KR100417494B1 - 토크전달시스템및토크전달시스템의제어방법 - Google Patents

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KR100417494B1
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torque
clutch
lockup clutch
transmission system
converter
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로베르트퓌셔
우베와그너
요르겐프라이타그
요아네스브라운
안톤링크
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루크 게트리에베시스템 게엠베하
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Abstract

토크 컨버터 그리고 이것을 연결하는 마찰클러치를 갖춘 토크전달 시스템 또한 이런 시스템의 연결클러치와 토크 컨버터를 제어하는 과정.

Description

토크전달시스템 및 토크전달시스템의 제어방법
본 발명은 내연기관과 같은 구동장치의 출력부품과 연결되고, 출력축을 통해 자동기어박스와 연결되어 자동기어박스를 구동하는 토크전달시스템을 제어하기 위한 방법에 관련되고, 상기 토크전달시스템은 유체토크컨버터, 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치, 측정값의 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 가지며, 록업클러치의 하중편향 및 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 중앙컴퓨터장치에 의하여 변화될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 형태의 토크전달시스템에 구성된 토크컨버터용 록업클러치에 관련되고, 토크컨버터가 펌프휠, 터빈휠, 안내휠 및 컨버터덮개를 가지며, 상기 컨버터덮개가 회전축과 중심잡기되고, 펌프휠과 고정되어 회전식으로 연결되며 터빈휠을 둘러싸고, 상기 터빈휠 및 컨버터덮개사이에 설정된 중심의 링피스톤이 반경방향으로 외측을 향해 원추형의 클러치마찰면을 가지고 반경방향으로 내측을 향해 밀봉상태의 밀봉허브를 가지며 터빈휠과 고정되어 회전식으로 연결된 밀봉상태의 허브위에 상기 밀봉허브가 배열된다.
토크전달시스템을 제어하기 위한 공지 방법에 의하면, 토크컨버터와 평행하게 장착되고 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 압력챔버들상에 형성된 차동압력을 조정하여, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 설정된다.
토크전달시스템과 관련하여 예를 들어, DE -OS 31 30 871 에 공개된 상기 형태의 제어방법에 의하면, 토크전달시스템의 구동장치 및 토크전달시스템의 출력 부품사이에서 발생하는 슬립값들이 측정되고 미리 정해진 목표슬립값과 비교되며, 감지된 차이가 제어된다. 록업클러치를 구성하는 두 개의 압력챔버들에 형성되고 유동매체의 가압작용에 의해 형성되는 편향작용의 차이를 변화시켜 상기 제어작용이 제공된다. 따라서 상기 제어방법은 표준 슬립제어에 기초한 제어방법이다.
또한 US -PS 5 029 087 에 공개되고 평행하게 장착된 록업클러치를 가진 토크컨버터를 위한 제어방법에 따르면, 록업클러치에 발생하는 슬립이 측정되고 정해진 목표슬립값과 비교되며, 록업클러치에 구성된 두 개의 압력챔버들사이의 차동압력이 차동압력의 편차에 의존하여 변화된다. 상기 제어방법은 전형적인 슬립제어 방법으로서 정해진 목표슬립값들로부터 측정된 편차들이 제어된다.
상기 형태의 토크전달시스템을 제어하고 US PS 4 577 737 에 공개되는 제어방법에 따르면, 유압식 토크컨버터를 통한 토크전달작용이 토크센서에 의해 직접 측정되고 내연기관과 같은 구동장치의 작동상태에 의존하여 토크전달이 결정된다. 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 단부가 제어되어 필요한 토크전달이 보장된다.
상기 제어방법에 의하면, 조정슬립과 같이 토크컨버터에 의해 전달되는 토크가 측정되고 상기 토크가 결정된 후에 제어된다. 토크컨버터에 의해 전달되는 토크가 이용되더라도, 상기 제어방법은 슬립제어와 관련된 개념이다.
상기 토크전달시스템의 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 제어하기 위한 상기 시스템은 불충분하거나 적어도 불완전하다.
상기 시스템에 따른 슬립제어에 있어서, 슬립의 변화가 측정되고, 따라서 이미 슬립이 존재할 때만, 상기 변화에 응답할 수 있다. 상기 제어방법은 동적시스템에서 불리하다.
구동장치부분에서 토크가 제거되면, 토크전달시스템의 슬립이 감소된다. 록업클러치가 고착되고, 따라서 구동장치로부터 나머지 구동트레인(drive train)까지 토크변동이 제한없이 전달되는 것을 방지하기 위하여, 록업클러치에 의해 전달된 토크가 제거되어야 한다. 시스템이 가지는 지연 및 데드타임(dead time)에 의해 제어의 동적특성이 제한되어, 경험상 50rpm 이상의 속도에서 최소 슬립이 필요하다.
또한 시간최적화 제어구조가 장애로 작용하는 구동상태가 존재한다.
차량의 회전질량이 분포되어 조정되면, 기어장치의 출력부에서 속도가 상대적으로 일정하게 유지되는 동안, 고속으로 변속될 때, 기어변속시스템 또는 무단변속장치의 입력부 따라서 토크전달장치의 출력부에서 속도가 감소된다.
토크전달 시스템의 출력속력가 감소하여, 슬립이 증가되고 그 결과 유압식 토크컨버터의 거동에 의해 토크전달 시스템의 입력부에서 토크가 증가되어야 한다.이때 구동장치는 증가된 상기 토크를 대비하지 못한다. 그 결과 고속으로 변속하거나 변속전달하는 동안 록업클러치가 편향되면, 구동장치가 제동되고 슬립은 독립적으로 더 작은 값으로 설정된다. 시간최적화된 제어기는 록업클러치의 하중편향을 증가시켜 슬립의 증가에 응답하고, 변속이 종료할 때 상기 하중편향은 록업클러치의 고착을 야기하고, 구동장치의 불규칙한 토크가 나머지 구동트레인에 전달된다.
DE- PS 37 12 223 에 공개된 상기 형태의 토크전달시스템용 제어방법에 의하면, 정해진 구동속도범위내에서, 클러치연결하중이 스로틀 밸브의 개방크기에 따라 제어되어 슬립이 구동장치 및 토크전달시스템의 출력부품사이에 형성될 수 있다. 상기 슬립 제어와 반대로, 상기 제어방법에 의하며, 스로틀 밸브의 개방크기에 의존하여, 록업클러치의 하중편향이 설정되고, 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치사이의 슬립이 상기 하중편향에 의존하여 조정된다.
상기 제어방법의 문제점에 의하면, 록업클러치에 의해 전달되는 토크는 록업클러치의 연결하중 및 마찰라이닝의 마찰값에 따라 의존하고, 상기 마찰값은 온도, 슬립속도, 사용된 오일의 거동 및 다른 요인들에 따라 의존하며 변동한다. 즉 시스템 거동의 변동에도 불구하고 진동을 차단하기에 충분히 큰 슬립속도를 구하기 위하여, 제어작용이 변경되고 최소 슬립속도가 유지되어야 한다.
지금까지 공지된 모든 시스템에 의하면, 50rpm 이상의 상대적으로 큰 최소 슬립속도로 작동하는 것만이 가능하다. 그 결과 구속되지 않은 토크컨버터와 비교하여 연료소비에 관한 잇점을 가지지 못하고 록업클러치에서 발생하는 동력손실을 억제하기 곤란하다.
따라서 본 발명의 목적은 토크전달시스템의 출력부에 연결된 출력기어박스 및 토크컨버터를 가진 차량의 모든 구동상태에서 50rpm 보다 작은 슬립속도를 설정할 수 있는 토크전달 시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 토크전달 시스템의 유압식 토크 컨버터를 구속하기 위한 록업클러치가 공지되어 있다.
편평한 마찰면을 가진 록업클러치에 있어서, 마찰반경은 압력편향에 의존하고, 상대적으로 작은 강성을 고려할 때, 전체 마찰라이닝에 걸쳐 일정한 압력분포를 형설하지 못한다. 그 결과 슬립이 발생하는 록업클러치에 있어서, 마찰라이닝은 부분적으로 과열되고, 상기 과열부분에서 오일(자동변속기 유체= ATF ) 및 마찰라이닝이 파손된다.
록업클러치의 전달토크는 자동기어박스내부에 형성된 오일압력과 관련하여 반경방향의 최소공간을 요구하는 마찰반경에 의존한다.
상기 형태의 록업클러치에 의하면, 피스톤댐퍼장치에 의해 탄성감쇠수단이 대직경부분에 장착되어야 할 때, 대부분의 차량변속기에서 구성될 수 없는 축방향 공간을 요구한다. 심지어 구동장치부분에서 상당히 큰 진동을 가지는 영역에서 낮은 슬립속도에 의해 최적으로 진동을 차단하도록 기계식 감쇠수단이 필요하다.
상기 종래기술로부터 본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적을 위해 상기 형태의 록업클러치를 개선하는 것이다.
제어방법에 관한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제어방법에 의하면 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 구동장치의 토크에 의존하여 감지되고, 정해진 클러치토크를 전달하기 위한 록업클러치의 하중편향이 계산되고 조정되며, 최소슬립은 계산된 클러치토크의 크기에 의존하여 토크전달시스템의 출력부분 및 구동부분사이에서 최소슬립이 독립적으로 설정되고, 목표상태로부터 벗어난 편차가 수정작용을 거쳐 장시간에 걸쳐 보상된다.
정해진 클러치토크를 실제클러치토크와 비교하여 토크가 정확하게 조정될 수 있다. 엔진에 의해 발생된 토크 및 토크컨버터 토크사이의 차이로부터 실제 클러치토크가 감지될 수 있다. 토크컨버터의 입력속도 및 출력속도로부터 컨버터토크가 (직접적으로)감지될 수 있다. 컨버터 출력속도가 기어박스-출력속도 및 기어 병진운동으로부터 계산될 수 있다. 상기 작용을 위하여, 컨버터특성필드가 컴퓨터에 기록될 수 있다.
록업클러치에 의해 전달되는 토크가 엔진토크에 대한 비율로서 결정되고, 상기 비율은 적어도 Kme 상수에 의해 결정되며, 허용소음수준 (차량내부의 음향), 토크컨버터 또는 록업클러치에 대한 열부하, 차량의 가속 또는 견인출력, 차량의 부하변화거동 또는 안락감 및 소음과 같은 작동상태들 중 적어도 한 개에 대해 상기 Kme 상수가 의존한다.
