车辆用起步离合器的磨合控制装置的制作方法

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车辆用起步离合器的磨合控制装置的制造方法

本发明涉及一种对起步时滑动接合的起步离合器自动进行离合器磨合的车辆用起步离合器的磨合控制装置。



背景技术:

以往,已知一种进行如下的颤振抑制控制来作为起步离合器的颤振抑制控制的装置,在该颤振抑制控制中根据转速差的变动等来检测颤振的发生,当检测到颤振的发生时使离合器扭矩和发动机扭矩减小(例如,参照专利文献1)。但是,该现有装置是在事后抑制颤振的装置,因此允许发生起步离合器的颤振。

与此相对地,已知如下一种湿式摩擦板:为了实现对湿式摩擦板的初始颤振的抑制,在将纸摩擦材料接触于芯板后,针对纸摩擦材料的摩擦滑动面进行与对置板之间的磨合驾驶处理(例如,参照专利文献2)。此外,“初始颤振”是指在离合器磨合前的初始阶段,在将起步离合器(摩擦接合元件)变为滑动接合状态下车辆起步时会产生异常的声音、振动。

专利文献1:日本特开2013-24281号公报

专利文献2:日本特开2009-36249号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,在以往的湿式摩擦板的情况下存在以下问题:如果想要在离合器制造阶段进行施加规定的抵压力和差动旋转的磨合驾驶处理,则需要用于模拟向实际车辆的装载的新设备,磨合驾驶处理所需的工时增加。还存在以下问题:即使预先使纸摩擦材料的摩擦滑动面的表面粗糙度光滑,当作为起步离合器而装载于实际车辆时,也往往由于产品制动器的偏差而在起步时发生初始颤振。

本发明是着眼于上述问题而完成的,其目的在于提供一种事先防止起步时的初始颤振的发生的车辆用起步离合器的磨合控制装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的,本发明的车辆用起步离合器的磨合控制装置具备起步离合器和离合器磨合控制单元。

起步离合器插入安装在驱动源与驱动轮之间,在起步时滑动接合。

离合器磨合控制单元在起步前至少执行一次离合器磨合控制,该离合器磨合控制用于使起步离合器的温度为规定温度以上的状态经历规定时间。

发明的效果

由此,在起步前至少执行一次离合器磨合控制,该离合器磨合控制用于使起步离合器的温度为规定温度以上的状态经历规定时间。然后,在起步时将已经被执行了离合器磨合控制的起步离合器进行滑动接合。

即,在起步前进行以装载于车辆的状态使前进离合器磨合的离合器磨合控制。在该离合器磨合控制中,通过使起步离合器的温度为规定温度以上来促进起步离合器的板材进行磨合。然后,通过使规定温度以上的状态经历规定时间来使起步离合器的摩擦系数特性稳定化。通过该摩擦系数特性的稳定化来实现μ-v特性的正梯度化、周向摩擦系数分布的均匀化等,从而消除初始颤振的发生原因。

其结果,能够事先防止起步时的初始颤振的发生。

附图说明

图1是表示实施例1中的应用了作为离合器磨合控制对象的起步离合器的、基于后轮驱动的fr混合动力车辆(车辆的一例)的整体系统图。

图2是表示对实施例1的综合控制器的模式选择部设定的ev-hev选择对应图的一例的图。

图3是表示具备实施例1的作为离合器磨合控制对象的起步离合器(第二离合器)的自动变速机的一例的概要图。

图4是表示实施例1的自动变速机中的每个档级的各摩擦接合元件的接合状态以及起步离合器(第二离合器)的接合动作表。

图5是表示按照对实施例1的综合控制器的特定的操作而执行的离合器磨合控制处理的流程的流程图。

图6是表示在实施例1中执行离合器磨合控制时的电子系统诊断装置中的整备要求、档位位置、转速(发动机转速、马达转速)、cl2扭矩、cl1扭矩、cl2板温度、ev灯、hev警告的各特性的时序图。

图7是表示实施例1的混合动力驱动系统中具有的电动发电机的马达扭矩与马达转速的关系特性的、基于有无发动机启动的对比的马达最大输出特性图。

具体实施方式

以下,基于附图所示的实施例1来说明用于实现本发明的车辆用起步离合器的磨合控制装置的最佳方式。

实施例1

首先,说明结构。

将应用于实施例1的fr混合动力车辆(车辆的一例)的车辆用起步离合器的磨合控制装置的结构分为“整体系统结构”、“自动变速机的概要结构”以及“离合器磨合控制结构”来进行说明。

[整体系统结构]

图1表示实施例1中的应用了作为离合器磨合控制对象的起步离合器的、基于后轮驱动的fr混合动力车辆,图2表示对综合控制器10的模式选择部设定的ev-hev选择对应图的一例。以下,基于图1和图2来说明整体系统结构。

如图1所示,fr混合动力车辆的驱动系统具有:发动机eng、第一离合器cl1、电动发电机mg(马达)、第二离合器cl2、自动变速机at、变速机输入轴in、传动轴ps、差速器df、左驱动轴dsl、右驱动轴dsr、左后轮rl(驱动轮)以及右后轮rr(驱动轮)。此外,m-o/p是机械油泵,s-o/p是电动油泵,fl是左前轮,fr是右前轮,fw是飞轮。

所述第一离合器cl1是设置于发动机eng与发电机mg之间的摩擦接合元件,是如下类型的所谓常闭的离合器:在不施加cl1液压时,通过膜片弹簧等的施力而处于接合状态,通过被施加与该施力对抗的cl1液压而分离。

