УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАЧАЛОМ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
DEVICE FOR CONTROLLING BREAKAWAY OF MOTOR-DRIVEN VEHICLE

Область техники
Изобретение относится к устройству для управления началом движения транспортного средства с электроприводом, в котором приводная система из электромотора содержит трансмиссию, и трансмиссия имеет, в качестве элементов переключения передач, зацепляющие муфты, которые зацепляются посредством перемещения из расцепленной позиции.
Уровень техники
Традиционно, известно устройство, в котором во время операции выбора шестерни для начала движения, чтобы зацеплять кулачковую муфту, электромотор приводится в действие в этот момент, и его вращение передается на входной передаточный вал, чтобы позволять переключать трансмиссию из позиции нейтрали в позицию выбора шестерни для начала движения (например, см. публикацию выложенной заявки на патент Японии № Hei 6(1994)-245329).
Задача, решаемая изобретением
Тем не менее, в традиционном устройстве, даже при попытке переключаться из позиции нейтрали в позицию выбора шестерни для начала движения посредством зацепления кулачковой муфты с гидравлическим управлением, как и в случае автоматической трансмиссии, электромотор останавливается, и насос для формирования гидравлического давления также останавливается, когда транспортное средство остановлено. Следовательно, имеется проблема в том, что состояние выбора шестерни для начала движения не может достигаться до времени следующей операции начала движения, когда педаль акселератора нажимается и электромотор активируется, и в силу этого не может исключаться толчок при начале движения и задержка начала движения.
С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство для управления началом движения транспортного средства с электроприводом, в котором начало движения транспортного средства с хорошей реакцией на запрос на начало движения достигается при подавлении толчка при начале движения, когда имеется запрос на начало движения.
Средство достижения цели
Чтобы достигать вышеуказанной цели, транспортное средство с электроприводом настоящего изобретения содержит, в приводной системе, электромотор в качестве источника мощности и трансмиссию, которая изменяет скорость вывода мощности из электромотора и передает выходную мощность на ведущие колеса. Трансмиссия имеет множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые зацепляются посредством перемещения из расцепленной позиции.
В этом транспортном средстве с электроприводом, при условии, что, из множества зацепляющих муфт, муфта, которая зацепляется при запросе на начало движения, чтобы соединять электромотор и ведущие колеса, называется муфтой начала движения, предоставляется контроллер начала движения, который поддерживает зацепление муфты начала движения в течение определенной длительности, которая включает в себя остановленное состояние транспортного средства и до следующего начала движения, если муфта начала движения зацепляется, когда транспортное средство остановлено.
Трансмиссия имеет ступени переключения передач для начала движения, в которых зацепляется муфта начала движения.
Когда имеется операция выбора с диапазона движения на диапазон парковки или диапазон нейтрали в остановленном состоянии транспортного средства, контроллер начала движения поддерживает ступень переключения передач для начала движения до следующего раза, когда диапазон движения выбирается.
Преимущества изобретения
Следовательно, если муфта начала движения зацепляется, когда транспортное средство остановлено, зацепление муфты начала движения поддерживается в течение определенной длительности, которая включает в себя время, когда транспортное средство остановлено и до следующего начала движения.
Таким образом, когда муфта начала движения представляет собой зацепляющую муфту, если фазы верхних поверхностей зубьев совпадают, невозможно перемещаться в направлении зацепления, и необходимо принудительно вызывать зацепление после сдвига фаз, что требует времени.
Напротив, поскольку муфта начала движения зацепляется заранее, если имеется запрос на начало движения из транспортного средства в остановленном состоянии, операция зацепления муфты начала движения, которая вводится в зацепление и зацепляется, становится необязательной; в силу этого подавляется толчок при начале движения, и уменьшается время, требуемое от запроса на начало движения до начала движения транспортного средства.
Как результат, можно достигать начала движения транспортного средства с хорошей реакцией на запрос на начало движения при подавлении толчка при начале движения, когда имеется запрос на начало движения.
Когда имеется операция выбора от диапазона движения на диапазон парковки или диапазон нейтрали в остановленном состоянии транспортного средства, ступень переключения передач для начала движения поддерживается до следующего раза, когда выбирается диапазон движения. Следовательно, даже когда имеется запрос на быстрое начало движения из диапазона парковки или диапазона нейтрали, уменьшается время, требуемое от операции выбора диапазона движения до начала движения транспортного средства.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 является общим видом системы, иллюстрирующим приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления началом движения первого варианта осуществления.
Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы управления системы управления переключением передач для многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления началом движения 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 началом движения первого варианта осуществления.
Фиг. 4 является диаграммой схемы переключения передач, иллюстрирующей схемы переключения передач согласно позициям переключения трех зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство управления началом движения первого варианта осуществления.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса управления началом движения, выполняемого в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 6 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей поток крутящего момента MG1 в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач "EV вторая".
Фиг. 7 является схемой потока крутящего момента, иллюстрирующей поток крутящего момента MG1 в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, когда выбирается схема переключения передач "EV первая".
Фиг. 8 является временной диаграммой, иллюстрирующей каждую из характеристик из скорости транспортного средства/частоты вращения MG1/первой муфты MG1/второй муфты MG1/позиции выбранного диапазона переключения передач, когда транспортное средство остановлено посредством выполнения переключения коробки передач "вниз", при котором схема переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии переключается из "EV вторая" на "EV первая", в ходе замедления.
Фиг. 9 является временной диаграммой, иллюстрирующей каждую из характеристик из скорости транспортного средства/частоты вращения MG1/первой муфты MG1/второй муфты MG1/позиции выбранного диапазона переключения передач, когда транспортное средство остановлено без завершения переключения коробки передач "вниз", при котором схема переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии переключается из "EV вторая" на "EV первая", в ходе замедления.
Фиг. 10 является общим видом системы, иллюстрирующим приводную систему и систему управления транспортного средства с электроприводом, к которому применяется устройство управления началом движения второго варианта осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Ниже описываются предпочтительные варианты осуществления для реализации устройства для управления началом движения транспортного средства с электроприводом согласно настоящему изобретению, на основе первого и второго вариантов осуществления, проиллюстрированных на чертежах.
Первый вариант осуществления изобретения
Сначала описывается конфигурация.
Устройство управления началом движения первого варианта осуществления применяется к гибридному транспортному средству (одному примеру транспортного средства с электроприводом), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы", "конфигурация системы управления переключением передач", "конфигурация схем переключения передач" и "конфигурация процесса управления началом движения" относительно конфигурации устройства для управления началом движения гибридного транспортного средства в первом варианте осуществления.
Общая конфигурация системы
Фиг. 1 иллюстрирует приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления началом движения первого варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 1.
Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1, второй электромотор/генератор MG2 и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую три зацепляющих муфты C1, C2 и C3, как проиллюстрировано на фиг. 1. "ICE" является сокращением для "двигателя внутреннего сгорания".
Двигатель ICE внутреннего сгорания представляет собой, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель, который расположен в переднем отсеке транспортного средства, так что направление коленчатого вала находится в направлении ширины транспортного средства. 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.
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 питания. Статор первого электромотора/генератора MG1 крепится к картеру первого электромотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого электромотора, интегрированный в ротор первого электромотора/генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Статор второго электромотора/генератора MG2 крепится к картеру второго электромотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго электромотора, интегрированный в ротор второго электромотора/генератора MG2, соединяется с шестым валом 16 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Первый инвертор 4, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора первого электромотора/генератора MG1 через первый жгут 5 проводов переменного тока. Второй инвертор 6, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора второго электромотора/генератора MG2 через второй жгут 7 проводов переменного тока. Аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности, первый инвертор 4 и второй инвертор 6 соединяются посредством жгута 8 проводов постоянного тока через распределительную коробку 9.
