CN103038531A - 滑行控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种滑行控制装置，防止由分离轴承劣化引起的路上故障。具备：分离时间累积计测部(4)，累积计测在滑行控制中离合器成为分离的时间；超时限制部(5)，在分离时间累积计测部(4)计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，禁止滑行控制；及/或超时警告部(6)，在分离时间累积计测部(4)计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，进行警告显示。

Description

滑行控制装置
技术领域
本发明涉及一种滑行控制装置，在行驶中使离合器分离、使发动机返回怠速状态而抑制燃料消耗，并涉及防止由分离轴承劣化导致的路上故障的滑行控制装置。
背景技术
在车辆中，在离合器分离时，当油门踏板被踩下时，油门开放而发动机成为所谓的空转，发动机转速稳定在与油门开度对应的发动机转速。此时，发动机产生的驱动力与发动机内部阻力(摩擦)平衡，发动机输出扭矩为0。即，发动机对外部完全不作功，燃料被浪费地消耗。例如，当以发动机转速为2000rpm进行空转时，驾驶员能够听到较大的发动机声，因此能够实际感觉到浪费地消耗了相当量的燃料。
发动机对外部不作功的状态，并不限于上述的离合器分离时的空转，在车辆的行驶中也会发生。即，发动机与空转时相同地仅以与油门开度对应的发动机转速进行旋转，而无助于车辆的加速、减速。此时，仅为了使发动机旋转而消耗燃料，非常浪费。
本申请人提出了一种滑行控制装置，在发动机虽然旋转但对外部不作功时，进行将离合器分离、使发动机返回怠速状态而抑制燃料消耗的滑行控制(也称为燃料消耗率行驶控制)(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-342832号公报
专利文献2：日本特开平8-67175号公报
专利文献3：日本特开2001-304305号公报
发明内容
发明要解决的课题
除了上述提案，本申请人正提出一种滑行控制装置，使用将离合器转速和油门开度作为指标的滑行控制判定映射，在离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制。
然而，在离合器中，离合器片通过弹簧的力而相对于发动机的飞轮压接。在将离合器分离时，由分离轴承推压弹簧而使离合器片从飞轮离开。分离轴承轴支承有安装了离合器片的变速器的输入轴，因此在通过弹簧推压分离轴承时，通过分离叉来推压分离轴承而使其沿轴向移动。
在该离合器分离的动作时，对分离轴承施加推力负荷，该推力负荷成为分离轴承劣化的主要原因。分离轴承的劣化与离合器分离持续的时间成正比例地发展，一直以来已知对离合器踏板的踩踏会加快分离轴承的劣化。
在滑行控制中，离合器分离持续的时间较长。变速时的离合器分离的时间例如为2~3秒程度的短时间，相对于此，滑行控制中的离合器分离的时间例如达到20~30秒的长时间。如此，当进行滑行控制时，会在比变速时长的离合器分离的期间，持续地施加推力负荷，因此不能够避免分离轴承的寿命变短。但是，由于分离轴承劣化会引起路上故障，因此并不优选。
因此，本发明的目的在于，提供一种滑行控制装置，解决上述课题，防止由分离轴承劣化导致的路上故障。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明为一种滑行控制装置，具备：滑行控制判定映射，通过离合器转速和油门开度来参照；滑行控制执行部，在向上述滑行控制判定映射的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制；分离时间累积计测部，累积计测在滑行控制中离合器成为分离的时间；以及超时限制部，在上述分离时间累积计测部计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，禁止滑行控制。
