CN106795961A

CN106795961A - 车辆的锁止离合器控制装置

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Publication number: CN106795961A
Application number: CN201480081713.3A
Authority: CN
Inventors: 远田让
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: EP3190316A1; US20170198810A1; JPWO2016035170A1; WO2016035170A1; JP6350668B2; US9856976B2; CN106795961B; EP3190316A4; EP3190316B1

Abstract

提供在锁止联接时抑制冲击产生的车辆的锁止离合器控制装置。在发动机(1)与无级变速器(6)之间具备具有锁止离合器(3)的液力变矩器(4)。在该发动机车辆设有锁止联接控制机构，其在使锁止离合器(3)联接时，基于发动机扭矩信号对锁止容量进行控制。该锁止联接控制机构将锁止容量控制中使用的发动机扭矩信号设为基于发动机扭矩空气响应延迟和锁止压差的油压响应延迟算出的、响应比实际发动机扭矩(Te)快的预测发动机扭矩(Te^#)。

Description

车辆的锁止离合器控制装置

技术领域

本发明涉及使液力变矩器的锁止离合器联接的车辆的锁止离合器控制装置。

背景技术

已知在使锁止离合器联接时，根据发动机扭矩信号计算锁止容量指令值的装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开2011－202776号公报

然而，在现有装置中，将根据发动机扭矩空气响应延迟而推定的实际发动机扭矩用作发动机扭矩信号，计算锁止联接时的锁止容量指令值。因此，由于发动机扭矩的过渡响应延迟或锁止压差的油压响应延迟而具有如下的问题，即，实际发动机扭矩与实际锁止容量间的平衡被破坏，在锁止联接时产生冲击。

发明内容

本发明是着眼于上述问题而设立的，其目的在于提供可在锁止联接时抑制冲击的产生的车辆的锁止离合器控制装置。

为了实现上述目的，本发明在发动机与变速器之间具备具有锁止离合器的液力变矩器。

在该车辆设置锁止联接控制机构，其在使锁止离合器联接时，基于发动机扭矩信号对锁止容量进行控制。

锁止联接控制机构将在锁止容量控制中使用的发动机扭矩信号设为基于发动机扭矩空气响应延迟和锁止压差的油压响应延迟算出的、响应比实际发动机扭矩快的预测发动机扭矩。

因此，在使锁止离合器联接时，在锁止容量控制中使用的发动机扭矩信号被设为基于发动机扭矩空气响应延迟和锁止压差的油压响应延迟算出的、响应比实际发动机扭矩快的预测发动机扭矩。

即，当在响应比实际发动机扭矩快的时刻开始锁止容量控制时，由于锁止压差的油压响应延迟，实际发动机扭矩的产生时刻与实际锁止容量的产生时刻的一致性提高。

其结果，能够在锁止联接时抑制冲击的产生。

附图说明

图1是表示实施例1的锁止离合器控制装置所适用的发动机车辆的整体系统图；

图2是表示实施例1的由CVT控制单元执行的锁止联接控制处理的流程的流程图；

图3是表示实施例1的锁止联接控制处理中的锁止容量指令值的运算处理的框图；

图4是表示实施例1的锁止联接控制处理中的预测发动机扭矩的运算处理的框图；

图5是表示比较例中在起步阶段锁止联接时的油门开度、目标滑移转速(实际滑移转速)、发动机扭矩指令值、发动机扭矩信号、锁止容量指令值、实际锁止容量的各特性的时间图；

图6是表示比较例的锁止联接控制处理中的锁止容量指令值的运算处理的框图；

图7是表示实施例1中在起步阶段锁止联接时的油门开度、目标滑移转速(实际滑移转速)、发动机扭矩指令值、预测发动机扭矩、发动机扭矩信号、锁止容量指令值、实际锁止容量(对策后)、实际锁止容量(对策前)的各特性的时间图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例1，对实现本发明的车辆的锁止离合器控制装置的最佳方式进行说明。

实施例1

首先说明构成。

将实施例1中的锁止离合器控制装置的构成分成“整体系统构成”、“锁止联接控制处理构成”、“预测发动机扭矩的运算处理构成”进行说明。

[整体系统构成]

