KR100689914B1

KR100689914B1 - 클러치 제어 장치 및 클러치 제어 방법

Info

Publication number: KR100689914B1
Application number: KR1020050121434A
Authority: KR
Inventors: 도모아끼 혼마; 마사아끼 우찌다; 슈사꾸 가따꾸라; 요시노부 가와모또
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-03-12
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: EP1701053B1; JP2006283963A; EP1701053A3; KR20060097551A; US20060212204A1; US7356400B2; EP1701053A2; JP4418404B2

Abstract

본 발명의 과제는 클러치 제어 장치 및 클러치 제어 방법에 관한 것으로, 속도비 베이스의 토크 용량 제어로부터 입력 토크 베이스의 정상 제어로의 이행시에 있어서, 차회전수 베이스의 로직을 적합하게 할 수 있도록 하는 것이다.

클러치(2)의 속도비에 따라서 제1 목표 전달 토크를 산출하는 발진시 제어량 산출 수단(5a)과, 엔진 토크를 제2 목표 전달 토크로서 산출하는 정상시 제어량 산출 수단(5b)과, 클러치(2)의 체결 정도를 제어하는 클러치 체결도 제어 수단(6)을 구비하고, 클러치 체결도 제어 수단(6)은 차량의 발진시에 클러치(2)의 상기 체결 정도를 조정하는 발진 제어 수단(6a)과, 상기 클러치가 완전 체결되는 정상시까지의 사이에 클러치 전달 토크를 제1 목표 전달 토크로부터 제2 목표 전달 토크로 점근시키는 이행 제어 수단(6b)과, 이행 제어 후에 제2 목표 전달 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 정상 제어 수단(6c)을 구비한다.

클러치, 체결도 제어 수단, 제어량 산출 수단, 이행 제어 수단, 정상 제어 수단

Description

클러치 제어 장치 및 클러치 제어 방법 {CLUTCH CONTROL DEVICE AND CLUTCH CONTROL METHOD}

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 클러치 제어 장치가 적용된 차량의 구동계 장치의 전체 구성을 도시한 모식적 구성도.

도2는 본 발명의 일실시 형태에 관한 클러치 제어 장치에 있어서의 연산 과정을 설명하기 위한 제어 블록도.

도3은 본 발명의 일실시 형태에 관한 클러치 제어 장치의 이행 제어시에 있어서의 내분 계수의 변화를 나타낸 그래프.

도4는 본 발명의 일실시 형태에 관한 클러치 제어 장치의 발진 제어시에 있어서의 차회전수와 토크 용량 계수의 대응 관계를 나타낸 그래프.

도5는 본 발명의 일실시 형태에 관한 클러치 제어 장치에 따른 제어 내용을 나타낸 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

2 : 습식 다판 클러치(클러치)

2a : 구동측 결합 요소

2b : 피구동측 결합 요소

3a : 구동측 회전수 센서(엔진 회전수 센서)

3b : 피구동측 회전수 센서

4 : ECU(제어기)

5 : 연산부

5a : 속도비 베이스 제어량 산출부(발진시 제어량 산출 수단)

5b : 토크 베이스 제어량 산출부(정상시 제어량 산출 수단)

5c : 토크 보정량 산출부(토크 보정량 산출 수단)

5d : 내분 토크 산출부(내분 토크 산출 수단)

5e : 내분 계수 설정부(내분 계수 설정 수단)

5f : 속도비 산출부

6 : 제어부(클러치 체결도 제어 수단)

6a : 토크 용량 제어부(발진 제어 수단)

6b : 이행 제어부(이행 제어 수단)

6c : 정상 제어부(정상 제어 수단)

7 : 변속기

8 : 구동륜

[문헌 1] 일본 특허 공개 평9-72353호 공보

본 발명은 차량의 클러치의 전달 토크를 자동 제어하는 클러치 제어 장치 및 클러치 제어 방법에 관한 것이다.

종래부터, 차량의 발진시나 주행시에 있어서 클러치의 단접(斷接)을 자동적으로 제어함으로써 엔진으로부터 구동륜으로 전달되는 토크의 크기를 제어하는 기술이 알려져 있다. 예를 들어 특허 문헌 1에는, 클러치의 속도비에 따라서 미리 설정된 토크 용량 계수로부터 현재의 클러치 속도비(즉, 구동측에 대한 피구동측의 회전수의 비율)에 대응하는 용량 계수를 검색하고, 이 토크 용량 계수와 현재의 엔진 회전수를 기초로 하여 클러치의 토크 용량을 산출하고, 그 토크 용량이 얻어지는 클러치의 체결압을 확보하기 위해 클러치 피스톤의 유압을 자동 제어하는 기술이 개시되어 있다.

이 특허 문헌 1에 기재된 기술에는, 스로틀 개방도의 크기에 따라서 선택되는 3 종류의 토크 용량 계수맵이 기억되어 있어, 어떠한 맵에 있어서도 클러치의 속도비가 1.0(클러치가 완전 체결된 상태에 대응하는 속도비)인 경우에 토크 용량 계수가 최소치를 채용하도록 설정되어 있다. 즉, 속도비가 1.0보다도 크거나 또는 작아져 클러치의 미끄러짐(슬립)이 커짐에 따라서, 토크 용량 계수가 증가하는 경향을 갖도록 토크 용량의 맵 특성이 설정되어 있다.

이에 의해, 예를 들어 차량 발진시에는 클러치의 구동측과 피구동측의 회전수의 차가 클수록 클러치의 토크 용량이 크게 설정되어, 클러치의 속도비가 1.0에 근접해지도록 클러치의 체결압을 자동 제어할 수 있도록 되어 있다. 또한, 클러치 가 완전 체결된 정상 주행시에는 토크 용량 계수가 작게 설정되므로 산출되는 클러치의 토크 용량이 작아져, 결과적으로 클러치의 체결압이 비교적 작아지게 된다. 따라서, 클러치를 거친 전달 토크가 지나치게 커지지 않아 클러치 체결시의 체결 쇼크를 완화할 수 있다.

이와 같이, 클러치의 속도비에 따라서 클러치의 토크 용량을 설정하는 토크 용량 제어를 실시함으로써, 양호한 차량 조작 필링을 제공할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상술한 토크 용량 제어에서는 속도비가 1.0일 때에 설정되는 클러치의 토크 용량 계수가 실제로 클러치의 구동측으로부터 피구동측으로 전달되는 토크보다도 어느 정도 큰 토크 용량이 얻어지는 값으로 설정되도록 되어 있다. 즉, 토크 용량 제어에서는 실제로 필요한 체결압보다도 큰 체결압으로 구동측과 피구동측을 체결시킨 상태를 제어 목표로 하고 있고, 클러치 체결시에 있어서의 토크 전달을 확실하게 행할 수 있도록 되어 있는 것이다. 따라서, 정상 주행시에 클러치를 확실하게 체결시키도록 제어하는 종래의 클러치 제어에 있어서는 입력 토크보다도 큰 토크 용량으로 속도비 1.0의 상태를 실현하는 상술한 토크 용량 제어가 유효하다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 평9-72353호 공보

그런데, 상술한 바와 같이 종래의 토크 용량 제어는 통상의 주행 상태인 정상 상태로 되었을 때에 클러치를 완전 체결시키는 것을 전제로 한 제어이다. 즉, 속도비가 1.0이 되었을 때에 토크 전달을 확실하게 행하기 위해 실제로 클러치의 구동측으로부터 피구동측으로 전달되는 토크보다도 큰 토크 용량이 설정되어 버린다. 이로 인해, 클러치가 완전 체결된 상태에서는 클러치의 구동측과 피구동측의 회전수차가 발생되지 않아, 이들 클러치 결합 요소 사이에 동마찰력보다도 큰 정지 마찰력이 작용하고 있다.

한편, 최근 새로운 발진 클러치의 제어 기술로서 클러치 완전 체결시의 체결압을 실제로 필요한 체결압과 동등해지도록 제어하는 방법이 제안되어 있다. 즉, 정상 주행시에 구동측의 토크 입력량에 대해 클러치 용량이 적합한 상태가 되도록 클러치를 자동 제어함으로써 끝없이 체결 상태에 가까운 슬립 상태(혹은, 끝없이 슬립 상태에 가까운 체결 상태)를 형성하는 것이다. 이러한, 차량 발진시에 클러치를 완전 체결시키지 않는 기술에 의해, 클러치 체결시에 있어서도 구동측과 피구동측 사이에 정지 마찰력이 발생하지 않는 환경을 실현할 수 있는 가능성이 있고, 토크 전달 효율을 확보하면서 클러치 제어성을 더욱 향상시킬 수 있을 것이라 기대되고 있다.