所述自动变速机at是根据车速、加速踏板开度等来自动切换前进7速后退1速的档级的有级变速机。被安装于从电动发电机mg到左右后轮rl、rr的动力传递路径的第二离合器cl2不是作为与自动变速机at相独立的专用离合器而新追加的离合器,而是将用于使自动变速机at变速的摩擦接合元件(离合器、制动器)用作该第二离合器cl2。即,将以自动变速机at的各档级接合的多个摩擦接合元件中的、作为符合接合条件等的元件被选择出的摩擦接合元件设为第二离合器cl2。此外,第一离合器液压单元6和第二离合器液压单元8内置在被附设于自动变速机at的at液压控制器阀单元cvu中。

作为根据驱动方式的不同而不同的模式,该fr混合动力车辆具有电动汽车模式(以下称为“ev模式”)、混合动力车模式(以下称为“hev模式”)以及驱动扭矩控制模式(以下称为“wsc模式”)。

所述“ev模式”是将第一离合器cl1设为分离状态、将驱动源仅设为电动发电机mg的模式,该“ev模式”包括马达驱动模式(马达动力运转)、发电机发电模式(发电机再生)。例如在要求驱动力低而确保电池soc时,选择该“ev模式”。

所述“hev模式”是将第一离合器cl1设为接合状态、将驱动源设为发动机eng和电动发电机mg的模式,该“hev模式”包括马达辅助模式(马达动力运转)、发动机发电模式(发电机再生)、减速再生发电模式(发电机再生)。例如在要求驱动力高时或者电池soc不足时选择该“hev模式”。

所述“wsc模式”是如下模式:驱动方式是“hev模式”,但通过对电动发电机mg进行转速控制来一边将第二离合器cl2维持为滑动接合状态一边控制第二离合器cl2的扭矩传递容量。对第二离合器cl2的扭矩传递容量进行控制,使得经过第二离合器cl2传递的驱动力成为驾驶员的加速踏板操作量所表示的要求驱动力。在如“hev模式”选择状态下的起步时等那样发动机转速低于空转转速的区域内,选择该“wsc模式”。此外,将如下模式称为“mwsc模式”:通过第一离合器cl1的分离来使驱动方式为“ev模式”,通过对电动发电机mg进行转速控制来一边将第二离合器cl2维持为滑动接合状态一边控制第二离合器cl2的扭矩传递容量。

如图1所示,fr混合动力车辆的控制系统构成为具有:发动机控制器1、马达控制器2、逆变器3、电池4、第一离合器控制器5、第一离合器液压单元6、at控制器7、第二离合器液压单元8、制动器控制器9以及综合控制器10。

所述各控制器1、2、5、7、9与综合控制器10经由能够互相交换信息的can通信线11连接。此外,12是发动机转速传感器、13是旋转变压器,15是检测液压致动器14的活塞14a的行程位置的第一离合器行程传感器,19是车轮速传感器,20是制动器行程传感器。

所述at控制器7被输入来自加速踏板开度传感器16、车速传感器17、用于检测所选择的档位位置(n档位、d档位、r档位、p档位等)的断路开关18等的信息。而且,在选择d档位来行驶时,根据由加速踏板开度apo和车速vsp决定的运转点在图外的档位对应图上所存在的位置来检索最佳的档级,将用于获得所检索到的档级的控制指令输出到at液压控制器阀单元cvu。除了进行该变速控制以外,还基于来自综合控制器10的指令来进行第一离合器cl1的完全接合(hev模式)/滑动接合(发动机启动)/分离(ev模式)的控制。另外,还进行第二离合器cl2的完全接合(hev模式)/μ滑动接合(ev模式)/旋转差吸收滑动接合(wsc模式)/扭矩变动吸收滑动接合(发动机启动/停止模式)的控制。

所述综合控制器10管理整个车辆的消耗能量,承担着用于使车辆以最高效率行驶的功能,经由can通信线被输入来自用于检测马达转速nm的马达转速传感器21、其它传感器和开关22的所需信息。该综合控制器10中具有模式选择部,该模式选择部将根据由加速踏板开度apo和车速vsp决定的运转点在图2所示的ev-hev选择对应图上所存在的位置而检索出的模式选择为目标模式。而且,在从“ev模式”向“hev模式”的模式切换时,进行发动机启动控制。另外,在从“hev模式”向“ev模式”的模式切换时,进行发动机停止控制。

[自动变速机的概要结构]

图3通过概要图表示实施例1的自动变速机at的一例,图4表示自动变速机at中的每个档级的各摩擦接合元件的接合状态。下面,基于图3和图4来说明自动变速机at的概要结构。

所述自动变速机at是前进7速后退1速的有级式自动变速机,如图3所示,从变速机输入轴input输入来自发动机eng和电动发电机mg中的至少一方的驱动力,利用具有四个行星齿轮和七个摩擦接合元件的变速齿轮机构使转速变速并从变速机输出轴output输出。

作为所述变速齿轮机构,在同一轴上依次配置有第一行星齿轮组gs1和第二行星齿轮组gs2,其中,第一行星齿轮组gs1包括第一行星齿轮g1和第二行星齿轮g2,该二行星齿轮组gs2包括第三行星齿轮g3和第四行星齿轮g4。另外,作为液压动作的摩擦接合元件,配置了第一离合器c1、第二离合器c2、第三离合器c3、第一制动器b1、第二制动器b2、第三制动器b3以及第四制动器b4。另外,作为机械动作的接合元件,配置了第一单向离合器f1和第二单向离合器f2。

所述第一行星齿轮g1、第二行星齿轮g2、第三行星齿轮g3以及第四行星齿轮g4是具有太阳齿轮(s1~s4)、环形齿轮(r1~r4)以及对啮合于这两个齿轮(s1~s4)、(r1~r4)的小齿轮(p1~p4)进行支承的支承架(pc1~pc4)的单小齿轮型行星齿轮。

所述变速机输入轴input与第二环形齿轮r2连结,输入来自发动机eng和电动发电机mg中的至少一方的旋转驱动力。所述变速机输出轴output与第三支承架pc3连结,将输出旋转驱动力经由主传动齿轮等传递至驱动轮(左右后轮rl、rr)。

