[发明专利]在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正

说明书

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(torque hole)”。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。

发明内容

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。