自动变速器的变速控制装置和方法

专利名称：自动变速器的变速控制装置和方法
自动变速器的变速控制装置和方法技术领域[OOOl]本发明涉及自动变速器的变速控制装置和变速控制方法，特别涉及由于在第一变速期间进行第二变速的判定而做出多重变速判定 时所执行的变速控制。
背景技术：
通过选择性地卡合多个摩擦连接元件来以不同的速度比在 多个档位中变速的自动变速器广泛地使用于车辆等中。当由于在第一 变速过程中进行第二变速过程的判定而做出多重变速判定时，即使正 在执行所述第一变速控制，自动变速器也从第 一变速控制切换到第二 变速控制。在这种情况下，所述自动变速器执行"返回多重变速"，"返 回多重变速"是一种将所述自动变速器带回到在所述第一变速过程启 动之前所述自动变速器所处的档位的变速。这里，作I设在自动变速器 的输入轴的转速改变的所述第一变速过程的惯性阶段之前，也就是， 当自动变速器的输入轴的转速仍然接近于在所述第二变速过程中自动 变速器要变速达到的档位的同步转速时，做出上述的第二变速过程的 判定。在这样的情况下，因为不能精确地判定正在进行的第一变速过 程的进展，如果启动所述第二变速过程，则可能使得摩擦连接元件在 不正确的正时卡合或释放，因此可能发生变速沖击。也就是，当所述 第一变速过程的惯性阶段还没有开始时，并不总是意味着在所述第一 变速过程中释放且在所述第二变速过程中卡合的所述摩擦连接元件仍
然完全卡合。也就是，在所述第一变速过程的惯性阶段开始之前，所 述摩擦连接元件可能已经处于没有工作油留在所述液压缸内的完全释 放状态，或是处于一定量的工作油留在所述液压缸内的释放状态。因 此，在这种状态下，很难执行合适的自动变速器的变速控制。在JP-A-2001-124193所描述的技术中，当判定所述第一变速过程已经充 分进行并因此可以适当地执行所述第二变速过程时，执行从所述第一 变速过程到所述第二变速过程的切换。
然而，如果所述第二变速过程的开始因此延迟，则使得来自 驾驶员的加速请求的响应等减小，并且因此在驾驶过程中出现不适。发明内容
本发明可以应用于各种车辆的自动变速器，所述车辆包括使动机行驶的电动车辆。所述自动变速器包括各种通过多个离合器和制 动器的操作来选择性地建立多个档位的自动变速器，诸如基于行星齿 轮组的自动变速器或者平行轴型自动变速器。
本发明提供当自动变速器的第一变速过程的惯性阶段开始 之前做出第二变速判定时，立即启动第二变速控制，所述自动变速器 通过选择性地卡合多个摩擦连接元件来以不同的速度比在多个档位中 变速。换句话说，当做出第二变速判定、同时所述自动变速器的输入 轴的转速仍接近于所述自动变速器将要在所述第二变速过程中变速达 到的档位的同步转速时，立即启动所述第二变速控制，从而防止变速 冲击且改进加速响应度。
本发明的第一方案涉及自动变速器的变速控制装置，当由于在第一变速过程中进行第二变速过程的判定，而估文出多重变速判定时， 所述变速控制装置将自动变速器的变速控制从第一变速过程的第一变速控制切换到第二变速过程的第二变速控制。该变速控制装置包括 (a)卡合力判定部，其在多重变速判定已被做出时，基于与所述待卡 合于卡合侧的摩擦连接元件的卡合力相关的命令值，判定在所述第二 变速过程中所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力是否等 于或大于预定值；和(b)变速切换部，其判定所述待卡合于卡合侧的 摩擦连接元件的所述卡合力是否等于或大于所述预定值，立即将所述 自动变速器的变速控制从所述第一变速控制切换到所述第二变速控 制。
所述摩擦连接元件优选为液压驱动摩擦连接元件。例如，在 所述摩擦连接元件是液压驱动摩擦连接元件的情况下，以特定方式在 特定正时通过使用电磁阀等的液压控制，以及通过使用蓄电池，改变 到摩擦连接元件的液压(所述摩擦连接元件的卡合力)，执行所述自动 变速器的变速控制。可选择地，所述摩擦连接元件可以是电磁驱动摩 擦连接元件。所述摩擦连接元件用于由诸如液压缸的执行器卡合的单 板和多板离合器、制动器和带式制动器。
在上述变速控制装置中，当在执行所述第 一变速过程的第一 变速控制的执行过程中，也就是，当正切换相应的摩擦连接元件的卡 合状态时，响应例如正被操作的加速踏板而做出执行第二变速过程的 判定时，做出多重变速判定。基于那些随着所述加速踏板被操作或随 着车速改变而由变速图定义的变速条件，可以自动做出所述第一变速
控制和第二变速控制的这样的判定，或者可以响应驾驶员的手动操作， 譬如通过变速杆，而做出。
在上述变速控制装置中，所述第一变速过程和所述第二变速 过程可以是通过释放所述摩擦连接元件中的一个并卡合所述摩擦连接 元件中的另 一个来使所述自动变速器变速的"离合器到离合器变速" 的过程。可选择地，如果单向离合器设置在所述自动变速器内，则通 过只释放相应的单摩擦连接元件就可以执行所述第一变速控制，并且 通过卡合相同的摩擦连接元件就可以执行所述第二变速控制。[OOIO]上述变速控制装置尤其当所述自动变速器正经历"返回多重 变速"时有效地工作，在各种多重变速中，所述"返回多重变速"将 自动变速器变速回到在所述第一变速过程启动之前所述自动变速器所 处的档位。在这种情况下，例如，在所述第一变速控制中已经或者正 被释放的所述摩擦连接元件在所述第二变速控制中可以再次适当地卡 合。所述"返回多重变速，，可以是在升档后的降挡的变速，也可以是 降挡后的升档的变速。[OOll]在上述变速控制装置中，由所述卡合力判定部引用的所述预 定值可以是这样一个值在此值或高于此值处，可以判定待卡合于卡 合侧的摩擦连接元件仍为至少一定量的工作油留在所述液压缸内的卡 合状态，并且所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的摩擦部因此仍与 在所述自动变速器内的相应旋转元件的摩擦部接触。可选择地，基于 作为参数的所述自动变速器的输入扭矩等，可以将所述预定值设定为 这样一个值在该值处，可以判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接装 置仍处于完全卡合状态。在各个摩擦连接元件的卡合力延迟响应关于 所述卡合力的命令值的自动变速器的情况下，不管实际卡合力的响应
