离合器控制装置和方法

专利名称：离合器控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于控制在动力传输系统的输入旋转部件和输出旋转部件之间所传输的转矩的离合器控制装置和方法。
常规上，已知一种用于机动车辆的离合器控制技术设备，其通过在车辆起动或行驶期间自动接合或分离离合器来控制从发动机到驱动轮所传输的转矩的幅度。公开的日本专利申请第H9-72353号(以下称作“JP9-72353”)说明了一种离合器控制技术，其使用限定离合器速比和离合器转矩容量系数之间的关系的预定义图，根据离合器速比(其被定义为从动侧旋转部件的转速与驱动侧旋转部件的转速的比)获得离合器转矩容量系数，根据离合器转矩容量系数和发动机转速计算目标转矩容量，并通过调节离合器位置的液压来调整离合器的接合压力、根据目标离合器转矩容量自动控制离合器转矩容量。在JP9-72353中，根据节气门开度，和离合器转矩容量系数有关的三幅不同的图被制备并被选择。在每一幅图中，当离合器速比等于表示离合器处于完全接合状态的1.0时，离合器转矩容量系数被设置为最小值。具体地说，每一幅图以这样的一种方式被表示即随着离合器速比从1.0的增加或减小以增加离合器的滑转(slip)的量，来增加离合器转矩容量系数。例如，在车辆起动期间，离合器转矩容量被设置为随着离合器滑转速度的增加而增加，并且离合器接合压力被自动控制以使离合器速比朝1.0改变。另一方面，在离合器被完全接合的车辆稳态驱动期间，离合器转矩容量系数被设置为较小，因此离合器转矩容量被计算得较小，使得离合器接合压力也比较小。因此，通过离合器传输的转矩不过分大地增加，并且减小了在接合离合器中的潜在接合冲击。
在上述的转矩容量控制中，当离合器速比为1.0时，离合器转矩容量系数被设置为在一定程度上高于从驱动侧传输到从动侧的转矩的实际值。即，离合器被控制在通过高于实际所需的接合压力的接合压力，从动侧和驱动侧被接合以确保完全转矩传输的状态下。

发明内容
在上述常规转矩容量控制下，在车辆稳态驱动或正常驱动状态期间，离合器被完全接合。当离合器速比为1.0时，离合器转矩容量被设置为大于从驱动侧实际传输到从动侧的转矩以确保完全的转矩传输。在离合器被完全接合期间，在驱动侧和从动侧之间不会产生转速差。因此，大于动(dynamic)摩擦力的静摩擦力作用于离合器接合部件之间。
另一方面，近些年来，提出了一种在离合器被常规上完全接合的状态下将接合压力控制为与实际所需接合压力相等的技术。即在车辆处于稳态驱动期间，离合器被自动控制以平衡离合器容量与从驱动侧所输入的转矩，使得形成无限地接近完全接合状态的滑转状态(或无限地接近滑转状态的接合状态)。在车辆起动期间避免离合器完全接合的上述技术旨在实现这样一种状态，即在离合器处于完全接合的状态下静摩擦力不作用于驱动侧和从动侧之间以在确保转矩传输效率的情况下增强离合器的可控制性。
然而，如果在根据离合器完全接合的上述常规技术的控制模式后，跟有称作离合器滑转控制的模式，其中在车辆起动期间转矩容量被控制、在驱动和从动侧之间的滑转(slip)量被控制并在预定速度下被保持，则很难平滑地转换控制模式，使得可能产生转矩冲击从而不利地影响了车辆操纵的驾驶感觉。此外，在常规转矩容量控制中，根据离合器速比转矩容量被设置，因此可能不能按需要直接控制滑转量。例如，当在驱动侧和从动侧之间要产生预定的滑转量时，离合器转矩容量被控制以改变在驱动侧和从动侧之间的转速比。因此，在常规技术下，可能不能保持固定的离合器滑转速度。因此，可能常规转矩容量控制技术不能够根据离合器转矩容量任意地控制离合器的滑转量。
因此，本发明的目的是提供一种离合器控制装置和离合器控制方法，以在包括在滑转控制模式和稳态控制模式之间的转换的过程中，根据输入转矩提高离合器的可控制性。
根据本发明的一个方面，一种包括输入旋转部件和输出旋转部件的用于动力传输系统的离合器控制装置包括摩擦式离合器，适于以可变接合度将输入旋转部件和输出旋转部件耦接以将离合器转矩从输入旋转部件传输到输出旋转部件；离合器致动器，被配置成调节摩擦式离合器的接合度以控制离合器转矩；控制单元，被连接用于与离合器致动器的信号通信，并被配置成执行下列操作根据表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量，设置第一目标离合器转矩；将第二目标离合器转矩设置设置为从输入旋转部件输入到摩擦式离合器的转矩的量；在摩擦式离合器的起动阶段期间，将离合器转矩控制为第一目标离合器转矩设置；在摩擦式离合器的稳态阶段期间，将离合器转矩控制为第二目标离合器转矩设置；以及在起动阶段和稳态阶段之间的过渡阶段期间，控制离合器转矩从第一目标离合器转矩设置逐渐变到第二目标离合器转矩设置。
