ГИБРИДНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
HYBRID VEHICLE

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к гибридному транспортному средству, содержащему первую и вторую вращающиеся электрические машины, а также коробку передач.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известно гибридное транспортное средство, включающее в себя не только двигатель внутреннего сгорания, две вращающиеся электрические машины и механизм распределения мощности, но и коробку передач, расположенную между двигателем и механизмом распределения мощности.
[0003] В транспортном средстве, описанном в международной публикации патентной заявки №2013/114594, применена последовательно-параллельная гибридная система. В последовательно-параллельном гибридном транспортном средстве мощность от двигателя передается на первый электродвигатель-генератор (первый ЭДГ), а также используется для выработки электрической энергии, в то время как часть тяговой мощности от упомянутого двигателя передается на ведущие колеса через механизм распределения мощности.
[0004] Известно также гибридное транспортное средство, выполненное с возможностью передвижения в последовательном режиме, при котором электрическая энергия вырабатывается за счет движущей силы от двигателя внутреннего сгорания, а электродвигатель приводится в движение за счет вырабатываемой электрической энергии (последовательная схема гибридного привода). В упомянутой последовательной схеме гибридного привода мощность от двигателя не передается на ведущие колеса.
[0005] В транспортном средстве, описанном в международной публикации патентной заявки №2013/114594, когда мощность от двигателя передается на первый электродвигатель-генератор (первый ЭДГ), тяговая мощность передается также на ведущие колеса через механизм распределения мощности, поэтому транспортное средство не способно передвигаться в последовательном режиме.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В системе последовательно-параллельного гибридного привода у двигателя внутреннего сгорания обеспокоенность вызывает то, что в зубчатом механизме, предусмотренном в системе привода между двигателем и ведущими колесами, возникает скрежет от соприкосновения зубьев шестеренок при неустойчивом крутящем моменте двигателя, например, когда транспортное средство передвигается на низкой скорости. Поэтому требуется выбрать такой режим работы двигателя, при котором не возникает скрежет от соприкосновения зубьев шестеренок, и возможен случай, когда двигатель работает в режиме, который не является оптимальным с точки зрения экономии топлива, когда имеются резервы для экономного расхода топлива.
[0007] С другой стороны, в системе последовательного гибридного привода упомянутый двигатель полностью отсоединен от зубчатого механизма, предусмотренного в системе привода, так что нет необходимости обращать повышенное внимание на скрежет от соприкосновения зубьев. Не важно, что крутящий момент двигателя в один из моментов полностью преобразуется в электрическую энергию, а затем снова преобразуется в крутящий момент на ведущие колеса через электродвигатель, из-за чего последовательный гибридный двигатель является менее экономичным по топливу в диапазоне скоростей, при котором эффективность работы двигателя внутреннего сгорания выше, чем у гибридного двигателя с последовательно-параллельным приводом.
[0008] В этом смысле, существует момент, при котором передвижение с помощью последовательно-параллельного гибридного двигателя (далее, именуемое последовательно-параллельным передвижением) является более предпочтительным, чем передвижение с помощью последовательного гибридного двигателя (далее, именуемое последовательным передвижением). Поэтому предпочтительно иметь возможность переключать режим работы привода из режима, при котором транспортное средство выполняет последовательное передвижение (далее, именуемое последовательным режимом), в режим, при котором транспортное средство выполняет последовательно-параллельное передвижение (далее, именуемое последовательно-параллельным режимом), в зависимости от конфигурации транспортного средства.
[0009] Очевидно, что режим работы привода меняется с изменением текущего состояния элементов сцепления, например, муфт. В этом случае, если изменение, как режима работы привода, так и передаточного отношения коробки передач выполняется одновременно в ответ на команду по изменению режима работы привода и передаточного отношения коробки передач, количество одновременно управляемых объектов увеличивается, из-за чего возникает обеспокоенность, что управление становится сложным.
[0010] Настоящее изобретение относится к гибридному транспортному средству, которое выполняет упрощенное управление в случае, когда выдана команда на изменение режима работы привода и передаточного отношения коробки передач.
[0011] Одним из объектов настоящего изобретения является гибридное транспортное средство. Гибридное транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания, первую вращающуюся электрическую машину, вторую вращающуюся электрическую машину, коробку передач, дифференциал, муфту сцепления и электронный блок управления.
[0012] Вторая вращающаяся электрическая машина выполнена с возможностью вывода тяговой мощности на ведущее колесо. Коробка передач включает в себя элемент на входе, выполненный с возможностью получения мощности от двигателя внутреннего сгорания, а также элемент на выходе, выполненный с возможностью вывода мощности. Коробка передач выполнена с возможностью переключения между состоянием, отличным от нейтрального, когда мощность передается между элементом на входе и элементом на выходе на любую из ступеней скорости: ступень низкой скорости и ступень высокой скорости, и нейтральным состоянием, когда нет передачи мощности между элементом на входе и элементом на выходе.
[0013] Дифференциал включает в себя первый вращающийся элемент, второй вращающийся элемент и третий вращающийся элемент. Первый вращающийся элемент соединен с первой вращающейся электрической машиной. Второй вращающийся элемент соединен со второй вращающейся электрической машиной, а также ведущим колесом. Третий вращающийся элемент соединен с упомянутым элементом на выходе. Дифференциал выполнен таким образом, что, когда определяют скорости вращения любых двух из: первого вращающегося элемента, второго вращающегося элемента и третьего вращающегося элемента, то определяется скорость вращения оставшегося одного из: первого вращающегося элемента, второго вращающегося элемента и третьего вращающегося элемента.
[0014] Во втором контуре предусмотрена муфта сцепления, через которую мощность передается от двигателя внутреннего сгорания на первую вращающуюся электрическую машину через контур, отличающийся от первого контура, через который мощность передается от двигателя внутреннего сгорания на первую вращающуюся электрическую машину через коробку передач и дифференциал. Муфта сцепления выполнена с возможностью переключения между состоянием зацепления, когда мощность передается от двигателя внутреннего сгорания на первую вращающуюся электрическую машину, и состоянием расцепления, когда передача мощности от двигателя внутреннего сгорания на первую вращающуюся электрическую машину прерывается.
[0015] Электронный блок управления выполнен с возможностью изменения режима работы привода между последовательно-параллельным режимом, параллельным режимом и последовательным режимом. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления муфтой сцепления и коробкой передач в последовательно-параллельном режиме таким образом, что муфту сцепления устанавливают в состояние расцепления, а коробку передач устанавливают в состояние, отличное от нейтрального. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления муфтой сцепления и коробкой передач в параллельном режиме таким образом, что муфту сцепления устанавливают в состояние зацепления, а коробку передач устанавливают в состояние, отличное от нейтрального. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления муфтой сцепления и коробкой передач в последовательном режиме таким образом, что муфту сцепления устанавливают в состояние зацепления, а коробку передач устанавливают в нейтральное состояние.
[0016] Электронный блок управления выполнен с возможностью, когда режим работы привода меняют из одного из режимов: последовательно-параллельного режима и параллельного режима в другой из: последовательно-параллельного режима и параллельного режима, а ступень скорости меняют от одной ступени скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости на другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости, выборочно выполняют одно из управлений: первого управления и второго управления. Первое управление представляет собой управление, при котором режим работы привода и ступени скорости меняют, используя последовательный режим. Второе управление представляет собой управление, при котором меняют одно из следующего: режим работы привода и ступень скорости, а затем меняют другое из следующего: режима работы привода и ступень скорости, минуя последовательный режим.
[0017] С помощью гибридного транспортного средства согласно вышеуказанному объекту, когда режим работы привода меняют из одного из режимов: последовательно-параллельного режима и параллельного режима в другой из: последовательно-параллельного режима и параллельного режима, а ступень скорости меняют из одной из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости в другую ступень из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости, выборочно выполняют одно из управлений: первого управления и второго управления. При упомянутом первом управлении, поскольку режим работы привода и ступень скорости меняют через последовательный режим, при котором коробку передач устанавливают в нейтральное состояние, количество одновременно управляемых объектов уменьшается по сравнению с тем, когда оба изменения выполняют одновременно, минуя последовательный режим, так что управление упрощается. При упомянутом втором управлении, поскольку меняют одно из: режима работы привода и ступени скорости, а затем меняют другое из: режима работы привода и ступени скорости, минуя последовательный режим, количество одновременно управляемых объектов уменьшается, по сравнению с тем, когда оба и режим работы привода, и ступень скорости меняют одновременно, так что управление упрощается. Поэтому даже при выборе любого одного из управления: первого управления и второго управления, можно упростить управление. Кроме того, можно соответствующим образом выбрать любое одно из управления: первого управления через последовательный режим и второго управления, минуя последовательный режим, в зависимости от конфигурации транспортного средства.
[0018] В гибридном транспортном средстве согласно вышеописанному объекту, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, когда прогнозируется, что передаточное отношение между элементом на входе коробки передач и вторым вращающимся элементом дифференциала менялось как в направлении снижения оборотов, так и в направлении увеличения оборотов, в случае, когда электронный блок управления выполняет первое управление, выполнения второго управления. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, когда прогнозируется, что передаточное отношение меняется в одном направлении из следующих: в направлении уменьшения оборотов и в направлении увеличения оборотов, в случае, когда электронный блок управления выполняет первое управление, выполнения первого управления.
[0019] Согласно данному объекту, можно подавить увеличение или уменьшение передаточного отношения в момент изменения режима работы привода и степени скорости. Следовательно, можно подавить ухудшение управляемости транспортным средством.
[0020] В гибридном транспортном средстве согласно вышеописанному объекту, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью предварительного запоминания передаточного отношения в тот момент, когда одна из ступеней: ступень низкой скорости и ступень высокой скорости установлена в параллельный режим, в качестве первого синхронизированного передаточного отношения. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью предварительного запоминания передаточного отношения в тот момент, когда другая из ступеней: ступень низкой скорости и ступень высокой скорости установлена в параллельный режим, в качестве второго синхронизированного передаточного отношения. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, когда режим работы привода меняют из последовательно-параллельного режима в параллельный режим, а ступень скорости меняют из одной из ступеней из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости на другую ступень из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости, и когда фактическое значение передаточного отношения попадает между первым синхронизированным передаточным отношением и вторым синхронизированным передаточным отношением, прогнозируется, что передаточное отношение изменяется как в направлении уменьшения оборотов, так и в направлении увеличения оборотов, в случае, когда электронный блок управления выполняет первое управление.
[0021] Согласно данному объекту, когда режим работы привода меняют из последовательно-параллельного режима в параллельный режим, а ступень скорости меняют из одной из ступеней из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости на другую ступень из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости, и когда фактическое значение передаточного отношения попадает между первым синхронизированным передаточным отношением и вторым синхронизированным передаточным отношением, выполняется второе управление. Поэтому можно соответствующим образом предотвратить увеличение или уменьшение передаточного отношения в момент изменения режима работы привода и ступени скорости.
[0022] В гибридном транспортном средстве в соответствии с указанным выше объектом, упомянутое первое управление может представлять собой управление, при котором передаточное отношение синхронизируют с первым синхронизированным передаточным отношением в последовательно-параллельном режиме, затем режим работы привода переключают в последовательный режим, после этого передаточное отношение синхронизируют со вторым синхронизированным передаточным отношением в последовательном режиме, затем режим работы привода переключают в параллельный режим, а ступени скорости переключают в другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости. Упомянутое второе управление может представлять собой управление, при котором режим работы привода переключают из параллельного режима в последовательно-параллельный режим, а затем ступени скорости переключают из одной ступеней скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости в другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости.
[0023] Согласно данному объекту, при первом управлении, благодаря управлению по синхронизации передаточного отношения с передаточным отношением после изменения перед переключением режима работы привода и ступени скорости, можно предотвратить возникновение перегрузки из-за такого переключения. При втором управлении, поскольку ступень скорости меняется, после чего режим работы привода переключается из последовательно-параллельного режима в параллельный режим, управление можно упростить.
[0024] В гибридном транспортном средстве согласно вышеуказанному объекту, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью предварительной запоминания передаточного отношения в тот момент, когда одна из ступеней: ступень низкой скорости и ступень высокой скорости установлена в параллельном режиме, в качестве первого синхронизированного передаточного отношения. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью предварительного запоминания передаточного отношения в тот момент, когда другая из ступеней: ступень низкой скорости и ступень высокой скорости установлена в параллельном режиме, в качестве второго синхронизированного передаточного отношения. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью, когда режим работы привода переключают из параллельного режима в последовательно-параллельный режим, а ступени скорости переключают из одной из ступеней скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости в другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости, и когда целевое значение передаточного отношения попадает между первым синхронизированным передаточным отношением и вторым синхронизированным передаточным отношением, прогнозируется, что передаточное отношение изменяется как в направлении уменьшения оборотов, так и в направлении увеличения оборотов в случае, когда электронный блок управления выполняет первое управление.
[0025] Согласно данному объекту, когда режим работы привода переключают из параллельного режима в последовательно-параллельный режим, а ступень скорости переключают из одной из ступеней скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости в другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости, и когда целевое значение передаточного отношения попадает между первым синхронизированным передаточным отношением и вторым синхронизированным передаточным отношением, выполняется второе управление. Поэтому можно соответствующим образом предотвратить увеличение или уменьшение передаточного отношения в момент переключения режима работы привода и ступени скорости.
