車輛的鎖止離合器控制裝置的製作方法

2023-05-30 06:03:16

專利名稱：車輛的鎖止離合器控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的鎖止離合器控制裝置，所述車輛的鎖止離合器控制 裝置進行車輛的鎖止離合器控制以及發動機控制，對於所述車輛，變速裝 置經由液力聯軸器等流體傳動裝置連接在裝備有排氣渦輪增壓器的發動機 的輸出軸上，並且在上述流體傳動裝置上安裝有將上述流體傳動裝置的泵 與輪機直接連接的鎖止離合器。
背景技術：
本發明申請人申請的專利文獻1 (日本特開2005-265050號公報)公開 課如下技術 一種動力傳遞裝置，離合器以及變速器經由液力聯軸器，連 接在裝備有排氣渦輪增壓器的發動機的輸出軸上，根據該離合器的連接斷 開，使動力從上述發動機側向變速器側的傳遞連接、斷開，在上述液力聯 軸器上安裝有將上述液力聯軸器的泵和輪機直接連接的鎖止離合器而形成 車輛。
在該動力傳遞裝置中，在帶排氣渦輪增壓器的發動機的輸出軸(曲柄 軸)上連接有液力聯軸器的泵，被來自該泵的流體轉矩驅動的輪機連接在 上述離合器的輸入軸上，在車輛發動時，利用泵和輪機之間的滑動，平穩 地發動。在發動時，使上述離合器處於連接，與液力聯軸器的輪機連接的 上述離合器的輸入軸成為與變速器的輸入軸直接連接的狀態。
然後，在車輛的發動結束，達到低速的一定車速時，為了避免伴隨利 用液力聯軸器的流體進行的動力傳遞而產生的損失，鎖止離合器控制裝置 使上述鎖止離合器連接閉合，將發動機的輸出軸直接連接在離合器的輸入 軸上。
圖5是在上述專利文獻1中公開的、在裝備有排氣渦輪增壓器的發動 機和離合器之間具備將液力聯軸器的泵和輪機直接連接的鎖止離合器的車 輛的行駛控制裝置中的鎖止離合器控制時間線圖。在圖5中，在車輛發動時，經由液力聯軸器進行運轉後，變速器的輸 入軸轉速(其與車速成比例，此外，與液力聯軸器的輪機的轉速相等)到 達鎖止離合器連接條件成立時的轉速(例如900RPM左右)時，鎖止離合 器控制裝置發出鎖止離合器的連接指令，從而該鎖止離合器連接，將發動 機的輸出軸和離合器的輸入軸直接連接在一起。
專利文獻1:日本特開2005-265050號公報
但是，上述專利文獻1那樣的具備帶排氣渦輪增壓器的發動機的車輛 的控制裝置存在如下需要解決的課題。
艮P，在該車輛的控制裝置中，在變速器的輸入軸轉速達到鎖止連接條 件成立時的轉速(例如900RPM左右)時鎖止離合器進行連接，但在用於 驅動車輛的負載高的情況下，在鎖止離合器快要連接之前，發動機轉速(液 力聯軸器的泵的轉速)上升至遠高於(例如1500RPM左右)上述鎖止連接 條件的成立時的轉速(例如900RPM左右)。這是因為，在用於驅動車輛 的負載高時需要加大從液力聯軸器的泵傳遞至輪機的轉矩，為了使泵和輪 機的轉速差大，而使發動機在高負載的狀態下進行運轉。若在此狀態下鎖 止離合器進行連接，則離合器以及變速裝置以後的動力傳動系統的負載急 劇地施加在發動機上，因此，如圖5的AN那樣發動機轉速急劇下降(例 如500 600RPM左右)。
若帶排氣渦輪增壓器的發動機在持續排氣渦輪增壓器的增壓的情況下 轉速急劇下降，則排氣渦輪增壓器出口的供氣壓力急劇上升至與上述急劇 下降後的發動機轉速不匹配的程度。
而且最近，作為上述排氣渦輪增壓器多使用可變容量型排氣渦輪增壓 器，所述可變容量型排氣渦輪增壓器根據發動機負載、發動機轉速等發動 機側的運轉條件使增壓容量變化(使輪機噴嘴角變化)，由此提高增壓效 率，改善發動機的耗油量(燃料消耗率)。
