Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства, содержащего электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, которое содержит трансмиссию, которая переключается между множеством схем переключения передач с помощью зацепляющей муфты.
Уровень техники
[0002] Традиционно, трансмиссия содержит ENG-трансмиссию и MG-трансмиссию, соответствующие тракты которых соединяются посредством одного или множества зацепляющих элементов, чтобы получать множество схем переключения передач. Помимо этого, известно гибридное транспортное средство, которое имеет тракт передачи мощности, в котором, когда используется ступень переключения передач одной трансмиссии, ступень переключения передач другой трансмиссии используется (например, см. патентный документ 1).
Документы уровня техники
Патентные документы
[0003] Патентный документ 1. Патент (Япония) номер 5453467
Сущность изобретения
Задача, решаемая изобретением
[0004] Тем не менее, в традиционном гибридном транспортном средстве, тракт передачи мощности, который размещает множество зацепляющих элементов, выполнен с возможностью представлять собой схему переключения передач, которая используется при нормальном управлении переключением передач. Следовательно, люфт больше по сравнению со случаем, когда размещается только один зацепляющий элемент, и при переходе между ускорением и замедлением, уменьшается толчок от люфта и шум. Помимо этого, поскольку необходимо сдерживать градиент увеличения и уменьшения крутящего момента в ходе переключения передач, чтобы подавлять вибрацию, имеется проблема в том, что невозможно быстро реагировать на запрос на трогание с места или на запрос на ускорение водителя.
[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства, которое, когда имеется запрос на переключение передач, обеспечивает скорость отклика при переключении передач, соответствующую запросу водителя, при достижении превосходного качества переключения передач при переключении передач в нормальных условиях.
Средство достижения цели
[0006] Чтобы достигать цели, описанной выше, гибридное транспортное средство настоящего изобретения содержит электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников приведения в движение и содержит трансмиссию, которая устанавливает множество схем переключения передач в приводной системе от источников мощности на ведущее колесо.
Трансмиссия имеет множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые переключаются между множеством схем переключения передач и которые полностью зацепляются посредством перемещения из расцепленной позиции.
Это гибридное транспортное средство содержит контроллер трансмиссии, который выполняет управление переключением передач для переключения между схемами переключения передач, которые устанавливаются посредством трансмиссии, посредством перемещения зацепляющих муфт на основе запроса на переключение передач.
Контроллер трансмиссии выбирает схемы переключения передач из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии, в которой одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущее колесо, и обозначает выбранное множество схем переключения передач в качестве группы схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.
Преимущества изобретения
[0007] Следовательно, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущие колеса, выбираются из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии, и выбранное множество схем переключения передач обозначаются как группа схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.
Таким образом, только одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности в схемах переключения передач, которые выбираются в качестве группы схем переключения передач для нормального использования. Соответственно, получается превосходное качество переключения передач, за счет чего можно подавлять толчок вследствие люфта и шум, уникальный для случаев, в которых муфты с полным зацеплением используются в качестве элементов переключения передач при переключении передач в нормальных условиях. Поскольку схема переключения передач для нормального использования представляет собой схему, при которой толчок и шум подавляются, необязательно предпринимать меры в отношении вибрации, чтобы сдерживать градиент увеличения и уменьшения крутящего момента в ходе переключения передач, и можно обеспечивать высокую скорость отклика при переключении передач, при которой время, требуемое для переключения передач, является небольшим.
Как результат, когда имеется запрос на переключение передач, можно обеспечивать скорость отклика при переключении передач, соответствующую запросу водителя, при достижении превосходного качества переключения передач при переключении передач в нормальных условиях.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 является общим системным видом, иллюстрирующим приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 2 является блок-схемой системы управления, иллюстрирующей конфигурацию системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 3 является кратким схематичным видом карты переключения передач, иллюстрирующим принцип переключения схемы переключения передач в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 4 является таблицей состояний зацепления, иллюстрирующей схемы переключения передач согласно позициям переключения трех зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления переключением передач, выполняемого в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 6 является первой картой графика переключения передач, иллюстрирующей график переключения передач, который выбирается, когда SOC аккумулятора находится в области нормальной емкости (ступень переключения передач для нормального использования).
Фиг. 7 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV первая, ICE вторая").
Фиг. 8 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV первая, ICE третья").
Фиг. 9 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE вторая").
Фиг. 10 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE третья").
Фиг. 11 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE четвертая").
Фиг. 12 является второй картой графика переключения передач, иллюстрирующей график переключения передач, который выбирается, когда SOC аккумулятора находится в области низкой емкости (схема переключения передач для нормального использования+"EV первая ICE первая").
Фиг. 13 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач, не используемая в нормальном режиме ("EV первая, ICE первая": "аварийный режим, первая").
Фиг. 14 является видом потока крутящего момента, иллюстрирующим тракт передачи крутящего момента MG1 и крутящего момента ICE в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач для нормального использования ("EV вторая, ICE третья'": схема переключения передач при неисправности).
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства управления трансмиссией для гибридного транспортного средства настоящего изобретения на основе первого варианта осуществления, проиллюстрированного на чертежах.
Первый вариант осуществления
[0010] Сначала описывается конфигурация.
Устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления применяется к гибридному транспортному средству (одному примеру гибридного транспортного средства), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератор и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты в качестве компонентов приводной системы. Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы", "конфигурация системы управления переключением передач", "конфигурация ступеней переключения передач" и "конфигурация процесса управления переключением передач" относительно конфигурации устройства управления трансмиссией гибридного транспортного средства в первом варианте осуществления.
[0011] Общая конфигурация системы
Фиг. 1 иллюстрирует приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления трансмиссией первого варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 1.
[0012] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1, второй электромотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую три зацепляющих муфты C1, C2 и C2, как проиллюстрировано на фиг. 1. "ICE" является сокращением для "двигателя внутреннего сгорания".
[0013] Двигатель ICE внутреннего сгорания представляет собой, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель, который расположен в переднем капоте транспортного средства, так что направление коленчатого вала находится в направлении ширины транспортного средства. Этот двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с картером 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединяется с первым валом 11 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Двигатель ICE внутреннего сгорания по существу выполняет запуск от MG2, при котором второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного электромотора. Тем не менее, стартерный электромотор 2 остается для готовности к такой ситуации, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.
[0014] Первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2 представляют собой синхронные электромоторы с постоянными магнитами, использующие трехфазный переменный ток и имеющие аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности в качестве общего источника мощности. Статор первого электромотора/генератора MG1 крепится к картеру первого электромотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого электромотора, интегрированный в ротор первого электромотора/генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Статор второго электромотора/генератора MG2 крепится к картеру второго электромотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго электромотора, интегрированный в ротор второго электромотора/генератора MG2, соединяется с шестым валом 16 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Первый инвертор 4, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора первого электромотора/генератора MG1 через первый жгут 5 проводов переменного тока. Второй инвертор 6, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора второго электромотора/генератора MG2 через второй жгут 7 проводов переменного тока. Аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности, первый инвертор 4 и второй инвертор 6 соединяются посредством жгута 8 проводов постоянного тока через распределительную коробку 9.
[0015] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 представляет собой трансмиссию с нормальным вводом в зацепление, содержащую множество зубчатых пар, имеющих различные передаточные отношения, и содержит шесть валов-шестерней 11-16, содержащих шестерни и расположенных параллельно друг другу в картере 10 трансмиссии, и три зацепляющие муфты C1, C2, C3 для выбора зубчатой пары. Первый вал 11, второй вал 12, третий вал 13, четвертый вал 14, пятый вал 15 и шестой вал 16 предоставляются в качестве валов-шестерней. Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 предоставляются в качестве зацепляющих муфт. Картер 10 трансмиссии содержит электрический масляный насос 20, который подает смазочное масло в участки ввода в зацепление шестерней и участки осевого подшипника внутри картера.
[0016] Первый вал 11 представляет собой вал, с которым соединяется двигатель ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в этом порядке с правой стороны на фиг. 1. Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя прикрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактные участки, которые выступают в осевом направлении, вставляются на внешний периметр первого вала 11, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с первым валом 11 через вторую зацепляющую муфту C2.
[0017] Второй вал 12 соединяется с первым электромотором/генератором MG1 и представляет собой цилиндрический вал, коаксиально расположенный с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются на втором валу 12 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на втором валу 12.
