在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正的制作方法与工艺

在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正本申请是申请日为2012年06月08日、申请号为201210189651.0、发明名称为“在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正”的发明专利申请的分案申请。技术领域本发明涉及一种自动车辆的动力系中的多档变速器机构以及一种在升档期间实现摩擦扭矩建立元件的平稳接合和分离的策略。

背景技术：
有级自动变速器利用多个摩擦元件实现自动换档。当一个摩擦元件接合并且另一个摩擦元件分离时，在同步离合器至离合器升档过程中出现从低档到高档的档位变化。所述一个摩擦元件可被称为即将分离的离合器(OGC)。在另一个摩擦元件(可被称为即将接合的离合器(OCC))接合以实现升档时，所述一个摩擦元件分离。升档事件被分为准备阶段、扭矩阶段和惯性阶段。在准备阶段期间，OCC致动器被激活，从而为OCC的接合做准备，同时OGC保持的扭矩容量减小，从而为OGC的分离做准备。在扭矩阶段期间，OCC扭矩以受控的方式被增加，而OGC仍被接合，或者允许OGC以受控的滑移率滑移。在传统的变速器升档过程中OCC的接合与OGC的分离同时进行，这会导致经过传动装置的两条扭矩流路径被瞬间激活。在扭矩阶段期间，从输入到输出保持较低档位的速比。然而，当OCC获得扭矩容量而OGC丧失扭矩容量时，较大一部分输入扭矩转到较高档位的路径，直到OGC不再具有任何容量，全部扭矩均转到较高档位的路径(具有较低的变矩比)为止。因此，在扭矩传递的短时间间隔内，在后续的变速惯性使输出扭矩再次升高之前，输出扭矩的放大倍数从较大的值变为较小的值。输出扭矩的这种瞬间降低和后续升高被称为“扭矩洞(torquehole)”。这导致车辆乘员感觉到不舒适的换档冲击。当OGC分离或者OGC的扭矩容量相当小时，惯性阶段开始。

技术实现要素：
本发明的目的在于：在升档事件期间消除或减小扭矩洞的影响，同时减少瞬时扭矩扰动。就具有压力操作式致动器的变速器控制系统而言，变速器控制器可利用摩擦元件致动器的压力来提供估计的摩擦元件扭矩目标值。控制器在不知道即将接合的摩擦元件和即将分离的摩擦元件的实际扭矩轮廓的情况下执行软件控制策略中的控制算法。在实现本发明的控制系统中，动力系传感器提供操作变量(诸如，输出扭矩)的直接读数。这些操作变量与变速器和传动系组件的物理性质和函数、控制这些函数和适当的传递函数的算法一起用于提供关于即将接合的离合器和即将分离的离合器的准确的扭矩值。在计算致动器压力的过程中，所述传感器提供扭矩反馈信号，从而以闭环的方式校正摩擦元件扭矩的估计值。本发明包括一种控制策略，该控制策略用于协调致动器，以使输出轴处的扭矩扰动最小。如果在没有传感器提供的实际扭矩反馈的情况下使用该算法，则该算法无法实时准确地估计升档期间的离合器扭矩。所述算法确定期望的离合器扭矩，并基于离合器模型假设该扭矩将利用离合器压力命令和离合器扭矩之间的校准传递函数进行传递。然而，离合器致动器是非线性的，并且它们对控制压力的响应受诸如变速器油温的变量以及其他环境因素的影响。这会导致OCC扭矩瞬变或扰动。本发明利用使用一个或多个传感器(例如，扭矩传感器)的反馈控制来产生实际、实时的传感器反馈(例如，扭矩反馈)，以计算即将接合的摩擦元件扭矩从而确保即将接合的摩擦元件扭矩追踪目标扭矩，并获得期望的即将分离的摩擦元件扭矩从而获得即将分离的摩擦元件的受控滑移。用于计算即将接合的摩擦元件和即将分离的摩擦元件的当前校正的扭矩值的扭矩传感器信号是直接的扭矩测量值。例如，扭矩传感器可位于变速器扭矩输入轴上或者位于变速器扭矩输出轴上，或者位于变速器扭矩输入轴和变速器扭矩输出轴两者上。可利用传感器的直接读数来计算其他位置处的扭矩。当变速器输入扭矩和变速器输出扭矩已知时，可利用于2010年8月23日提交的第12/861,387号美国申请(已经转让给本发明的受让人)中公开的技术来计算换档期间的摩擦元件扭矩。也可参考于2009年4月9日提交的第2010/0262344号美国专利公布(同样已经转让给本发明的受让人)。这些参考文献解释了(例如)如何在仅测量输出轴扭矩的情况下估计输入轴扭矩，以及如何在仅测量输入轴扭矩的情况下估计输出轴扭矩。