CN110799781A - 自动变速器的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供变速器的控制装置，该变速器的控制装置能够防止在进行摩擦接合元件的接合切换时的摩擦接合元件的过度发热。自动变速器的控制装置具备：判断部，判断变速的执行条件是否成立，该变速是在多个摩擦接合元件的接合切换之前进行变速器的输出转矩减少的变速；以及执行部，在由所述判断部判断为所述变速的执行条件成立的情况下，执行所述变速。

Description

自动变速器的控制装置

技术领域

本发明涉及自动变速器的控制装置。

背景技术

以往，已知有各种伴随多个摩擦接合元件的接合切换而进行变速的自动变速器。例如，已知有双离合器变速器(DCT：Dual Clutch Transmission)，其具有：设置于发动机与奇数级齿轮系之间的第一离合器(摩擦接合元件)；以及设置于发动机与偶数级齿轮系之间的第二离合器(摩擦接合元件)，并将来自发动机的驱动力经由第一离合器或第二离合器传递到输出侧。另外，已知有自动变速器(AT：Automatic Transmission)，其具有：使构成行星齿轮的元件彼此之间的相对旋转停止的离合器(摩擦接合元件)；以及使该元件的旋转停止的制动器(摩擦接合元件)，并将来自发动机的驱动力经由行星齿轮传递到输出侧。

这些自动变速器中的多个摩擦接合元件的接合切换、即相互并行地进行的一方的摩擦接合元件的释放和另一方的摩擦接合元件的接合，使得在各摩擦接合元件中产生摩擦热。过度的摩擦热的产生使得摩擦接合元件发生损伤。因此，需要某种针对热的对策。另一方面，变速时给驾驶员带来驾驶员意料之外的加减速感，会使驾驶性能降低，因此是不理想的。

因此，至今为止，提出了实现兼顾摩擦接合元件的接合切换时的摩擦接合元件的损坏防止和驾驶性能这两者的发明。

例如，专利文献1中，公开了有关DCT车辆的变速控制方法的发明。该方法包括：“变速指令确认阶段，在DCT车辆的启动控制中确认有无产生换高档变速指令；滑移判断阶段，当上述变速指令确认阶段的确认结果为在启动控制中产生换高档变速指令时，判断要与发动机同步的输入轴的旋转数和发动机旋转数之间的旋转数差是否为规定的参考旋转数(reference rotation number)以内；以及控制转换阶段，当上述滑移判断阶段的判断结果为上述输入轴的旋转数和发动机旋转数之差为上述参考旋转数以内的情况下，结束上述启动控制并转换为变速控制”(权利要求1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-55666号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据专利文献1记载的方法，如专利文献1的图3所示，在接合切换的前后，被释放的离合器中的变速器的输入轴的转速始终持续上升。即，即使在变速过程中也与变速前一样，车辆继续加速。这意味着，即使在接合切换时，摩擦接合元件也具有比较高的转矩容量。因此，变速时有可能摩擦接合元件的温度过度上升。

本发明的目的在于，提供能够防止进行摩擦接合元件的接合切换时的摩擦接合元件的过度发热的自动变速器的控制装置。

解决问题的方案

本发明的一形态的自动变速器的控制装置具备：判断部，判断变速的执行条件是否成立，该变速是在多个摩擦接合元件的接合切换之前进行自动变速器的输出转矩减少的变速；以及执行部，在由所述判断部判断为所述变速的执行条件成立的情况下，执行所述变速。

发明效果

根据本发明，可以提供能够防止进行摩擦接合元件的接合切换时的摩擦接合元件的过度发热的自动变速器的控制装置。

附图说明

图1是表示适用了本发明的自动变速器的控制装置的车辆的概略结构图。

图2是本发明的自动变速器的控制装置的功能框图。

图3是表示本发明的自动变速器的控制装置进行的控制的流程的流程图。

图4是通过普通变速进行升档时的时序图。

图5是通过保护变速进行升档时的时序图。

图6是通过普通变速进行降档时的时序图。

图7是通过保护变速进行降档时的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，下面说明的实施方式是一例，本发明不被该实施方式所限定。

