УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ ДЛЯ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ENERGY CONTROL DEVICE FOR HYBRID VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства, содержащему электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, которое содержит трансмиссию, имеющую множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции.
Уровень техники
[0002] Традиционно, известно устройство приведения в движение гибридного транспортного средства, содержащее трансмиссию, имеющую множество зацепляющих муфт в качестве элементов переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции (например, см. патентный документ 1).
Помимо этого, в гибридном транспортном средстве, EV-движение посредством приведения в действие электромотора выполняется во время трогания с места или в ходе движения на низкой скорости, чтобы повышать эффективность использования топлива.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
[0003] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № 2014-101065
Сущность изобретения
Задача, решаемая изобретением
[0004] Тем не менее, при множестве зацепляющих муфт, которые полностью зацепляются, имеется вероятность возникновения неисправности, при которой зацепляющая муфта стопорится в расцепленной позиции и не может зацепляться, или, наоборот, возникновения неисправности, при которой зацепляющая муфта стопорится в зацепленном состоянии и не может расцепляться.
Следовательно, если источники мощности (двигатель, электромотор) не могут отсоединяться от ведущих колес, становится невозможным выполнять выработку мощности в режиме холостого хода в то время, когда транспортное средство остановлено, при которой выработка мощности электромотора выполняется посредством движущей силы двигателя. Как результат, если зарядная емкость аккумулятора (ниже называемая "SOC аккумулятора") является недостаточной, имеется проблема в том, что EV-трогание с места, при котором транспортное средство трогается с места посредством приведения в действие электромотора с помощью мощности аккумулятора, не может выполняться.
[0005] С учетом вышеописанных проблем, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства, с помощью которого можно подавлять возникновение ситуации, в которой EV-трогание с места является невозможным вследствие недостаточной зарядной емкости аккумулятора.
Средство достижения цели
[0006] Чтобы достигать цели, описанной выше, гибридное транспортное средство, к которому применяется настоящее изобретение, имеет электромотор и двигатель внутреннего сгорания в качестве источников мощности, не имеет элемента трогания с места и имеет трансмиссию, содержащую множество зацепляющих муфт в качестве элемента переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции, в системе передачи мощности приведения в движение из источников мощности на ведущие колеса. Помимо этого, гибридное транспортное средство выполняет EV-трогание с места с использованием электромотора, в который подается электрическая мощность из аккумулятора, в качестве источника приведения в движение, при трогании с места транспортного средства.
Устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства содержит контроллер управления энергией, который выполняет управление на основе условия емкости аккумулятора для поддержания зарядной емкости аккумулятора в предварительно определенном диапазоне зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора, при подготовке к EV-троганию с места.
Когда неисправность зацепляющей муфты определяется, контроллер управления энергией расширяет диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора больше, чем тогда, когда зацепляющая муфта является нормальной.
Преимущества изобретения
[0007] Следовательно, в устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства настоящего изобретения, когда неисправность зацепляющей муфты определяется, контроллер управления энергией расширяет диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора больше, чем тогда, когда зацепляющая муфта является нормальной.
Следовательно, например, если нижнее предельное значение диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора для аккумулятора, которое является предельным значением разряда, увеличивается, приведение в движение посредством электромотора разрешается до тех пор, пока зарядная емкость аккумулятора не будет избыточно разряжена больше, чем нормально, чтобы за счет этого обеспечивать EV-трогание с места. С другой стороны, если верхнее предельное значение диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора для аккумулятора, которое является предельным значением заряда, увеличивается, выработка мощности посредством электромотора разрешается до тех пор, пока зарядная емкость аккумулятора не будет избыточно разряжена больше, чем нормально, чтобы за счет этого обеспечивать зарядную емкость для EV-трогания с места.
Как результат, в устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства настоящего изобретения, можно подавлять возникновение ситуации, в которой EV-трогание с места является невозможным вследствие недостаточной зарядной емкости аккумулятора.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 является общим системным видом, иллюстрирующей приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство контроля для управления энергией в первом варианте осуществления.
Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы управления системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство контроля для управления энергией первого варианта осуществления.
Фиг. 3 является кратким схематичным видом карты переключения передач, иллюстрирующим принцип переключения схемы переключения передач в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство контроля для управления энергией первого варианта осуществления.
Фиг. 4 является таблицей состояний зацепления, иллюстрирующей ступени переключения передач согласно позициям переключения трех зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, смонтированной на гибридном транспортном средстве, к которому применяется устройство контроля для управления энергией первого варианта осуществления.
Фиг. 5 является первой картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области нормальной емкости за исключением области низкого SOC и области высокого SOC.
Фиг. 6 является второй картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC.
Фиг. 7 является третьей картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, при котором запрещается выработка мощности посредством второго электромотора/генератора, когда SOC аккумулятора находится в области низкого SOC в пределах области нормальной емкости.
Фиг. 8 является четвертой картой графика переключения передач, иллюстрирующей область переключения ступени переключения передач, которая выбирается в ходе движения, когда SOC аккумулятора находится в области высокого SOC.
Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций процесса контроля для управления энергией, выполняемого в модуле управления трансмиссией первого варианта осуществления.
Фиг. 10 является нормальной картой EMMAPNO управления энергией, иллюстрирующей условие емкости аккумулятора, когда зацепляющая муфта является нормальной (не является неисправной).
Фиг. 11 является первой картой управления энергией, иллюстрирующей условие расширения емкости аккумулятора во время первой фиксированной неисправности зацепляющей муфты.
Фиг. 12 является второй картой управления энергией, иллюстрирующей условие расширения емкости аккумулятора во время второй фиксированной неисправности зацепляющей муфты.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства контроля для управления энергией для транспортного средства с электроприводом настоящего изобретения на основе первого варианта осуществления, проиллюстрированного на чертежах.
Первый вариант осуществления
[0010] Сначала описывается конфигурация.
Устройство контроля для управления энергией для транспортного средства с электроприводом первого варианта осуществления применяется к гибридному транспортному средству (одному примеру гибридного транспортного средства), содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы", "конфигурация системы управления гибридного транспортного средства", "конфигурация системы управления переключением передач", "конфигурация ступеней переключения передач и карты графика переключения передач" и "конфигурация процесса контроля для управления энергией", относительно конфигурации устройства контроля для управления энергией для транспортного средства с электроприводом в первом варианте осуществления.
[0011] Общая конфигурация системы
[0012] Фиг. 1 иллюстрирует приводную систему и систему управления гибридного транспортного средства, к которому применяется устройство управления началом движения первого варианта осуществления. Ниже описывается общая конфигурация системы на основе фиг. 1.
[0013] Приводная система гибридного транспортного средства содержит двигатель ICE внутреннего сгорания, первый электромотор/генератор MG1 (первый электромотор), второй электромотор/генератор MG2 (второй электромотор) и многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую первую-третью зацепляющие муфты C1, C2, C3. "ICE" является аббревиатурой для "двигателя внутреннего сгорания".
[0014] Двигатель ICE внутреннего сгорания представляет собой, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель, который расположен в переднем капоте транспортного средства, так что направление коленчатого вала находится в направлении ширины транспортного средства. Двигатель ICE внутреннего сгорания соединяется с картером 10 трансмиссии для многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединяется с первым валом 11 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Двигатель ICE внутреннего сгорания по существу выполняет запуск от MG2, при котором второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве стартерного электромотора. Тем не менее, стартерный электромотор 2 предоставляется при подготовке к тому, когда не может обеспечиваться запуск от MG2 с использованием аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, к примеру, во время экстремального холода.
[0015] Первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2 представляют собой синхронные электромоторы с постоянными магнитами с использованием трехфазного переменного тока, имеющие аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности в качестве общего источника мощности.
Статор первого электромотора/генератора MG1 крепится к кожуху первого электромотора/генератора MG1, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал первого электромотора, интегрированный в ротор первого электромотора/генератора MG1, соединяется со вторым валом 12 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1.
[0016] Статор второго электромотора/генератора MG2 крепится к кожуху второго электромотора/генератора MG2, и картер крепится к картеру 10 трансмиссии многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Затем вал второго электромотора, интегрированный в ротор второго электромотора/генератора MG2, соединяется с шестым валом 16 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1.
[0017] Первый инвертор 4, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора первого электромотора/генератора MG1 через первый жгут 5 проводов переменного тока. Второй инвертор 6, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток в ходе подачи мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток в ходе рекуперации, соединяется с обмоткой статора второго электромотора/генератора MG2 через второй жгут 7 проводов переменного тока. Аккумулятор 3 с высоким уровнем мощности, первый инвертор 4 и второй инвертор 6 соединяются посредством жгута 8 проводов постоянного тока через распределительную коробку 9.
[0018] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 представляет собой трансмиссию с нормальным вводом в зацепление, содержащую множество зубчатых пар, имеющих различные передаточные числа, и содержит первый-шестой валы-шестерни 11-16, содержащие шестерни и расположенные параллельно друг другу в картере 10 трансмиссии, и первую-третью зацепляющие муфты C1, C2, C3 для выбора зубчатой пары.
Первый вал 11, второй вал 12, третий вал 13, четвертый вал 14, пятый вал 15 и шестой вал 16 предоставляются в качестве валов-шестерней. Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 предоставляются в качестве зацепляющих муфт. Картер 10 трансмиссии содержит электрический масляный насос 20, который подает смазочное масло в участки ввода в зацепление шестерней и участки осевого подшипника внутри картера.
[0019] Первый вал 11 представляет собой вал, с которым соединяется двигатель ICE внутреннего сгорания, и первая шестерня 101, вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 располагаются на первом валу 11 в порядке с правой стороны на фиг. 1.
Первая шестерня 101 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на первом валу 11. Вторая шестерня 102 и третья шестерня 103 представляют собой шестерни холостого хода, в которых участок утолщения, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр первого вала 11, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с первым валом 11 через вторую зацепляющую муфту C2.
[0020] Второй вал 12 соединяется с первым электромотором/генератором MG1 и представляет собой цилиндрический вал, который располагается коаксиально с осью, совмещенной с позицией внешней стороны первого вала 11, и четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 располагаются на втором валу 12 в порядке с правой стороны на фиг. 1.
Четвертая шестерня 104 и пятая шестерня 105 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на втором валу 12.
[0021] Третий вал 13 представляет собой вал, расположенный на стороне выходного вала многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, и шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107, восьмая шестерня 108, девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 располагаются на третьем валу 13 в порядке с правой стороны на фиг. 1.
