CN107642598B - 用于自动变速器的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动变速器的控制器。在用于自动变速器的控制器中，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，提取第一目标中间变速级和第二目标中间变速级(ST3和ST4)，并且由当前变速之前的变速级的同步转速与作为在当前变速后执行的变速的目标变速级的第二目标中间变速级的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率(ST5)。于是，可以避免在第二目标中间变速级之前的阶段的变速控制中的变速时间变得非常短从而离合器组件的填充没有及时执行的情形。

Description

用于自动变速器的控制器

技术领域

本发明涉及一种用于自动变速器的控制器。特别地，本发明涉及一种在有级式自动变速器中执行经由中间变速级的变速时的变速控制。

背景技术

近来，随着自动变速器的变速级的数目的增加，自动变速器的变速更经常地通过跳级变速来执行(例如，在动力开降档时等从当前变速级到低两级以上的变速级的变速)。

当执行这样的跳级变速时，存在由于摩擦接合元件的接合和分离而引起的摩擦接合元件的转速的变动会增大并且由于在摩擦接合元件之间的摩擦材料的滑动而产生的热量(以下也称为离合器热量)会增大的可能性。因此，为了减小离合器热量，经由变速前的变速级与取决于诸如加速器压下量的驾驶状况所要求的要求变速级之间的另一变速级(以下也称为中间变速级)执行变速。

具体地，当从第八变速级到第二变速级的变速作为跳级降档的示例被执行时，存在离合器热量会增大并且摩擦接合元件的耐久性会无法简单地通过执行从第八变速级到第二变速级的直接跳级变速(单次跳级变速)来保证的可能性。此外，由于变速结束时或第二变速级同步时的驱动力的变动增大，因此还存在改进的空间。因此，可以想到，经由作为第八变速级与第二变速级之间的中间变速级的第五变速级来执行变速。在这种情况下，当担心在从第五变速级到第二变速级的变速时离合器热量会增大时，可以想到，经由作为第五变速级与第二变速级之间的附加中间变速级的第三变速级执行变速。也就是说，通过经由第五变速级和第三变速级相继地执行从第八变速级到第二变速级的变速，即，通过经由多个中间变速级执行变速，可以确保摩擦接合元件的耐久性，并且可以减小驱动力的变动，从而提高驾驶性能。

日本专利申请公开第2002-310281号(JP2002-310281A)公开了如上所述的经由多个中间变速级执行跳级降档的技术。

发明内容

以这种方式，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，从第一中间变速级到第二中间变速级的变速控制的执行时间可能会减少。在开始变速到第二中间变速级之前的变速控制时(在上述示例中在开始变速到第三变速级之前的从第八变速级到第五变速级的变速控制时：以下将该控制称为第一变速控制)，当第一变速控制的变速时间非常短时，存在通过将液压油供给到当之后设定第二中间变速级(上述示例中的第三变速级)时接合的摩擦接合元件的液压油压室而实现的离合器组件的填充没有及时执行并且没有实现顺利的变速的担心。

本发明的发明人等注意到，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，有必要恰当地管理接合侧摩擦接合元件的接合准备所需要的时间，以便以实现摩擦接合元件中在每个变速级的同步转速(自动变速器的输入轴的同步转速)下的期望离合器转矩。发明人等已经发现，可以使用自动变速器的输入轴的转速(输入轴的旋转角速度)的每单位时间的变化(输入轴转速变化率(旋转角加速度))来管理该时间。

本发明是考虑到上述情况而做出的，并且提供了一种用于自动变速器的控制器，其能够在经由多个中间变速级的跳级变速中恰当地管理摩擦接合元件的接合准备所需要的时间。

根据本发明的一个方案，提供了一种用于自动变速器的控制器。所述自动变速器：(i)为有级式自动变速器，(ii)通过选择性地使多个摩擦接合元件彼此接合来设定多个变速级中的一个，以及(iii)当在当前变速级与取决于驾驶状况所要求的要求变速级之间存在两级以上的变速级差时，能够执行跳过两级以上变速级的跳级变速。所述控制器包括电子控制单元。所述电子控制单元被配置为：(i)将目标输入轴转速变化率设定为变速时的控制目标值，以及(ii)当在所述当前变速级与所述要求变速级之间存在三级以上变速级的变速级差并且执行经由多个中间变速级的跳级变速时，对于每个中间变速级，基于以该中间变速级作为目标变速级的变速到以该中间变速级之后的下一变速级作为目标变速级的变速的两阶段变速前后的所述自动变速器的输入轴的同步转速之间的差来设定变速的所述目标输入轴转速变化率。

根据上述的用于自动变速器的控制器，在所述自动变速器中，可以恰当地设定对于每个两阶段变速的输入轴转速变化率，并且可以执行变速，同时保证摩擦接合元件的接合准备时间。

在用于自动变速器的控制器中，所述电子控制单元可以被配置为：当电子控制单元执行作为经由多个中间变速级的跳级变速的跳级降档时，(i)在低于当前变速级且高于或等于要求变速级的变速级中提取一个变速级作为第一目标变速级，所述一个变速级能够在变速级从所述当前变速级起变速时通过更换一对摩擦接合元件来达成，并且在假定要执行的该变速前后的所述输入轴的转速之间的差小于或等于第一预定阈值；(ii)在低于第一目标变速级且高于或等于要求变速级的变速级中提取另一变速级作为第二目标变速级，所述另一变速级能够在变速级从第一目标变速级起变速时通过更换一对摩擦接合元件来达成，并且在假定要执行的该变速前后的输入轴的转速之间的差小于或等于第二预定阈值；以及(iii)基于以第一目标变速级作为目标的变速到以第二目标变速级作为目标的变速的两阶段变速前后的输入轴的同步转速之间的差来设定该两阶段变速的目标输入轴转速变化率。