通过获知摩擦元件扭矩，可提高算法的性能和可预测性，这是因为可确定实际上是否已经达到了摩擦元件扭矩，并可提供对OCC致动器压力的准确调节，从而当OGC具有受控滑移时，OCC处的扭矩瞬变被最小化。利用控制等式确定OCC扭矩容量的目标级，以实现输出轴扭矩从升档扭矩阶段到惯性阶段的无缝过渡。已经转让给本发明的受让人的同时待决的部分继续姊妹专利申请公开了一种控制策略，该控制策略在没有传感器反馈的情况下在多档变速器中实现平稳升档。所述同时待决的专利申请是于2010年8月18日提交的第12/858,468号申请。本申请具有与所述同时待决的申请共有的一些特征。附图说明图1是处于第一档或低档操作模式的中间轴式变速器的示意图，其包括选择性地且交替地接合和分离的串联式扭矩输入离合器。图1a是图1的齿轮装置的示意图，其中，齿轮元件被调节为处于高档或第二档操作模式。图2是能够实现本发明的行星式变速器的示意图，其中，行星齿轮元件被调节为处于低档或第一档操作模式。图2a是对应于图2的示意图，其中，元件被调节为处于第二档或高档操作模式。图2b是能够实现本发明的另一行星式变速器的示意图。图3是同步离合器至离合器升档控制的时间曲线图，所述升档控制的特点是在输出轴处具有所谓的扭矩洞。图4是对应于图3的本发明的同步升档控制的时间曲线图，其中，消除了扭矩洞。图5是示出当即将分离的离合器正在滑移时，本发明的同步升档控制的控制策略的功能流程图。图6是示出当即将分离的离合器正在滑移时，用于非同步升档的可选控制策略的功能流程图。图7是示出当即将分离的离合器正在滑移时，用于非同步升档的另一可选控制策略的功能流程图。图8是在扭矩阶段期间，离合器致动器的位置和输入轴扭矩与时间的关系的曲线图。图9是用于离合器的传递函数的曲线图，该传递函数用于计算给定的离合器致动器位置下的离合器扭矩。具体实施方式根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种及可选的形式实施。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被夸大或缩小，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅被解释为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基准。图1以示意性的形式示出了能够实现本发明的中间轴式变速器，以及涉及档位变化的变速器组件的示意图。标号10表示可驱动地连接到扭矩源12的动力输入轴。输入轴10驱动离合器外壳14，离合器外壳14承载扭矩输入主动盘16，扭矩输入主动盘16与从动盘18和20呈交叉指型关系。具有任何公知设计的流体压力致动器或机电致动器被用于将从动盘18和20与主动盘16选择性地接合。从动盘20连接到中心扭矩输入轴22，从动盘18连接到扭矩输入套轴24。尽管在图1和图1a的示意图中仅示出了一个从动盘18和一个从动盘20，但在摩擦盘总成中可使用多个从动盘18和多个从动盘20。主动齿轮元件26和28被可驱动地连接到套轴24。齿轮元件26的节径小于齿轮元件28的节径。中心扭矩输入轴22被可驱动地连接到节径递减的主动齿轮元件30、主动齿轮元件32和主动齿轮元件34。当从动离合器盘20接合时，驱动扭矩通过接合的离合器盘20被分配到齿轮元件30、32和34。离合器盘20和18是可被称为串联离合器或双离合器36的离合器结构的一部分。当离合器盘18通过串联离合器36被接合时，来自扭矩源的扭矩被直接分配到扭矩输入齿轮26和28。图1的中间轴式变速器具有两个中间轴，如38和40所示。中间轴38可旋转地支撑第三档中间轴齿轮元件40、第四档中间轴齿轮元件42和倒档中间轴齿轮元件44。扭矩传递齿轮元件46直接连接到中间轴38。中间轴40可旋转地支撑节径逐渐减小的中间轴齿轮元件48、50和52。中间轴齿轮元件48是第一档齿轮元件，中间轴齿轮元件50是第五档齿轮元件，中间轴齿轮元件52是第六档齿轮元件。中间轴齿轮元件54和56也被中间轴40可旋转地支撑。在第二档操作期间，齿轮元件54可驱动地接合齿轮元件26。在反向驱动操作期间，中间轴齿轮元件56可驱动地接合反向驱动小齿轮(未示出)，反向驱动小齿轮进而可驱动地接合倒档齿轮元件44。连接到中间轴38的齿轮元件46可驱动地连接到齿轮元件58，齿轮元件58例如通过扭矩传递齿轮(图1中未示出)可驱动地连接到中间轴40。因为中间轴与中心轴22实际上不在同一平面内，所以扭矩传递齿轮和反向驱动小齿轮没有在图1的示意图中示出。