專利名稱：變矩器的閉鎖控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛變矩器的閉鎖離合器的接合力的控制。
背景技術(shù)：
置于車輛發(fā)動機和自動變速器之間的變矩器將扭矩經(jīng)由流體在泵輪和渦輪之間傳遞。泵輪對渦輪的相對轉(zhuǎn)動增加發(fā)動機燃料消耗，因此在車輛起動后，優(yōu)選的是盡可能通過閉鎖離合器將泵輪與渦輪連接到一起。
在設(shè)置有閉鎖離合器的變矩器中，經(jīng)由流體傳遞扭矩的變矩器模式與經(jīng)由閉鎖離合器傳遞扭矩的閉鎖模式之間的轉(zhuǎn)換是通過滑動模式來執(zhí)行的，滑動模式允許閉鎖離合器滑動，從而一部分扭矩經(jīng)由流體傳遞，而剩余扭矩通過閉鎖離合器傳遞。

發(fā)明內(nèi)容
在2002年由日本專利局公開的JP2002-130463A中，在從變矩器模式向閉鎖模式轉(zhuǎn)換的滑動模式中，首先通過前饋控制增大閉鎖壓力差(differential pressure)。閉鎖壓力差是閉鎖離合器接合壓力與釋放壓力之間的壓力差。
如果實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLIP小于轉(zhuǎn)換滑動轉(zhuǎn)速ωSLPTF，則將存在向滑動模式的轉(zhuǎn)換。在滑動模式中，閉鎖壓力差經(jīng)反饋控制，使得實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLIP與目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLIPT0重合。
在滑動模式中，如果滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR變化，并且小于比轉(zhuǎn)換滑動轉(zhuǎn)速ωSLJPF小的第二轉(zhuǎn)換滑動轉(zhuǎn)速的話，則離合器將進入閉鎖模式。
滑動轉(zhuǎn)速意味著泵輪和渦輪之間的相對轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速差。由于泵輪的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相同，這也可以意味著發(fā)動機和渦輪之間的相對轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速差。轉(zhuǎn)換滑動轉(zhuǎn)速ωSLPTF基于實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR與目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT0的比α(0＜α＜1)來設(shè)定。
根據(jù)發(fā)明人的研究，變矩器的容量特性如圖7所示。如這個圖中所示，變矩器的速比e和容量系數(shù)C在低速比區(qū)域具有非線性關(guān)系，而在高速比區(qū)域具有線性關(guān)系。速比也稱為渦輪轉(zhuǎn)速對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的比。由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速與泵輪的轉(zhuǎn)速相同，渦輪轉(zhuǎn)速對泵輪轉(zhuǎn)速的比也可以稱作速比。非線性區(qū)域和線性區(qū)域邊界的速比稱為邊界速比。通常，邊界速比在0.8的量級上。對于變矩器的速比e與容量系數(shù)C之間的關(guān)系，速比在0-0.8區(qū)域是非線性的，而在0.8-1.0區(qū)域是線性的。非線性區(qū)域包括自動變速器的渦輪轉(zhuǎn)速在低轉(zhuǎn)速區(qū)并且渦輪轉(zhuǎn)速正在增大的狀態(tài)。當(dāng)在這種狀態(tài)下執(zhí)行滑動模式中的反饋控制時，由于控制器的積分特性，控制性能會變差，發(fā)動機可能失速(stall)。如果為了避免發(fā)動機失速而立即釋放閉鎖離合器，則會出現(xiàn)震動。由此，通常期望將執(zhí)行反饋控制的滑動模式限制到線性區(qū)域。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR變得等于或小于轉(zhuǎn)換滑動轉(zhuǎn)速ωSLPTF時，就會向滑動模式轉(zhuǎn)換。
這個轉(zhuǎn)換滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR表示如下ωSLPTF＝(1-α)ωSLPTO+αωSLPR但是，由于在這種情況下在線性區(qū)域中是否應(yīng)用滑動模式是未知的，因此難于以高精度控制滑動轉(zhuǎn)速。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是改善滑動模式中滑動轉(zhuǎn)速的控制精度。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種車輛變矩器的閉鎖離合器的閉鎖控制裝置。變矩器包括連接到發(fā)動機上的泵輪和連接到自動變速器上的渦輪，并且根據(jù)閉鎖離合器的接合力在泵輪和渦輪之間經(jīng)由流體和經(jīng)由閉鎖離合器傳遞扭矩。閉鎖離合器裝置包括調(diào)節(jié)接合力的機構(gòu)和可編程控制器?？删幊炭刂破骺删幊桃詧?zhí)行所述機構(gòu)的前饋控制，基于發(fā)動機的運行狀態(tài)計算目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，基于變矩器的容量特性計算與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的基準(zhǔn)值，在前饋控制過程中發(fā)動機轉(zhuǎn)速落到小于基準(zhǔn)值時，執(zhí)行從所述機構(gòu)的前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換，在反饋控制中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的偏差得以減小，并且在滿足預(yù)定條件時，即使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速還沒有落到小于基準(zhǔn)值，也執(zhí)行從所述機構(gòu)的前饋控制