[0026] В гибридном транспортном средстве согласно вышеуказанному объекту, первое управление может представлять собой управление, при котором режим работы привода переключают из параллельного режима в последовательный режим, передаточное отношение синхронизируют со вторым синхронизированным передаточным отношением в последовательном режиме, затем режим работы привода переключают в последовательно-параллельный режим, а ступень скорости переключают в другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости. Второе управление может представлять собой управление, при котором режим работы привода переключают из параллельного режима в последовательно-параллельный режим, а затем ступени скорости переключают из одной из ступеней скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости в другую ступень скорости из: ступени низкой скорости и ступени высокой скорости.
[0027] Согласно вышеуказанному объекту, при первом управлении, благодаря управлению по синхронизации передаточного отношения с передаточным отношением после изменения перед переключением режима работы привода и ступени скорости, можно предотвратить возникновение перегрузки из-за такого переключения. При втором управлении, поскольку режим работы привода переключается из параллельного режима в последовательно-параллельный режим, а затем меняется ступень скорости, управление можно упростить.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0028] Особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и где:
На фиг. 1 представлена общая конфигурация транспортного средства;
На фиг. 2 представлена блок-схема, которая схематически показывает контуры передачи мощности в виде составных элементов транспортного средства;
На фиг. 3 представлена блок-схема, которая показывает конфигурацию контроллера транспортного средства;
На фиг. 4 представлена таблица схемы зацепления, которая показывает соответствующую взаимосвязь между режимом передвижения транспортного средства и управляемыми состояниями муфты сцепления C1, тормоза В1 и муфты сцепления CS;
На фиг. 5 представлена номограмма в режиме ЭД с одним электродвигателем;
На фиг. 6 представлена номограмма в режиме ЭД с двумя электродвигателями;
На фиг. 7 представлена номограмма в последовательном режиме ГД;
На фиг. 8 представлена номограмма в параллельном режиме ГД на низкой скорости;
На фиг. 9 представлена номограмма в параллельном режиме ГД на высокой скорости;
На фиг. 10 представлена номограмма в последовательно-параллельном режиме ГД на низкой скорости;
На фиг. 11 представлена номограмма в последовательно-параллельном режиме ГД на высокой скорости;
На фиг. 12 представлена карта расчета первого режима, которая определяет режим управления;
На фиг. 13 представлена карта расчета второго режима, которая определяет режим управления;
На фиг. 14 представлена таблица, которая показывает изменения в управляемых объектах, возникающие из-за переключения режима управления;
На фиг. 15 показано изменение передаточного отношения в системе передачи мощности в случае, когда режим управления изменяют между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости с использованием первого переключения управления;
На фиг. 16 показано изменение передаточного отношения в системе передачи мощности в случае, когда режим управления изменяют между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости с использованием второго переключения управления;
На фиг. 17 представлена первая блок-схема, которая показывает последовательность операций контроллера;
На фиг. 18 представлена вторая блок-схема, которая показывает последовательность операций контроллера;
На фиг. 19 представлена диаграмма, которая показывает пример изменений по времени в работе вращающихся элементов, в работе элементов сцепления и крутящем моменте на выходе каждого источника мощности в случае, когда режим управления меняют из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с использованием первого переключения управления;
На фиг. 20 представлен пример карты для определения того, меняется ли режим управления от использования первого переключения управления или меняется от использования второго переключения управления; и
На фиг. 21 представлен пример карты для определения того, меняется ли режим управления от использования первого переключения управления или меняется от использования второго переключения управления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0029] Далее будет описан вариант осуществления изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. Одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые или соответствующие участки на чертежах, и их описание не будет повторяться.
Общая конфигурация гибридного транспортного средства
[0030] На фиг. 1 представлена общая конфигурация транспортного средства 1 согласно настоящему варианту осуществления изобретения. Транспортное средство 1 содержит двигатель 10, систему привода 2, ведущие колеса 90 и контроллер 100. Система привода 2 включает в себя первый электродвигатель-генератор 20 (далее именуемый первым ЭДГ), второй электродвигатель-генератор 30 (далее именуемый вторым ЭДГ), коробку передач 40, дифференциал 50, муфту сцепления CS, входной вал 21, выходной вал (промежуточный вал) 70, дифференциальный механизм 80 и гидравлический контур 500.
[0031] Транспортное средство 1 представляет собой переднеприводное (FF) гибридное транспортное средство с передним расположением двигателя, которое движется, используя силу, по меньшей мере, любого одного из: двигателя 10, первого ЭДГ 20 и второго ЭДГ 30. Транспортное средство 1 может представлять собой подключаемое гибридное транспортное средство, у которого бортовой аккумулятор (не показан) может подзаряжаться от внешнего источника питания.
[0032] Двигатель 10 представляет собой, например, двигатель внутреннего сгорания, такой как бензиновый двигатель и дизельный двигатель.
[0033] Как первый ЭДГ 20, так и второй ЭДГ 30 представляет собой, например, синхронный электродвигатель с постоянными магнитами, включающий в себя ротор, в который встроены постоянные магниты. Система привода 2 представляет собой двухосевую систему привода, в которой первый ЭДГ 20 предусмотрен вдоль первой оси 12 соосно с коленчатым валом (выходным валом) двигателя 10, а второй ЭДГ 30 предусмотрен вдоль второй оси 14, отличающейся от первой оси 12. Первая ось 12 и вторая ось 14 расположены параллельно друг другу.
[0034] Вдоль первой оси 12 дополнительно размещены коробка передач 40, дифференциал 50 и муфта сцепления CS. Коробка передач 40, дифференциал 50, первый ЭДГ 20 и муфта сцепления CS расположены со стороны ближе к двигателю 10 в указанном порядке.
[0035] Первый ЭДГ 20 выполнен таким образом, что мощность от двигателя 10 подается на первый ЭДГ 20. Более конкретно, входной вал 21 системы привода 2 соединен с коленчатым валом двигателя 10. Входной вал 21 проходит вдоль первой оси 12 в направлении от двигателя 10. Входной вал 21 соединен с муфтой сцепления CS на его дальнем конце, идущем от двигателя 10. Вращающийся вал 22 первого ЭДГ 20 проходит в цилиндрическую форму вдоль первой оси 12. Входной вал 21 проходит через внутреннюю часть вращающегося вала 22 на участке до места соединения входного вала 21 с муфтой сцепления CS. Входной вал 21 соединен с вращающимся валом 22 первого ЭДГ 20 через муфту сцепления CS.
[0036] Муфта сцепления CS предусмотрена в контуре передачи мощности от двигателя 10 на первый ЭДГ 20. Муфта сцепления CS представляет собой элемент фрикционно-гидравлического сцепления, который способен соединять входной вал 21 с вращающимся валом 22 первого ЭДГ 20. Когда муфта сцепления CS переводится в режим сцепления, входной вал 21 и вращающийся вал 22 соединяются друг с другом, при этом обеспечивается передача мощности от двигателя 10 на первый ЭДГ 20. Когда муфта сцепления CS переводится в режим расцепления, соединение входного вала 21 с вращающимся валом 22 расцепляется и передача мощности от двигателя 10 на первый ЭДГ 20 через муфту сцепления CS прерывается.
[0037] Коробка передач 40 передает движущую силу от двигателя 10 на дифференциал 50. Коробка передач 40 содержит одношестеренчатый планетарный зубчатый механизм, муфту сцепления C1 и тормоз В1. Одношестеренчатый планетарный зубчатый механизм передачи включает в себя центральную шестерню S1, ведущие шестерни Р1, ведомую шестерню R1 и водило CA1.
[0038] Центральная шестерня S1 выполнена так, что ее центр вращения совпадает с первой осью 12. Ведомая шестерня R1 расположена соосно с центральной шестерней S1 по радиусу ее наружной стороны. Ведущие шестерни Р1 расположены между центральной шестерней S1 и ведомой шестерней R1 и находятся в зацеплении с центральной шестерней S1 и ведомой шестерней R1. Ведущие шестерни Р1 вращательно опираются на водило CA1. Водило CA1 соединено с входным валом 21 и вращается как одно целое с входным валом 21. Каждая из ведущих шестерен Р1 выполнена так, чтобы вращаться относительно первой оси 12 с возможностью поворота вокруг центральной оси ведущей шестерни P1.
[0039] Как показано на фиг. 5-11 (описанных далее), скорость вращения центральной шестерни S1, скорость вращения водила CA1 (то есть, скорость вращения двигателя 10) и скорость вращения ведомой шестерни R1 находятся во взаимосвязи, обозначенной точками, которые соединены прямой линией на каждой номограмме (то есть, той взаимосвязи, которая показывает, что когда определяются любые из двух скоростей вращения, также определяется оставшаяся одна скорость вращения).
[0040] В настоящем варианте осуществления изобретения водило CA1 служит в качестве элемента на входе, к которому подводится мощность от двигателя 10, а ведомая шестерня R1 служит в качестве элемента на выходе, который выводит входную мощность на водило CA1. При использовании планетарного зубчатого механизма, включающего в себя центральную шестерню S1, ведущие шестерни Р1, ведомую шестерню R1 и водило CA1, мощность, выводимая на водило CA1, переходит и выдается с ведомой шестерни R1.
[0041] Муфта сцепления C1 представляет собой элемент фрикционно-гидравлического сцепления с возможностью соединения центральной шестерни S1 с водилом CA1. Когда муфту сцепления C1 переводят в режим сцепления, центральная шестерня S1 и водило CA1 зацепляются друг за друга и начинают вращаться как одно целое. Когда муфту сцепления C1 переводят в режим расцепления, вращение центральной шестерни S1 и водила CA1 как одно целое прекращается.
[0042] Тормоз В1 представляет собой элемент фрикционно-гидравлического сцепления, который способен ограничить (блокировать) вращение центральной шестерни S1. Когда тормоз В1 переводят в режим включения, центральная шестерня S1 прижимается к корпусу системы привода и ее вращение становится ограниченным. Когда тормоз В1 переводят в режим выключения (режим расцепления), центральная шестерня S1 отходит от корпуса системы привода и допускается ее вращение.
[0043] Передаточное отношение (отношение скорости вращения водила CA1, которое является элементом на входе, к скорости вращения ведомой шестерни R1, которая является элементом на выходе, в частности, скорость вращения водила CA1/скорость вращения ведомой шестерни R1) коробки передач 40 изменяется в ответ на комбинацию режимов зацепления/расцепления муфты сцепления C1 и тормоза В1. Когда муфта сцепления C1 включена, а тормоз В1 выключен, устанавливается ступень низкой скорости Lo, при которой передаточное отношение составляет 1,0 (состояние прямого соединения). Когда муфта C1 выключена, а тормоз В1 включен, устанавливается ступень высокой скорости Hi, при которой передаточное отношение меньше, чем 1,0 (например, 0,7, так называемое состояние высокой скорости). Когда муфта сцепления C1 включена, а тормоз В1 включен, вращение центральной шестерни S1 и вращение водила CA1 ограничены, таким образом, вращение ведомой шестерни R1 также ограничено.
[0044] Коробка передач 40 выполнена с возможностью переключения между состоянием, отличным от нейтрального, и нейтральным состоянием. В состоянии, отличном от нейтрального, происходит передача мощности. В нейтральном состоянии передача мощности не выполняется. В настоящем варианте осуществления изобретения вышеописанные состояния прямого соединения и высокой скорости соответствуют состоянию, отличному от нейтрального. С другой стороны, когда и муфта сцепления C1 и тормоз В1 выключены, допускается инерционное вращение водила CA1 вокруг первой оси 12. Таким образом, получают нейтральное состояние, при котором мощность, передаваемая от двигателя 10 на водило CA1, не передается от водила CA1 на ведомую шестерню R1.
[0045] Дифференциал 50 содержит одношестеренчатый планетарный зубчатый механизм и ведущую шестерню 51 контрпривода. Одношестеренчатый планетарный зубчатый механизм включает в себя центральную шестерню S2, ведущие шестерни Р2, ведомую шестерню R2 и водило СА2.
[0046] Центральная шестерня S2 выполнена так, что ее центр вращения совпадает с первой осью 12. Ведомая шестерня R2 расположена соосно с центральной шестерней S2 радиально на наружной стороне центральной шестерни S2. Ведущие шестерни Р2 расположены между центральной шестерней S2 и ведомой шестерней R2 и находятся в зацеплении с центральной шестерней S2 и ведомой шестерней R2. Ведущие шестерни Р2 опираются на водило СА2 с возможностью вращения. Водило СА2 соединено с ведомой шестерней R1 коробки передач 40 и вращается с ней как одно целое. Каждая из ведущих шестерен Р2 выполнена с возможностью вращения вокруг первой оси 12 и с возможностью поворота вокруг центральной оси ведущей шестерни Р2.
[0047] Вращающийся вал 22 первого ЭДГ 20 соединен с центральной шестерней S2. Вращающийся вал 22 первого ЭДГ 20 вращается как одно целое с центральной шестерней S2. Ведущая шестерня 51 контрпривода соединена с ведомой шестерней R2. Ведущая шестерня 51 контрпривода представляет собой шестерню на выходе дифференциала 50. Выходная шестерня вращается как одно целое с ведомой шестерней R2.