Kme-상수를 결정하기 위해 이용되는 상기 작동상태들 또는 기준들이 부분적으로 반대되고, 즉 Kme-상수에 대해 반대되는 특성을 가져서, 상기 기준들 중 일부를 고려할 때, 우선 순위를 고려해야 한다. 예를 들어, 매우 작은 Kme 상수를 선택하면, 록업클러치내부에서 슬립이 증가하여 토크컨버터에 대해 과도하게 높은 열부하가 발생하기 때문에, 음향효과는 개선될 수 없다. 따라서 과도하거나 부족하지 않은 경계상태가 있다. 상기 경계 상태의 양의 값들에 대해 Kme-상수와 관련한 변화를 고려할 수 있고, 상기 Kme-상수는 일정하게 유지되거나 결과적인 작동 상태에 의존할 수 있다. 경계값들사이에서 상기 변화가 단계적으로 또는 연속적으로 일어날 수 있다. Kme-상수는 0.4∼1.1 이거나 0.7-0.95사이의 값이 유리하다. 내연기관의 작동영역들 또는 하부 및 상부영역에 대해 적용할 수 있는 영역에서, Kme 상수가 선택되어, 록업클러치는 내연기관에 의해 발생된 전체 토크를 전달할 수 있다. 상기 과정에 의하여 록업클러치가 부분부하영역에 대해 설계된 진동댐퍼를 가지는 것이 유리하다. 상기 형태의 댐퍼는 내연기관에 의해 발생된 전체 토크보다 작은 구속토크 또는 정지토크를 가진다. 상기 정지토크는 내연기관의 전체토크중 30∼60% 에 해당한다. 상기 형태의 진동댐퍼를 이용하면, 상대적으로 큰 Kme 상수와 관련하여, 내연기관의 낮은 작동범위에서 발생하는 음향문제를 적어도 부분적으로 방지할 수 있다. Kme-상수는 변화할 수 있고, 상태변수 또는 작동변수에 따라 수학적 관계에 의해 계산될 수 있거나 특성필드 또는 파일형태로 컴퓨터 또는 프로세서에 기록될 수 있으며, 상기 Kme 상수는 차량설계를 위한 특성이다.
록업클러치에 구성되는 종래기술의 슬립제어 및 본 발명을 따르는 토크제어 사이의 차이에 의하면, 슬립제어에 의해 슬립자체가 제어값인 반면에, 본 발명의 토크제어에 의해 제어값 또는 조정값은 예를 들어, 록업클러치의 편향압력 또는 편향하중과 같이 토크 또는 토크를 나타내는 값이다. 본 발명에 따라 전달되어야 하는 토크를 나타내는 변수 또는 값을 적응하면, 상기 값 또는 변수는 상수확인을 통해 수정된다. 즉 전달토크와 관련하여 전달토크의 편차는 모델을 통해 계산되어 수정될 수 있다. 상기 작용이 예를 들어, PID-부분 또는 오직 I-부분만으로 이루어지거나 부가되어 이루어질 수 있다. 또한 다중 상수에 의해 해당 수정작용이 이루어지거나 다중 및 추가부분 또는 상수에 의한 수정작용이 유리하다.
본 발명에 의하면, 입력토크가 토크컨버터에 의해 전달되어야 하는 유압토크부분 및 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 기계토크부분으로 분할되는 것이 중요하다. 무한제어를 위해, 컴퓨터제어에 의해 제어되는 가변하중을 통해 록업클러치가 편향되어, 모든 구동상태에 대하여 컨버터토크 및 구속토크가 최적으로 분할된다.
본 발명을 따르는 제어방법에 의하면, 모든 작동영역에서, 슬립발생식 록업클러치에 의해 구동될 수 있고, 록업클러치가 슬립에 의존하지 않고 토크에 의존하여 제어된다. 슬립이 자동으로 조정되고, 느린 슬립조정 또는 적응기능이 전달토크의 수정작용시 기초가 된다. 변환과정에 의해 토크컨버터를 구속하는 록업클러치는 개방되지 않지만 토크에 의존하여 제어된다. 토크제어를 위하여, 특성곡선은 증가하는 것이 유리하고, 슬립이 증가할 때, 마찰값은 미끄럼마찰값보다 작아야 한다.
또 다른 실시예에 의하면, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크가 토크 방정식에 따라 구동장치의 토크에 의존하여 감지된다.
단
Mkupplung는 록업클러치의 토크
Kme 는 토크분할을 위한 Kme 상수(0≤Kme≤2)
Kkorr는 다중오차를 보상하기 위한 수정상수
Mkorr-MOT는 엔진토크에 추가되는 오차를 보상하기 위한 수정토크
Mkorr-WU는 클러치토크에 추가되는 오차를 보상하기 위한 수정토크
Kme 상수의 크기에 따라 토크전달시스템의 출력 및 구동부품사이에서 최소슬립이 독립적으로 설정되고, 구동트레인의 전체작동영역에 걸쳐서 상기 Kme 상수는 일정하며, 수정상수(Kkorr) 및 수정토크(Mkorr-MOT, Mkorr-WU)에 의해 목표상태로부터 편차가 장시간에 걸쳐 보상된다.
본 발명에 따른 제어방법의 상기 실시예에 의하면, 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 슬립값이 Kme 상수 및 수정상수(Kkorr)를 미리 조정하여 낮게 유지될 수 있다. (다수의 내연기관들에서 토크가 감소되고 ) 낮은 속도 및 높은 부하를 가지는 영역에서, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 가능한 작게 형성되어 차동속도가 더 크게 설정되도록 상기 Kme 상수가 선택된다. 특히 소프트 토크컨버터 및 큰 변환과 관련하여, 구동장치의 토크가 큰 주요작동영역에서 출력토크가 증가된다.
따라서 본 발명의 제어방법에 의하면 기어변속과정 및 부하변화과정동안 작은 슬립에 의한 양호한 진동차단 및 구동트레인내부의 양호한 반응과 상대적으로큰 가속여유가 제공되고, 전륜구동 및 횡방향으로 장착된 내연기관을 가진 차량에서 중요한 더욱 평평하고 작은 토크컨버터가 제공된다. 또한 본 발명의 방법에 의하면, 모든 기어에서 토크컨버터가 록업클러치에 의해 구속되기 때문에, 연료소모상 잇점을 가진다.
제 2 항에 의하면, 토크분배에 관한 Kme 상수는 출력속도, 구동장치의 속도만에 의존하고, 구동장치의 토크 및 속도에 의존하는 값이거나 구동장치의 토크 및 출력속도 양자에 의존하는 값이다. 구동장치의 속도는 Kme 상수 자신 또는 구동장치에 의해 발생된 토크와 관련하여 상기 Kme 상수에 대한 중요한 표시요소이다.
토크전달시스템의 구조 및 기능과 방법을 실행하기 위해, 록업클러치가 가압유동매체에 의해 작동되고 구성되어, 분리된 두 개의 압력챔버들이 록업클러치 및 컨버터덮개사이와 록업클러치 및 컨버터하우징의 나머지부분사이에 구성되며, 록업클러치에 의해 전달된 토크가 상기 압력챔버들사이에 형성된 차동압력에 의해 결정되는 것이 유리하다.
구동장치로서 내연기관을 가진 전달시스템에 있어서, 본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 전달시스템의 작동상태가 엔진속도 및 스로틀밸브각에 의존하거나 엔진속도 및 흡기매니폴드저압에 의존하거나 엔진속도 및 분사시간에 의존하여 결정될 수 있다. 상기 실시예들에 의하면, 스로틀밸브각, 흡기매니폴드저압 또는 분사시간과 같은 또 다른 값과 관련하여, 엔진속도가 항상 작동상태에 대한 표시요소로서 제공된다.
유압 및 기계시스템의 동적거동에 의하여, 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 토크전달시스템의 동적거동에 기인하여, "토크컨버터 및 록업클러치사이에서 토크전달시스템에 의해 전달되는 토크의 분할을 제어하는 변수의 크기가 너무 빠르게 증가하면, 록업클러치가 과도하게 흔들리거나 고착되어, 서로 다른 주파수의 진동들을 야기한다.
상기 진동을 회피하기 위해, 본 발명의 적합한 실시예에 따르면, 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 전달되는 토크의 분할에 영향을 주는 변수 또는 차동압력의 이전크기와 상이하고, 새로 계산된 크기가 시간에 의존하는 작동 후에 지연되어 설정된다.
토크전달시스템의 출력 및 구동장치사이의 차동속도에 의존하여 작동한 후에, 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 전달되는 토크의 분할에 영향을 주는 변수의 이전크기와 상이하고 새로 계산된 크기가 지연되어 설정될 수 있다.
유사하게 엔진속도에 의존하는 작동 후에 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 전달되는 토크의 분할에 영향을 주는 변수의 이전크기와 상이하고 새로 계산된 크기가 지연되어 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 가압유동매체에 의해 작동될 수 있는 록업클러치를 이용하여 PI 또는 PID 제어기에 의해 록업클러치의 목표차동압력을 제어할 수 있고, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크의 요구되는 록업클러치의 차동압력으로부터 조정차동압력까지 제어경로가 해석적으로 설명될 수 없다.
밸브유동과 같은 압력비례신호가 특성곡선으로부터 유도되고, 목표압력 및 실제압력사이의 편차가 적분되먹임에 의해 보상되면, 록업클러치의 차동압력이 설정될 수 있다. 선택적으로 유동 또는 입력비율과 같은 목표차동압력에 비례하는 신호가 PI-I 제어기 또는 PID 제어기에 의해 계산 및 제어되어, 목표차동압력이 설정될 수 있다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 록업러치에 의해 실제로 전달되는 토크 및 목표토크사이의 편차가 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치사이의 설정슬립을 측정하고 설정슬립을 목표값과 비교하여 결정된다. 상기 편차를 감지하기 위한 또 다른 실시예에 의하면, 토크컨버터에 의해 전달되는 토크가 토크특성곡선에 의해 계산되고 그 결과 토크컨버터 및 록업클러치사이의 실제 토크분할이 점검된다. 록업클러치에 의해 전달되는 실제토크 및 목표토크사이의 차이가 다중오차 또는 엔진토크에 합산되는 오차 또는 클러치토크에 합산되는 오차 또는 엔진토크에 합산되고 곱해지는 오차 또는 엔진토크 및 클러치토크에 합산되고 곱해지는 오차들에 관련되고, 단지 적응제어특성을 형성하기 위해 몇 초의 시간상수에 의해 상기 오차들이 보상된다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 운전자로부터 가속의도신호가 발생되고 스로틀밸브각의 속도변화에 의해 상기 신호가 전달될 때, 토크전달시스템내부의 슬립은 Kme 상수를 감소시켜 증가되고, 토크컨버터에 의한 증가된 토크가 토크여유로서 이용될 수 있다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 모든 기어에서 토크전달시스템내부의 슬립이 록업클러치에 의해 결정되고, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소하고, 높은 실속속도(stall speed) 및 넓은 컨버터영역에 관한 컨버터해석이 가능하다.이용할 수 있는 토크여유는 토크전달시스템내부에서 증가될 수 있다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 토크전달시스템내부의 슬립이 록업클러치의 모든 병진운동에 의해 결정되고, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소되고, 높은 실속속도 및 넓은 컨버터영역에 관한 컨버터해석이 가능하다.
개선된 록업클러치를 제공하는 것과 관련한 본 발명의 문제를 해결하기 위하여, 가압유동매체에 의해 작동되고 펌프휠, 터빈휠, 가이드휠 및 회전축과 중심이 일치하고, 펌프휠과 회전식으로 고정되어 연결되고 터빈휠을 둘러싸는 컨버터덮개를 가진 클러치가 구성되고, 컨버터덮개 및 터빈휠사이에 장착된 중심의 링피스톤이 원추형 클러치디스크로서 반경방향으로 외측을 향해 구성된다. 밀봉허브가 터빈휠과 회전식으로 고정되어 연결되고, 상기 밀봉허브위에 장착된 허브가 반경방향으로 내측에서 링피스톤에 구성된다.
