CN114072601B - 无级变速器的控制方法以及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的无级变速器的控制方法，对加速请求的大小进行检测，在加速请求超过预先设定的阈值的情况下，从对目标变速比无级地变更的第1变速模式向包含阶梯式的目标变速比的变更在内的第2变速模式切换而对变速比进行控制。而且，在执行第2变速模式时，根据加速请求的大小而设定目标发动机旋转速度，在加速开始时，执行根据目标发动机旋转速度而使目标变速比阶梯式地降低的阶梯式降挡，并且将执行阶梯式降挡之后的目标发动机旋转速度保持规定期间。

Description

无级变速器的控制方法以及控制装置

技术领域

本发明涉及无级变速器的控制。

背景技术

作为车辆的变速器，已知使变速比无级地变化而将发动机的旋转速度向驱动轮传递的无级变速器。作为无级变速器的控制，已知如下控制，即，作为无级变速器的输入轴的目标旋转速度即目标输入轴旋转速度的对应图，预先将与驾驶者的加速器踏板操作量以及车速相应的变速模式存储于控制器，根据与运转状态相应的目标输入轴旋转速度而设定目标变速比。另外，以往在驾驶者希望急加速而进行使得加速器踏板操作量急剧增大的降挡操作的情况下，进行如下控制，即，以与加速器踏板操作量相应地发动机旋转速度急剧升高的方式使目标变速比阶梯式地增大。

JP2004-125072A中公开了如下方法，即，在进行降挡操作的情况下，反复进行使目标变速比阶梯式地增大的控制、和此后如果输入轴旋转速度达到上限值则使目标变速比阶梯式地减小而使输入轴旋转速度降低的控制，由此使车辆加速。

发明内容

然而，上述文献的控制是在使目标变速比阶梯式地增大之后，从增大后的运转点沿变速比固定线使目标变速比增大，因此在加速初期给驾驶者造成发动机旋转速度升高但车速的升高迟缓的不和谐感。因此，本发明的目的在于进一步改善加速感。

本发明的某个方式所涉及的无级变速器的控制方法，是对加速请求的大小进行检测，在加速请求超过预先设定的阈值的情况下，从对目标变速比无级地变更的第1变速模式向包含阶梯式的目标变速比的变更在内的第2变速模式切换而对变速比进行控制。而且，在执行第2变速模式时，根据加速请求的大小而设定目标发动机旋转速度，在加速开始时，执行根据目标发动机旋转速度而使目标变速比阶梯式地降低的阶梯式降挡，并且将执行阶梯式降挡之后的目标发动机旋转速度保持规定期间。

附图说明

图1是表示车辆的概略结构的框图。

图2是用于生成加速用的目标发动机旋转速度的控制框图。

图3是用于变速模式的切换判定的对应图。

图4是表示本发明的变速控制的一个例子的变速计划图。

图5是用于对变速比变化量进行说明的图。

图6是表示本发明的变速控制的控制流程的流程图。

图7是执行本发明的控制的情况下的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是以本实施方式所涉及的车辆的无级变速器的控制装置为中心的框图。

具有变矩器12的无级变速器10与发动机11连结。

具有控制器1，该控制器1作为以使得上述发动机11和无级变速器10成为适合于行驶状态的运转状态的方式对发动机11的输出、无级变速器10的变速比进行控制的控制部。此外，无级变速器10的无级变速机构可以采用所谓V型带式、环形式的结构。

控制器1根据运转状态而进行发动机11的燃料喷射量控制、点火时机控制等。另外，控制器1根据运转状态对无级变速器10的变速比进行控制而控制发动机11的旋转速度。

控制器1与如下传感器连接：加速器踏板开度传感器5，其对驾驶者的加速器踏板操作量进行检测；发动机旋转速度传感器2，其对发动机11的发动机旋转速度Ne进行检测；输入轴旋转速度传感器3，其对无级变速器10的输入轴旋转速度Nt进行检测；以及输出轴旋转速度传感器4，其对无级变速器10的输出轴旋转速度Out Rev进行检测。控制器1根据从上述各传感器获取的各值而对车辆的运转状态进行检测。此外，例如对无级变速器10的输出轴旋转速度Out Rev进行检测，对其乘以最终减速比、与车辆的规格相应的常数(轮胎半径等)而检测出车辆的行驶速度(下面，也称为“车速VSP”)。即，输出轴旋转速度传感器4还发挥作为车速传感器的功能。