根据本发明的另一个方面，一种用于包括输入旋转部件和示出旋转部件的动力传输系统的离合器控制装置包括摩擦装置，用于以可变接合度将输入旋转部件和输出旋转部件耦接以将离合器转矩从输入旋转部件传输到输出旋转部件；致动装置，用于调节摩擦装置的接合度以控制离合器转矩；控制装置，用于执行下列操作根据表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量，设置第一目标离合器转矩；将第二目标离合器转矩设置设置为从输入旋转部件输入到摩擦装置的转矩的量；在摩擦装置的起动阶段期间，将离合器转矩控制为第一目标离合器转矩设置；在摩擦装置的稳态阶段期间，将离合器转矩控制为第二目标离合器转矩设置；在起动阶段和稳态阶段之间的过渡阶段期间，控制离合器转矩以从第一目标离合器转矩设置逐渐变到第二目标离合器转矩设置。
根据本发明的另一个方面，一种控制包括旋转部件和输出旋转部件的动力传输系统的离合器控制方法，摩擦式离合器被配置成以可变接合度将输入旋转部件和输出旋转部件耦接以将离合器转矩从输入旋转部件传输到输出旋转部件，离合器致动器被配置成调节摩擦式离合器的接合度以控制离合器转矩，所述离合器控制方法包括根据表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量，设置第一目标离合器转矩；将第二目标离合器转矩设置设置为从输入旋转部件输入到摩擦式离合器的转矩的量；在摩擦式离合器的起动阶段期间，将离合器转矩控制为第一目标离合器转矩设置；在摩擦式离合器的稳态阶段期间，将离合器转矩控制为第二目标离合器转矩设置；以及在起动阶段和稳态阶段之间的过渡阶段期间，控制离合器转矩从第一目标离合器转矩设置逐渐变到第二目标离合器转矩设置。


图1是说明具有根据本发明的第一实施例的离合器控制装置的机动车辆的动力传输系统的示意方框图；图2是说明在图1的离合器控制装置中计算过程的控制方框图；图3是说明在图1的离合器控制装置的过渡控制模式下组合参数是如何进行变化的示图；图4是说明在图1的离合器控制装置的起动控制模式下的离合器速比和离合器转矩容量系数之间的关系的示图；图5是说明图1的离合器控制装置的控制过程的流程图。
具体实施例方式
现在参照图1，其示出了根据本发明的实施例的离合器控制装置的配置。图1是说明具有根据本发明的实施例的离合器控制装置的机动车辆的动力传输系统的示意方框图。在该动力传输系统中，从发动机1输出的驱动转矩通过变速器7被传输到驱动轮8，8。在连接发动机1和驱动轮8，8的传动系上，具体地说，在发动机1和变速器7之间，多片湿式离合器2作为摩擦式离合器被设置。离合器2包括驱动接合部件2a，如被配置成通过发动机1的驱动转矩旋转的驱动离合器片，和从动接合部件2b，如与驱动接合部件2a平行设置的从动离合器片。具体地说，离合器2包括摩擦式离合器，适于以可变的接合度将输入旋转部件与输出旋转部件耦接以将离合器转矩从输入旋转部件传输到输出旋转部件；和离合器致动器，被配置成调节摩擦式离合器的接合度(degree of engagement)以控制离合器转矩。离合器致动器被配置成产生离合器2的离合器接合压力以控制离合器转矩。通过将驱动接合部件2a与从动接合部件2b连接或断开，即通过将离合器2控制到接合状态或分离状态，来自发动机1的驱动转矩被连接或断开。通过作为控制器的电控单元(ECU)4，驱动接合部件2a与从动接合部件2b的接合和分离被控制。驱动侧转速传感器(发动机转速传感器)3a被设置在传动系中的离合器2的上游并被配置成测量驱动接合部件2a的转速ωENG。从动侧转速传感器3b被设置在传动系中的离合器2的下游并被配置成测量从动接合部件2b的转速ωCTH。每一测量的转速ωENG和ωCTH均被输入到ECU 4。
ECU 4接收传感器数据，如从驱动侧转速传感器3a和从从动侧转速传感器3b输入的转速ωENG和ωCTH、从节气门位置传感器输入的节气门开度θ、从车速传感器输入的车速V和发动机转速Ne(等同于转速ωENG)，根据传感器数据计算驱动接合部件2a和从动接合部件2b的目标(desired)接合度，并根据目标接合度输出离合器液压命令以控制或调节离合器2。ECU 4采用三种控制模式，包括在车辆从静止起动期间控制离合器2的起动控制模式，在车辆稳态驱动期间控制离合器2的稳态控制模式和在起动控制模式和稳态控制模式之间的过渡(transition)控制模式。在起动控制模式下，根据离合器2的离合器速比(speed ratio)，离合器2被控制。另一方面，在稳态控制模式下，根据从发动机1输入到离合器2的转矩的幅度，离合器2被控制。过渡控制模式被使用以平滑地从起动控制模式转换为平稳状态控制模式。