[0048] Как показано на фиг. 5-11 (описаны далее), скорость вращения центральной шестерни S2 (то есть, скорость вращения первого ЭДГ 20), скорость вращения водила СА2 и скорость вращения ведомой шестерни R2 находятся во взаимосвязи, обозначенной точками, которые соединены прямой линией на каждой номограмме (то есть взаимосвязи, которая показывает, что когда определены любые из двух скоростей вращения, также определяется одна оставшаяся скорость вращения). Поэтому когда скорость вращения водила СА2 представляет собой заданное значение, то можно бесступенчатым образом изменять скорость вращения ведомой шестерни R2, регулируя скорость вращения первого ЭДГ 20.
[0049] В настоящем варианте осуществления изобретения описан случай, когда дифференциал 50 представляет собой планетарный зубчатый механизм. Тем не менее, дифференциал 50 не ограничивается этой конфигурацией. Любая конфигурация дифференциала 50 применима с тем условием, что дифференциал 50 выполнен так, что когда определены скорости вращения любых двух их трех вращающихся элементов, определяется и скорость вращения оставшегося одного из трех вращающихся элементов. Например, дифференциал 50 может быть центральной шестерней.
[0050] Выходной вал (передаточный вал) 70 проходит параллельно первой оси 12 и второй оси 14. Выходной вал (передаточный вал) 70 расположен параллельно вращающемуся валу 22 первого ЭДГ 20 и вращающемуся валу 31 второго ЭДГ 30. Ведомая шестерня 71 и ведущая шестерня 72 предусмотрены на выходном валу (передаточном валу) 70. Ведомая шестерня 71 находится в зацеплении с ведущей шестерней 51 контрпривода дифференциала 50. То есть, движущая сила от двигателя 10 и тяговая мощность от первого ЭДГ 20 передаются на выходной вал (передаточный вал) 70 через ведущую шестерню 51 контрпривода дифференциала 50.
[0051] Коробка передач 40 и дифференциал 50 последовательно соединены друг с другом в контуре передачи мощности от двигателя 10 на выходной вал (передаточный вал) 70. Таким образом, движущая сила от двигателя 10 передается на коробку передач 40 и дифференциал 50 и далее переходит на выходной вал (передаточный вал) 70.
[0052] Ведомая шестерня 71 находится в зацеплении с редуктором 32, соединенным с вращающимся валом 31 второго ЭДГ 30. То есть, тяговая мощность от второго ЭДГ 30 передается на выходной вал (передаточный вал) 70 через редуктор 32.
[0053] Ведущая шестерня 72 находится в зацеплении с коронной шестерней 81 дифференциала 80. Дифференциал 80 соединен с правым и левым ведущими колесами 90 через соответствующие правый и левый ведущие валы 82. То есть, вращение выходного вала (передаточного вала) 70 передается на правый и левый ведущие валы 82 через шестерню дифференциал 80.
[0054] С помощью описанной выше конфигурации с муфтой сцепления CS, допускается эксплуатация транспортного средства 1 в последовательно-параллельном режиме, а также допускается работа в последовательном режиме. С учетом этого, со ссылкой на блок-схему, приведенную на фиг. 2, будет описано, как движущая сила от двигателя передается в каждом отдельном режиме.
[0055] На фиг. 2 представлена блок-схема, которая схематически показывает контуры передачи мощности в виде составных элементов транспортного средства, приведенного на фиг. 1. Как показано на фиг. 2, транспортное средство 1 содержит двигатель 10, первый ЭДГ 20, второй ЭДГ 30, коробку передач 40, дифференциал 50, аккумулятор 60 и муфту сцепления CS.
[0056] Второй ЭДГ 30 предусмотрен для того, чтобы иметь возможность выводить мощность на ведущие колеса 90. Коробка передач 40 включает в себя элемент на входе и элемент на выходе. Движущая сила от двигателя 10 поступает на элемент на входе. Элемент на выходе выводит движущую силу на элемент на входе. Коробка передач 40 выполнена с возможностью переключения между состояние, отличным от нейтрального, и нейтральным состоянием. В состоянии, отличном от нейтрального, движущая сила передается от элемента на входе к элементу на выходе. В нейтральном состоянии движущая сила между элементом на входе и элементом на выходе не передается.
[0057] Аккумулятор 60 подает электрическую энергию в первый ЭДГ 20 или во второй ЭДГ 30 во время работы соответственно одного из первого ЭДГ 20 и второго ЭДГ 30 и накапливает электрическую энергию, вырабатываемую первым ЭДГ 20 или второй ЭДГ 30 во время работы соответственно одного из первого ЭДГ 20 и второго ЭДГ 30.
[0058] Дифференциал 50 включает в себя первый вращающийся элемент, второй вращающийся элемент и третий вращающийся элемент. Первый вращающийся элемент соединен с первым ЭДГ 20. Второй вращающийся элемент соединен со вторым ЭДГ 30 и ведущими колесами 90. Третий вращающийся элемент соединен с элементом на выходе коробки передач 40. Дифференциал 50 выполнен так, как в случае, например, с планетарным зубчатым механизмом и т.п., когда определяют скорость вращения любых двух из вращающихся элементов с первого по третий, определяется и скорость вращения оставшегося одного из вращающихся элементов с первого по третий.
[0059] Транспортное средство 1 выполнено с возможностью передачи мощности от двигателя 10 на первый ЭДГ 20 с использованием, по меньшей мере, одного из двух контуров K1, K2, через которые передается мощность. Контур K1 представляет собой контур, через который мощность от двигателя 10 передается на первый ЭДГ 20 через коробку передач 40 и дифференциал 50. Контур K2 представляет собой контур, через который мощность от двигателя 10 передается на первый ЭДГ 20 через контур, который отличается от упомянутого контура K1. Муфта сцепления CS расположена в контуре K2 и способна выполнять переключение между режимом сцепления и режимом расцепления. В режиме сцепления мощность от двигателя 10 передается на первый ЭДГ 20. В режиме расцепления передача мощности от двигателя 10 на первый ЭДГ 20 прерывается.
[0060] В режиме ГД, при котором двигатель запущен, одно из: муфты сцепления C1 и тормоза В1 переводится в режим сцепления, а другое из: муфты сцепления C1 и тормоза В1 переводится в режим расцепления. Таким образом, когда коробку передач 40 переводят в состояние, отличное от нейтрального, мощность от двигателя 10 передается на первый ЭДГ 20 через контур K1. В это время, когда муфту сцепления CS переводят в режим расцепления для одновременного прерывания контура K2, транспортное средство начинает работать в последовательно-параллельном режиме.
[0061] С другой стороны, в режиме ГД, при котором двигатель запущен, при передаче мощности через контур K2 путем прямого соединения двигателя 10 с первым ЭДГ 20 через муфту сцепления CS, а контур K1 прерывается путем управлении коробкой передач 40, при этом коробку передач 40 переводят в нейтральное состояние путем перевода, как муфты сцепления C1, так и тормоза В1 в режим расцепления, транспортное средство начинает работать в последовательном режиме. В это время, в дифференциале 50 вращающийся элемент, соединенный с коробкой передач 40, свободно вращается так, что другие два вращающихся элемента не влияют друг на друга и выполнены с возможностью вращения. Таким образом, можно независимо выполнять операцию генерирования электрической энергии от вращения первого ЭДГ 20 с использованием вращения двигателя 10, и операцию вращения ведущих колес от вращения второго ЭДГ 30 за счет использования генерируемой электрической энергии или от заряженного аккумулятора 60.
[0062] Коробка передач 40 не всегда имеет возможность изменять передаточное отношение. До тех пор, пока можно прервать передачу мощности между двигателем 10 и дифференциалом 50 в контуре K1 применяется простое сцепление.
[0063] На фиг. 3 представлена блок-схема, которая показывает конфигурацию контроллера 100 транспортного средства, приведенного на фиг. 1. Как показано на фиг. 3, контроллер 100 включает в себя блок ЭБУ 150 ГД, блок ЭБУ 160 ЭДГ и блок ЭБУ 170 двигателя. Каждый из блоков: ЭБУ 150 ГД, ЭБУ 160 ЭДГ и ЭБУ 170 двигателя представляет собой электронный блок управления, включающий в себя компьютер. Количество блоков ЭБУ не ограничено тремя. В целом, может быть предусмотрен интегральный единый блок ЭБУ, либо может быть предусмотрено два, четыре или более раздельных блоков ЭБУ.
[0064] Блок ЭБУ 160 ЭДГ управляет первым ЭДГ 20 и вторым ЭДГ 30. Блок ЭБУ 160 ЭДГ, например, управляет крутящим моментом на выходе первого ЭДГ 20 путем регулировки величины тока, подаваемого на первый ЭДГ 20, и управляет крутящим моментом на выходе второго ЭДГ 30 путем регулировки величины тока, подаваемого на второй ЭДГ 30.
[0065] Блок ЭБУ 170 двигателя управляет двигателем 10. Блок ЭБУ 170 двигателя, например, регулирует степень открытия электронного дроссельного клапана двигателя 10, управляет зажиганием двигателя путем выдачи сигнала зажигания, или управляет впрыском топлива в двигатель 10. Блок ЭБУ 170 двигателя управляет крутящим моментом на выходе двигателя 10 через управление степенью открытия электронного дроссельного клапана, управление впрыском топлива, управление зажиганием и т.п.
[0066] Блок ЭБУ 150 ГД комплексно управляет всем транспортным средством. Датчик скорости транспортного средства, датчик величины работы акселератора, датчик скорости вращения первого ЭДГ, датчик скорости вращения второго ЭДГ, датчик скорости вращения выходного вала, датчик аккумулятора и т.п., соединены с блоком ЭБУ 150 ГД. С помощью этих датчиков блок ЭБУ 150 ГД получает информацию о скорости транспортного средства, величине работы акселератора, скорости вращения первого ЭДГ 20, скорости вращения второго ЭДГ 30, скорости вращения передаточного вала 70, состоянии зарядки (SOC) аккумулятора и т.п.
[0067] Блок ЭБУ 150 ГД вычисляет требуемую движущую силу, требуемую тяговую мощность, требуемый крутящий момент и т.п. для транспортного средства на основе полученной информации. Блок ЭБУ 150 ГД определяет крутящий момент на выходе первого ЭДГ 20 (далее, именуемый также крутящим моментом первого ЭДГ - Tm1), крутящий момент на выходе второго ЭДГ 30 (далее, именуемый также крутящим моментом второго ЭДГ - Tm2) и крутящий момент на выходе двигателя 10 (далее, именуемый также крутящим моментом двигателя Те) на основе требуемых расчетных значений. Блок ЭБУ 150 ГД выдает командное значение крутящего момента первого ЭДГ Tm1 и командное значение крутящего момента второго ЭДГ Tm2 на блок ЭБУ 160 ЭДГ. Блок ЭБУ 150 ЭДГ выдает командное значение крутящего момента двигателя Те на блок ЭБУ 170 двигателя.
[0068] Блок ЭБУ 150 ГД управляет муфтами сцепления C1, CS и тормозом В1 на основе режима работы привода (описано далее) и т.п. Блок ЭБУ 150 ГД выдает на гидравлический контур 500, приведенный на фиг. 1, командное значение (PbC1) гидравлического давления, которое подается на муфту сцепления C1, командное значение (PbCS) гидравлического давления, которое подается на муфту сцепления CS, а также командное значение (PbB1) гидравлического давления, которое подается на тормоз В1. Блок ЭБУ 150 ГД выдает сигнал управления NM и сигнал управления S/C на гидравлический контур 500, приведенный на фиг. 1.
[0069] Гидравлический контур 500, приведенный на фиг. 1, управляет гидравлическим давлением, которое соответственно подается в муфту сцепления C1 и на тормоз В1 в ответ на командные значения PbC1, PbB1, управляет электрическим масляным насосом в ответ на сигнал управления NM, и управляет тем, допускать или воспретить одновременное сцепление муфты сцепления C1, тормоза В1 и муфты сцепления CS в ответ на сигнал управления S/C.
Режим управления гибридным транспортным средством
[0070] Далее будут описаны подробности режимов управления транспортным средством 1 со ссылкой на таблицу схемы сцепления и номограммы.
[0071] На фиг. 4 представлена таблица схемы сцепления, которая показывает соответствующую взаимосвязь между режимом передвижения транспортного средства и управляемыми состояниями муфты сцепления C1, тормоза В1 и муфты сцепления CS.
[0072] Контроллер 100 заставляет транспортное средство 1 двигаться в режиме привода от электродвигателя (далее именуемый как режим ЭД) или гибридном режиме (далее именуемый как режим ГД). Режим ЭД представляет собой режим управления, при котором двигатель 10 внутреннего сгорания выключен, а транспортное средство 1 приводится в движение, используя силу, по меньшей мере, одного из: первого ЭДГ 20 и второго ЭДГ 30. Режим ГД представляет собой режим управления, при котором транспортное средство 1 приводится в движение, используя силу двигателя 10 и силу второго ЭДГ 30. К этим режимам управления может быть добавлен режим работы привода двигателя. В режиме работы привода двигателя первый ЭДГ 20 и второй ЭДГ 30 не применяются, а транспортное средство приводится в движение, используя движущую силу от двигателя 10 внутреннего сгорания. Каждый из режимов ЭД и ГД дополнительно подразделяется на несколько режимов управления.
