KR100214361B1 - 자동클러치제어기의 터치포인트 결정장치 및 방법 - Google Patents

자동클러치제어기의 터치포인트 결정장치 및 방법 Download PDF

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존 씨. 메티유
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Abstract

본 발명은 자동클러치 작동제어기에 의해 제어되는 클러치의 터치포인트의 자동 및 신뢰성 있는 결정을 제공하는 것이다.
본 발명은 변속기가 중립에 있고 관성브레이크가 가해진 채로 엔진을 아이들링하는 터치포인트를 결정한다.
클러치 작동제어기는 측정된 변속기 입력속도가 아이들 속도의 40%에서 60%사이로 기준 속도신호를 바람직하게 정합 시키도록 클러치를 맞물린다.
이것은 브레이킹 토오크를 정합시키는 조그만 토오크로 클러치 맞물림의 크기를 제공한다.
변속기 입력속도가 기준속도신호의 소정의 량내일 때 즉 4%일 때 본 발명은 클러치 맞물림의 크기에 해당하는 클러치 터치포인트를 결정한다.
클러치 맞물림의 크기는 클러치 위치신호 또는 자동클러치 제어에 사용되는 기존의 센서에 의해 발생되는 클러치 입력신호이다.
측정된 클러치 맞물림 신호가 이용할 수 없으면, 클러치 맞물림의 이 크기는 클러치 맞물림의 크기를 제어하는데 이용되는 클러치 맞물림 신호이다.
이 터치포인트는 조금만 토오크를 위한 클러치 맞물림의 크기와 클러치 터치점 오프셋간의 차이로서 설정된다.

Description

자동클러치 제어기의 터치포인트 결정장치 및 방법
제1도는 본 발명의 클러치 작동 제어기를 포함하는 자동차 구동 트레인의 개략도.
제2도는 클러치 맞물림과 클러치 토오크간의 관계를 도시한 그래프.
제3도은 클러치 터치포인트 결정의 실시예의 개략도.
제4도는 클러치 터치포인트(touch point)결정의 또 다른 실시예의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
61 : 기준 속도 발생기 29 : 관성 브레이크
27 : 클러치 엑츄레이터 64 : 보상기
68 : 결정 논리유닛
본 발명은 자동클러치 제어기에 관한 것이다. 더 상세히 설명하면, 자동 클러치 제어기에서 초기 토오크 변속에 대한 클러치 위치를 결정하는 것에 관한 것이다.
최근, 자동차의 구동 트레인의 제어를 자동화하는데, 특히 대형트럭의 구동 트레인의 제어의 자동화에 관심이 집중되고 있다. 승용차 및 경트럭의 자동변속기의 이용은 공지되어 있다. 이러한 자동차의 통상적인 자동 변속기는 엔진축과 구동바퀴간의 최종 구동비를 선택하는 유체 토오크 컨버어터와 유압식 작동기어를 이용한다. 이 기어선택은 엔진속도, 차량속도 등을 토대로 결정된다. 이러한 자동변속기는 엔진에서 구동축까지 동력의 전송 효율성을 감소시켜 수동변속기의 작동에 비해 연료나 동력을 크게 감소시킨다는 것은 공지되어 있다. 이러한 유압자동변속기는 차량 작동의 효율성이 감소하기 때문에 대형 트럭에는 널리 이용할 수 없었다.
유압 자동변속기를 이용할 때 효율성의 상실의 이유중의 하나는 유체 토오크 컨버어터에서 발생하는 손실 때문이다. 보통의 토오크 컨버어터는 미끄러짐을 보이고, 또한 모든 모드에서 토오크 및 동력의 상실을 보인다.
어떤 엔진속도이상에서 변속기의 입력축과 출력축간의 직접 접속(direct link)를 제공하는 록업 토오크 컨버어터(lockup torque converter)를 제공하는 것이 선행기술에 공지되어 있다.
이 기술이 채용될 때, 적당한 토오크 이용효율을 제공할 수 있지만, 저속도에서는 효율적이지 못하다. 자동 작동 마찰클러치로 대체함으로서 유압토오크 컨버어터가 지닌 비효율성을 제거하는 것이 제안되었으나, 이는 유압토오크 컨버어터를 사용할 때 나타나지 않았던 다른 문제가 있다. 마찰클러치는 클러치를 처음 맞물리기 전에 상당한 운동을 한다. 이 초기 맞물림의 점을 터치포인트(touch point)라고 부른다. 어떠한 토오크도 터치포인트전 클러치 맞물림 동안에 클러치를 통해
이송되지 못한다. 클러치 제어기는 제어 알로리즘에 대한 제로위치로서 터치포인트를 사용하는 것이 바람직하다.
어떠한 제어된 토오크 이송도 터치포인트 전에 일어나지 않기 때문에, 클러치 맞물림을 제어할 때 클러치제어기는 클러치를 터치포인트까지 급속히 전진시키는 것이 바람직하다.