Шестая шестерня 106, седьмая шестерня 107 и восьмая шестерня 108 предоставляются как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на третьем валу 13.
Девятая шестерня 109 и десятая шестерня 110 представляют собой шестерни холостого хода, в которых участок утолщения, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр третьего вала 13, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с третьим валом 13 через третью зацепляющую муфту C3.
[0022] Затем шестая шестерня 106 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, седьмая шестерня 107 вводится в зацепление с шестнадцатой шестерней 116 дифференциала 17, и восьмая шестерня 108 вводится в зацепление с третьей шестерней 103 первого вала 11. Девятая шестерня 109 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12, и десятая шестерня 110 вводится в зацепление с пятой шестерней 105 второго вала 12.
[0023] Четвертый вал 14 представляет собой вал, в котором оба конца поддерживаются на картере 10 трансмиссии, и одиннадцатая шестерня 111, двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 располагаются на четвертом валу 14 в порядке с правой стороны на фиг. 1. Одиннадцатая шестерня 111 предоставляется как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) на четвертом валу 14. Двенадцатая шестерня 112 и тринадцатая шестерня 113 представляют собой шестерни холостого хода, в которых участок утолщения, который выступает в осевом направлении, вставляется во внешний периметр четвертого вала 14, и предоставляются таким образом, что они могут соединяться с возможностью приведения в действие с четвертым валом 14 через первую зацепляющую муфту C1. Затем одиннадцатая шестерня 111 вводится в зацепление с первой шестерней 101 первого вала 11, двенадцатая шестерня 112 вводится в зацепление со второй шестерней 102 первого вала 11, и тринадцатая шестерня 113 вводится в зацепление с четвертой шестерней 104 второго вала 12.
[0024] Пятый вал 15 имеет оба конца, которые поддерживаются на картере 10 трансмиссии, и четырнадцатая шестерня 114, которая вводится в зацепление с одиннадцатой шестерней 111 четвертого вала 14, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя закрепление как единого целого).
Шестой вал 16 соединяется со вторым электромотором/генератором MG2, и пятнадцатая шестерня 115, которая вводится в зацепление с четырнадцатой шестерней 114 пятого вала 15, предоставляется как единое целое с ним (что включает в себя закрепление как единого целого).
[0025] После этого второй электромотор/генератор MG2 и двигатель ICE внутреннего сгорания механически соединяются друг с другом посредством зубчатой передачи, сконфигурированной из пятнадцатой шестерни 115, четырнадцатой шестерни 114, одиннадцатой шестерни 111 и первой шестерни 101, которые вводятся в зубчатое зацепление друг с другом.
Эта зубчатая передача служит в качестве редукторной передачи, которая замедляет частоту вращения MG2 во время запуска от MG2 двигателя ICE внутреннего сгорания посредством второго электромотора/генератора MG2, и служит в качестве повышающей передачи, которая ускоряет частоту вращения двигателя во время выработки мощности MG2 для формирования второго электромотора/генератора MG2, посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания.
[0026] Первая зацепляющая муфта C1 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между двенадцатой шестерней 112 и тринадцатой шестерней 113 четвертого вала 14, и зацепляется посредством хода зацепления во вращательно синхронизированном состоянии без наличия механизма синхронизации.
Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в левой позиции зацепления (слева), четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции нейтрали (N), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 расцепляются, и четвертый вал 14 и тринадцатая шестерня 113 расцепляются. Когда первая зацепляющая муфта C1 находится в правой позиции зацепления (справа), четвертый вал 14 и двенадцатая шестерня 112 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0027] Вторая зацепляющая муфта C2 представляет собой кулачковую муфту, которая размещается между второй шестерней 102 и третьей шестерней 103 первого вала 11, и которая зацепляется посредством хода зацепления во вращательно синхронизированном состоянии без наличия механизма синхронизации.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в левой позиции зацепления (слева), первый вал 11 и третья шестерня 103 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции нейтрали (N), первый вал 11 и вторая шестерня 102 расцепляются, и первый вал 11 и третья шестерня 103 расцепляются.
Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в правой позиции зацепления (справа), первый вал 11 и вторая шестерня 102 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0028] Третья зацепляющая муфта C3 представляет собой кулачковую муфту, размещенную между девятой шестерней 109 и десятой шестерней 110 третьего вала 13, и зацепляется посредством хода зацепления во вращательно синхронизированном состоянии без наличия механизма синхронизации.
Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в левой позиции зацепления (слева), третий вал 13 и десятая шестерня 110 соединяются с возможностью приведения в действие. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции нейтрали (N), третий вал 13 и девятая шестерня 109 расцепляются, и третий вал 13 и десятая шестерня 110 расцепляются. Когда третья зацепляющая муфта C3 находится в правой позиции зацепления (справа), третий вал 13 и девятая шестерня 109 соединяются с возможностью приведения в действие.
[0029] Затем шестнадцатая шестерня 116, которая вводится в зацепление с седьмой шестерней 107, предоставленной как единое целое (что включает в себя закрепление как единого целого) для третьего вала 13 многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, соединяется с левым и правым ведущими колесами 19 через дифференциал 17 и левый и правый ведущие валы 18.
[0030] Конфигурация системы управления гибридного транспортного средства
Система управления гибридного транспортного средства содержит гибридный модуль 21 управления, модуль 22 управления электромотором, модуль 23 управления трансмиссией и модуль 24 управления двигателем, как проиллюстрировано на фиг. 1.
[0031] Гибридный модуль 21 управления (аббревиатура: "HCM") представляет собой интегральное средство управления, имеющее функцию надлежащего управления энергопотреблением всего транспортного средства. Гибридный модуль 21 управления соединяется с другими модулями управления (модулем 22 управления электромотором, модулем 23 управления трансмиссией, модулем 24 управления двигателем и т.д.) таким образом, чтобы допускать двунаправленный обмен информацией посредством линии 25 CAN-связи. "CAN" в линии 25 CAN-связи является аббревиатурой для "контроллерной сети".
[0032] Модуль 22 управления электромотором (аббревиатура: "MCU") выполняет управление подачей мощности, управление рекуперацией и т.п. первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2, посредством команд управления в первый инвертор 4 и второй инвертор 6. Режимы управления для первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 представляют собой "управление крутящим моментом" и "FB-управление по частоте вращения". При "управлении крутящим моментом", выполняется управление, при котором фактический крутящий момент электромотора принудительно придерживается целевого крутящего момента электромотора, когда определяется целевой крутящий момент электромотора, который должен совместно использоваться относительно целевой движущей силы. При "FB-управлении по частоте вращения", выполняется управление, при котором определяется целевая частота вращения электромотора, с которой синхронизируются частоты вращения входного/выходного вала муфты, и крутящий FB-момент выводится таким образом, чтобы обеспечивать схождение фактической частоты вращения электромотора с целевой частотой вращения электромотора, при полном зацеплении любой из зацепляющих муфт C1, C2, C3 во время запроса на переключение передач.
[0033] Модуль 23 управления трансмиссией (аббревиатура: "TMCU") выполняет управление переключением передач для переключения схемы переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, посредством вывода команды управления током в электрические актуаторы 31, 32, 33 (см. фиг. 2), на основе предварительно определенной входной информации. При этом управлении переключением передач, зацепляющие муфты C1, C2, C3 избирательно полностью зацепляются/расцепляются, и зубчатая пара, участвующая в передаче мощности, выбирается из множества пар зубчатых пар. Здесь, во время запроса на переключение передач на то, чтобы зацеплять любую из расцепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, с тем чтобы подавлять частоту дифференциального вращения между входным/выходным валом муфты, чтобы выполнять полное зацепление, FB-управление по частоте вращения (управление синхронизацией вращения) первого электромотора/генератора MG1 или второго электромотора/генератора MG2 используется в комбинации.
[0034] Модуль 24 управления двигателем (аббревиатура: "ECU") выполняет управление запуском двигателя ICE внутреннего сгорания, управление остановкой двигателя ICE внутреннего сгорания, управление отсечкой топлива и т.п., посредством вывода команды управления в модуль 22 управления электромотором, свечу зажигания, актуатор впрыска топлива и т.п., на основе предварительно определенной входной информации.
[0035] Конфигурация системы управления переключением передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 отличается тем, что эффективность достигается посредством уменьшения сопротивления вследствие торможения посредством использования первой-третьей зацепляющих муфт C1, C2, C3 (кулачковых муфт) в качестве элементов переключения передач, которые полностью зацепляются. После этого, когда имеется запрос на переключение передач на то, чтобы полностью зацеплять любую из зацепляющих муфт C1, C2, C3, частоты дифференциального вращения входного-выходного вала муфты переводятся в пределы диапазона частот вращения для определения синхронизации посредством операции синхронизации вращения одного из двух электромоторов/генераторов MG1, MG2, чтобы выполнять ход зацепления, за счет этого реализуя переключение передач. Синхронизация вращения выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1 при зацеплении третьей зацепляющей муфты C3, и синхронизация вращения выполняется посредством второго электромотора/генератора MG2 при зацеплении первой и второй зацепляющих муфт C1, C2.
Помимо этого, когда имеется запрос на переключение передач, чтобы расцеплять любую из зацепленных зацепляющих муфт C1, C2, C3, передаточный крутящий момент муфты расцепляющей муфты уменьшается, и ход расцепления начинается, как только крутящий момент становится равным или меньше значения определения крутящего момента расцепления, чтобы реализовывать переключение передач. Ниже описывается конфигурация системы управления переключением передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 2.
[0036] Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит, в качестве системы управления переключением передач, первую зацепляющую муфту C1, вторую зацепляющую муфту C2 и третью зацепляющую муфту C3, как проиллюстрировано на фиг. 2. Помимо этого, многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит, в качестве актуаторов системы управления переключением передач, первый электрический актуатор 31 для операций переключения передач с помощью C1, C2, второго электрический актуатор 32 для операций выбора C1, C2 и третий электрический актуатор 33 для операций переключения передач с помощью C3.
[0037] Далее, многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 содержит рабочий механизм 40 выбора C1/C2, рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3, в качестве механизмов переключения передач, которые преобразуют операции актуатора в операции зацепления/расцепления муфты. Операции первого электрического актуатора 31, второго электрического актуатора 32 и третьего электрического актуатора 33 управляются посредством модуля 23 управления трансмиссией.