根据上述控制器，在自动变速器中，可以对于每个两阶段变速通过更换一对摩擦接合元件来实现变速，并且可以减少随着更换摩擦接合元件而产生的热量(离合器热量)。于是，可以保证摩擦接合元件的耐久性，并且通过确保摩擦接合元件的接合准备时间来实现顺利的变速操作。

在控制器中，电子控制单元可以被配置为：当离合器组件的填充所需要的时间变得越长时，将目标输入轴转速变化率设定得越低，所述离合器组件的填充是在达成所述两阶段变速中的后阶段变速的目标变速级时通过将液压油供给到在摩擦接合元件的接合侧的摩擦接合元件的液压油压室来实现的。

当目标输入轴转速变化率固定时，随着填充所需要的时间变得越长，变速时间变得越短于填充所需要的时间，并且液压油的填充没有及时执行的可能性变得越高。根据上述的用于自动变速器的控制器，当填充所需要的时间变得越长时，目标输入轴转速变化率被设定得越低。于是，可以防止变速到两阶段变速中的前阶段变速的变速控制中的变速时间变得非常短。因此，可以避免当设定变速到后阶段变速中的目标变速级时用作接合侧的摩擦接合元件的液压油压室的液压油的填充没有及时执行的情形。于是，可以实现顺利的变速操作。

在控制器中，电子控制单元可以被配置为：当在所述两阶段变速前后的所述输入轴的同步转速之间的差变得越小时，将所述目标输入轴转速变化率设定得越低。

当目标输入轴转速变化率恒定时，随着两阶段变速前后的输入轴的同步转速之间的差变得越小，变速时间变得越短于填充所需要的时间，并且液压油的填充没有及时执行的可能性变得越高。根据上述的用于自动变速器的控制器，当在两阶段变速前后的输入轴的同步转速之间的差变得越小时，将所述目标输入轴转速变化率设定得越低。于是，可以防止对两阶段变速中的前阶段变速的变速控制的变速时间变得非常短，并且可以避免当设定变速到后阶段变速时的目标变速级时用作接合侧的摩擦接合元件的液压油压室的液压油的填充没有及时执行的情形。

在本发明中，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，基于以该中间变速级作为目标变速级的变速到以该中间变速级之后的下一变速级作为目标变速级的变速的两阶段变速前后的输入轴的同步转速之间的差来设定所述两阶段变速的所述目标输入轴转速变化率。于是，与基于当前变速级和要求变速级之间的变速前后的输入轴的同步转速之间的差来设定目标输入轴转速变化率的情况相比，可以延长时间直至达到中间变速级之后的下一目标变速级的同步转速，并且可以在保证摩擦接合元件的接合准备时间的同时执行变速。

附图说明

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

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的车辆的驱动系统的构造的示图；

图2是示出图1中所示的变矩器和自动变速器的构造的概要图；

图3是示出对于自动变速器中的每个变速级的第一至第四离合器、第一制动器以及第二制动器的接合状态的接合表；

图4是示出车辆的控制系统的构造的框图；

图5是示出根据本实施例的设定目标输入轴转速变化率的操作的例程的流程图；以及

图6是示出根据本实施例的变型例的设定目标输入轴转速变化率的操作的例程的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图来描述本发明的各实施例。

首先，下面将参照图1至图4对本实施例的车辆100进行描述。

如图1所示，车辆100包括发动机1、变矩器2、自动变速器3、液压控制单元4以及电子控制单元(ECU)5。例如，车辆100是前置发动机-前轮驱动(FF)型，并且被构造为使得发动机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，并分配给左右驱动轮(前轮)7。

发动机(内燃机)1是用于行驶的驱动力源，并且例如是多缸汽油发动机。发动机1被构造为能够基于节气门的节气门开度(进气量)、喷射的燃料量、点火正时等来控制其运行状态。

如图2所示，变矩器2包括连接到作为发动机1的输出轴的曲轴1a的泵轮21、连接到自动变速器3的涡轮22、具有转矩放大功能的定子23以及将发动机1和自动变速器3彼此直接连接的锁止离合器24。在图2中，省略了变矩器2和自动变速器3的旋转轴线下方的下半部，并且仅示意性地示出了上半部。

自动变速器3布置在发动机1与驱动轮7之间的动力传递路径中，并且被构造为改变输入轴3a的转速并将改变后的转速输出到输出轴3b。在自动变速器3中，输入轴3a连接到变矩器2的涡轮22，并且输出轴3b经由差动装置6或类似装置连接到驱动轮7。

自动变速器3包括：包括作为主要元件的第一行星齿轮机构31a的第一变速单元(前行星)31、包括作为主要元件的第二行星齿轮机构32a和第三行星齿轮机构32b的第二变速单元(后行星)32、第一离合器C1至第四离合C4、第一制动器B1以及第二制动器B2。

构成第一变速单元31的第一行星齿轮机构31a是双小齿轮型行星齿轮机构，并且包括太阳轮S1、彼此接合的多对小齿轮P1、支撑小齿轮P1使它们能够自转和公转的行星架CA1以及经由小齿轮P1与太阳轮S1接合的齿圈R1。

行星架CA1连接到输入轴3a并随输入轴3a一体地旋转。太阳轮S1固定到变速器壳体30，并且不可旋转。齿圈R1用作中间输出构件，并且减小输入轴3a的转速并将减小的转速传递到第二变速单元32。

构成第二变速单元32的第二行星齿轮机构32a是单小齿轮型行星齿轮机构，并且包括太阳轮S2、小齿轮P2、支撑小齿轮P2使得其能够自转和公转的行星架RCA以及经由小齿轮P2与太阳轮S2接合的齿圈RR。

构成第二变速单元32的第三行星齿轮机构32b是双小齿轮型行星齿轮机构，并且包括太阳轮S3、彼此接合的多对小齿轮P2和P3、支撑小齿轮P2和P3使它们能够自转和公转的行星架RCA以及经由小齿轮P2和P3与太阳轮S3接合的齿圈RR。行星架RCA和齿圈RR由第二行星齿轮机构32a和第三行星齿轮机构32b共用。