向所述機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明也提供了一種閉鎖離合器的閉鎖控制方法，該方法包括執(zhí)行所述機構(gòu)的前饋控制，基于發(fā)動機的運行狀態(tài)計算目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，基于變矩器的容量特性計算與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相關(guān)的基準(zhǔn)值，在前饋控制過程中發(fā)動機的轉(zhuǎn)速落到小于基準(zhǔn)值時，執(zhí)行從所述機構(gòu)的前饋控制向所述機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換，在反饋控制中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的偏差得以減小，以及在滿足預(yù)定條件時，即使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速還未落到小于基準(zhǔn)值，也執(zhí)行從所述機構(gòu)的前饋控制向所述機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的細節(jié)以及其他特征和優(yōu)點在本說明書的剩余部分中描述并在附圖中示出。


圖1是設(shè)置有應(yīng)用本發(fā)明的閉鎖離合器的車輛的動力總成的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的閉鎖控制裝置的示意圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的控制器的控制功能的方塊圖；圖4由控制器所存儲的曲線圖，示出相對轉(zhuǎn)速增益gSLPC的特性圖；圖5是描繪由控制器所存儲的發(fā)動機輸出扭矩tESC的特性圖；圖6是描繪由控制器所存儲的目標(biāo)閉鎖離合器接合能力(engagingcapacity)的特性圖的曲線圖；圖7是示出變矩器的容量特性的曲線圖；圖8是描繪由控制器所執(zhí)行的從滑動轉(zhuǎn)速的前饋控制向反饋控制轉(zhuǎn)換的程序的流程圖；圖9是示出由控制器所存儲的根據(jù)節(jié)氣門開度TVO限定的邊界速比eLNR的特性圖的曲線圖；圖10是示出在執(zhí)行圖8的程序且步驟S15和S18的判定都為肯定情況下所得的結(jié)果的時間圖；圖11是示出在執(zhí)行圖8的程序、步驟S15的判定為否定的而步驟S18的判定為肯定的情況下所得的結(jié)果的時間圖；圖12是示出在執(zhí)行圖8的程序、步驟S15和步驟S18的判定都為否定的情況下所得的結(jié)果的時間圖。
具體實施例方式
參照附圖中的圖1，用于車輛的多缸發(fā)動機21經(jīng)變矩器1連接到自動變速器23上，并且自動變速器23的輸出扭矩經(jīng)差速器24傳遞到驅(qū)動車輪25上。自動變速器23包括無極變速器(continuously variabletransmission)。
變矩器1設(shè)置有由發(fā)動機21驅(qū)動的泵輪1A、連接到自動變速器23的輸入軸上的渦輪1B、以及將渦輪1B直接連接到泵輪1A上的閉鎖離合器2。
閉鎖離合器2的接合力根據(jù)施加壓力PA和釋放壓力PR之間的壓力差(PA-PR)變化。
當(dāng)施加壓力PA小于釋放壓力PR時，閉鎖離合器2處于釋放狀態(tài)，而泵輪1A和渦輪1B經(jīng)介于二者之間的流體傳遞扭矩。
當(dāng)施加壓力PA大于釋放壓力PR時，閉鎖離合器2通過根據(jù)壓力差(PA-PR)的接合力而接合。
當(dāng)壓力差(PA-PR)小時，泵輪1 A和渦輪1B根據(jù)接合力傳遞扭矩，同時由于滑動而進行相對轉(zhuǎn)動。
當(dāng)壓力差(PA-PR)大于設(shè)定值時，泵輪1A和渦輪1B處于無相對轉(zhuǎn)動的直接連接狀態(tài)，或所謂的閉鎖狀態(tài)。
在壓力差(PA-PR)不大于設(shè)定值的狀態(tài)下，相對轉(zhuǎn)動仍是有可能的，變矩器1通過兩條路徑傳遞扭矩，即，經(jīng)由流體傳遞的扭矩和因機械傳動而由閉鎖離合器2傳遞的扭矩。在這種狀態(tài)下，發(fā)動機輸出扭矩等于這些扭矩的總和。
因此，經(jīng)閉鎖離合器2傳遞的扭矩可以通過從發(fā)動機輸出扭矩中減去流體傳遞扭矩得以計算。在以下的描述中，閉鎖離合器2的傳遞扭矩被稱為閉鎖離合器的接合能力。
閉鎖離合器的接合能力由控制裝置控制，該控制裝置設(shè)置有滑動控制閥3、電磁閥4和傳動比計算單元26。
參照圖2，控制閥3根據(jù)從電磁閥4輸入的信號壓力(signal pressure)Ps將施加壓力PA和釋放壓力PR提供到閉鎖離合器2?？刂崎y3根據(jù)信號壓力Ps改變施加壓力PA和釋放壓力PR的壓力差，即，閉鎖離合器的接合能力。
電磁閥4根據(jù)占空比信號(duty signal)SDUTY通過電磁閥的工作而將油壓源提供的泵壓Pp調(diào)節(jié)到信號壓力Ps。
控制器5包括微型計算機，該微型計算機設(shè)置有中央處理單元(CPU)，只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)以及輸入/輸出接口(I/O接口)?？刂破骺梢园ǘ鄠€微型計算機。
控制器5根據(jù)與變矩器模式、滑動模式和閉鎖模式中的一個相對應(yīng)的模式來控制施加到閉鎖離合器2上的壓力差(PA-PR)。
在滑動模式的第一半中，控制器5執(zhí)行壓力差(PA-PR)的前饋控制。在滑動模式的第二半中，執(zhí)行壓力差(PA-PR)的反饋/前饋控制?？刂破?通過將占空比信號SDUTY輸出到電磁閥4來執(zhí)行這個壓力差控制。
為了產(chǎn)生占空比信號SDUTY，信號分別從節(jié)氣門位置傳感器10、泵輪轉(zhuǎn)動傳感器7、渦輪轉(zhuǎn)動傳感器、油溫傳感器11、和車速傳感器9輸入到控制器5，其中節(jié)氣門位置傳感器10探測發(fā)動機1的節(jié)氣門開度TVO，泵輪轉(zhuǎn)動傳感器7探測泵輪1A的轉(zhuǎn)速ωIR，渦輪轉(zhuǎn)動傳感器8探測渦輪1B的轉(zhuǎn)速ωTR，油溫傳感器11探測自動變速器23的油溫TATF，而車速傳感器9探測車速VSP。表示傳動比計算單元26的計算結(jié)果的信號也輸入到控制器5中。由于泵輪1A直接連接到發(fā)動機21上，泵輪1A的轉(zhuǎn)速ωIR也用作發(fā)動機2 1的轉(zhuǎn)速Ne。