그러나, 종래의 클러치 용량 제어에서는 정상 주행시에 클러치를 완전 체결시키도록 제어를 행하는 것을 전제로 하고 있으므로, 토크 용량 제어에 이어서 클러치의 완전 체결을 전제로 하고 있지 않은 제어를 행하고자 하는 경우, 예를 들어 차량의 발진시에 상술한 토크 용량 제어를 행하면서 서서히 클러치의 구동측과 피구동측 사이의 슬립량을 제어하여 소정의 슬립 회전수(차회전수)를 유지하는, 소위 슬립 제어를 행하고자 하는 경우에는 이들 제어의 절환이 곤란하며 토크 쇼크 등을 발생시켜 양호한 차량 조작감을 얻을 수 없다고 하는 과제가 있다.

또한, 종래의 토크 용량 제어에서는 클러치의 속도비에 대해 토크 용량이 설정되도록 되어 있으므로, 정확한 슬립량의 제어를 할 수 없다고 하는 과제도 있다. 예를 들어, 구동측과 피구동측 사이에 소정의 슬립 회전을 부여하려고 해도 클러치의 토크 용량은 구동측의 회전수와 피구동측의 회전수의 비에 의해 제어되므로, 입력 회전수의 변동에 대한 출력 회전수의 비율을 유지할 수밖에 없어, 일정한 차회전수를 유지할 수 없다. 즉, 종래의 토크 용량 제어에서는 토크 용량에 대해 클러치의 슬립량을 임의로 설정하는 것이 불가능한 것이다.

본 발명은 상술한 과제에 비추어 창안된 것으로, 속도비 베이스의 토크 용량 제어로부터 입력 토크 베이스의 정상 제어로의 이행시에 있어서, 차회전수 베이스의 로직을 적합하게 하여 클러치 제어성을 향상시킬 수 있도록 한 클러치 제어 장치 및 클러치 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목표를 달성하기 위해, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 1)는 차량의 엔진 구동력을 전달하는 동력 전달축 상에 개재 장착된 마찰 클러치의 전달 토크를 제어하는 클러치 제어 장치이며, 상기 차량의 발진시에 상기 클러치의 구동측과 피구동측의 회전의 속도비에 따라서 상기 클러치가 전달해야 할 제1 목표 전달 토크의 크기를 산출하는 발진시 제어량 산출 수단과, 상기 차량의 정상 주행시에 상기 엔진으로부터 상기 클러치로 입력되는 엔진 토크를 제2 목표 전달 토크로서 산출하는 정상시 제어량 산출 수단과, 상기 클러치에 있어서의 상기 구동측과 상기 피구동측 사이의 체결 정도를 제어하는 클러치 체결도 제어 수단을 구비하는 동시 에, 상기 클러치 체결도 제어 수단은 상기 차량의 발진시에 상기 클러치의 전달 토크가 상기 발진시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제1 목표 전달 토크와 동등해지도록 상기 체결 정도를 조정하는 발진 제어를 실시하는 발진 제어 수단과, 상기 발진 제어 후 상기 클러치가 완전 체결되는 정상시까지의 동안에 상기 클러치의 전달 토크가 상기 제1 목표 전달 토크로부터 상기 정상시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제2 목표 전달 토크로 점근하도록 상기 체결 정도를 조정하는 이행 제어를 실시하는 이행 제어 수단과, 상기 이행 제어 후에 상기 제2 목표 전달 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 정상 제어를 실시하는 정상 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 이행 제어 수단은 상기 클러치의 구동측과 피구동측의 차회전수가, 적어도 스로틀 개방도, 차속, 상기 구동측의 회전수 및 상기 피구동측의 회전수 중 어느 하나를 기초로 하여 산출되는 소정 회전수 미만이 되었을 때에 상기 이행 제어를 개시하는 것이 바람직하다(청구항 2).

또한, 상기 이행 제어 수단은 적어도 스로틀 개방도, 차속, 상기 구동측의 회전수 및 상기 피구동측의 회전수 중 어느 하나를 기초로 하여 상기 이행 제어를 계속하는 소요 시간을 산출하는 것이 바람직하다(청구항 3).

또한, 상기 제2 목표 전달 토크에 대해 1 이하의 플러스의 내분 계수를 승산한 것과, 상기 제1 목표 전달 토크에 대해 1에서 상기 내분 계수를 감산한 값을 승산한 것의 합을 내분 토크로서 산출하는 내분 토크 산출 수단과, 시간 경과와 함께 상기 내분 계수를 0으로부터 1로 변동시켜 설정하는 내분 계수 설정 수단을 구비하 고, 상기 이행 제어 수단은 상기 내분 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 것이 바람직하다(청구항 4).

또한, 상기 이행 제어 수단은 상기 내분 계수가 1이 되었을 때에 상기 이행 제어를 종료하는 것이 바람직하다(청구항 5).

또한, 상기 클러치의 구동측 및 피구동측에 소정의 차회전수를 발생시키기 위해 필요한 토크 보정량의 크기를 산출하는 토크 보정량 산출 수단을 구비하고, 상기 이행 제어 수단은 상기 토크 보정량 산출 수단으로 산출된 상기 토크 보정량을 상기 내분 토크를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 것이 바람직하다(청구항 6).

또한, 상기 정상 제어 수단은 상기 토크 보정량 산출 수단으로 산출된 상기 토크 보정량과 상기 제2 목표 전달 토크를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 것이 바람직하다(청구항 7).

또한, 상기 클러치 체결도 제어 수단은 상기 내분 토크 및 상기 토크 보정량의 합을 기초로 하여 상기 체결 정도를 제어하는 것이 바람직하다(청구항 8).

예를 들어, 상기 이행 제어 수단이 상기 토크 보정량과 상기 내분 토크의 합을 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정해도 좋고, 혹은 상기 정상 제어 수단이 상기 토크 보정량과 상기 제2 목표 전달 토크의 합을 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정해도 좋다. 또한 이 경우, 상기 클러치 체결도 제어 수단은 상기 클러치의 전달 토크가 상기 내분 토크 및 상기 토크 보정량의 합과 동등해지도록 상기 체결 정도를 조정해도 좋다.

또한, 상기 토크 보정량 산출 수단은 상기 클러치의 구동측 및 피구동측에 있어서의 상기 소정의 차회전수와 실제의 차회전수의 차를 기초로 하여 상기 토크 보정량을 산출하는 것이 바람직하다(청구항 9).

또한, 상기 마찰 클러치가 습식 다판 클러치로서 구성되는 동시에, 상기 클러치 체결도 제어 수단은 상기 클러치에 있어서의 상기 구동측 및 상기 피구동측 사이의 체결압을 제어하는 지령 유압을 상기 클러치로 출력함으로써 상기 체결 정도를 제어하는 것이 바람직하다(청구항 10).

또한, 본 발명의 클러치 제어 방법(청구항 11)은 차량의 엔진 구동력을 전달하는 동력 전달축 상에 개재 장착된 클러치의 전달 토크를 제어하는 클러치 제어 방법이며, 상기 클러치의 구동측 및 피구동측의 회전의 속도비에 따라서 상기 클러치가 전달해야 할 제1 목표 전달 토크의 크기를 산출하는 동시에, 상기 엔진으로부터 상기 클러치의 상기 피구동측으로 입력되는 엔진 토크를 제2 목표 전달 토크로서 산출하고, 상기 차량의 발진시에 상기 클러치의 전달 토크가 상기 발진시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제1 목표 전달 토크와 동등해지도록 상기 체결 정도를 조정하는 발진 제어를 실시하고, 상기 발진 제어 후 또한 상기 클러치가 완전 체결되기 전에 상기 클러치의 전달 토크가 상기 제1 목표 전달 토크로부터 상기 정상시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제2 목표 전달 토크로 원활하게 이행하도록 상기 체결 정도를 조정하는 이행 제어를 실시하고, 상기 이행 제어의 종료 후에 상기 제2 목표 전달 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 정상 제어를 실시하는 것을 특징으로 하고 있다.