[0038] Первая зацепляющая муфта C1, вторая зацепляющая муфта C2 и третья зацепляющая муфта C3 представляют собой кулачковые муфты, которые переключаются между позицией нейтрали (N: расцепленной позицией), левой позицией зацепления (слева: позицией полного зацепления левосторонней муфты) и правой позицией зацепления (справа: позицией полного зацепления правосторонней муфты). Зацепляющие муфты C1, C2, C3 имеют идентичную конфигурацию, содержащую соединительные втулки 51, 52, 53, кольца 54, 55, 56 левой кулачковой муфты и кольца 57, 58, 59 правой кулачковой муфты.
[0039] Соединительные втулки 51, 52, 53 предоставляются таким образом, что они имеют возможность хода в осевом направлении посредством шлицевого соединения через ступицу, которая не показана, закрепленную на четвертом валу 14, первом валу 11 и третьем валу 13 (см. фиг. 1). Эти соединительные втулки 51, 52, 53 имеют собачки 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, с обеих сторон имеющие плоские верхние поверхности. Кроме того, вилочные канавки 51c, 52c, 53c предоставляются в круговых центральных участках соединительных втулок 51, 52, 53.
[0040] Кольца 54, 55, 56 левой кулачковой муфты крепятся к участкам утолщения шестерней 113, 103, 110 (см. фиг. 1), которые представляют собой левые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2, C3, и имеют собачки 54a, 55a, 56a с плоскими верхними поверхностями, которые выступают против собачек 51a, 52a, 53a.
[0041] Кольца 57, 58, 59 правой кулачковой муфты крепятся к участкам утолщения шестерней 112, 102, 109 (см. фиг. 1), которые представляют собой правые шестерни холостого хода зацепляющих муфт C1, C2, C3, и имеют собачки 57b, 58b, 59b с плоскими верхними поверхностями, которые противостоят собачкам 51b, 52b, 53b.
[0042] Рабочий механизм 40 выбора C1/C2 представляет собой механизм для выбора между первой позицией для выбора соединения между первым электрическим актуатором 31 и рабочим механизмом 41 переключения передач с помощью C1 и второй позицией для выбора соединения между первым электрическим актуатором 31 и рабочим механизмом 42 переключения передач с помощью C2.
[0043] При выборе первой позиции, рабочий механизм 40 выбора C1/C2 соединяет стержень 62 переключения передач и стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 и стопорит стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 в позиции нейтрали.
При выборе второй позиции рабочий механизм 40 выбора C1/C2 соединяет стержень 62 переключения передач и стержень 65 переключения передач второй зацепляющей муфты C2 и стопорит стержень 64 переключения передач первой зацепляющей муфты C1 в позиции нейтрали.
[0044] Таким образом, рабочий механизм 40 выбора C1/C2 является таким, что при выборе позиции из числа первой позиции и второй позиции, в которую переключается одна из зацепляющих муфт, другая зацепляющая муфта стопорится и закрепляется в позиции нейтрали.
[0045] Рабочий механизм 41 переключения передач с помощью C1, рабочий механизм 42 переключения передач с помощью C2 и рабочий механизм 43 переключения передач с помощью C3 преобразуют движения при повороте первого и третьего электрических актуаторов 31, 33 в движения при осевом ходе соединительных втулок 51, 52, 53. Рабочие механизмы 41, 42, 43 переключения передач имеют идентичную конфигурацию, содержащую поворотные тяги 61, 63, стержни 62, 64, 65, 66 переключения передач и вилки 67, 68, 69 переключения передач. Один конец каждой из поворотных тяг 61, 63 предоставляется на валах актуаторов первого и третьего электрических актуаторов 31, 33, при этом другие концы соединяются с одним из стержней 64, 66 переключения передач (или со стержнем 65 переключения передач) таким образом, что они могут относительно смещаться. Стержни 64, 65 и 66 переключения передач выполнены с возможностью допускать расширение и сжатие согласно абсолютной величине и направлению передающей силы стержня, посредством размещения пружин 64a, 65a и 66a в позициях разделения стержней. Один конец каждой из вилок 67, 68, 69 переключения передач крепится к стержням 64, 65, 66 переключения передач, при этом каждый из других концов располагается в одной из вилочных канавок 51c, 52c, 53c соединительных втулок 51, 52, 53.
[0046] Модуль 23 управления трансмиссией вводит сигналы датчиков и сигналы переключения из датчика 71 скорости транспортного средства, датчика 72 величины открытия позиции педали акселератора, датчика 73 частоты вращения выходного передаточного вала, датчика 74 частоты вращения двигателя, датчика 75 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, переключателя 77 режима движения, датчика 78 SOC аккумулятора и т.п. Датчик 73 частоты вращения выходного передаточного вала предоставляется на концевом участке вала для третьего вала 13 (см. фиг. 1) и определяет частоту вращения вала для третьего вала 13.
[0047] Далее, модуль 23 управления трансмиссией содержит модуль сервоуправления позицией (например, сервосистему позиционирования посредством PID-управления), который управляет полным зацеплением и расцеплением зацепляющих муфт C1, C2, C3, определенных посредством позиций соединительных втулок 51, 52, 53. Этот модуль сервоуправления позицией вводит сигналы датчиков из датчика 81 позиции первой втулки, датчика 82 позиции второй втулки и датчика 83 позиции третьей втулки. Затем модуль сервоуправления позицией выводит ток в электрические актуаторы 31, 32, 33 таким образом, что позиции соединительных втулок 51, 52, 53 находятся в расцепленной позиции или позиции зацепления согласно ходу зацепления.
[0048] Таким образом, посредством задания зацепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, приваренные к шестерням холостого хода, находятся в позициях зацепления с вводом в зацепление друг с другом, зацепляющие муфты C1, C2, C3 соединяют с возможностью приведения в действие шестерни холостого хода с четвертым валом 14, первым валом 11 и третьим валом 13.
С другой стороны, посредством задания расцепленного состояния, в котором собачки, приваренные к соединительным втулкам 51, 52, 53, и собачки, приваренные к шестерням холостого хода, находятся в позициях отсутствия зацепления посредством смещения соединительных втулок 51, 52, 53 в осевом направлении, шестерни холостого хода отсоединяются от четвертого вала 14, первого вала 11 и третьего вала 13.
[0049] Конфигурация ступеней переключения передач и карта графика переключения передач
Многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 отличается тем, что уменьшение размера достигается посредством уменьшения потерь при передаче мощности в силу отсутствия элемента поглощения дифференциального вращения, такого как жидкостное сцепление, и посредством уменьшения ступеней переключения передач ICE посредством предоставления использования усиления электромотора для двигателей ICE внутреннего сгорания (ступени EV-переключения передач: 1-2 скорость, ступени ICE-переключения передач: 1-4 скорость). Ниже описывается конфигурация ступеней переключения передач многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1 на основе фиг. 3 и фиг. 4.
[0050] Используется принцип ступеней переключения передач, в котором когда скорость VSP транспортного средства находится в области трогания с места, равной или меньшей предварительно определенной скорости VSP0 транспортного средства, поскольку многоступенчатая зубчатая трансмиссия 1 не имеет элемента трогания с места (скользящего элемента), запуск за счет электромотора посредством только движущей силы электромотора выполняется в "EV-режиме", как проиллюстрировано на фиг. 3. Затем в области движения, когда потребность в движущей силе является большой, используется "параллельный HEV-режим", в котором движущая сила двигателя усиливается посредством движущей силы электромотора. Таким образом, по мере того, как скорость VSP транспортного средства увеличивается, ступени ICE-переключения передач переключаются из "(ICE первая -->) ICE вторая --> ICE третья --> ICE четвертая", и ступени EV-переключения передач переключаются из "EV первая --> EV вторая".
[0051] Все ступени переключения передач, теоретически получаемые посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, имеющей первую-третью зацепляющие муфты C1, C2, C3, являются такими, как показано на фиг. 4. На фиг. 4, "блокировка" представляет ступень переключения передач посредством взаимного сцепления, которая не является применимой в качестве ступени переключения передач, "EV-" представляет состояние, в котором первый электромотор/генератор MG1 не соединяется с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19, и "ICE-" представляет состояние, в котором двигатель ICE внутреннего сгорания не соединяется с возможностью приведения в действие с ведущими колесами 19. Ниже описывается каждая из ступеней переключения передач.
[0052] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в "N", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV- ICEgen" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "нейтраль" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV- ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа". Здесь, ступень переключения передач "EV- ICEgen" представляет собой ступень переключения передач, выбранную во время выработки мощности в режиме холостого хода MG1, при 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, при которой выработка мощности MG2 выполняется в дополнение к выработке мощности MG1. Ступень переключения передач "нейтраль" представляет собой ступень переключения передач, выбранную во время выработки мощности в режиме холостого хода MG2, при которой мощность вырабатывается во втором электромоторе/генераторе MG2 посредством двигателя ICE внутреннего сгорания, когда транспортное средство остановлено.
[0053] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV первая ICE первая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "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 позиции "справа".
Здесь, ступень переключения передач "EV первая ICE-" представляет собой ступень переключения передач в "EV-режиме", в котором двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1, либо в "последовательном HEV-режиме", в котором 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.
[0054] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", "EV первая ICE вторая" получается, 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 ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV1,5 ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и "EV- ICE вторая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", "EV2 вторая ICE вторая" получается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
[0055] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в "N", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", следующие ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV вторая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", "EV вторая ICE-" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N", и "EV вторая ICE третья" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "справа".
Здесь, ступень переключения передач "EV вторая ICE-" представляет собой ступень переключения передач, выбираемую в "EV-режиме", в котором двигатель ICE внутреннего сгорания остановлен, и движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1, или в "последовательном HEV-режиме", в котором 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.
[0056] Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "справа", "EV2 вторая ICE четвертая" получается, 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 ступени переключения передач получаются согласно позиции первой зацепляющей муфты C1. "EV2,5 ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и "EV- ICE четвертая" получается, если первая зацепляющая муфта C1 находится в "N". Когда вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа", и третья зацепляющая муфта C3 находится в позиции "слева", "EV первая ICE четвертая" получается, если позиция первой зацепляющей муфты C1 находится в "N".
[0057] Далее описывается способ отделять "ступень переключения передач при нормальном использовании" от всех вышеописанных ступеней переключения передач, достигаемых посредством комбинаций зацепления первой-третьей зацепляющих муфт C1, C2, C3.
