用于车辆无级变速器的控制装置和控制方法

专利名称：用于车辆无级变速器的控制装置和控制方法
技术领域：
本发明涉及车辆无级变速器的控制。
背景技术：
于2002年被日本专利局公布的JPH5-79554A公开了一种用于车辆无级变速器的 控制装置，除了无级变速器机构之外，该控制装置还包括能够在多个档位之间切换的副变 速器机构，其中通过根据车辆的运行条件控制无级变速器机构和副变速器机构，无级变速 器机构和副变速器机构的整体速比被控制到目标最终速比。

发明内容
但是，在用于上述的车辆的传统的无级变速器的控制装置中，如果无级变速器机 构在副变速器机构的速比开始变化之前达到最高速比，整体速比保持不变直到副变速器机 构的速比开始改变。相应地，发动机转速在换档(shift)过程中并不平稳变化，结果，驱动 性能恶化。因此，本发明的目的是当无级变速器机构在副变速器机构的速比开始变化之前达 到最高速度时抑制驱动性能恶化。为了实现这个目的，本发明是一种用于车辆无级变速器的控制装置，所述变速器 包括具有能够连续改变的速比的无级变速器机构和与无级变速器机构串联设置的副变速 器机构，该副变速器机构包括作为前进档位的第一档位和具有小于第一档位的速比的第二 档位，并通过选择性地接合和脱离多个摩擦接合部件而在第一档位和第二档位之间切换， 其中控制装置基于车辆运行条件设置无级变速器机构和副变速器机构要达到的整体速比， 作为最终速比，并控制无级变速器机构和副变速器机构以使得整体速比以预定过渡响应与 最终速比匹配。在升档(upshift)的过程中，控制装置确定是否将发生整体速比停止改变 的停滞期间，并且在确定了将发生停滞期间后，控制装置缩短从在副变速器机构中的换档 开始到前进到惯性阶段所需的时间。本发明的细节及其其它特征和优点在下面的说明书的描述中提出并示出在附图中。


图1是根据本发明的第一实施方式的安装有无级变速器的车辆的构造的示意图。图2是示出根据本发明的第一实施方式的变速器控制器的内部构造的视图。图3是示出根据本发明的第一实施方式的变速器的换档图谱(shift map)的例子 的视图。图4示出根据本发明的第一实施方式的换档控制的程序。图5示出根据本发明的第一实施方式的准备阶段缩减处理的子程序。图6示出根据本发明的第一实施方式的扭矩阶段缩减处理的子程序。
4
图7A-7C是示出条件表达式(1)和(2)的时间图表。图8A-8C是示出条件表达式(1)和(2)的时间图表。图9A-9E是示出根据本发明的第一实施方式的换档控制操作的时间图表。图10A-10E是示出根据本发明的第一实施方式的换档控制操作的时间图表。图11A-11E是示出根据本发明的第一实施方式的换档控制操作的时间图表。图12示出根据本发明的第二实施方式的换档控制程序。图13A-13E是示出根据本发明的第二实施方式的换档控制操作的时间图表。图14A-14E是示出其中在脚抬起(foot back)升档过程中发生停滞期间的情形的 时间图表，其作为本发明的第一实施方式的对比例。图15A-15E是示出其中在脚释放升档过程中发生停滞期间的情形的时间图表，其 作为本发明的第一实施方式的对比例。
具体实施例方式下面将参照附图描述本发明的实施方式。应当注意到，在下面的描述中，某一变速 器机构的“速比”是通过变速器机构的输出转速除以变速器机构的输入转速得到的值。进 一步地，“最低速比”表示变速器机构的最大速比，而“最高速比”表示变速器机构的最小速 比。图1是根据本发明的实施方式的安装有无级变速器的车辆的示意性构造图。车辆 具有作为动力源的内燃机1。发动机ι的输出转动经由具有闭锁离合器的变矩器2、第一齿 轮链3、无级变速器(此后称为“变速器4”)、第二齿轮链5和最终减速齿轮6传递到驱动 轮7。第二齿轮链5设置有停车机构8，该停车机构机械地锁定变速器4的输出轴以使得输 出轴在停车过程中不能转动。车辆进一步设置有油泵10，该油泵利用发动机1的一部分动力被驱动；液压控制 回路11，其调节来自油泵10的油压并供应调节后的油压到变速器4的各个位置；以及变速 器控制器12，其控制液压控制回路11。液压控制回路11和变速器控制器12 —起构成换档 控制装置。为了描述相应的构造，变速器4包括带式无级变速器机构(此后称为“速度变换器 20”)和设置到速度变换器20后部并与速度变换器20串联的副变速器机构30。术语“设
置在......后部”是指副变速器机构30设置为在从发动机1到驱动轮7的动力传输路径
