CN106015553A - 变速器校准工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变速器校准工具。变速器校准工具基于用户输入变速器拓扑描述而自动产生具体的齿轮箱模型。在变速器校准期间，所述工具接收来自变速器转速传感器和扭矩传感器的输入并估计每个齿轮元件和每个换挡元件的组件扭矩。在换挡事件或其它变速器事件之后，所述校准工具绘制随时间变化的组件扭矩，允许校准工程师更好地理解在所述事件期间发生的事，并因此减少校准所需的时间。所述校准工具还修正若干变速器组件模型并输出修正的模型以提供对实际的变速器组件行为的洞察。

Description

变速器校准工具

技术领域

本公开涉及车辆控制的领域。更具体地，本公开与用于辅助自动变速器的校准的工具有关。

背景技术

许多车辆被在宽的车速范围内使用，包括前向运动和倒车运动。但是，一些类型的发动机只能够在窄的速度范围内有效地运行。因此，能够在多种传动比下有效传输功率的变速器被频繁使用。变速器传动比是输入轴转速与输出轴转速的比值。当车辆处于低速时，变速器通常在高传动比下运行使得其放大发动机扭矩用于提高加速。在高车速下，在低传动比下运行变速器允许与安静的、有燃料效率的巡航相关联的发动机转速。

自动变速器的常见类型包括能够交替建立固定数量的功率流动路径的齿轮箱，每个流动路径与固定传动比相关联。齿轮箱包括多个换挡元件，诸如离合器和制动器。特定的功率流动路径通过接合换挡元件的特定子集建立。为了从一个功率流动路径转换到具有不同传动比的另一功率流动路径，一个或更多个换挡元件必须被释放，同时一个或更多个其它换挡元件必须被接合。一些换挡元件是被动装置，诸如单向离合器，而其它换挡元件响应于来自控制器的命令而接合或分离。例如，在许多自动变速器中，换挡装置是液压控制的摩擦离合器或制动器。控制器通过调节到螺线管的电流而调节换挡元件的扭矩容量，这调节阀门上的力，进而调节液压回路中的压力。

大多数变速器配备有起动装置。当车辆静止或非常缓慢地行驶时，齿轮箱输入转速小于发动机的最小运行转速。起动装置将来自发动机的扭矩传输到齿轮箱输入，同时允许发动机在可接受的转速下旋转。常见的起动装置是变矩器，它包括由发动机驱动的泵轮和驱动齿轮箱输入的涡轮。扭矩被从泵轮液力地传递到涡轮。许多变矩器还包括液压控制的锁止离合器，锁止离合器将泵轮连接到涡轮，绕过液力功率传递路径以提高较高车速下的效率。其它变速器使用主动控制的起动离合器作为起动装置。

现代自动变速器是由微处理器控制，微处理器在规则的间隔处调节每个换挡元件(包括任何锁止离合器)的扭矩容量。在每个间隔处，控制器收集指示驾驶员的意图的信息，诸如变速杆(PRNDL)、加速踏板和制动踏板的位置。控制器还收集关于车辆的当前运行状态(诸如速度)和发动机的当前运行状态的信息。渐增地，来自其他来源(诸如防抱死制动控制器和GPS***)的信息也是可用的。使用此信息，控制器确定是保持当前建立的功率流动路径还是换挡到不同的功率流动路径。如果控制器决定换挡到不同的功率流动路径，则控制器以协调的方式调节即将分离的换挡元件和即将接合的换挡元件的扭矩容量以使过渡尽可能平稳。控制器使用称为控制策略的计算机代码作出这些确定。控制策略通常包括大量的校准参数。在新的车辆设计被大量生产用于出售给公众之前，工程师必须设置这些校准参数的值。用于设定这些值的最常见的过程包括使物理原型车辆行驶通过大量的情景、观察车辆是否以合意的方式执行每个情景，如果不是，调整有关的校准参数的值并重复该情景直到结果合意。情景包括例如从特定齿轮比换挡到具有特定环境条件的特定速度和加速踏板位置下的特定齿轮比。由于大量的情景和大量的校准参数，校准过程非常耗时且成本高。

发明内容

一种变速器校准工具包括用户界面、变速器界面、处理器和显示器。变速器界面接收齿轮箱拓扑的描述。例如，拓扑可以包括：i)一系列齿轮传动组件，诸如行星齿轮组；ⅱ)在齿轮传动组件、输入轴和输出轴之间的一系列固定连接；ⅲ)一系列换挡元件，选择性地连接齿轮传动组件、固定元件、输入轴和输出轴；ⅳ)一系列变速器状态，指示接合哪些换挡元件以建立每个变速器状态；v)一系列转速传感器；vi)一系列扭矩传感器。变速器界面接收来自转速传感器和扭矩传感器的信号。处理器被配置为基于拓扑描述和传感器信号估计组件扭矩并将组件扭矩绘制在显示器上。组件扭矩可以是例如通过换挡元件传输的扭矩或通过齿轮传动组件施加的扭矩。

根据本发明的一个实施例，所述事件是换挡事件。

根据本发明的一个实施例，变速器组件是齿轮。

根据本发明的一个实施例，变速器组件是换挡元件。

一种校准变速器的方法包括：接收齿轮箱拓扑的描述；基于使变速器组件的扭矩与一个或更多个转速传感器读数和一个或更多个扭矩传感器读数相关的拓扑而开发模型；在换挡事件期间使用模型和传感器信号估计组件扭矩；在换挡事件之后显示所述扭矩。该方法还可以在换挡事件之间修正模型并输出修正后的模型。

根据本发明的一个实施例，变速器拓扑描述包括：一系列齿轮传动组件；在齿轮传动组件、输入轴、涡轮轴和输出轴之间的一系列固定连接；一系列换挡元件；一系列变速器状态，指示接合哪些换挡元件以建立每个变速器状态；一系列转速传感器；一系列扭矩传感器。

根据本发明的一个实施例，变速器组件扭矩包括由齿轮施加的扭矩。

根据本发明的一个实施例，变速器组件扭矩包括由换挡元件传输的扭矩。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括基于齿轮箱输入扭矩的独立估计而在换挡事件之间修正模型。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括输出修正后的模型。

