CN101542094B - 车辆用动力传动装置的变速时控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明在变速时进行以发动机转速为目标值的发动机控制的车辆用动力传动装置的控制装置中，在换高速档的变速时，进行与实际车速准确地对应的目标值的设定，使发动机输出迅速上升以缩短变速时间。在本发明中，在变速时的发动机控制中，在换高速档的变速中，基于来自防抱死控制装置等、检测车轮的转速的车轮转速检测单元的信号，来设定发动机转速的目标值。从而，能准确地与伴随着变速时的离合器连接量的增加进行变化的实际车速相对应地，设定发动机转速的目标值，能够不伴随着变速冲击而迅速地执行车辆加速时的换高速档变速。在换低速档时，根据从变速装置的输入轴转速的信号求得的实际车速，来设定发动机转速的目标值。

Description

车辆用动力传动装置的变速时控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆用动力传动装置的控制装置，该车辆用动力传动装置的控制装置具有发动机和变速装置，并且在车辆变速时由自动离合器等断开从发动机到变速装置的动力，特别是涉及这种动力传递装置中的变速时的控制。

背景技术

作为近年的车辆的发展趋势，以容易驾驶为目的的、将变速装置和离合器的操作自动化了的车辆用动力传动装置正在逐渐普及。具有代表性的有，将液力变矩器和行星齿轮式变速装置进行组合而成的所谓的自动变速器(AT)，其中有如下的动力传递装置，该动力传递装置使用与所谓的手动车同样的平行轴齿轮机构式变速器(MT)并将其与自动离合器进行组合。最近，在装备了柴油发动机的车辆中，在发动机与自动离合器之间装有液力联轴节的动力传递装置已被开发出来。若中间装有液力联轴节，在车辆前进时就容易进行利用了液力联轴节的泵和涡轮间的滑动的平稳前进，同时还能吸收空载等时的发动机转矩变动，减轻振动和噪声。

如上所述的具有自动离合器的动力传递装置的发动机装备有发动机控制装置，该发动机控制装置与司机操作的加速踏板(图4的标记62)的踏入量和发动机转速相对应地决定燃料供给量(燃料喷射量)，在正常行驶时，执行以加速踏板的踏入量为基本参数的燃料喷射量的控制(加速踏板追踪控制)。在为了变速操作而切断离合器的变速时，为了与离合器断开所产生的发动机负荷的骤减相对应，发动机控制装置与加速踏板的踏入量相独立而转移到控制发动机(变速时发动机控制)的控制模式，并且在离合器连接的时刻恢复到加速踏板追踪控制。为了进行这样的控制，发动机控制装置一边与控制变速装置的变速控制装置及控制离合器的离合器控制装置相互联动，一边执行控制。另外，变速时控制模式的转换不限于中间具有液力联轴节的动力传递装置，也能在一般的车辆用动力传动装置中进行。

图4中概略地示出了现有的具有液力联轴节和自动离合器的车辆的动力传递装置。在动力传递装置中，在发动机(柴油发动机)1的后面缔结有液力联轴节2，另外，经过离合器(湿式多片离合器)3连结有具有平行轴齿轮机构的变速装置4，变速装置4的输出轴41驱动车辆的车轮7。液力联轴节2在车辆前进时发挥作用，具有对泵21(与发动机1的输出轴一体)和涡轮22(与离合器3的输入轴32一体)进行缔结的锁止离合器23。在车辆前进后要用变速装置4进行变速时，由锁止离合器23缔结泵21和涡轮22，这样，发动机1的输出轴就成为与离合器3的输入轴32直接连结的状态。变速装置4是使变速套筒与和齿轮一体形成的齿轮花键轴啮合的普通平行轴齿轮机构式变速器，具有由变速装置输入轴(与离合器3的输出轴33一体)和同步器锁止环等构成的公知的同步机构。这种车辆用动力传动装置已在本申请人申请的日本专利第3724491号公报中公开。

