专利名称：汽车自动变速器的换档控制装置及换档控制方法
背景技术：
1、发明领域本发明涉及自动变速器的换档控制装置及换档控制方法，当根据升档过程中作出的降档决定换低档时它能执行转矩降低控制。
2、相关技术的说明在日本专利出版物公开号2001-124193种，描述了一种自动变速器的换档控制，可改变从动力源传给输入构件的转动速度并将转动输出到驱动轮。在第一摩擦连接器接合的升档过程中，司机踩下加速踏板可引起降档命令的输出。当变速器降档时，第一摩擦连接器脱离而第二摩擦连接器接合。因此，发动机可能超速，而降档也不能正确完成。尽管有降档的命令，上述的换档控制通过使降档推迟预定时间来解决这个问题。此外，日本专利出版物公开号8-244499描述了根据降档决定开始降档的技术，并描述在降档过程中执行转矩降低控制以便降低动力源的转矩，从而防止发动机超速和降低变速器冲击的技术。
在日本专利出版物公开号2001-124193中，由于降档的滞后，在加速踏板的动作与因降档操作而输出要求的驱动力之间有一延迟。同时，在日本专利出版物公开号8-244499中，降档操作随降档命令而立即开始并在同时执行转矩降低控制。降档操作于是在动力源转矩被消除的情况下完成。因此，为了使输入构件的转速增加到降档操作后的档位的同步转速，需要花很多时间。此外，还引起加速踏板的操作与要求的驱动力的输出之间有时间延迟。
发明内容
本发明的目的是要提供自动变速器的换档控制装置及换档控制方法，该装置可根据升档操作过程中作出的降档决定在完成降档的同时执行转矩降低控制，以便将输入构件的转速迅速变到同步转速，同时防止发动机的超速。在完成降档后可迅速获得要求的驱动力。
本发明的一个方面涉及的换档控制装置可执行自动变速器的换档控制，以便改变由动力源传给输入构件的转速并将转动输给驱动轮。在升档时第一摩擦连接器是接合的，响应升档过程作出的降档决定，换档控制装置完成降档操作，从而第一摩擦连接器脱离而第二摩擦连接器接合。换档控制装置备有(a)多档位换档执行机构，可响应降档决定开始降档操作，及(b)转矩降低控制执行机构，可在降档操作开始后确定输入构件的转速是否已至少增至预定低于同步转速的控制起动转速，并可在输入构件转速至少增至控制起动转速时执行转速降低控制，以便降低动力源的转矩输出。同步转速是根据降档控制操作建立的档位的变速比确定的。
在本换档控制装置中，(a)动力源可包括具有电子控制节气门的内燃机，及(b)转矩降低控制执行机构可以执行使节气门开度减小的控制，以便使发动机输出的转矩仅供将输入构件的转速提高到同步转速。
在本换档控制装置中，转矩降低控制执行机构在输入构件的转速已超过比同步转速高的预定回动转速后可中止转矩降低控制，并随后使输入构件的转速降低到小于等于回动转速。
在本换档控制装置中，转矩降低控制执行机构可包括转速改变确定机构，它能根据输入构件在降档操作开始时的转速与同步转速之差确定在降档操作时输入构件的转速是上升还是下降。转矩降低控制的实施方式取决于上述确定结果。
在本换档控制装置中，如果输入构件在降档操作开始时的转速低于基于同步转速设定的控制改变转速，则转速改变确定机构可确定转速正在上升，而如果输入构件的转速等于或大于控制改变转速，则转速改变确定机构可确定转速正在下降。
在本换档控制装置中，如果转速改变确定机构确认转速正在上升，则当输入构件的转速已增至至少控制起动转速时，多档位换档执行机构可执行转矩降低控制，而当转速改变确定机构确认转速正在下降，则在降档开始后立即执行转矩降低控制。
在本换档控制装置中，(a)动力源可包括具有电子控制节气门的内燃机，及(b)转矩降低控制执行机构，当转速改变确定机构确认转速正在上升，则转矩降低控制执行机构执行使节气门开度减小的控制，以便使发动机输出的转矩仅供将输入构件的转速提高到同步转速，而当转速改变确定机构确认转速正在降低，则转矩降低控制执行机构执行使节气门全闭的控制。
在本换档控制装置中，如果转速改变确定机构确认转速正在上升，则当输入构件的转速已超过比同步转速高的预定第一回动转速时，转矩控制机构可中止转矩降低控制，并随后降至小于等于第一回动转速；而如果转速改变确定机构确认转速正在下降，则当输入构件的转速下降到小于等于预定第二回动转速时中止转矩降低控制。
根据上述换档控制装置的这一方面，响应降档决定开始降档，同时保持转矩降低控制处于备用状态，直到输入构件的转速至少增至比同步转速小的控制起动转速。动力源的转矩使输入构件的转速可迅速增至控制起动的转速，从而开始转矩降低控制。这样由于迅速完成降档可获得要求得驱动力，同时防止发动机超速。
根据本发明的这一方面，动力源可以是内燃机，其节气门的开度可以减小，使发动机输出转矩仅供输入构件的转速提高到同步转速。这样使发动机可将输入构件的转速较迅速地提高到同步转速，同时防止发动机发生超速，因而获得优异的换档响应。
