车辆驱动系统、车辆驱动系统的控制装置及车辆驱动系统的控制方法
【专利摘要】一种离合器机构被配置为在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换。所述第一动力传递路径配置为，将转矩经由传动机构传递至输出轴。所述第二动力传递路径配置为，将转矩经由无级变速机构传递至输出轴。电子控制单元配置为：(a)通过控制所述离合器机构，将行驶期间的动力传递路径选择性地转换为第一动力传递路径与第二动力传递路径其中之一；并且(b)在通过控制所述离合器机构对动力传递路径的转换中，控制动力传递路径转换期间的内燃机的操作点,从而使所述操作点跨过所述内燃机的最优燃料消耗线。
【专利说明】
车辆驱动系统、车辆驱动系统的控制装置及车辆驱动系统的控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种车辆驱动系统、车辆驱动系统的控制装置、及车辆驱动系统的控制方法，特别是，转换包括相互并行的无级变速机构与机械传动机构的车辆驱动系统的动力传递路径，所述机械传动机构具有至少一个齿数比。
【背景技术】
[0002]提出有如下的车辆驱动系统:包括在内燃机与驱动轮之间的动力传递路径上相互并行的无级变速机构与传动机构。所述无级变速机构能够连续地改变速度比。所述传动机构具有至少一个齿数比。例如，日本专利申请公开第2007-278475号(JP2007-278475A)所描述的车辆驱动系统是一种这样的车辆驱动系统。在JP2007-278475A所描述的车辆驱动系统中，无级变速机构与有级变速机构相互并行地设置在内燃机与驱动轮之间的动力传递路径中。当车辆开始移动时，驱动力在有级变速机构被设定为低固定速度级的状态下被传送。当车速已经增加时，通过转换为无级变速机构来传递动力。当车速已经增加并进入高车速区域时，有级变速机构转换为超速固定速度级，并且随后传递动力。
【发明内容】
[0003]在因此而配置的车辆驱动系统中，当车辆通过使用无级变速机构行驶时，基于在每个节流阀开度处等功率线与最优燃料消耗线的交点，能够设定内燃机的目标转速。另一方面，在有级变速机构(传动机构)的情况下，因为齿数比是恒定的，动力在除仅一个点以外的每个齿轮级处偏离最优燃料消耗线。在包括相互并行的无级变速机构与有级变速机构的构造中，在这些动力传递路径之间的转换中，通过转换在动力传递路径之间选择性地转换的离合器机构的接合/释放状态，有级换挡被实行。
[0004]将描述例如随着车速增加从包括有级变速机构的动力传递路径转换为包括无级变速机构的动力传递路径的有级换挡的例子。作为有级换挡的一种方法，可联想到在无级换挡的情况下利用使换挡特性追踪最优燃料消耗线的方法。在这种情况下，需要延长有级换挡的换挡时间，并存在这样的可能性:在实行有级换挡中转换接合/释放状态的离合器机构的摩擦材料的耐久性降低。
[0005]本发明提供一种车辆驱动系统，其包括相互并行的无级变速机构与传动机构，并且其抑制了在包括无级变速机构的动力传递路径与包括传动机构的动力传递路径之间转换动力传递路径的离合器机构耐久性的降低;本发明提供一种用于车辆驱动系统的控制装置及一种车辆驱动系统的控制方法。
[0006]本发明的第一方案提供一种用于车辆驱动系统的控制装置。所述车辆驱动系统包括无级变速机构、传动机构及离合器机构。所述无级变速机构与传动机构相互并行地设置在输入轴与输出轴之间的动力传递路径中。从内燃机输出的转矩被传递至输入轴。所述输出轴与驱动轮联接从而传递动力。所述传动机构具有至少一个齿数比。所述离合器机构配置为，在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换。所述第一动力传递路径配置为，经由传动机构将转矩传递至输出轴。所述第二动力传递路径配置为，经由无级变速机构将转矩传递至输出轴。所述控制装置包括电子控制单元，所述电子控制单元配置为:
(a)通过控制离合器机构，将行驶期间的动力传递路径选择性地转换为第一动力传递路径与第二动力传递路径其中之一;并且(b)在通过控制离合器机构对动力传递路径的转换中，控制动力传递路径转换期间的内燃机的操作点，从而使所述操作点跨过所述内燃机的最优燃料消耗线。
[0007]—般地，燃料消耗量随着内燃机的操作点在等功率线上远离内燃机的最优燃料消耗线而增加。因此，在动力传递路径转换期间，期望使内燃机的操作点追踪最优燃料消耗线;然而，存在这样的可能性:转换所需的时间延长，且构成离合器机构的摩擦材料的耐久性降低。因此，通过设定内燃机的操作点从而在动力传递路径转换期间，使操作点跨过内燃机的最优燃料消耗线，能够在转换过渡期间内使用邻近最优燃料消耗线的区域，所以转换所需时间的延长被抑制，结果是离合器机构的耐久性的降低也被抑制。例如，当转换后的内燃机的操作点没有跨过最优燃料消耗线而是在动力传递路径转换结束处与最优燃料消耗线重合时，燃料消耗量增加，因为在转换开始处从最优燃料消耗线的偏离大;然而，当操作点跨过最优燃料消耗线时燃料消耗量减少。
[0008]在根据上述方案的控制装置中，电子控制单元可以被配置为，设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的内燃机的操作点及转换期间的内燃机的转速的变化率，从而使转换期间动力传递路径在转换前后的内燃机的转速之间的中间值经过最优燃料消耗线和最优燃料消耗线附近其中之一。假设燃料经济性随着内燃机的操作点偏离最优燃料消耗线而恶化，通过这样设置，转换期间的燃料消耗量被最小化。
[0009]在根据上述方案的控制装置中，电子控制单元可以被配置为，设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的内燃机的操作点及转换期间的内燃机的转速的变化率，从而使内燃机的燃料消耗量在转换期间内燃机的操作点跨过最优燃料消耗线的范围内被最小化。所述燃料消耗量可以是在转换期间消耗的。通过这样设置，在转换期间操作点跨过最优燃料消耗线的范围内，转换期间的燃料消耗量被最小化。
[0010]在根据上述方案的控制装置中，电子控制单元可以配置为，设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的所述操作点及转换期间的内燃机的转速的变化率，从而使转换期间的燃料消耗与参照燃料消耗之间的差被最小化。当转换期间的内燃机的操作点保持在最优燃料消耗线上时，所述参照燃料消耗可以被设定。以这种方式，通过设定内燃机的转换开始判定操作点与动力传递路径转换期间的内燃机的转速的变化率，从而使转换期间的燃料消耗与参照燃料消耗之间的差被最小化，在转换期间操作点跨过最优燃料消耗线的范围内，转换期间的燃料消耗量被最小化。
[0011]在根据上述方案的控制装置中，所述传动机构可以具有大于无级变速机构的最大速度比的齿数比或小于无级变速机构的最小速度比的齿数比中的至少一个。因此，当传动机构具有大于无级变速机构的最大速度比的齿数比时，从第一动力传递路径转换为第二动力传递路径的情况下，升挡被实行，且从第二动力传递路径转换为第一动力传递路径的情况下，降挡被实行。当传动机构具有小于无级变速机构的最小速度比的齿数比时，在从第一动力传递路径转换为第二动力传递路径的情况下，降挡被实行，且在从第二动力传递路径转换为第一动力传递路径的情况下，升挡被实行。通过控制内燃机的操作点从而在这些动力传递路径的转换期间，使操作点跨过最优燃料消耗线，离合器机构的耐久性的降低被抑制。燃料消耗量也减少。
