CN113167375B - 车辆的控制装置及车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

控制器具有进行使CVT阶梯性地升挡而使车辆加速的阶梯变速的控制部，控制部在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板的情况下，执行使CVT降挡的降挡控制。

Description

车辆的控制装置及车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆的控制装置及车辆的控制方法。

背景技术

在WO2015/046353A1中，作为无级变速器的控制方法，公开了将能够无级地变速驱动源的输出旋转的无级变速器在预先设定的多个变速级之间阶梯性地(阶段性地)升挡的控制。

该控制是在驾驶员踩下加速器踏板进行加速时执行的控制，是阶梯性地进行升挡(以下，也将阶梯性的升挡称为“阶梯变速”。)的控制。因此，传递到驱动轮的驱动力(转矩)随着车速的增加而阶梯性地减少。

因此，在驱动轮上施加大的负荷(例如，道路坡度大的上坡路等)等，存在车辆的行驶阻力增高的主要原因的情况下，考虑在阶梯变速的顺序途中驱动力(转矩)阶梯性地下降的瞬间会失速，加速感会钝化。

为了应对这样的状况，考虑在驱动力不足的情况下禁止阶梯性的升挡。但是，仅单纯地禁止阶梯性的升挡，有时不能满足驾驶员的加速要求。

发明内容

本发明是鉴于这样的技术课题而完成的，其目的在于，在进行阶梯变速时，即使成为禁止阶梯变速的状况，也能够满足驾驶员的加速要求。

根据本发明的某一方式，控制具有无级变速器的车辆的车辆的控制装置具有进行使无级变速器阶梯性地升挡而使车辆加速的阶梯变速的控制部，在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间持续地踩下加速器踏板的情况下，控制部执行使无级变速器降挡的降挡控制。

根据本发明的另一方式，控制具有无级变速器的车辆的车辆的控制方法，进行使无级变速器阶梯性地升挡而使车辆加速的阶梯变速，在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板的情况下，执行使无级变速器降挡的降挡控制。

根据这些方式，在进行阶梯变速时，即使成为禁止阶梯变速的状况，也能够满足驾驶员的加速要求。

附图说明

图1是本发明的实施方式的车辆的概略结构图。

图2是表示本发明的实施方式的变速图及变速线的一例的图。

图3是表示本发明的实施方式的车辆的驱动力的变化的图。

图4是本发明的实施方式的变速控制的流程图。

图5是本发明的实施方式的变速控制的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是车辆100的概略结构图。车辆100具备发动机1、作为无级变速器的自动变速器3、油泵5、驱动轮6和作为控制装置的控制器10。

发动机1是以汽油、轻油等为燃料的内燃机，作为行驶用驱动源发挥作用。发动机1根据来自控制器10的指令，控制转速、转矩等。

自动变速器3具备：液力变矩器2、联接元件31、带式无级变速机构(以下也称为“CVT”)30、油压控制阀单元40(以下，也简称为“阀单元40”)和贮存油(工作油)的油盘32。

液力变矩器2设置在发动机1和驱动轮6之间的动力传递路径上。液力变矩器2经由流体传递动力。另外，液力变矩器2通过联接锁止离合器2a能够提高来自发动机1的驱动力的动力传递效率。

联接元件31配置在液力变矩器2与CVT30之间的动力传递路径上。联接元件31根据来自控制器10的指令，将油泵5的排出压作为初始压，并通过由阀单元40调压后的油进行控制。作为联接元件31，例如使用常开的湿式多板离合器。联接元件31由未图示的前进离合器及后退制动器构成。

CVT30配置在联接元件31与驱动轮6之间的动力传递路径上，能够根据车速或加速器开度等无级地变更变速比。CVT30具备：初级带轮30a、次级带轮30b、缠绕在两个带轮30a、30b上的带30c。通过带轮压使初级带轮30a的可动带轮和次级带轮30b的可动带轮沿轴向移动，使带30c的带轮接触半径变化，由此，能够无级地变更变速比。另外，作用于初级带轮30a的带轮压和作用于次级带轮30b的带轮压，以来自油泵5的排出压作为初始压，通过阀单元40进行调压。

