DE102016100490A1

DE102016100490A1 - Schlupfsteuervorrichtung für eine Lock-up Kupplung

Info

Publication number: DE102016100490A1
Application number: DE102016100490.1A
Authority: DE
Inventors: Seiji Kuwahara; Seiji Masunaga; Takayuki Ando; Yuki Aratsu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2036-01-14
Also published as: JP2016133166A; US9488270B2; DE102016100490B4; US20160208913A1; JP6123811B2; CN105805298B; CN105805298A

Abstract

Eine Schlupfsteuervorrichtung (10) umfasst eine Steuereinheit (21), die dazu ausgestaltet ist, um: einen Differenzwert zwischen einem Sollwert und einem aktuellen Wert oder einem geschätzten Wert einer Differenz einer Drehzahl zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle einer Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4), oder einen Differenzwert, der eine Differenz zwischen einem Sollwert und einem aktuellen Wert oder einem geschätzten Wert einer Drehzahl einer Maschine (2) ist, zu berechnen; eine Steigung der Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) in Bezug auf einen Eingangsparameter bei einem aktuellen Wert des Eingangsparameters mit korrelativen Verhältnis zu der Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) zu berechnen; eine Drehmomentkapazität einer Lock-up Kupplung (5) durch Multiplizieren der Steigung mit dem Differenzwert zu berechnen; und einen Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung (5) unter Verwendung der berechneten Drehmomentkapazität zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlupfsteuervorrichtung für eine Lock-up Kupplung bzw. Wandlerüberbrückungskupplung.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug, das mit einer Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp, wie einem Drehmomentwandler und einer Flüssigkeits-Koppelung ausgestattet ist, die eine Ausgangsleistung einer Maschine auf ein Getriebe übertragen, mit einer Lock-up Kupplung bzw. (Wandler)überbrückungskupplung zur Verbesserung einer Kraftstoffeffizienz durch Verringerung eines flüssigkeitsbedingten Drehmomentverlusts in der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp ausgestattet. Die Lock-up Kupplung ist parallel zu der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp angeordnet, um die Maschine direkt mit dem Getriebe zu verbinden, wenn diese vollständig eingreift. Wenn jedoch bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit die Maschine direkt durch die Lock-up Kupplung mit dem Getriebe verbunden ist, werden Drehmomentschwankungen der Maschine direkt auf das Getriebe übertragen, sodass Fahreigenschaften beeinträchtigt werden. Daher werden im Allgemeinen bei der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit sowohl einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz als auch eine Unterdrückung der Beeinträchtigung der Fahreigenschaft erhöht, indem eine Schlupfsteuerung der Lock-up Kupplung durchgeführt wird, um die Lock-up Kupplung zu verwenden, während dieselbe um einen notwendigen minimalen Schlupfbetrag rutschen bzw. Schlupf gewähren kann.
Eine Drehmomentkapazität einer Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp ändert sich nicht-linear in Übereinstimmung mit einer Maschinengeschwindigkeit bzw. Maschinendrehzahl, einer Drehzahl einer Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (Turbinengeschwindigkeit bzw. -drehzahl), und einer Differenz der Drehzahl zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (Schlupfgeschwindigkeit bzw. -drehzahl). Daher ist es erforderlich, eine nicht-lineare Charakteristik der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp zu berücksichtigen, um eine Drehmomentkapazität einer Lock-up Kupplung (eine Größe des Drehmoments, welches durch ein Eingreifen der Lock-up Kupplung übertragen wird) zu berechnen, die zum Aufrechterhalten eines Schlupfbetrags der Lock-up Kupplung erforderlich ist. Vor einem solchen Hintergrund wird herkömmlicherweise die nicht-lineare Charakteristik der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp durch ein Modell höheren Grades identifiziert, und die nicht-lineare Charakteristik der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp wird unter Verwendung eines Controllers höheren Grades berücksichtigt. Allerdings sind ein Vorgang zum Identifizieren des Modells höheren Grades und ein Vorgang zur Auslegung des Controllers höheren Grades kompliziert, sodass hierfür viel Zeit und Aufwand in Anspruch genommen wird. Ein Koeffizient eines Filters höheren Grades, der in dem Controller umfasst ist, steht nicht in direkter Verbindung mit einem Verhalten einer tatsächlichen Maschine, sodass es schwierig ist, diese intuitiv zu verstehen, und eine Feineinstellung unter Verwendung der tatsächlichen Maschine ist eventuell schwierig.
Um ein solches Problem zu lösen, schlägt inzwischen eine Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2005-351329 A eine Technologie zum Umschalten eines Verfahrens zum Steuern des Schlupfbetrags der Lock-up Kupplung für jeden Betriebsbereich vor. Insbesondere steuert die Technologie, die in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2005-351329 A offenbart ist, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung durch eine Steuerung mit offener Schleife basierend auf einem Antriebszustand eines Fahrzeugs in dem Betriebsbereich, in dem ein Verhältnis zwischen einem Drehmomentkapazitätskoeffizienten eines Drehmomentwandlers und einem Geschwindigkeitsverhältnis bzw. Drehzahlverhältnis nicht-linear ist. Andererseits steuert die Technologie, die in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2005-351329 A offenbart ist, in dem Betriebsbereich, in dem das Verhältnis zwischen dem Drehmomentkapazitätskoeffizienten des Drehmomentwandlers und dem Geschwindigkeitsverhältnis bzw. Drehzahlverhältnis linear ist, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung durch eine rückgekoppelte Steuerung basierend auf einer Differenz zwischen einem Soll-Schlupfbetrag und einem tatsächlichen Schlupfbetrag. Allerdings ist dies mit einer umfassenden Feineinstellung des Verfahrens zum Steuern von jedem aus einer Mehrzahl von Betriebsbereichen verbunden, sodass die Anzahl von Schritten erheblich ist. Die umfassende Feineinstellung ist kein realistisches Verfahren, bei dem verschiedene Teile des Betriebs durch einen Fahrer, Schwankungen in der Umwelt und individuelle Schwankungen berücksichtigt werden.
Es besteht Bedarf an einer Schlupfsteuervorrichtung für die Lock-up Kupplung, die den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung über einen gesamten Betriebsbereich durch eine Berechnung der Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung mittels eines einfachen Aufbaus, ohne dem Erfordernis von hohen Kosten, optimal steuern kann.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Probleme der herkömmlichen Technik zumindest teilweise zu lösen.
