CN108626385B - 自动变速器的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动变速器的控制装置以及控制方法。自动变速器具备多个行星齿轮机构以及对多个行星齿轮机构的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构,该控制装置具有:供给用于使卡合机构在卡合状态与释放状态之间进行动作的液压的液压供给单元和为了确立多个变速挡中的任一变速挡而对各行星齿轮机构的卡合机构的动作状态进行控制的变速控制单元,变速控制单元计算出变速后的变速挡中的卡合机构的温度,基于卡合机构的温度和动作状态计算出变速后的变速挡中的卡合机构的冷却速度,基于卡合机构的冷却速度计算出变速后的变速挡中的卡合机构的允许温度,在预测变速后的变速挡中的卡合机构的温度达到允许温度以上的情况下执行限制变速的变速控制。

Description

自动变速器的控制装置以及控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2017年3月16日提交的名称为“自动变速器的控制装置以及控制方法”的日本专利申请2017-051653的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及自动变速器的离合器保护控制。
背景技术
在专利文献1中公开了一种离合器保护控制,该离合器保护控制基于自动变速器的变速时的离合器温度、冷却速度和发热量,将离合器的卡合控制为允许、部分许可或者禁止的状态。在现有的输入输出轴(主轴和副轴)平行配置的自动变速器中,如图8(a)、图8(b)所示,离合器润滑量与主轴转速、以及离合器润滑量与离合器冷却速度大致呈比例关系。即,如图8(c)、图8(d)所示,能够将主轴转速看作大致的离合器冷却速度的替代参数。因此,能够从主轴转速计算出离合器允许温度,并基于离合器温度与离合器允许温度的关系,实施离合器保护控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-27210号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,在通过多个行星齿轮机构来确立变速挡的自动变速器中,由于是多个构成部件(太阳齿轮、行星齿轮以及齿圈)相对于主轴旋转而相对旋转的构造,如图9(a)所示,离合器润滑量相对于主轴转速并不成简单的比例关系。另外,即使输入轴转速一样,离合器润滑量也会由于变速挡不同而变化。进一步地,如图9(b)所示,关于相对于离合器润滑量的离合器冷却速度,也是依据离合器的动作状态(释放状态/卡合状态/引导旋转停止状态)而冷却速度不同。因此,不能像以往那样从主轴转速求出符合实际情况的离合器允许温度。
本发明鉴于上述问题而完成,其目的在于,在通过多个行星齿轮机构来确立变速挡的自动变速器中,实现从变速后的变速挡中的卡合机构的冷却速度求得适当的允许温度并能够执行保护控制的自动变速器控制技术。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题并达成目的,本发明是一种自动变速器的控制装置,上述自动变速器具备:多个行星齿轮机构、以及对上述多个行星齿轮机构的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构,上述自动变速器的控制装置具有:液压供给单元,该液压供给单元供给用于使上述卡合机构在卡合状态与上述卡合状态被解除的释放状态之间进行动作的液压,以及变速控制单元,该变速控制单元为了确立多个变速挡中的任一个变速挡而对各上述行星齿轮机构的卡合机构的动作状态进行控制,上述变速控制单元计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构的温度,并基于上述卡合机构的温度和动作状态计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构的冷却速度,并基于上述卡合机构的冷却速度计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构的允许温度,在预测变速后的变速挡中的上述卡合机构的温度达到上述允许温度以上的情况下,执行限制向上述变速挡进行变速的变速控制。
本发明还提供一种自动变速器的控制方法,该自动变速器具备:多个行星齿轮机构、以及对上述多个行星齿轮机构的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构,液压供给单元,该液压供给单元供给用于使所述卡合机构在卡合状态与所述卡合状态被解除的释放状态之间进行动作的液压;以及变速控制单元,该变速控制单元为了确立多个变速挡中的任一个变速挡而对各所述行星齿轮机构的卡合机构的动作状态进行控制,所述自动变速器的控制方法的特征在于,计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度,并基于所述卡合机构的温度和动作状态计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的冷却速度,并基于所述卡合机构的冷却速度计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的允许温度,在预测变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度达到所述允许温度以上的情况下,执行限制向所述变速挡进行变速的变速控制。
发明效果
根据本发明,在通过多个行星齿轮机构来确立变速挡的自动变速器中,能够从变速后的变速挡中的卡合机构的冷却速度求出适当的允许温度并执行保护控制。由此,能够防止因卡合机构的发热损害造成的破损、因必要的控制介入造成的性能低下。
附图说明
图1是本实施方式的自动变速器的构架图。