下面描述ECU 4的具体功能。ECU 4包括计算部分5，用于计算和离合器2的控制有关的各种离合器转矩设置；和控制部分(离合器接合控制部分)6，用于根据在计算部分5中所计算的各种离合器转矩设置控制离合器2。计算部分5包括基于速比的离合器转矩设置计算部分5a、基于转矩的离合器转矩设置计算部分5b、离合器转矩设置调整计算部分5c和组合离合器转矩设置计算部分5d。控制部分6包括起动控制部分6a、过渡控制部分6b和稳态控制部分6c。
基于速比的离合器转矩设置计算部分5a被配置成计算和起动控制有关的离合器2的离合器转矩容量(capacity)的量。具体地说，使用下列方程式(1)，根据转速ωENG和ωCTH，离合器滑转速度(slipspeed)(离合器差速)ωSL被首先计算，其中相对于输入转速，离合器滑转速度ωSL被定义为离合器2的滑转量。
ωSL＝ωENG-ωCTH……(1)另一方面，基于速比的离合器转矩设置计算部分5a包括离合器速比计算部分5f，用于计算在驱动接合部件2a和从动接合部件2b之间的转速比。离合器速比计算部分5f被配置成使用下列方程式(2)计算被定义为在转速ωENG和ωCTH之间的比的离合器速比e。
e＝ωCTH/ωENG……(2)因此，基于速比的离合器转矩设置计算部分5a首先设置表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量(indicator)。此外，基于速比的离合器转矩设置计算部分5a被配置成使用预定特性曲线图根据由离合器速比计算部分5f所计算的离合器速比e，计算第一目标离合器转矩设置(作为控制设置点的离合器2的目标离合器转矩容量)TST。具体地说，基于速比的离合器转矩设置计算部分5a使用如图4中所示的特性曲线图确定离合器转矩容量系数CT，并根据离合器转矩容量系数CT和发动机转速Ne计算离合器2的转矩容量用作第一目标离合器转矩设置(setting)TST。根据离合器2的目标特性，限定在离合器转矩容量系数CT和离合器速比e之间的关系的特性曲线图被任意地确定。在本实施例中，特性曲线图被预定，如图4中所示，使得当离合器速比e为1.0时，离合器转矩容量系数CT采用最小值。离合器转矩容量系数CT随着相对于1.0离合器速比e的偏离的增加(即随着离合器速比e从1.0的增加或离合器速比e从1.0的减小)而增加。此外，在离合器速比e和离合器转矩容量系数CT之间的关系被限定使得离合器转矩容量系数CT的变化(增加)速率随着相对于1.0离合器速比e的偏离的增加而减小。e＝1.0表示其中驱动接合部件2a的转速等于从动接合部件2b的转速的状态。随着在这些接合部件之间的滑转量的增加，离合器速比e的计算值与1.0相偏离。上述设置实现了类似变转器的离合器操作。即，由于在车辆起动期间离合器2的转矩容量被设置为较大，因此离合器2的接合压力被平滑地或自动地控制使得离合器速比e可以接近1.0。由于离合器2的转矩容量被设置为随着离合器速比e接近1.0而减小，因此使得离合器2能够很容易地响应油门(accelerator)的压下或释放而滑转，以减小由对油门的比较猛烈的操作引起的转矩冲击。
另一方面，基于转矩的离合器转矩设置计算部分5b用于计算稳态控制的离合器转矩容量，并被配置成计算和稳态控制有关的第二目标离合器转矩设置TIN。第二目标离合器转矩设置TIN被设置为从发动机1输入到离合器2的驱动接合部件2a的转矩的幅度，使得离合器2处于其中从驱动侧所输入的转矩不多也不少地被完全传输到从动侧的稳态接合状态。因此，使用在离合器完全接合时控制接合压力的稳态控制的方法，离合器2的转矩容量被计算为等于实际所需接合压力，并被定义为第二目标离合器转矩设置TIN。
离合器转矩容量调整计算部分5c也用于计算稳态控制下的离合器转矩容量，并被配置成计算产生在驱动接合部件2a和从动接合部件2b之间的预定滑转目标量所需的离合器滑转转矩TSL。通过当前离合器滑转速度的反馈，离合器滑转转矩TSL被计算用作操纵变量。在本实施例中，根据在目标离合器滑转速度(预定离合器滑转速度或离合器的滑转目标量)和实际的当前离合器滑转速度(测量的离合器滑转速度或离合器的滑转的实际量)之间的差，离合器滑转转矩TSL被计算。目标离合器滑转速度可被设置为特定值，如10rpm，或可被设置为与驱动侧转速ωENG成正比的值。当目标离合器滑转速度被设置为0时，离合器2被控制使得驱动接合部件2a与从动接合部件2b相互被同步以作为一个单元旋转。在这种情况下，离合器2的转矩容量与从驱动侧输入的转矩量平衡。在本实施例中，目标离合器滑转速度被设置为0。根据情况，离合器滑转转矩TSL的幅度被适时地设置使得在方程式(1)中所计算的实际离合器滑转速度ωSL接近0。