이하, 도면에 의해 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도1 내지 도5는 본 발명의 일실시 형태로서의 클러치 제어 장치를 나타낸 것으로, 도1은 본 클러치 제어 장치가 적용된 차량의 구동계 장치의 전체 구성을 도시한 모식적 구성도, 도2는 본 클러치 제어 장치에 있어서의 제어 내용의 연산 과정을 설명하기 위한 제어 블록도, 도3은 본 클러치 제어 장치의 이행 제어시에 있어서의 내분 계수(α)의 변화를 나타낸 그래프, 도4는 본 클러치 제어 장치의 발진 제어시에 있어서의 속도비(e)와 토크 용량 계수의 대응 관계를 나타낸 그래프, 도5는 본 클러치 제어 장치에 의한 제어 내용을 나타낸 흐름도이다.

[구성]

본 클러치 제어 장치는, 도1에 도시한 차량의 구동계 장치에 적용되어 있다. 이 구동계 장치에 있어서는, 엔진(1)의 구동력이 변속기(4)를 거쳐서 구동륜(8)으로 전달되도록 되어 있다. 또한, 엔진(1)과 구동륜(8)의 구동력 전달 경로 상에는 마찰 클러치로서 습식 다판 클러치(클러치)(2)가 개재 장착되어 있다.

클러치(2)는 엔진(1)의 구동력에 의해 회전하는 구동측 결합 요소(2a)와 그에 병설되는 피구동측 결합 요소(2b)를 구비하여 구성되어 있고, 구동측 및 피구동측의 결합 요소(2a, 2b)를 결합 또는 해방(즉, 직결 또는 비직결로 제어)함으로써, 엔진(1)으로부터의 구동력을 단접하도록 되어 있다. 각 결합 요소(2a, 2b)의 결합 및 해방은 후술하는 ECU(제어기)(4)에 의해 제어되도록 되어 있다.

또한, 구동력 전달에 관한 클러치(2)의 상류 및 하류에는 구동측 결합 요소(2a)의 회전수를 검출하는 구동측 회전수 센서(여기서는, 엔진 회전수 센서)(3a) 와, 피구동측 결합 요소(2b)의 회전수를 검출하는 피구동측 회전수 센서(3b)가 설치되어 있다. 즉, 구동측 회전수 센서(3a)에서는 클러치(2)로 입력되는 회전수(ω _ENG)가 검출되고, 한편 피구동측 회전수 센서(3b)에서는 클러치(2)로부터 출력되는 회전수[클러치(2)에 의해 전달된 회전수](ω_CTH)가 검출되도록 되어 있다. 여기서 검출된 각 회전수(ω_ENG, ω_CTH)는 ECU(4)로 입력되도록 되어 있다.

ECU(4)는 클러치(2)를 제어하기 위한 전자 제어 장치이다. 여기서는, 구동측 회전수 센서(3a)나 피구동측 회전수 센서(3b)로부터 입력되는 각 회전수(ω_ENG, ω_CTH) 외에, 도시하지 않은 스로틀 개방도 센서나 차속 센서로부터 입력되는 스로틀 개방도(θ), 차속(V) 등의 정보를 기초로 하여 각 결합 요소(2a, 2b)간의 결합 정도를 연산하고, 클러치(2)가 그 연산된 정도의 결합 상태가 되도록 지령 유압을 출력하도록 되어 있다. 또한, ECU(4)에는 도시하지 않은 엔진 회전수(N_e)의 정보가 입력되어, 클러치(2)의 제어량의 산출에 이용되도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 ECU(4)는 차량을 발진시킬 때의 클러치(2)의 제어(발진 제어)와, 차량의 정상 주행시의 클러치(2)의 제어(정상 제어)와, 이들 다른 2개의 제어의 중간 상태에 있어서의 제어(이행 제어)의 3 종류의 제어를 실시하도록 되어 있다. 발진 제어라 함은, 종래 기술에 관한 토크 용량 제어와 같은, 클러치(2)의 속도비를 기초로 한 제어이다. 한편, 정상 제어라 함은 엔진(1)으로부터 클러치(2)로 입력되는 토크의 크기를 기초로 하는 클러치(2)의 제어이며, 입 력 토크 베이스의 제어이다. 또한, 이행 제어라 함은 발진 제어와 정상 제어를 원활하게 절환하기 위한 제어이다.

다음에, ECU(4)의 기능에 대해 설명한다. ECU(4)에는 클러치(2)의 제어에 걸리는 각종 토크의 크기를 연산하기 위한 연산부(5)와, 연산부(5)에 있어서 연산된 각종 토크를 기초로 하여 클러치(2)를 제어하는 제어부(클러치 체결도 제어 수단)(6)가 구비되어 있다.

연산부(5)는 속도비 베이스 제어량 산출부(발진시 제어량 산출 수단)(5a), 토크 베이스 제어량 산출부(정상시 제어량 산출 수단)(5b), 토크 보정량 산출부(토크 보정량 산출 수단)(5c) 및 내분 토크 산출부(내분 토크 산출 수단)(5d)를 구비하여 구성되어 있다. 또한 제어부(6)는, 토크 용량 제어부(발진 제어 수단)(6a), 이행 제어부(이행 제어 수단)(6b) 및 정상 제어부(정상 제어 수단)(6c)를 구비하여 구성되어 있다.

[ECU(연산부)]

우선, 연산부(5)에 대해 속도비 베이스 제어량 산출부(발진시 제어량 산출 수단)(5a)는 발진 제어에 관한 제어량을 산출하기 위한 제어부이며, 우선 입력된 각 회전수(ω_ENG, ω_CTH)로부터 그 차회전수(ω_SL)를 다음 [수학식 1]에 따라서 산출한다. 즉 여기서는, 입력 회전수에 대해 클러치(2)가 어느 정도 슬립하고 있는지가 차회전수(ω_SL)로서 산출되게 된다.

[수학식 1]

ω_SL = ω_ENG- ω_CTH

또한, 이 속도비 베이스 제어량 산출부(5a) 내에는 클러치(2)의 구동측 결합 요소(2a)와 피구동측 결합 요소(2b)의 회전 속도비를 산출하는 속도비 산출부(5f)가 구비되어 있다. 속도비 산출부(5f)는 입력된 각 회전수(ω_ENG, ω_CTH)의 비를 속도비(e)로서 다음 [수학식 2]에 따라서 산출하도록 되어 있다.

[수학식 2]

e = ω_CTH/ω_ENG

또한, 속도비 베이스 제어량 산출부(5a)는 속도비 산출부(5f)에서 산출된 속도비(e)에 따라서, 미리 설정된 대응맵을 기초로 하여 클러치(2)가 전달해야 할 제1 목표 전달 토크[제어 목표가 되는 클러치(2)의 토크 용량](T_ST)의 크기를 산출한다. 여기서는 예를 들어, 종래의 토크 용량 제어의 방법을 이용하여, 도4에 나타낸 바와 같은 대응맵으로부터 토크 용량 계수를 구하고, 이 토크 용량 계수와 엔진 회전수(N_e)를 기초로 하여 클러치(2)의 토크 용량을 산출하고, 이를 제1 목표 전달 토크(T_ST)로 하도록 되어 있다. 즉, 이 제어부에서는 종래의 토크 용량 제어와 동일한 연산이 이루어져 있다.

또한, 여기서 미리 설정되어 있는 토크 용량 계수와 속도비(e)와의 대응맵은 클러치에 부여하고자 하는 특성에 따라서 임의로 설정되는 것이며, 예를 들어 여기서는 도4에 그래프로서 나타낸 바와 같이 속도비(e)가 1.0일 때에 토크 용량 계수 가 최소치를 취하는 설정으로 되어 있다. 여기서는, 속도비(e)의 크기가 1.0으로부터 멀어질수록[즉, 속도비(e)가 1.0보다도 큰 경우에는 커질수록, 및 속도비(e)가 1.0보다도 작은 경우에는 작아질수록] 설정되는 토크 용량 계수도 커지도록 되어 있다.

또한, 속도비(e)가 1.0으로부터 멀어짐에 따라서 토크 용량 계수의 증가 비율이 점차 작아지도록, 속도비(e)와 토크 용량 계수와의 대응 관계가 정해져 있다. 또한, 속도비(e)가 e = 1.0인 상태는, 구동측 결합 요소(2a) 및 피구동측 결합 요소(2b)의 회전수가 동일한 상태인 것이고, 이들 결합 요소간의 슬립량이 커질수록 속도비(e)가 1.0으로부터 멀어진 값으로서 산출되게 된다.

이러한 설정에 의해, 이하에 설명하는 바와 같이 토크 컨버터와 같은 동작을 실현할 수 있도록 되어 있다.