图2(a)是表示本实施方式的自动变速器的卡合表的例子的图,图2(b)是表示行星齿轮机构的传动比的图。
图3是本实施方式的自动变速器的速度线图。
图4(a)是表示本实施方式的的自动变速器的控制装置的构成例的框图,图4(b)是处理部的功能块的图,以及图4(c)是表示传感器的配设例的图。
图5是表示本实施方式的离合器保护控制的流程图。
图6是表示本实施方式的离合器保护控制的流程图。
图7(a)是表示在图5的离合器润滑量的计算中使用的匹配图的例子的图,图7(b)是表示在图5的离合器冷却速度的计算中使用的匹配图的例子的图,图7(c)是表示在图5的离合器允许温度的计算中使用的匹配图的例子的图,图7(d)是表示在图5的升温预测值的计算中使用的匹配图的例子的图。
图8(a)~图8(d)是表示以往的自动变速器中的主轴转速、离合器润滑量、离合器冷却速度和离合器允许温度的关系的图。
图9(a)、图9(b)是表示在本实施方式的自动变速器中的主轴转速、离合器润滑量和离合器冷却速度的关系的图。
符号说明
1:自动变速器
100:控制装置
110:传感器
131:离合器润滑量推定部
132:离合器温度推定部
133:离合器冷却速度推定部
134:离合器允许温度计算部
C1~C3:卡合机构
P1~P4:行星齿轮机构
具体实施方式
以下参照附图,对本发明所涉及的实施方式的自动变速器的控制装置进行说明。
<整体构成>
首先,参照图1至图3,对本实施方式的自动变速器的整体构成进行说明。
在图1中,自动变速器1具备:输入轴10,该输入轴10旋转自如地轴支承于构成自动变速器1的变速器外壳的壳体12内;输出部件11,该输出部件11与输入轴10同轴转动地旋转自如地支承于支承部件12a,该支承部件12a支承于壳体12;以及输出轴(副轴)13。
来自内燃机EG(以下,有时简称为EG)的驱动力被输入至输入轴10,输入轴10因该驱动力而旋转。在输入轴10与内燃机EG之间设置有起步装置。作为起步装置,可列举离合器式的起步装置(单片离合器、多片离合器等)、液力联轴器式的起步装置(变矩器等),在本实施方式中设置有变矩器TC。因此,内燃机EG的驱动力经由变矩器TC而输入至输入轴10。
输出部件11具备与输入轴10同心的齿轮,输出轴13具备与该齿轮啮合的齿轮。通过在下文中叙述的变速机构使输入轴10的旋转变速并传递至输出轴13。输出轴13的旋转(驱动力)例如经由未图示的差动齿轮装置而传递至驱动轮。
作为变速机构,自动变速器1具备行星齿轮机构P1~P4、卡合机构C1~C3、B1~B3以及F1。在本实施方式中,行星齿轮机构P1至P4均为单小齿轮型的行星齿轮机构。通过行星齿轮机构P1~P4将驱动力从输入轴10传递至输出部件11。行星齿轮机构P1~P4能够将驱动力的传递路径形成为多条路径。而且,通过卡合机构C1~C3、B1~B3以及F1对行星齿轮机构P1~P4的驱动力的传递路径进行切换而确立多个变速挡。
行星齿轮机构P1~P4具备太阳齿轮S1~S4、齿圈R1~R4、以及支承小齿轮的行星架Cr1~Cr4作为旋转构件(共计十二个),这些旋转构件与输入轴10同轴地配设。
若以与后述的图3的速度线图中的传动比对应的间隔按顺序进行排列,则可以按照行星齿轮机构P1的太阳齿轮S1、行星架Cr1、齿圈R1的顺序将这些构件称为第一旋转构件、第二旋转构件、第三旋转构件。
同样地,可以按照行星齿轮机构P2的齿圈R2、行星架Cr2、太阳齿轮S2的顺序将这些构件称为第四旋转构件、第五旋转构件、第六旋转构件。
同样地,可以按照行星齿轮机构P3的太阳齿轮S3、行星架Cr3、齿圈R3的顺序将这些构件称为第七旋转构件、第八旋转构件、第九旋转构件。
同样地,可以按照行星齿轮机构P4的齿圈R4、行星架Cr4、太阳齿轮S4的顺序将这些构件称为第十旋转构件、第十一旋转构件、第十二旋转构件。
卡合机构C1~C3、B1~B3以及F1作为离合器或制动器而发挥功能。离合器进行自动变速器1所具备的旋转构件之间的接合、分离。制动器进行自动变速器1所具备的旋转构件与壳体12之间的接合、分离。自动变速器1所具备的旋转构件包括输入轴10、行星齿轮机构P1~P4的太阳齿轮、齿圈、行星架。
在本实施方式中,卡合机构C1~C3是离合器,卡合机构B1~B3以及F1是制动器。因此,将卡合机构C1~C3称为离合器C1~C3,并将卡合机构B1~B3以及F1称为制动器B1~B3以及F1。通过使卡合机构C1~C3及B1~B3在卡合状态(接合状态)和释放状态(卡合解除状态)之间切换,并且,通过对卡合机构F1的状态进行切换,由此切换驱动力从输入轴10向输出部件11的传递路径而实现多个变速挡。
在本实施方式中,设想卡合机构C1~C3及B1~B3均为液压式摩擦卡合机构。作为液压式摩擦卡合机构,可列举干式或湿式的单片离合器、干式或湿式的多片离合器等。
卡合机构F1设置于规定的旋转构件(这里为相互连结的行星架Cr1及Cr2)与壳体12之间。卡合机构F1能够切换为:仅限制规定的旋转构件(行星架Cr1及Cr2)的向一个方向的旋转而允许相反方向的旋转的允许单向旋转状态(以下,有时称为OWC)、以及限制其双向的旋转的阻止旋转状态(以下,有时称为TWC)。
允许单向旋转状态是指达到与所谓的单向离合器相同功能的状态,且是指在旋转方向的一个方向上传递驱动而在相反方向上空转的状态。在本实施方式中,由于卡合机构F1作为制动器而发挥功能,因此,在卡合机构F1处于允许单向旋转状态的情况下,成为仅允许规定的旋转构件(行星架Cr1及Cr2)向一个方向旋转的状态。阻止旋转状态是指在旋转方向的双向上传递驱动的状态。在本实施方式中,由于卡合机构F1作为制动器而发挥功能,因此,在卡合机构F1处于阻止旋转状态的情况下,规定的旋转构件(行星架Cr1及Cr2)在双向上的旋转受到阻止。