在CVT30的次级带轮30b的输出轴上，经由未图示的最终减速齿轮机构连接差速器12。差速器12通过驱动轴13连接驱动轮6。

油泵5通过经由带传递发动机1的旋转而被驱动。油泵5例如由叶片泵构成。油泵5吸取贮存在油盘32中的油，并将油供给到阀单元40。供给到阀单元40的油用于各带轮30a、30b的驱动、联接元件31的驱动、自动变速器3的各元件的润滑等。

控制器10由具有中央运算装置(CPU)、读出专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。控制器10也可以由多个微型计算机构成。具体而言，控制器10也可以由控制自动变速器3的ATCU、控制换挡位的SCU、进行发动机1的控制的ECU等构成。另外，本实施方式中的控制部将控制器10的执行后述的阶梯变速控制的功能作为假想的单元。

在控制器10中输入有来自：检测发动机1的转速Ne的第一转速传感器51、检测联接元件31的输出转速Nout(＝初级带轮30a的转速Npri)的第二转速传感器52、检测次级带轮30b的转速Nsec的第三转速传感器53、检测车速V的车速传感器54、检测CVT30的选择挡位(切换前进、后退、空挡和停车的选择杆或选择开关的状态)的断路开关55、检测加速器开度的加速器开度传感器56、检测制动器的踏力的踏力传感器57、检测气压的气压传感器58以及检测道路坡度的坡度传感器59等的信号。控制器10根据输入的这些信号，控制发动机1、液力变矩器2的锁止离合器2a、自动变速器3的各种动作。

接着，对自动变速器3的阶梯变速控制进行说明。在本实施方式中，在加速时，在加速度α为规定值A以上的情况下，进行使自动变速器3在预先设定的多个变速级彼此之间阶梯性地(阶段性地)升挡的变速控制(以下，将与阶梯变速相关的控制称为“阶梯变速控制”)。以下，对本实施方式的阶梯变速控制进行说明。

在控制器10内预先存储有图2所示的变速图，控制器10基于图2所示的变速图，根据车辆100的驾驶状态(在本实施方式中为车速V、初级转速Npri、加速器开度APO)控制CVT30。另外，在图2中，作为本实施方式的阶梯变速控制的一例，仅表示了某加速器开度APO下的变速线L1，但实际上存在多个按照每个加速器开度APO设定的变速线。

变速图通过车速V和初级转速Npri来定义自动变速器3的动作点。自动变速器3能够在将CTV30的变速比设为最低挡变速比而得到的最低挡线和将CTV30的变速比设为最高挡变速比而得到的最高挡线之间的区域进行变速。

控制器10在加速器开度APO比与车速V对应的阶梯变速开始开度小的情况下进行通常变速，在加速器开度APO为与车速V对应的阶梯变速开始开度以上的情况下进行阶梯变速。阶梯变速开始开度是根据车速V预先设定的加速器开度，被设定为判断为驾驶员意图加速的大小。

在通常变速中，与现有的带式无级变速器的变速图相同，基于按照每个加速器开度APO设定的变速线进行变速。

在阶梯变速中，反复进行变速抑制阶段和升挡阶段。

在变速抑制阶段，变速比的变化率(每单位时间的变速比的变化量)为零，随着发动机转速(初级转速Npri)的上升，车速V上升。另外，在变速抑制阶段中，也可以使变速比的变化率大于零。在这种情况下，变速比的变化率设定在变速抑制阶段中伴随车速V的增加，初级转速Npri不会降低的范围内。

