自動變速器的控制系統的製作方法

2023-09-20 23:37:50 2

專利名稱：自動變速器的控制系統的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及具有無級變速器部分和有級變速器部分兩者的自動變速器的控制系統，特別涉及這種類型的控制系統即，在需要自動變速器進行變速時，使得無級變速 器部分的控制與有級變速器部分的控制相協調，由此實現變速器的非常平滑的變速，使得 變速如同無級變速一樣。更具體而言，本發明涉及這樣一種控制系統即，在需要自動變速 器進行變速時，使得無級變速器部分的控制與有級變速器部分的所謂的「換檔」相協調。換 檔是指通過使保持接合的一個摩擦元件分離並且使保持分離的另一摩擦元件接合而實現 的變速或換檔。這種換檔有時稱為「齒輪變速的替換」。
背景技術：
在日本專利申請公報(特開平)5_079554中披露了一種上述類型的控制系統。在 此公開的控制系統中，技術方案實際用於在有級變速器部分的換檔過程中，更具體而言在 有級變速器部分的換檔的慣性階段，實施無級變速器部分的協調控制。也就是說，為了抑制 由於無級變速器部分的不良協調控制而引起的不期望的變速衝擊或者至少將該變速衝擊 最小化，基於有級變速器部分的輸入轉速的變化來檢測或判斷慣性階段的開始。

發明內容
然而，為了避免由於幹擾或噪聲引起的錯誤判斷或檢測，上述技術僅當輸入轉速 的變化超過預定水平時才判斷或檢測慣性階段的開始。也就是說，在上述技術中，在輸入轉 速的變化超過預定水平之前，不判斷或檢測慣性階段的開始。相應地，在採用上述技術的控 制系統中，易於出現下述情況即，由於存在非判斷時間段，因此相對於慣性階段的開始而 言產生無級變速器部分的控制延時，這將造成由有級變速器部分的輸入轉速的變化引起的 變速衝擊。相應地，本發明的目的是提供克服上述缺點的自動變速器的控制系統。也就是說，在本發明中，為了使無級變速器部分與有級變速器部分的輸入轉速的 變化同步地實施協調控制，在有級變速器部分的變速操作(或換檔)過程中，從分離側摩擦 元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞的完成實際上用於判斷或檢測有級變速器部分的換檔 (即換檔操作)的慣性階段的開始，並且在完成此扭矩的傳遞時，開始無級變速器部分的控 制。相應地，在本發明中，開始無級變速器部分的控制的時刻(定時)與有級變速器部 分的換檔的慣性階段開始的時刻相同步。這樣，可抑制由於有級變速器部分的輸入轉速的 變化引起的不期望的變速衝擊或者至少將該變速衝擊最小化。根據本發明的第一方面，提供一種自動變速器的控制系統，所述自動變速器包括 有級變速器部分和無級變速器部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其 中一個摩擦元件分離且使另一摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速 器部分連續地建立期望的速度，所述控制系統使所述無級變速器部分的變速控制與所述有級變速器部分的輸入轉速的變化相協調，所述控制系統構造為實施在所述有級變速器部 分的換檔過程中，判斷是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞；以及在 判定已完成扭矩傳遞即慣性階段已開始時，開始所述無級變速器部分的變速控制。根據本發明的第二方面，提供一種自動變速器的控制系統，所述自動變速器包括 有級變速器部分和無級變速器部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其 中一個摩擦元件分離且使另一摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速 器部分連續地建立期望的速度，所述控制系統使所述無級變速器部分的變速控制與所述有 級變速器部分的輸入轉速的變化相協調，所述控制系統包括在所述有級變速器部分的換 檔過程中判斷是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞的裝置；以及在判 定已完成扭矩傳遞即慣性階段已開始時開始所述無級變速器部分的變速控制的裝置。根據本發明的第三方面，提供一種控制自動變速器的方法，所述自動變速器包括 有級變速器部分和無級變速器部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其 中一個摩擦元件分離且使另一摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速 器部分連續地建立期望的速度，與所述有級變速器部分的輸入轉速的變化相協調地控制所 述無級變速器部分，所述方法包括在所述有級變速器部分的換檔過程中，判斷是否完成從 分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞；以及在判定已完成扭矩傳遞即慣性階段已 開始時，開始所述無級變速器部分的控制。