該可變容量型排氣渦輪增壓器如通用的帶廢氣旁通閥的排氣渦輪增壓 器那樣，不能夠使排氣氣體的一部分排出。因此，難於避免供氣壓力的急 劇上升，從而上述的排氣渦輪增壓器出口的供氣壓力急劇上升，此時，排 氣渦輪增壓器有可能進入動作不穩定區域即波動區域。
圖6表示帶排氣渦輪增壓器的柴油機的通常的波動線的一個例子。在圖6中，對於在動作點A通過排氣渦輪增壓器繼續增壓並進行運轉 的發動機，通過上述那樣將鎖止離合器連接，所述發動機的轉速急劇下降， 發動機所需要的空氣量減少，另一方面，若排氣渦輪增壓器的壓縮機出口 的供氣壓力上升(若圖6的壓力比變大)，則易於引起排氣渦輪增壓器中 的壓縮機的動作點移動波動區域的B點，從而產生波動的現象。
因此，尤其對於具備上述的可變容量型排氣渦輪增壓器的發動機，若 因進入上述波動區域，而產生衝擊聲那樣的噪聲或波動程度變大，則有可 能發生排氣渦輪增壓器的壓縮機葉片或輪機葉片產生破損的情況。

發明內容
本發明鑑於這樣的現有技術的課題而做出的，其目的在於提供一種鎖 止離合器控制裝置，能夠防止在具備帶排氣渦輪增壓器的發動機的車輛中， 伴隨鎖止離合器連接時的發動機負載的急劇上升所引起的發動機轉速的急 劇下降而產生的排氣渦輪增壓器的波動，以及因此而產生的噪聲和排氣渦 輪增壓器的壓縮機葉片的破損。
為了達到上述目的，本發明的特徵在於，"一種鎖止離合器控制裝置， 裝備在車輛上，所述車輛經由流體傳動裝置將變速裝置連接在裝備有排氣 渦輪增壓器的發動機的輸出軸上，並且在上述流體傳動裝置上安裝將上述 流體傳動裝置的泵和輪機直接連接的鎖止離合器，該鎖止離合器控制裝置
具備第一計時器單元，設定在上述鎖止離合器的連接條件成立時降低轉
速的目標值使發動機運轉的轉速降低控制時間；以及第二計時器單元，設
定從上述鎖止離合器的連接條件成立時至上述鎖止離合器開始連接為止的 鎖止開始等待時間。"。
本發明如技術方案2所述，優選適用於將液力聯軸器用作上述流體傳 動裝置的車輛。此外，如技術方案3所述，優選在搭載具有可變容量型排 氣渦輪增壓器的發動機的車輛上使用本發明。
發明效果
根據本發明，在變速器的輸入軸轉速達到鎖止離合器的連接條件的成 立轉速時，鎖止離合器控制裝置向上述帶排氣渦輪增壓器的發動機的發動 機控制裝置輸出進行發動機轉速的目標值下降至所設定的轉速之後的運轉的控制指令，並且使第一計時器單元動作設定轉速降低控制時間，所述轉 速降低控制時間用於規定執行在上述連接條件成立之後目標值下降至所設 定的轉速之後的運轉的時間。
在該第一計時器單元中設定的上述轉速降低控制時間內，發動機控制 裝置向發動機輸出使轉速的目標值降低的控制指令。根據該控制指令，向 發動機供給的燃料量減少，輸出降低，發動機的實際轉速隨之降低(或者， 與現有相比大幅地控制了鎖止離合器連接條件成立後的發動機轉速上升)。 而且，伴隨發動機轉速以及輸出的降低，作用於上述排氣渦輪增壓器的排 氣氣體的能量減少，因此，排氣渦輪增壓器的壓縮機所產生的發動機的供
氣壓力以及供氣流量在鎖止離合器進行連接在之前降低(動作點從圖6的 A移動至A1)。
此外，在進行上述的轉速降低控制的同時，上述鎖止離合器控制裝置 通過第二計時器單元，設定從上述鎖止離合器的連接條件成立時至鎖止離 合器開始連接為止的鎖止開始等待時間。在通過第二計時器單元設定的鎖 止開始的時刻，發動機轉速即使因鎖止轉速進一步降低(動作點從圖6的 A1移動至C)，也只是下降至不會面伴隨與此的發動機的供氣系統的壓力 上升而使排氣渦輪增壓器的壓縮機進入波動區域的轉速為止。即，在不受 鎖止負面影響的發動機轉速的適當時刻進行鎖止離合器的連接。