组合离合器转矩设置计算部分5d用于计算过渡控制的离合器转矩容量，并被配置成计算组合的离合器转矩设置TBS，离合器转矩设置TBS用组合参数(加权参数)α通过组合第一目标离合器转矩设置TST和第二目标离合器转矩设置TIN被建立。组合离合器转矩设置计算部分5d包括用于设置组合参数α的组合参数设置部分5e。组合参数设置部分5e将组合参数从0逐渐增加到1，使得组合的离合器转矩设置值TBS从第一目标离合器转矩设置值TST平滑地变到第二目标离合器转矩设置值TIN。组合离合器转矩设置计算部分5d使用下列方程式(3)计算组合的离合器转矩设置TBS。
TBS＝(1-α)TST+αTIN……(3)如上述方程式(3)中所示，组合参数α用作用于计算组合的离合器转矩设置TBS的第一目标离合器转矩设置TST和第二目标离合器转矩设置TIN的加权指示参量(indicator)。当组合参数为0，组合的离合器转矩设置TBS等于第一目标离合器转矩设置TST。当组合参数为1，组合的离合器转矩设置TBS等于第二目标离合器转矩设置TIN。第一目标离合器转矩设置TST的加权随着组合参数α的减小(接近0)而增加，而第二目标离合器转矩设置TIN的加权随着组合参数α的增加(接近1)而增加。因此，当α较小时，通过近似起动控制的方法，离合器2被控制。当α较大时，通过近似稳态控制的方法，离合器2被控制。如图3中所示，在起动控制阶段组合参数α被设置为0，在过渡控制阶段被设置为随着时间而增加(0＜α＜1)，在稳态控制阶段被固定为1。因此，在本实施例中，组合参数α被设置为在0和1之间的数值范围内的值(0≤α≤1)。如上所述，通过将第二目标离合器转矩设置TIN与作为小于或等于1的正值的组合参数α的第一积和通过将第一目标离合器转矩设置TST与从1中减去组合参数α所产生的值(1-α)的第二积相加，组合离合器转矩设置计算部分5d计算组合的离合器转矩设置TBS。
在控制部分6中，在车辆起动期间，通过调整离合器2的接合度，起动控制部分6a执行起动控制以根据由基于速比的离合器转矩设置计算部分5a所计算的第一目标离合器转矩设置TST控制离合器2的转矩容量。即，根据基于速比的离合器转矩设置计算部分5a的计算，在起动控制部分6a中，起动控制被实际进行，在本实施例中，“在车辆起动期间”被定义为这样一种情况，即车辆开始从停止状态到其中离合器滑转速度ωSL减小到低于预定阈值转速A(A＞0)的行驶状态。控制部分6根据发动机转速Ne和节气门开度θ确定车辆是否开始行驶。
在起动控制部分6a的起动控制之后，过渡控制部分6b执行过渡控制以控制离合器2的转矩容量从第一目标离合器转矩设置TST变到由基于转矩的离合器转矩设置计算部分5b所计算的第二目标离合器转矩设置TIN，直到离合器2被完全接合为止。在过渡控制中，根据由组合离合器转矩设置计算部分5d所计算的组合的离合器转矩设置TBS，离合器2的接合度被调整。具体地说，离合器2的接合度被调整使得离合器2的传输转矩等于由离合器转矩设置调整计算部分5c所计算的离合器滑转转矩TSL和组合的离合器转矩设置TBS的和。按照上述控制，当组合参数α由组合参数设置部分5e控制以从α＝0的状态逐渐增加到α＝1的状态时，离合器2的传输转矩从第一目标离合器转矩设置TST平滑地变到通过将第二目标离合器转矩设置TIN与离合器滑转转矩TSL相加所产生的转矩。因此，离合器控制装置无缝地执行起动控制和过渡控制。
在本实施例中，在离合器转矩设置调整计算部分5c中，目标离合器滑转速度被设置为0，使得离合器2的传输转矩平滑地从第一目标离合器转矩设置TST变到第二目标离合器转矩设置TIN。用于开始过渡控制的条件被这样限定离合器2的离合器滑转速度ωSL低于预定阈值转速A(A＞0)，该预定阈值转速A根据节气门开度θ、车速V、驱动接合部件2a的转速ωENG和从动接合部件2b的转速ωCTH中的至少一个被计算。在起动控制中，离合器2被朝完全接合状态控制，其中离合器滑转速度ωSL为0，使得离合器2的离合器滑转速度ωSL逐渐减小。由于用于开始过渡控制的条件被这样限定离合器2的离合器滑转速度ωSL低于预定阈值转速A(A＞0)，因此在离合器2被完全接合之前过渡控制被可靠地开始。当过渡控制部分6b确定满足开始过渡控制的条件时，起动控制部分6a终止起动控制，并且过渡控制部分6b随后开始执行过渡控制。
根据节气门开度θ、车速V、驱动接合部件2a的转速ωENG和从动接合部件2b的转速ωCTH中的至少一个，过渡控制的时间S被计算。例如，过渡时间S被设置为随着离合器滑转速度ωSL的初始值的增加而增加。在过渡时间S之后，过渡控制部分6b终止过渡控制。在本实施例中，在从开始过渡控制的过渡时间S之后，组合参数部分5e将组合参数α设置为1。