從結合附圖的下述說明中，本發明的其他目的和優點將顯而易見，其中圖1為包括實際應用本發明的控制系統的自動變速器在內的動力傳動系的示意 圖，該自動變速器包括無級變速器部分和有級變速器部分；圖2為示意性示出本發明的控制系統的框圖；圖3為用於由本發明的控制系統執行的自動變速器的控制的變速圖；圖4為以時間序列示出相對於在有級變速器部分的換檔過程中產生或出現的四 個階段而言有級變速器部分和無級變速器部分的各種狀態的時序圖；圖5為以時間序列示出相對於在「動力接通升檔」操作時換檔的四個階段而言無 級變速器部分和有級變速器部分的各種控制因素的變化的時序圖；圖6為由本發明的控制系統實施的用於判斷或檢測換檔的慣性階段的開始的程 序操作步驟的流程圖；圖7為示意性示出計算指示給待接合的接合側摩擦元件的指示扭矩時的控制流 程的框圖；圖8為類似於圖6的流程圖，但其示出了由本發明的控制系統執行的用於判斷或 檢測換檔的慣性階段的開始的程序操作步驟的變型；圖9A和9B為分別由本發明和比較例提供的時序圖，其中，圖9A示出了根據本發明當判定慣性階段開始時實施協調變速控制的控制流程，並且圖9B示出了根據比較例當 判定慣性階段開始時實施協調變速控制的控制流程，比較例是基於有級變速器部分的輸入 轉速Ni(AT)進行判斷的；圖10為類似於圖5的時序圖，但其示出了實施「動力斷開降檔」操作的情況；以及
圖IlA和IlB為分別示出當有級變速器部分處於非變速狀態或準備階段時判斷 「動力接通/斷開狀態」的方法和當有級變速器部分處於扭矩階段或慣性階段時判斷「動力 接通/斷開狀態」的方法的時序圖。
具體實施例方式下面，將參考附圖詳細地說明根據本發明的自動變速器的控制系統。參考圖1，示出了動力傳動系，該動力傳動系包括實際應用本發明的控制系統的自動變速器。如圖所示，動力傳動系包括作為原動力的發動機1、與發動機1驅動連接的變矩器 2、通過減速機構3與變矩器2驅動連接的自動變速器4、通過變速器4的輸出軸(或傳動 軸)5與自動變速器4連接的末級驅動齒輪機構6以及與末級驅動齒輪機構6驅動連接的 從動車輪7。如圖所示，自動變速器4是包括無級變速器部分8和有級變速器部分(或副變速 器部分)9的雙變速器型的自動變速器。無級變速器部分8包括與減速機構3的輸出軸驅動連接的驅動帶輪8a、與有級變 速器部分9的輸入軸9a驅動連接的從動帶輪8b以及驅動地卷繞在驅動帶輪8a和從動帶 輪8b上的環帶Sc。也就是說，無級變速器部分8是帶型無級變速器。儘管圖中未示出，但已知的液壓執行器設置在驅動帶輪8a和從動帶輪8b上，以控 制每個帶輪8a或8b的厚度，更具體為由每個帶輪8a或8b限定的帶接收槽的寬度。這樣， 通過控制供給到液壓執行器的液壓，無級變速器部分8在驅動帶輪8a與從動帶輪8b之間 實施無級變速。有級變速器部分9是包括拉威娜(Ravigncaux)式行星齒輪機構的副變速器部分。 也就是說，如圖所示，拉威娜式行星齒輪機構的複合太陽輪9b通過輸入軸9a與從動帶輪8b 連接以便由該從動帶輪8b驅動，並且該拉威娜式行星齒輪機構的齒輪架9c與輸出軸5連 接以驅動該輸出軸5。這樣，複合太陽輪9b用作輸入部件，而齒輪架9c用作輸出部件。復 合太陽輪9b通過低速&倒檔制動器LR/B (即用於選擇第一檔的制動器)與箱體C連接，並 且齒輪架9c通過高速離合器H/C(即用於選擇第二檔的離合器)與齒圈9d連接。齒圈9d 通過倒檔制動器R/B與箱體C連接。低速&倒檔制動器LR/B、高速離合器H/C以及倒檔制動器R/B分別設置有液壓執 行器，從而通過供給到這些執行器的液壓來控制這些摩擦元件LR/B、H/C和R/B的打開/關 閉狀態(即接合/分離狀態)。這樣，通過控制供給到液壓執行器的液壓，有級變速器部分 9能夠建立第一前進檔、第二前進檔以及倒檔。為了建立第一前進檔，低速&倒檔制動器LR/B接合，同時高速離合器H/C分離(或 脫離)。為了建立第二前進檔，低速&倒檔制動器LR/B分離(或脫離)，同時高速離合器H/ C接合。 更具體而言，在建立第一前進檔的情況下，低速&倒檔制動器LR/B接合，高速離合 器H/C分離(或脫離)，並且倒檔制動器R/B分離。在建立第二前進檔的情況下，低速&倒 檔制動器LR/B分離(或脫離)，高速離合器H/C接合，並且倒檔制動器R/B分離。