5.12.1 动力升档
对于升档控制，上位离合器的控制目标是保证控制油路将变速器油快速持续地注入离合器液压缸，将换档延迟减小到最小，同时保证下位离合器能及时分离。图5-63中，上部分是离合器压力控制曲线，下部是变速器涡轮转速曲线，动力升档时有驾驶人的加速踏板信号输入，车辆处于加速过程，为表征加速状态，涡轮转速为上升状态。动力升档上位离合器控制包括开环充油过程、簧片克服过程、闭环涡轮速度控制过程、同步点处理过程、换档结束处理过程5个阶段。不同的环节变矩器涡轮转速会有不同的变化。
图5-63 变速器动力升档上位离合器控制示意图
5.12.1.1 开环充油过程
在换档过程中，通常会有转矩变换和速度变换两个物理变换过程，控制逻辑要保证这两个过程之间的无缝连接。控制系统需要参照图5-64中的涡轮转速曲线实现对涡轮转速的准确控制。同时，保证升档过程中传输的转矩能不“泄漏”（离合器没有滑移）地传递过去。
动力升档的第一阶段是开环充油过程（开始时刻至t1时刻）。其特点是依据液压回路和离合器的参数，估算充油时间，由于这个阶段是否结束没有传感器的信息反馈，所以充油过程是一个不可控的开环过程。为了精确地控制离合器油路压力，需要计算充油量。
图5-64 变速器动力升档上位离合器开环充油过程
对于离合器的液压缸的充油量：
其中，q为充油量，F（t）为充油流量随时间变化的函数。
离合器的控制节奏是由TCU软件的操作系统控制的，如果任务周期是5ms的话，根据压力控制阀的压力计算出流量，或直接使用流量阀计算流量，然后计算充油量。由于离合器的液压缸体积是已知的，所以可以得到充油时间，即充油量是可控制的。压力控制指令与充油量关系如图5-65所示。
开环充油过程是将离合器液压缸变速器油充满，为下一步克服簧片的回复力做准备。由于是开环控制，控制的精确度需要结合下一步的效果进行评判和调整。
5.12.1.2 簧片克服过程
开环充油过程之后为簧片弹力克服过程，图5-64中t1～t2时间段。在自动变速器的多片离合器中通常有一个压力簧片或波浪形钢片，用来缓冲离合器接合时的冲击，并在压紧时提供持续压力。簧片依靠外力作用产生弹性变形，外力撤销后的回复力使摩擦片回位，如图5-66所示。
图5-65 离合器液压缸充油量和剩余体积
图5-66 离合器簧片受力示意图(https://www.daowen.com)
克服簧片弹性的时间从开环充油过程结束时刻开始，到控制系统检测到涡轮转速发生变化，即离合器片产生了相对滑移为止的时间段。由于可以通过转速传感器采集涡轮转速，因此簧片克服过程的结束点是可控的，但开始点却取决于开环充油过程的流量估算。如果簧片克服过程持续时间过长，说明开环充油时间设定得过短，反之，则说明开环充油时间设定过长，需要调节相应的参数。
簧片克服过程中还包含一个独立的转矩控制过程（在t2时刻之前很短的时间内），簧片在液压力的作用下在短暂的时间内迅速积蓄弹力，并与摩擦片摩擦产生摩擦力，使发动机的输出转矩迅速切换到上位离合器上来。为减小转矩切换时对零部件的冲击，簧片克服阶段的转矩切换应非常迅速。
5.12.1.3 涡轮转速闭环控制过程
簧片克服阶段的转矩控制过程在涡轮转速闭环控制过程（t2～t3）开始时结束，液力变矩器输出的转矩从下位离合器切换到上位离合器，齿轮机构传动比发生变化，涡轮转速也随之产生变化。当控制系统检测到涡轮转动趋势发生变化时，表明动力升档换档过程中的转矩过程已经完成。
换档过程中下位离合器和上位离合器相互配合，将转矩从下位离合器传递到上位离合器。在转矩的传递过程中，涡轮转速不变，下位离合器的压力逐渐变小，而上位离合器的压力逐渐升高，通过对两个离合器的压力控制，实现转矩的传递，因此簧片克服过程也称为转矩过程。
转矩过程之后，变速器进入涡轮转速闭环控制过程（或者称为惯性过程）。控制系统根据制定好的目标转速控制曲线，如图5-67所示，实现涡轮转速的闭环控制。涡轮转速曲线会影响换档速度和换档品质，作用于离合器上的惯量转矩等诸多因素。
图5-67 变速器涡轮速度及加速度变化曲线
转速控制阶段包含3部分内容：
1）变速器输出转矩和涡轮加速度计算。变速器控制系统需要计算出期望的初始转矩以及涡轮在速度控制阶段的加速度值。
2）离合器惯量转矩计算。计算离合器期望的转矩和发动机的期望输出转矩满足换档品质。
3）离合器转矩控制。根据前面的计算结果和对发动机响应延迟的预估，计算出离合器的转矩命令。根据离合器的转矩（在离合器摩擦片的转矩承载范围内），计算出对离合器腔内变速器油压力需求，最后通过控制电磁阀实现对液压回路控制。
最后，在接近同步点之前（同步实现提前点），整个闭环控制结束。系统进入同步点处理过程。
5.12.1.4 同步处理过程
同步处理过程为t3～t5阶段（图5-64）。由于液压控制有一定的滞后，要实现涡轮转速与变速器输出轴转速的同步应提前一定时间（t3～t4）进行压力控制。在上位离合器进入同步点处理过程后的一段时间后，涡轮转速才会达到完全同步。同步后控制系统需要将上位离合器的压力逐渐提高，快速完成同步过程，但要保证压力不能变化过快，影响换档品质。许多控制偏差如迟滞，提前等，可能会在同步过程中表现出来，控制系统需要待相关信号平稳且持续一段时间后方能确信换档过程完成，进入换档结束过程。
5.12.1.5 换档结束过程
换档结束过程为t5～t6阶段。确定涡轮转速与变速器输出轴转速同步后，上位离合器控制进入换档结束过程。这时，变速器已完成由旧档位换到新档位的变换，变速器及其控制系统已处于稳定状态，控制系统将最大压力（通常为整个变速器油路的最大液压压力）施加到离合器上，保证转矩的传递。这个过程可以分成两个阶段：第一是压力提升阶段，将压力在允许的范围内迅速提升（比如通过PWM的Ramp控制方法实现）；第二是最大压力保持阶段，即将油压保持在最大值。