作为卡合机构F1,例如可以采用众所周知的双向离合器。作为众所周知的双向离合器,存在如下双向离合器:通过相应的液压致动器或电磁致动器的驱动控制,能够切换为允许单向旋转状态、阻止旋转状态以及允许双向旋转状态。另外,作为众所周知的双向离合器,存在如下双向离合器:在允许单向旋转状态中,能够进一步切换为允许正向旋转状态和允许反向旋转的状态。在本实施方式中,只要能切换为允许单向旋转状态和阻止旋转状态就足够,并且,允许单向旋转状态只要能利用仅允许单侧的旋转方向上的旋转的状态就足够。但是,也可以采用能够选择允许双向旋转状态等其他状态的双向离合器。
接下来,参照图1对各结构之间的连结关系进行说明。
行星齿轮机构P3的太阳齿轮S3与输入轴10连结。齿圈R3与行星齿轮机构P2的太阳齿轮S2连结。行星架Cr3与行星齿轮机构P1的齿圈R1以及行星齿轮机构P4的行星架Cr4连结。行星齿轮机构P2的行星架Cr2与行星齿轮机构P1的行星架Cr1连结。齿圈R2与输出部件11连结。因此,行星齿轮机构P2是向输出轴13进行驱动传递的行星齿轮机构。
离合器C1在其卡合状态下将输入轴10、行星齿轮机构P1的行星架Cr1以及与该行星架Cr1连结的行星架Cr2连结,在其释放状态下将部件的连结解除。离合器C2在其卡合状态下将行星齿轮机构P3的齿圈R3和行星齿轮机构P4的太阳齿轮S4连结,在其释放状态下将部件的连结解除。离合器C3在其卡合状态下将输入轴10和行星齿轮机构P4的齿圈R4连结,在其释放状态下将部件的连结解除。
制动器B1在其卡合状态下将壳体12和行星齿轮机构P1的太阳齿轮S1连结,在其释放状态下将部件的连结解除。制动器B2在其卡合状态下将壳体12和行星齿轮机构P4的太阳齿轮S4连结,在其释放状态下将部件的连结解除。制动器B3在其卡合状态下将壳体12和行星齿轮机构P4的齿圈R4连结,在其释放状态下将部件的连结解除。
如上所述,制动器F1在允许单向旋转状态的情况下仅限制行星齿轮机构P2的行星架Cr2(以及与其连结的行星架Cr1)的向一个方向的旋转,在阻止旋转状态的情况下,形成为将行星齿轮机构P2的行星架Cr2(以及与其连结的行星架Cr1)固定于壳体12的状态。
接下来,图2(a)是表示自动变速器1所具备的卡合机构的卡合组合的卡合表(接合表),图2(b)是自动变速器1所具备的行星齿轮机构的传动比,图3是自动变速器1的速度线图。图2(a)中的“传动比”表示输入轴10与输出部件11之间的传动比。
在本实施方式的情况下,能够确立十个前进挡(1st~10th)、一个倒挡(RVS)。“P/N”表示非行驶挡,“P”表示驻车挡,“N”表示空挡。“RPM”表示后述的RVS准备处理中的卡合组合,在该处理中,卡合机构F1从允许单向旋转状态切换为阻止旋转状态。
在图2(a)的卡合表的例子中,“○”表示卡合状态,无标记时表示释放状态。在“RPM”中,“□”表示形成为半卡合状态(制动器B2),“(□)”表示形成为半卡合状态或释放状态(制动器B1)。
此外,为了平顺地向相邻的前后的变速挡转换而包括形成为卡合状态的卡合机构,虽然这对于变速挡的确立并不是必须的。例如,在一挡(1st)的情况下,制动器B2的卡合并不是必须的,但在向倒挡(RVS)、二挡(2nd)转换的情况下,出于减少对卡合状态进行切换的卡合机构的目的而将制动器B2设为卡合状态。同样地,在五挡(5th)的情况下,离合器C3的卡合并不是必须的,但在向四挡(4th)、六挡(6th)转换的情况下,出于减少对卡合状态进行切换的卡合机构的目的而将离合器C3设为卡合状态。
关于制动器F1,“○”表示阻止旋转状态,“△”表示允许单向旋转状态。在一挡(1st)的情况下,制动器F1可以处于阻止旋转状态和允许单向旋转状态的任一状态,但在阻止旋转状态的情况下,发动机制动器被有效化,在允许单向旋转状态的情况下,发动机制动器变为无效。可以适当地设计在一挡(1st)的情况下使制动器F1处于何种状态的算法,例如可以继承地设为转换为一挡(1st)之前的状态。具体地,在从倒挡(RVS)向一挡(1st)转换的情况下,一挡(1st)保持阻止旋转状态不变。但是,在车速高于规定速度等情况下,可以切换为允许单向旋转状态。同样地,在从其他前进挡(2nd~10th)向一挡(1st)转换的情况下,一挡(1st)保持允许单向旋转状态不变。
在非行驶挡(P/N)时,制动器F1的状态也可以是阻止旋转状态和允许单向旋转状态的任一状态。因此,与一挡(1st)同样地,也可以继承地设为转换为非行驶挡(P/N)之前的状态。
在二挡(2nd)至十挡(10th)时,制动器F1形成为允许单向旋转状态,但在自动变速器1的结构上形成为空转状态。因此,将制动器F1的状态表示为“(Δ)”。假设制动器F1是上述可以选择允许双向旋转状态的机械式卡合机构的情况下,则在二挡(2nd)至十挡(10th)时,能够将制动器F1形成为允许双向旋转状态。
此外,在本实施方式中,虽然在二挡(2nd)至十挡(10th)时,作为制动器F1的状态,均选择允许单向旋转状态的结构,但是根据自动变速器1的结构不同,也可以采用选择阻止旋转状态的结构。
图3的速度线图表示各构件相对于向输入轴10的输入的、各变速挡下的旋转速度比。纵轴表示速度比。纵轴表示速度比,“1”表示与输入轴10转速相同,“0”表示停止状态。横轴以行星齿轮机构P1~P4的旋转构件之间的传动比为基础。λ表示行星架Cr和太阳齿轮S的传动比。此外,在图3中,省略了与输出轴13对应的构件的图示。
<控制装置的构成>
接下来,参照图4,对本实施方式的自动变速器1的控制装置100的构成进行说明。
图4(a)是自动变速器1的控制装置100的框图,图4(b)是控制装置100的处理部101的功能框图。控制装置100不仅能够进行自动变速器1的控制,还能够进行内燃机EG、变矩器TC的各个控制,但在本实施方式中,设想是由与控制装置100分开设置的发动机ECU200对内燃机EG进行控制的结构。控制装置100能够从发动机ECU200接收内燃机EG、车辆的各种信息。另外,控制装置100还能够向发动机ECU200发送自动变速器1的信息。
控制装置100具备CPU等处理部101、RAM、ROM等存储部102、以及为外部装置、发动机ECU与处理部101提供接口的IF部103。IF部103例如由通信接口、输入输出接口等构成。