在建立倒 檔的情況下，低速&倒檔制動器LR/B接合，高速離合器H/C分離(或脫離)，並且倒檔制動器R/B接合。從圖1可以看出，通過變速控制器100控制自動變速器4。變速控制器100包括控 制無級變速器部分8的無級變速器部分控制器101和控制有級變速器部分9的有級變速器 部分控制器102。通過控制器101，計算目標自動變速器輸入轉速Nito)(為自動變速器4的目標輸入 轉速)，並且基於所計算出的目標自動變速器輸入轉速Ni (0)來連續地控制無級變速器部分8 的變速比(或無級變速側變速比)RafcVT)，並且 ，通過另一控制器102，計算有級變速器部分 9的目標速度(或目標檔位)，並且基於所計算出的目標速度來控制有級變速器部分9的變 速比。也就是說，在自動變速器4的整體構造中，通過使無級變速器部分8的速度控制與 有級變速器部分9的速度控制相協調，以建立自動變速器4的目標或期望變速比從圖2中可以理解，在無級變速器部分8中，通過對安裝在液壓控制閥單元10中 的電磁閥實現打開/關閉控制，從而控制供給到驅動帶輪8a的液壓執行器和從動帶輪8b 的液壓執行器的液壓。通常，僅控制供給到驅動帶輪8a的液壓執行器的液壓。根據此控制， 連續地改變無級變速器部分8的變速比。如同上述，同樣在有級變速器部分9中，通過對安裝在液壓控制閥單元10中的電 磁閥實現打開/關閉控制，從而控制供給到低速&倒檔制動器LR/B、高速離合器H/C以及倒 檔制動器R/B各自的液壓執行器的液壓。根據此控制，選擇性地建立第一前進檔、第二前進 檔以及倒檔。從圖2中可以看出，通過變速器控制器(TC) 11控制液壓控制閥單元10。向變速 器控制器(TC) 11輸入下述信號來自發動機扭矩傳感器STe表示發動機扭矩Te的信號 ；、 來自節氣門開度傳感器STh的表示節氣門開度TVO的信號TV0、來自發動機轉速傳感器Se的 表示發動機1的轉速(或發動機速度)隊的信號隊、來自自動變速器輸入轉速傳感器Si的 表示自動變速器4的輸入轉速(或自動變速器輸入轉速)Ni的信號Ni以及來自自動變速器 輸出轉速傳感器S。的表示自動變速器輸出軸5的轉速(或自動變速器輸出轉速)N。的信號 N0。基於這些信息信號Τε、TVO、Ne, Ni和Ν。，變速器控制器11藉助於圖3的變速圖對 自動變速器4實施下面的速度控制。注意到，實際通過將無級變速器部分8的變速圖與有 級變速器部分9的變速圖組合而生成圖3的變速圖。從圖3的變速圖可以看出，當有級變速器部分9選擇第一前進檔時，無級變速器部 分8能夠具有從第一檔最低線到第一檔最高線的速度變化範圍。然而，當有級變速器部分9 選擇第二前進檔時，無級變速器部分8能夠具有從第二檔最低線到第二檔最高線的速度變 化範圍。相應地，在變速圖的範圍「Α」中，僅當有級變速器部分9選擇第一前進檔時才可以 進行速度控制。在變速圖的範圍「B」中，不僅當有級變速器部分9選擇第一前進檔時而且 當變速器部分9選擇第二前進檔時，可以進行速度控制，並且，在變速圖的範圍「C」中，僅當 有級變速器部分9選擇第二前進檔時才可以進行速度控制。在範圍「Α」、「Β」和「C」中，參考圖3的變速圖，從車速VSP和節氣門開度TVO得到 作為目標自動變速器輸入轉速的自動變速器4的目標輸入轉速Nito),並且以建立所得到的目標自動變速器輸入轉速Nito)的方式來控制無級變速器部分8。相應地，在無級變速器部 分8中，可以連續地改變變速比。在本實施例中，液壓控制閥單元10和變速器控制器11構 成無級變速器部分控制器101。然而，在有級變速器部分9的變速圖中，通過第一前進檔變為第二前進檔的「 1 — 2 升檔線」和第二前進檔變為第一前進檔的「2 — 1降檔線」確定第一前進檔範圍和第二前進 檔範圍。
例如，當由車速VSP和節氣門開度TVO確定的相關機動車的行駛狀態類似於沿著 從低速側朝向高速側的方向橫穿1 — 2升檔線的行駛狀態時，控制有級變速器部分9以使 低速&倒檔制動器LR/B分離並且使高速離合器H/C接合以便選擇第二前進檔。然而，當機動車的行駛狀態類似於沿著從高速側朝向低速側的方向橫穿2 — 1降 檔線的行駛狀態時，控制有級變速器部分9以使高速離合器H/C分離並且使低速&倒檔制 動器LR/B接合以便選擇第一前進檔。也就是說，在本實施例中，液壓控制閥單元10和變速 器控制器11不僅構成無級變速器部分控制器101，而且還構成有級變速器部分控制器102。參考圖3的變速圖，有級變速器部分9可以根據所計算出的車速VSP和節氣門開 度TVO選擇第一前進檔或第二前進檔，同時，無級變速器部分8可以根據車速VSP和節氣門 開度TVO實施無級變速。在自動變速器4中，當有級變速器部分9實現換檔時，無級變速器部分8同步地實 現無級變速。也就是說，實際上在無級變速器部分8的變速控制與有級變速器部分9的變 速控制之間實施協調控制(或協調變速控制)。