专利名称：液力变矩器的锁止容量控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及液力变矩器(torque converter)的锁止容量(lock-up capacity)控制装置和方法，其中当在加速滑动锁止过程中发动机转换到无负载状态时，恰当地控制液力变矩器的锁止容量，在所述加速滑动锁止过程中根据发动机的负载状态、利用时序控制来增大液力变矩器的锁止容量。
背景技术：
由于随同液力变矩器输入和输出部件之间的相对旋转(滑动)，液力变矩器在扭矩增大或在缓冲扭矩变化的情况下执行动力传递，因此可实现平稳地传递动力，但是这种情况下传递效率降低。因此，很多锁止型液力变矩器用在低负载、高速度的动力传递过程中、液力变矩器输入和输出部件之间相对旋转(滑动)可被限制的各种情况，其中不需要扭矩增大的功能和缓冲扭矩变化的功能。此外，为了提高液力变矩器的传递效率以及改善发动机(该发动机连同液力变矩器和自动变速器一起构成汽车传动系)的燃油消耗性能，扩大锁止车辆速度区域是有效的方法，在此区域中液力变矩器的输入和输出部件之间进行直接连接(锁止)，以便在所有可能性情况下将输入和输出部件之间的相对旋转(滑动)限制在低车辆速度，并且在发动机无负载时延长由于减小抑制发动机旋转而产生的切断燃油供应时间。特别是，在自动变速器是无级变速器时，例如环形无级变速器或V带无级变速器，可以将锁止释放车辆速度明显减小到较低的车辆速度。由于扩大锁止车辆速度区域使得燃油消耗性能的改善变得很明显。另一方面，将锁止释放车辆速度减小到低车辆速度，会造成以下问题。也就是，当由于车辆突然制动使驱动轮趋于锁止时出现发动机的驱动停止(发动机熄火)的现象，除非执行液力变矩器锁止的快速释放，这是因为具有锁止趋势的驱动轮直接连接发动机。在锁止释放车辆速度设定在低速的情况下，液力变矩器处于锁止状态直到达到低车辆速度。驱动轮趋于锁止，并且在出现发动机熄火之前难以释放液力变矩器的锁止，这样，当出现突然制动时，难以避免发动机熄火的问题。
2002年4月10日出版的日本专利申请第一次公报2002-106707给出了一种先前提出的锁止控制装置的例子，其中披露了惯性滑行锁止容量控制，其中，在车辆制动之前执行释放油门踏板(发动机无负载状态)的惯性滑行过程中，尽管锁止容量随惯性滑行扭矩不同而不同，但是通过学习控制可使液力变矩器的锁止容量减小到液力变矩器刚要滑动之前的容量。根据该惯性滑行锁止容量控制技术，由于惯性滑行锁止容量小，因此液力变矩器的锁止释放响应可以相应较高。即使由于车辆突然制动使驱动轮趋于锁止时，液力变矩器的快速锁止释放也可以避免出现发动机熄火的问题。但是，在惯性滑行锁止容量控制技术中，当踩下油门踏板执行再次加速时，传动扭矩变大。所以，由于锁止容量不足而在液力变矩器中出现滑动以及发动机出现空转(racing)。因此，在上述的这种再次加速过程中，如同上述日本专利申请第一次公报中描述的，提出了通过预定时序(等变率)控制逐渐增大(增加)液力变矩器锁止容量的加速滑动锁止。
发明内容
但是，当在锁止容量时序增大控制(加速滑动锁止)以及再次加速期间释放油门踏板，导致发动机的无负载状态以及导致车辆运行转换到惯性滑行时，突然减小传动扭矩会导致锁止容量过大，所以液力变矩器突然从滑动状态转换到锁止状态。因此出现锁止冲击。为了解决这个锁止冲击的问题，根据对锁止容量控制的一般考虑，通常实际的做法是，由于在锁止容量的时序增大控制(加速滑动锁止)以及再次加速过程中释放油门踏板，使发动机转换到无负载状态(惯性滑行)的情况下，停止锁止容量的增大时序控制，并且使液力变矩器成为变矩器状态，此时液力变矩器输入和输出部件之间的相对旋转是不受限制的(没有限制)。但是，上述常识性措施具有如下问题，即，当由于在锁止容量的时序增大控制以及再次加速过程中释放油门踏板而使发动机转换到无负载状态(惯性滑行)时，如果使液力变矩器无条件地成为变矩器状态，甚至在不出现锁止冲击问题的条件下也会停止时序增大控制(加速滑动锁止)和再次加速。因此，由于发动机旋转突然下降造成停止切断燃油供应(燃油恢复)，这会导致燃油消耗性能变差。另外，如果使液力变矩器无条件地成为变矩器状态，则会出现发动机空转，在使液力变矩器成为变矩器状态之后又踩下油门踏板进行二次加速期间，由于加速响应延迟而丧失所谓的直接(驱动)感觉。特别是，这给安装有无级变速器的车辆带来了其需要解决的重要问题，因为直接感觉是一个重要特性。
因此，本发明的一个目的是提供一种液力变矩器的锁止容量控制装置和方法，其中当无负载状态期间的锁止容量小于某一值的情况下，根据锁止冲击不会带来身体感觉方面的问题这样的认识(事实)，虽然由于无负载状态期间的锁止容量变大使锁止冲击变得更明显，但液力变矩器消除了燃油消耗性能变差的问题，消除了由于发动机空转导致的丧失直接感觉的问题，这是通过继续锁止容量的时序增大控制，以在无负载状态期间锁止容量的情况下提高锁止，其中锁止冲击不带来在身体感觉方面的问题。