在车辆变速时，用离合器3断开从发动机1向变速装置4的动力传递以实施变速操作，根据离合器控制装置31输出的脉冲的占空比D(％)来控制离合器3的连接量，设定成在占空比为0％时，离合器3完全连接，在占空比为100％时，连接量为零，断开。装备在发动机1中的发动机控制装置11，与控制离合器3的连接量的离合器控制装置31及控制变速装置4的工作的变速控制装置61联动，来执行发动机1的控制。为了进行这样的控制，设置有离合器输入轴转速传感器51、变速装置输入轴转速传感器52和变速装置输出轴转速传感器53。

图5是示出图4的动力传递装置的换高速档变速时的各控制装置的动作特性的时间线图。在图5中，例如，在车辆以2档进行行驶中，若因为加速而车速上升，就由变速控制装置61发出向3档变速的变速指令A以变更为适当的变速状态。根据变速指令A的输出，离合器控制装置31为了断开离合器3而使进行输出的占空比为100％(实际的连接量如图所示地稍稍延迟后变为零)。在断开了离合器3的时刻，变速控制装置61进行2档位的齿轮撤出，使变速装置4为空档，经由同步机构的同步作用向3档的齿轮段连接齿轮。在3档的齿轮段中，变速装置的减速比小于2档的齿轮段，因此，在切断离合器3而从2档向3档变速的过程中，变速装置4的输入轴转速急速降低到与3速齿轮段相对应的转速。因此，在车辆减速中进行的从3档向2档的换低速档时，反之变速装置4的输入轴转速急速上升。

一输出变速指令A，就在发动机控制装置11中，将其控制模式从加速踏板追踪控制向变速时发动机控制进行转换，与离合器断开所导致的发动机负荷的骤减相对应地燃料喷射量减少，防止发动机转速急剧上升。在变速时发动机控制中，首先阶段性地减少燃料喷射量直到大致空转时的燃料量(退火控制)，之后，控制燃料量成为发动机转速接近于3档时的变速器的输入轴转速。在变速从3档向2档换低速档时，维持当前的发动机转速或者执行使其上升一定量的控制。

在变速装置4变为齿轮连接的时候，离合器控制装置31开始连接离合器3的控制。在连接离合器3的控制中，在使占空比短时间骤减到大致0％(称作“一接”)之后，重新执行半离合控制，该半离合控制为再次逐渐减少占空比并返回到所谓的半离合状态的占空比。短时间使占空比成为大致0％是为了使离合器(湿式多片离合器)3的离合器活塞的动作稳定，并提前到达半离合状态，实际的离合器连接量如图所示，急速地达到半离合状态开始的连接量，在半离合状态中，大致沿着占空比的变化缓慢增加连接量。从而，避免了离合器连接时的变速冲击和发动机停止。

在半离合控制中，随着离合器连接量增加，发动机转速进一步降低，并且变速装置输入轴的转速上升，两方的转速逐渐接近。然后，在其差达到规定值的时刻(B)，发动机控制装置的控制模式从变速时发动机控制恢复到加速踏板追踪控制，执行以司机所操作的加速踏板的踏入量为基本参数的控制。在恢复到加速踏板追踪控制时也进行阶段性地增加燃料喷射量的退火控制。

专利文献1：日本专利第3724491号公报

发明内容

在发动机控制装置中进行变速时所执行的变速时发动机控制中，必须要防止伴随着离合器断开的车辆驱动负荷消失后发动机转速急剧上升。然后，在齿轮连接之后离合器的连接量逐渐增加时，为了既避免变速冲击，又不使司机感到变速时迟缓，期望使发动机转速提前接近于由变速后的齿轮段和这时车辆的速度决定的变速装置的输入轴转速，迅速地完成离合器的连接后恢复到加速踏板追踪控制。因此，在变速时发动机控制中设定发动机转速的目标值，控制成变更(图5的C)发动机的燃料喷射量，使转速成为该目标值。

