CN107654633A - 车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆的控制装置。在升档中负责旋转控制的卡合侧离合器与上一次变速的旋转控制离合器相同的情况下，认为存在离合器摩擦材料的热负载增加的可能性，从而通过使变速开始延迟来降低离合器摩擦材料的热负载。而且，通过根据加速器开度而以加速器开度较小时与较大时相比缩短延迟时间的方式设定使变速开始延迟的延迟时间，从而能够在不进行不必要的等待的条件下执行升档的变速。

Description

车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及一种具备发动机和有级式的变速器的车辆的控制装置。

背景技术

在具有多个摩擦卡合要素的有级式的变速器中，作为考虑到了摩擦卡合要素的热负载等的技术而存在有日本特开2008-101705所记载的技术。

在日本特开2008-101705所记载的技术中，在选择性地对多个摩擦卡合要素进行结合控制以实施变速器的变速控制的变速控制装置中，具备在变速时至少对应当结合的摩擦卡合要素的温度进行运算的运算装置、和将由运算装置运算出的温度与基准温度进行比较的比较装置，在运算出的温度高于基准温度的情况下，使使用了所述应当结合的摩擦卡合要素的升档的正时延迟预定时间，并在发动机的转速成为了设定值以上的情况下解除所述预定时间的延迟。

发明内容

然而，由于上述日本特开2008-101705所记载的技术是实施仅考虑了摩擦卡合要素的热负载的延迟时间的设定、和仅考虑了发动机的超速的延迟解除的技术，因此，当延迟时间过多时，有可能会产生由迟滞而导致的驾驶性能下降。

本发明提供一种在具备设有多个摩擦卡合要素的变速器的车辆中，在变速器的升档之际，能够减轻摩擦卡合要素的摩擦材料的热负载并且抑制由迟滞而导致的驾驶性能下降的控制装置。

本发明为一种控制装置，所述控制装置被应用于车辆中，所述车辆具备：发动机；有级式的变速器，其具有多个摩擦卡合要素，并通过所述摩擦卡合要素的切换接合(双离合器(clutch-to-clutch))来实施变速，所述控制装置被构成为，在所述变速器的变速为升档的情况下，在该升档的变速中负责旋转控制的摩擦卡合要素与上一次变速中负责旋转控制的摩擦卡合要素相同的情况下，在从该升档的变速开始要求起经过了预定的延迟时间之后开始变速，并且，所述预定的延迟时间根据所述发动机的加速器开度而被设定。

也能够以如下方式对本发明进行定义。

一种车辆的控制装置，

所述车辆具备：

发动机；

有级式的变速器，其具有多个摩擦卡合要素，并被构成为通过对所述摩擦卡合要素的卡合状态进行变更从而实施变速，

所述控制装置包括电子控制单元，

所述电子控制单元被构成为，在所述变速器的升档的变速控制中被实施旋转控制的摩擦卡合要素与上一次升档的变速控制中被实施了所述旋转控制的摩擦卡合要素相同的情况下，在从所述升档的变速开始要求起经过了预定时间时开始变速，并根据所述车辆的加速器操作量来对所述预定时间进行变更。

也可以采用如下方式，即，所述电子控制单元被构成为，以使所述加速器操作量较小时的所述预定时间与所述加速器操作量较大时的所述预定时间相比而缩短的方式，来对所述预定时间进行变更。

根据本发明，由于在升档的变速中负责旋转控制的摩擦卡合要素与上一次变速中负责旋转控制的摩擦卡合要素相同的情况下认为该摩擦卡合要素的摩擦材料的热负载有可能会增大，从而使变速的开始延迟，因此，能够降低摩擦卡合要素的摩擦材料的热负载。并且，由于根据发动机的加速器开度来对使变速开始延迟的延迟时间进行设定，因此，例如在加速器开度较小且摩擦卡合要素的摩擦材料的热负载较低的情况下，能够将延迟时间设定得较短。由此，能够在不进行不必要的等待的条件下执行升档的变速，从而能够抑制由迟滞而导致的驾驶性能下降。如此，根据本发明，在升档之际，能够在降低摩擦卡合要素的摩擦材料的热负载的同时抑制由迟滞而导致的驾驶性能的下降。

