CN101636605A - 带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置 - Google Patents

带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置 Download PDF

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CN101636605A CN200880009084A CN200880009084A CN101636605A CN 101636605 A CN101636605 A CN 101636605A CN 200880009084 A CN200880009084 A CN 200880009084A CN 200880009084 A CN200880009084 A CN 200880009084A CN 101636605 A CN101636605 A CN 101636605A
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岩濑正克
村上信一朗
筒井洋
西川雅彦
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Abstract

当变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上时，与变矩器、发动机的特性无关地，通过使自动变速器降挡，容易地防止工作油的温度过上升。当变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上时，使自动变速器降挡，并禁止升挡。基于以低挡位行驶时的发动机转速、发动机扭矩、自动变速器的输入轴转速、变矩器的性能曲线图，计算升挡后的预测输入轴转速和预测输入扭矩。基于预测输入轴转速、预测输入扭矩以及性能曲线图，计算预测速度比和预测容量系数。利用该预测输入轴转速、预测速度比、预测容量系数，计算升挡后的每单位时间的预计发热量。当每单位时间的预计发热量变成下限值以下时，不禁止升挡。

Description

带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置
技术领域
本发明涉及带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，其在经由变矩器而接收发动机的输出的带变矩器的车辆用自动变速器中，防止变矩器的工作油的温度过度上升。
背景技术
在专利文献1中记载有在经由变矩器输入发动机的旋转的自动变速器中检测变矩器的过热的内容。由此，由用于对自动变速器的工作油的温度进行检测的传感器来检测工作油的温度，由用于对自动变速器的输入轴转速进行检测的传感器来检测输入轴转速，由用于对发动机转速进行检测的传感器来检测发动机转速。求出根据作为输入轴转速和发动机转速之比的速度比、发动机转速以及变矩器的性能曲线图而得出的设定时间内的变矩器的发热量与该设定时间内的变矩器的散热量之间的相差热量，在传感器在该设定时间之前检测出的工作油的温度上依次加上该相差热量所引起的变矩器内的工作油的上升温度，从而推算变矩器内的工作油的温度。
然后，当根据所推算的变矩器内的工作油的温度检测变矩器的过热时，对自动变速器的变速图的变速曲线进行变更以使低挡易于被选择，或者对变矩器的锁止线进行变更以使锁止区域变大。
专利文献1：JP特开平8-42660号公报(段落[0009]～[0017]以及[图2])。
发明内容
发明要解决的课题
但是，为了对自动变速器的变速图的变速曲线进行变更以使低挡易于被选择，或者为了对锁止线进行变更以使锁止区域变大，每次变矩器、发动机的特性不同的情况下，都需要符合各特性地设定上述变速曲线或锁止线，从而需要很大的劳力和时间。
本发明是为了解决上述课题而作出的，当变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上时，与变矩器、发动机的特性无关地，通过使自动变速器降挡，从而容易地防止变矩器内的工作油的温度过度上升。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，第一技术方案的发明的结构上的特征是，一种带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，经由变矩器被输入发动机的旋转，具有：油温检测单元，用于检测所述变矩器的工作油的温度，发热量计算单元，利用以高挡位行驶时的发动机转速、所述自动变速器的输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系，计算所述变矩器的每单位时间的发热量，降挡控制单元，在所述油温检测单元所检测出的所述变矩器内的工作油的检测温度超过控制开始温度时，在直到变成比该控制开始温度低规定温度的控制结束温度以下的期间内，若所述变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上，则使所述自动变速器从高挡位降挡为低挡位，并且禁止从所述低挡位升挡为所述高挡位，预计发热量计算单元，用于计算从所述低挡位升挡为所述高挡位后的所述变矩器的每单位时间的预计发热量，升挡禁止解除单元，当所述每单位时间的预计发热量变成下限值以下时，不禁止从所述低挡位升挡为所述高挡位。