附图说明

图1是变速器的示意图。

图2是用于基于拓扑描述而开发模型来预测齿轮箱元件的转速的流程图。

图3是用于基于拓扑描述而开发模型来预测由齿轮箱元件所施加的扭矩的流程图。

图4是用于在变矩器锁止离合器完全接合的情况下以固定齿数比运行变速器的流程图。

图5是用于在变矩器锁止离合器完全接合的情况下变速器换挡的流程图。

图6是用于在变矩器锁止离合器完全分离的情况下以固定齿轮比运行变速器的流程图。

图7是用于在变矩器锁止离合器完全分离的情况下变速器换挡的流程图。

图8是用于在变矩器锁止离合器部分接合的情况下以固定齿轮比运行变速器的流程图。

图9是用于在变矩器锁止离合器部分接合的情况下变速器换挡的流程图。

图10是用于利用校准工具辅助校准变速器设计的流程图。

图11是用于基于累计齿轮箱损失模型而修正具体的齿轮箱模型的流程图。

具体实施方式

在此描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采取各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出并描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合与变型可被期望用于特定应用或实施方式。

控制液压致动的自动变速器需要操纵多个压力命令来实现期望结果。期望结果可以是例如在随着时间变化的特定扭矩和速度特征下进行升挡或降挡。对于升挡，例如，期望结果可能是花费指定时间量的扭矩传递阶段之间，在惯性阶段期间的指定传动比随时间变化的曲线图。在开环控制中，控制器使用变速器模型计算什么样的压力命令会产生期望结果，然后命令这些压力值。该模型可以是基于测试代表性变速器的实验模型或者可以从物理定律和诸如尺寸的标称变速器特性得到。该模型不一定明确地表示在控制策略中。由于若干原因，变速器的实际行为可能与模型不同。第一，在相同设计的变速器之间有部件与部件间的变型。第二，特定的变速器由于逐渐磨损或不寻常的事件而随时间改变。第三，变速器响应大量的环境因素，诸如温度、大气压力等。当变速器与被用于校准控制策略参数的模型不同时，所述行为与期望行为不同。

为了在存在称为噪声因素的这些变化中改善控制，控制器可利用闭环控制。闭环控制改善诸如换挡的特定事件中的结果。在闭环控制中，控制器测量定义期望行为的特性，诸如传动比。测量值和目标值之间的差被称为误差。所命令的压力被设定为开环项加上一个或更多个闭环项。比例项(p项)与误差成比例，微分项(d项)与误差的微分成比例，积分项(i项)与误差的积分成比例。每个闭环项具有比例系数。这些系数被在校准期间设置，使得尽管存在噪声因素，结果朝向具有最小振荡的期望行为迅速收敛。

自适应控制改善了多个事件下的结果。一个事件之后，控制器利用事件期间进行的测量修改模型(有时候这是隐蔽的而不是明确地完成，诸如通过修改开环项)。由于模型变得对特定变速器和目前条件更具有代表性，所以未来事件的开环控制变得更好。这使得闭环项需要容许的误差最小化。

闭环控制和自适应控制均需要对定义期望行为的特性进行测量或估计。理想情况下，这可以通过使每个特性具有单独的传感器来实现。不幸的是，传感器会使设计增加成本和重量并引入故障模式。此外，某些参数难以测量，因为传感器需要被埋藏在变速器的不可访问的位置。因此，在实践中，传感器的数量和类型是受限制的。当对于定义期望行为的特性没有传感器时，可以利用模型基于可用的测量到的特性来估计值。当模型用于计算开环项时，这些模型都受到同类型的噪声因素。此外，模型可包括假设，仅在某些操作条件下使模型有效，诸如在2档时。为了在所有的相关操作条件下估计特性，控制器可能需要使用多个模型。在一些操作条件下，一个以上的模型可能是有效的，从而导致可能冲突的估计。在这种情况下，控制器必须确定信任哪个估计。控制器可以使用受信任的模型来修改其它模型以改善在受信任模型是不可用的操作条件下的估计。

为了校准自动变速器的策略，工程师建立初始校准，然后观察各种演练(maneuver)下的车辆行为，并调整校准参数以使行为更加合意。初始校准可以基于经验并基于类似车辆中的类似的变速器的最终校准值来建立。用于校准的车辆可以用另外的传感器进行检测，这些传感器在生产车辆中将不存在。生产控制器可以用特殊校准工具来代替，所述特殊校准工具运行控制策略、收集并记录来自传感器的信息以及将信息呈现给校准工程师。不同于生产控制器，校准工具允许校准工程师修改校准参数。校准参数包括标量参数，诸如闭环项中的比例系数。校准参数还包括被控制策略使用的许多查找表中的值。

校准是反复的过程。执行演练后，校准器必须将所观察的行为与期望行为进行比较，注意二者的差异，确定哪些校准参数很可能影响行为，确定如何调整这些参数中的一个或更多个以改善行为，在校准工具中输入调整，然后重复进行演练。在一些情况下，校准工程师对行为是否合意作出主观确定。但是，这可能会导致校准器之间的意见分歧。在其它情况下，校准器将所观察的行为与客观目标行为进行比较。如果客观目标未被表示为由仪器测得的量的项，则该比较是困难的。例如，针对在换挡期间良好的扭矩阶段的客观目标可以通过即将接合的与即将分离的换挡元件的扭矩和打滑速度项来表示。然而，这些量难以直接测量。因此，校准器必须进行重要的离线计算，或者客观目标必须以与期望行为较少直接相关的可测量的量的项的形式来重新定义。

即使当目标行为以可测量的量的项表示时，确定调整哪个校准参数可能是非常困难的。所述行为可能被大量的校准参数影响。如果校准器可以查看绘图(其中该绘图以与仅测量的量相对的组件速度和扭矩的项的形式精确描述演练期间会发生什么)，则缩小候选的校准参数容易得多。例如，仅查看升挡的输出扭矩跟踪可能使校准器怀疑在扭矩传递阶段发生了绑定。然而，很难确定即将接合的离合器是否被快速应用、即将分离的离合器是否被缓慢释放或者对变速器输入扭矩的命令的变化是否不合时宜。不仅是错误参数的调整对改善该演练下的行为不太有效，更容易对其他演练造成不利影响。如果校准器能够查看换挡期间每个组件的扭矩和速度的曲线图，他或她会更好地装备以迅速识别要调整的最佳参数。

将参照特定的变速器布局对多个模型进行讨论。利用这些模型来估计未测量参数的方法将参照可用的传感器读数的特定集合进行讨论。最后，讨论修正模型的方法。尽管讨论参考特定的变速器布局和传感器阵列，但是本领域的技术人员可以将所讨论的方法应用不同的变速器布局和传感器阵列。