본 발명은 내연기관과 같은 구동장치의 출력부와 연결되고, 자동기어박스와 연결되어 구동되는 토크전달시스템을 제어하기 위한 방법에 관련되고, 토크전달시스템은 토크컨버터를 가지고 상기 토크컨버터와 평행하게 장착되고 가압유동매체에 의해 작동될 수 있는 록업클러치를 가지며, 토크컨버터의 터빈휠 및 컨버터덮개사이에 장착된 두 개의 압력챔버를 가지고, 상기 압력챔버들사이에 형성된 차동압력에 의해 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 결정되며, 토크전달시스템은 측정값감지시스템, 중앙컴퓨터장치 및 상기 컴퓨터장치와 관련하여 두 개의 압력챔버들사이의 차동압력의 변화 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크의 변화를 형성하는 유압시스템을 포함한다.
토크전달시스템의 제어방법에 의하면, 토크컨버터와 평행하게 장착되고 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 압력챔버들사이의 차동압력을 설정하여, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크가 결정된다.
상기 형태의 토크전달시스템과 관련하여, DE-OS 3130 871 에 설명된 제어방법에 의하면, 구동장치 및 토크전달시스템의 출력부사이에서 발생하는 슬립값이 측정되고, 미리 정해진 목표슬립값과 비교되며, 감지된 차이들이 적합하게 조정된다. 상기 조정작용에 의하면, 록업클러치를 구성하는 두 개의 압력챔버들의 가압매체유동의 편향작용을 변화시킨다.
또한 평행하게 장착된 록업클러치를 가진 토크컨버터용 제어방법에 관한 문헌 US-PS 5 029 087 에 의하면, 록업클러치의 슬립이 측정되고, 미리 정해진 록표슬립값과 비교되며, 두 개의 압력챔버사이의 차동압력편차에 의존하여 변화한다. 유사하게 상기 제어방법은 미리 정해진 슬립값으로부터 측정된 편차에 응답하는 전형적인 슬립제어이다.
상기 형태의 토크전달시스템에 영향을 주는 방법에 관한 문헌 US PS 4 577 737 에 의하면, 유압식 토크컨버터를 통한 토크전달이 토크센서에 의해 직접 측정되고, 토크전달은 구동장치의 작동상태에 의존하여 결정된다. 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 단부가 제어되어, 필요한 토크전달이 보장된다.
상기 제어방법에 의하면, 토크컨버터에 의해 전달된 토크가 조정슬립과 같이, 설정된 후에 측정되고 조정될 수 있다. 상기 제어개념은 비록 토크컨버터에 의해 전달되는 토크에 의해 제공되더라도 슬립제어에 관련된다.
상기 형태의 슬립제어에 의하면, 구동장치의 출력속도 및 토크전달시스템의 출력측에 설치된 기어박스의 입력속도사이의 차이 또는 상기 차이에 해당하는 값이 측정되고, 목표값과 비교되며, 실제값 및 목표값사이의 편차가 감소되지만, 완전히 만족스럽지 못하다고 밝혀졌다.
따라서 기어변속시 토크변화에 의해 속도차가 변화한다. 그 결과 속도제어가 지연되어 출력측부 또는 기어박스내부의 토크에 대해 불필요하게 과도한 진동을 야기한다. 또한 변속과정이 종료할 때, 토크컨버터를 구속하는 록업클러치가 고착될 수 있다. 그 결과 록업클러치는 모든 변속과정에서 개방되어야 한다. 슬립제어에 의하면, 변속과정동안, 구동장치의 출력속도 및 기어박스의 입력속도사이의 속도차를 목표값으로 유지하려고 하고, 따라서 토크전달시스템의 출력측에 장착된 기어박스와 반대로 작동한다.
그 결과 본 발명의 목적은 토크컨버터, 토크컨버터를 구속하는 록업클러치 및 축력축의 자동기어박스를 가진 토크전달시스템을 제어하기 위한 방법을 제공하고, 본 발명의 다른 특징과 관련하여 개선된 토크컨버터와 개선된 록업클러치같이 유리하게 이용될 수 있는 기계부품들을 제공하는 것이다.
제어방법에 관한 본 발명의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 제어방법에 의하면, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식에 따라 구동장치의 작동상태에 의존하여 감지되고,
단 토크분리에 관한 상수로서 Ke= Kme 상수이고, Kkorr은 수정상수이며, 미리 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 록업클러치의 하중편향이 계산 및 조정되고, 상기 Kme 상수에 의존하여 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치사이에서 슬립이 독립적으로 설정되고, 수정상수(Kkorr)는 목표상태로부터 구동트레인의 편차를 보상한다.
본 발명은 내연기관과 같은 구동장치와 연결되고 축력축을 통해 자동기어박스와 연결되어 구동하는 토크전달시스템의 제어방법에 관련되고, 토크전달시스템은 토크컨버터 및 토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치, 측정값 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 포함하고, 록업클러치의 하중편향 및 그 결과 록업클러치에 의해 전달된 토크가 중앙컴퓨터와 관련하여 목적에 따라 변화될 수 있고, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식에 따라 구동장치의 작동상태에 의존하여 감지되고,
여기서 토크분리에 관한 상수로서 Ke=Kme 상수이고, Kkorr은 수정상수이며, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 록업클러치의 하중편향이 계산 및 조정되고, 상기 구동트레인의 전체 작동범위에 걸쳐 일정한 Kme 상수에 의존하여, 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치상에 독립적으로 설정되며, 수정상수(Kkorr)는 목표상태로부터 구동트레인의 편차를 보상한다.
본 발명은 내연기관과 같은 구동장치와 연결되고 축력축을 통해 자동기어박스와 연결되어 구동하는 토크전달시스템의 제어방법에 관련되고, 토크전달시스템은 토크컨버터 및 토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치, 측정값 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 포함하고, 록업클러치의 하중편향 및 그 결과 록업클러치에 의해 전달된 토크가 중앙컴퓨터와 관련하여 목적에 따라 변화될 수 있고, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식에 따라 구동장치의 작동상태에 의존하여 감지되고,
여기서 토크분리에 관한 상수로서 Ke=Kme 상수이고, Kkorr은 수정상수이며, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 록업클러치의 하중편향이 계산 및 조정되고, 엔진특성필드와 독립적인 Kme 상수에 의존하여, 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치상에 독립적으로 설정되며, 수정상수(Kkorr)는 목표상태로부터 구동트레인의 편차를 보상한다.
본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 내연기관과 같은 구동장치와 연결되고 축력축을 통해 자동기어박스와 연결되어 구동하는 토크전달시스템의 제어방법에 관련되고, 토크전달시스템은 토크컨버터 및 토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치, 측정값 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 포함하고, 록업클러치의 하중편향 및 그 결과 록업클러치에 의해 전달된 토크가 중앙컴퓨터와 관련하여 목적에 따라 변화될 수 있고, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식에 따라 구동장치의작동상태에 의존하여 감지되고,
여기서 토크분리에 관한 상수로서 Ke=Kme 상수이고, Kkorr은 수정상수이며, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 록업클러치의 하중편향이 계산 및 조정되고, 구동장치의 속도에만 의존하는 Kme 상수에 의존하여, 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치상에 독립적으로 설정되며, 수정상수(Kkorr)는 목표상태로부터 구동트레인의 편차를 보상한다.
본 발명에 따르면, 내연기관과 같은 구동장치와 연결되고 축력축을 통해 자동기어박스와 연결되어 구동장치는 토크전달시스템의 제어방법에 관련되고, 토크전달시스템은 토크컨버터 및 토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치, 측정값 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 포함하고, 록업클러치의 하중편향 및 그 결과 록업클러치에 의해 전달된 토크가 중앙컴퓨터와 관련하여 목적에 따라 변화될 수 있고, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식에 따라 구동장치의 작동상태에 의존하여 감지되고,
여기서 토크분리에 관한 상수로서 Ke=Kme 상수이고, Kkorr은 수정상수이며, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 록업클러치의 하중편향이 계산 및 조정되고, 구동장치의 토크 및 속도에 의존하는 Kme 상수에 의존하여, 토크전달시스템의 출력부품 및 구동장치상에 독립적으로 설정되며, 수정상수(Kkorr)는 목표상태로부터 구동트레인의 편차를 보상한다.
본 발명에 의하면, 토크컨버터에 의해 전달되는 유압토크 및 록업클러치에 의해 전달되는 기계토크로 입력토크가 분배된다. 무한제어를 위해, 컴퓨터제어시스템에 의해 제어되는 가변하중을 통해 록업클러치가 편향되어, 각각의 구동상태에 대해 토크컨버터 및 록업클러치의 토크가 최적으로 분할된다.
토크전달시스템의 구성 및 작동 또는 방법을 실시하기 위하여, 록업클러치가 가압유동매체에 의해 작동되고 설계되어, 두 개의 압력챔버가 록업클러치 및 컨버터덮개사이에 형성되고, 록업클러치 및 나머지 컨버터하우징사이에 형성되며, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 상기 압력챔버들사이에 존재하는 차동압력에 의해 결정된다.
본 발명을 따르는 제어방법의 특징에 의하면, 모든 작동영역에서 록업클러치에 의해 구동될 수 있고, 록업클러치는 슬립에 의존하지 안고, 토크에 의존하여 제어된다. 다음에 슬립이 설정되고 전달토크를 수정하기 위해 느린 슬립제어가 제공된다. 기어변속과정동안, 토크컨버터를 구속하는 록업클러치는 개방되지 않고 토크에 의존하여 응답한다. 토크제어를 위해 증가하는 특성곡선이 유용하고, 슬립이 증가함에 따라 마찰값이 증가하고, 고착마찰값이 미끄럼 마찰값보다 작아야 한다.
본 발명을 따르는 제어방법의 특징에 의하면, Kme 상수 및 수정상수(Kkorr)를 미리 정하여 작게 유지될 수 있는 록업클러치의 슬립값이 형성된다. (다수의 내연기관이 토크저하를 나타내고) 낮은 속도 및 높은 부하를 가진 영역에서, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 작아서 상대적으로 큰 차동속도가 설정되도록 상수가 선택된다. 특히 소프트토크컨버터 및 큰 변화와 관련하여, 구동장치의 높은 토크를 모의 시험하는 주요작동영역에서 출력토크가 증가된다.
본 발명을 따르는 제어방법의 특징에 의하면, 기어변속과정 및 부하변화과정동안 구동트레인내부의 응답이 양호하고 가속여유가 커지며 적은 슬립으로 진동차단이 양호하고, 토크컨버터의 크기가 작아지고 평평하게 구성되어, 전륜구동 및 횡방향장착식 엔진에 있어서 중요해진다. 본 발명을 따르는 제어방법에 의하여 모든 기어들에서 토크컨버터가 록업클러치에 의해 구속되기 때문에, 소비량이 감소된다.