上比速度变换器20更靠近驱动轮7—侧。进一步地，术语“设置为与......串联”是指速
度变换器20和副变速器机构30串联设置在该动力传输路径上。副变速器机构30可直接 连接到速度变换器20的输出轴，如在这个例子中一样，或者，经由另一变速器机构或者传 动机构(例如齿轮链)连接到速度变换器20的输出轴。速度变换器20包括主带轮21、次带轮22和缠绕带轮21、22的V带23。带轮21、 22分别包括固定圆锥板、可移动圆锥板和设置在可移动圆锥板的后表面并且在轴向移动可 移动圆锥板的液压缸23a、23b，所述可移动圆锥板相对于固定圆锥板布置以使得它们相应 的槽轮表面彼此相对并与固定圆锥板形成V槽。当供应给液压缸23a、23b的油压变化时， V槽的宽度改变，从而导致V带23和带轮21、22之间的接触半径的变化，结果，速度变换器 20的速比vRatio连续变化。
副变速器机构30是两个前进档和一个倒档的变速器机构。副变速器机构30包括 耦合二个行星齿轮组的行星架的Ravigneaux(拉维尼奥)行星齿轮机构31和多个摩擦接 合部件(低档制动器32、高档离合器33和倒档制动器34)，所述多个摩擦接合部件连接到 组成Ravigneaux行星齿轮机构31的多个旋转部件以改变其转动状态。通过调节供应给各 个摩擦接合部件32-34的油压以使得各个摩擦接合部件32-34的接合/脱离状态改变，副 变速器机构30的档位变化。例如，通过接合低档制动器32和脱离高档离合器33和倒档制 动器34，副变速器机构30的档位设置在第一速度。通过接合高档离合器33和脱离低档制 动器32和倒档制动器34，副变速器机构30的档位设置在速比小于第一速度的第二速度。 通过接合倒档制动器34并脱离低档制动器32和高档离合器33，副变速器机构30的档位设 置为倒档。应当注意到，在下面的描述中，其中副变速器机构30的档位处于第一速度的状 态将表述为“变速器4处于低速模式”，而其中副变速器机构30的档位处于第二速度的状态 将表述为“变速器4处于高速模式”。如图2所示，变速器控制器12由CPU 121、包括RAM和ROM的存储装置122、输入 接口 123、输出接口 124和将这些部件彼此连接的总线125构成。来自节气门开度传感器41、转速传感器42、车速传感器43、油温传感器44、档位开 关45和加速器行程传感器46的输出信号等输入到输入接口 123。节气门开度传感器41检 测发动机1的节气阀的开度(此后称作“节气门开度”)TV0。转速传感器42检测变速器4 的输入转速(=主带轮21的转速，此后称作“主转速”)Npri。车速传感器43检测车辆的 行进速度(此后称作“车辆速度”)VSP。油温传感器44检测变速器4的油温。抑制开关45 检测设置在车辆中的选择杆的位置。加速器行程传感器46检测加速踏板的压下量ΑΡ0。存储装置122储存用于变速器4的换档控制程序和由换档控制程序使用的换档图 谱(图4)。CPU121读取和执行存储装置122中存储的换档控制程序，通过对经由输入接口 123输入的各信号执行各种类型的计算处理而产生换档控制信号，并经由输出接口 124将 所产生的换档控制信号输出到液压控制回路11。用于由CPU121执行的计算处理中的各个 值以及其计算结果适当地存储在存储装置122中。液压控制回路11由多个流道和多个液压控制阀组成。液压控制回路11基于来自 变速器控制器12的换档控制信号控制多个液压控制阀以开关油压供应路径，并从油泵产 生的油压来准备要求的油压，所述油压然后提供给变速器4的各个位置。结果，速度变换器 20的速比vRatio被改变，副变速器机构30的档位变化，由此在变速器4中执行换档。图3示出存储在变速器控制器12的存储装置122中的换挡图谱的例子。在换挡图谱中，基于车速VSP和主转速Npri确定变速器4的操作点。连接变速 器的操作点和换挡图谱的左下角的零点的直线的斜率表明变速器4的速比(整体速比，通 过副变速器机构30的速比乘以速度变换器20的速比vRatio得到，此后称作“贯穿速比 (through speed ratio) Ratio，，)。在该换挡图谱中，类似于传统的带式无级变速器的换挡图谱，换档线设置在每个 节气门开度TVO处，并且根据依照节气门开度TVO选取的换档线在变速器4中执行换档。为 了便于理解，图3仅示出满负载线(当节气门开度TVO = 8/8时使用的换档线)、部分载荷 线(当节气门开度TVO = 4/8时使用的换档线)和滑行线(当节气门开度TVO = 0时使用 的换档线)。