[0012]本发明的第二方案提供一种车辆驱动系统的控制方法。所述车辆驱动系统包括无级变速机构、传动机构、离合器机构及电子控制单元。无级变速机构与传动机构相互并行地设置在输入轴与输出轴之间的动力传递路径中。从内燃机输出的转矩被传递至输入轴。输出轴与驱动轮联接从而传递动力。传动机构具有至少一个齿数比。所述离合器机构配置为，在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换。所述第一动力传递路径配置为，将转矩经由传动机构传递至输出轴。所述第二动力传递路径配置为，将转矩经由无级变速机构传递至输出轴。所述控制方法包括:(a)通过电子控制单元，通过控制离合器机构将行驶期间的动力传递路径选择性地转换为第一动力传递路径与第二动力传递路径其中之一；以及(b)在通过控制离合器机构对动力传递路径的转换中，通过电子控制单元控制动力传递路径的转换期间的内燃机的操作点，从而使操作点跨过内燃机的最优燃料消耗线。
[0013]本发明的第三方案提供一种车辆驱动系统。所述车辆驱动系统包括输入轴、输出轴、无级变速机构、传动机构、离合器机构及电子控制单元。从内燃机输出的转矩被传递至输入轴。输出轴与驱动轮联接从而传递动力。无级变速机构与传动机构相互并行地设置在输入轴与输出轴之间的动力传递路径中。传动机构具有至少一个齿数比。离合器机构配置为，在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换。所述第一动力传递路径配置为，将转矩经由传动机构传递至输出轴。所述第二动力传递路径配置为，将转矩经由无级变速机构传递至输出轴。所述电子控制单元配置为:(a)通过控制离合器机构，将行使期间的动力传递路径选择性地转换为第一动力传递路径与第二动力传递路径其中之一;并且
(b)在通过控制离合器机构对动力传递路径的转换中，控制动力传递路径转换期间的内燃机的操作点，从而使操作点跨过内燃机的最优燃料消耗线。
【附图说明】
[0014]以下将参照附图对本发明的示范性的实施例的特征、优点、技术及工业意义进行描述，图中用相同的数字对相同的元件进行了标注，且其中:
[0015]图1是说明根据本发明实施例的车辆驱动系统的示意性构造的概要图；
[0016]图2是示出图1所示的驱动系统的行驶方式的转换的视图；
[0017]图3是说明控制图1所示的驱动系统的电子控制单元的输入/输出线、及说明电子控制单元实施的控制功能的相关部分的功能框图；
[0018]图4A及图4B是说明在图1所示的驱动系统中的车辆加速期间设定从齿轮行驶模式转换为皮带行驶模式的升挡的换挡开始点的方法的图表；
[0019]图5是概念地示出发动机的操作点的视图，在所述发动机的操作点处在升挡期间换挡前后的发动机转速之间的中间值变为图4A和图4B中的最优燃料消耗点；
[0020]图6是说明图3所示的电子控制单元的控制操作的相关部分，S卩，用于抑制离合器的摩擦材料的耐久性的降低同时减少在齿轮行驶模式与皮带行驶模式之间转换(换挡)时的燃料消耗量的控制操作的流程图；以及
[0021]图7A及图7B是说明根据本发明的另一个实施例在由于驱动系统中的加速踏板的踩踏而急速降挡时在从齿轮行驶模式转换为皮带行驶模式的情况下设定换挡开始点的方法的图表。
具体实施例
[0022]适当地，内燃机的转速的变化率相当于动力传递路径转换期间的内燃机的转速的每单位时间的变化。通过控制转换动力传递路径的离合器机构的转矩容量，允许改变内燃机的转速的变化率。
[0023]适当地，内燃机的最优燃料消耗线相当于具有优良的燃料消耗率的预设操作区域，并且在无级变速机构中，速度比被控制从而使发动机的操作点追踪最优燃料消耗线。
[0024]下文中，将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。在以下的实施例中，附图适当之处进行了简化或修改，各部分的标度比、形状等并没有总是精确地被绘出。
[0025]图1是说明根据本发明实施例的车辆驱动系统12(下文中，驱动系统12)的示意性构造的概要图。驱动系统12包括，例如，发动机14、变矩器16、前进/后退切换装置18、皮带式无级变速机构20(以下，无级变速机构20)、齿轮机构22、输出轴25、及差动齿轮64。发动机14被用作为驱动力源用来推进车辆。变矩器16用作流体传动装置。输出齿轮24形成在输出轴25中。输出齿轮24能够将动力传递至驱动轮70。驱动系统12包括相互并行的第一动力传递路径与第二动力传递路径。通过第一动力传递路径，从发动机14输出的转矩(驱动力)经由变矩器16输入至涡轮轴26，且转矩经由齿轮机构22从涡轮轴26被传递至输出轴25。通过第二动力传递路径，输入至涡轮轴26的转矩经由无级变速机构20被传递至输出轴25。驱动系统12配置为，基于车辆的行驶状态将动力传递路径转换为第一动力传递路径与第二动力传递路径其中之一。
[0026]发动机14，例如，由诸如汽油发动机或柴油发动机的内燃机形成。变矩器16包括栗轮16p与涡轮16t，并且被配置为经由流体传递动力。栗轮16p与发动机14的曲轴联接。涡轮16t经由相当于变矩器16的输出侧构件的涡轮轴26与前进/后退切换装置18联接。锁止离合器28设置在栗轮16p与涡轮16t之间。当锁止离合器28完全地接合时，栗轮16p与涡轮16t—体地旋转。
[0027]前进/后退切换装置18主要由前进挡离合器Cl、倒挡制动器B1、及双小齿轮型行星齿轮系30形成。行星齿轮架30c与变矩器16的涡轮轴26及无级变速机构20的输入轴32—体地联接。内齿圈30r经由倒挡制动器BI与壳体34选择性地联接。壳体34用作非旋转构件。太阳轮30s与小径齿轮36连接。太阳轮30s与行星齿轮架30c经由前进挡离合器Cl选择性地相互联接。前进挡离合器Cl与倒挡制动器BI中的每个相当于分离装置，并且是由液压致动器摩擦地接合的液压摩擦接合装置。
[0028]行星齿轮系30的太阳轮30s与组成齿轮机构22的小径齿轮36联接。齿轮机构22包括小径齿轮36及大径齿轮40。所述大径齿轮40设置在第一副轴38上，从而不能相对旋转。怠速齿轮42围绕与第一副轴38相同的旋转轴线设置，从而相对于第一副轴38能够相对旋转。犬牙式离合器Dl设置在第一副轴38与怠速齿轮42之间。所述犬牙式离合器Dl选择性地将第一副轴38与怠速齿轮42连接或将第一副轴38从怠速齿轮42断开。所述犬牙式离合器Dl包括第一齿轮48、第二齿轮50及毂套筒61。所述第一齿轮48形成于第一副轴38上。所述第二齿轮50形成于怠速齿轮42上。花键齿形成于毂套筒61上。所述花键齿能够与这些第一齿轮48及第二齿轮50嵌合(接合，啮合)。当毂套筒61嵌合于这些第一齿轮48及第二齿轮50时，第一副轴38与怠速齿轮42连接。所述犬牙式离合器Dl进一步包括同步啮合机构SI。所述同步啮合机构SI用作同步机构，其在将第一齿轮48嵌合至第二齿轮50时使旋转同步。所述齿轮机构22相当于根据本发明的具有至少一个齿数比的传动机构。
[0029]怠速齿轮42啮合于具有比怠速齿轮42更大半径的输入齿轮52。所述输入齿轮52被设置，从而相对于输出轴25不能相对旋转。输出轴25沿与无级变速机构20的次级滑轮(下文中描述)的旋转轴线共同的旋转轴线布置。输出轴25布置为能够围绕所述旋转轴线旋转。所述输出轴25被安置，从而能够围绕所述旋转轴线旋转。输入齿轮52与输出齿轮24设置在输出轴25上，从而不能相对旋转。因此，前进挡离合器Cl、倒挡制动器BI及犬牙式离合器Dl插入进第一动力传递路径，通过所述第一动力传递路径，发动机14的转矩从涡轮轴26经由齿轮机构22被传递至输出轴25 ο涡轮轴26相当于输入轴，根据本发明从内燃机输出的转矩被传递至所述输入轴。
