CN101135371A - 用于动力传动系的换档冲击减小装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于动力传动系的换档冲击减小装置，所述动力传动系具有发动机和自动变速器，所述自动变速器包括在换高速档时接合的摩擦元件，所述换档冲击减小装置包括：执行扭矩下降的控制部分，其在换高速档过程中执行所述发动机的扭矩下降，所述扭矩下降在惯性阶段开始之前开始，在所述惯性阶段中，所述自动变速器的齿轮比从换档前齿轮比改变为换档后齿轮比；以及增大上升梯度的控制部分，其使执行所述发动机的所述扭矩下降时向换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压的上升梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降时大，所述扭矩下降在所述惯性阶段开始之前开始。
Description
技术领域
本发明涉及在包括发动机和自动变速器的动力传动系中用于通过发动机的扭矩下降控制来减小自动变速器的换档冲击的装置。
背景技术
自动变速器由于齿轮比的变化而在换档时改变输入转速，输入转速的变化产生引起换档冲击的惯性扭矩。
更具体来说，例如在自动变速器从较低齿轮比换档至较高齿轮比的情况下，变速器输入转速减小了与齿轮比之间的差对应的量，输入转速的减小引起惯性扭矩的释放，而惯性扭矩的释放又引起换档冲击。
在许多情况下，使用用于减小发动机扭矩从而补偿惯性扭矩(扭矩下降控制)的技术作为对于出于这样的理论而发生的动力传动系换档冲击的对策。
在惯性阶段中，作为自动变速器的输入转速和输出转速之间的比值的有效齿轮比从换档前齿轮比改变为换档后齿轮比，由于在惯性阶段过程中，因齿轮比的变化而发生输入转速的变化，并且产生引起换档冲击的惯性扭矩，所以通常在实践中是在惯性阶段过程中执行发动机的扭矩下降(扭矩下降控制)。
同时，由于如果在检测到惯性阶段的开始之后开始发动机的扭矩下降，则发动机的扭矩下降是在开始惯性阶段之后开始的，惯性阶段的开始是通过检测有效齿轮比的从换档前齿轮比到换档后齿轮比的变化的开始来检测的，所以无法避免由于在惯性阶段的初始阶段的扭矩释放而产生的换档冲击。
因此，如未经审查的日本专利公开No.07-139381中所述，迄今为止已经提出了用于减小动力传动系的换档冲击的装置，该装置适于根据需要执行扭矩下降(在此称为预先扭矩下降)，该扭矩下降使发动机扭矩在惯性阶段开始之前，即在扭矩阶段的过程中，具体来说，从发出换档指令之后在惯性阶段开始之前的时间起开始逐渐减小，并且此后在惯性阶段过程中执行发动机扭矩的较大程度的减小。
发明内容
然而，由于在现有技术装置中，即使其在这样的预先扭矩下降时，控制自动变速器的换档的工作油压控制也保持不变，所以存在对于这样的问题的担心，即：当传递扭矩容量较低时，在换档时，用于换档的摩擦元件的传递扭矩容量有可能用变速器输入扭矩来平衡，并且在此刻变速器输出扭矩极大地被拉低而引起较大的换低速档冲击。
参考图4，就以下情况说明上述问题，即：在时刻t1发出用于从当前选择的齿轮位置或齿轮速比范围(n速)换高速档到目标齿轮速比范围(n+1速)的换高速档指令，并且响应该换高速档指令执行换档(换高速档)。
这样的换高速档通过以下方式执行，即：沿单点划线所示的减小梯度减小从换档时分离的分离侧摩擦元件释放的工作油压(指令值)Po，而沿实线所示(在中间点之后用虚线表示)的增大梯度增大向换档时接合的接合侧摩擦元件供给的工作油压(指令值)Pc。
在换高速档过程中的情况下，发动机扭矩下降量ΔTedown如虚线所示而确定，并且发动机扭矩Te仅在惯性阶段过程中如虚线所示而减小，变速器输出扭矩To如虚线所示而随时间变化，在惯性阶段中，有效齿轮比Gr(＝输入转速Ni/输出转速No)如虚线所示从与所选择的齿轮速比范围(n速)等效的数值改变为与目标齿轮速比范围(n+1速)等效的数值。
另一方面，在这样的情况下，即：如实线所示确定发动机扭矩下降量ΔTedown，并且发动机扭矩Te在惯性阶段之前的扭矩阶段过程中从时刻t2起如实线所示而逐渐减小(执行发动机的预先扭矩下降)，输入转速Ni的减小通过预先扭矩下降的作用在更早阶段开始，并且可以从实线所示的有效齿轮比明显看出，惯性阶段同样更早开始。
在如上所述开始惯性阶段的时刻t3之后，发动机扭矩Te如实线所示一直减小到用于防止换档冲击的预定值，同时响应该发动机扭矩减小，控制接合侧摩擦元件的工作油压Pc，以便使得工作油压Pc取实线所示的值。