太阳轮S2通过第一制动器B1选择性地连接到变速器壳体30。太阳轮S2经由第三离合器C3选择性地连接到齿圈R1。太阳轮S2经由第四离合器C4进一步选择性地连接到行星架CA1。太阳轮S3经由第一离合器C1选择性地连接到齿圈R1。行星架RCA通过第二制动器B2选择性地连接到变速器壳体30。行星架RCA经由第二离合器C2选择性地连接到输入轴3a。齿圈RR连接到输出轴3b并随输出轴3b一体地旋转。

第一离合器C1至第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2是由液压致动器摩擦地接合并由液压控制单元4和ECU 5控制的摩擦接合元件。

图3是示出对于每个变速级(每个档位)的第一离合器C1至第四离合器C4、第一制动器B1以及第二制动器B2的接合状态或分离状态的接合表。在图3中所示的接合表中，标记O表示“接合状态”，而空白表示“分离状态”。

如图3所示，在根据本实施例的自动变速器3中，第一离合器C1和第二制动器B2彼此接合，以设定具有最大变速比(输入轴3a的转速/输出轴3b的转速)的第一变速级(1st)。第一离合器C1和第一制动器B1彼此接合以设定第二变速级(2nd)。

第一离合器C1和第三离合器C3彼此接合以设定第三变速级(3rd)。第一离合器C1和第四离合器C4彼此接合以设定第四变速级(4th)。第一离合器C1和第二离合器C2彼此接合以设定第五变速级(5th)。第二离合器C2和第四离合器C4彼此接合以设定第六变速级(6th)。第二离合器C2和第三离合器C3彼此接合以设定第七变速级(7th)。第二离合器C2和第一制动器B1彼此接合以设定第八变速级(8th)。第三离合器C3和第二制动器B2彼此接合以设定倒档变速级(Rev)。

以这种方式，自动变速器3通过选择性地使多个摩擦接合元件彼此接合来设定多个变速级中的一个。

液压控制单元4被设置为控制自动变速器3的摩擦接合元件的状态(接合状态或分离状态)。液压控制单元4还具有控制变矩器2的锁止离合器24的功能。

ECU 5被配置为进行发动机1的运行控制、自动变速器3的变速控制等。具体地，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。ECU5是“电子控制单元”的示例。

CPU 51基于存储在ROM 52中的各种控制程序或映射图来进行运算处理。在ROM 52中，存储有各种控制程序，执行控制程序时所参照的映射图等。RAM 53是临时存储CPU 51的处理结果、各种传感器的检测结果等的存储器。备用RAM 54是存储在点火关闭时要存储的数据的非易失性存储器。

输入接口55连接到曲柄位置传感器81、输入轴转速传感器82、输出轴转速传感器83、加速器压下传感器84、节气门开度传感器85等。

曲柄位置传感器81被设置为计算发动机1的转速。输入轴转速传感器82被设置为计算自动变速器3的输入轴3a的转速(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。可以从输出轴3b的转速来计算车速。加速器压下传感器84被设置为检测作为加速踏板的压下量(操作量)的加速器压下量。节气门开度传感器85被设置为检测节气门的节气门开度。

输出接口56连接到喷射器91、点火器92、节气门马达93、液压控制单元4等。喷射器91是燃料喷射阀，并且可以调节从其喷射的燃料量。点火器92被设置为使用火花塞调节点火正时。节气门马达93被设置为调节节气门的节气门开度。

ECU 5被配置为基于各种传感器等的检测结果通过控制节气门开度、喷射的燃料量、点火正时等来控制发动机1的运行状态。ECU 5被配置为通过控制液压控制单元4进行自动变速器3的变速控制和变矩器2的锁止离合器24的控制。

在由ECU 5进行的变速控制中，例如，基于以车速和加速器压下量作为参数的映射图来设定要求变速级，并且液压控制单元4被控制使得实际变速级为要求变速级。

在描述本实施例的特征所在的设定目标输入轴转速变化率的操作之前，下面将示意性地描述用于确定控制操作量的变速控制，在自动变速器3中，通过该控制操作量实现变速目标值(变速时的控制目标值)。

作为一般变速控制，例如，已知一种在变速时确定每个摩擦接合元件的转矩容量(或液压命令值)并基于预定的控制映射图执行变速的技术，该预定的控制映射图是通过在评估在实际车辆中变速冲击、或变速时间等是否合适的同时来通过适应而预先确定的。在使用该控制映射图的技术中，需要取决于动力开降档、或动力关升档等的变速模式以及变速前后的变速级之间的组合来准备多个控制映射图。于是，随着自动变速器的变速级的数目变得越大，需要越多的劳动来进行适应工作。

因此，在本实施例中，采用使用用于确定控制操作量(通过该控制操作量实现变速目标值)的变速模型来执行变速的技术作为变速控制代替于使用控制映射图的技术。变速目标值是用于确定要在变速时实现的变化模式的因子(例如，变速时间或驱动力)的目标值。控制操作量是在使因子(诸如，发动机转矩或离合器转矩)达到控制目标的操作期间所要求的值。

下面将对使用变速模型的变速控制进行描述。变速期间的运动方程用等式(1)和(2)表示。

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

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

等式(1)和(2)从构成自动变速器3的连接旋转元件的运动方程和构成自动变速器3的行星齿轮机构的关系表达式导出。每个旋转元件的运动方程是这样的运动方程，在该运动方程中，转矩由每个旋转元件的惯性矩和转速的变化率的积表示，该转矩由作用于行星齿轮机构的三个构件以及每个摩擦接合元件的两个构件之中的与旋转元件相关联的构件上的转矩来定义。行星齿轮机构的关系表达式是使用行星齿轮机构的齿数比来定义行星齿轮机构中的三个构件之间的转矩关系和转速变化率的关系的关系表达式。