图1表示实施例1的锁止离合器控制装置所适用的发动机车辆。以下，基于图1说明整体系统构成。

如图1所示，车辆驱动系统具备发动机1、发动机输出轴2、锁止离合器3、液力变矩器4、变速器输入轴5、无级变速器6(变速器)、驱动轴7、驱动轮8。

所述锁止离合器3内置于液力变矩器4，通过离合器分离而经由液力变矩器4将发动机1和无级变速器6连结，通过离合器联接而将发动机输出轴2和变速器输入轴5直接连接。当从后述的CVT控制单元12向该锁止离合器3输入了锁止指令压时，通过基于初始压即管路压被调节的锁止实际油压，对联接/滑移联接/分离进行控制。需要说明的是，管路压是通过如下方式形成的，即，通过管路压电磁阀对来自被发动机1旋转驱动的未图示的油泵的排出油进行调节。

所述液力变矩器4具有：泵叶轮41、与泵叶轮41相对配置的涡轮42、在泵叶轮41与涡轮42之间配置的定子43。该液力变矩器4是通过使充满内部的动作油在泵叶轮41、涡轮42及定子43的各叶片循环而传递扭矩的流体接头。泵叶轮41的内面经由锁止离合器3的联接面即变矩器盖44而与发动机输出轴2连结。涡轮42与变速器输入轴5连结。定子43经由单向离合器45设于静止部件(变速箱等)。

所述无级变速器6是通过改变相对于初级带轮和次级带轮的带接触径而对变速比进行无级控制的带式无级变速器，变速后的输出旋转经由驱动轴7向驱动轮8传递。

如图1所示，车辆控制系统具备：发动机控制单元11(ECU)、CVT控制单元12(CVTCU)、CAN通信线13。作为取得输入信息的传感器类，具备：发动机转速传感器14、涡轮转速传感器15(＝CVT输入转速传感器)、CVT输出转速传感器16(＝车速传感器)。还具备油门开度传感器17、次级转速传感器18、初级转速传感器19、变速器动作油温传感器20、其他的传感器、开关类21。

当根据油门开度和发动机转速计算目标发动机扭矩时，所述发动机控制单元11输出发动机扭矩指令值以得到目标发动机扭矩。在起步时的锁止联接控制中，当从CVT控制单元12经由CAN通信线13收到发动机扭矩信息的请求时，经由CAN通信线13提供目标发动机扭矩信息(正常工作发动机扭矩信息)。

所述CVT控制单元12进行：对无级变速器6的变速比进行控制的变速控制、管路压控制、对锁止离合器3的联接/滑移联接/分离进行切换的锁止离合器控制等。在该锁止离合器控制中的起步时的锁止联接控制，进行如下的锁止容量控制，即，将预测发动机扭矩用作发动机扭矩信号，计算锁止容量指令值。

[锁止联接控制处理构成]

图2表示实施例1的由CVT控制单元12执行的锁止联接控制处理的流程(锁止联接控制机构)。以下，对表示锁止联接控制处理构成的图2的各步骤进行说明。需要说明的是，图2中的“LU”这一表述是锁止的缩写。

在步骤S1中，根据锁止联接请求来判断是否开始锁止离合器3的联接。在“是”(LU联接开始)的情况下进至步骤S2，在“否”(LU分离)的情况下进至结束。

在此，锁止联接请求在油门踏入操作实现的起步时、或车速和油门开度构成的运转点在锁止映像图中横切锁止联接线时等被输出。

在步骤S2中，在步骤S1中判断为LU联接开始、或步骤S6中判断为LU联接未完成之后，计算响应比实际发动机扭矩(Te)快的预测发动机扭矩(Te^#)，并进至步骤S3。

在此，基于发动机扭矩空气响应延迟(以下称为“发动机扭矩响应延迟”)和锁止压差的油压响应延迟(以下称为“LU压差响应延迟”)，按照图4所示的运算块对预测发动机扭矩(Te^#)进行运算。详细后述。

在步骤S3中，在步骤S2中的预测发动机扭矩(Te^#)的运算之后，根据目标滑移转速来计算变矩器容量，并进至步骤S4。

在此，锁止联接过渡期的目标滑移转速特性被设定为如下的特性，即，目标滑移转速以平缓的斜度上升后下降(参照图7)。然后，如图4所示，由目标滑移转速求出速度比，由速度比和变矩器性能曲线求出扭矩容量系数τ，通过下式计算变矩器容量：