另外，控制器1由具有中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微机构成。也可以由多个微机构成控制器1。

但是，无级变速器10的输入轴旋转速度Nt和发动机旋转速度Ne在变矩器12处于锁止状态时视为相同，因此在下面的说明中，利用发动机旋转速度Ne进行说明。

接下来，对由控制器1编程的无级变速器10的变速比控制进行说明。

控制器1原则上执行根据运转状态而对目标变速比进行无级变更的第1变速模式。将执行第1变速模式的行驶状态称为正常行驶。

在正常行驶中，控制器1基于作为加速请求检测部的加速器踏板开度传感器5的检测值而对加速请求的大小进行检测。具体而言，对加速器踏板踩踏量进行检测。而且，在加速器踏板踩踏量超过预先设定的阈值的情况下，控制器1判断为加速请求大。这里的阈值可以任意设定，例如，将加速器踏板开度的完全打开设为1的情况下的1/2的开度设为阈值。此外，在本实施方式中，基于加速器踏板开度而判断加速请求的大小，但也可以基于与加速器踏板开度相关的节流阀开度而进行判断。

控制器1如果判断为加速请求大，则为了实现与加速请求相应的加速，从第1变速模式向包含阶梯式的目标变速比的变更在内的第2变速模式切换。具体而言，控制器1对与加速器踏板踩踏量相应的目标发动机旋转速度进行计算，设定与该目标发动机旋转速度相应的目标变速比(即，与加速请求相应的目标变速比)。而且，控制器1使目标变速比从当前的目标变速比向与加速请求相应的目标变速比阶梯式地变化。这里所说的与加速请求相应的目标变速比是与当前的目标变速比相比降低侧的变速比。即，上述阶梯式的变速比的变化是指阶梯式的降挡(下面，也称为阶梯式降挡)。

在加速请求较大的情况下执行阶梯式降挡是当前已知的控制。但是，关于当前已知的控制，在加速开始时执行阶梯式降挡，然后在维持了阶梯式降挡后的目标变速比的状态下使目标发动机旋转速度升高。即，目标发动机旋转速度通过阶梯式降挡而阶梯式地升高，然后也持续升高。根据该控制，对驾驶者造成所谓打滑感。这里所说的打滑感是指如下感觉，即，因实际发动机旋转速度的变化量相对于加速度的变化量过大所引起的发动机旋转速度升高但车速不升高。

因此，为了抑制打滑感，如果本实施方式的控制器1使目标变速比阶梯式地降低，则此后的规定期间将目标发动机旋转速度保持恒定。这里的“规定期间”是直至实际发动机旋转速度收敛为目标发动机旋转速度为止的期间。此外，即使实际上不收敛，如果实际发动机旋转速度与目标发动机旋转速度之差从几十缩小至几百的旋转速度、且实际发动机旋转速度的升高速度小于或等于预先设定的阈值，则也视为“已收敛”。下面，将目标发动机旋转速度保持恒定的期间也称为“保持期间”。

另外，在经过保持期间之后，可以将变速比固定，但由此有可能使得实际发动机旋转速度的升高速度变得缓慢而使得驾驶者对加速感感到不满意。因此，本实施方式的控制器1在经过保持期间之后使目标变速比逐渐向降挡方向变化，而进一步提高发动机旋转速度的升高速度。

图2是设置保持期间、且在经过保持期间之后使目标变速比逐渐向降挡方向变化的控制的控制框图。此外，各模块将控制器1的变速比控制功能表示为虚拟的单元，并不表示物理的存在。