当变速器4处于低速模式时，变速器4可以在低速模式最低线和低速模式最高线 之间切换，所述低速模式最低线是通过最大化速度变换器20的速比vRatio获得，所述低速 模式最高线是通过最小化速度变换器20的速比vRatio而获得。在低速模式中，变速器4 的操作点在A区域和B区域内移动。当变速器4处于高速模式时，变速器4可以在高速模式最低线和高速模式最高线 之间切换，其中高速模式最低线通过最大化速度变换器20的速比vRatio获得，高速模式最 高线通过最小化速度变换器20的速比vRatio获得，变速器4的操作点在B区域和C区域 之间移动。副变速器机构30的各档位的速比设置为以使得对应低速模式最高线的速比(低 速模式最高速比)小于对应高速模式最低线的速比(高速模式最低速比)。通过这样做，作 为在低速模式中变速器4的贯穿速比Ratio范围的低速模式比率范围和作为在高速模式中 变速器4的贯穿速比Ratio范围的高速模式比率范围部分重叠以使得当变速器4的操作点 处于B区域中时，变速器4可以选择低速模式或者高速模式，其中所述B区域夹在高速模式 最低线和低速模式最高线之间。进一步地，副变速器机构30在其上执行换档的模式切换换档线(副变速器机构30 的1-2换档线)在换挡图谱上设置成与低速模式最高线重叠。对应于模式切换换档线的贯 穿速比(此后称作“模式切换速比”)mRatio设置成与低速模式最高速比相等的值。当变速 器4的操作点与模式切换换档线交叉时，或者，换句话说，当变速器4的贯穿速比Ratio穿 过模式切换速比mRatio变化时，执行模式切换换档。在模式切换换档中，变速器控制器12在副变速器机构30中执行换档并在与副变 速器机构30的速比的变化方向相反的方向上改变速度变换器20的速比vRatio。更具体地，当变速器4的贯穿速比Ratio从大于模式切换速比mRatio的状态切换 到小于模式切换速比的状态时，变速器控制器12将副变速器机构30的档位从第一速度改 变为第二速度(副变速器机构1-2换档)并将速度变换器20的速比vRatio向大速比一侧 改变。反之，当变速器4的贯穿速比Ratio从小于模式切换速比mRatio的状态切换到大 于模式切换速比的状态时，变速器控制器12将副变速器机构30的档位从第二速度改变到 第一速度(副变速器机构2-1换档)并将速度变换器20的速比vRatio向小速比一侧改变。在模式切换换档过程中导致速度变换器20的速比vRatio在与副变速器机构30 的速比变化方向相反的方向上变化的原因是为了保证在模式切换换档过程中不在贯穿速 比Ratio中发生阶越性变化(st印)。因此，在这个实施方式中，协调的换档是这样完成的，即通过与副变速器机构30 中的速比变化相匹配地改变速度变换器20的速比，并且与在副变速器机构30中完成速比 变化大致同时地完成在速度变换器20中的速比变化，以保证在贯穿速比中不发生阶越性变化。附带地，通过变速器4执行的换档包括在动力接通(ON)状态下执行的换档和在动 力切断(OFF)状态下执行的换档。在动力接通状态下执行的换档是当加速踏板被压下时或者换句话说当变速器的 输入扭矩是正扭矩时执行的升档或降档。当变速器4的输入扭矩是正扭矩时，驱动扭矩输入到变速器4的输入轴中。在动力切断状态下执行的换档是当加速踏板没有被压下时或者 换句话说当变速器4的输入扭矩为负扭矩时执行的升档或降档。当变速器4的输入扭矩为 负扭矩时，驱动扭矩输入到变速器4的输出轴。在这些换档中，当脚完全从压下的加速踏板释放时或者换句话说当加速踏板压下 量APO从预定的压下量APOl变化为零时在动力切断状态下执行的升档(此后操作“脚释放 升档”)，和当脚从压下的加速踏板移动回来时或者换句话说当加速踏板压下量APO从预定 的压下量APOl变化到AP02(AP01>AP02)时在动力接通状态下执行的升档(此后称作“脚 抬起升档”)中，最终贯穿速比DRatio，其为在当前车速VSP和加速踏板压下量APO下要达 到的贯穿速比，大大变化。结果，在升档过程中会发生其中发动机转速暂时保持在相同转速 而没有变化的停滞期间。现将参照图14A-14E和15A-15E描述这个问题。图14A-14E是示出其中在脚抬起升档过程中发生停滞期间的情形的时间图表，其 用作本发明的该实施方式的对比例。图15A-15E是示出其中在脚释放升档的过程中发生停 滞期间的情形的时间图表，其用作本发明的这个实施方式的对比例。