Во-первых, ступени переключения передач за исключением "ступеней переключения передач посредством сцепления (перекрестная штриховка на фиг. 4)" и "ступеней переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач (штриховка вправо-вверх на фиг. 4)" из всех ступеней переключения передач, должны представлять собой множество ступеней переключения передач, которые могут достигаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1. Здесь, ступени переключения передач, которые не могут выбираться посредством механизма переключения передач, означают "EV 1,5 ICE вторая", в котором первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "слева", и "EV 2,5 ICE четвертая", в котором первая зацепляющая муфта C1 находится в позиции "слева", и вторая зацепляющая муфта C2 находится в позиции "справа". Причина, по которой эти ступени переключения передач не могут выбираться посредством механизма переключения передач, состоит в том, что один первый электрический актуатор 31 представляет собой актуатор переключения передач, который совместно используется для использования с двумя зацепляющими муфтами C1, C2, и в том, что одна из зацепляющих муфт стопорится в позиции нейтрали посредством рабочего механизма 40 выбора C1/C2.
[0058] Затем ступени переключения передач за исключением "ступеней переключения передач, не используемых в нормальном режиме (штриховка "вправо вниз" на фиг. 4)" и "ступеней переключения передач, используемых с низким SOC и т.д. (рамка с пунктирной линией на фиг. 4)" из множества ступеней переключения передач, которые могут достигаться посредством многоступенчатой зубчатой трансмиссии 1, должны представлять собой "ступень переключения передач при нормальном использовании (рамка с жирной линией на фиг. 4)". Здесь, "ступени переключения передач, не используемые в нормальном режиме" представляют собой "EV вторая ICE третья'" и "EV первая ICE четвертая", и "ступени переключения передач, используемые с низким SOC и т.д." представляют собой "EV- ICEgen" и "EV первая ICE первая".
[0059] Следовательно, "ступени переключения передач при нормальном использовании" сконфигурированы посредством добавления "нейтрали" к ступеням EV-переключения передач ("EV первая ICE-", "EV вторая ICE-"), ступеням ICE-переключения передач ("EV- ICE вторая", "EV- ICE третья", "EV- ICE четвертая") и комбинированным ступеням переключения передач ("EV первая ICE вторая", "EV первая ICE третья", "EV вторая ICE вторая", "EV вторая ICE третья", "EV вторая ICE четвертая").
[0060] Затем, на основе принципа ступеней переключения передач, проиллюстрированных на фиг. 3, четыре карты графика, т.е. первая карта map1 графика - четвертая карта map4 графика, задаются для выдачи запросов на переключение передач для переключения ступени переключения передач.
[0061] Фиг. 10 показывает нормальную карту EMMAPNO управления энергией или карту управления энергией, которая нормально используется, подробности которых описываются ниже. Как проиллюстрировано на этой нормальной карте EMMAPNO управления энергией, области для использования вышеописанной первой карты map1 графика в четвертую карту map4 графика задаются согласно SOC аккумулятора.
[0062] Таким образом, первая карта map1 графика используется при движении в области нормальной емкости (в области, указываемой в качестве map1 на чертеже), которая исключает область низкого SOC и область высокого SOC для SOC аккумулятора. Помимо этого, вторая карта map2 графика используется в области, в которой SOC аккумулятора ниже области нормальной емкости (в области, указываемой в качестве map2 на чертеже). С другой стороны, четвертая карта map4 графика используется в области, в которой SOC аккумулятора выше области нормальной емкости (в области, указываемой в качестве map4 на чертеже). Кроме того, третья карта map3 графика используется в области, в которой SOC аккумулятора является низким в области нормальной емкости (в области, указываемой в качестве map3 на чертеже).
[0063] SOC аккумулятора этой третьей карты map3 графика представляет собой подобласть области первой карты map1 графика. Это зависит от того, разрешается или нет последовательная выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2: если разрешается, используется третья карта map3 графика; когда запрещается, используется первая карта map1 графика. Условия, при которых последовательная выработка мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 разрешается или запрещается, не являются предметом настоящей заявки, и в силу этого их описания опускаются.
[0064] Ниже описываются конкретные примеры конфигураций вышеописанных первой карты map1 графика - четвертой карты map4 графика на основе фиг. 5-8, соответственно.
"Первая карта map1 графика переключения передач", проиллюстрированная на фиг. 5, имеет скорость VSP транспортного средства и требуемую тормозную/движущую силу (движущую силу) в качестве осей координат; области выбора в координатной плоскости чертежа назначаются для выбора из множества ступеней переключения передач, которые составляют группу ступеней переключения передач при нормальном использовании.
Таким образом, на "первой карте map1 графика переключения передач", область выбора "EV первая" назначается области низких скоростей транспортного средства после трогания с места, в качестве области приведения в движение для обеспечения движения посредством нажатия педали акселератора. Затем области выбора "EV вторая", "EV первая ICE вторая", "EV первая ICE третья", "EV вторая ICE вторая", "EV вторая ICE третья" и "EV вторая ICE четвертая" назначаются области от промежуточных до высоких скоростей транспортного средства. Области рекуперативного торможения для движения по инерции с ногой, снятой с педали акселератора, включают в себя область выбора "EV первая", которая назначается области низких скоростей транспортного средства, и область выбора "EV вторая", которая назначается области от промежуточных до высоких скоростей транспортного средства.
[0065] "Вторая карта map2 графика переключения передач", проиллюстрированная на фиг. 6, имеет скорость VSP транспортного средства и требуемую тормозную/движущую силу (движущую силу) в качестве осей координат; области выбора в координатной плоскости чертежа назначаются для выбора из множества ступеней переключения передач, которые составляют группу ступеней переключения передач при нормальном использовании. Помимо этого, по сравнению с "первой картой map1 графика", "вторая карта map2 графика" представляет собой карту, на которой "последовательный, EV первая" и "EV первая ICE первая" добавляются в область приведения в движение для обеспечения движения в координатной плоскости в то время, когда "EV вторая" опускается, с тем чтобы подавлять потребление мощности.
[0066] Таким образом, на "второй карте map2 графика переключения передач", область выбора "последовательный, EV первая" назначается области низких скоростей транспортного средства после трогания с места, в качестве области приведения в движение для обеспечения движения 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. Области рекуперативного торможения для движения по инерции с ногой, снятой с педали акселератора, включают в себя область выбора "EV первая (EV вторая)", который назначается области низких скоростей транспортного средства, и область выбора "EV вторая", который назначается области высоких скоростей транспортного средства.
[0067] На "третьей карте map3 графика переключения передач", проиллюстрированной на фиг. 7, области выбора "EV первая" и "EV вторая" в EV-режиме, соответственно, назначаются "последовательный, EV первая" и "последовательный, EV вторая" в области приведения в движение для обеспечения движения "первой карты map1 графика переключения передач".
Таким образом, в областях выбора "последовательный, EV первая" и "последовательный, EV вторая", движение выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1 при выработке мощности посредством второго электромотора/генератора MG2, чтобы подавлять уменьшение и даже достигать увеличения SOC аккумулятора.
[0068] "Четвертая карта map4 графика переключения передач" имеет скорость VSP транспортного средства и требуемую тормозную/движущую силу (движущую силу) в качестве осей координат, идентично каждой из вышеописанных карт графика переключения передач. Затем "четвертая карта графика переключения передач" не задает область рекуперативного торможения для движения в режиме по инерции с ногой, снятой с педали акселератора, и область EV-движения расширена в то время, когда переключение передач понижается во время EV-движения.
[0069] Таким образом, на "четвертой карте map4 графика переключения передач", при движении в то время, когда SOC аккумулятора находится в области высокого SOC, избыточный заряд аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности подавляется за счет невыполнения выработки мощности посредством рекуперации. Помимо этого, посредством понижения переключения передач во время EV-движения, частота вращения электромотора задается с возможностью иметь тенденцию к высокой частоте вращения, чтобы достигать увеличения потребления SOC аккумулятора.
[0070] Таким образом, по сравнению с "первой картой map1 графика переключения передач", на "четвертой карте map4 графика переключения передач", область для "EV первая ICE третья" исключается из области промежуточных скоростей транспортного средства, и область "EV1" расширена.
Дополнительно, по сравнению с "первой картой map1 графика переключения передач", на "четвертой карте map4 графика переключения передач", "EV вторая" и "EV вторая ICE вторая" расширяются в то время, когда области выбора "EV вторая ICE третья", "EV вторая ICE четвертая" сужаются.
[0071] Конфигурация процесса контроля для управления энергией
Фиг. 9 иллюстрирует последовательность операций процесса контроля для управления энергией, который выполняется в модуле 23 управления трансмиссией (контроллере управления энергией) первого варианта осуществления. Ниже описываются каждый из этапов на фиг. 9, который показывает один пример конфигурации процесса контроля для управления энергией.
[0072] Процесс контроля для управления энергией выполняет управление энергией на основе условий емкости аккумулятора для поддержания SOC (зарядной емкости) аккумулятора для аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности в предварительно определенном диапазоне зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазоне SOC при использовании на фиг. 10), при подготовке к EV-троганию с места.
[0073] На этапе S1, определяется то, возникает или нет неисправность в какой-либо из зацепляющих муфт C1, C2, C3. На этапе S1, если "Да" (неисправность возникает), процесс переходит к этапу S2, а если "Нет" (неисправность не возникает), процесс переходит к этапу S4.
[0074] На этапе S4, после выполнения нормального управления, процесс возвращается к началу и повторяет процесс от этапа S1.
Нормальное управление на этапе S4 выполняет управление энергией примерного транспортного средство на основе нормальной карты EMMAPNO управления энергией, показанной на фиг. 10, описанном ниже.
[0075] Помимо этого, для того чтобы определять неисправность муфты, например, неисправность может определяться, когда значения команд управления в муфты C1, C2, C3 из модуля 23 управления трансмиссией не совпадают с фактическими позициями муфт C1, C2, C3, определенными на основе датчика позиции муфты.
[0076] На этапе S2, после определения неисправности муфты на этапе S1, определяется то, представляет собой неисправность или нет неисправность, при которой не могут отсоединяться двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19. На этапе S2, если "Да" (неисправность, при которой двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19 не могут отсоединяться), процесс переходит к этапу S5; а если "Нет" (другая неисправность), процесс переходит к этапу S3.
Неисправность, при которой не могут отсоединяться двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19, означает неисправность, при которой либо первая зацепляющая муфта C1 закрепляется в правой позиции зацепления (справа), либо вторая зацепляющая муфта C2 закрепляется в левой позиции зацепления (слева) или в правой позиции зацепления (справа). Ниже, эта неисправность упоминается как режим первой фиксированной неисправности.
[0077] На этапе S3, определяется то, представляет собой неисправность или нет неисправность, при которой не могут соединяться первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19. На этапе S3, если "Да" (неисправность, при которой первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19 не могут соединяться), процесс переходит к этапу S6; а если "Нет" (другая неисправность), процесс переходит к этапу S7.