然而，由于即使在这样的预先扭矩下降时，根据现有技术的接合侧摩擦元件的工作油压控制在不考虑由于发动机的预先扭矩下降而产生的变速器输入扭矩的变化的情况下进行控制，所以接合侧摩擦元件的传递扭矩容量在较低值时用变速器输入扭矩来平衡，从而使变速器输出扭矩To如实线所示随时间变化，并使其如ΔTo所示极大地被拉低，从而引起对较大换档冲击的担心。
因此，本发明的目的在于提供这样一种换档冲击减小装置：其通过使执行预先扭矩下降时接合侧摩擦元件的工作油压控制和执行预先扭矩下降时不同而免于这样的担心。
为了达到以上目的，本发明提供一种用于动力传动系的换档冲击减小装置，所述动力传动系具有发动机和自动变速器，所述自动变速器包括在换高速档时接合的摩擦元件，所述换档冲击减小装置包括：执行扭矩下降的控制部分，其在换高速档过程中执行所述发动机的扭矩下降，所述扭矩下降在惯性阶段开始之前开始，在所述惯性阶段中，所述变速器的齿轮比从换档前齿轮比改变为换档后齿轮比；以及增大上升梯度的控制部分，其使执行所述发动机的所述扭矩下降时向换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压的上升梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降时大，所述扭矩下降在所述惯性阶段开始之前开始。
附图说明
图1是示出车辆动力传动系的示意图，该动力传动系具有根据本发明实施例的换档冲击减小装置；
图2是用于由图1所示换档冲击减小装置执行的换档冲击减小控制的主程序的流程图。
图3是图2所示换档冲击减小控制的动作-时间图；以及
图4是根据现有技术的换档冲击减小控制的动作-时间图。
具体实施方式
首先参考图1，动力传动系包括发动机1和自动变速器2。发动机1和自动变速器2借助于例如液力变矩器和电磁离合器等连接/断开元件3彼此接合。
本实施例中采用的自动变速器2是有级式变速器，其适于通过多个摩擦元件(湿式离合器、湿式制动器等)的选择性液压操作(接合)来选择齿轮速比范围，并通过改变选择用来执行液压操作的摩擦元件(湿式离合器、湿式制动器等)来换档至另一齿轮速比范围。
自动变速器2是具有内置差速齿轮的自动传动桥，并在输出轴处借助于差速齿轮与左右驱动轮(前轮)连接。
在图1所示动力传动系中，来自发动机1的动力通过连接/断开元件3输入到自动变速器2，自动变速器2根据所选择的齿轮速比范围改变发动机动力，经改变的发动机动力从差速齿轮传递到左驱动轮4L和右驱动轮4R(前轮)，以驱动车辆。
尽管未示出，但是发动机1在进气管内具有电控节气门，该电控节气门的节气门开度TVO基本上根据加速踏板下压量(加速器开度或加速踏板开度)APO而变化，而该电控节气门属于这样的类型，即：能够通过根据发动机输出(扭矩)控制命令(用于减小换档冲击的扭矩下降控制命令)适当地控制节气门开度TVO，来执行发动机1的扭矩下降和扭矩上升，而与加速器开度APO无关。
发动机1通过以下方式运转，即：利用来自火花塞的火花点燃由节气门控制的一定量的进入空气和通过喷射器的喷射供给的燃料的混合物。
发动机控制器5执行节气门的电子控制、由喷射器供给的燃料量控制和火花塞的点火定时控制，以及发动机1的其它控制(例如进-排气门的气门升程控制、用于压缩比控制的气门开-关正时控制)，从而确定发动机输出。
因此，在本实施例中，下列控制中的单独一种或任意组合可以用于对于减小换档冲击的发动机扭矩控制：利用节气门开度控制的发动机扭矩控制、利用燃料供给量控制的发动机扭矩控制、利用点火定时控制的发动机扭矩控制、利用进-排气门升程控制的发动机扭矩控制和利用压缩比控制的发动机扭矩控制。
自动变速器2由变速控制器6控制，除了来自发动机控制器5的用于减小换档冲击的发动机扭矩下降执行信号之外，来自用于检测加速器开度APO的加速器开度传感器7的信号、来自用于检测车速VSP的车速传感器8的信号和来自用于检测变速器输入转速Ni的变速器输入转速传感器9的信号输入到变速控制器6。
在自动变速器2进行自动换档时，变速控制器6基于预定换档映射图从上述信息获得目标齿轮速比范围，当所选择的齿轮速比范围与目标齿轮速比范围一致时，不执行换档；而当所选择的齿轮速比范围与目标齿轮速比范围不一致时，执行从所选择的齿轮速比范围到目标齿轮速比范围的换档。
在换档时，为选择目标齿轮速比范围而接合的摩擦元件通过增大向其供给的工作油压而接合，为选择目标齿轮速比范围而分离的摩擦元件通过减小向其供给的工作油压而分离，从而执行从所选择的齿轮速比范围到目标齿轮速比范围的换档。
