KR100389721B1 - 자동작동 클러치 제어장치 - Google Patents

Abstract

차량의 엔진(2)과 변속장치(4) 사이의 자동작동 클러치(3)가 유압식 작동기(8)에 의해 이동되고, 이것이 맞물림분리된 클러치에 작용하여 완전 분리위치로부터 클러치 미끄럼이 일어나는 위치들을 지나 완전히 맞물린 위치로 클러치를 이행시킨다. 엔진토오크가 전달되기 시작하는 클러치의 접촉점이 정해지고 대응하는 작동기(8)의 위치가 기억된다. 토오크가 전달되지 않는 접촉점 상부의 영역에서는 작동기의 위치가 위치조절회로(70)에 의해 조절되는 한편, 토오크가 전달되는 접촉점 하부의 영역에서는, 엔진 속도조절회로(78)가 작동기 위치조절회로에 중복되어 있다. 접촉점에서의 엔진속도는 클러치(출력)축의 속도를 약간(50 r.p.m.) 상회하는 값에 조정된다. 작동기(8)는 속도조절회로(78)가 중복되어 있는 위치조절회로(70)에 의해 접촉점에 대응하는 위치에 조정된다.

Description

자동작동 클러치의 제어장치

본발명은 청구항1의 대개념에 의한 자동조작 클러치의 제어장치에 관한 것이다. 클러치에 의해 차량의 엔진의 회전토오크는 변속장치에 전달되거나 또는 엔진과 변속장치 사이의 전달경로에서 차단된다. 운행시에는, 전달된 토오크는 속도를 일층 증가시키게 된다. 여기서 토오크의 전달은 클러치의 미끄러짐으로, 즉 엔진의 종동축과 변속장치의 구동축 사이의 회전수(속도) 차이에 의해 행해진다. 다른 전동상태의 경우에도, 예컨대 차량의 구동트레인에 있어 진동을 방지하기 위해, 토오크는 클러치의 미끄러짐에 의해 전달된다.

통상의 차량에 있어서는 클러치는 운전자에 의해 클러치페달을 통해, 즉 해제 및 결합에 의해 작동된다. 차량의 조작을 용이하게 하고, 운전자의 부담을 덜어주고 운전자로 하여금 도로교통에 더 주의를 경주할 수 있게 하기 위해서, 자동작동 클러치가 개발되었다.

[발명이속하는기술분야및그분야의종래기술]

공지된 장치는 출발, 기어전환 등과 같은 작동상태의 경우 또는 작동상태들간의 이행시기에 자동 마찰클러치를 제어한다(DE-A-40 11 850, US-A 5 176 234). 여기서는 출발을 위해 클러치를 넣는 시점이 구동트레인에 있어 모멘트값 또는 각도값의 함수로서 결정된다. 기어가 맞물리고 차량이 정지해 있는 경우 클러치는 맞물림해제 위치로 부터 엔진토오크가 전달되는 위치로 일정속도로 밀접되지만, 이것은 차량을 이동하기에는 충분하지 않다. 소정의 모멘트 또는 각도, 예컨대 클러치가 기동하는 지점에 도달시의 값이 탐색되어 저장(기억)되고 그 후 클러치는 부분적으로 다시 개방(분리)되어 소위 대기위치에 놓여진다.

자동작동 클러치는 자동변속장치에 비견할 수 있는 승차안락감을 제공하지만, 보다적은 비용이 들고 더욱 중량이 감소된다. 몇가지의 운행의 경우 이것은 자동변속장치에 비해 추가의 이점을 제공한다.

한편으로는 부드럽고 충격없이 클러치를 밀접시킬 수 있고 다른 한편으로는 불필요한 클러치라이닝의 마모에 이를 수 있는 너무 긴 미끄럼을 회피하기위해서는, 클러치의 맞물림점을 정확히 유지해야 한다. 그러나 그 맞물림점은 실제에 있어서는 여러 영향에 따라 변하며, 특히 온도 및 마모에 의존한다.

[발명이이루고자하는기술적과제]

본발명은 클러치의 맞물림과정에 대한 여러 영향이 보정될 수 있게 하는 자동클러치의 제어장치를 제공하는 것이 그 과제이다.

[발명의구성및작용]

상기 과제는 본발명에 따라 청구항 1 에 의한 제어장치에 의해 해결된다.

본발명의 합목적적 추가양태는 청구의 범위 종속항에 표시되어 있다.

