электромотора/генератора MG1 и двигателя ICE внутреннего сгорания.
[0094] Таким образом, при управлении предотвращением перегрева MG2, скорость транспортного средства для переключения режима, при которой режим движения принудительно переходит в "параллельный HEV-режим", изменяется с первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима (< VSP1). Затем до тех пор, пока скорость VSP транспортного средства не достигнет второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, эффективная выработка мощности MG2 выполняется при подавлении роста температуры MG2. Кроме того, когда скорость VSP транспортного средства достигает второй скорости VSP2 транспортного средства для переключения режима, управление выполняется таким образом, что выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается, и режим движения принудительно переходит из "последовательного HEV-режима" в "параллельный HEV-режим".
[0095] Характерная операция управления изменением режима
Первый вариант осуществления имеет такую конфигурацию, в которой когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор/генератор MG2, прогнозируется при движении в "последовательном HEV-режиме", скорость транспортного средства для переключения режима изменяется на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры.
Таким образом, когда рост температуры второй системы выработки мощности прогнозируется при движении в "последовательном HEV-режиме", управление выполняется таким образом, что выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается в то время, когда скорость VSP транспортного средства становится второй скоростью VSP2 транспортного средства для переключения режима, до достижения первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, и режим движения принудительно переходит в "параллельный HEV-режим". Соответственно, время для того, чтобы прекращать выработку мощности посредством второго электромотора/генератора MG2, сокращается.
Как результат, можно предотвращать перегрев (перегрев) второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор/генератор MG2, при движении в "последовательном HEV-режиме".
[0096] Первый вариант осуществления выполнен с возможностью задавать скорость транспортного средства для переключения режима равной значению скорости транспортного средства, которое уменьшается по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, при изменении скорости транспортного средства для переключения режима с первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима.
Таким образом, частота вращения двигателя, на которой самоподдерживающийся режим работы является возможным, уменьшается по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, и частота вращения двигателя, на которой самоподдерживающийся режим работы является возможным, увеличивается по мере того, как увеличивается уклон поверхности дороги. Значение скорости транспортного средства для переключения режима задается в соответствии с этой характеристикой. Следовательно, область движения "параллельного HEV-режима" расширяется по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, и область движения, в которой можно предотвращать перегрев (перегрев) второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор/генератор MG2, расширяется.
[0097] Первый вариант осуществления содержит карту графика переключения передач (фиг. 7), на которой "требуемая движущая сила (движущая сила)" и "скорость (VSP) транспортного средства" представляют собой оси координат. После этого, когда рост температуры во втором электромоторе/генераторе MG2 определяется при движении в "последовательном HEV-режиме", требуемая движущая сила увеличивается (ускорение за счет MG1).
Таким образом, когда движение на низкой скорости транспортного средства продолжается в течение длительного периода времени, и изменение режима на "параллельный HEV-режим" задерживается, существует высокая вероятность перегрева (перегрева) второй системы выработки мощности.
С другой стороны, посредством выполнения ускорения за счет MG1 посредством увеличения требуемой движущей силы посредством работы системы, вместо операции водителя или изменения окружающей обстановки при движении, изменение режима на "параллельный HEV-режим" стимулируется.
Следовательно, посредством стимулирования изменения режима на "параллельный HEV-режим" посредством работы системы, когда движение на низкой скорости транспортного средства продолжается в течение длительного периода времени, можно надежно предотвращать перегрев (перегрев) второй системы выработки мощности.
[0098] При выполнении ускорения за счет MG1 посредством увеличения требуемой движущей силы, первый вариант осуществления выполнен с возможностью уменьшать величину увеличения по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным.
Таким образом, когда ускорение за счет MG1 выполняется посредством увеличения требуемой движущей силы посредством работы системы вместо операции водителя или изменения окружающей обстановки при движении, поскольку поведение по ускорению транспортного средства не соответствует намерению водителя, у водителя возникает дискомфорт.
Напротив, при увеличении требуемой движущей силы дискомфорт, который возникает у водителя, уменьшается посредством уменьшения величины увеличения, т.е. величины ускорения за счет MG1, по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным.