根据本发明的这一方面，当输入构件的转速超过此同步转速高的回动转速时，转矩降低控制中止，且随后转速降低到小于等于回动转速。这样在降档结束时可开始迅速产生转矩，同时防止因转矩降低控制的中止引起发动机超速。
根据本发明的这一方面，可确定在降档操作期间输入构件的转速是上升还是下降。转矩降低控制不同的执行方式取决于确认输入构件的转速是上升还是下降。在跳过至少一个档位的升档过程中作出降档决定，且开始降档到跳过的中间档位的情况下，转矩降低控制总能正确执行，不管输入构件的转速是在上升还是在下降。这样可改进换档响应，同时防止发动机超速，因而迅速获得要求的驱动力。
根据本发明的这一方面，当输入构件在降档开始时的转速低于基于同步转速设置的控制改变转速时，可确定转速在上升。同时，如果它等于大于控制改变转速，可确定转速在下降。这样可方便迅速确定构件转速变化趋势。
根据本发明的这一方面，如果转速改变确定机构确认转速正在上升，则当输入构件的转速增至至少控制起动转速时执行转矩降低控制。另一方面，如果转速改变确定机构确认转速正在降低，立即执行转矩降低控制。这样可以正确可靠地执行转矩降低控制，不管输入构件转速变化上的差异。因此由于换档响应的改进可迅速获得要求的驱动力，同时防止发动机超速。
根据本发明的这一方面，动力源可以是内燃机。当转速改变确定机构确认转速正在上升时，执行降低节气门开度的控制，使发动机输出转矩仅够将输入构件的转速提高到同步转速。另一方面，当确认转速正在下降时，执行使节气门开度完全封闭的控制。这样便总能正确执行转矩降低控制，不管输入构件的转速变化上的差异。于是通过改变改进换档响应可获得要求的驱动力，同时防止发动机超速。
根据本发明的这一方面，在转速改变确定机构确认转速正在上升的情况下，输入构件的转速超过比同步转速高的第一回动转速后，便中止转矩降低控制，且随后使转速降至小于等于第一回动转速。在转速改变确定机构确认转速正在下降的情况下，当输入构件的转速降至小于等于比同步转速高的第二回动转速时中止转矩降低控制。这样可在降档完成时开始产生转矩，而不管输入构件的转矩改变上的差异，同时防止因转矩降低控制的中止引起的发动机超速。
本发明可应用于行星齿轮式的自动变速器，其中根据多个离合器及制动器的工作状态设置多个档位。同理，它也可用于分动式平行轴型自动变速器，该变速器从升档操作改变为降档操作时由于第二摩擦连接器接合的延迟而处于空档状态。
自动变速器的输入构件当动力由发动机通过液力变矩器传送时可以是液力变矩器的涡轮轴，而当动力由电动机传送时可以是电动机的电机轴。动力源可以是发动机，电动机等。
第一和第二摩擦连接器最好是液压式的，这样靠电磁阀的动作或蓄能器的工作，在液压控制下接合压力按照预定的变化方式发生改变。但也可采用其它摩擦连接器，如电磁型摩擦连接器。上述摩擦连接器可包括单片式离合器，多片式离合器，制动器，皮带式制动器的等，但不局限于这些。
本发明适用于以下情况，即跳过至少一档且第一摩擦连接器结合的升档时作出降档决定，据此执行降档时，输入构件转速在降档开始时低于降档后档位的同步转速，输入构件的转速在上升以形成降档的情况。然而，本发明也可使用于以下情况，即在第一摩擦连接器接合而第二摩擦连接器离的升档过程中确立使第一摩擦连接器脱离第二摩擦连接器接合的，降到一档以下的降档情况。
起先，如果加速踏板处于脱开状态(不需要输出功率)按照升档图，作出升档决定，并完成升档。然后，如果在升档过程中将加速踏板设定在接触状态(需要功率)，则按升档图作出降档决定。本发明还可应用于以下情况，即在升档过程中根据降档命令借助变速杆的操作作出降档决定的情况。
在本发明的这一方面，多档位换档执行机构做成在跳过至少一档升档过程中能响应降档决定开始降档到跳过的中间档。本发明可适用于，由于升档时动力源的超速使动力源转速超过同步转速的任何一种换档，即使是分别向上一档或下一档的升档或降档的多档位换档。
关于输入构件的转速是上升还是下降的决定可按输入构件在降档操作开始时的转速与降档完毕后同步转速(即要求的档位已建立时的转速)之间的关系作出。特别是，通过将以预定值加到同步转速上可算出控制改变转速。该预定值的确定是根据以下因素，例如，动力源转矩的响应延迟，换档操作杆的响应延迟，动力源(转速)的惯性，降档方式等。然后将得到的控制改变转速与输入构件的转速作比较。每一种降档方式的预定值都可设定为常值。它也可从方程式或数据图取得，其中设定某些参数，如动力源转速，降档开始时的油温等。预定值可为正数也可为负数。
控制起动转速，回动转速，及第一，第二回动转速的设定值可从同步转速加上或减去预定值求得。另一方面，它也可从方程式或数据图算出预定值再作加减求得，在所述方程式与数据图中选定一些参数，如降档方式，降档开始时动力源的转速及油温等。