齿轮58可驱动地连接到扭矩输出齿轮60，扭矩输出齿轮60可驱动地连接到车辆牵引轮。在第一档操作期间，齿轮48通过同步器离合器62被可驱动地连接到中间轴40，离合器36在盘18分离时接合盘20。此时，第二档同步器离合器64可驱动地接合齿轮元件54，以使齿轮元件54预先为第二档操作做准备。然后，动力从扭矩源经由离合器盘20传递到中心轴22，从而扭矩从齿轮34传递到中间轴40以及接合的齿轮58和60。通过使串联离合器的离合器盘20分离并使串联离合器的离合器盘18接合来实现从第一档到第二档的升档操作。为了实现从第一档到第二档的平稳过渡，盘18在盘20缓慢分离时接合，以适应离合器滑移。此时，第三档同步器离合器66接合，从而将中间轴齿轮元件40连接到中间轴38。这在变速器以第二档操作时预先选择第三档。当离合器盘20接合且离合器盘18分离时，通过串联离合器36来实现换至第三档的升档操作。此时，第四档同步器离合器68接合，以预先选择第四档。然后，通过使离合器盘20分离并使离合器盘18接合来实现从第三档到第四档的升档操作。此时，通过使同步器离合器70接合来预先选择第五档。然后，通过使摩擦盘20接合并使摩擦盘18分离来实现换至第五档的升档操作。此时，通过使同步器离合器72接合来预先选择第六档。通过再次交换串联离合器36的盘的接合状态来实现换至第六档的升档操作。离合器盘20在离合器盘18接合时分离。通过使前进同步器离合器分离并使反向驱动同步器离合器74接合来实现反向驱动。然后，反向驱动扭矩通过套轴24、齿轮26、齿轮元件54和齿轮元件56、反向驱动小齿轮、中间轴38以及扭矩传递齿轮元件46和58传递。如果扭矩源是内燃发动机，则升档控制将包括：微处理器75，微处理器75可具有常规设计；电子发动机控制器77，包括发动机燃料控制器和点火延迟控制器；变速器控制模块83。当扭矩源是发动机时，微处理器75接收输入信号，诸如，驾驶员期望的输入扭矩(τe_des)、输入速度(Ne)、驾驶员选择的档位范围(PRNDL)、变速器输入速度(Ninput)、发动机节气门位置(Tp)(如果扭矩源是节气门控制的发动机)以及变速器输出速度(Noutput)。随机存取存储器(RAM)从数据输入端口接收输入信号。中央处理单元(CPU)接收存储在RAM中的输入信号，并使用从RAM读取的信息来执行限定存储在ROM中的控制策略的算法。输出信号从信号输出端口被传输到控制器77和83。用于离合器的致动压力由泵85提供，泵85由发动机12驱动或者由电磁力致动器驱动。图1a示出了变速器以第二档(升档档位)操作期间的齿轮构造。当变速器以第二档操作时，如上所述，扭矩被传递到套轴24，并通过包括齿轮26、齿轮元件54以及传动齿轮58和60的第二齿轮组被传递。该齿轮装置可被称为第二齿轮组。之前参照图1描述的用于第一档位操作的齿轮装置在下文中可被称为第一齿轮组。图2和图2a示出了可实现本发明的行星式变速器的示意图。扭矩源可以是发动机76，发动机76驱动单一的行星齿轮单元82的齿圈80，单一的行星齿轮单元82具有中心齿轮84和行星架86。如果设计目标需要，则液力变矩器可被包括在变速器中。由于能够使用本发明的一些设计不需要变矩器，因此在图2和图2a中的78处以假想的虚线示出了变矩器。如果包括变矩器，则变矩器涡轮扭矩将为输入扭矩。如果不需要变矩器，则可将其删除。行星架86支撑与齿圈80和中心齿轮84啮合的行星小齿轮。来自行星架的输出扭矩驱动复合式行星齿轮组90的中心齿轮88。被支撑在共同的行星架96上的复合式行星小齿轮92和94分别与齿圈24和中心齿轮88啮合。齿圈连接到输出轴98。在低档操作期间，摩擦制动器100分离。制动器100可被称为离合器#1。其对应于离合器盘18松开或分离时的图1和图1a的串联离合器36。图2中的制动器102在低速档操作时接合，其对应于离合器盘20接合时的图1和图1a中示出的串联离合器36。图2中的离合器#2(制动器102)为行星架96提供反作用点。在104处示出的中心齿轮与复合式行星小齿轮92可驱动地啮合，该中心齿轮在低速档操作期间仅空转。在图2和图2a的齿轮装置以第二档操作时，中心齿轮104被制动器100固定，从而复合式行星齿轮单元的齿圈24以相对于单一的行星齿轮组82的行星架的速度增加的速率被驱动。为了进行该描述，将假设：如果动力系不具有液力变矩器，则输入到变速器的扭矩将被称为发动机扭矩(τe)。如果动力系具有变矩器，则发动机扭矩将被变矩器涡轮扭矩代替。图2b示出了可实现本发明的另一行星式有级自动变速器的示例。