处理部101执行在存储部102中存储的程序,并且基于各种传感器110的检测结果而对各种致动器120进行控制。在存储部102中保存有在图5以及图6中在下文叙述的用于离合器保护控制的程序、图7(a)~图7(d)所示的各匹配图。
各种传感器110中包括设置于自动变速器1的各种传感器,图4(a)中举例示出了以下传感器。
输入轴转速传感器111是对输入轴10的转速(旋转速度)进行检测的传感器。SP传感器(挡位传感器)112是对驾驶员所选择的挡位进行检测的传感器。在本实施方式的情况下,作为挡位,设想了P挡(驻车挡)、D挡(前进挡)、N挡(空挡)、R挡(倒挡)这四种挡位。在选择了D挡的情况下,处理部101能够根据在存储部102中存储的变速匹配表选择一挡(1st)至十挡(10th)中的任一挡位而进行变速。在选择了R挡的情况下,处理部101选择倒挡。
液压传感器113中包括对卡合机构C1~C3、B1~B3的各工作油的液压进行检测的传感器。液温传感器114中包括对卡合机构C1~C3、B1~B3的各工作油的温度ATF_T进行检测的传感器。车速传感器115是对搭载有自动变速器1的车辆的行驶速度进行检测的传感器。节气门开度传感器116是对与加速踏板的踩下相应的发动机节气门开度进行检测的传感器。油泵转速传感器117是对向图4(c)所示的各卡合机构的供给管线L供给工作油的油泵121的转速P_N进行检测的传感器。
处理部101基于由车速传感器115检测出的车速和节气门开度传感器116检测出的节气门开度,从图3的速度线图计算出变速挡。
另外,如图4(b)所示,处理部101具有与本实施方式的离合器保护控制有关的功能块。
离合器润滑量推定部131从油泵转速P_N和工作油温度ATF_T计算出离合器C1~C3的润滑量C_CL。离合器润滑量[ml/sec]示出了对通过工作油而使离合器润滑(冷却)的程度进行表示的状态量。如图7(a)所示,在基于油泵转速P_N和工作油温度ATF_T而对每个变速挡分别求出的值上,乘以基于供给管线L的线压的插值系数,由此计算出离合器润滑量C_CL。
离合器温度推定部132计算出当前的变速挡中的离合器C1~C3的推定温度值C_T以及变速后的变速挡中的离合器C1~C3的升温预测值C_ΔT。离合器的推定温度值(以下,称为离合器温度)[℃]的具体计算方法使用日本特开2008-101705号公报等中记载的众所周知的方法。此处,对离合器温度C_T的计算方法简单地进行说明。
离合器C的每单位时间(msec)的发热热量ΔQ为,
ΔQ=离合器扭矩×dω/dt
此处,离合器扭矩=(液压对活塞的推力+离心液压-复位弹簧载荷)×动摩擦系数×盘片系数(传动比×盘片的张数)
如上,在时间t内的发热量Q(t)为,
Q(t)=发热Q(t)
因此,在时间t内的离合器温度C_T(t)为,
C_T(t)=_TQ(t)/(Cp×m)
此外,Cp是离合器盘片的比热,m是离合器盘片的重量。
此外,变速后的变速挡中的离合器C的升温预测值C_ΔT可以基于离合器C的输入转速[rpm]从图7(d)所示的匹配图求出。
离合器冷却速度推定部133从当前或者变速后的变速挡中的离合器C1~C3的动作状态(释放状态、卡合状态、引导旋转停止状态)、上述离合器润滑量C_CL、以及当前的变速挡中的离合器温度C_T与工作油的温度ATF_T之间的差值,计算出当前或者变速后的变速挡中的离合器的冷却速度C_V。根据当前或变速后的变速挡中的离合器的动作状态来切换图7(b)所示的匹配图,从当前的变速挡中的离合器润滑量C_CL、以及离合器温度C_T与工作油的温度ATF_T之间的差值计算出离合器冷却速度[℃/sec]。
离合器允许温度计算部134从当前或者变速后的变速挡中的离合器的冷却速度C_V计算出当前或者变速后的变速挡中的离合器允许温度C_Tmax。使用图7(c)所示的匹配图计算出离合器允许温度[℃],该匹配图具有根据离合器冷却速度C_V而变化的特性。
在预测变速后的变速挡中的离合器温度C_T将会达到离合器允许温度C_Tmax以上的情况下,处理部101对在下一次的变速中卡合的离合器,限制变速(升挡或降挡)并执行为保护离合器不受发热损害的离合器保护控制。另外,即使在当前的离合器温度C_T小于当前的变速挡中的离合器允许温度C_Tmax的情况下,在预测变速后的变速挡中的离合器温度将会达到离合器允许温度以上的情况下,处理部101也会对在下一次的变速中不卡合的离合器实施变速控制。进一步地,即使是在下一次的变速中不卡合的离合器,但是当离合器温度已经达到离合器允许温度以上、且变速后的变速挡中的离合器冷却速度相比当前离合器冷却速度而上升的情况下,处理部101也会强制性地实施变速。
各种致动器120中包括设置于自动变速器1的各种致动器。例如,包括对卡合机构C1~C3、B1~B3以及F1的动作状态进行切换的电磁螺线管等电磁致动器。处理部101对各种致动器120进行控制。
图4(c)表示液压传感器113以及液温传感器114的配设例。液温传感器113设置于每个卡合机构C1~C3、B1~B3中,对各卡合机构的工作油的液压进行检测。液温传感器114例如设置于工作油从油泵121向供给管线L的喷出端口附近,对从油泵121供给至各卡合机构的工作油的温度ATF_T进行检测。此外,液压传感器113以及液温传感器114的配置不限于本实施方式。
对于各卡合机构而分配有供给工作油的电磁阀LS,并利用电磁阀LS将工作油的供给管线L打开或关闭,由此能够对卡合机构的卡合、释放进行切换。设置为对液压传感器113供给从电磁阀LS向卡合机构供给的工作油,液压传感器113的检测结果表示向卡合机构供给的工作油的液压。利用由内燃机EG驱动的油泵121将工作油加压输送至供给管线L。
<离合器保护控制>
接下来,参照图4(a)~图4(c)的框图、图5及图6的流程图以及图7的匹配图,对本实施方式的自动变速器1的离合器保护控制进行说明。