從渦輪1B的轉(zhuǎn)速ωTR和車速VSP，傳動比計算單元26計算自動變速器23的實際速比ip，并且將該實際速比ip輸入到控制器5。傳動比計算單元26包括與控制器5相同類型的微型計算機。傳動比計算單元26和控制器5可以由相同的微型計算機構(gòu)成。
接著，參照圖3，將描述由控制器5執(zhí)行的壓力差(PA-PB)的前饋/反饋控制。圖中所示的方塊作為虛擬單元表示控制器5的功能，而在物質(zhì)上并不存在。
目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算單元100基于車速VSP、節(jié)氣門開度TVO、傳動比ip和油溫TATF計算泵輪1A和渦輪1B的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT。目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT是可以將發(fā)動機21燃燒的波動而造成的噪聲脈沖抑制到最小并可以使驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出的噪聲脈沖最小的滑動轉(zhuǎn)速。目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT是利用上述參數(shù)事先用試驗方法確定的。
預(yù)補償單元101通過用補償濾波器處理目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT計算第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速基本補償值ωSLPTC0和第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速補償值ωSLPTC2，使得目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT以理想的響應(yīng)變化。
預(yù)補償單元101包括預(yù)補償器101A和前饋補償器101B。預(yù)補償器101A通過如下方程(1)計算第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速基本補償值ωSLPTC0ωSLPTC0＝GR(s)·ωSLPT(t) (1)其中，GR(s)預(yù)補償器的傳遞函數(shù)前饋補償器101B由如下方程(2)計算第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速補償值ωSLPTC2ωSLPTC2＝GM(s)·ωSLPT(t) (2)其中，GM(s)參考模型的傳輸函數(shù)遲延時間處理單元(dead time processing unit)111由如下方程(3)計算第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速補償值ωSLPTC1ωSLPTC1＝e-Ls·ωSLPTC0(3)e-Ls閉鎖機構(gòu)的延遲時間實際滑動轉(zhuǎn)速計算單元103通過從泵輪1A的轉(zhuǎn)速ωIR中減去渦輪1B的轉(zhuǎn)速ωTR而計算變矩器1的實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR。在此，泵輪1A的轉(zhuǎn)速等于發(fā)動機21的轉(zhuǎn)速，而渦輪1B的轉(zhuǎn)速等于自動變速器23的輸入轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)動偏差計算單元102通過以下方程(4)計算第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速補償值ωSLPTC1和實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR之間的偏差ωSLPER。
ωSLPER＝ωSLPTC1-ωSLPR(4)反饋補償單元104基于偏差ωSLPER通過以下方程(5)計算第一滑動轉(zhuǎn)速指令值ωSLPC1ωSLPC1=GCNT(s)·ωSLPER]]>=Kp·ωSLPER+kis·ωSLPER---(5)]]>GCNT(s)反饋補償裝置的傳遞函數(shù)；Kp比例增益Ki積分增益s微分算子反饋補償單元104也通過如下方程(6)將第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速補償值ωSLPTC2加到第一滑動轉(zhuǎn)速指令值ωSLPC1上，以計算滑動轉(zhuǎn)速指令值ωSLPC
ωSLPC＝ωSLPC1+ωSLPTC2(6)滑動轉(zhuǎn)動增益計算單元106通過查詢具有如圖4所示的特性的圖表從渦輪1B的轉(zhuǎn)速ωTR中計算滑動轉(zhuǎn)動增益gSLPC。這個圖表是事先存儲在控制器5的存儲器(ROM)中的。
目標(biāo)流體傳遞扭矩計算單元105利用如下方程(7)從目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)動增益gSLPC中計算目標(biāo)變矩器傳遞扭矩tCNVC，該目標(biāo)變矩器傳遞扭矩相當(dāng)于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速指令值ωSLPC；tCNVC=ωSLPCgSLPC---(7)]]>發(fā)動機輸出扭矩估算單元108通過查詢具有圖5所示特性的圖表從發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和節(jié)氣門開度TVO中估算發(fā)動機21的輸出扭矩tES。這個圖表事先存儲在控制器5的存儲器(ROM)中。
這個值然后由如下方程(8)利用阻尼時間常數(shù)TED處理，并轉(zhuǎn)換成發(fā)動機扭矩估算值tEH，其中，阻尼時間常數(shù)表示發(fā)動機21的動態(tài)特性tEH=11+TED·s·tES---(8)]]>目標(biāo)閉鎖離合器接合能力計算單元107從發(fā)動機輸出扭矩估算值the中減去方程(7)的目標(biāo)流體傳遞扭矩tCNVC，以通過如下方程(9)計算目標(biāo)閉鎖離合器接合能力tLUCtLUC＝tEH-tCNVC(9)閉鎖離合器接合壓力指令值計算單元109通過查詢具有如圖6所示的特性的圖表計算用于實現(xiàn)目標(biāo)閉鎖離合器接合能力tLUC閉鎖離合器接合壓力指令值PLUC。這個圖表通過關(guān)于閉鎖離合器2的接合壓力和接合能力的試驗事先算出，并且存儲在控制器5的存儲器(ROM)中。