图1示出了代表性的前轮驱动自动变速器。变速器包含在固定到车辆结构的壳体10中。输入轴12由车辆发动机驱动。输入轴可以经由将变速器与发动机扭矩脉动隔离的阻尼器连接到发动机。输出元件14驱动车辆车轮。输出元件14可以经由主减速器和差速器可驱动地连接到车轮。主减速器将动力传输到平行轴并将扭矩放大为固定主减速比倍。主减速传动装置可以包括副轴齿轮、链条及链轮和/或行星齿轮。差速器将动力在左前轮和右前轮之间分配，同时允许车辆转弯时轻微的速度差异。一些车辆可以包括将动力传递到后轮的动力输出单元。

变矩器16具有固定到输入轴12的泵轮18和固定到涡轮轴22的涡轮20。变矩器16将扭矩从输入轴12传输到涡轮轴22，同时允许涡轮轴22旋转得比输入轴12慢。当涡轮轴22旋转得显著慢于输入轴12时，变矩器导轮24通过单向离合器26保持不旋转使得施加到涡轮轴22的扭矩是输入轴12处提供的扭矩的倍数。当涡轮轴22的转速接近输入轴12的转速时，单向离合器26超越。变矩器16还包括锁止离合器或变矩器旁路离合器28，其选择性地将输入轴12连接到涡轮轴22。

齿轮箱30在涡轮轴22和输出元件14之间建立多个传动比。具体地，齿轮箱30具有三个行星齿轮组和五个换挡元件，建立六个前进传动比和一个倒车传动比。简单的行星齿轮组40、50和60各自具有绕同一轴线旋转的太阳轮42、52、62、行星架44、54、64和环形齿轮46、56、66。每个行星齿轮组还包括相对于齿轮架旋转并同时与太阳轮和环形齿轮啮合的多个行星齿轮48、58、68。行星架44被固定地连接到环形齿轮66和输出元件14，行星架54被固定地连接到环形齿轮46，环形齿轮56被固定地连接到行星架64，太阳轮52被固定地连接到涡轮轴22。

各种传动比可通过接合换挡元件的各种组合而建立。选择性地保持齿轮元件不旋转的换挡元件可被称为制动器，而选择性地将两个旋转元件彼此连接的换挡元件可以称为离合器。离合器72和74分别选择性地将涡轮轴22连接到行星架64和太阳轮62。制动器76和78分别选择性地保持太阳轮62和太阳轮42不旋转。制动器80选择性地保持行星架64不旋转。最后，单向离合器82被动地保持行星架64在一个方向上不旋转同时允许在相反方向旋转。表1示出了哪些换挡元件被接合以建立各个传动比。

表1

72

74

76

78

80/82

传动比

阶

倒挡

X

X

-3.00

71％

1挡

X

X

4.20

2挡

X

X

2.70

1.56

3挡

X

X

1.80

1.50

4挡

X

X

1.40

1.29

5挡

X

X

1.00

1.40

6挡

X

X

0.75

1.33

换挡元件72至80可以是液压致动的多片湿式摩擦离合器或制动器。在校准过程期间，校准工具用作控制器，通过其自身或者与将在生产中使用的微处理器进行合作。处理器84控制流向到每个换挡元件的变速器流体的压力。该处理器可调节到一个或更多个可变力螺线管的电流以控制供给到各个离合器的压力。当加压流体首先供给到换挡元件时，它使活塞移动到冲程位置(stroked position)。然后，活塞迫使摩擦片挤压在一起使换挡元件传输扭矩。扭矩容量是微不足道的直到活塞到达冲程位置。一旦活塞到达冲程位置，扭矩容量近似线性地随流体压力增加。当压力被释放，复位弹簧移动活塞到释放(非冲程)位置。处理器接收来自涡轮转速传感器(Spd)86、输出转速传感器(Spd)88以及输出扭矩传感器(Tq)90的信号。校准工具包括通常不会存在于生产车辆中的组件，诸如用户界面92和显示器94。

为了估计特定元件的速度和特定元件上的扭矩，除了需要由传感器86至90测量的值，还需要模型。这样的模型可以基于每个组件的速度和扭矩的关系得到，而不考虑任何寄生功率损失。如果被固定地连接到彼此的一组组件被建模为刚性元件，则施加在该组组件(被称为轴)中的扭矩之和与轴的旋转加速度成比例。比例系数称为转动惯量J，其可以基于尺寸和材料密度来估计或可通过实验测量。

∑τ＝Ja

图1中的齿轮箱30有六个这样的轴：涡轮轴22和太阳轮52；太阳轮42；输出元件14、行星架44和环形齿轮66；行星架54和环形齿轮46；行星架64和环形齿轮56；太阳轮62。

不考虑寄生损失时，行星齿轮组中的元件的速度和它们相关的扭矩与太阳轮上的齿数N_太阳轮和环形齿轮上的齿数N_环形齿轮有关。具体地，对于简单行星齿轮组，

N_太阳轮ω_太阳轮+N_环形齿轮ω_环形齿轮＝(N_太阳轮+N_环形齿轮)ω_行星架

N_环形齿轮τ_太阳轮＝N_太阳轮τ_环形齿轮

τ_太阳轮+τ_行星架+τ_环形齿轮＝0

对于双小齿轮行星齿轮组，

N_环形齿轮ω_环形齿轮-N_太阳轮ω_太阳轮＝(N_环形齿轮-N_太阳轮)ω_行星架

N_环形齿轮τ_太阳轮＝-N_太阳轮τ_环形齿轮

τ_太阳轮+τ_行星架+τ_环形齿轮＝0

摩擦离合器选择性地连接两个元件(称为毂和壳)。在此处的示例中，图1中离合器符号的顶边被视为壳，符号的底边将被视为毂，但是选择是任意的。施加到每个元件的扭矩是离合器扭矩容量τ_cap和元件的相对速度的函数。具体地，

τ_毂+τ_壳＝0

不考虑寄生损失时，释放的离合器的扭矩容量为零。

校准工具可以使用齿轮箱结构的描述、上面的公式和离合器应用图表生成齿轮箱的模型。特别地，输入到校准工具的输入包括：i)一系列行星齿轮组和副轴齿轮对，指示每个齿轮的轮齿数目；ⅱ)一系列轴，指定哪些齿轮传动元件被固定到每个轴或形成每个轴；ⅲ)每个轴的转动惯量；ⅳ)一系列换挡元件，指示每个离合器选择性地连接哪些轴；v)一系列转速传感器，指示每个转速传感器测量哪个轴转速；ⅵ)一系列扭矩传感器，指示每个扭矩传感器测量哪个扭矩；vii)一系列补充的扭矩估计模型；viii)一系列固定齿轮比状态，指示应用到哪些换挡元件以建立每个齿轮比状态；ix)固定齿轮比状态之间的一系列换挡。