Eine Schlupfsteuervorrichtung dieser Offenbarung ist dazu eingerichtet, an einem Fahrzeug angebracht zu werden, das eine Maschine, ein Getriebe, eine Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp, die zwischen der Maschine und dem Getriebe eingefügt ist, und eine Lock-up Kupplung, die an der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp bereitgestellt ist, umfasst, und sie ist dazu ausgestaltet, eine Differenz der Drehzahl zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp zu steuern, indem ein Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung gesteuert wird, und sie umfasst eine Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, um: einen Differenzwert zwischen einem Sollwert und einem aktuellen Wert oder einem geschätzten Wert der Differenz der Drehzahl zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp, oder einen Differenzwert zwischen einem Sollwert und einem aktuellen Wert oder einem geschätzten Wert einer Drehzahl der Maschine zu berechnen; eine Steigung der Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp in Bezug zu einem Eingangsparameter bei einem aktuellen Wert des Eingangsparameters, der ein Korrelationsverhältnis zu der Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp aufweist, zu berechnen; eine Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung durch Multiplikation der Steigung mit dem Differenzwert zu berechnen; und den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung unter Verwendung der berechneten Drehmomentkapazität zu steuern.
Das Obenstehende und andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der derzeitig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines Fahrzeugs darstellt, an dem eine Schlupfsteuervorrichtung einer Lock-up Kupplung angewendet wird;
2 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Änderung eines Verhältnisses zwischen einer Maschinendrehzahl und einer Drehmomentkapazität eines Drehmomentwandlers bei Änderung der Turbinendrehzahl darstellt;
3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Turbinendrehzahl und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers bei Änderung der Maschinendrehzahl darstellt;
4 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen einer Schlupfgeschwindigkeit und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers bei Änderung der Turbinendrehzahl darstellt;
5A und 5B sind schematische Diagramme zur Darstellung eines Konzepts der Offenbarung;
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Controllers in der Offenbarung darstellt;
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau der Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung darstellt;
8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines Controllers darstellt, der in 7 dargestellt ist;
9 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau einer Variante des Controllers, der in 8 darstellt ist, darstellt;
10 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau einer Variante der Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung, die in 7 dargestellt ist, darstellt;
11 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau einer Variante des Controllers darstellt, der in 8 dargestellt ist;
12A und 12B sind Ansichten, die ein Bewertungsergebnis eines Ansprechverhaltens und einer Übereinstimmung einer Turbinendrehzahl darstellen, wenn eine nicht-lineare Charakteristik der Drehmomentkapazität eines Drehmomentwandlers nicht berücksichtigt wird; und
13A und 13B sind Ansichten, die ein Bewertungsergebnis des Ansprechverhaltens und einer Übereinstimmung der Turbinendrehzahl in Übereinstimmung mit der Verwendung der Offenbarung darstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Schlupfsteuervorrichtung einer Lock-up Kupplung der Offenbarung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Aufbau des Fahrzeugs
Zunächst wird ein Aufbau eines Fahrzeugs, in dem die Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung angewendet wird, mit Bezug auf 1 beschrieben.
1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau des Fahrzeugs, an dem die Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung übereinstimmend mit einer Ausführungsform der Offenbarung angewendet wird, schematisch darstellt. Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Fahrzeug 1, in dem die Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung angewendet wird, mit einer Maschine 2, einem Getriebe 3, einem Drehmomentwandler 4 und einer Lock-up Kupplung 5 als Hauptbauteile ausgestattet.
Die Maschine 2 ist eine Verbrennungsmaschine, wie eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine, die eine Antriebskraft beispielsweise durch eine Verbrennung von Kraftstoff, der in einen Zylinder eingespritzt wird, erzeugt. Dabei stellen Bezugszeichen ne und Te in den Zeichnungen jeweils eine Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Maschine 2 (nachstehend als Maschinendrehzahl bezeichnet) und ein Ausgangsdrehmoment dar.
Das Getriebe 3 ändert eine Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Ausgangsdrehmoments Tt, das eine Summe aus einem Ausgangsdrehmoment Tc des Drehmomentwandlers 4 und einem Ausgangsdrehmoment Tlu der Lock-up Kupplung 5 ist, und überträgt danach selbiges auf ein nicht dargestelltes Antriebsrad. Beispiele für das Getriebe 3 können ein Automatikgetriebe (AT), ein stufenloses Getriebe bzw. kontinuierlich variables Getriebe (CVT) und dergleichen sein. Dabei stellt ein Bezugszeichen nt in den Zeichnungen eine Turbinendrehzahl dar, die eine Drehzahl einer Eingangswelle des Getriebes 3 ist (Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 4).
Der Drehmomentwandler 4, der mit einem Pumpenimpeller 4a, der einem Eingangsdrehelement entspricht, das mit einer Kurbelwelle 2a der Maschine 2 gekoppelt ist, und einen Turbinenläufer 4b, der einem Ausgangsdrehelement entspricht, das durch eine Turbinenwelle 3a mit dem Getriebe 3 gekoppelt ist, ausgestattet ist, ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp, die Leistung durch eine Flüssigkeit überträgt. Obwohl in dieser Ausführungsform der Drehmomentwandler 4 zwischen der Maschine 2 und dem Getriebe 3 angeordnet ist, ist es ebenso möglich, eine Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp, wie eine Flüssigkeitskupplung anstelle des Drehmomentwandlers 4 anzuordnen. Dabei stellt ein Bezugszeichen Tel in der Zeichnung ein Eingangsdrehmoment des Drehmomentwandlers 4 dar.
Die Lock-up Kupplung 5 verbindet mechanisch direkt eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 4 durch ein vollständiges Eingreifen derselben miteinander, um eine Flüssigkeits-Leistungsübertragungsfunktion durch den Pumpenimpeller 4a und den Turbinenläufer 4b des Drehmomentwandlers 4 auszusetzen. Die Lock-up Kupplung 5 ist derart ausgestaltet, dass ein Eingriffzustand derselben durch Steuerung mittels einer Steuervorrichtung 10 aus einem getrennten Zustand, einem Schlupf-Eingriffzustand (halb-eingreifender Zustand) und einem vollständigen-Eingriffzustand heraus gesteuert wird. Dabei stellt ein Bezugszeichen Te2 in der Zeichnung ein Eingangsdrehmoment der Lock-up Kupplung 5 dar.
