CN108506478B - 用于自动变速器的控制设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于自动变速器的控制设备和控制方法。一种用于有级自动变速器的控制设备，在所述有级自动变速器中通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个，所述有级自动变速器安装在车辆上，所述控制设备包括：电子控制单元，其被配置为在车辆被驱动状态下的升挡变速的惯性相期间，当由于发生加速器下压操作而请求降挡变速要求时，在预定时间段内，执行禁止从升挡变速向降挡变速转换的多重变速的控制。

Description

用于自动变速器的控制设备和控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于自动变速器的控制设备和控制方法。特别地，本发明涉及有级自动变速器中的变速控制。

背景技术

传统上，已知一种用于自动变速器的控制装置和控制方法，在自动变速器中通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个。

例如，日本专利申请公开第2001-124193号(JP2001-124193A)公开了：提供了：多重变速判定手段，其用于在升挡变速期间判定已经发出用于降挡变速的命令；以及变速开始时刻判定手段，其用于判定做出关于降挡变速的该判定的时间点时的输入轴的转速与该降挡变速后的输入轴的同步转速之间的差是否已经达到实现降挡变速的恰当执行的状态，并且根据该判定的结果，降挡变速的开始被延迟。因此，抑制了由于输入轴转速与降挡变速后的目标变速级(以下称为要求变速级)处的同步转速之间的差太小而不能及时执行反馈控制的状况而引起的发动机高速空转。

发明内容

然而，根据上述日本专利申请公开第2001-124193号(JP2001-124193A)中公开的控制，在延迟的降挡变速开始的时刻输入到自动变速器的转矩较低的情况下，输入轴转速不能迅速上升至该降档变速的要求变速级处的同步转速，并且可能变得难以进行降挡变速。

鉴于此，本发明的发明人通过着眼于下面的事实实现了本发明：在升挡变速期间产生降挡变速要求的情况下，如果在输入到自动变速器的转矩变得足够高的时间点时开始该降挡变速，则降挡变速可以平滑地进行。

本发明是一种用于自动变速器的控制设备，当在车辆被驱动状态下执行升挡变速的情况下产生降挡变速要求时，使得之后能够平滑地进行降挡变速。

本发明的一个示例方案为一种用于有级自动变速器的控制设备，在所述有级自动变速器中通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个。所述有级自动变速器安装在车辆上。所述控制设备包括：电子控制单元，其被配置为在车辆被驱动状态下的升挡变速的惯性相期间，当由于发生加速器下压操作而请求降挡变速要求时，在预定时间段内，执行禁止从升挡变速向降挡变速转换的多重变速的控制。本发明的一个示例方案为一种用于有级自动变速器的控制设备的控制方法，在所述有级自动变速器中通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个。所述控制设备包括电子控制单元。所述控制方法包括：i)由所述电子控制单元判定变速要求是否是升挡要求；i i)由所述电子控制单元判定当前的升挡变速是否在惯性相期间的变速状态下执行；以及iii)在车辆被驱动状态下的所述升挡变速的惯性相期间，当由于发生加速器下压操作而请求降挡变速要求时，在预定时间段内，由所述电子控制单元执行禁止从升挡变速向降挡变速转换的多重变速的控制。

由于限定本发明的该事项，在车辆被驱动状态下的升挡变速的惯性相期间，当通过加速器下压操作的执行而产生降挡变速要求时，在预定时间段内禁止多重变速(从升挡变速到降挡变速的转换)。在由此禁止多重变速的预定时间段期间，由于加速器下压操作而引起输入到自动变速器的转矩上升。在该输入转矩变得足够高的时间点开始降挡变速。因此，输入轴转速可以迅速上升至降挡变速的要求变速级处的同步转速，并且能够平滑地进行降挡变速。

所述电子控制单元可以被配置为执行平滑处理，使得当所述车辆的驱动状态从所述车辆被驱动状态向车辆驱动状态转换时执行变速操作时的所述自动变速器的目标驱动力的爬升梯度比当所述车辆的驱动状态保持所述车辆驱动状态时执行同样的变速操作时的所述自动变速器的目标驱动力的爬升梯度小。

这使得当进行从车辆被驱动状态向车辆驱动状态的切换时能够缓和动力传递系统中的游隙(例如，齿轮之间的齿隙)在相反方向上的缩短引起的振颤(rattling)冲击。

所述预定时间段可以是从执行所述加速器下压操作的时间点起经过预定时间的时间段。

所述预定时间段的结束可以是输入到所述自动变速器的转矩通过所述加速器下压操作而变为高于或等于预定值的时刻。

该预定时间段的设定使得能够确保在输入转矩变得足够高的时间点开始降挡变速，并且平滑地进行降挡变速。

在本发明中，在车辆被驱动状态下的升挡变速的惯性相期间，当执行加速器下压操作时，在预定时间段内，禁止用于进行从升挡变速向降挡变速的转换的多重变速。因此，在输入转矩变得足够高的时间点开始降挡变速。因此，能够平滑地进行降挡变速。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出根据本发明的实施例的车辆的驱动系统的整体构造的视图；

图2是示出变矩器和自动变速器的构造的概要图；

图3是示出针对自动变速器中的每个变速级的第一至第四离合器以及第一和第二制动器的接合状态的接合图表；

图4是示出车辆的控制系统的构造的框图；

图5是用于图示多重变速禁止控制的流程的流程图；

图6是示出在执行多重变速禁止控制的情况下的加速器下压量、要求变速级、输入轴转速、目标发动机转矩、输入转矩、各离合器的命令油压的变化的时序图；

图7是用于图示目标驱动力平滑控制的流程的一部分的流程图；

图8是用于图示目标驱动力平滑控制的流程的其他部分的流程图；以及

图9是示出在执行目标驱动力平滑控制的情况下的加速器下压量、振颤区域判定标志、输入转矩值限制执行标志以及输入转矩的变化的时序图。

具体实施方式

以下将基于附图描述本发明的实施例。

首先，参照图1至图4描述根据本发明的实施例的车辆100。

如图1所示，车辆100配备有发动机1、变矩器2、有级自动变速器3、油压控制装置4以及电子控制单元(ECU)5。该车辆100例如是前置发动机前驱(FF)车辆。在该车辆100中，发动机1的输出经由变矩器2和自动变速器3被传递到差动装置6，并且分配到左右驱动轮(前轮)7。