[0018] Третий вал 13 представляет собой вал, расположенный на стороне выходного вала многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107, восьмая шестерня 108, девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 располагаются на третьем валу 13, в этом порядке справа на фиг. 1. Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя присоединение как единого целого) на третьем валу 13. Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой промежуточные шестерни, в которых контактный участок, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр третьего вала 13, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с третьим валом 13 через третью зацепляющую муфту C3. Затем шестая шестерня 106 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, седьмая шестерня 107 вводится в зацепление с шестнадцатой шестерней 116 дифференциала 17, и восьмая шестерня 108 вводится в зацепление с третьей шестерней 103 первого вала 11. Девятая шестерня 109 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12, и десятая шестерня 110 вводится в зацепление с пятой шестерней 105 второго вала 12.
[0019] Четвертый вал 14 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, с одиннадцатой шестерней 111, двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113, расположенными на четвертом валу 14, в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактный участок, выступающий в осевом направлении, вставляется на внешний периметр четвертого вала 14, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14 через первую зацепляющую муфту C1. Затем одиннадцатая шестерня 111 вводится в зацепление с первой шестерней 101 первого вала 11, двенадцатая шестерня 112 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, и тринадцатая шестерня 113 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12.
[0020] Пятый вал 15 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, и четырнадцатая шестерня 114, которая вводится в зацепление с одиннадцатой шестерней 111 четвертого вала 14, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя закрепление как единого целого).
[0021] Шестой вал 16 соединяется со вторым электромотором/генератором MG2, и пятнадцатая шестерня 115, которая вводится в зацепление с четырнадцатой шестерней 114 пятого вала 15, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя закрепление как единого целого).
[0022] Второй электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом. Зубчатая передача служит в качестве редукторной передачи, которая замедляет частоту вращения MG2 во время запуска от MG2 двигателя ICE внутреннего сгорания посредством второго электромотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для выработки вторым электромотором/генератором MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.
[0023] Первая зацепляющая муфта C1 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113 четвертого вала 14, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в левой позиции зацепления (слева), четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции нейтрали (N), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 расцепляются, и четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 расцепляются. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в правой позиции зацепления (справа), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0024] Вторая зацепляющая муфта C2 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между второй шестерней 102 и третьей шестерней 103 первого вала 11, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в левой позиции зацепления (слева), первый вал 11 и третья шестерня 103 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции нейтрали (N), первый вал 11 и вторая шестерня 102 расцепляются, и первый вал 11 и третья шестерня 103 расцепляются. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в правой позиции зацепления (справа), первый вал 11 и вторая шестерня 102 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0025] Третья зацепляющая муфта C3 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между девятой шестерней 109 и десятой шестерней 110 третьего вала 13, и зацепляется посредством перемещения при зацеплении в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в левой позиции зацепления (слева), третий вал 13 и десятая шестерня 110 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции нейтрали (N), третий вал 13 и девятая шестерня 109 расцепляются, и третий вал 13 и десятая шестерня 110 расцепляются. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в правой позиции зацепления (справа), третий вал 13 и девятая шестерня 109 соединяются с возможностью приведения в действие. Затем шестнадцатая шестерня 116, которая вводится в зацепление с седьмой шестерней 107, предоставленной как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) для третьего вала 13 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, соединяется с левым и правым ведущими колесами 19 через дифференциал 17 и левый и правый ведущие валы 18.
[0026] Система управления гибридного транспортного средства содержит гибридный модуль 21 управления, модуль 22 управления электромотором, модуль 23 управления трансмиссией и модуль 24 управления двигателем, как проиллюстрировано на фиг. 1.
[0027] Гибридный модуль 21 управления (аббревиатура: "HCM") представляет собой интегральное средство управления для того, чтобы надлежащим образом управлять энергопотреблением всего транспортного средства. Этот гибридный модуль 21 управления соединяется с другими модулями управления (модулем 22 управления электромотором, модулем 23 управления трансмиссией, модулем 24 управления двигателем и т.д.) таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией через линию 25 CAN-связи. "CAN" в линии 25 CAN-связи является аббревиатурой для "контроллерной сети".
[0028] Модуль 22 управления электромотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей мощности, управление рекуперацией и т.п. первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент электромотора принудительно придерживается целевого крутящего момента электромотора, когда определяется целевой крутящий момент электромотора, который должен совместно использоваться относительно целевой движущей силы. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, в котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечить схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы вводить в зацепление и зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3 в ходе движения.
[0029] Модуль 23 управления трансмиссией (сокращенно "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, посредством вывода команды управления током в электрические актуаторы 31, 32, 33 (см. фиг. 2), на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющие муфты C1, C2, C3 избирательно полностью зацепляются/расцепляются, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из множества пар зубчатых пар. Здесь, во время запроса на переключение передач, чтобы зацеплять любую из расцепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, с тем чтобы подавлять частоту дифференциального вращения между входным/выходным валом муфты, чтобы обеспечивать ввод в зацепление и зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.
[0030] Модуль 24 управления двигателем (аббревиатура: "ECU") выполняет управление запуском двигателя ICE внутреннего сгорания, управление остановкой двигателя ICE внутреннего сгорания, управление отсечкой топлива и т.п., посредством вывода команды управления в модуль 22 управления электромотором, свечу зажигания, актуатор впрыска топлива и т.п., на основе предварительно определенной входной информации.
[0031] Конфигурация системы управления переключением передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 согласно варианту осуществления отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования, в качестве элементов переключения передач, зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковой муфты), которые полностью зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы вводить в зацепление и зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3, частоты дифференциального вращения входного/выходного вала муфты синхронизируются посредством первого электромотора/генератора MG1 (когда зацепляющая муфта C3 зацепляется) или второго электромотора/генератора MG2 (когда зацепляющие муфты C1, C2 зацепляются), и перемещение зацепления начинается, как только частота вращения попадает в диапазон частот вращения при определении синхронизации, чтобы реализовывать переключение передач. Помимо этого, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы расцеплять любую из зацепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, передаваемый крутящий момент муфты расцепляющей муфты уменьшается, и перемещение расцепления начинается, как только крутящий момент становится равным или меньше значения определения крутящего момента расцепления, чтобы реализовывать переключение передач. Ниже описывается конфигурация системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 2.
[0032] Система управления переключением передач содержит, в качестве зацепляющих муфт, первую зацепляющую муфту C1, вторую зацепляющую муфту C2 и третью зацепляющую муфту C3, как проиллюстрировано на фиг. 2. Первый электрический актуатор 31 для операции переключения передач с помощью C2, C3, второй электрический актуатор 32 для операции выбора C2, C3 и третий электрический актуатор 33 для операции переключения передач с помощью C3 предоставляются в качестве актуаторов. Рабочий механизм 40 выбора C1/C2, рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3 предоставляются в качестве механизмов переключения, которые преобразуют операции актуатора в операции зацепления/расцепления муфты. Кроме того, модуль 23 управления трансмиссией предоставляется в качестве средства управления первого электрического актуатора 31, второго электрического актуатора 32 и третьего электрического актуатора 33.
[0033] Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 представляют собой кулачковые муфты, которые переключаются между позицией нейтрали (N: расцепленной позицией), левой позицией зацепления (слева: позицией полного зацепления левосторонней муфты) и правой позицией зацепления (справа: позицией полного зацепления правосторонней муфты). Зацепляющие муфты C1, C2, C3 имеют идентичную конфигурацию, содержащую соединительные втулки 51, 52, 53; левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты; и правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты. Соединительные втулки 51, 52, 53 предоставляются таким образом, что они могут иметь подвижность в осевом направлении посредством шлицевого соединения через ступицу, которая не показана, прикрепленную к четвертому валу 14, первому валу 11 и третьему валу 13, и имеют собачки 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b, имеющие с обеих сторон плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52, 53. Левые кольца 54, 55, 56 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 113, 103, 110, которые представляют собой левые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51a, 52a,53a. Правые кольца 57, 58, 59 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 112, 102, 109, которые представляют собой правые промежуточные шестерни зацепляющих муфт C1, C2, C3 и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51b, 52b, 53b.
[0034] Рабочий механизм 40 выбора C1/C2 представляет собой механизм для выбора между первой позицией для выбора соединения между первым электрическим актуатором 31 и рабочим механизмом 41 переключения передач с помощью C1 и второй позицией для выбора соединения между первым электрическим актуатором 31 и рабочим механизмом 42 переключения передач с помощью C2. При выборе первой позиции стержень 62 переключения передач и стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 соединяются и стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 стопорится в нейтральной позиции. При выборе второй позиции стержень 62 переключения передач и стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 соединяются и стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 стопорится в нейтральной позиции. Таким образом, механизм является таким, что при выборе позиции из числа первой позиции и второй позиции, в которую переключается одна из зацепляющих муфт, другая зацепляющая муфта стопорится и закрепляется в позиции нейтрали.