Konzept der Erfindung
Nachstehend wird ein Konzept der Offenbarung mit Bezug auf die 2 bis 6 beschrieben. 2 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Maschinendrehzahl und einer Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 bei Änderung der Turbinendrehzahl darstellt. 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen der Turbinendrehzahl und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 bei Änderung der Maschinendrehzahl darstellt. 4 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Änderung des Verhältnisses zwischen einer Schlupfdrehzahl und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 bei Änderung der Turbinendrehzahl darstellt. Die 5A und 5B sind schematische Diagramme zur Darstellung des Konzepts der Offenbarung. 6 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Controllers der Offenbarung darstellt.
Wie in 2 dargestellt ist, ändert sich eine Charakteristiklinie L1, die das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 anzeigt (nachstehend als Tc Drehmomentkapazität bezeichnet), nicht-linear mit der Änderung der Turbinendrehzahl. Wie in 3 dargestellt ist, ändert sich in ähnlicher Weise eine Charakteristiklinie L2, die das Verhältnis zwischen der Turbinendrehzahl und der Tc Drehmomentkapazität anzeigt, nicht-linear mit der Änderung der Maschinendrehzahl. Wie in 4 dargestellt ist, ändert sich in ähnlicher Weise eine Charakteristiklinie L3, die das Verhältnis zwischen der Schlupfdrehzahl, die eine Differenz zwischen der Maschinendrehzahl und der Turbinendrehzahl ist (Differenz der Drehzahl zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 4), und der Tc Drehmomentkapazität anzeigt, nicht-linear mit der Änderung der Turbinendrehzahl.
Auf diese Weise ändert sich die Tc Drehmomentkapazität nicht-linear in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl, der Turbinendrehzahl und der Schlupfdrehzahl. Daher ist es erforderlich, die Tc Drehmomentkapazität durch ein Modell höherer Ordnung zu identifizieren, um eine Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5 zu berechnen, die zum Erhalten eines Schlupfbetrags der Lock-up Kupplung 5 erforderlich ist. Allerdings ist ein Vorgang zur Identifizierung des Modells höherer Ordnung kompliziert, wodurch viel Zeit und Aufwand in Anspruch genommen wird.
Daher wird in der Offenbarung die Charakteristiklinie L (L1 bis L3), die das Verhältnis zwischen einem Eingangsparamter (Maschinendrehzahl, Turbinendrehzahl und Schlupfdrehzahl) mit einem korrelativen Verhältnis zu dem Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 und der TC-Drehmomentkapazität anzeigt, in eine Mehrzahl von Momentabschnitten Δ aufgeteilt, wie in 5A dargestellt ist, und die Charakteristiklinie L in jedem Momentabschnitt Δ ist annähernd eine gerade Linie, und danach wird die Charakteristiklinie L durch eine Mehrzahl von Gleichungen der geraden Linien mit unterschiedlichen Steigungen dargestellt. Wie in 5B dargestellt ist, nimmt die Steuervorrichtung 10 genauer genommen eine Partialdifferenzierung der Charakteristiklinie L durch den Eingangsparameter aus, wodurch eine Steigung einer Tangentiallinie L' der Charakteristiklinie L an einem aktuellen Wert des Eingangsparameters berechnet wird.
Von diesem Standpunkt aus wird die TC-Drehmomentkapazität durch die folgende Gleichung (1) dargestellt, wenn die TC-Drehmomentkapazität als eine Funktion F(ne, nt) der Maschinendrehzahl ne und der Turbinendrehzahl nt beschrieben wird. Hierbei stellen a1 und a2 in Gleichung (1) jeweils die Steigung der Charakteristiklinie L1 dar, die das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl und der TC-Drehmomentkapazität bei einem aktuellen Wert ne₀ der Maschinendrehzahl ne anzeigt, und die Steigung der Charakteristiklinie L2, die das Verhältnis zwischen der Turbinendrehzahl und der TC-Drehmomentkapazität bei einem aktuellen Wert nt₀ der Turbinendrehzahl nt anzeigt. Ebenso stellt b1 eine beliebige Konstante dar. F(ne, nt) = a1·(ne – ne₀) + a2(nt – nt₀) + b1 (1)
Falls die TC-Drehmomentkapazität als eine Funktion F(nslp, nt) der Schlupfdrehzahl nslp und der Turbinendrehzahl nt beschrieben wird, wird die TC-Drehmomentkapazität in ähnlicher Weise durch die folgende Gleichung (2) dargestellt. Hierbei stellen a3 und a4 in Gleichung (2) jeweils die Steigung der Charakteristiklinie L3 dar, die das Verhältnis zwischen der Schlupfdrehzahl und der TC-Drehmomentkapazität bei einem aktuellen Wert nslp₀ der Schlupfdrehzahl nslp anzeigt, und die Steigung der Charakteristiklinie L2, die das Verhältnis zwischen der Turbinendrehzahl und der TC-Drehmomentkapazität des aktuellen Werts nt₀ der Turbinendrehzahl nt anzeigt. Ebenso stellt b2 eine beliebige Konstante dar. F(nslp, nt) = a3·(nslp – nslp₀) + a4·(nt – nt₀) + b2 (2)
Danach berechnet die Steuervorrichtung 10 einen Wert, durch Addieren eines Trägheitsmoments I der Maschine 2 und des Drehmomentwandlers 4 zu einem Integralwert eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einem Sollwert (Soll-Steuerbetrag) und einem aktuellen Wert eines geschätzten Werts (Ist-Steuerbetrag) des Steuerbetrags (Schlupfdrehzahl oder Maschinendrehzahl) des Drehmomentwandlers 4 mit der berechneten Steigung der Charakteristiklinie L erlangt wird, und durch Multiplizieren desselben mit einer Steuerverstärkung als die Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5. Die Steuervorrichtung 10 steuert den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 basierend auf der berechneten Drehmomentkapazität.
Dementsprechend wird eine Schwankungskomponente der Steigung der Charakteristiklinie L, die dem Ist-Steuerbetrag des Drehmomentwandlers 4 anhaftet, ausbalanciert, so dass eine Ansprechcharakteristik des Ist-Steuerbetrags zur Änderung des Soll-Steuerbetrags des Drehmomentwandlers 4 nicht durch eine Schwankung der Steigung der Charakteristiklinie L (nicht-lineare Charakteristik) beeinflusst wird. Infolgedessen wird die Steuerverstärkung über einen gesamten Betriebsbereich in gleicher Weise auf den Ist-Steuerbetrag sensibel, so dass es möglich wird, die Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5 über den gesamten Betriebsbereich unter Verwendung einer gemeinsamen Steuerverstärkung zu berechnen.