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 представляет собой трансмиссию с нормальным зацеплением, 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 и 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. Предоставляются первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3. Картер 10 трансмиссии содержит электрический масляный насос 20, который подает смазочное масло в участки зацепления шестерней и участки осевого подшипника внутри картера.
Первый вал 11 представляет собой вал, с которым соединяется двигатель ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, которые выступают в осевом направлении, вставляются в первый вал 11, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с первым валом 11 через вторую зацепляющую муфту C2.
Второй вал 12 представляет собой вал, с которым соединяется первый электромотор/генератор MG1, и представляет собой цилиндрический вал, коаксиально расположенный с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, при этом 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.
Третий вал 13 представляет собой вал, расположенный на стороне выходного вала многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107, восьмая шестерня 108, девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 располагаются на третьем валу 13, в порядке с правой стороны на фиг. 1. Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на третьем валу 13. Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, которые выступают в осевом направлении, вставляются на 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.
Четвертый вал 14 имеет оба конца, поддерживаемые на картере 10 трансмиссии, и одиннадцатая шестерня 111, двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 располагаются на четвертом валу 14, в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, выступающие в осевых направлениях, вставляются 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.
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).
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).
После этого второй электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом. Эта зубчатая передача служит в качестве редукторной передачи, которая замедляет частоту вращения MG2 во время запуска от MG2 двигателя ICE внутреннего сгорания посредством второго электромотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для формирования второго электромотора/генератора MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.
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.
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.
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) на третьем валу 13 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, соединяется с левым и правым ведущими колесами 19 через дифференциал 17 и левый и правый ведущие валы 18.
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.
Гибридный модуль 21 управления (сокращение: "HCM") представляет собой интегральное средство управления для того, чтобы надлежащим образом управлять энергопотреблением всего транспортного средства. Гибридный модуль 21 управления соединяется с другими модулями управления (модулем 22 управления электромотором, модулем 23 управления трансмиссией, модулем 24 управления двигателем и т.д.) таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией посредством линии 25 CAN-связи. "CAN" в линии 25 CAN-связи является сокращением для "контроллерной сети".
Модуль 22 управления электромотором (сокращение: "MCU") выполняет управление подачей питания, управление рекуперацией и т.п. первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент электромотора принудительно придерживается целевого крутящего момента электромотора, когда определяется целевой крутящий момент электромотора, который должен совместно использоваться относительно целевой движущей силы. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, в котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечивать схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2 или C3 в ходе движения.
Модуль 23 управления трансмиссией (сокращение: "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, посредством вывода команды управления током в электрические актуаторы 31, 32 и 33 (см. фиг. 2), на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющие муфты C1, C2 и C3 избирательно зацепляются/расцепляются, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из множества зубчатых пар. Здесь, во время запроса на переключение передач, чтобы зацеплять любую из расцепленных зацепляющих муфт C1, C2 или C3, с тем чтобы подавлять частоту дифференциального вращения между входным/выходным валом муфты, чтобы обеспечивать зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.
Модуль 24 управления двигателем (сокращение: "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.
Конфигурация системы управления переключением передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 согласно первому варианту осуществления отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования, в качестве элементов переключения передач, зацепляющих муфт C1, C2 и C3 (кулачковой муфты), которые вводятся в зацепление и зацепляются. Далее, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2 или C3, частоты дифференциального вращения входного/выходного вала муфты синхронизируются посредством первого электромотора/генератора MG1 (когда зацепляющая муфта C3 зацепляется) или второго электромотора/генератора MG2 (когда зацепляющие муфты C1, C2 зацепляются), и ход зацепления начинается, как только частота вращения попадает в диапазон частот вращения при определении синхронизации, чтобы реализовывать переключение передач. Помимо этого, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы расцеплять любую из зацепленных зацепляющих муфт C1, C2 или C3, передаточный крутящий момент муфты расцепляющей муфты уменьшается, и ход расцепления начинается, как только крутящий момент становится равным или меньше значения определения крутящего момента расцепления, чтобы реализовывать переключение передач. Ниже описывается конфигурация системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 2.
Система управления переключением передач содержит, в качестве зацепляющих муфт, первую зацепляющую муфту C1, вторую зацепляющую муфту C2 и третью зацепляющую муфту C3, как проиллюстрировано на фиг. 2. Первый электрический актуатор 31, второй электрический актуатор 32 и третий электрический актуатор 33 предоставляются. Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты предоставляются в качестве механизмов, которые преобразуют операции актуатора в операции зацепления/расцепления муфты. Кроме того, модуль 23 управления трансмиссией предоставляется в качестве средства управления первого электрического актуатора 31, второго электрического актуатора 32 и третьего электрического актуатора 33.
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 зацепления муфты с левой стороны); и правой позицией зацепления (справа: позицией зацепления муфты с правой стороны). Зацепляющие муфты C1, C2 и C3 имеют идентичную конфигурацию, содержащую соединительные втулки 51, 52 и 53; левые кольца 54, 55 и 56 кулачковой муфты; и правые кольца 54, 55 и 56 кулачковой муфты. Соединительные втулки 51, 52, 53 предоставляются таким образом, что они могут перемещаться 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; и 53a, 53b, имеющие с обеих сторон плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c и 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52 и 53. Левые кольца 54, 55 и 56 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 113, 103 и 110, которые представляют собой левые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2 и C3 и имеют собачки 54a, 55a и 56a с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51a, 52a и 53a. Правые кольца 54, 55 и 56 кулачковой муфты крепятся к контактным участкам шестерней 112, 102 и 109, которые представляют собой правые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2 и C3 и имеют собачки 57b, 58b и 59b с плоскими верхними поверхностями, которые расположены напротив собачек 51b, 52b и 53b.
Рабочий механизм 41 первой зацепляющей муфты, рабочий механизм 42 второй зацепляющей муфты и рабочий механизм 43 третьей зацепляющей муфты преобразуют движения при повороте электрических актуаторов 31, 32 и 33 в осевое перемещение соединительных втулок 51, 52 и 53. Рабочие механизмы 41, 42 и 43 зацепляющей муфты имеют идентичную конфигурацию, содержащую поворотные тяги 61, 62 и 63; стержни 64, 65 и 66 переключения передач; и вилки 67, 68 и 69 переключения передач. Один конец каждой из поворотных тяг 61, 62 и 63 соединяется с одним из валов актуаторов для электрических актуаторов 31, 32 и 33, а другие концы соединяются с одним из стержней 64, 65 и 66 переключения передач таким образом, что он является относительно смещаемым. Стержни 64, 65 и 66 переключения передач допускают 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 и 69 переключения передач крепится к одному из стержней 64, 65 и 66 переключения передач, и другой конец располагается в одной из вилочных канавок 51c, 52c или 53c соединительных втулок 51, 52 и 53.
Модуль 23 управления трансмиссией вводит сигналы датчиков и сигналы переключения из датчика 71 скорости транспортного средства, датчика 72 величины открытия позиции педали акселератора, датчика 73 частоты вращения выходного передаточного вала, датчика 74 частоты вращения двигателя, датчика 75 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, переключателя 77 режима движения и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного передаточного 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 зацеплением и расцеплением зацепляющих муфт C1, C2 и C3, определенных посредством позиций соединительных втулок 51, 52 и 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 ходу зацепления. Таким образом, посредством задания зацепленного состояния, в котором собачки соединительных втулок 51, 52 и 53 и собачки шестерней холостого хода находятся в позициях зацепления между собой, шестерни холостого хода 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 соединительных втулок 51, 52 и 53 и собачки шестерней холостого хода находятся в позициях отсутствия зацепления посредством смещения соединительных втулок 51, 52 и 53 в осевом направлении, шестерни холостого хода отсоединяются от четвертого вала 14, первого вала 11 и третьего вала 13.