본발명의 이점은 특히 운전자는 단지 가속페달을 통해 구동 토오크를 제어하면된다는데 있다. 그래서 특히 운전자는 장소관계가 극히 좁은 경우(교통정체가 심할때) 편평한 지하도 운행 및 공원주행이 용이해진다. 클러치의 수명이 연장된다.클러치작동은, 보다 경제적인 것을 원하건 또는 보다 스포츠스러운 것을 원하건, 운전자의 운전스타일에 적합화될 수 있다. 부정확한 클러치작동에 의한 클러치의 진동충격 또는 엔진의 완전 정지가 완전히 방지된다. 다른 한편으로는 기어선택은 운전자가 하게 된다. 자동변속장치를 가진 고급 스포츠카의 경우 새로운 것으로서 추가조치에 의해 운전자에 있어 다시 기어선택이 가능해짐으로써, 이 장치에 대한 요구가 또한 생길 수 있다. 아주 낮은 기어에서 착오로 예컨대 높은 기어로 기어전환된 경우 극히 높은 클러치회전수( 약 12000 r.p.m.이상)가 야기되지 않았을 때에 있어서, 본발명의 제어장치는 엔진의 과회전을 방지한다. 그리하여 구동트레인에 있어 충격과 진동이 방지될 수 있고, 또한 높은 기어로 천천히 주행하는 차량의 내부에 있어 그로 인한 소음발생이 생략된다. 클러치제어장치에 의해 엔진의 과도한 고회전이 방지되고 전동물질 소모가 방지되기 때문에, 차량에 의한 환경부담이 경감된다.

본발명의 중요한 특징은 여기서 접촉점( 또한 "터치 점")이라 명명된 맞물림점인데, 이 점은 차량의 운전자에게 대단히 안락한 클러치 제어를 가능하게 하고 계속 변경될 수 있다.

본발명의 실시예를 이하 도면에 따라 설명하겠다.

도1은 차량에 설치되는 본발명의 자동 클러치제어장치를 가진 대략적 구동부품 및 작동부품의 개략도이고,

도2는 모듈로된 도1에 의한 제어장치의 성분들의 분해도이고,

도3는 클러치의 작동을 위한 조정구동기를 표시하고,

도4는 도3에 의한 조정구동장치의 개요도 및 소속된 조절회로를 표시하고,

도5는 도1에 의한 클러치 제어장치의 조절회로를 표시하고,

도6은 도1에 의한 클러치제어장치를 가진 차량의 구동트레인 및 조작소자의 개요도 및 거기에 사용된 센서신호를 표시하고,

도7은 클러치의 접촉점의 설명다이아그램을 표시하고,

도8은 도1에 의한 클러치제어장치의 작동기동작을 측정 다이아그램으로 표시한다.

약시된 차량구동장치(1)(도1)는 엔진(2), 클러치(3), 변속장치(4) 및 링크축(6)을 갖고있으며, 링크축은 도시되지않은 차량 축 구동기에 연결된다. 클러치(3)는 유압작동기(8)에 의해 작동되고, 작동기의 축방향위치는 위치센서 또는 위치검출기(9)에 의해 포착된다. 작동기(8)는 일체화된 비례밸브(12)를 가진 유압식 압력공급유니트(11)에 의해 구동되고, 그 유니트는 오일용기(14)에 연결되어 있다. 압력공급유니트(11)의 작동기(8)와 오일용기(14) 사이의 유압유체도관(번호없음)은 굵은선으로 표시되고, 반면에 도면에 나타난 여러 신호도선은 가는선으로 표시되어 있다.

전자제어장치(15)는 여러 센서신호, 즉 엔진회전수센서(엔진속도센서)(16), 변속장치입력축-회전수센서(17), 변속레버(18)에 연결된 변속레버위치센서(20), 유압식작동기(8)의 위치센서(9) 및 제동램프스위치(21)로 부터의 신호를 수신한다.제어장치(15)는 이들 신호를 추후에 설명할 방식으로 처리하고, 제어신호를 발생하여 도선(22)을 통해 비례밸브(12)에 전달된다. 이것이 압력하에 있는 유압오일이 유압식작동기(8)에 공급되는 것을 제어하고 그리하여 클러치(3)의 위치를 제어한다. 보다 상세한 내용은 다음에 설명될 것이다.

제어장치(15)는 고장의 경우에는,예컨대 클러치 라이닝이 심하게 마모된 때에는,경고등(23)에 경고신호를 보내는데, 이 경고등은 운전자가 잘 볼 수 있도록 핸들(24) 부근에 있는 차량의 계기판에 장착된다.

본발명에 의한 클러치 제어장치의 작동방식을 설명하기 위해서는, 도2 에서 볼 수 있는 모듈로 된 제어장치 성분들을 체계적으로 분할한 도면이 또한 도움이 될 수 있을 것인데, 이들은 약시된 신호 및 데이터 도선(25)에 의해 상호간에 또한 상기한 차량의 센서들에 연결되어 있다. 이들 센서는 여기에서는 센서모듈(26)에 집합되어 있다. 센서들은 도선(27)을 통해 전자모듈(28)에 다음의 양들을 표시할 신호들(위로부터 아래로)을 송신하는 것으로, 곧, 엔진회전수, 변속장치의 입력축 회전수에 해당하는 클러치회전수, 변속기어위치, 브레이크 작동 및 드로틀밸브의 위치신호가 그것이다. 추가의 신호 및 데이터 도선(29)을 통해, 오일용기(14)의 오일레벨, 유압 작동압력, 및 클러치(3)의 위치에 관한 신호가 모듈(28)에 도달한다.

