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CN101652586A - 车辆及用于自动变速器的控制方法和控制设备 - Google Patents

车辆及用于自动变速器的控制方法和控制设备 Download PDF

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CN101652586A CN200880010949A CN200880010949A CN101652586A CN 101652586 A CN101652586 A CN 101652586A CN 200880010949 A CN200880010949 A CN 200880010949A CN 200880010949 A CN200880010949 A CN 200880010949A CN 101652586 A CN101652586 A CN 101652586A
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CN
China
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gear
control
automatic transmission
engaging force
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CN200880010949A
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福代英司
大岛康嗣
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

ECU执行包括以下步骤的程序：如果进行从B3制动器和C2离合器都接合时实现的五档降至C1离合器和B1制动器都接合时实现的二档的降档，或者进行从B1制动器和C2离合器都接合时实现的六档降至C1离合器和B3制动器都接合时实现的三档的降档(S100：是)，则使除C2离合器以外的摩擦接合元件即B3制动器或B1制动器分离(S104)；以及使提供给C2离合器的接合压力降低至目标接合压力的基本值(S106)。

Description

车辆及用于自动变速器的控制方法和控制设备
技术领域
本发明涉及车辆及用于自动变速器的控制方法和控制设备，特别涉及应用于控制用于实现档位的接合元件的技术。
背景技术
传统已知存在一种自动变速器，该自动变速器将离合器、制动器及其他类似接合元件的组合改变为另一种组合以进行换档。可以要求这样的自动变速器从通过接合多个接合元件中的任意两个而实现的档位切换至通过接合该多个接合元件中的另外不同的两个而实现的档位。
日本专利申请特开No.2002-195401公开了一种用于自动变速器的换档控制装置，其需要四个接合元件作动以从第一档切换到第二档，当第一接合元件和第二接合元件都接合时得到该第一档，当第三接合元件和第四接合元件都接合时得到该第二档。该文献公开的换档控制装置包括根据该第一接合元件的状态控制第二接合元件的状态的换档控制单元。
如该文献中所述，当从第一档切换到第二档时，该换档控制装置考虑被分离的第一接合元件的状态来控制第二接合元件的状态。这样可以防止这两个接合元件的分离混乱，并且第一和第二接合元件的分离与第三和第四接合元件的接合过程的配合可以防止发动机高速空转，从而实现平稳的换档控制。
然而，如果如同日本专利申请特开No.2002-195401所记载的换档控制装置所进行的那样，在换档时被分离的两个接合元件中的一个接合元件的状态根据另一个接合元件的状态来控制，则可能会在两个接合元件具有接合力的状态下进行换档。这延迟了实现换档之前的档位的接合元件的分离。这将会产生换档延迟。
发明内容
本发明提供一种车辆、用于自动变速器的控制方法和用于自动变速器的控制设备，它们允许快速地换档。
本发明一方面提供一种车辆，该车辆包括：自动变速器，所述自动变速器在第一接合元件和第二接合元件都接合时实现第一速比的档位，在所述第二接合元件和第三接合元件都接合时实现第二速比的档位，以及在所述第三接合元件和第四接合元件都接合时实现第三速比的档位；以及运算单元(控制单元)，所述运算单元判定是否要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，以及如果判定出要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，则在所述第一接合元件和所述第二接合元件接合之前，控制所述第四接合元件以使之分离且控制所述第三接合元件以使之具有接合力。
根据此构造，在第一接合元件和第二接合元件都接合时实现第一速比的档位。在所述第二接合元件和第三接合元件都接合时实现第二速比的档位。在所述第三接合元件和第四接合元件都接合时实现第三速比的档位。如果判定出要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，则在所述第一接合元件和所述第二接合元件接合之前，控制所述第四接合元件以使之分离且控制所述第三接合元件以使之具有接合力。因此，实现换档之前的档位的两个接合元件中的一个可以分离而仅另一个可以具有接合力。通过分离一个接合元件，换档可以快速开始。因此，与换挡时被分离的两个接合元件中的一个接合元件的状态根据另一个接合元件的状态而被控制时相比，换档可以更快地开始。因此可以更快地进行换档。
优选地，在从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档期间，在所述自动变速器的输入轴达到等于与所述第二速比的档位相关的所述自动变速器的所述输入轴的同步转速的转速时，所述运算单元控制所述第二接合元件以使之接合。