根据本发明的一个方案，提供一种液力变矩器的锁止容量控制装置，该液力变矩器使液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转受到限制，并与发动机以及自动变速器的组合一起构成车辆传动系，该锁止容量控制装置包括控制器，所述控制器以如下方式构成，即，在通过与发动机负载状态对应的时序控制来增大液力变矩器的锁止容量的加速滑动锁止过程中，在当发动机转换到无负载状态时的无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于冲击判断用锁止容量(α)的情况下，使液力变矩器成为变矩器状态，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转不受限制；并且在无负载状态期间的锁止容量小于加速滑动锁止过程中的冲击判断用锁止容量(α)的情况下，通过时序控制继续增大锁止容量，使液力变矩器调整到锁止状态，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转为零。
根据本发明的另一个方案，提供一种液力变矩器的锁止容量控制方法，该液力变矩器使液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转受到限制，并与发动机以及自动变速器的组合一起构成车辆传动系，所述锁止容量控制方法包括在通过与发动机负载状态对应的时序控制来增大液力变矩器的锁止容量的加速滑动锁止过程中，在当发动机转换到无负载状态时的无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于冲击判断用锁止容量(α)的情况下，使液力变矩器成为变矩器状态，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转不受限制；并且在无负载状态期间的锁止容量小于加速滑动锁止过程中的冲击判断用锁止容量(α)的情况下，通过时序控制继续增大锁止容量，使液力变矩器调整到锁止状态，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转为零。
本发明的上述概要不需要描述所有必需特征，这些特征可以组合成本发明。
图1是系统结构图，表示根据本发明一个优选实施例的锁止容量控制装置所应用的车辆传动系及其控制系统；图2是图1所示车辆传动系中集中控制器执行的锁止容量控制程序的操作流程图；图3是当在再次加速时控制从惯性滑行锁止容量控制转换到锁止容量控制时，表示锁止容量的时序增大控制特征的图；图4是表示锁止能/不能判断用锁止容量的变化特征曲线；图5是解释与允许加速极限值对应的允许锁止容量极限值确定方法的图，其中超过允许加速极限值将在释放油门踏板过程中出现锁止冲击问题；图6A1、6A2、6A3、6B1、6B2、6B3、6C1、6C2、6C3、6D1、6D2和6D3是根据图2所示的控制程序确定锁止容量时的完整操作时序图，图6A1到6A3完整表示当无负载状态期间锁止容量小并且在释放油门踏板过程中不出现锁止冲击时的操作时序图；图6B1到6B3完整表示在无负载状态期间锁止容量大，液力变矩器滑动量大，以及在释放油门踏板过程中出现锁止冲击时的操作时序图；图6C1到6C3是完整表示在无负载状态期间锁止容量大，液力变矩器滑动量小，以及在释放油门踏板过程中不出现锁止冲击时的操作时序图；以及图6D1到6D3是完整表示操作时序图，其中当持续踩下油门踏板直到由于再次加速使锁止结束，并且节气门持续打开，使在释放油门踏板过程中不出现锁止冲击。
具体实施例方式
为了便于更好地理解本发明，下面将参考附图进行说明。
图1表示根据本发明锁止容量控制装置的一个优选实施例可以应用的车辆传动系及其控制系统。此传动系包括发动机1和由无级变速器2构成的自动变速器。发动机1是汽油发动机。发动机1的节气门3没有机械地连接到油门踏板4上，而是与油门踏板4分离。节气门致动器5电子控制节气门3的打开角度。
通过发动机控制器22响应与目标节气门打开角度tTVO(由集中控制器21根据油门踏板4的操作(踩下)确定)有关的指令，来控制节气门致动器5的操作变量。这样，使节气门的实际打开角度与目标节气门打开角度tTVO一致，从而将发动机1的输出控制到与油门踏板4的操作对应的数值。需要注意的是，发动机控制器22通过节气门致动器5执行节气门3打开角度的控制，并执行燃油喷射量控制、切断燃油供应控制、点火时刻控制，以及驱动发动机1所需的其它控制。