전자모듈(28)은, 제어장치(15)에 관한 프로그램을 포함하는 프로그램모듈 또는 소프트웨어모듈(30)을 포함하고 있다. 유압모듈(31)은 한편으로는 신호 및 데이터도선(29)을 통해 또한 다른 한편으로는 공급도관(32) 및 제어도선(33)을 통해 전자모듈(28)과 연결되어 있다. 공급도관(32)을 통해서는 유압 압력공급유니트(11)에속하는 펌프에 유체가 공급된다. 제어도선(33)을 통해, 유압모듈(31)에는 클러치의 축방향 이동(조정)속도에 비례하는 유체가 공급된다. 유압모듈(31)은 도선(34)을 통해 클러치에 대한 조정신호를 송출한다.

약시된 클러치(36)(도3)는 대체로 엔진의 플라이휠(37)의 마찰면, 압력판(38), 변부(40)에 진동가능하게 장착된 막스프링(39), 분리포크(42)에 의해 축방향으로 이동되는 분리기 또는 분리베어링(41)으로 구성되어 있다. 플라이휠(37)과 압력판(38) 사이에는 클러치 디스크(43)가 배치되어 있고, 그 위에는 공지의 방법으로 클러치라이닝이 고정되어 있다.

클러치(36)는 유압식 작동기(8)에 의해 작동된다. 도면에 표시된 상태에서는, 압력판(38)이 막스프링(39)에 의해 플라이휠(37)에 눌려있다. 그래서 클러치 디스크(43)는 마찰과 함께움직여져 플라이휠(37)의 회전운동을 변속장치의 구동축(44)에 전달한다.

작동기(8)내에서 이동가능한 피스톤(45)이 유압오일의 작동압력에 의해 우측으로 이동되면, 피스톤로드(46)는 직각설치된 레버(47)를 가진 분리포크(42)를 상방향으로 선동시킨다. 그러면 막스프링(39)은 변부(40)에서 피봇되고 압력판(38)을 클러치판(43)으로 부터 분리시키고, 그리하여 차량의 엔진과 변속장치 사이의 전달 경로는 차단된다.

압력하에 있는 유압오일을 작동기(8)에 공급하고 복귀하는 것은 비례밸브(12)에 의해 제어된다. 이 비례밸브는 축방향으로 이동가능한 슬라이더(49)를 포함 하고있고, 이 슬라이더는 스프링(50)에 의해 균형된 힘이 유지된다. 도관(52)을 통해 유체공급받는 전자석(53)은 슬라이더(52)를 스프링(50)의 작용에 대항하여 이동시키며 슬라이더에 있는 절결부를 통해 작동기(8)의 내부공간을, 가압하의 유압오일이 통과공급되는 압력도관(54)과, 또는 유압오일이 오일용기(14)내로 유출할 수 있는 유출도관(55)과 연결한다. 제어밸브(12)는 비례밸브로 표시되어 있는데, 그 이유는 이것에 의해 개방되는 유체통과단면적이 전자석(53)을 통한 전류에 비례하기 때문이다. 밸브 오프닝에 일정한 압력차가 걸리면, 제어밸브(12)를 통한 유압유 흐름은 자석을 통한 전류에 비례한다. 그때는 피스톤로드(46)의 속도는 전자석을 통해 흐르는 전류에 의해 제어된다.

여기에 설명된 제어에 의해 클러치에 의해 전달되는 토오크가 조절된다. 이것은 클러치 분리기(41)의 축방향 위치조절에 의해 달성될수있는 것으로, 막스프링(39)의 인식데이터에 기초한 전달된 토오크는 분리기(41)의 위치와 일정한 함수관계에 있기 때문이다. 작동기(8)로서는 공지의 유압클러치작동의 수용실린더가 사용될 수 있다. 유압 압력공급유니트에 포함되어있는 압력용기는 작동기(8)의 피이크수요에 충당하기위해 충분한 여유유압을 갖는다. 작동기의 중간위치에서는 압력유수요는 단지 비례밸브(12)의 작은 누출류에 의해 결정된다.

클러치 토오크를 조절하기 위해, 클러치위치 또한 그에 따라 유압식 작동기(8)의 피스톤(45) 및 피스톤로드(46)의 위치가 조절되어야 한다. 이 조절은 제1조절회로, 곧 전류조절회로(58)(도4)에 의해 행해지는데, 이 회로는 전자석(53)을 통과하는 전류를 조절한다. 이 조절회로에 대한 입력량은 입력도선(59)을 통해 미리 주어지는 소정의 위치설정치 및 클러치 귀환도선(60)을 통해 조절회로의 입력부에 귀환되는 작동기의 실측치이며,이 실측치는 위치검출기(9), 예컨대 전위차계에 의해 제공된다. 위치설정치의 발생은 이하에서 상세히 설명될 것이다.