구동장치로서 내연기관을 가진 전달시스템으로 구성되고 본 발명을 따르는 실시예에 의하면, 엔진속도 및 스로틀밸브각에 의존하고 엔진속도 및 흡기매니폴드 저압에 의존하거나 엔진속도 및 주입시간에 의존하여, 시스템의 작동상태가 결정된다. 상기 실시예에 의하면, 스로틀밸브, 흡기매니폴드저압 또는 주입시간과 같은 값들과 관련하여 엔진속도는 항상 작동상태에 대한 표시요소로서 작용한다.
본 발명을 따르는 유리한 실시예에 따르면, 토크방정식의 Kme 상수가 구동트레인의 전체 작동영역에 걸쳐서 일정하고, 구동장치의 속도에만 의존하거나 구동장치의 속도 및 토크 둘 다에 의존한다. 또한 구동장치의 속도는 Kme 상수 단독 또는 구동장치에 의해 발생된 토크와 관련하여 중요한 표시요소이다.
본 발명을 따르는 제어방법의 특징에 의하면, 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 결정하고 시간 tn+1에서 입력구간후에 록업클러치의 고착과 같은 불필요한작동을 제거하는 작동후에 필요한 변수 (X )의 값을 미리 결정하고, 시간간격 (△t) 후에 변수( X) 의 목표값을 구하기 위해 필요한 구배 (△X) 를 계산하며, 유압 시스템에 의해 계산된 구배(△X) 를 설정하고 목표값 (Xsoll)에 도달할 때까지 상기 과정을 반복하면, 록업클러치에 의해 전달되며 구동트레인내부의 토크변화에 의존하여 중앙컴퓨터장치내에서 감지되고 순간토크와 상이한 토크가 설정된다.
상기 실시예의 방법은 비례제어에 의해 제공되고, 클러치의 압력챔버들 사이의 차동압력(△P)이 변수로서 하기 방정식에 의해 구해진다.
△Pn+1= (1-β) *△Psoll+ β *△△Pn
단β = f (Tv, t).
선택적으로 록업클러치의 일시적인 고착과 같이 불필요한 작동을 제거하는 작동에 따라 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 결정하는 변수X의 구배△X를 계산하고, 유압시스템에 의해 목표구배(△X)를 설정하여, 목표값 (Xsoll)에 도달할 때까지 상기 과정을 반복하면 록업클러치에 의해 전달되고 구동트레인내부의 토크변화에 의존하여 중앙컴퓨터장치내에 감지되는 새로운 토크값이 설정될 수 있다. 상기 선택적 방법에 의하면, 록업클러치의 압력챔버들사이의 압력차(△P)의 구배가 하기 방정식을 따르는 변수로서 계산될 수 있다.
△△P = C1*(△Psoll- △Pn).
즉 △△P = C1* (△Psoll- △Pist)
(도10을 참조)
△△P .... 다음의 시간간격에서 차동압력(△P)의 변화
△Psoll...목표압력차
△Pn.... 시간 tn 에서 실제압력차
C1.... 비례상수 또는 증폭상수 단, 0≤C1≤1
상기 비례상수 C1에 의해 △Psoll및 △Pn사이의 편차가 보상되는 속도가 결정된다.
경계값: C1=0, C2=1
C1=0 일 때, 다음 계산구간에서 압력차의 구배(△△P)가 영이므로 보상작용은 없다.
(도 10에서 △Psoll, △Pstart와 같은 ) 목표값 및 개시값사이의 총편차가 시간구간내에서 완료되어야 하기 때문에 C1= 1 이고 목표값도약에 해당한다. 상기 두개의 경계값들은 이론값을 가질 뿐이다. 주요영역이 0≤C1≤1 이다. 그 결과 목표값 및 실제값 사이에서 편차발생속도에 영향을 준다. C1이 작을수록, 보상을 위한 시간이 길어진다.
목표값 및 실제값사이의 편차를 상기 방법에 따라 보상하면, 목표값 및 실제값사이의 큰 편차에 의하여, 큰 설정값, 즉 △△P를 위한 큰 값이 계산된다. 목표값 및 실제값이 근접하게 되면, △△P 의 값은 점점 작아져서, 목표값 및 실제값이 " 매끄럼게" 일치된다. 그 결과 진동발생을 차단한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 토크분리에 관한 Kme 상수 또는 수정상수 (Kkorr)가 정해진 크기만큼 감소하고 시간 종속함수에 따라 진동차단 및 연료절약을 위한 최적값까지 다시 증가하기 때문에, 기어를 변속하거나 부속장치를 작동할 때와 같이 토크전달시스템에서 입력토크가 감소되는 작동상태에서, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 감소되어 록업클러치의 일시적인 고착현상이 방지된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 토크분리에 관한 Kme 상수 또는 수정상수 (Kkorr)가 정해진 크기만큼 감소하고 시간 종속함수에 따라 진동차단 및 연료절약을 위한 최적값까지 다시 증가하기 때문에, 후진기어를 변속하거나 부속장치를 작동할 때와 같이 토크전달시스템에서 입력토크가 감소되는 작동상태에서, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 감소되어 록업클러치의 일시적인 고착현상이 방지된다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 고정된 준정지영역에서 연료절약이 가장 양호하고 최적의 진동차단을 보장하는 목표슬립값이 설정슬립값과 비교되고 측정되며, 목표슬립값 및 실제슬립값사이에 편차가 발생할 때 수정상수(Kkorr)가 보상되기 때문에, 목표상태로부터 구동트레인이 가지는 편차들이 수정상수(Kkorr)에 의해 보상된다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 운전자측에서 가속의도신호가 발생하고 스로틀밸브각의 속도변화에 의해 확인될 때, Kme 상수 또는 수정상수(Kkorr)중 한 개를 감소시켜서, 토크전달시스템내의 슬립이 증가되고, 토크컨버터에 의해 제공되는 토크증가가 추가의 토크여유로서 이용될 수 있다.
제어방법의 또 다른 실시예에 의하면, 모든 기어들에 대해 토크전달시스템내의 슬립이 록업클러치에 의해 결정되고, 토크컨버터를 통해 출력전달효율이 감소하고, 가장 넓은 변환영역에 관해 상기 효율을 통해 컨버터해석이 가능하며, 상기 변환영역에 의하여, 토크전달시스템내에서 슬립이 증가하여 토크여유가 상당히 증가될 수 있다.
토크전달시스템내부의 슬립이 록업클러치의 모든 병진운동에 의해 결정되는 것이 유리하고, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소하고 가장 넓은 변환영역에 관해 컨버터해석이 가능하다.
본 발명은 기어변속시, 토크컨버터, 록업클러치, 측정값감지시스템, 중앙컴퓨터장치 및 유압시스템을 가진 차량 또는 내연기관과 같은 구동장치를 가진 차량의 구동트레인을 위한 토크전달시스템에 관련되고, 상기 토크컨버터는 차량의 구동장치와 연결되어 구동되고 출력축에서 출력축을 통해 자동변속기와 연결되며, 상기 록업클러치가 유압토크컨버터와 병렬로 연결되고, 가압유동매체에 의해 작동되며 한쪽측부에서 마찰디스크에 연결된 링피스톤 및 토크컨버터의 터빈휠사이에 장착되는 압력챔버를 가지고 다른 한 쪽측부에서 컨버터덮개 및 링피스톤사이에 장착되는 압력챔버를 가지고, 상기 압력챔버들사이에 존재하는 차동압력은 록업클러치에 의해 전달된 토크를 결정하도록 압력챔버들이 구성되며, 상기 컴퓨터장치와 함께 상기 유압시스템이 압력챔버들사이의 차동압력을 변화시키고 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 변화시킨다.
토크컨버터에 평행하게 장착되고 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 압력챔버들사이의 차동압력을 설정하여, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 설정되는 토크전달시스템이 공개된다.
문헌 DE-OS 31 30 871 에 설명된 토크전달시스템에 의하면, 구동장치 및 토크전달시스템의 출력부분사이에서 발생하는 슬립값이 측정되고, 정해진 목표슬립값과 비교되며, 감지된 편차가 조정된다. 상기 구성을 위해 유압식 토크컨버터에 평행하게 장착된 록업클러치의 두 개의 압력챔버들에 형성되는 가압유동매체의 편향작용들을 변화시킨다.
문헌 US-PS 5 029 087 에 공개되고 토크컨버터 및 평해하게 장착된 록업클러치를 가진 토크전달시스템에 의하면, 슬립이 록업클러치에서 측정되고, 정해진 목표슬립값과 비교되며, 록업클러치의 두 압력챔버들사이에서 감지된 편차에 의존하여 변화한다.
문헌 US PS 4 577 737 에 공개된 토크전달시스템에 의하면, 유압식 토크컨버터를 통한 토크전달이 토크센서에 의해 직접 측정되고, 토크전달은 구동장치의 작동상태에 의존하여, 설정된다. 토크컨버터를 구속하는 록업클러치의 단부가 목표토크전달을 보장하도록 제어된다.
종래기술을 따르는 토크전달시스템의 특징에 의하면, 토크컨버터와 평행하게장착되고 저속기어일 때 완전하게 개방되는 록업클러치가 고속기어에서 작동된다. 양호한 전체 효율을 구하고 가열되는 것을 방지하기 위하여, 토크컨버터는 "하드(hard)식으로 설계된다. 상기 하드 토크컨버터설계에 있어서, 속도가 증가함에 따라 토크가 급격히 감소하여, 중간속도영역에서만 매우 제한적으로 토크가 증가하고, 고속영역에서 토크는 증가하지 않는다.
따라서 본 발명의 목적은 중간속도영역 및 고속영역에서 가속여유를 위해 효과적으로 토크가 여전히 증가되고 연료소비는 감소되어, 상당히 개선된 토크전달시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 토크전달시스템에 의하면, 록업클러치가 모든 구동기어들에서 제어되고, 종래기술의 토크컨버터와 비교하여, 토크컨버터는 2.5 보다 큰 토크변환을 가진다. 특히 터빈휠 및 펌프휠사이의 토크변환이 2.5 내지 3.5 이다.
상기 목적을 위하여, 록업클러치가 모든 병진운동에 의해 제어되고, 토크컨버터가 2.5이상이 토크변환을 가지는 것이 유리하다.
내연기관을 가지며 본 발명과 관련하여 이용되는 토크컨버터가 작은 용량상수를 가지는 것이 유리하다. 즉 내연기관에 의해 미리 정해진 토크경로에 의하면, 본 발명을 따르는 토크컨버터의 고정된 제동속도가 종래기술을 따르는 토크컨버터의 제동속도보다 크다. 터빈휠이 가지는 토크경로가 내연기관의 토크특성곡선과 교차하는 속도에 의해 상기 고정된 제동속도가 형성된다. 상기 제동속도를 감지하기 위해, 터빈휠이 차단되고 펌프휠은 내연기관에 의해 구동된다. 상기 토크컨버터의설계에 의하면, 지금까지 고정된 제동속도가 1800rpm 내지 3000rpm이다. 본 발명에 따르면, 상기 고정된 제동속도는 300rpm이상의 영역으로 이동될 수 있다. 용량상수가 작을수록 토크컨버터는 더욱 소프트해진다. 즉 터빈 및 펌프속도에 대한 터빈속도 또는 펌프토크의 경로가 종래기술의 토크컨버터들과 비교하여 더욱 평평해진다.