在等式(1)和(2)中，dωt/dt是关于时间的导数，即，涡轮转速(旋转角速度)ωt(即，自动变速器的输入轴转速ωi)的变化率，并且表示作为输入轴3a侧上的旋转构件的速度变化的输入轴3a的加速度(以下称为输入轴加速度的角加速度)。输入轴加速度dωt/dt对应于输入轴转速变化率。dωo/dt是自动变速器的输出轴转速ωo的变化率，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上的涡轮转矩，即，变速器输入转矩Ti。考虑到变矩器2的转矩比t，涡轮转矩Tt与发动机转矩Te(＝Tt/t)具有相同的含义。To表示作为输出轴3b侧的旋转构件上的转矩的变速器输出转矩(即，输出轴3b上的转矩)。Tcapl表示在变速时进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表示在变速时进行分离操作的摩擦接合元件的转矩容量(以下称为分离侧离合器转矩)。这里，a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1以及d2是当导出等式(1)和(2)时的常数，并且是根据每个旋转元件的惯性矩和行星齿轮机构的齿数比设计时所确定的系数。例如，常数的具体数值取决于变速类型(例如，变速模式或变速前后的变速级的组合)而变化。于是，运动方程是独立的，但是与变速类型对应的运动方程(其中常数根据变速类型而不同)用于自动变速器3的变速。

等式(1)和(2)是通过公式化变速目标值与控制操作量之间的关系而获得的自动变速器3的齿轮系运动方程。变速目标值能够表示变速时间和驱动力的目标值，并在齿轮系运动方程中进行处理。在本实施例中，输入轴加速度dωt/dt用作能够表示变速时间的物理量的示例。变速器输出转矩To用作能够表示驱动力的物理量的示例。在本实施例中，变速目标值被设定为输入轴加速度dωt/dt和变速器输出转矩To的两个值。

另一方面，在本实施例中，使用包括涡轮转矩Tt(与发动机转矩Te具有相同的含义)、接合侧离合器转矩Tcap1和分离侧离合器转矩Tcdrn在内的三个值来设定用于建立变速目标值的控制操作量。然后，由于运动方程式包括等式(1)和(2)两个方程，并且存在三个控制操作量，所以用于建立两个变速目标值的控制操作量没有唯一解。方程中的输出轴加速度dωt/dt由作为输出轴转速传感器83检测到的值的变速器输出轴转速ω出而算出。

因此，已经研究了在将限制条件加到运动方程(1)和(2)的情况下控制操作量是否具有唯一解。在本实施例中，使用分配给分离侧离合器和接合侧离合器的传递转矩的转矩分配比例作为适用于表示或控制在变速期间转矩的传递并且可以应对任何变速模式的限制条件。也就是说，能够使变速期间的转矩传递并入到运动方程中并使控制操作量具有唯一解的传递转矩的转矩分配比例被设定为限制条件。转矩分配比例是当在自动变速器3的变速期间需要分配给分离侧离合器和接合侧离合器的总传递转矩(总传递转矩)被例如输入轴3a上的转矩(输入轴上的总传递转矩)所替代时，输入轴上的该总传递转矩被分配给两个摩擦接合元件所按照的传递转矩的比例。在本实施例中，当接合侧离合器的转矩分配比例被定义为“xapl”、而分离侧离合器的转矩分配比例被定义为“xdrn”时，使用在时间序列中变化的转矩分配比例x(例如，0≤x≤1)来如下定义等式(3)和(4)以反映变速期间的转矩的传递。

xapl＝x…(3)

xdrn＝1-x…(4)

可以基于由输入轴3a上的转矩所代替的“Tcap1”和“Tcdrn”以及等式(3)和(4)使用“x”(＝xap1)和“1-x”(＝xdrn)来定义接合侧离合器转矩Tcap1与分离侧离合器转矩Tcdrn之间的关系表达式。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Tcap1以及分离侧离合器转矩Tcdrn的关系表达式从等式(1)和(2)以及“Tcapl”与“Tcdrn”之间的关系表达式导出。涡轮转矩Tt(其与发动机转矩Te具有相同的含义)由使用“x”(＝xap1)、“1-x”(＝xdrn)、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。类似地，接合侧离合器转矩Tcap1由使用“x”(＝xap1)、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。类似地，分离侧离合器转矩Tcdrn由使用“1-x”(＝xdrn)、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。

也就是说，本实施例中的变速模型用于基于变速目标值使用包括变速目标值和控制操作量在内的自动变速器3的运动方程(等式(1)和(2))以及指示转矩分配比例的关系表达式(等式(3)和(4))来计算控制操作量。以这种方式，在本实施例中，通过将用转矩分配比例x设定的限制条件加到等式(1)和(2)来使用变速模型执行自动变速器3的变速。于是，即使当对于两个变速目标值存在三个控制操作量时，仍然可以使用变速模型恰当地确定三个控制操作量。由于运动方程是独立的但如上所述使用了常数取决于变速类型(例如，变速模式或变速前后的变速级之间的组合)而不同的齿轮系运动方程，因此对应于变速类型的变速模型被用于自动变速器3的变速。

下面将描述作为本实施例的特征的设定目标输入轴转速变化率的操作。设定目标输入轴转速变化率的操作是设定等式(1)中的输入轴加速度dωt/dt的目标值的操作。在本实施例中，当执行经由多个中间变速级的跳级降档控制(例如，动力开跳级降档控制)时，进行设定目标输入轴转速变化率的操作。