6 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau des Controllers der Offenbarung darstellt, der basierend auf dem oben beschriebenen Konzept konstruiert ist. Wie in 6 dargestellt ist, ist ein Controller 21 der Offenbarung, der basierend auf dem oben beschriebenen Konzept konstruiert ist, mit einer TC-Modellsteigungskorrektureinheit 21a und einer Verstärkungsmultipliziereinheit 21b ausgestattet.
Die TC-Modellsteigungskorrektureinheit 21a berechnet einen Integralwert eines Werts, der durch Multiplizieren der Steigung der Charakteristiklinie L bei dem aktuellen Wert des Eingangsparameters mit einer Differenz zwischen dem Ist-Steuerbetrag, der von einem TC-Modell 22a oder einer tatsächlichen Maschine 22b des Drehmomentwandlers 4 ausgegeben wird, und dem Soll-Steuerbetrag erlangt wird, und addiert zu dem Integralwert zur Ausgabe das Trägheitsmoment der Maschine 2 und des Drehmomentwandlers 4. Es ist möglich, die Steigung der Charakteristiklinie L bei dem aktuellen Wert des Eingangsparameters zu erlangen, indem beispielsweise die Steigung, die dem aktuellen Wert des Eingangsparameters aus einer Tabelle entspricht, welche die Steigung der Charakteristiklinie L für jeden Wert des Eingangsparameters, der vorab gespeichert ist, anzeigt, ausgelesen wird.
Die Verstärkungsmultipliziereinheit 21b gibt einen Wert aus, der durch Multiplizieren einer gemeinsamen Steuerverstärkung K mit dem Wert, der aus der TC-Modellsteigungskorrektureinheit 21a als die Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5 ausgegeben wird, erlangt wird. Die Steuervorrichtung 10 steuert danach den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 basierend auf der berechneten Drehmomentkapazität.
Wie aus der Beschreibung verständlich wird, wird die Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5 in dieser Offenbarung nicht dadurch berechnet, dass die nicht-lineare Charakteristik des Drehmomentwandlers 4 durch Bildung des Modells höheren Grades berücksichtigt wird, sondern durch Umwandeln der nicht-linearen Charakteristik des Drehmomentwandlers 4 in eine lineare Charakteristik, so dass es möglich ist, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 über den gesamten Betriebsbereich zu steuern, indem die Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5 durch einen einfachen Aufbau, ohne das Erfordernis hoher Kosten, berechnet wird.
Dabei ist es ebenso möglich, lediglich in dem Betriebsbereich zu steuern, in dem die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 sich nicht-linear in Bezug auf den Eingangsparameter ändert, wie der Betriebsbereich, in dem die Turbinendrehzahl niedrig ist, anstatt die oben beschriebene Steuerung über den gesamten Betriebsbereich auszuführen.
Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Schlupfsteuervorrichtung einer Lock-up Kupplung übereinstimmend mit der Ausführungsform der Offenbarung basierend auf dem oben beschriebenen Konzept der Offenbarung mit Bezug auf die 7 bis 11 beschrieben.
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau der Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung übereinstimmend mit der Ausführungsform der Offenbarung darstellt. Wie in 7 dargestellt ist, ist die Schlupfsteuervorrichtung der Lock-up Kupplung übereinstimmend mit der Ausführungsform der Offenbarung mit einem Controller 21 ausgestattet. Der Controller 21 berechnet eine Drehmomentkapazität Tlu einer Lock-up Kupplung 5 unter Verwendung einer Differenz zwischen einem geschätzten Wert einer Schlupfdrehzahl eines Drehmomentwandlers 4 (nachstehend als geschätzte Schlupfdrehzahl bezeichnet), die aus einem TC-Modell 22a ausgegeben wird, und einem Sollwert derselben (nachstehend ebenso als Sollschlupfdrehzahl bezeichnet) nslp_aim. Der Controller 21 gibt die berechnete Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 an das TC-Modell 22a aus und steuert einen Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 basierend auf der berechneten Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5.
Obwohl dabei die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 in dieser Ausführungsform basierend auf der Differenz zwischen der geschätzten Schlupfdrehzahl und der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim berechnet wird, ist es ebenso möglich, die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 basierend auf einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Maschinendrehzahl und einer Sollmaschinendrehzahl ne_aim zu berechnen.
Hierbei ist das TC-Modell 22a mit Subtrahierern 22a1 und 22a2, einem Multiplizierer 22a3, einem Integrierer 22a4, einer arithmetischen Einheit 22a5 und einem Subtrahierer 22a6 ausgestattet.
Der Subtrahierer 22a1 berechnet einen Differenzwert zwischen der Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung 5, die aus dem Controller 21 ausgegeben wird, und einem Ausgangsdrehmoment der Maschine 2 und gibt den berechneten Differenzwert an den Subtrahierer 22a2 aus.
Der Subtrahierer 22a2 berechnet einen Differenzwert zwischen dem Differenzwert, der aus dem Subtrahierer 22a1 ausgegeben wird, und einer Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4, die aus der arithmetischen Einheit 22a5 ausgegeben wird, und gibt den berechneten Differenzwert an den Multiplizierer 22a3 aus.
Der Multiplizierer 22a3 multipliziert einen reziproken Wert des Trägheitsmoments I der Maschine 2 und des Drehmomentwandlers 4 mit dem Differenzwert, der aus dem Subtrahierer 22a2 ausgegeben wird, und gibt den multiplizierten Wert an den Integrierer 22a4 aus.
Der Integrierer 22a4 berechnet einen Integralwert des multiplizierten Werts, der aus dem Multiplizierer 22a3 ausgegeben wird, und gibt den berechneten Integralwert an die arithmetische Einheit 22a5 und den Subtrahierer 22a6 als einen geschätzten Wert der Maschinendrehzahl aus.
Die arithmetische Einheit 22a5 substituiert den geschätzten Wert der Maschinendrehzahl, der von dem Integrierer 22a4 ausgegeben wird, in einer Funktion F(ne, nt), welche die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 darstellt, um die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 zu berechnen. Die arithmetische Einheit 22a5 gibt die berechnete Drehmomentkapazität an den Subtrahierer 22a2 aus.