在升挡阶段，变速比阶梯性地向高挡侧变更。升挡阶段中的变速比的变化率设定在随着车速V的增加，初级转速Npri降低的范围内。

通过如上述那样设定变速抑制阶段和升挡阶段中的变速比的变化率，阶梯变速控制中的变速成为如图2所示反复进行初级转速Npri的增减的变速方式。

在阶梯变速控制中，当初级转速Npri成为按照每个加速器开度APO设定的第一规定转速时，执行升挡阶段，在根据车速V升挡至按照每个加速器开度APO设定的第二规定转速后，执行变速抑制阶段。另外，第一规定转速及第二规定转速是以随着车速V上升而成为升挡侧的方式预先设定的值。在图2中，将连接与各车速V对应的第一规定转速的线表示为线L2，将连接与各车速V对应的第二规定转速的线表示为线L3。

在变速抑制阶段，随着车速V的上升，初级转速Npri(发动机转速)逐渐变高。

如上所述，该阶梯变速控制在驾驶员踩下加速器踏板进行车辆100的加速时执行，阶梯性地进行升挡。在该阶梯变速中，传递到驱动轮6的驱动力(转矩)如图3所示，随着车速V增加，换言之，随着升挡，阶梯性地减少。

在驱动轮6上施加大的负荷(例如，驶过道路坡度大的上坡路等)等，存在车辆100的行驶阻力变高的主要原因的情况下，若阶梯性地升挡，则驱动力(转矩)急剧地下降，车辆100有可能急剧地失速(无意图地减速)。

这样，在预测到车辆100由于升挡而失速的情况下，考虑到禁止阶梯变速的情况。然而，仅通过单纯地禁止升挡，有时无法满足驾驶员的加速要求。于是，在本实施方式中，在预测到车辆100由于升挡而失速的情况下，不是仅单纯地禁止升挡，还进行降挡变速以能够应对驾驶员的加速要求。以下，参照图4所示的流程图，对本实施方式的阶梯变速控制进行具体说明。本实施方式的阶梯变速控制基于预先存储在控制器10中的程序来执行。

首先，在步骤S1中，判定加速度α是否为规定值A以上。具体而言，控制器10根据由车速传感器54检测出的车速V求出加速度α，判定加速度α是否为规定值A以上。如果判定加速度α为规定值A以上，则进入步骤S2，指示阶梯变速控制。与此相对，如果判定为加速度α小于规定值A，则进入步骤S10，执行通常的变速控制。

在步骤S3中，控制器10判定第一禁止条件是否成立。

在此，具体说明第一禁止条件。第一禁止条件是预测的升挡后的驱动力小于规定值的情况。在本实施方式中，通过判定车速变化率推定值ΔVs是否小于阈值V1，来判定预测的升挡后的驱动力是否小于规定值。

在此，对车速变化率推定值ΔVs进行具体说明。具体而言，车速变化率推定值ΔVs是通过ΔVs＝ΔV×Rn/Rp(式1)求出的值。以下，对ΔV、Rn、Rp进行说明。

车速变化率ΔV是阶梯变速中的自动变速器3的输出轴转速的时间变化率。具体而言，车速变化率ΔV是用时间对由第三转速传感器53检测出的次级带轮30b的转速Nsec进行微分后的值。另外，由于次级带轮30b的转速Nsec与车速V成比例，所以ΔV成为与车速V的时间变化率成比例的参数。车速V的时间变化包含车重、道路坡度、行驶阻力的变化等所有因素。因此，ΔV是反映了所有这些因素的变化的参数。

实际变速比Rn是当前的CVT30的变速比。实际变速比Rn基于由第二转速传感器52检测出的初级带轮30a的转速Npri和由第三转速传感器53检测出的次级带轮30b的转速Nsec来计算出。

升挡后变速比Rp是在当前时刻已升挡的情况的CVT30的变速比。使用图2进行说明，例如在车速V为Va时，车速Va与第二规定转速线L3的交点C处的变速比相当于升挡后变速比Rp。