따라서 클러치 터치포인트를 결정하는 신뢰할만한 자동방식을 포함하는 마찰클러치의 자동클러치 작동을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 자동클러치 작동제어기에 의해 제어되는 클러치의 터치포인트를 신뢰성 있게 자동으로 결정하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 엔진, 마찰클러치, 중립위치를 갖는 다중속도 변속기, 다중 속도 변속기의 출력에 연결된 적어도 하나의 관성적으로 적재된 견인바퀴 및 자동클러치 제어기를 포함하는 결합에 적용될 수 있다.
본 발명은 변속기가 중립에 있고 관성브레이크가 가해진 채로 엔진을 아이들링하는 동안 터치포인트를 결정한다.
관성브레이크는 변속동안에 속도를 정합시키도록 위해 변속기 입력축을 느리게 하는데 보통 이용된다. 관성브레이크의 브레이킹 토오크는 엔진의 아이들링 토오크의 약5%이다. 클러치 작동제어기는 측정된 변속기 입력속도가 아이들 속도보다 낮은 기준속도신호를 정합하도록 클러치를 맞물린다. 바람직한 실시 예에서 기준 속도신호는 아이들 속도의 40%에서 60% 사이이다. 클러치 작동제어기는 계단함수 입력(step function input)이 가해지는 것을 방지하기 위해 여과된 기준 속도신호에서 여과하여 측정된 변속기 입력 속도신호를 감산하는 것이 바람직하다. 이 에러속도는 클러치 맞물림의 정도를 제어하는데 이용된다. 이것은 브레이킹 토오크를 정합 하는 작은 토오크의 클러치 맞물림의 정도를 제공한다. 본 발명은 변속기 입력속도가 기준 속도신호의 소정의 양내에 있을 때 검출한다. 바람직한 실시예에서, 이 소정의 량은 기준속도의 4%이다. 이 상태를 검출할 때, 본 발명은 클러치 맞물림의 크기에 상응하는 클러치 터치포인트를 결정한다. 이 클러치 맞물림의 크기는 자동 클러치제어에 이용되는 기존의 센서에 의해 발생된 클러치 위치신호 또는 클러치 압력신호일수 있다. 만일 이용할 수 있는 측정된 클러치 맞물림 신호가 없다면, 이 클러치 맞물림의 크기는 클러치 맞물림의 크기를 제어하기 위해 사용되는 클러치 맞물림 신호일 수 있다. 클러치 맞물림의 크기에 상응하는 신호는 저역여과되는 것이 바람직하다.
터치포인트는 조그만 토오크의 클러치 맞물림의 크기와 클러치 터치포인트 오프셋간의 차이에 따라 설정된다. 이 클러치 터치포인트 오프셋은 브레이크를 극복하는 작은 토오크를 제공하는 클러치 맞물림과 먼저 논제로 토오크(on-zero torque)를 제공하는 클러치 맞물림 사이의 차이를 고려해 신호를 이동시킨다.
도1은 본 발명의 자동 클러치 제어기를 포함하는 차량의 구동트레인의 개략도이다. 자동차량은 구동력의 소오스로서 엔진(10)을 포함한다. 본 발명이 가장 적합할 수 있는 유형의 대형트럭에서, 엔진(10)은 디젤 내연기관이다. 발로 작동되는 페달인 드로틀(11)은 드로틀필터(12)를 경유해 엔진(10)의 작동을 제어한다.
드로틀필터(12)는 드로틀(11)을 경유해 스텝드로틀 증가를 수신할 때 랩프된 드로틀신호를 공급하므로서 엔진(10)에 공급된 드로틀신호를 여과한다. 엔진(10)은 엔진축(15)에 토오크를 발생시킨다. 엔진속도센서(13)는 엔진축(15)의 회전속도를 검출한다. 엔진속도센서에 의한 회전속도 검출의 정확한 장소는 엔진플라이 휘일 일수 있다. 엔진속도센서(13)는 이빨회전이 자기 센서에 의해 검출되는 다중이빨 바퀴인 것이 바람직하다. 마찰클러치(20)는 완전 또는 부분적인 맞물림을 할 수 있는 고정판(21)과 이동판(23)을 포함한다.
고정판(21)은 엔진플라이휘일에 의해 일체가 되어 있다. 마찰클러치(20)는 엔진축(15)에서 고정판(21)과 이동판(23)간의 맞물림 정도에 상응하는 변속기 입력축(25)으로 토오크를 연결시킨다.
도1은 한쌍의 고정 및 이동판만을 도시했지만, 통상자는 클러치(20)가 여러 쌍의 판을 포함한다는 것을 알 것이다.
토오크대 클러치 위치함수가 도2에 도시되어 있다. 클러치 토오크/위치곡선(80)은 처음의 터치포인트(81)전의 맞물림 범위 동안 처음에 제로(zero)이다. 클러치 토오크는 클러치 맞물림이 증가함에 따라 단조로히 올라간다.
