Система передачи мощности и способ управления системой передачи мощности

Изобретение относится к транспортным средствам. Система передачи мощности содержит картер раздаточной коробки с входным и выходным валом, планетарный зубчатый механизм с тремя вращательными элементами и механизм переключения между верхними и нижними передачами, избирательно соединяющий выходной вал с первым вращательным элементом и вторым вращательным элементом. Первый вращательный элемент соединен с входным валом и избирательно соединяется с выходным валом. Второй вращательный элемент избирательно соединяется с выходным валом. Третий вращательный элемент соединен с невращательным элементом. Также имеется электромотор, соединенный с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента, и электронный модуль управления частотой вращения электромотора. Когда транспортное средство остановлено, частота вращения входного вала равна нулю. Снижается уровень шума при переключениях. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 18 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к системе передачи мощности и к способу управления системой передачи мощности.

Уровень техники

Система передачи мощности, которая передает мощность из приводного источника на главные ведущие колеса и вспомогательные ведущие колеса, раскрыта в публикации не прошедшей экспертизу заявки на патент Япония №2008-87607 (JP 2008-87607 А). Система передачи мощности включает в себя входной вал, выходной вал, планетарный зубчатый механизм, включающий в себя первый вращательный элемент, второй вращательный элемент и третий вращательный элемент, и переключающую втулку и дополнительно включает в себя механизм переключения между верхними и нижними передачами. Входной вал принимает мощность из приводного источника. Выходной вал передает мощность на главные ведущие колеса и вспомогательные ведущие колеса. Первый вращательный элемент соединяется с входным залом и избирательно соединяется с выходным валом. Второй вращательный элемент избирательно соединяется с выходным валом. Третий вращательный элемент соединяется с невращательным элементом. Переключающая втулка избирательно соединяет выходной вал с первым вращательным элементом и вторым вращательным элементом. Механизм переключения между верхними и нижними передачами выполнен с возможностью переключать переключающую втулку между позицией верхней передачи, в которой выходной вал и первый вращательный элемент соединяются таким образом, что мощность передается между ними, и позицией нижней передачи, в которой выходной вал и второй вращательный элемент соединяются таким образом, что мощность передается между ними.

Сущность изобретения

В системе передачи мощности, как раскрыто в JP 2008-87607 А, в процессе переключения переключающей втулки между позицией верхней передачи, в которой выходной вал и первый вращательный элемент соединяются таким образом, что мощность передается между ними, и позицией нижней передачи, в которой выходной вал и вторичный вращательный элемент соединяются таким образом, что мощность передается между ними (во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами), переключающая втулка однократно переключается в позицию нейтрали, в которой переключающая втулка не соединяет выходной вал ни с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента, и затем переключается в позицию верхней передачи или в позицию нижней передачи. Следовательно, в системе передачи мощности, как раскрыто в JP 2008-87607 А, когда переключающая втулка однократно переводится в позицию нейтрали, в процессе переключения переключающей втулки между позицией верхней передачи и позицией нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, частота вращения входного вала, а именно, частоты вращения первого вращательного элемента и второго вращательного элемента увеличиваются с нуля, и после этого, первый вращательный элемент или второй вращательный элемент, вращающийся на увеличенной частоте вращения, соединяются с выходным валом, вращение которого прекращается в то время, когда транспортное средство остановлено, через зацепление с переключающей втулкой. Таким образом, в процессе переключения переключающей втулки между позицией верхней передачи и позицией нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено (во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами), необычный звук (скрипение шестерни) может формироваться из переключающей втулки.

Изобретение предоставляет систему передачи мощности и способ управления системой передачи мощности, которые предпочтительно подавляют необычный звук, сформированный из переключающей втулки во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено.

Первый аспект изобретения относится к системе передачи мощности. Система передачи мощности включает в себя картер раздаточной коробки, электромотор и электронный модуль управления. Картер раздаточной коробки включает в себя входной вал, выполненный с возможностью принимать мощность из приводного источника, выходной вал, выполненный с возможностью передавать мощность на главные ведущие колеса и вспомогательные ведущие колеса, планетарный зубчатый механизм, включающий в себя первый вращательный элемент, второй вращательный элемент и третий вращательный элемент, и механизм переключения между верхними и нижними передачами, включающий в себя переключающую втулку, которая избирательно соединяет выходной вал с первым вращательным элементом и вторым вращательным элементом. Первый вращательный элемент соединяется с входным валом и выполнен с возможностью избирательно соединяться с выходным валом. Второй вращательный элемент выполнен с возможностью избирательно соединяться с выходным валом. Третий вращательный элемент соединяется с невращательным элементом. Электромотор соединяется с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента. Электронный модуль управления выполнен с возможностью, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, управлять частотой вращения электромотора таким образом, что частота вращения входного вала становится равной нулю.

В первом аспекте, частота вращения электромотора управляется посредством электронного модуля управления таким образом, что частота вращения входного вала становится равной нулю, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, и предотвращается увеличение частоты вращения входного вала, а именно, частоты вращения первого вращательного элемента и второго вращательного элемента, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами. Следовательно, необычный звук, который должен формироваться из переключающей втулки, когда частота вращения входного вала увеличивается во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, предпочтительно подавляется.

В первом аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, когда механизм переключения между верхними и нижними, передачами выполняет операцию переключения в то время, когда транспортное средство движется, управлять частотой вращения электромотора во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами таким образом, что одна из частоты вращения первого вращательного элемента и частоты вращения второго вращательного элемента становится равной частоте вращения выходного вала.

При вышеуказанной конфигурации, механизм переключения между верхними и нижними передачами может выполнять операцию переключения даже в то время, когда транспортное средство движется, и необычный звук, сформированный из переключающей втулки во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство движется, предпочтительно подавляется.

В первом аспекте, механизм переключения между верхними и нижними передачами может быть выполнен с возможностью изменять частоту вращения входного вала и передавать вращение на выходной вал посредством операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами. Операция переключения может представлять собой операцию для того, чтобы переключать переключающую втулку между позицией верхней передачи и позицией нижней передачи посредством использования актуатора переключения передач. Позиция верхней передачи может представлять собой позицию, в которой переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне верхних передач, сформированными на первом вращательном элементе, и позиция нижней передачи может представлять собой позицию, в которой переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне нижних передач, сформированными на втором вращательном элементе.

При вышеуказанной конфигурации, необычный звук, сформированный, когда переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне верхних передач или зубьями шестерни на стороне нижних передач во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, предпочтительно подавляется.

В первом аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, когда переключающая втулка переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, управлять частотой вращения электромотора в то время как переключающая втулка находится в позиции нейтрали, в которой переключающая втулка не зацепляется ни с зубьями шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями шестерни на стороне нижних передач, таким образом, что частота вращения второго вращательного элемента становится равной частоте вращения выходного вала.

При вышеуказанной конфигурации, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать переключающую втулку из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, необычный звук, сформированный, когда переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне нижних передач, предпочтительно подавляется.

В первом аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, когда переключающая втулка переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется, управлять частотой вращения электромотора в то время, как переключающая втулка находится в позиции нейтрали, в которой переключающая втулка не зацепляется ни с зубьями шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями шестерни на стороне нижних передач, таким образом, что частота вращения первого вращательного элемента становится равной частоте вращения выходного вала.

При вышеуказанной конфигурации, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать переключающую втулку из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется, необычный звук, сформированный, когда переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне верхних передач, предпочтительно подавляется.

Второй аспект изобретения относится к способу управления системой передачи мощности. Система передачи мощности включает в себя картер раздаточной коробки, электромотор и электронный модуль управления. Картер раздаточной коробки включает в себя входной вал, выполненный с возможностью принимать мощность из приводного источника, выходной вал, выполненный с возможностью передавать мощность на главные ведущие колеса и вспомогательные ведущие колеса, планетарный зубчатый механизм, включающий в себя первый вращательный элемент, второй вращательный элемент и третий вращательный элемент, и механизм переключения между верхними и нижними передачами, включающий в себя переключающую втулку, которая избирательно соединяет выходной вал с первым вращательным элементом pi вторым вращательным элементом. Первый вращательный элемент соединяется с входным валом и выполнен с возможностью избирательно соединяться с выходным валом. Второй вращательный элемент выполнен с возможностью избирательно соединяться с выходным валом. Третий вращательный элемент соединяется с невращательным элементом. Электромотор соединяется с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента. Способ управления включает в себя переключение механизма переключения между верхними и нижними передачами посредством электронного модуля управления и управление частотой вращения электромотора посредством электронного модуля управления во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, таким образом, что частота вращения входного вала становится равной нулю.