延迟如何，优3得所述待卡合于卡合侧的摩擦连接装置保持至少一定量的工作油留在 所述液压缸中的卡合状态的值。
根据本发明第一方案的变速控制装置可以是这样当所述自 动变速器的输入轴的转速接近于所述自动变速器将要在所述第二变速 过程中变速达到的档位的同步转速时，所述卡合力判定部^L出关于所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力是否等于或大于所述 预定值的判定。
此外，根据本发明第一方案的所述变速控制装置可以是这的所述卡合力小于所述预定值，则在所述第二变速过程中，所述变速 切换部将所述自动变速器变速回到在所述第一变速过程启动之前所述 自动变速器所处的档位。或者是这样如果所述卡合力判定部判定所 述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力小于所述预定值，则 所述变速切换部增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合 力。
如上所述，才艮据本发明第一方案的变速控制装置，当做出多 重变速判定时，如果所述自动变速器的输入轴的转速接近于所述自动 变速器将要在所述第二变速过程中变速达到的档位的同步转速，换句 话说，如果在所述自动变速器的输入轴的转速改变的所述第一变速过 程的惯性阶段开始之前，已经做出将所述自动变速器变速回到在所述 第一变速控制启动之前所述自动变速器所处的档位(返回多重变速) 的所述第二变速过程的判定，假设与所述待卡合于卡合侧的摩擦连接 元件的卡合力有关的所述液压命令值等于或大于所述预定值，则所述 变速切换部立即利用所述变速切换部将所述变速控制从所述第一变速 控制切换到所述第二变速控制。因此，可以快速启动所述第二变速控 制，同时抑制变速沖击，并因此提高了来自驾驶员的加速要求的响应 度。即，当所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力等于或 大于所述预定值时，表明所述第一变速过程还没有充分进行，并且所 述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件仍为至少一定量的工作油留在所述 第一制动器B1的液压缸中(安全卡合状态)的卡合状态。因此，在这 种情况下，即使所述变速控制立即切换到所述第二变速控制，也可以 适当地执行所述第二变速控制，同时抑制变速沖击。
根据本发明第 一方案的所述变速控制装置可以是这样的当 所述变速切换部已经将所述自动变速器的所述变速控制从所述第一变 速控制切换到所述第二变速控制时，所述变速切换部执行所述第二变 速控制，从而增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力， 同时减少在所述第二变速过程中待释放于释放侧的摩擦连接元件的所 述卡合力。
在上述变速控制装置中，使所述待卡合于卡合侧的摩擦连接 元件的所述卡合力增加的比率和使所述待释放于释放侧的摩擦连接元 件的所述卡合力减少的比率可以是预定值。然而，优选的是考虑到所 述自动变速器的输入扭矩，例如使用其作为参数来设定这些比率。值 得注意的是代替所述自动变速器的输入扭矩，可以使用从驱动力源输 出的扭矩或者驾驶员要求的扭矩(例如加速器操作量)。
在上述变速控制装置中，当所述变速切换部已经将所述自动 变速器的所述变速控制从所述第一变速控制切换到所述第二变速控制 时，执行所述第二变速控制，从而增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连
接元件的所述卡合力，同时减少待释放于释放侧的摩擦连接元件的所 述卡合力。因此，通过适当地设定所述卡合力的变化率，所述变速控 制装置可以执行所述第二变速过程，从而所述待卡合于卡合侧的摩擦 连接元件保持卡合，并且因此所述自动变速器的输入轴的转速没有落 到所述同步转速附近之外。因此，所述变速控制装置可以快速地完成 所述第二变速过程，同时抑制可能另外地由在所述自动变速器的输入 轴的转速中眉'J烈突然的改变等而引起的冲击。
根据本发明第 一 方案的所述变速控制装置可以是这样的当速控制切换到所述第二变速控制时，即使在执行所述第二变速控制时 做出第三变速过程的判定，所述变速切换部也继续所述第二变速控制， 直到所述第二变速过程完成。
根据上述变速控制装置，所述变速控制装置禁止在所述第二 变速控制期间待切换到所述第三变速控制的所述变速控制，从而所述 第二变速控制继续。然而，即使所述第二变速控制仍在进行，所述变 速控制也可以从所述第二变速控制切换到所述第三变速控制。在这种 情况下，例如，如果在所述第三变速控制中待卡合的所述摩擦连接元 件的卡合力等于或者大于预定值，则允许切换到所述第三变速控制。 同样地，如JP-A-2001-124193所述，上述变速控制装置可等待直到判 定所述变速控制可以稳定地从所述第二变速控制切换到所述第三变速 控制，并且随后切换所述变速控制。
根据本发明第 一方案的所述变速控制装置可以是这样的当 将要在所述第二变速过程中变速达到的所述档位的同步转速达预定时