즉, 차량 발진시에는 클러치(2)의 토크 용량이 크게 설정되므로, 클러치의 속도비(e)가 1.0에 근접해지도록 클러치의 체결압이 원활하게 자동 제어되게 된다. 또한, 속도비(e)가 1.0에 근접해짐에 따라 클러치(2)의 토크 용량이 작게 설정되기 때문에, 액셀 페달의 답입 조작이나 복귀 조작에 대해 클러치(2)를 슬립시키기 쉽게 할 수 있어, 비교적 러프한 액셀 조작에 대해 토크 쇼크가 억제되게 되는 것이다.

한편, 토크 베이스 제어량 산출부(정상시 제어량 산출 수단)(5b)는 정상 제어에 관한 제어량을 산출하기 위한 제어부 중 하나이며, 엔진(1)으로부터 클러치(2)의 구동측 결합 요소(2a)로 입력되는 엔진 토크의 크기를 제2 목표 전달 토크 (T_IN)로서 산출하도록 되어 있다. 여기서는 클러치(2)의 체결 상태를, 구동측의 토크 입력량을 과부족없이 피구동측으로 전달하는 정상 상태로 하기 위한 목표로서의 토크로서, 클러치(2)로 입력되는 토크를 산출하도록 되어 있다. 즉 여기서는, 클러치 완전 체결시의 체결압을 실제로 필요한 체결압과 동등해지도록 제어하는 정상 제어의 방법을 이용하여 클러치(2)의 토크 용량을 산출하고, 이를 제2 목표 전달 토크(T_IN)로 하도록 되어 있다.

또한, 토크 보정량 산출부(토크 보정량 산출 수단)(5c)도 정상 제어에 관한 제어량을 산출하기 위한 제어부 중 하나이며, 클러치(2)의 구동측 결합 요소(2a) 및 피구동측 결합 요소(2b)에 소정의 차회전수를 발생시키기 위해 필요한 슬립 토크(토크 보정량)(T_SL)의 크기를, 현재의 차회전수에 따라서 피드백 제어치로서 산출하도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 목표치로서의 소정의 차회전수(목표 차회전수, 목표 슬립량)와 실제의 현재의 차회전수(실차회전수, 실슬립량)와의 차를 기초로 하여 상기한 슬립 토크(T_SL)의 크기가 산출되도록 되어 있다.

또한, 여기서 말하는 소정의 차회전수라 함은 정상 제어에 있어서 클러치(2)의 구동측과 피구동측 사이에 발생시키고자 하는 차회전수이며, 예를 들어 10 rpm 등의 구체적인 수치로 설정되거나, 구동측 회전수(ω_ENG)에 대한 비율로서 설정되도록 되어 있다. 또한, 여기서 소정의 차회전수가 0으로 설정된 경우에는, 정상 제어에 있어서 구동측의 결합 요소(2a)와 피구동측의 결합 요소(2b)가 동기하여 회전 하도록 클러치(2)가 제어되게 되고, 클러치(2)의 토크 용량이 구동측의 토크 입력량에 대해 균형적인 상태가 된다.

또한, 본 클러치 제어 장치에서는 이 소정의 차회전수가 0으로 설정되어 있다. 이에 의해, 상기한 [수학식 1]에서 산출되는 실제의 차회전수(ω_SL)가 ω_SL = 0에 수렴되도록 슬립 토크(T_SL)의 크기가 수시로 설정된다.

내분 토크 산출부(내분 토크 산출 수단)(5d)는 이행 제어에 관한 제어량을 설정하기 위한 제어부이며, 제1 목표 전달 토크(T_ST)의 크기와 제2 목표 전달 토크(T_IN)의 크기를 후술하는 내분 계수(α)에 의해 내분한 크기를 갖는 내분 토크(T_BS)를 산출하도록 되어 있다. 이로 인해, 내분 토크 산출부(5d)에는 내분 계수(α)를 설정하는 내분 계수 설정부(내분 계수 설정 수단)(5e)가 설치되어 있다.

이 내분 계수 설정부(5e)에서는 내분 계수(α)를 α = 0의 상태로부터 서서히 상승시켜 α = 1의 상태로 제어함으로써, 내분 토크(T_BS)를 제1 목표 전달 토크(T_ST)로부터 제2 목표 전달 토크(T_IN)로 원활하게 점근시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 내분 토크 산출부(5d)에 있어서 내분 토크(T_BS)는 이하의 [수학식 3]에 따라서 산출되도록 되어 있다.

[수학식 3]

T_BS = (1 - α) T_ST + αT_IN

내분 계수(α)라 함은 상기한 [수학식 3]에 나타낸 바와 같이, 내분 토크 (T_BS)의 산출 과정에 있어서의 제1 목표 전달 토크(T_ST)와 제2 목표 전달 토크(T_IN)와의 분담 비율의 지표가 되는 계수이며, 내분 계수(α)가 α = 0일 때에 내분 토크(T_BS)는 제1 목표 전달 토크(T_ST)와 동등해져, α = 1일 때에 내분 토크(T_BS)는 제2 목표 전달 토크(T_IN)와 동등해지도록 되어 있다.

또한, α가 작을수록(0에 가까울수록) 제1 목표 전달 토크(T_ST)가 분담하는 비율이 크고, α가 클수록(1에 가까울수록) 제2 목표 전달 토크(T_IN)가 분담하는 비율이 커지게 된다. 따라서,α가 작을수록 발진 제어에 가까운 상태로 제어되고, α가 클수록 정상 제어에 가까운 상태로 제어되게 된다.

본 실시 형태에 있어서의 내분 계수(α)의 설정은 도3에 나타낸 바와 같이, 발진 제어시에 있어서는 α = 0으로 설정되고, 이행 제어시에 있어서는 0 < α < 1이며 시간 경과와 함께 증가하도록 설정되고, 그리고 정상 제어시에 있어서는 α = 1에 고정되도록 되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 내분 계수(α)가 취할 수 있는 수지 범위가 0 내지 1 사이(0 ≤ α ≤ 1)가 되도록 설정되어 있다.

즉, 내분 토크 산출부(5d)에서는 제2 목표 전달 토크(T_IN)에 대해 이하의 플러스의 내분 계수(α)를 승산한 것과, 제1 목표 전달 토크(T_ST)에 대해 1에서 내분 계수를 감산한 값(1 - α)을 승산한 것과의 합이 내분 토크(T_BS)로서 산출되도록 되어 있다.

[ECU(제어부)]

계속해서, 제어부(6)에 대해 토크 용량 제어부(발진 제어 수단)(6a)는 차량의 발진시에 클러치(2)의 전달 토크[실제로 클러치(2)에 의해 전달되는 토크]가 속도비 베이스 제어량 산출부(5a)에서 산출된 제1 목표 전달 토크(T_ST)와 동등해지도록 클러치(2)의 체결 정도를 조정하는 발진 제어를 실시하도록 되어 있다. 즉, 속도비 베이스 제어량 산출부(5a)에서 산출된 발진 제어의 제어량을 이용하여, 여기서 실제로 발진 제어가 실시되도록 되어 있다.

또한, 본 클러치 제어 장치에 있어서「차량의 발진시」라 함은 정차 상태에 있는 차량이 주행을 개시한 후, 클러치 차회전수(ω_SL)가 후술하는 소정 회전수(A)(단, A > 0) 미만이 되는 시점까지의 것으로 되어 있다. 또한, 제어부(6)는 엔진 회전수(N_e) 및 스로틀 개방도(θ)를 기초로 하여 차량이 발진하였는지 여부(차량이 주행을 개시하였는지 여부)를 판정하도록 되어 있다.

이행 제어부(이행 제어 수단)(6b)는 토크 용량 제어부(6a)에 있어서의 발진 제어의 개시 후, 클러치(2)가 완전 체결되는 정상시까지의 동안에 클러치(2)의 전달 토크가 제1 목표 전달 토크(T_ST)로부터 토크 베이스 제어량 산출부(5b)에서 산출된 제2 목표 전달 토크(T_IN)로 점근하도록 체결 정도를 조정하는 이행 제어를 실시하도록 되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 이행 제어에서는 내분 토크 산출부(5d)에서 산출된 내분 토크(T_BS)를 기초로 하여 클러치(2)의 체결 정도가 조정되도록 되어 있다. 구체적으로는, 클러치(2)의 전달 토크가 토크 보정량 산출부(5c)에서 산 출된 슬립 토크(T_SL) 및 내분 토크(T_BS)의 합과 동등해지도록 클러치(2)의 체결 정도가 조정되도록 되어 있다.