图2示出了开发模型以根据测量到的速度来估计组件速度的过程。该模型估计每个轴的转速。因为每个齿轮元件或者通过本身形成轴或者固定到轴，所以每个齿轮元件转速等于轴转速中的一个。每个换挡元件的打滑速度等于轴转速中的一个(对于制动器)或等于两个轴转速之间的差。该模型包括用于每个固定挡位状态和用于每个换挡状态的一组单独的方程。在102处，校准工具使用该信息输入来组合在每个相应状态都适用的一系列线性方程。这些方程包括基于齿轮的方程和基于完全接合的离合器的方程。具体地，每个完全接合的离合器产生一个方程，该方程或者将轴转速设置为零(对于制动器)，或者将两个轴转速设置为彼此相等。如果方程的数量少于轴的数量，如在104处确定的，则在106处基于来自转速传感器的测量添加附加方程。具体地，这些方程设定轴转速等于相应的测量转速。基于转速传感器的方程的数量可根据状态有所不同。例如，固定传动比状态需要基于转速传感器的一个方程，而具有单个即将接合的元件和单个即将分离的元件的换挡状态需要基于转速传感器的两个方程。在108处，方程被简化，使得每个轴转速是转速传感器读数的线性函数。

图3示出了开发模型的过程，所述模型根据测得的扭矩、估计的扭矩以及测得的轴转速和加速度来估计组件扭矩。在112处，校准工具组合与各种齿轮扭矩和离合器扭矩有关的线性方程。如上所讨论的，这些方程包括基于齿轮关系的方程、基于完全释放的离合器的方程、基于轴的方程。如在114处确定的，加入附加方程直到方程的数量等于要计算的组件扭矩的数量。在116处，校准工具确定是否能够从扭矩传感器获得附加信息。如果是，则在118加入将相应的扭矩设定为等于扭矩传感器读数的方程。如果否，则在120处加入将扭矩设定为等于由另一模型产生的估计扭矩的方程。这种其它模型的示例是基于如下讨论的发动机模型、变矩器模型以及锁止离合器模型的齿轮箱输入扭矩的估计。在122处，如果在使用该模型时可以减少计算量，则方程被简化。由图2和图3的方法产生的模型被称为具体的齿轮箱模型，因为它们估计每个组件的扭矩和速度，而不是估计集总特性。

对于图1中的齿轮箱30，三个行星齿轮组中的每个提供与六个轴的转速有关的一个方程。当齿轮箱以特定齿轮比接合时(不是换挡)，两个接合的离合器各自提供与轴的转速有关的一个方程。利用六个轴和五个方程，我们必须拥有一个测量速度以能够计算出所有的速度。额外的速度可以通过涡轮转速传感器86或输出转速传感器88提供。例如，当3挡被接合时(离合器74和制动器78被接合)，六个轴的转速可以通过同时求解六个方程确定：

N₄₂ω₄₂+N₄₆ω_46,54＝(N₄₂+N₄₆)ω_14,44,46(来自齿轮组40)

N₅₂ω_22,52+N₅₆ω_56,64＝(N₅₂+N₅₆)ω_46,54(来自齿轮组50)

N₆₂ω₆₂+N₆₆ω_14,44,66＝(N₆₂+N₆₆)ω_56,64(来自齿轮组60)

ω_22,52＝ω₆₂(来自接合的离合器74)

ω₄₂＝0(来自接合的制动器78)

ω_14,44,66＝测量值

第二转速传感器可以被用来确认3挡实际上是接合的。各个转速与测量的转速成比例。方程可以预先求解以找到每个齿轮比下每个轴的比例系数。

对于齿轮箱30，有21个元件扭矩需要计算，每个行星齿轮组有三个，每个换挡元件有两个，加上输入扭矩与输出扭矩。三个行星齿轮组中的每个提供两个扭矩方程。五个换挡元件中的每个提供一个扭矩方程。六个轴中的每个提供一个扭矩方程。(按照惯例，输出转矩被限定为齿轮箱施加在输出上的扭矩，而其它转矩被限定为组件施加在轴上的扭矩。因此，输出扭矩出现在轴扭矩方程的与组件扭矩相对的一侧。)每个轴方程需要轴的加速度，所述加速度通过对轴转速进行数值微分而确定。总的来说，这提供了17个扭矩方程。当齿轮箱以特定齿轮比接合时，三个分离的离合器各自提供附加的扭矩方程。因此，需要一个感测的扭矩，其由扭矩传感器90提供。例如，当3挡被接合时，可通过同时求解21个方程确定扭矩：

N₄₆τ₄₂＝N₄₂τ₄₆

τ₄₂+τ₄₄+τ₄₆＝0

N₅₆τ₅₂＝N₅₂τ₅₆

τ₅₂+τ₅₄+τ₅₆＝0

N₆₆τ₆₂＝N₆₂τ₆₆

τ₆₂+τ₆₄+τ₆₆＝0

τ_毂72+τ_壳72＝0

τ_毂74+τ_壳74＝0

τ_毂76+τ_壳76＝0

τ_毂78+τ_壳78＝0

τ_毂80+τ_壳80＝0

τ_输入+τ₂₂+τ_壳72+τ_毂74＝J_22,52a_22,52

τ₄₂+τ_毂78＝J₄₂a₄₂

τ₄₄+τ₆₆＝τ_输出+J_14,44,66a_14,44,66

τ₄₆+τ₅₄＝J_46,54a_46,54

τ₅₆+τ₆₄+τ_毂72+τ_壳80＝J_56,64a_56,64

τ₆₂+τ_壳74+τ_毂76＝J₆₂a₆₂

τ_毂72＝0(来自分离的离合器72)

τ_毂76＝0(来自分离的制动器76)

τ_毂80＝0(来自分离的制动器80)

τ_输出＝测量值

这些方程可以变形，使得每个扭矩表示为两项的和，一项与测量的扭矩成比例，另一项与测量的加速度成比例。对于每个齿轮比，比例系数可以预先确定。本示例中所应用的换挡元件74和78的毂扭矩和壳扭矩指示各个换挡元件扭矩容量的下限。但是，不能使用该模型来确定实际的扭矩容量。

以上具体的齿轮箱模型不考虑寄生损失。然而，该模型可以被修改以考虑某些类型的寄生损失。例如，分离的换挡元件不一定为零扭矩容量。通过根据毂和壳的速度或者根据速度差来计算分离的离合器的扭矩容量，这种类型的寄生阻力可被考虑在模型中。通过在各个轴扭矩方程中加入风阻项，可以考虑风阻损失，其中风阻项是轴转速的函数。可以通过稍微增加或减少使太阳轮扭矩与环形齿轮扭矩有关的公式中的齿数来考虑啮合效率。齿数增加或减少取决于相对速度和扭矩的方向。当损失以这种方式建模时，各个组件的扭矩仍然可以基于单个测量的速度和单个测量的扭矩进行计算，但是可能无法预先简化方程。