同时，在换档是换高速档的情况下，如图1所示，变速控制器6根据需要发出用于防止换档冲击的发动机扭矩下降指令，以执行包括上述预先扭矩下降的扭矩下降，发动机控制器5执行用于实现扭矩下降的控制，例如节气门开度的电子控制。
在自动变速器2换高速档时，如下所述，变速控制器6执行图2所示的控制程序并从而执行摩擦元件的工作油压控制，以实现本发明的目的。
在图2的步骤S1中，基于来自发动机控制器5的发动机扭矩下降执行信号，检查是否在惯性阶段开始之前的扭矩阶段执行发动机的预先扭矩下降。
如果不执行发动机的预先扭矩下降，则程序转到步骤S2，在步骤S2中，基于发动机扭矩Te和车速VSP，通过使用专用映射图来确定工作油压的上升梯度θ1，该工作油压的上升梯度θ1表示接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中每单位时间工作油压的增大率。
在这种情况下，接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的上升梯度θ1确定为这样，即：随着发动机扭矩Te变大或车速VSP变高而变大或变陡。
然后，在步骤S3中，通过使用专用映射图，基于发动机扭矩Te和车速VSP来确定分离侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的下降梯度α1。
在这一方面，分离侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的下降梯度α1确定为这样，即：随着发动机扭矩Te变大或车速VSP变高而变大或变陡。
然后，在步骤S4中，通过用预定运算系数乘接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的上升梯度θ1来计算接合侧摩擦元件在惯性阶段过程中工作油压的上升梯度δ1。
如果在步骤S1中判断在扭矩阶段过程中执行发动机的预先扭矩下降，则程序转到步骤S5，在步骤S5中，通过使用专用映射图，基于发动机扭矩Te和车速VSP来确定接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的上升梯度θ2。
在这一方面，虽然接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的上升梯度θ2确定为这样，即：随着发动机扭矩Te变大或车速VSP变高而变大或变陡，但是在相同的运转条件(相同的发动机扭矩Te和相同的车速VSP)下进行比较，上升梯度θ2比不执行预先扭矩下降时在步骤S2中确定的上升梯度θ1更大或更陡。
然后，在步骤S6中，通过使用专用映射图，基于发动机扭矩Te和车速VSP来确定分离侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的下降梯度α2。
在这一方面，虽然在扭矩阶段过程中向分离侧摩擦元件供给的工作油压的下降梯度α2确定为这样，即：随着发动机扭矩Te变大或车速VSP变高而变大或变陡，但是在相同的运转条件(相同的发动机扭矩Te和相同的车速VSP)下进行比较，下降梯度α2比不执行预先扭矩下降时在步骤S3中确定的下降梯度α1更大或更陡。
然后，在步骤S7中，通过用预定运算系数乘接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压Pc的上升梯度θ2来计算接合侧摩擦元件在惯性阶段过程中工作油压的上升梯度δ2。
在这一方面，以上运算系数这样确定，即：使得接合侧摩擦元件在惯性阶段过程中工作油压Pc的上升梯度δ2设定为δ，δ与不执行预先扭矩下降时在步骤S4中通过计算得到的δ1相等。
将参考图3说明图2所示控制的对于摩擦元件的工作油压控制。
图3是在这样的情况下的动作-时间图，即：输出用于从当前在时刻t1选择的选定齿轮速比范围(n速)换档至目标齿轮速比范围(n+1速)的换高速档指令，并响应该指令执行换档(换高速档)。
换高速档通过以下方式执行，即：减小在换档时分离的分离侧摩擦元件的工作油压Po，而增大在换档时接合的接合侧摩擦元件的工作油压Pc。