Der Subtrahierer 22a6 berechnet einen Differenzwert zwischen der Maschinendrehzahl, die von dem Integrierer 22a4 ausgegeben wird, und einer Turbinendrehzahl und gibt den berechneten Differenzwert als die geschätzte Schlupfdrehzahl an eine Seite des Controllers 21 aus.
Obwohl dabei die geschätzte Schlupfdrehzahl, die aus dem TC-Modell 22a ausgegeben wird, in der Steuerung verwendet wird, so dass es möglich ist, eine Optimalwertsteuerung bzw. vorwärtsgekoppelte Steuerung durchzuführen, indem die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 ohne Berücksichtigung einer Verzögerung des Ansprechens und einer Abweichung des Ansprechens von einer tatsächlichen Maschine des Drehmomentwandlers 4 in diesem Moment berechnet wird, ist es ebenso möglich, das TC-Modell 22a mit einer tatsächlichen Maschine 22b des Drehmomentwandlers 4 zu ersetzen, um einen aktuellen Wert der Schlupfdrehzahl zu verwenden, welcher aus der tatsächlichen Maschine 22b erhalten wird.
8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau des Controllers darstellt, der in 7 dargestellt ist. Wie in 8 dargestellt ist, ist der Controller 21 mit Multiplizierem 21a1 und 21a2, einem Integrierer 21a3 und einer Verstärkungsmultipliziereinheit 21b ausgestattet.
Der Multiplizierer 21a1 multipliziert das Trägheitsmoment I der Maschine 2 und des Drehmomentwandlers 4 mit dem Differenzwert zwischen der geschätzten Schlupfdrehzahl und der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim. Der Multiplizierer 21a1 gibt den multiplizierten Wert an die Verstärkungsmultipliziereinheit 21b aus.
Der Multiplizierer 21a2 multipliziert eine Steigung a1 einer Charakteristiklinie L1, die ein Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 bei einer Ist-Maschinendrehzahl anzeigt, mit dem Differenzwert zwischen der geschätzten Schlupfdrehzahl und der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim. Der Multiplizierer 21a2 gibt den multiplizierten Wert an den Integrierer 21a3 aus.
Der Integrierer 21a3 berechnet einen Integralwert des multiplizierten Werts des Multiplizierers 21a2 und gibt den berechneten Integralwert an die Verstärkungsmultipliziereinheit 21b aus.
Die Verstärkungsmultipliziereinheit 21b berechnet einen Wert, der durch Multiplizieren einer rückgekoppelten Verstärkung k_fb, mit einer Summe des multiplizierten Werts, der von dem Multiplizierer 21a1 ausgegeben wird, und dem Integralwert, der von dem Integrierer 21a3 ausgegeben wird, als die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 erlangt wird. Die Verstärkungsmultipliziereinheit 21b gibt die berechnete Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 an das TC-Modell 22a aus und steuert den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 basierend auf der berechneten Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5.
Als Nächstes wird mit Bezug auf Gleichungen ein Grund beschrieben, warum eine Ansprechcharakteristik einer Maschinendrehzahl ne auf eine Änderung der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim in dem Controller 21, der auf diese Weise ausgestaltet ist, nicht durch eine Schwankung der Steigung der Charakteristiklinie L1 beeinflusst wird.
Falls der Controller 21 durch K(s) dargestellt wird, wird die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5, die von dem Controller 21 ausgegeben wird, als die folgende Gleichung (3) dargestellt. Ebenso wird K(s) durch die folgende Gleichung (4) dargestellt. Dabei stellen in Gleichung (3) nslp_aim, ne, und nt jeweils die Sollschlupfdrehzahl, die Maschinendrehzahl und die Turbinendrehzahl dar. In Gleichung (4) stellen k_fb, I und a1 jeweils die rückgekoppelte Verstärkung, das Trägheitsmoment der Maschine 2 und des Drehmomentwandlers 4 und die Steigung der Charakteristiklinie L1 dar, die das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl und der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 bei dem geschätzten Wert der Ist-Maschinendrehzahl anzeigt. Tlu = –K(s)·(nslp_aim – (ne – nt)) (3) K(s) = k_fb(Is + a1)· 1 / s (4)
Im Gegensatz hierzu wird der geschätzte Wert der Maschinendrehzahl, der von dem TC-Modell 22a ausgegeben wird, durch die nachfolgende Gleichung (5) dargestellt. Dabei stellen in Gleichung (5) Te und F(ne, nt) jeweils das Ausgangsdrehmoment der Maschine 2 und eine Funktion dar, welche die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 durch eine Gleichung (1) darstellt. ne = 1 / Is(Te – F(ne, nt) – Tlu) (5)
Daher ist es möglich, durch Substituieren der Gleichung (3) in Tlu der Gleichung (5) die folgende Gleichung (6) zu erhalten. ne = 1 / Is(Te – F(ne, nt) + K(s)·(nslp_aim – ne + nt)) (6)
Als Nächstes wird die folgende Gleichung (7) durch Multiplizieren von Is mit sowohl der Gleichung (6) als auch der nachfolgenden Gleichung (8) erhalten, die durch Substituieren der Gleichung (4) in K(s) in Gleichung (7) erhalten wird. Is·ne = Te – F(ne, nt) + K(s)·(nslp_aim – ne + nt) (7) Is·ne = Te – F(ne, nt) + k_fb(I + a1 / s)(nslp_aim – ne + nt) (8)
Als Nächstes wird die nachfolgende Gleichung (9) durch Substituieren der Gleichung (1) in F(ne, nt) in Gleichung (8) erhalten, und die Gleichung (12) wird erhalten, indem die Gleichung (9) in Reihenfolge der Gleichungen (10) und (11) angeordnet wird, und die Gleichung (11) nach dem geschätzten Wert der Maschinendrehzahl ne aufgelöst wird. Is·ne = Te – (a1·ne + a2·nt – a1·ne₀ – a2·nt₀ + b1) + k_fb(I + a1 / s)·(nslp_aim – ne + nt) (9) (Is + k_fb(I + a1 / s) + a1)ne = Te + k_fb(I + a1 / s)nslp_aim + (–a2 + k_fb(I + a1 / s))·nt + a1·ne₀ + a2·nt₀ – b1 (10) (s + k_fb)(I + a1 / s)·ne = Te + k_fb(I + a1 / s)·(nslp_aim + nt) – a2·nt + a1·ne₀ + a2·nt₀ – b1 (11)
Ein erster Term auf einer rechten Seite der Gleichung (12) zeigt an, dass der geschätzte Wert der Maschinendrehzahl ne der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim mit einer konstanten Rate (k_fb/(s + k_fb) folgt. Das bedeutet, dass die Ansprechcharakteristik der Maschinendrehzahl ne auf die Änderung der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim nicht durch die Schwankung der Steigung a1 der Charakteristiklinie L1 beeinflusst wird. Dementsprechend kann der Controller 21, der in den 7 und 8 dargestellt ist, die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch eine gemeinsame rückgekoppelte Verstärkung k_fb, ohne eine Wirkung auf die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4, die sich nicht-linear ändert, berechnen. Infolgedessen ist es möglich, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 über einen gesamten Betriebsbereich optimal zu steuern, indem die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch einen einfachen Aufbau, ohne das Erfordernis von hohen Kosten, berechnet wird.