该变速器包括发动机驱动的扭矩输入轴11和变速器输入轴13’。变速器输出轴15将扭矩传递到变速器扭矩输出齿轮装置17。变矩器19可设置在发动机驱动的扭矩输入轴11和变速器输入轴13’之间。变矩器叶轮11与涡轮13呈流体流动关系。定子15设置在叶轮11的流动入口部分和涡轮13的流动出口部分之间。在图2b中示出的行星式变速器的示例中存在三个单一的行星齿轮单元21、23和25。输出扭矩从行星架27传递到扭矩输出齿轮装置。行星架27连接到齿轮单元25的齿圈并连接到输出轴15。超越联轴器29固定行星齿轮单元25的行星架31以防止其沿一个方向旋转，而沿相反方向提供自由轮转运动。在倒车操作和低档操作期间，联轴器33相对于变速器外壳25制动行星架31。在前进操作期间，齿轮单元21的中心齿轮通过前进联轴器37被固定到外壳。在中档操作期间，齿轮单元25的中心齿轮通过中档联轴器39被固定到外壳35。在直接驱动期间，变速器输入轴13’被直接联轴器41固定到齿轮单元25的中心齿轮，从而通过行星齿轮装置建立一一对应的传动比。当超速传动联轴器43接合时，超速传动联轴器43将齿轮单元25的行星架和齿轮单元23的齿圈直接连接到输入轴13’。图1示出了用作变速器的扭矩源的发动机12。如果变速器具有变矩器，则发动机速度将与变矩器叶轮的速度相等，并且轴10处的变速器输入速度将与变矩器涡轮速度相等。如上所述，在本发明的公开的实施例中的扭矩传感器用于获得即将接合的离合器扭矩和即将分离的离合器扭矩的直接读数。就图1和图1a的中间轴式变速器而言，扭矩传感器10’位于扭矩输入轴10上，扭矩传感器39’位于扭矩输出轴39上。来自传感器10’的测量值表示当在升档操作的扭矩阶段期间没有明显的惯性扭矩时，即将接合的离合器扭矩和即将分离的离合器扭矩之和。基于测量值可通过预先校准而被可读地获得的离合器致动器的位置或作用力，离合器扭矩可被分解为即将接合的离合器扭矩水平和即将分离的离合器扭矩水平。可选地，扭矩传感器10’可位于中心扭矩输入轴22或扭矩输入套轴24上。在这种情况下，22和24处的扭矩测量值分别直接表示通过离合器20和18传递的扭矩。就图2和图2a的行星式变速器而言，扭矩传感器81位于驱动行星齿轮单元82的齿圈80的变速器扭矩输入轴上，扭矩传感器91位于被复合式行星齿轮单元90的齿圈24驱动的变速器扭矩输出轴上。就图2b的变速器而言，扭矩传感器13”位于扭矩输入轴13’上，扭矩传感器15’位于扭矩输出轴15上。根据用于图1和图1a中示出的类型的中间轴式变速器的传统的升档控制方法，图3示出了当发动机具有恒定的节气门设置时，用于公知的典型升档事件(从低档配置(即，高扭矩比)到高档配置(即，低扭矩比))的策略的时间曲线图。本发明的这种策略还将应用于诸如图2和图2a的复合行星式变速器以及图2b的行星式变速器的变速器。升档事件被分为准备阶段、扭矩阶段和惯性阶段。在准备阶段期间，如86处所示，离合器20(即将分离的离合器)的扭矩容量减小，以为其分离做准备。然而，在88处保持足够的离合器扭矩容量，以仅允许在准备阶段接近结束时出现小的初始滑移，如输入扭矩虚线106和OGC线86之间的小间隔所示。变速器控制器83调节离合器18(离合器#2，被称为即将接合的离合器)的致动器，以为其接合做准备。那时，在同步升档事件中，即将接合的离合器18尚未具有相当大的扭矩。在图3中示出的控制的扭矩阶段期间，如91处所示，即将分离的离合器扭矩容量进一步减小，而控制器83使即将接合的离合器扭矩容量增加，如93处所示。如果变速器不具有位于发动机和离合器36之间的变矩器，则发动机速度和输入轴速度相等。然而，如随后将在图4的讨论中所解释的，可对即将分离的离合器扭矩容量91进行控制，以在91处产生目标级小的滑移，这使得发动机速度95高于轴的速度。当即将分离的离合器滑移(在即将接合的离合器上还没有任何扭矩容量)时，即将分离的离合器扭矩91或者由滑移所产生的摩擦扭矩驱动轴22(见图1和图1a)以及下游的齿轮元件(齿轮组#1)直到输出轴。即将接合的离合器扭矩93的增加开始平衡从发动机分配的扭矩，并使即将分离的离合器扭矩容量需求91减小。因此，即将分离的离合器与即将接合的离合器协同工作，以在即将分离的离合器扭矩减小(如91处所示)时使即将分离的离合器保持目标级滑移。在图3中示出的换档特性的扭矩阶段期间，即将接合的离合器扭矩容量(离合器#2容量)的增加使流经即将分离的离合器的净扭矩减小。这使扭矩路径从低档(具有较高的机械扭矩放大倍数)切换至高档(具有较低的机械扭矩放大倍数)。