如图14A-14E所示，脚抬起升档是在动力接通状态下执行的升档，因此副变速器 机构30经由准备阶段、扭矩阶段、惯性阶段和最终阶段完成从低速模式到高速模式的切 换。另一方面，如图15A-15E所示，脚释放升档是在动力切断状态下执行的升档，因此副变 速器机构30经由准备阶段、惯性阶段、扭矩阶段和最终阶段完成从低速模式到高速模式的 切换。准备阶段是用于准备改变副变速器机构30的档位的阶段。更具体地，副变速器机 构30的脱离侧摩擦接合部件的油压降低到初始脱离压力，接合侧摩擦接合部件的目标油 压保持在预加压压力预定时间长，然后降低到待用压力(初始接合压力)。初始脱离压力是 用于设定脱离侧摩擦接合部件(在1-2换档中低档制动器32)的扭矩能力以使得脱离侧摩 擦接合部件开始滑动的油压值。待用压力是用于设定接合侧摩擦接合部件(在1-2换档中 高档离合器33)的扭矩能力以使得接合侧摩擦接合部件变得能够传递扭矩的油压值。扭矩阶段是用于将副变速器机构30的输入扭矩的接收从脱离侧摩擦接合部件切 换到接合侧摩擦接合部件的阶段。更具体地，脱离侧摩擦接合部件的油压向着零减小，同时 接合侧摩擦接合部件的油压从待用压力增大。惯性阶段是用于控制摩擦接合部件的油压以使得副变速器机构30的输入转速从 换档前转速变化为换档后转速的阶段。最终阶段是用于升高接合侧摩擦接合部件的油压到最大油压以使得接合侧摩擦 接合部件完全接合的阶段。在这个实施方式中，贯穿速比Ratio以预定过渡响应向最终贯穿速比DRatio变 化。换句话说，设定用于向着最终贯穿速比DRatio以预定过渡响应改变贯穿速比Ratio的 目标贯穿速比RatioO，由此贯穿速比Ratio被控制到目标贯穿速比RatioO。然后通过将目 标贯穿速比RatioO除以副变速器机构30的速比来计算速度变换器20的目标速比(此后 称作“速度变换器目标速比”)vRatiO，由此速度变换器20被控制以使得速度变换器20的 速比vRatio达到速度变换器目标速比vRatioO。应当注意到，在这个实施方式中，预定过渡 响应设定为临时响应。因此，在副变速器机构30的速比变化的惯性阶段开始之前，仅速度变换器20的速
8比vRatio变化以控制贯穿速比Ratio到目标贯穿速比RatioO。相应地，如图14A-14E和 15A-15E所示，如果速度变换器20的速比vRatio在惯性阶段开始之前达到速度变换器20 的最高速比(此后称作“速度变换器最高速比”)，贯穿速比Ratio并不改变直到惯性阶段 开始，如在图中的虚线包围部分所示。发动机转速是通过将贯穿速比Ratio乘以变速器4的输出转速而获得，因此尽管 升档正在进行中但是出现发动机转速并不改变的停滞期间。结果，在换档过程中平稳转动 变化被损害，从而导致驱动性能降低。进一步地，当变速器4的输出转速高时，或者，换句话 说，当车速高时，尽管发动机转速高却发生停滞期间，因此，燃料效率同样恶化。因此，在这个实施方式中，由于发生停滞期间而引起的驱动性能和燃料效率的不 利影响通过缩短从换档开始达到惯性阶段所需的时间而得到抑制。图4示出根据这个实施方式的换档控制程序，其通过变速器控制器12执行。变速 器控制器12在预定的计算期间内重复执行这个程序。在这个实施方式中，预定计算期间设 置为10毫秒。在步骤Sl中，变速器控制器12确定是否根据模式切换而升档。更具体地，变速器 控制器12基于贯穿速比Ratio、最终贯穿速比DRatio和模式切换速比mRatio进行这个确 定。当根据模式切换而将执行升档时，变速器控制器12执行步骤S2的处理，当不会执行升 档时，变速器控制器终止当前处理。在步骤S2中，变速器控制器12确定准备阶段是否正在进行。更具体地，变速器控 制器12确定从升档开始消逝的时间是否已经达到准备阶段结束时间。当准备阶段正在进 行中时，变速器控制器12执行步骤S3的处理，当准备阶段没有正在进行时，变速器控制器 12执行步骤S4的处理。在步骤S3中，变速器控制器12执行准备阶段缩减处理子程序。准备阶段缩减处 理子程序将在下面参照图5进行描述。在步骤S4中，变速器控制器12设定准备阶段缩减禁止标记fl为0。在步骤S5中，变速器控制器12确定扭矩阶段是否在惯性阶段之前正在进行。当 扭矩阶段在惯性阶段之前正在进行时，变速器控制器12执行步骤S6的处理，当扭矩阶段并 未在惯性阶段之前进行时，变速器控制器12终止当前处理。在步骤S6中，变速器控制器12完成扭矩阶段缩减处理子程序。扭矩阶段缩减处 理子程序将在下面参照图6进行描述。