[0030]无级变速机构20包括初级滑轮54 (可变滑轮54)、次级滑轮56 (可变滑轮56)及传动带58。所述无级变速机构20设置在输入轴32与输出轴25之间的动力传递路径上。输入轴32与涡轮轴26相联接。所述初级滑轮54是设置在输入轴32上的输入侧构件，并且具有可变的有效直径。所述次级滑轮56是输出侧构件，并且具有可变的有效直径。所述传动带58围绕一对可变滑轮54、56缠绕，从而横跨在一对可变滑轮54、56之间。动力经由一对可变滑轮54、56与传动带58之间的摩擦力被传递。
[0031]初级滑轮54包括固定槽轮54a、可动槽轮54b及初级液压致动器54c。所述固定槽轮54a用作固定至输入轴32的输入侧固定转子。所述可动槽轮54b用作输入侧可动转子，所述输入侧可动转子被设置为围绕它的轴线不能相对旋转且相对于输入轴32沿轴向方向可移动。所述初级液压致动器54c产生推力用于移动可变槽轮54b，从而改变固定槽轮54a与可动槽轮54b之间的V沟槽的宽度。次级滑轮56包括固定槽轮56a、可动槽轮56b及次级液压致动器56c。所述固定槽轮56a用作输出侧固定转子。所述可动槽轮56b用作输出侧可动转子，所述可动槽轮56b被设置为围绕它的轴线不能相对旋转且相对于固定槽轮56a沿轴向方向可移动。所述次级液压致动器56c产生推力用于移动可动槽轮56b，从而改变固定槽轮56a与可动槽轮56b之间的V沟槽的宽度。
[0032]一对可变滑轮54、56中的每个的V沟槽的宽度改变，所以传动带58的缠绕直径(有效直径)改变。因此，实际速度比(齿数比)γ (=输入轴转速Nin/输出轴转速Nout)连续地改变。例如，当初级滑轮54的V沟槽的宽度减小时，速度比γ降低。即，无级变速机构20被升挡。当初级滑轮54的V沟槽的宽度增加时，速度比γ增加。即，无级变速机构20被降挡。
[0033]皮带驱动离合器C2插入无级变速机构20与输出轴25之间。所述皮带驱动离合器C2选择性地将无级变速机构20与输出轴25连接或将无级变速机构20从输出轴25上断开。当所述皮带驱动离合器C2接合时，第二动力传递路径建立。在所述第二动力传递路径中，发动机14的转矩经由输入轴32及无级变速机构20被传递至输出轴25。当皮带驱动离合器C2释放时，所述第二动力传递路径中断，且无转矩从无级变速器20被传递至输出轴25。
[0034]输出齿轮24啮合于固定至第二副轴60的大径齿轮62。大径齿轮62与小径齿轮68设置在第二副轴60上。小径齿轮68啮合于差动齿轮64的差动内齿圈66。差动齿轮64由差动机构形成。差动齿轮64将输入自差动内齿圈66的动力传递至左右驱动轮70L、70R，同时将适当的转速差提供给左右驱动轮70L、70R。差动齿轮64是已知的技术，所以此处省略其详细的描述。
[0035]接下来，通过使用图2所示的用于每种行驶方式的接合元件的接合表，将对因此而配置的驱动系统12的操作进行描述。在图2中，Cl相当于前进挡离合器Cl的操作状态，C2相当于皮带驱动离合器C2的操作状态，BI相当于倒挡制动器BI的操作状态，Dl相当于犬牙式离合器DI的操作状态，“?”表示接合(连接)状态，“ X ”表示释放(断开)状态。犬牙式离合器Dl包括同步啮合机构SI。当犬牙式离合器Dl接合时，同步啮合机构SI实质上运行。前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2相当于将根据本发明的动力传递路径选择性地转换为第一动力传递路径与第二动力传递路径其中之一的离合器机构。
[0036]首先，将描述这样的行驶方式，其中，发动机14的转矩经由齿轮机构22被传送至输出轴25，S卩，转矩通过第一动力传递路径被传送的行驶方式。这种行驶方式对应于图2中所示的齿轮行驶模式。如图2所示，前进挡离合器Cl与犬牙式离合器Dl接合(连接)，同时皮带驱动离合器C2与倒挡制动器BI释放(断开)。
[0037]当前进挡离合器Cl接合时，组成前进/后退切换装置18的行星齿轮系30—体地旋转，所以小径齿轮36以与涡轮轴26相同的转速旋转。当犬牙式离合器Dl接合时，第一副轴38与怠速齿轮42相互连接，并且一体地旋转。因此，当前进挡离合器Cl与犬牙式离合器Dl接合时，第一动力传递路径处于连接状态，所以发动机14的动力经由变矩器16、涡轮轴26、前进/后退切换装置18、齿轮机构22、怠速齿轮42及输入齿轮52被传送至输出轴25及输出齿轮24。被传送至输出齿轮24的转矩经由大径齿轮62、小径齿轮68及差动齿轮64被传递至左右驱动轮70L、70R。
[0038]随后，将描述这样的行驶方式，其中，发动机14的转矩经由无级变速机构20被传递至输出轴25。这种行驶方式相当于图2中所示的皮带行驶模式(高车速)。如图2的皮带行驶模式所示，皮带驱动离合器C2连接，同时前进挡离合器Cl、倒挡制动器BI及犬牙式离合器Dl断开。当皮带驱动离合器C2连接时，次级滑轮56与输出轴25连接，所以次级滑轮56与输出轴25及输出齿轮24—体地旋转。因此，当皮带驱动离合器C2连接时，第二动力传递路径建立，且发动机14的转矩经由变矩器16、涡轮轴26、输入轴32及无级变速器20被传递至输出轴25及输出齿轮24。被传递至输出齿轮24的转矩经由大径齿轮62、小径齿轮68及差动齿轮64被传递至左右驱动轮70L、70R。犬牙式离合器Dl在发动机14的转矩经由第二动力传递路径被传送的皮带行驶模式期间释放(断开)的原因是，因为在皮带行驶模式期间消除了齿轮机构22等的阻力，且在高车速时防止了齿轮机构22等的高旋转。
[0039]在低车速区域内齿轮行驶模式被选择。基于第一动力传递路径的齿数比EL(涡轮轴26的转速Nin/输出轴25的转速Nout)设定为高于无级变速机构20的最大速度比γ max的值。即，齿数比EL设定为在无级变速机构20中没有设定的值。当因为，例如车速V增加，确定转换为皮带行驶模式时，行驶方式转换为皮带行驶模式。在从齿轮行驶模式向皮带行驶模式(高车速)转换时或从皮带行驶模式(高车速)向齿轮行驶模式转换时，图2所示的皮带行驶模式(中间车速)被过渡地设定。
[0040]例如，当行驶方式从齿轮行驶模式转换为皮带行驶模式(高车速)时，操作状态从相当于齿轮行驶模式的、前进挡离合器Cl与犬牙式离合器Dl接合的状态，过渡地转换为皮带驱动离合器C2与犬牙式离合器Dl接合的状态。在前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2之间开始接合/释放状态(有级换挡)的转换。此时，动力传递路径从第一动力传递路径转换为第二动力传递路径，且驱动系统12实质上被升挡。在动力传递路径转换之后，犬牙式离合器Dl释放(断开)从而防止不必要的阻力或齿轮机构22等的高旋转(从动输入被中断)。
[0041]当行驶方式从皮带行驶模式(高车速)转换为齿轮行驶模式时，操作状态从皮带驱动离合器C2接合的状态，过渡地转换成为转换为齿轮行驶模式做准备(降挡准备)而犬牙式离合器Dl接合的状态。此时，旋转也经由齿轮机构22被传递至行星齿轮系30的太阳轮30s。当从这种状态下在前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2之间实行接合/释放状态的转换时(接合前进挡离合器Cl且释放皮带驱动离合器C2)，动力传递路径从第二动力传递路径转换为第一动力传递路径。此时，驱动系统12实质上被降挡。