期或更长时，所述变速控制装置判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接 元件的卡合过程结束，并且所述变速控制装置基于关于所述待卡合于 卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合过程结束的所述判定，通过增加所 述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力来完成所述第二变速 控制。4艮据上述变速控制装置，当所述变速切换部已经将所述变速 控制从所述第 一变速控制切换到所述第二变速控制时，即使正在执行 所述第二变速控制时做出第三变速控制的判定，所述第二变速控制也 继续进行直到其完成。以这种方式，所述控制不会变得复杂，因此可 以防止可能另外由控制的复杂性引起的变速冲击。也就是，与正常的 单一变速控制中不同，因为所述第二变速控制在所述第一变速控制的 中途启动，如果在这样的特定变速控制期间执行另一个变速，则使得 所述控制困难，并且因此增加变速沖击的可能性。本发明的第二方案涉及一种变速控制方法，当由于在第一变 速过程中进行的第二变速过程的判定，而做出多重变速判定时，所述 变速控制方法将自动变速器的变速控制从第一变速过程的第一变速控 制切换为第二变速过程的第二变速控制。该变速控制方法包括(a) 当已经做出所述多重变速判定时，基于与待卡合于卡合侧的摩擦连接 元件的卡合力相关的命令值，判定在所述第二变速过程中所述待卡合 于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力是否等于或大于预定值；和(b) 如果判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力等于或大 于所述预定值，则立即将所述自动变速器的变速控制从所述第一变速 控制切换到所述第二变速控制。根据本发明第二方案的所述变速控制方法可以是这样的当 所述自动变速器的输入轴的转速接近于所述自动变速器将要在所述第 二变速过程中变速达到的档位的同步转速时，做出关于所迷待卡合于 卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力是否等于或大于所述预定值的判 定。根据本发明第二方案的所述变速控制方法可以是这样的如 果判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力小于所述预 定值，则在所述第二变速过程中，将所述自动变速器变速回到在所述 第一变速过程启动之前所述自动变速器所处的档位。根据本发明第二方案的所述变速控制方法可以是这样的如 果判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力小于所述预 定值，则增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力。根据本发明第二方案的所述变速控制方法可以是这样的当 所述自动变速器的所述变速控制已经从所述第一变速控制切换到所述 第二变速控制时，即使在执行所述第二变速控制时做出第三变速过程 的判定，也继续所述第二变速控制，直到完成所述第二变速过程。根据本发明第二方案的所述变速控制方法可以是这样的当
将要在所述第二变速过程中变速达到的所述档位的同步转速达预定时 期或更长时，则判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的卡合过程 结束，并且基于关于所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合 过程结束的所述判定，通过增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件 的所述卡合力，来完成所述第二变速控制。


从下述结合附图对示范性实施例的描述，本发明的上述和进 一步的目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中相同的附图标记用 于表示相同的元件，其中
图1为示意性示出车辆驱动系统构造的视图2为示出在自动变速器各个档位处的离合器和制动器的卡合与 释放状态的卡合图3为示出输入到设置在图1所示实施例的车辆内的电子控制模 块和从所述电子控制模块输出的信号的视图4为示出变速杆的各档位置图的一个例子的视图5为示出和自动变速器的变速控制相关的图3所示的液压控制 回路一部分的回if各图6为示出图3所示的电子控制模块功能的框图7为示出加速器操作量Acc和节气门开度^之间关系的一个例 子的曲线图，所述加速器操作量Acc和节气门开度^^用于图6所示的 发动机控制部执行的节气门控制中；
图8为在图6所示的变速控制部执行的自动变速器的变速控制中
使用的变速曲线图(变速图)；
图9为示出如图6所示设置在所述变速切换部内的卡合力判定部、 变速切换部和第三变速控制限制部所执行过程的细节的流程图；和
图10为示出根据图9的流程图步骤4中获得"是"执行2nd-3rd-2nd 返回多重变速的信号处理时发生改变的时间图的一个例子。
具体实施例方式在下文中，将结合附图详细描述本发明的示范性实施例。图 1为示意性示出使用横置式发动机设计的车辆，如FF (前置发动机前 轮驱动)车辆的驱动系统构造的视图。参见图1，例如是汽油发动机的 内燃机10的输出通过变矩器12、自动变速器14和图中未示出的差动 齿轮装置传送到车辆的驱动轮(前轮)。所述发动机10用作驱动车辆 的驱动动力源。所述变矩器12是液力耦合器。所述自动变速器14的主要结构部分包括第一变速块22,其 主要由单齿轮型的第一行星齿轮组20组成；和第二变速块30，其主要 由单齿轮型的第二行星齿轮组26和双齿轮型的第三行星齿轮组28组 成。所述第一行星齿轮组20、第二行星齿轮组26和第三行星齿轮组 28同轴设置。这样构造，所述自动变速器14随着需要改变输入轴32 的旋转，并且随后从输出齿轮34输出所述旋转。所述输入轴32用作 输入部件，并且在本示范性实施例中是变矩器12的涡轮轴。所述输出 齿轮34用作通过差动齿轮装置转动左右驱动轮的输出部件。