加速判定部B1基于读入的车速、加速器踏板开度以及行驶的路面的坡度而判定是否从第1变速模式向第2变速模式切换。具体而言，利用图3的对应图进行判定。图3的纵轴是加速器踏板开度，横轴是车速VSP，实线A是平坦路用的切换阈值，实线B是上坡路用的切换阈值。加速判定部B1根据读入的坡度而判定当前行驶的路面是平坦路还是上坡路，如果是平坦路，则在加速器踏板开度超过平坦路用的切换阈值时判定为向第2变速模式切换。如果是上坡路，则在加速器踏板开度超过上坡路用的切换阈值时判定为向第2变速模式切换。此外，上坡路用的切换阈值大于平坦路用的切换阈值，是因为在要获得相同的加速度的情况下，上坡路的加速器踏板开度增大。

加速初始状态运算部B2基于加速判定部B1的判定结果、车速、变速状态(例如实际变速比)、目标发动机旋转速度以及加速器踏板开度，对阶梯式降挡目标的运转点、开始阶梯式降挡的时刻的车速(加速开始时的车速)进行运算。即，在图4的变速线图中将当前的运转点设为D1的情况下，对阶梯式降挡目标的运转点D2、开始了阶梯式降挡的时刻的运转点D3、以及保持期间结束的时刻的车速VSP1进行运算。此外，图4的虚线是等加速器踏板开度线，点划线是变速比固定线。

变速完毕判定部B3基于车速、变速状态(例如实际变速比)以及目标发动机旋转速度而判定保持期间是否已结束。

基本目标旋转速度生成部B4基于加速初始状态运算部B2的运算结果以及变速完毕判定部B3的判定结果，生成保持期间结束后的发动机旋转速度的基本目标值即基本目标旋转速度。“基本目标值”是指通过后述的处理而校正之前的目标值。

更详细而言，基本目标旋转速度生成部B4生成从阶梯式降挡的时刻的运转点D2至保持期间结束的时刻的运转点D3为止的目标旋转速度、以及从保持期间结束的时刻的运转点D3起发动机旋转速度沿变速比固定线R1而与车速VSP的升高一起升高的目标旋转速度。

旋转速度变化量运算部B5基于车速、加速器踏板开度、以及由加速初始状态运算部B2运算出的加速开始时的车速，对旋转速度变化量进行运算。这里所说的旋转速度变化量是用于对基本目标旋转速度的变化量进行校正的校正值。具体而言，对目标发动机旋转速度高于基本目标旋转速度、且所述发动机旋转速度的升高量相对于车速的升高量的比率小于或等于预先设定的上限比率的校正值进行运算。即，对用于将沿着图4中的变速比固定线R1的目标发动机旋转速度校正为由实线所示的变速比线R2的校正值进行运算。该校正值的运算中使用图5所示的对应图。图5的纵轴是变速比，横轴是车速VSP。如图5中箭头所示，当前的车速VSP越升高，伴随着车速变化的变速比的变速量也越增大。将该变速比的变化量变换为发动机旋转速度的是目标发动机旋转速度的变化量的校正值。

将旋转速度变化量限制为使得所述发动机旋转速度的升高量相对于车速的升高量的比率小于或等于预先设定的上限比率，是为了防止对驾驶者造成打滑感。这里所说的上限比率是指能够防止造成打滑感的值，其根据发动机旋转速度的升高速度和加速度的关系而决定。例如即使发动机旋转速度的升高速度相同，如果是加速度较低的状态也会造成打滑感，如果是加速度较高的状态则不会造成打滑感。因此，基于通过实验等而收集的数据而设定上限比率的具体值。

目标发动机旋转速度生成部B6对由基本目标旋转速度生成部B4生成的基本目标旋转速度加上由旋转速度变化量运算部B5运算出的旋转速度变化量，由此生成目标发动机旋转速度。例如，在当前的车速为VSP2的情况下，基于基本目标旋转速度的运转点是D4，对其加上旋转速度变化量(图中的“校正值”)所得的运转点D5是基于目标发动机旋转速度的运转点。通过反复执行上述运算而获得变速比线R2。

接下来，参照图6对包含上述控制在内的本实施方式所涉及的变速控制的控制流程进行说明。图6的控制流程由控制器1编程，例如以几毫秒左右的短间隔而反复执行。

在步骤S100中，控制器1判定当前是否处于执行第2变速模式中，如果处于执行中则执行步骤S102的处理，如果未处于执行中则执行步骤S106的处理。第1变速模式和第2变速模式的切换由控制器1决定，因此能够通过读入当前的状态而进行本步骤的判定。