根据本发明，在具备设有多个摩擦卡合要素的变速器的车辆中，在变速器的升档之际，能够在减轻摩擦卡合要素的摩擦材料的热负载的同时抑制由迟滞而导致的驾驶性能下降。

以下将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点、和技术上的以及工业上的意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

附图说明

图1为表示应用了本发明的车辆的概要结构的图。

图2为表示变矩器以及自动变速器的结构的框架图。

图3为表示自动变速器中的每个变速级的第一离合器～第四离合器、第一制动器以及第二制动器的卡合状态的卡合表。

图4为表示车辆的控制系统的结构的框图。

图5为表示升档时的控制的一个示例的流程图。

图6为表示升档时的控制的一个示例的时序图。

图7为表示以往的升档时的控制的一个示例的时序图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，参照图1～图4对本实施方式所涉及的车辆100进行说明。

如图1所示，车辆100具备发动机1、变矩器2、自动变速器3、液压控制装置4、ECU5。该车辆100例如为FF(前置发动机/前轮驱动)方式，发动机1的输出经由变矩器2以及自动变速器3而被传递至差动装置6上，并被分配给左右的驱动轮(前轮)7。

-发动机-

发动机(内燃机)1为行驶用的驱动力源，例如为多气缸汽油发动机。发动机1被构成为，能够通过节气门的节气门开度(吸入空气量)、燃料喷射量、点火正时等而对运转状态进行控制。

-变矩器-

如图2所示，变矩器2包括：泵叶轮21，其被连结在作为发动机1的输出轴的曲轴1a上；涡轮(turbine runner)22，其被连结在自动变速器3上；定子23，其具有转矩放大功能；锁止离合器24，其用于将发动机1与自动变速器3直接连结。另外，在图2中，相对于变矩器2以及自动变速器3的旋转中心轴，省略下半部分而仅模式化地图示上半部分。

-自动变速器-

自动变速器3被设置在发动机1与驱动轮7之间的动力传递路径上，并且被构成为，将输入轴3a的旋转变速并输出至输出轴3b。在该自动变速器3中，输入轴3a被连结在变矩器2的涡轮22上，输出轴3b经由差动装置6等而被连结在驱动轮7上。

自动变速器3由以第一行星齿轮装置31a为主体而构成的第一变速部(前置行星齿轮组)31、以第二行星齿轮装置32a和第三行星齿轮装置32b为主体而构成的第二变速部(后置行星齿轮组)32、第一离合器C1～第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2等构成。

构成第一变速部31的第一行星齿轮装置31a为双小齿轮型的行星齿轮机构，并具备太阳齿轮S1、相互啮合的多对小齿轮P1、对上述小齿轮P1以能够自转以及公转的方式进行支承的行星齿轮架CA1、经由小齿轮P1而与太阳齿轮S1啮合的内啮合齿轮R1。

行星齿轮架CA1被连结在输入轴3a上，并与该输入轴3a一体旋转。太阳齿轮S1被固定在变速器箱30上并且不能够旋转。内啮合齿轮R1作为中间输出部件而发挥功能，并且相对于输入轴3a而被减速并将该减速旋转传递至第二变速部32上。

构成第二变速部32的第二行星齿轮装置32a为单小齿轮型的行星齿轮机构，并具备太阳齿轮S2、小齿轮P2、对该小齿轮P2以能够自转以及公转的方式进行支承的行星齿轮架RCA、经由小齿轮P2而与太阳齿轮S2啮合的内啮合齿轮RR。

此外，构成第二变速部32的第三行星齿轮装置32b为双小齿轮型的行星齿轮机构，并具备太阳齿轮S3、相互啮合的多对小齿轮P2以及P3、对上述小齿轮P2以及P3以能够自转以及公转的方式进行支承的行星齿轮架RCA、经由小齿轮P2以及P3而与太阳齿轮S3啮合的内啮合齿轮RR。另外，行星齿轮架RCA以及内啮合齿轮RR由第二行星齿轮装置32a以及第三行星齿轮装置32b共用。

