CN101160482B - 用于自动变速器的控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于自动变速器的控制设备。当实现第一档位(S100中为是)且当从输入轴转速NIN所推定的输出轴转速NOUT(1)与所检测的输出轴转速NOUT(2)之间的差大于阈值N(0)(S106中为是)时，ECU执行包括使制动器B2进入接合状态的步骤(S108)的程序。当制动器B2进入接合状态时，单向离合器内圈和外圈之间的相对转动受到限制。

Description

用于自动变速器的控制设备

技术领域

本发明涉及用于自动变速器的控制设备，具体地，涉及用于通过单向离合器向车轮传递驱动力的自动变速器的控制设备。

背景技术

通常，单向离合器在自动变速器中采用。日本专利特开No.2-129454公开了一种能够强制润滑单向离合器的单向离合器润滑装置。该单向离合器润滑装置润滑自动变速器中的单向离合器，自动变速器包括从壳体内周面向内延伸的壳体支承壁，邻接壳体支承壁布置的单向离合器，及安装至单向离合器内圈内周面和壳体支承壁内周面的圆筒部件，该圆筒部件用于在其内周侧可转动地支承转动部件。在该圆筒部件的外周面上形成花键，第一花键连接部相对于壳体支承壁的内周面形成，第二花键连接部相对于内圈的内周面形成。通向第一花键连接部的润滑油供油孔开口在壳体支承壁上形成。通向在径向穿过内圈的第二花键连接部的油孔开口在内圈中形成。在第一花键连接部中开口外侧，第二花键连接部中开口外侧，及壳体支承壁和内圈侧表面之间的每一位置上，设置有密封部。润滑油路形成为从润滑油供油孔通过第一和第二花键连接部及油孔，通向单向离合器的滑动部。

根据上述专利中公开的单向离合器润滑装置，来自于润滑油供油孔的润滑油通过壳体支承壁内周面和圆筒部件外周面之间的第一花键，单向离合器内圈内表面和圆筒部件外周面之间的第二花键，及径向穿过内圈的油孔，供给到单向离合器的滑动部。即，用于润滑单向离合器的润滑油路由润滑油供油孔，第一和第二花键，及油孔形成。这里，润滑油路由密封部密封，从而润滑油不会在润滑油路中的某处泄漏。因此，从润滑油供油孔供给的润滑油被强制供给到单向离合器的滑动部，而无需依靠离心力等。这样，始终确保单向离合器被充足数量的润滑油润滑，而单向离合器的耐用性和可靠性可以大大地改善。

一些在自动变速器中采用的单向离合器构造成在以第一档位行驶时(在通过车辆驱动力行驶时)，限制外圈和内圈相对于彼此的转动(从而获得接合状态)，且除此之外(在不通过车辆驱动力行驶时，例如在滑行时)允许转动(以获得脱开状态)。这是为了抑制由于发动机制动同时以第一档位行驶时而造成的驾驶性能下降。同时，当车辆在颠簸路面上行驶时，例如，当车辆上下振动时，车轮会重复离开和接触路面。在这种情况下，单向离合器重复地允许和限制外圈和内圈相对于彼此的转动。这会造成间歇振动(即，挡圈，锁止元件，滚柱等构成单向离合器的部件剧烈振动并猛烈运动)，且单向离合器会损坏。如果突然从允许外圈和内圈相对于彼此转动的状态变化到限制转动的状态，单向离合器也会损坏。但是，根据日本专利特开No.2-129454的单向离合器润滑装置不用于抑制单向离合器在这种情况下的损坏。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够抑制单向离合器损坏的用于自动变速器的控制设备。

根据本发明的用于自动变速器的控制设备控制通过限制部件向车轮传递驱动力的自动变速器，该限制部件允许外圈和内圈相对于彼此沿一个方向的转动，并限制所述外圈和所述内圈相对于彼此沿另一个方向的转动。该控制设备包括：连接至所述外圈和所述内圈并抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差的抑制部；检测所述限制部件的状态的检测部；和控制部，该控制部在与所述限制部件的状态有关的预定条件成立时，控制所述抑制部，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