因此，输出轴扭矩明显降低(如97处所示)，产生所谓的扭矩洞。大的扭矩洞会使车辆乘员感觉到动力系性能迟缓或者不舒适的换档冲击。当即将分离的离合器容量减小至相当小的水平(如98处所示)时，惯性阶段开始。如100处所示，即将接合的离合器(离合器#2)具有足够的扭矩容量，使得发动机速度(如102处所示)降低到接近轴#2的速度(如104处所示)。如106处所示，图3示出了在惯性阶段期间减小的输入扭矩。这通常归因于发动机点火正时控制，发动机点火正时控制常用于传统的换档控制方法中，使得即将接合的离合器能够在无需过量的扭矩容量的情况下在目标换档持续时间内接合。如图3中所示，当离合器#2(即将接合的离合器)接合时，换档事件结束。然后，输入轴被稳固地结合到轴24(见图1)，从而使发动机速度102与轴速度104匹配。在108处消除了在106处出现的发动机扭矩减小，并且输出轴扭矩恢复到与在高档配置期间发动机扭矩水平相当的水平。与图3中示出的升档特性对比，图4示出了本发明的升档控制方法的实施例的升档特性。在准备阶段期间，控制器83使即将分离的离合器(盘20)的扭矩容量减小，以为其分离做准备，如110处所示。控制器还调节离合器18(即将接合的离合器)的致动器活塞，以为其接合做准备。在扭矩阶段期间，如图4中的112处所示，控制器83使即将接合的离合器的目标扭矩增加，以为OCC根据期望轨迹112的接合做准备。致动器校正在112’处示出。通过利用扭矩传感器数据来实现这些校正。这些校正帮助离合器扭矩与目标扭矩更好地匹配，并减小由于离合器致动器传递函数中的不可预见或无典型特征的变化而导致的误差。如114处所示，输入扭矩增加，同时允许离合器盘20以受控的水平滑移。如124处所示，即将分离的离合器盘20的滑移导致输入速度略大于116处示出的轴速度。这对具有滑移的即将分离的离合器适用，但对具有锁定的即将分离的离合器不适用。当即将分离的离合器20滑移时，其摩擦扭矩传递到轴22。因此，通过调节即将分离的离合器扭矩容量118，变速器控制器可主动地管理驱动结合到齿轮装置(连接至轴22)的齿轮的扭矩水平。类似地，当即将接合的离合器在扭矩阶段期间滑移时，其扭矩容量(在112处示出)传递到轴24，轴24驱动连接至轴24的齿轮装置(齿轮组#2)。因此，当即将分离的离合器(OGC)和即将接合的离合器(OCC)均在扭矩阶段期间滑移时，输出轴扭矩τos在数学上可被描述为：τos＝Gonτon+Goffτoff等式(1)其中，τon是OCC扭矩容量，τoff是OGC扭矩容量，Goff是低档操作的传动比，Gon是高档操作的传动比。等式(1)可被重新整理为：将τos改写为τos,des，等式(2)可被表示为：其中，τos,des是期望的输出轴扭矩。当OGC在扭矩阶段期间滑移时，本发明的控制等式(3)提供系统的方法来自校准OCC扭矩容量τon的水平，以实现期望的输出扭矩轮廓τos,des。更具体地讲，扭矩轮廓τos,des可被具体说明为使输出轴扭矩120在扭矩阶段之前(从点71到点73)以及在扭矩阶段之后(在点73之后)平稳地过渡，从而消除或减小扭矩洞。基于OGC致动器位置或夹持力，可对OGC扭矩容量τoff进行估计和主动调节。因此，对于给定的τoff，等式(2)明确规定了用于实现期望的输出轴扭矩120所需的OCC扭矩容量τon(112)的水平。在扭矩阶段期间，动力系控制器75和发动机控制器77控制发动机扭矩114或输入轴扭矩，以使OGC滑移保持在期望水平。这可(例如)通过调节发动机扭矩114来实现，在控制器的单独的控制循环或后台循环中，独立于OCC和OGC扭矩控制，基于OGC滑移测量值利用闭环节气门控制、阀正时控制或燃料控制或发动机点火正时控制来调节发动机扭矩114。变速器控制器83(图1)可在扭矩阶段期间保持足够的OGC扭矩容量，而不使OGC出现滑移。在这种情况下，OGC仍将发动机扭矩的一部分传递到轴#1(22)。输出轴扭矩被描述为：τos＝Goffτin+(Gon-Goff)τon等式(4)其中，输入轴扭矩τin可等同为输入扭矩τe(当变速器不具有变矩器时)。用期望的扭矩轮廓τos,des来代替τos，等式(4)可被重新整理为：扭矩变量τos和τe可被表示为：以及τe＝τe0+Δτe等式(6)其中，是在扭矩阶段开始时的输出轴扭矩，是在扭矩阶段开始时的发动机扭矩。Δτos表示在扭矩阶段开始之后经过时间Δt时的输出轴扭矩变化，Δτe表示在扭矩阶段开始之后经过时间Δt时的发动机扭矩变化。