太阳齿轮S2通过第一制动器B1而选择性地被连结在变速器箱30上。此外，太阳齿轮S2经由第三离合器C3而选择性地被连结在内啮合齿轮R1上。而且，太阳齿轮S2经由第四离合器C4而选择性地被连结在行星齿轮架CA1上。太阳齿轮S3经由第一离合器C1而选择性地被连结在内啮合齿轮R1上。行星齿轮架RCA通过第二制动器B2而选择性地被连结在变速器箱30上。此外，行星齿轮架RCA经由第二离合器C2而选择性地被连结在输入轴3a上。内啮合齿轮RR被连结在输出轴3b上，并与该输出轴3b一体旋转。

第一离合器C1～第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2均为通过液压作动器而被摩擦卡合的摩擦卡合要素，并且通过液压控制装置4以及ECU5而被控制。

图3为表示每个变速级(齿轮级)的第一离合器C1～第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2的卡合状态或者释放状态的卡合表。另外，在图3的卡合表中，○标记表示“卡合状态”，空白表示“释放状态”。

如图3所示，在该示例的自动变速器3中，通过第一离合器C1以及第二制动器B2被卡合，从而使变速比(输入轴3a的转速/输出轴3b的转速)最大的第一变速级(1st)成立。通过第一离合器C1与第一制动器B1被卡合，从而使第二变速级(2nd)成立。

通过第一离合器C1与第三离合器C3被卡合，从而使第三变速级(3rd)成立，通过第一离合器C1与第四离合器C4被卡合，从而使第四变速级(4th)成立。

通过第一离合器C1与第二离合器C2被卡合，从而使第五变速级(5th)成立，通过第二离合器C2与第四离合器C4被卡合，从而使第六变速级(6th)成立。

通过第二离合器C2与第三离合器C3被卡合，从而使第七变速级(7th)成立，通过第二离合器C2与第一制动器B1被卡合，从而使第八变速级(8th)成立。另外，通过第三离合器C3与第二制动器B2被卡合，从而使倒车级(Rev)成立。

并且，在本实施方式中，前进的变速级(1st～8th)通过双离合器而成立。

-液压控制装置-

液压控制装置4对自动变速器3的多个摩擦卡合要素(离合器C1～C4，制动器B1、B2)的卡合以及释放进行控制。此外，液压控制装置4还具有对变矩器2的锁止离合器24进行控制的功能。另外，液压控制装置4具备自动变速器3的各个摩擦卡合要素的液压作动器、以及分别向该各个液压作动器供给控制液压的线性电磁阀等。

-ECU-

ECU5被构成为，实施发动机1的运转控制以及自动变速器3的变速控制等。具体而言，如图4所示，ECU5包括CPU51、ROM52、RAM53、后备RAM54、输入接口55、输出接口56。另外，ECU5为本发明的“控制装置”的一个示例。

CPU51基于ROM52所存储的各种控制程序、映射图而执行运算处理。在ROM52中存储有各种控制程序、以及在执行上述各种控制程序之际所参照的映射图等。RAM53为，临时性地对由CPU51获得的运算结果、各个传感器的检测结果等进行存储的存储器。后备RAM54为，对使点火开关关闭之际应当保存的数据等进行存储的非易失性的存储器。

在输入接口55上连接有曲轴位置传感器81、输入轴转速传感器82、输出轴转速传感器83、加速器开度传感器84、节气门开度传感器85、以及空气流量计86等。

曲轴位置传感器81是为了对发动机1的转速进行计算而设置的。输入轴转速传感器82是为了对自动变速器3的输入轴3a的转速(输入轴转速)进行计算而设置的。输出轴转速传感器83是为了对自动变速器3的输出轴3b的转速进行计算而设置的。另外，能够根据输出轴3b的转速来对车速进行计算。加速器开度传感器84是为了对作为加速踏板的踩踏量(操作量)的加速器开度进行检测而设置的。节气门开度传感器85是为了对节气门的节气门开度进行检测而设置的。空气流量计86是为了对发动机1的吸入空气量进行检测而设置的。