隨著說明的深入顯而易見，協調變速控制實際上用於本發明中實現自動變速器4 的非常平滑的變速，使得自動變速器4的變速如同無級變速一樣。也就是說，從圖4的時序圖中可以看出，在協調變速控制中，當無級變速器部分8 實現變速時必然產生的無級變速器部分8的變速比RafcVT)的波動將抵消當有級變速器部分 9實現變速時必然產生的有級變速器部分9的變速比Ra(AT)的波動。根據此抵消，自動變速 器4的整體構造實施非常平滑的變速，如同自動變速器4的變速比Ra(t。tal)(在下文中稱為 「總變速比」)沒有產生波動一樣。為了易於理解，將有級變速器部分9的變速比Ra(AT)稱為有級變速器側變速比，將 無級變速器部分8的變速比RafcVT)稱為無級變速器側變速比，並且將自動變速器4的整體 構造的變速比Ra(t。tal)稱為總變速比。例如，當在有級變速器部分9從第一前進檔升檔到第二前進檔的同時無級變速器 部分8降檔時，自動變速器4的整體構造通過保持其輸入轉速Ni不變來平滑地實施變速。 也就是說，當對自動變速器4實際應用協調變速控制時，可抑制在有級變速器部分9的升檔 操作時產生的不期望的慣性扭矩和變速衝擊或者至少將該慣性扭矩和變速衝擊最小化，這 樣，平滑地實施自動變速器4的變速，如同僅由無級變速器部分8實現變速一樣。如上所述，自動變速器4的整體構造利用包括變速比連續變化的無級變速器部分 8和變速比分段變化的有級變速器部分9的單元能夠覆蓋大的變速比。更具體而言，通過將液壓控制閥單元10和變速器控制器(TC) 11用作控制裝置，包 括無級變速器部分8和有級變速器部分9的自動變速器4的整體構造能夠比兩個變速器部 分8和9中的任一個覆蓋更大的變速比。
在由有級變速器部分9實現的換檔中，存在兩種變速，一種是動力接通狀態下的 變速(或換檔)，另一種是在動力斷開狀態下的變速(或換檔)。也就是說，在動力接通狀 態下的變速中，有級變速器部分9的輸入扭矩Ti(AT)(在下文中稱為有級變速器輸入扭矩) 呈現正值使得有級變速器部分9的輸入側構成驅動側。然而，在動力斷開狀態下的變速中， 有級變速器輸入扭矩Ti(AT)呈現負值使得有級變速器部分9的輸出側構成驅動側。如上所述，換檔是這樣一種換檔為了實現換檔，使保持接合的一個摩擦元件分離 (或脫離)，並且使保持分離(或脫離)的另一摩擦元件接合。例如，在動力接通狀態下升檔的情況下，即在「動力接通升檔」的情況下，以圖5的 時序圖所示出的方式實施變速過程。也就是說，從該時序圖中可以看出，首先，產生從指示 換檔的時刻持續到接合側摩擦元件和分離側摩擦元件的換檔即將開始的時刻的準備階段。在該準備階段中，進行準備以使得接合側摩擦元件準備開始接合操作以便產生扭 矩。對於此準備，向接合側摩擦元件供給或指示預加液壓(在下文中稱為接合側指示壓 力)，並且實施所謂的打滑控制以允許有級變速器輸入轉速Ni(AT)實現預定的旋轉打滑。在 此打滑控制中，使得分離側摩擦元件的扭矩分配比為1 ( 一)，並且使得接合側摩擦元件的 扭矩分配比為0(零)。為了實現此控制，通過將旋轉打滑部分加到換檔之前的狀態下的有 級變速器輸入轉速Ni (AT)上，計算出有級變速器部分9的目標輸入轉速隊( ) (0)，並且對分離 側摩擦元件進行反饋控制。在準備階段結束之後，通過從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件分配有級變速器 輸入扭矩!\( )實施所謂的扭矩轉移。也就是說，所謂的扭矩階段開始。注意到，由從發出 變速指令之後接合側摩擦元件即將具有實際工作容量的時刻延續到實際變速比開始變化 的時刻的時間段限定扭矩階段。同樣在此扭矩階段中，實施上述打滑控制以允許有級變速器輸入轉速Ni(AT)實現預 定的旋轉打滑。在此打滑控制中，通過將旋轉打滑部分加到換檔之前的狀態下的有級變速 器輸入轉速Ni (AT)上，計算出有級變速器部分9的目標輸入轉速隊( ) (0)，並且對分離側摩擦 元件進行反饋控制。在扭矩階段結束之後，有級變速器輸入轉速Ni(AT)從換檔之前建立的速度變為換檔 之後建立的速度。也就是說，所謂的慣性階段開始。注意到，由從實際變速比從變速之前建 立的數值改變的時刻(即扭矩階段結束時刻)延續到變速比表示為變速之後建立的數值的 時刻的時間段限定慣性階段。在此慣性階段中，計算使得有級變速器輸入轉速Ni(AT)從換檔之前建立的速度變為 換檔之後建立的速度的目標有級變速器輸入轉速Ni(AT) (0)，並且對接合側摩擦元件進行反 饋控制。在此反饋控制中，使得分離側摩擦元件的扭矩分配比為0(零)，並且使得接合側 摩擦元件的扭矩分配比為1 ( 一)。