Конфигурация схемы 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 на основе фиг. 3 и фиг. 4.
Используется принцип схемы переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в начальной области, которая равна или меньше предварительно определенной скорости транспортного средства VSP0, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента поглощения дифференциального вращения, запуск 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.
Схемы переключения передач, получаемые посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей зацепляющие муфты C1, C2 и C3, являются такими, как показано на фиг. 4. На фиг. 4, "блокировка" представляет схему взаимной блокировки, 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 двигатель ICE внутреннего сгорания не соединен с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19. При управлении переключением передач, необязательно использовать все схемы переключения передач, показанные на фиг. 4, и конечно, можно выбирать из этих схем переключения передач согласно потребности. Ниже описывается каждая из схем переключения передач.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV- ICEgen" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "левой позиции", "нейтраль" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV- ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "правой позиции". 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.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "левой позиции", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV первая ICE первая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "левой позиции", "EV первая ICE-" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV первая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "правой позиции". 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. Следовательно, например, при движении при выборе "последовательного HEV-режима" посредством "EV первая ICE-", первая зацепляющая муфта C1 переключается из "N" на "левую позицию", на основе замедления, вследствие недостаточной движущей силы. В этом случае, транспортное средство переходит к движению посредством "параллельного HEV-режима (первой скорости)" согласно схеме переключения передач "EV первая ICE первая", в которой движущая сила обеспечивается.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "левой позиции", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "правой позиции", "EV первая ICE вторая" получается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N". Следовательно, например, если требование движущей силы увеличивается во время EV-движения на первой скорости при выборе "последовательного HEV-режима" посредством "EV первая ICE-", вторая зацепляющая муфта C2 переключается из "N" на "левую позицию". В этом случае, транспортное средство переводится в движение посредством "параллельного HEV-режима" согласно схеме переключения передач "EV первая ICE вторая", в которой движущая сила обеспечивается.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "левой позиции", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV 1,5 ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "левой позиции", и "EV- ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N".
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "левой позиции", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "правой позиции", "EV вторая ICE вторая" получается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N". Следовательно, например, при движении в "параллельном HEV-режиме" при выборе схемы переключения передач "EV первая ICE вторая", третья зацепляющая муфта C3 переключается с "левой позиции" на "правую позицию" через "N" согласно запросу на переключение коробки передач "вверх". В этом случае, транспортное средство переводится в движение посредством "параллельного HEV-режима" согласно схеме переключения передач "EV вторая ICE вторая", в которой ступень EV-переключения передач задается равной второй скорости. Например, при движении в "параллельном HEV-режиме" при выборе схемы переключения передач "EV вторая ICE четвертая", вторая зацепляющая муфта C2 переключается с "правой позиции" на "левую позицию" через "N" согласно запросу на переключение коробки передач "вниз". В этом случае, транспортное средство переводится в движение посредством "параллельного HEV-режима" согласно схеме переключения передач "EV вторая ICE вторая", в которой ступень ICE-переключения передач задается равной второй скорости.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "правой позиции", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV вторая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "левой позиции", "EV вторая ICE-" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV вторая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "правой позиции". 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. Следовательно, например, при движении в "параллельном HEV-режиме" при выборе схемы переключения передач "EV вторая ICE вторая", вторая зацепляющая муфта C2 переключается из "правой позиции" на "N", и первая зацепляющая муфта C1 переключается из "N" на "правую позицию", согласно запросу на переключение коробки передач "вверх". В этом случае, транспортное средство переводится в движение посредством "параллельного HEV-режима" согласно схеме переключения передач "EV вторая ICE третья", в которой ступень ICE-переключения передач задается равной третьей скорости.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "правой позиции", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "правой позиции", "EV вторая ICE четвертая" получается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "правой позиции", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие схемы переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV 2,5 ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "левой позиции", и "EV- ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N".
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "правой позиции", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "левой позиции", "EV первая ICE четвертая" получается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
Конфигурация процесса управления началом движения
Фиг. 5 иллюстрирует последовательность операций процесса управления началом движения, выполняемого в модуле 23 управления трансмиссией (контроллере начала движения) первого варианта осуществления. Ниже описываются каждый из этапов на фиг. 5, который показывает один пример конфигурации процесса управления началом движения. В этом процессе, схема переключения передач "EV вторая ICE-", в которой первая зацепляющая муфта C1 и вторая зацепляющая муфта C2 находятся в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "правой позиции", упоминается как "EV вторая". Помимо этого, схема переключения передач "EV первая ICE-", в которой первая зацепляющая муфта C1 и вторая зацепляющая муфта C2 находятся в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "левой позиции", упоминается как "EV первая".
На этапе S1, определяется то, выполняется или нет движение посредством выбора схемы переключения передач "EV вторая". В случае "Да" (движение посредством "EV вторая"), процесс переходит к этапу S2, а если "Нет" (движение не посредством "EV вторая"), повторяется определение этапа S1.
Здесь, схема переключения передач согласно "EV вторая" определяется, когда сигналы датчиков из датчика 81 позиции первой втулки и датчика 82 позиции второй втулки указывают N-позицию, и сигнал датчика из датчика 83 позиции третьей втулки указывает позицию "справа".
На этапе S2, после определения того, что движение выполняется посредством выбора схемы переключения передач "EV вторая", на этапе S1, определяется то, начато или нет замедление. В случае "Да" (замедление начато), процесс переходит к этапу S3, а если "Нет" (замедление не начато), повторяется определение этапа S2.
Здесь, начало замедления определяется из уменьшения скорости транспортного средства, операции снятия ноги с педали, операции нажатия педали тормоза и т.п.
На этапе S3, после определения того, что замедление начато на этапе S2, определяется то, представляет оно собой или нет начало переключения коробки передач "вниз" "EV вторая -> EV первая", в котором схема переключения передач переключается из "EV вторая" на "EV первая". В случае "Да" (начало переключения коробки передач "вниз" "EV вторая -> EV первая"), процесс переходит к этапу S4, а если "Нет" (не начало переключения коробки передач "вниз" "EV вторая -> EV первая"), повторяется определение этапа S3.
Здесь, начало переключения коробки передач "вниз" "EV вторая -> EV первая" определяется из присутствия/отсутствия запроса на переключение передач, чтобы переключать схему переключения передач из "EV вторая" на "EV первая".
На этапе S4, после определения того, что оно представляет собой начало переключения коробки передач "вниз" "EV вторая -> EV первая", на этапе S3, определяется то, находится или нет транспортное средство в остановленном состоянии. В случае "Да" (остановка транспортного средства), процесс переходит к этапу S5, а если "Нет" (движение), повторяется определение этапа S4.
Здесь, остановленное состояние транспортного средства определяется, когда сигнал скорости транспортного средства из датчика 71 скорости транспортного средства указывает остановленное состояние транспортного средства.
На этапе S5, после определения остановленного состояния транспортного средства на этапе S4, определяется то, завершено или нет переключение коробки передач "вниз" на "EV первая". В случае "Да" (переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" завершено), процесс переходит к этапу S6, а если "Нет" (переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" не завершено), процесс переходит к этапу S11.
Здесь, завершение переключения коробки передач "вниз" на "EV первая" определяется, когда сигналы датчиков из датчика 81 позиции первой втулки и датчика 82 позиции второй втулки указывают N-позицию, и сигнал датчика из датчика 83 позиции третьей втулки указывает позицию "слева". Если сигнал датчика из датчика 83 позиции третьей втулки не достигает позиции "слева", определяется, что переключение на "EV первая" не завершено.