由此，能夠防止因現有技術那樣的鎖止離合器連接時的發動機轉速的 急劇降低以及伴隨與此的發動機的供氣系統的壓力上升而使排氣渦輪增壓 器進入波動區域，能夠防止產生該波動所引起的衝擊聲那樣的噪聲和排氣 渦輪增壓器的壓縮機葉片或輪機葉片破損。


圖1是本發明的車輛的鎖止離合器控制裝置的控制流程圖。 圖2是本發明的實施方式的控制裝置的控制時間線圖。 圖3是車輛(汽車)的動力傳遞裝置及其控制裝置的整體結構圖。 圖4是是可變容量型排氣渦輪增壓器的剖視圖。 圖5是現有技術的控制裝置的控制時機線圖。 圖6是本發明的排氣渦輪增壓器的動作線圖。
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具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。
圖3表示本發明的實施方式的車輛(汽車)的動力傳遞裝置及其控制 裝置的整體結構，在圖3中，該動力傳遞裝置是在軸向上連接後述的具備 可變容量型排氣渦輪增壓器200的發動機(柴油機)1、液力聯軸器2、由 溼式多板離合器構成的離合器3以及變速裝置4而構成的。
上述發動機1的輸出軸la連接在上述液力聯軸器2的泵21上，在與 該泵21相對置的輪機22的輸出側連接有上述離合器3的輸入軸32。
上述離合器3的輸出軸33連接在上述變速裝置4的輸入側，該變速裝 置4的輸出軸41連接在未圖示的車輪上。
此外，在上述液力聯軸器2上安裝有鎖止離合器23，該鎖止離合器23 將連接在上述發動機1的輸出軸la上的上述泵21和連接在上述離合器3 的輸入軸32上的上述輪機22固定連接在一起，在車輛發動之外的情況下， 該鎖止離合器23處於連接，從而上述發動機1的輸出軸la側的上述泵21 與上述離合器3的輸入軸32側的上述輪機22直接連接在一起。
該車輛的控制裝置具有發動機控制裝置5、離合器控制裝置6和變速控 制裝置7構成，其中，所述發動機控制裝置5控制上述發動機1，所述離合 器控制裝置6控制使動力在上述發動機1和變速裝置4之間的動力傳遞連 接斷開的離合器3的動作，所述變速控制裝置7控制上述變速裝置4的動 作；上述發動機控制裝置5、離合器控制裝置6以及變速裝置4相互聯繫進 行動作。
此外，作為上述車輛的控制裝置中的一個裝置，設置有控制上述鎖止 離合器23的連接斷開的鎖止離合器控制裝置50。鎖止離合器控制裝置50 也能夠設置在例如變速控制裝置7中。
上述鎖止離合器控制裝置50在變速裝置4的輸入軸轉速達到鎖止離合 器23的連接條件成立時的轉速時(在鎖止離合器23的連接條件成立時)， 向上述發動機1的發動機控制裝置5輸出進行發動機轉速的目標值下降至 所設定的轉速之後的運轉的控制指令。並且，上述鎖止離合器控制裝置50 具有計時器(Tl) 51 (第一計時器單元)，設定降低轉速的目標值而使上述發動機1運轉的轉速降低控制時間；計時器(T2) 52 (第二計時器單 元)，設定從上述鎖止離合器23的連接條件成立時至該鎖止離合器23開 始連接為止的鎖止開始待機時間。
在上述發動機1中裝備的可變容量型排氣渦輪增壓器200，如圖4那樣 構成，具備容置在輪機殼體204內的輪機203、容置在壓縮機殼體201內的 壓縮機202、將該輪機203和壓縮機202連接在一起的輪機軸205。