[0035] Рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3 являются механизмами для преобразования поворотных движений электрических актуаторов 31, 33 в осевые перемещения соединительных втулок 51, 52, 53. Все рабочие механизмы 41, 42, 43 переключения передач имеют идентичную конфигурацию, при этом содержат поворотные тяги 61, 63, стержни 62, 64, 65, 66 переключения передач и вилки 67, 68, 69 переключения передач. Один конец каждой из поворотных тяг 61, 63 предоставляется к валам актуаторов электрических актуаторов 31, 33, а другой конец соединяется с одним из стержней 64, 66 переключения передач (или со стержнем 65 переключения передач), соответственно, так, чтобы быть относительно смещаемым. Стержни 64, 65 и 66 переключения передач выполнены с возможностью допускать расширение и сжатие согласно абсолютной величине и направлению передающей силы стержня, посредством размещения пружин 64a, 65a и 66a в позициях разделения стержней. Один конец каждой из вилок 67, 68, 69 переключения передач крепится к стержням 64, 65, 66 переключения передач, при этом другой конец располагается в одной из вилочных канавок 51c, 52c, 53c соединительных втулок 51, 52, 53.
[0036] Модуль 23 управления трансмиссией вводит сигналы датчиков и сигналы переключения из датчика 71 скорости транспортного средства, датчика 72 величины открытия позиции педали акселератора, датчика 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала, датчика 74 частоты вращения двигателя, датчика 75 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, переключателя 77 режима движения и т.п. Помимо этого, вводятся сигналы датчиков от датчика 78 температуры аккумулятора, датчика 79 температуры электромотора, датчика 80 температуры инвертора, датчика 81 SOC аккумулятора и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного трансмиссионного вала предоставляется в концевом участке вала для третьего вала 13 и определяет частоту вращения вала для третьего вала 13. В таком случае, предоставляется модуль сервоуправления позицией (например, сервосистема позиционирования посредством PID-управления), который управляет полным зацеплением и расцеплением зацепляющих муфт C1, C2 и C3, определенных посредством позиций соединительных втулок 51, 52, 53. Этот модуль сервоуправления позицией вводит сигналы датчиков из датчика 81 позиции первой втулки, датчика 82 позиции второй втулки и датчика 83 позиции третьей втулки. После этого считываются значения датчиков для датчиков 81, 82 и 83 позиции втулки, и ток прикладывается к электрическим актуаторам 31, 32 и 33 таким образом, что позиции соединительных втулок 51, 52 и 53 находятся в расцепленной позиции или позиции зацепления согласно перемещению зацепления. Таким образом, посредством задания зацепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52 и 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях зацепления, полностью зацепленных между собой, промежуточные шестерни соединяются с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14, первым валом 11 и третьим валом 13. С другой стороны, посредством задания расцепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52 и 53, и собачки, приваренные к промежуточным шестерням, находятся в позициях отсутствия зацепления за счет смещения соединительных втулок 51, 52 и 53 в осевом направлении, промежуточные шестерни отсоединяются от четвертого вала 14, первого вала 11 и третьего вала 13.
[0037] Конфигурация схем переключения передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 первого варианта осуществления отличается тем, что уменьшение размера достигается посредством уменьшения потерь при передаче мощности в силу отсутствия элемента поглощения дифференциального вращения, такого как жидкостное сцепление, и посредством уменьшения ступеней переключения передач ICE посредством предоставления использования усиления электромотора для двигателей ICE внутреннего сгорания (ступени EV-переключения передач: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 1-4 скорость). Ниже описывается конфигурация схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3 и фиг. 4.
[0038] Используется принцип схемы переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в начальной области, равной или меньшей предварительно определенной скорости транспортного средства VSP0, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента трогания с места (проскальзывающего элемента), трогание с места за счет электромотора посредством только движущей силы электромотора выполняется в "EV-режиме", как проиллюстрировано на фиг. 3. После этого, в области движения, когда потребность в движущей силе является большой, используется "параллельный HEV-режим", в котором движущая сила двигателя усиливается посредством движущей силы электромотора, как проиллюстрировано на фиг. 3. Таким образом, по мере того, как скорость VSP транспортного средства увеличивается, ступени ICE-переключения передач переключаются с "(ICE первая ->) ICE вторая -> ICE третья -> ICE четвертая", и ступени EV-переключения передач переключаются с "EV первая -> EV вторая". Следовательно, на основе принципа схемы переключения передач, проиллюстрированного на фиг. 3, создается карта переключения передач для выдачи запросов на переключение передач для переключения схемы переключения передач.
[0039] Все схемы переключения передач, получаемые посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей зацепляющие муфты C1, C2, C3 являются такими, как показано на фиг. 4. На фиг. 4, "блокировка" представляет схему взаимной блокировки переключения передач, которая не является применимой в качестве схемы 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 схем переключения передач описывается ниже.
[0040] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач устанавливаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV- ICEgen" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "нейтраль" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV- ICE третья" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа". Здесь, схема переключения передач "EV- ICEgen" представляет собой схему, выбранную во время выработки мощности в режиме холостого хода MG1, 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. Схема переключения передач "нейтраль" представляет собой схему, выбранную во время выработки мощности в режиме холостого хода MG2, в которой мощность вырабатывается во втором электромоторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено.
[0041] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "левой позиции", следующие схемы переключения передач устанавливаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV первая ICE первая" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "EV первая ICE-" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV первая ICE третья" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".
Здесь, схема переключения передач "EV первая ICE-" представляет собой схему "EV-режима", в которой двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1, или схему 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.
[0042] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", "EV первая ICE вторая" устанавливается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач устанавливаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV 1,5 ICE вторая" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и "EV- ICE вторая" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", а третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", "EV вторая ICE вторая" устанавливается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
[0043] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", следующие схемы переключения передач устанавливаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV вторая ICE третья" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "EV вторая ICE-" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV вторая ICE третья" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".
Здесь, схема переключения передач "EV вторая ICE-" представляет собой схему "EV-режима", в которой двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1, или схему 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.
[0044] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", "EV вторая ICE четвертая" устанавливается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач устанавливаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV 2,5 ICE четвертая" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и "EV- ICE четвертая" устанавливается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", "EV первая ICE четвертая" устанавливается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
[0045] Далее описывается способ разделения множества ступеней переключения передач, описанных выше, на "группу схем переключения передач для нормального использования" и "группу схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме".
[0046] Во-первых, многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит две ступени EV-переключения передач ("EV первая, EV вторая"), которые представляют собой ступени переключения передач первого электромотора/генератора MG1, множество ступеней ICE-переключения передач ("ICE первая ICE четвертая"), которые представляют собой ступени переключения передач двигателя ICE внутреннего сгорания, и комбинированные схемы переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач. В таком случае, схемы переключения передач, за исключением схем взаимной блокировки (метка X на фиг. 4) и схем переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач (штриховка на фиг. 4) из всех схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством комбинаций зацепления зацепляющих муфт C1, C2, C3, рассматриваются как множество схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Здесь, схемы переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач, представляют собой "EV 1,5, ICE вторая", в которой первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и "EV 2,5, ICE четвертая", в которой первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа". Причина, по которой механизм переключения передач не способен к осуществлению выбора, заключается в том, что один первый электрический актуатор 31 представляет собой актуатор переключения передач, который может использоваться посредством двух зацепляющих муфт C1, C2, и в том, что одна из зацепляющих муфт стопорится в позиции нейтрали посредством рабочего механизма 40 выбора C1/C2.
[0047] Схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущие колеса 19, выбираются из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выбранные схемы переключения передач обозначаются как "группа схем переключения передач для нормального использования", которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях. В случае ступеней EV-переключения передач, ступени переключения передач, на которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности ("EV первая ICE-", "EV вторая ICE-") должны представлять собой "группу схем переключения передач для нормального использования". В случае ступеней ICE-переключения передач, ступени переключения передач, на которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности ("EV-ICE вторая", "EV-ICE третья", "EV- ICE четвертая"), должны представлять собой "группу схем переключения передач для нормального использования". В случае комбинированных ступеней переключения передач, ступени переключения передач, на которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач ("EV первая ICE вторая", "EV первая ICE третья", "EV первая ICE четвертая", "EV вторая ICE вторая, EV вторая", "ICE третья", "EV вторая ICE четвертая"), представляют собой "группу схем переключения передач для нормального использования". "Группа схем переключения передач для нормального использования" сконфигурирована всего из 13 ступеней переключения передач, устанавливаемых посредством добавления "EV-ICEgen" и "нейтраль" к 11 ступеням переключения передач, описанным выше.