根据本发明，驱动力由限制部件(即，单向离合器)传递。检测限制部件的状态(即，外圈和内圈相对于彼此的转动状态)。如果外圈和内圈相对于彼此的转动被重复允许和限制，则会发生间歇振动，且单向离合器会损坏。如果外圈和内圈相对于彼此的转动被允许的状态突然变为转动被抑制的状态，则单向离合器会损坏。因此，抑制部被控制成当这样的条件成立时，即能够判定外圈和内圈相对于彼此的转动可重复地允许和限制的状态和/或允许外圈和内圈转动的状态会突然变至限制转动的状态时，抑制外圈和内圈相对于彼此的转动。这可以抑制间歇振动及外圈和内圈相对于彼此的转动突然被限制的发生。因此，可以提供能够抑制单向离合器损坏的用于自动变速器的控制设备。

优选地，所述外圈固定至所述自动变速器的壳体。所述内圈连接至所述自动变速器的转动轴。所述抑制部是设置在所述壳体和所述转动轴之间以便经由所述壳体和所述转动轴连接至所述限制部件并且由液压作动的摩擦接合元件。所述控制部控制所述摩擦接合元件使得所述摩擦接合元件进入接合状态。

根据本发明，当这样的条件成立时，即能够确定外圈和内圈相对于彼此的转动可重复地允许和限制的状态和/或允许外圈和内圈转动的状态会突然变至限制转动的状态时，使摩擦接合元件进入接合状态。这可以抑制间歇振动及外圈和内圈相对于彼此的转动突然被限制的发生。

更优选地，所述限制部件的状态是所述外圈和所述内圈相对于彼此的转动状态。

根据本发明，检测外圈和内圈相对于彼此的转动状态。这提供了对限制部件的状态的精确理解。

更优选地，控制设备还包括检测所述自动变速器的输出轴的转速的转速检测部。所述检测部基于所述输出轴的转速的变化率检测所述外圈和所述内圈相对于彼此的转动状态。所述条件是所述输出轴的转速的变化率大于预定变化率的条件。

根据本发明，检测自动变速器的输出轴的转速。如果输出轴的转速的变化率大，则认为由于车轮重复离开或接触路面，经由车轮施加给自动变速器的负荷在短周期内增大和减小。在这种情况下，可能重复允许或限制外圈和内圈相对于彼此的转动。因此，当输出轴的转速的变化率大于预定变化率的条件成立时，可以抑制外圈和内圈相对于彼此的转动。这样能够抑制发生间歇振动。

更优选地，控制设备还包括推定所述自动变速器的输出轴的转速的推定部，和检测所述自动变速器的输出轴的转速的转速检测部。所述检测部基于所推定的转速和所检测的转速之间的差，检测所述外圈和所述内圈相对于彼此的转动状态。所述条件是所述转速差大于预定值的条件。

根据本发明，推定自动变速器的输出轴的转速。例如，可以通过用输入轴转速除以传动比(变速比)推定输出轴的转速。此外，检测输出轴的转速。如果所推定的转速和所检测的转速之间的差大，则可以认为允许外圈和内圈相对于彼此转动。如果之后外圈和内圈相对于彼此的转动再次受到限制，则在限制部件中可能发生间歇振动。因此，当转速差大于预定值的条件成立时，可以抑制外圈和内圈相对于彼此的转动。这样能够抑制发生间歇振动。

更优选地，该控制设备还包括通过驾驶员的操作选择所述自动变速器的控制模式的选择部。所述检测部基于所述选择部的操作状态，检测所述外圈和所述内圈相对于彼此的转动状态。所述条件是所述驾驶员操作所述选择部的条件。