无级变速器2是公知的V带型无级变速器，包括通过锁止(型)液力变矩器6可驱动地连接在发动机1的输出轴上的主动带轮7，与主动带轮7对齐的从动带轮8，以及桥接在两个带轮7、8之间的V带9。差速器单元11经由末级传动齿轮对10、可驱动地连接到从动带轮8上。这些部件旋转驱动车辆的车轮(未图示)。无级变速器2执行下述的换档操作在形成主动带轮7和从动带轮8的相应V槽的多个半轮中，一个可动半轮相对靠近另一个固定半轮，使得V槽宽度变窄；相反，二者彼此相对分离，使得V槽宽度变宽。两个可动半轮的行程位置根据主动带轮压力Ppri与从动带轮压力Psec之比、由换档控制液压回路12确定。
换档控制液压回路12包括作为换档致动器的步进电机13。无级变速器2以不受限制的级来换档(连续改变换档比)，从而在传动控制器23控制下，通过将步进电机13驱动到与目标换档比tRTO对应的步进位置，使实际换档比(实际转速比)与目标换档比(目标转速比)tRTO一致。传动控制器23用于将由集中控制器21所确定的、与锁止容量L/Uprs指令相对应的锁止接合压力信号(Pup)输出到换档控制液压回路12，这将在下面描述。换档控制液压回路12用于将提供给液力变矩器6的锁止接合压力控制在与锁止接合压力信号(Pup)相对应的数值；用于使液力变矩器6具有滑动控制状态，此时液力变矩器6的输入和输出部件之间的相对旋转(滑动)被限制；用于使液力变矩器6具有锁止状态，此时液力变矩器6的输入部件直接与其输出部件相连；以及用于使液力变矩器6成为变矩器(converter)状态，此时滑动限制状态解除(不受限制)。为了得出目标换档比tRTO，传动控制器23根据预定的换档线、从节气门打开角度TVO和车辆速度VSP得到目标输入旋转速度(目标主旋转速度)，并将此目标输入旋转速度除以传动输入旋转速度(传动输入旋转速度可以由车辆速度VSP得出)。
集中控制器21分别输入油门打开角度传感器24检测到的油门踏板4踩下量(油门打开角度)APO信号，车辆速度传感器25从车轮旋转速度检测到的车辆速度VSP信号，油门踏板4释放时(油门打开角度APO＝0)连通的怠速开关26信号，节气门打开角度传感器27检测到的节气门3的节气门开度TVO信号，发动机速度传感器28检测到的发动机速度Ne(＝液力变矩器输入旋转速度)信号，以及涡轮速度传感器29检测到的液力变矩器输出速度(涡轮旋转速度)Nt信号。需要注意的是，车辆速度传感器25的车辆速度VSP信号以及节气门打开角度传感器27的节气门打开角度TVO信号也提供给传动控制器23，传动控制器23使用这些信号得出目标换档比tRTO。
下面描述集中控制器21得出传动控制器23的锁止容量(L/Uprs)指令的计算过程。当执行此计算过程时，集中控制器21执行图2所示的控制程序。
在步骤S1，集中控制器21判断当前时间是否处于惯性滑行锁止(L/U)容量学习控制期间。惯性滑行锁止容量学习控制是，在收到怠速开关26的连通信号时，即在释放油门踏板4后的惯性滑行期间，集中控制器21获知锁止容量L/Uprs变为在液力变矩器6不滑动的范围内的最小锁止容量(液力变矩器6刚开始滑动之前的最小锁止容量)。这样，即使在由于突然制动使驱动轮锁止时，可以快速完成液力变矩器6的锁止释放(转换到变矩器状态)，以防止发动机熄火。
在步骤S1，如果集中控制器21确定当前时间不在惯性滑行锁止(L/U)容量学习控制期间，则程序返回初始位置并等待。如果在步骤S1集中控制器21确定当前时间处于滑行L/U容量学习控制期间，则程序进入步骤S2。在步骤S2，集中控制器21查看怠速开关26是否断开，即查看惯性滑行L/U容量学习控制期间是否由于踩下油门踏板4而进行再次加速操作。由于直到出现这种再次加速操作之前不需要进行根据本发明的锁止容量L/Uprs控制，因此程序返回初始位置并等待。如果在步骤S2执行再次加速操作(是)，则程序进入步骤S3。在步骤S3，集中控制器21根据节气门打开角度TVO(代表液力变矩器6的传动扭矩)、通过时序控制、以图3所示倾斜梯度(时间梯度)来增大(增加)锁止容量L/Uprs。在任意节气门打开角度TVO(传动扭矩)的情况下，再次加速过程中锁止容量L/Uprs的倾斜梯度(时间梯度)开始是一个小的恒定锁止容量，用以防止产生起伏(所谓的振动冲击)，然后随着再次加速过程中节气门打开角度TVO(传动扭矩)变大(变宽)，锁止容量按一个较陡的梯度增加(增大)。再次加速过程中的锁止容量L/Uprs倾斜梯度(时间梯度)随着再次加速过程中节气门打开角度TVO(传动扭矩)变大而变陡的原因是，当再次加速过程中节气门打开角度TVO(传动扭矩)大时，缓慢增大(增加)锁止容量导致与瞬时状态期间的扭矩相比锁止容量不足，从而在液力变矩器中出现滑动，以及出现锁止离合器衬片磨损的问题。
在下一个步骤S4，集中控制器21根据锁止容量L/Uprs是否到达液力变矩器6的锁止应当结束的数值来判断锁止是否应当结束。如果集中控制器21确定锁止应该结束，则程序进入步骤S5。在步骤S5，集中控制器21输出继续增大的锁止容量L/Uprs，从而以与步骤S3相同方式的连续控制结束对图1所示的传动控制器23的锁止，并最终完成锁止。如果集中控制器21确定锁止容量L/Uprs未到达液力变矩器6的锁止应当结束的数值(否)，则程序进入步骤S6。接着，按如下所述方式执行作为本发明目的的锁止容量控制。