将等式(6)代入等式(5)中，得到：OCC扭矩τon可被写成：其中，是在扭矩阶段开始时的OCC扭矩容量，Δτon是在Δt处的OCC扭矩变化。将等式(8)代入等式(7)中，得到：其中，Δτoff≡τe-Δτon。(注意：等式(9)与等式(3)的表现形式相同，等式(3)为用于OGC滑移的控制等式)。在扭矩阶段期间(如果OGC保持锁定)，控制等式(5)、(7)和(9)提供系统的方法来自校准OCC扭矩容量(τon)的水平，以实现期望的输出扭矩轮廓(τos,des)。更具体地讲，扭矩轮廓τos,des可被具体说明为使输出轴扭矩120从扭矩阶段之前的时刻平稳地过渡到扭矩阶段之后的时刻，从而消除或减小扭矩洞。对于给定的τin或τe，等式(5)明确规定了用于实现目标输出扭矩轮廓τos,des所需的OCC扭矩容量τon的水平。可选地，对于给定的即将接合的离合器扭矩，等式(5)可用于系统地确定用于实现期望的输出轴扭矩τos,des所需的目标发动机扭矩τe或τin。一旦确定了目标级，便可通过发动机节气门控制、点火正时控制、进气阀和排气阀正时控制或者通过辅助扭矩源(诸如，电动机)来控制τe或τin。(注意：在等式(5)中，发动机扭矩控制被结合到OCC扭矩控制)。当OGC分离时，惯性阶段开始(图4中的73处)。OGC仅以相当小的水平传递扭矩，而OCC具有足够的扭矩容量(如122处所示)，以使输入速度124降低，使得输入速度124接近轴#2的速度(如126处所示)。在这种情况下，等式(3)和等式(5)均可被简化为：因此，在惯性阶段中，输出轴扭矩τos(120)主要受OCC扭矩容量τon(122)的影响。根据本发明，等式(10)用于提供在惯性阶段期间用于实现输出轴扭矩轮廓τos,des(120)从扭矩阶段到惯性阶段的无缝过渡所需的目标OCC扭矩容量τon。τon是前馈项。此外，存在反馈以及发动机扭矩改变的效果。图4示出了在惯性阶段期间减小的输入扭矩。这通常归因于根据在传统的换档控制方法中常用的发动机点火正时控制，使得OCC能够在无需过量的扭矩容量的情况下在目标换档持续时间内接合。当OCC被稳固地接合从而将输入轴10与轴#2(24)结合时，换档事件结束。然后，在130处消除了发动机扭矩减小，并且输出轴扭矩恢复到与在高档配置中发动机扭矩水平相当的水平132。图5示出了当OGC在扭矩阶段期间滑移时，用于本发明的同步换档控制的控制流程图。图5描述了用于实现图4中示出的换档控制的系统的方法。如上所述，本发明的优点之一在于：将OCC控制(在虚线框136内示出)与发动机控制140和OGC控制144分离。在140处，可通过闭环控制来主动独立地管理发动机扭矩，以实现期望的OGC滑移速度。通过OGC致动器的位置或力的闭环控制或开环控制来调节OGC扭矩容量。在扭矩阶段期间，控制器首先选择期望水平的输出轴扭矩(138)。控制器还在143处选择期望的OGC扭矩。在143处选择了期望的OGC扭矩之后，在140处控制发动机以实现期望的滑移(如上所述)。同时，在144处调节OGC致动器，以实现期望的OGC扭矩。在145处，基于即将接合的离合器扭矩的测量值来计算反馈扭矩校正(τon,fb(k))。可选地，可通过基于其他位置(诸如，输出轴)处的扭矩测量值计算的OCC扭矩来确定反馈扭矩校正(τon,fb(k))。由于离合器扭矩改变过程中的固有变化性，因此需要进行这种校正。如上所述，该变化性由于离合器致动器传递函数中的不可预见或无典型特征的变化或者不规则性而产生。此外，不规则性可能由于(例如)温度变化、黏度变化、致动器结构中机械元件的磨损、杂质、致动器流体的冷却速率等而产生。在用于同步离合器至离合器升档的曲线图中的93处示出的递增的即将接合的离合器扭矩是基于理论模型。在实际操作中，离合器致动器对压力命令的响应受上述环境因素的影响。在图4中的112’处示出的曲线图由叠加在线性虚线112上的不规则虚线扭矩校正表示。该校正是与瞬时扭矩不规则性相反的反馈。自扭矩传感器测量值推导出该校正。线性虚线112是与图3中的93处示出的时间轨迹(timetrace)对应的即将接合的离合器压力(或关于给定的离合器系统的其他致动参数)的理论线性时间轨迹。本发明的策略将减小扭矩瞬变，使得由此得到的即将接合的离合器压力轨迹将与图4中的112处示出的线性虚线更加接近。对即将接合的离合器扭矩的这种校正基于利用图1中的10’和39’所指示的一个或多个扭矩传感器测量的实际扭矩值进行。扭矩传感器10’测量输入轴扭矩，扭矩传感器39’测量输出轴扭矩。