图5是示出准备阶段缩减处理子程序的流程图。在步骤S31中，变速器控制器12确定准备阶段缩减禁止标记fl是否设定为1。当 准备阶段缩减禁止标记fl设置在0时，变速器控制器12执行步骤S32的处理。另一方面， 当准备阶段禁止标记fl设定在1时，变速器控制器12终止当前处理。在步骤S32中时，变速器控制器12确定预加压是否完成。当预加压没有完成时， 变速器控制器12执行步骤S33的处理。另一方面，当预加压完成时，变速器控制器12执行 步骤S34的处理。在步骤S33中，变速器控制器12将准备阶段结束时间设定在正常目标时间。正常 目标时间是预定值。在步骤S34中，变速器控制器确定停滞条件是否成立。更具体地，变速器控制器12通过确定是否满足下面的条件表达式(1)和(2)而确定在升档中是否有发生停滞期间的可 能性。这些条件表达式将在下面参照图7进行描述。当停滞条件成立时，变速器控制器12 执行步骤S35的处理，当停滞条件不成立时，变速器控制器12执行步骤S37的处理。贯穿速比< (停滞速比+第一预定值)(1)最终贯穿速比< (停滞速比_第二预定值)(2)在此，停滞速比=速度变换器最高速比X副变速器机构的第一档位速比。在步骤S35中，变速器控制器12将待用压力设定在缩减待用压力，其高于在正常 运行过程中的待用压力(此后称作“正常待用压力”)。在步骤S36中，变速器控制器12将准备阶段结束时间设定在缩减结束时间，该缩 减结束时间早于正常结束时间。在步骤S37中，变速器控制器12将准备阶段缩减禁止标记f 1设定为1。图6是示出扭矩阶段缩减处理子程序的流程图。在步骤S61中，变速器控制器12确定扭矩阶段缩减禁止标记f2是否设定为1。当 扭矩阶段缩减禁止标记t2设定在0时，变速器控制器12执行步骤S62的处理。另一方面， 当扭矩阶段缩减禁止标记f2设定在1时，变速器控制器12终止当前处理。在步骤S62中，变速器控制器12确定停滞条件是否成立。更具体地，变速器控制 器12确定上述条件表达式(1)和(2)是否满足。当停滞条件成立时，变速器控制器12执 行步骤S63的处理，当停滞条件不成立时，变速器控制器12执行步骤S64的处理。在步骤S63中，变速器控制器12以高于正常油压变化速度的缩减油压变化速度改 变接合侧和脱离侧摩擦接合部件的油压。正常油压变化速度是将考虑换档冲击等考虑在内 预先通过实验等确定的。在步骤S64中，变速器控制器12设定扭矩阶段缩减禁止标记f2为1。在步骤S65中，变速器控制器12以正常油压变化速度改变接合侧和脱离侧摩擦接 合部件的油压。图7A-7C和8A-8C是分别示出其中加速踏板压下量减小以使得最终贯穿速比向升 档侧改变和使得贯穿速比Ratio以预定过渡响应向最终贯穿速比DRatio控制的时间图表。 现将参照这些时间图表描述上述条件表达式(1)和(2)。条件表达式⑴确定贯穿速比是否小于第一阈值(停滞速比+第一预定值)。这 个条件表达式用于确定在发生停滞期间的情形下在停滞期间开始之前剩余的时间量。当贯 穿速比小于第一阈值时，可以确定在停滞期间开始之前剩余很少的时间。条件表达式(2)确定最终贯穿速比是否小于第二阈值(停滞速比-第二预定值)。 这个条件表达式用于确定停滞速比和最终贯穿速比之间的差。当最终贯穿速比小于第二阈 值时，可以确定贯穿速比相对较大，或者，换句话说，当发动机转速高时将发生停滞，从而导 致燃料效率的降低。第一预定值和第二预定值可以通过预先借助实验等确定进行上述确定所需要的 值而适当设定。在如图7A-7C所示的情形中，当最终贯穿速比向升档侧变化时，最终贯穿速比在 时间t51下降到第二阈值以下以使得条件表达式⑵得以满足，并且当贯穿速比在时间t52 下降到第一阈值以下时，条件表达式(1)得以满足。
10
在如图8A-8C所示的情形中，即使当最终贯穿速比向升档侧改变时，最终贯穿速 比在时间t61并未下降到第二阈值以下，因此条件表达式(2)并未满足。图9A-9E是示出在其中准备阶段和扭矩阶段在脚抬起升档的过程中分别缩短的 情形下根据这个实施方式的换档控制操作的时间图表。在时间tll，脚从加速踏板向回抬起以使得最终贯穿速比向升档侧改变，结果，脚 抬起升档开始。脚抬起升档在动力接通状态下执行，因此，副变速器机构30经由准备阶段、 扭矩阶段、惯性阶段和最终阶段完成从低速模式到高速模式的切换。在时间tl2，当预加压完成时，在此过程中接合侧摩擦接合部件的目标油压保持在 预加压压力预定时间长，确定停滞确定条件是否成立。