发动机(内燃机)1是用于运转例如多缸汽油发动机的驱动力源。发动机1被构造为能够通过节气门的节气门开度(进气量)、燃料喷射量、点火正时等来控制其运转状态。

如图2所示，变矩器2包括：联接到作为发动机1的输出轴的曲轴1a的泵轮21；联接到自动变速器3的涡轮22；具有转矩放大功能的导轮23；以及将发动机1与自动变速器3彼此直接联接的锁止离合器24。顺便提及，图2仅示意性地示出了变矩器2和自动变速器3的在旋转中心轴上方的上半部分，其在旋转中心轴的下方的下半部分被省略。

自动变速器3设置在发动机1与驱动轮7之间的动力传递路径上，并且构造成改变输入轴3a的转速并将该旋转输出到输出轴3b。在该自动变速器3中，输入轴3a联接到变矩器2的涡轮22，并且输出轴3b经由差动装置6等联接到驱动轮7。

自动变速器3被构造成包括主要由第一行星齿轮装置31a构成的第一变速单元(前行星单元)31、主要由第二行星齿轮装置32a和第三行星齿轮装置32b构成的第二变速单元(后行星单元)32、第一离合器C1至第四离合器C4、第一制动器B1和第二制动器B2等。

构成第一变速单元31的第一行星齿轮装置31a是双小齿轮型行星齿轮机构，并且配备有太阳轮S1、分别彼此啮合的多对小齿轮P1、支撑这些小齿轮P1使得小齿轮P1能够围绕其自身轴线且围绕行星齿轮架CA1旋转的行星齿轮架CA1、以及经由小齿轮P1与太阳轮S1啮合的齿圈R1。

行星齿轮架CA1联接到输入轴3a，并且与输入轴3a一体旋转。太阳轮S1固定到变速器壳体30，并且不能旋转。齿圈R1起到中间输出构件的作用，并且相对于输入轴3a减速。如此减速的齿圈R1的旋转被传递到第二变速单元32。

构成第二变速单元32的第二行星齿轮装置32a是单小齿轮型行星齿轮机构，并且配备有太阳轮S2、小齿轮P2、支撑小齿轮P2使得小齿轮P2可围绕其自身轴线且围绕行星齿轮架RCA旋转的该行星齿轮架RCA、以及经由小齿轮P2与太阳轮S2啮合的齿圈RR。

而且，构成第二变速单元32的第三行星齿轮装置32b是双小齿轮型行星齿轮机构，并且配备有太阳轮S3、分别彼此啮合的多对小齿轮P2和P3、支撑小齿轮P2和P3使得小齿轮P2和P3能够绕其自身轴线且围绕行星齿轮架RCA旋转的该行星齿轮架RCA、以及经由小齿轮P2和P3与太阳轮S3啮合的齿圈RR。顺便提及，行星齿轮架RCA和齿圈RR由第二行星齿轮装置32a和第三行星齿轮装置32b共享。

太阳轮S2通过第一制动器B1选择性地联接到变速器壳体30。此外，太阳轮S2经由第三离合器C3选择性地联接到齿圈R1。而且，太阳轮S2经由第四离合器C4选择性地联接到行星齿轮架CA1。太阳轮S3经由第一离合器C1选择性地联接到齿圈R1。行星齿轮架RCA通过第二制动器B2选择性地联接到变速器壳体30。另外，行星齿轮架RCA经由第二离合器C2选择性地联接到输入轴3a。齿圈RR联接到输出轴3b，并且与输出轴3b一体旋转。

第一离合器C1到第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2都是通过液压致动器摩擦接合的摩擦接合元件，并且由油压控制装置4和ECU 5控制。

图3是示出针对各变速级(各变速挡)的第一离合器C1至第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2的接合状态或释放状态的接合图表。顺便提及，在图3的接合图表中，每个圆圈表示“接合状态”，而每个空白表示“释放状态”。

如图3所示，在本例的自动变速器3中，通过第一离合器C1和第二制动器B2的接合来建立具有最大速比(输入轴3a的转速/输出轴3b的转速)的第一变速级(1st)。通过第一离合器C1和第一制动器B1的接合建立第二变速级(2nd)。通过第一离合器C1和第三离合器C3的接合建立第三变速级(3rd)。通过第一离合器C1和第四离合器C4的接合建立第四变速级(4th)。通过第一离合器C1和第二离合器C2的接合建立第五变速级(5th)。通过第二离合器C2和第四离合器C4的接合建立第六变速级(6th)。通过第二离合器C2和第三离合器C3的接合建立第七变速级(7th)。通过第二离合器C2和第一制动器B1的接合建立第八变速级(8th)。顺便提及，通过第三离合器C3和第二制动器B2的接合来建立倒挡变速级(Rev)。

如上所述，自动变速器3被构造成通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个。

油压控制装置4被设置成控制自动变速器3的摩擦接合元件的状态(接合状态或释放状态)。顺便提及，油压控制装置4还具有控制变矩器2的锁止离合器24的功能。

ECU 5被配置为执行发动机1的运转控制、自动变速器3的变速控制等。具体地说，如图4所示，ECU 5包括CPU 51、ROM 52、RAM 53、备用RAM 54、输入接口55以及输出接口56。顺便提及，ECU 5是根据本发明的“控制设备”的示例。

CPU 51基于存储在ROM52中的各种控制程序和映射来执行计算处理。各种控制程序、在执行各种控制程序时参考的映射等存储在ROM 52中。RAM 53是暂时存储CPU 51的运算结果、各传感器的检测结果等的存储器。备用RAM 54是存储在关闭点火开关时所保存的数据等的非易失性存储器。