对寄生损失建模的另一种方法是对齿轮箱的累计损失建模。可根据测量的速度和测量的扭矩以及诸如流体温度的其它可能因素，将齿轮箱的累计功率损失制成表。这个表可以凭经验使用测功机、使用具体组件模型或二者的某种组合来填充。使用累计损失模型中的一个缺点是，不能像组件损失模型计算具体的组件那样来可靠地计算各个组件扭矩。如果损失模型可用于各个组件，通过多个潜在测量的速度和测量的扭矩运行具体的齿轮箱模型并填充估计的累计齿轮箱损失的表，可自动生成累计齿轮箱损失模型。用户可将各个组件模型输入到校准工具中，或者可使用针对各种类型的组件的缺省模型。例如，齿轮的缺省模型可以假设每个齿轮啮合有98％的效率。

在传动比之间的换挡期间，组件扭矩的计算必须进行修正。典型的升挡包括三个阶段：准备阶段、扭矩传递(transfer)阶段以及惯性阶段。在准备阶段期间，压力被命令到即将接合的换挡元件，以使活塞具有冲程，使其准备好接合。此外，即将分离的换挡元件的扭矩容量可从远超过所传输的扭矩的保持容量减小到接近实际传输的扭矩的值。在扭矩传递阶段期间，即将分离的换挡元件的扭矩容量逐渐减小，即将接合的换挡元件的扭矩容量逐渐增加。在这个阶段期间，即将分离的换挡元件几乎没有或没有打滑，但即将接合的换挡元件有相当大的打滑。当即将分离的换挡元件的扭矩容量达到零时，与升挡后的挡位相关联的功率流动路径被建立。因此，扭矩比等于升挡后的扭矩比。然而，传动比仍然等于或几乎等于原始传动比。当即将分离的换挡元件被完全释放时，扭矩传递阶段结束，惯性阶段开始。在惯性阶段期间，即将接合的换挡元件的扭矩容量被控制以消除即将接合的换挡元件的打滑，并以受控的方式把传动比变为升挡后的传动比。

降挡也包括惯性阶段和扭矩传递阶段，但是它们以相反的顺序发生。在惯性阶段期间，即将分离的换挡元件的扭矩容量被控制为以受控的方式使传动比变为降挡后的传动比，这涉及到即将分离的换挡元件的逐渐增加的打滑。通过命令压力以使活塞具有冲程，即将接合的换挡元件为接合作准备。在惯性阶段期间，即将接合的换挡元件的扭矩容量逐渐增加，而即将分离的换挡元件的扭矩容量减小到零。

在换挡期间，即将接合的换挡元件和即将分离的换挡元件均不可以假定为没有打滑。虽然可以预期，即将分离的换挡元件在升挡的扭矩传递阶段没有打滑，即将接合的换挡元件在降挡的扭矩传递阶段没有打滑，但是控制器不能假设这是真实情况。因此，组件速度方程中的当变速器处于固定挡位时建立的一个在换挡期间是不可用的。因此，必须包括基于转速传感器86和88的方程来计算所有的轴转速。在一些换挡中，一个以上的离合器被释放，一个以上的离合器被接合。在这样的换挡中，两个以上的轴转速必须用传感器来确定。

类似地，在换挡期间，即将接合的换挡元件和即将分离的换挡元件均不可以假定具有零扭矩容量。虽然可以预期，即将接合的换挡元件在升挡的准备阶段和降挡的惯性阶段具有零扭矩容量，但是控制器不能假设这是真实情况。有时，意在仅使活塞具有冲程的压力实际上导致扭矩容量增加。因此，组件扭矩方程中的当变速器处于固定挡位时建立的一个在换挡期间是不可用的。如果变速器未配备有第二扭矩传感器，则可使用模型估计输入转矩以提供附加的组件扭矩方程。

τ_输入＝τ_涡轮+τ_毂28

当变矩器锁止离合器28被分离时，锁止离合器28的毂处的扭矩为零。因此，变矩器的模型可以提供换挡期间所需要的额外的扭矩估计。对于特定的变矩器几何形状(直径、叶片角度等)，施加在变矩器元件上的液力扭矩是涡轮转速和泵轮转速的函数。诸如流体温度的环境因素也可能某种程度上影响该关系。合适的变矩器模型在第2013/0345022号的美国专利公开中描述，其通过引用包含于此。具体地，

τ_涡轮+τ_泵轮+τ_导轮＝0

函数f1和f2可以通过实验确定，并作为表输入到校准工具中。涡轮转速使用传感器86直接测量。泵轮转速等于发动机曲轴转速，并且可以使用第三转速传感器或通过与发动机控制器通信而获得。

另一方面，当锁止离合器28被接合时，发动机扭矩的模型可以提供换挡期间所需要的额外扭矩估计。变速器控制器可以通过从发动机控制器询问而得到当前的发动机扭矩估计，发动机控制器保持着发动机扭矩模型。具体地，

τ_发动机+τ_泵轮+τ_壳28＝J₁₂a₁₂

当锁止离合器28被完全接合时，泵轮扭矩为零。当锁止离合器打滑时，上述的液力模型可以被用来估计泵轮扭矩。

在换挡期间，扭矩容量的精确控制是重要的以实现平稳换挡。例如，在扭矩传递阶段期间，即将接合的换挡元件的扭矩容量的增大必须与即将分离的换挡元件的扭矩容量的减小仔细协调。如果相对于输入扭矩和即将分离的换挡元件的扭矩容量的减小速率而言即将接合的换挡元件的扭矩容量斜坡上升得太慢，则发生发动机爆发(flare)。另一方面，如果即将接合的换挡元件的扭矩斜坡上升过快，则发生绑定条件。两种情况均导致输出扭矩的过度下降。