首先，参照图1对车辆的整体结构进行说明。如图1所示，车辆1具备：发动机10；包括第一离合器20、第二离合器30、变速部40及液压回路90的DCT2(自动变速器)；以及控制装置50。而且，在DCT2的输出侧，经由未图示的传动轴和差速齿轮，以能够进行动力传递的方式连结有驱动轮。

发动机10例如是柴油发动机。基于由油门开度传感器101检测出的油门踏板的油门开度Acc，控制发动机10的输出转速(以下记载为“发动机转速”)和输出转矩。另外，在发动机输出轴11设置有检测发动机转速的发动机转速传感器102。

第一离合器20是具有多个第一输入侧离合器板21和多个第一输出侧离合器板22的液压动作式的湿式多板离合器。第一输入侧离合器板21与通过发动机10而旋转的发动机输出轴11一体旋转。第一输出侧离合器板22与变速部40的第一输入轴41一体旋转。

第一离合器20由未图示的复位弹簧向切断方向施力，通过从液压回路90供给的离合器动作油压而使第一活塞23移动，将第一输入侧离合器板21和第一输出侧离合器板22压接，由此第一离合器20被接合。通过将第一离合器20接合，从而发动机10的动力被传递到第一输入轴41。由控制装置50控制第一离合器20的切断及接合。此外，第一离合器20也可以是干式单板离合器。

第二离合器30是具有多个第二输入侧离合器板31和多个第二输出侧离合器板32的液压动作式的湿式多板离合器。第二输入侧离合器板31与发动机输出轴11一体旋转。第二输出侧离合器板32与变速部40的第二输入轴42一体旋转。

第二离合器30由未图示的复位弹簧向切断方向施力，通过从液压回路90供给的离合器动作油压而使第二活塞33移动，将第二输入侧离合器板31和第二输出侧离合器板32压接，由此第二离合器30被接合。通过将第二离合器30接合，从而发动机10的动力被传递到第二输入轴42。由控制装置50控制第二离合器30的切断及接合。此外，第二离合器30也可以是干式单板离合器。下面，根据需要，将第一输入侧离合器板21、第二输入侧离合器板31、第一输出侧离合器板22及第二输出侧离合器板32只记载为“离合器板”。

第二离合器30设置于第一离合器20的外周侧。另外，在第一输入轴41上设置有由轴向油路和一个或多个径向油路构成的未图示的润滑油路，从第一输入轴41以放射状喷射润滑油，由此，第一离合器20的各离合器板被冷却，进而，第二离合器30的各离合器板被冷却。对第二离合器30的各离合器板进行了冷却的润滑油从第二离合器30的外径侧等流出，返回到液压回路90所具备的未图示的油盘。此外，在本实施方式中，以将第二离合器30设置于第一离合器20的外周侧的情形为例进行说明，但是，第一离合器20和第二离合器30的配置关系不限于此。具体地，例如，也可以将第二离合器30配置在第一离合器20的后侧。

变速部40具备与第一离合器20的输出侧连接的第一输入轴41、以及与第二离合器30的输出侧连接的第二输入轴42。另外，变速部40具备与第一输入轴41及第二输入轴42平行配置的副轴43、以及与第一输入轴41及第二输入轴42配置于同轴上的输出轴44。另外，在输出轴44的后端侧设置有检测车辆1的速度即车速V的车速传感器103。

变速部40具备第一变速部60、第二变速部70和前后进切换部80。第一变速部60具备第一高速齿轮系61、第一低速齿轮系62和第一连结机构63。

第一高速齿轮系61包括相对于第一输入轴41可相对旋转地设置的第一输入齿轮61a、以及以与第一输入齿轮61a啮合且与副轴43一体旋转的方式设置的第一副齿轮61b。

第一低速齿轮系62包括相对于第一输入轴41可相对旋转地设置的第二输入齿轮62a、以及以与第二输入齿轮62a啮合且与副轴43一体旋转的方式设置的第二副齿轮62b。

第一连结机构63通过由未图示的换挡致动器使第一套筒63a在轴向(图1的左右方向)上移动，从而择一性地使第一输入齿轮61a或第二输入齿轮62a与第一输入轴41一体旋转。