跳级降档控制是一种例如在动力开跳级降档时用于执行从当前变速级到低两级以上的变速级的变速的控制。例如，假设在以第八变速级行驶期间加速踏板压下量增大，在当前变速级与取决于驾驶状况所要求的要求变速级之间存在两级以上的变速级差，则要求变速级被设定为例如第二变速级，并且执行变速。经由多个中间变速级的跳级降档控制是一种用于经由两个以上的变速级执行到要求变速级的变速以为了保证在执行到要求变速级的变速时摩擦接合元件的耐久性的控制。例如，在从第八变速级到第二变速级的跳级降档中，当直接执行从第八变速级到第二变速级的跳级变速(单次跳级变速)时，存在离合器热量将增大以及不会保证摩擦接合元件的耐久性的可能性。由于变速结束时或第二变速级同步时的驱动力的变动增大，因此存在改进的空间。于是，可以想到，经由作为第八变速级与第二变速级之间的中间变速级的第五变速级来执行变速。在这种情况下，当存在从第五变速级到第二变速级的变速时离合器热量会增大的担忧时，经由作为第五变速级与第二变速级之间的附加中间变速级的第三变速级来执行变速。也就是说，经由多个中间变速级的跳级降档控制是为了通过执行经由多个中间变速级的变速来保证摩擦接合元件的耐久性并且减小变速前后的驱动力之间的变动，以提高驾驶性能。

以这种方式，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，从第一中间变速级到第二中间变速级的变速控制的执行时间可能减少。在开始变速到第二中间变速级之前的变速控制时(上述示例中在开始变速到第三变速级之前的从第八变速级到第五变速级的变速控制时：以下将该控制称为第一变速控制)，当第一变速控制中的变速时间非常短时，存在通过将液压油供给到当之后设定第二中间变速级(上述示例中的第三变速级)时接合的摩擦接合元件的液压油压室而实现的离合器组件的填充没有及时执行以及不会实现顺利的变速的担忧。

在本实施例中，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，接合侧摩擦接合元件的接合准备所需要的时间经由恰当地管理以实现接合侧摩擦接合元件中在每个变速级的同步转速(自动变速器3的输入轴3a的同步转速)下的期望离合器转矩。具体地，通过使用自动变速器3的输入轴转速ωi的每单位时间的变化(输入轴转速变化率(输入轴加速度dωt/dt))来管理该时间。

具体地，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，基于以中间变速级作为目标变速级的变速到以该中间变速级之后的下一变速级作为目标变速级的变速的两阶段变速前后的输入轴3a的同步转速之间的差来设定该两阶段变速的目标输入轴转速变化率。

该设定操作由ECU 5执行。于是，ECU 5中的设定目标输入轴转速变化率的功能部分构成为转速变化率设定单元。

当进行经由多个中间变速级的跳级升档控制(特别是动力关跳级升档控制)时，可以进行设定目标输入轴转速变化率的操作。这是因为动力开降档和动力关升档在变速操作中要求对加速踏板压下量的变化的高响应，因而如上所述存在第一变速控制中的变速时间会变得非常短并且当设定了第二中间变速级时接合的摩擦接合元件的填充将不会及时执行的可能性。

下面将参照图5所示的流程图来描述根据本实施例的设定目标输入轴转速变化率的操作的例程。为了容易理解本发明，假设跳级变速请求是跳级降档请求，并且经由两个中间变速级来执行经由多个中间变速级的跳级变速。在车辆的起动开关开启之后，以预定间隔重复进行图5所示的流程图。

首先，在步骤ST1中，判定自动变速器3的变速请求是否已经发出并且变速请求是否为经由多个中间变速级的跳级降档请求。也就是说，判定基于变速映射图设定的要求变速级是否为比当前变速级低三级以上的变速级，并且是否需要经由多个中间变速级来执行到要求变速级的变速。经由多个中间变速级的跳级降档请求的示例为在车辆以第八变速级行驶期间通过由加速器压下传感器84检测到的加速器压下量的增大来请求从第八变速级到第二变速级的降档的情况。

对于在跳级降档前后的变速级的每个组合，考虑到如上所述的离合器热量等，关于是否需要经由多个中间变速级执行变速的信息被预先存储在ROM中。当发生跳级降档请求时，参考存储在ROM中的信息来判定是否需要经由多个中间变速级执行跳级降档。存储在ROM中的关于是否需要经由多个中间变速级执行变速的信息可以取决于跳级降档前后的变速级的组合以及车速(其对应于基于输出轴转速传感器83的输出信号计算的输出轴3b的转速)来设定。例如，当变速前后的变速级的组合相同而车速高于或等于预定值时，判定需要经由多个中间变速级执行变速。当车速低于预定值时，判定不需要经由多个中间变速级而必须仅经由单个中间变速级来执行变速。

当变速请求不是经由多个中间变速级的跳级降档请求时，即，当变速请求是经由一个中间变速级或不经由中间变速级的跳级降档请求时、当自动变速器3的变速请求是升档请求时、当变速请求是仅改变一个变速级的降档请求时、或者当没有发生自动变速器3的变速请求时，步骤ST1的判定结果为否，并且例程转换到步骤ST2。

在步骤ST2中，判定变速请求是否为经由单个中间变速级的跳级降档请求。也就是说，判定基于变速映射图设定的要求变速级是否为比当前变速级低两级以上的变速级并且是否可以经由单个中间变速级执行到要求变速级的变速。在这种情况下，对于跳级换降档前后的变速级的每个组合，如上所述考虑到离合器热量等，关于是否需要经由单个中间变速级执行变速的信息被预先存储在ROM中。当发生跳级降档请求时，参考存储在ROM中的信息来判定是否需要执行经由单个中间变速级的跳级降档。存储在ROM中的关于是否需要经由单个中间变速级执行变速的信息可以取决于跳级降档前后的变速级的组合以及车速来设定。

另一方面，当在步骤ST1中判定发生经由多个中间变速级的跳级降档请求时，判定结果为是，并且例程转换到步骤ST3。

在步骤ST3中，在执行经由多个中间变速级的跳级降档中提取第一目标中间变速级。例如，当发生从第八变速级到第二变速级的降档请求时，提取第五变速级作为第一目标中间变速级。