[0099] В первом варианте осуществления, в то время как оцененная температура MG2 меньше первого порогового значения T1 температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 выполняется при нормальной выходной мощности. В то время, когда оцененная температура MG2 равна или выше первого порогового значения T1 температуры и меньше второго порогового значения T2 температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2) выполняется при выходной мощности, которая ниже нормальной выходной мощности. После этого, когда оцененная температура MG2 становится равной или превышающей второе пороговое значение T2 температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 прекращается.
Таким образом, посредством пошагового задания пороговых значений температуры, подавляется рост температуры второго электромотора/генератора MG2, и движение в "последовательном HEV-режиме" становится возможным в течение множества периодов времени.
Следовательно, когда движение на низкой скорости транспортного средства продолжается, можно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности и способствовать улучшению рабочих характеристик расхода топлива посредством обеспечения величины генерирования мощности MG2.
[0100] Далее описываются преимущества.
Нижеперечисленные преимущества могут получаться посредством устройства управления изменением режима гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
[0101] (1) Гибридное транспортное средство, имеющее первый электромотор (первый электромотор/генератор MG1), сконфигурированный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом 19, второй электромотор (второй электромотор/генератор MG2), который механически сцепляется с двигателем ICE внутреннего сгорания, и аккумулятор (аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности), который электрически соединяется с первым электромотором и вторым электромотором, и
- когда зарядная емкость (SOC аккумулятора) аккумулятора (аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности) равна или меньше предварительно определенного значения (порогового значения A запроса на выработку мощности), движение гибридного транспортного средства в "последовательном HEV-режиме", при котором первый электромотор (первый электромотор/генератор MG1), в который подается электрическая мощность, вырабатываемая посредством второго электромотора (второго электромотора/генератора MG2), и мощность аккумулятора, используется в качестве источника приведения в движение,
- предусмотрен контроллер изменения режима (модуль 23 управления трансмиссией), который выполняет управление таким образом, что когда скорость VSP транспортного средства становится скоростью транспортного средства для переключения режима при движении в "последовательном HEV-режиме", выработка мощности посредством второго электромотора (второго электромотора/генератора MG2) прекращается, и режим движения принудительно переходит в "параллельный HEV-режим", в котором первый электромотор (первый электромотор/генератор MG1) и двигатель ICE внутреннего сгорания используются в качестве источников приведения в движение, и
- когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор (второй электромотор/генератор MG2), прогнозируется при движении в "последовательном HEV-режиме", контроллер изменения режима (модуль 23 управления трансмиссией) изменяет скорость транспортного средства для переключения режима на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры (фиг. 6, S120).
Соответственно, можно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор (второй электромотор/генератор MG2), при движении в "последовательном HEV-режиме".
[0102] (2) Контроллер изменения режима (модуль 23 управления трансмиссией) задает скорость транспортного средства для переключения режима равной значению скорости транспортного средства, которое уменьшается по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, при изменении скорости транспортного средства для переключения режима с первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима на вторую скорость VSP2 транспортного средства для переключения режима (фиг. 8).
Таким образом, помимо преимущества (1), область движения, в которой можно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор/генератор MG2, может расширяться по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным.
[0103] (3) Контроллер изменения режима (модуль 23 управления трансмиссией) содержит карту изменения режима (карту графика переключения передач по фиг. 7), на которой требуемая движущая сила (движущая сила) и скорость (VSP) транспортного средства представляют собой оси координат, и увеличивает требуемую движущую силу, когда рост температуры во втором электромоторе (втором электромоторе/генераторе MG2) определяется при движении в "последовательном HEV-режиме" (фиг. 6, S130).
Таким образом, помимо преимущества (1) или (2), можно надежно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности посредством стимулирования изменения режима на "параллельный HEV-режим" посредством работы системы, когда движение на низкой скорости транспортного средства продолжается в течение длительного периода времени.
[0104] (4) При увеличении требуемой движущей силы (движущей силы) (фиг. 6, S130) контроллер изменения режима (модуль 23 управления трансмиссией) уменьшает величину увеличения по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным (фиг. 9).