虽然用设置在变速控制装置61中的目标值设定单元决定了发动机转速的目标值，但要决定该目标值就必须要检测变速时逐渐变化的实际的车速(实际车速)。特别是在车辆加速时进行的换高速档的变速中，在因为离合器的断开而切断了发动机动力向车轮的传递的期间，实际车速稍有降低，在半离合状态下逐渐增加连接量时，迅速地恢复该降低部分并进一步增加了实际车速。该情况下，为了克服车辆重量所带的惯性力，与离合器连接量的增加相对应地设定发动机转速的目标值，使发动机输出提前上升，因此，为了设定目标值，就必须要检测出适应实际车速的精密的车速值。

另一方面，在车辆减速时的换低速档的变速时，由于变速装置的输入轴转速比发动机转速上升，因此，当半离合状态时，一边对车辆作用泵送损耗等产生的所谓的发动机制动的作用，一边使连接量逐渐增加来使车辆减速。因此，期望不需要越是在换高速档变速时越精密地检测实际车速来设定发动机转速的目标值，索性检测与发动机接近的位置上的车速值。

在图4中示出的现有的动力传递装置中，根据由传感器52检测到的变速装置的输入轴转速和这时的齿轮段的减速比，决定了车辆的实际车速。在变速装置的输入轴与车轮之间装有变速装置4、推进轴、最终减速齿轮(差动装置)等，在该传递系统中存在旋转方向的齿隙或者弹性要素。然后，变速时变速装置一变为空档，就有一点时间中齿轮段的减速比不稳定，因此，变速装置的输入轴转速不能够正确地表示变速时逐渐变化的实际车速。该车速信号虽然是不妨碍换低速档的变速时决定发动机转速的目标值的精度，但是在换高速档控制中使用时在适应性和精度上有问题，在现有的控制装置中，对该车速信号进行校正处理后决定了换高速档时的发动机转速的目标值。但是，即使实施了这样的校正处理，也明确知道在不伴随着变速冲击而进一步迅速地执行变速时，有变速装置输入轴转速传感器52检测到的车速信号的精度等成为障碍的事实。

但是，由于通常在车辆中装备有速度计，因此，考虑根据速度计的车速信号来求车辆的实际车速。虽然用传感器53检测与车轮相连的变速装置的输出轴转速，但是在变速装置的输出轴与车轮的传递系统中还是存在旋转方向的齿隙等。此外，由于用于速度计显示时实施了利用低通滤波器等的信号处理，因此，速度计用的车速信号在变速时不是与实际车速实时相应地变化。

本发明的目的在于在换高速档变速时设定与实际车速相对应的准确的发动机转速的目标值，使其更迅速地进行变速。

鉴于最近车辆很多都具有车轮转速检测单元，该车轮转速检测单元具备用于控制制动系统的防抱死制动控制装置(ABS)等，并且直接检测车轮的转速，本发明在换高速档的变速时使用车轮转速检测单元的检测信号来设定发动机转速的目标值。即，本发明的一种车辆用动力传动装置，其特征在于，在搭载在车辆中的发动机与变速装置之间具有离合器，上述离合器具有离合器控制装置，变速时上述离合器控制装置断开上述离合器，在该车辆用动力传动装置的控制装置中，

上述车辆具有检测车轮转速的车轮转速检测单元，

上述发动机具有发动机控制装置，该发动机控制装置进行以加速踏板的踏入量为基本参数的发动机控制，

上述发动机控制装置在变速时，与上述加速踏板的踏入量相独立，转移到以发动机转速为目标值的变速时发动机控制，另外，

在换高速档的变速时的上述变速时发动机控制中，根据来自上述车轮转速检测单元的检测信号，来设定发动机转速的上述目标值。

如技术方案2所述，可以在换低速档的变速时的上述变速时发动机控制中，根据检测上述变速装置的输入轴转速的检测信号，来设定发动机转速的上述目标值。

如技术方案3所述，上述变速装置，最好具有在变速时对上述变速装置的工作进行控制的变速控制装置，该变速控制装置构成为，对变速时发动机控制的发动机转速的上述目标值进行设定并输出到上述发动机控制装置中。此外，如技术方案4所述地，最好上述车轮转速检测单元设置在防抱死制动控制装置中。