도2에 도시된 예에서, 클러치 토오크는 차음에 서서히 올라가다가 최대 클러치 토오크가 점(82)의 완전 맞물림에 도달할 때까지 매우 급속히 올라간다.
일반적인 클러치 설계는 완전 맞물리는데 최대 엔진토오크의 약 1.5배의 최대 클러치 토오크를 필요로 한다. 이것은 클러치(20)가 미끄럼없이 엔진(10)에 의해 발생한 최대토오크를 전달할 수 있게 한다.
클러치 엑츄레이터(27)는 분리에서 부분적인 맞물림을 거쳐 완전 맞물림까지 클러치(20)를 제어하기 위해 이동판(23)에 결합되어 있다. 클러치 엑츄레이터(27)는 전기·유압 또는 기압 엑츄레이터일 수 있고, 위치 또는 압력 제어 엑츄레이터일 수 있다.
클러치 엑츄레이터(27)은 클러치 작동 제어기(60)로부터의 클러치 맞물림 신호에 따라 클러치 맞물림의 크기를 제어한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 클러치 엑츄레이터(27)는 폐루우프 제어기이다. 클러치 엑츄레이터(27)는 클러치 맞물림의 크기를 제어하여 클러치 위치센서(29)에서 측정한 클러치 위치가 클러치 맞물림 신호를 따르게 한다. 터치포인트 결정은 클러치 위치센서(29)에서 측정한 클러치 위치를 이용한다.
통상자라면, 클러치 엑츄레이터(27)가 바람직한 클러치 압력에 해당하는 클러치 작동신호에 의해 압력으로 제어되고, 클러치 압력센서에 의해 측정되는 클러치 압력피드백을 이용한다는 것을 알 것이다.
변속기입력 속도센서(31)는 변속기(30)에 대해 입력인 변속기 입력축(23)의 회전속도를 감지한다. 변속기(30)는 변속기 변속제어기(33)의 제어 하에서 구동축(35)에 대한 선택가능한 구동비를 제공한다. 구동축(30)은 차동기어(40)에 결합되어 있다. 변속기 출력속도센서(37)는 구동축(33)의 회전속도를 감지한다. 변속기 입력속도센서(31)와 변속기 출력속도센서(37)는 엔진속도센서(13)와 같은 방식으로 바람직하게 구성되어 있다.
차량이 대형트럭인 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 차동기어(40)는 바퀴(51)~(54)에 각각 결합되는 4개의 엑슬축(41)~(44)를 구동시킨다. 변속기 변속제어기(33)는 드로틀(11), 엔진속도센서(13),변속기 입력속도센서(31) 및 변속기 출력속도센서(37)로부터 입력 신호를 수신한다.
변속기 변속제어기(33)는 변속기(30)의 제어를 위한 기어선택 신호와 클러치 작동제어기(60)에 결합되는 클러치 맞물림/분리신호를 생성한다.
변속기 변속제어기(33)는 드로틀 설정, 엔진속도, 변속기 입력 속도 및 변속기 출력속도에 상응하는 변속기(30)에 의해 제공된 최종기어비를 변경한다.
변속기 변속 제어기(33)는 마찰클러치(20)가 맞물려야 할지 분리되어야 할지 에 따라 클러치작동 제어기(60)에 맞물림 및 분리신호를 제공한다. 변속기 변속제어기는 기어신호를 클러치 작동제어기(60)에 전송한다.
이 기어신호는 선택된 기어에 상응하는 계수의 셋트의 리콜(recall)을 허락한다. 변속기 변속제어기(33)는 상위변속 동안 관성브레이크(29)를 간단히 맞물리는 것이 바람직하다.
이것은 높은 기어를 맞물리기 전에 구동축(35)의 회전속도를 정합시키기 위해 변속기 입력축(25)의 회전속도를 느리게 한다.
본 발명의 터치포인트 결정은 아래에 설명한 방식으로 관성 브레이크(29)를 이용하는 것이 바람직하다.
변속기 변속제어기(33)는 본 발명의 어떠한 부분도 구성하지 않기 때문에 이하 설명이 생략된다.
클러치 작동제어기(60)는 클러치 맞물림 신호를 이동판(23)의 위치를 제어하는 클러치 엑츄레이터(27)에 공급한다.
이것은 도2의 클러치 토오크/위치곡선(80)에 따라 클러치(20)에 의해 전달된 토오크의 양을 제어한다.
클러치 작동제어기(60)는 변속기 변속제어기(33)의 제어 하에서 작동한다.
클러치 작동제어기(60)는 변속기 변속제어기(33)로부터 맞물림 신호를 수신할 때 분리에서 부분적인 맞물림 또는 완전 맞물림까지 이동판(23)의 운동을 제어한다.