第一环形齿轮r1、第二支承架pc2以及第四环形齿轮r4被第一连接构件m1连结成一体。第三环形齿轮r3与第四支承架pc4被第二连接构件m2连结成一体。第一太阳齿轮s1与第二太阳齿轮s2被第三连接构件m3连结成一体。

图4是接合动作表,在图4中,标记o表示在驱动状态下该摩擦接合元件为液压接合的情况,标记(o)表示在滑行状态下该摩擦接合元件为液压接合(在驱动状态下为单向离合器动作)的情况,没有标记表示该摩擦接合元件为分离状态的情况。另外,用阴影示出的接合状态的摩擦接合元件表示在各档级被用作第二离合器cl2的元件。

关于向相邻的档级的变速,将上述各摩擦接合元件中的一个接合的摩擦接合元件分离,并将分离的一个摩擦接合元件接合,通过进行这样的切换变速,能够如图4所示那样实现前进7速后退1速的档级。并且,在档级为1档和2档时,将第二制动器b2设为第二离合器cl2。在档级为3档时,将第二离合器c2设为第二离合器cl2。在档级为4档和5档时,将第三离合器c3设为第二离合器cl2。在档级为6档和7档时,将第一离合器c1设为第二离合器cl2。在档级为后退档时,将第四制动器b4设为第二离合器cl2。

选择d档位来向前方起步时的“起步离合器”是作为第二离合器cl2而被滑动接合的第二制动器b2(=低速制动器low/b)。另外,选择r档位来向后方起步时的“起步离合器”是作为第二离合器cl2而被滑动接合的第四制动器b4(=反转制动器r/b),在实施例1中设为离合器磨合控制的对象。

[离合器磨合控制结构]

图5表示按照对实施例1的综合控制器10的特定的操作执行的离合器磨合控制处理的流程(离合器磨合控制单元)。以下,对表示离合器磨合控制处理结构的图5的各步骤进行说明。

在步骤s1中,判断转移到整备模式的整备模式转移条件是否成立。在“是”(整备模式转移条件成立)的情况下,进入步骤s2,在“否”(整备模式转移条件不成立)的情况下,进入步骤s17。

在此,关于“整备模式转移条件”,当(1)非redy、(2)pkbon、(3)从电子系统诊断装置发出整备要求这三个条件均成立时,设为整备模式转移条件成立,只要有一个条件不成立,就设为整备模式转移条件不成立。

此外,“非redy”是用于确认动力传动系统处于不能输出驱动扭矩的状态的条件。“pkbon”是用于确认驻车制动器操作的条件。“从电子系统诊断装置发出整备要求”是以下条件:当打算在交易市场或工厂执行离合器磨合控制时,例如通过进行预先确定的特定的加密操作来确认从车载的诊断系统(=电子系统诊断装置)输出了离合器磨合控制要求(整备要求之一)。

在步骤s1中判断为整备模式转移条件成立之后,在步骤s2中,在电子系统诊断装置画面中显示“请设为redy并设为r档位”,然后进入步骤s3。

即,由于是不能根据控制指令进行自动变速机at的选择操作的系统,因此对提出了离合器磨合控制要求的当事人提供用于促使当事人设为redy并选择r档位的选择操作的画面信息。

在步骤s2中显示电子系统诊断装置画面或在步骤s4中判断为发动机启动未完成之后,在步骤s3中,作为离合器磨合操作的准备操作,输出待机指示,然后进入步骤s4。

在此,作为离合器磨合操作的待机指示,输出下述两个指示。

(1)仪表中具有的ev灯的闪烁指示

(2)发动机启动指示

然后,按照(2)的指示进行如下的发动机启动控制:将电动发电机mg作为发动机启动马达,经由接合的第一离合器cl1对发动机eng进行推转启动。

在步骤s3中的离合器磨合操作待机之后,在步骤s4中判断发动机启动是否完成。在“是”(发动机启动完成)的情况下,进入步骤s5,在“否”(发动机启动未完成)的情况下,返回到步骤s3。

在此,基于不需要施加来自电动发电机mg的推转扭矩而发动机eng进入自主运转状态来判断发动机启动完成。

在步骤s4中判断为发动机启动完成之后,在步骤s5中将驱动模式强制转变为mwsc模式,然后进入步骤s6。

在此,“mwsc模式”是指一边使发动机eng保持运转状态一边将接合的第一离合器cl1分离之前的准备模式。在将该第一离合器cl1分离时,第二离合器cl2也仍然是分离状态,因此不会对电动发电机mg作用负载,电动发电机mg暂时维持将第一离合器cl1分离的时间点的、由发动机转速产生的转速。

在步骤s5中强制转变为mwsc模式或在步骤s7中判断为没有经过规定时间之后,在步骤s6中判断磨合操作开始许可条件是否成立。在“是”(磨合操作开始许可条件成立)的情况下,进入步骤s8,在“否”(磨合操作开始许可条件不成立)的情况下,进入步骤s7。

在此,“磨合操作开始许可条件”是以(1)制动器on、(2)pkbon、(3)加速踏板off、(4)停车、(5)soc≥阈值、(6)atf≥阈值、(7)r档位这样的条件来赋予的。而且,当七个条件全部成立时,设为磨合操作开始许可条件成立,只要有一个不成立,就设为磨合操作开始许可条件不成立。

此外,“制动器on”是用于确认向脚制动器进行踩入操作的条件。“加速踏板off”是用于确认脚松开加速踏板的操作的条件。“停车”是用于确认车速=0的条件。“soc≥阈值”是用于确认电池充电容量(soc)为确保马达驱动的阈值以上的条件。“atf≥阈值”是用于确认变速机工作油(atf)的油温为确保cl2液压的阈值以上的条件。“r档位”是用于确认按照电子系统诊断装置画面的显示进行了从p档位向r档位的选择操作的条件。