在变速时发动机控制中，设定发动机转速的目标值并进行发动机的控制，使转速等于该目标值，但在本发明中，在换高速档的变速中，根据来自检测车轮的转速的车轮转速检测单元的信号，来设定发动机转速的目标值。车轮的转速是直接检测实际车速得到的，与根据变速装置的输入轴转速求得的车速信号相比较，能够精密并且不伴随着时间延迟来检测实际车速。从而，在变速时断开了离合器而接着在半离合状态下使连接量逐渐增加时，能准确地与伴随着连接量增加进行变化的实际车速相对应，设定发动机转速的目标值，使发动机输出提前上升。因此，能够不伴随着变速冲击而更迅速地执行车辆加速时的换高速档变速。

此外，在本发明中，根据车轮转速直接检测实际车速，在发动机转速的目标值的决定中使用。因此，不需要在使用来自变速装置的输入轴转速的车速信号时进行信号修正处理，从而发动机转速的目标值的运算电路等简单，并且，即使在变速装置是空档状态下，也能够检测正确的实际车速。

再有，在最近的车辆中，为了提高安全性和运转性，搭载有各种各样的控制装置。其中，许多都具有防止制动时车轮锁死而确保制动能力的防抱死控制装置或者防止在低摩擦道路上的车轮打滑的牵引控制装置等、检测车轮转速的车轮转速检测单元。在本发明的控制中使用的车轮转速就成为这种控制装置的车轮转速检测信号。

如技术方案2的发明所述，在构成为在换低速档的变速时的变速时发动机控制中，根据对变速装置的输入轴转速进行检测的检测信号，来设定发动机转速的目标值时，根据各个信息来设定换低速档变速时和换高速档变速时的发动机转速的目标值。从而，能够与各个变速时相对应地适当设定发动机转速的目标值，能在换低速档时，使用发动机状态的变化所直接反映的变速装置的输入轴转速的检测信号，来设定准确地控制发动机制动器的作用的目标值。

如技术方案3的发明所述，若构成为在控制变速装置的工作的变速控制装置中设置对变速时发动机控制的发动机转速的目标值进行设定的单元，将该目标值输出到发动机控制装置中，就能够在变速时统一执行各控制装置。此外，如技术方案4的发明所述地，作为本发明的车轮转速检测单元，设置在防抱死制动控制装置中的车轮转速检测单元比较适合。

附图说明

图1是本发明的车辆用动力传动装置的概略图。

图2是本发明的车辆用动力传动装置的信号系统图。

图3是示出本发明的控制装置的工作的流程图。

图4是现有的车辆用动力传动装置的概略图。

图5是示出车辆用动力传动装置的工作的时间线图。

具体实施方式

以下，基于附图，对实施了本发明的车辆用动力传动装置的控制装置进行说明。图1中示出的构成本发明的车辆用动力传动装置的机器和变速时的基本工作与图4中示出的现有装置没有特别的不同，在对应的部件上标记相同符号。

在图1的车辆用动力传动装置中，柴油发动机1具有发动机控制装置11，湿式多片离合器3具有离合器控制装置31，此外变速装置4具有变速控制装置61，这些控制装置相互联动控制各机器。发动机控制装置11的动作特性与图5的动作特性相同，在正常行驶时执行加速踏板追踪控制，在变速时根据变速指令信号转换到变速时发动机控制的控制模式。即，一输出变速指令信号，发动机控制装置11就中断加速踏板追踪控制，与加速踏板62的踏入量相独立，转移到以发动机转速为目标值的变速时发动机控制。在变速控制装置61中设置有目标值设定单元，该目标值设定单元用于运算并决定发动机转速的目标值，将设定的目标值输出到发动机控制装置11中。

适用本发明的车辆在制动系统中具有防抱死制动控制装置(ABS)，向该防抱死制动控制装置输入车轮转速检测单元54的检测信号，该车轮转速检测单元54对车轮7的转速进行检测。车轮转速检测单元54的检测信号如图2所示，也被输入到变速控制装置61中，用于决定换高速档时的发动机转速的目标值。并且还向变速控制装置61输入由变速装置4的输入轴转速传感器52检测到的转速信号，用于决定换低速档时的发动机转速的目标值。