Во втором аспекте, частота вращения электромотора управляется посредством электронного модуля управления таким образом, что частота вращения входного вала становится равной нулю, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, и предотвращается увеличение частоты вращения входного вала, а именно, частот вращения первого вращательного элемента и второго вращательного элемента, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами. Следовательно, необычный звук, который должен формироваться из переключающей втулки, когда частота вращения входного вала увеличивается во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, предпочтительно подавляется.

Краткое описание чертежей

Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления, изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим общую конфигурацию транспортного средства с приводом на четыре колеса;

Фиг. 2 является видом, иллюстрирующим конфигурацию картера раздаточной коробки, предоставленного в транспортном средстве с приводом на четыре колеса по фиг. 1;

Фиг. 3 является видом, иллюстрирующим конфигурацию механизма переключения между верхними и нижними передачами, предоставленного в картере раздаточной коробки по фиг. 2, и показывающим состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами, предоставленная в механизме переключения между верхними и нижними передачами, находится в позиции нижней передачи;

Фиг. 4 является видом, иллюстрирующим конфигурацию механизма переключения между верхними и нижними передачами, предоставленного в картере раздаточной коробки по фиг. 2, и показывающим состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами, предоставленная в механизме переключения между верхними и нижними передачами, находится в позиции нейтрали;

Фиг. 5 является видом, иллюстрирующим конфигурацию механизма переключения между верхними и нижними передачами, предоставленного в картере раздаточной коробки по фиг. 2, и показывающим состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами, предоставленная в механизме переключения между верхними, it нижними передачами, находится в позиции верхней передачи;

Фиг. 6 является функциональной блок-схемой, иллюстрирующей главную часть функций управления, включенных в электронный модуль управления, предоставленный в транспортном средстве с приводом на четыре колеса, по фиг. 1;

Фиг. 7А является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывающей случай, когда электромотор находится в состоянии отсутствия приведения в действие, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 7В является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывающей случай, когда электромотор находится в состоянии отсутствия приведения в действие, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 7С является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывакщей случай, когда электромотор находится в состоянии отсутствия приведения в действие, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 7D является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывающей случай, когда электромотор находится в состоянии отсутствия приведения в действие, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 8А является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывающей случай, когда электромотор управляется посредством контроллера электромотора электронного модуля управления, показанного на фиг. 6, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 8В является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывающей случай, когда электромотор управляется посредством контроллера электромотора электронного модуля управления, показанного на фиг. 6, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 8С является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено, и показывающей случай, когда электромотор управляется посредством контроллера электромотора электронного модуля управления, показанного на фиг. 6, когда, втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи;

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей главную часть операции управления электронного модуля управления по фиг. 6, чтобы ограничивать увеличение частоты вращения входного вала, во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку для переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено;

Фиг. 10 является видом, иллюстрирующим систему передачи мощности согласно второму варианту осуществления изобретения, и также является функциональной блок-схемой, иллюстрирующей главную часть функций управления, включенных в электронный модуль управления, предоставленный в системе передачи мощности;

Фиг. 11А является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, и муфта для позиции верхней передачи зацепляется;

Фиг. 11В является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали;

Фиг. 12А является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали;

Фиг. 12В является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи, и муфта для позиции нижней передачи зацепляется;

Фиг. 13А является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи, и муфта для позиции нижней передачи зацепляется;

Фиг. 13В является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали;

Фиг. 14А является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние/ в котором втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали;

Фиг. 14В является номограммой, показывающей состояние во время, когда втулка для переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется, и показывающей состояние, в котором) втулка для переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, и муфта для позиции верхней передачи зацепляется;

Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей один пример операции управления для управления переключением механизма переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку для переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено или транспортное средство движется, в электронном модуле управления по фиг. 10;

Фиг. 16 является видом, иллюстрирующим систему передачи мощности согласно третьему варианту осуществления изобретения;

Фиг. 17 является видом, иллюстрирующим систему передачи мощности согласно четвертому варианту осуществления изобретения; и

Фиг. 18 является видом, показывающим систему передачи мощности согласно пятому варианту осуществления изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Ниже подробно описывается первый вариант осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Фиг. 1 показывает общую конфигурацию транспортного средства 10, к которому применяется изобретение, и также показывает главную часть системы, управления для различных видов управления, выполняемых в транспортном средстве 10. На фиг. 1, транспортное средство 10 включает в себя двигатель 12 в качестве приводного источника, правое и левое передние колеса 14R, 14L (которые называются "передними колесами 14", когда они конкретно не различаются между собой), правое и левое задние колеса 16R, 16L (которые называются "задними колесами 16", когда они конкретно не различаются между собой), систему 18 передачи мощности, которая передает мощность из двигателя 12 на передние колеса 14 и задние колеса 16, и т.д. Задние колеса 16 представляют собой главные ведущие колеса, которые служат в качестве ведущих колес, когда транспортное средство 10 движется в режиме с приводом на два колеса (2WD) и в режиме с приводом на четыре колеса (4WD). Передние колеса 14 представляют собой вспомогательные ведущие колеса, которые служат в качестве ведомых колес, когда транспортное средство 10 движется в 2WD-режиме, и служат в качестве ведущих колес, когда транспортное средство 10 движется в 4WD-режиме. Транспортное средство 10 представляет собой транспортное средство с приводом на четыре колеса на основе транспортного средства с передним расположением, двигателя и задним приводом (FR).

Как показано на фиг. 1, система 18 передачи мощности включает в себя автоматическую трансмиссию 20, соединенную с двигателем 12, картер 22 раздаточной коробки, соединенный с автоматической трансмиссией 20, передний карданный вал 2 4 и задний карданный вал 2 6, соответственно, соединенные с картером 22 раздаточной коробки, передний межколесный дифференциальный зубчатый механизм 28, соединенный с передним карданным валом 24, и задний межколесный дифференциальный зубчатый механизм 30, соединенный с задним карданным валом 26. Система 18 передачи мощности также включает в себя оси 32R, 32L правого и левого передних колес (которые называются "осями 32 передних колес", когда они не различаются между собой), соединенные с передним межколесным дифференциальным зубчатым механизмом 28, оси 34R, 34L правого и левого задних колес (которые называются "осями 34 задних колес", когда они не различаются между собой), соединенные с задним межколесным дифференциальным зубчатым механизмом 30, и т.д. В системе 18 передачи мощности, сконструированной таким образом, мощность двигателя 12, передаваемая в картер 22 раздаточной коробки через автоматическую трансмиссию 20, передается из картера 22 раздаточной коробки на задние колеса 16, через тракт передачи мощности на стороне задних колес 16, а именно, проходит через задний карданный вал 2 6, задний межколесный дифференциальный зубчатый механизм 30, оси 34 задних колес и т.д. в этом порядке. Кроме того, часть мощности двигателя 12, передаваемой в сторону задних колес 16, распределена в сторону передних колес 14 в картере 22 раздаточной коробки и передается на передние колеса 14, через тракт передачи мощности на стороне передних колес 14, а именно, проходит через передний карданный вал 24, передний межколесный дифференциальный зубчатый механизм 28, оси 32 передних колес и т.д. в этом порядке.

Автоматическая трансмиссия 20 представляет собой многоскоростную автоматическую трансмиссию, включающую в себя два или более планетарных зубчатых механизма и фрикционные зацепляющие устройства (например, многодисковые мокрые муфты и тормоза). Автоматическая трансмиссия 20 размещается в выбранной одной из позиций передачи посредством избирательного зацепления фрикционных зацепляющих устройств.

Фиг. 2 показывает общую конфигурацию картера 22 раздаточной коробки. Как показано на фиг. 2, картер 22 раздаточной коробки включает в себя кожух 22а раздаточной коробки в качестве невращательного элемента. Картер 22 раздаточной коробки включает в себя входной вал 36, выполненный с возможностью принимать мощность из двигателя 12, выходной вал 38, который передает мощность на передние колеса 14 и задние колеса 16, механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами, механизм 42 распределения мощности и т.д. Механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами изменяет частоту вращения входного вала 36 и передает результирующее вращение на выходной вал 38. Механизм 42 распределения мощности распределяет мощность, передаваемую на выходной вал 38, на передний карданный вал 24, а именно, на передние колеса 14. Входной вал 36 соединяется как единое целое с выходным валом (не показан) автоматической трансмиссии 20, и выходной вал 38 соединяется как единое целое с задним карданным валом 26.