如果与即将分离的离合器相关的传动比(Goff)以及与即将接合的离合器相关的传动比(Gon)已知，则可使用扭矩传感器测量值。在图5中的146处示出了基于期望的OGC扭矩计算前馈即将接合的离合器扭矩。在图5中的步骤148处执行对前一处理器控制循环(k-1)中的命令的扭矩与当前处理器控制循环(k)中当前的测量值之间的差异的校正。也可使用其他传感器(诸如，输入轴速度传感器和输出轴速度传感器)来计算即将接合的离合器反馈扭矩。因此，即将接合的离合器反馈扭矩可被表示为输入轴扭矩传感器读数、输出轴扭矩传感器读数、输入轴速度传感器读数和输出轴速度传感器读数的函数。在前述同时待决的专利申请(即，已经转让给本申请的受让人的第12/861,387号申请和第2010/0262344号专利公布)中阐明了用于实现这一目的的等式。控制器在146处利用等式(3)自校准所需水平的OCC扭矩容量之后，控制器在148处调节OCC致动器的位置或OCC的扭矩容量，以实现期望的输出轴扭矩。在150处，控制器基于校准的阈值OGC扭矩判断扭矩阶段是否结束。如果扭矩阶段没有结束，则控制器重复控制循环，如153处所示。针对下一个控制器循环时间步长k+1，控制器在138处重新估计期望的输出轴扭矩，并在143处选择OGC扭矩。当在150处OGC扭矩变得足够小或者OGC扭矩小于预先指定的阈值τoff,thres时，扭矩阶段结束。然后，控制器在152处使OGC离合器分离，并在154处移至惯性阶段控制。在154处，使用等式(10)确定目标OCC扭矩，以使输出轴扭矩从扭矩阶段无缝过渡到惯性阶段。图6示出了将实现即将接合的离合器扭矩特性、即将分离的离合器扭矩特性和发动机扭矩特性以避免前面描述的输出轴扭矩扰动的可选控制策略。如前所述，在图5的策略中，选择的输出轴扭矩被用于计算即将接合的离合器扭矩(如图5中的框146所示)。不管使用图5的策略还是使用图6的策略，目的都是为了确保发动机扭矩在整个扭矩阶段的持续时间内都将高于即将接合的离合器扭矩。如图4中所示，在扭矩阶段中出现的扭矩交换(torqueexchange)期间，发动机速度将保持高于即将分离的离合器速度。这防止了扭矩反向。在图6中，在扭矩阶段开始(框212)之前，即将分离的离合器扭矩将会减小至略小于输入扭矩的值。这发生在如图4中示出的准备阶段期间。然后，如213处所示，选择期望的输出轴扭矩，而在步骤213之后并非如在图5的策略程序的情况那样选择期望的即将分离的离合器扭矩，如图6中所示，在214处选择期望的滑移。选择的值是将在扭矩阶段期间防止扭矩源输入速度爆发的值。如果发动机为扭矩源，则滑移扭矩取决于发动机速度的变化率(α)以及发动机惯性(I)。这在214和217处示出。在框214处确定了期望的滑移之后，在框215处确定目标输入扭矩。该输入扭矩(τi,tgt)是期望的输出轴扭矩的函数。目标输入扭矩是在换档顺序到达扭矩阶段结束之前存在于控制器的每个控制循环中的扭矩。如框216处所示，如果目标输入扭矩与期望的滑移扭矩之和小于预先校准的最大值，则程序将继续进行到框218，在框218处，在扭矩阶段期间的任何时刻输入扭矩的变化(Δτi)等于目标输入扭矩(τi,tgt)与扭矩阶段开始时的输入扭矩的变化(Δτi,扭矩阶段开始时)之差。如果在216处目标输入扭矩与离合器滑移扭矩之和大于τi的最大值，则程序在217处进行重新计算，直到216处的询问结果为真为止。在219处选择期望的即将分离的离合器扭矩τoff(k)，在219处还计算即将分离的离合器扭矩的增量Δτoff。相应地，在227处调节即将分离的离合器致动器。在220处利用等式τon,tgt＝Δτoff+Δτi计算即将接合的离合器目标扭矩τon,tgt(续增到τon,ff(k))。在228处基于测量的OCC扭矩(扭矩传感器输出)确定反馈校正τon,fb(k)，并在230处调节OCC致动器，以获得τon(k)，其中，τon(k)＝τon,ff(k)+τon,fb(k)。然后，在223处，输入扭矩τi(k)向目标输入扭矩τi,tgt续增。下标ff表示前馈项，下标fb表示反馈项，k是控制循环指示器。在222处调节发动机控制器，以获得发动机扭矩τe(k)。如果在框224处τoff不小于校准阈值，则程序将返回到开始，然后在下一个控制循环k+1中重复。否则，OGC将在225处分离，在226处，通过等式τon＝τos,des/Gon来确定期望的OCC扭矩。“G”是OCC扭矩流路径中的齿轮装置的传动比。