值得注意 的是所述自动变速器14围绕所述轴基本对称，在所述轴下方的所述自 动变速器14的下半部未在图1中示出。在所述第一变速块22中的第 一行星齿轮组20具有三个旋转 部件太阳齿轮S1、行星齿轮架CA1和内啮合齿轮R1。连接到输入 轴32的太阳齿轮S1由输入轴32转动，同时内啮合齿轮R1通过第三 制动器B3借助于外壳36保持静止，行星齿轮架CA1作为中间输出部 件以低于输入轴32的转速的速度旋转，然后减少的旋转从行星齿轮架 CA1输出。另一方面，在所述第二变速块30的第二行星齿轮组26和 第三行星齿轮组28中，行星齿轮组26、 28的某些部分相互结合或连 接，由此提供四个旋转元件RM1到RM4。特别地，第一旋转元件RM1 由第三行星齿轮组28的太阳齿轮S3构成。第二旋转元件RM2由相互 连接的第二行星齿轮组26的内啮合齿轮R2和第三行星齿轮组28的内 啮合齿轮R3构成。第三旋转元件RM3由相互连接的第二行星齿轮组 26的行星齿轮架CA2和第三行星齿轮组28的行星齿轮架CA3构成。 第四旋转元件RM4由第二行星齿轮组26的太阳齿轮S2构成。也就是， 第二行星齿轮组26和第三行星齿轮组28 —起提供拉维奈尔赫行星齿 轮系(ravigneaux planetary geartrain ),在其中行星齿轮架CA2和行星 齿轮架CA3由共同部件形成，内啮合齿轮R2和内啮合齿轮R3由共同 部件形成，并且第二行星齿轮组26的小齿轮也用作第三行星齿轮组28 的第二小齿專仑。第一旋转元件RM1 (太阳齿轮S3 )通过第一制动器Bl选 择性地借助于外壳36保持静止。第二旋转元件RM2 (内啮合齿轮R2、 R3 )通过第二制动器B2选择性地借助于外壳36保持静止。第四旋转 元件RM4 (太阳齿轮S2 )通过第一离合器Cl选择性地连接到输入轴 32。第二旋转元件RM2 (内啮合齿轮R2、 R3 )通过第二离合器C2选 择性地连接到输入轴32。第一旋转元件RM1 (太阳齿轮S3 )和作为中 间输出部件的第一行星齿轮组20的行星齿轮架CA1 —体连接。第三 旋转元件RM3 (行星齿轮架CA2、 CA3 )和输出齿l仑34 —体连接。通 过旋转元件RM1到RM4之间的这种连接，自动变速器14通过输出齿 轮34输出旋转。
离合器Cl、 C2和制动器B1、 B2、 B3 (在不必要区别它们 的特定一个或多个的地方将筒称为"离合器C"和"制动器B")是液 压驱动摩擦连接装置，诸如通过液压执行器卡合的多板离合器和带式 制动器。如图2所示，通过选择性激励的液压控制回路98 (参见图3) 的线性电;兹阀SL1到SL5和图中未示出的操作的手动阀，卡合和释放 离合器C和制动器B，从而依照变速杆72的位置(操作位置)建立六 个前进档中的一个和倒档(参见图3)。在图2中，"1st"到"6th"分 别代表第一到第六前进档，"Rev"代表倒档。在自动变速器14的各档 位的速度比(输入轴转速NIN/输出轴转速NOUT)是根据第一行星齿 轮组20的齿数比pl 、第二行星齿轮组26的齿数比/ 2和第三行星齿轮 组28的齿数比p3来判定的。在图2中，圓圈代表"卡合"，空白代表 "释放"。
将变速杆72选择性地操作到停车位置"P"、倒车位置"R"、 空档位置"N"和前进位置"D"、 "4"、 "3"、 "2"、 "L"。在"P "和 "N"位置，自动变速器14处于驱动动力流被中断的空挡状态。同样 地，在"P"位置，所述驱动轮由图中未示出的机械停车机构机械地锁 定，/人而不凝:專争。
图3是示出结合在车辆内控制图1所示的发动机10、自动 变速器14等的控制系统的框图。参见图1，加速器操作量传感器51检 测加速踏板50的操作量(踏板行程)Acc。根据驾驶员需要的输出量，
驾驶员急剧地踏下加速踏板50。因此，加速踏板50用作加速器操作部件，并且所述加速器才喿作量Acc对应于所需的输出量。电子节气门56 设置在发动机10的进气通道内。节气门执行器54改变电子节气门56 的节气门开度^H。除了这些，还提供有发动机转速传感器58，其检 测发动机10的发动机转速NE;进气量传感器60，其检测到发动机10 的进气量Q;进气温度传感器62，其检测进气的温度Tj节气门传感 器64,其具有检测电子节气门56的完全关闭状态(发动机10的空转 状态)并且检测电子节气门56的节气门开度^的空转开关；车速传感 器66，其片全测对应于车速V的输出齿轮34的转速NOUT (即，输出 轴转速)；冷却液温度传感器68，其检测发动机10的冷却液的冷却液 温度T"制动器开关70,其检测车辆的脚制动器是否正在被操作；杆 位置传感器74，其检测变速杆72的杆位置(操作位置)PSH;涡轮速 度传感器76,其检测涡轮速度NT; AT液体温度传感器78，其检测 AT液体温度T^，该温度是在液压控制回路98中的工作油的温度；和 点火开关82。电子控制模块90从这些传感器和开关接收代表发动机转 速NE、进气量Q、进气温度L、节气门开度^、车速V(输出轴转 速NOUT)、发动才几冷却液温度Tw、脚制动器的操作、变速杆72的变 速杆位置P^、涡轮速度NT、 AT液体温度T。p点火开关82的操作位 置等的信号。值得注意的是所述涡轮速度NT等于作为输入部件的输入 轴32的转速(输入轴转速NIN )。
所述液压控制回路98包括图5所示的回路，其用于自动变 速器14的变速控制。参见图5，在所述工作油以某一压力从机油泵40 释放后，通过减压型(relief type)压力调节阀IOO将所述压力调整到 第一管道压力PL1。机油泵40可以是例如，通过发动机10旋转驱动