Erste Variante
Obwohl die oben beschrieben Ausführungsform derart gesteuert wird, dass ein geschätzter Wert einer Maschinendrehzahl ne einer Sollschlupfdrehzahl nslp_aim folgen kann, ist es ebenso möglich, eine Drehmomentkapazität Tlu einer Lock-up Kupplung 5 durch eine gemeinsame rückgekoppelte Verstärkung k_fb, ohne eine Wirkung auf eine Drehmomentkapazität eines Drehmomentwandlers 4, die sich nicht-linear ändert, zu berechnen, selbst in einem Fall, bei dem zugelassen wird, dass eine Schlupfdrehzahl nslp der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim folgt. Eine Steuerung, die auf dem geschätzten Wert der Schlupfdrehzahl nslp basiert, wird nachstehend beschrieben.
Der geschätzte Wert der Schlupfdrehzahl nslp wird durch die nachfolgende Gleichung (13) dargestellt, indem der geschätzte Wert der Maschinendrehzahl ne, der von einem TC-Modell 22a ausgegeben wird, durch die Gleichung (5) dargestellt wird. nslp = 1 / Is(Te – F(ne, nt) – Tlu) – nt (13)
Die Gleichung (14) wird durch Substituieren der Gleichung (3) in der Gleichung (13) erhalten, und die Gleichung (15) wird durch Multiplizieren von Is mit beiden Seiten der Gleichung (14) erhalten. nslp = 1 / Is(Te – F(ne, nt) + K(s)·(nslp_aim – ne + nt)) – nt (14) Is·nslp = Te – F(ne, nt) + K(s)·(nslp_aim – ne + nt) – Is·nt (15)
Wenn hierbei eine Steigung einer Charakteristiklinie L3, die ein Verhältnis zwischen der Schlupfdrehzahl und der TC-Drehzahlkapazität bei einem aktuellen Wert nslp₀ der Schlupfdrehzahl nslp anzeigt, durch a3 (vgl. Gleichung (2)) dargestellt wird, wird K(s), was einen Controller 21 darstellt, durch die nachfolgende Gleichung (16) dargestellt. K(s) = k_fb(Is + a3) 1 / s (16)
Daher wird die Gleichung (17) durch Substituieren der Gleichung (16) in der Gleichung (15) erhalten, und die Gleichung (18) wird durch Substituieren der Gleichung (2) in der Gleichung (17) erhalten. Is·nslp = Te – F(ne, nt) + k_fb(I + a3 / s)(nslp_aim – ne + nt) – Is·nt (17) Is·nslp = Te – (a3·nslp + a4·nt – a3·nslp₀ – a4·nt₀ + b2) + k_fb(I + a3 / s)·(nslp_aim – nslp) – Is·nt (18)
Die Gleichung (22) wird durch Anordnen der Gleichung (18) in der Reihenfolge der Gleichungen (19), (20) und (21) und durch Auflösen der Gleichung (21) nach dem geschätzten Wert der Schlupfdrehzahl nslp erhalten. Is·nslp = Te – (a3·(nslp + nt) + a4·nt – a3·nslp₀ – a4·nt₀ + b2) + k_fb(I + a3 / s)·(nslp_aim – nslp) – Is·nt (19) (Is + k_fb(I + a3 / s) + a3)·nslp = Te + k_fb(I + a3 / s)nslp_aim – (Is + a4 – k_fb(I + a3 / s)) – nt + a3·nslp₀ + a4·nt₀ – b2 (20) (s + k_fb)(I + a3 / s)·nslp = Te + k_fb(I + a3 / s)·nslp_aim – (Is + a4 – k_fb(I + a3 / s))·nt + a3·nslp₀ + a4·nt₀ – b2 (21)
Ein erster Term auf einer rechten Seite der Gleichung (22) zeigt an, dass der geschätzte Wert der Schlupfdrehzahl nslp der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim mit einer konstanten Rate (k_fb/(s + k_fb) folgt. Das bedeutet, dass eine Ansprechcharakteristik des geschätzten Werts der Schlupfdrehzahl nslp auf eine Änderung der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim nicht durch eine Schwankung der Steigung a3 der Charakteristiklinie L3 beeinflusst wird. Infolgedessen ist es übereinstimmend mit dieser Variante möglich, die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch eine gemeinsame rückgekoppelte Verstärkung k_fb, ohne die Wirkung auf die Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4, die sich nicht-linear ändert, zu berechnen. Demzufolge ist es möglich, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 über einen gesamten Betriebsbereich optimal zu steuern, indem die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch einen einfachen Aufbau, ohne das Erfordernis von hohen Kosten, berechnet wird.
Zweite Variante
Bei dieser Variante ist ein Integrierer 21c auf einer Ausgangsseite einer Verstärkungsmultipliziereinheit 21b angeordnet, wie in 9 dargestellt ist. Nachstehend wird ein Grund beschrieben, warum auch in einem Aufbau, der in 9 dargestellt ist, eine Drehmomentkapazität Tlu einer Lock-up Kupplung 5 durch eine gemeinsame rückgekoppelte Verstärkung k_fb, ohne eine Wirkung auf eine Drehmomentkapazität eines Drehmomentwandlers 4, die sich nicht-linear ändert, berechnet werden kann.