在步骤ST4中，提取第二目标中间变速级。例如，当发生从第八变速级到第二变速级的降档请求时，提取第三变速级作为第二目标中间变速级。

以这种方式，如上所述考虑到离合器热量等，关于经由多个中间变速级执行跳级降档中的第一目标中间变速级和第二目标中间变速级的信息被预先存储在ROM中。当发生经由多个中间变速级的跳级降档请求时，从ROM中读取关于与变速前后的变速级的组合相对应的第一目标中间变速级和第二目标中间变速级的信息。在存储在ROM中的关于第一目标中间变速级和第二目标中间变速级的信息(关于所选择的目标中间变速级的信息)中，可以取决于跳级降档前后的变速级的组合以及车速来改变目标中间变速级。

此后，在步骤ST5中，由当前变速前的变速级的同步转速与在当前变速后执行的变速的目标变速级的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。也就是说，当发生从第八变速级到第二变速级的降档请求并且提取第五变速级和第三变速级作为目标中间变速级时，由在第八变速级的当前车速下的输入轴3a的同步转速与在第三变速级的当前车速下的输入轴3a的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。

具体地，对于变速前后的变速级以及目标中间变速级的每种组合的目标输入轴转速变化率通过实验或仿真来计算，并被预先存储在ROM中。当发生经由多个中间变速级的跳级降档请求时，从ROM读取关于与变速前后的变速级以及目标中间变速级的组合相对应的目标输入轴转速变化率的信息。

在关于目标输入轴转速变化率的信息中，基于当设定了到两阶段变速中的后阶段变速的变速中的目标变速级(上述示例中的第二目标中间变速级)时接合侧摩擦接合元件的填充所需要的时间以及在该两阶段变速前后的输入轴3a的同步转速之间的差，当填充所需要的时间变得越长且输入轴3a的同步转速的差变得越小时，将目标输入轴转速变化率设定得越低。基于自动变速器3的尺寸数据等确定填充所需要的时间和同步转速的差。

另一方面，在步骤ST2中，如上所述，判定变速请求是否为经由一个中间变速级的跳级降档请求。经由一个中间变速级的跳级降档请求的示例为当发生从第五变速级到第二变速级的降档请求时将第三变速级设定为中间变速级。

当变速请求不是经由中间变速级的跳级降档请求时，即，当自动变速器3的变速请求为升档请求时、当要求变速级可以通过一次变速来设定时或者当没有发生自动变速器3的变速请求时，步骤ST2的判定结果为否，并且例程重新开始。在这种情况下，当变速请求是经由中间变速级的跳级降档请求以外的变速请求时，提取预先存储在ROM中的目标输入轴转速变化率，并且以该目标输入轴转速变化率进行变速控制。具体地，从存储在ROM中的输入轴转速变化率映射图中读取这种情况下的目标输入轴转速变化率。输入轴转速变化率映射图是一种定义了输入轴转速变化率(输入轴加速度dωt/dt)的变化模式的映射图。输入轴转速变化率映射图被预先确定以使得可以在惯性相中改变涡轮转速ωt同时可以实现变速冲击的减小和变速时间的缩短这两者。

另一方面，当发生经由一个中间变速级的跳级降档请求时，步骤ST2的判定结果为是，并且例程转换到步骤ST6。

在步骤ST6中，在经由一个中间变速级执行跳级降档时提取目标中间变速级。例如，当发生从第五变速级到第二变速级的降档请求时，提取第三变速级作为中间变速级。

在步骤ST7中，提取要求变速级。例如，当发生从第五变速级到第二变速级的降档请求时，提取第二变速级作为要求变速级(该变速中的目标变速级)。

如上所述考虑到离合器热量等，关于以这种方式经由一个中间变速级执行跳级降档中的中间变速级的信息被预先存储在ROM中。当发生经由一个中间变速级的跳级降档请求时，从ROM读取关于与变速前后的变速级的组合相对应的中间变速级的信息。

此后，在步骤ST5中，以与上述相同的方式，由当前变速前的变速级的同步转速与在当前变速后执行的变速中的目标变速级的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。也就是说，当发生从第五变速级到第二变速级的降档请求并且提取第三变速级作为中间变速级时，由在第五变速级的当前车速下的同步转速与在第二变速级的当前车速下的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。

在这种情况下，以与上述相同的方式，对于变速前后的变速级以及中间变速级的每种组合的目标输入轴转速变化率通过实验或仿真来计算，并预先存储在ROM中。当发生经由中间变速级的跳级降档请求时，从ROM中读取关于与变速前后的变速级以及中间变速级的组合相对应的目标输入轴转速变化率的信息。

在关于目标输入轴转速变化率的信息中，基于当设定了到两阶段变速中的后阶段变速的变速中的目标变速级(上述示例中的要求变速级)时的接合侧摩擦接合元件的填充所需要的时间以及两阶段变速前后的输入轴3a的同步转速之间的差，当填充所需要的时间变得越长且输入轴3a的同步转速的差变得越小时，将目标输入轴转速变化率设定得越低。

以预定间隔重复进行上述操作。

以这种方式，设定目标输入轴转速变化率，并且将设定的目标输入轴转速变化率应用为等式(1)中的输入轴加速度dωt/dt的目标值。通过求解方运动方程(1)和(2)，计算了作为控制操作量的涡轮转矩Tt、接合侧离合器转矩Tcap1以及分离侧离合器转矩Tcdrn，并且执行到目标变速级的变速控制(以中间变速级作为目标变速级的变速控制或以要求变速级作为目标变速级的变速控制)。

如上所述，在本实施例中，当执行经由多个中间变速级的跳级变速时，对于每个中间变速级，基于以该中间变速级作为目标变速级的变速到以该中间变速级之后的下一变速级作为目标变速级的变速的两阶段变速前后的输入轴3a的同步转速之间的差来设定两阶段变速的目标输入轴转速变化率。于是，可以避免到中间变速级的变速控制中的变速时间变得非常短以及当设定了中间变速级时被接合的摩擦接合元件的填充没有及时执行的情形。也就是说，可以恰当地管理准备实现接合侧摩擦接合元件在中间变速级的同步转速下的期望离合器转矩所需要的时间。于是，可以实现顺利的变速操作。