车辆100的驱动力与车速变化率ΔV成比例。因此，车速变化率推定值ΔVs也成为与升挡后的驱动力成比例的值。因此，在步骤S3中，通过判定车速变化率推定值ΔVs是否在阈值V1以上，能够判定升挡后的驱动力是否小于规定值(是否不足)。

如果控制器10判定为第一禁止条件成立，即，如果判定为升挡后的驱动力不足，则进入步骤S4。与此相对，如果控制器10判定为第一禁止条件不成立，即，如果判定为升挡后的驱动力不是不足，则进入步骤S7。

在步骤S4中，禁止阶梯变速。控制器10即使初级转速Npri成为按照每个加速器开度APO设定的第一规定转速，也不执行阶梯变速(不向升挡阶段过渡)，即，维持变速抑制阶段。具体而言，控制器10进行控制，以维持该时刻的变速比R。

在步骤S5中，判定加速器接通是否持续。控制器10判定在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间，加速器踏板是否持续被持续踩下。更具体而言，在进行阶梯变速的禁止的判定之前，直至阶梯变速的禁止的判定后的规定时间的期间，判定加速器踏板是否以规定量以上被持续踩下。如果加速器接通持续，则进入步骤S6，如果加速器接通没有持续，则进入结束。

在步骤S6中，执行降挡控制。具体而言，控制器10以阶梯性地降挡(变速比R成为规定量低挡侧)的方式控制变速机构30，并且以发动机转速Ne(＝初级转速Npri)成为最大(MAX)的方式控制发动机1。通过执行伴随这样的阶梯性降挡的降挡控制，能够在短时间内使车辆100加速。由此，在进行阶梯变速时，即使成为禁止阶梯变速的状况，也能够响应驾驶员的加速要求。另外，本实施方式中的阶梯性的降挡是指，例如以阶梯状进行变速指示，或者使变速指示为急剧梯度(以规定梯度以上变化)。

接着，对步骤S7以后的流程进行说明。

在步骤S7中，控制器10判定第二禁止条件是否成立。

第二禁止条件是与第一禁止条件不同的条件，例如是检测到在低油温、高油温、或者阶梯变速中各种要素发生了异常的情况等。

具体而言，例如，在低油温(油温为第一规定油温T1以下)时，即使进行升挡，发动机转速Ne也不会降低而高停止。在这种情况下，CVT30的初级转速Npri不稳定。因此，如果执行降挡控制，则有可能给驾驶员带来不适感。因此，在低油温(油温为第一规定油温T1以下)时，优选禁止阶梯变速，并且禁止降挡控制的执行。

另外，在高油温(油温为第二规定油温T2以上)时，存在进行变速限制的情况，因此，在这样的情况下，也优选禁止阶梯变速，并且禁止降挡控制的执行。

在阶梯变速中各种要素发生异常时，有时进行变速限制，因此，在这种情况下，也优选禁止阶梯变速，并且禁止降挡控制的执行。

如果控制器10判定为第二禁止条件成立，则进入步骤S8。与此相对，如果控制器10判定为第二禁止条件不成立，则进入步骤S9。

在步骤S8中，禁止执行阶梯变速。控制器10即使初级转速Npri成为按照每个加速器开度APO设定的第一规定转速，也不执行阶梯变速(不向升挡阶段过渡)，即维持变速抑制阶段。具体而言，控制器10进行控制，以维持该时刻的变速比R。

在步骤S9中，允许执行阶梯变速。控制器10在初级转速Npri成为按照每个加速器开度APO设定的第一规定转速时，执行阶梯变速(向升挡阶段过渡)。

如上所述，在本实施方式中，在预计升挡后的驱动力不足的情况下，禁止阶梯变速(阶梯性的升挡)。进而，在禁止阶梯变速(阶梯性的升挡)的前后的规定时间的期间持续踩下加速器踏板的情况下，进行阶梯性的降挡，并且使发动机1的转速上升。在阶梯变速被禁止后加速器踏板仍被持续踩下的情况下，则是驾驶员持续要求加速。因此，在这种情况下，通过执行降挡控制，能够使车辆100加速。由此，即使成为禁止阶梯变速的状况，也能够响应驾驶员的加速要求。