[0048] Схемы переключения передач, при которых две или более зацепляющих муфт присутствуют в тракте передачи мощности, выбираются из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выбранные ступени переключения передач обозначаются как "группа схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме", которая не используется для управления переключением передач в нормальных условиях. В случае комбинированных схем переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и две зацепляющих муфты присутствуют в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач ("EV первая ICE первая", "EV вторая ICE третья'"), представляют собой "группу схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме". Как описано в нижеприведенной конфигурации процесса управления переключением передач, схемы переключения передач из "группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме" нормально не используются, но они используются, или разрешается их использование, когда удовлетворяются предварительно определенные условия вне рамок нормальных условий.
[0049] Конфигурация процесса управления переключением передач
Фиг. 5 иллюстрирует последовательность операций процесса управления переключением передач, выполняемого в модуле 23 управления трансмиссией (контроллере трансмиссии) первого варианта осуществления. Ниже описывается каждый из этапов, которые представляют конфигурацию процесса управления переключением передач.
[0050] На этапе S1, определяется то, превышает или нет зарядная емкость аккумулятора (в дальнейшем называемая "SOC аккумулятора") предварительно определенную емкость SOC1. В случае "Да" ("SOC аккумулятора > SOC1"), процесс переходит к этапу S2, а если "Нет" (SOC аккумулятора ≤ SOC1), процесс переходит к этапу S5.
Здесь, "SOC аккумулятора" получается посредством датчика 81 SOC аккумулятора, который определяет зарядную емкость аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности. "Предварительно определенная емкость SOC1" задается в качестве порогового значения переключения между первой картой графика переключения передач (фиг. 6) для задания режима управления трансмиссией при нормальном заряде/разряде и второй картой графика переключения передач (фиг. 12) для задания ориентированного на заряд режима управления трансмиссией при выполнении управления энергией посредством отслеживания SOC аккумулятора. После этого, когда SOC аккумулятора равно или меньше предварительно определенной емкости SOC1, и установлено условие низкой емкости аккумулятора, указывающее то, что SOC аккумулятора является недостаточным, процесс переходит к этапу S5.
[0051] На этапе S2, после определения того, что "SOC аккумулятора > SOC1", на этапе S1, определяется то, является или нет низкой температура аккумулятора. В случае "Да" (температура аккумулятора является низкой), процесс переходит к этапу S5, а если "Нет" (температура аккумулятора не является низкой), процесс переходит к этапу S3.
Здесь, "температура аккумулятора" получается посредством датчика 78 температуры аккумулятора, который определяет температуру аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности. Далее, если температура аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности уменьшается, и устанавливается условие низкой температуры аккумулятора, в котором температура равна или меньше первого порогового значения температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, определяется то, что температура аккумулятора является низкой.
[0052] На этапе S2, после определения того, что температура аккумулятора не является низкой, на этапе S2, определяется то, является или нет высокой температура аккумулятора, температура электромотора и температура инвертора. В случае "Да" (температура системы первого электромотора/генератора является высокой), процесс переходит к этапу S5, а если "Нет" (температура системы первого электромотора/генератора не является высокой), процесс переходит к этапу S4.
Здесь, "температура аккумулятора" получается посредством датчика 78 температуры аккумулятора, и "температура электромотора" получается посредством датчика 79 температуры электромотора, который определяет температуру первого электромотора/генератора MG1. "Температура инвертора" получается посредством датчика 80 температуры инвертора, который определяет температуру первого инвертора 4. Далее, если температура системы первого электромотора/генератора, от аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности до первого электромотора/генератора MG1, увеличивается, и устанавливается условие высокой температуры системы первого электромотора/генератора, в котором температура равна или выше второго порогового значения температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, определяется то, что температура системы первого электромотора/генератора является высокой.
[0053] На этапе S4, после определения того, что температура системы первого электромотора/генератора не является высокой, на этапе S3, разрешается использование схем переключения передач для нормального использования, выполняется управление переключением передач с использованием первой карты графика переключения передач, проиллюстрированной на фиг. 6, и процесс переходит к этапу S6.
Здесь, управление переключением передач с использованием первой карты графика переключения передач означает управление для выбора схемы переключения передач для нормального использования, которая назначается позиции рабочей точки, которая присутствует на первой карте графика переключения передач, проиллюстрированной на фиг. 6. Следовательно, если схема переключения передач для нормального использования, которая должна выбираться, изменяется посредством перемещения рабочей точки, ступень переключения передач изменяется посредством переключения коробки передач "вверх" или переключения коробки передач "вниз".
[0054] На этапе S5, после определения того, что SOC аккумулятора является низким, на этапе S1, определения того, что температура аккумулятора является низкой, на этапе S2, или определения того, что температура системы первого электромотора/генератора является высокой, на этапе S3, разрешается использование схем переключения передач, устанавливаемых посредством добавления "аварийный режим, первая" ("EV первая ICE первая"), которая представляет собой схему переключения передач, не используемую в нормальном режиме, в схемы переключения передач для нормального использования, выполняется управление переключением передач с использованием второй карты графика переключения передач, проиллюстрированной на фиг. 12, и процесс переходит к этапу S6.
Здесь, при управлении переключением передач с использованием второй карты графика переключения передач, схемы переключения передач отличаются от схем переключения передач, которые могут использоваться при управлении переключением передач с использованием первой карты графика переключения передач (фиг. 6), тем, что "EV первая" изменяется на "последовательный, EV первая", а также тем, что добавляется схема переключения передач "EV первая ICE первая" из числа "аварийный режим, первая".
[0055] На этапе S6, после разрешения использовать схему переключения передач для нормального использования на этапе S4 или разрешения использовать схему переключения передач "аварийный режим, первая" на этапе S5, определяется то, выбирается или нет схема переключения передач для нормального использования, имеющая передаточное отношение, близкое к схеме переключения передач при неисправности. В случае "Да" (когда выбирается "EV вторая ICE третья"), процесс переходит к этапу S7, а если "Нет" (когда выбирается не "EV вторая ICE третья"), процесс переходит к возврату.
Здесь, "схема переключения передач при неисправности" означает "EV вторая ICE третья'", и схема переключения передач для нормального использования, имеющая передаточное отношение, близкое к схеме переключения передач при неисправности, означает "EV вторая ICE третья".
[0056] На этапе S7, после определения того, что "EV вторая ICE третья" выбирается, на этапе S6, определяется то, возникает или нет неисправность в схеме переключения передач для нормального использования, которая имеет передаточное отношение, близкое к схеме переключения передач при неисправности. В случае "Да" (неисправность возникает), процесс переходит к этапу S8, а если "Нет" (неисправность не возникает), процесс переходит к возврату.
Здесь, неисправность в схеме переключения передач для нормального использования "EV вторая ICE третья", означает, например, неисправность, при которой в системе управления операциями переключения передач возникает механическая или электрическая проблема, которая принудительно перемещает первую зацепляющую муфту C1 в позицию "справа", так что "EV вторая ICE третья" не может выбираться.
[0057] На этапе S8, после определения того, что возникает неисправность, на этапе S7, из схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, схема переключения передач с передаточным отношением, близким к схеме переключения передач, при которой возникает неисправность, используется в качестве схемы переключения передач при неисправности (схемы переключения передач "EV вторая ICE третья'"), и процесс переходит к возврату.
Здесь, "используется в качестве схемы переключения передач при неисправности" означает использование схемы переключения передач "EV вторая ICE третья'" вместо "EV вторая ICE третья" во время управления переключением передач с использованием первой или второй карты графика переключения передач.
[0058] Далее описываются операции.
Ниже отдельно описываются "операция процесса управления переключением передач", "операция управления переключением передач в нормальных условиях", "операция управления переключением передач посредством разрешения использовать "аварийный режим, первая"", "операция управления переключением передач при повреждении" и "характерная операция управления переключением передач", относительно операций устройства управления трансмиссией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
[0059] Операция процесса управления переключением передач
Ниже описывается операция процесса управления переключением передач в каждом сценарии движения, на основе блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 5.
[0060] Предполагается, что определено то, что SOC аккумулятора превышает предварительно определенную емкость SOC1, на этапе S1, то, что температура аккумулятора не является низкой, на этапе S2, и то, что температура системы первого электромотора/генератора не является высокой, на этапе S3. В это время, процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S3 --> этап S4" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. На этапе S4, разрешается использование схем переключения передач для нормального использования, и выполняется управление переключением передач с использованием первой карты графика переключения передач, проиллюстрированной на фиг. 6.