在本发明的这一方面中，预先设定节气门开度为预定值，使发动机输出的转矩能将输入构件的转速提高到同步转速。节气门开度也可从公式或数据图算出，在公式或数据图中选取一些参数，如降档方式或油温等。在本发明的这样方面，发动机被用作动力源。在以电动机为动力源的情况下，它可做成控制电动机的转矩，使输入构件的转速由电动机将其提高到同步转速。
在本发明的这一方面中，第一和第二回动转速最好根据不同的转矩降低控制设定为不同的值。但设定为同一值也可以。
附图简要说明本发明上述的和另外的目的、特点与优点可参看附图从优选实施例的以下说明变得明白起来，附图中用相同的标号表示相同的构件，且其中图1是本发明适用的汽车驱动装置的结构示意图；图2是一表格，示出为了形成图1所示自动变速器的各档位，离合器及制动器所处的接合与脱离状态；图3示出为汽车提供的根据图1所示本发明实施例电子控制单元所处理的输入/输出信号；图4示出图3所示变速杆所完成的换档方式的例子；图5是一曲线图，示出有图3所示电子控制单元所执行的，用于节气门控制机构的加速踏板动作量Acc与节气门开度θTH之间的典型关系；图6为一曲线图，示出由图3所示电子控制单元执行用于自动变速器换档控制的典型换档计算曲线图；图7是图3所示液压控制回路涉及制动器B1和离合器C0的线路图，随着在一档升到三档过程中作出的三档向二档降档的决定而进行三档向二档降档时，制动器B1和离合器C0分别执行接合和脱离；图8是方块图，可说明在由图3所示电子控制单元执行的自动变速器换档控制下，根据在一档升三档的过程中作出的三档降至二档的降档决定进行三档至二档的降档所完成的功能；图9是程序方框图，说明由图8所示转矩降低控制执行机构所执行的程序；图10是图9的程序方框图所示步骤S9和随后几步程序执行时转矩降低控制的典型时间图；及图11是图9的程序方框图所示步骤S3和随后几步程序执行时转矩降低控制的典型时间图。
本发明详细说明现在参看
本发明的实施例。
图1示出FF(前置发动机前轮驱动)汽车的略图，发动机横向安装在车内。内燃机10，如汽油发动机，其输出功率通过动力传动装置传给前轮(未示)，动力传动装置包括液力变矩器12，自动变速器14及差动齿轮装置16。液力变矩器12上设有与发动机10的曲轴18相连的泵轮叶片20，与自动变速器14的输入轴22相连的涡轮叶片24，通过单向离合器26固定到作为非转动构件的壳体28上的定子30，及通过减震器(未示)直接连接曲轴18和输入轴22的锁止离合器32。泵轮叶片20连接机械油泵21，如齿轮泵，它由发动机10驱动，与泵轮叶片20一起旋转，以产生供换档操作或润滑用的液压。发动机10用作驱动汽车的动力源，液力变矩器12用作液力联轴节，输入轴22用作输入构件。
自动变速器14具有第一单齿轮型行星齿轮机构40和第二单齿轮型行星齿轮机构42，它们共轴地设置在输入轴22上以便与CR-CR联轴节形成行星齿轮机构，其中行星齿轮架与齿圈互相连接；第三行星齿轮机构46，形成在中间轴44上，该中间轴与输入轴22平行且同心；和输出齿轮48，它安装在中间轴44的端部且与差动齿轮机构16啮合。对构成行星齿轮机构40、42、46，即互相啮合的太阳轮，齿圈和行星齿轮，作转动支承的行星齿轮架，可由四个离合器，C0，C1，C2和C3作选择性连接，或由三个制动器B1，B2和B3与作为非转动构件的壳体28作选择性连接。行星齿轮架也可由单向离合器F1和F2沿转动方向与壳体28接合。由于差动齿轮机构16的上部和下部绕轴的轴线对称，因此图1未示出下部。
这对形成在输出轴22上共轴的第一和第二行星齿轮机构40、42，离合器C0，C1，C2，制动器B1，B2和离合器F1，构成有4个前进档和一个倒档的主换档机构MG。超速档机构O/D，即副换档机构，是由形成在中间轴44上的行星齿轮机构46，离合器C3，制动器B3和单向离合器F2组成。在主换档机构MG中，输入轴22通过离合器C0，C1，C2分别连接第二行星齿轮机构42的行星齿轮架K2，第一和第二行星齿轮机构40，42的太阳轮S1，S2。第一行星齿轮机构40的齿圈R1与第二行星齿轮机构42的行星齿轮架K2之间的中间部分，和第二行星齿轮机构42的齿圈R2与第一行星齿轮机构40的行星齿轮架K1之间的中间部分相连。第二行星齿轮机构的太阳轮S2及第一行星齿轮机构40的齿圈R1，分别通过制动器B1和B2连接作为非转动构件的壳体28。单向离合器F1形成在第二行星齿轮机构40的行星齿轮架K2和作为非转动构件的壳体28之间。安装在第一行星齿轮机构40的行星齿轮架K1上的第一中间轴齿轮G，与安装在第三行星齿轮机构46的齿圈R3上的第二中间轴齿轮互相啮合。在超速档机构O/D中，第三行星齿轮机构26的行星齿轮架K3与太阳轮S3通过混合器C3互相连接。因此，制动器B3和单向离合器F2平行地设置在太阳轮S3与作为非转动构件的壳体28之间。