变矩器容量＝τ×Ne＾2

其中，Ne＾2为发动机转速Ne的平方。

在步骤S4中，在步骤S3中的变矩器容量的运算后，基于预测发动机扭矩(Te^#)和变矩器容量计算LU容量指令值(TLU)，并进至步骤S5。

在此，如图3所示，通过从步骤S2中算得的预测发动机扭矩(Te^#)减去步骤S3中算得的变矩器容量而进行LU容量指令值(TLU)的运算。

在步骤S5中，在步骤S4中的LU容量指令值(TLU)的运算之后，从CVT控制单元12输出算得的LU容量指令值(TLU)，并进至步骤S6。

在步骤S6中，在步骤S5中的LU容量指令值(TLU)的输出之后，判断锁止离合器3的联接是否完成。在“是”(LU联接完成)的情况下进至结束，在“否”(LU联接未完成)的情况下返回步骤S2。

在此，如果发动机转速与涡轮转速的转速差在联接完成阈值以下，则判断为锁止离合器3的联接完成。

[预测发动机扭矩的运算处理构成]

图4表示图2的锁止联接控制处理中的预测发动机扭矩(Te^#)的运算处理。以下，对表示锁止联接控制处理构成的图4的各块进行说明。

如图4所示，预测发动机扭矩(Te^#)的运算处理块具备：目标发动机扭矩运算块B1、空气响应延迟时间运算块B2、油压响应延迟时间运算块B3、预测发动机扭矩运算块B4。

在所述目标发动机扭矩运算块B1，使用来自油门开度传感器17的油门开度APO、来自发动机转速传感器14的发动机转速Ne、所设定的发动机全性能映像图，计算正常工作扭矩即目标发动机扭矩(Te^＊)。该目标发动机扭矩(Te^＊)的运算可以在CVT控制单元12侧进行，也可以在发动机控制单元11侧进行。

在所述空气响应延迟时间运算块B2，使用来自发动机转速传感器14的发动机转速Ne、所设定的空气响应延迟时间映像图，计算空气响应延迟时间。在空气响应延迟时间映像图中，如块B2的框内记载地，设定有时间随着发动机转速Ne的变高而变短的空气响应延迟时间特性曲线。

在所述油压响应延迟时间运算块B3，使用来自变速器动作油温传感器20的油温、所设定的油压响应延迟时间映像图，计算锁止压差的油压响应延迟时间。在油压响应延迟时间映像图中，如块B3的框内记载地，设定有时间随着油温的变高而变短的油压响应延迟时间特性曲线。

所述预测发动机扭矩运算块B4输入目标发动机扭矩(Te^＊)、空气响应延迟时间及油压响应延迟时间，计算相对于目标发动机扭矩(Te^＊)具有(一阶延迟+浪费时间)的过渡扭矩即预测发动机扭矩(Te^#)。在该块B4，将从空气响应延迟时间减去油压响应延迟时间的时间设为浪费时间。即，对目标发动机扭矩(Te^＊)赋予了一阶延迟的值为发动机扭矩指令值，相对于该发动机扭矩指令值具有浪费时间的值为预测发动机扭矩(Te^#)。

接着，说明作用。

将实施例1的锁止离合器控制装置的作用分成“比较例的锁止联接控制作用”、“锁止联接控制处理作用”、“实施例1的锁止联接控制作用”进行说明。

[比较例的锁止联接控制作用]

以下，通过图5所示的时间图说明比较例的锁止联接控制作用。需要说明的是，在图5中，时刻t1为油门踏入时刻，时刻t2为实际发动机扭矩的上升开始时刻，时刻t3为实际LU容量的产生开始时刻，时刻t4为锁止联接完成时刻。

如图6所示，将如下的例子作为比较例，即，通过从相对于发动机扭矩指令值具有发动机扭矩响应延迟时间的发动机扭矩信号(Te)(＝推定实际发动机扭矩)减去变矩器容量，进行LU容量指令值(TLU)的运算。