[0073] На фиг. 4, позиции C1, В1, CS, ЭДГ1 и ЭДГ2 соответственно обозначают муфту сцепления C1, тормоз В1, муфту сцепления CS, первый ЭДГ 20 и второй ЭДГ 30. Круглая метка (О) в каждом из столбцов C1, В1, CS указывает на режим сцепления, крестообразная метка (×) указывает на режим расцепления, а треугольная метка (Δ) указывает на то, что и муфта сцепления C1, и тормоз В1 участвуют в процессе торможения двигателя. Знак G в каждом из столбцов ЭДГ1 и ЭДГ2 указывает на то, что ЭДГ1 или ЭДГ2 преимущественно работает в качестве генератора. Знак M в каждом из столбцов ЭДГ1 и ЭДГ2 указывает на то, что ЭДГ1 или ЭДГ2 в преимущественно работает в качестве электродвигателя.
[0074] В режиме ЭД контроллер 100 избирательно меняет режим работы привода между режимом с одним электродвигателем и режимом с двумя электродвигателями в ответ на требуемый пользователем крутящий момент и т.п. В режиме с одним электродвигателем, транспортное средство 1 приводится в движение, используя силу только второго ЭДГ 30. В режиме с двумя электродвигателями, транспортное средство 1 приводится в движение, используя силу как первого ЭДГ 20, так и второго ЭДГ 30.
[0075] Когда нагрузка на систему привода 2 низкая, применяется режим с одним электродвигателем. Когда нагрузка на систему привода 2 становится высокой, режим работы привода меняется на режим с двумя электродвигателями.
[0076] Как показано в строке E1 на фиг. 4, когда транспортное средство 1 приводится в движение (движется передним или задним ходом) в режиме с одним электродвигателем ЭД, контроллер 100 переводит коробку передач 40 в нейтральное состояние (состояние, при котором мощность не передается) путем расцепления муфты сцепления C1 и расцепления тормоза В1. В этот момент контроллер 100 заставляет первый ЭДГ 20 преимущественно работать в качестве средства для сброса скорости вращения центральной шестерни S2 до нуля, а второй ЭДГ 30 заставляет работать преимущественно в качестве электродвигателя (см. фиг. 5 (описано далее)). Чтобы заставить первый ЭДГ 20 работать в качестве средства сброса скорости, током первого ЭДГ 20 можно управлять путем обратного приложения скорости вращения первого ЭДГ 20, так, чтобы скорость вращения становилась равной нулю. Когда скорость вращения первого ЭДГ 20 поддерживается на нуле, даже если крутящий момент равен нулю, может быть задействован момент трогания без подачи напряжения. Когда коробку передач блок 40 переводят в нейтральное состояние, двигатель 10 не вращается вместе с ним при рекуперативном торможении, поэтому потери уменьшаются на эту величину, а значительную часть выработанной электроэнергии можно восстановить.
[0077] Как показано в строке Е2 на фиг. 4, когда транспортное средство 1 тормозят в режиме с одним электродвигателем ЭД и требуется торможение двигателем, контроллер 100 включает одно из следующего: муфты сцепления C1 и тормоза В1. Например, когда применение только рекуперативного торможения недостаточно, вместе с рекуперативным торможением применяется торможение двигателем. Например, когда SOC аккумулятора 60 близко к состоянию полной зарядки, регенерируемую электрическую энергию применять для зарядки нельзя, поэтому, целесообразно установить режим торможения двигателем.
[0078] За счет включения одного из: муфты сцепления C1 и тормоза В1, запускается так называемый режим торможения двигателем. В режиме торможения двигателем вращение ведущих колес 90 передается на двигатель 10 и двигатель 10 вращается. В этот момент контроллер 100 заставляет первый ЭДГ 20 преимущественно работать в качестве электродвигателя, а второй ЭДГ 30 он заставляет работать преимущественно в качестве генератора.
[0079] С другой стороны, как показано в строке Е3 на фиг. 4, когда транспортное средство 1 приводится в движение (движется передним или задним ходом) в режиме с двумя электродвигателями ЭД, контроллер 100 ограничивает (блокирует) вращение ведомой шестерни R1 коробки передач 40 путем включения муфты сцепления C1 и включения тормоза В1. Таким образом, вращение водила СА2 дифференциала 50, соединенного с ведомой шестерней R1 коробки передач 40 также ограничивается (блокируется), так что водило СА2 дифференциала 50 удерживается в режиме остановки (скорость вращения двигателя Ne = 0). Контроллер 100 заставляет первый ЭДГ 20 и второй ЭДГ 30 преимущественно работать в качестве электродвигателей (см. фиг. 6 (описано далее)).
[0080] Далее будут описаны строки Е4 и Е5 в режиме ЭД. Эти режимы, как и в строке Е3, являются режимами с двумя электродвигателями, но отличаются от строки Е3 тем, что эти режимы находятся в рабочем состоянии, даже когда скорость вращения двигателя Ne не равна нулю (помечено «Ne FREE» на фиг. 4).
[0081] В режиме ГД режим работы привода дополнительно делится на три режима, то есть, последовательно-параллельный режим, последовательный режим и параллельный режим. В последовательно-параллельном режиме или последовательном режиме контроллер 100 заставляет первый ЭДГ 20 работать в качестве генератора, а второй ЭДГ 30 он заставляет работать в качестве электродвигателя. В параллельном режиме контроллер 100 заставляет только второй ЭДГ 30 работать в качестве электродвигателя (режим с одним электродвигателем), либо заставляет как первый ЭДГ 20, так и второй ЭДГ 30 работать в качестве электродвигателей (режим с двумя электродвигателями).
[0082] В режиме ГД контроллер 100 переключает режим работы привода между последовательно-параллельным режимом, последовательным режимом и параллельным режимом.
[0083] В последовательно-параллельном режиме часть мощности двигателя 10 используется для привода ведущих колес 90, а оставшаяся часть мощности двигателя 10 используется в качестве мощности для выработки электрической энергии в первом ЭДГ 20. Второй ЭДГ 30 приводит в движение ведущие колеса 90 с помощью электрической энергии, вырабатываемой первым ЭДГ 20. В последовательно-параллельном режиме контроллер 100 переключает передаточное отношение коробки передач 40 в ответ на изменение скорости транспортного средства.
[0084] Когда транспортное средство 1 приводят в движение вперед в диапазоне промежуточных или низких скоростей, контроллер 100 устанавливает ступень низкой скорости Lo (см. фиг. 10 (описанную далее)) путем включения муфты сцепления C1 и выключения тормоза В1, как показано в строке Н2 на фиг. 4. С другой стороны, когда транспортное средство 1 приводят в движение вперед в диапазоне высоких скоростей, контроллер 100 устанавливает ступень высокой скорости Hi (см. фиг. 11 (описанную далее)) путем выключения муфты сцепления C1 и включения тормоза В1, как показано в строке H1 на фиг. 4. Либо при установке ступени высокой скорости, либо при установке ступени низкой скорости, коробка передач 40 и дифференциал 50 работают в целом в качестве бесступенчатой передачи.
[0085] Когда транспортное средство 1 движется задним ходом, контроллер 100 включает муфту сцепления C1 и выключает тормоз В1, как показано в строке Н3 на фиг. 4. При наличии резерва в SOC аккумулятора, контроллер 100 вращает только второй ЭДГ 30 в направлении заднего хода; соответственно, когда вместимость SOC аккумулятора не позволяет, контроллер 100 вырабатывает электрическую энергию с использованием первого ЭДГ 20, приводя в действие двигатель 10 и вращая второй ЭДГ 30 в направлении заднего хода.
[0086] В последовательном режиме вся движущая сила от двигателя 10 используется как мощность для выработки электроэнергии с использованием первого ЭДГ 20. Второй ЭДГ 30 приводит в действие ведущие колеса 90 путем использования электрической энергии, вырабатываемой первым ЭДГ 20. В последовательном режиме, когда транспортное средство 1 движется вперед или когда транспортное средство 1 движется задним ходом, контроллер 100 выключает как муфту сцепления C1, так и тормоз В1, и включает муфту сцепления CS (см. фиг. 7 (описанную далее)), как показано в строке Н4 и в строке Н5 на фиг. 4.
[0087] Управляемые состояния в параллельном режиме ГД показаны в строках с Н6 по Н9. Это также режим ГД; однако, первый ЭДГ 20 не работает в качестве генератора. Параллельный режим ГД с двумя электродвигателями существенно отличается от последовательно-параллельного режима или последовательного режима тем, что первый ЭДГ 20 работает в качестве электродвигателя и выводит крутящий момент для вращения ведущих колес. В параллельном режиме одно из: муфты сцепления C1 и тормоза В1 являются включенными, при этом другое из: муфты сцепления C1 и тормоза В1 выключены, а муфта сцепления CS включена. Подробности этих режимов описаны ниже со ссылкой на номограммы на фиг. 8 и фиг. 9.
[0088] Транспортное средство 1 способно передвигаться в режиме работы привода двигателя, при котором транспортное средство 1 передвигается без первого ЭДГ 20 или второго ЭДГ 30. Когда режим передвижения транспортного средства совпадает со скоростью вращения и крутящим моментом, при котором КПД двигателя высокий, и этот коэффициент повышается, когда сила двигателя используется непосредственно для вращения ведущих колес, а не когда сила двигателя используется для выработки электрической энергии и т.п.
[0089] Далее будут описаны состояния вращающихся элементов в типовых режимах управления из режимов управления, приведенных на фиг. 4, со ссылкой на номограммы.
[0090] На фиг. 5 представлена номограмма в режиме с одним электродвигателем ЭД. На фиг. 6 представлена номограмма в режиме с двумя электродвигателями ЭД. На фиг. 7 представлена номограмма в последовательном режиме ГД. На фиг. 8 представлена номограмма в параллельном режиме ГД на низкой скорости. На фиг. 9 представлена номограмма в параллельном режиме ГД на высокой скорости. На фиг. 10 представлена номограмма в последовательно-параллельном режиме ГД на низкой скорости. На фиг. 11 представлена номограмма в последовательно-параллельном режиме ГД на высокой скорости.
[0091] Параллельный режим на первой передаче представляет собой режим управления, при котором режим работы привода является параллельным режимом, а ступень переключения скорости коробки передач 40 является ступенью низкой скорости Lo. Параллельный режим на высокой скорости представляет собой режим управления, при котором режим работы привода является параллельным режимом, а ступень переключения скорости коробки передач 40 является ступенью высокой скорости Hi. Последовательно-параллельный режим на низкой скорости представляет собой режим управления, при котором режим работы привода является последовательно-параллельным режимом, а ступень переключения скорости коробки передач 40 является ступенью низкой скорости Lo. Последовательно-параллельный режим на высокой скорости представляет собой режим управления, при котором режим работы привода является последовательно-параллельным режимом, а ступень переключения скорости коробки передач 40 является ступенью высокой скорости Hi.
[0092] На фиг. 5 - фиг. позиции 11, S1, CA1 и R1 соответственно обозначают центральную шестерню S1, водило CA1 и ведомую шестерню R1 коробки передач 40; S2, СА2 и R2 соответственно обозначают центральную шестерню S2, водило СА2 и ведомую шестерню R2 дифференциала 50.
[0093] Управляемые состояния в режиме с одним электродвигателем ЭД (строка E1 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 5. В режиме ЭД с одним электродвигателем, контроллер 100 выключает муфту сцепления C1, тормоз В1 и муфту сцепления CS коробки передач 40, останавливает двигатель 10 и заставляет второй ЭДГ 30 преимущественно работать в качестве электродвигателя. Поэтому в режиме с одним электродвигателем ЭД, транспортное средство 1 передвигается за счет крутящего момента Tm2 от ЭДГ2.
[0094] В этот момент контроллер 100 выполняет управление с обратной связью через крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 так, что скорость вращения центральной шестерни S2 становится нулевой. Таким образом, центральная шестерня S2 не вращается. Тем не менее, так как муфта сцепления C1 и тормоз В1 коробки передач 40 выключены, вращение водила СА2 дифференциала 50 происходит без ограничений. Поэтому ведомая шестерня R2 и водило СА2 дифференциала 50, а также ведомая шестерня R1 коробки передач 40 вращаются (движутся по инерции), входя в зацепление при вращении второго ЭДГ 30 в одинаковом с ним направлении.
[0095] С другой стороны, водило CA1 коробки передач 40 удерживается в состоянии «стоп», поскольку двигатель 10 остановлен. Центральная шестерня S1 коробки передач 40 вращается (движется по инерции), входя в зацепление с вращающейся ведомой шестерней R1 в направлении, противоположном направлению вращения ведомой шестерни R1.
[0096] Чтобы затормозить транспортное средство в режиме с одним электродвигателем ЭД, допускается активация торможения двигателем в дополнение к регенеративному торможению с использованием второго ЭДГ 30. В этом случае (строка Е2 на фиг. 4), путем включения одного из: муфты сцепления C1 и тормоза В1, также приводится в движение двигатель 10 в тот момент, когда от ведущих колес 90 приводится в действие водило СА2, таким образом, активируется торможение двигателем.
[0097] Далее, управляемые состояния в режиме с двумя электродвигателями ЭД (строка Е3 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 6. В режиме с двумя электродвигателями ЭД контроллер 100 включает муфту сцепления C1 и тормоз В1, выключает муфту сцепления CS и останавливает двигатель 10. Таким образом, вращение каждого из: центральной шестерни S1, водила CA1 и ведомой шестерни R1 коробки передач 40 блокируется, так что скорость вращения становится нулевой.