第二变速部70具备第二高速齿轮系71、第二低速齿轮系72和第二连结机构73。第二高速齿轮系71包括相对于第二输入轴42可相对旋转地设置的第三输入齿轮71a、以及以与第三输入齿轮71a啮合且与副轴43一体旋转的方式设置的第三副齿轮71b。

第二低速齿轮系72包括相对于第二输入轴42可相对旋转地设置的第四输入齿轮72a、以及以与第四输入齿轮72a啮合且与副轴43一体旋转的方式设置的第四副齿轮72b。

第二连结机构73通过由未图示的换挡致动器使第二套筒73a在轴向上移动，从而择一性地使第三输入齿轮71a或第四输入齿轮72a与第二输入轴42一体旋转。

前后进切换部80具备前进齿轮系81、后进齿轮系82和第三连结机构83。前进齿轮系81包括相对于输出轴44可相对旋转地设置的第一输出齿轮81a、以及以与第一输出齿轮81a啮合且与副轴43一体旋转的方式设置的第五副齿轮81b。

后进齿轮系82包括相对于输出轴44可相对旋转地设置的第二输出齿轮82a、以及以经由惰轮82c与第二输出齿轮82a啮合且与副轴43一体旋转的方式设置的第六副齿轮82b。

第三连结机构83通过由未图示的换挡致动器使第三套筒83a在轴向上移动，从而择一性地使第一输出齿轮81a或第二输出齿轮82a与输出轴44一体旋转。

在此，简单地对DCT2中的动力传递路径进行说明。1速通过以第一连结机构63连结第二输入齿轮62a与第一输入轴41，以第三连结机构83连结第一输出齿轮81a与输出轴44，且将第一离合器20设为接合而成立。由此，发动机10的动力从第一离合器20按第一输入轴41、第一低速齿轮系62、副轴43、前进齿轮系81、输出轴44的顺序被传递。

2速通过以第二连结机构73连结第四输入齿轮72a与第二输入轴42，以第三连结机构83连结第一输出齿轮81a与输出轴44，且将第二离合器30设为接合而成立。由此，发动机10的动力从第二离合器30按第二输入轴42、第二低速齿轮系72、副轴43、前进齿轮系81、输出轴44的顺序被传递。

3速通过以第一连结机构63连结第一输入齿轮61a与第一输入轴41，以第三连结机构83连结第一输出齿轮81a与输出轴44，且将第一离合器20设为接合而成立。由此，发动机10的动力从第一离合器20按第一输入轴41、第一高速齿轮系61、副轴43、前进齿轮系81、输出轴44的顺序被传递。

4速通过以第二连结机构73连结第三输入齿轮71a与第二输入轴42，以第三连结机构83连结第一输出齿轮81a与输出轴44，且将第二离合器30设为接合而成立。由此，发动机10的动力从第二离合器30按第二输入轴42、第二高速齿轮系71、副轴43、前进齿轮系81、输出轴44的顺序被传递。

控制装置50由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)51、存储器52、以及与各种传感器及装置连接而收发信号的未图示的接口等构成。CPU51通过执行存储器52中存储的程序来控制发动机10，并且通过控制液压回路90来控制DCT2。具体地，CPU51通过执行存储器52中存储的程序，如图2所示，作为变速条件成立判断部53、保护变速执行判断部54(“判断部”的一例)以及执行部55而发挥功能。

变速条件成立判断部53基于油门开度Acc、车速V、以及存储器52中存储的变速映射等，对升档或降档的变速条件是否成立进行判断。

保护变速执行判断部54判断变速的执行条件是否成立，该变速是在第一离合器20和第二离合器30(多个摩擦接合元件)的接合切换之前进行DCT2的输出转矩减少的变速。下面，根据需要，将这样的变速记载为“保护变速”。

执行部55在由保护变速执行判断部54判断为保护变速的执行条件成立的情况下，执行保护变速。

另外，执行部55在由变速条件成立判断部53判断为变速条件成立，但是，由保护变速执行判断部54判断为保护变速的执行条件未成立的情况下，执行与保护变速不同的变速。这时进行的变速是在第一离合器20和第二离合器30的接合切换之前不减少DCT2的输出转矩的变速。下面，根据需要，将这样的变速记载为“普通变速”。