根据本发明，自动变速器的控制模式(例如，变速范围)由驾驶员操作选择部(例如，变速杆)而选择。当变速杆从“P档位”操作至“D档位”时，动力源的驱动力通过自动变速器传递给车轮。这里，动力源驱动力至自动变速器的输入会突然限制外圈和内圈彼此之间的转动。从而，当驾驶员操作所述选择部的条件成立时，外圈和内圈相对于彼此的转动可被抑制。这可以抑制外圈和内圈相对于彼此的转动的突然被限制。

更优选地，所述限制部件是单向离合器。

根据本发明，通过单向离合器向车轮传递驱动力的自动变速器中的单向离合器的损坏可被抑制。

附图说明

图1是示出结合了根据本发明一个实施例的控制设备的车辆的控制框图；

图2是示出行星齿轮装置的框架图；

图3是示出档位与离合器或制动器对应关系的工作表；以及

图4是示出由图1中ECU执行的程序的控制结构的流程图。

具体实施方式

下面，将参考附图，说明本发明的一个实施例。在下面的说明中，相同的部件用相同的附图标记表示。它们的标签和功能也相同。因此，其详细说明将不再重复。

下面将参考图1，说明结合了根据本发明第一实施例的自动变速器液压控制设备的车辆。该车辆是FF(发动机前置前轮驱动)车辆。注意结合了根据本实施例的用于自动变速器的控制设备的车辆可以是除FF车辆以外的车辆。

该车辆包括发动机1000，变速器2000，构成变速器2000一部分的行星齿轮装置3000，构成变速器2000一部分的液压回路4000，差速齿轮5000，驱动轴6000，前轮7000，和ECU(电子控制单元)8000。

发动机1000是在气缸燃烧室内燃烧从喷射器(图中未示出)喷射的燃料和空气的空气燃料混合物的发动机。气缸中的活塞通过燃烧而被向下推动，并且曲轴转动。可以采用外燃机代替内燃机。此外，可以采用旋转电机等代替发动机1000。

变速器2000通过采用期望的档位将曲轴的转速变换成期望的转速。变速器2000的输出齿轮与差速齿轮5000啮合。下面将详细说明行星齿轮装置3000。

驱动轴6000通过花键配合等连接至差速齿轮5000。动力通过驱动轴6000传递至左前轮和右前轮7000。

车速传感器8002，变速杆8004的位置开关8004，加速踏板8006的加速踏板位置传感器8007，位于制动踏板8008上的制动灯开关8009，油温传感器8010，输入轴转速传感器8012，和输出轴转速传感器8014通过线束等连接至ECU8000。

车速传感器8002根据驱动轴6000的转速检测车速，并向ECU8000发送表示检测结果的信号。变速杆8004的位置由位置开关8005检测，且表示检测结果的信号被发送给ECU8000。变速器2000的档位根据变速杆8004的位置自动实现。此外，驾驶员可以通过操作选择驾驶员可以任意选择档位的手动变速模式。

加速踏板位置传感器8007检测加速踏板8006的位置，并向ECU8000发送表示检测结果的信号。制动灯开关8009检测制动踏板8008的开/关状态，并向ECU8000发送表示检测结果的信号。可以提供检测制动踏板8008行程的行程传感器代替制动灯开关8009。油温传感器8010检测变速器2000的ATF(自动变速器流体)温度，并向ECU8000发送表示检测结果的信号。

输入轴转速传感器8012检测变速器2000的输入轴转速NIN，并向ECU8000发送表示检测结果的信号。输出轴转速传感器8014检测变速器2000的输出轴转速NOUT，并向ECU8000发送表示检测结果的信号。

ECU8000基于来自于车速传感器8002，位置开关8005，加速踏板位置传感器8007，制动灯开关8009，油温传感器8010，输入轴转速传感器8012，输出轴转速传感器8014等的信号，以及存储在ROM(只读存储器)中的脉谱图(映射图)和程序，控制各种装置使得车辆获得期望的行驶状态。