根据此构造，在从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档期间，在所述自动变速器的输入轴达到等于与所述第二速比的档位相关的所述自动变速器的所述输入轴的同步转速的转速时，所述第二接合元件被接合。因此，输入轴达到等于与第二速比的档位相关的输入轴同步转速的转速的时间与实现第二速比的档位的接合元件具有接合力的时间匹配。这样可以减小换档引起的冲击。
还优选地，在所述第二接合元件接合之后，所述运算单元控制所述第三接合元件以使之分离且控制所述第一接合元件以使之接合。
根据此构造，在所述第二接合元件接合之后，所述第三接合元件分离且所述第一接合元件接合。换至第一速比的档位的换档可以如此完成。
还优选地，所述自动变速器设有旋转部件，所述旋转部件的旋转受所述第三接合元件的所述接合力限制。所述运算单元根据所述旋转部件的惯性设定所述第三接合元件的所述接合力的目标值，并在所述第一接合元件和所述第二接合元件接合之前，控制所述第四接合元件以使之分离且控制所述第三接合元件的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值。
根据此构造，所述自动变速器设有旋转部件，所述旋转部件的旋转受所述第三接合元件的所述接合力限制。根据所述旋转部件的惯性设定所述第三接合元件的所述接合力的目标值。如果判定出要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，则在所述第一接合元件和所述第二接合元件接合之前，所述第四接合元件分离且所述第三接合元件的所述接合力被设定成具有所设定的所述目标值。这可以将第三接合元件的接合力减小到例如能够对抗旋转部件惯性力的最小接合力，也即能够限制旋转部件旋转的最小接合力。因此，可以防止旋转部件在换档时以过高速度旋转，并且当第三接合元件分离时其可以快速分离。结果，可以防止与旋转部件相连的自动变速器输入轴以过高速度旋转，从而可以减小换档时引起的冲击，且换档可以快速进行。
还优选地，所述运算单元在所述第一接合元件和所述第二接合元件接合之前，控制所述第四接合元件以使之分离且控制所述第三接合元件的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值，以及所述运算单元控制所述第三接合元件的所述接合力以使之保持在所设定的所述目标值，直到所述第二接合元件接合。
根据此构造，如果要从所述第三速比的档位换至所述第一速比的档位，则在所述第一接合元件和所述第二接合元件接合之前，所述第四接合元件分离且所述第三接合元件的所述接合力被设定成具有所设定的所述目标值，并且直到所述第二接合元件接合为止，所述第三接合元件的所述接合力保持在所设定的所述目标值。可以保持减小至例如能够限制旋转部件转速的最小接合力的所述第三接合元件的接合力，直到所述第二接合元件接合。这可以减小第二接合元件接合时引起的冲击。
还优选地，所述旋转部件接收来自所述自动变速器的输入轴的转矩。所述运算单元检测所述自动变速器的所述输入轴的转速增加率，并且所述运算单元根据所述转速增加率设定所述第三接合元件的所述接合力的所述目标值，以根据所述旋转部件的惯性设定所述第三接合元件的所述接合力的所述目标值。
根据此构造，可以根据向旋转部件传递转矩的自动变速器输入轴的转速增加率来设定第三接合元件接合力的目标值。第三接合元件接合力的目标值因此可以根据旋转部件的惯性来设定。
还优选地，所述运算单元将所述第三接合元件的所述接合力的所述目标值设定成随着所述转速增加率的增大而增大，以根据所述旋转部件的惯性设定所述第三接合元件的所述接合力的所述目标值。
根据此构造，当自动变速器输入轴的转速增加率大时，旋转部件惯性力比当输入轴的转速增加率小时大。因此，为第三接合元件的接合力设定较大的目标值。因而，对于较大的旋转部件惯性力，第三接合元件的接合力可以增大。这可以防止在换档时旋转部件惯性力过大。
附图说明
图1是车辆动力传动系的结构示意图。
图2是自动变速器的行星齿轮单元的草图。
图3示出自动变速器的作动表。
图4示出自动变速器中的油压回路。
图5是ECU的功能框图。
图6是示出摩擦接合元件的指示油压等的时间变化图。
图7是用于计算转矩减小量的图。
图8是示出发动机输出转矩等的时间变化图。
图9是示出由ECU执行的程序的控制结构的(第一)流程图。
图10是示出由ECU执行的程序的控制结构的(第二)流程图。
具体实施方式
下文将参照附图描述本发明的一个实施例。在以下描述中，相同的元件由相同的附图标记表示。它们的名称和作用也相同。因此，不再重复性地详细描述。
将参考图1描述包括根据本发明一实施例的控制设备的车辆。该车辆是FF(发动机前置前轮驱动)车辆。但不局限于FF车辆。
该车辆包括发动机1000、自动变速器2000、构成自动变速器2000的一部分的行星齿轮单元3000、构成自动变速器2000的一部分的油压回路4000、差动齿轮5000、驱动轴6000、前轮7000以及ECU(电子控制单元)8000。在本实施例中控制设备例如通过执行记录在ECU 8000的ROM(只读存储器)8300中的程序来实现。由ECU 8000执行的该程序可以记录在CD(光盘)、DVD(数字通用光盘)或者类似的存储介质上并因此可以在市场上流通。
发动机1000是内燃机，其在气缸的燃烧室内部燃烧从喷射器(未示出)喷射的燃料和空气的混合物。气缸中的活塞通过该燃烧被向下推动，由此曲轴旋转。除了发动机1000之外，还可以采用马达作为动力源。
自动变速器2000经由变矩器3200连接至发动机1000。自动变速器2000进行变速以通过实现要求的档位而将曲轴转速转换为期望的转速。