На этапе S6 после определения того, что переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" завершено, на этапе S5, определяется то, выполнена или нет операция выбора посредством действия с рычагом водителя от "D-диапазона" на "P-диапазон" или "N-диапазон". В случае "Да" (операция выбора P, N присутствует), процесс переходит к этапу S7, а если "Нет" (операция выбора P, N отсутствует), процесс переходит к этапу S10.
Здесь, операция выбора от "D-диапазона" на "P-диапазон" или "N-диапазон" определяется из сигнала переключения из переключателя 77 режима движения.
На этапе S7, после определения того, что операция выбора P, N присутствует, на этапе S6, или определения того, что операция выбора D-диапазона отсутствует, на этапе S8, "EV первая" поддерживается в качестве схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и процесс переходит к этапу S8.
Здесь, поддержание "EV первая" означает поддержание состояния, в котором как первая зацепляющая муфта C1, так и вторая зацепляющая муфта C2 помещены в N-позицию, и третья зацепляющая муфта C3 помещены в позицию "слева".
На этапе S8, после поддержания "EV первая" на этапе S7, определяется то, выполнена или нет операция выбора посредством действия с рычагом водителя из "P-диапазона" или "N-диапазона" на "D-диапазон". В случае "Да" (операция выбора D присутствует), процесс переходит к этапу S9, а если "Нет" (операция выбора D отсутствует), процесс возвращается к этапу S7.
Здесь, операция выбора из "P-диапазона" или "N-диапазона" на "D-диапазон" определяется из сигнала переключения из переключателя 77 режима движения.
На этапе S9, после определения того, что операция выбора "D-диапазона" присутствует, на этапе S8, транспортное средство начинает движение в "EV первая", поддерживаемом на этапе S7, и процесс переходит к концу.
На этапе S10, после определения того, что операция выбора P, N отсутствует (=D-диапазон), на этапе S6, транспортное средство начинает движение в "EV первая", в которой переключение коробки передач "вниз" завершается, и процесс переходит к концу.
На этапе S11, после определения того, что переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" не завершено, на этапе S5, схема переключения передач возвращается в "EV вторая" до того, как начинается переключение коробки передач "вниз", и процесс переходит к этапу S12.
Таким образом, если сигнал датчика из датчика 83 позиции третьей втулки не достигает позиции "слева", соединительная втулка 53 возвращается из позиции во время определения остановки транспортного средства в позицию "справа" в обратном направлении.
На этапе S12, после операции возврата в "EV вторая" на этапе S11, определяется то, выполнена или нет операция выбора посредством действия с рычагом водителя от "D-диапазона" на "P-диапазон" или "N-диапазон". В случае "Да" (операция выбора P, N присутствует), процесс переходит к этапу S13, а если "Нет" (операция выбора P, N отсутствует), процесс переходит к этапу S16.
Здесь, операция выбора от "D-диапазона" на "P-диапазон" или "N-диапазон" определяется из сигнала переключения из переключателя 77 режима движения.
На этапе S13, после определения того, что операция выбора P, N присутствует, на этапе S12, или определения того, что операция выбора D-диапазона отсутствует, на этапе S14, "EV вторая" поддерживается в качестве схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и процесс переходит к этапу S14.
Здесь, поддержание "EV вторая" означает поддержание состояния, в котором как первая зацепляющая муфта C1, так и вторая зацепляющая муфта C2 находятся в N-позиции, и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа".
На этапе S14, после поддержания "EV вторая" на этапе S13, определяется то, выполнена или нет операция выбора посредством действия с рычагом водителя из "P-диапазона" или "N-диапазона" на "D-диапазон". В случае "Да" (операция выбора D присутствует), процесс переходит к этапу S15, а если "Нет" (операция выбора D отсутствует), процесс возвращается к этапу S13.
Здесь, операция выбора из "P-диапазона" или "N-диапазона" на "D-диапазон" определяется из сигнала переключения из переключателя 77 режима движения.
На этапе S15 после определения того, что операция выбора "D-диапазона" присутствует, на этапе S14, транспортное средство начинает движение в "EV вторая", поддерживаемом на этапе S13, и процесс переходит к концу.
На этапе S16 после определения того, что операция выбора P, N отсутствует (=D-диапазон), на этапе S12, транспортное средство повторно трогается с места в "EV вторая", в которую она возвращается на этапе S11, и процесс переходит к концу.
Далее описываются операции.
Ниже отдельно описываются "операция процесса управления началом движения", "операция управления началом движения" и "характерная операция управления началом движения", относительно операций устройства для управления началом движения гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
Операция процесса управления началом движения
Ниже описывается операция процесса управления началом движения, в котором замедление и переключение передач начинаются в состоянии EV-движения согласно схеме переключения передач "EV вторая", чтобы останавливать транспортное средство, и транспортное средство выполняет EV-начало движения из остановленного состояния транспортного средства, на основе блок-схемы последовательности операций способа по фиг. 5.
Когда замедление начинается в состоянии EV-движения согласно выбору схемы переключения передач "EV вторая", и переключение коробки передач "вниз" для того, чтобы переключать схему переключения передач из "EV вторая" на "EV первая" в ходе замедления, начинается, процесс переходит из "этапа S1 -> этапа S2 -> этапа S3 -> этапа S4", на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 5. Когда это переключение коробки передач "вниз" из "EV вторая" на "EV первая" начинается, переключение коробки передач "вниз" из "EV вторая" на "EV первая" продолжается в течение периода замедления, в который на этапе S4 определяется то, что остановка транспортного средства не достигнута.
Затем, когда на этапе S4 определено то, что остановленное состояние транспортного средства достигнуто, определяется то, завершено или нет переключение передач в "EV первая", на следующем этапе S5. Когда на этапе S5 определено то, переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" завершено, процесс переходит к этапам S6-S10, на которых поддерживается "EV первая" после переключения коробки передач "вниз". С другой стороны, когда на этапе S5 определено то, что переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" не завершено, процесс переходит к этапам S11-S16, на которых поддерживается "EV вторая" до переключения коробки передач "вниз".
В последовательности операций, переходящей от этапа S6 к этапу S10, например, когда имеется операция выбора от "D-диапазона" на "P-диапазон" или "N-диапазон" с намерением остановки транспортного средства в течение длительного времени или парковки в течение длительного времени, процесс переходит от этапа S6 к "этапу S7 -> этапу S8". Затем до тех пор, пока операция выбора "D-диапазона" не определяется на этапе S8, последовательность операций, переходящая из "этапа S7 -> этапа S8", повторяется, и на этапе S7, "EV первая" поддерживается в качестве схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1.
Затем, когда операция выбора "D-диапазона", которая представляет собой запрос на начало движения, определяется на этапе S8, процесс переходит от "этапа S8 к этапу S9 -> концу", и на этапе S9, "EV первая", поддерживаемая на этапе S7, задается в качестве схемы переключения передач для начала движения, чтобы начинать движение транспортного средства согласно операции снятия ноги с педали тормоза и операции нажатия педали акселератора. С другой стороны, если операция выбора не выполняется с сохранением "D-диапазона", например, при ожидании на светофоре, в течение которого транспортное средство остановлено в течение короткого времени, процесс переходит от этапа S6 к этапу S10 -> концу". На этом этапе S10, "EV первая", в которой завершено переключение коробки передач "вниз", задается в качестве схемы переключения передач для начала движения, чтобы повторно трогать с места транспортное средство согласно операции снятия ноги с педали тормоза и операции нажатия педали акселератора.