Неисправность, при которой не могут соединяться первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19, представляет собой неисправность, при которой третья зацепляющая муфта C3 закрепляется в позиции нейтрали, что в дальнейшем называется "режимом второй фиксированной неисправности".
Дополнительно, на этапе S7, выполняется предварительно определенное управление неисправностью муфты; тем не менее, поскольку контроль для управления энергией настоящего изобретения не выполняется при этом управлении неисправностью муфты, его описание опускается.
[0078] Далее описываются контроль для управления энергией при нормальном управлении согласно этапу S4 и контроль для управления энергией, соответствующий неисправностям муфты согласно этапам S5 и S6.
Во-первых, при нормальном управлении согласно этапу S4, контроль для управления энергией выполняется на основе нормальной карты EMMAPNO управления энергией, проиллюстрированной на фиг. 10. Эта нормальная карта EMMAPNO управления энергией задает выходную мощность (мощность) первого электромотора/генератора MG1 и второго электромотора/генератора MG2 согласно SOC аккумулятора.
[0079] На фиг. 10, "верхний предел мощности усиления MG" задает верхнее предельное значение при приведении в движение с усилением двигателя ICE внутреннего сгорания посредством первого электромотора/генератора MG1 в параллельном HEV-режиме. Этот "верхний предел мощности усиления MG" задается с возможностью подавлять потребление мощности посредством выполнения усиления в области, в которой SOC аккумулятора является относительно высоким, при задании равным 0 и невыполнении усиления в области, в которой SOC аккумулятора является низким.
[0080] "Верхний предел мощности EV-режима" задает верхнее предельное значение движущей силы посредством первого электромотора/генератора MG1 в ходе движения в EV-режиме. "Верхний предел мощности EV-режима" задается с возможностью подавляться до относительно низкого значения, чтобы подавлять потребление мощности в области от низкого до промежуточного SOC аккумулятора, и задается равным высокому значению, чтобы превентивно выполнять потребление мощности в области высокого SOC аккумулятора.
[0081] "Выработка на холостом ходу" задает характеристики выработки мощности двигателя ICE внутреннего сгорания во время холостого хода. "Выработка на холостом ходу" задается с возможностью вырабатывать мощность с помощью второго электромотора/генератора MG2, чтобы заряжать SOC аккумулятора в области SOC аккумулятора, которая равна или меньше предварительно определенного значения SOCI, которое задается в качестве промежуточного диапазона SOC аккумулятора, и не вырабатывать мощность в области SOC аккумулятора, которая превышает предварительно определенное значение SOCI.
[0082] "Выработка для вспомогательного оборудования" задает величину выработки дополнительной мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 в параллельном HEV-режиме. "Выработка для вспомогательного оборудования" является характеристикой, аналогичной "выработке на холостом ходу", при этом выработка мощности выполняется в области низкого SOC аккумулятора, и выработка мощности не выполняется в области высокого SOC аккумулятора. "Выработка для вспомогательного оборудования" отличается от "выработки на холостом ходу" тем, что величина выработки мощности постепенно подавляется по мере того, как увеличивается SOC аккумулятора, в промежуточной области SOC аккумулятора около предварительно определенного значения SOCI.
[0083] "Предел последовательной выработки" задает верхнее предельное значение величины выработки мощности в последовательном HEV-режиме. Задание является таким, что выработка мощности выполняется посредством второго электромотора/генератора MG2 в области, в которой SOC аккумулятора ниже предварительно определенного значения SOCs, которое задается как промежуточная область SOC аккумулятора, и выработка мощности не выполняется (= 0) посредством второго электромотора/генератора MG2 в области, в которой SOC аккумулятора превышает предварительно определенное значение SOCs.
[0084] "Выработка согласно альфа-линии" задает верхнее предельное значение величины выработки мощности при выполнении выработки мощности с помощью первого электромотора/генератора MG1 при эффективном приведении в действие двигателя ICE внутреннего сгорания в параллельном HEV-режиме. В этой "выработке согласно альфа-линии", полномасштабная выработка мощности выполняется, когда SOC аккумулятора находится в области ниже предварительно определенного значения SOCα1, и величина выработки мощности подавляется по мере того, как увеличивается SOC аккумулятора, когда SOC аккумулятора находится в области, которая выше предварительно определенного значения SOCα1. Кроме того, "выработка согласно альфа-линии" задается таким образом, что величина выработки мощности задается равной 0 в области выше второго предварительно определенного значения SOCα2.
[0085] При приведении в действие двигателя ICE внутреннего сгорания, желательно, чтобы рабочая точка соответствовала линии (альфа-линии, в дальнейшем называемой "α-линией"), которая задает высокую эффективность по выходной мощности двигателя ICE внутреннего сгорания.
Тем не менее, возникают случаи, в которых, во время приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания, рабочая точка отклоняется от α-линии в соответствии с требуемой движущей силой водителя.
[0086] В таких случаях, рабочая точка двигателя ICE внутреннего сгорания приближается к α-линии в то время, когда крутящий момент приведения в движение первого электромотора/генератора MG1 автоматически управляется таким образом, чтобы преодолевать разрыв между требуемым крутящим моментом водителя и целевым крутящим моментом двигателя, который определяется с учетом α-линии. "Выработка согласно альфа-линии" задает верхнее предельное значение во время выработки мощности во время такого управления.
[0087] "Предел рекуперации" задает верхнее предельное значение величины выработки мощности в ходе рекуперации посредством первого электромотора/генератора MG1. "Предел рекуперации" задается с возможностью выполнять полномасштабную выработку мощности в области SOC аккумулятора, которая ниже предварительно определенного значения SOCr, и подавлять выработку мощности по мере того, как увеличивается SOC аккумулятора, в области, превышающей предварительно определенное значение SOCr.
[0088] Далее описывается контроль для управления энергией во время неисправности муфты.
На этапе S5, на который процесс переходит в случае режима первой фиксированной неисправности, в котором двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19 не могут отсоединяться на этапе S2 по фиг. 9, выполняется следующая обработка. На этапе S5, во-первых, скорость VSP транспортного средства, при которой EV-движение и параллельный HEV-режим переключаются на графике переключения передач, изменяется на скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, которая меньше, чем в нормальном состоянии. Таким образом, скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, которая представляет собой скорость транспортного средства, при которой EV-движение и параллельный HEV-режим переключаются во время неисправности муфты, задается как позиция, указываемая посредством пунктирной линии на первой карте map1 графика переключения передач по фиг. 5. В этом случае, на стороне более высоких скоростей для скорости VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, пороговое значение, которое секционирует "EV первая ICE вторая" и "EV первая ICE третья", расширяется, как указано посредством пунктирной линии, и "EV первая ICE вторая" и "EV первая ICE третья" разделяются выше и ниже линии.
[0089] Помимо этого, скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности задается на третьей и четвертой картах map3, map4 графика, показанных на фиг. 7 и 8, аналогичным образом. На четвертой карте map4 графика, "EV первая" назначается "EV первая ICE вторая" на стороне более высоких скоростей для скорости VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности. Аналогично, "EV вторая" назначается "EV вторая ICE третья" и "EV вторая ICE четвертая".
[0090] Помимо этого, на этапе S5, карта, используемая для контроля для управления энергией, переключается с нормальной карты EMMAPNO управления энергией на первую карту EMMAP1 управления энергией, показанную на фиг. 11.
На этой первой карте EMMAP1 управления энергией, верхнее предельное значение SOCmax1 в диапазоне SOC при использовании, который представляет собой диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора, задается выше верхнего предельного значения SOCmax0 на нормальной карте EMMAPNO управления энергией (фиг. 10), как проиллюстрировано на фиг. 11. В силу этого расширяется диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазон SOC при использовании). В первом варианте осуществления, нижнее предельное значение SOCmin в диапазоне SOC при использовании совместно используется нормальной картой EMMAPNO управления энергией и первой картой EMMAP1 управления энергией, а также второй картой EMMAP2 управления энергией, которые описываются ниже.
[0091] Кроме того, на этой первой карте EMMAP1 управления энергией, "верхний предел мощности EV-режима" задается равным еще меньшему значению, чем на нормальной карте EMMAPNO управления энергией (фиг. 10). Как результат, потребление мощности во время движения в EV-режиме подавляется, и потребление мощности также подавляется посредством ускорения перехода в параллельный HEV-режим, чтобы расширять диапазон движения параллельного HEV-режима.
[0092] Затем на этой первой карте EMMAP1 управления энергией, "выработка согласно альфа-линии" задается таким образом, чтобы выполнять выработку мощности, даже когда SOC аккумулятора находится в высокой области, по сравнению с нормальной картой EMMAPNO управления энергией (фиг. 10), чтобы расширять область выработки мощности. Кроме того, в этом первом варианте осуществления, выработка мощности приоритезирована относительно работы двигателя ICE внутреннего сгорания на α-линии и выработки мощности на основе "выработки согласно альфа-линии" первой карты EMMAP управления энергией. Таким образом, при выполнении контроля для управления энергией с использованием первой карты EMMAP1 управления энергией, выработка мощности посредством первого электромотора/генератора MG1, на основе "выработки согласно альфа-линии", соответствующей SOC аккумулятора, приоритезирована в параллельном HEV-режиме. Следовательно, в этом случае, возникают случаи, в которых выполняется работа двигателя ICE внутреннего сгорания, которая отклоняется от α-линии.
[0093] Помимо этого, на первой карте EMMAP1 управления энергией, "выработка для вспомогательного оборудования" задается равной значению, чтобы увеличивать величину выработки мощности, и диапазон выработки мощности расширен до области высокого SOC аккумулятора, по сравнению с нормальной картой EMMAPNO управления энергией (фиг. 10). Таким образом, в режиме первой фиксированной неисправности, величина выработки дополнительной мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 в параллельном HEV-режиме увеличивается около верхнего предельного значения, и заряд емкости выполняется вплоть до области высокого SOC аккумулятора.
[0094] Дополнительно, рекуперация запрещается в режиме первой фиксированной неисправности. Таким образом, поскольку торможение двигателем посредством двигателя ICE внутреннего сгорания действует в режиме первой фиксированной неисправности, рекуперация запрещается. Соответственно, на первой карте EMMAP1 управления энергией, "предел рекуперации" задается равным 0.