Как показано на фиг. 2, механизм 42 распределения мощности включает в себя ведущую шестерню 44 в форме звездочки, ведомую шестерню 46 в форме звездочки, цепочку 48 с приводом на передние колеса, обмотанную вокруг ведущей шестерни 44 и ведомой шестерни 46, и кулачковую муфту 50, которая как единое целое соединяет выходной вал 38 с ведущей шестерней 44. Ведущая шестерня 44 поддерживается таким образом, что она может поворачиваться вокруг оси вращения выходного вала 38, которая обозначается как первая ось С1 вращения. Ведомая шестерня 46 поддерживается таким образом, что она может поворачиваться вокруг второй оси С2 вращения, параллельной первой оси С1 вращения. Ось вращения входного вала 36 совпадает с первой осью С1 вращения. Ведомая шестерня 46 формируется как единое целое с выходным валом 52 на стороне передних колес, который поворачивается вокруг второй оси С2 вращения, и выходной вал 52 на стороне передних колес соединяется как единое целое с передним карданным валом 24.

Кулачковая муфта 50 выполнена с возможностью избирательно соединять и отсоединять задний карданный вал 26, соединенный с выходным валом 38, в/от переднего карданного вала 24, соединенного с выходным валом. 52 на стороне передних колес. А именно, кулачковая муфта 50 выполнена с возможностью избирательно переключать транспортное средство 10 между движением с приводом на два колеса и движением с приводом на четыре колеса. Как показано на фиг. 2, кулачковая муфта 50 включает в себя первые зубья 54 муфты, как единое целое предоставленные на выходном валу 38, вторые зубья 56 муфты, как единое целое предоставленные на ведущей шестерне 44, переключающую 4WD-втулку 58, вилку 59 переключения передач и переключающий 4WD-актуатор (не показан), который приводит в действие вилку 59 переключения передач. Переключающая 4WD-втулка 58 формируется с зубьями 58а шестерни внутреннего зацепления, которые могут зацепляться с первыми зубьями 54 муфты и вторыми зубьями 56 муфты, и является подвижной в направлении первой оси С1 вращения. Вилка 59 переключения передач зацепляется с внешней периферийной канавкой переключающей 4WD-втулки 58 таким образом, что она может вращаться относительно втулки 58 и выполнена с возможностью перемещать переключающую 4WD-втулку 58 в направлении первой оси С1 вращения.

В механизме 42 распределения мощности, сконструированном так, как описано выше, когда переключающий 4WD-актуатор (не показан) приводится в действие посредством электронного модуля 60 управления (контроллера вращения), который описывается ниже, например, так что переключающая 4WD-втулка 58 перемещается в направлении первой оси С1 вращения в позицию, в которой зубья 58а шестерни внутреннего зацепления переключающей 4WD-втулки 58 зацепляются с первыми зубьями 54 муфты, но не зацепляются со вторыми зубьями 56 муфты, механизм 42 распределения мощности переключается в состояние с приводом на два колеса, в котором мощность двигателя 12 передается только на задние колеса 16. Когда переключающая 4WD-втулка 58 перемещается в направлении первой оси С1 вращения в позицию, в которой зубья 58а шестерни внутреннего зацепления переключающей 4WD-втулки 58 зацепляются с первыми зубьями 54 муфты и вторыми зубьями 56 муфты, механизм 42 распределения мощности переключается в состояние с приводом на четыре колеса, в котором мощность двигателя 12 передается на передние колеса 14 и задние колеса 16. Механизм 42 распределения мощности может содержать механизм синхронизации, который задает частоту вращения вторых зубьев 56 муфты равной частоте вращения первых зубьев 54 муфты, а именно, задает частоту вращения ведущей шестерни 44 одинаковой с частотой вращения выходного вала 38, в процессе перемещения переключающей 4WD-втулки 58 в направлении первой оси С1 вращения, например, так что зубья 58а шестерни внутреннего зацепления переключающей 4WD-втулки 58 входят в полное зацепление со вторыми зубьями 56 муфты, из состояния, в котором зубья 58а шестерни внутреннего зацепления зацепляются с первыми зубьями 54 муфты.

Как показано на фиг. 2, механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами включает в себя планетарный зубчатый механизм 62 с сателлитами одного типа и втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами (переключающую втулку). Планетарный зубчатый механизм 62 с сателлитами одного типа имеет солнечную шестерню S (первый вращательный элемент), коронную шестерню R (третий вращательный элемент) и водило СА (второй вращательный элемент). Солнечная шестерня S соединяется с входным валом 36 таким образом, что она не может вращаться относительно входного вала 36 вокруг первой оси С1 вращения. Коронная шестерня R располагается, в общем, концентрически с солнечной шестерней S и соединяется с кожухом 22а раздаточной коробки в качестве невращательного элемента таким образом, что она не может поворачиваться вокруг первой оси С1 вращения. Водило СА поддерживает множество сателлитных шестерней Р, которые вводятся в зацепление с солнечной шестерней S и коронной шестерней R таким образом, что сателлитные шестерни Р могут поворачиваться вокруг себя и вокруг солнечной шестерни S. В планетарном зубчатом механизме 62, частота вращения солнечной, шестерни S равна частоте вращения входного вала 36, и частота вращения водила СА уменьшается относительно частоты вращения входного вала 36.

Как показано на фиг. 2, втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами формируется с зубьями 64а внутреннего шлица и зубьями 64b внешнего шлица. Зубья 64а внутреннего шлица входят через шлицы в зубья 38а внешнего шлица, сформированные на внешней периферии осевого концевого участка выходного вала 38 ближе к планетарному зубчатому механизму 62, так что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами не может вращаться относительно выходного вала 38 и. может перемещаться в направлении первой оси С1 вращения относительно выходного вала 38. Зубья 64b внешнего шлица могут зацепляться с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач, сформированными на водиле СА. Зубья 66 шестерни на стороне нижних передач представляют собой зубья внутреннего шлица, сформированные на водиле СА, и зубья 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами входят через шлицы в зубья 66 шестерни на стороне нижних передач, так что втулка 64 не может вращаться относительно водила СА и может перемещаться в направлении первой оси С1 вращения относительно водила СА. Солнечная шестерня S формируется с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, которые представляют собой, например, зубья внешнего шлица, имеющие диаметр, идентичный диаметру зубьев 38а внешнего шлица, сформированных на осевом концевом участке выходного вала 38 ближе к планетарному зубчатому механизму 62. Зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами могут входить через шлицы в зубья 68 шестерни на стороне верхних передач таким образом, что втулка 64 не может вращаться относительно солнечной шестерни S и может перемещаться в первой оси С1 вращения относительно солнечной шестерни S.

Как показано на фиг. 3-5, механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами включает в себя актуатор 70 переключения между верхними и нижними передачами (актуатор переключения передач), выполненный с возможностью перемещать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами в направлении первой оси С1 вращения в позицию верхней передачи (см. фиг. 5) и в позицию нижней передачи (см. фиг. 3) для переключения между этими позициями. В позиции верхней передачи, зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляются с зубьями 38а внешнего шлица выходного вала 38, и зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляются с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач. В позиции нижней передачи, зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляются с зубьями 38а внешнего шлица выходного вала. 38, и зубья 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляются с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач. А именно, втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается в позицию верхней передачи или позицию нижней передачи, посредством использования актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, так что выходной вал 38 избирательно соединяется с солнечной шестерней S, сформированной с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, и водилом СА, сформированным с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач.

Как показано на фиг. 3-5, актуатор 70 переключения между верхними и нижними передачами включает в себя вилочный вал 72, вилку 74 и модуль 76 привода вилочного вала. Вилочный вал 72 предоставляется в кожухе 22а раздаточной коробки таким образом, что он может перемещаться в направлении оси С, параллельной первой оси С1 вращения. Вилка 74 соединяется как единое целое с вилочным валом 72 и соединяется с вилочным соединительным участком 64 с, сформированным как единое целое во втулке 64 переключения между верхними и нижними передачами. Модуль 76 привода вилочного вала выполнен с возможностью приводить в действие вилочный вал 72 в направлении оси С. Хотя не проиллюстрировано на чертежах, модуль 76 привода вилочного вала включает в себя электромотор, приводимый в действие с помощью первого тока I1 приведения в действие (см. фиг. 6), подаваемого из электронного модуля 60 управления, например, и механизм преобразования, к примеру, винтовой механизм, который преобразует вращательную мощность приведения в движение электромотора в мощность приведения в движение, применяемую в направлении оси С1. Таким образом, электронный модуль 60 управления позволяет перемещать вилочный вал 72 в данную позицию в направлении оси С1.