换挡的开环控制通过具有针对每个换挡元件的模型进行辅助。每个离合器的扭矩容量通过调节供到阀体中的螺线管的电流而调节。阀体中的阀通过调节流体回路中与由螺线管产生的力成比例的压力而作出响应。流体被输送到离合器应用室，在这里它推动活塞来压缩带有交错摩擦板和隔板的离合器片组。当压力被释放时，复位弹簧迫使活塞返回。在液压致动的摩擦离合器或制动器的示例性稳态模型中，扭矩容量是所供给的电流的函数。这个函数通常具有两部分。在第一部分中，从零电流到克服复位弹簧的力所需的电流，扭矩容量为零。超过克服复位弹簧所需的电流，扭矩容量相对于电流线性增加。在替代模型中，流体压力是电流的函数，扭矩容量是流体压力的函数。如果压力传感器可用于提供压力反馈信号，则替代模型可能是有用的。在一些模型中，诸如温度的其它因素可以被考虑。液压致动的换挡元件的动力学模型可以考虑活塞从释放位置移动到冲程位置的时间延迟。换挡元件模型可以以各种格式被输入到校准工具中。可能存在使扭矩容量与电流相关的表，该关系可以由增益项和冲程电流表示，或者可以输入各种物理尺寸，校准工具可以通过所述物理尺寸估计扭矩容量和电流之间的关系。

在每个时间步骤中，控制器确定每个换挡元件的期望的扭矩容量，然后使用换挡元件模型确定命令多大的电流到相应的螺线管。但是，这种开环控制的方法受制于由各种噪声因素导致的不准确度。当基于测量的扭矩容量估计是可用的时，可使用闭环项降低不准确度。当离合器(诸如处在升档的扭矩阶段的即将接合的换档元件或处在降档的扭矩阶段的即将分离的元件)打滑时，上述的齿轮箱模型提供这样的估计。此外，估计的扭矩容量可用于自适应地修改换挡元件模型。因此，即使是当换挡元件(诸如处在升档期间的即将分离的元件或处在降档期间的即将接合的元件)不打滑时，控制被改善。

当变速器处于固定齿轮比时，存在预测齿轮箱输入扭矩的多个模型。这提供了自适应地改进一个或两个模型的机会。通过齿轮箱模型组合扭矩传感器读数和转速传感器读数而产生一个估计。这种模型可包括组件寄生损失模型或累计寄生损失模型。当锁止离合器28完全接合时，第二齿轮箱输入扭矩估计是基于发动机模型的。如果估计有所不同，发动机模型可以被修改以使该估计更接近基于齿轮箱的估计。可替代地或另外，累计齿轮箱损失模型可以被修改以使基于齿轮箱的估计更接近基于发动机模型的估计。类似地，当锁止离合器28分离时，第二齿轮箱输入扭矩估计是基于变矩器模型的。如果估计有所不同，则变矩器模型、累计齿轮箱损失模型或者两者可被修改以使估计更接近。此外，当锁止离合器28分离时，发动机模型和变矩器模型均估计泵轮扭矩。如果这两个估计有所不同，则可以修改其中一个或这两个模型以使估计更接近。

若干上述模型可以作为一个或更多个查找表而被表示在处理器84中。查找表存储针对一个或更多个模型输入变量的值的各种组合的模型输出变量的预测值。当只有一个输入变量时，查找表被称为一维的。例如，一维查找表可用于通过存储各种命令压力下的离合器扭矩容量的值来表示离合器传递函数模型。当输出变量取决于多个输入变量时，使用较高维的查找表。例如，用于三挡的累计齿轮箱损失模型可被表示为基于齿轮箱输入扭矩、齿轮箱输入转速和温度的三维查找表。如果模型包括多个输出变量，它可以由多个查找表来表示。例如，变矩器模型可以具有用于泵轮扭矩的一个查找表和用于涡轮扭矩的另一个查找表。

为了找到基于模型输入变量的特定值的模型输出变量的值，处理器找到与特定值最接近的存储点，然后进行内插。例如，为了找到1200rpm输入转速和75Nm输入扭矩下的预测的齿轮箱损失，处理器可以在(1000rpm，70Nm)、(1500rpm，70Nm)、(1000rpm，80Nm)和(1500rpm，80Nm)处的所存储的损失值之间插值。为了找到对应于期望的输出变量的输入变量，使用反向内插。例如，为了找到用于95Nm的期望的离合器扭矩容量的开环压力命令，处理器可在产生92Nm的存储点和产生96Nm的存储点之间进行内插。这种反向内插只有当底层函数是单调的时产生唯一解。可替代地，模型可以被重新用公式表示使得扭矩容量是输入变量而命令压力是输出变量。

已知若干种方法适应性地更新被表示为查找函数的模型。这些方法包括随机修正方法和周期修正方法。随机修正方法响应于各个观察到的结果更新查找表中的值。在第EP1712767A1号的欧洲专利申请中描述了一种这样的方法，其通过引用包含于此。当所观察的结果与查找表估计的值不同时，用于模型输入变量附近值的存储值被修改，使得对于相同的模型输入值的新的预测更接近所观察的结果。在上面的示例中，在(1000rpm，70Nm)、(1500rpm，70Nm)、(1000rpm，80Nm)和(1500rpm，80Nm)处的存储的齿轮箱损失估计被用来预测在1200rpm输入转速和75Nm输入扭矩处的齿轮箱损失。如果内插产生1.5Nm的损失估计，而所观察的损失为2.5Nm，则那四个存储值可以各自增加0.2Nm，使得在相同的操作点处的新估计是1.7Nm。为了稳定，修正不允许一次对存储值更改得太多。修正可被以各种方式加以限制。例如，仅当操作点足够接近存储值中的一个时可以允许修正。在本示例中，对于在1200rpm和75Nm处的观察，可不执行修正，但相对于其中一个存储值距离2Nm、100rpm内的操作点，可允许修正。此外，可存在预定义的边界，超过该边界不执行修正。例如，在齿轮箱损失模型中，存储值可能不允许成为负值，因为实际的损失永远不会是负值。在周期修正方法中，存储多个观察值，然后执行曲线拟合过程来计算用于模型参数的新值。正如随机修正方法，对修正率可能存有限制，并可能有边界，超过该边界不允许修正。

在变速器的操作期间，存在若干操作条件，在所述条件中一个以上的模型可用于预测特定参数。在这样的情况下，控制器可以选择估计中的一个作为信任值。这个选择可基于与哪个模型倾向于更准确的先验信息。该选择也可以基于其它标准，例如，当输入到一个模型的输入相对恒定，而输入到其它模型的输入迅速改变，使得前者模型更值得信赖时。控制器可以利用信任值来修正低信任模型，使得低信任模型在其它情况下更值得信赖。或者，控制器可选择多个估计的加权平均值，加权因子基于每个模型的信任度。在这种情况下，这两种模型可能会受到修正，使得估计更接近于选择的值。如果每个模型还基于独立模型在其它情况下被修正，这种方法是最有用的。如果一个模型是正确的，而另一个模型是不准确的，则正确的模型将朝着那些其它情况下的原始预测重新修正。

