[发明专利]在升挡期间提供转矩缺口填补的离合器转矩轨道校正

说明书

技术领域

本发明涉及一种在自动车辆变速器中控制速比升挡的系统和方法，其用于实现升挡期间减少的变速器输出轴转矩瞬变。

背景技术

已知的自动车辆的自动变速器包含级比控制以根据变化的驾驶状况实现速比改变。对于本说明书，术语“速比”定义为变速器输入轴转速除以变速器输出轴转速。

当驾驶情况需要变速器传动装置从低比率（高速比）到高比率（低速比）的比率转换时，发生所谓的速比升挡。传动装置可以包括，例如行星式齿轮系统或者平行轴式齿轮系统。通过摩擦转矩建立装置，例如多盘式离合器和多盘式制动器，实现自动齿轮比转换。摩擦转矩建立装置包括可以液压地或机械地促动的摩擦元件，例如多片式离合器和带式制动器。

级比自动变速器将多个摩擦元件用于自动齿轮比转换。当一个摩擦元件啮合并且第二摩擦元件分离时，从低齿轮比到高齿轮比的比率转换与离合器到离合器的升挡同步发生。一个摩擦元件可以称为前序离合器（off-going clutch）（OGC）。当可以被称为后继离合器（oncoming clutch）（OCC）的第二摩擦元件啮合以产生升挡时，前序离合器释放。升挡事件分为准备阶段、转矩阶段、惯性阶段。

在准备阶段中，变速器控制器降低OGC最大转矩以为其释放做准备，同时调节OCC促动器的位置以为其啮合做准备。在转矩阶段中，控制器以受控方式增加OCC最大转矩，而OGC仍然啮合或者被容许以受控的滑移率滑移。这导致通过OGC传递的转矩根据OCC的最大转矩的增加而显著下降。在紧接着准备阶段的转矩阶段中，控制器可以维持足够的OGC最大转矩以保持OGC牢固地啮合或锁定。可选择地，控制器可以容许OGC以受控的速率滑移。

在常规控制系统的转矩阶段，当变速器输出轴转矩下降时，通过OGC传输的转矩下降。这产生所谓的转矩缺口。大的转矩缺口可以被车辆乘员感受为不愉快的换挡震动。当OGC释放或者不具有明显的最大转矩时，惯性阶段开始。

发明内容

本发明的不同实施例提供了相关的优势。例如，不同的实施例消除或者减少升挡事件中的瞬变转矩干扰，例如转矩缺口效应。在具有压力操纵促动器的变速器控制系统的情况下，变速器控制器可以使用摩擦元件促动器压力提供估计的摩擦元件转矩目标。在一个实施例中，控制器执行软件控制策略中的控制算法，而无需知道后继和前序摩擦元件的实际转矩曲线。

在本发明的一个实施例的控制系统中，动力系传感器可以提供操作变量，例如输出转矩，的直接读取。转矩传感器可以连同变速器和传动系部件的物理性质和函数、支配那些函数和适当转移函数的算法一起为后继和前序离合器提供精确转矩值。在促动器压力的计算中，传感器以闭环方式提供用于校正摩擦元件转矩估计值的转矩回馈信号。

本发明包括用于调整促动器以实现输出轴的最小转矩干扰的控制策略。控制策略和相关的算法可以确定所需的离合器转矩，并且，根据离合器模式，假定将使用离合器压力指令和离合器转矩之间的已校准的转移函数传递此转矩。然而，离合器促动器是非线性的，并且其对于控制压力的响应受到如变速器油温和其他环境因素这样的变量的影响。这可以导致OCC转矩瞬变和干扰。转矩传感器可以提供升挡过程中的实际离合器转矩的实时反馈。

本发明阐述了一种反馈控制，其使用一个或多个传感器（例如转矩传感器）产生实际的实时传感器反馈（例如转矩反馈），以计算后继摩擦元件转矩从而确保后继摩擦元件转矩跟随目标转矩，并且获得所需的前序摩擦元件转矩从而确保前序摩擦元件根据换挡的特定阶段或者进度根据需要保持锁定。转矩传感器信号用于将校正的后继和前序摩擦元件转矩值计算成直接转矩测量值。例如，转矩传感器可以位于变速器转矩输入轴或者变速器转矩输出轴，或者位于这两个位置。其他位置的转矩可以使用传感器直接读数计算。

当变速器输入和输出转矩已知时，可以使用例如申请日期为2010年8月23日、专利申请号为12/861,387的美国专利申请所公开的技术计算换挡期间的摩擦元件转矩，该申请已转让予本发明的受让人。也可以参照申请日期为2009年4月9日专利公开号为2010/0262344的美国专利申请，其也已转让予本发明的受让人。这些参照阐明了，例如，如果仅测量输出轴转矩时如何估计输入轴转矩，反之亦然。

通过了解摩擦元件转矩，可以改善算法的性能和可预测性，因为能够确定摩擦元件转矩是否实际达到并能够提供OCC促动器压力的精确调节，使得在OGC保持锁定时OCC的转矩瞬变最小化。使用控制方程确定OCC最大转矩的目标水平，以实现从升挡的转矩阶段到惯性阶段的无缝输出轴转矩转换。