首先，锁止离合器的滑移转速(发动机转速－涡轮转速)根据实际发动机扭矩和实际LU容量被控制。与此相对，如图5所示，当在产生实际发动机扭矩的时刻t2的时机开始锁止容量控制时，由于LU压差的油压响应延迟，在时刻t2～时刻t3期间，锁止离合器保持分离状态(不产生实际LU容量)。于是，在不产生实际LU容量时仅产生实际发动机扭矩，从而如图5的虚线特性所示，实际滑移转速(发动机转速)上升。

如上所述，在比较例中，将根据发动机扭矩空气响应延迟而推定的实际发动机扭矩用作发动机扭矩信号(Te)，计算锁止联接时的LU容量指令值(TLU)。因此，由于发动机扭矩的过渡响应延迟或锁止压差的油压响应延迟，实际发动机扭矩与实际LU容量间的平衡被破坏，在时刻t4锁止联接时，产生冲击。

[锁止联接控制处理作用]

以下，基于图2所示的流程图及图3所示的框图说明实施例1的锁止联接控制处理作用。

当根据锁止联接请求而判断为锁止离合器3的联接开始时，在图2的流程图中，按照如下的顺序进行：步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6。然后，当在步骤S6判断为LU联接未完成时，重复如下的流程：步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5→步骤S6。之后，当在步骤S6判断为LU联接完成时，从步骤S6进至结束，完成LU联接控制处理。

即，在步骤S2中，对响应比实际发动机扭矩(Te)快的预测发动机扭矩(Te^#)进行计算。具体地，在图3的预测发动机扭矩运算块B4，输入来自运算块B1的目标发动机扭矩(Te^＊)、来自运算块B2的空气响应延迟时间、来自运算块B3的油压响应延迟时间。然后，对目标发动机扭矩(Te^＊)赋予了一阶延迟的值被设为发动机扭矩指令值，进而，相对于发动机扭矩指令值具有浪费时间(空气响应延迟时间－油压响应延迟时间)的值被设为预测发动机扭矩(Te^#)。

在接下来的步骤S3中，根据目标滑移转速对变矩器容量进行计算。此时，作为锁止联接过渡期的目标滑移转速特性，设定为如下的特性，即，在目标滑移转速从起步时开始以平缓的斜度上升之后，目标滑移转速朝着向零收敛的方向以平缓的斜度下降(参照图7)。然后，如图4所示，由目标滑移转速求出速度比，由速度比和变矩器性能曲线求出扭矩容量系数τ，通过变矩器容量＝τ×Ne＾2这一式子对变矩器容量进行计算。

在接下来的步骤S4中，如图3所示，通过从步骤S2中算得的预测发动机扭矩(Te^#)减去步骤S3中算得的变矩器容量，对LU容量指令值(TLU)进行运算。然后，在步骤S5中，从CVT控制单元12输出算得的LU容量指令值(TLU)。

[实施例1的锁止联接控制作用]

以下，通过图7所示的时间图说明实施例1的锁止联接控制作用。需要说明的是，在图7中，时刻t1为油门踏入时刻，时刻t2为预测发动机扭矩和LU容量指令值的上升开始时刻，时刻t3为实际发动机扭矩和实际LU容量的产生开始时刻，时刻t4为锁止联接完成时刻。

在油门踏入操作实现的起步阶段使锁止离合器联接时，在从油门踏入时刻t1到时刻t2期间，不输出LU容量指令(TLU)。但是，当成为预测发动机扭矩(Te^#)开始上升的时刻t2时，LU容量指令(TLU)的输出也开始上升，在经过了LU压差的响应延迟时间的时刻t3，开始产生实际LU容量。该时刻t3与从发动机扭矩指令值的输出开始时刻t1开始经过了发动机扭矩响应延迟时间的时刻相一致或基本一致。这样，实际LU容量的产生时刻与实际发动机扭矩的产生时刻一致(包含基本一致)，从而如图7的滑移转速特性所示，目标滑移转速特性(实线特性)与实际滑移转速特性(虚线特性)的一致性变高。即，可抑制比较例那样的实际滑移转速的上升。