执行部55通过液压回路90进行第一离合器20的切断及接合、第二离合器30的切断及接合、以及第一套筒63a、第二套筒73a及第三套筒83a的移动，由此，执行部55通过保护变速和普通变速中的某一种变速执行升档或降档。

此外，不需要通过控制装置50实现以上说明的各功能部的全部，以上说明的各功能部中的任意的一个以上的功能部也可以由与控制装置50不同的其他控制装置来实现。例如，也可以构成为，控制装置50作为保护变速执行判断部54及执行部55而发挥功能。另外，当然，也可以构成为，以上说明的各功能部中的某一个兼有其他功能部的功能。

接着，参照图3的流程图，对本实施方式的变速器的控制装置进行的变速控制详细地进行说明。

首先，由变速条件成立判断部53判断升档或降档的变速条件是否成立(S1)。在判断为变速条件未成立(S1为“否”)的期间，反复进行变速条件是否成立的判断，直到判断为变速条件成立(S1为“是”)为止。

若判断为变速条件成立，则由保护变速执行判断部54判断保护变速的执行条件是否成立(S2)。可以将保护变速的执行条件例如设为，第一离合器20和第二离合器30中的、通过接合切换而被接合的一侧的离合器的变速开始时的温度、或该离合器的变速完成时的估计温度为预先决定的阈值以上。

若由保护变速执行判断部54判断为保护变速的执行条件已成立(S2为“是”)，则执行部55执行升档或降档的保护变速(S3)。另一方面，若由保护变速执行判断部54判断为保护变速的执行条件未成立(S2为“否”)，则执行部55执行升档或降档的普通变速(S4)。

在对保护变速进行说明之前，参照表示普通变速的时序图的图4，对普通变速进行说明。在此，以进行从3速向4速的升档的情况为例进行说明。

当普通变速开始时，首先，如中段的图所示，执行部56将第一离合器20的转矩容量(可传递转矩)减少至发动机转矩。此外，这时，发动机转矩与驾驶员请求发动机转矩一致。

接着，执行部55在使第一离合器20的转矩容量逐渐地减少的同时，使第二离合器30的转矩容量逐渐地增加。即，进行离合器的接合切换。

其结果为，如下段的图所示，经由第一离合器20及第一变速部60向输出轴44传递的转矩即第一离合器系统输出转矩逐渐地减少。另外，经由第二离合器30及第二变速部70向输出轴44传递的转矩即第二离合器系统输出转矩逐渐地增加。从输出轴44输出的转矩即变速器输出转矩(DCT2的输出转矩)为第一离合器系统输出转矩与第二离合器系统输出转矩之和。在执行普通变速时，执行部55控制各离合器的转矩容量，以使得在接合切换的前后，变速器输出转矩与驾驶员请求输出转矩始终一致。

若第一离合器系统输出转矩为0，且变速器输出转矩与第二离合器系统输出转矩相等，则执行部55以如下方式进行控制。即，如中段的图所示，执行部55将第二离合器30的转矩容量维持在与进行了离合器的接合切换时的发动机转矩相同的值并维持规定时间，并且将发动机转矩减少规定量。其结果为，如上段的图所示，发动机转速从第一输入轴41的转速向第二输入轴42的转速转变。当发动机转速与第二输入轴42的转速达到一致时，成为在任何一个离合器中都未产生滑摩的状态。

当发动机转速与第二输入轴42的转速达到一致时，执行部55如中段的图所示，使第二离合器30的转矩容量增加规定量以不产生滑摩。由此，实现4速，而普通变速完成。

此外，在普通变速执行过程中，变速器输出转矩与驾驶员请求输出转矩一致。因而，在变速执行过程中，很少给驾驶员带来不协调感。但是，由于变速器输出转矩较高，在接合切换时，各离合器中所吸收的能量也比较大，因此，有各离合器的温度变高的倾向。

下面，参照表示保护变速的时序图的图5，对保护变速进行说明。在此，假设进行从3速向4速的升档。

当开始保护变速时，首先，如下段的图所示，执行部55使变速器输出转矩从驾驶员请求输出转矩减少至规定的输出转矩。具体地，如中段的图所示，执行部55使发动机转矩减少至规定值，并且，使接合着的离合器即第一离合器20的转矩容量减少至该规定值。