稳态控制部分6c被配置成执行稳态控制以在过渡控制部分6b的过渡控制结束之后根据第二目标离合器转矩设置TIN的幅度控制离合器2。具体地说，离合器的接合度被调整使得离合器2的传输转矩等于通过离合器转矩设置调整计算部分5c所计算的滑转转矩TSL与第二目标离合器转矩设置TIN的和。
当过渡控制部分6b完成过渡控制时，组合参数α等于1。此时，组合的离合器转矩设置TBS的幅值等于第二目标离合器转矩设置TIN，使得在过渡控制中的滑转转矩TSL与组合的离合器转矩设置TBS的和，和在稳态控制下的滑转转矩TSL与第二目标离合器转矩设置TIN的和相等。因此，过渡控制和稳态控制被无缝地执行。在起动控制部分6a、过渡控制部分6b和稳态控制部分6c中，通过离合器2所传输的转矩TCTH使用下列方程式(4)被计算，以调整离合器2的接合度。
TCTH＝TBS+TSL＝(1-α)TST+αTIN+TSL……(4)其中在起动控制中(在起动控制部分6a的控制下)α＝0和TSL＝0，在过渡控制中(在过渡控制部分6b的控制下)0＜α＜1，在稳态控制下(在稳态控制部分6c的控制下)α＝1。根据该计算的离合器转矩TCTH，离合器2的接合度被调整。
图2是说明方程式(4)的计算过程的控制方框图。方程式(4)右边的每一项(即转矩TST、TIN和TSL)在计算部分5的各部分中被计算。如上所述，基于速比的离合器转矩设置计算部分5a计算第一目标离合器转矩设置TST，基于转矩的离合器转矩设置计算部分5b计算第二目标离合器转矩设置TIN和离合器转矩设置调整计算部分5c计算滑转转矩TSL。方程式(4)右边的部分(1-α)TST+αTIN为组合的离合器转矩设置TBS，其通过组合离合器转矩设置计算部分5d被计算。通过将组合的离合器转矩设置TBS与离合器滑转转矩TSL相加，产生离合器转矩TCTH。起动控制部分6a、过渡控制部分6b和稳态控制部分6c的每一个输出离合器液压命令以根据如上所述所计算的离合器转矩TCTH驱动离合器2，从而调节离合器2的接合度。通过来自控制部分6a、6b和6c中的每一个的离合器液压命令，驱动接合部件2a和从动接合部件2b的接合压力被调节。
下面描述由本实施例的离合器控制装置所执行的操作。图5是说明本实施例的离合器控制装置的控制过程的流程图。图5的控制过程以预定的时间间隔在ECU 4内被重复执行。首先，在步骤A10中，ECU 4读出与离合器控制相关的参数的输入数据。具体地说，ECU 4读出离合器2的发动机转速Ne、节气门开度θ、车速V、驱动侧转速ωENG和从动侧转速ωCTH。随后在步骤A10、在步骤A20中，ECU 4确定车辆是否已起动。具体地说，根据车速V和节气门开度θ，在控制部分6中确定车辆是处于静止状态还是车辆已开始行驶。当确定车辆被起动时，例程进到步骤A30和用于起动控制的随后步骤。另一方面，当确定车辆还未被起动时，即当确定车辆处于静止状态时，例程返回。因此仅在车辆开始行驶之后才进行起动控制。
在步骤A30中，ECU 4读取用于限定开始过渡控制的开始条件的预定阈值转速A。随后，在步骤A40中，ECU 4计算离合器2的离合器滑转速度ωSL和离合器速比e。随后，在步骤A50中，ECU 4执行起动控制。具体地说，在步骤A50中，基于速比的离合器转矩设置计算部分5a使用如图4中所示的特性曲线图，根据离合器速比e计算离合器转矩容量系数CT，并根据离合器转矩容量系数CT和发动机转速Ne计算第一目标离合器转矩设置TST。然后，起动控制部分6a使用上述方程式(4)计算通过离合器2所要传输的离合器转矩TCTH并调整离合器2的接合度，使得离合器2的传输转矩等于所计算的离合器转矩TCTH。由于在此时离合器滑转转矩TSL为0和组合参数α为0，因此离合器2的接合度被调整使得离合器2的传输转矩等于第一目标离合器转矩设置TST。然后，和起动控制有关的控制信号被输出到离合器2作为离合器液压命令。
接下来，在步骤A60中，ECU 4确定在步骤A40中所计算的当前离合器滑转速度ωSL是否低于在步骤A30中所读取的预定阈值转速A。即，确定是否满足从起动控制到稳态控制的转换的条件。当在步骤A60中确定ωSL＜A满足用于开始过渡控制的条件时，例程进到步骤A70和用于过渡控制的随后的步骤。另一方面，当确定ωSL≥A时，例程返回到步骤A40，使得起动控制被重复。ωSL≥A的情况表示从动接合部件2b与驱动接合部件2a的滑转量较大。因此，起动控制被重复以控制离合器2，使得离合器滑转速度ωSL逐渐减小。当离合器滑转速度ωSL变得低于起动控制的预定阈值转速A时，例程进到步骤A70。