[0095] Помимо этого, на первой карте EMMAP1 управления энергией, усиление из первого электромотора/генератора MG1 запрещается, чтобы подавлять потребление мощности. Таким образом, на первой карте EMMAP1 управления энергией, отсутствует задание "верхнего предела мощности усиления MG", который в силу этого не показан. Аналогично, на первой карте EMMAP1 управления энергией, выработка мощности в режиме холостого хода посредством первого и второго электромоторов/генераторов MG1, MG2 запрещается. Таким образом, на первой карте EMMAP1 управления энергией, отсутствует задание "выработки на холостом ходу", которая в силу этого не показана. Таким образом, поскольку двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19 не могут отсоединяться в режиме первой фиксированной неисправности, выработка мощности в режиме холостого хода не может выполняться, что, следовательно, запрещается.
Аналогично, поскольку последовательная выработка мощности не может выполняться в режиме первой фиксированной неисправности, движение в последовательном HEV-режиме запрещается. Таким образом, на первой карте EMMAP1 управления энергией, отсутствует задание "предела последовательной выработки", который в силу этого не показан.
[0096] Далее описывается процесс этапа S6, на который процесс переходит во время режима второй фиксированной неисправности.
Также на этом этапе S6, скорость VSP транспортного средства, при которой EV-движение и параллельный HEV-режим переключаются, изменяется на скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, которая находится на стороне низких скоростей.
Помимо этого, на этапе S6, контроль для управления энергией выполняется на основе второй карты EMMAP2 управления энергией, показанной на фиг. 12. Кроме того, на этапе S6, второй электромотор/генератор MG2 используется в качестве источника мощности в EV-режиме, и выработка мощности в режиме холостого хода выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1.
[0097] Здесь описывается вторая карта EMMAP2 управления энергией.
Идентично первой карте EMMAP1 управления энергией, на этой второй карте EMMAP2 управления энергией, верхнее предельное значение SOCmax2 в диапазоне SOC при использовании, который представляет собой диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора, задается таким образом, что оно превышает верхнее предельное значение SOCmax0 на нормальной карте EMMAPNO управления энергией (фиг. 10), с тем чтобы расширять диапазон SOC при использовании.
[0098] Кроме того, на второй карте EMMAP2 управления энергией, "верхний предел мощности EV-режима" задается равным значению ниже, чем на нормальной карте EMMAPNO управления энергией (фиг. 10), и значению выше "верхнего предела мощности EV-режима" первой карты EMMAP1 управления энергией. Таким образом, в режиме второй фиксированной неисправности, поскольку первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19 не соединяются, при трогании с места в EV-режиме, второй электромотор/генератор MG2 используется, и второй электромотор/генератор MG2 задается с возможностью полностью приводиться в действие.
Также в этом случае, потребление мощности во время движения в EV-режиме подавляется, и потребление мощности также подавляется посредством ускорения перехода в параллельный HEV-режим.
[0099] Затем, также на второй карте EMMAP2 управления энергией, "выработка согласно альфа-линии" задается таким образом, чтобы выполнять выработку мощности, даже когда SOC аккумулятора находится в высокой области, по сравнению с нормальной картой EMMAPNO управления энергией (фиг. 10), чтобы расширять область выработки мощности, идентично первой карте EMMAP1 управления энергией. Дополнительно, идентично контролю для управления энергией на основе первой карты EMMAP1 управления энергией, относительно работы двигателя ICE внутреннего сгорания на α-линии и выработки мощности на основе "выработки согласно альфа-линии" второй карты EMMAP2 управления энергией, выработка мощности приоритезирована. Таким образом, при выполнении контроля для управления энергией с использованием второй карты EMMAP2 управления энергией, выработка мощности посредством первого электромотора/генератора MG1, на основе "выработки согласно альфа-линии", соответствующей SOC аккумулятора, приоритезирована в параллельном HEV-режиме. Следовательно, в этом случае, возникают случаи, в которых выполняется работа двигателя ICE внутреннего сгорания, которая отклоняется от α-линии.
[0100] Дополнительно, на второй карте EMMAP2 управления энергией, "выработка для вспомогательного оборудования" задается равной меньшему значению (увеличение величины выработки мощности), чем на нормальной карте EMMAPNO управления энергией (фиг. 10), и выработка мощности выполняется вплоть до области высокого SOC аккумулятора, идентично первой карте EMMAP1 управления энергией. Таким образом, даже в режиме второй фиксированной неисправности, величина выработки дополнительной мощности посредством второго электромотора/генератора MG2 в параллельном HEV-режиме увеличивается до окрестности верхнего предельного значения, и полномасштабный заряд выполняется вплоть до области высокого SOC аккумулятора.
[0101] Кроме того, на второй карте EMMAP2 управления энергией, "выработка на холостом ходу" имеет характеристику, идентичную характеристике "выработки для вспомогательного оборудования", которая задается как характеристика, при которой величина выработки мощности увеличивается по сравнению с нормальной картой EMMAPNO управления энергией (фиг. 10). Как описано выше, в режиме второй фиксированной неисправности, выработка мощности в режиме холостого хода выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1.
[0102] Помимо этого, поскольку рекуперация посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться в режиме второй фиксированной неисправности, рекуперация запрещается. Таким образом, на второй карте EMMAP2 управления энергией, "предел рекуперации" задается равным 0.
[0103] Дополнительно, поскольку усиление посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться на второй карте EMMAP2 управления энергией, отсутствует задание "верхнего предела мощности усиления MG", который в силу этого не показан. Потребление мощности подавляется за счет невыполнения этого усиления электромотора.
Аналогично, поскольку движение посредством последовательного HEV-режима не может выполняться в режиме второй фиксированной неисправности, отсутствует задание "предела последовательной выработки" на второй карте EMMAP2 управления энергией, который в силу этого не показан.
[0104] Операции варианта осуществления
Далее описываются операции.
Во-первых, описываются операции в нормальном состоянии (нормальном состояние), в котором неисправность не возникает в муфтах C1, C2, C3.
В этом случае, в процессе контроля для управления энергией, процесс переходит от "этап S1 --> этап S4" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 9.
В этом случае, процесс контроля для управления энергией выполняется на основе нормальной карты EMMAPNO управления энергией, показанной на фиг. 10.
[0105] Далее описывается состояние неисправности муфты.
Если неисправность муфты возникает, в случае режима первой фиксированной неисправности, в котором двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19 не могут отсоединяться, процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S5" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 9. Затем процесс контроля для управления энергией изменяется с использования нормальной карты EMMAPNO управления энергией на использование первой карты EMMAP1 управления энергией, и скорость транспортного средства, при которой EV-режим и параллельный HEV-режим переключаются, изменяется на скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности.
[0106] С другой стороны, если неисправность муфты представляет собой неисправностью при которой первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19 не могут соединяться, процесс переходит от "этап S1 --> этап S2 --> этап S3 --> этап S6" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 9. Затем процесс контроля для управления энергией изменяется с использования нормальной карты EMMAPNO управления энергией на использование второй карты EMMAP2 управления энергией, и скорость транспортного средства, при которой EV-режим и параллельный HEV-режим переключаются, изменяется на скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности.
[0107] Проблемы во время неисправности муфты
Здесь, во-первых, описываются проблемы, которые возникают во время этой неисправности муфты, если процесс контроля для управления энергией выполняется на основе нормальной карты EMMAPNO управления энергией без изменения на первую и вторую карты управления энергией EMMAP1, MAP2, и если скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности не применяется.
[0108] Во время режима первой фиксированной неисправности, в котором двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19 не могут отсоединяться, транспортное средство трогается с места при создании торможения за счет трения в двигателе ICE внутреннего сгорания во время EV-трогания с места, за счет этого увеличивая потребление мощности.
Помимо этого, в случае гибридного транспортного средства, которое не имеет элемента трогания с места (скользящего элемента), который поглощает дифференциальное вращение в приводной системе из источника мощности на ведущие колеса 19, аналогично первому варианту осуществления, невозможно прекращать EV-трогание с места и трогать с места транспортное средство посредством приведения в действие двигателя ICE внутреннего сгорания при обеспечении принудительного скольжения элемента трогания с места.
Кроме того, в режиме первой фиксированной неисправности, поскольку приведение в действие двигателя ICE внутреннего сгорания передается на ведущие колеса 19, выработка мощности в режиме холостого хода не может выполняться, когда транспортное средство остановлено. Помимо этого, во время движения по инерции с ногой, снятой с педали акселератора, двигатель ICE внутреннего сгорания выступает в качестве нагрузки, и осуществляется так называемое торможение двигателем; в силу этого, если выработка рекуперативной мощности выполняется, тормозная сила становится чрезмерной.
Дополнительно, в режиме первой фиксированной неисправности, последовательное движение, при котором электрическая мощность вырабатывается посредством второго электромотора/генератора MG2, не может выполняться во время EV-движения посредством первого электромотора/генератора MG1.
[0109] Таким образом, в режиме первой фиксированной неисправности, ситуации, в которых выработка мощности является возможной, сокращаются в то время, когда потребление мощности во время EV-трогания с места увеличивается, и в силу этого SOC аккумулятора имеет тенденцию уменьшаться.
Затем если SOC аккумулятора опускается ниже нижнего предельного значения SOCmin диапазона SOC при использовании, приведение в движение посредством первого электромотора/генератора MG1 не разрешается, и транспортное средство не может трогаться с места.
[0110] Помимо этого, во время режима второй фиксированной неисправности, в котором не могут соединяться первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19, EV-движение посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться, и в силу этого транспортное средство не может трогаться с места.
Кроме того в режиме второй фиксированной неисправности, последовательное движение, при котором электрическая мощность вырабатывается посредством второго электромотора/генератора MG2, не может выполняться во время EV-движения посредством первого электромотора/генератора MG1, идентично режиму первой фиксированной неисправности.
Помимо этого, выработка рекуперативной мощности посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться при движении по инерции в режиме второй фиксированной неисправности. Дополнительно, поскольку EV-движение посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться в режиме второй фиксированной неисправности, последовательное движение, при котором электрическая мощность вырабатывается посредством второго электромотора/генератора MG2, также не может выполняться в ходе упомянутого движения.
[0111] Как описано выше, поскольку ситуации, в которых выработка мощности является возможной, также сокращаются в режиме второй фиксированной неисправности, SOC аккумулятора имеет тенденцию уменьшаться. Следовательно, в режиме второй фиксированной неисправности, даже второй электромотор/генератор MG2 выполнен с возможностью трогать с места транспортное средство; тем не менее, если SOC аккумулятора опускается ниже нижнего предельного значения SOCmin диапазона SOC при использовании, транспортное средство не может трогаться с места, идентично режиму первой фиксированной неисправности.
[0112] Операция в случае неисправности муфты в первом варианте осуществления
Ниже описывается операция в случае неисправности муфты в первом варианте осуществления.