离合器C0，C1，C2和C3与制动器B1，B2和B3(以下当不需要区分具体的离合器和制动器是统称为离合器C和制动器B)都是液力摩擦连接器，由液压执行器，如复合式离合器及带动式制动器使其结合或脱离。液压管路在图2所示的接通与切断状态之间的切换靠的是对液压控制系统(图3)的电磁阀S4，SR，或直线型电磁阀SL1，SL2，SL3，SLT，SLU等的供电/断电，或靠手动阀(未示)的操作实现的。在液力摩擦连接器中，所有五个前进档，一个倒档，及一个空档都按照换档杆72(图3)的工作位置确定。参看图2，用语“第一”至“第五”代表第一至第五前进档，“0”代表接合状态，“X”代表脱离状态，而“？”只表示驱动状态时的接合状态。换档杆72可根据图4所示换档方式调换到各自位置上，包括停车位置P，倒车位置R，空档位置N，向前驱动位置D，4，3，2，L。当换杆档72设置在位置P和N时，形成了作为非驱动档位的空档，可中断动力传动装置。在位置P时，机械式驻车机构使驱动轮从机械上防止发生转动。在向前驱动位置D或倒档位置R上形成的五个前进档及倒档分别与各自的驱动挡位对应。
图3是方块图，示出3形成在汽车中的控制系统，可控制发动机10及图1所示的自动变速器14。在控制系统中，加速踏板50的操作量(脚踏板的开度)Acc由加速踏板操作量传感器51检测。汽车司机根据他所需要的输出功率的数量踩下加速踏板50。加速踏板50相当于踏脚板数操作构件，而踏脚板操作量相当于需要的输出功率的数量。发动机10的进气管上有电子节气门56，其开度θTH由节气门操纵器54加以改变。另外还有发动机转速传感器58，可检测发动机10的转速NE；进气量传感器60，可检测发动机10的进气量Q；进气温度传感器62，可检测进气温度TA；具有怠速开关的油门开度传感器64，可检测电子节气门56的全闭(空运转)状态及开度θTH；车速传感器66，可检测副轴44的转速(相当于输出轴的转速)，此转速与车速V相当；冷却剂温度传感器68，可检测发动机10的冷却剂温度TW；制动开关70，可检测脚踏制动器是否已工作；杆位传感器74，可检测换档杆72的杆位(工作位置)PSH；涡轮转速传感器76，可检测涡轮转速NT；AT(AT为自动变速器)油温传感器78，可检测作为液压控制管路98内工作流体的AT油温T01L；副轴转速传感器80，可检测第一副轴齿轮G1的转速NC；及点火开关82。上述传感器输出的信号表示发动机转速NE，进气量Q，进气温度TA，节气门开度θTH，车速V(输出轴的转速Nout)，发动机冷却剂温度Tw，有无制动操作，换档杆72的杆位PSH，涡轮转速NT，AT油温TOIL，副轴转速NC，及点火开关82的工作位量，这些信号供给电子控制单元90。涡轮转速NT等于作为输入构件的输入轴22的转速(输入轴转速Nin)。
电子控制单元90包括微机，其中有CPU，RAM，ROM，I/O接口等。CPU根据预先存储在ROM中的程序对信号进行处理，同时利用RAM的临时数据存储功能执行发动机的输出功率的控制或自动变速器14的换档控制。CPU可分成控制发动机的部分和必要的换档部分。在发动机10作输出功率控制时，由油门传动机构54执行电子节气门56的切换控制，燃油喷射阀92的控制可控制燃油喷射量，而诸如火花塞那样的点火器94的控制点火正时。在作电子节气门56的控制时，油门传动机构54根据图5所示关系曲线取得的加速踏板实际操作量Acc进行操纵，以便在加速踏板操作量Acc增加时加大节气门开度θTH。当起动发动机时，由起动装置96(如电动机)转动转动曲轴18。
在自动变速器14作换档控制时，根据节气门实际开度θTH和从图6所示预先存储的换档曲线图得出的车速V求出待换档的档位。即作出从目前档到待换档的换档决定。随着液压控制回路98的电磁阀S4，SR在通电状态和断点状态之间切换和不断改变直线型电磁阀SL1，SL2，SL3，SLT，SLU的通电状态，可执行换档输出，以起动从目前档位向求出的档位转变的换档操作。图6所示的实线和虚线二种曲线分别代表升档操作和降档操作。当车速V降低且节气门开度θTH增大时，可选用传动比较大的低一档的档位(传动比等于输入轴的转速Nin/输出轴的转速Nout)。图中的数字1至5分别相当于第一至第五档。
图7示出液压控制管路98的基本部分，它涉及到在作为多档位换档之一的第一档升到第三档时作出从第三档降至第二档的降档决定，并完成第三档降至第二档的降档时的状态。更具体地说，图7表示的液压回路中，离合器C0在一档向三档升档时接合，在三档向第二档时脱离，而制动器B1在三档向二档降档时接合。在本实施例中，离合器C0是第一摩擦连接器，制动器B1是第二摩擦连接器。