在预测变速后的变速挡中的离合器温度C_T将会达到离合器允许温度C_Tmax以上的情况下,本实施方式的离合器保护控制对在下一次的变速中卡合的离合器进行变速限制。另外,即使在当前的离合器温度C_T小于当前的变速挡中的离合器允许温度C_Tmax的情况下,在预测变速后的变速挡中的离合器温度将会达到离合器允许温度以上的情况时,对在下一次的变速中不卡合的离合器也进行变速限制。进一步地,即使是在下一次的变速中不卡合的离合器,但是当离合器温度已经达到离合器允许温度以上、且变速后的变速挡中的离合器冷却速度相比当前的离合器冷却速度而上升的情况下,也强制性地实施变速。
此外,图5及图6的流程图通过以下处理来实现:若内燃机EG起动,则开始处理,控制装置100的处理部101的CPU将在存储部102的ROM中保存的变速控制程序、速度线图(图3)以及匹配图(图7a~图7d)在RAM中展开并针对离合器C1~C3分别执行。此处,变速控制程序是用于实施本实施方式的离合器保护控制的程序。
在S1中,控制装置100的处理部101通过离合器润滑量推定部131从油泵转速P_N和工作油温度ATF_T计算出各个变速挡的离合器润滑量Cn_CL。此外,Cn对应离合器C1、C2、C3的任一个(以下相同)。
在S2中,控制装置100的处理部101通过离合器温度推定部132计算出离合器C1~C3的当前的变速挡中的温度Cn_T以及变速后的变速挡中的升温预测值Cn_ΔT。
在S3中,控制装置100的处理部101通过离合器冷却速度推定部133从当前或者变速后的变速挡中的离合器的动作状态(释放状态、卡合状态、引导旋转停止状态)、离合器润滑量Cn_CL、以及离合器温度Cn_T与工作油的温度ATF_T之间的差值,计算出当前或者变速后的变速挡中的离合器冷却速度Cn_V。此外,引导旋转停止状态是指,用于使离合器Cn移动并在卡合状态、释放状态之间进行切换的引导部件因制动器B1~B3等的卡合而停止的状态。
在S4中,控制装置100的处理部101通过离合器允许温度计算部134从当前或者变速后的变速挡中的离合器冷却速度Cn_V计算出当前或者变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_Tmax。
在S5中,控制装置100的处理部101由通过离合器温度推定部132求出的当前的变速挡中的离合器温度Cn_T或者其与变速后的变速挡中的离合器的升温预测值Cn_ΔT的相加值、与通过离合器允许温度计算部134求出的当前或者变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_Tmax的比较结果,来执行在图6中后述的变速控制。
<变速控制>
接下来,参照图6对图5的S5中的变速控制的详细内容进行说明。
在S51中,控制装置100的处理部101对在上述S1至S4中作为处理对象的离合器是否是基于图3的变速线图而在下一次的变速挡中卡合的离合器进行判定。而且,处理部101在判定为是在下一次的变速挡中卡合的离合器的情况下进入S52,在判定为是在下一次的变速挡中不卡合的离合器的情况下进入S55。此外,在下一次的变速挡中不卡合的离合器是指,例如,与当前卡合中的离合器且在下一次的变速挡中被释放的离合器、在当前和下一次的变速挡中都不卡合的离合器对应。
在S52中,控制装置100的处理部101对将在下一次的变速挡中卡合的离合器Cn的当前的离合器温度Cn_T与变速后的变速挡中的升温预测值Cn_ΔT进行相加而得到的变速后温度值Cn_T+Cn_ΔT是否达到变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max以上进行判定。而且,处理部101在判定为达到变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max以上的情况下进入S54,在判定为小于离合器允许温度Cn_T1max的情况下进入S53。
在S53中,由于在下一次的变速挡中卡合的离合器的变速后温度值Cn_T+Cn_ΔT小于变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max,因此控制装置100的处理部101不进行向下一次的变速挡的离合器Cn的变速限制而进行通常的变速控制。
在S54中,由于在下一次的变速挡中卡合的离合器的变速后温度值Cn_T+Cn_ΔT达到变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max以上而有必要保护离合器不受发热损害,因此控制装置100的处理部101实施禁止向下一次的变速挡进行变速的变速控制。
在S55中,控制装置100的处理部101对在下一次的变速挡中不卡合的离合器Cn的当前的变速挡中的离合器温度Cn_T是否达到当前的变速挡中的离合器允许温度Cn_T0max以上、且变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max是否达到当前的变速挡中的离合器允许温度Cn_T0max以上进行判定。而且,处理部101在满足上述判定条件的情况下进入S59,在不满足的情况下进入S56。
在S59中,即使是在当前的变速挡中的离合器温度Cn_T达到当前的变速挡中的离合器允许温度Cn_T0max以上的情况下,在变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max达到当前的变速挡中的离合器允许温度Cn_T0max以上的情况下,控制装置100的处理部101也强制地实施变速,通过变速使离合器冷却速度Cn_V上升。由此,能够促进离合器的冷却。
在S56中,控制装置100的处理部101对在下一次的变速挡中不卡合的离合器Cn的当前的离合器温度Cn_T是否达到变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max以上进行判定。而且,处理部101在判定为达到变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max以上的情况下进入S58,在判定为小于离合器允许温度Cn_T1max的情况下进入S57。