此外，本发明为一种滑行控制装置，具备：滑行控制判定映射，通过离合器转速和油门开度来参照；滑行控制执行部，在向上述滑行控制判定映射的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，在油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制；分离时间累积计测部，累积计测在滑行控制中离合器成为分离的时间；以及超时警告部，在上述分离时间累积计测部计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，进行警告显示。
发明的效果
本发明发挥如下那样的优良效果。
(1)能够防止由分离轴承劣化导致的路上故障。
附图说明
图1是本发明的滑行控制装置的构成框图。
图2是应用本发明的滑行控制装置的车辆的离合器系统的构成框图。
图3是实现图2的离合器系统的促动器的构成图。
图4是应用本发明的滑行控制装置的车辆的输入输出构成图。
图5是用于说明滑行控制的概要的动作概念图。
图6是滑行控制判定映射的图表图像图。
图7是用于说明滑行控制的燃料消耗率削减效果的图表。
图8是为了制作滑行控制判定映射而实测的油门开度和离合器转速的图表。
图9是表示本发明的滑行控制装置中的分离时间累积计测的步骤的流程图。
图10是表示本发明的滑行控制装置中的超时警告的步骤的流程图。
图11是表示本发明的滑行控制装置中的超时限制的步骤的流程图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的一个实施方式。
如图1所示，本发明的滑行控制装置1具备：滑行控制判定映射2，通过离合器转速和油门开度来参照；滑行控制执行部3，在向滑行控制判定映射2的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制；分离时间累积计测部4，累积计测在滑行控制中离合器成为分离的时间；超时限制部5，在分离时间累积计测部4计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，禁止滑行控制；以及超时警告部6，在分离时间累积计测部4计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，进行警告显示。
此处，离合器108(参照图2)中的部件的疲劳，主要表示分离轴承165由于比变速时更长时间的推力负荷而疲劳，但也可以包含其他部件的疲劳。
构成滑行控制装置1的滑行控制判定映射2、滑行控制执行部3、分离时间累积计测部4、超时限制部5以及超时警告部6，例如优选搭载在ECU(未图示)中。
对于搭载本发明的滑行控制装置1的车辆，对各部分进行说明。
如图2所示，搭载本发明的滑行控制装置1的车辆的离合器系统101，为手动式和基于ECU控制的自动式的兼顾方式。与离合器踏板102机械连结的离合器主缸103，根据驾驶员对离合器踏板102的踩下、复位操作而向中间缸(也称为离合器自由作动缸、切换缸)104供给工作油。另一方面，由ECU(未图示)控制的离合器自由促动器单元105，根据离合器分离、接合的指令而向中间缸104供给工作油。中间缸104向离合器从动缸106供给工作油。离合器从动缸106的活塞107与离合器108的可动部机械连结。
离合器108具有：与发动机的飞轮161对置的离合器片162；使离合器片162压接到飞轮161上的弹簧163；沿输入轴164移动并使离合器片162从飞轮161背离的分离轴承165；以及由活塞107驱动而使分离轴承165移动的分离叉166。弹簧163形成为圆锥状，外周部与离合器片162接触，内周部与分离轴承165接触。分离轴承165构成为，轴支承变速器的输入轴164，且相对于输入轴164沿轴向移动自如。分离叉166为杠杆，在长度方向的一端连结活塞107，在另一端连结分离轴承165，在一端和另一端之间设置有支点167。
在图2的构成的离合器108中，当向离合器从动缸106内填充工作油而活塞107的杆伸出时，分离叉166转动而使分离轴承165向从弹簧163离开的方向移动，因此弹簧163对离合器片162的压接力消失，离合器片162从飞轮161离开而不从飞轮161向离合器片162传递旋转。即，成为离合器分离。
另一方面，当离合器从动缸106内的工作油被排出而活塞107的杆缩回时，分离叉166向与上述相反方向转动而使分离轴承165向按压到弹簧163的方向移动，因此对离合器片162作用弹簧163的压接力，离合器片162被压接到飞轮161上，从飞轮161向离合器片162传递旋转。即，成为离合器接合。