在步骤S6，集中控制器21判断怠速开关26是否连通，用以判断在再次加速的锁止结束之前是否出现释放油门踏板4，使发动机转换到无负载状态。如果在步骤S6不出现释放油门踏板4(否)，则程序返回步骤S3，在步骤3中，继续执行这种操作，即，根据再次加速过程中与节气门开度TVO(传动扭矩)对应的时序控制来增大锁止容量L/Uprs，直到锁止结束，因为这不需要进行作为本发明目的的锁止容量控制。
在步骤S6，如果集中控制器21确定怠速开关26连通(是)，即确定再次加速的锁止结束之前出现油门踏板4释放，使发动机转换到无负载状态，则程序进入步骤S7。在步骤S7，集中控制器21存储作为无负载状态过程的锁止容量L/Uprs(L/Uprso←L/Uprs)的油门踏板4释放期间(发动机无负载状态期间)的锁止容量L/Uprs。在下一步骤S8，集中控制器21判断无负载状态期间的锁止容量L/Uprso是否等于或大于锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss，用以判断无负载状态期间的锁止容量L/Uprso是否是锁止能(或不能)锁止容量。锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss是根据图4所示的预定映射、由发动机1转换到无负载状态期间的发动机扭矩Te(液力变矩器6的传动扭矩)通过研究得到的。随着发动机扭矩Te(液力变矩器6的传动扭矩)变大，锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss也变大。
在步骤S8，如果集中控制器21确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso等于或大于锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss(无负载状态期间的锁止能锁止容量)(是)，则程序进入步骤S9。在步骤S9，集中控制器21判断无负载状态期间的锁止容量L/Uprso是否等于或大于图5所示的预定允许锁止极限值α，用以判断释放油门踏板4期间是否出现锁止冲击。
允许锁止容量极限值α是按如下方式确定的首先，利用排列在图5横轴上的无负载状态期间的每个锁止容量L/Uprso值，得到并画出车辆加速度G，这是当利用时序控制、以参照图3所示梯度由无负载状态期间的锁止容量L/Uprso增大锁止容量时所形成的，并且对每个锁止容量L/Uprso值确定车辆加速度G。接着，根据无负载状态期间的锁止容量L/Uprso与车辆加速度G之间的这种关系，将对应于允许加速度极限值GO的无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)确定为用于在油门踏板4释放期间确定锁止冲击的允许锁止容量极限值α，其中允许加速度极限值GO是不出现冲击这样的问题的车辆加速度G的上限值。在无负载状态期间的锁止容量L/Uprso对应的加速度等于或大于允许加速度极限值GO(L/Uprso≥α)的情况下，在释放油门踏板4期间出现形成问题的锁止冲击。在无负载状态期间的锁止容量L/Uprso对应的加速度未达到等于或大于允许加速度极限值GO的情况下(L/Uprso＜α)，在释放油门踏板4期间不出现形成问题的大锁止冲击。
如果集中控制器21确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso不是等于或大于允许锁止容量极限值α(否)，即，在甚至通过连续增大(增加)锁止容量L/Uprs也在释放油门踏板4过程中不出现锁止冲击的情况下，则程序进入步骤S5。在步骤S5，继续增大锁止容量L/Uprs，使以与步骤S3相同方式继续的控制结束，锁止输出到图1所示的传动控制器23，最终完成锁止。
在步骤S9，如果集中控制器21确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso等于或大于允许锁止容量极限值α(是)，即，在连续增大(增加)锁止容量L/Uprs将导致释放油门踏板4过程中出现锁止冲击的情况下，程序进入步骤S10。在步骤S10，集中控制器21从发动机速度Ne中减去涡轮旋转速度Nt以得到滑动量ΔN(＝Ne-Nt)，并判断此滑动量ΔN是否等于或大于冲击判断用滑动旋转(量)β，用以查看液力变矩器6是否具有这样大的滑动旋转，使得连续增大锁止容量L/Uprs导致释放油门踏板4过程中出现锁止冲击。