在时间tl2，贯穿速比Ratio小于第 一阈值并且最终贯穿速比DRatio小于第二阈值，因此停滞确定条件成立。相应地，待用压 力设定在缩减待用压力，并且准备阶段结束时间从正常结束时间改变为缩减结束时间。结 果，准备阶段的完成时间缩短。当在预加压结束时停滞确定条件不成立时，接合侧摩擦接合部件的油压保持在正 常待用压力，准备阶段结束时间保持在正常结束时间，即使在此后停滞确定条件成立。这 样的原因在于，当接合侧摩擦接合部件的油压从正常待用压力升高到缩减待用压力中途， 接合侧摩擦接合部件的行程完成时序变得不确定，从而使得不可能确定准备阶段缩短的程 度。当准备阶段期间变得太短时，接合侧摩擦接合部件的油压变得不足，从而导致在扭矩 阶段开始时在接合侧摩擦接合部件中的响应延迟。进一步地，当准备阶段期间变得太长时， 因为接合侧摩擦接合部件的油压处于缩减待用压力，该压力高于正常待用压力，传递扭矩 (transmission torque)改变了与增大的待用压力相对应的量，结果，在扭矩阶段的初始阶 段会发生冲击。在时间tl3，当速度变换器20的速比vRatio达到最高速比时，贯穿速比Ratio没 有改变。换句话说，开始了发动机转速并不改变的停滞期间。在时间tl4，从换档开始消逝的时间(tll)达到缩减结束时间，因此，准备阶段结 束并且扭矩阶段开始。当扭矩阶段开始时，再次确定停滞确定条件的成立。在此，停滞确定 条件成立，并因此接合侧和脱离侧摩擦接合部件的油压以缩减油压变化速度改变，该缩减 油压变化速度高于正常油压变化速度。结果，扭矩阶段的完成时间缩短。在时间tl5，副变速器机构30的速比开始变化的惯性阶段开始，因此，贯穿速比 Ratio随着副变速器机构的速比改变而改变。相应地，停滞期间结束。图10A-10E是示出在脚抬起升档过程中仅扭矩阶段缩短的情形下根据这个实施 方式的换档控制操作。当脚抬起升档在时间t21开始时，副变速器机构30经由准备阶段、扭矩阶段、惯性 阶段和最终阶段完成从低速模式到高速模式的切换。当在时间t22预加压结束时，确定停滞确定条件是否成立。在时间t22，贯穿速比 Ratio大于第一阈值，因此停滞确定条件不成立。因此，接合侧摩擦接合部件的油压设定在 正常待用压力并且准备阶段结束时间保持在正常结束时间。当速度变换器20的速比vRatio在时间t23达到最高速比时，开始了贯穿速比 Ratio并不改变的停滞期间。当从换档开始(时间t21)消逝的时间在时间t24达到正常结束时间时，扭矩阶段
11开始。当扭矩阶段开始时，再次确定停滞确定条件的成立。在时间t24，贯穿速比Ratio小 于第一阈值并且最终贯穿速比DRatio小于第二阈值，因此停滞确定条件成立。因此，接合 侧和脱离侧摩擦接合部件的油压以缩减油压变化速度改变，该缩减油压变化速度高于正常 油压变化速度。结果，扭矩阶段的完成时间缩短。在时间t25，副变速器机构30的速比开始改变的惯性阶段开始，因此贯穿速比 Ratio随着副变速器机构的速比改变而改变。相应地停滞期间结束。图11A-11E是示出在其中执行脚释放升档的情形中根据这个实施方式的换档控 制操作的时间图表。在时间t31，脚从加速踏板移开以使得最终贯穿速比向升档侧改变，因此脚释放升 档开始。脚释放升档是在动力切断状态下执行，因此副变速器机构30经由准备阶段、惯性 阶段、扭矩阶段和最终阶段完成从低速模式到高速模式的切换。在时间t32，在完成预加压时，确定停滞确定条件是否成立。在时间t32*，贯穿速比 Ratio小于第一阈值并且最终贯穿速比DRatio小于第二阈值，因此停滞确定条件成立。相 应地，待用压力设定在缩减待用压力并且准备阶段结束时间从正常结束时间改变到缩减结 束时间。结果，准备阶段的完成时间缩短。在时间t33，速度变换器20的速比vRatio达到最高速比，因此贯穿速比Ratio并 不改变的停滞期间开始了。在时间t34，从换档开始消逝的时间(时间31)达到缩减结束时间，因此惯性阶段 开始。当惯性阶段开始时，副变速器机构30的速比开始改变以使得贯穿速比Ratio改变， 因此停滞期间结束。根据上述实施方式，当停滞确定条件在伴随模式切换的升档过程中成立时，副变 速器机构的准备阶段和扭矩阶段中的一个或二者的完成时间缩短。结果，从换档开始前进 到惯性阶段所需时间能够减少，因此停滞期间能够缩短。相应地，发动机转速能够在升档过 程中平稳降低，从而抑制驱动性能减低。而且，由延长的停滞期间引起的燃料效率的降低能 够得到抑制。