第二技术方案的发明的结构上的特征是，在第一技术方案的基础上，所述预计发热量计算单元根据以所述低挡位行驶时的所述变矩器的速度比与扭矩比之间的关系、所述发动机转速、发动机扭矩、所述输入轴转速，计算以所述低挡位行驶时的车速和自动变速器的输出扭矩以相同的状态升挡为所述高挡位时的自动变速器的预测输入轴转速以及预测输入扭矩，并利用该预测输入轴转速以及预测输入扭矩，基于所述变矩器的速度比与扭矩比、容量系数之间的关系，计算预测速度比以及预测容量系数，还利用所述预测输入轴转速、预测速度比以及预测容量系数，计算升挡为所述高挡位后的所述变矩器的每单位时间的预计发热量。
第三技术方案的发明的结构上的特征是，在第一或第二技术方案的基础上，所述预计发热量计算单元预先求得以所述低挡位行驶时的车速和自动变速器的输出扭矩以相同的状态升挡为所述高挡位时的所述变矩器的每单位时间的预计发热量与在以所述低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量之间的关系，然后将该关系存储在存储单元中，基于所述发动机转速、所述输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系，计算以低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量，并基于存储在所述存储单元中的升挡为所述高挡位时的所述变矩器的每单位时间的预计发热量和以所述低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量之间的关系，计算升挡为高挡位时的变矩器的每单位时间的预计发热量。
第四技术方案的发明的结构上的特征是，在第一至第三技术方案中任一技术方案的基础上，所述油温检测单元由油温传感器和油温计算单元构成，其中，所述油温传感器设置在所述变矩器的工作油的循环回路上，所述油温计算单元利用基于所述发动机转速、所述输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系而计算出的所述变矩器的每单位时间的发热量和所述油温传感器所检测出的工作油的温度，计算所述变矩器内的工作油的推算温度。
第五技术方案的发明的结构上的特征是，在第一至第四技术方案中任一技术方案的基础上，所述降挡判定控制单元在检测到所述变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上且加速器被踩踏时，使所述自动变速器从高挡位降挡为低挡位。
发明的效果
在如上所述地构成的第一技术方案的发明中，在从变矩器的工作油的温度超过控制开始温度至变成比该控制开始温度低规定温度的控制结束温度以下的期间，若基于以高挡位行驶时的变矩器的速度比与容量系数之间的关系、发动机转速、自动变速器的输入轴转速而计算出的变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上，则使自动变速器从高挡位降挡为低挡位，并且禁止从低挡位升挡为高挡位。
而且，计算从低挡位升挡为高挡位后的变矩器的每单位时间的预计发热量，当该升挡后的变矩器的每单位时间的预计发热量变成下限值以下时，不禁止从低挡位升挡为高挡位。
由此，不需要在变矩器、发动机的特性每次发生变化时，花费很大劳力和时间来适于各特性地设定变速图的变速曲线，以容易选择低挡，从而不拘泥于变矩器、发动机的特性，能够容易地且以低成本地防止变矩器内的工作油的温度过上升。
而且，在以低挡位行驶时，计算升挡为高挡位时的每单位时间的预计发热量，在该每单位时间的预计发热量为下限值以上的期间内禁止升挡，因此能够可靠地防止变矩器内的工作油的温度过上升。
在第二技术方案的发明中，基于被降挡而以低挡位行驶时的变矩器的速度比与扭矩比之间的关系、发动机转速、发动机扭矩、自动变速器的输入轴转速，计算升挡为高挡位后的自动变速器的预测输入轴转速和预测输入扭矩，并利用该预测输入轴转速和预测输入扭矩，基于变矩器的速度比与扭矩比、容量系数之间的关系计算预测速度比和预测容量系数。利用该预测输入轴转速、预测速度比以及预测容量系数计算升挡为高挡位后的变矩器的每单位时间的预计发热量，当该升挡后的变矩器的每单位时间的预计发热量变成下限值以下时，不禁止从低挡位升挡为高挡位，因此能够可靠地防止变矩器内的工作油的温度过上升。
在第三技术方案的发明中，预先求出升挡为高挡位时的所述变矩器的每单位时间的预计发热量和以低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量之间的关系，然后将该关系存储在存储单元中。基于发动机转速、自动变速器的输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系，计算以低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量，并基于存储在所述存储单元中的所述每单位时间的预计发热量和所述每单位时间的发热量之间的关系，计算升挡为高挡位时的变矩器的每单位时间的预计发热量。
由此，能够大大减轻计算升挡为高挡位后的每单位时间的预计发热量的计算负荷。