在步骤S10，在集中控制器21确定液力变矩器6的滑动量ΔN小于冲击判断用滑动旋转β的情况下，即使在步骤S9中集中控制器21确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso等于或大于允许锁止容量极限值α，液力变矩器6也不会滑动到这种程度即，如果连续增大锁止容量L/Uprs，则释放油门踏板4期间出现锁止冲击。因此，程序从步骤S10进入步骤S5。在步骤5，继续增大锁止容量L/Uprs，使以与步骤S3相同方式继续的控制结束，锁止输出到图1所示的传动控制器23，最终完成锁止。
但是，在步骤S9如果集中控制器21确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso等于或大于允许锁止容量极限值α，并在步骤S10确定液力变矩器6的滑动量ΔN等于或大于冲击判断用滑动旋转β，如果继续增大锁止容量L/Uprs，则释放油门踏板过程中必然形成锁止冲击。因此，程序进入步骤S11。在步骤S11，集中控制器21通过锁止释放控制继续减少锁止容量L/Uprs。这种继续减少的锁止容量L/Uprs输出到图1所示的传动控制器23，以使液力变矩器6因锁止释放而成为变矩器状态。
需要注意的是，在步骤S8，如果集中控制器21确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso小于锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss，即，确定无负载状态期间的锁止容量L/Uprso是无负载状态期间的锁止不能确定锁止容量，这种情况下即使步骤S9和S10的判断结果选择步骤S5，也不能真正地执行步骤S5的处理，此时程序进入步骤S11。在步骤11，使液力变矩器6由于锁止释放而成为变矩器状态。
根据此优选实施例中的液力变矩器的锁止容量控制装置，可以得到下面的作用和优点。图6A1、6A2和6A3完整表示操作时序图，其中执行与节气门打开角度TVO＝0的惯性滑行相对应的惯性滑行锁止容量控制(步骤S1)，直至瞬时时刻t1；在瞬时时刻t1根据参考图3所述的时序控制开始增大锁止容量L/Uprs(该锁止容量L/Uprs与因踩下油门踏板4而增加(再次加速)节气门打开角度TVO相对应)(步骤S3)；在液力变矩器6中暂时出现滑动，该滑动表现为发动机速度Ne与涡轮旋转速度Nt的分离，并且在瞬时时刻t2由于释放油门踏板4而使节气门打开角度TVO变为零。
在图6A1、6A2和6A3的情况下，在由于释放油门踏板4使节气门打开角度TVO变为零的瞬时时刻t2，由于无负载状态期间的锁止容量L/Uprso小于冲击确定允许锁止容量极限值α(步骤S9)，所以根据该确定，即使继续增大锁止容量L/Uprs直至瞬时时刻t2，释放油门踏板4期间也不出现锁止冲击，因此可继续锁止容量L/Uprs的增大控制(步骤S5)，并且在瞬时时刻t3完全锁止。这样，尽管在释放油门踏板4期间不出现锁止冲击，在瞬时时刻t2也不执行锁止释放。可以消除这种问题即，由于不需要的锁止释放而使发动机速度Ne突然减小(如图6A3的虚线所示)，中止切断燃油供应(燃油恢复)，燃油消耗性能变差。
另外，如上所述，由于在瞬时时刻t2不执行不需要的锁止释放，所以，即使在发动机1转换到无负载状态(节气门打开角度TVO＝0)的瞬时时刻t2之后、踩下油门踏板4进行二次加速(尽管这在图6A1到6A3中未图示)，也不出现发动机1空转，因此，可以消除由于加速响应延迟而造成的直接感觉丧失的问题。
图6B1、6B2和6B3完整地显示操作流程图，其中执行与节气门打开角度TVO＝0的惯性滑行相对应的惯性滑行锁止容量控制(步骤S1)，直到瞬时时刻t1；在瞬时时刻t1，根据参照图3所述的时序控制开始增大锁止容量L/Uprs(该锁止容量L/Uprs对应于因踩下油门踏板4(再次加速)而增加节气门打开角度TVO)(步骤S3)；在液力变矩器6中暂时出现滑动，该滑动表现为发动机速度Ne与涡轮旋转速度Nt分离，并且由于释放油门踏板4使节气门打开角度TVO变为零。
在图6B1、6B2和6B3中，在由于释放油门踏板4使节气门打开角度TVO变为零的瞬时时刻t2，由于无负载状态期间锁止容量L/Uprso超过冲击确定允许锁止容量极限值α(步骤S9)，并且液力变矩器6的滑动量ΔN等于或大于冲击判断用滑动旋转β(步骤S10)，根据该确定，如果锁止容量L/Uprs继续增大直到瞬时时刻t2，在释放油门踏板4期间会出现锁止冲击，因此停止锁止容量L/Uprs的增大控制并减小锁止容量L/Uprs(步骤S11)。在瞬时时刻t3，由于完全锁止释放而使液力变矩器6成为变矩器状态。
因此，如果即使在瞬时时刻t2之后继续增大锁止容量L/Uprs，则在释放油门踏板4期间出现锁止冲击。在这种情形下，由于液力变矩器6处于变矩器状态，所以可以真正地减小或消除释放油门踏板4期间的锁止冲击。