[0098] Так как вращение ведомой шестерни R1 коробки передач 40 блокируется, вращение водила СА2 дифференциала 50 также ограничивается (блокируется). В этом состоянии контроллер 100 заставляет первый ЭДГ 20 и второй ЭДГ 30 преимущественно работать в качестве электродвигателей. В частности, второй ЭДГ 30 вращается в прямом направлении из-за установки крутящего момента Tm2 для ЭДГ2 в положительно заданный крутящий момент, а первый ЭДГ 20 вращается в обратном направлении из-за установки крутящего момента Tm1 для ЭДГ1 в отрицательно заданный крутящий момент.
[0099] Когда вращение водила СА2 ограничено из-за включения муфты сцепления C1, крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 передается на ведомую шестерню R2 с помощью водила СА2, используемого в качестве опорной точки. Крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 (далее именуемый как передача крутящего момента Tm1 с от ЭДГ1), который передается на ведомую шестерню R2, действует в прямом направлении и передается на передаточный вал 70. Поэтому в режиме ЭД с двумя электродвигателями транспортное средство 1 передвигается за счет передачи крутящего момента Tm1 с от ЭДГ1 и крутящего момента Tm2 от ЭДГ2. Контроллер 100 регулирует коэффициент распределения между крутящим моментом Tm1 от ЭДГ1 и крутящим моментом Tm2 от ЭДГ2 так, что сумма передачи крутящего момента Tm1 с от ЭДГ1 и крутящего момента Tm2 от ЭДГ2 соответствует требуемому пользователем крутящему моменту.
[0100] Управляемые состояния в последовательном режиме ГД (строка Н4 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 7. В последовательном режиме ГД, контроллер 100 выключает муфту сцепления C1 и тормоз В1, и включает муфту сцепления CS. Поэтому, когда муфта сцепления CS включена, центральная шестерня S2 дифференциала 50 вращается с такой же скоростью вращения, как и водило CA1 коробки передач 40, а вращение от двигателя 10 передается через муфту сцепления CS на первый ЭДГ 20 с той же скоростью вращения. Таким образом, допускается выработка электрической энергии с использованием первого ЭДГ 20 с помощью двигателя 10 в качестве источника движущей силы.
[0101] С другой стороны, поскольку как муфта сцепления C1, так и тормоз В1 выключены, вращение каждого из: центральной шестерни S1 и ведомой шестерни R1 коробки передач 40 и вращение водила СА2 дифференциала 50 не ограничены. То есть, поскольку коробка передач 40 находится в нейтральном состоянии и вращение водила СА2 дифференциала 50 не ограничено, тяговая мощность от первого ЭДГ 20 и движущая сила от двигателя 10 не передаются на передаточный вал 70. Таким образом крутящий момент Tm2 от ЭДГ2 передается на передаточный вал 70. Соответственно, в последовательном режиме ГД, когда электрическая энергия вырабатывается с помощью первого ЭДГ 20 путем использования двигателя 10 в качестве источника движущей силы, транспортное средство 1 передвигается за счет крутящего момента Tm2 от ЭДГ2, создаваемого за счет использования части или всей вырабатываемой электроэнергии.
[0102] После успешного входа в последовательный режим можно выбрать рабочую точку двигателя 10 без беспокойства по поводу скрежета от контакта зубьев в зубчатом механизме из-за колебаний крутящего момента двигателя, на который следует обращать внимание при последовательно-параллельном режиме, когда транспортное средство передвигается на низкой скорости, или когда транспортное средство находится в состоянии, при котором фоновый шум низкий. Таким образом, транспортное средство входит в режим работы, при котором обеспечивается как его малая шумность, так и улучшенные параметра расхода топлива.
[0103] Управляемые состояния при параллельном режиме ГД на низкой скорости (строки Н8 и Н9 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 8.
[0104] В параллельном режиме на низкой скорости контроллер 100 включает муфту сцепления C1 и муфту сцепления CS и выключает тормоз В1. Поэтому вращающиеся элементы (центральная шестерня S1, водило CA1 и ведомая шестерня R1) дифференциала 50 вращаются как одно целое. Таким образом, ведомая шестерня R1 коробки передач 40 также вращается с той же скоростью вращения, что и водило CA1. Поскольку муфта сцепления CS включена, центральная шестерня S2 дифференциала 50 вращается с той же скоростью вращения, что и водило CA1 коробки передач 40, и вращение двигателя 10 передается через муфту сцепления С S на первый ЭДГ 20 с той же скоростью вращения. Таким образом, все вращающиеся элементы дифференциала 50 и вращающиеся элементы (центральная шестерня S2, водило СА2 и ведомая шестерня R2) коробки передач 40 вращаются с одинаковой скоростью вращения. То есть, разница (передаточное отношение) между скоростью вращения двигателя 10 и скоростью вращения ведомой шестерни R2 фиксируется на первом передаточном отношении.
[0105] Управляемые состояния при параллельном режиме ГД на высокой скорости (строки Н6 и Н7 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 9.
[0106] В параллельном режиме на высокой скорости контроллер 100 включает тормоз В1 и муфту сцепления СS и выключает муфту сцепления C1. Поскольку тормоз В1 включен, вращение центральной шестерни S1 ограничено. Таким образом, обороты двигателя 10, передаваемые на водило CA1 коробки передач 40, возрастают и передаются от ведомой шестерни R1 коробки передач 40 на водило СА2 дифференциала 50. Поскольку муфта сцепления CS включена, центральная шестерня S2 дифференциала 50 вращается с той же скоростью вращения, что и водило CA1 коробки передач 40, и вращение двигателя 10 передается через муфту сцепления CS на первый ЭДГ 20 с той же скоростью вращения. Таким образом, скорость вращения водила СА2 и скорость вращения центральной шестерни S2 ограничиваются оборотами двигателя так, что разница (передаточное отношение) между скоростью вращения двигателя 10 и скоростью вращения ведомой шестерни R2 фиксируется на втором передаточном отношении. Второе передаточное отношение представляет собой значение увеличения скорости относительно первого передаточного отношения (значение меньшее, чем первое передаточное отношение).
[0107] В параллельном ступенчатом режиме ГД с двумя электродвигателями (строки Н7, Н9 на фиг. 4), крутящий момент Те двигателя 10 (далее именуемый как крутящий момент Те двигателя), крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 и крутящий момент Tm2 от ЭДГ2 - все они могут быть использованы для передачи крутящего момента вперед на ведущие колеса, так что он особенно эффективен, когда требуется передача большого крутящего момента на ведущие колеса. Управляемые состояния в параллельном ступенчатом режиме ГД с одним электродвигателем (строки Н6, Н8 на фиг. 4) соответствуют случаю, когда Tm1 = 0 на фиг. 8 и фиг. 9. В параллельном ступенчатом режиме ГД допускается передвижение транспортного средства 1 путем установки Tm1 = 0 и Tm2 = 0, с использованием только крутящего момента двигатель.
[0108] Управляемые состояния при последовательно-параллельном режиме ГД на низкой скорости (строка Н2 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 10.
[0109] В последовательно-параллельном режиме на низкой скорости контроллер 100 включает муфту сцепления C1 и выключает тормоз В1 и муфту сцепления CS. Поэтому вращающиеся элементы (центральная шестерня S1, водило CA1 и ведомая шестерня R1) вращаются как одно целое. Таким образом, ведомая шестерня R1 коробки передач 40 также вращается с той же скоростью вращения, что и водило CA1, и вращение двигателя 10 передается через ведомую шестерню R1 на водило СА2 дифференциала 50 с той же скоростью вращения. То есть, крутящий момент Те двигателя, переданный на водило CA1 коробки передач 40, передается через ведомую шестерню R1 коробки передач 40 на водило СА2 дифференциала 50. Когда выставляется ступень низкой скорости Lo, крутящий момент, который передается через ведомую шестерню R1 (далее именуемый как крутящий момент Tr1 на выходе коробки передач), равен крутящему моменту Те двигателя (Те = Tr1).
[0110] Вращение двигателя 10, передаваемое на водило СА2 дифференциала 50, переходит бесступенчатым способом с использованием скорости вращения центральной шестерни S2 (скорость вращения первого ЭДГ 20) и передается на ведомую шестерню R2 дифференциала 50. В этот момент контроллер 100 в основном заставляет первый ЭДГ 20 работать в качестве генератора для подачи крутящего момента Tm1 от ЭДГ1 в обратном направлении. Таким образом, крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 служит в качестве противодействующей силы для передачи крутящего момента Те двигателя, сообщаемого водилу СА2, на ведомую шестерню R2.
[0111] Крутящий момент Те двигателя, перешедший на ведомую шестерню R2 (далее именуемый как передаточный крутящий момент Тес двигателя), передается от ведущей шестерни 51 контрпривода на передаточный вал 70 и действует в качестве движущей силы транспортного средства 1.
[0112] В последовательно-параллельном режиме ГД на низкой скорости контроллер 100 заставляет второй ЭДГ 30 преимущественно работать в качестве электродвигателя. Крутящий момент Tm2 от второго ЭДГ передается от редуктора 32 на передаточный вал 70 и действует в качестве движущей силы транспортного средства 1. То есть, в последовательно-параллельном режиме ГД на низкой скорости транспортное средство 1 передвигается за счет использования передаточного крутящий момент Тес от двигателя и крутящего момента Tm2 от второго ЭДГ.
[0113] Управляемые состояния в последовательно-параллельном режиме ГД на высокой скорости (строка H1 на фиг. 4) будут описаны со ссылкой на фиг. 11.
[0114] В последовательно-параллельном режиме на высокой скорости контроллер 100 включает тормоз В1 и выключает муфту сцепления C1 и муфту сцепления CS. Поскольку тормоз В1 включен, вращение центральной шестерни S1 ограничено. Таким образом, обороты двигателя 10, переходящие на водило CA1 коробки передач 40, возрастают и передаются от ведомой шестерни R1 коробки передач 40 на водило СА2 дифференциала 50. Поэтому, когда устанавливается ступень высокой скорости H1, крутящий момент Tr1 на выходе коробки передач меньше, чем крутящий момент Те двигателя (Те>Tr1).
Ситуация применения каждого режима управления
[0115] На фиг. 12 представлена карта расчета первого режима, которая определяет режим управления в случае, когда транспортное средство 1 передвигается преимущественно с использованием топлива в качестве источника энергии. Такая карта расчета режима используется, когда гибридное транспортное средство передвигается в обычном режиме, или когда подключаемое гибридное транспортное средство передвигается в режиме CS, при котором поддерживается режим подзарядки аккумулятора. На фиг. 12 с перекрытием показана одна карта, граничные линии которой обозначены пунктирными линиями, а также другая карта, граничные линии которой обозначены сплошными линиями. Карта, граничные линии которой обозначены пунктирными линиями, представляет собой карту, которая используется в обычном режиме, когда входная/выходная мощность аккумулятора 60 не ограничена. С другой стороны, карта, граничные линии которой обозначены сплошными линиями, представляет собой карту, которая используется, когда входная/выходная мощность аккумулятора 60 ограничена в зависимости от различных условий, таких как SOC и температура.
[0116] Сначала будет описана область, в которой нагрузка транспортного средства является положительной на карте, граничные линии которой обозначены пунктирными линиями. В области, в которой скорость транспортного средства близка к нулю и нагрузка транспортного средства мала, используется режим с одним электродвигателем ЭД. Причина, по которой применяется режим не с двумя, а с одним электродвигателем, состоит в том, чтобы позволить запуск двигателя сразу, в момент, когда резко нажата педаль акселератора. Когда скорость транспортного средства становится больше, или нагрузка на транспортное средство увеличивается, применяется последовательно-параллельный режим на низкой скорости. Когда дополнительно возрастает нагрузка на транспортное средство, а крутящий момент недостаточен в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости, весь крутящий момент Те двигателя передается на ведущие колеса, а также от электродвигателя, который передает крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 или крутящий момент Tm2 от ЭДГ2 в параллельном режиме на низкой скорости. Этот режим может быть использован при включении понижающей скорости.
[0117] Далее будет описана область, в которой нагрузка на транспортное средство является отрицательной на карте, граничные линии которой обозначены пунктирными линиями. В области, в которой скорость транспортного средства близка к нулю и нагрузка на транспортное средство мала, применяется режим с одним электродвигателем ЭД. Когда скорость транспортного средства возрастает, применяется последовательный режим. Причина, по которой область применения режима с одним электродвигателем ЭД шире, когда нагрузка на транспортное средство является отрицательной, чем когда нагрузка на транспортное средство является положительной, заключается в том, что поскольку двигатель 10 запущен в последовательном режиме, то нет необходимости предусматривать интервалы значений реакции крутящего момента для уменьшения перегрузки при запуске двигателя.
[0118] Далее будет описана область, в которой нагрузка на транспортное средство является положительной на карте, граничные линии которой обозначены сплошными линиями. Когда нагрузка на транспортное средство является положительной, а скорость транспортного средства низкая, применяется последовательный режим. Последовательный режим эффективен для предотвращения шума (так называемого дребезжания) из-за трения между вторым ЭДГ 30 и шестерней дифференциала.
[0119] При увеличении скорости транспортного средства, режим управления переключается из последовательного режима в параллельный режим на высокой скорости, а затем в последовательно-параллельный режим на высокой скорости. Поскольку параллельный режим на высокой скорости представляет собой фиксированное передаточное отношение, двигатель 10 стремится отклониться от рабочей точки, что сводит к минимуму расход топлива, таким образом, рабочая область имеет форму относительно узкой полосы.