在第四技术方案的发明中，利用基于变矩器的速度比与容量系数之间的关系、发动机转速、自动变速器的输入轴转速而计算出的变矩器的每单位时间发热量和设置在变矩器的工作油的循环回路上的油温传感器所检测出的工作油的温度，计算变矩器内的工作油的推算温度，并将该推算温度作为所述变矩器的工作油的温度，因此能够正确推算变矩器内的工作油的温度，从而能够可靠地防止变矩器内的工作油的温度过上升。
在第五技术方案的发明中，所述降挡判定控制单元在所述变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上且驾驶员踩踏了加速器时，使自动变速器从高挡位降挡为低挡位，因此不会因为自动变速器急速变速而使驾驶员感觉到不协调。
附图说明
图1是具有本发明的变矩器的油温过度上升防止装置的带变矩器的车辆用自动变速器的简图。
图2是变矩器的剖面图。
图3是表示各变速挡的制动器以及离合器的工作表的图。
图4是表示电子控制装置的框图。
图5是表示变速图的图。
图6是表示油温计算程序的图。
图7是表示变矩器的性能曲线图的图。
图8是表示油温过度上升防止程序的图。
图9是表示变矩器的油温过度上升防止装置的工作的时间图。
图10是在变矩器的油温过度上升防止装置的工作中记录了加速器的踩踏的时间图。
图11是以C×K/E2为指标(index)求出变矩器的速度比E、扭矩比K、容量系数C的表。
图12是表示每单位时间的发热量dQ和每单位时间的预计发热量dQp之间的关系的图。
附图标记说明
10…自动变速器，11…发动机，12…变矩器，14…输入轴，15…减速用行星齿轮，16…变速用行星齿轮，17…输出轴，20…前盖，21…泵壳，24…泵轮，25…涡轮叶轮，26…涡轮，27…导轮，28…导轮轴，29…结合构件，34…锁止离合器，35…活塞，37…减震装置，39…循环回路，40…油压泵，41…压力控制阀，42…油温传感器，43…电子控制装置，44…发动机ECU，45…发动机转速传感器，46…输入轴转速传感器，47…输出轴转速传感器，48…挡位传感器，49…节流阀开度传感器，60…油温计算程序(油温计算单元)，70…油温过度上升防止程序。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的第一实施方式进行说明。在图1中，10是自动变速器，对被汽车的发动机11驱动而旋转的变矩器12的输出旋转进行变速，然后将其传递至省略图示的驱动轮。自动变速器10由在安装于车体上的变速箱13内依次被支撑在共同轴线上的输入轴14，减速用行星齿轮15，变速用行星齿轮16，输出轴17，第一、第二、第三离合器C-1、C-2、C-3，第一、第二制动器B-1、B-2以及单向离合器F-1等构成。自动变速器10通过有选择地使第一至第三离合器C-1～C-3以及第一、第二制动器B-1、B-2接合分离，实现前进6个挡、后退1个挡的各变速挡。
在图2中，变矩器12的壳体19由焊接成一体的前盖20、泵壳21以及带凸缘的圆筒部22等构成，所述壳体19借助带凸缘的圆筒部22而被支撑在变速箱13上，且能够旋转。通过螺钉将发动机11的传动板(drive plate)固定在设置于前盖20上的设置挡块(set dog)23上，由此使壳体19与发动机11的输出轴连接。
在泵壳21的内侧设置有泵轮24，该泵轮24与设置在涡轮叶轮25上的涡轮26相对置。涡轮叶轮25与结合构件29的凸缘部的一个侧面接触，其中，该结合构件29与输入轴14花键连接成一体，用铆钉将上述涡轮叶轮25和与结合构件29的凸缘部的另一个侧面接触的后述的弹簧保持板31一起固定在结合构件29上。在泵轮24和涡轮26之间的下方空间配置有导轮27，导轮27固定在单向离合器30的外座圈(outer race)上，在带凸缘的圆筒部22的凸缘内侧面和结合构件29的侧端面之间通过推力轴承来支撑上述导论27。在固定在变速箱13内的导轮轴28的内周，通过滚针轴承支撑输入轴14，且使输入轴14能够旋转，在外周花键连接有单向离合器30的内座圈(innerrace)。由此，泵轮24被发动机11驱动而旋转，向涡轮26送出工作油，导轮27受工作油的反作用力，从而将旋转扭矩传递至涡轮26。
该工作油的一部分从变矩器12内流出，在变矩器12的循环回路39内循环，从而在变矩器12内环流。即，在通过冷却器将从变矩器12流出的工作油进行冷却后，通过被发动机11驱动而旋转的油压泵40将上述冷却的工作油取上来，并通过压力控制阀41对该工作油进行压力控制，从而使其在泵壳21的内径侧环流。在压力控制阀41的阀体内部设置有油温传感器42，该油温传感器42用于检测向变矩器12供给的工作油的温度。
35是锁止离合器34的活塞，通过密封构件36而密封在结合构件29的圆筒部上，且可滑动地嵌合在结合构件29的圆筒部上。活塞35的扩展部与壳体19的前盖20的内侧面相对，而且向半径方向延伸，在与前盖20的内端面的外周附近相对的前端面部分上粘贴有摩擦构件38。活塞35的外缘部和结合构件29的外周部通过减震装置37而连接在一起。将减震装置37配置成与通过铆钉而结合在结合构件29上的弹簧保持板31和与活塞35的扩展部花键连接的板32可相对旋转，上述减震装置37受压缩弹簧33的弹簧力而被保持在平衡位置(neutral position)。当被压力控制阀41控制压力从而向泵壳21的内径侧环流的工作油的压力以及变矩器12内的压力变高时，锁止离合器34使活塞35前进，使摩擦构件38按压前盖20的内端面，从而使与发动机11的输出轴连接的变矩器12的壳体19和与自动变速器10的输入轴14花键连接的结合构件29连接。