[0042]如上文所述，在从齿轮行驶模式(第一动力传递路径)向皮带行驶模式(第二动力传递路径)的转换中，接合/释放状态(有级换挡，换挡)的转换被实行，即，前进挡离合器Cl释放且皮带驱动离合器C2接合。作为转换接合/释放状态的一种方法，可以联想到，控制发动机14的操作点，从而使操作点在接合/释放状态转换的过渡期间里追踪最优燃料消耗线。即，在齿轮行驶模式下当发动机14的操作点到达与最优燃料消耗线的交点时，接合/释放状态的转换开始，并在发动机14保持在该操作点的同时，实行接合/释放状态的转换(下文中，换挡)。然而，存在换挡所需的换挡时间延长的不便以及由于长时间滑动引起的每个前进挡离合器Cl及皮带驱动离合器C2的摩擦材料的耐久性的降低。在本实施例中，通过如下文所述地设定换挡开始位置，可以防止在换挡期间前进挡离合器Cl和皮带驱动离合器C2的摩擦材料的耐久性的降低，并改善燃料经济性。
[0043]图3是说明为了控制发动机14、无级变速机构20等而设置在驱动系统12中的电子控制单元80的输入/输出线，以及说明电子控制单元80实施的控制功能的相关部分的功能框图。电子控制单元80包括所谓的微型计算机。所述微型计算机包括，例如，CPU、RAM、R0M、输入/输出接口等。所述CPU在利用RAM的临时存储功能的同时，通过根据ROM中预存储的程序执行信号处理来对驱动系统12执行各种控制。例如，电子控制单元80配置为，执行对发动机14的输出控制、对无级变速机构20的换挡控制及皮带夹力控制、将驱动系统12的动力传递路径恰当地转换成齿轮行驶模式与皮带行驶模式其中之一的控制等。必要时，电子控制单元80分割为用于控制发动机的电子控制单元、用于控制无级变速机构的电子控制单元、用于转换行驶模式的电子控制单元等。
[0044]指示曲轴的旋转角度(位置)Acr及发动机14的转速(发动机转速)Ne的信号、指示涡轮轴26的转速(涡轮机转速)Nt的信号、指示输入轴转速Nin的信号、指示输出轴转速Nout的信号、指示电子节流阀的节流阀开度9th的信号、指示加速器操作量Acc的信号、指示制动信号Bon的信号、指示换挡杆的挡杆位置(操作位置)Psh的信号等，都被供给至电子控制单元80。曲轴的旋转角度(位置)Acr及发动机转速Ne由发动机转速传感器82检测。涡轮机转速Nt由涡轮机转速传感器84检测。输入轴转速Nin是无级变速机构20的输入轴32(初级滑轮54)的转速，并且由输入轴转速传感器86检测。输出轴转速Nout是无级变速机构20的次级滑轮56的转速，相当于车速V，并且由输出轴转速传感器88检测。电子节流阀的节流阀开度Θ th由节流阀传感器90检测。加速器操作量Acc是作为驾驶员加速要求量的加速踏板的操作量，并且由加速器操作量传感器92检测。制动信号Bon指示脚制动器被操作的状态，并由脚制动器开关94检测。脚制动器是常用制动器。换挡杆的挡杆位置(操作位置)Psh由挡杆位置传感器96检测。电子控制单元80，例如，基于输出轴转速Nout与输入轴转速Nin，相继地计算无级变速机构20的实际速度比γ (=Nin/Nout)。
[0045]发动机输出控制指令信号Se、液压控制指令信号Scvt、液压控制指令信号Sswt等，从电子控制单元80输出。发动机输出控制指令信号Se用于对发动机14的输出控制。液压控制指令信号Scvt用于与无级变速机构20的换挡相关的液压控制。液压控制指令信号Sswt用于控制与驱动系统12的动力传递路径的转换相关的前进/后退切换装置18(前进挡离合器Cl、倒挡制动器BI )、皮带驱动离合器C2及犬牙式离合器Dl。具体地，节流阀信号、喷射信号、点火正时信号等，作为发动机输出控制指令信号Se被输出。节流阀信号用于通过驱动节流阀致动器来控制电子节流阀的打开/闭合。喷射信号用于控制从燃料喷射装置喷射的燃料量。点火正时信号用于通过点火装置控制发动机14的点火正时。用于驱动调节初级压力Pin的线性电磁阀(未示出)的指令信号、用于驱动调节次级压力Pout的线性电磁阀(未示出)的指令信号等，作为液压控制指令信号Scvt被输出至液压控制回路98。初级压力Pin供给至初级液压致动器54c。次级压力Pout供给至次级液压致动器56c。用于分别驱动控制供给至前进挡离合器Cl、倒挡制动器B1、皮带驱动离合器C2及同步啮合机构SI的液压压力的线性电磁阀的指令信号等，作为液压控制指令信号Sswt被输出至液压控制回路98。
[0046]接下来，将描述电子控制单元80的控制功能。图3所示的发动机输出控制单元100(发动机输出控制装置)，例如，将诸如节流阀信号、喷射信号及点火正时信号的发动机输出控制指令信号Se输出至节流阀致动器、燃料喷射装置及点火装置，从而对发动机14执行输出控制。发动机输出控制单元100，例如，设定目标发动机转矩Te*从而获得所需的驱动力(驱动转矩)。基于加速器操作量Acc与车速V计算所需的驱动力。发动机输出控制单元100不仅通过节流阀致动器控制电子节流阀的打开/闭合，而且通过燃料喷射装置控制燃料喷射量以及通过点火装置控制点火正时，从而获得目标发动机转矩Te*。
[0047]无级换挡控制单元102(无级换挡控制装置)控制无级变速机构20的速度比γ，从而获得目标速度比γ '基于加速器操作量Acc、车速V、制动信号Bon等计算目标速度比γ *。具体地，无级换挡控制单元102确定初级指令压力Pintgt与次级指令压力Pouttgt，从而实现无级变速机构20的目标速度比γ *，即，在不发生无级变速机构20的皮带打滑的同时，实现目标发动机转速Ne*。无级换挡控制单元102将初级指令压力Pintgt与次级指令压力Pouttgt输出至液压控制回路98。目标速度比γ*被设定，从而使发动机14的操作点位于最优燃料消耗线上。目标发动机转速Ne*被设定，从而使发动机14的操作点位于最优燃料消耗线上。初级指令压力Pintgt是初级压力Pin(目标初级压力Pin*)的指令值。次级指令压力Pouttgt是次级压力Pout(目标次级压力Pout*)的指令值。
[0048]转换控制单元106(转换控制装置)执行用于基于车辆行驶状态将行驶方式转换为使用第一动力传递路径的齿轮行驶模式或使用第二动力传递路径的皮带行驶模式(高车速)的转换控制。在齿轮行驶模式下，发动机14的转矩经由齿轮机构22被传递至输出齿轮24。在皮带行驶模式(高车速)下，发动机14的转矩经由无级变速器20被传递至输出齿轮24。传递控制单元106在功能上包括换挡开始判定单元108(换挡开始判定装置)与学习修正控制单元110(学习修正控制装置)。
[0049]例如，在齿轮行驶模式下行驶期间当确定转换为皮带行驶模式时，如图2所示，转换控制单元106首先实行有级换挡(升挡)来释放前进挡离合器Cl并接合皮带驱动离合器C2，并且当换挡完成时释放犬牙式离合器Dl。在皮带行驶模式下行驶期间当确定转换为齿轮行驶模式时，如图2所示，转换控制单元106首先接合犬牙式离合器Dl，并且当犬牙式离合器Dl的接合完成时，实行有级换挡(降挡)来释放皮带驱动离合器C2并接合前进挡离合器Cl0
[0050]换挡开始判定单元108判定开始正时，在所述开始正时开始有级换挡，以在前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2之间转换接合/释放状态。换挡开始判定单元108存储基于发动机14的操作点并且通过下文描述的方法所判定的换挡开始点，并基于发动机14的操作点是否到达设定的换挡开始点来判定是否开始换挡。