另外，离合器108也能够构成为与图2中的不同，在分离轴承165按压弹簧163时，弹簧163的外周部翻转而成为离合器分离。在这种情况下，将离合器从动缸106设置为相反方向，以使活塞107伸出的方向成为与图2相反(参照图3、图4)。由此，促动器的动作逻辑与离合器108的构成无关，而成为共通。
如图3所示，促动器110具备离合器自由促动器111。离合器自由促动器111具备中间缸104和离合器自由促动器单元105。离合器自由促动器单元105具备电磁阀112、安全阀113以及液压泵114。中间缸104是串联配置主活塞116和副活塞117而成的，当通过来自离合器主缸103的工作油而主活塞116进行行程时，副活塞117相伴随地进行行程。此外，中间缸104为，通过来自离合器自由促动器单元105的工作油而副活塞117进行行程。根据副活塞117的行程而向离合器从动缸106供给工作油。通过该构成，在进行手动操作时，优先地执行如手动操作那样的离合器分离、接合，在不进行手动操作时，执行如ECU控制那样的离合器分离、接合。
另外，本发明的滑行控制装置也能够应用于没有手动式的仅自动式的离合器系统。
如图4所示，在车辆上设置有主要控制变速器、离合器的ECU121以及主要控制发动机的ECM122。在ECU121上连接有变速手柄开关、变速器的变速传感器、选速传感器、空档开关、T/M旋转传感器、车速传感器、怠速开关、手动切换开关、驻车制动器开关、门开关、制动器开关、半离合调整开关、油门操作量传感器、离合器传感器、液压开关的各输入信号线。此外，在ECU121上连接有离合器系统101的液压泵114的马达、电磁阀112、坡道起步辅助用阀、警报&仪表的各输出信号线。虽然未图示，但在ECM122上连接有用于发动机控制的各种输入信号线和输出信号线。ECM122能够将发动机转速、油门开度、发动机旋转变更请求的各信号经由CAN(ControllerArea Network：控制器局域网络)的传输路径而发送给ECU121。
另外，本发明所使用的离合器转速为离合器的从动侧的转速，与变速器的输入轴的转速相同。能够根据未图示的输入轴转速传感器检测的输入轴转速来求出离合器转速。或者，能够根据车速传感器检测的车速、使用当前排档的齿轮比来求出离合器转速。离合器转速表示与车速相当的发动机转速。
以下，说明本发明的滑行控制装置1的动作。
根据图5来说明滑行控制的作动概念。但是此处，滑行控制中的目标发动机转速为怠速转速。横轴表示时间和控制的流程，纵轴表示发动机转速。在从怠速旋转的状态起较大地踩下油门踏板141而油门开度为70%的状态持续的期间，发动机转速142上升，车辆被加速。在发动机转速142稳定、油门踏板141的踩下变小、油门开度成为35%时，后述的滑行控制开始条件成立。通过开始滑行控制，由此离合器被控制为分离，发动机转速142被控制为怠速转速。车辆进行滑行控制行驶。此后，假设油门踏板的踩下消失而油门开度成为0%、或其他滑行控制结束条件成立。通过结束滑行控制，由此发动机被旋转匹配控制，离合器被控制为接合。在该例中，油门开度为0%，因此成为发动机制动的状态，车辆被减速。
当未进行滑行控制时，在滑行控制的执行期间中，如虚线那样，发动机转速被维持较高的状态，因此燃料被浪费地消耗，但是通过进行滑行控制，在滑行控制中发动机转速142成为怠速转速，能够节约燃料。
图6用图表图像来表示滑行控制判定映射2。
滑行控制判定映射2是横轴为油门开度、纵轴为离合器转速的映射。滑行控制判定映射2能够分为发动机输出扭矩成为负的负区域MA和发动机输出扭矩成为正的正区域PA。负区域MA是发动机的摩擦比发动机要求扭矩大、发动机输出扭矩成为负的区域。正区域PA是发动机要求扭矩比发动机的摩擦大、因此发动机输出扭矩成为正的区域。成为负区域MA和正区域PA的边界的发动机输出扭矩零线ZL表示的状态，如在背景技术部分中所述的那样，是发动机对外部不作功、燃料被浪费地消耗了的状态。
在本实施方式中，滑行控制临界线TL被设定为比滑行控制判定映射2的发动机输出扭矩零线ZL稍靠左(油门开度较小一侧)。在滑行控制判定映射2中，在负区域MA和正区域PA之间设定有含有滑行控制临界线TL的有限宽度的能够滑行控制区域CA。在滑行控制判定映射2中设定有离合器转速的下限临界线UL。下限临界线UL与油门开度无关地规定了离合器转速的下限阈值。如图示那样，下限临界线UL被设定为比怠速状态下的离合器转速稍靠上。