在这样的情况下，即：在换高速档过程中，如虚线所示确定发动机扭矩下降量ΔTedown，从而仅在惯性阶段过程中减小发动机扭矩Te，通过将分离侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的下降梯度确定为如α1那样平缓，将接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压的上升梯度确定为如θ1那样平缓，并将接合侧摩擦元件在惯性阶段过程中工作油压的上升梯度确定为δ1＝δ，从而使变速器输出扭矩To如虚线所示随时间变化，在该惯性阶段中，有效齿轮比Gr从与选定齿轮速比范围(n速)等效的数值改变为与目标齿轮速比范围(n+1速)等效的数值。
然而，在这样的情况下，即：如实线所示确定发动机扭矩下降量ΔTedown，从而使发动机扭矩Te在惯性阶段之前的扭矩阶段过程中从时刻t2起如实线所示逐渐减小(即在执行发动机的预先扭矩下降的情况下)，响应该发动机扭矩减小，输入转速Ni的减小开始得更早，从而可以从实线所示的实际有效齿轮比Gr的变化明显看出，使得惯性阶段同样开始得更早。
在惯性阶段开始之后，从t3这一时刻以后，发动机扭矩Te如实线所示一直减小到用于防止换档冲击的预定值。
在从t2到t3的时间阶段的过程中执行预先扭矩下降并且此后执行主要扭矩下降的情况下，如实线所示控制向接合侧摩擦元件供给的工作油压Pc，以使接合侧摩擦元件在扭矩阶段过程中工作油压Pc的上升梯度θ2比不执行预先扭矩下降情况下的上升梯度θ1更大或更陡。
然而，接合侧摩擦元件在惯性阶段过程中工作油压的上升梯度δ2设定为δ，δ与不执行预先扭矩下降情况下的梯度δ1相等。
通过如上所述进行向接合侧摩擦元件供给的工作油压Pc的时序控制，使变速器输出扭矩To如虚线所示随时间变化。
同时，在本实施例中，由于θ2>θ1，所以在执行预先扭矩下降的情况下在扭矩阶段过程中向接合侧摩擦元件供给的工作油压Pc控制为比不执行预先扭矩下降的情况下高，因此例如在输入扭矩如双点划线A所示而减小的情况下，决不会出现这样的情况，即：当传递扭矩容量较低时，变速器输出扭矩与变速器输入扭矩平衡，因而使变速器输出扭矩To如实线所示随时间变化，从而使牵入扭矩ΔTo更小，以便能够消除对于发生较大换档冲击的担心。
此外，由于通过将工作油压Pc的上升梯度确定为θ2>θ1来实现使执行预先扭矩下降时向接合侧摩擦元件供给的工作油压Pc比不执行预先扭矩下降时高，所以可以通过简单控制获得上述效果。
此外，由于接合侧摩擦元件在惯性阶段过程中工作油压Pc的上升梯度δ2确定为这样，即：在执行预先扭矩下降的情况和不执行预先扭矩下降的情况之间相同(δ2＝δ1＝δ)，所以只要发动机扭矩Te和车速VSP相同，就可以在执行预先扭矩下降的情况和不执行预先扭矩下降的情况下实现惯性阶段过程中的换档冲击减小作用。
此外，由于在本实施例中，在执行预先扭矩下降的情况下分离侧摩擦元件在扭矩阶段过程中的工作油压Po的下降梯度α2确定为比不执行预先扭矩下降的情况下的下降梯度α1陡，从而加速了分离侧摩擦元件的工作油压Po的减小，所以在执行预先扭矩下降的情况下从分离侧摩擦元件释放的工作油压Po被控制为在扭矩阶段过程中比在不执行预先扭矩下降的情况下低，可以获得下列效果。
在如上所述使执行预先扭矩下降时向接合侧摩擦元件供给的工作油压Pc比不执行预先扭矩下降时高的情况下，接合侧摩擦元件和分离侧摩擦元件的传递扭矩容量总和在扭矩阶段过程中变得过大，从而由于自动变速器互锁的趋势而产生减速冲击的趋势。然而，可以通过以下方式消除这种趋势，即：将执行预先扭矩下降时从分离侧摩擦元件释放的工作油压Po确定为比不执行预先扭矩下降时低。
此外，由于通过将工作油压Po的下降梯度确定为α2>α1来实现使执行预先扭矩下降时从分离侧摩擦元件释放的工作油压Po比不执行预先扭矩下降时高，所以可以通过简单控制获得上述效果。
日本专利申请P2006-230290(2006年8月28日提交)和P2007-128783(2007年5月15日提交)的全部内容在此通过引用的方式并入本文。
尽管上面已经参考本发明的具体实施例对本发明进行了说明，但是本发明不局限于上述实施例。所属领域的技术人员会根据以上教导想到上述实施例的修改和变化。例如，虽然本实施例已经对于这样的情况进行了说明，即：在扭矩阶段过程中在接合侧的工作油压Pc的上升梯度不变地保持在θ2，但是本发明不限于此，该上升梯度可以首先设为θ1，然后在时刻t2或其附近及以后变为θ2，或者该上升梯度可以首先设为θ2，然后在时刻t2或其附近及以后变为θ1。此外，虽然本实施例已经对于这样的情况进行了说明，即：基于在扭矩阶段过程中的上升梯度来确定在惯性阶段过程中的工作油压Pc，但是本发明不限于此，，可以采用其执行与是否执行预先扭矩下降无关的任何控制，例如基于相同目标齿轮比变化率的反馈控制。本发明的保护范围参考下列权利要求而限定。