在步骤s6中判断为磨合操作开始许可条件不成立之后,在步骤s7中判断从开始进行步骤s6的条件判断起是否经过了规定时间。在“是”(经过规定时间)的情况下,进入步骤s10,在“否”(没有经过规定时间)的情况下,返回到步骤s6。

在此,“规定时间”被设定为足以进行使磨合操作开始许可条件成立所需的脚制动器操作、选择操作等的操作等待时间。

在步骤s6中判断为磨合操作开始许可条件成立之后,在步骤s8中输出使磨合操作开始的开始指示,然后进入步骤s9。

在此,作为使磨合操作开始的开始指示,输出下述三个指示。

(1)禁止蠕动中断,将cl2扭矩设为蠕动力的指示

(2)仪表中具有的hev警告灯的闪烁开始指示

(3)将马达转速提高至第一转速的指示

此外,(1)是如下的指示:基于蠕动中断禁止,通过供给cl2液压来将r档位下的反转制动器r/b接合,将接合扭矩保持为相当于蠕动力的扭矩。(3)是如下的指示:对电动发电机mg进行转速控制,将马达转速提高至与发热远高于散热的第一滑动量相当的第一转速(例如,2500rpm)。此外,停车状态下的反转制动器r/b的输出侧转速是零,因此马达转速仍为反转制动器r/b的滑动量。

在步骤s8中开始进行磨合操作之后,在步骤s9中判断反转制动器r/b的cl2板温度是否为第三阈值以上。在“是”(cl2板温度≥第三阈值)的情况下,进入步骤s10,在“否”(cl2板温度<第三阈值)的情况下,进入步骤s11。

在此,关于“cl2板温度”,也可以通过使用了热量收支和环境温度的估计运算方法来获取cl2板温度信息,该热量收支是从根据cl2接合扭矩、滑动量以及经过时间累计出的发热量中减去散热量而得到的。另外,也可以根据来自设置于离合器板等的温度传感器的检测值来获取cl2板温度信息。

另外,“第三阈值”被设定为促进反转制动器r/b的板材进行磨合的第二阈值(例如,220℃)与促进反转制动器r/b的摩擦衬片材料的劣化的上限温度(例如,250℃)之间的温度(例如,230℃)。也就是说,当cl2板温度(=离合器温度)高且已经开始进行以该高温状态施加滑动量的离合器磨合操作时,第三阈值直接被赋予为已超过上限温度的判定阈值。

在步骤s7中判断为经过了规定时间或在步骤s9中判断为cl2板温度≥第三阈值之后,在步骤s10中,显示为“磨合操作失败”,并恢复为使离合器磨合控制开始之前的原始的状态,然后进入结束。

即,在从步骤s7进入步骤s10的情况下,通过允许发动机停止、解除mwsc模式的强制转变、熄灭仪表的灯来恢复为原始的状态。在从步骤s9进入步骤s10的情况下,通过允许发动机停止、允许蠕动中断、解除mwsc模式的强制转变、熄灭仪表的灯来恢复为原始的状态。

在步骤s9中判断为cl2板温度<第三阈值或在步骤s12中判断为cl2板温度<第一阈值之后,在步骤s11中判断磨合操作持续许可条件是否成立。在“是”(磨合操作持续许可条件成立)的情况下,进入步骤s12,在“否”(磨合操作持续许可条件不成立)的情况下,进入步骤s17。

在此,关于“磨合操作持续许可条件”,以与作为所述磨合操作开始许可条件的(1)~(7)的条件相同的条件来赋予,当七个条件全部成立时,设为磨合操作持续许可条件成立,只要有一个条件不成立,就设为磨合操作持续许可条件不成立。

在步骤s11中判断为磨合操作持续许可条件成立之后,在步骤s12中判断反转制动器r/b的cl2板温度是否为第一阈值以上。在“是”(cl2板温度≥第一阈值)的情况下,进入步骤s13,在“否”(cl2板温度<第一阈值)的情况下,返回到步骤s11。

在此,“第一阈值”被设定为比促进反转制动器r/b的板材进行磨合的第二阈值(例如,220℃)低的温度(例如,200℃)。也就是说,第一阈值被设定为考虑cl2板温度上升的过冲量、通过滑动量的降低变更来获得向第二阈值的收敛性的温度阈值。

在步骤s12中判断为cl2板温度≥第一阈值之后,在步骤s13中使由电动发电机mg产生的马达转速从第一转速(例如,2500rpm)降低至第二转速(例如,400rpm),然后进入步骤s14。

在此,“第二转速”被设定为与通过使散热和发热大致平衡来抑制cl2板温度的上升的第二滑动量相当的转速。

在步骤s13中马达转速降低或在步骤s15中判断为从cl2板温度≥第二阈值起的经过时间小于计时器时间之后,在步骤s14中判断磨合操作持续许可条件是否成立。在“是”(磨合操作持续许可条件成立)的情况下,进入步骤s15,在“否”(磨合操作持续许可条件不成立)的情况下,进入步骤s17。

在此,对步骤s6中的“磨合操作开始许可条件”附加(8)cl2板温度≤上限温度的条件来赋予“磨合操作持续许可条件”。而且,当八个条件全部成立时,设为磨合操作持续许可条件成立,只要有一个条件不成立,就设为磨合操作持续许可条件不成立。即,在磨合操作持续过程中进行管理,使得不超过促进反转制动器r/b的摩擦衬片材料的劣化的上限温度(例如,250℃)。

在步骤s14中判断为磨合操作持续许可条件成立之后,在步骤s15中判断从cl2板温度≥第二阈值(例如,220℃)起的所需时间是否经过了计时器时间(例如,5sec)以上。在“是”(从cl2板温度≥第二阈值起经过计时器时间以上)的情况下,进入步骤s16,在“否”(从cl2板温度≥第二阈值起的经过时间小于计时器时间)的情况下,返回到步骤s14。