[0120] При увеличении нагрузки на транспортное средство режим управления переключают из последовательного режима в последовательно-параллельный режим на низкой скорости. Последовательно-параллельный режим на низкой скорости эффективен в области, в которой больший приоритет уделяется движущей силе.
[0121] Далее будет описана область, в которой нагрузка на транспортное средство является отрицательной на карте, граничные линии которой обозначены сплошными линиями. Когда нагрузка на транспортное средство отрицательная, применяется последовательный режим независимо от скорости транспортного средства. В последовательном режиме обороты двигателя произвольно управляются при той же скорости транспортного средства, таким образом, можно выработать крутящий момент торможения двигателя, соответствующий команде водителя. Поскольку первый ЭДГ 20 вращается против крутящего момента торможения двигателя, первый ЭДГ 20 выполняет операцию прокрутки. Поэтому регенерируемая электрическая энергия, генерируемая регенеративным тормозом во втором ЭДГ 30, допускается к расходу первым ЭДГ 20, таким образом, даже когда аккумулятор 60 не может принимать вырабатываемую электрическую энергию, можно выполнять регенеративное торможение с использованием второго ЭДГ 30. Кроме того, поскольку скорость вращения первого ЭДГ 20 равна оборотам двигатель, последовательный режим не может удерживать обороты двигателя из-за верхнего предела скорости вращения первого ЭДГ 20 по сравнению с другими режимами, таким образом, можно увеличить абсолютную величину тормозного момента двигателя.
[0122] На фиг. 13 представлена карта расчета режима, которая определяет режим управления в случае, когда транспортное средство 1 передвигается преимущественно с использованием электрической энергии, заряженной в аккумулятор 60, как источника мощности. Такая карта расчета режима используется, когда гибридное транспортное средство передвигается в режиме ЭД, либо когда подключаемое гибридное транспортное средство передвигается в режиме CD, при котором расходуется заряд от аккумулятора.
[0123] Как показано на фиг. 13, для положительной и отрицательной области при низкой нагрузке применяется режим с одним электродвигателем ЭД. В режиме CD в основном нет необходимости выполнять запуск двигателя 10, так что не требуется обратная коррекция крутящего момента, возникающего в результате запуска двигателя 10, а допускается относительно широкая область в режиме с одним электродвигателем ЭД.
[0124] В области при высокой нагрузке крутящий момент становится недостаточным в режиме с одним электродвигателем, поэтому выбирают режим с двумя электродвигателями. То есть, в случае, когда скорость транспортного средства ниже, чем заданное значение, и в области, где нагрузка мала, выбирают режим с одним электродвигателем ЭД; при этом, когда нагрузка превышает заранее заданное значение, выбирают режим с двумя электродвигателями ЭД.
[0125] Когда скорость транспортного средства превышает заданное значение V1 в режиме с двумя электродвигателями, поскольку существует верхний предел скорости вращения каждого из: первого ЭДГ 20 и ведущих шестерен, то режим работы транспортного средства переключается из режима с двумя электродвигателями, при котором обороты двигателя Ne равны нулю, в режим с двумя электродвигателями, при котором обороты двигателя Ne не равны нулю.
[0126] Когда скорость транспортного средства превышает V2, энергоэффективность, в то время, когда транспортное средство 1 передвигается за счет использования электрической энергии аккумулятора, имеет тенденцию к ухудшению, так что выбирают любой один из: последовательно-параллельного режима ГД на низкой скорости, последовательно-параллельного режима ГД на высокой скорости и последовательного режима ГД. На фиг. 13, в области, в которой скорость транспортного средства выше, чем V2, последовательный режим выбирают тогда, когда нагрузка на транспортное средство отрицательная; при этом, когда нагрузка на транспортное средство положительная, последовательно-параллельный режим на высокой скорости выбирают при низкой нагрузке, а последовательно-параллельный режим на низкой скорости выбирают при высокой нагрузке.
Переключение режимов управления (режим работы привода и ступени скорости)
[0127] В том случае, когда режим управления сконфигурированного таким образом транспортного средства 1 представляет собой режим ГД, когда изменение режима работы привода между последовательно-параллельным режимом и параллельным режимом, и переключение ступени скорости коробки передач 40 между ступенью высокой скорости Hi и ступенью низкой скорости Lo выполняются одновременно, при этом количество управляемых одновременно объектов увеличивается, это вызывает обеспокоенность, что управление становится сложным.
[0128] На фиг. 14 представлена таблица, которая показывает изменения в управляемых объектах, возникающие из-за переключения режима управления в режиме ГД. Как описано выше, режимы управления в режиме ГД включают в себя последовательный режим, последовательно-параллельный режим на низкой скорости, последовательно-параллельный режим на высокой скорости, параллельный режим на низкой скорости и параллельный режим на высокой скорости.
[0129] На фиг. 14 показаны изменения не только в управляемых объектах (муфта сцепления C1, тормоз В1, муфта сцепления CS и крутящий момент Tm1 от ЭДГ1), возникающие из-за изменения режима управления, но и количество управляемых объектов, подлежащих изменению, а также то, допускается ли синхронизация до переключения режима управления. Режим управления до переключения включает в себя (А) последовательный режим, (В) последовательно-параллельный режим на низкой скорости, (С) последовательно-параллельный режим на высокой скорости, (D) параллельный режим на низкой скорости и (Е) параллельный режим на высокой скорости. Режим управления после переключения аналогичным образом включает в себя (а) последовательный режим, (b) последовательно-параллельный режим на низкой скорости, (с) последовательно-параллельный режим на высокой скорости, (d) параллельный режим на низкой скорости и (е) параллельный режим на высокой скорости.
[0130] На фиг. 14, C1 показывает, имеется ли переключение в режим включения муфты сцепления C1, В1 показывает, имеется ли переключение в режим включения тормоза В1, a CS показывает, имеется ли переключение в режим включения муфты сцепления CS. В частности, круглая метка (О) в каждом поле указывает на режим включения, а крестообразная метка (×) указывает на режим выключения. То есть, «О→Х» на фиг. 14 указывает на переключение из режима включения в режим выключения. «X→O» на фиг. 14 указывает на переключение из режима выключения в режим включения. «О» на фиг. 14 указывает на то, что режим включения удерживается. «X» на фиг. 14 указывает на то, что режим выключения удерживается.
[0131] Tm1 на фиг. 14 показывает, имеется ли переключение крутящего момента Tm1 от ЭДГ1. В частности, круглая метка (О) указывает на то, что имеется выход крутящего момента (не равный нулю), крестообразная метка «X» указывает на то, что крутящий момент на выходе равен нулю. То есть, «О→Х» на фиг. 14 указывает на переключение из режима, когда крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 не равен нулю, в режим, когда крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 равен нулю. «Х→O» на фиг. 14 указывает на переключение из режима, когда крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 равен нулю, в режим, когда крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 не равен нулю. «О→O» на фиг. 14 указывает на то, что крутящий момент переключился, несмотря на то, что крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 остается не равным нулю. «X» на фиг. 14 указывает на то, что удерживается режим, при котором крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 равен нулю.
[0132] «Сумма» на фиг. 14 указывает количество управляемых объектов, подлежащих переключению. «О→O» в строке Tm1 на фиг. 14 входит в число управляемых объектов, подлежащих переключению, поскольку крутящий момент меняется, несмотря на то, что крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 остается в ненулевом состоянии.
[0133] «СИНХРОНИЗАЦИЯ» на фиг. 14 показывает, что скорости вращения вращающихся элементов в системе передачи мощности, в том числе коробка передач 40 и дифференциал 50, до переключения режима управления заранее синхронизированы со скоростями вращения после переключения режима управления так, чтобы скорости вращения вращающихся элементов в системе передачи мощности не менялись так быстро в результате переключения режимов включения этих элементов (муфты сцепления C1, тормоза В1 и муфты сцепления CS), возникающих из-за переключения режима управления. «РАЗРЕШЕНО» на фиг. 14 указывает на то, что допускается синхронизация до переключения режима управления. «НЕ РАЗРЕШЕНО» на фиг. 14 указывает на то, что синхронизация до переключения режима управления не допускается.
[0134] Например, когда режим управления переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости (в случае комбинации (В) и (е) на фиг. 14), поскольку элемент C1 на фиг. 14 является переключением «О→Х», муфта сцепления C1 переключается из режима зацепления в режим расцепления. Поскольку элемент «В1» на фиг. 14 является переключением «Х→O», тормоз В1 переключается из режима выключения в режим включения. Поскольку элемент CS на фиг. 14 является переключением «X→O», муфта сцепления CS переключается из режима расцепления в режим зацепления. Поскольку элемент Tm1 на фиг. 14 является переключением «O→Х», крутящий момент Tm1 от ЭДГ1 переключается из ненулевого состояния в нулевое состояние. Таким образом, количество управляемых объектов, подлежащих переключению, составляет четыре, то есть, C1, В1, CS и Tm1, так что в строке «сумма» на фиг. 14 показано «4». Элемент «СИНХРОНИЗАЦИЯ» на фиг. 14 показывает «НЕ РАЗРЕШЕНО». То есть, в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости до переключения не допускается синхронизация передаточного отношения в системе передачи мощности (передаточное отношение между скоростью вращения водила CA1 коробки передач 40 и скоростью вращения ведомой шестерни R2 дифференциала 50) с передаточным отношением в системе передачи мощности в параллельном режиме на высокой скорости после заранее выполненного изменения. Это обусловлено тем, что поскольку передаточное отношение в системе передачи мощности в параллельном режиме на высокой скорости после изменения не попадает в рамки диапазона переключений передаточного отношения в системе передачи мощности в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости до переключения (см. фиг. 15 и фиг. 16 (описаны далее)).
[0135] Переключение, возникающие из-за другого переключения, такое же, как показано на фиг. 14, поэтому подробное его описание будет опущено.
[0136] Среди комбинаций по изменению режима управления, приведенных на фиг. 14, при переключениях, выделенных контурами из пунктирных линий на фиг. 14, то есть, переключение между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости (переключение между (В) и (е) и переключение между (Е) и (b) на фиг. 14), и переключение между последовательно-параллельным режимом на высокой скорости и параллельным режимом на низкой скорости (переключение между (D) и (с) и переключение между (С) и (d) на фиг. 14), количество управляемых объектов, задействованных для переключения, больше, чем при других изменениях, и равно четырем, при этом «СИНХРОНИЗАЦИЯ» не допускается. Это происходит потому, что требуется не только переключение режима работы привода между последовательно-параллельным режимом и параллельным режимом, но также переключение ступени скорости между ступенью низкой скорости (муфта сцепления C1 включена, а тормоз В1 выключен) и ступенью высокой скорости (тормоз В1 включен, а муфта сцепления C1 выключена) в коробке передач 40.
[0137] Таким образом, при переключении между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости и переключении между последовательно-параллельный режимом на высокой скорости и параллельным режимом на низкой скорости не допускается не только синхронизация до переключения режима управления, но также переключение режима работы привода и переключение ступени скорости, так что имеется много объектов, которые должны управляться одновременно, и это вызывает обеспокоенность, что управление становится сложным.
[0138] С учетом такого неудобства, когда требуется переключение между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости, или когда требуется переключение между последовательно-параллельным режимом на высокой скорости и параллельным режимом на низкой скорости (то есть, когда требуется и переключение режима работы привода и переключение ступени скорости), контроллер 100 в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения выборочно выполняет одно из следующего: первого переключения управления и второго переключения управление. При первом переключении управления, режим работы привода и ступени скорости переключают через последовательный режим. При втором переключении управления, минуя последовательный режим, выполняют переключение одного из: режима работы привода и ступени скорости, а затем переключение другого из: режима работы привода и ступени скорости.
[0139] При первом переключении управления, поскольку режим работы привода и ступени скорости переключаются через последовательный режим, количество одновременно управляемых объектов уменьшается и управление упрощается по сравнению со случаем, когда режим работы привода и ступени скорости переключают одновременно (в том случае, когда режим управления напрямую переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости).
[0140] На фиг. 15 показано изменение передаточного отношения в системе передачи мощности в случае, когда переключение между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости выполняется с применением первого переключения управления. Передаточное отношение в системе передачи мощности представляет собой передаточное отношение между скоростью вращения водила CA1 коробки передач 40 и скоростью вращения ведомой шестерни R2 дифференциала 50, как описано выше. На фиг. 15 ось абсцисс представляет собой передаточное отношение в системе передачи мощности.
[0141] На фиг. 15, прямоугольная область (А) указывает на переключаемый диапазон передаточного отношения в системе передачи мощности в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости, прямоугольная область (В) указывает на переключаемый диапазон передаточного отношения в системе передачи мощности в последовательном режиме, а прямоугольная область (С) указывает на переключаемый диапазон передаточного отношения в системе передачи мощности в последовательно-параллельном режиме на высокой скорости.
[0142] На фиг. 15 прямоугольная область (D) указывает на первое передаточное отношение (далее, именуемое также синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на низкой скорости, а прямоугольная область (Е) указывает на второе передаточное отношение (далее именуемое также синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на высокой скорости. Как первое передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на низкой скорости), так и второе передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на высокой скорости) представляет собой фиксированное значение, которое заранее записывается на внутреннюю память контроллера 100.