在自动变速器10的减速行星齿轮15中，第一齿圈R1与输入轴14连接，第一太阳齿轮S1固定在变速箱13内并受反作用力，被第一行星架C1支撑的小齿轮与第一齿圈R1和第一太阳齿轮S1啮合。自动变速器10的变速行星齿轮16具有大直径的第二太阳齿轮S2、小直径的第三太阳齿轮S3、直接与第二太阳齿轮S2啮合且通过小齿轮P3与第三太阳齿轮S3啮合的长齿小齿轮P2、用于支撑长齿小齿轮P2以及小齿轮P3的第二行星架C2C3、与长齿小齿轮P2啮合且与输出轴17连接的第二齿圈R2R3。
减速行星齿轮15的第一行星架C1通过第一离合器C-1与变速行星齿轮16的第三太阳齿轮S3连接，并且通过第三离合器C-3与第二太阳齿轮S2连接。变速行星齿轮16的第二太阳齿轮S2与第一制动器B-1连接，第二行星架C2C3通过第二离合器C-2与输入轴14连接，并且该第二行星架C2C3与被变速箱13支撑的单向离合器F-1以及第二制动器B-2并列连接。
自动变速器10的各离合器、制动器以及单向离合器的接合、分离与各变速挡之间的关系如图3的接合表所示。接合表中的○记号表示接合，无记号表示分离，△记号表示仅在发动机制动时的接合。
从图2可知，第一挡(1st)是通过第一离合器C-1的接合和单向离合器F-1的自动接合来实现的。通过减速行星齿轮15对输入轴14的旋转进行减速后的第一行星架C1的旋转通过第一离合器C-1被输入至变速行星齿轮16的第三太阳齿轮S3，被单向离合器F-1阻止了反转的第二行星架C2C3承受反作用力，第二齿圈R2R3的旋转以最大传动比被减速，然后被输出至输出轴17。
第二挡(2nd)是通过第一离合器C-1和第一制动器B-1的接合来实现的。通过减速行星齿轮15对输入轴14的旋转进行减速后的第一行星架C1的旋转经由第一离合器C-1被输入至变速行星齿轮16的第三太阳齿轮S3，由于第一制动器B-1的接合而被阻止了旋转的第二太阳齿轮S2承受反作用力，第二齿圈R2R3的旋转被减速为第二挡，然后被输出至输出轴17。此时的传动比小于第一挡(1st)。
第三挡(3rd)是通过第一以及第三离合器C-1、C-3的接合来实现的。通过减速行星齿轮15对输入轴14的旋转进行减速后的第一行星架C1的旋转通过第一以及第三离合器C-1、C-3被同时输入至第三以及第二太阳齿轮S3、S2，使变速行星齿轮16处于直接连接状态，从而第二齿圈R2R3以与第一行星架C1相同的转速旋转，并且第二齿圈R2R3的旋转被输出至输出轴17。
第四挡(4th)是通过第一以及第二离合器C-1、C-2的接合来实现的。输入轴14的旋转通过第二离合器C-2被直接输入至变速行星齿轮16的第二行星架C2C3，通过减速行星齿轮15对输入轴14的旋转进行减速后的第一行星架C1的旋转通过第一离合器C-1被输入至变速行星齿轮16的第三太阳齿轮S3，第二齿圈R2(R3)的旋转被减速为输入轴14与第一行星架C1的中间转速，然后被输出至输出轴17。
第五挡(5th)是通过第二以及第三离合器C-2、C-3的接合来实现的。输入轴14的旋转通过第二离合器C-2被直接输入至变速行星齿轮16的第二行星架C2C3，通过减速行星齿轮15对输入轴14的旋转进行减速后的第一行星架C1的旋转通过第三离合器C-3被输入至变速行星齿轮16的第二太阳齿轮S2，第二齿圈R2R3的旋转被提速为第五挡，然后被输出至输出轴17。
第六挡(6th)是通过第二离合器C-2和第一制动器B-1的接合来实现的。输入轴14的旋转通过第二离合器C-2被直接输入至变速行星齿轮16的第二行星架C2C3，由于第一制动器B-1的接合而被阻止了旋转的第二太阳齿轮S2承受反作用力，第二齿圈R2R3的旋转被提速为第六挡，然后被输出至输出轴17。
后退挡(R)是通过第三离合器C-3和第二制动器B-2的接合来实现的。通过减速行星齿轮15对输入轴14的旋转进行减速后的第一行星架C1的旋转经由第三离合器C-3被输入至变速行星齿轮16的第二太阳齿轮S2，由于第二制动器B-2的接合而被阻止了旋转的第二行星架C2C3承受反作用力，第二齿圈R2R3进行反转，然后第二齿圈R2R3的旋转被输出至输出轴17。
基于图4所示的框图对电子控制装置43进行说明。电子控制装置43是具有CPU、RAM、ROM、输入输出接口的所谓的微型计算机，CPU利用RAM的临时存储功能，按照预先存储在ROM中的程序对输入信号进行处理，并发送输出信号。即，电子控制装置43从油温传感器42、发动机转速传感器45、输入轴转速传感器46、输出轴转速传感器47、挡位传感器48、节流阀开度传感器49等接收各检测信号，执行变速控制、锁止接合控制等，其中，上述油温传感器42对向变矩器12供给的工作油的温度进行检测；上述发动机转速传感器45对发动机11的旋转被传递到的变矩器12的发动机转速Ne进行检测；上述输入轴转速传感器46对输入轴14的输入轴转速Ni进行检测；上述输出轴转速传感器47对输出轴17的转速Nv进行检测；上述挡位传感器48在手动阀位于前进挡D时将检测信号D发送出去；上述节流阀开度传感器49对加速器的踩踏量Ss进行检测；上述变速控制为了按照车辆的行驶状态自动地切换自动变速器10的排挡(gear shift)来实现各变速挡，选择性地接合第一、第二、第三离合器C-1、C-2、C-3和第一、第二制动器B-1、B-2；上述锁止接合控制对锁止离合器34的接合状态进行控制。