따라서 본 발명에 의하면, 토크컨버터는 "소프트"하게 설계되고, 상대적으로 넓은 제 2 특성필드를 가질 수 있다.
특히 추종단계 또는 가속단계에서 이용될 수 있고, 저속기어로 변속하는 것이 불필요하게 되어 상대적으로 큰 가속여유가 이용될 수 있다.
본 발명에 따라 설계된 토크컨버터의 제 2 특성필드에 형성되고 이용가능한 추가영역이 주로 비정지상태에서만 사용될 수 있다. 상기 시점에서 열축적이 종래 기술의 시스템보다 크지 않고, 그 결과 위험하지 않다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 운동하는 동안 토크전달시스템이 가지는 열축적이 컴퓨터장치에 의해 계산되고, 설계구조가 허용하는 열량과 실제 열량을 조정하고 비교한다. 또한 실제 온도로부터 계산이 개시될 수 있도록 오일온도가 측정된다.
상기 측정작업을 통해 비정상적으로 형성된 열량증가가 적합한 시간에 감지되어, 열량감소를 위한 필요조건이 제공된다. 전체 시스템에 대한 열변형이 너무 크면, 슬립은 감소된다. 마찰면에 대한 변형이 너무 크면 슬립은 운전자의 의도에 따라 변화된다. 운전자가 가속하려 하고, 변환이 아직까지 제공되면, 록업클러치의 토크는 감소되고, 슬립은 증가한다. 그렇지 않으면 록업클러치의 토크는 증가되고, 슬립은 감소한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 완전한 컨버터구속작용이 고려되는 부분부하영역을 위해, 토크컨버터의 터빈 및 록업클러치의 클러치디스크사이에서 작동하는 댐퍼장치가 제공된다. 그 결과 전체 부하를 위해 설계된 종래기술의 댐퍼보다 회전진동에 대해 더욱 양호한 감쇄작용을 허용한다. 나머지 영역에서 슬립을 통해 고주파수의 진동이 차단된다.
비틀림댐퍼는 적어도 허용크기까지 록업클러치에 의해 전달된 진동 및 토크 불규칙성을 감쇄시키거나 여과하고, 상기 허용크기에서 비틀림댐퍼의 정지토크, 따라서 스프링과 같은 감쇄수단에 의해 전달될 수 있는 최대토크가 공칭토크, 따라서 내연기관의 최대토크보다 작다. 즉 본 발명에 따르는 내연기관과 같은 구동장치 또는 내연기관의 전체부하에 대해 설계된 종래기술과 상이하다. 정지토크에 도달할 때, 록업클러치 또는 비틀림댐퍼는 회전구동방향으로 강성을 가진 구동부재로서 작동한다. 유압식 토크컨버터의 록업클러치를 위한 본 발명의 비틀림댐퍼는 부분부하영역을 위해서만 설계되기 때문에, 비틀림댐퍼는 단순하게 구성되어, 저비용으로 생산될 수 있다. 코일스프링과 같은 비틀림댐퍼의 에너지저장요소는 상대적으로 약하게 구성될 수 있고, 그 결과 구성공간이 감소되고, 록업클러치 또는 비틀림댐퍼를 위한 구성공간이 감소된다. 또한 중량이 감소된다. 과부하로부터 비틀림댐퍼의 에너지저장요소를 보호하기 위하여, 비틀림진동댐퍼의 구성되는 입력부품 및 출력부품사이에 정지부가 제공된다.
모든 전진기어상태 또는 모든 록업클러치의 병진운동상태에서 적어도 때때로 록업클러치가 부분적으로 밀폐되도록 록업클러치 또는 토크전달시스템이 설계된다.
대부분의 경우에 있어서, 비틀림댐퍼의 정지토크 또는 구속토크가 최대토크 즉 내연기관의 공칭토크 중 10%내지 60 % 또는 25% 내지 50%인 것이 유리하다. 대부분의 경우에서 비틀림댐퍼의 구속토크 또는 정지토크는 더 크거나 다수 작은 값을 가질 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 록업클러치를 위해 상기 방법으로 구성된 비틀림댐퍼는 특수 마찰장치를 가지지 않는다. 즉 비틀림댐퍼의 입력부 및 출력부사이의 상대회전운동을 억제하는 에너지저장요소들이 댐퍼의 입력부 및 출력부에 구성된다.
비틀림댐퍼의 토크전달용량에 관한 본 발명의 구성에 따르면, 부분부하영역 즉 공칭토크 중 10%내지 60% 또는 25% 내지 60%의 구동토크를 가진 영역에서 발생하는 진동이 매우 효과적으로 감쇄된다.
록업클러치를 위한 댐퍼들이 가지는 공지의 운동각과 비교하여 상대적으로 작은 운동각을 댐퍼가 허용하는 것이 유리하다. 상기 운동각은 ±2 내지 ±8 도 또는 + 3 내지 + 6도이다. 댐퍼의 총 운동각 따라서 양쪽회전방향을 위한 총 운동각은 4 내지 16 도 또는 6 내지 12 도이다. 본 발명을 따르고 록업클러치를 위한 비틀림댐퍼가 상대적으로 작은 운동각을 가지기 때문에, 부하변화 따라서 미는 형태의 작동으로부터 끌어당기는 형태의 작동으로 변화하고 끌어당기는 형태의 작동으로부터 미는 형태의 작동으로 변화할 때 댐퍼내부의 변형이 작게 유지되고, 구동트레인의 진동이 제한되거나 회피될 수 있다. 비틀림댐퍼의 정지토크보다 큰 충격이 토크 또는 토크충격이, 록업클러치의 슬립 또는 미끄럼작용에 의해 감쇄되거나 여과되어, 상기 토크충격은 출력트레인 또는 기어박스로부터 차단된다.
대부분의 경우, 댐퍼는 7Nm/˚ 내지 30 Nm/˚ 또는 8Nm/˚ 내지 15Nm/˚ 의 회전강성을 가지는 것이 유리하다. 대부분의 경우에, 상기 회전강성은 더 작거나 크게 선택될 수 있다. 대부분의 경우에, 30Nm 내지 90 Nm 또는 40Nm 내지 70 Nm의 정지토크를 가지도록 록업클러치 또는 비틀림댐퍼가 구성된다. 저출력차량에 대하여 정지토크는 더 작을 수 있다. 유사하게 상대적으로 중량이 크고 출력이 큰 차량에 대하여, 정지토크를 더 크게 구성해야 한다.
발생하는 토크에 의존하여 슬립이 제어되고, 적어도 모든 전진기어상태에서 에너지 및 성능과 관련하여 제어되는 록업클러치의 제어방법과 본 발명의 구동시스템이 이용될 수 있다. 제 1 또는 제 2 전진기어상태일 때, 록업클러치가 완전히 개방되는 기어박스제어와 본 발명의 구동시스템이 이용된다.
상기 형태의 구동시스템 또는 토크전달시스템의 구성에 관한 본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 유압식 토크컨버터에 구성된 록업클러치의 토크가 제어되어, 록업클러치는 두 개이상의 작동영역들을 가지고 상기 작동영역들에서 구동장치에서 발생하는 토크에 대하여 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 다른 관점 또는 다른 모드에 따라 제어된다. 따라서 두개의 작동영역들에서, Kme 상수(토크 분할 상수), Kkorr(곱의 오차를 보상하기 위한 수정상수) , MkorrNot(엔진토크에 추가된 오차를 보상하기 위한 수정토크) 및 MkorrWU(클러치토크에 부가된 오차를 보상하기 위한 수정토크) 중 한 개이상의 값들이 서로 다르게 평가된다. 즉 상기 값들 중 한 개이상의 값 또는 Kme 상수의 크기 및 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크에대한 상기 값의 효과가 두 개의 작동영역들에서 다르게 형성된다. 제 1 작동영역에서, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크는 내연기관과 같은 구동장치의 최대토크 중 10& 내지 60% 또는 15 내지 50%이고, 근접한 제 2 작동영역에서, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크는 제 1 작동영역의 상측경계값토크보다 크고, 내연기관의 최대토크 중 50 내지 60 %보다 큰 것이 유리하다. 제 1 작동영역에서 록업클러치를 통해 전달될 수 있는 최대토크가 록업클러치에 구성된 비틀림댐퍼의 정지토크와 일치하는 것이 유리하다. 상기 구성에 의하면, 상대적으로 작은 진폭을 가진 토크진동은 비틀림댐퍼에 의해 흡수되거나 여과되고, 비틀림댐퍼의 정지토크보다 큰 토크피크를 가진 진동이 록업클러치의 슬립발생에 의해 감쇄된다.
전체 제 1 작동영역에 걸쳐 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 내연기관의 공급연료량에 기인하여 내연기관으로부터 발생하는 토크보다 크도록, 제 1 작동영역에서 록업클러치의 토크가 제어된다. 제 1 작동영역에서 내연기관의 토크 변화와 동기화되어 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 적어도 제 1 속도영역의 상당부분에 걸쳐 변화하도록 제 1 속도영역에 대해 상기 토크가 설정될 수 있다. 즉 내연기관에 의해 발생되는 토크가 감소할 때, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 감소하고, 상기 록업클러치의 토크는 내연기관의 토크보다 더 크게 유지된다. 내연기관에 의해 발생되는 토크가 증가할 때, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 증가된다. 따라서 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크는 내연기관에서 발생되는 엔진토크의 1 내지 최소한 1.2 배인 것이 유리하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제 1 작동영역에서 록업클러치에 의해전달될 수 있는 토크가 적어도 대략 일정한 값으로 설정되고, 설정되는 토크가 내연기관의 최대토크 중 25%, 내지 60 % 또는 최대토크의 30 % 내지 50 %이다. 상기 토크는 록업클러치에 구성된 비틀림댐퍼의 정지토크 또는 구속토크와 적어도 대략적으로 일치하거나 더 크며, 예를 들어, 상기 록업클러치의 토크에 대해 1.05 내지 1.2배이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 내연기관의 공회전속도와 근접한 제 1 속도영역의 제 2 부분영역에서 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 일정한 값으로 유지되고, 제 1 속도영역과 인접한 제 1 부분영역에서, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 내연기관의 토크발생을 추종하도록, 제 1 속도영역에서 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 설정될 수 있다. 즉 내연기관의 토크가 제 2 부분영역에서 증가되고 록업클러치의 전달토크가 증가되고 엔진토크가 감소하면 록업클러치의 토크도 감소한다. 상기 제 2 부분영역에서 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크는 내연기관에서 발생하는 토크와 적어도 동일하거나 경미하게 크다.
록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크를 제어하기 위해, 제 1 속도영역에 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 내연기관의 공칭토크 중 1 %이하로 떨어지지 않고, 상기 공칭토크 중 1 %보다 크게 유지된다. 따라서 종래기술의 밸브에 의해 만족스럽게 설정될 수 있는 록업클러치에 대해 최소압력이 보장된다. 최소압력에 의해 압력은 상대적으로 좁은 범위내에 유지될 수 있다.