Во-первых, описывается неисправность муфты в режиме первой фиксированной неисправности, в котором не могут отсоединяться двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19.
В этом режиме первой фиксированной неисправности, во-первых, скорость VSP транспортного средства, при которой EV-движение и параллельный HEV-режим переключаются на каждой из карт переключения передач, изменяется на скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, которая меньше, чем в нормальном состоянии.
Как результат, время перехода в параллельный HEV-режим сокращается после трогания с места в EV-режиме, и можно подавлять потребление мощности и уменьшение SOC аккумулятора.
[0113] Кроме того, в режиме первой фиксированной неисправности, нормальная карта EMMAPNO управления энергией переключается на первую карту EMMAP1 управления энергией. На этой первой карте EMMAP1 управления энергией, "выработка согласно альфа-линии" и "выработка для вспомогательного оборудования" задаются с возможностью иметь характеристики, при которых величина выработки мощности увеличивается, и область выработки мощности расширена до области высокого SOC, по сравнению с нормальной картой EMMAPNO управления энергией.
Следовательно, при движении в параллельном HEV-режиме, выработка мощности согласно α-линии посредством первого электромотора/генератора MG1 и выработка дополнительной мощности при движении посредством второго электромотора/генератора MG2 соответственно, полностью используются. За счет этого можно подавлять уменьшение SOC аккумулятора и поддерживать высокое SOC аккумулятора.
[0114] Кроме того, на первой карте EMMAP1 управления энергией, верхнее предельное значение SOCmax1 диапазона SOC при использовании задается выше верхнего предельного значения SOCmax0 нормальной карты EMMAPNO управления энергией. Таким образом, при выполнении выработки полной мощности в параллельном HEV-режиме, как описано выше, можно заряжать аккумулятор, чтобы достигать более высокого SOC аккумулятора, чем верхнее предельное значение SOCmax0 нормального диапазона SOC при использовании, и за счет этого дополнительно подавлять уменьшение SOC аккумулятора.
Дополнительно, на первой карте EMMAP1 управления энергией, потребление мощности подавляется, и уменьшение SOC аккумулятора подавляется посредством запрета усиления электромотора.
[0115] Как описано выше, поскольку уменьшение SOC аккумулятора может подавляться в режиме первой фиксированной неисправности, можно предотвращать возникновение такой проблемы, что SOC аккумулятора опускается ниже нижнего предельного значения SOCmin диапазона SOC при использовании таким образом, что транспортное средство не может трогаться с места посредством EV-движения.
[0116] На первой карте EMMAP1 управления энергией, которая используется в режиме первой фиксированной неисправности, запрещаются следующие операции выработки мощности. Таким образом, на первой карте EMMAP1 управления энергией, запрещается рекуперация посредством первого электромотора/генератора MG1. Как результат, в режиме первой фиксированной неисправности, в котором двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19 поддерживаются в соединенном состоянии, можно предотвращать возникновение чрезмерной тормозной силы, вызываемой посредством выполнения выработки рекуперативной мощности в дополнение к нагрузке двигателя ICE внутреннего сгорания, во время движения по инерции.
Помимо этого, на первой карте EMMAP1 управления энергией, выработка мощности в режиме холостого хода и последовательное движение запрещаются. Таким образом, в режиме первой фиксированной неисправности, поскольку EV-движение и выработка мощности в режиме холостого хода посредством приведения в действие первого электромотора/генератора MG1 не могут выполняться и в силу этого запрещаются, можно предотвращать проблемы, которые возникают при выполнении выработки мощности в режиме холостого хода и последовательного движения с использованием нормальной карты EMMAPNO управления энергией.
[0117] Далее описываются операции в ходе режима второй фиксированной неисправности, в котором не могут соединяться первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19.
В этом режиме второй фиксированной неисправности, движение выполняется посредством приведения в действие второго электромотора/генератора MG2 в EV-режиме. Затем в этом режиме второй фиксированной неисправности, скорость VSP транспортного средства, при которой EV-движение и параллельный HEV-режим переключаются на каждой из карт переключения передач, изменяется на скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, которая меньше, чем в нормальном состоянии, идентично режиму первой фиксированной неисправности.
Как результат, время перехода в параллельный HEV-режим сокращается после трогания с места в EV-режиме посредством второго электромотора/генератора MG2, и можно подавлять частоту движения посредством второго электромотора/генератора MG2 с низкой выходной мощностью, а также подавлять потребление мощности и уменьшение SOC аккумулятора.
[0118] Кроме того, в режиме второй фиксированной неисправности, нормальная карта EMMAPNO управления энергией переключается на вторую карту EMMAP2 управления энергией. На этой второй карте EMMAP2 управления энергией, "выработка согласно альфа-линии" и "выработка для вспомогательного оборудования" задаются с возможностью иметь характеристики, при которых величина выработки мощности увеличивается, и область выработки мощности расширена до области высокого SOC, по сравнению с нормальной картой EMMAPNO управления энергией.
Следовательно, при движении в параллельном HEV-режиме, выработка мощности согласно α-линии посредством первого электромотора/генератора MG1 и выработка дополнительной мощности при движении посредством второго электромотора/генератора MG2 соответственно, полностью используются. За счет этого можно подавлять уменьшение SOC аккумулятора и поддерживать высокое SOC аккумулятора.
[0119] Кроме того, на второй карте EMMAP2 управления энергией, верхнее предельное значение SOCmax2 диапазона SOC при использовании задается выше верхнего предельного значения SOCmax0 нормальной карты EMMAPNO управления энергией. Таким образом, при выполнении выработки полной мощности в параллельном HEV-режиме, как описано выше, можно заряжать аккумулятор, чтобы достигать более высокого SOC аккумулятора, чем верхнее предельное значение нормального диапазона SOC при использовании, и за счет этого дополнительно подавлять уменьшение SOC аккумулятора.
[0120] Кроме того, на второй карте EMMAP2 управления энергией, выработка мощности в режиме холостого хода выполняется посредством первого электромотора/генератора MG1. Посредством выполнения выработки мощности в режиме холостого хода посредством первого электромотора/генератора MG1, с более высокой выходной мощностью, чем второй электромотор/генератор MG2, можно дополнительно подавлять уменьшение SOC аккумулятора.
[0121] Помимо этого, поскольку движущая сила первого электромотора/генератора MG1 не может передаваться на ведущие колеса 19 в режиме второй фиксированной неисправности, усиление электромотора запрещается на второй карте EMMAP2 управления энергией. Следовательно, также посредством невыполнения усиления посредством второго электромотора/генератора MG2, можно подавлять потребление мощности и уменьшение SOC аккумулятора.
[0122] Как описано выше, поскольку уменьшение SOC аккумулятора также может подавляться в режиме второй фиксированной неисправности, можно предотвращать возникновение такой проблемы, что SOC аккумулятора опускается ниже нижнего предельного значения SOCmin диапазона SOC при использовании таким образом, что транспортное средство не может трогаться с места посредством EV-движения.
[0123] На второй карте EMMAP2 управления энергией, которая используется в режиме второй фиксированной неисправности, запрещаются следующие операции выработки мощности.
Таким образом, на первой карте EMMAP1 управления энергией, запрещается рекуперация посредством первого электромотора/генератора MG1. Таким образом, поскольку первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19 не соединяются, и рекуперация посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться, рекуперация запрещается.
[0124] Помимо этого, на второй карте EMMAP2 управления энергией, движение при последовательной выработке мощности запрещается. Таким образом, в режиме второй фиксированной неисправности, поскольку EV-движение посредством приведения в действие первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться и в силу этого запрещается, можно предотвращать проблемы, которые возникают при выполнении движения при последовательной выработке мощности с использованием нормальной карты EMMAPNO управления энергией.
[0125] Далее описываются преимущества первого варианта осуществления.
Нижеперечисленные преимущества могут получаться посредством устройства контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
(1) Устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления имеет такую конфигурацию, в которой в гибридном транспортном средстве, которое не имеет элемента трогания с места в системе передачи мощности приведения в движение из источников мощности (двигателя ICE внутреннего сгорания, первого электромотора/генератора MG1, второго электромотора/генератора MG2) на ведущее колесо 19, и которое имеет многоступенчатую зубчатую трансмиссию 1, имеющую первую-третью зацепляющие муфты C1, C2, C3 в качестве элемента переключения передач, которые полностью зацепляются посредством хода из расцепленной позиции, и выполняет EV-трогание с места с использованием электромотора (первого электромотора/генератора MG1) в качестве источника приведения в движение, который принимает электрическую мощность из аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности при трогании с места транспортного средства, и содержит:
- контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) выполнен с возможностью осуществлять управление при подготовке к EV-троганию с места на основе условия емкости аккумулятора, которое задается с возможностью поддерживать зарядную емкость аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности (SOC аккумулятора) в предварительно определенном диапазоне зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазоне SOC при использовании, фиг. 10) для разрешения заряда и разряда аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности, и
- при определении неисправности зацепляющих муфт C1, C2, C3, контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) расширяет диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора больше, чем тогда, когда зацепляющие муфты C1, C2, C3 являются нормальными. В частности, нормальная карта EMMAPNO управления энергией переключается на первую карту EMMAP1 управления энергией или вторую карту EMMAP2 управления энергией, которые имеют более широкий диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазон SOC при использовании, фиг. 10).
Таким образом, по сравнению с тем, когда диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора не расширен, можно предотвращать возникновение такой проблемы, что SOC аккумулятора опускается ниже нижнего предельного значения SOCmin диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазон SOC при использовании, фиг. 10) таким образом, что EV-трогание с места не может выполняться.
[0126] (2) Контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) устройства контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства первого варианта осуществления расширяет диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора посредством увеличения верхних предельных значений SOCmax1, SOCmax2 для разрешения заряда от нормального верхнего предельного значения (SOCmin), при изменении на условие расширения емкости аккумулятора (первую карту EMMAP1 управления энергией, вторую карту EMMAP2 управления энергией) (диапазон SOC при использовании на фиг. 11 и 12).
Посредством расширения диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора посредством увеличения верхних предельных значений SOCmax1, SOCmax2 диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазона SOC при использовании), можно подавлять избыточный разряд аккумулятора 3 с высоким уровнем мощности при получении преимущества (1).
[0127] (3) Контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) устройства контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства первого варианта осуществления задает скорость транспортного средства для переключения режима, при которой следует переключаться на HEV-режим, при этом двигатель ICE внутреннего сгорания добавляется в источник мощности, равной скорости VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности, которая меньше нормальной, после EV-трогания с места посредством электромотора (первого электромотора/генератора MG1), когда неисправность зацепляющей муфты представляет собой режим первой фиксированной неисправности, в котором не могут отсоединяться двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19.