[0051 ]图4A及图4B是说明在例如有级换挡中设定换挡开始点的方法的图表，在所述有级换挡中，在车辆加速期间行驶模式从齿轮行驶模式转换为皮带行驶模式(前进挡离合器Cl释放且皮带驱动离合器Cl接合)。图4A相当于发动机14的特性图。图4B示出了换挡期间输出轴转速Nout与发动机转速Ne之间的相关。在图4A中，横坐标轴表示发动机转速Ne，而纵坐标轴表示发动机转矩Te。多个细点划线指示等功率线，多个细实线指示等燃料消耗率线，而宽虚线指示发动机14的最优燃料消耗线。在皮带行驶模式下，无级变速机构20的速度比γ改变，从而使发动机14的操作点追踪最优燃料消耗线。在图4 B中，横坐标轴表示输出轴转速Nout，而纵坐标轴表示发动机转速Ne。ymin相当于无级变速机构20的最小速度比。ymax相当于无级变速机构20的最大速度比。EL相当于齿轮行驶模式的齿数比(ExtraLow，特低)。图4A中的操作点A、B、C、a、b分别相当于图4B中的那些操作点。相当于那些操作点的发动机转速Ne为NeA、NeB、NeC、Nea、Neb。从图4B可以清楚地看到，齿轮行驶模式下的齿数比EL设定为大于无级变速机构20的最大速度比ymax的值。因此，从齿轮行驶模式向皮带行驶模式的转换(前进挡离合器Cl释放且皮带驱动离合器C2接合)是升挡(有级换挡)。
[0052]在图4B中，在从齿轮行驶模式向皮带行驶模式的转换(下文中，升挡)中，操作点a相当于作为升挡后的目标的发动机14的操作点，且发动机14的操作点在升挡后设定为位于最优燃料消耗线上。操作点C相当于齿轮行驶模式下发动机14提供最优燃料消耗所处的操作点(与最优燃料消耗线交叉的操作点)。在齿轮行驶模式下，发动机14的操作点追踪齿数比EL。
[0053]图4B中，将操作点C连接至操作点a的直线相当于发动机14的最优燃料消耗线。即，在升挡中，当发动机14的操作点从操作点C至操作点a追踪将操作点C连接至操作点a的最优燃料消耗线时，燃料消耗最优。然而，输出轴转速Nout的变化幅度也增加，且离合器(前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2)在升挡期间内长时间滑动，所以构成每个离合器的摩擦材料的耐久性趋于降低。因此，将发动机14的操作点保持在最优燃料消耗线上的升挡对于每个离合器的耐久性而言不是最优的。图4A中，该升挡相当于发动机14的操作点C与操作点a，且发动机14的操作点保持在最优燃料消耗线上的相同的操作点C(操作点a)。
[0054]升挡后，当实行升挡从而使发动机14的操作点追踪最优燃料消耗线时，能够控制发动机14的操作点，以便在皮带行驶模式下不断地追踪最优燃料消耗线;然而，在齿轮行驶模式中恰在升挡前操作点偏离最优燃料消耗线。此时升挡期间的操作点相当于图4A与图4B中的从操作点A向操作点a的转换。如图4A与图4B所示，恰在升挡后操作点转移至最优燃料消耗线上的操作点a;然而，恰在升挡前的操作点A处，从最优燃料消耗线的偏离是大的。
[0055]因此，在本实施例中，实行升挡从而使升挡期间发动机14的操作点跨过最优燃料消耗线。具体地，在图4A与图4B中，例如，从操作点B至操作点b的换挡相当于该升挡。在该升挡中，换挡从发动机14的操作点B开始，并且操作点跨过最优燃料消耗线转换为操作点b。无级变速机构20换挡从而使发动机14的操作点变为最优燃料消耗线上的操作点a。即，发动机14的操作点以操作点B、操作点b及操作点a的顺序改变。
[0056]考虑了在发动机14的操作点如上文描述的那样改变(操作点B—操作点b—操作点a)的情况下的升挡中的燃料消耗与操作点从操作点A改变为操作点a的情况下的燃料经济性。假设燃料经济性在发动机14的操作点位于最优燃料消耗线上的情况下是最高的，且燃料消耗量随着从最优燃料消耗线的偏离的增加而增加。在图4A与图4B中，操作点A从最优燃料消耗线上大幅度地偏离，所以燃料消耗量大;而操作点C、操作点a位于(未偏离于)最优燃料消耗线，所以燃料消耗量最小。
[0057]升挡期间发动机操作点从操作点A改变为操作点a的情况下的燃料消耗量与发动机操作点沿着最优燃料消耗线(操作点C—操作点a)改变的情况下的燃料消耗量相比较时的燃料劣化量(被不必要地消耗的燃料量)相当于图4B中操作点A、操作点C、及操作点a围成的面积。在图4A中，燃料劣化量相当于由操作点A、从操作点A向上描绘的线与最优燃料消耗线的交点s及操作点C(操作点a)围成的三角形的面积。随着所述面积增加，燃料劣化量增加。
[0058]在升挡期间发动机操作点从操作点B经由操作点b改变为操作点a的情况下的燃料劣化量相当于两个三角形的面积的总和。一个三角形由操作点B、操作点C及将操作点B与操作点b连接的线与最优燃料消耗线的交点X围成。另一个三角形是由交点X、操作点b、及操作点a围成。
[0059]当这些面积相互比较时，从操作点A改变为操作点a的情况下的面积大于从操作点B经由操作点b改变为操作点a的情况下的面积。具体地，在图4B中，从操作点A改变为操作点a的情况下的面积以四边形与三角形之间的面积差大于从操作点B经由操作点b改变为操作点a的情况下的面积。所述四边形由操作点A、操作点B、交点X及操作点a围成。所述三角形由交点X、操作点b及操作点a围成。在图4A中，所述面积的增加相当于阴影四边形面积与阴影三角形面积之间的差。阴影四边形由操作点B、操作点A、交点s及从操作点B向上描绘的线与最优燃料消耗线的交点t围成。阴影三角形由操作点C、操作点b及从操作点b向下描绘的线与最优燃料消耗线的交点u围成。从图4A与4B所示的面积的差可以清楚地看到，从操作点A改变为操作点a的情况下的面积大于从操作点B经由操作点b改变为操作点a的情况下的面积，所以从操作点B经由操作点b改变为操作点a的情况下的燃料消耗量更小。因此，因为升挡期间发动机操作点跨过最优燃料消耗线，邻近最优燃料消耗线的区域被使用，所以燃料经济性被改善。当操作点A如上文描述的那样改变为操作点a时，与操作点跨过最优燃料消耗线的情况相比较，燃料经济性降低;然而，输出轴转速Nout的变化被最小化，所以磨损被降低。
[0060]顺便提及，即使当升挡被实行从而使升挡期间的发动机操作点跨过最优燃料消耗线时，升挡开始时何种正时也是有争议的。如上文所述，当操作点跨过最优燃料消耗线时，形成两个三角形，且期望的是这些三角形的面积的总和最小。如图5所示，当两个三角形的面积的总和最小时的正时是发动机14的最优燃料消耗线与等功率线的交点X位于升挡期间的换挡前后(转换前后)的发动机转速Ne之间的中间的正时。因此，使升挡期间换挡前后的发动机转速Ne之间的中间值与最优燃料消耗点(即，使操作点通过最优燃料消耗点)重合的换挡开始点被计算。
[0061 ]例如，当预先确定的换挡开始点(例如，操作点B)被设定，另外，发动机转速Ne的目标变化率(换挡速度)被提前设定时，升挡后的速度比变为最大速度比γ max所处的操作点(操作点b)处的发动机转速Neb被允许计算。因此，恰在升挡前的发动机转速NeB与升挡之后的发动机转速Neb之间的中间值Nemid也被允许计算。通过获得使中间值Nemid与最优燃料消耗点重合的换挡开始点(发动机转速NeB)，能够获得提供最优燃料经济性的换挡开始点(发动机14的操作点)。换挡开始判定单元108将如此获得的换挡开始点(发动机14的操作点)预先存储为用于判定升挡的发动机14的操作点。当齿轮行驶模式下发动机14的操作点到达相当于换挡开始点的操作点时，换挡开始判定单元108判定开始升挡。当转换控制单元106开始换挡并执行控制从而使换挡以预定的换挡速度被实行时，中间值Nemid被控制，从而经过最优燃料消耗线或经过最优燃料消耗线的附近。