대부분의 경우에 있어서, 제 1 속도영역이 공회전속도로부터 3000rpm의 최대속도까지 또는 2000rpm내지 2500rpm의 최대값까지 확장되는 것이 유리하다. 대부분의 경우에, 상측값이 3000rpm이상 또는 2000rpm이하에 위치하는 것이 유리하다.
본 발명에 따르면, 전체 작동영역 중 제 1 하부영역에서, 댐퍼에 의해 적어도 진동이 차단되고, 근접한 제 2 영역에서 록업클러치의 슬립을 설정하여 진동이 차단되도록, 구동시스템의 전체 작동영역에 대해 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 결정된다. 상기 제 2 영역내에서 댐퍼가 때때로 부가적으로 작동하고, 댐퍼의 에너지저장요소가 이완되거나 다시 압축되고, 진동차단과 관련하여, 상기 댐퍼는 상기 제 2 영역에서 또 다른 역할을 가진다.
제 1 속도영역을 위해 설계된 록업클러치의 비틀림댐퍼는 내연기관의 최대토크중 10% 내지 60% 또는 15% 내지 50%의 정지토크 또는 구속토크를 가진다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 비틀림댐퍼가 상기 토크값에 해당하는 운동각 즉, 스프링계수가 배수이거나 매우 커서, 비틀림댐퍼내에서 회전운동을 제한하는 부품들이 서로 너무 강하게 충돌하는 것을 방지하는 정지서스펜션을 가지고 상대적으로 작은 운동각을 가지도록 비틀림댐퍼가 구성된다. 따라서 정지소음이 상당히 감소된다. 정지서스펜션에 의해 허용되는 운동각 및 입력부에 연결되는 나머지 운동각사이의 비율은 1 대 2 내지 1 대 5 또는 1 대 2.5 가 유리하다. 정지서스펜션에 의해 형성되는 회전강성은 정지서스펜션의 입력측부에 연결되는 비틀림댐퍼의 회전강성보다 4배 내지 10배만큼 크다. 정지서스펜션에 의해 형성된 비틀림댐퍼의 단부정지토크는 제 1 속도영역의 단부에 존재하는 상기 토크의 2배 내지 5 배이다. 정지서스펜션에 의해 전달될 수 있는 최대토크가 최대엔진토크보다 작다. 비틀림댐퍼의 입력부 및 출력부사이에서 정지서스펜션에 의해 형성된 운동각은 0.5도내지 3도이고, 상기 운동각이 1 도내지 2 도인 것이 유리하다. 정지서스펜션이 끌어당기는 방향에서만 작동하도록 정지서스펜션이 설계된다.
본 발명을 따르는 록업클러치를 위한 비틀림댐퍼가 구성되면, 상대적으로 작은 토크에 의해 발생하는 윙윙거림이 제거될 수 있다. 회전운동에 대해 탄성을 가지는 비틀림댐퍼에 의해 록업클러치의 고착상태가 구속되기 때문에 윙윙거림이 제거된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 예를 들어, 공진, 부하변동충격 등과 같이 구동트레인내부에서 높은 진폭을 가진 작동상태일 때, 적어도 제 1 영역에서 록업클러치에 의해 전달가능한 토크가 감소되고, 록업클러치의 슬립이 증가한다. 부하변동충격이 일어날 때, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 미는 상태에서 완전하게 손실될 수 있다. 상기 작동상태에 있어서, 록업클러치의 토크전달용량이 제 2 속도영역에서 감소하는 것이 유리하다.
선호되는 실시예에 있어서, 주요구동영역에서 이용되는 내연기관의 특성필드 중 적어도 주요부분이 제 1 속도영역내에 포함되도록, 구동시스템 또는 전달시스템이 설계된다. 적어도 FTP 75-싸이클 또는 ECE 싸이클 도심, 개방도로 및 차량도로통행( 도심 90km/h, 120km/h )과 관련된 엔진특성필드영역들이 상기 주요구동영역에 포함되는 유리하다. 상기 구성에 의하면, 주요구동영역에서, 주로 댐퍼에 대해 진동이 차단되어, 토크컨버터는 항상 구속되고, 에너지 및 연료가 절약되는 작동과정이 보장된다. 종래기술의 구성에 의하면, 제 1속도영역에서 단지 슬립이 제어되기 때문에, 슬립이 발생되는 록업클러치를 가진 공지의 구동시스템과 본 발명의 구동시스템은 상이하다. 본 발명에 따르면, 비틀림댐퍼가 주요구동영역에 대해 설계되기 때문에, 상대적으로 큰 구동영역에 대해 설계된 댐퍼보다 회전진동의 발생을 더욱 양호하게 감쇄할 수 있다. 또한 토크컨버터가 콤팩트하게 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 제 2 속도영역에, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 내연기관에서 발생하는 토크의 0.6 배내지 1 배 또는 0.8배내지 0.9 배이다. 제 2 속도영역에서 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 엔진토크보다 작게 유지되는 것이 유리하다. 상기 구성에 의하면, 제 2 작동영역에서, 비틀림진동을 일으키는 토크불규칙성을 감쇄하는 경미한 슬립이 록업클러치 내에 항상 존재한다.
임계상태가 아닌 차량 즉 제 2 속도영역 또는 작동영역에서 상대적으로 큰 토크불규칙성이 전혀 없는 차량에 있어서, 록업클러치가 사실상 밀폐되고 즉, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 해당 시간에 내연기관에 의해 발생된 토크와 일치하거나 경미하게 더 크다. 따라서 비율은 1 내지 1.2 인 것이 유리하다.
상기 두 개의 작동영역들은 공회전속도와 근접한 영역이다. 그러나 본 발명은 공회전속도보다 크고 구동장치가 가지는 전체 속도관련영역이 단지 두 개의 영역들로 분할되는 실시예뿐만 아니라 전체 작동영역이 두 개이상의 영역들로 분할되는 실시예들에도 관련된다. 따라서 다수의 경우에 있어서, 상기 두 개의 영역들이 제 3 영역과 근접하게 위치하고, 상기 제 3 영역에서 토크컨버터가 항상 완전히 구속되는 유리하다. 따라서 제 3 영역의 속도범위는 제 2 영역의 속도범위보다 크고, 제 3 속도영역의 하부값위에서 내연기관을 통해 유해한 여자작용이 발생될 수 없고슬립을 통한 진동감쇄가 불필요하도록 제 3 속도영역의 하부값이 결정되어야 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 구동장치로서 내연기관을 가진 전달시스템을 이용하여, 록업클러치를 개방하고 동일기어 또는 동일한 록업클러치의 병진운동을 유지하여, 토크변환을 통해 끌어당기는 하중을 증가시킬 수 있는 가를 가속과정에 의해 결정하는 장치가 제공되어, 록업클러치가 개방되고 연결된 기어 또는 설정된 병진운동이 유지되며, 상기 하중을 증가시킬 수 없는 경우에 기어박스의 기어는 적어도 한 단계 뒤로 변속되거나 병진운동이 변화하고, 유사하게 록업클러치도 적어도 부분적으로 개방되어 록업클러치의 슬립은 증가한다. 해당 센서를 통해 목표값 또는 변수를 입력하는 전자컴퓨터장치 또는 프로세서가 구성된다. 다수의 상기 변수들이 파일 또는 특성필드의 형태로 전자유니트내에 저장된다. 예를 들어, 내연기관의 특성필드 또는 토크컨버터의 특성필드 또는 록업클러치의 특성필드가 전자장치에 저장된다. 내연기관의 작동상태가 속도, 스로틀밸브각 또는 연료 공급량, 흡기매니폴드저압 및 필요한 경우, 주입시간에 의존하여 결정된다.
본 발명은 토크전달시스템 및 자동기어박스를 가진 구동트레인에 장착되는 토크전달시스템을 위한 제어방법에 관련된다. 자동기어박스가 구분된 병진운동을 하는 단계식 기어 또는 무한조정가능한 원추형 풀리 벨트접촉식 기어박스와 같이 제어가능한 연속병진운동의 무한기어로 구성된다.
완전히 구속되어 강성을 가진 구동시스템이 특정 엔진속도이상에서 비틀림 진동에 대해 둔감하기 때문에, 본 발명의 구동시스템에 의하면, 토크컨버터의 완전한 구속작용은 특정 엔진속도 또는 특정 차량속도로부터 발생한다. 따라서 특정 엔진속도이상에서 록업클러치의 구속토크는 엔진토크와 대략 일치하거나 엔진토크보다 크게 설정될 수 있다.
토크충격이 내연기관의 부분부하영역에서 록업클러치의 마찰면들에 발생되고, 고착상태 및 미끄럼상태사이의 전이에 기인하며 그 결과 차량에 대해 윙윙거리는 소음을 발생시키기 때문에, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크를 위한 제어방법과 관련하여 본 발명을 따르는 비틀림댐퍼의 구성을 이용하면, 상기 토크충격이 감소된다. 록업클러치의 구속토크가 작게 설정되기 때문에, 제 1 영역에 흔들림이 전혀 발생하지 않는다. 비틀림댐퍼의 소프트니스(softness)는 각각의 구동시스템 또는 각각의 차량에 적합하게 구성되어야 한다. 차량이 작동할 때 통과해야 하는 공진영역을 비틀림댐퍼가 가지면, 공진영역이 발생할 때, 록업클러치내에서 슬립을 허용할 수 있다. 그 결과 윙윙거림 또는 덜컹거리는 소음이 제거될 수 있다.
내연기관의 최대토크에 대해 상대적으로 작은 값의 토크에 대한 록업클러치의 응답 및 비틀림댐퍼의 작은 운동각에 의해, 제 1 영역의 부하변화를 제한한다. 적어도 제 1 작동영역에서 록업클러치의 토크전달용량이 발생하는 엔진토크보다 경미하게 크면, 상기 응답이 형성된다. 본 발명을 따르는 구동시스템의 구성에 의하면, 부하변화진동을 통한 구동트레인의 진동여자현상이 제거될 수 있다. 내연기관에 대해 상대적으로 높은 부하에 해당하는 제 2 영역에서 발생하는 엔진토크보다 작은 토크에 의해 구속되고 슬립이 형성된다. 비틀림댐퍼와 관련하여 슬립이 특정토크영역에서 소음을 흡수하고 상기 토크영역에서 록업클러치의 마찰면들사이에서상기 슬립은 고착되거나 미끄럼전이를 초래할 수 있다.
전체 작동영역 또는 내연기관과 같은 구동장치의 전체 특성필드에서 에너지에 관해 유리할 때 구속작용이 형성된다. 즉 부분적으로 구속되거나 완전히 구속되는 대신에 구속되지 않은 상태로 구동하는 것이 더욱 양호한 영역이 있다. 차량을 가속할 때, 토크변환을 위하여, 록업클러치가 개방된다.