基于实验结果、车辆1的使用方法、车型等预先决定上述的规定的输出转矩。另外，可以基于通过接合切换而被接合的一侧的离合器的变速开始时的温度、或该离合器的变速完成时的估计温度、与预先决定的阈值之差，来决定上述的规定的输出转矩。

在任何一种情况下，都优选将上述的规定的输出转矩设为能够维持开始保护变速时的车速的转矩即零加速度输出转矩、或比该转矩大的转矩。通过如此构成，即使执行部55减少变速器输出转矩，车辆1也能够不减速地行驶。例如即使在爬坡路行驶中进行保护变速的情况下，车辆1也能够不会失速而继续行驶。此外，可以根据下式(1)求出零加速度输出转矩。

[数式1]

在式(1)中，T0acc0是零加速度输出转矩，rw是轮胎半径，if是末端传动齿轮比，带记号“^”的Faero是空气阻力估计值，带记号“^”的Froll是滚动阻力估计值，g是重力加速度，带记号“^”的m是车辆重量，带记号“^”的θ是坡度估计值。此外，式(1)的右边中的各参数可以预先决定或通过本案申请时公知的方法求出。因而，省略详细的说明。

另外，优选以不给驾驶员带来不协调感的方式，进行从驾驶员请求输出转矩向上述的规定的输出转矩的、变速器输出转矩的减少。即，优选使两个离合器的接合切换之前的变速器输出转矩的减少以如下的变化速度进行：使得正在进行该变速器输出转矩的减少的车辆1的加加速度成为不给驾驶员带来不协调感的值的变化速度。例如，执行部55以满足下式(2)的方式使变速器输出转矩减少。此外，此处所说的加加速度是车辆1的行进方向的加加速度即前方加加速度。

[数式2]

在式(2)中，记号“·”意味着1阶时间微分，记号“··”意味着2阶时间微分。Toi是变速器输出转矩。因而，Toi的1阶时间微分值意味着变速器输出转矩的变化速度。另外，vx是车辆1的前方速度。因而，其2阶时间微分值意味着车辆1的前方加加速度。此外，其他记号与数式1通用。

作为vx的2阶时间微分值(车辆1的前方加加速度)的最佳值的范围，预先通过实验求出驾驶员没有不协调感的值的范围，并保存在存储器52中。因而，通过以将这样的值代入式(2)中而求出的数值范围内的变化速度，使变速器输出转矩变化，从而能够不给驾驶员带来不协调感，而在离合器的接合切换之前使变速器输出转矩减少。

接着，如中段的图所示，执行部55在使第一离合器20的转矩容量逐渐地减少的同时，使第二离合器30的转矩容量逐渐地增加。即，进行离合器的接合切换。

其结果为，如下段的图所示，经由第一离合器20及第一变速部60向输出轴44传递的转矩即第一离合器系统输出转矩逐渐地减少。另外，经由第二离合器30及第二变速部70向输出轴44传递的转矩即第二离合器系统输出转矩逐渐地增加。从输出轴44输出的转矩即变速器输出转矩为第一离合器系统输出转矩与第二离合器系统输出转矩之和。在保护变速执行过程中，执行部55在接合切换的前后，在始终维持变速器输出转矩低于驾驶员请求输出转矩且为零加速度输出转矩以上的状态的同时，控制各离合器的转矩容量。

当第一离合器系统输出转矩为0，且变速器输出转矩与第二离合器系统输出转矩相等时，执行部55以如下方式控制第二离合器30的转矩容量。即，如中段的图所示，执行部55将第二离合器30的转矩容量维持在进行了离合器的接合切换时的发动机转矩并维持规定时间，并且将发动机转矩减少规定量。其结果为，如上段的图所示，发动机转速从第一输入轴41的转速向第二输入轴42的转速转变。当发动机转速与第二输入轴42的转速达到一致时，成为在任何一个离合器中都未产生滑摩的状态。