가산소자(61)에서 형성된, 위치실측치와 위치설정치 사이의 조절편차는, 위치조절기(62)에 전류설정치를 생성하고 이것은 가산소자(63)에 공급된다. 이 소자에서는 전자석에 의해 증폭기(64)를 통해 귀환된 전류실측치와의 조절편차가 형성되어 전류조절기(66)에 주어진다. 전류조절기(66)의 출력신호는 증폭기(67)를 통해 조정량으로서 전자석(53)의 입구에 도달한다. 가산소자(61)는 조절편차를 계산하는 프로그램명령의 형으로도 실현될 수 있다. 위치조절기(62)는 예컨대, 전자석(53)을 통한 전류에 대한 설정치를 발생하는, 공지의 조절이론에 따라 세밀하게 응답하는 조절알고리즘으로 실시될 수도 있다. 전류조절기(66)도 마찬가지로 공지의 조절이론에 따라 면밀히 응답될 수 있는데, 회로기술적으로 실현될 수 있다. 그의 조절신호는 전자석(53)을 통한 전류를 위한 구동기의 역할을 하는 증폭기(67)를 제어한다.

클러치에 미끄럼(슬립)이 일어나는 여러작동상태에서 전달된 토오크를 조절하기위해서는, 상기한 조절회로가 보완되어야만 한다( 도5를 보라). 먼저, 이제 상기한 조절을 기초로하는 기술사상을 설명해 볼 수 있을 것이다. 이 사상은 운전자, 차량의 엔진, 클러치 및 승차안락감 사이의 교환작용(상호작용)의 분석에 기초를 둔다.

수동으로 기어전환되는 차량변속장치의 경우에는, 운전자는 직접 한편으로는 클러치페달을 통해서 클러치에 의해 전달하려는 토오크를, 또한 다른 한편으로는가속페달을 통해 엔진에 의해 발생될 토오크를 제어한다.

운전초보자가 가장 획득하기 어려운 숙련중의 하나는 위의 두 페달의 작동을 조정하는 것이다. 그 사람은 처음에는 엔진을 과도히 고회전시켜 클러치라이닝의 마모를 증가시키거나 또는 클러치를 과도히 신속히 넣어 차량에 불쾌한 충격을 야기하거나 아주 엔진이 정지되게 할 것이다. 거기에 반해 경험있는 운전자는 클러치에 의해 전달되는 토오크가 엔진에 의해 발생되는 토오크에 대략 대등하도록 두 페달의 작동을 조정할 것이다. 이것은 엔진 회전속도가 대략 일정히 유지된다는 것을 의미한다. 운전자가 신속한 가속을 원하는 경우에는, 클러치에 의해 전달되는 토오크 및 엔진 토오크를 증가시켜야 한다. 이것은, 드로틀 플랩 각도를 확대하고 높은 엔진 회전수의 경우에는 토오크를 같은 정도로 유지하고 대응적으로 클러치를 조정함으로써 달성된다.

여기에 기술된 자동 클러치시스템에서는 운전자는 더 이상 클러치 넣기를 하지않고 가속페달의 작동에 의해 엔진에 의해 발생하려는 토오크만을 제어한다. 그 결과, 클러치제어시스템은 자체가 전달하려는 토오크를 발생된 토오크와 균등하게 유지해야 한다. 이것이 달성되려면, 운전자는 차량의 구동차륜에 전달되는 토오크를 가속페달을 통해 제어하는 것에서 그런결과가 나올 수 있다.

이로부터, 토오크를 균등하게 유지하는 문제는 엔진회전속도를 제어하는 문제에 해당하게 된다. 그러면 이 경우에는 앞에서 그 위치조절이 설명된 클러치가 제어하고자 하는 요소가 된다.

도5에 표시된 확장된 다중조절회로는 제1 제어회로 또는 회전수제어회로 68,전류조절회로에 중복된 제2 위치조절회로 (70) 및 제2 제어회로 (71)를 포함한다. 이 회로는 두 상이한 모드 또는 작동방식을 갖고 있는데, 곧 클러치 미끄럼이 없는 제1 모드와 클러치 미끄럼이 있는 제2 모드가 그것이다. 제1모드에서는, 제2 제어회로(71)에서 클러치에 대한 위치실측치가 발생되고, 그것은 스위치(72)를 통해 중복된 제2 조절회로(70)의 입구에 주어진다. 제2 모드에서는 예컨대 인식부를 포함하는 제3 제어회로에서 엔진회전수 설정치가 발생되고 가산소자(75)를 통해 엔진회전수조절기(76)의 입구에 주어진다.