In dem Aufbau, der in 9 dargestellt ist, wird ein Controller K(s) durch die nachfolgende Gleichung (23) dargestellt. Daher wird die Gleichung (8), die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist, durch die nachfolgende Gleichung (24) dargestellt. K(s) = k_fb(Is + a1)· 1 / s² (23) Is·ne = Te – F(ne, nt) + k_fb(I + a1 / s)· 1 / s·(nslp_aim – ne + nt) (24)
Die Gleichung (25) wird durch Substituieren der Gleichung (1) in der Gleichung (24) erhalten, und die Gleichung (28) wird durch Anordnen der Gleichung (25) in der Reihenfolge der Gleichungen (26) und (27) und ein Auflösen nach einem geschätzten Wert einer Maschinendrehzahl ne erhalten. Is·ne = Te – (a1·ne + a2·nt – a1·ne₀ – a2·nt₀ + b1) + k_fb(I + a1 / s)· 1 / s·(nslp_aim – ne + nt) (25) (Is + k_fb(I + a1 / s)· 1 / s + a1)·ne = Te + k_fb(I + a1 / s)· 1 / s·nslp_aim + (–a2 + k_fb(I + a1 / s)· 1 / s)·nt + a1·ne₀ + a2·nt₀ – b1 (26) (s + k_fb· 1 / s)(I + a1 / s)·ne = Te + k_fb(I + a1 / s)· 1 / s·(nslp_aim + nt) – a2·nt + a1·ne₀ + a2·nt₀ – b1 (27)
Ein erster Term auf einer rechten Seite der Gleichung (28) zeigt an, dass der geschätzte Wert der Maschinendrehzahl ne einer Sollschlupfdrehzahl nslp_aim bei einer konstanten Rate (k_fb/(s + k_fb) folgt. Das bedeutet, dass die Ansprechcharakteristik der Maschinendrehzahl ne auf die Änderung der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim nicht durch die Schwankung der Steigung a1 der Charakteristiklinie L1 beeinflusst wird. Demzufolge ist es mit dieser Variante ebenso möglich, die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch die gemeinsame Verstärkung k_fb, ohne die Wirkung auf die Drehmomentkapazität, die sich nicht-linear ändert, zu berechnen. Infolgedessen ist es möglich, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 über einen gesamten Betriebsbereich optimal zu steuern, indem die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch einen einfachen Aufbau, ohne das Erfordernis von hohen Kosten, berechnet wird.
Dritte Variante
Diese Variante wird aus einer Kombination von einer Schlupfsteuervorrichtung, die in 7 dargestellt ist, und einer Schlupfsteuervorrichtung, die mit einem Controller, der in 9 dargestellt ist, ausgestattet ist, gebildet, in der ein TC-Modell 22a mit einer tatsächlichen Maschine 22b eines Drehmomentwandlers 4, der in 10 dargestellt ist, ersetzt wird. In dieser Variante wird eine Drehmomentkapazität Tlu einer Lock-up Kupplung 5, die aus der Schlupfsteuervorrichtung, die in 7 dargestellt ist, ausgegeben wird, zu einer Ausgabe eines Integrierers 21c, der in dem Controller, der in 9 dargestellt ist, bereitgestellt ist, hinzugefügt, um an der tatsächlichen Maschine 22b des Drehmomentwandlers 4 eingegeben zu werden.
Vierte Variante
Bei dieser Variante berechnet eine Verstärkungsmultipliziereinheit 21b eine Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch eine PID-Steuerung, die in 11 dargestellt ist. Das bedeutet, dass die Verstärkungsmultipliziereinheit 21b mit Multiplizierern 21b1 und 21b2, einem Integrierer 21b3, einem Multiplizierer 21b4 und einem Differenzierer 21b5 ausgestattet ist.
Der Multiplizierer 21b1 multipliziert eine Verstärkung kp der Proportionalsteuerung (P-Steuerung) mit einer Summe aus einem ausgegebenen Wert des Multiplizierers 21a1 und einem ausgegeben Wert des Integrierers 21a3, um einen Proportionalvorgang durchzuführen. Der Multiplizierer 21b2 multipliziert eine Verstärkung ki einer Integralsteuerung (I) mit der Summe aus dem ausgegebenen Wert des Multiplizierers 21a1 und dem ausgegebenen Wert des Integrierers 21a3. Der Integrierer 21b3 berechnet einen Integralwert des multiplizierten Werts des Multiplizierers 21b2. Der Multiplizierer 21b4 multipliziert eine Verstärkung kd der Differentialsteuerung (D) mit der Summe aus dem ausgegebenen Wert des Multiplizierers 21a1 und dem ausgegebenen Wert des Integrierers 21a3. Der Differenzierer 21b5 berechnet einen vorübergehenden Differenzialwert des multiplizierten Werts des Multiplizierers 21b4.
Obwohl dabei die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 in dieser Variante durch die PID-Steuerung berechnet wird, kann die Steuerung eine beliebige aus der P-Steuerung, I-Steuerung, PI-Steuerung und PD-Steuerung sein.
Nachstehend wird ein Grund beschrieben, warum auch in dieser Variante die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch gemeinsame Verstärkungen kp, ki und kd, ohne eine Wirkung auf eine Drehmomentkapazität eines Drehmomentwandlers 4, die sich nicht-linear ändert, gesteuert werden kann.