在此,“计时器时间”被设定为在将cl2板温度保持为220℃以上时使反转制动器r/b的摩擦系数特性稳定化所需的时间,被设定为通过实验等获取到的时间。

在步骤s15中判断为从cl2板温度≥第二阈值起经过计时器时间以上之后,在步骤s16中正常地结束磨合操作,恢复为开始前的原始的状态,然后进入结束。

即,通过允许发动机停止、允许蠕动中断、解除mwsc模式的强制转变、熄灭仪表的灯来恢复为原始的状态。

在步骤s1中判断为整备模式转移条件不成立或在步骤s11或步骤s14中判断为磨合操作持续许可条件不成立之后,在步骤s17中显示“磨合操作失败”,恢复为使离合器磨合控制开始之前的原始的状态,然后进入结束。

即,在从步骤s1进入步骤s17的情况下,直接恢复为原始的状态。在从步骤s11或步骤s14进入步骤s17的情况下,通过允许发动机停止、允许蠕动中断、解除mwsc模式的强制转变以及熄灭仪表的灯来恢复为原始的状态。

接着,说明作用。

将实施例1的车辆用起步离合器的磨合控制装置的作用分为“离合器磨合控制处理作用”、“离合器磨合控制作用”以及“离合器磨合控制的特征作用”来进行说明。

[离合器磨合控制处理作用]

以下,基于图5所示的流程图来说明离合器磨合控制处理作用。

首先,当整备模式转移条件成立时,进入步骤s1→步骤s2→步骤s3→步骤s4。当步骤s1的整备模式转移条件成立时,在步骤s2中,在电子系统诊断装置画面中显示“请设为redy并设为r档位”。在下一个步骤s3中,作为开始进行离合器磨合操作的准备,输出待机指示(仪表中具有的ev灯的闪烁指示、发动机启动指示)。在步骤s4中,判断将电动发电机mg设为发动机启动马达的发动机启动是否完成。然后,在发动机启动完成之前重复进行从步骤s3进入步骤s4的流程。当发动机启动完成时,从步骤s4进入步骤s5,在步骤s5中,驱动模式被强制转变为mwsc模式,一边使发动机eng保持运转状态一边将接合的第一离合器cl1分离。由此,当进入步骤s5时,准备好开始进行离合器磨合控制的开始体制,该离合器磨合控制是指通过电动发电机mg的转速控制来进行反转制动器r/b的滑动量控制。

当准备好开始进行离合器磨合控制的体制时,从步骤s5进入步骤s6,在步骤s6中,判断以七个条件赋予的磨合操作开始许可条件是否成立。此外,在步骤s7中经过规定时间之前进行该磨合操作开始许可条件的成立判断。然后,当在规定时间内在步骤s6中判断为磨合操作开始许可条件的成立时,进入步骤s8,在步骤s8中输出开始进行磨合操作的开始指示。根据开始进行该磨合操作的开始指示,通过供给cl2液压来将r档位下的反转制动器r/b接合,接合扭矩保持为相当于蠕动力的扭矩。另一方面,对电动发电机mg进行转速控制,来将马达转速提高至与发热比散热高的第一滑动量相当的第一转速(例如,2500rpm)。

一边将反转制动器r/b的接合扭矩保持为相当于蠕动力的扭矩,一边将马达转速提高至第一转速(例如,2500rpm),当开始基于第一滑动量进行磨合操作时,从步骤s8进入步骤s9。在步骤s9中判断cl2板温度是否为第三阈值以上,如果板温度<第三阈值,则从步骤s11进入步骤s12。而且,只要在步骤s11中判断为磨合操作持续许可条件成立且在步骤s12中判断为cl2板温度<第一阈值(例如,200℃),则重复进行从步骤s11进入步骤s12的流程。也就是说,从磨合操作开始起到cl2板温度≥第一阈值之前,执行一边将反转制动器r/b的接合扭矩保持为相当于蠕动力的扭矩一边将马达转速维持为第一转速(例如,2500rpm)的第一滑动量控制。

当通过第一滑动量控制使cl2板温度上升且在步骤s12中判断为cl2板温度≥第一阈值(例如,200℃)时,从步骤s12进入步骤s13。在步骤s13中,响应性良好地将由电动发电机mg产生的马达转速从第一转速(例如,2500rpm)降低至第二转速(例如,400rpm)。然后,从步骤s13进入步骤s14→步骤s15,只要在步骤s14中判断为磨合操作持续许可条件成立且在步骤s15中判断为从cl2板温度≥第二阈值(例如,220℃)起的经过时间小于计时器时间,则重复进行从步骤s14进入步骤s15的流程。也就是说,从cl2板温度≥第一阈值起到经过计时器时间之前,执行一边将反转制动器r/b的接合扭矩保持为相当于蠕动力的扭矩一边将马达转速维持为第二转速(例如,400rpm)的第二滑动量控制。

在从cl2板温度≥第二阈值(例如,220℃)起的所需时间经过所设定的计时器时间时,从步骤s15进入步骤s16→结束。在步骤s16中,使离合器磨合操作正常地结束,通过允许发动机停止、允许蠕动中断、解除mwsc模式的强制转变以及熄灭仪表的灯来恢复为使离合器磨合控制开始之前的原始的状态。通过以上操作,正常的离合器磨合操作结束。

另一方面,当在步骤s1中判断为整备模式转移条件不成立时,进入步骤s1→步骤s17,并显示“磨合操作失败”。另外,当在步骤s7中判断为磨合操作开始许可条件不成立并经过了规定时间时,进入步骤s7→步骤s10,并显示“磨合操作失败”,恢复为使离合器磨合控制开始之前的原始的状态。并且,当在步骤s11或步骤s14中判断为磨合操作持续许可条件不成立时,进入步骤s11→步骤s17或进入步骤s14→步骤s17,并显示“磨合操作失败”,恢复为使离合器磨合控制开始之前的原始的状态。即,如果至少用于确认车辆停止的条件(pkbon、加速踏板off、制动器on、车辆停车状态)不成立,则不进行磨合操作,因此能够确保在工厂、交易市场等中执行离合器磨合控制的情况下的安全性。