图6C1、6C2和6C3完整地表示操作时序图，其中执行与节气门打开角度TVO＝0的惯性滑行相对应的惯性滑行锁止容量控制(步骤S1)，直到瞬时时刻t1；在瞬时时刻t1，根据参照图3所述的时序控制开始增大锁止容量L/Uprs(步骤S3)，该锁止容量L/Uprs的增大对应于因踩下油门踏板4而增加节气门打开角度TVO(再次加速)；在液力变矩器6中暂时出现滑动，该滑动表现为发动机速度Ne与涡轮旋转速度Nt分离，并且由于释放油门踏板4使节气门打开角度TVO变为零。
在图6C1、6C2和6C3中，在由于释放油门踏板4而使节气门打开角度TVO变为零的瞬时时刻t2，由于无负载状态期间锁止容量L/Uprso超过冲击确定允许锁止容量极限值α(步骤S9)，并且液力变矩器6的滑动量ΔN小于冲击判断用滑动旋转β(ΔN＜β)(步骤S10)，所以，根据该确定，即使锁止容量L/Uprs继续增大直到瞬时时刻t2，在释放油门踏板4期间也不会出现锁止冲击，因此可继续锁止容量L/Uprs的增大控制(步骤S5)，并在瞬时时刻t3完全锁止。因此，尽管在释放油门踏板4期间不出现锁止冲击，在瞬时时刻t2也不执行锁止释放。可以消除这样的问题因不需要的锁止释放而使发动机速度Ne突然下降，停止切断燃油供应(燃油恢复)，并且燃油消耗性能变差。另外，如上所述，由于在瞬时时刻t2不执行不需要的锁止释放，即使在发动机1转换到无负载状态(节气门打开角度TVO＝0)的瞬时时刻t2之后、因踩下油门踏板4而进行二次加速(这在图6C1到6C3未图示)，也不出现发动机1空转，并且可以消除由于加速响应延迟所造成的直接感觉丧失的问题。
图6D1、6D2和6D3完整地显示操作时序图，其中执行与节气门打开角度TVO＝0的惯性滑行相对应的惯性滑行锁止容量控制(步骤S1)，直到瞬时时刻t1；在瞬时时刻t1，根据参照图3所述的时序控制开始增大锁止容量L/Uprs(步骤S3)，该锁止容量L/Uprs的增大对应于因踩下油门踏板4而增加节气门打开角度TVO(再次加速)；在液力变矩器6中暂时出现滑动，该滑动表现为发动机速度Ne与涡轮旋转速度Nt分离，此后，由于不释放油门踏板4而使节气门打开角度TVO保持为TVO＞0。
在图6D1、6D2和6D3中，瞬时时刻t1之后，继续踩下油门踏板，不出现油门踏板4释放期间的锁止冲击问题。因此，图2所示程序的步骤S4继续选择步骤S5，在瞬时时刻t1之后根据参照图3所述的时序控制来继续增大锁止容量L/Uprs，并在瞬时时刻t3完全锁止。
因此，尽管在释放油门踏板4期间不出现锁止冲击，也不执行锁止释放。可以消除这样的问题因不需要的锁止释放而使发动机速度Ne突然下降，停止切断燃油供应(燃油恢复)，并且燃油消耗性能变差。
在这种情况下，在完全锁止的瞬时时刻t3之后的瞬时时刻t4，节气门打开角度TVO变为零，如图6D1的虚线所示；响应由于液力变矩器6的锁止状态而变为零的节气门打开角度TVO，发动机速度Ne和涡轮旋转速度Nt同样地减小，如图6D3中虚线所示。
在此优选实施例中，在图2的步骤S8中，仅当无负载状态期间的锁止容量L/Uprso等于或大于锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss(锁止能锁止容量)时，步骤S9和S10才会选择步骤S5，以继续锁止容量L/Uprs的增大控制(锁止的提高)。因此，可以避免这样的错误控制即，尽管锁止提高仍继续锁止容量L/Uprs的增大控制(锁止的提高)。另外，如图4所示，锁止能/不能判断用锁止容量L/Uprss设定为较大值，因为在发动机1转换到无负载状态的时刻发动机扭矩Te(液力变矩器6的传动扭矩)变大。因此，在无负载状态期间的每个发动机扭矩Te(传动扭矩)下可以达到上述作用和优点。
图5所示的允许锁止容量极限值α可以被转到图3。因此，集中控制器21可以根据从锁止容量L/Uprs的增大以及从再次加速启动时刻(图6A1到6D3中所示的瞬时时刻t1)起经过的时间是否是Δt1(当再次加速时的节气门打开角度TVO是3/8到8/8时)、Δt2(当再次加速时的节气门打开角度TVO是1/8时)和Δt3(当再次加速时的节气门打开角度TVO是0/8时)中的一个，判断用锁止容量L/Uprs是否达到允许锁止容量极限值α。
当使用上述方法时，替代图2所示步骤9中对照允许锁止容量极限值α直接检验无负载状态期间的锁止容量L/Uprso，可以用计时器TM测量从锁止容量L/Uprs增大以及从再次加速启动时刻(图6A1到6D3中所示的瞬时时刻t1)起经过的时间。接着，根据在释放油门踏板4的瞬时时刻t2时、计时器TM的测量值是否指示等于或长于Δt1(当再次加速时的节气门打开角度TVO是3/8到8/8时)、指示等于或长于Δt2(当再次加速时的节气门打开角度TVO是1/8时)或者指示等于或长于Δt3(当再次加速时的节气门打开角度TVO是0/8时)，集中控制器21可以判断无负载状态期间的锁止容量L/Uprso是否等于或大于允许锁止容量极限值α。
日本专利申请2004-150307(2004年5月20日在日本提交的)的全部内容以引用的方式并入本申请。本发明的范围以如下权利要求为基准而被限定。