通过在扭矩阶段开始时确定219处的即将分离的离合器扭矩的增量(扭矩的变化)与在218处计算的输入扭矩的增量之和来计算即将接合的离合器目标扭矩(τon,tgt)。在227处调节OGC致动器，以获得在步骤219处选择的OGC扭矩。然后，输入扭矩向上续增到前馈目标值。该前馈目标值是扭矩阶段结束时的即将接合的离合器扭矩值。在图6中的223处示出了使输入扭矩续增的步骤。如果223处的续增结果是比预先校准的即将分离的离合器扭矩阈值小的即将分离的离合器扭矩，则即将分离的离合器将分离，如225处所示。与在图5的程序的情况一样，程序行进到惯性阶段，在惯性阶段，由226处示出的等式确定期望的即将接合的离合器扭矩。除了(例如)在扭矩阶段开始(在312处)之后选择期望的目标即将接合的离合器扭矩(在图7中的框313处示出)之外，图7的程序311与图6的程序211有些相似。相比之下，在图6的情况下，选择期望的输出轴扭矩的步骤始于扭矩阶段的开始。在314处选择了期望的滑移之后，图7的程序将在315处计算输入扭矩，使得输入扭矩将充分增加以匹配目标即将接合的离合器扭矩。通过图4的输入扭矩曲线图在扭矩阶段期间的上升斜率可以明显地看出输入扭矩的增加。如果目标输入扭矩大于最大校准输入扭矩(如316处所示)，则在程序将继续进行之前在317处对目标输入扭矩和即将接合的离合器扭矩的目标扭矩进行重新校准。如果框316处的询问结果为真，则程序将前进到框318，在框318处选择期望的即将分离的离合器扭矩。该期望的即将分离的离合器扭矩是扭矩阶段结束时的值。确定了期望的即将分离的离合器扭矩之后，在319处，即将接合的离合器扭矩向目标即将接合的离合器扭矩续增。在330处调节用于即将接合的离合器扭矩的离合器致动器，以获得目标即将接合的离合器扭矩。然后，程序将继续进行到图7中的框320，在框320处，输入扭矩向扭矩阶段结束时的目标扭矩续增，接着在322处进行控制器调节，以获得目标值。然后，与在图6的程序的情况一样，在323处进行判断，以确定即将分离的离合器扭矩是否小于预先校准的即将分离的离合器扭矩阈值。阈值扭矩被确定为使得在离合器致动器中将保持有残余扭矩，而非使即将分离的离合器扭矩降低至零。然后，即将分离的离合器分离(如324处所示)，并且程序继续进行到惯性阶段(如325处所示)。在图7中的动作框328、330和322处执行的控制程序步骤分别与在图6中的228、230和222处执行的步骤对应。此时，在控制程序中执行OCC反馈校正。离合器致动器可以是具有伺服活塞的流体压力致动器，其中，可在离合器接合期间测量活塞运动。在预先校准期间，通过台架试验获得致动器位置和离合器滑移扭矩之间的传递函数。该传递函数存储在用于车辆控制(包括扭矩连续输出控制)的微处理器75的存储器中。在图9中示出了该传递函数，图9是致动器位置与离合器扭矩之间的关系曲线图。在图9中的“X0”点处，致动器位置将对应于最小的非零离合器扭矩。所述传递函数被示出为位置与扭矩呈线性关系，但该关系可具有除了线性形状之外的任何形状。难以确定离合器实际开始呈现非零扭矩T0的位置“X0”。“X0”点受单元至单元的硬件变化性、装配工艺和离合器片磨损的影响。“X0”处的误差导致离合器扭矩估计不准确，这影响扭矩连续输出控制。当在发动机和离合器之间的输入轴处可获得扭矩测量值时，可准确地确定“X0”，这是因为当即将接合的离合器开始呈现非零扭矩(T0处)时，测量的输入轴扭矩由于离合器将附加载荷施加于轴上而瞬间增加。当两个离合器的“X0”均准确地已知时，即将接合的离合器滑移扭矩和即将分离的离合器滑移扭矩可利用其传递函数而被容易地计算出来。然后，调节即将接合的离合器和即将分离的离合器的扭矩值，以使其与总的输入轴扭矩测量值一致。例如，图1中的扭矩传感器10’将给出OGC和OCC的离合器滑移扭矩之和的准确的扭矩值。扭矩传感器10’将提供图8中的扭矩“Y”的准确的测量值。利用测量的即将接合的离合器的位置对该准确的测量值进行的校正将给出OCC扭矩的准确的测量值，可从扭矩传感器10’处的准确的扭矩测量值(在扭矩阶段中扭矩交换期间的任何给定时刻的OCC扭矩和OGC扭矩之和)中减去OCC扭矩，于是，将给出OGC扭矩的准确值。应该理解的是，本发明不限于示出和描述的准确的换档控制步骤。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对其进行各种变型和等同(包括对控制等式(3)、(5)、(7)和(9)的修改)，以使本发明能够适用于所有类型的自动变速器(既包括中间轴式变速器又包括行星式变速器)。