[0062]在上文描述的判定换挡开始点的方法中，假设燃料经济性随着发动机14的操作点远离最优燃料消耗线而劣化，判定换挡开始点。然而，即使当从最优燃料消耗线的偏离相同时，实际上，当发动机14的操作点变化时，燃料消耗量也改变。因此，上文描述的判定方法中，燃料消耗量并不总是最优的。作为另外一个判定换挡开始点的方法，基于发动机14的每个操作点的燃料消耗量计算升挡期间的燃料消耗量，并且判定换挡开始点，从而使消耗量最小。换言之，除了上文描述的面积的比较之外，判定方法还考虑了发动机操作点处的燃料消耗量。下文中，将描述具体的判定方法。
[0063]首先，在升挡期间发动机操作点保持在最优燃料消耗线上的情况下的燃料消耗量作为参照燃料消耗Ma被计算。参照燃料消耗Ma通过以下的数学表达式(I)计算。此处，Nea相当于升挡后的目标转速，Fca相当于目标转速(最优燃料消耗点)处的燃料消耗量，而ta相当于升挡期间的换挡时间^Fca从发动机14的发动机特性(燃料消耗率特性)中提前得知，ta作为目标换挡时间也预先设定。从数学表达式(I)中获得的参照燃料消耗Ma是升挡期间所需的最低限度的燃料量。
[0064]Ma = Nea XFca X ta (I)
[0065]接下来，由升挡(有级换挡)导致的燃料消耗Mb被计算。升挡期间的燃料消耗Mb通过以下的数学表达式(2)计算。此处，Ne相当于升挡期间的发动机转速Ne，Fcb相当于每个发动机转速Ne处的燃料消耗量，且是基于发动机14的发动机特性(燃料消耗率特性)提前获得的值。
[0066]Mb= Σ (NeXFcb) (2)
[0067]升挡期间的燃料消耗Mb与参照燃料消耗Ma之间的燃料消耗差ΔM( =Mb—Ma)被计算，且导致燃料消耗差AM变得最小的换挡开始点(发动机14的操作点)被判定。换挡开始判定单元108将如此获得的换挡开始点(发动机14的操作点)作为用于判定换挡的发动机14的操作点提前存储。当齿轮行驶模式下发动机14的操作点到达相当于换挡开始点的操作点时，换挡开始判定单元108判定开始升挡。当如上文描述的那样发动机14的操作点保持在最优燃料消耗线上时，燃料消耗差AM最小。然而，假设升挡期间发动机14的操作点跨过最优燃料消耗线，所以发动机14的操作点与操作点保持在最优燃料消耗线上时的操作点不同。
[0068]在上文描述的两种判定换挡开始点的方法的每一种中，作为升挡的目标的目标换挡时间t*被提前设定，设定满足目标换挡时间t*的换挡速度，并基于换挡速度设定换挡开始点。因此，不仅升挡的换挡开始点，而且升挡期间的换挡速度(或目标换挡时间)也被提前设定。换挡速度通过前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2的液压压力来控制。当换挡开始判定单元108判定开始升挡时，转换控制单元106控制供给至前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2的液压压力，从而实现预先设定的换挡速度或预先设定的目标换挡时间t*。换挡从换挡开始判定单元108中存储的换挡开始正时开始，且换挡速度被控制从而成为预定的换挡速度。其结果是，换挡期间的发动机14的操作点被控制从而跨过最优燃料消耗线。
[0069]每当实行升挡时，学习修正控制单元110执行学习控制。即，学习修正控制单元110随时测量从升挡开始至升挡完成的换挡时间t(发动机操作点从操作点B经由操作点b改变为操作点a所花费的时间)，并改变换挡开始点或离合器(前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2)的液压压力指令值，从而使换挡时间t变成预先设定的目标换挡时间t*。例如，学习修正控制单元110执行如下的学习控制。学习修正控制单元110计算目标换挡时间t*与实际换挡时间t之间的差△ t( 11*一11 )，且当所述差△ t超过提前设定的预定值α时，改变换挡开始的操作点或改变离合器的液压压力指令值。例如，当实际换挡时间t超过目标换挡时间t*时，学习修正控制单元110增加接合侧的皮带驱动离合器C2的液压压力指令值或向更高转速侧改变用于判定升挡的、发动机14的换挡开始判定操作点，因此改变换挡开始的操作点或离合器的液压压力指令值从而使换挡时间t缩短。
[0070]从升挡被判定的正时，至升挡实际开始且然后发动机转速Ne随着液压压力被供给至前进挡离合器Cl及皮带驱动离合器C2而开始改变时，存在延迟时间。学习修正控制单元110考虑该延迟时间来根据需要修正换挡开始点。所述修正也基于例如液压油的油温等而改变。随着液压油的油温降低，直到发动机转速Ne开始改变为止的时间延长。因此，随着液压油的油温降低，换挡时间t被修正而缩短。发动机转速Ne与涡轮轴转速Nt基于锁止离合器28的接合状态而改变。学习修正控制单元110基于锁止离合器28的接合状态来根据需要修正换挡开始点。学习修正控制单元110，例如，提前存储锁止离合器28的压差AP(Pon-PofT)与换挡开始点的修正值或每个离合器的液压压力指令值的修正值之间的相关设定表，并基于所述相关设定表来修正换挡开始点或每个离合器的液压压力指令值。
[0071]在上文的描述中，在从齿轮行驶模式转换为皮带行驶模式的升挡中，描述了确定升挡的换挡开始点的方法。对于从皮带行驶模式转换为齿轮行驶模式的降挡也同样，通过相似的方法来判定降挡的换挡开始点。
[0072]图6是说明电子控制单元80的控制操作的相关部分，S卩，用于抑制离合器的耐久性降低，同时减少在齿轮行驶模式与皮带行驶模式之间转换(换挡)时的燃料消耗量的控制操作的流程图。所述流程图以极短的周期时间，例如约数毫秒至数十毫秒，被重复地执行。图6将从齿轮行驶模式向皮带行驶模式的转换(升挡)示出为示例;然而，本发明也可以应用于从皮带行驶模式向齿轮行驶模式的转换(降挡)。
[0073]在相应于换挡开始判定单元108的步骤Sl(下文中，省略“步骤”二字)中，判定发动机14的操作点是否已经达到升挡开始所处的、并且提前获得并存储的操作点。升挡开始所处的操作点被设定为这样的操作点:如上所述，在升挡期间跨过最优燃料消耗线，且在升挡期间燃料消耗被减少。当在SI中作出否定的判定时，例程结束。
[0074]当在SI中作出肯定的判定时，在相应于转换控制单元106及学习修正控制单元110的S2中，释放前进挡离合器Cl并接合皮带驱动离合器C2的升挡(接合/释放状态的转换，有级换挡)开始，且同时开始换挡时间t的测量。在相应于转换控制单元106的S3中，判定升挡是否已经完成。当在S3中作出否定的判定时，在相应于转换控制单元106的S7中，升挡被继续实行，并且处理返回S3。
[0075]当在S3中作出肯定的判定时，在相应于学习修正控制单元110的S4中，结束换挡时间t的测量。接着，在相应于学习修正控制单元110的S5中，事先设定的目标换挡时间t*与当前测量的换挡时间t之间的差At(= |t —1*|)被计算，并判定计算出的差At是否超过提前设定的预定值α。当在S5中作出否定的判定时，例程结束。当在S5中作出肯定的判定时，在相应于学习修正控制单元110的S6中，存储在换挡开始判定单元108中的、用于判定升挡开始的发动机14的操作点或每个离合器的液压压力指令值改变为新的值，从而使换挡时间t接近目标换挡时间t*。