在步骤S102中，控制器1判定在切换为第2变速模式之后是否至少执行了1次阶梯式升挡。在执行了阶梯式升挡的情况下，执行步骤S104的处理，在未执行的情况下，执行步骤S110的处理。

在步骤S104中，控制器1将变速比固定线设为目标发动机旋转速度。即，在从当前的运转点加速时，将目标发动机旋转速度设为沿着变速比固定线与车速VSP的升高一起升高的旋转速度。

在步骤S100中判定为未处于第2变速模式的执行中的情况下，控制器1在步骤S106中判定加速器踏板开度APO是否大于规定值。这里的规定值是加速判定部B1中使用的平坦路用的切换阈值。在判定结果为yes的情况下执行步骤S108的处理，在no的情况下执行步骤S124的处理。在步骤S124中，控制器1持续当前的变速状态。

在步骤S108中，控制器1决定是否向第2变速模式转移。如果处于平坦路的行驶中，则可知在步骤S106中加速器踏板开度APO超过平坦路用的切换阈值，因此决定向第2变速模式的转移。如果处于上坡路的行驶中，则对加速器踏板开度APO与上坡路用的切换阈值进行比较，如果加速器踏板开度APO较大则决定向第2变速模式的转移，如果加速器踏板开度APO小于或等于上坡路用的切换阈值则决定不向第2变速模式转移。

在决定了向第2变速模式的转移的情况下，控制器1在向第2变速模式切换之后执行步骤S110的处理。另一方面，在决定了不向第2变速模式转移的情况下，直接执行步骤S124的处理。

此外，上述步骤S106、S108的处理相当于上述的加速判定部B1的处理。

在步骤S110中，控制器1判定是否处于阶梯式降挡后的目标发动机旋转速度的保持期间中。设定目标发动机旋转速度的是控制器1，因此控制器1能够基于当前的控制状态而进行该判定。如果处于保持期间中则执行步骤S112的处理，如果并非如此则执行步骤S122的处理。在步骤S122中，控制器1与步骤S104同样地将变速比固定线设为目标发动机旋转速度。

在步骤S112中，控制器1判定保持期间是否已结束。具体而言，如上所述，判定为实际发动机旋转速度收敛为目标发动机旋转速度、或者如果在实际变速比达到目标变速比之后经过了规定时间则判定为保持期间已结束。而且，在保持期间已结束的情况下，控制器1执行步骤S114的处理。在未结束的情况下，控制器1在步骤S120中持续保持目标发动机旋转速度。此外，本步骤的处理相当于上述的变速完毕判定部B3的处理。

在步骤S114中，控制器1以使得相对于车速的升高量的发动机旋转速度的升高量不会对驾驶者造成打滑感的程度的方式设定目标发动机旋转速度，一边连续且无级地进行降挡一边使车辆加速。这里的目标发动机旋转速度是由上述的目标发动机旋转速度生成部B6生成的目标发动机旋转速度。

在步骤S116中，控制器1判定实际发动机旋转速度是否已达到阶梯式升挡旋转速度。在达到的情况下执行步骤S118的处理，在未达到的情况下直接结束此次的流程。针对每个加速器踏板开度而预先设定阶梯式升挡旋转速度并存储于控制器1。

在步骤S118中，控制器1执行阶梯式升挡、且与步骤S104同样地将变速比固定线设为目标发动机旋转速度。

图7是在以加速器踏板开度为APO1的状态行驶中在直至加速器踏板开度变为APO2为止踩踏加速器踏板的情况下，执行图6的控制流程时的时序图的一个例子。发动机旋转速度以及变速比的图中的实线表示实际值，虚线表示目标值。另外，上述图中的点划线表示在保持期间结束之后将变速比固定线设为目标发动机旋转速度的情况下的值。