[离合器磨合控制作用]

例如,如果以r档位进行滑动接合的起步离合器磨合不足,则当向后方起步时,往往发生给乘客带来不适感的离合器颤振。因此,为了响应交易市场的用户要求、工厂发货前的品质提高要求而进行的控制是本申请提出的“离合器磨合控制”。以下,基于图6所示的时序图来说明离合器磨合控制作用。

在图6中,时刻t1是整备模式转移条件成立时刻。时刻t2是发动机启动完成时刻。时刻t3是选择r档位的选择操作时刻。时刻t4是向mwsc模式转变的强制转变时刻。时刻t5是磨合操作开始许可条件成立时刻。时刻t6是cl2板温度达到第一阈值的时刻。时刻t7是第二转速达到时刻。时刻t8是cl2板温度达到第二阈值的时刻。时刻t9是计时器时间经过时刻。时刻t10是cl1再接合时刻。时刻t11是发动机停止控制开始时刻。时刻t12是发动机停止时刻。

当成为整备模式转移条件成立的时刻t1时,开始进行如下的发动机启动控制且ev灯开始闪烁,在该发动机启动控制中,将电动发电机mg设为启动马达,经由接合状态的第一离合器cl1来对发动机eng进行推转。然后,当成为时刻t2时,发动机启动完成。然后,当在时刻t3进行从p档位向r档位的选择操作时,在时刻t4开始强制转变为以发动机运转状态将第一离合器cl1分离的mwsc模式。此外,在将第一离合器cl1分离之前,电动发电机mg是随着发动机eng一起旋转的状态,即使将第一离合器cl1分离,电动发电机mg也因惯性维持旋转。

然后,当在时刻t5磨合操作开始许可条件成立时,开始进行将反转制动器r/b的cl2扭矩提高至相当于蠕动力的扭矩的控制和使电动发电机mg的马达转速上升至第一转速(例如,2500rpm)的控制。然后,hev警告灯也开始闪烁。也就是说,开始进行第一滑动量控制,从时刻t5朝向时刻t6,cl2板温度以陡峭的上升梯度升高。之后,当在时刻t6的定时cl2板温度达到第一阈值(例如,200℃)时,第一滑动量控制结束。也就是说,如果包含马达转速、cl2扭矩的过渡特性,则时刻t5~时刻t6是第一滑动量控制区间。

当成为第一滑动量控制结束的时刻t6时,开始进行使电动发电机mg的马达转速降低至第二转速(例如,400rpm)的第二滑动量控制,从时刻t6朝向时刻t8,cl2板温度以平缓的上升梯度逐渐升高。之后,在时刻t7达到第二转速,当cl2板温度在时刻t8达到第二阈值(例如,220℃)时,计时器时间(例如,5sec)开始计数,当在时刻t9经过计时器时间时,第二滑动量控制结束。从时刻t7到时刻t9,在稍微经过时刻t8的时刻之前,cl2板温度以平缓的上升梯度逐渐升高,之后朝向时刻t9,cl2板温度大致保持固定。也就是说,如果包含马达转速的过渡特性,则时刻t6~时刻t9是第二滑动量控制区间。

当成为第二滑动量控制结束的时刻t9时,使cl2扭矩降低而将反转制动器r/b分离,并且cl1扭矩开始上升,ev灯和hev警告灯同时停止闪烁。然后,在时刻t10将第一离合器cl1再次接合,在时刻t11开始进行发动机停止控制,在时刻t12通过使发动机eng停止来结束离合器磨合控制。

这样,在实施例1中设为以下结构:在起步前至少执行一次离合器磨合控制,该离合器磨合控制用于使反转制动器r/b的cl2板温度为第二阈值(例如,220℃)以上的状态经历计时器时间(例如,5sec)。

即,在起步前进行以装载于车辆的状态使反转制动器r/b磨合的离合器磨合控制。在该离合器磨合控制中,通过使反转制动器r/b的cl2板温度为第二阈值以上来促进反转制动器r/b的板材进行磨合。而且,通过使cl2板温度为第二阈值以上的状态经历计时器时间来使反转制动器r/b的摩擦系数特性稳定化。通过该摩擦系数特性的稳定化来实现负梯度的μ-v特性的正梯度化、不均匀的周向摩擦系数分布的均匀化等,从而消除初始颤振的发生原因。

其结果,在起步时,通过将已经执行了离合器磨合控制的反转制动器r/b进行滑动接合来事先防止起步时的初始颤振的发生。

此外,当使cl2板温度为第二阈值以上时,促进反转制动器r/b的板材进行磨合,通过使该高温状态经历计时器时间来使反转制动器r/b的摩擦系数特性稳定化,上述情况的详细原因并不清楚。但是,多板制动器构造的反转制动器r/b的驱动板是在金属板材上粘贴有摩擦衬片材料(使热固化性树脂等渗透到纤维基材中而得到的纸摩擦材料)的结构,将对象板材设为由金属板形成的驱动板。因而,估计主要原因是渗透到摩擦衬片材料中的树脂根据温度条件、时间条件而呈现出与通过经历多次滑动接合而成为离合器磨合状态时同样的性状变化。此外,关于使cl2板温度为上限温度以上时加速劣化的原因,估计主要原因是渗透到摩擦衬片材料中的树脂呈现出在劣化方向上性状变化。

[离合器磨合控制的特征作用]

在实施例1中设为以下结构:在离合器磨合控制中,在车辆停止状态时,设为对反转制动器r/b施加接合扭矩和差旋转而产生摩擦热的滑动接合状态。然后,使反转制动器r/b的温度上升至促进板材进行磨合的第二阈值以上,使cl2板温度为第二阈值以上的状态经历使反转制动器r/b的摩擦系数特性稳定化所需的计时器时间。