즉, 이에 의해 내분 계수 설정부(5e)에 의해 내분 계수(α)가 α = 0의 상태로부터 서서히 상승하여 α = 1의 상태로 제어되면, 클러치(2)의 전달 토크가 제1 목표 전달 토크(T_ST)로부터 제2 목표 전달 토크(T_IN)보다도 소정의 차회전수분만큼 슬립시키기 위한 토크(T_SL)를 가산한 토크에 점근하도록 원활하게 변동하게 된다. 이와 같이, 본 클러치 제어 장치에서는 발진 제어와 이행 제어가 매끄럽게 실행되도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 토크 보정량 산출부(5c)에 있어서 소정의 차회전수가 0으로 설정되어 있어, 클러치(2)의 전달 토크가 제1 목표 전달 토크(T_ST)로부터 제2 목표 전달 토크(T_IN)로 점근하도록 원활하게 변동하게 된다.

여기서 실시되는 이행 제어의 개시 조건은,「클러치(2)의 차회전수(ω_SL)가, 적어도 스로틀 개방도(θ), 차속(V), 구동측 결합 요소(2a)의 회전수(ω_ENG) 및 피구동측 결합 요소(2b)의 회전수(ω_CTH) 중 어느 하나를 기초로 하여 산출되는 소정 회전수(A)(단, A > 0) 미만인 것」으로 설정되어 있다.

즉, 발진 제어에 있어서는 클러치(2)에 있어서의 차회전수(ω_SL)가 서서히 작아지도록 클러치(2)가 완전 체결되는 상태[차회전수(ω_SL)가 0인 상태]를 목표로 하여 클러치가 제어되어 있을 것이다. 그래서 본 실시 형태에서는, 차회전수(ω_SL) 가 소정 회전수(A) 미만이 되어 클러치(2)의 슬립량이 작아진 것을 이행 제어의 개시 조건으로 함으로써, 클러치(2)가 완전 체결되기 전에 확실하게 이행 제어를 개시할 수 있도록 하고 있는 것이다. 이행 제어부(6b)에 있어서 이 이행 제어의 개시 조건이 성립된다고 판정된 경우에는, 토크 용량 제어부(6a)는 발진 제어를 종료하고, 계속해서 이행 제어부(6b)가 이행 제어를 실시하도록 되어 있다.

또한, 여기서 실시되는 이행 제어의 계속 시간(S)은 적어도 스로틀 개방도(θ), 차속(V), 구동측 결합 요소(2a)의 회전수(ω_ENG) 및 피구동측 결합 요소(2b)의 회전수(ω_CTH) 중 어느 하나를 기초로 하여 산출되도록 되어 있다. 예를 들어 여기서는, 차회전수(ω_SL)가 클수록 이행 제어의 계속 시간(S)이 길게 설정되도록 되어 있다.

또한, 이행 제어의 계속 시간(S)이 경과하면 이행 제어부(6b)는 이행 제어를 종료하도록 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 계속 시간(S)의 경과시에 α = 1이 되도록 내분 계수(α)가 내분 계수 설정부(5e)에서 설정되도록 되어 있다.

정상 제어부(정상 제어 수단)(6c)는 이행 제어부(6b)에 있어서의 이행 제어의 종료 이후, 제2 목표 전달 토크(T_IN)의 크기를 기초로 하여 클러치(2)의 제어를 행하는 정상 제어를 실시한다. 본 실시 형태에 있어서는, 클러치(2)의 전달 토크가 토크 보정량 산출부(5c)에서 산출된 슬립 토크(T_SL) 구멍 및 제2 목표 전달 토크 (T_IN)의 합과 동등해지도록 상기 체결 정도가 조정되도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 이행 제어부(6b)에 있어서의 이행 제어의 종료시에 내분 계수(α)가 α = 1이 되어 있다. 즉, 이 시점에서 내분 토크(T_BS)가 제2 목표 전달 토크(T_IN)와 동등한 크기로 되어 있고, 이행 제어에 관한「슬립 토크(T_SL) 및 내분 토크(T_BS)의 합」과 정상 제어에 관한「슬립 토크(T_SL) 및 제2 토크(T_IN)의 합」이 동등하게 되어 있다. 따라서, 이행 제어와 정상 제어를 매끄럽게 실행할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 토크 용량 제어부(6a), 이행 제어부(6b) 및 정상 제어부(6c)에서는, 클러치(2)의 체결 정도를 조정하기 위해 이하의 [수학식 4]에 따라서, 클러치(2)가 전달해야 할 토크(클러치 토크)(T_CTH)를 산출하도록 되어 있다.

[수학식 4]

T_CTH = T_BS + T_SL

= (1 - α) T_ST +αT_IN + T_SL

※ 단, 발진 제어시 : α = 0, T_SL = 0[토크 용량 제어부(6a)에서의 산출 내용에 대응]

이행 제어시 : 0 < α < 1[이행 제어부(6b)에서의 산출 내용에 대응]

정상 제어시 : α = 1[정상 제어부(6c)에서의 산출 내용에 대응]

그리고, 산출된 이 클러치 토크(T_CTH)를 기초로 하여 클러치(2)의 체결 정도가 조정되도록 되어 있다.

이 [수학식 4]에 따른 연산의 내용을 블록도로서 도2에 도시한다. [수학식 4]의 우변의 각 항의 토크(T_ST,T_IN, T_SL), 연산부(5) 중의 각 제어부에서 산출된다. 전술한 바와 같이, 제1 목표 전달 토크(T_ST)는 속도비 베이스 제어량 산출부(5a)에서 산출되고, 제2 목표 전달 토크(T_IN)는 토크 베이스 제어량 산출부(5b)에서 산출되고, 슬립 토크(T_SL)는 토크 보정량 산출부(5c)에서 산출되도록 되어 있다.

[수학식 4]의 우변 중,「(1 - α) T_ST + αT_IN」에 상당하는 토크가 내분 토크(T_BS)이며, 이것이 전술한 내분 토크 산출부(5d)에서 산출된다. 그리고, 내분 토크(T_BS)와 슬립 토크(T_ST)와의 합이 클러치 토크(T_CTH)로서 산출되도록 되어 있다.

또한, 상술한 토크 용량 제어부(6a), 이행 제어부(6b) 및 정상 제어부(6c)의 각 제어부는 상술한 바와 같이 산출된 클러치 토크(T_CTH)를 기초로 하여, 클러치(2)를 구동하는 지령 유압을 출력하고, 클러치(2)의 체결 정도를 제어하도록 되어 있다. 각 제어부(6a, 6b, 6c)로부터의 지령 유압에 의해 클러치(2)의 구동측 결합 요소(2a) 및 피구동측 결합 요소(2b)의 체결압이 제어되도록 되어 있다.

[흐름도]

본 발명의 일실시 형태에 관한 클러치 제어 장치는 상술한 바와 같이 구성되 어, 이하에 설명하는 제어 흐름도에 따라서 클러치 제어를 실시한다. 도5에 나타낸 제어 흐름은 ECU(4)의 내부에 있어서 소정 주기로 적절하게 반복하여 실행되어 있다.

우선, 스텝 A10에 있어서 제어에 관한 각 변수 정보가 입력된다. 여기서는, 엔진 회전수(N_e), 스로틀 개방도(θ), 차속(V), 클러치(2)의 구동측 회전수(ω_ENG) 및 피구동측 회전수(ω_CTH)가 입력된다. 그리고 계속되는 스텝 A20에서는, 차량이 발진을 개시하였는지 여부가 판정된다. 여기서는, 제어부(6)에 있어서 차속(V) 및 스로틀 개방도(θ)를 기초로 하여 차량이 정차하고 있는지 주행을 개시하였는지가 판정된다. 그리고, 차량이 발진하였다고 판정된 경우에는, 스텝 A30 이후의 흐름으로 진행하여 발진 제어가 실시된다. 한편, 차량이 발진하였다고 판정되지 않은 경우, 즉 차량이 정차하고 있다고 판정된 경우에는 그대로 이 흐름을 종료한다. 즉, 차량이 발진을 개시하고 비로소 발진 제어가 실시되도록 되어 있다.