的机械泵。压力调节阀100依照涡轮扭矩TT将工作油的压力调整到所述第一管道压力PL1，所述涡轮扭矩TT也就是，自动变速器14的输 入扭矩TIN或者作为输入扭矩TIN的代用值的节气门开度PTH 。将这样 获得的第一管道压力PL1供应到作为被操作的变速杆72操作的手动阀 104。当变速杆72处于"D"位置或其它前进位置，将等于所述第一管 道压力PL1的前进位置压力PD供应到线性电;兹阀SL1到SL5。为离 合器C1、 C2和制动器B1、 B2、 B3分别设置线性电磁阀SL1到SL5。 依照从电子控制模块90输出的驱动信号，控制线性电磁阀SL1到SL5 的激励状态，由此独立地控制离合器Cl、 C2和制动器Bl、 B2、 B3 的卡合压力PC1、 PC2、 PB1、 PB2、 PB3中的每一个来选择第一档位 "1st"到第六档位"6th"中的一个。所述线性电磁阀SL1到SL5的每 个都是大容量型线性电磁阀。因此，所述线性电磁阀SL1到SL5的输 出液压直接供应到离合器C1、 C2和制动器B1、 B2、 B3，从而直接控 制所述卡合压力PC1、 PC2、 PB1、 PB2、 PB3。
电子控制模块90设置有所谓的微型电子计算机，所述微型 电子计算机包括CPU (中央处理器)、RAM (随机存取存储器)、ROM (只读存储器)，输入和输出接口等。CPU对存储在ROM中的程序进 行信号处理，同时利用RAM的临时记录功能，从而提供图6所示的发 动机控制部120和变速控制部130各自的功能。值得注意的是，如果 必要的话，CPU可以并入用于发动机控制和变速控制的各个结构部分。
所述发动才几控制部120扭i行发动才几10的输出控制。特别地， 发动机控制部120控制节气门执行器54来打开和关闭电子节气门56， 控制燃料喷射阀92 (参见图3)来控制燃料的喷射量，以及控制点火 装置94,如点火器，来控制点火正时。在控制所述电子节气门56时， 基于实际加速器操作量Acc，并依照图7所示的节气门开度^随着加速器操作量Acc增加而增加这样的关系来驱动节气门执行器54。在发 动机10启动时，起动器(电动机)96用曲柄转动发动机10。
同时，所述变速控制部130执行自动变速器14的变速控制。 例如，通过将节气门开度^H和车速V应用到图8所示的预分类的变速 曲线图(变速图)，变速控制部130判定应该将自动变速器14变速到然后，变速控制部130激活将自动变速器14变速到预定档位、按需要 改变线性电磁阀SL1到SL5的激励状态的变速操作。在这时，连续地 改变线性电f兹阀SL1到SL5的激励状态以避免变速沖击，如那些由在 驱动力中的改变引起的变速冲击，并且防止在离合器C和制动器B中 的摩擦部的抗摩性的降低。如从图2中显然可知，自动变速器14执行 "离合器到离合器变速"，在其中离合器C和制动器B中的一个被释放， 并且所述离合器C和制动器B中的另一个被卡合，从而自动变速器14 将所述档位变速到邻近档位。图8中的实曲线是升档曲线，虛曲线是 降档曲线。基于这些升档和降档曲线，当车速V减小时或当节气门开 度^增加时，自动变速器14变速到具有较高速度比的较低档位。在图 6中,数字T到"6"分别代表第一档位"1st"到第六档位"6th"。
将变速杆72操作到"D"位置建立D范围(自动变速模式)， 其是最高驱动范围，在其中自动变速器14在所有的前进档位"1st"到 "6th，，中变速。相同地，将变速杆72操作到"4"位置、"3"位置、 "2"位置和"L"位置分别建立4范围、3范围、2范围和L范围。在 4范围内，使用第四档位"4th"以下的档位执行自动变速器14的变速 控制。在3范围内，使用第三档位"3rd"以下的档位执行自动变速器 14的变速控制。在2范围内，使用第二档位"2nd" 以下的档位执行 自动变速器14的变速控制。在L范围内，将自动变速器14保持在第 一档位"1st"。因此，随着操作变速杆72从"D，，位置到"4"位置、 到"3"位置和到"2"位置，所述变速范围从D范围改变到4范围、 到3范围和到2范围。随着变速范围因此改变，强制自动变速器14从 第六档位"6th"向下变速到第四档位"4th"、到第三档位"3rd"和到 第二档位"2nd"。这样，驾驶员通过操作变速杆72可以手动改变自动 变速器14的档位。
所述变速控制部130包括多重变速部140。这里，假设由于 前述变速过程(第一变速过程)正在进行的同时做出执行另一个变速 过程(第二变速过程)的判定而做出了所述多重变速判定，并且所述 第二变速过程是用于将自动变速器14变速回到在所述第一变速过程启 动之前所述自动变速器14所处的档位的"返回多重变速"的变速过程。 在这种情况下，如果满足了所给条件，则多重变速部140立即将所述 变速控制从第一变速过程的所述第一变速控制切换到第二变速过程的 所述第二变速控制，甚至在涡轮速度NT也就是输入轴转速改变的所述 第一变速过程的惯性阶段开始之前，也就是，甚至在所述涡轮速度NT 仍接近于所述自动变速器14将要在所述第二变速过程中变速达到的档 位的同步转速时。为了执行这样的控制，所述多重变速部140设置有 卡合力判定部142、变速切换部144和第三变速限制部146,并且执行 图9的流程图所示的信号处理。值得注意的是图9的流程图中的步骤4 对应于卡合力判定部142，步骤5对应于变速切换部144,步骤6对应 于第三变速限制部146。
图10为示出根据图9的流程图随着多重变速部140进行信 号处理而发生的改变时间图的一个例子。该例子表示这样的情况响 应例如由于踏下所述加速踏板(电源开启)(时间tl )而造成的车速V 的增加，做出将自动变速器14从所述第二档位"2nd"变速到所迷第 三档位"3rd"的升档判定；随后执行释放第一制动器Bl且卡合第三 制动器B3的2nd-到-3rd升档控制(第一变速控制)；然后响应例如在 从所述第二档位"2nd"到所述第三档位"3rd"的升档操作的过程进一 步踏下加速踏板50 (时间t2 )，做出将自动变速器14从所述第三档位 "3rd"向下变速到所述第二档位"2nd"的降档判定；随后依照所述降 档判定，立即执行卡合第一制动器Bl且释放第三制动器B3的3rd-到 -2nd降档控制(第二变速控制)。在这种情况下，第一制动器B1是在 第二变速过程中卡合的所述摩擦连接元件(所述第二变速过程的待卡 合于卡合侧的摩擦连接元件)，并且第三制动器B3是在第二变速过程 中被释放的所述摩擦连接元件(所述第二变速过程的待释放于释放侧 的摩擦连接元件)。液压命令值1与第一制动器B1相关，并且液压命 令值2与第三制动器B3相关。值得注意的是，第一制动器B1和第三 制动器B3的液压，也就是，第一制动器Bl和第三制动器B3的实际 卡合力，以响应液压命令值l、 2的自动变速器的延迟且比液压命令值 1、 2表示的更平滑而变化。