[0143] Как показано на фиг. 15, переключаемый диапазон передаточного отношения в системе передачи мощности в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости включает в себя первое передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на низкой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на низкой скорости, однако не включает в себя второе передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на высокой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на высокой скорости. Аналогичным образом, переключаемый диапазон передаточного отношения в системе передачи мощности в последовательно-параллельном режиме на высокой скорости включает в себя второе передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на высокой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на высокой скорости, однако не включает в себя первое передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на низкой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на низкой скорости. С другой стороны, переключаемый диапазон передаточного отношения в последовательном режиме включает в себя, как первое передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на низкой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на низкой скорости, так и второе передаточное отношение (синхронизированное передаточное отношение на высокой скорости) в системе передачи мощности в параллельном режиме на высокой скорости.
[0144] Например, предполагается, что текущий режим управления представляет собой последовательно-параллельный режим на низкой скорости, а текущее передаточное отношение в системе передачи мощности составляет А(0), которое снижает скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости. Когда выдана команда на переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости, в этом случае контроллер 100 меняет режим управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с применением первого переключения управления.
[0145] При первом переключении управления передаточное отношение системы передачи мощности изменяется по ходу, обозначенному сплошной стрелкой на фиг. 15. В частности, контроллер 100 последовательно выполняет следующую операцию.
[0146] Первоначально контроллер 100 синхронизирует передаточное отношение в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости. Эта операция реализуется путем выполнения управления с обратной связью крутящим моментом Tm1 от ЭДГ1 так, что скорость вращения первого ЭДГ 20 синхронизируется с оборотами двигателя 10.
[0147] После того, как передаточное отношение в системе передачи мощности синхронизируется с синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости, контроллер 100 переключает режим работы привода в последовательный режим. Количество объектов, которыми управляют одновременно при таком переключении, составляет три, то есть, C1, Cs и Tm1, как показано в комбинации (В) и (а) на фиг. 14, и меньше четырех.
[0148] После того, как режим работы привода переключают в последовательный режим, контроллер 100 синхронизирует передаточное отношение в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости. Эта операция реализуется путем выполнения управления с обратной связью крутящим моментом Tm1 от ЭДГ1, при этом скорость вращения центральной шестерни S1 коробки передач 40 равна нулю.
[0149] После того, как передаточное отношение в системе передачи мощности синхронизировано с синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, контроллер 100 переключает режим работы привода в параллельный режим, а ступени скорости коробки передач 40 переключает на ступень высокой скорости Hi. При этом количество одновременно управляемых объектов при таком переключении составляет два, то есть, В1 и Tm1, как показано в комбинации (А) и (е) на фиг. 14, и меньше четырех.
[0150] Таким образом, когда режим управления переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с помощью первого переключения управления, количество одновременно управляемых объектов составляет меньше четырех, что составляет количество одновременно управляемых объектов в случае, когда режим управления напрямую переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости, что упрощает управление.
[0151] Когда режим управления переключают из (С) последовательно-параллельного режима на высокой скорости в (d) параллельный режим на низкой скорости, из (D) параллельного режима на низкой скорости в (с) последовательно-параллельный режим на высокой скорости или из (Е) параллельного режима на высокой скорости в (b) последовательно-параллельный режим на низкой скорости с помощью также первого переключения управления, количество одновременно управляемых объектов составляет меньше четырех, что упрощает управление.
[0152] Первое переключение управления включает в себя процесс синхронизации передаточного отношения в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости (далее именуемым первым элементом управления синхронизацией) и процесс синхронизации передаточного отношения в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости (далее именуемым вторым элементом управления синхронизацией). Таким образом, можно предотвратить возникновение перегрузки из-за переключения, как в режиме работы привода, так и при включении ступени скорости. Исходя из этого, можно плавно переключать режим работы привода и ступень скорости.
[0153] В примере, приведенном на фиг. 15, так как текущее передаточное отношение А(0) в системе передачи мощности снижает скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости, то направление, в котором передаточное отношение в системе передачи мощности переключается через первый элемент управления синхронизацией, и направление, в котором передаточное отношение в системе передачи мощности переключается через второй элемент управления синхронизацией, оба относятся к направлению увеличения оборотов.
[0154] Однако, когда текущее передаточное отношение А(0) в системе передачи мощности попадает между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, направление, в котором передаточное отношение в системе передачи мощности переключается через первый элемент управления синхронизацией, и направление, в котором передаточное отношение в системе передачи мощности переключается через второй элемент управления синхронизацией, представляют собой противоположные направления. То есть, поскольку передаточное отношение в системе передачи мощности переключается не только в направлении уменьшения скорости, но также переключается и в направлении увеличения скорости в момент первого переключения управления, обеспокоенность вызывает то, что обороты двигателя 10 увеличиваются или уменьшаются, в результате, пользователь испытывает ощущение постороннего воздействия.
[0155] Когда прогнозируется, что передаточное отношение в системе передачи мощности переключается как в направлении уменьшения оборотов, так и в направлении увеличения оборотов, если контроллер 100 выполняет первое переключение управления, то есть, когда фактическое значение передаточного отношения в системе передачи мощности до переключения (или целевое значение передаточного отношения после переключения) попадает между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, контроллер 100 выполняет не первое переключение управления, а второе переключение управления.
[0156] На фиг. 16 показано изменение передаточного отношения в системе передачи мощности в случае, когда переключение между последовательно параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости выполняют с использованием второго переключения управления. Ось абсцисс и прямоугольные области от (А) до (Е) на фиг. 16 аналогичны тем, которые приведены на фиг. 15, поэтому их подробное описание будет опущено.
[0157] Например, предполагается, что текущий режим управления представляет собой последовательно-параллельный режим на низкой скорости, а текущее передаточное отношение попадает А(1) между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости. В этом случае, если режим управления переключают в параллельный режим на высокой скорости с помощью первого переключения управления, то направление, в котором передаточное отношение в системе передачи мощности переключают в результате первого управления синхронизацией (направление уменьшения оборотов), и направление, в котором передаточное отношение в системе передачи мощности переключают в результате второго управления синхронизацией (направление увеличения оборотов), противоположны друг другу, как показано чередующимися длинными и короткими пунктирными линиями на фиг. 16. То есть, если контроллер 100 выполняет первое переключение управления, при этом передаточное отношение в системе передачи мощности переключается как в направлении уменьшения оборотов, так и в направлении увеличения оборотов в момент первого переключения управления, то пользователь испытывает ощущение постороннего воздействия.
[0158] Контроллер 100 переключает режим управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с помощью второго переключения управления.
[0159] При втором переключении управления, передаточное отношение в системе передачи мощности переключается по ходу, обозначенному сплошной стрелкой на фиг. 16. В частности, контроллер 100 последовательно выполняет следующий процесс.
[0160] Сначала контроллер 100 переключает ступени скорости коробки передач 40 из ступени низкой скорости Lo на ступень высокой скорости Hi. То есть, контроллер 100 переключает режим управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в последовательно-параллельный режим на высокой скорости. При этом количество одновременно управляемых объектов при таком переключении, составляет три, то есть, C1, В1 и Tm1, как показано в комбинации (В) и (с) на фиг. 14, и меньше четырех.
[0161] После того, как ступени скорости коробки передач 40 переключают из ступени низкой скорости Lo на ступень высокой скорости Hi, контроллер 100 переключает режим работы привода из последовательно-параллельного режима в параллельный режим. То есть контроллер 100 переключает режим управления из последовательно-параллельного режима на высокой скорости в параллельный режим на высокой скорости. При этом количество одновременно управляемых объектов при таком переключении составляет два, то есть, CS и Tm1, как показано в комбинации (С) и (е) на фиг. 14, и меньше четырех.
[0162] Таким образом, когда режим управления переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости также с применением второго переключения управления, количество одновременно управляемых объектов составляет меньше четырех, что представляет собой количество одновременно управляемых объектов в случае, когда режим управления непосредственно переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости, таким образом, управление упрощается.
[0163] Когда режим управления переключают из (С) последовательно-параллельного режима на высокой скорости в (d) параллельный режим на низкой скорости, из (D) параллельного режима на низкой скорости в (с) последовательно-параллельный режим на высокой скорости, или из (Е) параллельного режима на высокой скорости в (b) последовательно-параллельный режим на низкой скорости также с применением второго переключения управления, количество одновременно управляемых объектов составляет меньше четырех, таким образом, управление упрощается.
[0164] Таким образом, при втором переключении управления, минуя последовательный режим, выполняется переключение в одно из следующего: режим работы привода и ступень скорости, а затем выполняется переключение в другое из следующего: режим работы привода и ступень скорости. Поэтому, как показано на фиг. 16, можно упростить управление, избегая при этом переключения передаточного отношения, как в направлении уменьшения оборотов, так и в направлении увеличения оборотов.
[0165] На фиг. 17 представлена первая блок-схема, которая показывает последовательность операций, выполняемых контроллером 100 в момент, когда режим управления переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости.
[0166] На этапе (далее этап сокращенно обозначается аббревиатурой «S») 10, контроллер 100 определяет, выдана ли команда на переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости. Контроллер 100 определяет, выдана ли команда на переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости на основе скорости транспортного средства, нагрузки на транспортное средство и карт, приведенных на фиг. 12 и фиг. 13. Когда выдана команда на переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости (ДА на этапе S10), процесс переходит к этапу S11. В противном случае, (НЕТ на этапе S10), процесс завершается.
[0167] На этапе S11 контроллер 100 определяет, увеличивает ли текущее передаточное отношение (фактическое значение передаточного отношения в системе передачи мощности) скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости. Контроллер 100, например, вычисляет текущее передаточное отношение на основе скорости вращения двигателя 10 и скорости вращения ведомой шестерни R2 дифференциала 50. Когда текущее передаточное отношение увеличивает скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости (ДА на этапе S11), то есть, когда текущее передаточное отношение попадает между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, процесс переходит к этапу S12. Когда текущее передаточное отношение не увеличивает скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости (НЕТ на этапе S11), то есть, когда текущее передаточное отношение не попадает между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, процесс переходит к этапу S13.
[0168] На этапе S12 контроллер 100 меняет режим управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с помощью второго переключения управления. То есть, контроллер 100 переключает ступень скорости коробки передач 40 из ступени низкой скорости Lo на ступень высокой скорости Hi, а затем переключает режим работы привода из последовательно-параллельного режима в параллельный режим.
[0169] На этапе S13 контроллер 100 меняет режим управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с помощью первого переключения управления. То есть, контроллер 100 изменяет режим управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости через последовательный режим. В частности, контроллер 100 синхронизирует передаточное отношение в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости, затем переключает режим работы привода в последовательный режим, после этого, синхронизирует передаточное отношение в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости в последовательном режиме, а затем переключает режим управления в параллельный режим на высокой скорости.
[0170] На фиг. 18 представлена блок-схема, которая показывает последовательность операций, выполняемых контроллером 100 в момент, когда режим управления переключают из параллельного режима на высокой скорости в последовательно-параллельный режим на низкой скорости.
[0171] На этапе S20 контроллер 100 определяет, выдана ли команда на переключение режима управления в последовательно-параллельный режим на низкой скорости. Контроллер 100 определяет, выдана ли команда на переключение режима управления в последовательно-параллельный режим на низкой скорости на основе скорости транспортного средства, нагрузки на транспортное средство и карт, приведенных на фиг. 12 и фиг. 13. Когда выдана команда на переключение режима управления в последовательно-параллельный режим на низкой скорости (ДА на этапе S20), процесс переходит к этапу S21. В противном случае (НЕТ на этапе S20), процесс завершается.
[0172] На этапе S21 контроллер 100 определяет, увеличивает ли целевое передаточное отношение (целевое значение передаточного отношения в системе передачи мощности) скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости. Контроллер 100, например, определяет целевое передаточное отношение на основе режима передвижения транспортного средства 1 и режима управления после переключения. Когда целевое передаточное отношение увеличивает скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости (ДА на этапе S21), то есть, когда текущее передаточное отношение попадает между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, процесс переходит к этапу S22. Когда текущее передаточное отношение не увеличивает скорость относительно синхронизированного передаточного отношения на низкой скорости (НЕТ на этапе S21), то есть, когда текущее передаточное отношение не попадает между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости, процесс переходит к этапу S23.
[0173] На этапе S22 контроллер 100 переключает режим управления из параллельного режима на высокой скорости в последовательно-параллельный режим на низкой скорости с помощью второго переключения управления. То есть, контроллер 100 переключает режим работы привода из параллельного режима в последовательно-параллельный режим, а затем переключает ступени скорости коробки передач 40 из ступени высокой скорости Hi на ступень низкой скорости Lo, минуя последовательный режим.
[0174] На этапе S23 контроллер 100 переключает режим управления из параллельного режима на высокой скорости в последовательно-параллельный режим на низкой скорости с помощью первого переключения управления. То есть, контроллер 100 переключает режим управления из параллельного режима на высокой скорости в последовательно-параллельный режим на низкой скорости через последовательный режим. В частности, контроллер 100 переключает режим работы привода из параллельного режима в последовательный режим, синхронизирует передаточное отношение в системе передачи мощности с синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости в последовательном режиме, затем переключает режим управления в последовательно-параллельный режим на низкой скорости, после этого управляет крутящим моментом первого ЭДГ так, что при этом передаточное отношение в системе передачи мощности становится целевым передаточным отношением в последовательно-параллельном режиме на низкой скорости.