进一步，当准备阶段缩短时，待用压力设定在缩减待用压力，该缩减待用压力高于 正常待用压力。通过这样做，即使当准备阶段缩短时，接合侧摩擦接合部件的行程能够完 成，因此在随后扭矩阶段中在接合侧摩擦接合部件中的扭矩能力能够得到保证。应该注意到，准备阶段还可以通过利用延长预加压时间或者增大预加压压力而缩 短。但是，当采用这些方法时，取决于误差(irregularities)，接合侧摩擦接合部件的行程 可能会在预加压过程中完成，结果会发生互锁，从而导致驱动性能降低。因此，优选地，准备 阶段不通过改变预加压时间等来缩短。参照图12和图13A-13E，将描述本发明的第二实施方式。第二实施方式与第一实 施方式的不同之处在于，在向最终贯穿速比DRatio控制贯穿速比Ratio时采用的过渡响应 的时间增大，换句话说，时间常数增大。下面将描述该差异。应当注意到，下面描述的与上 面描述的第一实施方式的那些具有类似功能的第二实施方式的部分已经使用相同的附图 标记，并且，根据情况，其重复描述已经省略。图12示出根据第二实施方式的换档控制程序的例子。变速器控制器12执行该程 序，代替如图4所示的根据第一实施方式的程序。
在步骤Sl至S6中，与第一实施方式相同的处理被完成，因此，其描述已经被省略。在步骤S21中，变速器控制器12确定停滞确定条件是否成立。更具体地，变速器 控制器12确定上述条件表达式⑴和(2)是否成立。当条件表达式⑴和(2)成立时，变 速器控制器12执行步骤S22的处理，当条件表达式(1)和(2)不成立时，变速器控制器12 执行步骤S2的处理。在步骤S22中，与正常操作相比，变速器控制器12增大当向着最终贯穿速比 DRatio控制贯穿速比Ratio时采用的过渡响应的时间。更具体地，通过增大过渡响应的时 间常数，变速器控制器12增大贯穿速比Ratio达到最终贯穿速比DRatio所需的时间超过 正常操作所需的时间。图13A-13E是示出在脚抬起升档过程中、在向着最终贯穿速比DRatio控制贯穿速 比Ratio时采用的过渡响应的时间增大同时缩短准备阶段和扭矩阶段的情形下根据第二 实施方式的换档控制操作的时间图表。在时间t41，脚从加速踏板移回以使得最终贯穿速比DRatio向升档侧改变，结果， 脚抬起升档开始。同时，确定停滞条件是否成立。在此，假定停滞条件成立，因此，在将过渡 响应的时间增大到超过正常操作的过渡响应时间之后，贯穿速比Ratio向着最终贯穿速比 DRatio进行控制。结果，速度变换器速比vRatio达到最高速比所需的时间，或者，换句话说，在时间 t41和时间t42之间的时间段增大到超过正常操作的时间。因此，在速度变换器速比vRatio 达到最高速比之后惯性阶段开始所需的时间，或者，换句话说，在时间t42和时间t43之间 的时间段能够缩短，从而使得能够将减小停滞期间。相应地，在换档过程中的平稳转动变化 不会被损害，驱动性能降级能够被抑制。而且，当准备阶段和扭矩阶段的完成期间缩短时， 这个效果可以甚至更显著地获得。应当注意到，本发明并不限于上面的实施方式，并且可以在其技术精神的范围内 进行各种改变。例如，在上面的实施方式中，停滞确定通过利用贯穿速比Ratio作为参考而完成， 但是停滞确定可以通过利用主转速Npri作为参考根据下面的条件表达式(3)和(4)完成。主转速<(停滞转速+第三预定值)(3)最终主转速<(停滞转速-第四预定值)(4)在此，停滞转速=变速器输出转动X速度变换器最高速比X副变速器机构的第 一档位的速比。此外，第一预定值和第二预定值设定在固定值，但是可以根据车速、油温和加速踏 板压下量设置为可变的。同样地，这应用到第三预定值和第四预定值。而且，副变速器机构30是具有作为前进档位的两个位置，也就是第一速度和第二 速度的变速器机构，但是副变速器机构30可以是具有三个或更多档位作为前进档位的变 速器机构。而且，副变速器机构30由Ravigneaux (拉维尼奥)类型的行星齿轮机构组成，但 是并不限于该结构。例如，副变速器机构30可以由一般的行星齿轮机构和摩擦接合部件的 组合构成，或者通过由多个具有不同传动比的齿轮链形成的动力传输路径和用于切换动力 传输路径的摩擦接合部件构成。