在S57中,由于当前的离合器温度Cn_T小于变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max,因此控制装置100的处理部101不进行向下一次的变速挡的离合器Cn的变速限制而进行通常的变速控制。
在S58中,由于是在下一次的变速挡中不卡合的离合器Cn,不会发热至当前的离合器允许温度以上,但是预测由于离合器冷却速度会因变速而降低,并且当前的离合器温度Cn_T会达到变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max以上,因此控制装置100的处理部101实施禁止向下一次的变速挡进行变速的变速控制。由此,能够不妨碍离合器的冷却。
此外,虽然S54以及S58中的变速限制会持续至离合器温度Cn_T或者其与升温预测值Cn_ΔT的相加值变为小于变速后的变速挡中的离合器允许温度Cn_T1max为止,但是由于至离合器的温度达到允许温度以下的时间极短(2~3秒),因此不会有变速时机超出必要地延迟的情况。
如上所述,根据本实施方式,在通过多个行星齿轮机构P1~P4而确立变速挡的自动变速器1中,在变速时通过求出适当的离合器允许温度而能够执行离合器保护控制。由此,能够防止因离合器的发热损害造成的破损、因必要的控制介入造成的性能低下。
上述实施方式是作为本发明的实现方法的一个例子,本发明在不超出其主旨的范围内可以适用于对下述实施方式进行修改或变形的方案。例如,在本实施方式中,对行星齿轮机构P1~P4的离合器C1~C3的变速控制进行了说明,但也可以适用于制动器B1~B3的变速控制。另外,本实施方式的变速控制不限于通过多个行星齿轮机构而确立变速挡的、所谓行星式的变速器,也可以适用于输入输出轴(主轴和副轴)平行地配置的、被称为4AT、5AT的以往的自动变速器等不能从主轴转速求出符合实际情况的离合器允许温度的自动变速器中。另外,虽然作为原动机举例示出了发动机(内燃机),但不限于此,也可以是发动机与电动机的混合动力,也可以是电动机。
另外,本发明可以设为:将与上述实施方式的初期磨合控制对应的计算机程序、保存有该计算机程序的存储介质提供给在车辆上搭载的计算机,并由该计算机读出并执行保存在存储介质中的程序。
<实施方式的总结>
(结构1)
自动变速器1的控制装置100,该自动变速器1具备:多个行星齿轮机构P1~P4、以及对上述多个行星齿轮机构P1~P4的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构C1~C3,
上述自动变速器的控制装置的特征在于,
上述自动变速器的控制装置具有:
液压供给单元(例如致动器120),该液压供给单元供给用于使上述卡合机构C1~C3在卡合状态与上述卡合状态被解除的释放状态之间进行动作的液压,以及
变速控制单元(例如处理部101),该变速控制单元为了确立多个变速挡中的任一个变速挡而对各上述行星齿轮机构P1~P4的卡合机构C1~C3的动作状态进行控制,
上述变速控制单元(例如处理部101)计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T+C_ΔT,并基于上述卡合机构C1~C3的温度C_T+C_ΔT和动作状态计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V,并基于上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的允许温度C_Tmax,在预测变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T+C_ΔT达到上述允许温度C_Tmax以上的情况下,执行限制向上述变速挡进行变速的变速控制(S54)。
根据结构1,在通过多个行星齿轮机构P1~P4来确立变速挡的自动变速器1中,根据从变速后的变速挡中的卡合机构的C1~C3推定的冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax而能够执行卡合机构的保护控制。由此,能够防止因卡合机构的发热损害造成的破损、因必要的控制介入造成的性能低下。
(结构2)
在上述结构1中,其特征在于,上述变速控制单元(例如处理部101)具有:
润滑量推定单元(例如离合器润滑量推定部131),该润滑量推定单元推定各个变速挡的上述卡合机构C1~C3的润滑状态量(例如离合器润滑量C_CL);
温度推定单元(例如离合器温度推定部132),该温度推定单元推定变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T+C_ΔT;
冷却速度推定单元(例如离合器冷却速度推定部133),该冷却速度推定单元推定变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V;以及
允许温度计算单元(例如离合器允许温度计算部134),该允许温度计算单元计算出上述变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的允许温度C_Tmax。
根据结构2,在通过多个行星齿轮机构P1~P4来确立变速挡的自动变速器1中,能够根据从变速后的变速挡中的卡合机构C1~C3推定的冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax。
(结构3)
在上述结构2中,其特征在于,
上述冷却速度推定单元(例如离合器冷却速度推定部133)基于变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的润滑状态量(例如离合器润滑量C_CL)、上述卡合机构C1~C3的温度C_T+C_ΔT和动作状态,计算出上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V。