電磁閥驅(qū)動信號計算單元110基于閉鎖離合器接合壓力指令值PLUC計算閉鎖占空比(lockup duty)，并將相應(yīng)的占空比信號SDUTY輸出到電磁閥4。
接著，參照圖8，將描述由控制器5執(zhí)行的用于從滑動轉(zhuǎn)速的前饋控制向反饋控制轉(zhuǎn)換的程序。這個程序說明了本發(fā)明的特征?？刂破?在車輛運行過程中以10微秒的間隔執(zhí)行這個程序。
首先，在步驟S10中，控制器5確定目前控制狀態(tài)是否處于前饋控制過程中，如果是處于前饋控制過程中，該程序進行到步驟S11，而如果不是處于前饋控制過程中，該過程終止。
在步驟S11中，控制器5設(shè)定結(jié)束前饋控制并開始反饋控制的邊界速比eLNR。為此設(shè)定，在控制器的ROM中事先存儲具有圖9所示特性的邊界速比eLNR的圖表，邊界速比eLNR是根據(jù)節(jié)氣門開度TVO限定的?；谶@個圖表，當(dāng)節(jié)氣門開度TVO大于2/8時，控制器5將邊界速比eLNR設(shè)定為0.8，并且當(dāng)節(jié)氣門開度TVO小于1/16時，控制器5將邊界速比eLNR設(shè)定為0.9。
在下一步驟S12中，控制器5基于如下方程(10)從邊界速比eLNR和目前渦輪轉(zhuǎn)速Nt(＝ωTR)中計算前饋控制終止滑動轉(zhuǎn)速NSLP_END。
NSLP_END=Nt·(1-eLNR)eLNR---(10)]]>基于如下方程(11)將所獲得的前饋控制終止滑動轉(zhuǎn)速NSLP_END轉(zhuǎn)變成前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB。這個前饋控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB對應(yīng)于權(quán)利要求中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值。
NeFF_EB＝NSLP_END+Nt (11)在步驟S13中，控制器5以與圖3中的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)動計算單元100相同的方式計算用于反饋控制的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速TSLIP，TSLIP相當(dāng)于圖3的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)動計算單元100的ωSLPT。
目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0是基于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速TSLIP由如下方程(12)計算的。
Ne0＝TSLIP+Nt (12)然后，基于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0，在考慮事先設(shè)定的滑動轉(zhuǎn)速裕度TSLIP_M的情況下，由如下方程(13)計算前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速上限NeSLP_LMT。前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速上限NeSLP_LMT對應(yīng)于權(quán)利要求中的防轉(zhuǎn)速波動(hunting)轉(zhuǎn)換值。
NeSLP LMT＝Ne0+TSLIP_M(13)滑動轉(zhuǎn)速裕度TSLIP_M可以根據(jù)節(jié)氣門開度TVO的大小而變化。
具體地說，在節(jié)氣門開度TVO小時，裕度TSLIP_M被設(shè)定為較大，而當(dāng)節(jié)氣門開度TVO較大時，裕度TSLIP_M被設(shè)定為較小。
在步驟S14中，在考慮事先設(shè)定的裕度NeSTL_M的情況下，控制器5利用如下方程(14)基于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速下限NeSTL_LMT。這個發(fā)動機轉(zhuǎn)速下限NeSTL_LMT對應(yīng)于權(quán)利要求中的防止發(fā)動機失速轉(zhuǎn)換值。
NeSTL_LMT＝NeSTL+NeSTL_M(14)裕度NeSTL_M可以根據(jù)節(jié)氣門開度TVO的大小來變化。
具體地說，當(dāng)節(jié)氣門開度TVO小時，裕度NeSTL_M被設(shè)定為較大，而當(dāng)節(jié)氣門開度TVO大時，裕度NeSTL_M被設(shè)定為較小。
在步驟S15中，控制器5確定前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB是否大于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速上限NeSLP_LMT。
當(dāng)前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB等于或小于上限NeSLP_LMT時，在步驟S16中，控制器5將上限NeSLP_LMT設(shè)定為前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速的候選值NeFF_END1。另一方面，當(dāng)NeFF_EB大于NeSLP_LMT時，在步驟S17中，控制器5將前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB設(shè)定為前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速的候選值NeFF_END1。
接著，在步驟S18中，控制器5確定候選值NeFF_END1是否大于下限NeSTL_LMT。當(dāng)候選值NeFF_END1等于或小于下限NeSTL_LMT時，在步驟S19中，控制器5將下限NeSTL_LMT設(shè)定為前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END。另一方面，當(dāng)NeFF_END1大于下限NeSTL_LMT時，在步驟S20中，控制器5將NeFF_END1設(shè)定為前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END。