在变速控制中，按照设定在V-TH平面上的变速图的变速曲线，求出最适合当前驾驶状态的变速挡，其中，在上述V-TH平面上，横轴为输出轴转速传感器47所检测出的根据输出轴17求得的车速V，纵轴为节流阀开度传感器49所检测出的节流阀开度TH。在示出了一部分内容的图5的变速图50中，用实线表示通常从第二挡升挡为第三挡的2-3升挡线51，用虚线表示通常从第三挡降挡为第二挡的3-2降挡线52。因此，若车速与节流阀开度的状态从2-3升挡线51的左侧区域向右侧区域转移，则从第二挡升挡为第三挡，若从3-2降挡线52的右侧区域向左侧区域转移，则从第三挡降挡为第二挡。
在锁止接合控制中，按照设定在V-TH平面上的锁止线53，使锁止离合器34接合，从而使变矩器12的壳体20和自动变速器10的输入轴14连接。在图5中，3LU锁止线53与纵轴平行，上述3LU锁止线53表示在第三挡锁止离合器34被接合的车速V。因此，在自动变速器10达到第三挡的状态下，若车速V向车速比3LU锁止线53高的高速侧移动，则锁止离合器34被接合，若向低速侧移动，则锁止离合器34被分离。
而且，电子控制装置43以1个任务时间(task time)dH为间隔重复执行图6所示的油温计算程序60，从而计算变矩器12内的工作油的推算油温T。电子控制装置43输入发动机转速传感器45所检测出的发动机11的转速Ne、输入轴转速传感器46所检测出的自动变速器10的输入轴14的转速Ni、输出轴转速传感器47所检测出的输出轴17的转速Nv、油温传感器42所测定的工作油的温度Ts以及从挡位传感器48发送的检测信号(步骤S61)，判断输出轴转速Nv是否以规定转速以上的转速持续了规定时间Ha以上的时间(步骤S62)，且判断锁止离合器34是否连续连接规定时间Hb以上的时间(步骤S63)，还判断是否位于前进挡D(步骤S64)。若在步骤S62和S63中的某个步骤中为“是”或者在步骤S64中为“否”，则将变矩器12内的工作油的推算油温T设定为油温传感器42所检测出的工作油的油温Ts(步骤S65)。若在步骤S62、S63中均为“否”且在步骤S64中为“是”，则在步骤S66中对变矩器12内的工作油的推算油温T进行计算。
即，利用发动机转速Ne、输入轴转速Ni以及图7所示的变矩器12的性能曲线图中的速度比E(＝Ni/Ne)与容量系数C之间的关系，通过dQ＝A×C×Ne2×(Ne-Ni)计算变矩器12内的每单位时间的发热量dQ。然后，该每单位时间的发热量dQ乘以1个任务时间dH，从而计算1个任务时间dH期间内的变矩器12内的发热量。在1任务时间dH期间内，向扭矩转换器12内流入工作油，该工作油的温度为由设置在循环回路39上的温度传感器42测定的1个任务时间开始时的温度Ts，并且从变矩器12内流出温度为推算温度T的工作油。由此，若将考虑到在循环回路39中循环的工作油的流量、工作油的比热等因素的设定值设为B，则在1个任务时间dH期间内从变矩器12内放出的热量为B×(T-Ts)×dH。因此，在1个任务时间dH期间内，变矩器12放出吸收的热量差∑Q为∑Q＝{A×C×Ne2×(Ne-Ni)-B×(T-Ts)}×dH，若将变矩器12内的工作油的热容量为P，则1个工作dH期间内的推算温度T的变化量dT为dT＝∑Q/P。而且，经过1个任务后的变矩器12内的推算温度T是在1个任务开始时的推算温度T加上1个工作dH期间内的推算温度T的变化量dT而得到的值(T＝T+dT)与经过1个任务时由油温传感器42测定的工作油的油温Ts中的大的一方。图7的表示变矩器12的速度比E(＝Ni/Ne)与容量系数C、扭矩比之间的关系的性能曲线图被存储在电子控制装置43的ROM中。
该油温计算程序60构成油温计算单元60，该油温计算单元60利用基于变矩器12的速度比E与容量系数C之间的关系、发动机转速Ne、自动变速器10的输入轴转速Ni而计算出的变矩器12的每单位时间的发热量dQ，和油温传感器42所检测出的工作油的温度Ts，来计算变矩器12内的工作油的推算温度T。而且，由油温传感器42和油温计算单元60构成用于对变矩器12的工作油的温度进行检测的油温检测单元。
电子控制装置43以1个任务时间dH为间隔重复执行图8所示的油温过度上升防止程序70，从而防止变矩器12内的工作油的油温过度上升。
在图5的V-TH平面上记载有表示变矩器12的每单位时间的发热量dQ的上限值的等发热上限线54以及表示下限值的等发热下限线55。在以第三挡行驶的情况下，在变矩器12内的工作油的推算温度T超过控制开始温度时，在直到温度变成比该控制开始温度低规定温度的控制结束温度以下的期间内，若变矩器12的每单位时间的发热量dQ达到上限值以上，则变矩器12内的工作油的温度有可能过度上升，因此使自动变速器10从作为高挡位的第三挡降挡为作为低挡位的第二挡。即，若每单位时间的发热量dQ增加而移动至被发热量上限线54、3-2降挡线52以及3LU锁止线53包围的区域内，则即使车速V和节流阀开度TH位于3-2降挡线52的第三挡侧，自动变速器10也从第三挡降挡为第二挡，禁止从第二挡升挡为第三挡。