在输出接口56上连接有喷射器91、点火器92、节气门电机93以及液压控制装置4等。喷射器91为燃料喷射阀，并且能够对燃料喷射量进行调节。点火器92是为了对由火花塞实施的点火正时进行调节而设置的。节气门电机93是为了对节气门的节气门开度进行调节而设置的。

ECU5被构成为，通过基于各个传感器的检测结果等而对节气门开度、燃料喷射量以及点火正时等进行控制，从而能够对发动机1的运转状态进行控制。此外，ECU5被构成为，通过对液压控制装置4进行控制，从而能够执行自动变速器3的变速控制以及变矩器2的锁止离合器24的控制。

在由ECU5实施的变速控制中，例如，基于以车速以及加速器开度为参数的变速映射图而设定要求变速级，并且以使实际的变速级成为要求变速级的方式对液压控制装置4实施控制。另外，上述变速映射图为，根据车速以及加速器开度而设定用于求得适当的变速级(成为最佳的效率的变速级1st～8th)的多个区域的映射图，并被存储在ECU5的ROM52内。在变速映射图中设定有用于对各个区域进行划分的多个变速级(用于对1st～8th的各个变速区域进行划分的升档线以及降档线)。

而且，ECU5执行从发动机1向自动变速器3的输入轴3a传递的输入轴转矩的计算处理、摩擦卡合要素(以下，亦称作离合器)状态的存储处理、以及升档时的控制。

“输入轴转矩的计算处理”

ECU5例如基于由空气流量计86的输出信号而得出的吸入空气量、以及发动机1的点火正时等，并根据预先设定的映射图或者运算式而对发动机转矩进行计算，并且通过使该计算得出的发动机转矩与变矩器2的转矩比相乘而计算出输入轴转矩。

在此，在处于被驱动区域的情况下，发动机摩擦力、辅助机械负载对发动机1的发生转矩的影响较大，而容易使基于吸入空气量的输入轴转矩的计算的精度变差。因此，在处于被驱动区域的情况下，基于由曲轴位置传感器81的输出信号而得到的发动机转速，并根据预先设定的映射图或者运算式而对发动机转矩进行计算，并且通过使该计算得出的发动机转矩与变矩器2的转矩比相乘而计算出输入轴转矩。

另外，也可以采用如下方式对输入轴转矩进行计算，即，在发动机1的曲轴1a或者自动变速器3的输入轴3a上设置转矩传感器，并基于该转矩传感器的输出信号对输入轴转矩进行计算。

“离合器状态的存储处理”

对ECU5所执行的离合器状态的存储处理进行说明。

首先，在自动变速器3的通常变速中，在实施双离合器之际，被分类为保持卡合状态的离合器、卡合侧离合器、释放侧离合器、不实施控制的离合器。

其中，关于卡合侧离合器和释放侧离合器，是根据自动变速器3的变速为升档或者降档的变速方式、以及自动变速器3的输入轴转矩处于驱动状态或者被驱动状态，而使在变速之际负责旋转控制的离合器(旋转控制离合器)被分类为卡合侧离合器或释放侧离合器。具体而言，在处于驱动升档或者被驱动降档的情况下，在变速中负责旋转控制的离合器为卡合侧离合器。此外，在处于被驱动升档或者驱动降档的情况下，在变速中负责旋转控制的离合器为释放侧离合器。

并且，ECU5在每次执行自动变速器3的变速时，对该变速(由双离合器实施的变速)中所使用的离合器(也包含未使用的)进行分类并进行存储。具体而言，分类为保持卡合状态的离合器、负责旋转控制的离合器、被切换接合的离合器、未使用离合器并进行存储(例如在RAM53中进行存储)。在此，在自动变速器3的变速为驱动升档的情况或者被驱动降档的情况下，将卡合侧离合器作为负责旋转控制的离合器来进行存储，而在处于被驱动升档或者驱动降档的情况下，将释放侧离合器作为负责旋转控制的离合器进行存储。