С помощью механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, сконструированного так, как описано выше, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается в позицию верхней передачи посредством использования актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, как показано на фиг. 5, например, зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляются с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, и вращение, имеющее частоту вращения, идентичную частоте вращения входного вала 36, передается на выходной вал 38. Зубья 68 шестерни на стороне верхних передач представляют собой зубья шлица, которые доставляют вращение, имеющее частоту вращения, идентичную частоте вращения входного вала 36, на выходной вал 38, и участвуют в установлении позиции Н верхней передачи. Кроме того, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается в позицию нижней передачи посредством использования актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, как показано на фиг. 3, например, зубья 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляются с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач, и вращение, имеющее уменьшенную частоту вращения относительно частоты вращения входного вала 36, передается на выходной вал 38. Зубья 66 шестерни на стороне нижних передач представляют собой зубья шлица, которые доставляют вращение, имеющее более низкую частоту вращения, чем частота вращения зубьев 68 шестерни на стороне верхних передач, на выходной вал 38, и участвуют в установлении позиции L нижней передачи. А именно, механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами изменяет частоту вращения входного вала 36 и передает результирующее вращение на выходной вал 38 посредством операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами между позицией верхней передачи и позицией нижней передачи посредством использования актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами. В механизме 40 переключения между верхними и нижними передачами, втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами однократно переводится в позицию нейтрали, в которой втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляется ни с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач, как показано на фиг. 4, в процессе переключения втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или в процессе переключения втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Затем втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается в позицию верхней передачи или позицию нижней передачи.

В механизме 40 переключения между верхними и нижними передачами, зубья 68 шестерни на стороне верхних передач и зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами функционируют в качестве муфты СН для позиции верхней передачи, которая формирует позицию Н верхней передачи в механизме 40 переключения между верхними и нижними передачами, и зубья 66 шестерни на стороне нижних передач и зубья 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами функционируют в качестве муфты CL для позиции нижней передачи, которая формирует позицию L нижней передачи в механизме 40 переключения между верхними и нижними передачами. В планетарном зубчатом механизме 62, предоставленном в механизме 40 переключения между верхними и нижними передачами, солнечная шестерня S избирательно соединяется с выходным валом 38 через муфту СН для позиции верхней передачи, и водило СА избирательно соединяется с выходным валом 38 через муфту CL для позиции нижней передачи.

Система 18 передачи мощности включает в себя электромотор MG, соединенный с водилом СА таким образом, что мощность передается между ними, как показано на фиг. 3-5. Например, электромотор MG имеет форму синхронного электромотора трехфазного переменного тока, который состоит преимущественно из статора MGs, на который наматываются катушки, и ротора MGr, включающего в себя постоянные магниты. Электромотор MG функционирует в качестве так называемого электромотора-генератора, который функционирует в качестве электромотора и генератора. Первая передача 80 соединяется с ротором MGr электромотора MG таким образом, что мощность передается между ними, и вторая передача 82, которая вводится в зацепление с первой передачей 80, соединяется с водилом СА таким образом, что мощность передается между ними. Частота Nmg вращения ротора MGr электромотора MG управляется с помощью второго тока 12 приведения в действие (см. фиг. 6), подаваемого из электронного модуля 60 управления, и электронный модуль 60 управления функционирует в качестве контроллера вращения, который управляет частотой Nmg вращения электромотора MG.

Как показано на фиг. 1, различные сигналы подаются из соответствующих датчиков, переключателей и т.д., как показано на фиг. 6, в электронный модуль 60 управления, включенный в систему 18 передачи мощности. Например, электронный модуль 60 управления принимает сигналы, указывающие скорости Nfl, Nfr, Nrl, Nrr вращения (об/мин) передних колес 14L, 14R и задних колес 16L, 16R, определенные посредством датчиков 90 скорости вращения колес, сигнал, указывающий частоту Nmg вращения (об/мин) ротора MGr электромотора MG, определенную посредством датчика 92 частоты вращения электромотора, сигнал Hon запроса верхней передачи в качестве сигнала, указывающего то, что переключатель 94 выбора верхней передачи управляется водителем из переключателя 94 выбора верхней передачи, который разрешает водителю выбирать позицию Н верхней передачи, и сигнал Lon запроса нижней передачи в качестве сигнала, указывающего то, что переключатель 96 выбора нижней передачи управляется водителем из переключателя 96 выбора нижней передачи, который, например, разрешает водителю выбирать позицию L нижней передачи. Электронный модуль 60 управления также принимает сигнал, указывающий позицию втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами, определенную посредством датчика 98 позиции, а именно, сигнал Ph, указывающий то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, или сигнал Pn, указывающий то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, или сигнал Р1, указывающий то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи.

Различные выходные сигналы подаются из электронного модуля 60 управления в соответствующие устройства, предоставленные в транспортном средстве 10. Например, первый ток I1 приведения в действие, подаваемый в модуль 76 привода вилочного вала, актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами таким образом, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами в позицию верхней передачи или позицию нижней передачи, второй ток 12 приведения в действие, подаваемый в электромотор MG таким образом, чтобы управлять частотой Nmg вращения ротора MGr электромотора MG и т.д., подаются из электронного модуля 60 управления в соответствующие части.

Модуль 100 определения позиций верхних или нижних передач, показанный на фиг. 6, определяет то, находится втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи или позиции нижней передачи в механизме 40 переключения между верхними и нижними передачами. Например, модуль 100 определения позиций верхних или нижних передач определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, когда позиция втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами представляет собой позицию верхней передачи, как представлено посредством сигнала Ph, определенного посредством датчика 98 позиции, и определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи, когда позиция втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами не представляет собой позицию верхней передачи.

Модуль 102 определения состояния движения транспортного средства определяет то, транспортное средство 10 движется или транспортное средство 10 остановлено. Например, модуль 102 определения состояния движения транспортного средства определяет то, транспортное средство 10 движется или остановлено, на основе скоростей Nfl, Nfr, Nrl, Nrr вращения (об/мин) передних колес 14L, 14R и задних колес 16L, 16R, определенных посредством датчиков 90 скорости вращения колес.

После того, как модуль 100 определения позиций верхних или нижних передач определяет то, находится втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами в позиции верхней передачи или позиции нижней передачи, модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, выполнен или нет запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи, либо выполнен или нет запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Например, модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи выполнен, когда модуль 100 определения позиций верхних или нижних передач определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, и переключатель 96 выбора нижней передачи управляется водителем, в случае если модуль 102 определения состояния движения транспортного средства определяет то, что транспортное средство 10 остановлено. Кроме того, например, модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, когда модуль 100 определения позиций верхних или нижних передач определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи, и переключатель 94 выбора верхней передачи управляется водителем, в случае если модуль 102 определения состояния движения транспортного средства определяет то, что транспортное средство 10 остановлено.

Когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, контроллер 106 электромотора подает второй ток 12 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG таким образом, что данный тормозной крутящий момент Ts (см. фиг. 8В и фиг. 8С), прикладывается к ротору MGr электромотора MG. В автоматической трансмиссии 20 этого варианта осуществления, в то время, когда транспортное средство 10 остановлено, устанавливается позиция нейтрали, в которой мощность из двигателя 12 не передается на выходной вал автоматической трансмиссии 20 или входной вал 36. Тем не менее, крутящий момент Th проскальзывания (см. фиг. 7А, фиг. 7В, фиг. 7С, фиг. 7D, фиг. 8А, фиг. 8В и фиг. 8С), который увеличивает частоту вращения входного вала 36 даже в то время, когда транспортное средство остановлено, прикладывается к входному валу 36 вследствие проскальзывания многодисковых мокрых муфт, предоставленных в автоматической трансмиссии 20. Данный тормозной крутящий момент Ts означает крутящий момент, прикладываемый в таком направлении, чтобы подавлять (прекращать) вращение входного вала 36, который имеет тенденцию вращаться вследствие крутящего момента Th проскальзывания. Когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи не выполнен, контроллер 106 электромотора прекращает подачу второго тока 12 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG и переводит электромотор MG в состояние отсутствия приведения в действие.

Когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, и контроллер 106 электромотора инструктирует второму току 12 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в электромотор MG таким образом, что данный тормозной крутящий момент Ts прикладывается к ротору MGr электромотора MG, контроллер 108 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, так что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами перемещается в направлении первой оси С1 вращения, согласно запросу на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами, определенному посредством модуля 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами. Например, когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи выполнен, контроллер 108 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала таким образом, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи, а именно, зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами отдаляются от зубьев 68 шестерни на стороне верхних передач. Кроме того, например, когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, контроллер 108 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала таким образом, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи, а именно, зубья 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами отдаляются от зубьев 66 шестерни на стороне нижних передач.

После того, как контроллер 108 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, модуль 108а определения переключения между верхними и нижними передачами, предоставленный в контроллере 108 механизма переключения между верхними и нижними передачами, определяет то, переключается втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи, а именно, то, находится или нет механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами в середине операции переключения. Например, когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения, между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи выполнен, модуль 108а определения переключения между верхними и нижними передачами определяет то, что механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами находится в середине операции переключения, в течение периода от времени, когда первый ток I1 приведения в действие подается из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, до времени, когда сигнал Р1, определенный посредством датчика 98 позиции, указывает то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними, передачами размещена в позиции, нижней передачи. Кроме того, например, когда модуль 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции, нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, модуль 108а определения переключения между верхними и нижними передачами определяет то, что механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами находится в середине операции переключения, в течение периода от времени, когда первый ток I1 приведения в действие подается из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, до времени, когда сигнал Ph, определенный посредством датчика 98 позиции, указывает то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами размещена в позиции верхней передачи.

Контроллер 106 электромотора инструктирует второму току 12 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в электромотор MG таким образом, что данный тормозной крутящий момент Ts прикладывается к ротору MGr электромотора MG, как описано выше. Когда модуль 108а определения, переключения между верхними и нижними передачами определяет то, что механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами находится в середине операции переключения, и то, что частота вращения входного вала 36 становится выше нуля, контроллер 106 электромотора управляет частотой Nmg вращения ротора. MGr электромотора MG таким образом, что частота вращения входного вала 36 становится равной нулю или близкой к нулю. Например, когда модуль 108а определения переключения между верхними и нижними передачами определяет то, что механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами находится в середине операции переключения, и то, что частота вращения входного вала 36 становится выше нуля, контроллер 106 электромотора подает второй ток 12 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG в обратном направлении или прикладывает тормоз к электромотору MG для выработки электрической мощности таким образом, что частота вращения входного вала 36 становится равной нулю, а именно, тормозной крутящий момент Ts, больший данного тормозного крутящего момента Ts, который прикладывается к ротору MGr электромотора MG, прикладывается к ротору MGr электромотора MG. Частота вращения входного вала 36 вычисляется из частоты Nmg вращения ротора MGr электромотора MG, определенной посредством датчика 92 частоты вращения электромотора. Когда модуль 108а определения переключения между верхними и нижними передачами определяет то, что механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами не находится в середине операции переключения, а именно, определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключена в позицию верхней передачи или позицию нижней передачи, контроллер 106 электромотора прекращает подачу второго тока 12 приведения в действие, который подался из электронного модуля 60 управления в электромотор MG, и переводит электромотор MG в состояние отсутствия приведения в действие.

Фиг. 7А, фиг. 7В, фиг. 7С, фиг. 7D, фиг. 8А, фиг. 8В и фиг. 8С показывают номограммы, указывающие взаимосвязи, на прямых линиях, частот вращения соответствующих вращательных элементов, которые соединяются различными способами в зависимости от состояния зацепления каждой из муфты СН для позиции верхней передачи и муфты CL для позиции нижней передачи в системе 18 передачи мощности, включающей в себя планетарный зубчатый механизм 62. В номограммах по фиг. 7А, фиг. 7В, фиг. 7С, фиг. 7D, фиг. 8А, фиг. 8В и фиг. 8С, каждая частота вращения обозначается таким образом, что направление вращения входного вала 36, когда транспортное средство движется прямым ходом, рассматривается в качестве положительного направления (положительного вращения). На фиг. 7А-8С, горизонтальная линия X1, указываемая посредством пунктирной линии, указывает то, что частота вращения равна нулю. Из числа вертикальных линий Y1-Y4, указываемых посредством сплошных линий, вертикальная линия Y1 обозначает частоту вращения солнечной шестерни S планетарного зубчатого механизма 62 или частоту вращения входного вала 36, и вертикальная линия Y2 обозначает частоту вращения водила СА планетарного зубчатого механизма 62, в то время как вертикальная линия Y3 обозначает частоту вращения коронной шестерни R планетарного зубчатого механизма 62, и вертикальная линия Y4 обозначает частоту вращения выходного вала 38.

Номограммы планетарного зубчатого механизма 62, показанные на фиг. 7А, фиг. 7В, фиг. 7С и фиг. 7D, иллюстрируют случай, в котором втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи, в которой муфта СН для позиции верхней передачи зацепляется, в позицию нижней передачи, в которой муфта CL для позиции нижней передачи зацепляется в то время, когда транспортное средство остановлено. Фиг. 7А, фиг. 7В, фиг. 7С и фиг. 7D показывают состояния, в которых электромотор MG находится в состоянии отсутствия приведения в действие, а именно, электромотор MG не управляется посредством контроллера 106 электромотора электронного модуля 60 управления, в процессе переключения втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиций верхней передачи в позицию нижней передачи. Как показано на фиг. 7А, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, входной вал 36 не вращается, хотя крутящий момент Th проскальзывания прикладывается к солнечной шестерне S или входному валу 36, поскольку муфта СН для позиции верхней передачи зацепляется таким образом, что выходной вал 38, вращение которого прекращается в то время, когда транспортное средство остановлено, соединяется с входным валом 36 через муфту СН для позиции верхней передачи таким образом, что мощность передается между ними. Тем не менее, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами однократно переключается из позиции верхней, передачи в позицию нейтрали, и муфта СН для позиции верхней передачи расцепляется, как показано на фиг. 7В, частоты вращения входного вала 36 и водила СА увеличиваются с нуля вследствие крутящего момента Th проскальзывания, как показано на фиг. 7С. Как результат, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нейтрали в позицию нижней передачи, и водило СА, частота вращения которого увеличена с нуля, и выходной вал 38, частота вращения которого равна нулю, соединяются таким образом, что мощность передается между ними, через зацепление муфты CL для позиции нижней передачи, как показано на фиг. 7D, необычный звук (скрипение шестерни) возникает из зубьев 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами и зубьев 66 шестерни на стороне нижних передач.

Номограммы планетарного зубчатого механизма 62, показанные на фиг. 8А, фиг. 8В и фиг. 8С, иллюстрируют случай, в котором втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи, в которой муфта СН для позиции верхней передачи зацепляется, в позицию нижней передачи, в которой муфта CL для позиции нижней передачи зацепляется в то время, когда транспортное средство остановлено. Фиг. 8А, фиг. 8В и фиг. 8С показывают состояния, в которых ротор MGr электромотора MG управляется посредством контроллера 106 электромотора электронного модуля 60 управления в процессе переключения втулки 64 переключения между верхними и нижними: передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи. Как показано на фиг. 8А, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, входной вал 36 не вращается, хотя крутящий момент Th проскальзывания прикладывается к солнечной шестерне S или входному валу 36, поскольку муфта СН для позиции верхней передачи зацепляется таким образом, что выходной вал 38, вращение которого прекращается в то время, когда транспортное средство остановлено, соединяется с входным валом 36 через муфту СН для позиции верхней передачи таким образом, что мощность передается между ними. Затем, как показано на фиг. 8В, во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи, данный тормозной крутящий момент Ts прикладывается к ротору MGr электромотора MG в таком направлении, чтобы подавлять вращение входного вала 36, который имеет тенденцию вращаться вследствие крутящего момента Th проскальзывания. Следовательно, даже когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами однократно переключается в позицию нейтрали, и муфта СН для позиции верхней передачи расцепляется, частота вращения входного вала 36 не увеличивается с нуля. Если частота вращения входного вала 36 увеличивается с нуля, в состоянии, в котором данный тормозной крутящий момент Ts прикладывается к ротору MGr электромотора MG, электромотор MG управляется таким образом, что тормозной крутящий момент Ts, который превышает данный тормозной крутящий момент Ts, прикладывается к ротору MGr электромотора MG, а именно, частота вращения входного вала 36 становится равной нулю. Следовательно, даже когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нейтрали в позицию нижней передачи, как показано на фиг. 8С, предотвращается увеличение частоты вращения входного вала 36 с нуля вследствие тормозного крутящего момента Ts, прикладываемого к ротору MGr электромотора MG. Следовательно, необычный звук (скрипение шестерни), который должен возникать из зубьев 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами и зубьев 66 шестерни на стороне нижних передач, предпочтительно подавляется.