参看图7，油泵21使工作流体增压，压力由第一减压阀100调节到第一管线压力PL1。从第一减压阀100流出的工作流体压力通过第二减压阀102调节到第二管线压力PL2。第一减压阀100用于根据涡轮转矩TT，即自动变速器14的输入转矩Tin或作为替代值的节气门开度θTH，来调节第一管线压力PL1，第一管线PL1供向与变速杆72连锁的手动阀104。当变速杆72在位置D上操作时，手动阀104将等于第一管线压力PL1的前方位置压力PD供向电磁阀，包括直线型电磁阀SL1，SL2和SL3，变速阀，控制阀等。图7中与制动器B1的及离合器C0相连的有直线型电磁阀SL3，线性控制制动器B1的接合压力PB1；直线型电磁阀SL1，直接控制离合器C0的接合压力PC0；液压传感器106，与制动器B1相连且可检测接合压力PB1；液压传感器106，与离合器C0相连且可检测接合压力PC0；PB1控制阀110及PC0控制阀112，可根据由直线型电磁阀SL3，SL1提供的液压信号分别调节接合压力PB1和PC0。
图8是一方块图，描述了电子控制单元90的各种控制功能中的多档位换档控制功能的实施。其中设有与自动变速器14的换档控制有关的多档位换档执行机构120和与发动机10的转矩降低控制有关的转矩降低控制执行机构130。当加速踏板50处于OFF状态，便可根据图6所示换档图作出的换档图作出升档决定，然后，根据升档决定执行变速器升档，此时，离合器C与制动器B中有一个接合。如果踩下加速踏板50并根据图6所示换档图作出降档决定，则多档位换档执行机构120立即开始降档。具体地说，多档位换档执行机构120开始使接合的摩擦连接器脱离并开始使不同的离合器C或制动器B接合。例如，当在跳过至少一档的升档操作中作出降档决定时，实施降到跳过的中间档位的降档。更具体地说，当起先将加速踏板50踩下很多，然后松开时，则按照图6所示换档图作出从一档向三档的升档决定，并据此完成从一档到三档跳跃的升档操作，此时离合器C0接合。然后，如果在一档向三档升档过程中再次踩下加速踏板50且根据图6所示换档图作出自三档向二档降档的决定时，原接合的离合器C0便脱离，而使原先接合的离合器C0脱离的三档降至二档的降档操作也得以完成，并接合制动器B1。
转矩降低控制执行机构130执行转矩降低控制，以便再由多档位换档执行机构120完成多档位换档的过程中临时将发动机10的转矩降低，转矩降低控制执行机构130就其功能而言包括转速改变确定机构132，转矩降低控制备用机构134，转矩降低量设定机构136，及根据图9所示的程序方框图作信号处理的转矩降低控制终止机构138。就其功能而言，图9的程序方框图的步骤S2对应于转速改变决定机构132，步骤S3和S4对应于转矩降低控制备用机构134，步骤S5和S9对应于转矩降低量设定机构136，而步骤S6和S8对应于转矩降低控制终止机构138。
如图9的程序方框图所示，步骤S1确定是否在电源断开的升档操作过程中由多档位换档执行机构120输出的降档命令。例如，随着在一档向三档升档的执行过程中作出的三档向二档降档决定，多档位换档执行机构120是否输出三档向二档降档的命令，此时离合器C0脱离而制动器B1接合。如果多档位执行机构120输出三档向二档降档的命令，则程序进入步骤S2。步骤S2确定当前的涡轮转速NT是否低于控制改变转速(ntdoki+n1)。控制改变转速等于降档后的同步转速ntdoki加上预定值n1。同步转速ntdoki是将当前车速，即输出轴转速Nout乘以降档后确定的档位的传动比，即第二档位的传动比而得到的。
步骤2确定在三档降到二档的过程中涡轮转速NT是上升还是下降，从根本上说，当涡轮转速高于降档后的同步转速ntdoki时，涡轮转速NT便下降，如图10所示。同时，当涡轮转速低于同步转速ntdoki时，涡轮转速NT便上升，如图11所示，考虑到发动机10的转矩响应延迟，换档控制的响应延迟，发动机10的惯性，和降档方式，将预定值n1加到同步转速ntdoki上便获得控制改变转速(ntdoki+n1)。涡轮转速与求得的控制改变转速作比较。预定值n1对于每种降档方式都可设定为常值。但它可以用预定公式或数据图算出，计算时可选用发动机转速NT，三档降到二档开始时(图10和11所示的时间点t2)的自动变速器的油温TOIL等参数。
若步骤S2的结果是YES(肯定的结论)，即条件NT＜(ntdoki+n1)成立，表示降档过程中涡轮转速NT在上升，则执行步骤S3及以下步骤，若步骤S2的结果是NO(否定的结论)，即条件NT≥(ntdoki+n1)成立，表示降档过程中涡轮转速NT在下降则执行步骤S9。图10示出涡轮转速NT在上升，即执行步骤S3及以后续步骤是典型的时间图。在两种情况下，在时间点t1时，当加速踏板处于OFF状态，据节气门开度θTH＝0时，输出从第一档跳到第三档的升档命令。在时间点t2时，响应加速踏板处在ON位置，在第一档跳到第三档的升档过程中输出三档降到二档的降档命令。图10和11中示出的名词“SPCO”指的是直线型电磁阀SL1的直接控制第一摩擦连接器(本例中是离合器C0)接合压力PC0的液压控制驱动信号，专用名词“SPB1”指的是直线型电磁阀SL3直接控制第二摩擦连接器(本例中是离合器B1)的接合压力PB1的液压控制驱动信号。实际接合压力PC0和PB1的改变分别滞后于驱动信号SPCO和SPB1。涡轮转速NT垂直轴上的专用名词第一、第二、第三分别代表各档位同步转速，其值是档位传动比乘以车速，即输出轴转速Nout。如果涡轮转速NT与相应的同步转速一致，则档位得到确认，但若涡轮转速与同步转速不匹配，则在换档操作中间进行换档。