“升档时的控制”

接下来，参照图5的流程图对ECU5所执行的升档时的控制的一个示例进行说明。

图5的控制程序在ECU5中每隔预定时间被重复执行。

当图5的控制程序开始时，首先在步骤ST101中，基于根据输出轴转速传感器83的输出信号而得到的车速、根据加速器开度传感器84的输出信号而得到的加速器开度、以及上述变速映射图，而对是否存在有自动变速器3的变速要求进行判断。

在步骤ST101的判断结果为否定判断(否)的情况下返回。在步骤ST101的判断结果为肯定判断(是)的情况下，进入步骤ST102。

在步骤ST102中，对变速要求是否为升档进行判断，在该判断结果为否定判断(否)的情况下返回。在步骤ST102的判断结果为肯定判断(是)的情况(变速要求为升档的情况)下，进入步骤ST103。

在步骤ST103中，对在本次的变速(升档)中负责旋转控制的离合器进行选择。具体而言，由于在输入轴转矩(在上述计算处理中而计算出)处于驱动状态的情况(输入轴转矩为正的情况)下，变速成为驱动升档，因此，选择本次的变速(由双离合器实施的变速)中所使用的卡合侧离合器以作为负责旋转控制的离合器(本次变速的旋转控制离合器)。此外，由于在输入轴转矩处于被驱动状态的情况(输入轴转矩为负的情况)下，变速成为被驱动升档，因此，选择本次的变速中所使用的释放侧离合器以作为负责旋转控制的离合器(本次变速的旋转控制离合器)。

在步骤ST104中，对上述步骤ST103中所选择的本次变速的旋转控制离合器是否与上一次变速中负责旋转控制的离合器(上一次变速的旋转控制离合器)相同进行判断。

在步骤ST104的判断结果为否定判断(否)的情况(本次变速的旋转控制离合器与上一次变速的旋转控制离合器不同的情况)下，判断为本次变速的旋转控制离合器的摩擦材料的热负载增加的可能性较低，从而立刻开始变速(步骤ST106)。

另一方面，在步骤ST104的判断结果为肯定判断(是)的情况(本次变速的旋转控制离合器与上一次变速的旋转控制离合器相同的情况)下，判断为存在本次变速的旋转控制离合器的摩擦材料的热负载增加的可能性，从而进入步骤ST105。

在此，参照图3对本次变速的旋转控制离合器与上一次变速的旋转控制离合器相同的情况下的具体的示例进行说明。

例如，在上一次变速从5速向4速的驱动降档(5th→4th)的情况下，在双离合器中成为释放侧离合器的是第二离合器C2，从而该第二离合器C2成为上一次变速的旋转控制离合器。并且，由于在本次变速从4速向6速的驱动升档(4th→6th)的情况下，在双离合器中成为卡合侧离合器的是第二离合器C2，从而该第二离合器C2成为本次变速的旋转控制离合器，因此，本次变速的旋转控制离合器与上一次变速的旋转控制离合器相同。

而且，在步骤ST105中，在从存在有变速要求的时间点(步骤ST101中判断为是的时间点)起经过了预定的延迟时间之后开始变速。

步骤ST105的处理中所使用的延迟时间根据加速器开度而进行设定。具体而言，例如，利用根据加速器开度传感器84的输出信号而得到的加速器开度并参照延迟时间映射图而对延迟时间进行设定。延迟时间映射图是以加速器开度作为参数并考虑到加速器开度较小的情况(输入轴转矩较小的情况)下离合器摩擦材料的热负载较低这一点，预先通过实验或者模拟而对延迟时间进行设定的映射图，并且被存储在ECU5的ROM52中。在该延迟时间映射图中，以加速器开度越小则延迟时间越短的方式进行设定。