在步骤A70中，ECU 4计算过渡控制部分6b的过渡时间S。具体地说，通过重复步骤A90-A110的次数，过渡时间S被限定。接下来，在步骤A80，在组合参数设置部分5e中，ECU 4将组合参数α的步长Δα设置为1/S。例如，当在步骤A70中所计算的过渡时间S为100时，Δα被设置为0.01。
接下来，在步骤A90，在过渡控制部分6b中，ECU 4将组合参数α增加在步骤A80中所设置的步长Δα。接下来，在步骤A100，在组合离合器转矩设置计算部分5d中，ECU 4使用方程式(3)计算组合的离合器转矩设置TBS，并执行过渡控制。在该步骤A100，离合器转矩设置调整计算部分5c计算离合器滑转转矩TSL，组合离合器转矩设置计算部分5d计算组合的离合器转矩设置TBS。然后，过渡控制部分6b调整离合器2的接合度使得离合器2的传输转矩等于离合器转矩TCTH，即通过离合器转矩设置调整计算部分5c所计算的离合器滑转转矩TSL与组合的离合器转矩设置TBS的和，并且将和起动控制有关的控制信号输出到离合器2作为离合器液压命令。
接下来，在步骤A110中，ECU 4确定组合参数α是否大于或等于1。当确定α＜1时，例程返回到步骤A90以重复过渡控制。因此，在步骤A90中通过反复增加Δα，组合参数设置部分5e逐渐从0增加组合参数α。因此，通过方程式(3)所给定的组合的离合器转矩设置TBS被平滑地从第一目标离合器转矩设置TST变到第二目标离合器转矩设置TIN。
例如，当在步骤A70中所计算的过渡时间S为100时，Δα被设置为0.01。因此，在Δα的加入被重复100次之后，α达到1。在本实施例中，为了方便起见，在步骤A110中确定条件为α≥1。然而，α的范围为0≤α≤1。当由于在步骤A90中将Δα加到组合参数α，α超过1时，可考虑将α设置为1。因此，在步骤A110中确定条件可以是α是否等于1。在步骤A100中，每一次使用Δα更新α时，ECU 4计算组合的离合器转矩设置TBS的新值。因此，在过渡控制期间，为离合器2的目标状态的离合器转矩TCTH被重复计算S次。因此，随着过渡时间S的增加，离合器转矩TCTH的计算次数增加使得过渡控制被平滑地进行。在开始过渡控制时，组合参数α的初始值为0，使得组合的离合器转矩设置TBS等于第一目标离合器转矩设置TST。因此，起动控制与过渡控制无缝连接，以不产生由于传输转矩的变化所引起的冲击。在步骤A100重复的过渡控制中，离合器2的传输转矩平滑地从第一目标离合器转矩设置TST变到通过将第二目标离合器转矩设置TIN与离合器滑转转矩TSL相加所产生的转矩。当在步骤A110中确定α≥1时，例程进到其中稳态控制被执行的步骤A120。在结束过渡控制时，组合参数α的最终值为1，使得组合的离合器转矩设置TBS等于第二目标离合器转矩设置TIN。因此，过渡控制和稳态控制被无缝连接以不产生由于传输转矩的变化所引起的冲击。
在步骤A120中，基于转矩的离合器转矩设置计算部分5b根据输入到离合器2的发动机转矩的幅度计算第二目标离合器转矩设置TIN，并且稳态控制部分6c执行稳态控制以调整离合器2的接合度，使得离合器2的传输转矩变到通过离合器转矩设置调整计算部分5c所计算的离合器滑转转矩TSL与第二目标离合器转矩设置TIN的和。
下面将描述本实施例的离合器控制装置产生的效果或优点。本实施例的离合器控制装置控制从基于离合器速比的起动控制到基于输入转矩的稳态控制的转换，而不产生转矩冲击。此外，在车辆起动期间离合器控制装置执行起动控制以提供车辆操纵的适合感觉，而离合器控制装置执行稳态控制以在车辆处于稳态驱动期间提高离合器的可控制性。
在起动控制中，根据离合器滑转速度ωSL离合器2被控制以降低由于较猛烈的油门操作所引起的转矩冲击。在过渡控制中，通过组合参数设置部分5e组合参数α被设置为从0逐渐增加到1，使得起动控制和过渡控制被无缝地执行。
被配置成如上述控制例程所示通过在过渡控制中每一循环加入Δα逐渐增加组合参数α的本实施例的离合器控制装置，对于计算加入Δα的每一循环的组合的离合器转矩设置TBS和离合器转矩TCTH，由此以较短的循环控制离合器2，使得通过控制部分6对离合器2的离合器液压命令在过渡控制阶段平滑地变化是有效的。
被配置成当确定在过渡控制中组合参数α处于α≥1(或α＝1)的条件时开始稳态控制的本实施例的离合器控制装置，对于当组合的离合器转矩设置TBS等于第二目标离合器转矩设置TIN时无缝进行从过渡控制到稳态控制的转换是有效的。
被配置成在稳态控制中控制离合器2的接合度使得离合器2的传输转矩等于离合器滑转转矩TSL与第二目标离合器转矩设置TIN的和的本实施例的离合器控制装置，对于在稳态驱动期间保持离合器2的状态，其中离合器2的目标滑转量相对于输入的发动机转速ωENG被恒定地产生是有效的。