차량이 발진한 경우, 스텝 A30에 있어서 이행 제어를 개시하기 위한 개시 조건으로서의 소정 회전수(A)가 판독된다. 다음에, 스텝 A40에 있어서 클러치(2)의 차회전수(ω_SL) 및 속도비(e)가 산출되고, 계속되는 스텝 A50에 있어서 발진 제어가 실시된다.

이 스텝 A50에서는, 속도비 베이스 제어량 산출부(5a)에 있어서 도4에 나타낸 바와 같은 대응 관계를 기초로 하여 속도비(e)에 대응하여 부여되는 토크 용량 계수가 설정되는 동시에, 그 토크 용량 계수와 엔진 회전수(N_e)를 기초로 하여 클러 치(2)의 토크 용량이 제1 목표 전달 토크(T_ST)로서 산출된다. 그리고, 토크 용량 제어부(6a)에 있어서 상술한 [수학식 4]에 따라서, 클러치(2)가 전달해야 할 토크(클러치 토크)(T_CTH)가 산출되고, 클러치(2)의 전달 토크가 클러치 토크(T_CTH)와 동등해지도록 클러치(2)의 체결 정도가 조정된다. 또한 이 때, 내분 계수(α) = 0인 동시에, 슬립 토크(T_SL)가 T_SL = 0이므로 클러치(2)의 전달 토크가 제1 목표 전달 토크(T_SL)와 동등해지도록 클러치(2)의 체결 정도가 조정되게 된다. 그리고, 발진 제어에 관한 제어 신호가 지령 유압으로서 클러치(2)로 출력된다.

계속되는 스텝 A60에서는, 스텝 A40에서 산출된 현재의 차회전수(ω_SL)가 스텝 A30에서 판독된 소정 회전수(A) 미만인지 여부가 판정된다. 즉 여기서는, 발진 제어로부터 정상 제어로의 이행을 행하는 조건이 성립되는지 여부가 판정되게 된다. 이 스텝에서 ω_SL < A라 판정된 경우에는 이행 제어를 개시하는 조건이 성립되어 있으므로 스텝 A70 이후의 이행 제어로 진행하고, ω_SL ≥ A라 판정된 경우에는 스텝 A40으로 복귀하여 발진 제어를 반복한다.

즉, ω_SL ≥ A인 상태에서는 클러치(2)에 있어서 피구동측 결합 요소(2b)의 구동측 결합 요소(2a)에 대한 슬립량이 커져 있다. 그로 인해, 발진 제어를 속행함으로써 클러치(2)가 체결되는 방향으로 클러치 제어가 행해지고, 차회전수(ω_SL)가 서서히 작아지도록 클러치(2)가 제어된다. 그리고, 발진 제어에 의해 차회전수 (ω_SL)가 소정 회전수(A)보다도 작아지면 스텝 A70으로 진행한다.

스텝 A70에서는, 이행 제어부(6b)에 있어서 제어 계속 시간(S)이 산출된다. 또한 본 실시 형태에서는, 제어 계속 시간(S)이 스텝 A90 내지 스텝 A110을 반복하는 횟수로서 산출되도록 되어 있다.

계속되는 스텝 A80에서는, 내분 계수 설정부(5e)에 있어서 내분 계수(α)의 미소 증가량(Δα)이, Δα = 1/S로 설정되어 스텝 A90으로 진행한다. 예를 들어, 스텝 A70에서 산출된 제어 계속 시간(S)이 S = 100인 경우, Δα = 0.01로 설정되게 된다.

스텝 A90에서는, 이행 제어부(6b)에 있어서 내분 계수(α)에 스텝 A80에서 설정된 미소 증가량(Δα)이 가산되어 대입된다. 그리고, 스텝 A100에서는 내분 토크 산출부(5d)에 있어서 상술한 [수학식 3]에 따라서 내분 토크(T_BS)가 연산되어 이행 제어가 실시된다.

이 스텝 A100에서는, 토크 보정량 산출부(5c)에 있어서 슬립 토크(T_SL)가 산출되는 동시에, 내분 토크 산출부(5d)에 있어서 내분 토크(T_BS)가 산출된다. 그리고, 이행 제어부(6b)에 있어서 클러치(2)의 전달 토크가 토크 보정량 산출부(5c)에서 산출된 슬립 토크(T_SL) 및 내분 토크(T_BS)의 합[즉, 클러치 토크(T_CTH)]에 동등해지도록 클러치(2)의 체결 정도가 조정되어, 발진 제어에 관한 제어 신호가 지령 유압으로서 클러치(2)로 출력된다.

계속되는 스텝 A110에서는, 내분 계수(α)가 α ≥ 1인지 여부가 판정된다. 여기서 α < 1인 경우에는 스텝 A90으로 복귀되어, 이행 제어를 반복하게 된다. 즉, 반복하여 스텝 A90에 있어서의 Δα의 가산을 반복함으로써, 내분 계수 설정부(5e)에 있어서 내분 계수(α)가 α = 0인 상태로부터 서서히 상승하게 된다. 따라서, [수학식 3]에 의해 부여되는 내분 토크(T_BS)가 제1 목표 전달 토크(T_ST)로부터 제2 목표 전달 토크(T_IN)로 원활하게 변동하게 된다.

또한, 예를 들어 스텝 A70에서 산출된 제어 계속 시간이 S = 100인 경우, Δα = 0.01로 설정되어 있으므로, Δα의 가산이 100회 반복되어 비로소 α ≥ 1이 되게 된다. 이로부터, 스텝 A70에서 산출된 제어 계속 시간(S)이 Δα의 가산 횟수로서 연산에 이용되고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 스텝 A110의 조건 판정을 편의상「α ≥ 1인지 여부」로 하고 있지만, 여기서는α치가 취할 수 있는 범위가 O ≤ α ≤ 1로 설정되어 있으므로, 스텝 A90에 있어서 내분 계수(α)에 Δα를 가산한 결과 α가 1을 넘어 버린 경우에는, 실질적으로 α = 1이 된다. 따라서, 이 스텝에 있어서의 판정 조건을「α = 1인지 여부」로 하는 것도 가능하다.

또한, 스텝 A100에서는 Δα가 가산될 때마다 새로운 내분 토크(T_BS)가 산출된다. 따라서, 클러치(2)의 제어 목표로서의 클러치 토크(T_CTH)가 이행 제어 중에 S 횟수 재산출되게 된다. 이로부터, 제어 계속 시간(S)이 클수록 클러치 토크 (T_CTH)의 산출 횟수가 증가하여 이행 제어가 원활하게 실시되게 되는 것을 알 수 있다.

또한, 이행 제어의 개시시에는 내분 계수(α)의 초기치가 0이므로, 내분 토크(T_BS)는 제1 목표 전달 토크(T_ST)와 동일한 크기로 되어 있다. 이에 의해, 발진 제어와 이행 제어가 매끄럽게 이어져 토크 변동에 의한 쇼크가 없는 제어를 실시할 수 있다.

스텝 A100에 있어서 반복되는 이행 제어에서는, 클러치(2)의 전달 토크가 제1 목표 전달 토크(T_ST)로부터 제2 목표 전달 토크(T_IN)보다도 소정의 차회전수분만큼 슬립시키기 위한 토크를 가산한 토크에 점근하도록 원활하게 변동한다. 또한, 스텝 A110에 있어서 α ≥ 1이 된 경우에는 스텝 A120으로 진행하여 정상 제어가 실시된다. 또한 이 때, 실질적으로 α = 1이므로 내분 토크(T_BS)는 제2 목표 전달 토크(T_IN)와 동등한 크기로 되어 있다. 이에 의해 이행 제어와 정상 제어가 매끄럽게 이어져, 토크 변동에 의한 쇼크가 없는 제어를 실시할 수 있다.

그리고 스텝 A120에서는, 토크 베이스 제어량 산출부(5b)에 있어서 클러치(2)로 입력되는 엔진 토크의 크기가 제2 목표 전달 토크(T_IN)로서 산출되고, 정상 제어부(6c)에 있어서 클러치(2)의 전달 토크가 토크 보정량 산출부(5c)에서 산출된 슬립 토크(T_SL) 및 제2 목표 전달 토크(T_IN)의 합과 동등해지도록 클러치(2)의 체결 정도가 조정되어 정상 제어가 실시된다.

[효과]

이와 같이, 본 발명의 클러치 제어 장치에 따르면 클러치의 속도비 베이스의 발진 제어로부터 토크 베이스의 정상 제어로의 이행시에 있어서, 토크 쇼크를 발생시키는 일 없이 제어 이행을 행할 수 있어 이들 제어를 양립시킬 수 있다. 또한, 차량 발진시에는 발진 제어에 의해 양호한 차량 조작감을 제공할 수 있고, 한편 정상 주행시에는 정상 제어에 의해 클러치 제어성을 향상시킬 수 있다.