自动变速器2000的输出齿轮与差动齿轮5000相啮合。驱动轴6000例如通过花键配合连接到差动齿轮5000。驱动力经由驱动轴6000传递到左右前轮7000。
空气流量计8002、变速杆8004的位置开关8006、加速器踏板8008的加速器踏板位置传感器8010、用于制动踏板8012的力传感器8014、用于电子节气门8016的节气门开度传感器8018、发动机转速传感器8020、输入轴转速传感器8022、输出轴转速传感器8024以及油温传感器8026都经由线束等连接到ECU 8000。
空气流量计8002检测发动机1000的进气量并将代表检测结果的信号传递到ECU 8000。变速杆8004的位置由位置开关8006检测，代表该检测结果的信号被传递到ECU 8000。自动变速器2000的档位响应于变速杆8004的位置而自动实现。此外，驾驶员可以选择手动换档模式，此时驾驶员可以任意选择档位。
加速器踏板位置传感器8010检测加速器踏板8008的位置，并将代表该检测结果的信号传递到ECU 8000。力传感器8014检测(由驾驶员施加的)制动踏板8012的下压力并将代表该检测结果的信号传递到ECU 8000。
节气门开度传感器8018检测由致动器进行角度调整的电子节气门8016的角度，并将代表该检测结果的信号传递到ECU 8000。电子节气门8016调整发动机1000的进气量(即，发动机1000的输出)。
需注意的是，作为电子节气门8016的替代或者与其一起使用，可采用提升量可变或者开闭相位可变的进气门及排气门(未示出)，来调整发动机1000的进气量。
发动机转速传感器8020检测发动机1000的输出轴(曲轴)的转速，并将代表该检测结果的信号传递到ECU 8000。输入轴转速传感器8022检测自动变速器2000的输入轴转速NI或变矩器3200的涡轮转速NT，并将代表该检测结果的信号传递到ECU 8000。输出轴转速传感器8024检测自动变速器2000的输出轴转速NO，并将代表该检测结果的信号传递到ECU8000。由输出轴转速NO，可以计算出(或检测出)车速。
油温传感器8026检测油温，即，在自动变速器2000的工作和润滑中使用的油(即ATF：自动变速器液)的温度，并将代表该检测结果的信号传递到ECU 8000。
ECU 8000基于从空气流量计8002、位置开关8006、加速器踏板位置传感器8010、力传感器8014、节气门开度传感器8018、发动机转速传感器8020、输入轴转速传感器8022、输出轴转速传感器8024、油温传感器8026等传递的信号，以及存储在ROM 8300中的图和程序，来控制各种装置以使车辆获得期望的行驶状态。
在本实施例中，当变速杆8004呈D(驱动)位置从而D(驱动)范围被选作自动变速器2000的换档范围时，ECU 8000控制自动变速器2000实现一档至六档中的任一个。在一档至六档中的任一个实现时，自动变速器2000可以将驱动力传递至前轮7000。需注意的是，在D范围内，可以实现比六档更高的档位，例如，七档或者八档。档位根据事先通过实验等产生的、以车速和加速器踏板位置作为参数的换档图来确定。
如图1所示，ECU 8000包括控制发动机1000的发动机ECU 8100，和控制自动变速器2000的ECT(电子控制变速器)_ECU 8200。
发动机ECU 8100和ECT_ECU 8200构造成能够互相交换信号。在本实施例中，发动机ECU 8100向ECT_ECU 8200传送代表加速器踏板位置的信号、代表由进气量换算出的输出转矩TEKL的信号，等等。ECT_ECU8200向发动机ECU 8100传送代表作为发动机1000应当输出的转矩而被确定的转矩要求量，以及转矩增大量、转矩减小量等。
将参考图2描述行星齿轮单元3000。行星齿轮单元3000连接到变矩器3200，该变矩器具有连接到曲轴的输入轴3100。行星齿轮单元3000包括第一组行星齿轮机构3300，第二组行星齿轮机构3400，输出齿轮3500，固定在变速器壳3600上的B1、B2和B3制动器3610、3620和3630，C1和C2离合器3640和3650，以及单向离合器F 3660。
第一组行星齿轮机构3300是单小齿轮型行星齿轮机构。第一组行星齿轮机构3300包括太阳轮S(UD)3310、行星轮3320、齿圈R(UD)3330和行星架C(UD)3340。
太阳轮S(UD)3310连接到变矩器3200的输出轴3210。行星轮3320可旋转地支承在行星架C(UD)3340上。行星轮3320与太阳轮S(UD)3310和齿圈R(UD)3300啮合。
齿圈R(UD)3330通过B3制动器3630固定到变速器壳3600上。行星架C(UD)3340通过B1制动器3610固定到变速器壳3600上。
第二组行星齿轮机构3400是拉威挪(Ravigneaux)型行星齿轮机构。第二组行星齿轮机构3400包括太阳轮S(D)3410、短行星轮3420、行星架C(1)3422、长行星轮3430、行星架C(2)3432、太阳轮S(S)3440以及齿圈R(1)(R(2))3450。
太阳轮S(D)3410连接到行星架C(UD)3340。短行星轮3420可旋转地支承在行星架C(1)3422上。短行星轮3420与太阳轮S(D)3410和长行星轮3430接合。行星架C(1)3422与输出齿轮3500相连。
长行星轮3430可旋转地支承在行星架C(2)3432上。长行星轮3430与短行星轮3420、太阳轮S(S)3440及齿圈R(1)(R(2))3450接合。行星架C(2)3432与输出齿轮3500相连。
太阳轮S(S)3440通过C1离合器3640连接到变矩器3200的输出轴3210。齿圈R(1)(R(2))3450通过B2制动器3620固定到变速器壳3600上，以及通过C2离合器3650连接到变矩器3200的输出轴3210。齿圈R(1)(R(2))3450连接到单向离合器F 3660，并且在一档驱动时不能旋转。