본 발명의 구동시스템 또는 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크를 조정하기 위한 본 발명의 단계들은 소프트토크컨버터와 관련하여 유리하게 이용될 수 있다. 소프트토크컨버터가 상대적으로 큰 토크변환을 가지고 따라서 상대적으로 큰 변환영역이 이용될 수 있기 때문에, 상기 소프트토크컨버터에 의해 차량의 가속작용이 양호해진다. 또한 종래기술의 토크컨버터와 비교하여 넓은 영역에서 소프트토크컨버터의 효율이 양호해지며, 그 결과 출력손실, 오일온도 및 소비량이 감소된다. 발생하는 엔진토크에 대하여 록업클러치가 슬립을 허용하는 토크값까지 밀폐되기 때문에, 소프트토크컨버터가 가지는 저성능영역이 구속되거나 점프하게 된다. 토크컨버터 또는 록업클러치의 상기 제어작용에 의하면, 모든 구동상태에서, 상대적으로 양호한 성능 및 낮은 손실동력으로 구동할 수 있다. 본 발명을 따르는 구동시스템의 구성을 통해, 기어박스의 모든 병진운동 및 모든 구동단계들에서 구속작용이 제공되기 때문에, 상기 구동시스템이 장착된 차량의 연료소모가 토크컨버터가 없거나 종래기술의 기어변속기능을 가진 차량의 연료소모정도로 감소된다.
상기 구성에 의하면, 토크컨버터를 콤팩트하게 구성하므로, 상기 구속제어를 고려할 때 효율은 단지 2 차적으로 중요하다.
본 발명의 또 다른 실시예들이 종속항들, 도면의 설명 및 도면에 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 펌프휠, 터빈휠, 안내휠 및 컨버터덮개를 가지고 상기 컨버터덮개가 회전축과 중심이 같고 펌프휠에 회전식으로 고정되어 연결되며 터빈휠을 둘러싸는 유압식 토크컨버터용 록업클러치에 관련되고 컨버터덮개 및 터빈휠사이에 장착된 중심의 링피스톤은 반경방향으로 외측에서 원추형의 클러치마찰면을 가진다. 반경방향으로 내측에서 링피스톤은 밀봉허브를 가지고, 터빈휠에 회전식으로 고정되어 연결된 대응 밀봉허브에 상기 밀봉허브가 장착되며, 링피스톤과 회전식으로 고정되어 연결된 댐퍼출력부품 및 터빈휠과 회전식으로 고정되어 연결된 댐퍼출력부품사이에서 댐퍼장치에 구성된 한 개이상의 링형 댐퍼요소가 원주방향으로 수용될 수 있다.
링형상으로 구성되고 반경방향의 탄성수단을 가진 댐퍼가 상기 댐퍼장치에 구성되며, 링피스톤의 하부부분 및 컨버터덮개에 적합하게 원추형상으로 설계된 대응마찰면과 상호작용하는 마찰면사이에서 컨버터덮개를 향하는 링피스톤의 측부에 상기 탄성수단이 장착된다.
터빈휠로부터 떨어지는 방향의 측면으로 개방된 원추부분들이 상기 록업클러치에 구성되고, 상기 록업클러치가 작은 축방향의 구성길이를 가지며, 터빈휠의 반경방향 외측영역 및 마찰면을 가진 링피스톤의 클러치디스크사이에 링형상의 점퍼요소가 장착될 수 있기 때문에, 상기 록업클러치에 의해 스프링댐퍼가 큰 회전각을 가지며 장착될 수 있다. 그 결과 터빈휠의 주변영역 및 링피스톤의 클러치디스크 사이에서 보강판이 증가되고 그 결과 댐퍼장치의 설치작업이 개선된다.
다수의 경우에, 링피스톤 및 컨버터덮개가 상호작용하는 마찰면들은 터빈휠을 향해 개방된 원추부분들로서 설계된다. 상기 구성에 의해 원추형 록업클러치에 대해 하중이 증가되고 링피스톤이 강하게 구성된다.
적합한 구성에 의하면, 출력측부에서 댐퍼요소를 지지하기 위해 댐퍼출력부가 터빈휠의 반경방향 외측영역에서 터빈휠과 회전식으로 고정되어 연결되고, 링피스톤에 회전식으로 고정되어 연결된 댐퍼구동부품에 의해 구동측부위에서 지지작용이 제공된다.
상기 댐퍼출력부품은 터빈휠에 용접되고 링피스톤의 클러치디스크를 향해 돌출한 수용부분을 가진 링부분으로 제공된다.
댐퍼출력부품은 판스프링으로 구성되며, 링피스톤에 회전식으로 고정되어 연결되고, 토크컨버터의 터빈휠을 향해 클러치디스크 측부위에 돌출하는 아암들을 가지며, 댐퍼스프링요소를 둘러싸고, 한 쪽단부위에서 원주방향으로 지지되는 수용부재를 가진다.
구동장치로서 내연기관을 가지고 토크컨버터 및 토크컨버터와 평행하게 배열된 록업클러치를 가진 토크전달시스템을 가진 차량에 이용하기 위한 본 발명의 제어방법이 첨부된 도면들을 참고하여 상세히 설명된다.
도 1a는 토크컨버터를 가지고, 토크컨버터와 평행하게 장착되며 토크컨버터를 구속하는 록업클러치를 가진 토크전달시스템의 개략도.
도 1b는 엔진속도의 함수로서 엔진토크를 도시한 도면.
도 1c는 토크컨버터의 손실을 비교하여 도시한 도면.
도 1은 차량속도의 함수로서 출력손실을 도시한 도면.
도 1 e는 견인하중에 대한 토크컨버터의 효과를 도시한 도면.
도 2는 토크컨버터, 록업클러치 및 가압유동매체제어의 선도를 가지며 도 1a를 개략 설명하는 토크전달시스템의 단면도.
도 3은 토크컨버터 및 토크컨버터를 구속하는 록업클러치에서 발생하는 슬립에 의존하여 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크 및, 토크컨버터에 의해 전달되어야 하는 토크로 엔진토크가 분리됨을 도시한 선도.
도 4는 본 발명에 따라 토크에 의존하여 토크컨버터의 구속작용이 제어되고, 기어변속에 의해 차량을 가속할 때 신간에 따른 토크컨버터의 차동속도 및 엔진속도를 도시한 도면.
도 5는 토크제어하며 토크컨버터를 구속하고 기어변속에 의해 차량을 가속할 때 시간에 따른 출력토크를 도시하고 도 4와 관련되는 도면.
도 6은 슬립제어하며 토크컨버터를 구속하고 차량을 가속할 때 속도거동을 도시한 도면.
도 7은 슬립제어하며 토크컨버터를 구속하고 차량을 가속할 때 시간에 대한 출력토크를 도시하고 도 6과 관련되는 도면.
도 8은 토크컨버터의 구속작용이 기어변속과정동안 개방되고 기어변속후에 밀폐되며 차량을 가속할 때 속도거동을 도시한 도면.
도 9는 기어변속과정동안 개방되고 기어변속후에 다시 밀폐되어 구속되는 토크컨버터에 의해 가속되는 동안 시간에 대한 출력토크의 변화를 도시하고 도 8에 대응하는 도면.
도 10은 입력구간후에 목표압력차를 미리 결정하기 위하여 시간에 의존하여 록업클러치에 작용하는 압력차의 경로를 도시한 선도.
도 11a는 유체토크컨버터를 구속하는 록업클러치를 가진 토크전달시스템을 도시한 도면.
도 11b 및 도 11c는 토크컨버터를 구속하는 록업클러치내에서 온도분포를 도시한 도면.
도 11d 및 도 11e는 토크컨버터를 구속하는 록업클러치내에서 최대표면압력을 도시한 도면.
도 12는 토크컨버터 및 토크컨버터를 구속하는 록업클러치에 발생한 슬립에 의존하여, 엔진토크가 토크컨버터에 의해 전달되는 토크 및 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 분할되는 것을 도시한 개략도.
도 13은 터빈 및 펌프의 속도비를 변수로서 가질 때 펌프속도에 대한 펌프토크를 "하드"토크컨버터의 제 1 특성필드에 도시한 도면.
도 14는 터빈속도에 대한 터빈토크를 "하드"토크컨버터의 제 2 특성필드에 도시한 도면.
도 15는 종래기술을 따르는 "하드"토크컨버터의 출력특성필드를 도시한 도면.
도 16은 펌프속도에 대한 펌프토크 및 터빈 또는 펌프의 속도비율을 변수로서 가질 때 "소프트" 토크컨버터의 제 1 특성필드를 도시한 도면.
도 17은 도 18을 따르는 "소프트"토크컨버터의 제 2 특성필드내에서 터빈속도에 대한 터빈토크를 도시한 도면.
도 18은 추가로 "소프트"토크컨버터와 이용될 수 있는 변환영역을 도 16 및 도 17의 중첩된 제 2 특성필드를 도시한 도면.
도 19는 도 15와 같이 도 18의 소프트토크컨버터의 출력특성필드를 도시한 도면.
도 20은 손실에 대한 토크컨버터의 설계효과를 도시한 도면.
도 21은 엔진 및 기어박스의 회전진동을 도시한 도면.
도 22는 종래기술의 스프링 댐퍼에 의한 부하거동을 도시한 도면.
도 23은 진동거동에 대한 슬립의 효과를 도시한 도면.
도 24는 슬립을 가지는 경우 및 가지지 않는 경우를 도시한 도면.
도 25는 소형비틀림댐퍼를 가진 경우 및 가지지 않는 경우에 목표토크를 도시한 도면.
도 26은 슬립, 소형 비틀림댐퍼, 원추형설계 및 적응제어의 상호작용을 도시한 버블차트.
도 27은 Kme 상수 및 Kme특성필드를 설계하기 위한 기준의 여러 가지 예를 도시한 개략도.
도 28은 토크컨버터를 구속하는 록업클러치를 적응제어하여 토크를 제어하기 위한 방법을 도시한 흐름도.
도 29는 록업클러치의 토크제어를 위해 더해지거나 곱해지는 수정상수를 설명하는 여러 가지 선도들.
도 30은 록업클러치의 토크제어에 관한 흐름도.
도 31은 유압식 토크컨버터를 구속하는 록업클러치를 가진 토크전달시스템을 도시한 도면.
도 32 및 도 33은도 24의 비틀림댐퍼를 상세히 도시한 도면.
도 34는 록업클러치의 댐퍼를 위한 비틀림특성곡선을 도시한 도면.
도 35는 "소프트"토크컨버터의 출력특성필드를 도시한 도면.
도 36은 슬립의 전체 진동수를 도시한 도면.
도 37은 언덕을 오를 때의 손실을 도시한 도면.
도 38은 제어과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 39는 끌어당기는 하중을 도시한 도면.