即,设为如下的离合器磨合控制:有效地利用车载系统的驱动源、液压源等,使利用通过设为滑动接合状态而产生的摩擦热来使cl2板温度成为第二阈值以上的状态经历计时器时间。

因而,不需要追加用于提高起步离合器的温度的热源,就能够以车载状态实施提高反转制动器r/b的温度的离合器磨合控制。

在实施例1中设为以下结构:在离合器磨合控制中,检测反转制动器r/b的cl2板温度,当检测出的cl2板温度低时增大滑动量,当检测出的cl2板温度高时减小滑动量。

即,能够利用滑动量来控制cl2板温度的上升梯度,以避免当增大反转制动器r/b的滑动量时发热量变多而cl2板温度的上升梯度变高。因此,通过在cl2板温度低时增大滑动量,能够在短时间内提高cl2板温度,并且当cl2板温度变高时,能够通过减小滑动量来抑制cl2板温度的上升。

因而,通过将离合器磨合控制设为温度控制性高的滑动量控制,能够缩短离合器磨合控制所需的时间,该离合器磨合控制是使反转制动器r/b的cl2板温度为第二阈值以上的状态经历计时器时间的控制。

在实施例1中设为以下结构:在使反转制动器r/b的cl2板温度变为高温来进行离合器磨合控制时,管理离合器温度,使得不超过促进反转制动器r/b的摩擦衬片材料劣化的上限温度。

即,在实施例1的离合器磨合控制处理的步骤s14中,对磨合操作持续许可条件附加cl2板温度≤上限温度(例如,250℃)这个条件。因此,当cl2板温度超过上限温度时直接结束离合器磨合控制,管理cl2板温度以避免超过上限温度。

因而,虽然设为将离合器温度提高至高温区域的离合器磨合控制,但也不会缩短反转制动器r/b的寿命。

在实施例1中设为进行以下控制的结构:使反转制动器r/b的cl2板温度以保持为第二阈值以上且不超过上限温度的温度区域内的温度的状态持续计时器时间。

即,存在以下要求:在使反转制动器r/b的cl2板温度保持为高温状态来进行离合器磨合控制的情况下,不希望在促进离合器磨合的同时缩短离合器寿命。

对此,通过进行使反转制动器r/b的cl2板温度以保持为温度区域内的温度的状态持续计时器时间的温度管理,能够兼顾实现促进离合器磨合和确保离合器寿命这两个效果。

在实施例1中设为以下结构:在一个马达两个离合器的fr混合动力车辆中,在存在抑制初始颤振的要求的停车状态时,将电动发电机mg设为发动机启动马达,预先将第一离合器cl1接合来启动发动机eng。然后,在发动机eng的启动完成后,选择mwsc模式并开始进行起步离合器磨合控制,在该mwsc模式下,将第一离合器cl1分离,并且将第二离合器cl2滑动接合,利用马达转速控制来进行第二离合器cl2的滑动量控制。

即,马达最大输出特性如图7所示那样,在低马达转速区域,马达扭矩高,马达转速越高则马达扭矩越低。由此,例如在起步离合器磨合控制开始后利用电动发电机mg来启动发动机eng的情况下,需要从马达扭矩中确保启动所用量的余量扭矩,上限扭矩被限制(启动时的限制输出特性)。在该情况下,在将蠕动扭矩设为负载来进行转速控制的情况下,马达扭矩因启动量的余量扭矩而被限制,如图7所示那样成为无eng启动的转速控制范围。

与此相对,通过选择在控制开始前预先启动发动机eng的mwsc模式并开始进行起步离合器磨合控制,马达扭矩不会因启动量的余量扭矩而被限制。由此,如图7所示,与无eng启动的转速控制范围相比,有eng启动的转速控制范围扩大。

因而,作为马达转速控制中的滑动量,能够确保与磨合控制的时间缩短相关的大的滑动量。

在实施例1中设为以下结构:在离合器磨合控制中,当开始进行离合器磨合控制时,将滑动量提高至发热比散热高的第一滑动量,保持第一滑动量,直到第二离合器cl2的温度达到第一阈值为止。当第二离合器cl2的温度达到第一阈值时,将滑动量降低至散热与发热平衡的第二滑动量,保持第二滑动量,直到从第二离合器cl2的温度成为第二阈值以上起经过计时器时间为止,之后结束离合器磨合控制。

即,将驱动模式设为mwsc模式,并设为由促进cl2板温度的上升的第一滑动量控制和将cl2板温度保持为高温度状态的第二滑动量控制构成的离合器磨合控制。

这样,通过设为基于cl2滑动量的两阶段化的离合器磨合控制,能够缩短离合器磨合控制所需的时间,同时即使是偏差最大的区域也能够使第二离合器cl2磨合。除此以外,通过缩短离合器磨合控制所需的时间,例如能够适用于工时要求严格的工厂中的离合器磨合控制。

接着,说明效果。

在实施例1的车辆用起步离合器的磨合控制装置中,能够获得下述列举的效果。

(1)具备:起步离合器(第二离合器cl2、反转制动器r/b),其插入安装在驱动源(发动机eng、电动发电机mg)与驱动轮(左右后轮rl、rr)之间,在起步时滑动接合;以及

离合器磨合控制单元(图5),其在起步前至少执行一次离合器磨合控制,该离合器磨合控制用于使起步离合器(反转制动器r/b)的温度为规定温度(第二阈值)以上的状态经历规定时间(计时器时间)。

因此,能够事先防止起步时的初始颤振的发生。

(2)离合器磨合控制单元(图5)在车辆停止状态时设为对起步离合器(反转制动器r/b)施加接合扭矩和差旋转来产生摩擦热的滑动接合状态,使起步离合器的温度上升至促进板材进行磨合的规定温度(第二阈值)以上,使离合器温度(cl2板温度)为规定温度以上的状态经历使起步离合器的摩擦系数特性稳定化所需的规定时间(计时器时间)。