在如上所述確定前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END之后，在步驟S21中，控制器5確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne是否大于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne等于或大于最終值NeFF_END時，控制器5保持滑動轉(zhuǎn)速的當(dāng)前前饋控制不變，即，在不轉(zhuǎn)換控制的情況下終止程序。另一方面，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne小于最終值NeFF_END，在步驟S22中，控制器5將滑動轉(zhuǎn)速的當(dāng)前前饋控制轉(zhuǎn)變到圖2的反饋控制。在步驟S22的進程之后，控制器5終止程序。
參照圖10，將描述在前述轉(zhuǎn)換程序下在滑動模式中從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換。
在時刻t10，車輛起動。隨著車速增加，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和渦輪轉(zhuǎn)速Nt也增加。
在車速達到大約5km/h時的時刻t11，控制器5開始滑動轉(zhuǎn)速的前饋控制，使得閉鎖離合器2的閉鎖開始。具體地說，閉鎖壓力差增大。結(jié)果，渦輪轉(zhuǎn)速Nt增大。另一方面，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne從增大變?yōu)闇p小并逐漸接近渦輪轉(zhuǎn)速Nt。
在時刻t12，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne小于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF END時，控制器5確定已經(jīng)進入變矩器特性的線性區(qū)，因此它終止前饋控制，并轉(zhuǎn)換到滑動轉(zhuǎn)速的反饋控制。
上述情況對應(yīng)于節(jié)氣門開度TVO相對大，并且步驟S15和S18中的判定是肯定的情況。
接著，參照圖11，將描述節(jié)氣門開度TVO較小，并且存在滑動模式下從前饋控制向反饋控制轉(zhuǎn)換的情況。
在這種情況下，本發(fā)明基于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速TSLIP設(shè)定前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END，并且在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne小于NeFF_END時，它從前饋控制轉(zhuǎn)換到反饋控制。
首先，為了更好地理解本發(fā)明的效果，將描述控制基于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB進行轉(zhuǎn)換而不設(shè)定前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END的情況。
在時刻t20，車輛起動。隨著車速增加，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和渦輪轉(zhuǎn)速Nt也增加。
在車速達到大約5km/h時的時刻t21，控制器5開始滑動轉(zhuǎn)速的前饋控制，使得閉鎖離合器2的閉鎖開始，并且閉鎖壓力差(PA-PB)增大。結(jié)果，渦輪轉(zhuǎn)速Nt增大。另一方面，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的增加變得緩慢。
在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne落到前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB之下時的時刻t23，確定已經(jīng)進入了變矩器特性的線性區(qū)，并且前饋控制終止，并且存在向反饋控制所執(zhí)行的滑動轉(zhuǎn)速控制的轉(zhuǎn)換。此時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne小于反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0。如果執(zhí)行反饋控制使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne增加，將出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動，并且駕駛員將經(jīng)歷不愉快的感受。
從而，當(dāng)前饋控制僅基于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB終止時，如果在前饋控制結(jié)束時發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne已經(jīng)變得小于反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0，當(dāng)施加反饋控制時將出現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的轉(zhuǎn)速波動。當(dāng)節(jié)氣門開度TVO較小時很容易出現(xiàn)這種情形，并且由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的轉(zhuǎn)速波動，給駕駛員一個不愉快的感受。
在這種情況下，這個發(fā)明不是基于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB，而是基于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速TSLIP轉(zhuǎn)換控制的。