更具体地，在本实施例中，当填充所需要的时间(当设定了目标变速级时被接合的摩擦接合元件的填充所需要的时间)变得越长并且输入轴3a同步转速的差(两阶段变速前后的输入轴3a的同步转速之间的差)变得越小时，将目标输入轴转速变化率设定得越低。当不管填充所需要的时间或输入轴3a的同步转速的差如何而将目标输入轴转速变化率设定为恒定时，变速时间变得比填充所需要的时间短，并且当填充所需要的时间变得越长并且输入轴3a的同步转速的差变得越小时，没有及时进行填充可能性变得越高。另一方面，在本实施例中，当填充所需要的时间变得越长且输入轴3a的同步转速的差变得越小时，将目标输入轴转速变化率设定得越低，因而，可以防止变速到两阶段变速中的前阶段变速的变速控制中的变速时间变得非常短。于是，可以避免当设定了到后阶段变速的变速中的目标变速级时接合侧摩擦接合元件的填充没有及时执行的情形。因此，可以实现顺利的变速操作。

下面将描述本实施例的变型例。图6是示出根据变型例的跳级降档控制的例程的流程图。在车辆的起动开关开启之后以预定间隔重复进行该流程图。

首先，在步骤ST11中，判定是否发生自动变速器3的变速请求且变速请求是否为跳级降档请求。也就是说，判定基于变速映射图设定的要求变速级是否为比当前变速级低两级以上的变速级。

当没有发生跳级降档请求时，也就是说，当自动变速器3的变速请求为升档请求时、当变速请求为仅改变一个变速级的降档请求时、或者当不发生自动变速器3的变速请求时，步骤ST11的判定结果为否，并且例程重新开始。

另一方面，当发生跳级降档请求且步骤ST11的判定结果为是时，例程转换到步骤ST12并且在高于或等于跳级降档所要求的变速级(要求变速级)(变速级低于当前变速级，并且高于或等于要求变速级)的变速级中提取这样的变速级：通过更换一对摩擦接合元件可以变速到该变速级。

具体地，当发生从第八变速级到第二变速级的降档请求时，提取从第八变速级到第七变速级的降档中、从第八变速级到第六变速级的降档中、从第八变速级到第五变速级的降档中、从第八变速级到第四变速级的降档中、从第八变速级到第三变速级的降档中以及从第八变速级到第二变速级的降档中的这样的变速级：通过更换一对摩擦接合元件可以变速到该变速级。在这种情况下，由于通过更换一对摩擦接合元件可以达成从第八变速级到第七变速级的降档、从第八变速级到第六变速级的降档、从第八变速级到第五变速级的降档以及从第八变速级到第二变速级的降档，因此提取第七变速级、第六变速级、第五变速级和第二变速级。

此后，在步骤ST13中，在所提取的变速级中，提取了这样的变速级，其中变速前后的输入轴3a的同步转速之间的差(即，当假设从变速前的变速级到提取的变速级的变速已经被执行时变速前后的输入轴3a的同步转速的差)小于或等于预定阈值。在这种情况下使用的阈值是当由于摩擦接合元件的摩擦材料的滑动而产生的热量(离合器热量)达到可允许热量的上限时的转速的差，并且通过实验或仿真预先设定。可以基于降档前后的变速级的组合与当前车速来计算转速的差。

具体地，当从第八变速级到第二变速级的降档中的转速的差大于阈值并且从第八变速级到第七变速级的降档中的转速的差、从第八变速级到第六变速级的降档中的转速的差以及从第八变速级到第五变速级的降挡中的转速的差小于或等于阈值时，在步骤ST13中提取第七变速级、第六变速级和第五变速级。

此后，在步骤ST14中，在步骤ST13中提取的变速级之中设定第一目标变速级。例如，已经提取的第七变速级、第六变速级和第五变速级中较接近要求变速级的第五变速级被设定为第一目标变速级。这里，可以将第六变速级或第七变速级设定为第一目标变速级。在步骤ST14中设定的第一目标变速级可以与要求变速级相同。

步骤ST12至ST14的操作对应于第一目标变速级提取单元的操作(当执行作为经由多个中间变速级的跳级变速的跳级降档时，在低于当前变速级且高于或等于要求变速级的变速级中提取这样变速级作为第一目标变速级的操作：该变速级可以在变速级从当前变速级起执行变速时通过更换一对摩擦接合元件来达成，并且其中在假定已经执行该变速时该变速前后的变速器输入轴转速之间的差小于或等于预定阈值)。

此后，在步骤ST15中，判定通过从设定的第一目标变速级的级数减去要求变速级的级数所获得的值是否大于或等于2。即，判定第一目标变速级和要求变速级是否即不是彼此不相邻的变速级(相差一级的变速级)也不是相同的变速级并且可用作中间变速级的变速级(第二目标变速级)是否存在于第一目标变速级与要求变速级之间。

当通过从所设定的第一目标变速级的级数减去要求变速级的级数而获得的值小于2且步骤ST15的判定结果为否时，例程转换到步骤ST17，并且计算目标输入轴转速变化率。具体地，由变速前的变速级的同步转速与要求变速级的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。也就是说，当发生从第八变速级到第五变速级的降档请求并且第六变速级被设定为中间变速级时，由在第八变速级的当前车速下的输入轴3a的同步转速与在第五变速级的当前车速下的输入轴3a的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。

另一方面，当通过从所设定的第一目标变速级的级数减去要求变速级的级数而获得的值大于或等于2并且步骤ST15的判定结果为是时，例程转换到步骤ST16并且进行设定第二目标变速级的操作。以与上述的设定第一目标变速级的操作相同的方式进行设定第二目标变速级的操作。也就是说，通过步骤ST12的操作(在高于或等于跳级降档所要求变速级的变速级(低于第一目标变速级且高于或等于要求变速级的变速级)中提取这样的变速级：通过更换一对摩擦接合元件可以变速到该变速级)和步骤ST13的操作(在所提取的变速级中提取这样的变速级：其中变速前后的输入轴3a的转速之间的差(即，当假设从变速前的变速级到提取的变速级的变速已经被执行时变速前后的输入轴3a的转速之间的差)小于或等于预定阈值)来设定第二目标变速级。第二目标变速级可以等于要求变速级。