바람직한 실시예에서, 클러치 맞물림 신호는 소망된 클러치 위치를 표시하게 된다는 것이 예상된다. 클러치엑츄레이터(27)는 이동판(23)을 제어하는 클러치 위치센서(29)에서 소망된 위치까지 측정된 클러치 위치를 이용하는 폐루우프 제어시스템을 포함한다.
클러치 맞물림 신호가 페루우프 제어를 소망된 압력에 제공하는 클러치 엑츄레이터(27)로 클러치 압력을 나타낼 수도 있다.
특별한 차량에 따라 클러치 엑츄레이터(27)는 개방 루우프 방식으로 작동할 수 있다.
클러치 엑츄레이터(27)의 정확한 설명은 본 발명에서 중요하지 않기 때문에 이후에 설명하지 않는다.
클러치 작동제어기(60)는 변속기 변속 제어기(33)로부터 분리신호를 수신하면, 클러치의 램프아웃 분리(ramped out disengagement)를 위한 소정의 개방 루우프 클러치 분리신호를 발생하는 것이 바람직하다.
클러치의 이 소정의 개방 루우프 분리에서는 반대되는 진동응답이 예기되지 않는다. 클러치 작동제어기(60)의 제어기능은 터치포인트(81)와 완전 맞물림 사이의 클러치위치만을 필요로 한다.
터치포인트(81)에 상응하는 맞물림 보다 낮은 클러치 맞물림은 클러치(20)가 완전 분리되기 때문에 토오크 이송의 가능성을 제공하지 않는다. 본 발명은 터치포인트(81)에 상응하는 클러치 위치의 검출방식이다. 변속기 변속제어기(33)로부터 맞물림 신호를 수신하면, 클러치작동제어기(60)는 클러치(20)를 터치포인트(81)에 상응하는 포인트에 급격히 전진시킨다. 이것은 터치포인트(81)에서 클러치 맞물림 제어를 제로(0)로 설정한다. 이후, 클러치 맞물림이 클러치 작동제어기(60)의 제어기능에 의해 제어된다.
도3은 클러치(20)의 터치포인트의 결정을 개략 도시한 것이다. 이 과정은 클러치 작동제어기(60)의 제어기능의 일부인 것이 바람직하다.
터치포인트의 결정은 변속기(30)를 중립으로 하고 관성브레이크(29)를 가하는 것을 수반한다. 변속기 입력속도가 엔진 아이들 속도의 소정비율에 도달할 때까지 클러치(20)은 엔진(10)이 아이들링하는 동안 점진적으로 맞물린다.
도2의 점(83)에 해당하는 클러치 맞물림의 크기는 관성브레이크(29)의 약간의 브레이킹 토오크를 극복하기 위해 클러치(20)를 통해 토오크를 전달한다.
조그만 오프셋(85)이 터치포인트(81)를 결정하기 위해 클러치 맞물림의 크기에서 감산한다. 터치포인트 결정과정은 적당한 초기 조건을 설정함으로서 시작된다. 이 초기조건은 엔진(10)이 아이들링하고, 변속기(30)가 중립이고 관성 브레이크(29)가 맞물리어야 한다. 관성브레이크(29)는 보통 상위변속 동안 구동축(35)의 회전속도에 변속기 입력축(23)의 회전속도를 정합하는데 도움을 주기 위해 제공된다. 클러치(20)가 변속동안에 분리되기 때문에 필요한 브레이킹량이 매우 적다. 관성브레이크(29)는 아이들링 엔진 토오크의 약 5%의 브레이크 토오크를 전개할 필요만 있다.
속도기준발생기(61)는 기준속도 신호를 발생시킨다. 이 기준속도 신호는 엔진아이들 속도의 약 40%에서 60%사이에 해당해야만 한다. 이 기준속도는 엔진(10)이 아이들하는 동안 터치포인트 결정이 클러치 미끄러짐이 필요하기 때문에 엔진 아이들 속도보다 낮아야 한다. 속도기준 신호는 전치필터(62)를 통해 여과된다. 전피필터(62)는 제어과정에 스탭함수 속도기준신호의 인가를 방지 하도록 제공된다. 에러 속도신호는 대수 합산기(63)에서 형성된다. 에러속도신호는 전치필터(62)에 의해 여과된 속도 기준신호에서 여과된 입력 속도신호를 감산한 차이이다. 변속기 입력 속도센서(31)는 변속기 입력 축(25)의 회전속도에 상응하는 변속기 입력 속도신호를 발생시킨다.
리이드 보상기(64)는 차이를 형성하기 전에 변속기 입력속도신호를 여과시킨다. 속도 에러신호는 클러치 엑츄레이터(27)에 가하는 클러치 맞물림 신호를 발생시키는 클러치 조절기(65)를 구동시킨다.
이것은 변속기 변속 후 클러치(20)의 재 맞물림 동안 클러치 작동제어기(60)의 동작과 유사하다.