В последовательности операций, переходящей от этапа S11 к этапу S16, во-первых, когда на этапе S5 определено то, что переключение передач в "EV первая" не завершено, процесс переходит от этапа S5 к этапу S11, и на этапе S11, схема переключения передач возвращается в "EV вторая" до того, как начинается переключение коробки передач "вниз". Затем, например, когда имеется операция выбора от "D-диапазона" на "P-диапазон" или "N-диапазон" с намерением остановки транспортного средства в течение длительного времени или парковки в течение длительного времени, процесс переходит от этапа S12 к "этапу S13 -> этапу S14". Затем до тех пор, пока операция выбора "D-диапазона" не определяется на этапе S14, последовательность операций, переходящая из "этапа S13 -> этапа S14", повторяется, и на этапе S13, "EV вторая" поддерживается в качестве схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1.
Затем, когда операция выбора "D-диапазона", которая представляет собой запрос на начало движения, определяется на этапе S14, процесс переходит от этапа S14 к "этапу S15 -> концу", и на этапе S15, "EV вторая", поддерживаемая на этапе S13, задается в качестве схемы переключения передач для начала движения, чтобы начинать движение транспортного средства согласно операции снятия ноги с педали тормоза и операции нажатия педали акселератора. С другой стороны, если операция выбора не выполняется с сохранением "D-диапазона", например, при ожидании на светофоре, в течение которого транспортное средство остановлено в течение короткого времени, процесс переходит от этапа S12 к "этапу S16 -> концу". На этом этапе S16, "EV вторая", в которую она возвращается на этапе S11, задается в качестве схемы переключения передач для начала движения, чтобы повторно трогать с места транспортное средство согласно операции снятия ноги с педали тормоза и операции нажатия педали акселератора.
Операция управления началом движения
Ниже описывается операция управления началом движения, сопровождаемая посредством переключения коробки передач "вниз" для того, чтобы переключать схему переключения передач из "EV вторая" на "EV первая", на основе фиг. 6-9.
Во-первых, описывается последовательность операций крутящего момента MG1 в многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, когда выбирается схема переключения передач "EV вторая", на основе фиг. 6.
В схеме переключения передач "EV вторая ICE вторая", первая зацепляющая муфта C1 находится в N-позиции, вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа". Следовательно, крутящий момент MG1 протекает из первого электромотора/генератора MG1 во "второй вал 12 -> четвертую шестерню 104 -> девятую шестерню 109 -> третий вал 13 -> седьмую шестерню 107 -> шестнадцатую шестерню 116 -> дифференциал 17 -> ведущий вал 18 -> ведущие колеса 19".
Далее описывается последовательность операций крутящего момента MG1 в многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, когда выбирается схема переключения передач "EV первая", на основе фиг. 7.
В схеме переключения передач "EV первая", первая зацепляющая муфта C1 находится в N-позиции, вторая зацепляющая муфта C2 находится в N-позиции, и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева". Следовательно, крутящий момент MG1 протекает из первого электромотора/генератора MG1 во "второй вал 12 -> пятую шестерню 105 -> десятую шестерню 110 -> третий вал 13 -> седьмую шестерню 107 -> шестнадцатую шестерню 116 -> дифференциал 17 -> ведущий вал 18 -> ведущие колеса 19".
Следовательно, переключение коробки передач "вниз", при котором схема переключения передач переключается из "EV вторая" на "EV первая", достигается посредством 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 сохраняются в N-позициях.
Ниже описывается операция управления началом движения, сопровождаемая посредством переключения коробки передач "вниз" посредством переключения схемы переключения передач из "EV вторая" на "EV первая", на основе фиг. 8 и фиг. 9. Здесь, третья зацепляющая муфта C3, имеющая участки муфты в двух позициях зацепления "справа" и "слева", соответствует муфте начала движения, зацепленной, когда имеется запрос на начало движения. Далее, из третьей зацепляющей муфты C3, участок муфты, сконфигурированный посредством соединительной втулки 53 и правого кольца 59 кулачковой муфты, в котором позиция зацепления собачек 53b и 59b находится в "правой позиции", называется "второй муфтой MG1" (соответствующей второй муфте начала движения). Из третьей зацепляющей муфты C3, участок муфты, сконфигурированный посредством соединительной втулки 53 и левого кольца 56 кулачковой муфты, в котором 56a позиция зацепления собачек 53a находится в "левой позиции", называется "первой муфтой MG1" (соответствующей первой муфте начала движения).
Фиг. 8 является временной диаграммой, когда транспортное средство остановлено посредством выполнения переключения коробки передач "вниз", при котором схема переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 переключается из "EV вторая" на "EV первая" в ходе замедления. На фиг. 8, время t1 является временем выдачи команды расцепления второй муфты MG1. Время t2 является временем завершения расцепления второй муфты MG1. Время t3 является временем выдачи команды зацепления первой муфты MG1. Время t4 является временем завершения зацепления первой муфты MG1. Время t5 является временем остановки транспортного средства. Время t6 является временем операции выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон.
Когда имеется запрос на переключение коробки передач "вниз" для того, чтобы переключать схему переключения передач из "EV вторая" на "EV первая" в ходе замедления, команда расцепления выводится во вторую муфту MG1 во время t1, и расцепление второй муфты MG1 завершается во время t2. Между временем t2 во время t3 соединительная втулка 53 третьей зацепляющей муфты C3 находится в позиции, которая не зацепляется стороне первой муфты MG1 или стороне второй муфты MG1, и многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 находится в состоянии нейтрали. Следовательно, частота вращения первого электромотора/генератора MG1 увеличивается по мере того, как нагрузка двигателя уменьшается между временем t2 во время t3.
Затем команда зацепления выводится в первую муфту MG1 во время t3, и зацепление первой муфты MG1 завершается во время t4, которое находится в ходе замедления. Между этим временем t4 во время t5, частота вращения первого электромотора/генератора MG1 уменьшается по мере того, как уменьшается скорость транспортного средства, и во время t5 остановки транспортного средства, частота вращения первого электромотора/генератора MG1 становится нулевой.
Поскольку переключение передач в "EV первая" завершается в это время t5 остановки транспортного средства, между временем t5 и временем t6, когда транспортное средство находится в D-диапазоне, "EV первая" посредством зацепления первой муфты MG1 поддерживается в качестве ступени переключения передач для начала движения. Затем, когда имеется операция выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон во время t6, в случае нормального способа управления переключением передач, первая муфта MG1 расцепляется (пунктирная линия по фиг. 8), и многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 помещена в состояние нейтрали. Тем не менее, несмотря на операцию выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон, после времени t6, и до тех пор, пока следующая операция запроса на начало движения не выполняется, "EV первая" посредством зацепления первой муфты MG1 поддерживается в качестве ступени переключения передач для начала движения.
Фиг. 9 является временной диаграммой, когда транспортное средство остановлено без завершения переключения коробки передач "вниз", при котором схема переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 переключается из "EV вторая" на "EV первая" в ходе замедления. На фиг. 9, время t1 является временем выдачи команды расцепления второй муфты MG1. Время t2 является временем остановки транспортного средства, а также временем выдачи команды обратного зацепления второй муфты MG1. Время t2 является временем завершения обратного зацепления второй муфты MG1. Время t4 является временем операции выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон.
Когда имеется запрос на переключение коробки передач "вниз" для того, чтобы переключать схему переключения передач из "EV вторая" на "EV первая" в ходе замедления непосредственно перед тем, как транспортное средство останавливается, команда расцепления выводится во вторую муфту MG1 во время t1, но транспортное средство останавливается во время t2 без ожидания завершения расцепления второй муфты MG1. Следовательно, команда обратного зацепления второй муфты MG1 выводится во время t2 остановки транспортного средства, и обратное зацепление второй муфты MG1 завершается во время t3. Таким образом, она возвращается на ступень переключения передач "EV вторая" перед переключением коробки передач "вниз", при котором соединительная втулка 53 третьей зацепляющей муфты C3 зацепляет сторону второй муфты MG1.