曲轴位置传感器81、输入轴转速传感器82、输出轴转速传感器83、加速器下压量传感器84、节气门开度传感器85等连接到输入接口55。

曲轴位置传感器81设置成计算发动机1的转速。输入轴转速传感器82设置成计算自动变速器3的输入轴3a的转速(输入轴转速；涡轮转速)。输出轴转速传感器83被设置为计算自动变速器3的输出轴3b的转速(输出轴转速)。顺便提及，可以由输出轴转速来计算车速。加速器下压量传感器84被设置为检测作为加速踏板的下压量(操作量)的加速器下压量。节气门开度传感器85被设置成检测节气门的节气门开度。

喷射器91、点火器92、节气门马达93、油压控制装置4等连接到输出接口56。喷射器91是燃料喷射阀，并且可以调节燃料喷射量。点火器92被设置为调节火花塞的点火正时。节气门马达93被设置成调节节气门的节气门开度。

然后，ECU 5被配置为能够通过基于各传感器的检测结果等控制节气门开度、燃料喷射量、点火正时等，控制发动机1的运转状态。另外，ECU 5被配置为能够通过控制油压控制装置4来执行自动变速器3的变速控制以及变矩器2的锁止离合器24的控制。

在由ECU 5执行的变速控制中，基于例如使用车速和加速器下压量作为参数的变速映射来设定要求变速级，并且油压控制装置4被控制为使得实际变速级变为等于要求变速级。

在描述表征本发明的实施例的控制(多重变速禁止控制)之前，将描述用于确定实现上述自动变速器3中的变速目标值的控制操作量的变速控制的概要。

在本发明的实施例中，作为变速控制，取代使用一般的控制映射的方法，而采用通过使用确定用于实现变速目标值的控制操作量的变速模型来执行变速的方法。该变速目标值是确定在变速时期望实现的变速模式的要素(例如，变速时间、或驱动力等)的目标值。该控制操作量是操作被控制对象的要素(发动机转矩、以及离合器转矩等)的要求值。

下面将描述通过使用变速模型执行的变速控制。变速期间的运动方程被表达为以下所示的等式(1)和(2)。

dωt/dt＝a1·Tt+b1·Tcapl+c1·Tcdrn+d1·dωo/dt…(1)

To＝a2·Tt+b2·Tcapl+c2·Tcdrn+d2·dωo/dt…(2)

这些等式(1)和(2)由构成自动变速器3的并且彼此联接的各旋转元件的运动方程以及构成自动变速器3的行星齿轮装置的关系表达式导出。每个旋转元件的运动方程是这样的运动方程，该运动方程规定了表达为旋转元件中的每一个的惯性和转速时间变化率的积的转矩作为作用在行星齿轮装置的三个构件上以及位于与每个旋转元件相关的摩擦接合元件的两侧的构件之一的转矩。另外，行星齿轮装置的关系表达式是通过使用行星齿轮装置的齿数比规定行星齿轮装置的三个构件之间的转矩的关系以及行星齿轮装置的三个构件之间的转速时间变化率的关系的关系表达式。

在等式(1)和等式(2)中的每一个中，dωt/dt是时间微分，即，涡轮转速(旋转角速度)ωt(即，输入轴转速ωi)的时间变化率，并且表示作为输入轴3a侧的旋转构件的速度的变化量的输入轴3a的加速度(角加速度，以下称作输入轴加速度)。另外，dωo/dt是输出轴转速ωo的时间变化率，并且表示输出轴加速度。Tt表示作为输入轴3a侧的旋转构件上的转矩的输入轴3a上的转矩，即变速器输入转矩Ti。将变矩器2的转矩比t考虑在内时，该涡轮转矩Tt与发动机转矩Te(＝Tt/t)同义。为了表示变速器输出转矩，即作为输出轴3b侧的旋转构件上的转矩的输出轴3b上的转矩。Tcapl是在变速时执行接合操作的摩擦接合元件的转矩容量(以下称为接合侧离合器转矩)。Tcdrn是在变速时执行释放操作的摩擦接合元件的转矩容量(以下称为释放侧离合器转矩)。此外，a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1和d2是在导出等式(1)和(2)时使用的常数，并且它们是由每个旋转元件的惯性和行星齿轮装置的齿数比从设计的立场而确定的系数。这些常数的具体值取决于例如变速的类型(例如，变速模式或变速前后的变速级的组合)而不同。因此，尽管前述的运动方程是确定的，但是针对自动变速器3的变速采用与常数取决于变速类型而不同的变速类型相对应的运动方程。

上述的运动方程(1)和(2)是制定了变速目标值和控制操作量之间的关系的自动变速器3的齿轮系的运动方程。变速目标值可以表示变速时间的目标值和驱动力的目标值，并且可以在齿轮系的运动方程中处理。在本发明的实施例中，使用输入轴加速度dωt/dt作为能够表示变速时间的示例性物理量。另外，变速器输出转矩To被用作能够表示驱动力的示例性物理量。在本发明的实施例中，使用两个值，即，输入轴加速度dωt/dt和变速器输出转矩To来设定变速目标值。

另一方面，在本发明的实施例中，用于实现变速目标值的控制操作量使用三个值来设定，即使用涡轮转矩Tt(其与发动机转矩Te同义)、接合侧离合器转矩Tcapl和释放侧离合器转矩Tcdrn来设定。然后，当运动方程被构成为两个等式，即前述等式(1)和(2)时，存在三个控制操作量。因此，找不到用于实现两个变速目标值的控制操作量的唯一解。顺便提及，由作为输出轴转速传感器83的检测值的输出轴转速ωo来计算输出轴加速度dωo/dt。

因此，在本发明的实施例中，作为适于在可以处理任何变速模式的变速期间表达和控制转矩的传送的约束条件，使用由释放侧离合器和接合侧离合器承担的传递转矩的转矩分担比。即，能够将变速期间的转矩的传送并入运动方程中并且求出控制操作量的唯一解的传递转矩的转矩分担比被设定为约束条件。当在自动变速器3的变速时需要由释放侧离合器和接合侧离合器两者承担的总传递转矩(合计传递转矩)被替换为例如输入轴3a上的转矩(输入轴上的合计传递转矩)时，转矩分担比是由每个摩擦接合元件承担的传递转矩与输入轴上的总传递转矩之比。在本发明的实施例中，接合侧离合器的转矩分担比由“xapl”表示，而释放侧离合器的转矩分担比由“x drn”表示。转矩分担比使用以时间序列方式变化的转矩分担比x(例如，0≤x≤1)来分别由下面示出的等式(3)和(4)定义，使得反映出变速期间的转矩的传送。

x apl＝x...(3)

x drn＝1-x...(4)