此外，液压缸23a、23b设置作为在轴向方向移动带轮21、22的可移动圆锥板的致 动器，但是，致动器并不限于液压驱动并且可以电驱动。而且，模式切换速比设定在与低速模式最高速比相同的值，在此，术语“相等”包括 其中模式切换速比大致等于低速模式最高速比的情形，并且该情形也包括在本发明的技术 范围内。而且，在上面的描述中，利用带和带轮的所谓的带式无级变速器机构被引用来作 为无级变速器机构的例子，但是，无级变速器机构并不限于此，例如，可以是利用链和带轮 的所谓的链式无级变速器机构，或者利用动力辊和输入/输出盘的所谓的盘式无级变速器 机构。
权利要求
一种用于车辆无级变速器(4)的控制装置，该车辆无级变速器(4)包括具有能够连续改变的速比的无级变速器机构(20)；以及与所述无级变速器机构(20)串联设置的副变速器机构(30)，其包括作为前进档位的第一档位和具有小于所述第一档位的速比的第二档位，并通过选择性地接合或脱离多个摩擦接合部件而在该第一档位和该第二档位之间切换，其中，所述控制装置包括变速器控制器(12)，该变速器控制器(12)被构成为将基于车辆运行条件要达到的所述无级变速器机构(20)和所述副变速器机构(30)的整体速比设定为最终速比(S1)；控制所述无级变速器机构(20)和所述副变速器机构(30)，以使得所述整体速比以预定过渡响应来匹配所述最终速比(S1)；确定在升档过程中是否将发生其中所述整体速比停止改变的停滞期间(S21，S34，S62)；以及在确定将发生停滞期间后，缩短在所述副变速器机构(30)中从开始换档前进到惯性阶段所需的时间(S22，S35，S36，S63)。
2.如权利要求1所述的用于车辆无级变速器(4)的控制装置，其中，所述变速器控制 器(12)被进一步构成为通过将在扭矩阶段过程中供应到脱离侧摩擦接合部件和接合侧摩 擦接合部件的油压的变化速度增大到超过正常操作的变化速度以使得前进到惯性阶段所 需的时间减小，来缩短所述副变速器机构(30)的扭矩阶段的完成期间(S63)。
3.如权利要求1或2所述的用于车辆无级变速器(4)的控制装置，其中，所述变速器控 制器(12)进一步构成为通过与正常操作相比提前准备阶段结束时间以使得前进到惯性阶 段所需的时间减小，来缩短副变速器机构(30)的准备阶段的完成期间(S36)。
4.如权利要求3所述的用于车辆无级变速器(4)的控制装置，其中，所述变速器控制 器(12)进一步构成为当与正常操作相比提前副变速器机构(30)的准备阶段结束时间时， 将在准备阶段过程中设定的接合侧摩擦接合部件的待用压力增大到超过正常操作的待用 压力。
5.如权利要求1-4中任一项所述的用于车辆无级变速器(4)的控制装置，其中，所述变 速器控制器(12)进一步构成为在确定将发生停滞期间之后延长过渡响应的期间(S22)。
6.一种用于车辆无级变速器(4)的控制方法，该无级变速器(4)包括 无级变速器机构(20)，其具有能够连续改变的速比；和与所述无级变速器机构(20)串联设置的副变速器机构(30)，其包括作为前进档位的 第一档位和第二档位，该第二档位具有比第一档位更小的速比，并通过选择性地接合和脱 离多个摩擦接合部件而在所述第一档位和所述第二档位之间进行切换， 其中，该控制方法包括将基于车辆的运行条件要达到的所述无级变速器机构(20)和所述副变速器机构(30) 的整体速比设定为最终速比(Si)；控制所述无级变速器机构(20)和所述副变速器机构(30)，以使得所述整体速比以预 定过渡响应来匹配所述最终速比(Si)；确定在升档过程中是否将发生其中所述整体速比停止变化的停滞期间(S21，S34， S62)；以及在确定将发生停滞期间之后，缩短在副变速器机构(30)中从换档开始前进到惯性阶 段所需的时间(S22，S35，S36，S63)。
全文摘要
本发明公开了一种用于车辆无级变速器(4)的控制装置，包括最终速比设定装置，其用于将基于车辆的运行条件要达到的无级变速器机构(20)和副变速器机构(30)的整体速比设定作为最终速比；换档控制装置，其用于控制无级变速器机构(20)和副变速器机构(30)以使得整体速比以预定过渡响应匹配最终速比；停滞确定装置，其用于确定在升档过程中是否将发生其中整体速比停止改变的停滞期间；以及缩减控制装置，其用于在确定将发生停滞期间之后缩短从在副变速器机构(30)中开始换档前进到惯性阶段所需的时间。
文档编号F16H61/66GK101956821SQ20101022489
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月7日 优先权日2009年7月17日
发明者井上拓市郎, 井上真美子, 关丈二, 田中宽康, 野野村良辅, 高桥诚一郎 申请人:日产自动车株式会社;加特可株式会社