下面将参考图2说明行星齿轮装置3000。行星齿轮装置3000连接至变矩器3200，变矩器3200具有连接至曲轴的输入轴3100。行星齿轮装置3000包括第一组行星齿轮机构3300，第二组行星齿轮机构3400，输出齿轮3500，固定至齿轮箱3600的B1，B2，和B3制动器3610，3620和3630，C1和C2离合器3640和3650，及单向离合器F 3600。

第一组3300是单小齿轮型行星齿轮机构。第一组3300包括太阳齿轮S(UD)3310，小齿轮3320，齿圈3330(UD)，和行星架C(UD)3340。

太阳齿轮S(UD)3310连接至变矩器3200的输出轴3210。小齿轮3320可转动地支承在行星架C(UD)3340上。小齿轮3320与太阳齿轮S(UD)3310和齿圈3330(UD)啮合。

齿圈3330(UD)通过B3制动器3630固定至齿轮箱3600。行星架C(UD)3330通过B1制动器3610固定至齿轮箱3600。

第二组3400是Ravigneaux型行星齿轮机构。第二组3400包括太阳齿轮S(D)3410，短小齿轮3420，行星架C(1)3422，长小齿轮3430，行星架C(2)3432，太阳齿轮S(S)3440，和齿圈R(1)(R(2))3450。

太阳齿轮S(D)3410连接至行星架C(UD)3340。短小齿轮3420可转动地支承在行星架C(1)3422上。短小齿轮3420与太阳齿轮S(D)3410和长小齿轮3430啮合。行星架C(1)3422连接至输出齿轮3500。

长小齿轮3430可转动地支承在行星架C(2)3432上。长小齿轮3430与短小齿轮3420，太阳齿轮S(S)3440，和齿圈R(1)(R(2))3450啮合。行星架C(2)3432与输出齿轮3500相连。

太阳齿轮S(S)3440通过C1离合器3640连接至变矩器3200的输出轴3210。齿圈R(1)(R(2))3450通过B2制动器3620固定至齿轮箱3600，并通过C2离合器3650连接至变矩器3200的输出轴3210。齿圈R(1)(R(2))3450连接至单向离合器F 3660，且在以第一档位行驶时不能转动。

单向离合器F 3660平行于B2制动器3620布置。具体地，单向离合器F 3660具有固定至齿轮箱3600的外圈，并具有通过转动轴连接至齿圈R(1)(R(2))3450的内圈。

图3是示出要变换的档位与离合器和制动器的工作状态之间的对应关系的工作表。通过基于工作表中所示组合操作每一制动器和每一离合器，实现包括第一档位至第六档位的前进档和倒档。

由于单向离合器F 3660与B2制动器3620平行布置，因而在实现第一档位(1ST)的过程中，无需在从发动机侧(加速)的驾驶状态中接合B2制动器3620。在本实施例中，在第一档位行驶过程中，单向离合器F 3660限制齿圈R(1)(R(2))3450的转动。当实施发动机制动时，单向离合器F 3660不限制齿圈R(1)(R(2))3450的转动。

下面将参考图4，说明由ECU8000所执行的程序的控制结构，ECU8000是根据本发明的控制设备。

在步骤(下文中步骤将简称为S)100中，ECU8000判定第一档位是否实现。由于档位是由ECU8000自身判定，因此第一档位是否实现在ECU8000内部判定。当第一档位实现(S100中为是)时，程序转向S102。否则(S100中为否)，程序结束。

在S102中，ECU8000基于输入轴转速NIN推定输出轴转速NOUT(1)，输入轴转速NIN从发送自输入轴转速传感器8012的信号检测。在S104中，发动机ECU8000基于发送自输出轴转速传感器8014的信号检测输出轴转速NOUT(2)。