[0061] С другой стороны, если определено то, что SOC аккумулятора равно или меньше предварительно определенной емкости SOC1, на этапе S1, процесс переходит от этапа S1 к этапу S5 на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. Даже если определено то, что SOC аккумулятора превышает предварительно определенную емкость SOC1, на этапе S1, если определено то, что температура аккумулятора является низкой, на этапе S2, процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S5" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. Даже если определено то, что SOC аккумулятора превышает предварительно определенную емкость SOC1, на этапе S1, и определено то, что температура аккумулятора не является низкой, на этапе S2, если определено то, что температура системы первого электромотора/генератора является высокой, на этапе S3, процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S3 --> этап S5" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. На этапе S5, разрешается использование схем переключения передач, устанавливаемых посредством добавления "аварийный режим, первая" ("EV первая ICE первая"), которая представляет собой схему переключения передач, не используемую в нормальном режиме, в схемы переключения передач для нормального использования, и выполняется управление переключением передач с использованием второй карты графика переключения передач, проиллюстрированной на фиг. 12.
[0062] При переходе от этапа S4 или этапа S5 к этапу S6, в сценарии движения, в котором схема переключения передач, отличная от "EV вторая ICE третья", выбирается на этапе S6, процесс переходит от этапа S6 к возврату на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. Помимо этого, в сценарии движения, в котором "EV вторая ICE третья" выбирается на этапе S6, но неисправность не возникает в схеме переключения передач для нормального использования, имеющей передаточное отношение, близкое к схеме переключения передач при неисправности, на этапе S7, процесс переходит от этапа S6 к "этап S7 --> возврат" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5.
[0063] С другой стороны, в сценарии движения, в котором "EV вторая ICE третья" выбирается на этапе S6, и определено то, что неисправность возникает в схеме переключения передач для нормального использования, имеющей передаточное отношение, близкое к схеме переключения передач при неисправности, на этапе S7, процесс переходит от этапа S6 к "этап S7 --> этап S8 --> возврат" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. На этапе S8, из схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, схема переключения передач "EV вторая ICE третья'" с передаточным отношением, близким к схеме переключения передач, при которой возникает неисправность, используется в качестве схемы переключения передач при неисправности. Таким образом, управление переключением передач переключается на управление переключением передач, при котором ступень переключения передач "EV вторая ICE третья'" используется вместо "EV вторая ICE третья" во время управления переключением передач с использованием первой или второй карты графика переключения передач.
[0064] Операция управления переключением передач в нормальных условиях
При переходе к этапу S4 на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5, выполняется управление переключением передач в нормальных условиях с использованием первой карты графика переключения передач, на основе разрешения использовать схему переключения передач для нормального использования. Ниже описывается операция управления переключением передач в нормальных условиях на основе фиг. 6-11.
[0065] "Первая карта графика переключения передач", используемая при управлении переключением передач в нормальных условиях, 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 множества схем переключения передач, которые составляют группу схем переключения передач для нормального использования, как проиллюстрировано на фиг. 6. Таким образом, области выбора "EV первая", "EV первая ICE вторая" и "EV первая ICE третья" назначаются области низких скоростей транспортного средства после трогания с места, в качестве области приведения в движение при подаче мощности посредством нажатия педали акселератора. Затем области выбора "EV вторая", "EV вторая ICE вторая", "EV вторая ICE третья" и "EV вторая ICE четвертая" назначаются области высоких скоростей транспортного средства. В качестве областей рекуперативного торможения посредством замедления при торможении ногой, снятой с акселератора, область выбора "EV первая" назначается области низких скоростей транспортного средства, и область выбора "EV вторая" назначается области высоких скоростей транспортного средства.
[0066] В случае "EV первая" и "EV вторая" из области приведения в движение при подаче мощности, третья зацепляющая муфта C3 (слева и справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19. В случае "EV первая" и "EV вторая" из области рекуперативного торможения, третья зацепляющая муфта C3 (слева и справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из ведущих колес 19 в первый электромотор/генератор MG1.
[0067] В случае схемы переключения передач для нормального использования "EV первая ICE вторая", третья зацепляющая муфта C3 (слева) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 7. Затем вторая зацепляющая муфта C2 (слева) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0068] В случае схемы переключения передач для нормального использования "EV первая ICE третья", третья зацепляющая муфта C3 (слева) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 8. Затем первая зацепляющая муфта C1 (справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0069] В случае схемы переключения передач для нормального использования "EV вторая ICE вторая", третья зацепляющая муфта C3 (справа), присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 9. Затем вторая зацепляющая муфта C2 (слева) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0070] В случае схемы переключения передач для нормального использования "EV вторая ICE третья", третья зацепляющая муфта C3 (справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 10. Затем первая зацепляющая муфта C1 (справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0071] В случае схемы переключения передач для нормального использования "EV вторая ICE четвертая", третья зацепляющая муфта C3 (справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 11. Затем вторая зацепляющая муфта C2 (справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0072] Следовательно, например, если скорость VSP транспортного средства увеличивается от рабочей точки A до рабочей точки B на фиг. 6, выполняется переключение коробки передач "вверх", чтобы переключать схему переключения передач с "EV первая" на "EV вторая". Это переключение коробки передач "вверх" устанавливается посредством принудительного перемещения соединительной втулки 53 третьей зацепляющей муфты C3 из позиции зацепления "слева" в позицию зацепления "справа" через "N"-позицию. В это время, первая зацепляющая муфта C1 и вторая зацепляющая муфта C2 поддерживаются в "N"-позиции.
[0073] Например, если скорость VSP транспортного средства уменьшается от рабочей точки C до рабочей точки D на фиг. 6, выполняется переключение коробки передач "вниз", чтобы переключать схему переключения передач с "EV вторая" на "EV первая". Это переключение коробки передач "вниз" устанавливается посредством принудительного перемещения соединительной втулки 53 третьей зацепляющей муфты C3 из позиции зацепления "справа" в позицию зацепления "слева" через "N"-позицию. В это время, первая зацепляющая муфта C1 и вторая зацепляющая муфта C2 поддерживаются в "N"-позиции.
[0074] Например, при движении в "параллельном HEV-режиме" при выборе схемы переключения передач "EV вторая ICE четвертая", при перемещении из рабочей точки E в рабочую точку F на фиг. 6 посредством операции нажатия педали акселератора, выдается запрос на переключение коробки передач "вниз". Когда вторая зацепляющая муфта C2 переключается из позиции "справа" на позицию "слева" через "N" согласно этому запросу на переключение коробки передач "вниз", транспортное средство переходит к движению посредством "параллельного HEV-режима" посредством схемы переключения передач "EV вторая ICE вторая", в которой ступень ICE-переключения передач переводится на вторую скорость.
[0075] Например, при движении в "параллельном HEV-режиме" при выборе схемы переключения передач "EV вторая ICE вторая", при перемещении из рабочей точки G в рабочую точку H на фиг. 6 вследствие увеличения скорости VSP транспортного средства, выдается запрос на переключение коробки передач "вверх". Когда третья зацепляющая муфта C3 переключается из позиции "слева" на позицию "справа" через "N" согласно этому запросу на переключение коробки передач "вверх", транспортное средство переходит к движению посредством "параллельного HEV-режима" посредством схемы переключения передач "EV вторая ICE вторая", в которой ступень ICE-переключения передач переводится на вторую скорость.
[0076] Например, при движении в "параллельном HEV-режиме" при выборе схемы переключения передач "EV вторая ICE вторая", при перемещении из рабочей точки I в рабочую точку J на фиг. 6 посредством операции возврата педали акселератора, выдается запрос на переключение коробки передач "вверх". Когда вторая зацепляющая муфта C2 переключается из позиции "слева" на позицию "справа" через "N" согласно этому запросу на переключение коробки передач "вверх", транспортное средство переходит к движению посредством "параллельного HEV-режима" посредством схемы переключения передач "EV вторая ICE третья", в которой ступень ICE-переключения передач переводится на третью скорость.
[0077] Операция управления переключением передач посредством разрешения использовать "аварийный режим, первая"
При переходе к этапу S5 на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5, выполняется управление переключением передач с использованием второй карты графика переключения передач, на основе разрешения использовать схему переключения передач, устанавливаемую посредством добавления "EV первая ICE первая", которая представляет собой "аварийный режим, первая", на схему переключения передач для нормального использования. Ниже описывается операция управления переключением передач посредством разрешения использовать "аварийный режим, первая", на основе фиг. 12 и фиг. 13.