Claims (7)
1.一种用于动力传动系的换档冲击减小装置，所述动力传动系具有发动机和自动变速器，所述自动变速器包括在换高速档时接合的摩擦元件，所述换档冲击减小装置包括：
执行扭矩下降的控制部分，其在换高速档过程中执行所述发动机的扭矩下降，所述扭矩下降在惯性阶段开始之前开始，在所述惯性阶段中，所述自动变速器的齿轮比从换档前齿轮比改变为换档后齿轮比；以及
增大上升梯度的控制部分，其使执行所述发动机的所述扭矩下降时向换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压的上升梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降时大，所述扭矩下降在所述惯性阶段开始之前开始。
2.根据权利要求1所述的换档冲击减小装置，其中，
所述自动变速器还包括在换高速档时分离的摩擦元件，并且所述换档冲击减小装置还包括增大下降梯度的控制部分，所述增大下降梯度的控制部分使执行所述发动机的所述扭矩下降时从所述换高速档时分离的摩擦元件释放的工作油压的下降梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降时大，所述扭矩下降在所述惯性阶段开始之前开始。
3.根据权利要求2所述的换档冲击减小装置，还包括：
控制工作油压的控制部分，其在所述惯性阶段的过程中，基于配备有所述动力传动系的车辆的运转条件，控制向所述换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压，而不管是否执行所述发动机的所述扭矩下降，所述扭矩下降在所述惯性阶段开始之前开始。
4.一种用于动力传动系的换档冲击减小装置，所述动力传动系具有发动机和自动变速器，所述自动变速器包括在换高速档时接合的摩擦元件，所述换档冲击减小装置包括：
执行扭矩下降的装置，其在换高速档过程中执行所述发动机的扭矩下降，所述扭矩下降在惯性阶段开始之前开始，在所述惯性阶段中，所述自动变速器的齿轮比从换档前齿轮比改变为换档后齿轮比；以及
增大上升梯度的装置，其使执行所述发动机的所述扭矩下降时向换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压的上升梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降时大，所述扭矩下降在所述惯性阶段开始之前开始。
5.一种用于车辆的动力传动系，包括：
发动机；
自动变速器，其包括在换高速档时接合的摩擦元件；以及
控制器，其用于控制所述发动机和所述自动变速器，
其中，所述控制器具有执行扭矩下降控制的控制部分和增大上升梯度的控制部分，所述执行扭矩下降控制的控制部分在换高速档过程中执行所述发动机的扭矩下降控制，所述扭矩下降控制在惯性阶段开始之前开始，在所述惯性阶段中，所述自动变速器的齿轮比从换档前齿轮比改变为换档后齿轮比，所述增大上升梯度的控制部分使执行所述发动机的所述扭矩下降控制时向换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压的上升梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降控制时大，所述扭矩下降控制在所述惯性阶段开始之前开始。
6.根据权利要求5所述的动力传动系，其中，
所述自动变速器还包括在所述惯性阶段开始之前在换高速档时分离的摩擦元件，并且所述控制器还包括增大下降梯度的控制部分，所述增大下降梯度的控制部分使执行所述发动机的所述扭矩下降控制时从所述换高速档时分离的摩擦元件释放的工作油压的下降梯度比不执行所述发动机的所述扭矩下降控制时大，所述扭矩下降控制在所述惯性阶段开始之前开始。
7.根据权利要求6所述的动力传动系，其中，
所述控制器还包括控制工作油压的控制部分，所述控制工作油压的控制部分在所述惯性阶段的过程中，基于配备有所述动力传动系的车辆的运转条件，控制向所述换高速档时接合的摩擦元件供给的工作油压，而不管是否执行所述发动机的所述扭矩下降控制，所述扭矩下降控制在所述惯性阶段开始之前开始。
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