当C2离合器3650接合时，与自动变速器2000的输入轴，即变矩器3200的输出轴3210，相连的旋转部件3212，和齿圈R(1)(R(2))3450它们各自的旋转受到限制。另外，旋转部件3212的旋转由C1离合器3640的接合而受到限制。旋转部件3212从自动变速器2000的输入轴接收转矩。
单向离合器F 3660与B2制动器3620并行布置。具体地，单向离合器F3660的外圈固定到变速器壳3600，而其内圈经由旋转轴连接到齿圈R(1)(R(2))3450。
图3是代表档位与离合器及制动器的作动状态之间的关系的作动表。通过基于该作动表所示的组合使各制动器和各离合器作动，来实现包括一档至六档的前进档位和倒档。
下面将参考图4描述油压回路4000的主要部分。需注意的是，油压回路4000不局限于如下所述。
油压回路4000包括油泵4004、初级调节器阀4006、手控阀4100、电磁调制器阀4200、SL1线性螺线管(在下文中表示为SL(1))4210、SL2线性螺线管(在下文中表示为SL(2))4220、SL3线性螺线管(在下文中表示为SL(3))4230、SL4线性螺线管(在下文中表示为SL(4))4240、SLT线性螺线管(在下文中表示为SLT)4300以及B2控制阀4500。
油泵4004与发动机1000的曲轴相连。随着曲轴旋转，油泵4004被驱动以产生油压。油泵4004产生的油压由初级调节器阀4006调节，由此产生管路压力。
初级调节器阀4006以由SLT 4300调整的节流压力作为先导压力而工作。管路压力经由管路压力油路4010提供给手控阀4100。
手控阀4100包括排泄口(EX)4105。D范围压力油路4102和R范围压力油路4104的油压从排泄口4105排出。当手控阀4100的阀柱(spool)在D位置时，管路压力油路4010与D范围压力油路4102连通，从而油压提供给D范围压力油路4102。在此阶段，R范围压力油路4104与排泄口4105连通，从而R范围压力油路4104的R范围压力从排泄口4105排出。
当手控阀4100的阀柱在R位置时，管路压力油路4010与R范围压力油路4104连通，从而油压提供给R范围压力油路4104。在此阶段，D范围压力油路4102与排泄口4105连通，从而D范围压力油路4102的D范围压力从排泄口4105排出。
当手控阀4100的阀柱在N位置时，D范围压力油路4102和R范围压力油路4104都与排泄口4105连通，从而D范围压力油路4102的D范围压力和R范围压力油路4104的R范围压力都从排泄口4105排出。
提供给D范围压力油路4102的油压最终被提供至B1制动器3610、B2制动器3620、C1离合器3640和C2离合器3650。提供给R范围压力油路4104的油压最终被提供至B2制动器3620。
电磁调制器阀4200采用管路压力作为原始压力并因此将提供给SLT4300的油压(即，电磁调制器压力)调节为规定的压力。
SL(1)4210调节提供给C1离合器3640的油压。SL(2)4220调节提供给C2离合器3650的油压。SL(3)4230调节提供给B1制动器3610的油压。SL(4)4240调节提供给B3制动器3630的油压。
SLT 4300响应于从ECU 8000基于由加速器踏板位置传感器8010检测到的加速器踏板位置而发出的控制信号，来调节电磁调制器压力并产生节流压力。节流压力经由SLT油路4302提供给初级调节器阀4006。节流压力被用作初级调节器阀4006的先导压力。
SL(1)4210、SL(2)4220、SL(3)4230、SL(4)4240以及SLT 4300均由从ECU 8000传递的控制信号来控制。
B2控制阀4500有选择地从D范围压力油路4102和R范围压力油路4104中的一个提供油压至B2制动器3620。D范围压力油路4102和R范围压力油路4104都连接到B2控制阀4500。B2控制阀4500由从SL电磁阀(未示出)和SLU电磁阀(未示出)提供的油压以及弹簧的推力来控制。
当SL电磁阀关闭而SLU电磁阀打开时，B2控制阀4500达到图4中的左侧状态。在此情况下，B2制动器3620被提供有以从SLU电磁阀提供的油压作为先导压力而被调节的D范围压力的油压。
当SL电磁阀打开而SLU电磁阀关闭时，B2控制阀4500达到图4中的右侧状态。在此情况下，B2制动器3620被提供有R范围压力。
参照图5，下面将描述ECU 8000具有的功能。需要注意，如下所述的ECU 8000的功能可以由硬件或者软件来实现。
ECU 8000包括换档判定单元8400、第一控制单元8401、第二控制单元8402、第三控制单元8403、转矩减小单元8410、实际变化率检测单元8420、目标接合压力设定单元8430以及转矩增大单元8440。
换档判定单元8400判定是否要执行从五档降至二档或者从六档降至三档的降档。参考例如具有车速和加速器踏板位置作为参数的换档图而进行此判定。
如果要执行从B3制动器3630和C2离合器3650都接合而实现的五档降档至C1离合器3640和B1制动器3610都接合而实现的二档，则在C1离合器3640和B1制动器3610接合之前，第一控制单元8401控制B3制动器3630以使之分离且控制C2离合器3650以使之具有接合力。
此外，如果要执行从B1制动器3610和C2离合器3650都接合而实现的六档降档至C1离合器3640和B3制动器3630都接合而实现的三档，则在C1离合器3640和B3制动器3630接合之前，第一控制单元8401控制B1制动器3610以使之分离且控制C2离合器3650以使之具有接合力。
通过改变摩擦接合元件的接合压力，即提供给摩擦接合元件的油压，来控制接合力。C2离合器3650接收减小至等于由目标接合压力设定单元8430以下文所述的方法设定的目标接合压力的接合压力。