因此,除了(1)的效果以外,不需要追加用于提高起步离合器的温度的热源,就能够以车载状态实施提高起步离合器(反转制动器r/b)的温度的离合器磨合控制。

(3)离合器磨合控制单元(图5)检测起步离合器(反转制动器r/b)的温度,当检测出的离合器温度低时增大滑动量,当检测出的离合器温度高时减小滑动量。

因此,除了(1)或(2)的效果以外,能够缩短使离合器温度(cl2板温度)为规定温度(第二阈值)以上的状态经历规定时间(计时器时间)的离合器磨合控制所需的时间。

(4)离合器磨合控制单元(图5)在使起步离合器(反转制动器r/b)的离合器温度(cl2板温度)为高温并进行离合器磨合控制时,管理离合器温度,以避免超过促进起步离合器的摩擦衬片材料的劣化的上限温度。

因此,除了(1)~(3)的效果以外,即使设为将离合器温度提高至高温区域的离合器磨合控制,也能够防止起步离合器(反转制动器r/b)的寿命缩短。

(5)离合器磨合控制单元(图5)进行以下控制:使起步离合器(反转制动器r/b)的温度以保持为规定温度(第二阈值)以上且不超过上限温度的温度区域内的温度的状态持续规定时间(计时器时间)。

因此,除了(4)的效果以外,通过进行将反转制动器r/b的cl2板温度维持在高温区域的温度管理,能够兼顾实现促进离合器磨合和确保离合器寿命这两个效果。

(6)车辆是一种混合动力车辆(fr混合动力车辆),其具有发动机eng和马达(电动发电机mg)来作为驱动源,在发动机eng与马达之间插入安装第一离合器cl1,在马达与驱动轮(左右后轮rl、rr)之间具备作为起步离合器的第二离合器cl2,

离合器磨合控制单元(图5)在存在抑制初始颤振的要求的停车状态时,将马达设为发动机启动马达,预先将第一离合器cl1接合来启动发动机eng,在发动机eng的启动完成后,选择驱动模式(mwsc模式)并开始进行起步离合器磨合控制,在该mwsc模式下,将第一离合器cl1分离并且将第二离合器cl2滑动接合,通过马达的转速控制来进行所述第二离合器的滑动量控制。

因此,除了(5)的效果以外,作为马达转速控制下的滑动量,能够确保与磨合控制的时间缩短相关的大的滑动量。

(7)离合器磨合控制单元(图5)将比规定温度低的温度设为第一阈值、将规定温度设为第二阈值来开始进行起步离合器磨合控制,将滑动量提高至发热比散热高的第一滑动量,保持第一滑动量,直到第二离合器cl2的温度达到第一阈值为止,当第二离合器cl2的温度达到第一阈值时,将滑动量降低至散热与发热平衡的第二滑动量,保持第二滑动量,直到从第二离合器cl2的温度成为第二阈值以上起经过规定时间(计时器时间)为止,当经过规定时间时结束起步离合器磨合控制。

因此,除了(6)的效果以外,通过设为基于cl2滑动量的二级化的离合器磨合控制,能够缩短离合器磨合控制所需的时间,同时即使是偏差最大的区域也能够使第二离合器cl2磨合。

以上,基于实施例1说明了本发明的车辆用起步离合器的磨合控制装置,但关于具体的结构,并不限于该实施例1,只要不脱离权利要求书的各项权利要求所涉及的发明的要旨即可,允许进行设计的变更、追加等。

在实施例1中示出了以下例子:作为起步离合器,设为在选择r档位的后方起步时被滑动接合的反转制动器r/b(第二离合器cl2),将反转制动器r/b设为离合器磨合控制的对象。但是,也可以是以下例子:作为起步离合器,设为在选择d档位的前方起步时滑动接合的低速制动器low/b(第二离合器cl2),将低速制动器low/b设为离合器磨合控制的对象。另外,还可以设为将反转制动器r/b和低速制动器low/b设为离合器磨合控制的对象的例子。也就是说,只要是由插入安装在驱动源与驱动轮之间而在起步时滑动接合的摩擦接合元件形成的起步离合器,就能作为离合器磨合控制的对象。

在实施例1中示出了以下例子:设为使离合器温度为规定温度以上的状态经历规定时间的离合器磨合控制,在车辆停止状态时,设为对反转制动器r/b施加接合扭矩和差旋转来产生摩擦热的滑动接合状态。但是,作为离合器磨合控制,也可以是以下例子:在车辆停止状态时,使利用来自外部发热源的热使起步离合器的温度为规定温度以上的状态经历规定时间。此时,起步离合器的状态既可以设为赋予相对旋转的接触状态,也可以仅设为压接状态,还可以设为分离状态。

在实施例1中,作为离合器磨合控制单元,示出了基于cl2滑动量的二级化的例子,该cl2滑动量的二级化是指在离合器温度低的控制开始时设为第一滑动量,在离合器温度为第一阈值以上时设为第二滑动量(<第一滑动量)。但是,作为离合器磨合控制单元,也可以设为根据离合器温度(cl2板温度)的温度区域将滑动量分为三级以上的例子,还可以是以下例子:无级地施加滑动量,使得离合器温度越高越逐渐减小滑动量。

在实施例1中,示出了将本发明的磨合控制装置应用于具有将第二离合器作为起步离合器的一个马达两个离合器的驱动系统的fr混合动力车辆的例子。但是,本发明的车辆用起步离合器的磨合控制装置也能够应用于具有其它种类的驱动系统的混合动力车辆、装载有自动手动变速机(amt)的发动机车、具备起步离合器的电动汽车、燃料电池车等各种车辆。总之,只要是具备插入安装在驱动源与驱动轮之间而在起步时滑动接合的起步离合器的车辆,就能够应用本发明的磨合控制装置。

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