下面，利用图3的流程图说明本发明中的变速时发动机控制中的发动机转速的目标值设定的过程。

变速控制装置61在输出了变速指令信号后开始发动机转速的目标值的运算。首先判断变速指令是换高速档指令还是换低速档指令(S1)，在是换高速档指令时，加载来自车轮转速检测单元54的信号(S2)。向变速控制装置61输入当前时刻的发动机转速信号、变速装置4的输入轴转速信号及表示半离合状态下的离合器3的连接量的占空比信号等，变速控制装置61根据这些信号和来自车轮转速检测单元54的实际车速的信号，来运算发动机转速的目标值(S3)。

另一方面，在变速指令是换低速档指令的情况下，加载变速装置4的输入轴转速信号(S4)。然后，变速控制装置61根据表示离合器3的连接量的占空比信号等和来自变速装置4的输入轴转速信号的实际车速信号，来执行发动机转速的目标值的运算(S5)。将步骤S3和S5中设定的发动机转速的目标值输出到发动机控制装置11中(S6)。

这样地，在本发明的变速控制装置61中，根据变速指令是换高速档指令还是换低速档指令，来转换实际车速的检测信号，该实际车速的检测信号是在变速时发动机控制中的发动机转速的目标值设定时使用的实际车速的检测信号。因此，可以与各个变速时相对应适当地执行发动机转速的目标值设定。特别是由于在换高速档变速中使用来自直接检测实际车速的车轮转速检测单元54的信号，因此，能够准确地与例如半离合状态下根据连接量的增加而变化的实际车速相对应地、设定使发动机输出迅速上升的发动机转速的目标值。这样，就能够短时间完成车辆加速时的换高速档变速而不产生变速冲击。

工业实用性

如以上详细的叙述，本发明在变速时进行以发动机转速为目标值的变速时发动机控制的车辆用动力传动装置的控制装置中，在换高速档的变速时，使用从车轮转速检测单元得到的实际车速信号来设定目标值，使发动机输出迅速上升。在上述实施例中，关于搭载了平行轴齿轮机构式的变速装置的车辆用动力传动装置进行了说明，但本发明可适用的动力传递装置不限于此，也可以适用于具有在变速时执行独立于加速踏板踏入量的变速时发动机控制的、例如自动变速器(AT)的车辆用动力传动装置。此外，也可以对于实施例进行各种各样的变形，例如从用于牵引控制的车轮转速检测单元得到车轮转速信号等。

Claims (3)

1.一种车辆用动力传动装置，在该车辆用动力传动装置的控制装置中，在搭载在车辆中的发动机与变速装置之间具有离合器，上述离合器具有离合器控制装置，在变速时上述离合器控制装置断开上述离合器，其特征在于，

上述车辆具有检测车轮转速的车轮转速传感器以及检测上述变速装置的输入轴转速的输入轴转速传感器，

上述发动机具有发动机控制装置，该发动机控制装置进行以加速踏板的踏入量为基本参数的发动机控制，

上述发动机控制装置在变速时，独立于上述加速踏板的踏入量，转移到以发动机转速为目标值的变速时发动机控制，另外，

上述发动机控制装置在变速时判断变速是换高速档还是换低速档，在换高速档的变速时的上述变速时发动机控制中，根据来自上述车轮转速传感器的检测信号，来设定发动机转速的上述目标值，并且，在换低速档的变速时的上述变速时发动机控制中，根据来自上述输入轴转速传感器的检测信号，来设定发动机转速的上述目标值。

2.根据权利要求1所述的车辆用动力传动装置，其特征在于，

上述变速装置具有变速控制装置，该变速控制装置在变速时控制上述变速装置的动作，上述变速控制装置对变速时发动机控制的发动机转速的上述目标值进行设定并输出到上述发动机控制装置。

3.根据权利要求1所述的车辆用动力传动装置，其特征在于，

上述车轮转速传感器是被设置在防抱死制动控制装置中的车轮转速传感器。

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