如果在定时(timing)T1加速器踏板开度APO超过判定向第2变速模式的切换的阈值，则变速模式从第1变速模式向第2变速模式切换，并且设定与加速器踏板开度相应的目标发动机旋转速度。目标变速比与目标发动机旋转速度相应地，阶梯式地向降低侧变化(即，降挡)。

在定时T1以后，实际发动机旋转速度朝向目标发动机旋转速度而升高，实际变速比也朝向目标变速比而向降低侧变化。由此使得加速度也增大。此外，车速随着加速度的增大而升高，但目标发动机旋转速度恒定，因此目标变速比与车速的升高相应地逐渐向升高侧变化(即，升挡)。

在定时T2，实际变速比达到目标变速比。在该时刻，车速的升高滞后，因此实际发动机旋转速度未收敛为目标发动机旋转速度，将目标发动机旋转速度保持恒定的保持期间持续规定时间。

而且，在实际变速比达到目标变速比之后经过了规定时间，在实际发动机旋转速度收敛为目标发动机旋转速度的定时T3，保持期间结束。换言之，在实际变速比达到目标变速比之后，在规定时间的期间将目标发动机旋转速度保持恒定。由此明确区分为阶梯式降挡时的旋转升高以及阶梯式降挡后的加速时的旋转升高(即，容易感受到差异)，能够提高驾驶、乘车的愉悦感。

在定时T3以后，通过图6的步骤S114的处理一边使目标旋转速度升高一边加速。此时，目标变速比逐渐向降低侧变化(即，逐渐降挡)。

在实际发动机旋转速度达到阶梯式升挡旋转速度的定时T4，进行阶梯式升挡。而且，在进行一次阶梯式升挡之后，在将目标变速比固定的状态下持续加速。

但是，如果不设置定时T1至定时T3的保持期间，从定时T1起将变速比固定线设为目标发动机旋转速度，则实际发动机旋转速度从开始阶梯式降挡直至达到升挡旋转速度为止不缓慢地持续升高。由此，能够对驾驶者造成打滑感。

与此相对，在本实施方式中，将定时T1至T3的期间设为保持期间，将目标发动机旋转速度保持恒定，因此实际加速度从定时T2至T3缓慢升高，在定时T3以后再次升高。由此，驾驶者能够明确地区分基于阶梯式降挡的发动机旋转速度的升高、以及用于此后的加速的发动机旋转速度的升高，不会对驾驶者造成打滑感。即，加速感得到改善。

另外，如图中的点划线所示，如果在定时T3以后将目标变速比固定，则执行阶梯式升挡的定时为比定时T4滞后的定时T5。即，根据本实施方式，在保持期间结束之后一边降挡一边加速，由此能够提高加速力。

在定时T3至定时T4的间隔过短的情况下，对驾驶者造成打滑感。然而，在本实施方式中，将使得旋转速度变化量相对于车速的增加的目标发动机旋转速度的变化量限制为小于或等于规定值，因此不会对驾驶者造成打滑感。

在暂时进行阶梯式升挡之后，不降挡而将变速比固定线设为目标发动机旋转速度，是为了不对驾驶者造成打滑感。即，这是因为，如果一边降挡一边加速，则发动机旋转速度的升高速度提高，但如果在进行阶梯式升挡之后也持续升高，则有可能对驾驶者造成打滑感。此外，在步骤S104、S118、S122中，可以取代将变速比固定线设为目标发动机旋转速度而与步骤S114同样地一边降挡一边加速。但是，以在该情况下不会对驾驶者造成打滑感的方式，与步骤S114相比而减小变速比的变化量。

接下来，对本实施方式的效果进行汇总。

在本实施方式中，对加速请求的大小进行检测，在加速请求超过预先设定的阈值的情况下，从对目标变速比无级地变更的第1变速模式向包含阶梯式的目标变速比的变更在内的第2变速模式切换而对变速比进行控制。而且，在执行第2变速模式时，与加速请求的大小相应地设定目标发动机旋转速度，在开始加速时，执行与目标发动机旋转速度相应地使目标变速比阶梯式地降低的阶梯式降挡，并且将执行阶梯式降挡之后的目标发动机旋转速度保持规定期间。由此，区分出基于阶梯式降挡的发动机旋转速度的升高、以及用于加速的发动机旋转速度的升高，因此不会对驾驶者造成打滑感，加速感得到改善。