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей главную часть операции управления электронного модуля 60 управления для ограничения увеличения частоты вращения входного вала 36, во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство остановлено.

Первоначально, на этапе S1, соответствующем функции модуля 104 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами, определяется то, выполнен или нет запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи либо из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S1, выполняется этап S2, соответствующий функции контроллера 106 электромотора. Когда положительное решение ("Да") получается на этапе S1, выполняется этап S3, соответствующий функции контроллера 106 электромотора. На этапе S2, подача второго тока 12 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG прекращается, и электромотор MG переводится в состояние отсутствия приведения в действие. На этапе S3, второй ток 12 приведения в действие подается из электронного модуля 60 управления в электромотор MG таким образом, что данный тормозной крутящий момент Ts прикладывается к ротору MGr электромотора MG в таком направлении (направлении подавления вращения), чтобы подавлять вращение входного вала 36, который имеет тенденцию вращаться вследствие крутящего момента Th проскальзывания.

Затем, на этапе S4, соответствующем функции контроллера 108 механизма переключения между верхними и нижними передачами, первый ток I1 приведения в действие подается из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, так что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается с позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Затем на этапе S5, соответствующем функции модуля 108а определения переключения между верхними и нижними передачами, определяется то, находится или нет втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами в середине операции переключения, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S5, выполняется вышеуказанный этап S2. Когда положительное решение ("Да") получается на этапе S5, выполняется этап S6, соответствувэщий функции контроллера 106 электромотора. На этапе S6, когда частота вращения входного вала 36 становится выше нуля, частота Nmg вращения ротора MGr электромотора MG управляется таким образом, что частота вращения входного вала 36 становится равной нулю или близкой к нулю. Следует отметить, что "частота вращения входного вала 36 становится равной нулю", утверждаемое на этапе S6, может включать в себя не только "частота вращения входного вала 36 становится точно равной нулю", но также и "частота вращения входного вала 36 становится по существу равной нулю".

Как описано выше, система 18 передачи мощности этого варианта осуществления включает в себя картер 22 раздаточной коробки, электромотор MG и электронный модуль 60 управления, который управляет частотой Nmg вращения электромотора MG. Картер 22 раздаточной коробки имеет входной вал 36, выполненный с возможностью принимать мощность из двигателя 12, выходной вал 38, который передает мощность на задние колеса 16 и передние колеса 14, планетарный зубчатый механизм 62, имеющий солнечную шестерню S, соединенную с входным валом 36 и избирательно соединенную с выходным валом 38, водило СА, избирательно соединенное с выходным валом 38 и коронной шестерней R, соединенной с кожухом 22а раздаточной коробки, pi механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами, включающий в себя втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами, которая избирательно соединяет выходной вал 38 с солнечной шестерней S и водилом СА. Электромотор MG соединяется с водилом СА. Электронный модуль 60 управления управляет частотой Nmg вращения электромотора MG таким образом, что частота вращения входного вала 36 становится равной нулю во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено. Следовательно, частота Nmg вращения электромотора MG управляется посредством электронного модуля 60 управления, во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, так что частота вращения входного вала 36 задается равной нулю. Таким образом, предотвращается увеличение частоты вращения входного вала 36, а именно, частоты вращения солнечной шестерни S и водила СА, во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами. Соответственно, необычный звук, который должен формироваться из втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами по мере того, как увеличивается частота вращения входного вала 36 во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, предпочтительно подавляется.

Кроме того, согласно системе 18 передачи мощности этого варианта осуществления, механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами выполнен с возможностью изменять частоту вращения входного вала 36 и передавать результирующее вращение на выходной вал 38, посредством операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать, посредством актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами между позицией верхней передачи, в которой втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляется с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, сформированными на солнечной шестерне S, и позицией нижней передачи, в которой втулка 64 зацепляется с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач, сформированными на водиле СА. Следовательно, необычный звук, который должен формироваться, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами зацепляется с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач или зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, предпочтительно подавляется.

Далее описываются другие варианты осуществления изобретения. Идентичные ссылки с номерами назначаются частям или компонентам, общим для вышеуказанного первого варианта осуществления и других вариантов осуществления, и части или компоненты не описываются подробнее.

Ссылаясь на фиг. 10-15, ниже описывается система передачи мощности согласно второму варианту осуществления изобретения. Система передачи мощности этого варианта осуществления также отличается от системы 18 передачи мощности первого варианта, осуществления тем, что часть функций электронного модуля 60 управления изменяется таким образом, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется. Тем не менее, система передачи мощности этого варианта осуществления является по существу идентичной с системой 18 передачи мощности первого варианта осуществления в других отношениях.

Когда модуль 100 определения позиций верхних или нижних передач определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи или в позиции нижней передачи, в то время, когда транспортное средство остановлено или транспортное средство движется, модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами по фиг. 10 определяет то, выполнен или нет запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи либо запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней шестерни выполнен, или запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, в то время, когда транспортное средство остановлено или транспортное средство движется, контроллер 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, так что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами перемещается в направлении первой оси С1 вращения, согласно запросу на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами, определенному посредством модуля 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами. Например, когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи выдан, контроллер 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала таким образом, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи, а именно, зубья 64а внутреннего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами отдаляются от зубьев 68 шестерни на стороне верхних передач. Кроме того, например, когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выдан, контроллер 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала таким образом, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи, а именно, зубья 64b внешнего шлица втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами отдаляются от зубьев 66 шестерни на стороне нижних передач.

Когда контроллер 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами инструктирует первому току I1 приведения в действие подаваться из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, модуль 118а определения позиции нейтрали, предоставленный в контроллере 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами, определяет то, находится или нет втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами в позиции нейтрали, во время операции переключения, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Например, модуль 118а определения позиции нейтрали определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, в то время как электронный модуль 60 управления принимает сигнал Pn, определенный посредством датчика 98 позиции.

Когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выдан, и модуль 118а определения позиции нейтрали определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали в то время, когда транспортное средство остановлено или транспортное средство движется, контроллер 116 электромотора управляет частотой Nmg вращения ротора MGr электромотора MG таким образом, что частота вращения солнечной шестерни S или входного вала 36 или частота вращения водила СА становятся равными частоте вращения выходного вала 38. Когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи и запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи не выполнен, контроллер 116 электромотора прекращает подачу второго тока 12 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG и переводит электромотор MG в состояние отсутствия приведения в действие. Кроме того, когда модуль 118а определения позиции нейтрали определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами не находится в позиции нейтрали, контроллер 116 электромотора прекращает подачу второго тока 12 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG и переводит электромотор MG в состояние отсутствия приведения в действие.

Например, когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи, в позицию нижней передачи или запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен, в то зремя, когда транспортное средство остановлено, и модуль 118а определения позиции нейтрали определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, контроллер 116 электромотора управляет частотой Nmg вращения ротора MGr электромотора MG таким образом, что частота вращения входного вала 36 становится равной нулю.

Когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи выполнен в то время, когда транспортное средство движется, и модуль 118а определения позиции нейтрали определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, как показано на фиг. 11В, контроллер 116 электромотора управляет частотой Nmg вращения ротора MGr электромотора MG таким образом, что частота вращения водила СА становится равной частоте вращения выходного вала 38, как показано на фиг. 12А. Фиг. 11А показывает состояние, в котором втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции: верхней передачи, и муфта СН для позиции верхней передачи зацепляется в то время, когда транспортное средство движется. Фиг. 12В показывает состояние, в котором втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключена из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи, и муфта CL для позиции нижней передачи зацепляется в то время, когда транспортное средство движется.

Когда модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи выполнен в то время, когда транспортное средство движется, и модуль 118а определения позиции нейтрали определяет то, что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, как показано на фиг. 13В, контроллер 116 электромотора управляет частотой Nmg вращения ротора MGr электромотора MG таким образом, что частота вращения солнечной шестерни S или входного вала 36 становится равной частоте вращения выходного вала 38, как показано на фиг. 14А. Фиг. 13А показывает состояние, в котором втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи, и муфта CL для позиции нижней передачи зацепляется в то время, когда транспортное средство движется. Фиг. 14В показывает состояние, в котором втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключена из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи, и муфта СН для позиции верхней передачи зацепляется в то время, когда транспортное средство движется.

Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций способа управления, выполняемого посредством электронного модуля 60 управления. Фиг. 15 иллюстрирует главную часть операции управления переключением механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними, передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи или из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи, в то время, когда транспортное средство остановлено или транспортное средство движется.

Первоначально, на этапе S11, соответствующем функции модуля 100 определения позиций верхних или нижних передач, определяется то, находится или нет втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами в позиции верхней передачи. Когда, положительное решение ("Да") получается на этапе S11, а именно, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции верхней передачи, выполняется этап S12, соответствующий функции модуля 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами. Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S11, а именно, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нижней передачи, выполняется этап S13, соответствующий функции модуля 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами. На этапе S12, определяется то, выполнен или нет запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи. На этапе S13, определяется то, выполнен или нет запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Когда положительное решение ("Да") получается на этапе S12, выполняется этап S14, соответствующий функции контроллера 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами. Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S12, выполняется этап S15, соответствующий функции контроллера 116 электромотора. На этапе S14, первый ток I1 приведения в действие подается из электронного модуля 60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, так что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи. На этапе S15, подача второго тока I2 приведения в действие из электронного модуля 60 управления в электромотор MG прекращается, и электромотор MG переводится в состояние отсутствия приведения в действие.

Затем на этапе S16, соответствующем функции модуля 118а определения позиции нейтрали, определяется то, находится или нет втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами в позиции нейтрали. Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S16, выполняется этап S15, как описано выше. Когда положительное решение ("Да") получается на этапе S16, выполняется этап S17, соответствующий функции контроллера 116 электромотора. На этапе S17, частота Nmg вращения ротора MGr электромотора MG управляется таким образом, что частота вращения водила СА становится равной частоте вращения выходного вала 38. Следует отметить, что "частота вращения водила СА становится равной частоте вращения выходного вала 38", утверждаемое на этапе S17, может включать в себя не только "частота вращения водила СА становится точно равной частоте вращения выходного вала 38", но также и "частота вращения водила СА становится по существу равной частоте вращения выходного вала 38".

Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S13, выполняется этап S15, как описано выше. Когда положительное решение ("Да") получается на этапе S13, выполняется этап S18, соответствующий функции контроллера 118 механизма переключения между верхними и нижними передачами. На этапе S18, первый ток I1 приведения в действие подается из электронного модуля -60 управления в модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами, так что втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи. Затем на этапе S19, соответствующем функции модуля 118а определения позиции нейтрали, определяется то, находится или нет втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами в позиции нейтрали. Когда отрицательное решение ("Нет") получается на этапе S19, выполняется этап S15, как описано выше. Когда положительное решение ("Да") получается на этапе S19, выполняется этап S20, соответствующий функции контроллера 116 электромотора. На этапе S20, частота Nmg вращения ротора MGr электромотора MG управляется таким образом, что частота вращения солнечной шестерни S или входного вала 36 становится равной частоте вращения выходного вала 38. Следует отметить, что "частота вращения солнечной шестерни S становится равной частоте вращения выходного вала 38", утверждаемое на этапе S20, может включать в себя не только "частота вращения солнечной шестерни S становится точно равной частоте вращения выходного вала. 38", но также и "частота вращения солнечной шестерни S становится по существу равной частоте вращения выходного вала 38".

Как описано выше, согласно системе передачи мощности этого варианта осуществления, когда механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами выполняет операцию переключения в ходе движения транспортного средства, электронный модуль 60 управления управляет частотой Nmg вращения электромотора MG таким образом, что частота вращения солнечной шестерни S или частота вращения водила СА становится равной частоте вращения выходного вала 38. Следовательно, механизм 40 переключения между верхними и нижними передачами может выполнять операцию переключения даже в ходе движения транспортного средства, и необычный звук, который должен формироваться из втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство движется, предпочтительно подавляется.

Кроме того, согласно системе передачи мощности этого варианта осуществления, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в ходе движения транспортного средства, электронный модуль 60 управления управляет частотой Nmg вращения электромотора MG таким образом, что частота вращения водила СА становится равной частоте вращения выходного вала 38, в то время как втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, в которой втулка 64 не зацепляется ни с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач. Следовательно, во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, необычный звук, сформированный во время зацепления втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач, предпочтительно подавляется.

Согласно системе передачи мощности этого варианта осуществления, когда втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в ходе движения транспортного средства, электронный модуль 60 управления управляет частотой Nmg вращения электромотора MG таким образом, что частота вращения солнечной шестерни S становится равной частоте вращения выходного вала 38, в то время как втулка 64 переключения между верхними и нижними передачами находится в позиции нейтрали, в которой втулка 64 не зацепляется ни с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями 66 шестерни на стороне нижних передач. Следовательно, во время операции переключения механизма 40 переключения между верхними и нижними передачами, чтобы переключать втулку 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется, необычный звук, сформированный во время зацепления втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами с зубьями 68 шестерни на стороне верхних передач, предпочтительно подавляется.

Фиг. 16 показывает систему передачи мощности согласно третьему варианту осуществления изобретения, более конкретно, картер 120 раздаточной коробки, предоставленный в системе передачи мощности. Система передачи мощности третьего варианта осуществления отличается от системы 18 передачи мощности первого варианта осуществления тем, что ротор MGr электромотора MG непосредственно соединяется с водилом СА, но является по существу идентичной с системой 18 передачи мощности первого варианта осуществления в других отношениях. В первом варианте осуществления, ротор MGr электромотора MG косвенно соединяется с водилом СА через первую передачу 80 и вторую передачу 82.

Фиг. 17 показывает систему передачи мощности согласно четвертому варианту осуществления изобретения, более конкретно, картер 130 раздаточной коробки, предоставленный в системе передачи мощности. Система передачи мощности четвертого варианта осуществления отличается от системы 18 передачи мощности первого варианта осуществления тем, что ротор MGr электромотора MG косвенно соединяется с солнечной шестерней S или входным валом 36, через первую передачу 132 и вторую передачу 134, но является по существу идентичной с системой 18 передачи мощности первого варианта осуществления в других отношениях.

Фиг. 18 показывает систему передачи мощности согласно пятому варианту осуществления изобретения, более конкретно, картер 140 раздаточной коробки, предоставленный в системе передачи: мощности. Система передачи мощности пятого варианта осуществления отличается от системы передачи мощности четвертого варианта осуществления, как описано выше, тем, что ротор MGr электромотора MG непосредственно соединяется с солнечной шестерней S или входным валом 36, но является по существу идентичной с системой передачи мощности четвертого варианта осуществления в других отношениях.

В проиллюстрированных вариантах осуществления, когда переключатель 94 выбора верхней передачи или переключатель 96 выбора нижней передачи управляется водителем, например, модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами определяет то, что выполнен запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи или из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи. Тем не менее, модуль 114 определения запросов на переключение между верхними и нижними передачами может автоматически определять то, что запрос на переключение втулки 64 переключения между верхними и нижними передачами из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи или из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи выполнен, согласно условиям движения транспортного средства 10 в ходе движения транспортного средства.

Кроме того, в проиллюстрированных вариантах осуществления, модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами включает в себя электромотор, который приводится в действие с помощью первого тока I1 приведения в действие, подаваемого из электронного модуля 60 управления, и механизм преобразования, к примеру, винтовой механизм, который преобразует вращательную мощность приведения в движение электромотора, в мощность приведения в движение, применяемую в направлении оси С1, и выполнен с возможностью перемещать вилочный вал 72 в направлении оси С1. Тем не менее, модуль 76 привода вилочного вала актуатора 70 переключения между верхними и нижними передачами может иметь любую конструкцию при условии, что он перемещает вилочный вал 72 в направлении оси С. Например, модуль 76 привода вилочного вала может представлять собой гидравлический актуатор и т.п., который перемещает вилочный вал 72 в направлении оси С.