滑行控制装置1在如下四个滑行开始条件全部成立时，开始滑行控制。
(1)油门踏板的操作速度在阈值范围内
(2)在滑行控制判定映射2中离合器转速和油门开度的标绘点在油门复位方向上通过滑行控制临界线TL
(3)向滑行控制判定映射2的标绘点在能够滑行控制区域CA内
(4)在滑行控制判定映射2中离合器转速在下限临界线UL以上
滑行控制装置1在如下两个滑行结束条件中的即使一个成立时，结束滑行控制。
(1)油门踏板的操作速度在阈值范围外
(2)向滑行控制判定映射2的标绘点在能够滑行控制区域CA外
对滑行控制判定映射2和按照滑行开始条件、滑行结束条件的滑行控制装置1的动作进行说明。
滑行控制执行部3常时监视基于油门踏板操作量的油门开度和根据输入轴转速或车速而求出的离合器转速，在图6的滑行控制判定映射2上标绘油门开度和离合器转速的坐标点。坐标点随着时间的经过而移动。此时，在坐标点存在于能够滑行控制区域CA内的情况下，滑行控制执行部3进行是否开始滑行控制的判定。在坐标点不存在于能够滑行控制区域CA内的情况下，滑行控制执行部3不进行是否开始滑行控制的判定。
接着，当坐标点在油门开度减少的方向上通过滑行控制临界线TL时，滑行控制执行部3开始滑行控制。即，滑行控制装置1将离合器控制为分离，并且将ECM122指示发动机的控制油门开度控制为与怠速相当。由此，离合器成为分离，发动机成为怠速状态。
如在图6中用箭头表示的坐标点的移动方向那样，油门开度减少的方向为图示左方向。如果在即使坐标点通过了滑行控制临界线TL、但坐标点的移动方向还具有图示右方向的成分的情况下，则油门开度会增加，因此滑行控制执行部3不开始滑行控制。
滑行控制执行部3在开始了滑行控制后，也常时监视油门开度和离合器转速，并在滑行控制判定映射2上标绘油门开度和离合器转速的坐标点。在坐标点出到能够滑行控制区域CA之外时，滑行控制执行部3结束滑行控制。
通过以上的动作，在油门踏板被向踩下侧操作时，即使油门开度和离合器转速的坐标点通过了滑行控制临界线TL也不开始滑行控制，仅在油门踏板被向复位侧操作时，在坐标点通过滑行控制临界线TL的情况下，才开始滑行控制，因此驾驶员没有不适感。
滑行控制执行部3在坐标点存在于比下限临界线UL靠下(离合器转速比下限阈值低)时，不开始滑行控制。这是因为，在发动机为怠速状态时，即使将离合器分离也不能够过多地期待抑制燃料消耗的效果。因此，滑行控制执行部3仅在坐标点存在于比下限临界线UL靠上时，才开始滑行控制。
根据图7，说明基于滑行控制的燃料消耗率削减效果。
首先，假设不进行滑行控制。发动机转速在约30s到约200s的期间，在1600~1700rpm的范围内迁移，在约200s到约260s的期间，从约1700rpm向约700rpm(怠速转速)降低。
发动机扭矩在从约30s到约100s的期间增加，但此后转为减少，并到约150s为止持续减少。发动机扭矩在从约150s到约160s几乎为0Nm，在从约160s到约200s的期间增加，但在约200s几乎成为0Nm。结果，发动机扭矩几乎成为0Nm的期间为，从约150s到约160s(椭圆B1)、从约200s到约210s(椭圆B2)以及从约220s到约260s(椭圆B3)这三处。
燃料消耗量(无纵轴刻度；为了方便，配置为与发动机扭矩重叠)从约50s到约200s几乎伴随着发动机扭矩的迁移而变化。即使发动机扭矩几乎为0Nm，燃料消耗量也不为0。
此处，当进行滑行控制时，在发动机扭矩几乎成为0Nm的期间，发动机转速会被控制为怠速转速。在图表中，滑行控制时的发动机转速的线(粗的实线)表示为与不进行滑行控制的发动机转速的线(实线)分离。滑行控制被执行椭圆B1、B2、B3这三次。进行了该滑行控制的期间的燃料消耗量，低于不进行滑行控制的情况下的燃料消耗量，可知节约了燃料消耗。
接着，说明滑行控制判定映射2的具体的设定例。
如图8所示，为了制作滑行控制判定映射2，而实测油门开度和离合器转速的特性，并制作横轴为油门开度、纵轴为离合器转速(=发动机转速；离合器接合时)的图表。由此，能够描绘实测的发动机输出扭矩零线ZL。发动机输出扭矩零线ZL的左侧整体为负区域MA、右侧整体为正区域PA。
在发动机输出扭矩零线ZL的稍左侧定义并描绘滑行控制临界线TL。在滑行控制临界线TL的稍左侧推测并描绘减速零临界线TLg。在发动机输出扭矩零线ZL的稍右侧推测并描绘加速零临界线TLk。将减速零临界线TLg和加速零临界线TLk所夹着的区域定义为能够滑行控制区域CA。在该例中，下限临界线UL设定为880rpm。