假设车速V以及作用于自动变速器10的输出轴17的驱动扭矩Jo与以第二挡行驶时的车速V以及驱动扭矩Jo相同，计算从第二挡升挡为第三挡时的变矩器12的每单位时间的预计发热量dQp，当该每单位时间的预计发热量dQp移动至比变矩器12的每单位时间的发热量的下限值小的区域时，不禁止从第二挡向第三挡升挡。由此，在车速V和节流阀开度TH的状态位于2-3升挡线51的右侧区域时，如果每单位时间的预计发热量dQp移动至比变矩器12的每单位时间的发热量的下限值小的区域，则从第二当升挡为第三挡。
电子控制装置43判断通过油温计算程序60计算出的变矩器12内的工作油的推算温度T是否超过控制开始温度(步骤S71)，当超过时，在直到工作油的推算温度T达到比控制开始温度低规定温度的控制结束温度以下的期间内(步骤S73)，如图9的时间图所示，将控制标志(control flag)置为打开(ON)，执行排挡控制步骤S72(步骤S72)。滞后(hysteresis)地将结束排挡控制时的控制结束温度设定为比控制开始温度低规定温度，这是为了防止波动地执行排挡控制。
在排挡控制中，将发动机转速传感器45所检测出的发动机11的转速Ne、输入轴转速传感器46所检测出的自动变速器10的输入轴14的转速Ni、输出轴转速传感器47所检测出的输出轴17的转速Nv、油温传感器42测定出的工作油的温度Ts(步骤S721)进行输入，利用发动机转速Ne、输入轴转速Ni以及图7所示的变矩器12的速度比E与容量系数C之间的关系，通过dQ＝A×C×Ne2×(Ne-Ni)来计算变矩器12的每单位时间的发热量dQ(步骤S722)。当该每单位时间的发热量dQ达到上限值以上时(步骤S723)，变矩器12内的工作油的温度很快过度上升到容许值以上，因此，对于自动变速器10，即使没有从变速图50上得到降挡的指令，也如图9的时间图的点80所示地从第三挡降挡为第二挡(步骤S724)。此时，将升挡禁止标志置为打开(ON)，禁止从第二挡向第三挡升挡(步骤S725)。
即使在图10的时间图中的点82上加速器被踩踏从而在变速图上判断为降挡，由于在点80已从第三挡降挡为第二挡，因此也不会再降挡。另外，即使在其后的点83上加速器被松开从而在变速图上判断为升挡，由于已将升挡禁止标志置为打开(ON)，因此也不会升挡。
若在步骤723中每单位时间的发热量dQ低于上限值，则不降挡而结束排挡控制。
在此构成如下的发热量计算单元，该发热量计算单元通过步骤S721、S722，利用正在以高挡位行驶的发动机转速Ne、自动变速器10的输入轴转速Ni以及上述变矩器12的速度比E和容量系数C之间的关系，计算变矩器12的每单位时间的发热量dQ。
在此构成如下的降挡控制单元，该降挡控制单元通过步骤S723、S724、S725，在油温检测单元42、60所检测出的变矩器12内的工作油的检测温度超过控制开始温度时，在温度达到比该控制开始温度低规定温度的控制结束温度以下的期间内，若变矩器12的每单位时间的发热量dQ达到上限值以上，则使自动变速器10从高挡位降挡为低挡位，禁止从低挡位升挡为高挡位。
在如此地被降挡从而以第二挡行驶时，假设车速V以及从自动变速器10的输出轴17输出的输出扭矩Jo与以第二挡行驶时的车速V以及输出扭矩Jo相同，电子控制装置43计算从第二挡升挡为第三挡时的变矩器12的每单位时间的预计发热量dQp(步骤S726)。为此，首先计算自动变速器10的预测输入轴转速Nip以及预测输入扭矩Jip。将与当前的以第二挡行驶时的车速V相当的输出轴17的输出轴转速Nv乘以自动变速器10的以第三挡行驶时的传动比Gr3，通过公式Nip＝Nv×Gr3/Gr2来求得升挡为第三挡时的预测输入轴转速Nip。
基于以第二挡行驶时由发动机11输出的发动机扭矩Je来计算预测输入扭矩Jip。从图7所示的变矩器12的性能曲线图求得在以第二挡行驶时的速度比E(＝Ni/Ne)的条件下的容量系数C，将该容量系数C乘以发动机转速Ne平方，从而求得该发动机扭矩Je。即，基于变矩器12的性能曲线图的速度比E和扭矩比K(＝Ji/Je)之间的关系，通过公式Ji＝K×Je来计算当前的以第二挡行驶时的输入扭矩Ji，将输入扭矩Ji乘以第二挡的传动比Gr2，通过公式Jo＝Ji×Gr2来计算输出扭矩Jo。假设即使升挡为第三挡该输出扭矩Jo也不变，将输出扭矩Jo除以以第三挡行驶时的传动比Gr3，通过公式Jip＝K×Je×Gr2/Gr3来求得以第三挡行驶时的预测输入扭矩Jip。
此外，也可以从控制发动机11的发动机ECU44向电子控制装置43输入该发动机扭矩Je。另外，将以第二挡行驶时的输入轴转速Ni除以自动变速器10的以第二挡行驶时的传动比Gr2来求得与当前的以第二挡行驶时的车速V相当的输出轴17的输出轴转速Nv。
假设车速V以及作用于自动变速器10的输出轴17的输出扭矩Jo与以第二挡行驶时的车速V以及输出扭矩Jo相同，以C×K/E2为指标(index)求得从第二挡升挡为第三挡的状态下的变矩器12的容量系数C、扭矩比K、速度比E。在将以第三挡行驶时的预测输入扭矩Jip除以预测输入轴转速Nip平方的公式Jip/Nip2中代入预测容量系数Cp＝Jep/Nep2、预测速度比Ep＝Nip/Nep、预测扭矩比Kp＝Jip/Jep时，成为Jip/Nip2＝Cp×Kp/Ep2，通过将预测输入扭矩Jip除以预测输入轴转速Nip平方能够求得以第三挡行驶时的Cp×Kp/Ep2。基于图7的性能曲线图预先计算变矩器12的C×K/E2，其结果表示在图11的表中并存储在ROM中。