엔진(2)의 회전수 실측치는 클러치귀환도선(69)을 통해 가산소자(75)에 도달하고 거기서는 회전수설정치에 대한 차로서 엔진회전수조절기(76)의 조절편차가 발생된다. 이것은 그리하여 위치조절회로(70)에 중복된 제3 조절회로(78)의 성분이고, 이것은 운행모드에 따라 P-, PI-또는 PD-조절기로 형성될 수 있다. PI-조절기의 경우에는, 조절기의 P부분( 비례부분)이, 클러치작동기(8)를, 그의 접촉점에 대한 편차가 엔진회전수와 그 설정치간의 차에 비례하는 위치에 조절한다. 그결과 엔진회전수가 증가시 클러치는 더 강하게 맞물려지게된다. 조절기(76)의 I부분(적분부분)은 클러치작동기(8)를, 그의 접촉점에 대한 편차가 엔진회전수와 그 실측치간의 차의 시간 적분에 비례하는 위치에 조절한다. 그리하여 엔진회전수가 그 설정치를 초과할 때는 클러치는 편차가 제거될 때까지 자꾸만 더 강하게 맞물려진다.

엔진에 대한 회전수설정치는 클러치제어의 작동 모드에 따라 다음과 같이 생성된다:

1. 클러치에 미끄럼이 없을 때:

클러치는 완전히 압입되고, 엔진회전수에 대한 설정치는 가속페달에 의해서만 주어진다.

2. 속도 영에서 출발시:

이 작동모드는 미끄럼이 큰 것이 특징으로, 즉 엔진회전수와 클러치회전수 사이에 큰차를 보이는 것이 특징이다. 엔진회전수 설정치는 운전자가 가속페달을 얼마나 강하게 누르는가에 의존한다. 상술하면, 엔진회전수 설정치는 드로틀 플랩(조절플랩) 각도가 작을 때는 공회전 회전수를 약간만 넘어야 한다. 그런후 엔진 회전수 설정치는 드로틀 플랩각도에 따라 증가해야 하고, 실제 포화치에 이를 때까지 증가되고 그때 엔진은 그의 최대 토오크를 낸다.

3. 미끄럼 있을때의 운행:

이 모드는, 차량이, 그때 그때 기어가 삽입된 경우, 엔진의 허용회전수범위 이내에 드는 속도로 운행하는 것이 특징이다. 클러치(출력)회전수를 약간 초과(약 50 r.p.m.)하여 엔진회전수 설정치를 조정함으로써(제어회로74에 의해, 도5를 참조하라) 제어장치는 이 크기 정도의 미끄럼을 클러치내에 유지할 수 있을 것이다. 따라서 엔진회전수 설정치는 50r.p.m. 의 편차(소위 오프세트)를 가진 클러치 회전수에 의해 결정된다.

작동모드 2 에서는 자연히 드로틀 플랩 센서가 필요하다.

제어시스템은 이 불안전범위에서는 항상 (클러치-)미끄럼 조절기를 활성화시킬 것이다. 이 범위에 있어 활성화된 미끄럼조절기의 극성이 틀리거나 또는 점점 틀려지면, 조절기는 상기한 영-토오크한계를 초과해 클러치를 적분할 것이다. 이일이 점차적으로 즉 약한 운동량으로 일어나면, 영-토오크한계가 실현될 수 있을 것이다. 그리하여 이 경계 및 이에 따라 붙안전범위의 위치도 차량의 그때 그때의 상태에 적합화 될 수 있으며 실상 차량의 전 수명에 걸쳐 적합하게 될 수 있을 것이다.

이렇게 하여 처리된 프로그램은 다음에 준 규약으로 표현해 볼 수 있다.

운동량이 작으면,

양의 토오크조절기가 활성화중이면,

클러치위치설정점이 사실상 영 토오크 보다 크면(즉 범위를 넘어 적분되면), "영-토오크 한계"를 현재의 드로틀 각도(드로틀 플랩 각도) 및 엔진속도로 갱신한다.

클러치위치를 영-토오크 수준에 유지한다.

음의 토오크 조절기로 기어전환한다.

그렇지 않으면(음의 토오크가 활성화중임),

클러치위치설정정이 사실상 영-토오크수준 보다 크면(즉 범위 밖으로 적분되면),

"영-토오크 한계"를 현재의 드로틀 각도(드로틀 플랩 각도) 및 엔진속도로 갱신한다.

클러치위치를 영-토오크 수준에 유지한다.

양의 토오크 조절기로 기어전환한다.