Затем, поскольку возврат переключения передач в "EV вторая" завершается во время t3, между временем t3 и временем t4, когда транспортное средство находится в D-диапазоне, "EV вторая" посредством зацепления второй муфты MG1 поддерживается в качестве ступени переключения передач для начала движения. Затем, когда имеется операция выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон во время t4, в случае нормального способа управления переключением передач, вторая муфта MG1 расцепляется (пунктирная линия по фиг. 9), и многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 помещена в состояние нейтрали. Тем не менее, несмотря на операцию выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон, после времени t4, и до тех пор, пока следующая операция запроса на начало движения не выполняется, "EV вторая" посредством зацепления второй муфты MG1 поддерживается в качестве ступени переключения передач для начала движения.
Характерная операция управления началом движения
Первый вариант осуществления имеет такую конфигурацию, в которой если третья зацепляющая муфта C3 зацепляется, когда транспортное средство остановлено, зацепление третьей зацепляющей муфты C3 поддерживается в течение определенной длительности, которая включает в себя остановленное состояние транспортного средства и до следующего начала движения.
Таким образом, когда муфта начала движения представляет собой зацепляющую муфту, если фазы верхних поверхностей собачек совпадают между собой, перемещение в направлении зацепления является невозможным; если принудительное зацепление предпринимается, толчок при начале движения возникает вследствие флуктуации передаточного крутящего момента, когда собачки входят в контакт, или в ходе начальных этапов ввода в зацепление. Чтобы подавлять толчок при начале движения, необходимо принудительно вызывать зацепление после сдвига фаз, что требует времени. Следовательно, при попытке начинать движение посредством выполнения операции зацепления зацепляющей муфты, когда транспортное средство остановлено, необходимо ожидать до тех пор, пока зацепление не завершится, так что транспортное средство не может начинать движение быстро.
Напротив, посредством зацепления третьей зацепляющей муфты C3 заранее, когда имеется запрос на начало движения из остановленного транспортного средства, операция зацепления третьей зацепляющей муфты C3, которая вводится в зацепление и зацепляется, становится необязательной. Следовательно, подавляется толчок при начале движения, и уменьшается время, требуемое от запроса на начало движения до начала движения транспортного средства. Следовательно, даже если имеется запрос на быстрое начало движения, соответствующая реакция на быстрое начало движения может обеспечиваться.
Например, при пропуске N-диапазона из P-диапазона на дороге с уклоном в виде подъема или при выборе N-диапазона из P-диапазона, транспортное средство откатывается назад в N-диапазоне, что отключает тракт передачи мощности. Таким же образом, транспортное средство сползает вперед в N-диапазоне на наклонной дороге с уклоном.
Напротив, зацепление третьей зацепляющей муфты C3, которая зацепляется, когда транспортное средство останавливается, поддерживается в течение определенной длительности, которая включает в себя остановку транспортного средства и до следующего начала движения. Соответственно, даже при выполнении операции, которая пропускает N-диапазон, или операции для выбора N-диапазона в транспортном средстве, остановленном на дороге с уклоном, тракт передачи мощности не отключается, и сползание транспортного средства предотвращается.
Первый вариант осуществления имеет такую конфигурацию, в которой когда имеется операция выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон в остановленном транспортном средстве, ступень переключения передач для начала движения согласно "EV первая" или "EV вторая" поддерживается до следующего раза, когда выбирается D-диапазон (S7 S13).
Следовательно, даже когда имеется запрос на быстрое начало движения из P-диапазона или N-диапазона, уменьшается время, требуемое от операции выбора D-диапазона до начала движения транспортного средства.
Первый вариант осуществления имеет следующую конфигурацию: во-первых, предполагается, что управление переключением коробки передач "вниз" из "EV вторая" на "EV первая" начинается в ходе замедления до того, как транспортное средство останавливается, и переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" завершается во время остановки транспортного средства. В том случае, если имеется операция выбора от D-диапазона до P-, N-диапазона в остановленном транспортном средстве, "EV первая" после переключения коробки передач "вниз" поддерживается до следующего раза, когда выбирается D-диапазон (S5 -> S6 -> S7 -> S8).
Следовательно, когда переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" завершается во время остановки транспортного средства, EV-начало движения посредством "EV первая" с высокими рабочими характеристиками вождения при начале движения может обеспечиваться относительно следующего запроса на начало движения.
В первом варианте осуществления, далее предполагается, что управление переключением коробки передач "вниз" из "EV вторая" на "EV первая" начинается в ходе замедления перед остановкой транспортного средства, и переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" не завершается в то время, когда транспортное средство останавливается. В этом случае, она возвращается в "EV вторая" перед переключением коробки передач "вниз", и если имеется операция выбора от D-диапазона на P-диапазон или N-диапазон, когда транспортное средство остановлено, "EV вторая", в которую она возвращается, поддерживается до следующего раза, когда выбирается D-диапазон (S5 -> S11 -> S12 -> S13 -> S14).
Следовательно, когда переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" не завершается в то время, когда транспортное средство останавливается, EV-начало движения посредством "EV вторая" может обеспечиваться относительно следующего запроса на начало движения.
В первом варианте осуществления, если операция выбора другого диапазона (P-, N-диапазона) не выполняется с поддержанием D-диапазона, когда транспортное средство остановлено, транспортное средство начинает движение посредством ступени переключения передач для начала движения согласно "EV первая" или "EV вторая" (S6 -> S10, S12 -> S16).
Следовательно, время, требуемое от операции запроса на начало движения до повторного трогания с места, уменьшается относительно запроса на быстрое повторное трогание с места, в котором операция выбора не выполняется для изменения позиции диапазона.
В первом варианте осуществления, трансмиссия представляет собой многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1 гибридного транспортного средства. Эта многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 выполнена с возможностью содержать третью зацепляющую муфту C3, которая выбирает "EV первая", когда направление перемещения соединительной втулки 53 из N-позиции находится в одном направлении, и выбирает "EV вторая", когда в другом направлении, выполняет EV-начало движения без наличия элемента поглощения дифференциального вращения (фиг. 3).
Следовательно, при EV-начале движения в гибридном транспортном средстве, обеспечивается EV-начало движения с выбором схемы переключения передач "EV первая" или "EV вторая", имеющей общую соединительную втулку 53.
Далее описываются преимущества.
Нижеперечисленные преимущества могут получаться посредством устройства для управления началом движения гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
(1) В транспортном средстве с электроприводом (гибридном транспортном средстве), в котором приводная система содержит электромотор (первый электромотор/генератор MG1) в качестве источника мощности, трансмиссию (многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1), которая преобразует выходную мощность из электромотора (первого электромотора/генератора MG1) и передает выходную мощность на ведущие колеса 19, при этом трансмиссия (многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1) имеет зацепляющие муфты C1, C2 и C3 в качестве элементов переключения передач, которые зацепляются посредством хода из расцепленной позиции, при этом:
- при условии, что, из зацепляющих муфт C1, C2 и C3, муфта, которая зацепляется, когда имеется запрос на начало движения, называется муфтой начала движения (третьей зацепляющей муфтой C3), предоставляется контроллер начала движения (модуль 23 управления трансмиссией, фиг. 5), который поддерживает зацепление муфты начала движения (третьей зацепляющей муфты C3) в течение определенной длительности, которая включает в себя остановленное состояние транспортного средства и до следующего начала движения, если муфта начала движения (третья зацепляющая муфта C3) зацепляется, когда транспортное средство остановлено.
Соответственно, можно достигать начала движения транспортного средства с хорошей реакцией на запрос на начало движения при подавлении толчка при начале движения, когда имеется запрос на начало движения. Помимо этого, даже при выполнении операции, которая пропускает диапазон нейтрали (N-диапазон), или операции для выбора диапазона нейтрали (N-диапазона) в остановленном состоянии транспортного средства на дороге с уклоном, можно предотвращать скатывание транспортного средства.