下文中，将详细描述2nd-3rd-2nd变速的"返回多重变速，，， 即，参考图9的流程图，在从所述第二档位"2nd"到第三档位"3rd" 的变速过程中，将自动变速器14变速回到所述第二档位"2nd"的控 制。在步骤1中，多重变速部140判定是否由于在第一变速过程期间 做出的第二变速过程的变速判定，而已经做出多重变速判定。如果这
样，则所述多重变速部140随后执行步骤2。在步骤2中，多重变速部140判定所述第二变速过程是否是将自动变速器14变速回到在所述第 一变速过程启动之前所述自动变速器14所处的所述第一档位"1st"的 变速过程(返回多重变速)。如果这样，那么多重变速部140执行步骤 3。在步骤3中，多重变速部140判定涡轮速度NT也就是输入轴转速 是否接近于所述第二档位"2nd"的同步转速ntdoki2，所述第二档位是自动变速器14在所述第二变速过程将要变速到的档位，也就是，在所 述涡轮速度NT改变的第一变速过程的惯性阶段开始之前，是否已经做 出第二变速过程的所述变速判定。如果所述涡轮速度NT接近于同步转 速ntdoki2,则所述多重变速部140随后执行步骤4。利用输出轴转速 NOUT乘以第二档位"2nd"的速度比来获得同步转速ntdoki2,其中所 述第二档位"2nd"是自动变速器14在所述第二变速过程中要变速到 的档位。例如，基于涡轮速度NT是否在同步转速ntdoki2的± (ntdoki2土a )范围内，可以判定涡轮速度NT是否接近于同步转速 ntdoki2,其中± 代表涡轮速度传感器76的误差。
在步骤4中，多重变速部140基于第一制动器Bl的液压命 令值1来判定第一制动器B1的卡合力是否等于或大于预定值，所述第 一制动器Bl是第二变速过程中所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件。 特别地，所述预定值是这样一个值在此值处或高于此值时，认为第 一制动器B1仍为至少一定量的工作油留在第一制动器B1的液压缸内 的卡合状态。换句话说，将所述预定值设定为这样一个值在此值处 或高于此值时，即^f吏响应时间t2的第二变速过程判定已经立即启动所 述第二变速控制，通过在所述第二变速控制中正在增加的第一制动器 Bl的液压命令值1，可能以至少一定级别的卡合力卡合所述第一制动 器Bl,而不管所述实际液压PB1的响应延迟。值得注意的是，如果对 于每个变速操作种类等，在所述液压命令值1中的改变的梯度不同， 则所述预定值可以根据每个改变的梯度等可变地设定。可选择地，基于变速控制的方式，如自动变速器14是否要向上变速或向下变速、发 动机10是否在驱动车辆(电源开启)或被驱动(电源关闭)、变速操 作类型(从哪个档位到哪个档位)等，可以不同地设定所述预定值。
再次参考图9，如果步骤4中获得"是，，，也就是，如果在 步骤4中判定第一制动器B1仍旧为至少一定量的工作油留在第一制动 器B1的液压缸内的卡合状态，则在步骤5中，多重变速部140将所述 变速控制从所述第一变速控制切换到所述第二变速控制，从而所述第 二变速控制立即开始。如图10所示，在所述第二变速控制中，与正常 的单一变速控制不同，第一制动器B1的液压命令值1以所述第一制动 器Bl的卡合力逐渐增加的比率增加，第三制动器B3的液压命令值2 以所述第三制动器B3的卡合力逐渐减少的比率减少，所述第三制动器 B3是第二变速过程的待释放于释放侧的摩擦连接元件。这些液压命令 值l、 2的变化率可以是预定比率。然而，在本示范性实施例中，例如， 使用由自动变速器14的输入扭矩，发动机扭矩，和/或表示驾驶员要求 的扭矩的加速器操作量Acc作为参数定义的预定图，从而第一制动器 Bl保持完全卡合，并且因此涡轮速度NT没有落到同步转速ntdoki2 的附近之外。
在步骤6中，多重变速部140禁止执行第三变速控制。因此， 即使在所述第二变速控制过程中做出第三变速过程的变速判定，也不 会使所述变速控制从所述第二变速控制切换到所述第三变速控制。接 下来，在步骤7中，多重变速部140判定所述第二变速控制是否已经
完成。这里，如果涡轮速度NT维持在同步转速ntdoki2的附近达基准 时期hanteiT或更长，则所述多重变速部140判定第一制动器Bl的卡 合过程已经完成(时间t3 )，这里所述同步转速ntdoki2是所述第二档 位"2nd"的同步转速，所述第二档位"2nd"是所述自动变速器14将 要在所述第二变速过程中变速到的档位。然后，基于这个判定，多重 变速部140快速地将第一制动器B1的液压命令值1增加到MAX压力 (管道压力)，并且结束所述第二变速控制(时间t4)。在所述第二变 速控制完成后，步骤7中获得"是"(肯定的判定)，然后在步骤8中 允许下一次变速。
根据本示范性实施例的所述变速控制装置，如上所述，当做 出多重变速判定时(时间t2 )，如果涡轮速度NT接近于所述同步转速 ntdoki2，也就是所述自动变速器14将要在所述第二变速过程中变速到 的档位的同步转速，换句话说，如果在涡轮速度NT改变的所述第一变 速过程的惯性阶段开始之前，做出了将自动变速器14变速回到在所述 第一变速控制启动之前所述自动变速器14所处的档位(返回多重变速) 的所述第二变速过程的变速判定，那么假设与第一制动器B1的卡合力 相关的液压命令值1等于或大于所述预定值，则在步骤5中，多重变 速部140立即将变速控制从所述第一变速控制切换到所述第二变速控 制，其中所述第一制动器B1是在所述第二变速过程中所述待卡合于卡 合侧的摩擦连接元件。因此，根据本示范性实施例的变速控制装置， 可以快速启动所述第二变速控制，同时抑制变速冲击，并且因此提高 来自驾驶员的加速请求等的响应。即，当第一制动器B1的卡合力等于 或大于所述预定值时，表明所述第一变速过程还没有充分进行，并且 第一制动器B1仍为至少一定量的工作油留在第一制动器B1的液压缸 中的卡合状态。因此，在这种情况下，即使立即将所述变速控制切换 到所述第二变速控制，也可以适当地执行所述第二变速控制，同时抑 制变速冲击。