步骤S2得到YES，即肯定结论后执行步骤S3时，转矩降低控制处在备用状态。步骤S4确定涡轮转速NT是否已上升到大于等于控制起动转速(ntdoki-n2)，即降档后的同步转速减去预定值n2。当条件NT≥(ntdoki-n2)成立，则执行步骤S5，即执行转矩降低控制。如果涡轮转速NT小于控制改变转速(ntdoki+n1)，则涡轮转速必须提高到从三档降到二档时的同步转速ntdoki。因此不立即执行转矩降低控制，而是保持在备用状态，直到涡轮转速NT至少达到预定的控制起动转速(ntdoki-n2)。
控制起动转速(ntdoki-n2)代表转矩降低控制开始时的转速。可考虑到转矩响应延迟、发动机10的惯性、电子节节门56在步骤S5时在转矩降低控制作用下关闭期间的开度thdoki，凭经验决定预定值n2，以便迅速提高涡轮转速NT，促进降档的平稳性，同时防止发动机10的超速或变速冲击。预定值n2对每种降档方式均可设定常值。但它也可用预定的公式和数据图计算，其中以发动机转速NE，由三档向二档降档开始时的AT油温TOIL等为参数。在图11所示的时间点t3时，在获得肯定结论后，即由于涡轮转速NT上升到大于等于控制起动转速(ntdoki-n2)，步骤S4的结果是YES(是)，便在步骤S5中开始执行转矩降低控制。
步骤S5中的转矩降低控制，其执行是靠减少节气门开度θTH到值thdoki，此时发动机10输出的转矩仅够涡轮转速NT提高到降档后的同步转速thdoki。在转矩降低控制执行时，涡轮转速NT的增长率下降，从而防止发动机10超速和减小变速冲击。控制终止时的上述开度thdoki是考虑到转矩响应延迟、发动机10的惯性和步骤S4中的预定值n2凭经验确定，以确保涡轮转速NT超过同步转速ntdoki。在控制终止时的开度thdoki对每一降档方式都可设定为常值。但它也可用公式或数据图计算，其时当三档降至二档开始时发动机转速NE和自动变速器油温等规定为参数。
步骤6中确定涡轮转速NT是否超过转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)，此值是降档后的同步转速ntdoki加上预定值n3求出的。如果条件NT＞(ntdoki+n3)成立，则执行步骤S7。步骤S7中确定，在三档降至二档过程中，涡轮转速NT通过制动器B1的接合是否降低到小于等于转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)。如果条件N≤(ntdoki+n3)成立，则执行步骤S8。在步骤8中，节气门开度θTH以预定上升速率增加到与现在的加速踏板操作量Acc相应的节气门开度θTH。规定转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)是为了在三档向二档降档结束时发动机10能迅速产生转矩，同时防止因转矩降档控制终止引起发动机10超速，转矩降低控制终止转速与第一返回转速对应。预定值n3可考虑到转矩响应延迟和发动机10的惯性凭经验确定。对于每种降档方式都可规定预定值n3为常值，但它也可用公式或数据图计算，其中当三档开始向二档降档时规定发动机转速NE，或自动变速器油温TOIL等参数。在图11所示的时间点t4上，当获得肯定结论，即步骤S7中获得YES(是)时，由于涡轮转速NT下降至小于等于转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)，转矩降低控制中止。图中节气门开度θTH的那一段虚线代表与加速踏板操作量Acc对应的节气门开度θTH。
如果步骤S2得出NO(否定结论)，即条件N≥(ntdoki+n1)成立，则执行步骤S9，此时转矩降低控制的执行是靠使节气门开度θTH处于全闭状态。当轮转速NT大于等于控制改变转速(ntdoki+n1)时，涡轮转速NT必须增至在三档向二档降档过程中的同步转速ntdoki。因此立即开始转矩降低控制，使节气门开度处于全闭状态。其后执行步骤S7及后续步骤。当涡轮转速NT下降至小于等于转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)时，步骤8中转矩降低控制终止。在图10所示时间点t3上，当获得肯定结论，即步骤S7中获得YES(是)时，由于涡轮转速NT下降至小于等于转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)，在步骤S8中转矩降低控制中止。图中节气门开度θTH的虚线段代表与加速踏板操作量Acc对应的节气门开度θTH。转矩降低控制终止转速(ntdoki+n3)符合第二转矩降低控制终止转速，在本实施例中它等于第一转矩降低控制终止转速。在这种情况下，由于节气门开度θTH处于全闭状态，当涡轮转速NT下降至小于等于转矩降低控制终止转速(ntdoki+n4)，此值等于同步转速ntdoki加上比n3大的预定值n4，可在该时间点上执行步骤S8中的转矩降低控制中止操作。