如果执行从五档降至二档或者从六档降至三档的降档，则当在降档开始以后经过了时间段T(1)时，第二控制单元8402使C1离合器3640接合。
在变矩器3200达到涡轮转速NT的定时，即，自动变速器2000达到等于由输出轴转速NO乘以四档速比计算出的同步转速的输入轴转速NI的定时，C1离合器3640接合。
在C1离合器3640接合后，第三控制单元8403使C2离合器3650分离且使B1制动器3610或B3制动器3630接合。更具体地，在C1离合器3640接合之后经过了时间段T(2)时，C2离合器3650的接合压力以预定的减小率逐渐减小。最终，C2离合器3650分离。
随后，进行控制以在变矩器3200的涡轮转速NT，即自动变速器2000的输入轴转速NI，与由输出轴转速NO乘以换档后实现的档位的速比计算出的同步转速同步时，允许B1制动器3610或B3制动器3630开始具有接合力。最终，B1制动器3610或B3制动器3630接合。如果执行从五档降至二档的降档，则B1制动器3610接合。如果执行从六档降至三档的降档，则B3制动器3630接合。
现在参照图6描述从五档降档至二档时控制各摩擦接合元件的方式。
在时间T(A)，降档开始，随后，B3制动器3630分离。C2离合器3650的接合压力减小至目标接合压力。在降档开始后当经过了时间段T(1)到达时间T(B)时，C1离合器3640接合。随后，当经过了时间T(2)到达时间T(C)时，C2离合器3650的接合压力以预定的减小率逐渐减小。
随后，进行控制以在变矩器3200的涡轮转速NT，即自动变速器2000的输入轴转速NI，与由输出轴转速NO乘以换档后实现的档位的速比计算出的同步转速同步时，允许B1制动器3610在时间T(D)开始具有接合力。
从六档降至三档的降档类似于从五档降至二档的降档。换而言之，从六档降至三档的降档以与从五档降至二档的降档相类似的方式进行，除了B1制动器3610由B3制动器3630替换等。
在从五/六档分别降至二/三档的降档开始之后，转矩减小单元8410引入点火延迟以降低发动机1000的输出转矩，以允许涡轮转速NT在时间段T(3)增加至与四档相关的同步转速，如图6所示。
时间段T(3)设定成等于或基本上等于时间段T(1)。因此C1离合器3640可以在变矩器3200的涡轮转速NT达到与四档的速比相关的同步转速相同的转速的定时接合。
输出转矩减小一转矩减小量，该转矩减小量是基于由空气流量计8002检测出的进气量换算出的发动机1000的输出转矩TEKL和自动变速器2000的输出轴转速NO计算出的。例如，发动机1000的输出转矩例如参考具有进气量和发动机转速NE作为参数的图由进气量换算出。发动机1000的输出转矩可以通过公知的一般方法由进气量换算出。因此，不再提供进一步的描述。
如图7所示，转矩减小量参考具有由进气量换算出的输出转矩TEKL和自动变速器2000的输出轴转速NO作为参数的图来设定。
原则上，对于单个输出轴转速NO，转矩减小量设定成使得由进气量换算出的输出转矩TEKL减去相应的转矩减小量后具有相等的值。
发动机1000被控制成输出由进气量换算出的输出转矩TEKL减去所设定的转矩减小量而得到的转矩。换而言之，发动机1000的输出转矩减小至针对各输出轴转速NO确定的固定转矩。在输出转矩降低后，当涡轮转速NT增加且达到与四档相关的同步转速时，发动机1000的输出转矩增大。
实际变化率检测单元8420检测在从五/六档分别降至二/三档的降档开始之后由输入轴转速传感器8022检测到的涡轮转速NT(输入轴转速NI)的实际变化率。
目标接合压力设定单元8430通过将C2离合器3650的目标接合压力设定成随着在惯性相开始之后的涡轮转速NT的变化率ΔNT增大而增大，来根据旋转部件3212的惯性设定C2离合器3650的目标接合压力。
更具体地，目标接合压力被设定为基本值与校正值之和。该基本值预先通过实验或仿真确定。该校正值根据具有涡轮转速NT的变化率ΔNT作为参数的图设定。校正值是根据变化率ΔNT设定的，从而目标接合压力是根据变化率ΔNT设定的。该目标接合压力被设定在上限值和下限值之间。
此外，目标接合压力被设定为允许C2离合器3650具有能够限制旋转部件3212的旋转的最小接合力。更具体地，目标接合压力被设定为允许C2离合器3650具有防止C2离合器3650打滑所要求的最小接合力。
如图8所示，发动机1000的输出转矩减小，然后当达到时间T(E)或者惯性相开始时，转矩增大单元8440施加控制以便以预定增加率逐渐增加发动机1000的输出转矩。
现在参考图9和图10，描述由本实施例的控制设备或者ECU 8000执行的控制程序的结构。需要注意，下文描述的程序以预定周期重复进行。
在步骤(S)100，ECU 8000判定是否执行从五档降至二档或者从六档降至三档的降档。如果是(S100：是)，则程序转至S102。否则(S100：否)，程序结束。
在S102，ECU 8000开始从五档降至二档或者从六档降至三档的降档。
在S104，ECU 8000分离除C2离合器3650以外的摩擦接合元件，即B3制动器3630或者B1制动器3610。如果执行从五档降至二档的降档，则B3制动器3630分离。如果执行从六档降至三档的降档，则B1制动器3610分离。
在S106，ECU 8000将提供给C2离合器3650的接合压力减小为上述目标接合压力的基本值。换而言之，基本值被设定为目标接合压力。
在S108，ECU 8000检测由输入轴转速传感器8022检测到的涡轮转速NT(输入轴转速NI)的变化率ΔNT。
在S110，ECU 8000基于涡轮转速NT的变化率ΔNT设定目标接合压力的校正值。