然后，在Jip/Nip2中代入预测输入扭矩Jip(＝Ji×Gr2/Gr3)以及预测输入轴转速Nip(＝Nv×Gr3)，即，通过公式Ji×Gr2/(Nv2×Gr33)计算上述以第三挡行驶时的Cp×Kp/Ep2，以Cp×Kp/Ep2的值作为指标，基于表10求得以第三挡行驶时的预测速度比Ep、预测容量系数Cp。基于该预测速度比Ep，通过Nep＝Nip/Ep来计算预测发动机转速Nep。
通过公式dQp＝A×Cp×Nep2×(Nep-Nip)来计算从第二挡升挡为第三挡时的变矩器12的每单位时间的预计发热量dQp(步骤S726)，当该每单位时间的预计发热量dQp变成变矩器12的每单位时间的发热量的下限值以下时，如图9的时间图的点81所示，撤消升挡禁止标志，不禁止从第二挡升挡为第三挡(步骤S27)。因此，如果在图5所示的2-3升挡线51的右侧且3LU锁止线53的左侧区域中，每单位时间的预计发热量dQp减少从而变成发热量下限线55以下，则撤消升挡禁止标志，被降挡为第二挡的自动变速器10被升挡为第三挡。若每单位时间的预计发热量dQp在2-3升挡线51和3-2降挡线54之间变成发热量下限线55以下，则撤消升挡禁止标志，但是被降挡为第二挡的自动变速器10不会被升挡为第三挡。另外，当每单位时间的预计发热量dQp位于发热量上限线54和发热量下限线55之间时，在车速V上升到3LU锁止线53以上的情况下，若驾驶状态位于2-3升挡线51的右侧区域，则撤消升挡禁止标志，被降挡为第二挡的自动变速器10被升挡为第三挡，若驾驶状态位于2-3升挡线51的左侧区域，则撤消升挡禁止标志，但是被降挡为第二挡的自动变速器10不会被升挡为第三挡。
在发热量上限线54和发热量下限线55之间，发挥用于防止反复降挡、升挡的滞后功能，在每单位时间的预计发热量dQp超过每单位时间的发热量的下限值的期间禁止升挡。
在此构成如下的预计发热量计算单元，该预计发热量计算单元通过步骤S726，基于以低挡位行驶时的变矩器12的速度比E和扭矩比K之间的关系、发动机转速Ne、发动机扭矩Je、输入轴转速Ni，计算以低挡位行驶时的车速V和自动变速器10的输出扭矩To以相同的状态升挡为高挡位时的自动变速器10的预测输入轴转速Nip以及预测输入扭矩Jip，并利用该预测输入轴转速Nip以及预测输入扭矩Jip，基于变矩器12的速度比E与扭矩比K、容量系数C之间的关系，计算预测速度比Ep以及预测容量系数Cp，还利用预测输入轴转速Nip、预测速度比Ep以及预测容量系数Cp，计算升挡为高挡位后的变矩器12的每单位时间的预计发热量dQp。
在此构成如下的升挡禁止解除单元，该升挡禁止解除单元通过步骤S727、S728，当每单位时间的预计发热量dQp变成下限值以下时，不禁止从低挡位升挡为高挡位。
在上述第一实施方式中，假设在升挡为第三挡时，车速V以及从自动变速器10的输出轴17输出的输出扭矩Jo与以第二挡行驶时的车速V以及输出扭矩Jo相同，基于以第二挡行驶时的发动机扭矩Je、输出轴转速Nv以及变矩器12的性能曲线图，计算以第三挡行驶时的自动变速器10的预测输入轴转速Nip以及预测输入扭矩Jip，并基于该预测输入轴转速Nip、预测输入扭矩Jip以及变矩器12的性能曲线图，计算升挡为第三挡后的变矩器12的预测速度比Ep、预测扭矩比Kp以及预测容量系数Cp，从而按照任务时间计算每单位时间的预计发热量dQp。按照任务时间计算每单位时间的预计发热量dQp对电子控制装置43带来相当大的负担。
因此，例如将以第二挡行驶时的发动机转速Ne作为参数，如上所述那样地针对各发动机转速Ne计算将输出轴转速Nv作为变量的情况下的每单位时间的发热量dQ。然后，假设车速V以及输出扭矩Jo与以第二挡行驶时的车速V以及输出扭矩Jo相同，针对各发动机转速Ne将输出轴转速Nv作为变量，如上所述地计算以第三挡行驶时的每单位时间的预计发热量dQp。其结果，明确了在如图12所示地每单位时间的发热量低的区域，在各输出轴转速为Nv的状态下，每单位时间的预计发热量dQp近似于每单位时间的发热量dQ乘以系数U而得的值。
在第二实施方式中，预先计算第二挡时的每单位时间的发热量dQ，以及假设车速V以及输出扭矩Jo与以第二挡行驶时的车速V以及输出扭矩Jo相同的情况下的、第三挡时的每单位时间的预计发热量dQp，将两者之间的关系预先存储在电子控制装置43的ROM中，例如，将dQp＝U×dQ的系数预先存储在电子控制装置43的ROM中。
在第二实施方式中，当从第三挡降挡为第二挡(步骤S724)，然后禁止从第二挡升挡为第三挡时(步骤S725)，基于在各任务时间dH期间内输入的发动机转速Ne、输出轴转速Nv以及变矩器12的性能曲线图，计算每单位时间的发热量dQ，然后将每单位时间的发热量dQ乘以系数U，从而计算每单位时间的预计发热量dQp(步骤S726)。然后，当每单位时间的预计发热量dQp变成变矩器12的每单位时间的发热量的下限值以下时，不禁止从第二挡升挡为第三挡(步骤S727)。在这样的情况下，每单位时间的预计发热量dQp位于比较下限值低的区域，因此即使将每单位时间的预计发热量dQp近似于式dQp＝U×dQ，误差也在容许范围内。