클러치 엑츄레이터(27)는 클러치(20)를 클러치 작동신호에 해당하는 크기까지 맞물리게 한다.
클러치 맞물림의 크기는 변속기 입력축(25)에 결합된 토오크의 량과 이에 따른 측정 변속기 입력속도를 결정하기 때문에 이것은 피드백 시스템을 형성한다.
엔진 아이들 속도보다 작은 기준 속도신호의 선택은 엔진 속도 에러신호가 제로(zero)로 갈 때, 클러치(20)가 미끄러지는 것을 보장한다. 관성 브레이크(29)의 브레이킹 토오크를 극복하는데 필요한 토오크의 량은 너무나 적어 엔진(10)이 구동하지 못한다.
결정 논리 유닛(63)은 클러치 터치포인트 결정을 한다. 결정 논리유닛(68)은 저역필터(66)를 경유해 여과된 측정 변속기 입력 속도신호를 수신한다.
또한 결정논리 유닛(68)은 저역필터(67)를 통해 여과된 클러치 위치센터(29)로부터의 측정된 클러치 위치신호를 수신한다. 마지막으로 결정 논리 유닛은 속도기준 발생기(61)로부터 기준 속도신호를 수신한다. 결정논리 유닛(68)은 입력 속도신호와 기준속도신호를 비교함으로써 정상 상태에 도달할 때를 결정한다.
정상상태는 여과된 입력 속도신호가 기준 속도 신호의 4%와 같은 소정의 비율 내에 있을 때로 규정된다.
이 상태에 도달하면, 결정 논리유닛(68)은 여과된 측정 위치신호로서 점(83)을 결정한다. 제2대수 합산기(69)는 터치포인트(81)에 대한 클러치 위치를 결정한다.
클러치 터치포인트 오프셋 발생기(70)는 도2에 도시된 간격(85)에 해당하는 클러치 터치포인트 오프셋 신호를 발생시킨다. 이 량은 특별한 차량에 대해 고정되어 있고, 그리고 클러치 토오크/ 위치곡선(80) 및 관성 브레이크(29)의 브레이킹 토오크에 의존한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 이 클러치 터치포인트 오프셋 신호는 클러치(20)의 통 충정의 6.8%이다.
제2대수 합산기(69)는 결정 논리 유닛(68)으로부터 여과되어 측정된 클러치 위치신호에서 클러치 터치점 오프셋 신호를 감산한 차이에 해당하는 클러치 터치포인트 신호를 형성한다.
도4는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸다. 어떠한 클러치 맞물림의 크기도 측정할 수 없을 때 사용된다. 도3에 도시된 저역필터(67)와 유사한 저역필터(71)는 클러치 조절기(65)로부터의 클러치 맞물림 신호를 여과시킨다.
이 신호를 이용할 수 있기 때문에 그리고 엑츄레이터(27)가 이 신호에 해당하는 클러치 맞물림을 제공하기 때문에 클러치 맞물림의 측정으로 이용된다.
결정 논리유닛(68)은 여과된 입력 속도신호가 기준속도신호 4%이내일때를 결정한다.
이 상태에 도달하면, 결정 논리 유닛(68)은 여과된 클러치 맞물림 신호로서 점(83)을 결정한다. 제4도의 실시예의 다른 부분은 제3도에서 설명한 것처럼 작동한다. 크러치 터치포인트의 결정을 포함하는 클러치 작동 제어기(60)는 마이크로제어기 회로로 하는 것이 바람직하다. 입력속도, 변속기 입력속도, 드로틀 설정 및 클러치 위치에 해당하는 입력은 디지털 유형이어야 한다.
이 입력신호는 마이크로 제어기의 동작비와 일치하는 비로 표본화되어 소망된 제어를 제공하도록 충분히 빠르게 되는 것이 바람직하다. 위에서 설명했듯이 엔진속도, 변속기 입력속도 및 변속기 출력속도는 이빨회전이 자기 센서에 의해 검출되는 다중 이빨 바퀴를 통해 검출되는 것이 바람직하다. 자기 센서에 의해 검출되는 펄스 트레인은 소정의 기간 동안 계수 된다. 각각의 계수는 측정속도에 비례한다. 적절한 제어를 위해 차량이 후진하면, 변속기 신호의 부호가 부(-) 이어야 한다. 구동축(35)의 회전방향을 검출하는 방법이 필요하다. 이러한 방향감지는 종래의 방식이므로 더 설명하지 않겠다. 드로틀 설정과 클러치 위치는 전위차계와 같은 아날로그 센서에 의해 검출된다.
이들 아날로그 신호는 마이크로 제어기에 사용하기 위해 아날로그-디지탈 변환기에 의해 디지털화 한다. 마이크로 제어기는 공지된 방식으로 이산 미분 방정식에 의해 도3 및 도4에 도시된 과정을 실행한다.