在S112，ECU 8000判定目标接合压力的基本值加上校正值是否大于下限值并小于上限值。如果是(S112：是)，则程序转至S114。否则(S112：否)，程序转至S116。
在S114，ECU 8000将目标接合压力的基本值加上校正值设定为目标接合压力。在S116，ECU 8000施加控制以使提供给C2离合器3650的接合压力达到该目标接合压力。
在S118，ECU 8000判定C1离合器3640是否分离。如果是(S118：是)，则程序转至S120。否则(S118：否)，程序转至S124。
在S120，ECU 8000判定自降档开始起是否经过了时间段T(1)。如果是(S120：是)，则程序转至S122。否则(S120：否)，程序返回S108。在S122，ECU 8000接合C1离合器3640。
在S124，ECU 8000判定自C1离合器3640接合起是否经过了时间段T(2)。如果是(S124：是)，则程序转至S126。否则(S124：否)，程序返回S108。在S126，ECU 8000以预定减小率逐渐减小C2离合器3650的接合压力。
在S128，ECU 8000控制除C1离合器3640以外的摩擦接合元件，即B1制动器3610或者B3制动器3630，以使之在涡轮转速NT也即输入轴转速NI与由输出轴转速NO乘以换档后实现的档位的速比计算出的同步转速同步时开始具有接合力。如果执行从五档降至二档的降档，则B1制动器3610最终接合。如果执行从六档降至三档的降档，则B3制动器3630最终接合。
根据上述的结构和流程图，本实施例的控制设备或者ECU 8000如下所述工作。
例如如果驾驶员执行加速操作以提供显著增加的加速器踏板位置，则判定为将要执行从五档降至二档或者从六档降至三档的降档(S100：是)。因此，从五/六档分别降至二/三档的降档开始(S102)。
在下文中，对从六档降至三档的降档进行说明。当该降档开始时，除C2离合器3650以外的摩擦接合元件，即B1制动器3610分离(S104)。C2离合器3650的接合压力减小至目标接合压力的基本值(S106)。
因此，实现换档之前的档位的两个摩擦接合元件中的一个可以分离而仅另一个可具有接合力。通过分离一个摩擦接合元件，换档可以快速开始。因此，与当这两个摩擦接合元件中在换档时被分离的一个摩擦接合元件的状态根据另一个摩擦接合元件的状态而被控制时相比，换档可以更快地开始。
随后，检测由输入轴转速传感器8022检测到的涡轮转速NT的变化率ΔNT(S108)，并根据涡轮转速NT的变化率ΔNT设定目标接合压力的校正值(S110)。
如果目标接合压力的基本值加上校正值大于下限值且小于上限值(S112：是)，则将基本值加上校正值设定为目标接合压力(S114)。进行控制以使得C2离合器3650的接合压力达到重新设定的目标接合压力(116)。
如上所述，C2离合器3650接收被设定成允许C2离合器3650具有能够限制旋转部件3212旋转的最小接合力的目标接合压力。这可以限制旋转部件3212转速过大，即自动变速器2000的输入轴转速过大。
如果C1离合器3640分离(S118：是)，则在降档开始之后当经过了时间段T(1)时(S120：是)，使C1离合器3640接合(S122)。C1离合器3640在变矩器3200的涡轮转速NT达到等于与四档的速比相关的同步转速的转速时的定时接合。这可以减小C1离合器3640接合时引起的冲击。
在C1离合器3640接合之后当经过了时间段T(2)时(S124：是)，使C2离合器3650的接合压力以预定减小率逐渐减小(S126)。
如上所述，C2离合器3650的目标接合压力被设定成允许C2离合器3650具有能够限制旋转部件3212旋转的最小接合力。这可以防止旋转部件3212转速过大，即自动变速器2000的输入轴转速过大，还允许C2离合器3650快速分离。
进而，其后，当涡轮转速即输入轴转速NI与由输出轴转速NO乘以三档的速比计算出的同步转速同步时，控制B3制动器3630以使之开始具有接合力(S128)。
因此，如果执行从由B3制动器和C2离合器都接合而实现的五档降至由C1离合器和B1制动器都接合而实现的二档的降档，则本实施例的控制设备或者ECU在C1离合器和B1制动器接合之前控制B3制动器以使之分离且控制C2离合器以使之具有接合力。如果执行从由B1制动器和C2离合器都接合而实现的六档降至由C1离合器和B3制动器都接合而实现的三档的降档，则本实施例的控制设备或者ECU在C1离合器和B3制动器接合之前控制B1制动器以使之分离且控制C2离合器以使之具有接合力。因此，实现换档前的档位的两个摩擦接合元件中的一个可以分离而仅仅另一个具有接合力。通过分离一个摩擦接合元件，换档可以迅速开始。因此，与换档时分离的两个摩擦接合元件中的一个摩擦接合元件的状态根据另一个摩擦接合元件的状态而被控制时相比，换档可以更快地开始。
需要注意，结合从五/六档分别降至二/三档的换档描述了本实施例，但是本发明并不局限于这样组合的换档。
应当理解，在此公开的实施例在任何方面都是示意性的而非限定性的。本发明的范围由权利要求而不是以上描述来限定，并且意图涵盖落在权利要求的范围内和具有等效含义的任何变型。

Claims (21)

1.一种车辆，包括：
自动变速器，所述自动变速器在第一接合元件(3610，3630)和第二接合元件(3640)都接合时实现第一速比的档位，在所述第二接合元件(3640)和第三接合元件(3650)都接合时实现第二速比的档位，以及在所述第三接合元件(3650)和第四接合元件(3630，3610)都接合时实现第三速比的档位；以及