被配置成将离合器2控制在其中离合器2的转矩容量与从驱动侧输入的转矩相平衡的状态(即离合器滑转速度ωSL为0并且输入到离合器2的转矩的量与通过离合器2实际传输的转矩的量相等)的本实施例的离合器控制装置，对使得滑转状态无限地保持在接近接合状态而不产生在驱动侧和从动侧之间的静摩擦力以提高离合器的可控制性是有效的。
在本实施例的离合器控制装置中，根据离合器2的离合器滑转速度ωSL可很容易地检测出其中离合器2未被完全接合的状态。被配置成设置从起动控制到稳态控制开始转换的条件和根据节气门开度θ、车速V、驱动接合部件2a的转速ωENG和从动接合部件2b的转速ωCTH中的至少一个设置过渡控制时间S的本实施例的离合器控制装置，对在适当的时间开始并执行过渡控制是有效的。过渡时间S的调整改变过渡控制的平滑性或快速性。当过渡时间S被设置为较长时，在过渡阶段内的传输转矩的变化速率被减小。另一方面，当过渡时间S被设置为较短时，可很快地完成过渡。
由于通用方程式(4)被用于在起动控制部分6a、过渡控制部分6b和稳态控制部分6c中的离合器转矩的计算，因此可很容易地控制离合器2的接合度。在常规离合器控制下，由于根据离合器速比离合器被控制，因此很难根据在目标滑转速度和实际滑转速度之间的差直接计算离合器的离合器液压命令。另一方面，在本实施例的离合器控制装置中，由于根据输入转矩离合器2被控制，因此使用离合器2的驱动接合部件2a和从动接合部件2b中的至少一个的惯量和转速可很容易地建立离合器2的运动方程，以简化计算。
被配置成使用逆离合器模型，根据离合器转矩TCTH计算用于驱动离合器2的离合器液压命令并控制离合器2的接合度的包括控制部分6的本实施例的离合器控制装置，对确定产生计算的传输转矩所需的离合器2的接合度以适当地控制离合器2的液压是有效的。
被配置成在稳态控制下使在离合器2的驱动侧和从动侧之间的离合器滑转速度ωSL保持在0，其中在离合器2的驱动和从动侧之间不产生静摩擦力的本实施例的离合器控制装置，对增强离合器的可控制性而不会不利地影响转矩传输的效率是有效的。换句话说，在离合器2的驱动和从动侧之间恒定地施加动摩擦力使得能够以充分的响应产生离合器2的目标滑转量，以按需要更准确地控制离合器2。
下面将描述对所说明实施例的改进。尽管在离合器转矩设置调整计算部分5c中的离合器滑转转矩TSL的计算中，目标滑转速度被设置为0，但可选择地将目标滑转速度设置为如10rpm的值，或其可被设置为与驱动侧的转速ωENG成正比(例如驱动侧转速的1％)。根据该计算的目标离合器滑转速度，在离合器转矩设置调整计算部分5c中离合器滑转转矩TSL的幅值被计算并用于确定离合器转矩TCTH的幅值作为离合器2的目标状态，一般而言，当根据离合器2的运动状态建立运动方程时，最好对在接合部件2a和2b之间所传输的转矩进行加、减计算。因此，上述计算，即考虑到离合器滑转转矩的离合器转矩被很容易和准确地计算。
由于通过离合器转矩设置调整计算部分5c所计算的离合器滑转转矩TSL被施加到离合器2以在过渡阶段到稳态控制阶段中产生离合器2的滑转，因此确保了过渡阶段中稳态控制的鲁棒性。同样地，由于离合器滑转转矩TSL被施加到离合器2以在稳态控制中产生离合器2的滑转，因此通过阻止离合器2的完全接合确保了稳态控制的鲁棒性。
尽管在上述实施例中，在基于速比的离合器转矩设置计算部分5a中根据离合器2的驱动侧和从动侧之间的离合器速比，第一目标离合器转矩设置TST的幅值被计算，但可选择地根据在离合器2的驱动侧和从动侧之间的离合器滑转速度计算第一目标离合器转矩设置TST。例如，除离合器滑转速度以外，根据在驱动和从动侧的其中一个的实际转速，可计算离合器速比。
该专利申请以2005年3月9日申请的在先日本专利申请第2005-066110号和2005年6月3日申请的在先日本专利申请第2005-164568号为基础。这些日本专利申请第2005-066110号和第2005-164568号的整个内容以参照的方式被包含在这里。
尽管以上参照本发明的某些实施例已描述了本发明，但本发明不限于上述的实施例。鉴于上述教导，本领域的技术人员可对上述实施例进行各种修改和变化。参照后附权利要求，本发明的范围被限定。
权利要求