Таким образом, помимо преимуществ (1), (2), посредством подавления расстояния EV-движения, можно дополнительно подавлять уменьшение SOC аккумулятора и дополнительно подавлять возникновение таких проблем, что EV-трогание с места не может выполняться.
[0128] (4) Контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) устройства контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства первого варианта осуществления использует первую карту ENMAP1 EMMAP1 управления энергией, на которой вырабатываемая электрическая мощность, которая вырабатывается посредством электромоторов в ходе движения (выработка мощности согласно α-линии (выработка согласно альфа-линии) посредством первого электромотора/генератора MG1, выработка дополнительной мощности (выработка для вспомогательного оборудования) посредством второго электромотора/генератора MG2) задается при более высокой выходной мощности, чем нормально вырабатываемая электрическая мощность, во время режима первой фиксированной неисправности.
Таким образом, помимо преимущества (3), посредством достижения увеличения SOC аккумулятора посредством увеличения вырабатываемой электрической мощности в ходе движения, можно дополнительно подавлять уменьшение SOC аккумулятора и дополнительно подавлять возникновение таких проблем, что EV-трогание с места не может выполняться.
[0129] (5) Устройство контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления содержит, в качестве электромоторов, первый электромотор/генератор MG1 и второй электромотор/генератор MG2, при этом контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) выполняет EV-трогание с места с использованием второго электромотора/генератора MG2 вместо EV-трогания с места с использованием первого электромотора/генератора MG1, когда неисправность зацепляющих муфт C1, C2, C3 представляет собой режим второй фиксированной неисправности, в котором не могут соединяться первый электромотор/генератор MG1 и ведущие колеса 19.
Таким образом, помимо преимуществ (1)-(4), EV-трогание с места становится возможным даже в ситуации, в которой EV-трогание с места посредством первого электромотора/генератора MG1 не может выполняться.
[0130] (6) В устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства первого варианта осуществления, второй электромотор/генератор MG2 представляет собой электромотор, имеющий меньшую допустимую выработку электрической мощности, чем первый электромотор/генератор MG1,
- и контроллер управления энергией (гибридный модуль 21 управления) выполняет выработку мощности в ходе движения посредством второго электромотора/генератора MG2 и выполняет выработку мощности в режиме холостого хода при остановке посредством первого электромотора/генератора MG1, во время режима второй фиксированной неисправности.
Таким образом, помимо преимущества (5), посредством выполнения выработки мощности в режиме холостого хода посредством первого электромотора/генератора MG1, можно подавлять частоту использования второго электромотора/генератора MG2 при выполнении EV-трогания с места посредством второго электромотора/генератора MG2. Помимо этого, можно увеличивать величину выработки мощности во время выработки мощности в режиме холостого хода по сравнению с выполнением выработки мощности в режиме холостого хода посредством второго электромотора/генератора MG2, чтобы за счет этого подавлять уменьшение SOC аккумулятора.
[0131] (7) В устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления, первая карта EMMAP1 управления энергией и вторая карта EMMAP2 управления энергией, которые запрещают усиление электромотора, используются во время режима первой фиксированной неисправности и режима второй фиксированной неисправности.
Следовательно, можно уменьшать частоту приведения в действие электромоторов (первого электромотора/генератора MG1, второго электромотора/генератора MG2), чтобы за счет этого подавлять уменьшение SOC аккумулятора.
[0132] (8) В устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления, первая карта EMMAP1 управления энергией, которая запрещает рекуперацию, используется во время режима первой фиксированной неисправности.
Следовательно, можно предотвращать возникновение чрезмерной тормозной силы во время движения по инерции в режиме первой фиксированной неисправности, в котором не могут отсоединяться двигатель ICE внутреннего сгорания и ведущие колеса 19.
[0133] (9) В устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления, вторая карта EMMAP2 управления энергией, которая запрещает рекуперацию посредством второго электромотора/генератора MG2, используется во время режима второй фиксированной неисправности.
Следовательно, можно подавлять частоту использования второго электромотора/генератора MG2, который имеет низкую выходную мощность, чтобы за счет этого повышать износостойкость второго электромотора/генератора MG2.
[0134] (10) В устройстве контроля для управления энергией для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления, когда зацепляющие муфты C1, C2, C3 являются нормальными, двигатель ICE внутреннего сгорания работает на эффективной α-линии, которая задается заранее, и верхнее предельное значение выработки мощности ("выработка согласно альфа-линии" на нормальной карте EMMAPNO управления энергией) при приведении в действие первого электромотора/генератора MG1 задается таким образом, чтобы преодолевать разрыв между крутящим моментом, требуемым водителем, и требуемым крутящим моментом двигателя во время режима работы согласно α-линии, и
- когда существует неисправность в зацепляющих муфтах C1, C2, C3, верхнее предельное значение выработки мощности (нормальная карта управления энергией "выработка согласно альфа-линии") изменяется на верхнее предельное значение выработки мощности в состоянии неисправности ("выработки согласно альфа-линии" на первой и второй картах управления энергией EMMAP1, EMMAP2), при котором предел величины выработки мощности увеличивается, и выработка мощности выполняется при этом верхнем предельном значении выработки мощности в то время, когда двигатель ICE внутреннего сгорания работает таким образом, что выработка мощности может выполняться при этом верхнем предельном значении выработки мощности, и может получаться крутящий момент, требуемый водителем.
Следовательно, в дополнение к увеличению величины выработки мощности во время неисправности зацепляющей муфты, можно вырабатывать мощность без ограничения посредством режима работы согласно α-линии. Следовательно, можно дополнительно обеспечивать SOC аккумулятора во время неисправности зацепляющей муфты.
[0135] Устройство контроля для управления энергией транспортного средства с электроприводом настоящего изобретения описано выше на основе первого варианта осуществления, но его конкретные конфигурации не ограничены этим первым вариантом осуществления, и различные модификации и добавления в проектные решения могут вноситься без отступления от объема изобретения согласно каждому пункту в формуле изобретения.
[0136] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором при расширении диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазона SOC при использовании) во время неисправности зацепляющей муфты, по сравнению с тем, когда зацепляющая муфта является нормальной, верхнее предельное значение увеличено, чтобы достигать расширения. Тем не менее, способ для того, чтобы расширять диапазон зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазон SOC при использовании), не ограничен этим; нижнее предельное значение может понижаться, или оба решения могут выполняться одновременно.
Если нижнее предельное значение диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазона SOC при использовании) задается ниже нормального во время неисправности муфты, EV-трогание с места становится возможным, даже если SOC аккумулятора опускается ниже нормального нижнего предельного значения; в силу этого можно подавлять возникновение таких проблем, что EV-трогание с места не может выполняться.
Помимо этого, в первом варианте осуществления, при расширении диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазона SOC при использовании) по сравнению с тем, когда зацепляющая муфта является нормальной, карта управления энергией, которая должна непосредственно использоваться, изменяется с нормальной карты, но ограничения на это не налагаются. Например, можно достигать требуемого преимущества посредством простого расширения диапазона зарядных емкостей при использовании мощности аккумулятора (диапазона SOC при использовании) на нормальной карте управления энергией.
[0137] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором устройство контроля для управления энергией настоящего изобретения применяется к гибридному транспортному средству, содержащему, в качестве компонентов приводной системы, один двигатель, два электромотора/генератора и многоступенчатую зубчатую трансмиссию, имеющую три зацепляющих муфты. Тем не менее, устройство контроля для управления энергией настоящего изобретения может применяться к транспортному средству, содержащему один электромотор-генератор, или к гибридному транспортному средству, имеющему другое число зацепляющих муфт в многоступенчатой зубчатой трансмиссии, а не "три".
[0138] Дополнительно, в первом варианте осуществления, гибридный модуль управления в качестве контроллера управления энергией выполнен с возможностью использовать каждую из карт управления энергией в качестве условия емкости аккумулятора; тем не менее, характеристики, заданные посредством карт управления энергией, не ограничены характеристиками, показанными в варианте осуществления.
[0139] Помимо этого, в первом варианте осуществления, в режиме первой фиксированной неисправности, вырабатываемая электрическая мощность в ходе движения задается при более высокой выходной мощности, чем нормально вырабатываемая электрическая мощность. Соответственно, в первом варианте осуществления, "выработка согласно альфа-линии", которая задает выработку мощности посредством первого электромотора/генератора, и "выработка для вспомогательного оборудования", которая задает выработку мощности посредством второго электромотора/генератора, выполнены с возможностью осуществляться при более высокой выходной мощности, чем в нормальном состоянии. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим, и только одна из них может задаваться при высокой выходной мощности.
[0140] Помимо этого, в первом варианте осуществления, в режиме второй фиксированной неисправности, выработка мощности в ходе движения выполняется посредством второго электромотора/генератора, и выработка мощности в режиме холостого хода в то время, когда транспортное средство остановлено, выполняется посредством первого электромотора/генератора. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим. Например, в режиме второй фиксированной неисправности, выработка мощности в ходе движения может выполняться посредством первого электромотора/генератора либо посредством как первого, так и второго электромотора/генератора. Аналогично в режиме второй фиксированной неисправности, выработка мощности в режиме холостого хода в то время, когда транспортное средство остановлено, может выполняться посредством второго электромотора/генератора либо посредством как первого, так и второго электромотора/генератора.
[0141] Дополнительно, в первом варианте осуществления, после EV-трогания с места, когда скорость транспортного средства для переключения режима, при которой следует переключаться на HEV-режим (скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности), изменяется на более низкую скорость по сравнению с нормальной, значение является идентичным (VSPCH) на первой, третьей и четвертой картах map1, map3, map4 графика переключения передач. Тем не менее, различное значение может использоваться для этой скорости транспортного средства для переключения режима (скорости VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности) на каждой из карт. Например, на третьей карте map3 графика переключения передач, которая используется в области относительно низкого SOC аккумулятора, скорость транспортного средства для переключения режима (скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности) может задаваться равной относительно низкому значению, чтобы подавлять использование электрической мощности. С другой стороны, на четвертой карте map4 графика переключения передач, которая используется в области относительно высокого SOC аккумулятора, скорость транспортного средства для переключения режима (скорость VSPCH транспортного средства для переключения EV ⇔ HEV в состоянии неисправности) может задаваться равным относительно высокому значению при том, что она имеет меньшее значение по сравнению с нормальным.