运算单元(8000)，所述运算单元判定是否要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，以及如果判定出要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，则在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前，控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)以使之具有接合力。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，在从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档期间，在所述自动变速器(2000)的输入轴(3210)达到等于与所述第二速比的档位相关的所述自动变速器(2000)的所述输入轴(3210)的同步转速的转速时，所述运算单元(8000)控制所述第二接合元件(3640)以使之接合。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，在所述第二接合元件(3640)接合之后，所述运算单元(8000)控制所述第三接合元件(3650)以使之分离且控制所述第一接合元件(3610，3630)以使之接合。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中：
所述自动变速器(2000)设有旋转部件(3212)，所述旋转部件的旋转受所述第三接合元件(3650)的所述接合力限制；以及
所述运算单元(8000)根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的目标值，并在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前，控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述运算单元(8000)在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前，控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值，以及所述运算单元(8000)控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之保持在所设定的所述目标值，直到所述第二接合元件(3640)接合。
6.根据权利要求4所述的车辆，其中：
所述旋转部件(3212)接收来自所述自动变速器(2000)的输入轴(3210)的转矩；以及
所述运算单元(8000)检测所述自动变速器(2000)的所述输入轴(3210)的转速增加率，并且所述运算单元(8000)根据所述转速增加率设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值，以根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述运算单元(8000)将所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值设定成随着所述转速增加率的增大而增大，以根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值。
8.一种用于自动变速器的控制方法，所述自动变速器在第一接合元件(3610，3630)和第二接合元件(3640)都接合时实现第一速比的档位，在所述第二接合元件(3640)和第三接合元件(3650)都接合时实现第二速比的档位，以及在所述第三接合元件(3650)和第四接合元件(3630，3610)都接合时实现第三速比的档位，所述控制方法包括以下步骤：
判定是否要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档；以及
如果判定出要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，则在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)以使之具有接合力。
9.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制方法，还包括以下步骤：在从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档期间，在所述自动变速器(2000)的输入轴(3210)达到等于与所述第二速比的档位相关的所述自动变速器(2000)的所述输入轴(3210)的同步转速的转速时，控制所述第二接合元件(3640)以使之接合。
10.根据权利要求9所述的用于自动变速器的控制方法，还包括以下步骤：在所述第二接合元件(3640)接合之后，控制所述第三接合元件(3650)以使之分离且控制所述第一接合元件(3610，3630)以使之接合。
11.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制方法，所述自动变速器(2000)设有旋转部件(3212)，所述旋转部件的旋转受所述第三接合元件(3650)的所述接合力限制，所述控制方法还包括根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的目标值的步骤，其中所述在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)以使之具有接合力的步骤包括以下步骤：在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值。