클러치가 전혀 토오크를 전달할 필요가 없거나 또는 최대 토오크를 전달해야만할 때, 즉 크러치가 완전히 빠져있거나 또는 완전히 압입되어 있을 때는, 클러치에는 미끄럼이 없다. 이 상태에서는 통상 자동 클러치제어장치는 엔진회전수를 조절하지 않거나 조절할 수 없다. 이런상태는 :

공회전시,

변속장치전환시,

클러치가 완전 압입되었을 때에 일어난다.

이 작동상태를 위해서는, 스위치(72)가 필요하다. 여기서는 회전수 조절제어기(68)는 활성화(가동)되지 않고 요구되는 클러치위치는 더 이상 엔진회전수조절기(76)에 의해 결정되지 않는다.

도5에 표시된 직선(80)은 한 실시예에서 실시된 자동클러치제어장치의 각 기능의 분류를 표시하는 것으로, 좌측에 표시된 기능들은 소프트웨어내에서 즉 프로그램에 의해, 그리고 우측에 표시된 기능들은 하드웨어에 의해 즉 전기회로와 기계요소에 의해 실현되는 것이다. 완전히 진입된 클러치의 경우에는 클러치귀환도선(69) 및 추가의 클러치귀환도선(81)이 사용되지 않고, 즉 그 도선들을 통해 신호가 전달되지않고, 또는 신호가 전달되더라도 계산기프로그램에 의해 고려되지 않는다. 이 상태에서는 전류조절기(66)는 증폭기(67)를 통해 단지 정지전류(대략 4분의 1로 감소된 전류강도를 가진)를 비례밸브에 공급하며, 이 정지전류는 한편으로는 비례밸브가 오일 저조로 개방되게, 즉 작동기(8)에 압력이 없어지게 하며, 다른 한편으로는 시스템이 제동필요의 경우에는 엔진을 정지시키기 위해 클러치를 빼도록 할 수 있게 한다.

여기에 설명된 제어장치가 구비된 차량의 경우(도6) 운전자는 변속레버(18), 핸들(24), 가속페달(83) 및 제동페달(84)을 조작한다. 대응하는 센서신호가 다음 신호도선들, 즉 변속레버위치(86), 브레이크 작동(87) 및 드로틀플랩위치(88)도선을 통해 자동 클러치 제어장치(85)(CMS=클러치 관리 시스템)에 도달한다. 변속장치(4) 및 엔진(2)으로 부터 신호도선(89)을 통해서는 클러치회전수가 또는 신호도선(90)을 통해서는 엔진회전속도가 본발명의 제어장치에 해당하는 자동 클러치제어장치(85)에 도달한다. 여기서 부터 조정신호는 신호도선(91)을 통해 클러치(36)에 도달한다. 구동트레인(92,93, 및 94)을 통해서는 엔진(2)의 토오크가 클러치(36) 및 변속장치(4)를 통해 바퀴(95)로 표시된 차량의 축 구동기에 도달한다. 토오크 전달방향이 가역적이라는 것은 구동트레인에 양방향으로 표시된 화살표에 의해 나타나 있다.

이제 도7에 따라 미끄럼 클러치의 경우, 즉 클러치의 입력축과 출력축간에 회전수차가 있을경우, 토오크 전달을 설명하겠다. 횡축에는 분리기 또는 클러치의 위치가 표시되고(이 도면에서는 압입시 클러치의 이동이 좌측으로 행해지므로 음부호가 붙어있음), 종축에는 전달된 토오크가 표시되어있다. 횡축의 상부에서는 엔진이 차량을 구동하여 전달된 토오크는 양이고, 횡축 하부에서는 엔진이 차량(경우에 따라서는 이동정지(밀림정지)장치를 구비한)을 제동시켜 전달토오크는 음인경우이다.

출력위치 a 에서는 클러치는 완전히 빠져있고, 즉 크러치는 전혀 토오크 전달을 하지않을 것이다. 분리기가 좌측으로(이 도면에서) 이동되면, 압력판, 클러치라이닝, 및 플라이휠이 접촉될 때까지는 토오크는 전달되지 않는다. 접촉은, 여기서 접초점으로 표시된 점 T 에서 일어난다. 분리기가 더욱 좌측으로 이동되면, 전달토오크는 도면표시와 같이 직선적으로 증가한다. 클러치에 의해 전달된 토오크는 차량의 가속도를 야기한다. 균일한 강도의 가속도는 정상적으로는 불쾌한 것으로 감지되지 않는다. 실제로 불쾌한 것으로 느껴지는 것은 심하게 변하는 가속도, 즉 가속도급변(충격)이다.