1.一种用于包括输入旋转部件和输出旋转部件的动力传输系统的离合器控制装置，所述离合器控制装置包括摩擦式离合器，适于以可变接合度将输入旋转部件和输出旋转部件耦接，以将离合器转矩从输入旋转部件传输到输出旋转部件；离合器致动器，被配置成调节摩擦式离合器的接合度以控制离合器转矩；和控制单元，被连接用于与离合器致动器的信号通信，并被配置成执行下列操作根据表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量，设置第一目标离合器转矩；将第二目标离合器转矩设置设置为从输入旋转部件输入到摩擦式离合器的转矩的量；在摩擦式离合器的起动阶段期间，将离合器转矩控制为第一目标离合器转矩设置；在摩擦式离合器的稳态阶段期间，将离合器转矩控制为第二目标离合器转矩设置；以及在起动阶段和稳态阶段之间的过渡阶段期间，控制离合器转矩从第一目标离合器转矩设置逐渐变到第二目标离合器转矩设置。
2.如权利要求1所述的离合器控制装置，其中所述输入旋转部件与机动车辆的发动机相连。
3.如权利要求2所述的离合器控制装置，其中所述控制单元被配置成执行下列操作根据车辆的节气门开度、车辆的车速、所述输入旋转部件的转速和所述输出旋转部件的转速中的至少一个，确定阈值转速；以及当被定义为输入旋转部件和输出旋转部件之间的转速差的离合器滑转速度减小到低于阈值转速时，进入过渡阶段。
4.如权利要求2所述的离合器控制装置，其中所述控制单元被配置成根据车辆的节气门开度、车辆的车速、输入旋转部件的转速和输出旋转部件的转速中的至少一个，设置过渡阶段的时间。
5.如权利要求1-4的任何一个所述的离合器控制装置，其中所述控制单元被配置成执行下列操作在过渡阶段期间随时间从0到1逐渐改变组合参数；通过使用下列方程式设置组合离合器转矩设置，TBS＝(1-α)·TST+α·TIN其中TBS为组合的离合器转矩设置，TST为第一目标离合器转矩设置，TIN为第二目标离合器转矩设置，和α为组合参数；以及根据在过渡阶段的组合的离合器转矩设置，控制离合器转矩。
6.如权利要求5所述的离合器控制装置，其中控制单元被配置成当组合参数达到1时，进入稳态阶段。
7.如权利要求5所述的离合器控制装置，其中控制单元被配置成执行下列操作设置用于产生离合器滑转速度的离合器转矩调整，以将离合器滑转速度调整到目标值，其中离合器滑转速度被定义为在输入旋转部件和输出旋转部件之间的转速差；以及在过渡阶段期间，根据组合的离合器转矩设置和离合器转矩调整控制离合器转矩。
8.如权利要求7所述的离合器控制装置，其中控制单元被配置成在稳态阶段期间，根据第二目标离合器转矩设置和离合器转矩调整，控制离合器转矩。
9.如权利要求7所述的离合器控制装置，其中控制单元被配置成在过渡阶段期间，根据组合的离合器转矩设置与离合器转矩调整的和，控制离合器转矩。
10.如权利要求7中所述的离合器控制装置，其中控制单元被配置成根据离合器滑转速度的目标值和离合器滑转速度的实际值之间的差设置离合器转矩调整。
11.如权利要求1所述的离合器控制装置，其中摩擦式离合器为湿多片离合器，其中离合器致动器被配置成产生摩擦式离合器的离合器接合压力以控制离合器转矩，并且其中控制单元被配置成将离合器液压命令输出到离合器致动器以调节离合器接合压力。
12.一种控制包括旋转部件和输出旋转部件的动力传输系统的离合器控制方法，摩擦式离合器被配置成以可变接合度将输入旋转部件和输出旋转部件耦接，以将离合器转矩从输入旋转部件传输到输出旋转部件，离合器致动器被配置成调节摩擦式离合器的接合度以控制离合器转矩，所述离合器控制方法包括根据表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量，设置第一目标离合器转矩；将第二目标离合器转矩设置设置为从输入旋转部件输入到摩擦式离合器的转矩的量；在摩擦式离合器的起动阶段期间，将离合器转矩控制为第一目标离合器转矩设置；在摩擦式离合器的稳态阶段期间，将离合器转矩控制为第二目标离合器转矩设置；以及在起动阶段和稳态阶段之间的过渡阶段期间，控制离合器转矩从第一目标离合器转矩设置逐渐变到第二目标离合器转矩设置。
全文摘要
一种用于包括输入旋转部件和输出旋转部件的动力传输系统的离合器控制装置。该离合器控制装置包括摩擦式离合器和控制单元。控制单元根据表示在输入旋转部件和输出旋转部件之间的滑转量的离合器滑转指示参量，设置第一目标离合器转矩；将第二目标离合器转矩设置设置为从输入旋转部件输入到摩擦式离合器的转矩的量；在摩擦式离合器的起动阶段期间，将离合器转矩控制为第一目标离合器转矩设置；在摩擦式离合器的稳态阶段期间，将离合器转矩控制为第二目标离合器转矩设置；以及在起动阶段和稳态阶段之间的过渡阶段期间，控制离合器转矩从第一目标离合器转矩设置逐渐变到第二目标离合器转矩设置。
文档编号F16H3/00GK1831355SQ200610059760
公开日2006年9月13日 申请日期2006年3月7日 优先权日2005年3月9日
发明者本间知明, 内田正明, 片仓秀策, 川本佳延 申请人:捷特科株式会社