具體地說，通過將裕度TSLIP_M加到反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0上而得到的值被取作前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END，并且在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne小于最終值NeFF_END時的時刻t22時，前饋控制終止，且存在向滑動轉(zhuǎn)速控制的反饋控制的轉(zhuǎn)換。
上述情形相當(dāng)于步驟S15的判定是否定的且步驟S18的判定是肯定的情況。
結(jié)果，在前饋控制終止時的時刻t22，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne高于反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0，因此發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne可以平順地與反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0相連接，并且可以避免發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速波動。
參照圖12，將描述在節(jié)氣門開度TVO仍較小且存在發(fā)動機失速的可能性的情況下，從滑動轉(zhuǎn)速的前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換。
在這種情況下，本發(fā)明基于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL來從前饋控制向反饋控制轉(zhuǎn)換，其中發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速用于確定可以進行閉鎖而不會產(chǎn)生發(fā)動機失速的最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
首先，為了更好地理解本發(fā)明的效果，將描述控制基于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB而不考慮發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL進行轉(zhuǎn)換的情況。
在時刻t30，車輛起動。隨著車速增加，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和渦輪轉(zhuǎn)速Nt也增大。
在車速達到大約5km/h的時刻t31，滑動轉(zhuǎn)速的前饋控制開始，使得的閉鎖離合器2的閉鎖開始，并且閉鎖壓力差(PA-PB)增大。結(jié)果，渦輪轉(zhuǎn)速Nt增大。另一方面，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne從增大轉(zhuǎn)換到減小。
由于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB小于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL，如虛線所示，在時刻t33，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne變得小于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL，如圖中的粗虛線所示。由此，為了避免發(fā)動機失速，要立即釋放閉鎖。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速突然增加并出現(xiàn)振動。
在這種情況下，本發(fā)明不是基于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB，而是基于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL來轉(zhuǎn)換控制。
具體地說，通過將裕度NeSTL_M加到發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL上而獲得的數(shù)值被取作前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END，并且在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne變得小于前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速最終值NeFF_END時的時刻t32，前饋控制終止，并且對于滑動轉(zhuǎn)速控制來說，存在向反饋控制的轉(zhuǎn)換。
上述情形相當(dāng)于步驟S15和S18中的判定都是否定的情況。
結(jié)果，在前饋控制終止時的時刻t32，發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne高于反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0，因此發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne可以平順地與反饋控制的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速相連接，它不會落到發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL之下，并且不會出現(xiàn)閉鎖釋放。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，前饋控制終止滑動轉(zhuǎn)速NSLP_END是從方程(10)基于作為變矩器容量特性的線性區(qū)域和非線性區(qū)域之間的邊界的邊界速比eLNR來確定的，并且前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB是通過如方程(11)中那樣將渦輪轉(zhuǎn)速Nt加到前饋控制終止滑動轉(zhuǎn)速NSLP_END上而算出的。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne落到前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB之下時，存在從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換。