並且，在上述輪機殼體204和壓縮機殼體201之間，配置有固定有軸 承206的軸承箱208，該軸承206支撐上述輪機軸205使其自由旋轉，通過 多個螺栓將該輪機殼體204、軸承箱208以及壓縮機殼體201連接在一起。
在該可變容量型排氣渦輪增壓器中，利用導入上述輪機殼體204的渦 形通路204a中的來自上述發動機l的排氣，經由噴嘴208a，驅動輪機203 使其旋轉，通過與該輪機203和輪機軸205同軸安裝的壓縮機202的旋轉 來壓縮空氣，然後作為供給氣體供給至發動機l的缸內。
在使該排氣渦輪增壓器的容量發生變化時，利用未圖示噴嘴驅動裝置 使可變噴嘴機構207動作，使噴嘴208a的葉片角度發生變化。
接著，參照圖1至圖3，說明上述鎖止離合器控制裝置50的動作。
在圖1中，在車輛發動後，鎖止離合器23的連接條件成立時，即在上 述變速裝置4的輸入軸轉速達到鎖止離合器23的連接條件成立時的轉速 (例如卯ORPM)時(步驟(1))，在發動機控制裝置5，鎖止控制時的 發動機控制階段為開始(步驟(2))。
然後，上述鎖止離合器控制裝置50向上述發動機1的發動機控制裝置 5輸出進行發動機轉速的目標值下降至所設定的轉速之後的運轉的控制指 令即發動機轉速要求，並且使上述計時器(Tl) 51動作，設定轉速降低控 制時間，所述轉速降低控制時間用於規定執行目標值下降至所設定的轉速 之後的運轉的時間(步驟(3))。轉速降低控制時間中的上述發動機l的 轉速的目標值由變速裝置4的輸入軸轉速等決定(步驟(4))。
在上述鎖止離合器控制裝置50輸出降低轉速的指令之後，上述計時器 (Tl) 51開始計時，判斷是否經過了上述計時器(Tl) 51所設定的轉速降 低控制時間(步驟(5))。在沒有經過時，繼續進行發動機轉速的目標值 下降至所設定的轉速之後的運轉，在經過了上述計時器(Tl) 51所設定的時間時，鎖止控制時的發動機控制階段結束(步驟(6))。
另一方面，在上述鎖止離合器23的連接條件成立的同時，鎖止離合器 控制裝置50使用於連接鎖止離合器的鎖止控制階段開始(步驟(7))。 在鎖止控制階段下，首先，為了等待上述鎖止離合器23連接的開始， 鎖止離合器控制裝置50通過計時器(T2) 52設定從上述鎖止離合器23的 連接條件成立至鎖止離合器23進行連接的鎖止開始待機時間(步驟(8))。 然後，判斷是否經過了上述計時器(T2) 52的設定時間(步驟(9))， 在確認該設定時間結束的時刻，鎖止離合器控制裝置50開始進行控制，使 鎖止離合器23進行連接(步驟(10))。
接著，確認鎖止離合器23的連接是否完成(步驟(11))，在鎖止離 合器23的連接完成的情況下，終止鎖止控制階段(步驟(12))。在鎖止 離合器23沒有形成連接的情況下，繼續進行控制，使鎖止離合器23進行 連接。
根據以上實施方式，如圖2所示，在變速裝置4的輸入軸轉速達到鎖 止離合器23的連接條件成立時的轉速時，鎖止離合器控制裝置50向控制 帶上述可變容量型排氣渦輪增壓器200的發動機1的發動機控制裝置5輸 出進行發動機轉速的目標值下降至所設定的轉速之後的運轉的控制指令， 並且使計時器(Tl) 51 (第一計時器單元)動作，在上述連接條件成立之 後設定轉速降低控制時間，所述轉速降低控制時間用於規定執行發動機轉 速的目標值下降至所設定的轉速之後的運轉的時間。