可以基于用输入轴3a上的转矩替换的“Tcapl”和“Tcapl”和上述等式(3)和(4)，使用“x”(＝x apl)和“1-x”(＝x drn)来定义接合侧离合器转矩Tcapl和释放侧离合器转矩Tcdrn的关系表达式。然后，从上述等式(1)和(2)以及“Tcapl”和“Tcdrn”的关系表达式中导出用于计算作为控制操作量的涡轮转矩Tt、接合侧离合器转矩Tcapl和释放侧离合器转矩Tcdrn的关系表达式。涡轮转矩Tt(其与发动机转矩Te同义)由使用“x”(＝x apl)、“1-x”(＝x drn)、输入轴加速度dωt/dt、变速器输出转矩To等的关系表达式表示。同样地，接合侧离合器转矩Tcapl由使用“x”(＝x apl)、输入轴加速度dωt/dt、变速器输出转矩To等的关系表达式表示。同样地，释放侧离合器转矩Tcdrn由使用“1-x”(＝x drn)、输入轴加速度dωt/dt、变速器输出转矩To等的关系表达式表示。

即，根据本发明的实施例的变速模型被设计为使用自动变速器3的包括变速目标值和控制操作量的运动方程(前述等式(1)和(2))以及表示转矩分担比的关系(前述等式(3)和(4))基于变速目标值来计算控制操作量。如上所述，在本发明的实施例中，通过将以转矩分担比x设定的约束条件加到上述等式(1)和(2)，经由使用变速模型，执行自动变速器3的变速。因此，即使在两个变速目标值有三个控制操作量的情况下，也可以通过使用变速模型适当地确定这三个控制操作量。这个变速模型是一个单一的预定模型。然而，如前所述，使用常数取决于变速类型(例如，变速模式或变速前后的变速级的组合)而不同的齿轮系的运动方程。因此，对应于每个变速类型的变速模型被用于自动变速器3的变速。

接下来，将描述作为本发明的实施例的特征的多重变速禁止控制。这里所说的多重变速是指例如由于自动变速器3的升挡变速期间的降挡变速要求的产生而进行了变速操作切换(转换)到降挡变速的变速操作。

在常规技术中，在自动变速器的升挡变速期间产生降挡变速要求的情况下，如果在降挡变速开始的时刻输入到自动变速器的转矩较低，则输入轴转速不能迅速升高到该降挡变速的要求变速级处的同步转速，并且可能难以进行降挡变速。特别是，在车辆被驱动状态下的升挡变速(以下，一些情况下称为油门关升挡变速)的惯性相期间，通过执行加速下压操作而产生对降挡变速(以下，一些情况下称为油门开降挡变速)的要求时出现该状况。

鉴于此，根据在本发明的实施例，在车辆被驱动状态下的升挡变速(油门关升挡变速)的惯性相期间，当通过执行加速下压操作而产生降挡变速(油门开降挡变速)的要求时，在预定时间段内禁止从升挡变速向降挡变速切换的多重变速(直到从执行该加速器下压操作的时间点起经过预定时间为止)(多重变速禁止控制)。这使得能够在输入到自动变速器3的转矩由于加速器下压操作而变得足够高的时间点开始降挡变速，并且使输入轴转速ωi迅速地升高到降挡变速的要求的变速级处的同步转速。

由ECU 5执行该多重变速禁止控制。因此，在ECU 5中，执行多重变速禁止控制的功能单元被配置为根据本发明的多重变速禁止单元。

接下来，将参照图5的流程图描述根据本发明的实施例的多重变速禁止控制的流程。在车辆的起动开关被操作为接通之后，以预定时间间隔重复执行该流程图。顺便提及，稍后将描述的各标志已经在起动开关被操作为接通的时间点被重置为0。

首先，在步骤ST1中判定预先存储在ECU 5中的油门关升挡标志是否被设定为“1”。该油门关升挡标志在油门关升挡变速(车辆被驱动状态下的升挡变速)开始的时间点被设定为“1”，而在变速结束时被重置为“0”。

当起动开关被操作为接通时，油门升挡标志已被重置为“0”。因此，步骤ST1的判定结果为“否”，并且转移到步骤ST2。在该步骤ST2中，判定是否产生了对自动变速器3的变速的要求，并且对该变速的要求是否为油门关升挡变速要求。

在该步骤ST2中，通过使用根据车速和加速器下压量而设定的判定映射(未图示)，或者通过使用根据自动变速器3的输入轴转速ωi和自动变速器3的变速器输入转矩Ti设定的判定映射(未示出)，判定车辆是否处于其被驱动状态。可替代地，在执行加速器关闭操作(使加速器下压量等于“0”的操作)的状况下，可以判定车辆处于其被驱动状态下。可替代地，在变速器输入转矩Ti在预定时间内保持小于预定值的状况下，可以判定车辆处于其被驱动状态。该预定值和该预定时间基于实验或模拟来设定。

另外，通过将基于使用车速和加速器下压量作为参数的变速映射而设定的要求变速级与此刻的变速级(当前的变速级)进行比较，并且判定要求变速级是否在当前变速级的较高挡位侧(在较小速比侧)，判定对变速的要求是否为升挡变速要求。顺便提及，当前变速级是由作为输入轴3a的转速(输入轴转速ωi)与输出轴3b的转速(输出轴转速ωo)之比的速比而得到的。

如果对变速的要求不是油门关升挡变速要求，则步骤ST2中的判定结果为“否”，结论是不存在应当执行多重变速禁止控制的状况(不存在应当判定是否禁止多重变速的状况)，并立即返回。