[0076]如上文所描述的那样，根据本实施例，一般地，燃料消耗量随着发动机14的操作点远离最优燃料消耗线而增加。因此，在动力传递路径的转换(换挡)期间，期望的是使发动机14的操作点追踪最优燃料消耗线;然而，存在换挡时间延长且构成每个离合器的摩擦材料的耐久性降低的可能性。因此，通过设定发动机14的操作点而使得在动力传递路径的转换(换挡)期间操作点跨过发动机14的最优燃料消耗线，在换挡过渡期间内能够使用邻近最优燃料消耗线的区域，所以换挡期间的燃料消耗量减少，且换挡时间t的延长被抑制，结果是离合器的耐久性的降低也被抑制。例如，当使改变后的发动机14的操作点在动力传递路径转换结束时点处与最优燃料消耗线重合而没有跨过最优燃料消耗线时，燃料消耗量增加，因为在转换开始时点处与最优燃料消耗线的偏离度大;然而，当操作点跨过最优燃料消耗线时燃料消耗量减少。
[0077]根据本实施例，用于判定换挡开始的发动机14的操作点及换挡期间发动机转速Ne的变化率被设定，从而使换挡期间(动力传递路径转换期间)换挡前后的发动机转速Ne之间的中间值Nemid经过最优燃料消耗线或最优燃料消耗线的附近。因此，假设燃料经济性随着发动机14的操作点从最优燃料消耗线偏离而劣化，换挡期间的燃料消耗量被最小化。
[0078]根据本实施例，在换挡期间发动机14的操作点跨过最优燃料消耗线的范围中，用于判定换挡开始的发动机14的操作点及换挡期间的发动机转速Ne的变化率被设定，从而使发动机14在换挡期间所消耗的燃料消耗量最小化。因此，在换挡期间操作点跨过最优燃料消耗线的范围中，换挡期间的燃料消耗量被最小化。具体地，用于判定换挡开始的发动机14的操作点及换挡期间的发动机转速Ne的变化率被设定，从而使换挡期间(动力传递路径转换期间)燃料消耗Mb与参照燃料消耗Ma之间的燃料消耗差Δ M(Mb-Ma)最小。因此，在换挡期间操作点跨过最优燃料消耗线的范围中，换挡期间的燃料消耗量被最小化。
[0079]根据本实施例，学习用于判定换挡开始的发动机14的操作点及换挡期间发动机转速Ne的变化率的学习控制被执行，从而使换挡所需的换挡时间t变成预先设定的目标换挡时间t*。以这样的构造，用于判定换挡开始的发动机14的操作点及换挡期间发动机转速Ne的变化率通过学习控制被改变为任何时候都恰当的值，所以能够总是将换挡时间t保持在目标换挡时间t*附近。
[0080]接下来，将描述本发明的另一个实施例。在下文的描述中，相似的参照数字指示与上文描述的实施例中共同的部分，并省略其描述。[0081 ]根据本实施例的车辆驱动系统130(下文中，驱动系统130)与根据上文描述的实施例的驱动系统12区别在于，齿轮行驶模式被选择的情况下齿数比EH(ExtraHi)被设定为小于无级变速机构20的最小速度比ymin的值。即，在比无级变速机构20的最小速度比γ min更高的速度侧的齿数比EH被设定。因此，在驱动系统130中，当行驶模式从皮带行驶模式转换为齿轮行驶模式时实行升挡，并且当行驶模式从齿轮行驶模式转换为皮带行驶模式时实行降挡。在齿轮行驶模式与皮带行驶模式之间的动力传递路径的转换中，前进挡离合器Cl与皮带驱动离合器C2的操作(换挡)与上文描述的实施例中的相似。其他构造与上文描述的驱动系统12中的相似，所以省略对其他构造的描述。
[0082]图7A与图7B是说明在车辆驱动系统130中，当在齿轮行驶模式下通过例如压下加速踏板实行降挡(急速降挡)时，设定换挡开始点的方法的视图，其分别相应于根据上文描述的实施例中的图4A与图4B。从图7B可以清楚地看到，齿轮行驶模式下的齿数比EH具有小于皮带行驶模式的最小速度比Ymin的值。齿轮行驶模式下的降挡相应于向无级变速机构20的最小速度比γ min的换挡，所述最小速度比γ min设定为比齿轮行驶模式的齿数比Ε?低的速度侧，即，从齿轮行驶模式向皮带行驶模式的转换(前进挡离合器Cl释放且皮带驱动离合器C2接合)。
[0083]在图7A与7B中，当在发动机14的操作点A处降挡开始时，恰在降挡后的燃料消耗是最优的，因为恰在降挡后的操作点a与最优燃料消耗线中的最小速度比γ min重合;然而，齿轮行驶模式下恰在降挡前操作点偏离最优燃料消耗线。另一方面，如上文描述的实施例中的情况那样，例如，通过将操作点从操作点B越过降档前后的最优燃料消耗线转换为操作点b，能够使用邻近降档前后的最优燃料消耗线的区域，所以燃料经济性也被改善。判定换挡开始点的具体方法可以如上文描述的实施例中的那样被判定。例如，通过设定操作点而使操作点在换挡前后的发动机转速Ne之间的中间值或邻近中间值处经过最优燃料消耗线，燃料消耗变得最优。可替换地，降挡期间的燃料消耗量基于发动机14的燃料消耗率特性被计算，且使燃料消耗量变得最小的换挡开始点被判定。详细的描述基本上与上文描述的实施例中相似，所以省略其描述。
[0084]换挡开始点的确定不限于从齿轮行驶模式向皮带行驶模式的转换。换挡开始点的判定也可应用于从皮带行驶模式向齿轮行驶模式的转换。例如，图7中的从操作点C向操作点c的升挡就是一个这样的例子。同样在该情况下，通过设定操作点而使得在从操作点C向操作点c的转换期间操作点跨过最优燃料消耗线，邻近最优燃料消耗线的区域被使用，所以燃料经济性改善。在从齿轮行驶模式向皮带行驶模式(从操作点B向操作点b)的转换(降挡)与从皮带行驶模式向齿轮行驶模式(从操作点C向操作点c)的转换(升挡)之间发动机操作点的线路之所以不同的原因是，为降挡与升挡设定了换挡线滞后。通过设定换挡线滞后，能够避免因例如经常重复地降挡与升挡而感到不适。
[0085]如上文的描述，同样通过配置为使得齿轮行驶模式中的齿数比EH被设定为小于根据本实施例的无级变速机构20的最小速度比γ min的驱动系统130，获得了与上文描述的实施例本质上相似的有益效果。
[0086]参照附图详细描述了本发明的实施例;然而，本发明还可应用于另外的模式。
[0087]例如，在上文描述的实施例中，驱动系统10的第一动力传递路径的齿数比EL被设定为大于无级变速机构20的最大速度比ymax，且驱动系统130的第一动力传递路径的齿数比EH被设定为小于无级变速机构20的最小速度比ymin。然而，第一动力传递路径可以配置为，可以选择性地可转换为齿数比EL与齿数比其中之一。在这样的情况下，齿轮行驶模式与皮带行驶模式之间的转换在齿数比EL与最大速度比γ max之间、或齿数比EH与最小速度比ymin之间实行，且发动机14的操作点被设定以便在这些转换中的任一个中跨过最优燃料消耗线。因此，能够实现燃料消耗量的减少以及离合器的耐久性降低的防止。
[0088]在上文描述的实施例中，无级变速机构20由带式无级变速器形成;作为替代，所述无级变速机构20可以根据需要可以替换为，例如环形无级变速器等。
[0089]根据上文描述的实施例的电子控制单元80被划分成为多个应用，例如用于控制发动机的电子控制单元、用于控制无级变速机构的电子控制单元及用于转换行驶方式的电子控制单元;然而，电子控制单元80并不总是需要被划分，并且可以由单个的电子控制单元形成。
[0090]上文描述的实施例仅是说明性的，基于本领域技术人员的知识，本发明可以以包括各种修改或改良的方式实施。
【主权项】