根据该结构3,能够推定变速后的变速挡中的卡合机构C1~C3的冷却速度C_V,并求出适当的离合器允许温度C_Tmax。
根据该结构3,在通过多个行星齿轮机构P1~P4来确立变速挡的自动变速器1中,能够求得变速后的变速挡中的符合实际情况的卡合机构C1~C3的冷却速度C_V,并从冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax。
(结构4)
在上述结构2或者3中,其特征在于,
上述润滑量推定单元(例如离合器润滑量推定部131)基于使上述卡合机构C1~C3动作的工作油的供给状态(例如油泵转速P_N)、工作油的温度ATF_T以及与工作油的液压对应的插值系数来计算出每个变速挡的上述卡合机构C1~C3的润滑状态量(例如离合器润滑量C_CL)。
根据该结构4,在通过多个行星齿轮机构P1~P4来确立变速挡的自动变速器1中,能够求出变速后的变速挡中的符合实际情况的卡合机构C1~C3的冷却速度C_V,并从冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax。
(结构5)
在上述结构1至4的任一项中,其特征在于,
上述冷却速度推定单元(例如离合器冷却速度推定部133)基于上述卡合机构C1~C3的润滑状态量(例如离合器润滑量C_CL)、上述卡合机构C1~C3的温度C_T与上述工作油的温度ATF_T的差,以及上述卡合机构C1~C3的动作状态,计算出上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V。
根据该结构5,能够求出变速后的变速挡中的符合实际情况的冷却速度C_V,并从冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax。
(结构6)
在上述结构1至5的任一项中,其特征在于,
上述卡合机构C1~C3的允许温度C_Tmax具有根据上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V而变化的特性。
根据该结构6,能够适当地求出根据变速后的变速挡中的卡合机构C1~C3的冷却速度C_V而变化的允许温度。
根据该结构6,能够求出变速后的变速挡中的符合实际情况的冷却速度C_V,并从冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax。
(结构7)
在结构1至6的任一项中,其特征在于,
上述温度推定单元计算出将当前的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T与下一次的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的升温预测值C_ΔT进行相加而得到的变速后温度值C_T+C_ΔT作为变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度。
根据该结构7,在通过多个行星齿轮机构P1~P4来确立变速挡的自动变速器1中,能够基于变速后的变速挡中的卡合机构C1~C3的温度C_T与允许温度C_Tmax之间的比较来实施适当的变速限制。
(结构8)
在上述结构7中,其特征在于,
上述变速控制单元(例如处理部101)对是否是在下一次的变速挡中卡合的卡合机构C1~C3进行判定,
对在下一次的变速挡中卡合的卡合机构C1~C3,在上述变速后温度值C_T+C_ΔT达到变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的允许温度C_T1max以上的情况下,执行上述变速控制,
对在下一次的变速挡中不卡合的卡合机构C1~C3,在当前的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T达到当前的变速挡中的允许温度C_T0max以上、且变速后的变速挡中的允许温度C_T1max达到当前的变速挡中的允许温度Cn_T0max以上的情况下,强制性地执行变速(S59)。
根据该结构8,由于通过变速而使卡合机构C1~C3的冷却速度C_V上升,因此能够促进卡合机构C1~C3的冷却。
(结构9)
在上述结构8中,其特征在于,
当不是在下一次的变速挡中卡合的卡合机构C1~C3、且当前的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T并未达到当前的变速挡中的允许温度C_T0max以上的情况下或者变速后的变速挡中的允许温度C_T1max并未达到当前的变速挡中的允许温度C_T0max以上的情况下,在当前的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度C_T达到变速后的变速挡中的允许温度C_T1max以上的情况下,上述变速控制单元(例如处理部101)执行上述变速控制(S58)。
根据该结构9,在预测由于变速而卡合机构C1~C3的冷却速度C_V降低并且当前的卡合机构C1~C3的温度C_T会达到变速后的变速挡中的允许温度C_T1max以上的情况下,能够通过实施变速限制而不妨碍离合器的冷却。
(结构10)
自动变速器1的控制方法,该自动变速器1具备:
多个行星齿轮机构P1~P4;
对上述多个行星齿轮机构P1~P4的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构C1~C3;
液压供给单元(例如致动器120),该液压供给单元供给用于使上述卡合机构C1~C3在卡合状态与上述卡合状态被解除的释放状态之间进行动作的液压;以及
变速控制单元(例如处理部101),该变速控制单元为了确立多个变速挡中的任一个变速挡而对各上述行星齿轮机构P1~P4的卡合机构C1~C3的动作状态进行控制,
上述控制方法的特征在于,