另一方面，在对变速的要求是油门关升挡变速要求的基础上，如果步骤ST2中的判定结果为“是”，则进行转到步骤ST3，并且油门关升挡变速开始。在该油门关升挡变速中，通过执行释放以升挡变速之前的变速级接合的摩擦接合元件的操作，输入轴转速ωi朝升挡变速之后的变速级(要求变速级)处的同步转速降低(惯性相)。之后，通过执行释放该摩擦接合元件的操作和接合在以升挡变速之后的变速级(要求变速级)接合的摩擦接合元件的操作，执行变速操作(置换摩擦接合元件的操作；转矩相)。

在油门关升挡变速开始后，进行转到步骤ST4。油门关升挡标志被设定为“1”，并且进行转到步骤ST5。

在步骤ST5中，判定在惯性相期间当前的升挡变速是否处于变速状态。该判定是基于变速的进行程度等而做出的。例如，如果判定在输入轴转速ωi相对于升挡变速之前的变速级处的同步转速开始下降的时间点开始惯性相，并且判定在该输入轴转速ωi变得接近升挡变速后的变速级(要求变速级)处的同步转速的时间点结束惯性相，则通过将该输入轴转速ωi与同步转速彼此对比，能够判定在惯性相期间当前的升挡变速是否在变速状态下。另外，关于惯性相的开始的判定，可以判定：在要求升挡变速之后输入轴加速度dωt/dt变为小于“0”的时间点，惯性相开始。另外，可以判定：当输入轴转速ωi变为低于将输出轴转速ωo乘以在变速开始之前(在升挡变速开始之前)的变速级的齿数比而得到的转速的时间点，惯性相开始。

如果步骤ST5中的判定结果基于当前的升挡变速不处于惯性相期间的变速状态(例如，惯性相尚未开始)而为“否”，则进行转到步骤ST6以判定变速是否已经结束。在油门关升挡变速开始的时间点，步骤ST6中的判定结果为“否”，因此立即返回。也就是说，该返回是基于不存在应当执行多重变速禁止控制的状况的结论而做出的。

在随后的例程中，基于油门关升挡标志被设定为“1”(在前述步骤ST4中被设定为“1”)，步骤ST1中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST5。在该步骤ST5中，如前所述，判定当前的升挡变速是否处于惯性相期间的变速状态。

如果步骤ST5中的判定结果基于惯性相开始而为“是”，则进行转到步骤ST7以判定加速器开启操作是否已经执行。即，判定基于加速器下压量传感器84的输出信号计算出的加速器下压量是否变为大于或等于预定值。

如果尚未执行加速器开启操作，则步骤ST7中的判定结果为“否”，并且进行转到步骤ST6。然后，如果在不执行加速下压操作的状态下结束变速，即，如果在继续油门关升挡变速的同时结束变速，则步骤ST6的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST8。在这种情况下，在惯性相期间，步骤ST5的判定结果为“是”，并且步骤ST7的判定结果为“否”。当进行向转矩相转换时(在向转矩相转换的后续例程中)，步骤ST5中的判定结果为“否”。当变速结束时，步骤ST6中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST8。

在步骤ST8中，油门关升挡标志被重置为“0”，然后进行返回。在这种情况下，在不执行多重变速的状态下(未产生对多重变速的要求(无油门开降挡变速要求))，结束油门关升挡变速。

如果步骤ST7中的判定结果基于在油门开升挡变速期间执行加速器开启操作而为“是”，则进行转到步骤ST9以判定是否预先存储在ECU 5中的定时器计数标志被设定为“1”。该定时器计数标志在由后述的定时器的计数开始时被设定为“1”。在起动开关被操作为接通时，定时器的计数还没有开始，所以定时器计数标志被重置为“0”。因此，步骤ST9的判定结果为“否”，并且进行转到步骤ST10。

在步骤ST10中，开始由定时器计数。到该定时器的计数结束的时间(到定时器的时间到达为止的持续时间)被设定为例如比通常的惯性相的持续时间短。

在步骤ST10中开始定时器的计数后，进行转到步骤ST11以将定时器计数标志设定为“1”。然后，进行转到步骤ST12。

在步骤ST12中，判定是否已经进行了加速器关闭操作。即，判定基于来自加速器下压量传感器84的输出信号计算出的加速器下压量是否变为小于预定值(例如，加速器下压量是否变为等于0)。

如果步骤ST12中的判定结果基于加速器关闭操作尚未执行而为“否”，则进行转到步骤ST13以判定定时器的时间是否到达。

在由于加速器开启操作而开始由定时器计数的时间点，定时器的时间未到达，因此步骤ST13中的判定结果为“否”，并且进行转到步骤ST14。在该步骤ST14中，禁止加速器开启操作引起的多重变速。也就是说，即使当在油门关升挡变速期间通过执行加速器开启操作而产生油门开降挡变速要求时，也禁止该油门开降挡变速。因此，油门关升挡变速继续。

因此，在多重变速被禁止的状态下(在到油门开降挡变速的切换被禁止的状态下)，步骤ST1的判定结果基于随后的例程中油门关升挡标志被设定为“1”而为“是”。然后，如果惯性相已经建立(步骤ST5中的判定结果为“是”)并且已经执行了加速器开启操作(步骤ST7中的判定结果为“是”)，定时器计数器标志由于上一次例程的执行已经被设定为“1”，所以步骤ST9中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST12。在该步骤ST12中，判定是否已经如上所述执行了加速器关闭操作。然后，在该步骤ST12中不执行加速器关闭操作(步骤ST12中的判定结果为“否”)的条件下，直到定时器的时间到达为止(直到步骤ST13中的判定结果为“是”为止)，多重变速保持禁止(到油门开降挡变速的切换保持禁止)。即，当在油门关升挡变速的惯性相期间执行加速器开启操作时，在加速器开启操作被执行的时间点开始计数的定时器的时间到达之前的时间段期间，禁止多重变速。

这些步骤ST1、ST5、ST7以及ST12至ST14的操作相当于根据本发明的多重变速禁止单元的操作(当在车辆被驱动状态下的升挡变速的惯性相期间通过执行加速器下压操作产生降挡变速要求时禁止进行从升挡变速向降挡变速转换的多重变速的多重变速禁止单元)。