图4示出了当变矩器锁止离合器28被完全接合并且变速器保持处于当前齿轮比时用于操作变速器(诸如图1的变速器)的过程。这一过程以规则的间隔重复，同时变速器保持在这种状态下。在202处，使用例如扭矩传感器90测量齿轮箱输出扭矩。在204处，使用例如转速传感器86测量涡轮转速。涡轮的加速度可通过对涡轮转速信号进行数值微分来确定，或者可以由单独的传感器来测量。由于涡轮转速和发动机转速在此操作条件下是相等的，所以可以使用发动机转速传感器或泵轮转速传感器来代替涡轮转速传感器。在206处，使用具体的齿轮箱模型估计每个感兴趣的变速器组件(诸如齿轮和换挡元件)的扭矩。这些扭矩可与202处测量的齿轮箱输出扭矩成比例，所述齿轮箱输出扭矩被校正以获得基于204处所测量的速度的寄生损失和基于204处测量的加速度的惯性作用。在这种情况下，考虑用于增大变矩器惯性的任何扭矩之后，齿轮箱输入扭矩等于发动机扭矩。因此，在208处，可基于发动机模型以及204处测量的加速度而计算齿轮箱输入扭矩。在210处，也可通过使用齿轮箱累计损失模型、202处测量的齿轮箱输出扭矩并基于204处测量的加速度校正惯性，计算齿轮箱输入扭矩。由于齿轮箱输入扭矩的两个估计可用，所以在212处，控制器在这些估计之间进行仲裁。例如，仲裁程序可以使用两个估计的加权平均，所述加权因子基于每个模型的可信度的事先评估。如果任何一个模型产生被认为是不合理的结果，则仲裁程序可能不考虑该估计而使用另一个估计。在214处和216处，控制器使用所得的估计分别修正发动机模型和累计损失模型。在这种情况下，控制器命令高压到用于当前齿轮比的每个接合的换挡元件以确保离合器保持完全接合。

图5示出了当变矩器锁止离合器完全接合时在换挡期间用于操作变速器的过程。这个过程在换挡期间以规则的间隔重复。与图4相同的共同步骤使用相同的标号。在218处，具体的齿轮箱模型被用于估计每个感兴趣的变速器组件(诸如齿轮和换挡元件)的扭矩。换挡期间，具体的齿轮箱模型需要两个输入扭矩值，因此来自202的测量的扭矩和来自208的估计的齿轮箱输入扭矩均被使用。在220处计算产生期望的换档平顺性的期望的离合器扭矩容量。在222处，使用每个离合器的离合器模型来计算产生期望扭矩所需的压力，这是用作离合器压力控制的开环项。在224处，使用期望的离合器扭矩容量和来自218的相应估计之间的差来计算闭环项。在226处，所述控制命令等于开环项以及闭环项之和的压力。在228处，来自226的命令压力和来自218的所估计的换挡元件的扭矩可被用来修正离合器模型，使得未来的换挡由于对闭环反馈依赖的减轻而被改善。

图6示出了当变矩器锁止离合器完全分离而变速器留在当前齿轮比时操作变速器的过程。该过程以规则间隔重复，同时变速器保持在这种状态下。如图4的过程，在210处，基于所测量的齿轮箱输出扭矩、涡轮转速和涡轮加速度，使用累计齿轮箱损失模型产生涡轮扭矩估计。此外，在230处测量泵轮转速和加速度。在232处，利用变矩器模型与测量的泵轮转速和测量的涡轮转速来估计泵轮扭矩和涡轮扭矩。在234处，发动机模型被用于产生泵轮扭矩的第二估计。由于存在泵轮扭矩的两个估计和涡轮扭矩的两个估计，在236处和238处，执行仲裁以选择值。在214、240和216处选定的值可以分别被用于修正发动机模型、变矩器模型及累计齿轮箱损失模型。图7示出了当变矩器锁止离合器完全分离时在换挡期间用于操作变速器的过程。如图5中的方法，在218处，利用涡轮扭矩和齿轮箱输出扭矩与具体的齿轮箱模型来估计换挡元件的扭矩。在228处这些换挡元件扭矩估计可用来修正相应的离合器模型。因为只产生一个涡轮扭矩估计，所以在240处只有变矩器模型的泵轮扭矩方面被修正。

图8示出了当变矩器锁止离合器部分接合而变速器留在当前齿轮比时操作变速器的过程。该过程以规则间隔重复，同时变速器保持在这种状态下。在这种状态下，齿轮箱输入扭矩是涡轮扭矩和锁止离合器扭矩的和。类似地，发动机扭矩是锁止离合器扭矩和泵轮扭矩的和。在210处，基于测量的齿轮箱输出扭矩和累计损失模型估计齿轮箱输入扭矩。在232处，基于测量的泵轮转速和涡轮转速估计涡轮扭矩和泵轮扭矩。在242处，基于测量的泵轮转速(其等于发动机转速)估计发动机扭矩。以三种方式估计锁止离合器扭矩。在244处，通过发动机扭矩估计减去泵轮扭矩估计而估计锁止离合器扭矩。在246处，通过从齿轮箱输入扭矩估计减去涡轮扭矩估计而估计锁止离合器扭矩。在248处，使用锁止离合器模型估计锁止离合器扭矩。然后，在250处产生的仲裁后的锁止离合器扭矩估计用于在252处修正锁止离合器模型。图9示出了在锁止离合器打滑时用于使变速器换挡的过程。在254处，通过将在248处由锁止离合器模型产生的估计的离合器扭矩与在232所产生的涡轮扭矩估计相加而估计齿轮箱输入扭矩。

图10示出了使用校准工具以协助校准变速器的过程。在302处，用户界面92接收变速器拓扑的描述。拓扑描述包括一系列齿轮元件(比如太阳轮、行星架和环形齿轮的行星齿轮、啮合副轴齿轮、链轮和链条)、齿轮元件之间的一系列固定连接和一系列换挡元件(制动器、离合器)，指示每个换挡元件选择性地结合哪些齿轮元件。拓扑描述还包括一系列挡位状态(1挡、2挡、在1挡和2挡之间换挡等)，指示哪些换挡元件被完全接合以建立该挡位状态和哪些其它元件被部分接合。最后，拓扑描述包括一系列传感器，包括转速传感器和扭矩传感器。在304处和306处，处理器利用该信息，分别使用图2和3的方法每个挡位状态下产生组件速度模型和组件转矩模型。在308处，处理器利用这些模型来生成初始的累计损失模型。处理器可以产生假定理想化组件的初始模型，或者可以利用在310处经由用户界面接收的初始组件损失模型。在312处，用户界面接收初始变矩器模型，诸如使泵轮扭矩和涡轮扭矩与泵轮转速、涡轮转速以及诸如温度的环境因素相关的表。这些步骤可在车辆中执行或者可以执行以准备用于车辆校准活动。