根据本发明实施例的换档控制装置中，响应在一档向三档升档操作过程中作出从三档向二档降档的决定，立即开始降档。确定，当开始降档时(在时间点t2上)，涡轮转速NT是否大于等于根据降档后的同步转速ntdoki规定的控制改变转速(ntdoki+n1)，以便在降档过程中确定涡轮转速是否变化，即确定涡轮转速是上升还是下降。转矩降低控制的执行方式取决于上述的确定结论。总可正确执行转矩降低控制，使三档向二档平稳地降档以致获得要求的驱动力，同时防止发动机10超速或变速冲击，不管降档时涡轮转速NT的变化有无差别。
降档开始时涡轮转速NT如果低于控制改变转速(ntdoki+n1)，即如果涡轮转速NT在三档降到二档过程中必须上升到同步转速ntdoki，则执行步骤S3，使得时间过去后开始执行转矩降低控制，直到涡轮转速NT上升到等于大于控制起动转速(ntdoki-n2)，而不是立即开始。在此情况下，发动机10的转矩使涡轮转速NT能平滑地上升，同时在转矩降低控制作用下能迅速完成降档，同时防止发动机10超速，从而容易获得要求的驱动力。
降低发动机10的节气门开度θTH，使达到thdoki值可执行转矩降低控制，在θTH达到thdoki值时发动机10输出的转矩恰好使涡轮转速NT上升到降档后的同步转速。因此，发动机转矩使涡轮转速NT能迅速上升到同步转速ntdoki，同时防止发动机10超速，因此有良好的换档响应。
当涡轮转速NT超过预定的转矩降低控制转速(ntdoki+n3)时转矩降低控制中止，然后涡轮转速变降低到小于等于转矩降低控制转速(ntdoki+n3)。这使它在降档完成时能容易开始发生转矩，同时防止因转矩降低控制结束引起发动机10超速。
与此同时，在降档开始时涡轮转速NT大于等于控制改变转速(ntdoki+n1)，即涡轮转速NT必须在三档降到二档的过程中下降到同步转速ntdoki的情况下执行步骤S9及后续步骤。在步骤S9中，立即执行转矩降低控制，以便完全关闭节气门开度θTH。当涡轮转速NT下降至小于等于回动转速(ntdoki+n3)时，迅速完成降档，开始执行时转矩降低控制结束的程序，同时防止发动机10超速。这使它在降档完成时能开始产生转矩，从而获得要求的驱动力。
在本发明的实施例中，降档开始时的涡轮转速NT如果低于控制改变转速(ntdoki+n1)，即同步转速ntdoki加上预定值n1，可确定降档期间涡轮转速NT在上升。当涡轮转速大于等于控制改变转速(ntdoki+n1)时，可确定涡轮转速在下降。这使它能确定涡轮转速NT的改变是简单又迅速。
上面已参照
了本发明的实施例，应当明白，本发明不局限于上述的实施例，而根据专业技术人员的知识可作修改或改进。
权利要求
1.一种换档控制装置，该装置执行自动变速器的换档控制，所述自动变速器改变从动力源向输入构件传输的转动速度并将此转动输出到驱动轮，其中，响应在使第一摩擦连接器接合的升档操作过程中作出的降档决定，所述换档控制装置进行降档操作，该降档操作分离所述第一摩擦连接器并接合第二摩擦连接器，所述换档控制装置的特征在于，它包括多档位换档执行机构，该机构响应降档决定开始降档操作；及转矩降低控制执行机构它在开始执行降档操作后确定输入构件的转速是否已上升到等于或大于预先设定为小于同步转速的控制起动转速，该同步转速根据由降档操作所确立的档位的变速比确定；而且执行转矩降低控制，以便在输入构件的转速上升到等于或大于控制起动转速时，该转矩降低控制执行机构降低动力源的转矩输出。
2.根据权利要求1所述的换档控制装置，其特征在于动力源包括具有电子控制节气门的内燃机；及转矩降低控制执行机构执行控制使节气门开度降低到使内燃机输出的转矩足以将输入构件的转速提高到同步转速的程度。
3.根据权利要求1或2所述的换档控制装置，其特征在于当输入构件的转速超过比同步转速高的预定的转矩降低控制终止转速时，转矩降低控制执行机构便终止转矩降低控制，随后降低到小于或等于转矩降低控制终止转速。
4.根据权利要求1所述的换档控制装置，其特征在于转矩降低控制执行机构包括速度改变确定机构，通过将输入构件在降档操作开始时的转速与基于同步转速的数值作比较来确定在降档操作过程中输入构件的转速是在上升还是在下降，其中，转矩降低控制的实现方式是根据输入构件的转速是在上升还是在下降而设定的。
5.根据权利要求4所述的换档控制装置，其特征在于当输入构件在降档操作开始时的转速低于基于同步转速所设定的控制改变转速时，速度改变确定机构确定转速正在上升，而当输入构件的转速等于或小于控制改变转速时，速度改变确定机构确定转速正在下降。