(2) Трансмиссия (многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1) имеет ступени ("EV первая", "EV вторая") переключения передач для начала движения, в которых муфта начала движения (первая муфта MG1, вторая муфта MG1) зацепляется, и
- когда имеется операция выбора от диапазона движения (D-диапазона) на диапазон парковки (P-диапазон) или диапазон нейтрали (N-диапазон), когда транспортное средство остановлено, контроллер начала движения (модуль 23 управления трансмиссией, фиг. 5) поддерживает ступень ("EV первая", "EV вторая") переключения передач для начала движения, когда транспортное средство остановлено, до следующего раза, когда диапазон движения (D-диапазон) выбирается.
Соответственно помимо преимущества (1), даже когда имеется запрос на быстрое начало движения из диапазона парковки (P-диапазона) или диапазона нейтрали (N-диапазона), уменьшается время, требуемое от операции выбора диапазона движения (D-диапазона) до начала движения транспортного средства.
(3) Трансмиссия представляет собой многоступенчатую трансмиссию (многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1), имеющую первую ступень зубчатой передачи ("EV первая"), в которой первая муфта начала движения (первая муфта MG1) зацепляется, и вторую ступень зубчатой передачи ("EV вторая"), в которой вторая муфта начала движения (вторая муфта MG1) зацепляется, и
- когда управление переключением коробки передач "вниз" со второй ступени зубчатой передачи ("EV вторая") на первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") начинается в ходе замедления до того, как транспортное средство останавливается, и переключение коробки передач "вниз" на первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") завершается во время остановки транспортного средства, если имеется операция выбора от диапазона движения (D-диапазона) на диапазон парковки (P-диапазон) или диапазон нейтрали (N-диапазон) в остановленном состоянии транспортного средства, контроллер начала движения (модуль 23 управления трансмиссией, фиг. 5) поддерживает первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") после переключения коробки передач "вниз" до следующего раза, когда диапазон движения (D-диапазон) выбирается (S5 -> S6 -> S7 -> S8).
Соответственно помимо преимущества (2), когда переключение коробки передач "вниз" на первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") завершается во время остановки транспортного средства, EV-начало движения посредством первой ступени зубчатой передачи ("EV первая") с высокими рабочими характеристиками вождения при начале движения может обеспечиваться относительно следующего запроса на начало движения.
(4) Трансмиссия представляет собой многоступенчатую трансмиссию (многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1), имеющую первую ступень зубчатой передачи ("EV первая"), в которой первая муфта начала движения (первая муфта MG1) зацепляется, и вторую ступень зубчатой передачи ("EV вторая"), в которой вторая муфта начала движения (вторая муфта MG1) зацепляется, и
- когда управление переключением коробки передач "вниз" со второй ступени со второй ступени зубчатой передачи ("EV вторая") на первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") начинается в ходе замедления до того, как транспортное средство останавливается, и переключение коробки передач "вниз" на первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") не завершается во время остановки транспортного средства, она возвращается на вторую ступень зубчатой передачи ("EV вторая") перед переключением коробки передач "вниз", и если имеется операция выбора от диапазона движения (D-диапазона) на диапазон парковки (P-диапазон) или диапазон нейтрали (N-диапазон), когда транспортное средство остановлено, контроллер начала движения (модуль 23 управления трансмиссией, фиг. 5) поддерживает вторую ступень зубчатой передачи ("EV вторая"), в которую она возвращается, до следующего раза, когда выбирается диапазон движения (D-диапазон) (S5 -> S11 -> S12 -> S13 -> S14).
Соответственно, помимо преимущества (2), когда переключение коробки передач "вниз" на первую ступень зубчатой передачи ("EV первая") не завершается во время остановки транспортного средства, EV-начало движения посредством второй ступени зубчатой передачи ("EV вторая") может обеспечиваться относительно следующего запроса на начало движения.
(5) Трансмиссия (многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1) имеет ступени ("EV первая", "EV вторая") переключения передач для начала движения, в которых муфта начала движения (первая муфта MG1 и вторая муфта MG1 третьей зацепляющей муфты C3) зацепляется, и
- если операция выбора другого диапазона (P-, N-диапазона) не выполняется с поддержкой диапазона движения (D-диапазона), когда транспортное средство остановлено, контроллер начала движения (модуль 23 управления трансмиссией, фиг. 5) повторно трогает с места транспортное средство посредством ступени переключения передач для начала движения ("EV первая" или "EV вторая") (S6 -> S10, S12 -> S16).
Соответственно, помимо преимуществ (1)-(4), время, требуемое от операции запроса на начало движения до повторного трогания с места, уменьшается относительно запроса на быстрое повторное трогание с места, в котором операция выбора не выполняется.
(6) Транспортное средство с электроприводом представляет собой гибридное транспортное средство, содержащее электромотор (первый электромотор/генератор MG1, второй электромотор/генератор MG2) и двигатель ICE внутреннего сгорания в качестве источников мощности, при этом:
- трансмиссия представляет собой многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, содержащей зацепляющую муфту (третью зацепляющую муфту C3), которая выбирает первую EV-ступень зубчатой передачи ("EV первая"), когда направление перемещения соединительной втулки 53 из позиции нейтрали (N-позиции) находится в одном направлении, и выбирает вторую EV-ступень зубчатой передачи ("EV вторая"), когда в другом направлении, и выполняет EV-начало движения без наличия элемента поглощения дифференциального вращения.
Соответственно, помимо преимуществ (1)-(5), при EV-начале движения в гибридном транспортном средстве, обеспечивается EV-начало движения с выбором схемы переключения передач "EV первая" или "EV вторая", имеющей общую соединительную втулку 53.
Второй вариант осуществления изобретения
Второй вариант осуществления является примером, в котором устройство управления началом движения применяется к транспортному средству с электроприводом вместо гибридного транспортного средства первого варианта осуществления.
Сначала описывается конфигурация.
Устройство управления началом движения второго варианта осуществления применяется к транспортному средству с электроприводом (одному примеру транспортного средства с электроприводом), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один электромотор-генератор и двухскоростную зубчатую трансмиссию, имеющую одну зацепляющую муфту. Ниже описывается "общая конфигурация системы" устройства для управления началом движения транспортного средства с электроприводом во втором варианте осуществления.
Общая конфигурация системы
Фиг. 10 иллюстрирует приводную систему и систему управления транспортного средства с электроприводом, к которому применяется устройство управления началом движения второго варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 10.
Приводная система транспортного средства с электроприводом содержит электромотор/генератор MG и двухскоростную зубчатую трансмиссию 1', имеющую одну зацепляющую муфту C, как проиллюстрировано на фиг. 10.
Электромотор/генератор MG представляет собой синхронный электромотор с постоянными магнитами с использованием трехфазного переменного тока, имеющего аккумулятор 3' с высоким уровнем мощности в качестве источника питания. Статор электромотора/генератора MG крепится к картеру электромотора/генератора MG, и картер крепится к картеру 10' трансмиссии двухскоростной зубчатой трансмиссии 1'. Затем вал электромотора, интегрированный в ротор электромотора/генератора MG, соединяется с первым валом 11' двухскоростной зубчатой трансмиссии 1'. Инвертор 4', который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи питания и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора электромотора/генератора MG через жгут 5' проводов переменного тока. Аккумулятор 3' с высоким уровнем мощности и инвертор 4' соединяются посредством жгута 8' проводов постоянного тока через распределительную коробку 9'.
Двухскоростная зубчатая трансмиссия 1' представляет собой трансмиссию с нормальным зацеплением, содержащую две зубчатых пары, имеющие различные передаточные отношения, и содержит два вала-шестерни, содержащие шестерни и расположенные параллельно друг другу в картере 10' трансмиссии, и одну зацепляющую муфту C для выбора зубчатой пары. Первый вал 11' и третий вал 13' предоставляются в качестве валов-шестерней.