Таким образом, помимо преимущества (3), дискомфорт, который возникает у водителя, может уменьшаться посредством уменьшения величины увеличения (величины ускорения за счет MG1) по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, при увеличении требуемой движущей силы.
[0105] (5) Контроллер изменения режима (модуль 23 управления трансмиссией) задает, в качестве пороговых значений температуры для определения температуры второй системы выработки мощности (оцененной температуры MG2), первое пороговое значение T1 температуры и второе пороговое значение T2 температуры, которое выше первого порогового значения T1 температуры, и
- в то время когда температура второй системы выработки мощности (оцененная температура MG2) меньше первого порогового значения T1 температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора (второго электромотора/генератора MG2) выполняется при нормальной выходной мощности, в то время когда температура второй системы выработки мощности (оцененная температура MG2) равна или выше первого порогового значения T1 температуры и меньше второго порогового значения T2 температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора (второго электромотора/генератора MG2) выполняется при выходной мощности, которая ниже нормальной выходной мощности и когда температура второй системы выработки мощности (оцененная температура MG2) становится равной или превышающей второе пороговое значение T2 температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора (второго электромотора/генератора MG2) прекращается (фиг. 6, S121-S131).
Таким образом, помимо преимуществ (1)-(4), можно предотвращать перегрев второй системы выработки мощности и способствовать улучшению рабочих характеристик расхода топлива посредством обеспечения величины генерирования мощности MG2, когда движение на низкой скорости транспортного средства продолжается.
[0106] Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства настоящего изобретения описано выше на основе первого варианта осуществления, но его конкретные конфигурации не ограничены первым вариантом осуществления, и различные модификации и добавления в конструктивные решения могут вноситься без отступления от объема изобретения согласно каждому пункту в формуле изобретения.
[0107] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором прогнозируется и определяется то, является или нет возможным изменение режима на "параллельный HEV-режим" на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, посредством мониторинга изменений скорости VSP транспортного средства, на этапе S11 по фиг. 5. Тем не менее, этап S11 по фиг. 5 может иметь такую конфигурацию, в которой "частота Ne вращения двигателя" используется вместо "скорости VSP транспортного средства", изменения частоты Ne вращения двигателя отслеживаются, и прогнозируется и определяется то, является или нет возможным изменение режима на "параллельный HEV-режим", когда частота Ne1 вращения двигателя составляет пороговое значение частоты вращения двигателя, соответствующее первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима (например, 1000 об/мин).
[0108] В первом варианте осуществления, показан пример контроллера изменения режима, в котором рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, при движении в "последовательном HEV-режиме", прогнозируется из того, является или нет возможным изменение режима на первой скорости VSP1 транспортного средства для переключения режима, с использованием разрешенного времени непрерывной выработки мощности. Тем не менее, контроллер изменения режима может быть выполнен с возможностью прогнозировать рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, посредством отслеживания состояния изменения определенной или оцененной температуры второго электромотора на временной оси, при движении в "последовательном HEV-режиме".
[0109] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором оцененная температура MG2, полученная посредством вычисления, используется в качестве информации относительно температуры второй системы выработки мощности. Тем не менее, определенная температура второй системы выработки мощности, к примеру, температура MG2, температура второго инвертора, температура распределительной коробки, температура аккумулятора с высоким уровнем мощности и т.п., определенная посредством датчика, может использоваться в качестве информации относительно температуры второй системы выработки мощности.
[0110] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором устройство управления изменением режима настоящего изобретения применяется к гибридному транспортному средству, содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Тем не менее, устройство управления изменением режима настоящего изобретения может применяться к гибридному транспортному средству, которое может выбирать между "последовательным HEV-режимом" и "параллельным HEV-режимом" независимо от присутствия/отсутствия трансмиссии.
Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства содержит контроллер изменения режима, работающий так, что когда скорость транспортного средства становится скоростью транспортного средства для переключения режима после трогания c места в последовательном HEV-режиме, первая зацепляющая муфта переключается из расцепленного в зацепленное состояние. Выработка мощности посредством второго электромотора прекращается, и режим движения принудительно переходит в параллельный HEV-режим. Когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, контроллер меняет скорость транспортного средства для переключения режима на вторую скорость транспортного средства. Эта скорость равна скорости транспортного средства, соответствующей частоте вращения двигателя, при которой допускается самоподдерживающийся режим работы. Предотвращается перегрев второй системы выработки мощности. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства, имеющего двигатель внутреннего сгорания, сконфигурированный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом через первую зацепляющую муфту, которая зацепляется посредством хода зацепления из расцепленной позиции,
- первый электромотор, выполненный с возможностью механически сцепляться с ведущим колесом через третью зацепляющую муфту, которая зацепляется посредством хода зацепления из расцепленной позиции,
- второй электромотор, который механически сцепляется с двигателем внутреннего сгорания, и
- аккумулятор, который электрически соединяется с первым электромотором и вторым электромотором, и
- во время трогания с места, когда зарядная емкость аккумулятора равна или меньше предварительно определенного значения в силу отсутствия проскальзывающего элемента в качестве элемента трогания с места в области трогания с места, третья зацепляющая муфта переключается из расцепленного состояния в зацепленное состояние, и гибридное транспортное средство трогается с места в последовательном HEV-режиме, в котором первый электромотор используется в качестве источника приведения в движение и принимает электрическую мощность, вырабатываемую посредством второго электромотора и аккумулятора, содержащее:
- контроллер изменения режима, выполненный с возможностью выполнять управление таким образом, что когда скорость транспортного средства становится скоростью транспортного средства для переключения режима после трогания c места в последовательном HEV-режиме, первая зацепляющая муфта переключается из расцепленного состояния в зацепленное состояние, выработка мощности посредством второго электромотора прекращается и режим движения принудительно переходит в параллельный HEV-режим, в котором первый электромотор и двигатель внутреннего сгорания используются в качестве источников приведения в движение,
- когда рост температуры второй системы выработки мощности, включающей в себя второй электромотор, прогнозируется после трогания c места в последовательном HEV-режиме, контроллер изменения режима изменяет скорость транспортного средства для переключения режима на вторую скорость транспортного средства для переключения режима, которая меньше первой скорости транспортного средства для переключения режима, используемой до определения роста температуры, и
- вторая скорость транспортного средства для переключения режима задается равной значению скорости транспортного средства, которое соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, при которой двигатель внутреннего сгорания допускает самоподдерживающийся режим работы.
2. Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства по п. 1, в котором:
- контроллер изменения режима задает скорость транспортного средства для переключения режима равной значению скорости транспортного средства, которое уменьшается по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным, при изменении скорости транспортного средства для переключения режима с первой скорости транспортного средства для переключения режима на вторую скорость транспортного средства для переключения режима.
3. Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства по п. 1 или 2, в котором:
- контроллер изменения режима содержит карту изменения режима, на которой требуемая движущая сила и скорость транспортного средства представляют собой оси координат, и увеличивает требуемую движущую силу, когда рост температуры во втором электромоторе определяется при движении в последовательном HEV-режиме.
4. Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства по п. 3, в котором:
- при увеличении требуемой движущей силы контроллер изменения режима уменьшает величину увеличения по мере того, как уклон поверхности дороги становится более плавным.
5. Устройство управления изменением режима для гибридного транспортного средства по любому из пп. 1-4, в котором:
- контроллер изменения режима задает первое пороговое значение температуры и второе пороговое значение температуры, которое выше первого порогового значения температуры, в качестве пороговых значений температуры для определения температуры второй системы выработки мощности, и
- в то время когда температура второй системы выработки мощности меньше первого порогового значения температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора выполняется при нормальной выходной мощности; в то время когда температура второй системы выработки мощности равна или выше первого порогового значения температуры и меньше второго порогового значения температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора выполняется при выходной мощности, которая ниже нормальной выходной мощности; и когда температура второй системы выработки мощности становится равной или превышающей второе пороговое значение температуры, последовательная выработка мощности посредством второго электромотора прекращается.
| WO 2012059998 A1, 10.05.2012 | |||
| JP 2009005499 A, 08.01.2009 | |||
| JP 2013241129 A, 05.12.2013 | |||
| JP 2010106561 A, 13.05.2010 | |||
| US 2013218394 A1, 22.08.2013. |