当由于这种状况的持续而执行加速器开启操作的定时器的时间到达时(在步骤ST7中的判定结果为“是”的状态下)，步骤ST13中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST15。在该步骤ST15中，允许在上述步骤ST14中被禁止的多重变速。也就是说，当在油门关升挡变速期间由于执行加速器开启操作而产生油门开降挡变速要求时，允许该油门开降挡变速。因此，执行进行从油门关升挡变速向油门开降挡变速转换的多重变速。

在由此允许多重变速之后，进行转到步骤ST16以将各标志重置为“0”。然后进行返回。

在由此允许多重变速的时间点，由于加速器开启操作，输入到自动变速器3的转矩足够高。即，在输入到该自动变速器3的转矩变得足够高的时间点，开始油门开降挡变速。在该油门开降挡变速之后，输入轴转速ωi能够迅速升高到要求变速级处的同步转速。

另外，如果步骤ST12中的判定结果基于由定时器计数期间加速器关闭操作执行而为“是”，则进行转到步骤ST17。由于油门开降挡变速要求被视为取消，所以定时器的计数结束。然后，定时器的计数结束，定时器计数标志被重置为“0”以进行返回。在这种情况下，由于油门开降挡变速的取消，油门关升挡变速继续。当该油门关升挡变速结束时，步骤ST6中的判定结果为“是”，并且在步骤ST8中油门关升挡标志被重置为“0”。

图6是示出在执行多重变速禁止控制的情况下加速器下压量、要求变速级、输入轴转速、目标发动机转矩、输入转矩、在油门关升挡变速中处于释放侧的摩擦接合元件(以下称为升挡释放离合器)的命令油压以及在油门关升挡变速中处于接合侧的摩擦接合元件(以下称为升挡接合离合器)的命令油压的变化的时序图。

在图6的时刻T1，加速器下压量变为等于“0”，并且产生用于使要求变速级从当前变速级转换到较高挡位侧的油门关升挡变速要求(在图5的流程图中步骤ST2中的判定结果为“是”)。由于该油门关升挡变速要求，随着升挡释放离合器的命令油压下降，开始释放操作，并且输入轴转速ωi下降(惯性相)。另外，在该时刻T1，快注(fast-fill)油压的命令作为升挡接合离合器的命令油压而发出。

然后，在油门关升挡变速期间的时刻T2，加速器开启操作开始。因此，目标发动机转矩升高。

在时刻T3，加速器下压量达到预定值(在图5的流程图中，步骤ST7中的判定结果为“是”)，并且产生油门开降挡变速要求。在该时刻T3，虽然已经执行了加速器开启操作，但是油门关升挡变速的惯性相被建立，因此禁止多重变速。禁止多重变速的时间段在执行加速器开启操作(使加速器下压量等于预定下压量的操作)之后持续到经过预定时间为止。在图6中，该时间段是从时刻T3到时刻T4的时间段。顺便提及，多重变速被禁止的时间段可以是从时刻T2到时刻T4的时间段。即，该时间段相当于从定时器开始计时的时刻到定时器的计时结束的时刻为止的时间段。

然后，在时刻T4，在定时器时间到达的基础上(图5的流程图中步骤ST13中的判定结果为“是”)，允许多重变速，升挡释放离合器的命令油压升高，并且开始接合操作。此外，升挡接合离合器的命令油压在离合器释放侧被设定为低。

在时刻T5，升挡释放离合器的接合操作完成，并且输入轴转速ωi达到油门开降挡变速后的同步转速(参照图6中的交替长短划线)。

如上所述，在本发明的实施例中，在油门关升挡变速(车辆被驱动状态下的升挡变速)的惯性相期间，即使当通过执行加速器开启操作而产生油门开降挡变速要求时，多重变速(从油门关升挡变速向油门开降挡变速的转换)也被禁止，直到从执行加速器开启操作的时间点起经过了预定时间。即，在如此禁止多重变速的预定时间期间，由于加速器开启操作而输入到自动变速器3的转矩上升。在该输入转矩变得足够高的时间点开始油门开降挡变速。因此，输入轴转速ωi能够迅速上升至油门开降挡变速后的要求变速级处的同步转速，并且能够使油门开降挡变速平滑地进行。

此外，根据本发明的实施例，在禁止多重变速的预定时间期间，油门关升挡变速继续。因此，可以通过由这种变速产生的惯性转矩来获得驱动力。因此，也可以提高在向油门开降挡变速转换时的初始驱动力的响应性。因此，可以实现良好的驾驶性能。

此外，作为本发明的实施例的另一特征，执行目标驱动力平滑控制。该目标驱动力平滑控制被设计为：使得当从车辆被驱动状态(油门关)向车辆驱动状态(油门开)转换时执行变速操作时(例如，当执行油门开升挡变速时)的目标驱动力的爬升梯度比当在保持车辆驱动状态(不进行车辆被驱动状态与车辆驱动状态之间的切换)时执行相同的变速操作时的目标驱动力的爬升梯度小。更具体地，当从车辆被驱动状态向车辆驱动状态转换时执行变速操作时，作为应用到上述等式(2)的输入转矩的涡轮转矩Tt的值相对于实际输入到输入轴3a的与变速器输入转矩Ti相当的实际输入转矩进行平滑处理，并且根据等式(2)计算出的变速器输出转矩(变速目标值)To通过使用已经使其等于小值的涡轮转矩Tt而变小。应用到该等式(2)的输入转矩(涡轮转矩Tt)在下文中将被称为运算输入转矩。

该目标驱动力平滑控制是由ECU 5执行的。因此，在ECU 5中，执行目标驱动力平滑控制的功能单元被配置为根据本发明的平滑处理单元。

接下来，将参照图7和图8的流程图描述根据本发明的实施例的目标驱动力平滑控制的流程。这些流程图中的每一个也在车辆的起动开关被操作以接通之后以预定时间间隔重复执行。

首先，在步骤ST21中，判定在ECU 5中预先存储的振颤区域判定标志是否被设定为“1”。在车辆被驱动状态建立时，当判定自动变速器3的游隙(例如，齿轮之间的齿隙)沿着与车辆驱动状态的情况相反的方向被缩短时，该振颤区域判定标志被设定为“1”。