计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度(S2),并基于上述卡合机构C1~C3的温度和动作状态计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V(S3),并基于上述卡合机构C1~C3的冷却速度C_V计算出变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的允许温度C_Tmax(S4),在预测变速后的变速挡中的上述卡合机构C1~C3的温度达到上述允许温度C_Tmax以上的情况下,执行限制向上述变速挡进行变速的变速控制(S5、S54)。
根据该结构10,在通过多个行星齿轮机构P1~P4来确立变速挡的自动变速器1中,根据从变速后的变速挡中的卡合机构C1~C3推定的冷却速度C_V求出适当的允许温度C_Tmax而能够执行离合器保护控制。由此,能够防止因卡合机构的发热损害造成的破损、因必要的控制介入造成的性能低下。

Claims (8)

1.一种自动变速器的控制装置,所述自动变速器具备:多个行星齿轮机构、以及对所述多个行星齿轮机构的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构,
所述自动变速器的控制装置的特征在于,
所述自动变速器的控制装置具有:
液压供给单元,该液压供给单元供给使所述卡合机构在卡合状态与所述卡合状态被解除的释放状态之间进行动作的工作油,以及
变速控制单元,该变速控制单元为了确立多个变速挡中的任一个变速挡而对各所述行星齿轮机构的卡合机构的动作状态进行控制,
所述变速控制单元计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度,
根据基于所述工作油的所述卡合机构的润滑状态量、所述卡合机构的温度与所述卡合机构的工作油的温度之差、以及所述卡合机构的动作状态,计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的冷却速度,并基于所述卡合机构的冷却速度计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的允许温度,在预测变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度达到所述允许温度以上的情况下,执行限制向所述变速挡进行变速的控制。
2.根据权利要求1所述的自动变速器的控制装置,其特征在于,
所述变速控制单元具有:
润滑量推定单元,该润滑量推定单元推定各个变速挡的所述卡合机构的润滑状态量;
温度推定单元,该温度推定单元推定变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度;
冷却速度推定单元,该冷却速度推定单元推定变速后的变速挡中的所述卡合机构的冷却速度;以及
允许温度计算单元,该允许温度计算单元计算出所述变速后的变速挡中的所述卡合机构的允许温度。
3.根据权利要求2所述的自动变速器的控制装置,其特征在于,
所述润滑量推定单元基于使所述卡合机构动作的工作油的供给状态、工作油的温度以及与所述工作油的液压对应的插值系数来计算出每个变速挡的所述卡合机构的润滑状态量。
4.根据权利要求1或2所述的自动变速器的控制装置,其特征在于,
所述卡合机构的允许温度具有根据所述卡合机构的冷却速度而变化的特性。
5.根据权利要求2或3所述的自动变速器的控制装置,其特征在于,
所述温度推定单元计算出将当前的变速挡中的所述卡合机构的温度与下一次的变速挡中的所述卡合机构的升温预测值进行相加而得到的变速后温度值作为变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度。
6.根据权利要求5所述的自动变速器的控制装置,其特征在于,
所述变速控制单元对是否是在下一次的变速挡中卡合的卡合机构进行判定,
对在下一次的变速挡中卡合的卡合机构,在所述变速后温度值达到变速后的变速挡中的所述卡合机构的允许温度以上的情况下,执行限制所述变速的控制,
对在下一次的变速挡中不卡合的卡合机构,在当前的变速挡中的所述卡合机构的温度达到当前的变速挡中的允许温度以上、且变速后的变速挡中的允许温度达到当前的变速挡中的允许温度以上的情况下,强制性地执行变速。
7.根据权利要求6所述的自动变速器的控制装置,其特征在于,
当不是在下一次的变速挡中卡合的卡合机构、且在当前的变速挡中的所述卡合机构的温度并未达到当前的变速挡中的允许温度以上的情况下或者变速后的变速挡中的允许温度并未达到当前的变速挡中的允许温度以上的情况下,在当前的变速挡中的所述卡合机构的温度达到变速后的变速挡中的允许温度以上的情况下,所述变速控制单元执行限制所述变速的控制。
8.一种自动变速器的控制方法,该自动变速器具备:多个行星齿轮机构、以及对所述多个行星齿轮机构的输入输出进行切换而确立变速挡的卡合机构,
液压供给单元,该液压供给单元供给使所述卡合机构在卡合状态与所述卡合状态被解除的释放状态之间进行动作的工作油;以及
变速控制单元,该变速控制单元为了确立多个变速挡中的任一个变速挡而对各所述行星齿轮机构的卡合机构的动作状态进行控制,
所述自动变速器的控制方法的特征在于,
计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度,
根据基于所述工作油的所述卡合机构的润滑状态量、所述卡合机构的温度与所述卡合机构的工作油的温度之差、以及所述卡合机构的动作状态,计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的冷却速度,并基于所述卡合机构的冷却速度计算出变速后的变速挡中的所述卡合机构的允许温度,在预测变速后的变速挡中的所述卡合机构的温度达到所述允许温度以上的情况下,执行限制向所述变速挡进行变速的变速控制。
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