在該計時器(Tl) 51中設定的上述轉速降低控制時間內，發動機控制 裝置5向發動機輸出降低至轉速的目標值的控制指令，因此大幅限制向發 動機供給的燃料量，發動機1實際的轉速隨之下降。伴隨發動機的轉速以 及輸出的降低，作用於上述排氣渦輪增壓器200的排氣氣體的能量也變少。 因此，該排氣渦輪增壓器200的轉速降低，壓縮機202的噴出壓力以及流 量，即發動機的供氣壓力以及供氣流量在鎖止離合器23進行連接之前就降 低(動作點從圖6的A移動至A1)。
此外，在進行上述的發動機轉速降低控制的同時，上述鎖止離合器控 制裝置50通過計時器(T2) 52 (第二計時器單元)，使得從上述鎖止離合 器23的連接條件成立時至該鎖止離合器23開始連接為止等待鎖止開始，在上述計時器(T2) 52所設定的鎖止開始的時刻，發動機轉速降低一定轉 速。由於預先降低了發動機轉速，即使通過鎖止進一步降低轉速(動作點 從圖6的Al移動至C)，也不會因伴隨與此的發動機的供氣系統的壓力上 升使排氣渦輪增壓器200的壓縮機202進入波動區域。即，能夠在沒有基 於鎖止的負面影響的發動機轉速的適當時刻進行鎖止離合器的連接。
由此，能夠防止因現有技術那樣的鎖止離合器23進行連接時的發動機 轉速的急劇降低以及伴隨與此的發動機的供氣系統的壓力上升使排氣渦輪 增壓器200進入波動區域的情況，能夠防止產生該波動所引起的衝擊聲那 樣的噪聲和排氣渦輪增壓器200的壓縮機葉片或輪機葉片發生破損的情況。
產業上的可利用性
在上述實施方式中，說明了使用液力聯軸器2的動力傳遞裝置作為流 體傳動裝置，但是在使用轉矩變換器作為流體傳動裝置的AT車上也可以 實施鎖止。因此，本發明還能夠適用於AT車。
此外，上述實施方式是本發明適用於具備帶可變容量型排氣渦輪增壓 器200的發動機的車輛中的情況，本發明不限於此，只要是具備搭載有帶 排氣渦輪增壓器的發動機的鎖止離合器的車輛都可以適用。
權利要求
1.一種鎖止離合器控制裝置，裝備在車輛上，所述車輛經由流體傳動裝置將變速裝置連接在裝備有排氣渦輪增壓器的發動機的輸出軸上，並且在上述流體傳動裝置上安裝將上述流體傳動裝置的泵和輪機直接連接的鎖止離合器，其特徵在於，該鎖止離合器控制裝置具備第一計時器單元，設定在上述鎖止離合器的連接條件成立時降低轉速的目標值而使上述發動機運轉的轉速降低控制時間；以及第二計時器單元，設定從上述鎖止離合器的連接條件成立時至上述鎖止離合器開始連接為止的鎖止開始等待時間。
2. 根據權利要求1所述的鎖止離合器控制裝置，其特徵在於， 使用液力聯軸器作為上述流體傳動裝置。
3. 根據權利要求1或2所述的鎖止離合器控制裝置，其特徵在於， 上述排氣渦輪增壓器是可變容量型排氣渦輪增壓器。
全文摘要
本發明在具備帶排氣渦輪增壓器的發動機，且在動力傳遞裝置中具備流體傳動裝置的車輛中，能夠防止產生流體傳動裝置的鎖止離合器連接時的排氣渦輪增壓器的波動。在本發明中，在對連接在帶排氣渦輪增壓器的發動機(1)上的流體傳動裝置進行鎖止的鎖止離合器的連接條件成立時，在進行鎖止之前，在一定時間內執行發動機的轉速目標值降低後的運轉，從而避免伴隨鎖止時發動機轉速下降而產生波動。因此，鎖止離合器控制裝置(50)具有第一計時器單元(51)，設定進行發動機轉速目標值的降低運轉的時間；第二計時器單元(52)，設定等待鎖止開始的時間。
文檔編號F16H61/14GK101542167SQ20078004352
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月19日 優先權日2006年11月24日
發明者巖男信幸, 田口修司 申請人:五十鈴自動車株式會社