在S106中，ECU8000判定所推定的输出轴转速NOUT(1)与所检测的输出轴转速NOUT(2)之间的差异(输出轴转速NOUT(2)-输出轴转速NOUT(1))是否大于阈值N(0)。当所推定的输出轴转速NOUT(1)与所检测的输出轴转速NOUT(2)之间的差异大于阈值N(0)(S106中为是)时，程序转向S108。否则(S106中为否)，程序结束。

在S108中，ECU8000使B2制动器3620进入接合状态。具体地，液压回路4000被控制成使液压施加至B2制动器3620的液压伺服器，而使B2制动器3620进入接合状态。然后，该程序结束。

下面将基于上述结构和流程对ECU8000的操作进行说明，ECU8000是根据本实施例的控制设备。

当实现第一档位同时车辆行驶时(S100中为是)，基于输入轴转速NIN推定输出轴转速NOUT(1)(S102)，输入轴转速NIN从发送自输入轴转速传感器8012的信号检测。基于发送自输出轴转速传感器8014的信号检测输出轴转速NOUT(2)(S104)。

例如，当车辆行驶在颠簸路面上时，前轮7000(驱动轮)会重复地离开路面然后再次接触路面。如果前轮7000离开路面，则从发动机1000通过变速器2000传递至前轮7000的驱动力不传递至路面，则前轮7000自由转动。这里，单向离合器F3600的内圈(齿圈R(1)(R(2))3450)自由转动，从而外圈和内圈之间产生转速差。然后当前轮7000接触路面时，单向离合器F3660内圈(齿圈R(1)(R(2))3450)的转动再次受限。当这种情况重复发生时，会在单向离合器F3660中发生间歇振动。

在会发生间歇振动的状态中，即，在单向离合器F3660的内圈(齿圈R(1)(R(2))3450)自由转动的状态中，实际输出轴转速NOUT(2)变高。因此，当所推定的输出轴转速NOUT(1)与实际检测的输出轴转速NOUT(2)之间的差异大于阈值N(0)(S106中为是)时，向B2制动器3620的液压伺服器施加液压，使B2制动器3620进入接合状态(S108)。

这样，连接至齿圈R(1)(R(2))3450的转动轴的转动受抑制，且单向离合器F3660内圈的转动也受抑制。从而，单向离合器F3660外圈和内圈之间的转速差受抑制。结果，单向离合器F3660内圈转动的重复和转动的限制可被抑制，从而间歇振动的发生可被抑制。

如上，根据作为根据本实施例的控制设备的ECU，在单向离合器F在行驶过程中限制内圈转动的第一档位中，如果基于输入轴转速NIN所推定的输出轴转速NOUT(1)与实际检测的输出轴转速NOUT(2)之间的差大于阈值N(0)，则使B2制动器接合。这可以抑制单向离合器F外圈和内圈之间转速差的产生。从而，间歇振动的产生可被抑制。结果，单向离合器F的损坏可被抑制，耐用性能可以提高。而且，即使单向离合器的容量能力较低，所需的耐用性能也可以满足，且最终燃料效率可以提高。

虽然在本实施例中单向离合器F3660内圈和外圈之间的转速差通过使B2制动器3620接合而抑制，但也可以通过离合器，而不是制动器，抑制内圈和外圈之间的转速差。

此外，除了单向离合器F3660可以在实现第一档位时进入接合状态(可以限制内圈和外圈的转动)，单向离合器内圈和外圈之间的转速差可被抑制，当实现其它档位时，单向离合器也可以进入接合状态。

此外，虽然已经说明当从自动变速器2000输入轴转速NIN所推定的输出轴转速NOUT(1)与输出轴转速NOUT(2)之间的差值大于阈值N(0)时，使B2制动器3620接合，但当差值超过阈值N(0)的次数(倍数)大于预定次数时，也可以使B2制动器3620接合。