발진 제어시에 있어서는 클러치의 차회전수(ω_SL)에 따른 클러치 제어에 의해, 비교적 러프한 액셀 조작에 대한 토크 쇼크를 억제할 수 있어 필링을 향상시킬 수 있다.

다음에, 이행 제어시에 있어서는 내분 계수 설정부(5e)에 의해 내분 계수(α)가 α = 0인 상태로부터 서서히 상승하여 α = 1인 상태로 제어되도록 되어 있으므로, 발진 제어와 이행 제어를 매끄럽게 실시할 수 있다.

또한, 상기 흐름으로 나타낸 바와 같이 이행 제어시에 있어서 내분 계수(α)에 대해 Δα가 서서히 가산되어, α의 값이 0으로부터 1로 상승하도록 되어 있으므로, Δα의 가산 주기마다 내분 토크(T_BS), 나아가서는 클러치 토크(T_CTH)를 산출할 수 있어 제어부(6)를 거친 클러치(2)로의 지령 유압이 원활하게 변화하도록 클러치(2)를 짧은 주기로 미세하게 제어할 수 있다.

또한, 이행 제어에 있어서 내분 계수(α)가 α ≥ 1이라 판정된 시점(즉, α = 1이 된 시점)에서 정상 제어가 실시되도록 되어 있으므로 내분 토크(T_BS)가 제2 목표 전달 토크(T_IN)와 동등한 크기가 되었을 때에 제어를 절환할 수 있어 이행 제어와 정상 제어를 매끄럽게 실시할 수 있다.

그리고 정상 제어에 있어서는, 클러치(2)의 전달 토크가 슬립 토크(T_SL) 및 제2 목표 전달 토크(T_IN)의 합과 동등해지도록 상기 체결 정도가 조정되므로, 정상 주행시에 클러치(2)에 있어서 입력되는 엔진 회전수(ω_ENG)에 대해 항상 소정의 차회전이 발생되도록 슬립한 상태를 유지할 수 있다.

특히, 본 실시 형태의 클러치 제어 장치에 따르면 구동측의 토크 입력량에 대해 클러치(2)의 토크 용량이 균형적으로 체결되어 있는 상태[즉, 차회전수(ω_SL)가 ω_SL = 0이고 또한 클러치(2)로의 토크 입력량과 실제로 클러치(2)가 전달하고 있는 토크량이 동일한 정상 상태]가 되도록 클러치(2)가 제어되므로, 클러치 체결시에 있어서도 구동측과 피구동측 사이에 정지 마찰력이 생기게 하는 일 없이 끝없이 체결 상태에 가까운 슬립 상태를 유지할 수 있어, 클러치 제어성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 클러치 제어 장치에 따르면 클러치(2)의 차회전수(ω_SL)를 기초로 하여 클러치가 완전 체결되어 있지 않은 상태를 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 발진 제어로부터 정상 제어로의 이행 개시 조건이나 이행 제어의 계속 시간(S)을 적어도 스로틀 개방도(θ), 차속(V), 구동측 결합 요소(2a)의 회전수(ω_ENG) 및 피 구동측 결합 요소(2b)의 회전수(ω_CTH) 중 어느 하나를 기초로 하여 설정할 수 있어, 적절하게 제어의 이행을 개시 및 실시할 수 있다. 또한, 이행 제어의 계속 시간(S)의 설정에 의해 이행 제어의 순조로움(이행의 속도)을 설정할 수 있어, 예를 들어 제어 계속 시간(S)을 길게 설정하여 제어 이행에 관한 토크 변동을 억제할 수 있다. 또한, 제어 계속 시간(S)을 짧게 설정하면 신속하게 제어를 이행시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 클러치 제어 장치에서는 토크 용량 제어부(6a), 이행 제어부(6b) 및 정상 제어부(6c)에 있어서의 클러치 토크의 연산에 있어서, 공통의 [수학식 4]가 이용되도록 되어 있으므로 간소한 구성으로 이행 제어 수단에 있어서의 클러치의 체결 정도의 조정을 변경할 수 있어, 용이하게 이행 제어를 실시할 수 있다.

또한, 종래의 클러치 제어는 클러치(2)의 속도비 베이스의 제어였으므로, 예를 들어 슬립시키고자 한 회전수와 실제의 클러치의 차회전수로부터 직접 클러치(2)의 지령 유압을 연산하는 것은 곤란하지만, 본 클러치 제어 장치에서는 클러치(2)에 있어서의 토크량을 기초로 한 토크 베이스의 제어를 행하고 있으므로, 예를 들어 클러치(2)를 구성하는 각 결합 요소(2a, 2b)의 이너셔 및 회전수로부터 간단하게 클러치(2)의 운동 방정식을 구성하여 연산을 심플하게 구성할 수 있는 것이다.

또한, 본 클러치 제어 장치에 따르면 제어부(6)에 있어서 클러치 토크(T_CTH)를 기초로 하여 역클러치 모델을 이용하여 클러치(2)를 구동하는 지령 유압을 출력 하고, 클러치(2)의 체결 정도를 제어하도록 되어 있으므로 연산된 전달 토크가 발생되기 위해 필요한 클러치의 체결 정도를 용이하게 규정할 수 있어 적절하게 클러치(2)의 구동 유압을 제어할 수 있다.

또한, 본 클러치 제어 장치에 따르면 정상 제어에 있어서 클러치(2)의 구동측과 피구동측의 차회전수(ω_SL)가 ω_SL = 0인 상태가 유지된다. 이로 인해, 클러치 체결시에 있어서도 구동측과 피구동측 사이에 정지 마찰력이 발생하지 않는 환경을 생성할 수 있어, 토크 전달 효율을 확보하면서 클러치 제어성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 클러치(2)의 구동측과 피구동측 사이에는 동마찰력이 작용하고 있는 상태이므로, 체결 상태이면서 클러치(2)에 대해 응답성 좋게 소정의 슬립을 부여할 수 있어 클러치(2)를 보다 정확하게 제어하는 것이 가능해진다.

[기타]

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는 토크 보정량 산출부(5c)에 있어서의 슬립 토크(T_SL)의 산출시에 소정의 차회전수가 0으로 설정되어 있지만, 예를 들어 10 rpm 등의 구체적인 수치를 설정해도 좋고, 구동측 회전수(ω_ENG)에 대한 비율로서 설정(구동측 회전수에 대해 1 ％ 슬립시키는 등)해도 좋다.

이와 같이 소정의 차회전수를 설정함으로써 토크 보정량 산출부(5c)에 있어 서 슬립 토크(T_SL)의 크기가 산출되어, 이를 제어 목표가 되는 클러치 토크(T_CTH)의 크기에 반영시킬 수 있다. 또한 일반적으로, 클러치(2)의 운동 상태를 기초로 하여 운동 방정식을 구성한 경우 결합 요소(2a, 2b)에 있어서 전달되는 토크의 크기에 관해서는 연산상 단순하게 가산 및 감산이 가능하다. 따라서, 용이하고 또한 정확하게 상술한 바와 같은 연산, 즉 슬립 토크의 크기를 반영시킨 클러치 토크의 연산을 실시할 수 있다.

또한, 토크 용량 제어로부터 정상 제어로의 제어 이행에 있어서 토크 보정량 산출부(5c)에서 산출되는 슬립 토크(T_SL)의 크기만큼 클러치(2)가 슬립측으로 제어되게 되므로, 이행시에 있어서의 정상 제어의 로버스트성을 보증할 수 있다. 또한 이는 정상 제어에 있어서도 마찬가지이며, 슬립 토크(T_SL)의 크기만큼 클러치(2)를 슬립측으로 제어함으로써, 클러치(2)의 완전 체결을 확실하게 방지할 수 있어 클러치 제어의 로버스트성을 보증할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는 속도비 베이스 제어량 산출부(5a)에 있어서 제1 목표 전달 토크의 크기가 클러치의 구동측과 피구동측의 회전의 속도비에 따라서 산출되도록 되어 있지만, 이 대신에 클러치의 구동측과 피구동측의 차회전수에 따라서 산출되도록 구성하는 것도 생각할 수 있다. 예를 들어 이 경우, 클러치의 구동측 및 피구동측의 차회전수 외에 구동측 또는 피구동측 중 어느 하나의 실회전수를 참조함으로써, 실질적으로 구동측과 피구동측의 회전의 속도비를 산출할 수 있다.