权利要求
1.一种液力变矩器的锁止容量控制装置，所述液力变矩器使液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转受到限制，并与发动机(1)以及自动变速器(2)的组合一起构成车辆传动系，所述锁止容量控制装置包括控制器(21)，所述控制器(21)以如下方式构成，即，在通过与发动机负载状态对应的时序控制来增大液力变矩器的锁止容量的加速滑动锁止过程中，在当发动机转换到无负载状态时的无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于冲击判断用锁止容量(α)的情况下，使液力变矩器成为变矩器状态(S11)，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转不受限制；并且在无负载状态期间的锁止容量小于加速滑动锁止过程中的冲击判断用锁止容量(α)的情况下，通过时序控制继续增大锁止容量，使液力变矩器调整到锁止状态(S5)，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转为零。
2.如权利要求1所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)是小于锁止能/不能判断用锁止容量(L/Uprss)的锁止不能容量时，不用判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)是否等于或大于冲击判断用锁止容量(α)(S9)，就使液力变矩器成为变矩器状态(S11)。
3.如权利要求2所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，根据无负载状态期间的液力变矩器的传动扭矩，在发动机转换到无负载状态的无负载状态期间，使锁止能/不能判断用锁止容量(L/Uprss)随着无负载状态期间的液力变矩器传动扭矩的变大而变大。
4.如权利要求1所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，对于无负载状态期间的每个锁止容量值预先求出车辆加速度(G)，该车辆加速度(G)是在利用时序控制而使锁止容量从无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)增大时产生的，然后将与允许加速度极限值(GO)对应的无负载状态期间的锁止容量定义为冲击判断用锁止容量(α)，在允许加速度极限值(GO)以下车辆加速度不会产生冲击问题。
5.如权利要求1所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，控制器以如下方式构成，即，当无负载状态期间液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转小于冲击判断用滑动旋转(β)(S10)时，即使无负载状态期间的锁止容量等于或大于加速滑动锁止期间的冲击判断用锁止容量(α)，也继续锁止的进行，以使液力变矩器调整到锁止状态。
6.如权利要求1所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，判断在再次加速锁止结束之前，在加速滑动锁止期间是否出现为了使发动机转换到无负载状态而释放油门踏板(4)的情况(S6)，并且当判断出现油门踏板释放时、将释放油门踏板过程中的锁止容量(L/Uprs)存储为无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)(S7)。
7.如权利要求6所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)是否等于或大于锁止能/不能判断用锁止容量(L/Uprss)(S8)，用以判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)是否是锁止能锁止容量，并且判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)是否等于或大于先前得到的、对应于冲击判断用锁止容量的允许锁止容量极限值(α)(S9)，用以判断当判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于锁止能/不能判断用锁止容量(L/Uprs)时是否在释放油门踏板过程中出现锁止冲击。