從而，在考慮變矩器的容量特性的同時，通過從前饋控制向反饋控制轉(zhuǎn)換，在變矩器特性已經(jīng)確實進入線性區(qū)域時開始反饋控制，可以保持反饋控制的控制性能，并且可以將滑動轉(zhuǎn)速以高精度控制到理想值。
邊界速比eLNR根據(jù)節(jié)氣門開度TVO設(shè)定。當(dāng)節(jié)氣門開度TVO較大時，由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速快速增加，因此邊界速比eLNR被設(shè)定成較小，并且向反饋控制的轉(zhuǎn)換較早進行。
當(dāng)節(jié)氣門開度TVO較小時，邊界速比eLNR設(shè)定為較大，因此可以改善控制性能。即使變矩器中存在變動或者運行條件出現(xiàn)變化，也只在通過前饋控制的壓力減小滑動轉(zhuǎn)速之后進行向反饋控制的轉(zhuǎn)換，不會輕易發(fā)生發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速波動，并且控制可以平順地轉(zhuǎn)換。
此外，考慮到滑動轉(zhuǎn)速裕度TSLIP_M的前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速上限NSLP_LMT引入到目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0中，并且從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換是基于這個上限NSLP_LMT的。這防止了前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速變得過小。
結(jié)果，如圖11所示，即使在節(jié)氣門開度較小并且根據(jù)邊界速比eLNR的前饋控制終止發(fā)動機轉(zhuǎn)速NeFF_EB小于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne0的情況下，發(fā)動機轉(zhuǎn)速也可以在反饋控制開始之后平順地從前饋控制變速到反饋控制，而不會導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動。
通過根據(jù)節(jié)氣門開度TVO設(shè)定滑動轉(zhuǎn)速裕度TSLIP_M，從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)移可以更平順地進行。
而且，如圖12所示，從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換是在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne大于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL的同時進行的。結(jié)果，可以防止為了避免發(fā)動機失速而釋放閉鎖所產(chǎn)生的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的快速增加，并且從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換可以平順地進行。
基于發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下限NeSTL_LMT是通過將發(fā)動機轉(zhuǎn)速裕度NeSTL_M加到發(fā)動機失速轉(zhuǎn)速NeSTL上所獲得的值。通過根據(jù)節(jié)氣門開度TVO的大小設(shè)定這個裕度NeSTL_M，從前饋控制向反饋控制的轉(zhuǎn)換可以更平順地進行。
由此，申請日為2004年6月9日的日本專利申請2004-170994的內(nèi)容合并于此作為參考。
雖然上面已經(jīng)參照本發(fā)明的特定實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于上面描述的實施例。在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出上述實施例的改進和變型。
例如，前述閉鎖控制是在它應(yīng)用于車輛起動時開始閉鎖的情況下加以描述的，但是它也可以應(yīng)用于隨著車速的升高而閉鎖的情況。
在上述實施例的每一個中，控制所需的參數(shù)是利用傳感器探測的，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于利用所要求保護的參數(shù)進行所要求保護的控制的任何閉鎖控制裝置，而無論這些參數(shù)是如何獲得的。
其中要求保護獨占的財產(chǎn)權(quán)或特權(quán)的本發(fā)明實施例如下定義。
權(quán)利要求
1.一種車輛的變矩器(1)的閉鎖離合器(2)的閉鎖控制裝置，變矩器(1)包括連接到發(fā)動機(21)上的泵輪(1a)和連接到自動變速器上的渦輪(1b)，并且根據(jù)閉鎖離合器(2)的接合力通過流體以及通過閉鎖離合器(2)在二者之間傳遞扭矩，該裝置包括調(diào)節(jié)接合力的機構(gòu)(3、4)；以及可編程控制器(5)，該可編程控制器可以編程，以便執(zhí)行機構(gòu)(3、4)的前饋控制(S10-S21)；基于發(fā)動機(21)的運行狀態(tài)計算目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S13)；基于變矩器(1)的容量特性計算與發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速相關(guān)的基準(zhǔn)值(S12)；當(dāng)前饋控制期間發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速落到小于基準(zhǔn)值時，執(zhí)行從機構(gòu)(3、4)的前饋控制向機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換，在該反饋控制中，發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的偏差得以減小(S22)；以及當(dāng)滿足預(yù)定條件時，即使發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速還沒有落到小于基準(zhǔn)值，也執(zhí)行從機構(gòu)(3、4)的前饋控制向機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換(S15-S22)。