另外，减速零临界线TLg、加速零临界线TLk设定为驾驶员不难驾驶的程度，但由于是人的感觉的问题，因此在设计中不能够数值化，因此要在实车中进行调整作业。滑行控制临界线TL设定在减速零临界线TLg和加速零临界线TLk的中央。
通过将如以上那样制作的图8的图表适宜地数值化(离散化)并写入存储元件，由此能够得到滑行控制执行部3在其运算处理中能够利用的滑行控制判定映射2。
接着，参照图9、图10、图11对本发明的滑行控制装置1的基于离合器分离累积时间的离合器部件(以下，称为分离轴承165)的保护动作的步骤进行说明。
在车辆的制造时或销售时、及分离轴承165的更换时，从外部将滑行控制装置1内的离合器分离累积时间Tc复位(清零)。此后，滑行控制装置1反复进行如下动作：根据滑行开始条件的成立而开始滑行控制，根据滑行结束条件的成立而结束滑行控制。
如图9所示，分离时间累积计测部4在步骤S91中判定是否为滑行控制中。在“否”的情况下，前进到结束。在“是”的情况下，分离时间累积计测部4在步骤S92中累积计测离合器成为分离的时间。由此，如果是滑行控制中，则离合器分离累积时间Tc被计数完了，如果不是滑行控制中，则离合器分离累积时间Tc维持相同的值。
如图10所示，超时警告部6在步骤S101中判定离合器分离累积时间Tc是否超过了规定时间Tlim1。规定时间Tlim1为预先通过实验来调查分离轴承165的疲劳、并设定适合进行警告的时间即可。在“否”的情况下，前进到结束。在“是”的情况下，前进到步骤S102，进行警告显示。警告显示用于促使驾驶员进行分离轴承165的维护(更换)，因此使用适宜的视觉听觉方法来进行。
如图11所示，超时限制部5在步骤S111中判定离合器分离累积时间Tc是否超过了规定时间Tlim2。规定时间Tlim2为预先通过实验来调查分离轴承165的疲劳、并设定应禁止滑行控制那样的长时间的离合器分离的时间即可。在“否”的情况下，前进到结束。在“是”的情况下，前进到步骤S112，禁止滑行控制。
如以上说明的那样，根据本发明的滑行控制装置1，计测离合器分离累积时间Tc，在离合器分离累积时间Tc超过了规定时间Tlim2时禁止滑行控制，因此能够未然地防止由于分离轴承劣化而引起路上故障。
根据本发明的滑行控制装置1，计测离合器分离累积时间Tc，在离合器分离累积时间Tc超过了规定时间Tlim1时进行警告显示，因此能够适时地进行维护，能够未然地防止由于分离轴承劣化而引起路上故障。
警告显示所使用的规定时间Tlim1和滑行控制禁止所使用的规定时间Tlim2均成为分离轴承165的疲劳的指标，但也可以使两者的值相同、使警告和滑行控制禁止同时进行。在这种情况下，能够将分离轴承165使用到成为滑行控制禁止。此外，也可以如Tlim1＜Tlim2那样地成为不同。在这种情况下，在成为滑行控制禁止前，驾驶员能够进行分离轴承165的更换。
符号的说明
1滑行控制装置
2滑行控制判定映射
3滑行控制执行部
4分离时间累积计测部
5超时限制部
6超时警告部

Claims (2)

1.一种滑行控制装置，其特征在于，具备：
滑行控制判定映射，通过离合器转速和油门开度来参照；
滑行控制执行部，在向上述滑行控制判定映射的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制；
分离时间累积计测部，累积计测在滑行控制中离合器成为分离的时间；以及
超时限制部，在上述分离时间累积计测部计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，禁止滑行控制。
2.一种滑行控制装置，其特征在于，具备：
滑行控制判定映射，通过离合器转速和油门开度来参照；
滑行控制执行部，在向上述滑行控制判定映射的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制；
分离时间累积计测部，累积计测在滑行控制中离合器成为分离的时间；以及
超时警告部，在上述分离时间累积计测部计测的离合器分离累积时间超过成为离合器中的部件的疲劳的指标的规定时间的情况下，进行警告显示。
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