根据所述示范性实施例，特别地，多重变速部140通过以特 定比率增加在所述第二变速过程中待卡合的第一制动器Bl的液压命 令值1来逐渐增加第一制动器B1的卡合力，同时通过以特定比率减少 在所述第二变速过程中释放的第三制动器B3的液压命令值2来逐渐减 少作为在所述第二变速过程中待释放于释放侧的摩擦连接元件的第三 制动器B3的卡合力。因此，通过适当地设定这些比率，执行所述第二 变速过程从而第一制动器B1保持卡合，并且因此涡轮速度NT没有落 到同步转速ntdoki2附近之外是可能的。因此，可以快速完成所述第二 变速过程，同时抑制可能另外由涡轮速度NT中剧烈突然的改变等引起 的沖击。此外，在本示范性实施例中，因为电子控制模块90使用和第 一制动器B1的卡合状态相关的所述输入扭矩、发动机扭矩和加速器操 作量Acc作为参数来设定液压命令值1和液压命令值2的变化率，所 以保持所述第一制动器B1完全卡合是可能的。
同样地，在示范性实施例中，当在步骤5中所述第二变速控 制正在进行的同时做出第三变速过程的变速判定时，在步骤6中，所 述多重变速部140禁止所述变速控制切换到所述第三变速控制，从而 继续所述第二变速控制直到其完成。因此，根据本示范性实施例，所 述控制不会变得复杂，并且因此可以防止可能另外由所述控制的复杂 性引起的变速沖击。也
第三制动器B3的所述液压命令值2，如果在这种特殊变速控制过程中 执行另 一种变速，则使得控制困难并且因此增加变速冲击的可能性。
同时，在上述示范性实施例中，当涡轮速度NT也就是输入 轴转速接近于自动变速器14将要在所述第二变速过程中变速到的档位 的同步转速ntdoki2时，多重变速部140执行步骤4。可选择地，所述步骤4。例如，当输入轴转速接近于自动变速器14将要在所述第二变 速过程中变速到的档位的同步转速ntdoki2时，所述多重变速部140可 以代替执行步骤4。
此外，在示范性实施例中，只描述了多重变速部140判定第 一制动器B1的卡合力等于或大于所述预定值的情况，所述第一制动器 Bl是所述第二变速过程中待卡合于卡合侧的摩擦连接元件。相反地， 如果第一制动器B1的卡合力小于所述预定值，则可能在所述第二变速 过程中执行"返回多重变速"，所述"返回多重变速"将自动变速器14 变速回到所述自动变速器14在第一变速控制过程启动之前所处的档 位。
此外，在示范性实施例中，虽然只描述了判定第一制动器 B1也就是所述第二变速过程中待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的卡合 力等于或大于所述预定值的情况，但是如果所述第一制动器B1的卡合 力小于所述预定值，则所述卡合力可能增加。
虽然已经结合其示范性实施例描述了本发明，但是可以理解 本发明并不局限于上述实施例和构造。相反地，本发明意图覆盖各种 修改和等效布置。另外，尽管所述示范性实施例的各种元件以各种示 范性结合和构造示出，但是包括更多、更少或者只有单个元件的其它 结合和构造也落入本发明的宗旨和范围内。
权利要求
1、 一种自动变速器的变速控制装置，所述自动变速器通过选择性 地卡合多个摩擦连接元件中的一个或多个来以不同的速度比在多个档位中变速，所述变速控制装置的特征在于包括多重变速部(140)，所 述多重变速部(140)包括卡合力判定部(142)，其在由于用于执行第一变速过程的第一变 速控制期间进行用于执行第二变速过程的第二变速控制的判定，而做 出多重变速判定时，基于与待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的卡合力 相关的命令值，判定在所述第二变速过程中待卡合于卡合侧的摩擦连 接元件的所述卡合力是否等于或大于预定值；和变速切换部(144)，如果所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的 所述卡合力等于或大于所述预定值，则所述变速切换部(144)立即将 所述自动变速器(14)的变速控制从所述第一变速控制切换到所述第 二变速控制。
2、 如权利要求1所述的变速控制装置，其中，当所述自动变速器(14)的输入轴的转速接近于所述自动变速器 将要在所述第二变速过程中变速达到的档位的同步转速时，所述卡合 力判定部(142)判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合 力是否等于或大于所述预定值。
3、 如权利要求1或2所述的变速控制装置，其中，如果所述卡合力判定部(142)判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连 接元件的所述卡合力小于所述预定值，则在所述第二变速过程中，所 述多重变速部(140)将所述自动变速器(14)变速回到在所述第一变 速过程启动之前所述自动变速器(14)所处的档位。
4、 如权利要求1或2所述的变速控制装置，其中，如果所述卡合力判定部(142)判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连 接元件的所述卡合力小于所述预定值，则所述多重变速部(140)增加 所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力。