本实施方式的上述规定期间是直至实际的发动机旋转速度收敛为目标发动机旋转速度为止的期间。由此，在阶梯式降挡完毕之后开始用于加速的发动机旋转速度的升高，因此上述发动机旋转速度的升高的区分变得更加明确。

在本实施方式中，在经过规定期间之后，一边逐渐降挡一边加速。在阶梯式降挡之后为了以规定时间将目标发动机旋转速度保持恒定而进行升挡，但在经过规定时间之后一边降挡一边加速，由此抵消上述升挡引起的加速度的降低，加速力得到提高。

在本实施方式中，一边使目标变速比逐渐降低一边加速，如果实际发动机旋转速度达到预先设定的升挡旋转速度，则执行使得变速比阶梯式地升高的阶梯式升挡。而且，在执行阶梯式升挡之后，与执行阶梯式升挡之前相比减小目标变速比的变化量。由此，对驾驶者的加速器踏板踩踏量和加速度进行调整，因此能够防止对驾驶者造成打滑感。

在本实施方式中，将逐渐降挡时的降挡量设定为使得目标发动机旋转速度的升高量相对于车速的升高量的比率小于预先设定的上限比率的大小。由此，不会对驾驶者造成打滑感，加速感得到改善。

如上，对本发明的实施方式进行了说明，上述实施方式不过表示本发明的应用例的一部分，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。

Claims (4)

1.一种无级变速器的控制方法，其对加速请求的大小进行检测，

在所述加速请求超过预先设定的阈值的情况下，从对目标变速比无级地变更的第1变速模式，向包含阶梯式的所述目标变速比的变更在内的第2变速模式切换，对变速比进行控制，其中，

在执行所述第2变速模式时，

根据所述加速请求的大小而设定目标发动机旋转速度，

在加速开始时，执行根据所述目标发动机旋转速度而使所述目标变速比阶梯式地降低的阶梯式降挡，并且将执行所述阶梯式降挡之后的所述目标发动机旋转速度保持规定期间，在经过了所述规定期间之后，一边逐渐降挡一边加速，

所述规定期间是直至实际的发动机旋转速度收敛为所述目标发动机旋转速度为止的期间，或者从开始所述阶梯式降挡起直至基于所述阶梯式降挡的实际变速比达到目标变速比而经过了规定时间为止的期间。

2.根据权利要求1所述的无级变速器的控制方法，其中，

一边使所述目标变速比逐渐降低一边加速，

如果实际发动机旋转速度达到了预先设定的升挡旋转速度，则执行使所述变速比阶梯式地升高的阶梯式升挡，

在执行了所述阶梯式升挡之后，以比执行所述阶梯式升挡之前小的所述目标变速比的变化量进行降挡。

3.根据权利要求1或2所述的无级变速器的控制方法，其中，

对于使所述目标变速比逐渐降挡时的降挡量，设定为使得所述目标发动机旋转速度的升高量相对于车速的升高量的比率小于预先设定的上限比率的大小。

4.一种无级变速器的控制装置，其具有：

加速请求检测部，其对加速请求的大小进行检测；以及

控制部，在所述加速请求超过预先设定的阈值的情况下，从对目标变速比无级地变更的第1变速模式，向包含阶梯式的所述目标变速比的变更在内的第2变速模式切换，对变速比进行控制，其中，

所述控制部被编程为，

在执行所述第2变速模式时，根据所述加速请求的大小而设定目标发动机旋转速度，

在加速开始时，执行根据所述目标发动机旋转速度而使所述目标变速比阶梯式地降低的阶梯式降挡，并且将执行所述阶梯式降挡之后的所述目标发动机旋转速度保持规定期间，在经过了所述规定期间之后，一边逐渐降挡一边加速，

所述规定期间是直至实际的发动机旋转速度收敛为所述目标发动机旋转速度为止的期间，或者从开始所述阶梯式降挡起直至基于所述阶梯式降挡的实际变速比达到目标变速比而经过了规定时间为止的期间。

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