따라서, 도3 및 도4에 도시된 제어 과정은 이산하드웨어라기 보다 오히려 본 발명을 구체화하는 마이크로 제어기를 프로그램하는 방법의 표시로서 생각해야 한다. 충분한 용량을 갖고 적당히 프로그램 되었다면, 마이크로 제어기는 본 발명의 클러치포인트 결정을 포함하는 클러치 작동 제어기(60)와 변속기 변속제어기(33)의 역할을 한다. Intel 80C196 마이크로 제어기는 이러한 기능을 하는데 충분한 연산용량을 구비하고 있다고 여겨진다.
위에서 설명했듯이, 도3 및 도4의 소자들은 마이크로 제어기의 이산미분 방정식으로 실행된다. 이산미분 방정식의 수치는 프로세서 샘플링비의 함수이다. 아래에 주어진 특별한 값은 100KHz의 샘플링 비를 토대로 한다. 동일한 필터 응답을 이루기 위해 상이한 계수치를 필요로 하는 저샘플링비가 바람직하다. 샘플링 비에 대한 계수의 조종은 선행기술을 따른다.
바람직한 실시예에서 전치필터(62)의 출력(pi)의 i 번째 값은 다음과 같이 주어진다.
Pi=0.98Pi-1 + 0.02Sref (1)
여기서 Pi-1는 전치 필터출력의 바로 직전의 값이고, Sref 입력기준 속도 신호이다. 리이드 보상기(64)의 i 번째 출력 SCcompi는
SComp = 0.63265 SCOMPi - 1 + 2.6327 SIni -2.2653 SIni -1 (2)
으로 주어진다. 여기서 SCompi-1는 보상기 출력의 전값이고 SIni는 변속기 입력 속도 신호의 현재값이고 SIni-1은 변속기 입력신호의 다음 선행 값이다.
클러치 조절기(65)에 의해 발생된 클러치 맞물림 신호 CEngi 의 I 번째 값은
CEngi=CEngi-1 + SErri - 0.98SErri-1 (3)
의해 주어진다. 여기서, CEngi-1은 클러치 맞물림 신호의 주시 선행값이고, SErr1은 속도에러 신호의 현재값이고 SErri-1은 속도 에러신호의 즉시 선행값이다. 저역필터(66)으로부터의 여과된 변속기 입력 속도신호(SFili)의 I 번째 값은
SFili =1.7667SFili-1 - 0.07866SFili - 2 + 0.02 SIni (4)
여기서, SFili-1은 여과된 변속기 입력속도 신호의 즉시 전값이고 SFili-2은 여과된 변속기 입력 속도신호의 다음 전값이다. 마지막으로 여과되어 측정된 클러치 위치신호CFli의 i번째의 값은
CFili=0.98CFili-1 + 0.02CPosi (5)
에 의해 주어진다. 여기서, CFili-1은 여과되어 측정된 클러치 위치신호의 주시 선행값이다. 이 기술은 터치포인트의 결정을 유리하게 할 수 있게 한다. 이 기술은 공지된 작은 토오크를 이송하는 클러치 맞물림의 측정을 기초로 한다. 변속기는 중립위치에 있기 때문에 변속기 입력축(23)에 적용되는 다른 토오크가 없기 때문에 방해힘도 없다.
이 공지된 작은 토오크를 이송하는 클러치 맞물림을 측정함으로써, 터치포인트가 최초 토오크 이송점을 찾는 것보다 더 신뢰성 있게 측정할 수 있다. 피드백 시스템은 이 조그만 토오크를 전달하는 맞물림의 크기가 안전하게 도달하는 것을 방지한다. 이것은 토오크 전달점에서 쉽게 해결 할 수 없다. 또한, 관성브레이크와 클러치 맞물림 센서가 베이스 장치에 이미 제공되어 부가적인 하드웨어가 필요 없다.