2.如權(quán)利要求1所述的閉鎖控制裝置，其中控制器(5)進一步被編程，以便基于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算防轉(zhuǎn)速波動轉(zhuǎn)換值(S13)，并且在發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速變得小于防轉(zhuǎn)速波動轉(zhuǎn)換值時(S16、S20、S21)，確定滿足預(yù)定條件。
3.如權(quán)利要求2所述的閉鎖控制裝置，其中控制器(2)進一步被編程，以便基于可以執(zhí)行閉鎖而不會使發(fā)動機(21)失速的發(fā)動機(21)的最小轉(zhuǎn)速來計算防止發(fā)動機失速轉(zhuǎn)換值(S14)，并且在發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速小于基準(zhǔn)值、防轉(zhuǎn)速波動轉(zhuǎn)換值和防止發(fā)動機失速轉(zhuǎn)換值中的最大值時，確定滿足預(yù)定條件(S15-S21)。
4.如權(quán)利要求3所述的閉鎖控制裝置，其中發(fā)動機(21)包括節(jié)氣門，以調(diào)節(jié)輸出功率，并且在節(jié)氣門開度大時，防止發(fā)動機失速轉(zhuǎn)換值被設(shè)定為較小，而在節(jié)氣門開度小時設(shè)定為較大(S14)。
5.如權(quán)利要求2所述的閉鎖控制裝置，其中發(fā)動機(21)包括節(jié)氣門，以調(diào)節(jié)輸出功率，并且在節(jié)氣門開度大時，防轉(zhuǎn)速波動轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)換值被設(shè)定為較小，而在節(jié)氣門開度小時設(shè)定為較大(S13)。
6.如權(quán)利要求1所述的閉鎖控制裝置，其中控制器(5)被進一步編程，以便基于可以執(zhí)行閉鎖而不會使發(fā)動機(21)失速的發(fā)動機(21)的最小轉(zhuǎn)速來計算防止發(fā)動機失速轉(zhuǎn)換值(S14)，并且在發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速小于防止發(fā)動機失速轉(zhuǎn)換值時，確定滿足預(yù)定條件(S19、S20、S21)。
7.如權(quán)利要求1所述的閉鎖控制裝置，其中發(fā)動機(21)包括節(jié)氣門，以調(diào)節(jié)輸出功率，并且在節(jié)氣門開度大時基準(zhǔn)值被設(shè)定為較大，而在節(jié)氣門開度小時被設(shè)定為較小(S12)。
8.如權(quán)利要求1到7中任一項所述的閉鎖控制裝置，其中當(dāng)作為渦輪(1b)轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速的比的速比相對于變矩器(1)的容量系數(shù)從非線性關(guān)系變化到線性關(guān)系時，基準(zhǔn)值基于邊界速比計算。
9.一種車輛變矩器(1)的閉鎖離合器的閉鎖控制方法，變矩器(1)包括連接到發(fā)動機(1)上的泵輪(1a)和連接到自動變速器上的渦輪(1b)，并且根據(jù)閉鎖離合器(2)的接合力經(jīng)流體和閉鎖離合器(2)傳遞扭矩，該閉鎖離合器的接合力由接合力調(diào)節(jié)機構(gòu)(3、4)調(diào)節(jié)，該方法包括執(zhí)行機構(gòu)(3、4)的前饋控制；基于發(fā)動機(21)的運行狀態(tài)計算目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S13)；基于變矩器(1)的容量特性計算與發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速相關(guān)的基準(zhǔn)值(S12)；當(dāng)前饋控制期間發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速落到小于基準(zhǔn)值時，執(zhí)行從機構(gòu)的前饋控制向機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換，在機構(gòu)的反饋控制中，發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的偏差得以減小(S22)；以及當(dāng)滿足預(yù)定條件時，即使發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速還沒有落到小于基準(zhǔn)值，也執(zhí)行從機構(gòu)的前饋控制向機構(gòu)的反饋控制的轉(zhuǎn)換(S15-S22)。
全文摘要
本發(fā)明公開了變矩器的閉鎖控制?？刂破?5)控制連接到發(fā)動機(2)上的泵輪(1a)和連接到自動變速器(23)上的渦輪(1b)之間的接合力?？刂破?5)首先執(zhí)行接合力的前饋控制?？刂破?5)基于變矩器(1)的容量特性確定基準(zhǔn)值和目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并且如果發(fā)動機(2)的轉(zhuǎn)速變得小于基準(zhǔn)值時，則執(zhí)行接合力的反饋控制，使得目標(biāo)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速之間的偏差減小。當(dāng)滿足預(yù)定條件時，控制器(5)從前饋控制向反饋控制轉(zhuǎn)換，即使發(fā)動機(21)的轉(zhuǎn)速還未小于基準(zhǔn)值。結(jié)果，在執(zhí)行滑動閉鎖時，反饋控制的控制精度得以提高。
文檔編號F16H59/18GK1715714SQ200510076408
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者東又章, 瀬川哲 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社