為了實現此控制，將指示給接合側摩擦元件的基準扭矩 (在下文中稱為接合側指示基準扭矩)設定為有級變速器輸入扭矩Ti(AT)，並且將指示給分 離側摩擦元件的基準扭矩(在下文中稱為分離側指示基準扭矩)設定為0 (零)。在慣性階段中，實施上述協調變速控制。與慣性階段的開始同步地開始此協調變速控制。相應地，在本發明中，通過對扭矩階段的結束進行後述判斷，使協調變速控制的開 始與慣性階段的開始相同步。在慣性階段結束之後，接合側摩擦元件的扭矩增加到這樣的水平對有級變速器輸入扭矩!\( )提供足夠的裕度。也就是說，所謂的結束階段開始。在此結束階段中，接合 側摩擦元件的扭矩緩慢地增加到這樣的數值對有級變速器輸入扭矩1\( )提供足夠的裕 度，並且去除分離側摩擦元件的扭矩。為了緩慢地增加接合側摩擦元件的扭矩，對接合側指 示液壓進行控制，並且，為了去除分離側摩擦元件的扭矩，將指示給分離側摩擦元件的液壓 (在下文中稱為分離側指示壓力)降低到0(零)。根據這些動作，完成「動力接通升檔」。圖6示出了實施上述協調變速控制所需的實際用於判斷扭矩階段的結束的流程 圖。在變速器控制器(TC) 11中執行流程圖中的程序操作步驟。也就是說，基於根據判 斷結果所計算出的指示值，對液壓控制閥單元10中的電磁閥進行佔空比控制以實施協調 變速控制。下面，將詳細說明圖6的流程圖。例如將換檔的開始用作觸發器來執行流程圖中的程序操作步驟。在步驟Sl中， 為了計算有級變速器輸入扭矩Ti(AT)和指示給接合側摩擦元件的扭矩T。(在下文中稱為接 合側指示扭矩)，讀取發動機扭矩 ；、減速機構3的減速比艮(在下文中稱為減速機構減速 比)、變矩器2的扭矩比Rt (在下文中稱為變矩器變速比)以及無級變速側變速比RafcVT)。 然後，操作流程轉入步驟S2。在步驟S2中，計算有級變速器輸入扭矩1\( )。也就是說，首先，利用已知的計算方 法，從發動機扭矩Te和變矩器變速比Rt求得變矩器2的輸出扭矩(或渦輪扭矩)T0(tc)(= RtXTe)。然後，利用下面的方程(1)渦輪扭矩(T。(t。))X減速比(Rr) X無級變速側變速比(RafcVT))=有級變速器輸入 扭矩(Ti(AT))..............................(1)求得有級變速器輸入扭矩Ti(AT)。實際上，在圖1的動力傳動系中，渦輪扭矩T。(te) 與有級變速器輸入扭矩Ti(AT)兩者之間具有如同上述方程(1)的靜態關係。然後，操作流程 轉入步驟S3。在步驟S3中，以如圖7的控制流程中所示的方式計算指示給接合側摩擦元件的扭 矩(在下文中稱為接合側指示扭矩)T。。在圖7的控制中，計算有級變速器輸入扭矩1\( ) (見圖6的流程圖的步驟S2)，並且判斷是否存在協調變速控制。也就是說，當在有級變速器部分9中實施換檔時，判定需要協調變速控制。於是， 實施將有級變速器輸入轉速Ni(AT)控制為與換檔相對應的速度的控制。對於此控制，求得目 標有級變速器輸入轉速Ni(AT) (0)，然後計算接合側摩擦元件(即高速離合器H/C)在慣性階 段中為了可靠地控制有級變速器輸入轉速Ni (AT)所需要的校正扭矩。這樣，通過用接合側摩擦元件在慣性階段中所需要的扭矩的分配比乘以有級變速 器輸入扭矩Ti(AT)，求得接合側摩擦元件在慣性階段中所需要的分配扭矩，並且通過利用上 述校正扭矩校正接合側摩擦元件的分配扭矩來計算出接合側指示扭矩T。。如果接合側指示扭矩T。為這種類型即，確保在慣性階段中有級變速器輸入轉速 Ni(AT)的精確控制，則不需要為慣性階段求得校正扭矩。也就是說，在此情況下，可以將接合 側摩擦元件在慣性階段中所需的分配扭矩用作接合側指示扭矩T。而不必對其進行校正。返回來參考圖6的流程圖，在步驟S4中，判斷在有級變速器部分9的換檔過程中 是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞。更具體地，判斷接合側指示扭矩τ。是否大於或等於有級變速器輸入扭矩Ti (ΑΤ)。當判定接合側指示扭矩Τ。大於有級變速器輸入扭矩Ti(AT)時，即當判定已完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞時，操作流程轉入認為扭矩階段已結束的步 驟S5。於是，判定慣性階段已開始。然而，當判定接合側指示扭矩T。不大於有級變速器輸入扭矩Ti(AT)時，即當判定未 完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞時，操作流程轉入認為扭矩階段還未 結束的步驟S6。在此情況下，判定慣性階段尚未開始。注意到，如步驟S5的方框中所述，判定從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件完成 扭矩傳遞指判定慣性階段開始。