Первый вал 11' представляет собой вал, с которым соединяется электромотор/генератор MG, и вторая шестерня 102' и третья шестерня 103' располагаются на первом валу 11' в порядке с правой стороны на фиг. 10. Вторая шестерня 102' и третья шестерня 103' представляют собой шестерни холостого хода, в которых контактные участки, выступающие 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 зацепляющую муфту C.
Третий вал 13' располагается на стороне выходного вала двухскоростной зубчатой трансмиссии 1', и шестая шестерня 106', седьмая шестерня 107' и восьмая шестерня 108' располагаются на третьем валу 13' в порядке с правой стороны на фиг. 10. Шестая шестерня 106', седьмая шестерня 107' и восьмая шестерня 108' предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на третьем валу 13'. 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'.
Зацепляющая муфта C представляет собой кулачковую муфту, размещенную между второй шестерней 102' и третьей шестерней 103' первого вала 11', и зацепляется посредством хода зацепления в состоянии синхронизации вращения, в силу отсутствия механизма синхронизации. Когда зацепляющая муфта C находится в левой позиции зацепления (слева), первый вал 11' и третья шестерня 103' соединяются с возможностью приведения в действие. Когда зацепляющая муфта C находится в позиции нейтрали (N), первый вал 11' и вторая шестерня 102' расцепляются, и первый вал 11' и третья шестерня 103' расцепляются. Когда зацепляющая муфта C находится в правой позиции зацепления (справа), вторая шестерня 102' и первый вал 11' соединяются с возможностью приведения в действие. Затем шестнадцатая шестерня 116', которая вводится в зацепление с седьмой шестерней 107', предоставленной на третьем валу 13' двухскоростной зубчатой трансмиссии 1', соединяется с левым и правым ведущими колесами 19' через дифференциал 17' и левый и правый ведущие валы 18'.
Система управления транспортного средства с электроприводом содержит модуль 22' управления электромотором и модуль 23' управления началом движения, как проиллюстрировано на фиг. 10. Модуль 22' управления электромотором и модуль 23' управления началом движения соединяются таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией посредством линии 25' CAN-связи.
Модуль 22' управления электромотором (сокращение: "MCU") выполняет управление подачей питания, управление рекуперацией и т.п. электромотора/генератора MG посредством команд управления в инвертор 4'.
Модуль 23' управления трансмиссией (сокращение: "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения ступени переключения передач двухскоростной зубчатой трансмиссии 1', посредством вывода команды управления током в электрический актуатор, который не показан, на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющая муфта C избирательно зацепляется/расцепляется таким образом, что она соответствует третьей зацепляющей муфте C3 первого варианта осуществления, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из двух зубчатых пар. В силу этого получаются низшая ступень переключения передач (выбор зубчатой пары, содержащей третью шестерню 103' и восьмую шестерню 108') и высшая ступень переключения передач (выбор зубчатой пары, содержащей вторую шестерню 102' и шестую шестерню 106').
Относительно "конфигурации системы управления переключением передач" в устройстве для управления началом движения транспортного средства с электроприводом согласно второму варианту осуществления, зацепляющая муфта C становится одной конфигурацией первого варианта осуществления, показанного на фиг. 2. Относительно "конфигурации схем переключения передач", предусмотрена такая конфигурация, в которой "низшая ступень переключения передач" и "высшая ступень переключения передач" переключаются через позицию нейтрали. Относительно "конфигурации начала процесса управления", предусмотрена такая конфигурация, в которой "EV первая" и "EV вторая" в конфигурации первого варианта осуществления, показанного на фиг. 5, соответственно, изменяются на "низшую ступень переключения передач" и "высшую ступень переключения передач".
Нижеперечисленные преимущества могут получаться посредством устройства для управления началом движения транспортного средства с электроприводом согласно второму варианту осуществления.
(7) Транспортное средство с электроприводом представляет собой электрический автомобиль, содержащий только электромотор (электромотор/генератор MG) в качестве источника мощности, при этом:
- трансмиссия представляет собой двухскоростную зубчатую трансмиссию 1', содержащую зацепляющую муфту C, которая выбирает "низшую ступень переключения передач", когда направление перемещения соединительной втулки из позиции нейтрали (N-позиция) находится в одном направлении, и выбирает "высшую ступень переключения передач" в другом направлении.
Соответственно, помимо преимуществ (1)-(5), описанных выше, можно обеспечивать начало движения посредством выбора "низшей ступени переключения передач" или "высшей ступени переключения передач", имеющей общую соединительную втулку, при начале движения транспортного средства с электроприводом, при упрощении конфигурации трансмиссии (двухскоростной зубчатой трансмиссии 1')
Устройство для управления началом движения транспортного средства с электроприводом настоящего изобретения описано выше на основе первого варианта осуществления и второго варианта осуществления, но его конкретные конфигурации не ограничены этими вариантами осуществления, и различные модификации и добавления в проектные решения могут вноситься без отступления от объема изобретения согласно каждому пункту формулы изобретения.
В первом и втором вариантах осуществления, показан пример, в котором когда управление переключением коробки передач "вниз" из "EV вторая" на "EV первая" начинается в ходе замедления, контроллер начала движения (фиг. 5) определяет то, завершается или нет переключение коробки передач "вниз" на "EV первая" во время остановки транспортного средства. Тем не менее, когда управление переключением коробки передач "вниз" из "EV вторая" на "EV первая" начинается в ходе замедления, контроллер начала движения может вводить информацию позиции соединительной втулки во время остановки транспортного средства, чтобы определять то, находится позиция близко к позиции зацепления "EV вторая" или близко к позиции зацепления "EV первая". Затем контроллер начала движения может выбирать более близкую схему переключения передач и избирательно заставлять соединительную втулку перемещаться, чтобы задавать схему переключения передач как "EV первая" или "EV вторая".
В первом варианте осуществления, показан пример, в котором трансмиссия содержит три зацепляющих муфты C1, C2 и C3 и представляет собой многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1 с нормальным зацеплением, имеющую множество зубчатых пар с различными передаточными отношениями. Во втором варианте осуществления, показан пример, в котором трансмиссия содержит одну зацепляющую муфту C и представляет собой двухскоростную зубчатую трансмиссию 1' с нормальным зацеплением, имеющую две зубчатых пары с различными передаточными отношениями. Тем не менее, трансмиссия не ограничена многоступенчатой зубчатой трансмиссией 1 или двухскоростной зубчатой трансмиссией 1', показанной в первом и втором вариантах осуществления, и может представлять собой любую трансмиссию, которая достигает, по меньшей мере, одной ступени переключения передач, и которая имеет, в качестве элемента переключения передач, зацепляющую муфту, которая вводится в зацепление и зацепляется вследствие перемещения из расцепленной позиции.
В первом варианте осуществления, показан пример, в котором устройство управления началом движения настоящего изобретения применяется к гибридному транспортному средству, содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Во втором варианте осуществления, показан пример, в котором устройство управления началом движения настоящего изобретения применяется к транспортному средству с электроприводом, содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один электромотор-генератор и двухскоростную зубчатую трансмиссию, имеющую одну зацепляющую муфту. Тем не менее, устройство управления началом движения настоящего изобретения может применяться к транспортным средствам с электроприводом, к примеру, к другим типам гибридных транспортных средств, транспортных средств с электроприводом и транспортных средств на топливных элементах, при условии, что транспортное средство с электроприводом содержит, в приводной системе, электромотор в качестве источника мощности и трансмиссию, имеющую, по меньшей мере, одну зацепляющую муфту.