Bei dieser Variante wird ein Controller K(s) durch nachfolgende Gleichung (29) dargestellt. Daher ist die Gleichung (8), die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist, durch die nachfolgende Gleichung (30) dargestellt. K(s) = (kp + ki· 1 / s + kd·s)(Is + a1)· 1 / s (29) Is·ne = Te – F(ne, nt) + (kp + ki· 1 / s + kd·s)(Is + a1)· 1 / s·(nslp_aim – ne + nt) (30)
Die Gleichung (31) wird durch Substituieren der Gleichung (1) in der Gleichung (30) erhalten, und die Gleichung (34) wird durch Anordnen der Gleichung (31) in der Reihenfolge der Gleichungen (32) und (33) und durch Auflösen nach einem geschätzten Wert einer Maschinendrehzahl ne erhalten. Is·ne = Te – (a1·ne + a2·nt – a1·ne₀ – a2·nt₀ + b1) + (kp + ki· 1 / s + kd·s)· (Is + a1)· 1 / s·(nslp_aim – ne + nt) (31) (Is + (kp + ki· 1 / s + kd·s)(Is + a1)· 1 / s + a1)·ne = Te + (kp + ki· 1 / s + kd·s)(Is + a1)· 1 / s·nslp_aim + (–a2 + (kp + ki· 1 / s + kd·s)(Is + a1)·1s)·nt + a1·ne₀ + a2·nt₀ – b1 (32) s + (kp·s + ki + kd·s²)(I + a1 / s)· 1 / s)·ne = Te + (kp·s + ki + kd·s²)(I + a1 / s)· 1 / s·(nslp_aim + nt) –a2·nt + a1·ne₀ + a2·nt₀ – b1 (33)
Ein erster Term auf einer rechten Seite der Gleichung (34) zeigt an, dass der geschätzte Wert der Maschinendrehzahl ne einer Sollschlupfdrehzahl nslp_aim bei einer konstanten Rate (kp·s + ki + kd·s²)/(kd·s² + (kp + 1)·s + ki) folgt. Das bedeutet, dass die Ansprechcharakteristik der Maschinendrehzahl ne auf die Änderung der Sollschlupfdrehzahl nslp_aim nicht durch die Schwankung der Steigung a1 der Charakteristiklinie L1 beeinflusst wird. Demzufolge ist es bei dieser Variante möglich, die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch die gemeinsamen Verstärkungen kp, ki und kd, ohne die Wirkung auf die Drehmomentkapazität, die sich nicht-linear ändert, zu berechnen. Infolgedessen ist es möglich, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 über einen gesamten Betriebsbereich optimal zu steuern, indem die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch einen einfachen Aufbau, ohne das Erfordernis von hohen Kosten, berechnet wird.
Beispiel
In diesem Beispiel werden ein Ansprechverhalten und eine Angleichung einer Turbinendrehzahl bewertet, wenn eine Sollschlupfdrehzahl nslp_aim von α [rpm] auf 0 [rpm] durch Änderung einer Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 geändert wird, und zwar in einem Fall, in dem eine nicht-lineare Charakteristik der Drehmomentkapazität eines Drehmomentwandlers 4 nicht berücksichtigt wird, und in einem Fall, in dem die Offenbarung verwendet wird.
12A und 12B sind Ansichten, die ein Bewertungsergebnis des Ansprechverhaltens und einer Angleichung der Turbinendrehzahl darstellen, wenn die nicht-lineare Charakteristik der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4 nicht berücksichtigt wird. Wenn die nicht-lineare Charakteristik der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers 4, selbst wenn sich die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 schrittweise ändert, wie in 12B dargestellt ist, nicht berücksichtigt wird, ändern sich das Ansprechverhalten und eine Angleichung der Turbinendrehzahl übereinstimmend mit der Turbinendrehzahl zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 ändert, wie in 12A dargestellt ist.
Andererseits sind 13A und 13B Ansichten, die das Bewertungsergebnis des Ansprechverhaltens und einer Angleichung der Turbinendrehzahl darstellen, wenn die Offenbarung angewendet wird. Wenn die Offenbarung angewendet wird, ändert sich die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 übereinstimmend mit der Turbinendrehzahl, wie in 13B dargestellt ist. Daher sind das Ansprechverhalten und eine Angleichung der Turbinendrehzahl, ungeachtet der Turbinendrehzahl zu dem Zeitpunkt, zu dem sich die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 ändert, wie in 13A dargestellt ist, dieselben.
Aus dem Obenstehenden geht hervor, dass es möglich ist, den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung 5 über den gesamten Betriebsbereich optimal zu steuern, indem die Drehmomentkapazität Tlu der Lock-up Kupplung 5 durch den einfachen Aufbau ohne das Erfordernis von hohen Kosten, zu berechnen, und das Ansprechverhalten und ein Angleichen der Steuerung des Schlupfbetrags der Lock-up Kupplung 5 übereinstimmend mit der Offenbarung zu verbessern.
Eine Schlupfsteuervorrichtung einer Lock-up Kupplung gemäß der Offenbarung berechnet eine Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung nicht durch ein Feineinstellen einer nicht-linearen Charakteristik einer Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp, sondern durch Umwandeln der nicht-linearen Charakteristik der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp in eine lineare Charakteristik, sodass es möglich ist, einen Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung über einen gesamten Betriebsbereich optimal zu steuern, indem die Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung durch einen einfachen Aufbau, ohne das Erfordernis von hohen Kosten, berechnet wird.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf die bestimmten Ausführungsformen für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben worden sind, sind die angehängten Ansprüche nicht auf diese beschränkt, sondern dahingehend gedacht, dass sie alle Modifikationen und alternative Konstruktionen umfassen, die sich für den Fachmann ergeben, und die in die Basislehre fallen, die hier vorangestellt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-351329 A [0004, 0004, 0004]

Claims

Schlupfsteuervorrichtung (10), die dazu eingerichtet ist, an einem Fahrzeug (1) angebracht zu werden, das eine Maschine (2), ein Getriebe (3), eine Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4), die zwischen der Maschine (2) und dem Getriebe (3) eingefügt ist, und eine Lock-up Kupplung (5), die an der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) bereitgestellt ist, umfasst, wobei die Schlupfsteuervorrichtung (10) dazu ausgestaltet ist, eine Differenz der Drehzahl zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) zu steuern, indem ein Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung (5) gesteuert wird, wobei die Schlupfsteuervorrichtung (10) eine Steuereinheit (21) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, um: einen Differenzwert zwischen einem Sollwert und einem aktuellen Wert oder einem geschätzten Wert der Differenz der Drehzahl zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4), oder einen Differenzwert zwischen einem Sollwert und einem aktuellen Wert oder einem geschätzten Wert einer Drehzahl der Maschine (2) zu berechnen; eine Steigung der Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) in Bezug zu einem Eingangsparameter bei einem aktuellen Wert des Eingangsparameters, der ein Korrelationsverhältnis zu der Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) aufweist, zu berechnen; eine Drehmomentkapazität der Lock-up Kupplung (5) durch Multiplizieren der Steigung mit dem Differenzwert zu berechnen; und den Schlupfbetrag der Lock-up Kupplung (5) unter Verwendung der berechneten Drehmomentkapazität zu steuern.
Schlupfsteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (21) dazu ausgestaltet ist, eine Steuerung in einem Betriebsbereich auszuführen, in dem sich die Drehmomentkapazität der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4) in Bezug zu dem Eingangsparameter nicht-linear ändert.
Schlupfsteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eingangsparameter ein beliebiger ist aus: der Drehzahl der Maschine (2); der Drehzahl der Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4); und der Differenz der Drehzahl zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung vom Flüssigkeitstyp (4).