—旦判定慣性階段開始，則開始無級變速器部分8的控制。更具體而言，與判定結 果同步地開始控制無級變速器部分8。也就是說，在判定慣性階段開始時，以這樣的方式控 制接合側指示液壓P。和分離側指示壓力& 即，與判斷結果同步地開始對無級變速器部分 8的變速控制。注意到，在本發明中，摩擦元件的實際工作容量可以用液壓替代上述扭矩。圖8示出了實際用於基於液壓即接合側指示壓力判斷扭矩階段結束的流程圖。在步驟Sl中，如同圖6的流程圖的步驟Si，讀取發動機扭矩 ；、減速機構減速比 艮、變矩器變速比Rt以及無級變速側變速比RafcVT)。在步驟S2中，如同圖6的流程圖的步驟S2，計算有級變速器輸入扭矩Ti(AT)。然後，在步驟S7中，計算接合側指示壓力P。。對於此計算，使用圖7中的控制流程。 也就是說，利用圖7中的流程，求得接合側指示扭矩T。，然後將此接合側指示扭矩T。轉換成 接合側摩擦元件所需的相應液壓(即接合側指示壓力)。返回來參考圖8中的流程圖，在步驟S8中，計算與有級變速器輸入扭矩Ti(AT)相對 應的接合側摩擦元件所需的液壓Ρ。ω。在下文中將液壓？。( )稱為接合側所需壓力。也就是 說，通過將有級變速器輸入扭矩Ti(AT)轉換成相應的液壓，求得接合側所需壓力P。(n)。在步驟S9中，如同圖6的流程圖的步驟S4，判斷在有級變速器部分9的換檔過程 中是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞。更具體地，判斷接合側指示 壓力P。是否大於或等於接合側所需壓力ρ。ω。也就是說，在圖8的流程圖的情況下，將液壓 用作參數。當判定接合側指示壓力P。大於接合側所需壓力Ρ。ω時，即當判定已完成從分離側 摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞時，操作流程轉入認為扭矩階段已結束的步驟S5。 於是，判定慣性階段已開始。然而，當判定接合側指示壓力P。不大於接合側所需壓力Ρ。(η)時，即當判定未完成 從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的有級變速器輸入扭矩Ti(AT)的傳遞時，操作流程轉入 認為扭矩階段還未結束的步驟S6。在此情況下，判定慣性階段尚未開始。在本發明的本實施例中，與上述判斷結果相同步地開始對無級變速器部分8的協 調變速控制。參考圖9A和9B，示出了分別由本發明和比較例提供的時序圖。也就是說，圖9A的 時序圖示出了根據本發明的在判定慣性階段開始時實施的協調變速控制，並且圖9B的時 序圖示出了根據比較例的在判定慣性階段開始時，即基於有級變速器輸入轉速隊( )判定慣性階段開始時實施的協調變速控制。從圖9A中的時序圖可以看出，在基於是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的輸入扭矩的傳遞來判斷慣性階段的開始的情況下，在判定慣性階段開始的時刻與無 級變速器部分8實際開始變速的時刻之間產生延時。然而，從圖9A的時序圖中可以看出， 此延遲僅為控制硬體時容許的延遲時間(或控制時間滯後)Δ tl。然而，從圖9B的時序圖中可以看出，在基於有級變速器輸入轉速隊( )進行判斷的 比較例的情況下，也就是說，例如在基於有級變速器轉速是否降到預定的閾值Nt來判斷慣 性階段的開始的情況下，迫使延時呈現出這樣的水平即，包括容許延遲時間At1和直到有 級變速器輸入轉速Ni(AT)降到閾值Nt所需的時間At2的水平。參考圖10，示出了描繪在動力斷開狀態下實施降檔的「動力斷開降檔」的情況的時 序圖。在此情況下，如圖所示，將低速&倒檔制動器LR/B用作接合側摩擦元件並且將高速 離合器H/C用作分離側摩擦元件來實施圖6和圖8中的流程圖的控制流程。也就是說，關 於判斷慣性階段的開始，在上述「動力接通升檔」與「動力斷開降檔」之間基本沒有差別。如上所述，在本發明中，關注接合側摩擦元件的扭矩與分離側摩擦元件的扭矩之 間的關係。通過體現該關係，在有級變速器部分9的換檔過程中，控制無級變速器部分8的 開始與換檔的慣性階段的開始相同步。相應地，開始協調變速控制的時間在有級變速器部 分9的操作與無級變速器部分8的操作之間相吻合。相應地，在本發明中，可以抑制由於自 動變速器輸入轉速Ni (或有級變速器輸入轉速Ni(AT))的變化而引起的不期望的變速衝擊或 者至少將該變速衝擊最小化。此外，如圖6和圖8中的流程圖的部分所述，當接合側摩擦元件的實際工作容量 (即扭矩或液壓)大於預定值時，判定已完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩 傳遞。根據此判斷結果，可以精確地判斷和檢測慣性階段的開始。