[0078] "Вторая карта графика переключения передач", используемая при управлении переключением передач посредством разрешения использовать "аварийный режим, первая", представляет собой карту, на которой скорость VSP транспортного средства и требуемая движущая сила (движущая сила) представляют собой оси координат, и в координатной плоскости назначается область выбора для выбора ступени переключения передач, полученной посредством добавления "EV первая ICE первая" к схеме переключения передач для нормального использования, как показано на фиг. 12. Таким образом, область выбора "последовательный, EV первая" назначается области низких скоростей транспортного средства после трогания с места, в качестве области приведения в движение 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 посредством замедления при торможении ногой, снятой с акселератора, область выбора "EV первая" назначается области низких скоростей транспортного средства, и область выбора "EV вторая" назначается области высоких скоростей транспортного средства.
[0079] В случае "последовательный, EV первая" в области приведения в движение при подаче мощности, третья зацепляющая муфта C3 (слева) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19. В случае "EV первая" и "EV вторая" из области рекуперативного торможения, третья зацепляющая муфта C3 (слева и справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из ведущих колес 19 в первый электромотор/генератор MG1.
[0080] В случае если выбирается "EV первая ICE первая" из "аварийный режим, первая", которая представляет собой схему переключения передач, не используемую в нормальном режиме, третья зацепляющая муфта C3 (слева) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 13. Затем две зацепляющих муфты посредством первой зацепляющей муфты C1 (слева) и третьей зацепляющей муфты C3 (слева) присутствуют на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0081] Следовательно, во время трогания с места, выбирается ступень переключения передач "последовательный, EV первая", и транспортное средство трогается с места в "последовательном HEV-режиме" при выработке электроэнергии с помощью второго электромотора/генератора MG2 посредством движущей силы двигателя ICE внутреннего сгорания. При движении в "последовательном HEV-режиме" после этого трогания с места, например, при перемещении из рабочей точки K в рабочую точку L на фиг. 12 вследствие увеличения скорости VSP транспортного средства, выдается запрос на переключение передач в "аварийный режим, первая". Когда первая зацепляющая муфта C1 переключается из "N" на позицию "слева" согласно этому запросу на переключение передач в "аварийный режим, первая", транспортное средство переходит к движению посредством "параллельного HEV-режима" посредством схемы переключения передач "EV первая ICE первая", в которой ступень EV-переключения передач переводится на первую скорость, и ступень ICE-переключения передач переводится на первую скорость. Таким образом, при управлении переключением передач посредством разрешения использовать "аварийный режим, первая", SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности увеличивается посредством выработки электроэнергии во втором электромоторе/генераторе MG2 в области трогания с места. Затем посредством перехода к схеме переключения передач "EV первая ICE первая", которая представляет собой "аварийный режим, первая", в области низких скоростей, требуемая движущая сила транспортного средства главным образом компенсируется посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, и потребление SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности посредством первого электромотора/генератора MG1 подавляется. Как результат, с точки зрения бюджета аккумулятора, SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, которое уменьшается, увеличивается.
[0082] Операция управления переключением передач при повреждении
Затем, при переходе к этапу S8 на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5, выполняется управление переключением передач при повреждении с использованием первой или второй карты графика переключения передач, на основе использования схемы переключения передач при неисправности ("EV вторая ICE третья'"). Ниже описывается операция управления переключением передач при повреждении на основе фиг. 14.
[0083] В случае если выбирается схема переключения передач, не используемая в нормальном режиме, "EV вторая ICE третья'", третья зацепляющая муфта C3 (справа) присутствует на тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 на ведущие колеса 19, как проиллюстрировано на фиг. 14. Затем две зацепляющих муфты посредством первой зацепляющей муфты C1 (слева) и третьей зацепляющей муфты C3 (справа) присутствуют на тракте передачи мощности, идущем из двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19.
[0084] Следовательно, при управлении переключением передач при повреждении, при выборе ступени переключения передач "EV вторая ICE третья" во время управления переключением передач с использованием первой или второй карты графика переключения передач, управление переключением передач выполняется таким образом, чтобы выбирать, вместо схемы переключения передач "EV вторая ICE третья", "схему переключения передач "EV вторая ICE третья'", которая имеет аналогичное передаточное отношение. Таким образом, в режиме повреждения, к примеру, когда схема переключения передач "EV вторая ICE третья" не может выбираться, управление переключением передач с использованием первой или второй карты графика переключения передач продолжается как есть, посредством использования "EV вторая ICE третья'" в качестве резервной схемы переключения передач.
[0085] Характерная операция управления переключением передач
В первом варианте осуществления, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности, идущем из первого электромотора/генератора MG1 или двигателя ICE внутреннего сгорания на ведущие колеса 19, выбираются из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем выбранное множество схем переключения передач обозначаются как "группа схем переключения передач для нормального использования", которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.
Таким образом, схемы переключения передач, которые выбираются в качестве "группы схем переключения передач для нормального использования", имеют только одну зацепляющую муфту в тракте передачи мощности, из трех зацепляющих муфт C1, C2, C3. Соответственно, получается превосходное качество переключения передач, за счет чего можно подавлять толчок вследствие люфта и шум, уникальный для случаев, в которых муфты C1, C2, C3 с полным зацеплением используются в качестве элементов переключения передач при переключении передач в нормальных условиях. Поскольку схема переключения передач для нормального использования представляет собой схему, при которой толчок и шум подавляются, необязательно предпринимать меры в отношении вибрации, чтобы сдерживать градиент увеличения и уменьшения крутящего момента в ходе переключения передач, и можно обеспечивать высокую скорость отклика при переключении передач, при которой время, требуемое для переключения передач, является небольшим.
Как результат, когда имеется запрос на переключение передач, скорость отклика при переключении передач, соответствующая запросу водителя, обеспечивается при достижении превосходного качества переключения передач при переключении передач в нормальных условиях.
[0086] В первом варианте осуществления, схемы переключения передач ("EV первая ICE первая", "EV вторая ICE третья'"), в которой две или более зацепляющих муфт C1, C2, C3 присутствуют в тракте передачи мощности, выбираются из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Выбранные схемы переключения передач обозначаются как группа схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, которая не используется для управления переключением передач в нормальных условиях, и когда устанавливается предварительно определенное условие, разрешается использование схемы переключения передач ("EV первая ICE первая", "EV вторая ICE третья'") из группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Таким образом, схемы переключения передач из группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, имеют две или более зацепляющих муфт в тракте передачи мощности, из трех зацепляющих муфт C1, C2, C3, и могут использоваться в качестве схемы переключения передач, хотя превосходное качество переключения передач не может получаться.
Следовательно, когда предварительно определенное условие удовлетворяется посредством разрешения использования схемы переключения передач из группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, схема переключения передач, не используемая в нормальном режиме, эффективно используется в качестве резервной схемы переключения передач для схемы переключения передач для нормального использования.
[0087] В первом варианте осуществления, когда устанавливается условие низкой емкости аккумулятора, в котором SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности равно или меньше предварительно определенной емкости SOC1, разрешается использование схемы переключения передач ("аварийный режим, первая": "EV первая ICE первая"), которая присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Таким образом, когда условие низкой емкости аккумулятора удовлетворяется, существует потребность в том, чтобы подавлять потребление SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности в максимально возможной степени. В этом отношении, если ступень переключения передач, которая уменьшает нагрузку при усилении посредством первого электромотора/генератора MG1, присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, преимущественно выполнять управление переключением передач при разрешении использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, с тем чтобы восстанавливать SOC аккумулятора на ранней стадии.
Следовательно, если условие низкой емкости аккумулятора удовлетворяется, быстрое восстановление уменьшенного SOC аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности получается посредством разрешения использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, при управлении переключением передач.
[0088] В первом варианте осуществления, когда устанавливается условие низкой температуры аккумулятора, в котором температура аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности уменьшается и становится равной или меньше первого порогового значения температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, разрешается использование схемы переключения передач ("аварийный режим, первая": "EV первая ICE первая"), которая присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Таким образом, если условие низкой температуры аккумулятора удовлетворяется, поскольку первый электромотор/генератор MG1 не может выводить предварительно определенную выходную мощность, необходимо уменьшать усиление, выводимое посредством первого электромотора/генератора MG1, в максимально возможной степени. В этом отношении, если схема переключения передач присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, за счет чего уменьшается движущая сила, предоставленная посредством выходной мощности MG1, и выходная мощность главным образом предоставляется посредством двигателя внутреннего сгорания, преимущественно использовать упомянутую схему переключения передач, не используемую в нормальном режиме, с тем чтобы иметь возможность выводить требуемую движущую силу транспортного средства.