1. Система передачи мощности, содержащая:

картер раздаточной коробки, включающий в себя входной вал, выполненный с возможностью приема мощности от приводного источника, выходной вал, выполненный с возможностью передачи мощности на главные ведущие колеса и вспомогательные ведущие колеса, планетарный зубчатый механизм, включающий в себя первый вращательный элемент, второй вращательный элемент и третий вращательный элемент, и механизм переключения между верхними и нижними передачами, включающий в себя переключающую втулку, выполненную с возможностью избирательного соединения выходного вала с первым вращательным элементом и вторым вращательным элементом, причем первый вращательный элемент соединен с входным валом и выполнен с возможностью избирательного соединения с выходным валом, второй вращательный элемент выполнен с возможностью избирательного соединения с выходным валом, а третий вращательный элемент соединен с невращательным элементом;

электромотор, выполненный с возможностью соединения с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента; и

электронный модуль управления, выполненный с возможностью управления частотой вращения электромотора во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, таким образом, что частота вращения входного вала становится по существу равной нулю.

2. Система передачи мощности по п. 1, в которой электронный модуль управления выполнен с возможностью управления, когда механизм переключения между верхними и нижними передачами выполняет операцию переключения в то время, когда транспортное средство движется, частотой вращения электромотора во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами таким образом, что одна из частоты вращения первого вращательного элемента и частоты вращения второго вращательного элемента становится по существу равной частоте вращения выходного вала.

3. Система передачи мощности по п. 1 или 2, в которой механизм переключения между верхними и нижними передачами выполнен с возможностью изменения частоты вращения входного вала и передачи вращения на выходной вал посредством операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами, при этом операция переключения включает в себя переключение переключающей втулки между позицией верхней передачи и позицией нижней передачи посредством использования актуатора переключения передач, причем позиция верхней передачи представляет собой позицию, в которой переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне верхних передач, сформированными на первом вращательном элементе, а позиция нижней передачи представляет собой позицию, в которой переключающая втулка зацепляется с зубьями шестерни на стороне нижних передач, сформированными на втором вращательном элементе.

4. Система передачи мощности по п. 3, в которой электронный модуль управления выполнен с возможностью управления, когда переключающая втулка переключается из позиции верхней передачи в позицию нижней передачи в то время, когда транспортное средство движется, частотой вращения электромотора в то время, как переключающая втулка находится в позиции нейтрали, в которой переключающая втулка не зацепляется ни с зубьями шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями шестерни на стороне нижних передач, таким образом, что частота вращения второго вращательного элемента становится по существу равной частоте вращения выходного вала.

5. Система передачи мощности по п. 3, в которой электронный модуль управления выполнен с возможностью управления, когда переключающая втулка переключается из позиции нижней передачи в позицию верхней передачи в то время, когда транспортное средство движется, частотой вращения электромотора в то время, как переключающая втулка находится в позиции нейтрали, в которой переключающая втулка не зацепляется ни с зубьями шестерни на стороне верхних передач, ни с зубьями шестерни на стороне нижних передач, таким образом, что частота вращения первого вращательного элемента становится по существу равной частоте вращения выходного вала.

6. Способ управления системой передачи мощности, включающей в себя картер раздаточной коробки, электромотор и электронный модуль управления,

при этом картер раздаточной коробки включает в себя входной вал, выполненный с возможностью приема мощности от приводного источника, выходной вал, выполненный с возможностью передачи мощности на главные ведущие колеса и вспомогательные ведущие колеса, планетарный зубчатый механизм, включающий в себя первый вращательный элемент, второй вращательный элемент и третий вращательный элемент, и механизм переключения между верхними и нижними передачами, включающий в себя переключающую втулку, которая избирательно соединяет выходной вал с первым вращательным элементом и вторым вращательным элементом, причем первый вращательный элемент соединен с входным валом и выполнен с возможностью избирательного соединения с выходным валом, второй вращательный элемент выполнен с возможностью избирательного соединения с выходным валом, а третий вращательный элемент соединения с невращательным элементом, при этом электромотор выполнен с возможностью соединения с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента,

причем способ управления включает этапы, на которых:

переключают механизм переключения между верхними и нижними передачами посредством электронного модуля управления; и

управляют частотой вращения электромотора посредством электронного модуля управления во время операции переключения механизма переключения между верхними и нижними передачами в то время, когда транспортное средство остановлено, таким образом, что частота вращения входного вала становится по существу равной нулю.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механической коробке передач транспортного средства. Коробка передач включает тяги вилок механизма переключения, вилки механизма переключения, втулки и шестерни.

Изобретение относится к вилке переключения для осевого смещения муфты сцепления ручной передачи. Вилка переключения (1) имеет две противолежащих секции (4, 5) плеч вилки, соединенные между собой поперечной секцией (3) вилки и охватывающие полукольцевую внутреннюю сторону (6).

Изобретение относится к коромысловому устройству переключения передач ступенчатой коробки передач. .

Изобретение относится к устройству (1, 2) смены передач для коробки передач (4) и способу компенсации производственных допусков посредством устройства (1, 2) смены передач.

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. Система управления бесступенчатой передачей для колесного транспортного средства содержит устройство с электрическим управлением, соединенное с приводным узлом передачи.

Изобретение относится к области трансмиссии транспортных средств и предназначено для переключения скоростей в автоматической коробке передач транспортного средства.

Изобретение относится к управляющему устройству для полуавтоматической коробки передач транспортного средства. Коробка передач предусмотрена с подвижным включающим элементом для каждой передачи.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к приводам трубопроводной запорной арматуры. Двухскоростной ручной привод запорной арматуры содержит корпус (1), крышку (2), планетарный механизм, включающий коронное колесо (3), сателлиты (4), оси сателлитов (5), водило (6) и центральную вал-шестерню (7), переключатель скорости, состоящий из фланца центральной вал-шестерни (8) с отверстиями, число которых равно числу сателлитов (4), и головок осей сателлитов (9), размеры которых соответствуют размерам отверстий фланца (8), фиксатор положения переключателя скорости (10), маховик (11) и подшипник скольжения (12).

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Система управления приводом для гибридного транспортного средства с двигателем, устройством распределения энергии, тормозным устройством и моторами содержит контроллер, устанавливающий первый рабочий режим, где транспортное средство приводится в движение посредством первого мотора и второго мотора.

Изобретение относится к модулю трансмиссии автотранспортного средства. Модуль (1) трансмиссии имеет вход (3), который соединен с двигателем, выход (5), который соединен с дифференциалом, сцепление (7) и планетарную зубчатую передачу (21).

Изобретение относится к планетарной трансмиссии, имеющей центробежную муфту и муфту свободного хода. .

Изобретение относится к переключаемой косозубой планетарной передаче. .

Изобретение относится к области автомобильного машиностроения. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в многоступенчатых коробках передач транспортных средств. .
Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям механизмов, передающих крутящий момент, и может быть использовано, например, в экскаваторах, кранах, тракторах и других машинах.

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости. Транспортное средство имеет раму, двигатель, два передних колеса, первый приводной вал, функционально соединенный с двигателем, и первый редуктор, функционально соединенный с первым приводным валом.

Изобретение относится к раздаточной коробке полноприводного автомобиля. Раздаточная коробка содержит входной вал, выходной вал, переключающий механизм высокой-низкой передачи, выходной элемент, сцепление, блокировочную муфту, винтовой механизм, передаточный механизм, барабанный кулачок и переключающий механизм.

Изобретение относится к приводам транспортных машин, устанавливаемых на транспортных средствах повышенной проходимости. Раздаточная коробка содержит картер, в котором размещены несимметричный цилиндрический дифференциал, блок подвижных шестерен с промежуточными шестернями, входящими в зацепление с коронной шестерней межосевого дифференциала, входной вал с ведущими шестернями, соединенный с блоком промежуточных шестерен, а также механизм переключения передач, установленный на картере раздаточной коробки.

Изобретение относится к контроллеру разблокирования нереверсивной системы передачи вращения для управления положением вращения. Контроллер разблокирования нереверсивной передачи вращения, причем нереверсивная система передачи вращения содержит входной вал, выходной вал и нереверсивный элемент передачи вращения, который расположен между входным валом и выходным валом.

Изобретение относится к транспортным средствам. Система передачи мощности содержит картер раздаточной коробки с входным и выходным валом, планетарный зубчатый механизм с тремя вращательными элементами и механизм переключения между верхними и нижними передачами, избирательно соединяющий выходной вал с первым вращательным элементом и вторым вращательным элементом. Первый вращательный элемент соединен с входным валом и избирательно соединяется с выходным валом. Второй вращательный элемент избирательно соединяется с выходным валом. Третий вращательный элемент соединен с невращательным элементом. Также имеется электромотор, соединенный с одним из первого вращательного элемента и второго вращательного элемента, и электронный модуль управления частотой вращения электромотора. Когда транспортное средство остановлено, частота вращения входного вала равна нулю. Снижается уровень шума при переключениях. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 18 ил.

Наверх