충격이 일어날 수 있는 전형적인 경우는 정지상태에서 출발하는 것이다. 드로틀 플랩이 작동되면, 클러치는 엔진의 과회전을 방지하기 위해 아주 단시간 엔진에 토오크를 전달해야 한다. 즉, 분리기는 가급적 신속히 위치 a 로 부터 위치 T 로 이동되어야 한다. 점 T 를 통과한 후에 분리기의 동일 속도 이동을 계속 유지하면, 소음많은 불쾌한 충격이 생길 것이다. 따라서, 점 T 바로전에 분리기의 이동속도는 충격관계의 견지에서 감내할 수 있는 값으로 감소되어야 한다. 그렇기 때문에 안락한 운전을 위해서는 정밀하고도 항상 최신의 접촉점 "T" 에 대한 인식을 갖는 것이 가장중요하다.

보통의 수동기어전환 변속장치의 경우에는 분리기의 위치는 직접 운전자에 의해 클러치페달에 의해 기계식 또는 유압식 전동(힘전달)을 통해 제어된다. 자동클러치의 경우에는 분리기의 위치가 작동기에 의해 제어된다. 두가지 경우에 있어, 접촉점 T에 대한 정확한 인식은 안락한 운전을 위해 중요하다. 통상적으로 기어전환되는 차량의 경우 운전자는 경험으로 이 인식을 얻는다. 자동조작 클러치의 경우에는 접촉점 T는 직접 또는 간접으로 측정되어야 한다. 본발명에 따라서는, 이것이상기와 같이 대략 두 조절회로에 의해 달성될 수 있는 것으로, 즉 작동기의 위치를 설정치에 조절하는 내부 또는 하부에 위치되는 조절회로 및 설정치를 발생하는 외부조절회로가 그것이다. 외부조절회로는 엔진회전속도를 그때 그때의 운행상태에서 생기는 설정치에 조절한다. 조절의 작용효과를 다음의 세단계로 설명하겠는데, 단지 이것은 클러치에 미끄럼이 있을 때만 성립한다는 것을 유의해야 할 것이다.

1. 중복된 조절회로가 엔진회전수가 설정치를 초과한다는 것을 인식하면, 이것은 단순히 클러치가 너무 적은 토오크를 전달한다는 것을 나타낼 수 있다. 그래서 중복된 조절회로는 클러치위치의 조절에 대한, 즉 하부 또는 내부 조절회로에 대한 설정치를 변경하고, 이것을 도7 에서 좌측으로의 이동을 의미한다. 그럼으로써 엔진을 더많이 제동시키는 토오크가 전달되고 그리하여 엔진회전수는 설정치 방향으로 감소된다.

2. 중복된 조절회로가 엔진회전수가 설정치 이하임을 인식하면, 이것은 클러치가 과도히 토오크를 전달한다고 알려주는 것에 틀림없다. 따라서 중복된 조절회로는 클러치위치에 대한, 즉 하부 조절회로에 대한 설정치를 변경하는데, 이것은 도 7 에서 우측으로의 이동에 해당한다. 그래서 더적은 제동모멘트가 엔진에 전달되며, 이에의해 엔진회전수는 설정치 방향으로 증가한다.

3. 중복된 조절회로가 엔진회전수와 그의 실측치 사이에 사실상 아무 차를 인식하지않을 때는, 클러치 작동기에 대한 위치설정치는 변하지 않는다.

환언하면, 클러치 작동기는, 정확하게 엔진에 의해 발생되는 토오크에 일치하는 제동모멘트가 엔진에 전달될 수 있는 위치 또는 지점을 부단히 노력해 찾는것이다. 이 사실은, 매번 같은 토오크가 전달되는 모드가 존재하는 것 같이 그렇게 중요한 것으로, 그래서 이 모드가 활성화 되면, 클러치 작동기는 매번 같은 접촉점 T 의 상대적 위치에 조정될 수 있는 것처럼 중요하다. 이로부터 접촉점을 검정하는 한 방법이 생길 수 있다.

이를 위해서는 도7의 아래 곡선을 참고할 수 있을 것이다. 엔진에 의해 발생될 수 있는 토오크 범위의 하한은, 드로틀 플랩이 폐쇄되고 엔진 토오크가 음인 작동상태, 즉 엔진이 차량을 제동하는( 또는 차량이 엔진을 " 미는") 이동정지 상태에서 일어난다. 발전된 엔진제어장치를 가진 차량에서는 이 상태에 있어서 동력전달물질공급은 적어도 소정의 회전수값 이상에서 중단된다.

엔진에 있어 내부마찰 및 충격완화에 기인하는 제동성 토오크가 다른 변수(예컨대 온도)에 지나치게 좌우되지 않는다고 가정하면, 이 모드는 전술한 편차를 가진 접촉점 T 의 측정치를 얻는데에 이용될 수 있을 것이다. 단지 여기서의 차이는 이것이 양의 토오크 대신에 음의 토오크로 실현되는점이다.