根據需要，預定值可以為對接合側摩擦元件的輸入部分和輸出部分提供相等扭矩 的數值。也就是說，根據有級變速器輸入扭矩Ti (AT)，預先設定對輸入部分和輸出部分提供相 等扭矩的各種數值，並且適當地選出一個數值作為用於所需判斷的預定值。同樣在此情況 下，可以精確地檢測從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞的完成。換言之，可以 精確地檢測慣性階段的開始。相應地，可以有效地抑制由於自動變速器輸入轉速Ni的變化 而引起的不期望的變速衝擊或者至少將該變速衝擊最小化。如圖6中的流程圖的部分所述，當將上述實際工作容量設定為管理接合側摩擦元 件的接合和分離的指示扭矩時，可以精確地檢測從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭 矩傳遞的完成，即慣性階段的開始。相應地，同樣在此情況下，可以有效地抑制由於自動變 速器輸入轉速Ni的變化而引起的不期望的變速衝擊或者至少將該變速衝擊最小化。從圖6的流程圖中可以看出，通過將預定值設定為有級變速器輸入扭矩1\( )，可 以使用諸如步驟Sl和步驟S2等簡單的操作步驟。也就是說，通過使用這些簡單的步驟，可 以使用動力傳動系統中已知的處理方法來求得最新的預定值。如圖8的流程圖的部分所述，當將實際工作容量設定為管理接合側摩擦元件的接 合和分離的指示液壓時，可以精確地檢測從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞 的完成，即慣性階段的開始。這樣，同樣在此情況下，可以有效地抑制由於自動變速器輸入 轉速Ni的變化而引起的不期望的變速衝擊或者至少將該變速衝擊最小化。
此外，從圖1中可以看出，並且如圖6和圖8中的流程圖的部分所述，當本發明實際應用於無級變速器部分8的輸出側與有級變速器部分9的輸入側串聯連接的單元時，可 以通過對均為預先設定的發動機扭矩Te、減速機構減速比艮、變矩器變速比Rt以及無級變 速側變速比Ra(CTT)進行處理而從驅動側有效地計算出有級變速器輸入扭矩Ti(AT)。顯然，可 以直接或間接地提供這些信息數據Τε、Rr, Rt和RafcVT)。可以得知，可以基於駕駛員控制的加速踏板的運動來判斷或檢測動力的接通/斷 開狀態(即動力接通或動力斷開)。然而，諸如安裝在有級變速器部分9中的離合器或制動器等摩擦元件具有這樣的 功能即，當摩擦元件接合時，摩擦元件的輸入部分和輸出部分呈現相等的轉速。在本發明 中，實際使用此功能。也就是說，在本發明中，從有級變速器部分9的輸入轉速的變化來判斷或檢測動 力接通/斷開狀態的切換。更具體而言，從圖IlA可以看出，當在有級變速器部分9不實施換檔的非換檔狀態 下或者在準備階段中自動變速器輸入轉速Ni增加到比有級變速器部分9的摩擦元件(即低 速&倒檔制動器LR/B或高速離合器H/C)的接合側轉速N。高出預定閾值△ N的數值時，判 定「動力接通」，其中在實施換檔時在扭矩階段和慣性階段之前出現準備階段。然而，當在上 述非換檔狀態或準備階段中自動變速器輸入轉速Ni降低到比摩擦元件的接合側轉速N。小 預定閾值ΔΝ的數值時，判定「動力斷開」。然而，從圖IlB可以看出，當在實際實施換檔的扭矩階段或慣性階段中自動變速 器輸入轉速Ni增加到比摩擦元件(即低速&倒檔制動器LR/B)在有級變速器部分9低速檔 時的接合側轉速N。a。w)高出預定閾值ΔΝ的數值時，判定「動力接通」。然而，當在上述階段 中自動變速器輸入轉速Ni降低到比摩擦元件(即高速離合器H/C)在有級變速器部分9高 速檔時的接合側轉速N。(mgh)小預定閾值ΔΝ的數值時，判定「動力斷開」。通過變速器控制 器(TC) 11執行這種動力接通/斷開的判斷。當如上所述基於有級變速器部分9的輸入轉速的變化來判斷動力接通/斷開狀態 的切換時，即使從諸如發動機1等的驅動側輸入到有級變速器部分9的扭矩非常小(幾乎 為零)，也可以精確地判斷動力接通/斷開的狀態。顯然，可以根據駕駛員的需求或相關機 動車的類型來變更閾值Δ N。也就是說，根據此變更，可精確地判斷低速&倒檔制動器LR/B 和高速離合器H/C的不期望的打滑，並且閾值Δ N可具有小的數值(例如20 50rpm)。上述實施例中採用的有級變速器部分9為建立第一前進檔、第二前進檔以及倒檔 的類型。然而，根據需要，有級變速器部分9可以為具有三種或更多種前進檔速度的類型。2009年3月6日提交的日本專利申請2009-054008的全部內容以引用的方式併入 本文。儘管以上參考本發明的實施例對本發明進行了說明，但本發明不限於上述實施 例。本領域的技術人員可以根據以上說明對上述實施例進行各種修改和變型。
權利要求