Claims (20)

  1. 소정의 아이들 속도를 가진 구동력 소오스와, 구동력 소오스에서 클러치 출력축으로 토오크를 제어할 수 있게 전달하는 마찰클러치와, 클러치 출력축에 연결된 입력축 및 중립 위치를 가지는 다중 속도변속기와, 다중 속도변속기의 출력축에 연결된 적어도 하나의 관성적으로 적재된 견인바퀴와, 클러치 맞물림의 크기를 제어하는 자동 클러치 제어기를 포함하는 편성에서, 터치포인트 결정기는 구동력 소오스의 아이들 속도의 소정의 량에 상응하는 기준신호를 발생시키는 기준 속도발생기와, 마찰클러치의 출력축의 회전속도에 상응하는 변속기 입력속도신호를 발생시키는 마찰클러치의 출력축에 연결된 변속기 입력 속도센서와, 소정의 브레이킹토오크를 마찰클러치의 출력축에 부여하기 위해서 선택적으로 맞물리는 관성브레이크와, 클러치 맞물림 신호에 따라 이탈상태에서 완전 연결상태로의 마찰클러치의 맞물림을 제어하기 위해 마찰클러치에 연결된 클러치 엑츄레이터와, 기준 속도 발생기, 변속기 입력속도센서, 관성 브레이크, 클러치 엑츄레이터 및 클러치 맞물림 센서에 연결된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 구동력 소오스가 아이들링하고 다중 속도변속기가 중립에 있을 때 터치포인트 결정 동안 관성 브레이크를 맞물리게 하는 관성 브레이크 맞물림기와, 기준속도 발생기와 변속기 입력속도 센서에 연결되어(1)기준속도 신호와 (2)변속기 입력속도 신호와의 차이에 응해서 제1대수 신호를 발생시키는 제1대수가 산기와, 제1대수 신호를 최소화 하는 크기까지 마찰클러치를 맞물리게 하는 클러치 엑츄레이터에 공급하는 클러치 맞물림 신호를 발생시키기 위한, 제1대수 합산기에 연결된 보상기와, 관성 브레이크가 맞물려 있고 또한, 다중 속도 변속기가 중립위치에 있을 때, 상기 변속기 입력 속도신호가 기준 속도신호의 소정의 량내에 있으면, 클러치 터치포인트 신호를 클러치 맞물림 측정장치와 같게 설정하기 위한, 기준 속도발생기, 변속기 입력속도센서 및 클러치 맞물림 센서에 연결된 결정논리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  2. 청구항 1에 있어서, 마찰클러치의 맞물림 크기에 상응하는 측정 클러치 맞물림 신호를 발생시키기 위해 마찰클러치에 연결된 클러치 맞물림 센서를 더 포함하고, 결정 논리유닛은 변속기 입력 속도신호가 기준 속도신호의 소정의 량내에 있을 때 클러치 터치포인트 신호를 측정클러치 맞물림 신호와 같게 설정하는 상기 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 클러치 맞물림 센서는 측정 클러치 위치신호를 발생시키는 클러치 위치센서로 이루어지고, 상기 클러치 엑츄레이터는 클러치 맞물림 신호에 의해 표시된 소망의 클러치 위치에 상응하는 마찰클러치의 위치를 제어하고, 그리고 상기 제어기에서 상기 보상기는 클러치위치를 나타내는 클러치 맞물림 신호를 발생시키고 또한 상기 결정 논리 유닛은 클러치 위치를 나타내는 클러치 터치포인트 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  4. 청구항2에 있어서, 클러치 맞물림 센서는 클러치 압력신호를 발생시키는 클러치 압력센서로 이루어지고, 상기 클러치 액츄레이트는 클러치 맞물림 신호에 의해 표시된 소망된 클러치 압력에 응해서 마찰클러치의 압력을 제어하고, 상기 제어기에서 상기 보상기는 클러치 압력을 표시하는 클러치 맞물림 신호를 발생하고, 또한 상기 결정논리 유닛은 클러치 압력을 나타내는 클러치 터치포인트를 발생하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  5. 청구항2에 있어서, 상기 제어기는 여과된 측정 맞물림 신호를 발생시키기 위해 클러치 맞물림 센서에 연결된 클러치 맞물림 신호필터를 포함하고, 변속기 입력 속도신호가 기준 속도신호의 소정의 량내에 있을 때, 상기 결정 논리유닛은 클러치 터치포인트를 여과된 측정 클러치 맞물림 신호와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  6. 청구항1에 있어서, 상기 결정 논리유닛은 변속기 입력속도신호가 기준 속도 신호의 소정의 양내에 있을 때, 클러치 터치포인트를 클러치 맞물림 신호와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  7. 청구항1에 있어서, 상기 제어기는 여과된 기준 속도신호를 발생하기 위한 기준속도 발생기에 접속된 전치필터와, 여과된 변속기 입력속도신호를 발생하기 위한 변속기 입력속도센서에 접속된 리이드 보상용 필터를 더 포함하고, 상기 제1대수 합산기는 (1)여과된 기준 속도신호와 (2)여과된 변속기 입력 속도신호간의 차이에 응해서 제1대수 합산 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  8. 청구항1에 있어서, 상기 제어기는 터치포인트 오프셋신호를 발생하기 위한 터치포인트 오프셋 발생기와 (1)클러치 터치포인트 신호와 (2)터치포인트 오프셋신호간의 차이에 응해서 보정된 클러치 터치포인트를 형성하기 위한 결정 논리유닛 및 터치포인트 오프셋 발생기에 접속된 제2대수 합산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  9. 청구항1에 있어서, 상기 기준 속도발생기는 아이들 속도의 40%에서 60%의 범위 내의 기준속도신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  10. 청구항1에 있어서, 상기 제어기에서, 상기 결정논리유닛은 변속기 입력속도 신호가 기준 속도신호의 2%내일 때 클러치 터치포인트를 클러치 맞물림 측정기와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 터치포인트 결정기.