在起动开关被操作以接通的时间点，振颤区域判定标志已被重置为“0”。因此，步骤ST21中的判定结果为“否”，并且进行转到步骤ST22。在该步骤ST22中，判定实际输入到自动变速器3的转矩是否已经降低到变为低于预先设定的振颤区域判定阈值。例如，当通过加速器关闭操作来建立车辆被驱动状态时，实际输入转矩下降到变为低于振颤区域判定阈值。顺便提及，实际输入转矩是基于发动机1的运转状态等由预先存储在ECU 5中的映射或运算公式得到的。

如果步骤ST22中的判定结果基于实际输入到自动变速器3的转矩已经下降到低于振颤区域判定阈值而为“是”，则进行转到步骤ST23以判定预先存储在ECU 5中的被驱动状态判定定时器计数标志是否被设定为“1”。当起动开关被操作以接通时，被驱动状态判定定时器计数标志已被重置为“0”。因此，步骤ST23中的判定结果为“否”，并且进行转到步骤ST24。

在步骤ST24中，开始由被驱动状态判定定时器进行计数。该被驱动状态判定定时器规定用于判定车辆是否处于其被驱动状态的时间。在计数开始后经过预定时间之后，该计数器的时间到达。也就是说，当实际输入转矩一直低于振颤区域判定阈值直到该被驱动状态判定定时器时间的到达为止的时刻，判定车辆处于其被驱动状态。

在由该被驱动状态判定定时器的计数开始之后，进行转到步骤ST25以将被驱动状态判定定时器计数标志设定为“1”。然后，进行转到步骤ST26。

在步骤ST26中，判定被驱动状态判定定时器的时间是否到达。在被驱动状态判定定时器的计数开始的时间点，时间还没有到达。因此，步骤ST26中的判定结果为“否”，并且进行返回。

在随后的例程中，如果实际输入转矩仍然低于振颤区域判定阈值，则步骤ST22中的判定结果为“是”。步骤ST23中的判定结果为“是”，并且进行转移到步骤ST26，因为被驱动状态判定定时器计数标志由于上一次例程的执行而已经被设定为“1”(被驱动状态判定定时器计数标志在前文所述的步骤ST25中被设定为“1”)。如前面所述那样，在该步骤ST26中，判定被驱动状态判定定时器的时间是否到达。

如果在被驱动状态判定定时器的时间到达之前，实际输入转矩已经变为高于或等于振颤区域判定阈值，则步骤ST22中的判定结果为“否”。在步骤ST27中，被驱动状态判定定时器计数标志被重置为“0”，并且进行返回。即，由于车辆驱动状态被建立，因此结束由被驱动状态判定定时器进行的被驱动状态的判定。

由于实际输入转矩低于振颤区域判定阈值的状态的持续，当被驱动状态判定定时器的时间到达时，步骤ST26中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST28。在该步骤ST28中，被驱动状态判定定时器计数标志被重置为“0”，振颤区域判定标志被设定为“1”，并且进行转到步骤ST29。

在步骤ST29中，判定实际输入转矩是否达到了高于或等于振颤区域判定阈值的值。例如，当通过加速器开启操作建立车辆驱动状态时，实际输入转矩达到高于或等于振颤区域判定阈值的值。

如果步骤ST29中的判定结果基于实际输入转矩尚未达到高于或等于振颤区域判定阈值的值而为“否”，则得出的结论是仍然没有应当执行目标驱动力平滑控制的状况，并且进行返回。

然后，如果步骤ST29中的判定结果基于实际输入转矩已经达到高于或等于振颤区域判定阈值的值而为“是”，则进行转到步骤ST30以开始目标驱动力平滑处理，并且将预先存储在ECU 5中的输入转矩值限制执行标志设定为“1”。在执行通过使应用到前述等式(2)的涡轮转矩Tt较小(与运算输入转矩一样小)而使计算出的变速器输出转矩(变速目标值)To较小的控制操作的期间，该输入转矩值限制执行标志被设定为“1”。

在该目标驱动力平滑处理中，如上所述，应用到上述等式(2)的作为输入转矩的涡轮转矩Tt的值相对于实际输入到输入轴3a的与变速器输入转矩Ti相当的实际输入转矩受到平滑处理，并且根据等式(2)计算出的变速器输出转矩(变速目标值)To通过使用已经使其较小的涡轮转矩(运算输入转矩)Tt而使其变小。因此，使目标驱动力的爬升梯度与在维持车辆驱动状态而执行同样的变速操作时相比变小。例如，执行接合侧离合器转矩Tcapl和释放侧离合器转矩Tcdrn的控制，使得该变速器输出转矩To变低。例如，执行使这些离合器转矩Tcap1和Tcdrn的变化梯度变小的控制。此外，可以执行发动机1的操作控制，使得发动机1的输出转矩变低。

在由此开始目标驱动力平滑处理后，进行转到步骤ST31以通过驱动状态判定定时器开始计数。该驱动状态判定定时器被设计成使涡轮转矩Tt的值作为应用到上述等式(2)的输入转矩进行平滑处理，并且规定通过使用已经变低的涡轮转矩(运算输入转矩)Tt根据等式(2)计算出的变速器输出转矩(变速目标值)To变低的时间段。到驱动状态判定定时器的时间到达的时刻的时间段基于实验或模拟被适当地设定。

在由该驱动状态判定定时器的计数开始之后，进行转到步骤ST32以判定驱动状态判定定时器的时间是否到达。当由驱动状态判定定时器的计数开始时，时间还没有到达。因此，步骤ST32的判定结果为“否”，并且继续目标驱动力平滑处理。

然后，当驱动状态判定定时器的时间到达时，步骤ST32中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST33以结束目标驱动力平滑处理。之后，进行转到步骤ST34以将振颤区域判定标志重置为“0”。