一種自動變速器的控制系統，所述自動變速器包括有級變速器部分和無級變速器部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其中一個摩擦元件分離且使另一摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速器部分連續地建立期望的速度，所述控制系統使所述無級變速器部分的變速控制與所述有級變速器部分的輸入轉速的變化相協調，所述控制系統構造為實施在所述有級變速器部分的換檔過程中，判斷是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞；以及在判定已完成扭矩傳遞即慣性階段已開始時，開始所述無級變速器部分的變速控制。
2.根據權利要求1所述的自動變速器的控制系統，其中，所述控制系統構造為當所述接合側摩擦元件的實際工作容量大於或等於預定值時判 定完成扭矩傳遞。
3.根據權利要求2所述的自動變速器的控制系統，其中，所述預定值是對所述接合側摩擦元件的輸入部分和輸出部分提供相等扭矩的數值。
4.根據權利要求2所述的自動變速器的控制系統，其中，所述實際工作容量是指示給所述接合側摩擦元件用以管理所述接合側摩擦元件的接 合/分離的液壓。
5.根據權利要求2所述的自動變速器的控制系統，其中，所述實際工作容量是管理所述接合側摩擦元件的接合/分離的扭矩。
6.根據權利要求5所述的自動變速器的控制系統，其中，所述預定值是所述有級變速器部分的輸入扭矩。
7.根據權利要求6所述的自動變速器的控制系統，其中，所述無級變速器部分布置在所述有級變速器部分的輸入側。
8.根據權利要求2所述的自動變速器的控制系統，其中，所述實際工作容量是指示給所述摩擦元件用以選擇性地使所述摩擦元件接合或分離 的液壓。
9.根據權利要求1所述的自動變速器的控制系統，其中，所述有級變速器部分的每個摩擦元件根據實際被施加的液壓的量值而呈現接合/分 離狀態。
10.一種自動變速器的控制系統，所述自動變速器包括有級變速器部分和無級變速器 部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其中一個摩擦元件分離且使另一 摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速器部分連續地建立期望的速 度，所述控制系統使所述無級變速器部分的變速控制與所述有級變速器部分的輸入轉速的 變化相協調，所述控制系統包括在所述有級變速器部分的換檔過程中判斷是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦 元件的扭矩傳遞的裝置；以及在判定已完成扭矩傳遞即慣性階段已開始時開始所述無級變速器部分的變速控制的裝置。
11. 一種控制自動變速器的方法，所述自動變速器包括有級變速器部分和無級變速器 部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其中一個摩擦元件分離且使另一 摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速器部分連續地建立期望的速 度，與所述有級變速器部分的輸入轉速的變化相協調地控制所述無級變速器部分， 所述方法包括在所述有級變速器部分的換檔過程中，判斷是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦 元件的扭矩傳遞；以及在判定已完成扭矩傳遞即慣性階段已開始時，開始所述無級變速器部分的控制。
全文摘要
本發明公開了一種自動變速器的控制系統，所述控制系統控制自動變速器。所述自動變速器包括有級變速器部分和無級變速器部分，所述有級變速器部分包括多個摩擦元件並且通過使其中一個摩擦元件分離且使另一摩擦元件接合進行換檔從而建立期望的速度，所述無級變速器部分連續地建立期望的速度。所述控制系統使所述無級變速器部分的變速控制與所述有級變速器部分的輸入轉速的變化相協調。所述控制系統構造為實施在所述有級變速器部分的換檔過程中，判斷是否完成從分離側摩擦元件向接合側摩擦元件的扭矩傳遞；以及在判定已完成扭矩傳遞即慣性階段已開始時，開始所述無級變速器部分的變速控制。
文檔編號F16H61/00GK101825171SQ20101012220
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月2日 優先權日2009年3月6日
發明者井上真美子, 內田正明, 古閒雅人, 城崎建機, 落合辰夫, 野野村良輔, 鈴木英明, 門野亮路, 高橋誠一郎 申請人:日產自動車株式會社;加特可株式會社