如上所述，在实施例1中构成为，在使锁止离合器3联接时，将LU容量控制中使用的发动机扭矩信号设为基于发动机扭矩空气响应延迟和LU压差的油压响应延迟算得的预测发动机扭矩(Te^#)。

即，当根据预测发动机扭矩(Te^#)在响应比实际发动机扭矩(Te)快的时刻开始LU容量控制时，由于LU压差的油压响应延迟，实际发动机扭矩的产生时刻与实际LU容量的产生时刻的一致性提高。

其结果，可在LU联接时抑制冲击的产生。换言之，通过相对于实际发动机扭矩的产生在适当的时刻产生实际LU容量，可无冲击地实现锁止离合器3的联接。

在实施例1中构成为，将从发动机扭矩空气响应延迟时间减去锁止压差的油压响应延迟时间的时间设为浪费时间，根据发动机扭矩指令值和浪费时间计算预测发动机扭矩(Te^#)(图4的B4)。

即，当发动机扭矩空气响应延迟时间和锁止压差的油压响应延迟时间的推定精度提高时，可使实际发动机扭矩的产生时刻与实际LU容量的产生时刻相一致。

因此，实际发动机扭矩的产生时刻与实际LU容量的产生时刻的一致性被进一步提高，根据实际发动机扭矩与实际LU容量之差，将锁止离合器3的滑移转速控制为希望的滑移转速。

在实施例1中构成为，根据发动机转速计算发动机扭矩空气响应延迟时间(图4的B2)。

即，发动机扭矩空气响应延迟时间与发动机转速具有如下的相关关系，即，当发动机转速低时，发动机扭矩空气响应延迟时间变长；当发动机转速变高时，发动机扭矩空气响应延迟时间变短。因此，通过根据发动机转速来计算发动机扭矩空气响应延迟时间，可得到精度良好的发动机扭矩空气响应延迟时间。

在实施例1中构成为，根据锁止离合器3的动作油温来计算锁止压差的油压响应延迟时间(图4的B3)。

即，锁止压差的油压响应延迟时间与油温具有如下的相关关系，即，当油温低且动作油粘性高时，锁止压差的油压响应延迟时间变长；当油温高且动作油粘性低时，锁止压差的油压响应延迟时间变短。

因此，通过根据油温来计算锁止压差的油压响应延迟时间，可得到精度良好的锁止压差的油压响应延迟时间。

在实施例1中构成为，将锁止联接过渡期的目标滑移转速特性设定为目标滑移转速在以平缓的斜度上升后以平缓的斜度下降的特性。然后，基于目标滑移转速来计算变矩器容量，从预测发动机扭矩(Te^#)减去变矩器容量而计算LU容量指令值(TLU)(图3)。

即，由于锁止离合器3的实际滑移转速特性沿着目标滑移转速特性，从而成为发动机1负载的实际LU容量先于比较例上升，可抑制发动机1的旋转加速。然后，当接近LU联接完成时刻t4时，实际LU容量与目标LU容量一致，亦可将实际发动机扭矩的变化斜率抑制得较小。

因此，通过设为使用了预测发动机扭矩(Te^#)和目标滑移转速特性的LU容量控制，可无冲击且平滑地将锁止离合器3联接。

接着说明效果。

在实施例1的锁止离合器控制装置可得到下述列举的效果。

(1)在发动机1与变速器(无级变速器6)之间具备具有锁止离合器3的液力变矩器4的车辆中，

设有锁止联接控制机构(图2)，其在使锁止离合器3联接时，基于发动机扭矩信号对锁止容量进行控制，

锁止联接控制机构(图2)将锁止容量控制中使用的发动机扭矩信号设为基于发动机扭矩空气响应延迟和锁止压差的油压响应延迟而算出的、响应比实际发动机扭矩(Te)快的预测发动机扭矩(Te^#)。

因此，在使锁止离合器3联接时，通过在与实际发动机扭矩(Te)的产生的一致性高的适当时刻产生实际锁止容量(实际LU容量)，能够无冲击地实现锁止离合器3的联接。

(2)锁止联接控制机构(图2)将从发动机扭矩空气响应延迟时间减去锁止压差油压响应延迟时间的时间作为浪费时间，通过发动机扭矩指令值和浪费时间来计算预测发动机扭矩(Te^#)(图4)。