步骤ST16的操作对应于第二目标变速级提取单元的操作(在低于第一目标变速级且高于或等于要求变速级的变速级中提取这样的变速级作为第二目标变速级的操作：所述变速级可以在变速级从第一目标变速级起执行变速时通过更换一对摩擦接合元件来达成，并且其中当假定已经执行该变速时该变速前后的变速器输入轴转速之间的差小于或等于预定阈值)。

在以这种方式设定第一目标变速级和第二目标变速级之后，在步骤ST17中计算目标输入轴转速变化率。具体地，由变速前的变速级的同步转速与第二目标变速级的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。也就是说，当发生从第八变速级到第二变速级的降档请求时，第五变速级被设定为第一目标变速级，并且第三变速级被设定为第二目标变速级，由在第八变速级的当前车速下的输入轴3a的同步转速与在第三变速级的当前车速下的输入轴3a的同步转速之间的差来计算目标输入轴转速变化率。

以预定间隔重复进行上述操作。

在该变型例中，如上所述设定的目标输入轴转速变化率应用为等式(1)中的输入轴加速度dωt/dt的目标值。通过对运动方程等式(1)和(2)求解，计算作为控制操作量的涡轮转矩Tt、接合侧离合器转矩Tcap1以及分离侧离合器转矩Tcdrn，并且执行到每个目标变速级的变速控制(以中间变速级作为目标变速级的变速控制或以要求变速级作为目标变速级的变速控制)。

在该变型例中，与上述实施例类似，可以避免在变速到中间变速级的变速控制中的变速时间变得非常短并且当设定了中间变速级时被接合的摩擦接合元件的填充没有及时执行的情形。也就是说，可以恰当地管理准备实现接合侧摩擦接合元件在中间变速级的同步转速下的期望离合器转矩所需要的时间。于是，可以实现顺利的变速操作。

上述实施例和变型例在所有方面都是示例性的，并且不用作限制性分析的基础。因此，本发明的技术范围不限于上述实施例和变型例，而是由所附权利要求的描述来限定。本发明的技术范围包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变型。

上述实施例和变型例描述了车辆100是FF型的示例。然而，本发明不限于此，并且所述车辆可以为前置发动机-后轮驱动(FR)型或四轮驱动型。

目标输入轴转速变化率可以取决于能够以时间序列设定的目标输入轴转速或者取决于目标变速时的进行程度的变化率而被设定。

可以取决于变速前后的输入轴3a的转速之间的差和目标变速时间间接地设定目标输入轴转速变化率。

上文已经描述的经由中间变速级的跳级降档包括广义上连续地执行单次降档(一阶段降档)的重叠变速。

在上述实施例和上述变型例中，已经在上文描述了进行经由两个中间变速级的动力开跳级降档控制的情况。本发明不限于此，且可以应用于进行经由三个以上的中间变速级的动力开跳级降档控制的情况。如上所述，本发明可以应用于进行动力关跳级升档控制的情况。

本发明可以用于安装在车辆中并且可以执行经由中间变速级的跳级变速的有级式自动变速器的控制器。

Claims (4)

1.一种用于自动变速器的控制器，所述自动变速器：为有级式自动变速器，通过选择性地使多个摩擦接合元件彼此接合来设定多个变速级中的一个，并且当在当前变速级与取决于驾驶状况所要求的要求变速级之间存在两级以上的变速级差时，能够执行跳过两级以上变速级的跳级变速，所述控制器的特征在于包括：

电子控制单元，其被配置为：

(i)将目标输入轴转速变化率设定为变速时的控制目标值，以及

(ii)当在所述当前变速级与所述要求变速级之间存在三级以上变速级的变速级差并且执行经由多个中间变速级的跳级变速时，对于每个中间变速级，基于以该中间变速级作为目标变速级的变速到以该中间变速级之后的下一变速级作为目标变速级的变速的两阶段变速前后的所述自动变速器的输入轴的同步转速之间的差来设定所述两阶段变速的所述目标输入轴转速变化率。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于

所述电子控制单元被配置为：当所述电子控制单元执行作为经由多个中间变速级的跳级变速的跳级降档时，

(i)在低于所述当前变速级且高于或等于所述要求变速级的变速级中提取一个变速级作为第一目标变速级，所述一个变速级能够在变速级从所述当前变速级起变速时通过更换一对摩擦接合元件来达成，并且在假定要执行的该变速前后的所述输入轴的转速之间的差小于或等于预定阈值；

(ii)在低于所述第一目标变速级且高于或等于所述要求变速级的变速级中提取另一变速级作为第二目标变速级，所述另一变速级能够在变速级从所述第一目标变速级起变速时通过更换一对摩擦接合元件来达成，并且在假定要执行的该变速前后的所述输入轴的转速之间的差小于或等于所述预定阈值；以及

(iii)基于以所述第一目标变速级作为目标的变速到以所述第二目标变速级作为目标的变速的两阶段变速前后的所述输入轴的同步转速之间的差来设定该两阶段变速的所述目标输入轴转速变化率。

3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于

所述电子控制单元被配置为：当离合器组件的填充所需要的时间变得越长时，将所述目标输入轴转速变化率设定得越低，所述离合器组件的填充是在达成所述两阶段变速中的后阶段变速的目标变速级时通过将液压油供给到在摩擦接合元件的接合侧的摩擦接合元件的液压油压室来实现的。

4.根据权利要求1或2所述的控制器，其特征在于

所述电子控制单元被配置为：当在所述两阶段变速前后的所述输入轴的同步转速之间的差变得越小时，将所述目标输入轴转速变化率设定得越低。