6.根据权利要求4或5所述的换档控制装置，其特征在于如果速度改变确定机构确定转速在增加，则当输入构件转速增加到等于或大于控制起动转速时，所述多档位换档执行机构便执行转矩降低控制；而当转速改变确定机构确定转速在下降时，所述多档位换档执行机构立即执行转矩降低控制。
7.根据权利要求4或5所述的换档控制装置，其特征在于动力源包括具有电子控制节气门的内燃机；及转矩降低控制执行机构在速度改变确定机构确定转速正在增加时执行控制使节气门的开度降低到使发动机输出的转矩足以将输入构件的转速提高到同步转速的程度；而当速度改变确定机构确定转速正在下降时执行控制使节气门完全关闭。
8.根据权利要求4或5所述的换档控制装置，其特征在于如果转速改变确定机构确定转速在增加，则当输入构件的转速超过比同步转速高的预定的第一回动转速时转矩降低控制执行机构便终止转矩降低控制并随后使速度降至小于或等于第一回动转速，如果转速改变确定机构确定转速正在降低，则当输入构件的转速降至小于或等于预定的第二回动转速时终止转矩降低控制。
9.一种自动变速器的控制方法，它能改变从动力源传送到输入构件的转动速度并将转动输出到驱动轮，其中，响应在使第一摩擦连接器接合的升档操作期间作出的降档决定，进行降档操作，该降档操作使第一摩擦连接器分离并且使第二摩擦连接器接合，所述方法的特征在于，它包括响应降档决定开始降档操作；确定在降档操作开始后输入构件的转速是否已增加到等于或大于预设的小于同步转速的控制起动转速，该同步转速根据降档操作设定的档位的变速比确定；及执行转矩降低控制，使输入构件的转速增至等于或大于控制起动转速时动力源的转矩输出降低。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于动力源包括具有电子控制节气门的内燃机；及转矩降低控制使节气门开度减少到使内燃机输出转矩足以将输入构件的转动提高到同步转速的程度。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于当输入构件的转速超过高于同步转速的、预定的转矩降低控制终止转速时转矩降低控制结束，且后使输入构件的转速降低到小于或等于转矩降低控制终止转速。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括通过将输入构件在降档操作开始时的转速与基于同步转速的数值作比较，确定在降档操作过程中输入构件的转速是在上升还是在下降，及根据确定的输入构件的转速是上升还是下降，执行转矩降低控制。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于当输入构件在降档操作开始时的转速低于根据同步转速设定的控制改变转速时确定转速正在上升，及当输入构件的转速等于或大于控制改变转速时，确定转速正在下降。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，如果确定输入构件的转速正在上升，则当转速等于或大于控制起动转速时执行转矩降低控制，及当确定转速正在下降时立即执行转矩降低控制。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于动力源包括具有电子控制节气门的内燃机，及当确定输入构件的转速正在上升时，转矩降低控制减小节气门的开度，使内燃机输出的转矩足以将输入构件转速提高到同步转速，而当确定转速正在下降时执行控制使节气门全闭。
16.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，如果确定转速在上升，则当输入构件的转速超过预定的高于同步转速的第一回动转速时，转矩降低控制结束，然后降至等于或小于第一回动转速；如果确定转速正在下降，则当输入构件的转速降至等于或小于预定的高于同步转速的第二固定转速时，转矩降低控制结束。
全文摘要
本发明涉及自动变速器的换档控制装置，当变速器根据升档过程中作出的降档决定降档时它能执行转矩降低控制。本换档控制装置包括多档位换档执行机构(120)，它能根据降档决定开始降档；及转矩降低控制执行机构(130)，它在降档操作开始后能确定输入构件的转速是否至少为控制起动转速(S2)，并在输入构件的转速上升到至少控制起动转速时(S2NO)执行动力源(59)的转矩降低控制(S9)。这样可使输入轴的转速能迅速改变为适当的同步转速。因此，当降档完成时可提供要求的驱动力，而发动机不会超速。
文档编号F16H61/68GK1908473SQ200610100978
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月1日
发明者绫部笃志, 杉村敏夫, 铃木俊成, 石原久, 高家阳介 申请人:丰田自动车株式会社