在314处，校准工程师驾驶车辆以开始感兴趣的事件，诸如换挡事件。在换挡事件期间，根据变矩器旁路离合器28的状态，图5、图7或图9的过程以规则的间隔执行。在换挡事件之间，根据变矩器旁路离合器28的状态，图4、图6或图8的过程以规则的间隔执行。使用在304处和306处开发的具体的齿轮箱模型，根据换挡是否正在进行，处理器在206处或218处计算每个感兴趣的齿轮箱组件上的扭矩。在316处，这些估计的扭矩存储在存储器中。如上所述，在214处、216处、228处、240处或252处修正各种模型。如果感兴趣的事件仍在进行，如在318处确定的，则该过程继续估计组件扭矩、记录估计并修正模型。在320处，在事件结束后，校准工具生成在事件期间生成随时间变化的各种组件扭矩的曲线图。在查看曲线图并经历事件之后，如果校准工程师决定调整校准参数，则可在322处经由用户界面调整它们且所述事件重复。校准工程师还可以请求：修正后的值在324处被输出用于检查。这些修正后的模型为变速器的实际作用提供有用的洞察。

图11示出了修正具体的齿轮箱模型的过程。该过程执行得没有图4至图9中的过程那么频繁。这个过程使累计齿轮箱损失模型的逐渐修正应用到具体的齿轮箱模型。随机修正可能不适合于这个过程，因为具体的齿轮箱模型中的许多参数可以对特定操作点处的损失作出不同程度的贡献。随机修正算法可能无法确定修正哪个参数。然而，由于不同的操作点处的相对贡献不同，所以在观察适当量的操作点后，可以识别哪个参数要调整。在330处，使用具体的齿轮箱模型估计与各种齿轮箱输出扭矩、齿轮箱输入转速和齿轮比对应的齿轮箱输入扭矩。输出扭矩、输入速度和齿轮比的集合可被预先确定，或者可以通过该过程的先前执行而观察到的操作点得到。在332处，使用累计齿轮箱损失模型估计操作点的相同集合处的齿轮箱输入扭矩。在334处，来自两个模型的值进行比较以计算一组误差项。误差项的数量等于所考虑的操作点的数量。在336处，该过程计算每个误差项对具体的齿轮箱模型的各种参数变化的敏感度。这些参数可以是例如查找表中的特定值。计算敏感度可能涉及重复330和334处的计算，每个参数相对于其标称值稍微扰动。参数的数量应等于或大于操作点的数量。在338处，计算使误差项最小化的修改的参数值。这可能涉及例如最小二乘曲线拟合。最后，在340处，参数值被朝向338处计算的值修正。为了避免不稳定性，该过程可以将参数值调整到原始值和338处计算的值之间的中间值。在324处，以类似的方式将修正后的组件损失模型输出到其它修正后的模型，以通知工程师是否任何组件都会导致比预期更多的寄生阻力。

虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了由权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且可以理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，各个实施例的特征可以组合以形成可能未被明确地描述或示出的本发明进一步的实施例。虽然各个实施例可能已被描述为提供优点或在一个或更多个预期特性方面比其它实施例或现有技术的实施方式更为优选，但是本领域的普通技术人员认识到，可以折衷一个或更多个特征或特性以实现期望的整体***的属性，这依赖于特定应用和实施方式。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并非在本公开的范围之外，并且可以期望用于特定应用。

Claims (10)

1.一种变速器校准工具，包括：

用户界面，被配置为接收变速器拓扑描述，所述描述包括一系列齿轮传动组件、在齿轮传动组件、输入轴、涡轮轴、输出轴之间的一系列固定连接、一系列换挡元件、一系列变速器状态、一系列转速传感器和一系列扭矩传感器，其中所述一系列变速器状态指示接合哪些换挡元件来建立每个变速器状态；

变速器界面，被配置为从所述转速传感器和所述扭矩传感器接收输入信号；

处理器，被配置为在换挡事件期间监测所述输入信号，并在换挡事件期间基于所述输入信号和所述拓扑描述而间隔地估计齿轮元件或换挡元件施加的扭矩；

显示器，被配置为在换挡事件之后绘制所述扭矩。

2.根据权利要求1所述的变速器校准工具，其中：

所述用户界面被进一步配置为接收使涡轮扭矩与涡轮转速及泵轮转速相关的变矩器模型；

所述输入信号包括泵轮转速信号和涡轮转速信号；

所述处理器被进一步配置为基于泵轮转速信号和涡轮转速信号而估计涡轮扭矩并利用涡轮扭矩估计来估计由齿轮元件和换挡元件施加的扭矩。

3.根据权利要求2所述的变速器校准工具，其中，所述处理器被进一步配置为在换挡事件之间基于涡轮扭矩的独立估计来修正变矩器模型。

4.根据权利要求1所述的变速器校准工具，其中：

所述用户界面被进一步配置为接收发动机模型以预测变速器输入扭矩；

所述处理器被进一步配置为利用变速器输入扭矩估计来估计由齿轮元件和换挡元件施加的扭矩。

5.根据权利要求4所述的变速器校准工具，其中，所述处理器被进一步配置为在换挡事件之间基于变速器输入扭矩的独立估计来修正发动机模型。

6.根据权利要求1所述的变速器校准工具，其中：

所述输入信号包括输出扭矩信号；

所述处理器被进一步配置为利用齿轮箱损失模型来估计由齿轮元件和换挡元件施加的扭矩。

7.根据权利要求6所述的变速器校准工具，其中，所述处理器被进一步配置为在换挡事件之间基于齿轮箱输入扭矩的独立估计来修正齿轮箱损失模型。

8.根据权利要求7所述的变速器校准工具，其中，所述用户界面被进一步配置为输出修正后的齿轮箱损失模型。

9.一种变速器校准工具，包括：

用户界面，被配置为接收变速器拓扑描述；

变速器界面，被配置为接收来自转速传感器和扭矩传感器的输入信号；

处理器，被配置为在事件期间基于输入信号和拓扑描述而间隔地估计由变速器组件施加的扭矩；

显示器，被配置为绘制扭矩估计。

10.根据权利要求9所述的变速器校准工具，其中，所述变速器拓扑描述包括：

一系列齿轮传动组件；

在齿轮传动组件、输入轴、涡轮轴和输出轴之间的一系列固定连接；

一系列换挡元件；

一系列变速器状态，指示接合哪些换挡元件以建立每个变速器状态；

一系列转速传感器；

一系列扭矩传感器。