8.如权利要求7所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述锁止容量控制装置还包括检测发动机速度(Ne)的发动机速度传感器(28)，以及检测涡轮旋转速度(Nt)的涡轮旋转速度传感器(29)，并且所述控制器以如下方式构成，即，由检测到的发动机速度(Ne)和涡轮旋转速度(Nt)计算滑动量(ΔN)，并且当判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于先前得到的允许锁止容量极限值(α)(S9)时，判断计算的滑动量(ΔN)是否等于或大于冲击判断用滑动旋转(β)(S10)。
9.如权利要求6所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当判断再次加速锁止结束之前、不会出现为了使发动机转换到无负载状态而释放油门踏板的情况时，根据液力变矩器的传动扭矩、按一个倾斜梯度、通过时序控制增大锁止扭矩容量(L/Uprs)(S3)，用以执行加速滑动锁止，然后判断增大的锁止容量(L/Uprs)是否达到锁止将结束的数值，用以判断液力变矩器的锁止是否应该结束。
10.如权利要求9所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当判断增大的锁止容量已达到锁止将结束的数值(S4)时，利用时序控制、通过继续增大锁止容量来输出继续增大的锁止容量以结束锁止(S5)。
11.如权利要求9所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当判断增大的锁止容量还未达到锁止将结束的数值(S4)时，判断再次加速锁止结束之前、在加速滑动锁止期间是否出现为了使发动机转换到无负载状态而释放油门踏板(4)的情况(S6)。
12.如权利要求7所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)小于锁止能/不能判断用锁止容量(L/Uprss)(S8)并且判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)是锁止不能锁止容量时，通过锁止释放使液力变矩器成为变矩器状态(S11)。
13.如权利要求7所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当判断无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)小于先前得到的允许锁止容量极限值(α)并且判断释放油门踏板过程中不出现锁止冲击时(S9)，利用时序控制、通过继续增大锁止容量来输出继续增大的锁止容量以结束锁止(S5)。
14.如权利要求8所述的液力变矩器的锁止容量控制装置，其中，所述控制器以如下方式构成，即，当判断计算的滑动量(ΔN)小于冲击判断用滑动旋转(β)(ΔN＜β)时(S10)，利用时序控制、通过继续增大锁止容量来输出继续增大的锁止容量以结束锁止(S5)。
15.一种液力变矩器的锁止容量控制方法，所述液力变矩器使液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转受到限制，并与发动机(1)以及自动变速器(2)的组合一起构成车辆传动系，所述锁止容量控制方法包括在通过与发动机负载状态对应的时序控制来增大液力变矩器的锁止容量的加速滑动锁止过程中，在当发动机转换到无负载状态时的无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于冲击判断用锁止容量(α)的情况下，使液力变矩器成为变矩器状态(S11)，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转不受限制；并且在无负载状态期间的锁止容量小于加速滑动锁止过程中的冲击判断用锁止容量(α)的情况下，通过时序控制继续增大锁止容量，使液力变矩器调整到锁止状态(S5)，在该状态下液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转为零。
全文摘要
在液力变矩器的锁止容量控制装置和方法中，使液力变矩器成为变矩器状态，其中在无负载状态期间的锁止容量(L/Uprso)等于或大于冲击判断用锁止容量(α)的情况下，液力变矩器的输入和输出部件之间的相对旋转不受限制，在加速滑动锁止过程中利用与发动机负载状态对应的时序控制来增大液力变矩器的锁止容量；并且使液力变矩器调整到锁止状态(S5)，其中在无负载状态期间的锁止容量小于冲击判断用锁止容量的情况下，通过利用时序控制继续增大锁止容量，使相对旋转为零。
文档编号F16D35/00GK1699798SQ200510071138
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月20日 优先权日2004年5月20日
发明者黑后信雄, 今村达也, 齐藤孝治, 早川阿希, 土肥兴治, 饭田敏司, 关谷宽 申请人:日产自动车株式会社, 捷特科株式会社