12.根据权利要求11所述的用于自动变速器的控制方法，其中，所述在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值的步骤包括以下步骤：在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值，以及控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之保持在所设定的所述目标值，直到所述第二接合元件(3640)接合。
13.根据权利要求11所述的用于自动变速器的控制方法，所述旋转部件(3212)接收来自所述自动变速器(2000)的输入轴(3210)的转矩，所述控制方法还包括检测所述自动变速器(2000)的所述输入轴(3210)的转速增加率的步骤，其中所述设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值的步骤包括以下步骤：根据所述转速增加率设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值，以根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值。
14.根据权利要求13所述的用于自动变速器的控制方法，其中，所述根据所述转速增加率设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值的步骤包括以下步骤：将所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值设定成随着所述转速增加率的增大而增大，以根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值。
15.一种用于自动变速器的控制设备，所述自动变速器在第一接合元件(3610，3630)和第二接合元件(3640)都接合时实现第一速比的档位，在所述第二接合元件(3640)和第三接合元件(3650)都接合时实现第二速比的档位，以及在所述第三接合元件(3650)和第四接合元件(3630，3610)都接合时实现第三速比的档位，所述控制设备包括：
用于判定是否要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档的装置(8000)；以及
控制装置(8000)，如果判定出要执行从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档，则所述控制装置用于在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)以使之具有接合力。
16.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制设备，还包括用于在从所述第三速比的档位到所述第一速比的档位的换档期间，在所述自动变速器(2000)的输入轴(3210)达到等于与所述第二速比的档位相关的所述自动变速器(2000)的所述输入轴(3210)的同步转速的转速时控制所述第二接合元件(3640)以使之接合的装置(8000)。
17.根据权利要求16所述的用于自动变速器的控制设备，还包括在所述第二接合元件(3640)接合之后控制所述第三接合元件(3650)以使之分离且控制所述第一接合元件(3610，3630)以使之接合的装置(8000)。
18.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制设备，所述自动变速器(2000)设有旋转部件(3212)，所述旋转部件的旋转受所述第三接合元件(3650)的所述接合力限制，所述控制设备还包括用于根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的目标值的装置(8000)，其中所述控制装置(8000)包括用于在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值的接合力控制装置(8000)。
19.根据权利要求18所述的用于自动变速器的控制设备，其中，所述接合力控制装置(8000)包括用于在所述第一接合元件(3610，3630)和所述第二接合元件(3640)接合之前控制所述第四接合元件(3630，3610)以使之分离且控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之具有所设定的所述目标值，以及用于控制所述第三接合元件(3650)的所述接合力以使之保持在所设定的所述目标值直到所述第二接合元件(3640)接合的装置。
20.根据权利要求18所述的用于自动变速器的控制设备，所述旋转部件(3212)接收来自所述自动变速器(2000)的输入轴(3210)的转矩，所述控制设备还包括用于检测所述自动变速器(2000)的所述输入轴(3210)的转速增加率的装置(8000)，其中所述用于设定的装置(8000)包括用于根据所述转速增加率设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值，以根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值的目标设定装置(8000)。
21.根据权利要求20所述的用于自动变速器的控制设备，其中，所述目标设定装置(8000)包括用于将所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值设定成随着所述转速增加率的增大而增大，以根据所述旋转部件(3212)的惯性设定所述第三接合元件(3650)的所述接合力的所述目标值的装置。
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