之后，进行转到步骤ST35以开始运算输入转矩升高处理，以使应用到等式(2)的输入转矩(运算输入转矩)为如上所述接近实际输入转矩的低值。该处理改变了与实际输入转矩相乘以计算运算输入转矩的平滑系数，从而确保运算输入转矩快速接近实际输入转矩。另外，该运算输入转矩升高处理中的每单位时间的运算输入转矩的上升量被设定为这样的值，该值允许由变速器输出转矩(变速目标值)To的变化引起的自动变速器3的振动频率在预定时间内通过动力传动系统的共振频带。

在该运算输入转矩升高处理开始后，进行转到步骤ST36以判定运算输入转矩是否与实际输入转矩一致。如果运算输入转矩与实际输入转矩一致，则步骤ST36中的判定结果为“是”，并且进行转到步骤ST37以将输入转矩值限制执行标志重置为“0”。

图9是示出在执行目标驱动力平滑控制的情况下的加速器下压量、振颤区域判定标志、输入转矩值限制执行标志以及输入转矩(实际输入转矩以及运算输入转矩)的变化的时序图。

在图9的时刻T11，实际输入到自动变速器3的转矩降低到低于振颤区域判定阈值。在此时间点，开始由驱动状态判定定时器计数(在图7的流程图中，步骤ST22中的判定结果为“是”，并且在步骤ST24中开始由驱动状态判定定时器的计数)。然后，在时刻T12，结束由被驱动状态判定定时器的计数，并且振颤区域判定标志被设定为“1”(在图7的流程图中，步骤ST26中的判定结果为“是”，并且振颤区域判定标志被设定为“1”)。

在时刻T13，实际输入转矩达到高于或等于振颤区域判定阈值的值，并且输入转矩值限制执行标志被设定为“1”(在图7的流程图中，步骤ST29中的判定结果为“是”，并且输入转矩值限制执行标志被设定为“1”)。

在此时间点，开始使用由图中交替长短划线标示的运算输入转矩的目标驱动力平滑处理(图8的流程图中的步骤ST30)。

此外，在时刻T14，由于驱动状态判定定时器的计数结束，振颤区域判定标志被重置为“0”(图8的流程图中的步骤ST34)。

然后，因为在时刻T14开始运算输入转矩升高处理并且在时刻T15运算输入转矩与实际输入转矩一致，所以结束运算输入转矩升高处理，并且输入转矩值限制执行标志被重置为“0”(图8的流程图中的步骤ST37)。

如上所述，当从车辆被驱动状态向车辆驱动状态切换时，根据本发明的实施例的目标驱动力平滑控制使得可以减轻由于自动变速器3的动力传递系统中的游隙在相反的方向上的缩短(例如，齿轮之间的齿隙)而导致的振颤冲击，并且实现良好的驾驶性能。

顺便提及，文中公开的本发明的实施例在所有方案中都是示例性的，并不构成限制性解释的依据。因此，本发明的技术范围不是仅由其前述实施例来解释，而是基于权利要求中所描述的内容来限定。此外，本发明的技术范围涵盖在意义和范围方面与权利要求等同的所有改变。

例如，本发明的前述实施例呈现了车辆100是FF车辆的示例，但是本发明不限于此。车辆可以是前置发动机后驱(FR)车辆，或四轮驱动车辆。

此外，在本发明的上述实施例中，预定时间段(禁止多重变速的时间段)是从执行加速器下压操作的时刻起经过了预定时间的时间段，但是本发明不限于此。可以将到通过加速器下压操作而输入到自动变速器3的转矩变为高于或等于预定值的时刻为止的时间段规定为预定时间段(禁止多重变速的时间段)。同样以这种方式，输入轴转速ωi能够迅速升高到油门开降挡变速之后的要求变速级处的同步转速，并且能够平滑地进行油门开降挡变速。

另外，根据目标驱动力平滑控制，在运算输入转矩升高处理中，使运算输入转矩逐渐接近实际输入转矩，但是本发明不限于此。运算输入转矩可以立即与变速结束后的实际输入转矩一致。

此外，目标驱动力平滑控制不仅可以在从车辆被驱动状态执行油门开升挡变速时执行，还可以在从车辆被驱动状态执行油门开降挡变速时执行(在图6中标示输入转矩的交替长短划线表示该情况下的运算输入转矩)。

本发明可以用于应用于安装在车辆上的并且可以在油门关升挡变速期间当产生油门开降挡变速要求时执行多重变速的有级自动变速器的控制设备。

Claims (4)

1.一种用于有级自动变速器的控制设备，在所述有级自动变速器中通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个，所述有级自动变速器安装在车辆上，所述控制设备的特征在于包括：

电子控制单元，其被配置为在车辆被驱动状态下的升档变速的惯性相期间，当由于发生加速器下压操作而请求降档变速要求时，在预定时间段内，执行禁止从升档变速向降档变速转换的多重变速的控制，

所述预定时间段的结束是输入到所述自动变速器的转矩通过所述加速器下压操作而变为高于或等于预定值的时刻。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述电子控制单元被配置为执行平滑处理，使得当所述车辆的驱动状态从所述车辆被驱动状态向车辆驱动状态转换时执行变速操作时的所述自动变速器的目标驱动力的爬升梯度比当所述车辆的驱动状态保持所述车辆驱动状态时执行同样的变速操作时的所述自动变速器的目标驱动力的爬升梯度小。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，所述预定时间段是从执行所述加速器下压操作的时间点起经过预定时间的时间段。

4.一种用于有级自动变速器的控制设备的控制方法，在所述有级自动变速器中通过选择性地接合多个摩擦接合元件来建立多个变速级中的一个，

所述控制设备包括电子控制单元，

所述控制方法的特征在于包括：

i)由所述电子控制单元判定变速要求是否是升档要求；

ii)由所述电子控制单元判定当前的升档变速是否在惯性相期间的变速状态下执行；以及

iii)在车辆被驱动状态下的所述升档变速的惯性相期间，当由于发生加速器下压操作而请求降档变速要求时，在预定时间段内，由所述电子控制单元执行禁止从升档变速向降档变速转换的多重变速的控制，

所述预定时间段的结束是输入到所述自动变速器的转矩通过所述加速器下压操作而变为高于或等于预定值的时刻。

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