此外，当输出轴转速NOUT的变化率或车轮7000转速的变化率大于预定变化率时，或者当在预定时间内增大和减小预定次数时，可以使B2制动器3620接合。

此外，当驱动力会突然从发动机1000传递至变速器2000时，例如当驾驶员从“P档位”改变变速杆8004时，可以使B2制动器3620接合。

此外，当由安装在车辆上的G传感器所检测的上下振动(上下方向中的振动)大于预定值时，或者当上下振动的频率高于预定值时，可以使B2制动器3620接合。

此外，可以基于从导航装置等获得的路面信息而使B2制动器3620接合。

此外，当实现第一档位时使B2制动器3660进入接合状态的位置或路面可以存储，使得当行驶过相同位置或路面时，可以使B2制动器3660进入接合状态。

应该理解这里公开的实施例在各方面都是示例性和非限制性的。本发明的范围由权利要求，而不是上述说明限定，且本发明的范围试图包括处于与权利要求等价的意义和范围内的任何变化。

Claims (8)

1.一种用于自动变速器的控制设备，所述自动变速器通过限制部件向车轮传递驱动力，所述限制部件允许所述限制部件的外圈和内圈相对于彼此沿一个方向的转动，并限制所述外圈和所述内圈相对于彼此沿另一个方向的转动，所述控制设备包括：

连接至所述外圈和所述内圈的抑制部；

检测所述自动变速器的输出轴的转速的转速检测部；和

控制部，该控制部在所述输出轴的转速的变化率大于预定变化率的条件成立时，控制所述抑制部，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

2.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制设备，其中，

所述限制部件是单向离合器。

3.一种用于自动变速器的控制设备，所述自动变速器通过限制部件向车轮传递驱动力，所述限制部件允许所述限制部件的外圈和内圈相对于彼此沿一个方向的转动，并限制所述外圈和所述内圈相对于彼此沿另一个方向的转动，所述控制设备包括：

连接至所述外圈和所述内圈的抑制部；

推定所述自动变速器的输出轴的转速的推定部；

检测所述自动变速器的输出轴的转速的转速检测部；和

控制部，该控制部在所推定的转速和所检测的转速之间的差大于预定值的条件成立时，控制所述抑制部，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

4.根据权利要求3所述的用于自动变速器的控制设备，其中，

所述限制部件是单向离合器。

5.根据权利要求3所述的用于自动变速器的控制设备，其中，

所述控制部在所推定的转速和所检测的转速之间的差超过预定值的次数大于预定次数的条件成立时，控制所述抑制部，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

6.一种用于自动变速器的控制设备，所述自动变速器通过单向离合器向车轮传递驱动力，所述单向离合器允许所述单向离合器的外圈和内圈相对于彼此沿一个方向的转动，并限制所述外圈和所述内圈相对于彼此沿另一个方向的转动，所述控制设备包括：

连接至所述外圈和所述内圈的制动器；和

ECU，该ECU检测所述自动变速器的输出轴的转速并在所述输出轴的转速的变化率大于预定变化率的条件成立时，控制所述制动器，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

7.一种用于自动变速器的控制设备，所述自动变速器通过单向离合器向车轮传递驱动力，所述单向离合器允许所述单向离合器的外圈和内圈相对于彼此沿一个方向的转动，并限制所述外圈和所述内圈相对于彼此沿另一个方向的转动，所述控制设备包括：

连接至所述外圈和所述内圈的制动器；和

ECU，该ECU推定所述自动变速器的输出轴的转速，检测所述自动变速器的输出轴的转速，并在所推定的转速和所检测的转速之间的差大于预定值的条件成立时，控制所述制动器，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

8.根据权利要求7所述的用于自动变速器的控制设备，其中，

所述ECU在所推定的转速和所检测的转速之间的差超过预定值的次数大于预定次数的条件成立时，控制所述制动器，以抑制所述外圈和所述内圈之间的转速差。

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