1.一种用于车辆驱动系统的控制装置，所述车辆驱动系统包括无级变速机构、传动机构及离合器机构，所述无级变速机构与所述传动机构相互并行地设置在输入轴与输出轴之间的动力传递路径中，从内燃机输出的转矩被传递至所述输入轴，所述输出轴与驱动轮联接从而传递动力，所述传动机构具有至少一个齿数比，所述离合器机构配置为，在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换，所述第一动力传递路径配置为，将所述转矩经由所述传动机构传递至所述输出轴，所述第二动力传递路径配置为，将所述转矩经由所述无级变速机构传递至所述输出轴，所述控制装置包括: 电子控制单元，其配置为: (a)通过控制所述离合器机构，将行驶期间的所述动力传递路径选择性地转换为所述第一动力传递路径与所述第二传递路径其中之一;并且 (b)在通过控制所述离合器机构对所述动力传递路径的转换中，控制所述动力传递路径转换期间的所述内燃机的操作点，从而使所述操作点跨过所述内燃机的最优燃料消耗线。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中 所述电子控制单元配置为，设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的操作点及所述转换期间的所述内燃机的转速的变化率，从而使得在所述转换期间所述动力传递路径的所述转换之前和之后的所述内燃机的转速之间的中间值经过所述最优燃料消耗线和所述最优燃料消耗线附近其中之一。3.根据权利要求1所述的控制装置，其中 所述电子控制单元配置为，设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的操作点及所述转换期间的所述内燃机的转速的变化率，从而使所述内燃机的燃料消耗量在所述转换期间所述内燃机的所述操作点跨过所述最优燃料消耗线的范围内被最小化，所述燃料消耗量是在所述转换期间被消耗的。4.根据权利要求3所述的控制装置，其中 所述电子控制单元配置为，设定用于判定所述动力传递路径的所述转换开始的所述内燃机的所述操作点及所述转换期间的所述内燃机的所述转速的所述变化率，从而使所述转换期间的燃料消耗与参照燃料消耗之间的差被最小化，并且当所述转换期间所述内燃机的所述操作点保持在所述最优燃料消耗线上时，所述参照燃料消耗被设定。5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的控制装置，其中 所述传动机构具有大于所述无级变速机构的最大速度比的齿数比、或小于所述无级变速机构的最小速度比的齿数比中的至少一个。6.—种车辆驱动系统的控制方法，所述车辆驱动系统包括无级变速机构、传动机构、离合器机构及电子控制单元，所述无级变速机构与所述传动机构相互并行地设置在输入轴与输出轴之间的动力传递路径中，从内燃机输出的转矩被传递至所述输入轴，所述输出轴与驱动轮联接从而传递动力，所述传动机构具有至少一个齿数比，所述离合器机构配置为，在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换，所述第一动力传递路径配置为，将所述转矩经由所述传动机构传递至所述输出轴，所述第二动力传递路径配置为，将所述转矩经由所述无级变速机构传递至所述输出轴，所述控制方法包括: (a)通过所述电子控制单元，通过控制所述离合器机构，将行驶期间的所述动力传递路径选择性地转换为所述第一动力传递路径与所述第二动力传递路径其中之一；以及 (b)在通过控制所述离合器机构对所述动力传递路径的转换中，通过所述电子控制单元控制所述动力传递路径的转换期间的所述内燃机的操作点，从而使所述操作点跨过所述内燃机的最优燃料消耗线。7.根据权利要求6所述的控制方法，进一步包括: 通过所述电子控制单元:设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的操作点及转换期间的所述内燃机的转速的变化率，从而使得在所述动力传递路径的转换期间所述转换之前和之后的所述内燃机的转速之间的中间值经过所述最优燃料消耗线和所述最优燃料消耗线附近其中之一。8.根据权利要求6所述的控制方法，进一步包括: 通过所述电子控制单元设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的操作点及转换期间所述内燃机的转速的变化率，从而使所述内燃机的在所述动力传递路径的转换期间所消耗的燃料消耗量在所述动力传递路径的转换期间所述内燃机的所述操作点跨过所述最优燃料消耗线的范围内被最小化。9.根据权利要求8所述的控制方法，进一步包括: 通过所述电子控制单元设定用于判定所述动力传递路径的所述转换开始的所述内燃机的所述操作点及转换期间所述内燃机的所述转速的所述变化率，从而使所述动力传递路径的转换期间的燃料消耗与参照燃料消耗之间的差被最小化，并且当转换期间所述内燃机的所述操作点保持在所述最优燃料消耗线上时，所述参照燃料消耗被设定。10.一种车辆驱动系统，包括: 输入轴，来自内燃机的转矩被传递至所述输入轴； 输出轴，其与驱动轮联接从而传递动力； 无级变速机构与传动机构，两者相互并行地设置在所述输入轴与所述输出轴之间的动力传递路径中，所述传动机构具有至少一个齿数比； 离合器机构，其配置为:在第一动力传递路径与第二动力传递路径之间选择性地转换，所述第一动力传递路径配置为，将所述转矩经由所述传动机构传递至所述输出轴，所述第二动力传递路径配置为，将所述转矩经由所述无级变速机构传递至所述输出轴；以及 电子控制单元，其配置为: (a)通过控制所述离合器机构，将行驶期间的所述动力传递路径选择性地转换为所述第一动力传递路径与所述第二动力传递路径其中之一;并且 (b)在通过控制所述离合器机构对所述动力传递路径的转换中，控制所述动力传递路径转换期间的所述内燃机的操作点，从而使所述操作点跨过所述内燃机的最优燃料消耗线。11.根据权利要求1O所述的车辆驱动系统，其中 所述电子控制单元配置为:设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的操作点及所述转换期间的所述内燃机旋的转速度的变化率，从而使得在所述转换期间在所述动力传递路径的所述转换之前和之后的所述内燃机的转速之间的中间值经过所述最优燃料消耗线和所述最优燃料消耗线附近其中之一。12.根据权利要求1O所述的车辆驱动系统，其中 所述电子控制单元配置为，设定用于判定所述动力传递路径的转换开始的所述内燃机的操作点及所述转换期间所述内燃机的转速的变化率，从而使所述内燃机的燃料消耗量在所述转换期间所述内燃机的所述操作点跨过所述最优燃料消耗线的范围内被最小化，并且所述燃料消耗量是在所述转换期间被消耗的。13.根据权利要求12所述的车辆驱动系统，其中 所述电子控制单元配置为，设定用于判定所述动力传递路径的所述转换开始的所述内燃机的所述操作点及所述转换期间所述内燃机的所述转速的所述变化率，从而使所述转换期间的燃料消耗与参照燃料消耗之间的差被最小化，并且当所述转换期间所述内燃机的所述操作点保持在所述最优燃料消耗线上时，所述参照燃料消耗被设定。14.根据权利要求10至13中任一项权利要求所述的车辆驱动系统，其中 所述传动机构具有大于所述无级变速机构的最大速度比的齿数比、或小于所述无级变速机构的最小速度比的齿数比中的至少一个。
【文档编号】F16H37/02GK105980740SQ201480075049
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年9月10日
【发明人】深尾光博, 近藤宏纪, 日野顕, 井上大辅, 伊藤彰英, 绫部笃志
【申请人】丰田自动车株式会社