因此，除(1)的效果之外，实际发动机扭矩的产生时刻与实际锁止容量(实际LU容量)的产生时刻的一致性进一步提高，能够将锁止离合器3的滑移转速控制为希望的滑移转速。

(3)锁止联接控制机构(图2)根据发动机转速Ne来计算发动机扭矩空气响应延迟时间(图4的B2)。

因此，除(2)的效果之外，能够精度良好地得到被发动机转速Ne影响的发动机扭矩空气响应延迟时间。

(4)锁止联接控制机构(图2)根据锁止离合器3的动作油温来计算锁止压差油压响应延迟时间(图4的B3)。

因此，除(2)或(3)的效果之外，能够精度良好地得到被油温影响的锁止压差油压响应延迟时间。

(5)锁止联接控制机构(图2)将锁止联接过渡期的目标滑移转速特性设定为目标滑移转速在以平缓的斜度上升后以平缓的斜度下降的特性，基于目标滑移转速来计算变矩器容量，从预测发动机扭矩(Te^#)减去变矩器容量而计算锁止容量指令值(TLU)(图3)。

因此，除(1)～(4)的效果之外，通过设为使用了预测发动机扭矩(Te^#)和目标滑移转速特性的LU容量控制，能够无冲击且平滑地联接锁止离合器3。

以上，基于实施例1说明了本发明的车辆的锁止离合器控制装置，但具体的构成不限于该实施例1，只要不脱离本申请要求保护的发明的主旨，即允许设计的变更或追加等。

在实施例1中，作为锁止联接控制机构，示例了在起步时将锁止离合器3联接。但是，作为锁止联接控制机构，不限于起步时，也可以设为在行驶中将锁止离合器3联接的例子。

在实施例1中，作为锁止联接控制机构，示例了将从发动机扭矩空气响应延迟时间减去锁止压差油压响应延迟时间的时间设为浪费时间。但是，作为锁止联接控制机构，例如，在两个响应延迟时间以外还存在系统所具有的其他的响应延迟的情况下，也可以设为考虑其他的响应延迟时间而决定浪费时间的例子。

在实施例1中，示例了将本发明的锁止离合器控制装置适用于搭载了无级变速器的发动机车辆。但是，本发明的锁止离合器控制装置若为驱动源搭载了发动机的车辆，则也可以适用于混合动力汽车；作为变速器，也可以是进行有级自动变速的有级变速器。关键是，只要是在发动机与变速器之间具备了具有锁止离合器的液力变矩器的车辆即可适用。

Claims

1.一种车辆的锁止离合器控制装置，该车辆在发动机与变速器之间具备具有锁止离合器的液力变矩器，其特征在于，

设有锁止联接控制机构，其在使所述锁止离合器联接时，基于发动机扭矩信号对锁止容量进行控制，

所述锁止联接控制机构将锁止容量控制中使用的发动机扭矩信号设为基于发动机扭矩空气响应延迟和锁止压差的油压响应延迟而算出的、响应比实际发动机扭矩快的预测发动机扭矩。

2.如权利要求1所述的车辆的锁止离合器控制装置，其特征在于，

所述锁止联接控制机构将从发动机扭矩空气响应延迟时间减去锁止压差油压响应延迟时间的时间设为浪费时间，由发动机扭矩指令值和所述浪费时间来计算预测发动机扭矩。

3.如权利要求2所述的车辆的锁止离合器控制装置，其特征在于，

所述锁止联接控制机构根据发动机转速来计算所述发动机扭矩空气响应延迟时间。

4.如权利要求2或3所述的车辆的锁止离合器控制装置，其特征在于，

所述锁止联接控制机构根据所述锁止离合器的动作油温来计算所述锁止压差油压响应延迟时间。

5.如权利要求1～4中任一项所述的车辆的锁止离合器控制装置，其特征在于，

所述锁止联接控制机构将锁止联接过渡期的目标滑移转速特性设定为目标滑移转速在以平缓的斜度上升后以平缓的斜度下降的特性，基于所述目标滑移转速来计算变矩器容量，从所述预测发动机扭矩减去所述变矩器容量来计算锁止容量指令值。