在上述实施方式中，当每单位时间的发热量dQ达到上限值以上时(步骤S723)，从第三挡降挡为第二挡(步骤S724)，但是如果在未踩踏加速器的状态下被降挡，则驾驶员有时会感觉到不协调，因此当检测到变矩器12的每单位时间的发热量dQ达到上限值以上且加速器被踩踏时，降挡判定控制单元也可以使自动变速器10从高挡位降挡为低挡位。
在上述实施方式中，通过油温传感器42和油温计算单元60构成对变矩器的工作油的温度进行检测的油温检测单元，但是也可以仅由油温传感器42构成油温检测单元，其中，上述油温传感器42设置在变矩器12的工作油的循环回路39上，上述油温计算单元利用基于发动机转速Ne、输入轴转速Ni、变矩器12的性能曲线图而计算出的变矩器12的每单位时间发热量dQ以及油温传感器42所检测出的工作油的温度Ts，计算变矩器12内的工作油的推算温度T。
另外，在上述实施方式中，将第三挡设为高挡位，将第二挡设为低挡位，但是，只要将自动变速器的减速比小的变速挡设为高挡位，将减速比大的变速挡设为低挡位即可。
产业上的可利用性
本发明的带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置适用于如下的车辆用自动变速器，在该车辆用自动变速器中，汽车发动机的旋转经由变矩器被输入至输入轴，通过多个离合器和制动器的接合分离，使输入轴的旋转变为多个变速挡，然后输出至输出轴。

Claims (5)

1.一种带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，经由变矩器而输入发动机的旋转，其特征在于，具有：
油温检测单元，用于检测所述变矩器的工作油的温度，
发热量计算单元，利用以高挡位行驶时的发动机转速、所述自动变速器的输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系，计算所述变矩器的每单位时间的发热量，
降挡控制单元，在所述油温检测单元所检测出的所述变矩器内的工作油的检测温度超过控制开始温度时，在直到变成比该控制开始温度低规定温度的控制结束温度以下的期间内，若所述变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上，则使所述自动变速器从高挡位降挡为低挡位，并且禁止从所述低挡位升挡为所述高挡位，
预计发热量计算单元，用于计算从所述低挡位升挡为所述高挡位后的所述变矩器的每单位时间的预计发热量，
升挡禁止解除单元，当所述每单位时间的预计发热量变成下限值以下时，不禁止从所述低挡位升挡为所述高挡位。
2.根据权利要求1所述的带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，其特征在于，
所述预计发热量计算单元根据以所述低挡位行驶时的所述变矩器的速度比与扭矩比之间的关系、所述发动机转速、发动机扭矩、所述输入轴转速，计算以所述低挡位行驶时的车速和自动变速器的输出扭矩以相同的状态升挡为所述高挡位时的自动变速器的预测输入轴转速以及预测输入扭矩，并利用该预测输入轴转速以及预测输入扭矩，基于所述变矩器的速度比与扭矩比、容量系数之间的关系，计算预测速度比以及预测容量系数，还利用所述预测输入轴转速、预测速度比以及预测容量系数，计算升挡为所述高挡位后的所述变矩器的每单位时间的预计发热量。
3.根据权利要求1或2所述的带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，其特征在于，
所述预计发热量计算单元预先求得以所述低挡位行驶时的车速和自动变速器的输出扭矩以相同的状态升挡为所述高挡位时的所述变矩器的每单位时间的预计发热量与在以所述低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量之间的关系，然后将该关系存储在存储单元中，基于所述发动机转速、所述输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系，计算以低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量，并基于存储在所述存储单元中的升挡为所述高挡位时的所述变矩器的每单位时间的预计发热量和以所述低挡位行驶时的所述变矩器的每单位时间的发热量之间的关系，计算升挡为高挡位时的变矩器的每单位时间的预计发热量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，其特征在于，
所述油温检测单元由油温传感器和油温计算单元构成，其中，所述油温传感器设置在所述变矩器的工作油的循环回路上，所述油温计算单元利用基于所述发动机转速、所述输入轴转速以及所述变矩器的速度比与容量系数之间的关系，而计算出的所述变矩器的每单位时间的发热量以及由所述油温传感器检测出的工作油的温度，计算所述变矩器内的工作油的推算温度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的带变矩器的车辆用自动变速器的变矩器的油温过度上升防止装置，其特征在于，
所述降挡判定控制单元在检测到所述变矩器的每单位时间的发热量达到上限值以上且加速器被踩踏时，使所述自动变速器从高挡位降挡为低挡位。
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