5、 如权利要求1或2中任一项所述的变速控制装置，其中，当所述变速切换部(144)已经将所述自动变速器(14)的所述变 速控制从所述第一变速控制切换到所述第二变速控制时，所述多重变 速部(140)执行所述第二变速控制，从而增加所述待卡合于卡合侧的 摩擦连接元件的所述卡合力，同时减少在所述第二变速过程中待释放 于释放侧的摩擦连接元件的所述卡合力。
6、 如权利要求1或2中任一项所述的变速控制装置，其中，当所述变速切换部已经将所述自动变速器的所述变速控制从所述 第一变速控制切换到所述第二变速控制时，即使在执行所述第二变速 控制时做出第三变速过程的判定，所述多重变速部(140)也继续所述 第二变速控制，直到完成所述第二变速过程。
7、 如权利要求6所述的变速控制装置，其中，当所述自动变速器(14)的所述输入轴的所述转速已经接近于所 述自动变速器(14)将要在所述第二变速过程中变速达到的所述档位 的同步转速(ntdoki2)达预定时期(hanteiT)或更长时，所述多重变 速部(140 )判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的卡合过程结束， 并且基于对所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合过程结束 的所述判定，所述多重变速部(140)通过增加所述待卡合于卡合侧的 摩擦连接元件的所述卡合力，来完成所述第二变速控制。
8、 一种自动变速器的变速控制方法，所述自动变速器通过选择性 地卡合多个摩擦连接元件中的一个或多个来以不同的速度比在多个档位中变速，所述方法的特征在于包括在由于用于执行第 一变速过程的第 一变速控制期间进行用于执行 第二变速过程的第二变速控制的判定，而做出多重变速判定时，基于 与待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的卡合力相关的命令值，判定在所 述第二变速过程中所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力 是否等于或大于预定值；和如果判定为所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力等 于或大于所述预定值，则立即将所述自动变速器(14)的变速控制从 所述第 一变速控制切换到所述第二变速控制。
9、 如权利要求8所述的变速控制方法，其中，当所述自动变速器(14)的输入轴的转速接近于所述自动变速器 将要在所述第二变速过程中变速达到的档位的同步转速时，做出关于 所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力是否等于或大于所 述预定值的判定。
10、 如权利要求8或9所述的变速控制方法，其中，如果判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力小于 所述预定值，则在所述第二变速过程中，将所述自动变速器(14)变 速回到在所述第一变速过程启动之前所述自动变速器(14)所处的档位。
11、 如权利要求8或9所述的变速控制方法，其中， 如果判定所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力小于 所述预定值，则增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合 力。
12、 如权利要求8或9中任一项所述的变速控制方法，其中，当所述自动变速器(14)的所述变速控制已经从所述第一变速控 制切换到所述第二变速控制时，执行所述第二变速控制，从而增加所 述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力，同时减少在所述第 二变速控制过程中待释放于释放侧的摩擦连接元件的所述卡合力。
13、 如权利要求8或9中任一项所述的变速控制方法，其中，当所述自动变速器(14)的所述变速控制已经从所述第一变速控 制切换到所述第二变速控制时，即使在执行所述第二变速控制时做出 第三变速过程的判定，也继续所述第二变速控制，直到完成所述第二 变速过程。
14、 如权利要求13所述的变速控制方法，其中，当所述自动变速器(14)的所述输入轴的所述转速已经接近于所 述自动变速器将要在所述第二变速过程中变速达到的所述档位的同步 转速(ntdoki2)达预定时期(hanteiT)或更长时，则判定所述待卡合 于卡合侧的摩擦连接元件的卡合过程结束，并且基于关于所述待卡合 于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合过程结束的所述判定，通过进一 步增加所述待卡合于卡合侧的摩擦连接元件的所述卡合力，来完成所 述第二变速控制。
全文摘要
本发明涉及自动变速器的变速控制装置和方法。当在第一变速过程中做出第二变速的判定时(时间t2)，如果涡轮速度NT接近于自动变速器将要在所述第二变速中变速达到的档位的同步转速(ntdoki2)并且在所述第二变速中卡合的第一制动器(B1)的液压命令值1等于或者大于预定值，则多重变速部(140)立即将所述变速控制从第一变速控制切换到第二变速控制，从而在所述第二变速中卡合的第一制动器(B1)的液压命令值1以特定比率增加，并且在所述第二变速中被释放的第三制动器(B3)的液压命令值2以特定比率减少。
文档编号F16H61/04GK101144534SQ200710154139
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月17日 优先权日2006年9月15日
发明者小林宽英, 户仓隆明, 杉村敏夫, 浅见友弘, 长谷川善雄 申请人:丰田自动车株式会社