본 발명의 클러치 제어 장치 및 클러치 제어 방법(청구항 1, 11)에 따르면, 마찰 클러치의 속도비 베이스의 토크 용량 제어로부터 입력 토크 베이스의 정상 제어로의 이행시에 있어서, 토크 쇼크를 발생시키는 일 없이 제어 이행을 행할 수 있어 이들 제어를 양립시킬 수 있다. 이에 의해, 차량 발진시에는 토크 용량 제어에 의해 양호한 차량 조작감을 제공할 수 있어, 정상 주행시에는 정상 제어, 예를 들어 마찰 클러치가 소정의 차회전수를 유지하도록 제어하는 차회전수 제어 등에 의해 양호한 클러치 제어성을 획득할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 2)에 따르면 클러치가 완전 체결되어 있지 않은 상태를 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 토크 용량 제어로부터 정상 제어로의 이행 개시 조건을 설정하여, 적절하게 제어의 이행을 개시할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 3)에 따르면 이행 제어를 계속하는 소요 시간을 정확하게 산출할 수 있다. 또한, 이행 제어의 순조로움(이행의 속도)을 설정할 수 있어, 제어의 이행에 걸리는 토크 변동을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 4)에 따르면 내분 계수를 변동시키는 연산에 의해 제어 로직을 절환하는 일 없이 간소한 구성으로 이행 제어 수단에 있어서의 클러치의 체결 정도의 조정을 변경할 수 있어, 용이하게 이행 제어를 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 5)에 따르면 내분 계수가 1이 되었을 때, 즉 토크 용량 제어에 걸리는 전달 토크가 연산상 클러치의 체결 정도에 관여하지 않게 되었을 때에 이행 제어를 종료시킬 수 있다. 또한, 그 이행 제어 종료시에 정상 제어를 계속시켜, 클러치의 제어성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 6)에 따르면 토크 용량 제어로부터 정상 제어로의 제어 이행에 있어서, 토크 보정량 산출 수단으로 산출되는 토크 보정량이 고려되어 클러치가 슬립측으로(즉, 소정의 차회전수가 발생되도록) 제어되므로, 이행시에 있어서의 정상 제어의 로버스트성을 보증할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 7)에 따르면 토크 용량 제어로부터 정상 제어로의 이행 종료 후에 있어서, 토크 보정량을 고려하여 클러치를 슬립측으로 제어할 수 있어 정상 제어의 로버스트성을 보증할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 8)에 따르면 연산된 전달 토크가 발생되므로 필요한 클러치의 체결 정도를 규정할 수 있어, 적절하게 클러치를 슬립측으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 9)에 따르면 토크 보정량 산출 수단에 있어서, 토크 보정량이 소정의 차회전수(즉, 목표가 되는 차회전수)와 실제의 차회전수의 차를 기초로 하여 산출되므로, 소정의 차회전수를 발생시키기 위해 필요한 토크 보정량의 크기를 정확하고 또한 용이하게 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 클러치 제어 장치(청구항 10)에 따르면 심플한 구성으로 본 발명을 실현할 수 있다. 또한, 클러치 체결도 제어 수단으로부터의 지령 유압에 의해 용이하게 클러치의 체결 정도를 제어할 수 있다.

Claims

차량의 엔진 구동력을 전달하는 동력 전달축 상에 개재 장착된 마찰 클러치의 전달 토크를 제어하는 클러치 제어 장치이며,

상기 차량의 발진시에 상기 클러치의 구동측과 피구동측의 회전의 속도비에 따라서 상기 클러치가 전달해야 할 제1 목표 전달 토크의 크기를 산출하는 발진시 제어량 산출 수단과,

상기 차량의 정상 주행시에 상기 엔진으로부터 상기 클러치로 입력되는 엔진 토크를 제2 목표 전달 토크로서 산출하는 정상시 제어량 산출 수단과,

상기 클러치에 있어서의 상기 구동측과 상기 피구동측 사이의 체결 정도를 제어하는 클러치 체결도 제어 수단을 구비하는 동시에,

상기 클러치 체결도 제어 수단은,

상기 차량의 발진시에 상기 클러치의 전달 토크가 상기 발진시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제1 목표 전달 토크와 동등해지도록 상기 체결 정도를 조정하는 발진 제어를 실시하는 발진 제어 수단과,

상기 발진 제어 후, 상기 클러치가 완전 체결되는 정상시까지의 동안에 상기 클러치 전달 토크가 상기 제1 목표 전달 토크로부터 상기 정상시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제2 목표 전달 토크로 점근하도록 상기 체결 정도를 조정하는 이행 제어를 실시하는 이행 제어 수단과,

상기 이행 제어 후에 상기 제2 목표 전달 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 정상 제어를 실시하는 정상 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 이행 제어 수단은 상기 클러치의 구동측과 피구동측의 차회전수가, 적어도 스로틀 개방도, 차속, 상기 구동측의 회전수 및 상기 피구동측의 회전수 중 어느 하나를 기초로 하여 산출되는 소정 회전수 미만이 되었을 때에 상기 이행 제어를 개시하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이행 제어 수단은 적어도 스로틀 개방도, 차속, 상기 구동측의 회전수 및 상기 피구동측의 회전수 중 어느 하나를 기초로 하여 상기 이행 제어를 계속하는 소요 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 목표 전달 토크에 대해 1 이하의 플러스의 내분 계수를 승산한 것과, 상기 제1 목표 전달 토크에 대해 1에서 상기 내분 계수를 감산한 값을 승산한 것과의 합을 내분 토크로서 산출하는 내분 토크 산출 수단과,

시간 경과와 함께 상기 내분 계수를 0으로부터 1로 변동시켜 설정하는 내분 계수 설정 수단을 구비하고,

상기 이행 제어 수단은 상기 내분 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정 도를 조정하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 이행 제어 수단은 상기 내분 계수가 1이 되었을 때에 상기 이행 제어를 종료하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 클러치의 구동측 및 피구동측에 소정의 차회전수를 발생시키기 위해 필요한 토크 보정량의 크기를 산출하는 토크 보정량 산출 수단을 구비하고,

상기 이행 제어 수단은 상기 토크 보정량 산출 수단으로 산출된 상기 토크 보정량과 상기 내분 토크를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 정상 제어 수단은 상기 토크 보정량 산출 수단으로 산출된 상기 토크 보정량과 상기 제2 목표 전달 토크를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 클러치 체결도 제어 수단은 상기 내분 토크 및 상기 토크 보정량의 합을 기초로 하여 상기 체결 정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 토크 보정량 산출 수단은 상기 클러치의 구동측 및 피구동측에 있어서의 상기 소정의 차회전수와 실제의 차회전수의 차를 기초로 하여 상기 토크 보정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마찰 클러치가 습식 다판 클러치로서 구성되는 동시에,

상기 클러치 체결도 제어 수단은 상기 클러치에 있어서의 상기 구동측 및 상기 피구동측 사이의 체결압을 제어하는 지령 유압을 상기 클러치로 출력함으로써 상기 체결 정도를 제어하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 장치.
차량의 엔진 구동력을 전달하는 동력 전달축 상에 개재 장착된 클러치의 전달 토크를 제어하는 클러치 제어 방법이며,

상기 클러치의 구동측 및 피구동측의 회전 속도비에 따라서 상기 클러치가 전달해야 할 제1 목표 전달 토크의 크기를 산출하는 동시에, 상기 엔진으로부터 상기 클러치의 상기 피구동측으로 입력되는 엔진 토크를 제2 목표 전달 토크로서 산출하고,

상기 차량의 발진시에 상기 클러치의 전달 토크가 상기 발진시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제1 목표 전달 토크와 동등해지도록 상기 체결 정도를 조정하는 발진 제어를 실시하고,

상기 발진 제어 후 또한 상기 클러치가 완전 체결되기 전에, 상기 클러치의 전달 토크가 상기 제1 목표 전달 토크로부터 상기 정상시 제어량 산출 수단으로 산출된 상기 제2 목표 전달 토크로 원활하게 이행하도록 상기 체결 정도를 조정하는 이행 제어를 실시하고,

상기 이행 제어의 종료 후에, 상기 제2 목표 전달 토크의 크기를 기초로 하여 상기 체결 정도를 조정하는 정상 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 방법.