另外，在松开加速器踏板的踩下的情况下，由于驾驶员放弃加速的可能性高，因此，不执行降挡控制。

接着，参照图5所示的时序图，对本实施方式的阶梯变速控制进行说明。

在时刻t1，若踩下加速器踏板，则车辆100开始加速。当加速度α为规定值A以上时，控制器10执行阶梯变速控制。具体而言，控制器10以沿着预先存储的按照每个加速器开度APO设定的变速线的方式控制变速比R以及初级转速Npri(发动机转速)。另外，控制器10计算出车速变化率推定值ΔVs，判定ΔVs是否为阈值V1以上。

在时刻t2，当初级转速Npri达到第一规定转速时，过渡到升挡阶段，执行阶梯变速。具体而言，控制器10沿着图2所示的变速线L1，将变速比R向高挡侧阶梯性地切换。然后，当初级转速Npri成为第二规定转速时，控制器10过渡到变速抑制阶段，一边维持变速比R，一边使初级转速Npri(发动机转速)上升。之后，直至时刻t5为止，反复执行升挡阶段和变速抑制阶段。

在时刻t6，当ΔVs小于阈值V1时，控制器10禁止阶梯变速的执行。另外，此时，控制器10继续变速抑制阶段。具体而言，控制器10在维持变速比R的状态下仅使初级转速Npri增加。

然后，在时刻t7，在初级转速Npri成为第一规定转速的情况下，控制器10不执行阶梯变速，直接维持变速比R。另外，图5的初级转速中的粗虚线表示执行了阶梯变速的情况。

若从时刻t6经过规定时间(时刻t8)，则控制器10执行降挡控制。具体而言，控制器10以变速比R成为规定量低挡侧的方式控制变速机构30，并且以发动机转速Ne(＝初级转速Npri)成为最大(MAX)的方式控制发动机1。另外，用于执行降挡控制的条件是在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间持续且以规定的开度以上持续踩下加速器踏板的情况。

这样，在本实施方式中，在预计升挡后的驱动力不足的情况下，禁止阶梯变速(阶梯性的升挡)。进而，在禁止阶梯变速(阶梯性的升挡)的前后的规定时间的期间持续踩下加速器踏板的情况下，执行降挡控制。由此，即使成为禁止阶梯变速的状况，也能够响应驾驶员的加速要求。

另外，在上述实施方式中，以在降挡控制时使发动机1的转速上升到最大(MAX)的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以使发动机1的转速为预先设定的阈值以上。

对如上构成的本发明的实施方式的结构、作用以及效果一起进行说明。

控制器10(控制装置)具有进行使无级变速器(CVT30)阶梯性地升挡而使车辆100加速的阶梯变速的控制部(控制器10)，控制部(控制器10)在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板的情况下执行使无级变速器(CVT30)降挡的降挡控制。

在该结构中，仅通过禁止阶梯变速，驱动力不足，因此，通过强制地使无级变速器(CVT30)降挡，能够补偿驱动力不足。由此，即使成为禁止阶梯变速的状况，也能够应对驾驶员的加速要求。另外，作为降挡控制的执行条件，采用在阶梯变速的禁止之后(立即之后)持续维持踩下加速器踏板的状态的条件，因此，对具有加速意图的驾驶员(持续踩下加速器踏板的驾驶员)能够进行赋予驱动力的表现，并且能够对放弃加速的驾驶员(脚离开加速器踏板的驾驶员)不赋予具有不适感的驱动力。

控制器10(控制部)在从阶梯变速的禁止前至阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板时加速器开度小于(不足)规定的开度情况下，不执行降挡控制。