Следовательно, если условие низкой температуры аккумулятора удовлетворяется, уменьшение фактической движущей силы транспортного средства относительно требуемой движущей силы транспортного средства может подавляться, посредством использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, при управлении переключением передач.
[0089] В первом варианте осуществления, когда устанавливается условие высокой температуры системы электромотора, в котором температура системы электромотора от аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности до первого электромотора/генератора MG1 увеличивается и становится равной или превышающей второе пороговое значение температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, разрешается использование схемы переключения передач ("аварийный режим, первая" : "EV первая ICE первая"), которая присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Таким образом, если условие высокой температуры системы электромотора удовлетворяется, поскольку первый электромотор/генератор MG1 не может выводить предварительно определенную выходную мощность, идентично тому, когда условие низкой температуры аккумулятора удовлетворяется, необходимо уменьшать усиление, выводимое посредством первого электромотора/генератора MG1, в максимально возможной степени. В этом отношении, если схема переключения передач присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, за счет чего уменьшается движущая сила, предоставленная посредством выходной мощности MG1, и выходная мощность главным образом предоставляется посредством двигателя внутреннего сгорания, преимущественно использовать упомянутую схему переключения передач, не используемую в нормальном режиме, с тем чтобы иметь возможность выводить требуемую движущую силу транспортного средства.
Следовательно, если условие высокой температуры системы электромотора удовлетворяется, уменьшение фактической движущей силы транспортного средства относительно требуемой движущей силы транспортного средства может подавляться, посредством использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, при управлении переключением передач.
[0090] В первом варианте осуществления, возникает неисправность, при которой предварительно определенная схема переключения передач ("EV вторая ICE третья"), не может выбираться во время управления переключением передач с использованием схемы переключения передач из группы схем переключения передач для нормального использования. В это время, из схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, схема переключения передач ("EV вторая ICE третья'") с передаточным отношением, близким к предварительно определенной схеме переключения передач ("EV вторая ICE третья"), при которой возникает неисправность, используется в качестве схемы переключения передач при неисправности.
Таким образом, управление переключением передач выполняется с использованием карты графика переключения передач (фиг. 6, фиг. 12), на которой области схемы переключения передач задаются с учетом рабочих характеристик расхода топлива и рабочих характеристик вождения. Тем не менее, если возникает неисправность, при которой не может выбираться предварительно определенная схема переключения передач ("EV вторая ICE третья"), заданная в области, схема переключения передач ("EV вторая ICE третья") должна пропускаться во время переключения коробки передач "вверх", а также во время переключения коробки передач "вниз". В этом случае, ухудшаются рабочие характеристики расхода топлива и рабочие характеристики вождения.
Напротив, когда возникает повреждение схемы переключения передач, ухудшение рабочих характеристик расхода топлива и рабочих характеристик вождения может подавляться до минимума, и управление переключением передач может продолжаться как есть, посредством использования схемы переключения передач ("EV вторая ICE третья'") с передаточным отношением, близким к схеме переключения передач ("EV вторая ICE третья"), при которой возникает неисправность, в качестве схемы переключения передач при неисправности.
[0091] В первом варианте осуществления, многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит ступени EV-переключения передач, ступени ICE-переключения передач и комбинированные схемы переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач. В этом модуле 23 управления трансмиссией, схемы переключения передач, за исключением схем переключения передач со взаимной блокировкой и схем переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач из числа всех схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством комбинаций зацепления множества зацепляющих муфт C1, C2, C3, обозначаются как множество схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. В случае комбинированных ступеней переключения передач, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта C3 присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и одна зацепляющая муфта C1, C2 присутствует в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач для нормального использования. В таком случае, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта C3 присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и две или более зацепляющих муфт C1, C2, C3 присутствуют в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Таким образом, управление переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 может разделяться на управление для изменения ступени EV-переключения передач и управление для изменения ступени ICE-переключения передач. Следовательно, тракт передачи мощности отдельно рассматривается для ступеней EV-переключения передач и ступеней ICE-переключения передач, и схемы переключения передач, в которых две или более зацепляющих муфт C1, C2, C3 присутствуют в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Следовательно, в многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, содержащей ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач, схемы переключения передач для нормального использования и схемы переключения передач, не используемые в нормальном режиме, организуются согласно числу зацепляющих муфт в тракте передачи мощности, из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1.
[0092] Далее описываются преимущества.
Нижеперечисленные преимущества могут получаться посредством устройства управления трансмиссией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
[0093] (1) В гибридном транспортном средстве, содержащем электромотор (первый электромотор/генератор MG1) и двигатель ICE внутреннего сгорания в качестве источников приведения в движение и трансмиссию (многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1), которая устанавливает множество схем переключения передач в приводной системе от источников мощности на ведущее колесо 19, и
- при этом трансмиссия (многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1) имеет множество зацепляющих муфт C1, C2, C3 в качестве элементов переключения передач, которые переключаются между множеством схем переключения передач и которые полностью зацепляются посредством перемещения из расцепленной позиции,
- предусмотрен контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией), который выполняет управление переключением передач для переключения между схемами переключения передач, которые устанавливаются посредством трансмиссии (многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1), посредством перемещения зацепляющих муфт на основе запроса на переключение передач, и
- контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией) выбирает схемы переключения передач (первую ступень зубчатой EV-передачи: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 2-4 скорость) из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии (многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1), в которой одна из зацепляющих муфт присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущее колесо 19, и обозначает выбранные схемы переключения передач в качестве группы схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.
Соответственно, когда имеется запрос на переключение передач, можно обеспечивать скорость отклика при переключении передач, соответствующую запросу водителя, при достижении превосходного качества переключения передач при переключении передач в нормальных условиях.
[0094] (2) Контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией) выбирает схемы переключения передач ("EV первая ICE первая", "EV вторая ICE третья'") из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии (многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1), в которой две или более зацепляющих муфт C1, C2, C3 присутствуют в тракте передачи мощности, обозначает выбранные схемы переключения передач в качестве группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, и разрешает использование схемы переключения передач ("EV первая ICE первая", "EV вторая ICE третья'") из группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, когда удовлетворяется предварительно определенное условие.
Соответственно, помимо преимущества (1), когда предварительно определенное условие удовлетворяется посредством разрешения использования схемы переключения передач из группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, схема переключения передач, не используемая в нормальном режиме, эффективно используется в качестве резервной схемы переключения передач для схемы переключения передач для нормального использования.
[0095] (3) Когда устанавливается условие низкой емкости аккумулятора, в котором зарядная емкость (SOC аккумулятора) аккумулятора (аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности) равна или меньше предварительно определенной емкости SOC1, контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией) разрешает использование схемы переключения передач ("EV первая ICE первая"), которая присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Соответственно, помимо преимущества (2), если условие низкой емкости аккумулятора удовлетворяется, быстрое восстановление уменьшенной зарядной емкости (SOC аккумулятора) аккумулятора (аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности) получается посредством разрешения использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, при управлении переключением передач.
[0096] (4) Когда устанавливается условие низкой температуры аккумулятора, в котором температура аккумулятора (аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности) уменьшается и становится равной или меньше первого порогового значения температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией) разрешает использование схемы переключения передач ("аварийный режим, первая": "EV первая ICE первая"), которая присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме (фиг. 5, "S2 --> S5").
Соответственно, помимо преимущества (2) или (3), если условие низкой температуры аккумулятора удовлетворяется, уменьшение фактической движущей силы транспортного средства относительно требуемой движущей силы транспортного средства может подавляться, посредством использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, при управлении переключением передач.
[0097] (5) Когда устанавливается условие высокой температуры системы электромотора, в котором температура системы электромотора от аккумулятора (аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности) до электромотора (первого электромотора/генератора MG1) увеличивается и становится равной или превышающей второе пороговое значение температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией) разрешает использование схемы переключения передач ("аварийный режим, первая": "EV первая ICE первая"), которая присутствует в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
Соответственно, помимо преимуществ (2)-(4), если условие высокой температуры системы электромотора удовлетворяется, уменьшение фактической движущей силы транспортного средства относительно требуемой движущей силы транспортного средства может подавляться, посредством использования схемы переключения передач, не используемой в нормальном режиме, при управлении переключением передач.
[0098] (6) После определения того, что возникает неисправность, при которой предварительно определенная схема переключения передач ("EV вторая ICE третья") не может выбираться во время управления переключением передач с использованием схемы переключения передач из группы схем переключения передач для нормального использования, контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией) использует схему переключения передач ("EV вторая ICE третья'") из ступеней переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, в качестве схемы переключения передач при неисправности (фиг. 5, "S6 --> S7 --> S8"), схемы переключения передач ("EV вторая ICE третья'") с передаточным отношением, близким к предварительно определенной схеме переключения передач ("EV вторая ICE третья"), при которой возникает неисправность.