当发动机转速与第二输入轴42的转速达到一致时，执行部55如中段的图所示，使第二离合器30的转矩容量增加为与变速开始前的第一离合器20的转矩容量相等。另外，使发动机转矩恢复为驾驶员请求发动机转矩。由此，实现4速，而保护变速完成。

在保护变速执行过程中，在第一离合器20和第二离合器30的接合切换工序中，第一离合器20及第二离合器30产生滑摩。另外，在发动机转速的转变工序中，第二离合器30产生滑摩。但是，与执行普通变速时相比较，各离合器的转矩容量在这些工序期间减少。因而，各离合器中所吸收的能量减少，各离合器中的发热量与执行普通变速时相比更小。即，通过进行保护变速，能够防止各离合器中的过度发热。而且，由于以DCT2的输出转矩即变速器输出转矩减少了的状态进行离合器的接合切换工序和发动机转速的转变工序，因此，能够更可靠地使各离合器中的发热量减少。

此外，本发明的保护变速也可以适用于降档的情况。图6是通过普通变速执行从3速向2速的降档时的时序图。另外，图7是通过保护变速执行从3速向2速的降档时的时序图。

根据这些时序图可知，在通过保护变速执行降档的情况下，发动机转速的转变工序、以及第一离合器20和第二离合器30的接合切换工序中，变速器输出转矩被减少。即，各离合器的转矩容量在这些工序期间减少。因而，各离合器中的发热量与执行普通变速时相比更小。即，通过进行保护变速，能够防止各离合器中的过度发热。

此外，自动变速器也可以是具有更多的齿轮系，且能够进行更多级的变速的DCT，还可以是具备使构成行星齿轮的元件彼此的相对旋转停止的离合器、以及使该元件的旋转停止的制动器的自动变速器。

本申请基于2017年5月19日申请的日本专利申请(特愿2017-099973)，在此将其内容作为参照而引入。

工业实用性

根据本发明，可以提供能够防止进行摩擦接合元件的接合切换时的摩擦接合元件的过度发热的自动变速器的控制装置。因而，其工业实用性很大。

附图标记说明

1 车辆

2 DCT

10 发动机

11 发动机输出轴

20 第一离合器

21 第一输入侧离合器板

22 第一输出侧离合器板

23 第一活塞

30 第二离合器

31 第二输入侧离合器板

32 第二输出侧离合器板

33 第二活塞

40 变速部

41 第一输入轴

42 第二输入轴

43 副轴

44 输出轴

50 控制装置

51 CPU

52 存储器

53 变速条件成立判断部

54 保护变速执行判断部

55 执行部

60 第一变速部

61 第一高速齿轮系

61a 第一输入齿轮

61b 第一副齿轮

62 第一低速齿轮系

62a 第二输入齿轮

62b 第二副齿轮

63 第一连结机构

63a 第一套筒

70 第二变速部

71 第二高速齿轮系

71a 第三输入齿轮

71b 第三副齿轮

72 第二低速齿轮系

72a 第四输入齿轮

72b 第四副齿轮

73 第二连结机构

73a 第二套筒

80 前后进切换部

81 前进齿轮系

81a 第一输出齿轮

81b 第五副齿轮

82 后进齿轮系

82a 第二输出齿轮

82b 第六副齿轮

82c 惰轮

83 第三连结机构

83a 第三套筒

101 油门开度传感器

102 发动机转速传感器

103 车速传感器

90 液压回路

Claims (3)

1.一种自动变速器的控制装置，其具备：

判断部，判断变速的执行条件是否成立，该变速是在多个摩擦接合元件的接合切换之前进行自动变速器的输出转矩减少的变速；以及

执行部，在由所述判断部判断为所述变速的执行条件成立的情况下，执行所述变速。

2.如权利要求1所述的自动变速器的控制装置，其中，

所述执行部在执行所述变速的过程中，将所述自动变速器的输出转矩维持在，能够维持由所述判断部判断为所述变速的执行条件成立时的车速的转矩以上。

3.如权利要求1所述的自动变速器的控制装置，其中，

所述执行部以规定的范围内的变化速度使所述自动变速器的输出转矩减少，该规定的范围是以正在进行所述自动变速器的输出转矩减少的车辆的加加速度成为不给所述车辆的驾驶员带来不协调感的值的方式预先决定的。

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