另外，通过由ECU5执行图5的步骤ST101～步骤ST106，从而实现了本发明的“车辆的控制装置”。

效果

根据本实施方式，由于在自动变速器3的变速为升档的情况下，且在该升档的变速中负责旋转控制的离合器与上一次变速中负责旋转控制的离合器相同的情况下，认为存在离合器摩擦材料(摩擦卡合要素的摩擦材料)的热负载增加的可能性，从而使变速开始延迟，因此，能够降低离合器摩擦材料的热负载。并且，由于根据加速器开度(与输入轴转矩相对应)而以加速器开度较小时与较大时相比而较短的方式对使变速开始延迟的延迟时间进行设定，因此，能够适当地对延迟时间进行设定，从而能够在不进行不必要的等待的条件下执行升档的变速。由此，能够抑制由迟滞而导致的驾驶性能下降的情况。

如此，根据本实施方式，在升档之际，能够在降低离合器摩擦材料的热负载的同时抑制由迟滞而导致的驾驶性能的下降。

另外，当在加速器开度为高开度的情况下延迟时间被设定得较长时，有可能会造成发动机1的旋转超速，因此，考虑到这一点，也可以根据加速器开度而对延迟时间的最大值进行限制。

而且，由于在本实施方式中，在自动变速器3的变速为升档的情况下，在该升档的变速中负责旋转控制的离合器与上一次变速中负责旋转控制的离合器不同的情况下，会立刻开始变速，因此，能够避免迟滞。对这一点进行说明。

首先，在仅考虑到离合器摩擦材料的热负载而使变速开始延迟的控制(以往控制)中，在变速为升档(5th→8th)的情况下，如图7所示那样处于加速器开度较小的状态(参照图7的A部)，且尽管在本次的变速中负责旋转控制的卡合侧离合器并不是上一次变速的旋转控制离合器的情况(参照图7的B部)(尽管卡合侧离合器的摩擦材料的热负载较低)，但是变速开始也从变速要求而延迟。因此，由迟滞而导致的驾驶性能会下降。与此相对，由于在本实施方式中，如图6所示那样在本次控制中负责旋转控制的卡合侧离合器并不是上一次变速的旋转控制离合器的情况下，会立刻开始变速，因此，能够避免迟滞。

-另外的实施方式-

另外，本次所公开的实施方式在所有方面均为例示，而并不是成为限定性解释的根据的内容。因此，本发明的技术性范围并不是仅通过上述的实施方式而被解释，而是基于权利要求书的记载而被划定的。此外，在本发明的技术的范围中，包括与权利要求书均等含义以及在范围内的所有的变更。

例如，虽然在以上的实施方式中对具备前进8速的自动变速器3的车辆100的控制中应用了本发明的示例进行了说明，但是，并不限定于此，也可以在具备前进7速以下或者前进9速以上的自动变速器的车辆的控制中应用本发明。

虽然在以上的实施方式中例示了车辆100为FF的示例，但是，本发明并不限定于此，车辆也可以是FR(前置发动机、后轮驱动)，还可以是四轮驱动。

虽然在以上的实施方式中例示了发动机1为多气缸汽油发动机的示例，但是，本发明并不限于此，发动机也可以是柴油发动机等。

另外，在以上的实施方式中，ECU5也可以由多个ECU构成。

本发明能够有效地利用于具备发动机和有级式的变速器的车辆的控制中。

Claims (2)

1.一种车辆的控制装置，

所述车辆具备：

发动机；

有级式的变速器，其具有多个摩擦卡合要素，并被构成为通过对所述摩擦卡合要素的卡合状态进行变更从而实施变速，

所述控制装置包括电子控制单元，

所述电子控制单元被构成为，在所述变速器的升档的变速控制中被实施旋转控制的摩擦卡合要素与上一次升档的变速控制中被实施了所述旋转控制的摩擦卡合要素相同的情况下，在从所述升档的变速开始要求起经过了预定时间时开始变速，并根据所述车辆的加速器操作量来对所述预定时间进行变更。

2.如权利要求1所述车辆的控制装置，其中，

所述电子控制单元被构成为，以使所述加速器操作量较小时的所述预定时间与所述加速器操作量较大时的所述预定时间相比而缩短的方式，来对所述预定时间进行变更。