Соответственно, помимо преимуществ (2)-(5), когда возникает повреждение ступени переключения передач, ухудшение рабочих характеристик расхода топлива и рабочих характеристик вождения может подавляться до минимума, и управление переключением передач может продолжаться как есть, посредством использования схемы переключения передач ("EV вторая ICE третья'") с передаточным отношением, близким к схеме переключения передач ("EV вторая ICE третья"), при которой возникает неисправность, в качестве схемы переключения передач при неисправности.
[0099] (7) Трансмиссия (многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1) содержит множество ступеней EV-переключения передач, которые представляют собой ступени переключения передач электромотора, множество ступеней ICE-переключения передач, которые представляют собой ступени переключения передач двигателя внутреннего сгорания, и множество комбинированных схем переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач,
- контроллер трансмиссии (модуль 23 управления трансмиссией), обозначает схемы переключения передач, за исключением схем переключения передач со взаимной блокировкой и схем переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач из числа всех схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством комбинаций зацепления множества зацепляющих муфт C1, C2, C3, в качестве множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии (многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1), и
- в случае комбинированных схем переключения передач, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта C3 присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и одна зацепляющая муфта C1, C2 присутствует в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач для нормального использования, и схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта C3 присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и две или более зацепляющих муфт C1, C2, C3 присутствуют в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме (фиг. 4).
Соответственно, помимо преимуществ (1)-(6), в трансмиссии (многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1), содержащей ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач, схемы переключения передач для нормального использования и схемы переключения передач, не используемые в нормальном режиме, организуются согласно числу зацепляющих муфт в тракте передачи мощности, из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии (многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1).
[0100] Устройство управления трансмиссией 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 формулы изобретения.
[0101] В первом варианте осуществления, показан пример контроллера трансмиссии, в котором схемы переключения передач, за исключением схем переключения передач со взаимной блокировкой и схемы переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач, из всех схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством комбинаций зацепления множества зацепляющих муфт C1, C2, C3, обозначаются как множество схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Тем не менее, контроллер трансмиссии может иметь такую конфигурацию, в которой схемы переключения передач, за исключением схем переключения передач со взаимной блокировкой, из всех схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством комбинаций зацепления множества зацепляющих муфт, обозначаются как множество схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии. Например, если механизм переключения передач сконфигурирован как механизм, который заставляет каждую из зацепляющих муфт C1, C2, C3 независимо выполнять перемещение, не возникает "схем переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач". В этом случае, возникает большее число схем переключения передач, которые используются в качестве схем переключения передач во время неисправности.
[0102] В первом варианте осуществления, в качестве трансмиссии показан пример многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, которая использует зацепляющие муфты C1, C2, C3 и которая имеет ступени EV-переключения передач (скорость 1-2), ступени ICE-переключения передач (скорость 1-4) и комбинированные схемы переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач. Тем не менее, трансмиссия может представлять собой многоступенчатую зубчатую трансмиссию, которая использует одну, две, четыре или более зацепляющих муфт, и которая имеет ступени EV-переключения передач, ступени ICE-переключения передач и комбинированные схемы переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач, которые отличаются от первого варианта осуществления. Кроме того, трансмиссия может представлять собой комбинированную трансмиссию из EV-трансмиссии, которая использует зацепляющую муфту, и ICE-трансмиссии, которая использует зацепляющую муфту.
[0103] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором устройство управления трансмиссией настоящего изобретения применяется к гибридному транспортному средству, содержащему один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты, в качестве компонентов приводной системы. Тем не менее, устройство управления трансмиссией настоящего изобретения может применяться к гибридному транспортному средству, содержащему один двигатель, по меньшей мере, один электромотор/генератор и трансмиссию, имеющую, по меньшей мере, одну зацепляющую муфту.
Изобретение относится к трансмиссиям гибридных автомобилей. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства, имеющей множество зацепляющих муфт, содержит контроллер трансмиссии, управляющий переключением передач для переключения между множеством схем переключения передач, которые устанавливаются посредством перемещения зацепляющих муфт на основе запроса на переключение передач. Контроллер трансмиссии выбирает схемы переключения передач из множества схем, в которых одна из зацепляющих муфт присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущее колесо, и обозначает выбранные схемы переключения передач в качестве группы схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях. Увеличивается скорость отклика при переключении. 6 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства, содержащего электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников приведения в движение и трансмиссию, которая устанавливает множество схем переключения передач в приводной системе от источников мощности на ведущее колесо, и
- причем трансмиссия имеет множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые переключаются между множеством схем переключения передач и которые полностью зацепляются посредством перемещения из расцепленной позиции, содержащее:
- контроллер трансмиссии, который выполняет управление переключением передач для переключения между множеством схем переключения передач, которые устанавливаются посредством трансмиссии, посредством перемещения зацепляющих муфт на основе запроса на переключение передач, и
- контроллер трансмиссии выбирает схемы переключения передач из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством схем переключения передач трансмиссии, в которых одна из зацепляющих муфт присутствует в тракте передачи мощности, идущем от источников мощности на ведущее колесо, и обозначает выбранные схемы переключения передач в качестве группы схем переключения передач для нормального использования, которая используется для управления переключением передач в нормальных условиях.
2. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства по п. 1, в котором:
- контроллер трансмиссии выбирает схемы переключения передач из множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии, в которой две или более из зацепляющих муфт присутствуют в тракте передачи мощности, обозначает выбранные схемы переключения передач в качестве группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, и разрешает использование схем переключения передач из группы схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, когда удовлетворяется предварительно определенное условие.
3. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства по п. 2, в котором:
- когда устанавливается условие низкой емкости аккумулятора, в котором зарядная емкость аккумулятора равна или меньше предварительно определенной емкости, контроллер трансмиссии разрешает использование схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
4. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства по п. 2 или 3, в котором:
- когда устанавливается условие низкой температуры аккумулятора, в котором температура аккумулятора уменьшается и становится равной или меньше первого порогового значения температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, контроллер трансмиссии разрешает использование схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
5. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства по любому из пп. 1-4, в котором:
- когда устанавливается условие высокой температуры системы электромотора, в котором температура системы электромотора от аккумулятора до электромотора увеличивается и становится равной или превышающей второе пороговое значение температуры, при котором предварительно определенная выходная мощность не может выводиться, контроллер трансмиссии разрешает использование схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
6. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства по любому из пп. 2-5, в котором:
- когда возникает неисправность, при которой предварительно определенная схема переключения передач не может выбираться во время управления переключением передач с использованием одной из схем переключения передач из группы схем переключения передач для нормального использования, контроллер трансмиссии использует одну из схем переключения передач, которые присутствуют в группе схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме, в качестве схемы переключения передач при неисправности, которая имеет передаточное отношение, которое является близким к предварительно определенной схеме переключения передач, при которой возникает неисправность.
7. Устройство управления трансмиссией для гибридного транспортного средства по любому из пп. 1-6, в котором:
- трансмиссия содержит множество ступеней EV-переключения передач, которые представляют собой ступени переключения передач электромотора, множество ступеней ICE-переключения передач, которые представляют собой ступени переключения передач двигателя внутреннего сгорания, и множество комбинированных схем переключения передач из ступени EV-переключения передач и ступени ICE-переключения передач,
- контроллер трансмиссии обозначает схемы переключения передач, за исключением схем переключения передач со взаимной блокировкой и схем переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач из числа всех схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством комбинаций зацепления множества зацепляющих муфт, в качестве множества схем переключения передач, которые могут устанавливаться посредством трансмиссии, и
- в случае комбинированных схем переключения передач, схемы переключения передач, при которых одна зацепляющая муфта присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и одна из зацепляющих муфт присутствует в тракте передачи мощности ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач для нормального использования, и схемы переключения передач, при которых одна из зацепляющих муфт присутствует в тракте передачи мощности ступени EV-переключения передач, и две или более из зацепляющих муфт присутствуют в тракте передачи мощности ступени ICE-переключения передач, обозначаются как группа схем переключения передач, не используемых в нормальном режиме.
| JP 2010230124 A, 14.10.2010 | |||
| JP 2010196766 A, 09.09.2010 | |||
| JP 2010132014 A, 17.06.2010 | |||
| Способ управления коробкой передач и устройство для его осуществления | 1991 |
|
SU1791174A1 |