在加速器开度小于规定的开度情况下，可以视为驾驶员放弃加速。因此，在该情况下，通过不执行降挡控制，能够不赋予有不适感的驱动力。

在本实施方式中，降挡为阶梯性降挡。

通过不是缓慢的降挡而是阶梯性的降挡，能够在短时间内表现出大的驱动力。

控制器10(控制部)在执行降挡控制时使无级变速器(CVT30)的输入转速(初级转速Npri)上升至阈值以上。

在执行降挡控制时，通过使无级变速器(CVT30)的输入转速(初级转速Npri)上升至阈值以上，能够得到更大的驱动力。

控制器10(控制部)包括基于驱动力不足判定的第一禁止条件和与第一禁止条件不同的第二禁止条件(油温异常、故障发生等)，作为阶梯变速的禁止条件，在以第一禁止条件禁止阶梯变速的情况下执行降挡控制，在以第二禁止条件禁止阶梯变速的情况下不执行降挡控制。

在自动变速器3的单元状态为正常状态时，在禁止执行阶梯变速的情况下进行降挡控制。由此，能够提高加速感。另外，在自动变速器3的单元状态为不稳定的状态下，在禁止阶梯变速的执行的情况下，禁止降挡控制的执行。由此，能够防止车辆100的行为变得不稳定。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示了本发明的应用例的一部分，并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。

另外，在上述实施方式中，在步骤S3中，使用车速变化率推定值ΔVs作为第一禁止条件来预测升挡后的驱动力是否不足。但是，第一禁止条件不限于此，例如也可以使用在即将升挡之前预测的升挡后的驱动力。另外，也可以将车辆100的升挡后的预想的行驶阻力为规定值以上作为第一禁止条件。在该情况下，行驶阻力可以适当选择空气阻力、坡度阻力、滚动阻力以及加速阻力等各种参数中的一个或多个并通过它们的合计来计算出。另外，也可以使用从空气密度(气压)、道路坡度、车速、车重以及车辆加速度中选择的一个或多个参数来预测驱动力不足。例如，当检测到道路坡度突然变大时，预测驱动力。另外，通过取得地图信息并预测道路坡度变大，能够预测驱动力不足。当然，也可以用其他方法预测驱动力不足。

本发明基于2018年12月14在日本专利局申请的日本专利申请特愿2018-234833号主张优先权，该申请的所有内容通过参考编入到本说明书中。

Claims (6)

1.一种车辆的控制装置，控制具有无级变速器的车辆，其特征在于，

具有控制部，所述控制部进行使所述无级变速器阶梯性地升挡而使所述车辆加速的阶梯变速，

在从所述阶梯变速的禁止前至所述阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板的情况下，所述控制部执行使所述无级变速器降挡的降挡控制。

2.如权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，

在从所述阶梯变速的禁止前至所述阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板时加速器开度小于规定开度的情况下，所述控制部不进行所述降挡控制的执行。

3.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于，

所述降挡为阶梯性的降挡。

4.如权利要求1～3中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，

所述控制部在执行所述降挡控制时使所述无级变速器的输入转速上升至阈值以上。

5.如权利要求1～3中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，

作为所述阶梯变速的禁止条件包括基于驱动力不足判定的第一禁止条件和与所述第一禁止条件不同的第二禁止条件，

在所述第一禁止条件下禁止所述阶梯变速的情况下，所述控制部执行所述降挡控制，

在所述第二禁止条件下禁止所述阶梯变速的情况下，所述控制部不执行所述降挡控制。

6.一种车辆的控制方法，控制具有无级变速器的车辆，其特征在于，

进行使所述无级变速器阶梯性地升挡而使所述车辆加速的阶梯变速，

在从所述阶梯变速的禁止前至所述阶梯变速的禁止后的期间持续踩下加速器踏板的情况下，执行使所述无级变速器降挡的降挡控制。

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