측정을 실시하기위해서는, 드로틀 플랩 각도가 영이고 엔진이 상기한 두 조절회로를 제동시킬 때 마다 제어장치를 활성화시킨다. 이 시점에서 엔진회전수에 대한 설정치는 예컨대 변속장치 구동축의 회전수 아래 약 50 r.p.m. 의 소정치를 취한다. 이때 클러치작동을 위한 작동기는, 클러치에 의해 전달된 토오크가 엔진의 제동 토오크에 정확히 일치하도록 클러치의 위치를 조절하게 한다. 매 이동정지시 조절된 작동기의 위치를 측정하고 측정치를 저역펼터링하고 기억시킨다. 각 엔진회전수에 따른 엔진의 토오크 도표로 부터 도출된 필터링된 측정치의 조절편차는 접촉점 T 에 대한 검정치를 준다.

일정한 차량형에 대한 편차 또는 값 "델타"는 이형의 첫 번째 예에서는 탐색에 의해 조사되어 획득된다.

이 방법에 의해 클러치 마모에 기인하는 접촉점의 이동을 자동적으로 보정할 수있다. 마모가 소정한계치에 이르면, 경고등(23)(도1)을 통해 운전자에게 클러치 라이닝을 갱신하도록 경고신호를 전송한다.

도8 에서는 여기서 설명된 제어장치로 실시되는 클러치작동의 측정도표를 볼 수 있다. 상부의 수평선은 클러치의 분리위치(빠진위치) s₁(맞물림이 풀린), 또한 하부의 수평선은 진입된위치 s₀(맞물린) 에 해당한다. 좌측의 대략 수직인 직선은 클러치분리에 대한 설정점(세트 점)이 생성되는 시점을 표시하고, 한편으로는 우측의 곡선은 클러치의 분리동작(클러치 위치)을 표시한다.

운전자가 기어를 바꾸면, 맞물림분리과정이 대단히 신속히 일어나, 매번 클러치는 다음 기어에 진입되기전에 완전히 분리되고, 사실상 운전자가 얼마나 신속히 변속레버를 동작 시키는가에는 관계없다. 표시된 곡선은, 설정치가 "진입"위치로 부터 "분리"위치로 교체된 뒤, 60 내지 70 밀리초 내에 클러치가 완전히 분리된다는 것을 나타낸다. 제어에 있어서의 탐색기간을 고려할 때, 이것은 운전자가 변속레버를 작동하기 시작한 후 약 70 밀리초에 클러치가 완전히 분리된다는 것을 의미한다. 운행실험에 의해, 이 시간은, 아무리 빨리 변속레버를 작동시킬 때에도 충분하다는 것이 확증되었다.

Claims (8)

1. 차량의 엔진(2)과 변속장치(4) 사이에 배치되어 있고, 완전히 분리된 위치와 미끄럼이 일어나는 위치들 사이에서 분리기(41)를 이동시키는 작동기(8)에 의해 완전히 압입된 위치로 이동되는 자동작동 클러치의 제어장치로서, 엔진토오크가 전달되기시작하는 클러치의 접촉점(T)이 조사되고 이 접촉점에 있어 작동기의 축방향 위치가 기억되는 자동 작동되는 클러치의 제어장치에 있어서,

   - 토오크가 전달되지 않는 접촉점(T) 상부의 영역에 있어서는, 작동기의 위치는 위치조절회로(70)에 의해 조절되고,

   - 토오크가 전달되는 접촉점(T) 하부의 영역에 있어서는, 작동기에 대한 위치조절회로에 엔진에 대한 회전수조절회로(78)가 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 접촉점(T)에서의 엔진회전수는 회전수조절회로(78)에 의해 변속장치의 입력축의 회전수를 초과하는 값에 조절되며, 이들 두 회전수간의 차는 차량의 작동모드(출발, 기어전환, 구동 추진)에 의존하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 차량의 추진구동의 경우 접촉점(T)의 엔진회전수는 회전수 조절회로(78)에 의해 클러치출력축의 회전수를 약간 하회하는 회전수에 조절되는것을 특징으로 하는 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 차량이 추진작동되고 엔진회전수가 소정의 회전수차만큼 변속장치(4)의 구동축의 회전수를 하회하는 경우, 작동기의 위치가 위치조절회로(70)에 의해, 클러치(36)에 의해 전달되는 토오크가 제동 엔진토오크와 같도록, 조절되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
5. 제2항에 있어서, 운행작동에 있어 회전수차가 약 50 r.p.m.인 것을 특징으로 하는 제어장치.
6. 제1항에 있어서, 작동기(8)의 조절된 위치가 각 순간 측정되고 그 측정치가 저역필터링되고 기억되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
7. 제6항에 있어서, 각 순간의 엔진회전수에 의존하는 엔진의 토오크도표로 부터 추출된 필터링된 측정치의 조절편차에 의해 접촉점(T)에 대한 검정치(보정치)가 결정되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
8. 제1항에 있어서, 위치조절회로(70)에 전류조절회로(58)가 중복되어 있는 것을 특징으로 하는 제어장치.

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