  11. 소정의 아이들 속도를 가진 구동력 소오스와, 구동력 소오스에서 클러치 출력축까지 토오크를 제어가능하게 전달하는 마찰클러치와, 클러치 출력축에 연결된 입력축 및 중심위치를 가지는 다중 속도 변속기와, 다중 속도변속기의 출력축에 연결된 적어도 한 개의 관성적으로 적재된 견인바퀴와, 클러치 맞물림의 크기를 제어하는 자동 클러치 제어기를 포함하는 편성의 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법으로서, 아이들 속도로 구동력의 소오스를 작동시키는 단계와, 다중 속도 변속기에서 중립위치를 선택하는 단계와, 소정의 브레이킹 토오크를 마찰클러치의 출력축에 가하는 단계와, 아이들 속도보다 낮은 기준속도신호를 발생시키는 단계와, 마찰클러치의 출력축의 회전속도를 감지하는 단계와, 기준 속도신호와 검지된 마찰 클러치의 출력축의 회전속도 사이의 속도차이를 형성하는 단계와, 상기 최소화하는 크기까지 마찰클러치를 맞물리게 하는 단계와, 만일 마찰클러치의 출력축의 감지된 회전속도가 기준속도 신호의 소정의 량내에 있으면, 클러치 맞물림의 크기에 응해서 클러치터치포인트 신호를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  12. 청구항11에 있어서, 기준속도신호를 여과하는 단계와, 마찰클러치의 출력축의 검지된 회전속도를 여과하는 단계를 더 포함하고, 속도차이 형성하는 상기 단계는 여과된 기준속도와 마찰클러치의 출력축의 여과되어 검지된 회전속도간의 차이를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  13. 청구항11에 있어서, 클러치 맞물림의 크기를 감지하는 단계를 더 포함하고, 클러치 터치포인트를 결정하는 상기 단계는 마찰클러치의 출력축의 검지된 회전속도가 기준 속도신호의 소정의 량내에 있을 때, 클러치 터치포인트 신호를 검지된 클러치 맞물림의 크기와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  14. 청구항13에 있어서, 클러치 맞물림의 크기를 검지하는 상기 단계는 마찰클러치의 위치를 측정하는 것을 포함하고, 클러치 터치포인트 신호를 결정하는 상기 단계는 검지된 마찰클러치의 출력축의 회전속도가 기준속도신호의 소정의 량내에 있을 때, 클러치 터치포인트 신호를 측정된 클러치 위치와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  15. 청구항13에 있어서, 클러치 맞물림의 크기를 감지하는 상기 단계는 마찰클러치의 압력을 측정하는 것을 포함하고, 클러치 터치포인트 신호를 결정하는 상기 단계는 검지된 마찰클러치의 출력축의 회전속도가 기준속도신호의 소정의 량내에 있을 때 클러치 터치포인트 신호를 측정된 클러치 압력과 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  16. 청구항11에 있어서, 마찰클러치를 차등속도를 최소화하는 크기에 마찰클러치를 맞물리는 상기 단계는 속도차이에 응해서 클러치 맞물림 신호를 발생시키는 것과, 마찰클러치를 클러치 맞물림 신호에 상응하는 크기로 맞물리게 하는 것을 포함하고, 클러치 터치포인트 신호를 결정하는 상기 단계는 검지된 마찰클러치의 출력축의 회전속도가 기준속도신호의 소정의 양내에 있을 때, 클러치 터치포인트 신호를 클러치 맞물림 신호와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  17. 청구항11에 있어서, 검지된 클러치 맞물림의 크기를 여과시키는 단계를 더 포함하고, 클러치 터치포인트 신호를 결정하는 상기 단계는 검지된 마찰클러치의 출력축의 회전속도가 기준속도신호의 소정의 량내에 있을 때, 클러치 터치포인트 신호를 여과되어 검지된 클러치 맞물림의 크기와 같게 설정하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  18. 청구항11에 있어서, 마찰클러치가 소정의 토오크를 전달할 때의 클러치 맞물림과 마찰클러치가 제로(zero)토오크 이상의 소정의 토오크를 전달할 때의 클러치 맞물림과의 클러치 맞물림 차이에 응해서 터치포인트 오프셋 신호를 발생시키는 단계와, (1)클러치 터치포인트 신호와 (2)클러치 터치포인트 오프셋 신호간의 차이에 상응하는 보정된 클러치 터치포인트를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  19. 청구항11에 있어서, 상기 기준속도신호는 아이들 속도의 40에서 60%내에 있는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
  20. 청구항11에 있어서, 클러치 터치포인트 신호를 결정하는 상기 단계는 검지된 마찰클러치의 출력축의 회전속도가 기준속도신호의 4%내이면, 클러치 맞물림의 크기에 상응하는 클러치 터치포인트를 설정하는 것을 특징으로 하는 마찰클러치의 터치포인트를 결정하는 방법.
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