[0175] На фиг. 19 представлена диаграмма, которая показывает пример изменений по времени в работе вращающихся элементов и крутящем моменте на выходе каждого источника мощности в случае, когда режим управления переключают из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости с использованием первого переключения управления (через последовательный режим). На фиг. 19, для удобства описания, принято, что величина работы акселератора является постоянной.
[0176] В верхней части на фиг. 19 представлена временная диаграмма, которая показывает изменения по времени скоростей вращения вращающихся элементов (вращающегося вала первого ЭДГ 20, выходного вала двигателя 10 и вращающегося вала второго ЭДГ 30). На верхней диаграмме на фиг. 19 ось ординат обозначает скорость вращения, а ось абсцисс обозначает время.
[0177] Средняя диаграмма на фиг. 19 представляет собой временную диаграмму, которая показывает изменения по времени в гидравлических давлениях, которые соответственно поступают на элементы зацепления (муфту сцепления C1, тормоз В1 и муфту сцепления CS). На средней диаграмме на фиг. 19 ось ординат обозначает гидравлическое давление, а ось абсцисс обозначает время.
[0178] Нижняя диаграмма на фиг. 19 представляет собой временную диаграмму, которая показывает изменения по времени крутящего момента на выходе источников мощности (двигателя 10, первого ЭДГ 20 и второго ЭДГ 30). На нижней диаграмме на фиг. 19 ось ординат обозначает крутящий момент, а ось абсцисс обозначает время.
[0179] Когда в момент времени t1 подается команда на переключение режима управления из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в параллельный режим на высокой скорости, переключение из последовательно-параллельного режима на низкой скорости в последовательный режим начинается в момент времени t2. В этот момент скорость вращения двигателя 10 уменьшается в результате повышения крутящего момента первого ЭДГ (отрицательный крутящий момент) в отрицательном направлении. Инерционный крутящий момент ведущих колес 90 выключается в результате уменьшения оборотов двигателя 10, при этом крутящий момент второго ЭДГ уменьшается. В результате уменьшения оборотов двигателя 10 передаточное отношение меняется так, чтобы приблизиться к синхронизированному передаточному отношению на низкой скорости.
[0180] Крутящий момент первого ЭДГ уменьшается в положительном направлении в тот момент времени, при котором передаточное отношение синхронизировано с синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости в момент времени t3, и поддерживается синхронное состояние. В этот момент гидравлическое давление, которое подается в муфту сцепления C1, падает, при этом муфта сцепления C1 устанавливается в режим расцепления, а гидравлическое давление, которое подается в муфту сцепления CS, возрастает, при этом муфта сцепления CS устанавливается в режим зацепления.
[0181] Гидравлическое давление муфты сцепления CS возрастает до верхнего предельного значения в момент времени t4, таким образом, завершая переключение режима работы привода в последовательный режим. Когда переключение режима работы привода в последовательный режим завершается, запускается переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости. Когда запускается переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости, скорость вращения двигателя 10 еще больше уменьшается при увеличении отрицательного крутящего момента от первого ЭДГ 20 в отрицательном направлении. Таким образом, передаточное отношение переключается с тем, чтобы приблизиться к синхронизированному передаточному отношению на высокой скорости. В этот момент, поскольку выходной вал двигателя 10 отсоединен от ведущих колес 90, никакого разрыва инерционного крутящего момента не происходит.
[0182] Отрицательный крутящий момент первого ЭДГ 20 уменьшается в положительном направлении в момент синхронизации, при котором передаточное отношение синхронизируется с синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости в момент времени t5 так, что поддерживается синхронное состояние. В этот момент гидравлическое давление, которое подается на тормоз В1, возрастает, при этом тормоз В1 устанавливается в режим включения. В момент времени t6 переключение режима управления в параллельный режим на высокой скорости завершается.
[0183] Как описано выше, с гибридным транспортным средством, согласно настоящему варианту осуществления изобретения, когда выдана команда на переключение режима управления между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости, или когда выдана команда на переключение режима управления между последовательно-параллельным режимом на высокой скорости и параллельным режимом на низкой скорости (то есть, когда выдана команда на переключение как режима работы привода, так и ступени скорости коробки передач 40), и первое переключение управления, и второе переключение управление выполняется выборочно. При первом переключении управления режим работы привода и ступени скорости переключаются через последовательный режим. При втором переключении управления переключение выполняется в одно из следующего: режим работы привода и ступень скорости коробки передач 40, а затем выполняется переключение в другое из следующего: режим работы привода и ступень скорости, минуя последовательный режим. Таким образом, по сравнению со случаем, когда режим работы привода и ступень скорости коробки передач 40 переключаются одновременно, предотвращается увеличение одновременно управляемых элементов, таким образом, можно упростить управление переключением скоростей. Кроме того, можно соответствующим образом выбрать одно из следующего: первого переключения управления, которое проходит через последовательный режим, второго переключения управления, которое минует последовательный режим в ответ на режим работы транспортного средства.
Альтернативные варианты осуществления изобретения
[0184] Описанный выше вариант осуществления изобретения может быть, например, модифицирован в следующие альтернативные варианты осуществления.
[0185] (1) В настоящем варианте осуществления изобретения преимущественно описан случай, когда режим управления меняется между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости.
[0186] Однако, когда режим управления изменяют между последовательно-параллельным режимом на высокой скорости и параллельным режимом на низкой скорости, предотвращается увеличение количества одновременно управляемых элементов за счет выборочного выполнения одного из следующего: первого переключения управления и второго переключения управления, так что можно упростить управление переключением скоростей. Изменение режима управления между последовательно-параллельным режимом на высокой скорости и параллельным режимом на низкой скорости аналогично изменению режима управления между последовательно-параллельным режимом на низкой скорости и параллельным режимом на высокой скорости, за исключением того, что комбинации режимов включения муфты сцепления C1 и тормоза В1, а также синхронизируемых передаточных отношений являются разными, поэтому их подробное описание будет опущено.
[0187] (2) В настоящем варианте осуществления изобретения описан случай, когда определяется, изменен ли режим управления от использования первого переключения управления или изменен от использования второго переключения управления в ответ на то, попадает ли фактическое значение передаточного отношения в системе передачи мощности до переключения (или целевое значение передаточного отношения в системе передачи мощности после переключения) между синхронизированным передаточным отношением на низкой скорости и синхронизированным передаточным отношением на высокой скорости. Тем не менее, условие определения того, изменяется ли режим управления от использования первого переключения управления или изменяется от использования второго переключения управления, не ограничивается описанным выше условием.
[0188] (2-1) Например, когда нагрузка на транспортное средство выше порогового уровня, который устанавливается на основе потери тепла, контроллер 100 может менять режим управления с использованием первого переключения управления. При изменении режима управления с использованием первого переключения управления по сравнению с изменением режима управления с использованием второго переключения управления существует большее число контуров, через которые проходит ток под воздействием, например, сопровождаемой синхронизации управления с использованием крутящего момента первого ЭДГ, таким образом, потери тепла возрастают. С другой стороны, при изменении режима управления от использования второго переключения управления происходит механическая потеря тепла за счет пробуксовки элементов сцепления. Механическая потеря тепла стремится к возрастанию по мере увеличения нагрузки на транспортное средство. Поэтому за счет установки порогового уровня, сравнимого с нагрузкой на транспортное средство, на значение, при котором механические потери тепла больше, чем электрические потери тепла, можно предотвратить рост потерь тепла в момент изменения режима управления.
[0189] На фиг. 20 представлен пример карты для определения того, режим управления меняется от использования первого переключения управления или второго переключения управления в ответ на то, выше или нет нагрузка на транспортное средство, чем пороговый уровень, который установлен на основе потерь тепла. На фиг. 20 ось ординат обозначает нагрузку на транспортное средство, а ось абсцисс обозначает скорость транспортного средства. Пороговый уровень, который линейно меняется со скоростью транспортного средства, установлен на фиг. 20. Пороговый уровень, приведенный на фиг. 20, представляет собой один из примеров, но не ограничивается значением, которое линейно изменяется. Пороговый уровень может быть, например, значением, которое изменяется нелинейно. Как показано на фиг. 20, пороговый уровень установлен так, чтобы уменьшаться по мере увеличения скорости транспортного средства.
[0190] Контроллер 100 может вычислять пороговый уровень, соответствующий скорости движения транспортного средства, через ввод карты, приведенной на фиг. 20, может изменять режим управления с использованием первого переключения управления, когда нагрузка на транспортное средство превышает пороговый уровень, а также может изменять режим управления с использованием второго переключения управления, когда нагрузка на транспортное средство ниже, чем пороговый уровень.
[0191] (2-2) В качестве альтернативного варианта контроллер 100 может менять режим управления с использованием второго переключения управления, когда выбирается режим, например, спортивный режим, который нужен пользователю. Изменение режима управления с использованием первого переключения управления требует синхронизации передаточного отношения и изменения режимов включения элементов сцепления последовательно, так чтобы время от начала до окончания изменения было продолжительным по сравнению с изменением режима управления от использования второго переключения управления. Поэтому когда пользователем выбран режим, например, спортивный режим, можно быстро изменить режим управления путем переключения режима управления с использованием второго переключения управления. Следовательно, можно предотвратить ухудшение характеристик приводного усилия.
[0192] (2-3) В качестве альтернативного варианта контроллер 100 может менять режим управления с использованием первого переключения управления, когда выбран режим, например, комфортный режим, при котором пользователь выбирает относительно спокойное передвижение транспортного средства. Изменение режима управления с использованием второго переключения управления меняет режим управления, вызывая пробуксовку зацепляемых элементов при управлении гидравликой по сравнению с изменением режима управления с использованием первого переключения управления, что вызывает тряску транспортного средства и т.п. Поэтому если выбрать такой режим, например, как комфортный режим, можно подавить возникновение вибраций и т.п., за счет изменения режима управления с использованием первого переключения управления.
[0193] (2-4) В качестве альтернативного варианта контроллер 100 может изменять режим управления с использованием первого переключения управления, когда температура масла ниже, чем пороговый уровень. Когда в качестве зацепляемых элементов используются гидравлические многодисковые муфты сцепления, управляемость может ухудшиться под воздействием низкотемпературной окружающей среды. Поэтому вибрации и т.п. могут возникать в транспортном средстве, когда зацепляемые элементы вынужденно пробуксовывают. Таким образом, когда температура масла ниже, чем пороговый уровень, то есть, находится в диапазоне температур, при котором управляемость ухудшается, можно подавить возникновение вибраций и т.п. за счет изменения режима управления с использованием первого переключения управления.
[0194] (2-5) В качестве альтернативного варианта контроллер 100 может менять режим управления с использованием второго переключения управления, когда нагрузка на транспортное средство выше, чем пороговый уровень, который устанавливается на основании конкретного значения на выходе первого ЭДГ 20. Изменение режима управления с использованием первого переключения управления может быть больше на входе/выходе первого ЭДГ 20, чем при изменении режима управления с использованием второго переключения управления. Таким образом, когда нагрузка на транспортное средство представляет собой значение, превышающее значение на выходе первого ЭДГ 20, можно подавить работу первого ЭДГ 20 сверх значения на выходе за счет изменения режима управления с использованием второго переключения управления.
[0195] На фиг. 21 представлен пример карты для определения того, меняется ли режим управления от использования первого переключения управления или меняется от использования второго переключения управления в зависимости от того, имеет ли нагрузка на транспортное средство большее значение, чем пороговый уровень, который установлен на основании значения на выходе первого ЭДГ 20. На фиг. 21 ось ординат обозначает нагрузку на транспортное средство, а ось абсцисс обозначает скорость транспортного средства. Пороговый уровень, который линейно изменяется со скоростью транспортного средства, выставлен на фиг. 21. Пороговый уровень, приведенный на фиг. 21, представляет собой один из примеров и не ограничивается значением, которое меняется линейно. Пороговый уровень может быть, например, значением, которое меняется нелинейно. Как показано на фиг. 21, пороговый уровень выставлен так, чтобы снижаться по мере увеличения скорости транспортного средства.
[0196] Контроллер 100 может вычислять пороговый уровень, соответствующий скорости движения транспортного средства, через ввод карты, приведенной на фиг. 21, может изменять режим управления с использованием второго переключения управления, когда нагрузка на транспортное средство превышает пороговый уровень, а также может изменять режим управления с использованием первого переключения управления, когда нагрузка на транспортное средство ниже, чем пороговый уровень.
[0197] (2-6) В качестве альтернативного варианта, контроллер 100 может изменять режим управления с использованием второго переключения управления, когда температура первого ЭДГ 20 или температура инвертора, который приводит в действие первый ЭДГ 20, выше, чем пороговый уровень. В качестве альтернативного варианта, контроллер 100 может изменять режим управления с использованием первого переключения управления, когда температура, по меньшей мере, одного из следующих: муфты сцепления C1, тормоза В1 и муфты сцепления CS выше, чем пороговый уровень. При такой комплектации можно подавить высокую температуру устройства, которое применяется при изменении режима управления.
[0198] Описанный выше вариант осуществления изобретения и альтернативные варианты осуществления могут быть объединены друг с другом по мере необходимости.
[0199] Описанные выше варианты осуществления являются иллюстрирующими, а не ограничительными во всех отношениях. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не приведенным выше описанием. Объем изобретения призван охватить все модификации в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.