*부호설명*
10‥‥‥토크전달시스템 11‥‥‥토크컨버터
12‥‥‥록업클러치 14‥‥‥출력축
16‥‥‥컨버터덮개 18‥‥‥터빈휠
19‥‥‥안내휠 20‥‥‥클러치디스크
25‥‥‥전방챔버 40‥‥‥엔진속도
74‥‥‥링피스톤 83‥‥‥댐퍼구동부품
도 1a 및 도 2에 도시된 토크전달시스템(10)은 토크컨버터(11) 및 록업클러치(12)를 가지고, 상기 록업클러치(12)는 토크컨버터와 병렬로 연결되며, 가압유동매체에 의해 작동될 수 있다. 축(13)을 통해 상기 토크전달시스템이 (도면에 도시되지 않은) 내연기관과 연결되고 작동되며, 출력축(14)을 통해 출력측부에서 (도면에 도시되지 않은)자동기어박스와 연결되고 구동된다. 압력제어선도 및 토크전달시스템(10)에 관한 도 2의 단면도를 참고할 때, 토크컨버터(11)는 종래기술의 유체토크컨버터이다. 내연기관의 출력부에 연결된 컨버터덮개(16), 컨버터덮개와 함께 컨버터하우징을 형성하는 펌프휠(17), 출력축에 의해 (도면에 도시되지 않은) 자동기어박스와 연결된 터빈휠(18) 및 펌프휠 및 터빈휠사이에 장착된 안내휠(19)이 상기 유체토크컨버터에 구성된다. 토크컨버터에 연결된 록업클러치(12)가 터빈휠(18) 및 컨버터덮개(16)사이에 설치되며, 토크컨버터의 터빈휠과 회전가능하게 연결된 클러치디스크(20)를 가지며, 클러치디스크(20)의 마찰라이닝(21)이 컨버터덮개(16)의 대응면(22)에 작용한다. 록업클러치(12)는 터빈휠(18)을 향하는 후방챔버(24) 및 컨버터덮개(16)를 향하는 전방챔버(25)를 가진다.
토크컨버터는 펌프휠(17), 터빈휠(18) 및 안내휠(19)을 가진 유동기어박스이다. 토크컨버터는 슬립(slip)없이 토크를 전달하지 못한다. 일정한 입력속도에서, 슬립이 증가함에 따라 토크가 증가한다. 제동출력에 대한 상기 관계를 도시한 도 1b 를 참고할 때, 실선은 종래기술의 토크컨버터에 해당하고 파선은 소프트토크컨버터에 해당한다.
토크컨버터가 동일토크에서 슬립이 상대적으로 클 때, 즉 토크컨버터가 동일 토크에서 상대적으로 작은 토크를 전달할 때, 토크컨버터는 소프트(soft)"하다고 한다. 토크컨버터가 더욱 소프트해질수록, 토크컨버터는 상대적으로 작은 저항으로 엔진에 저항한다. 운전자가 더 큰 토크를 요구하면, 더욱 소프트한 토크컨버터는상대적으로 큰 속도차를 형성한다.
속도차가 증가하면 소위 고무밴드효과가 형성되고, 가속장치에 대한 차량의 응답이 지연되고, 즉 차량은 가속장치에 의존하지 않는다.
대부분의 출력테스트는 추운상태에서 시작한다. 상기 추운상태에서 엔진이 경미하게 더 큰 속도에 도달하면, 엔진은 더욱 신속하게 가열되어 출력이 분명히 양호해진다.
주어진 엔진속도에서 소프트토크컨버터가 상대적으로 작은 토크로 엔진에 저항한다. 차량이 공회전속도에 있다면, 엔진은 컨버터 토크를 극복해야하고, 도 1c에서 차량이 소프트토크컨버터와 정지해 있을 때, 손실이 감소한다. 예를 들어, 차량이 정지된 상태에 관한 도 1c에 있어서, 소프트토크컨버터의 손실은 0.95이고, 종래기술을 따르는 토크컨버터의 손실은 1.6이다.
예를 들어, 주어진 경사 및 주어진 차량속도에서 출력토크가 요구될 때, 도1b를 참고하면, 소프트토크컨버터에 의해 슬립이 증가하고, (도 1d를 참고하면) 손실이 증가한다.
토크변환작용은 동일직경 및 소프트토크컨버터에 의해 증가된다. 동일직경에서 토크변환이 증가되면, 상기 토크컨버터는 더욱 소프트해진다. 토크변환이 증가함에 따라 견인력(따라서 가속성능)이 증가한다. (도 1e)
펌프휠측면에서 컨버터하우징내부로 개방된 파이프(30)를 통해 (도면에 도시되지 않은)가압매체공급원으로부터 가압유동매체가 공지방법에 따라 상기 토크컨버터(11)에 제공된다. 제어요소에 의해 제어되는 제어밸브(31)에 의해 압력이 제어된다. (도면에 도시되지 않은)파이프를 통해 가압유동매체가 응축기(32)로 방출된다. 터빈휠(18)의 편향작용이외에, 상기 가압유동매체의 압력은 록업클러치(12)의 후방챔버(24)내에서 펌프휠(17)의 유출측부에 작용하고, 클러치디스크(20)를 편향시키며, 마찰라이닝(21)과 상호작용하는 컨버터덮개(16)의 대응면(22)에 대해 클러치디스크를 가압한다. 본 발명에 따르면, 록업클러치가 모든 작동영역에서 슬립을 가지고 구동되기 때문에, 클러치디스크(20)의 마찰라이닝(21) 및 클러치디스크와 상호작용하는 컨버터덮개(16)의 대응면(22)사이의 간격이 상기 슬립에 의존하여 변화하며, 전방챔버(25)를 편향시키는 교축상태의 가압유동매체를 발생시키고, 상기 전방챔버(25)가 클러치디스크(20) 및 컨버터덮개(16)사이에서 연장구성된다. 상기 전방챔버(25)를 편향시키는 가압유동매체가 파이프(34)를 통해, 상기 전방챔버와 연결된 제어밸브에 의해 제어되어, 상기 전방챔버 및 후방챔버들사이에서 작용하고 조정가능한 차동압력에 의해, 록업클러치(12)의 전달토크가 결정된다. 토크컨버터(11) 및 토크컨버터(11)에 연결된 록업클러치(12)의 병렬구성을 고려할 때, 엔진토크(Mmotor)가 토크컨버터 및 펌프휠(Mpumpwheel)에 의해 전달되는 토크와 록업클러치에 의해 전달된 토크(Mclutch)의 합이다.
Mmotor= Mclutch+ Mpumpwheel
변속시스템의 손실을 무시하면, 기어토크는 토크컨버터 및 터빈휠에 의해 전달된 토크의 합과 일치한다. 즉
Mgear= Mmotor+ Mclutch또는 Mclutch+ ( Mpumpwheel*변환상수)
도 3을 참고할 때, 슬립에 의존하여 엔진토크가 토크컨버터에 의해 전달되는 토크 및 록업클러치에 의해 전달되는 토크로 구분된다. 슬립이 증가함에 따라, 토크컨버터에 의해 전달되는 엔진토크의 비율이 증가하고, 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 감소한다.
본 발명을 따르는 제어방법에 의하면, 슬립이 제어되지 않지만, 엔진의 작동상태에 따라, 록업클러치에 의해 전달되는 엔진토크의 비율이 결정되고, 정해진 토크를 전달하기 위해 필요한 록업클러치에 대한 차동압력이 마이크로프로세서와 같은 컴퓨터장치에 의해 설정된다. 따라서 슬립이 자동으로 계산된다.
도 4를 참고할 때, 예를 들어, 2 단기어로부터 3단기어로 상향변속하고 가속하는 동안, 토크컨버터에 대한 차동속도(41) 및 엔진속도(40)가 시간에 대해 도시된다. 가속작용에 기인하여, 기어변속과정이 개시될 때까지, 엔진속도는 처음에 제 2 기어에서 증가하고. 다음에 점(42)에서 개시되는 기어변속과정동안 감소한다. 2단기어로부터 3단기어로 변속된 후에, 엔진속도 및 토크컨버터의 차동속도가 점(43)에서 감소하며, 경미한 진동후에 기어변속과정이전보다 더 크고 일정한 값으로 상기 차동속도가 감소한다. 그러나 엔진속도가 3 단기어에서 정해진 가속도에 의해 다시 경미하게 증가한다. 변속과정동안 토크컨버터에 연결되는 록업클러치는 고착되지 않는다. 모든 작동영역에서 슬립을 가지며 구동된다.
도 5를 참고할 때, 도 4에 해당하는 시간에 대하여 출력토크(44)가 도시되고, 기어변속과정이 개시될 때, 상기 출력토크(44)는 급격히 감소하고, 다음에 슬립이 발생되는 동안 토크증가에 기인하여, 급격히 증가하며, 기어변속과정의 마지막 단계에서 경미한 진동(46)후에 3 단기어에 해당하는 출력토크값까지 감소하고, 상기 진동(46)은 즉시 제거된다.
도 6 및 도 7을 참고할 때, 슬립이 제어되며 토크컨버터가 구속될 때, 기어변속과정동안 상태가 상당히 상이하다. 도 6 및 도 7은 가속상태의 차량내에서 2 단 기어로부터 3 단기어로 변속과정에 관련된다.
도 6을 참고할 때, 점(42')에서 기어변속과정이 개시될 때까지, 엔진속도(40')는 2 단기어에서 증가하고, 토크컨버터의 차동속도(41') 및 슬립이 일정하게 유지된다. 점(42')에서 기어변속과정이 개시될 때, 엔진속도(40')는 감소하고, 토크컨버터의 차동속도는 증가한다. 3 단기어로 변속된 후에 토크컨버터의 엔진속도 및 차동속도는 다시 감소한다.
슬립이 제어되는 토크컨버터가 구속될 때, 심지어 기어변속과정동안 토크컨버터의 차동속도는 일정하게 유지되어야 하고 토크컨버터의 터빈이 변형될 수 없기 때문에, 토크가 제어되는 토크컨버터가 구속될 때보다 기어변속시간이 증가한다. 설정요소에 의해 제한되는 속도 및 제어기안정성에 의해 편차가 설정될 때, 단지 슬립이 제어되기 때문에, 기어변속과정의 마지막에 록업클러치는 고착된다. 마지막으로 도 6을 참고할 때, 상대적으로 많은 시간이 걸리는 기어변속과정후에 차동속도 (41')는 기어변속이전의 크기로 설정된다.
슬립이 제어되는 토크컨버터가 구속되면, 기어변속과정이 개시될 때 출력토크(44')가 급격히 감소하고, 다음에 토크제어식 토크컨버터가 구속될 때와 동일하게 급격히 증가하며, 실제 기어변속과정의 마지막에 상기 출력토크가 현저한진동(46')후에 3 단기어에 해당하는 값까지 감소하고, 상기 진동(46')은 점차적으로 제거된다.
슬립제어식 토크컨버터가 구속되면, 속도구배 및 기어변속과정의 마지막에 속도차가 상당히 크다. 그 결과 기어변속과정의 마지막에 록업클러치가 고착되고, 완전히 구속된 토크컨버터에 대하여 상기 진동들이 구동트레인내에서 발생한다.
도 4 및 도 5와 유사한 도 8 및 도 9를 참고할 때, 기어변속과정을 가진 차량의 가속이 도시되고, 기어변속과정동안 토크컨버터의 록업클러치가 개방되고, 높은 기어단으로 기어변속된 후에 밀폐된다.
도 8을 참고할 때, 기어변속과정이 점(42")에서 개시될 때까지 엔진속도(40")는 증가하고, 토크컨버터의 차동속도 (41")는 경미하게 감소된다. 기어변속과정이 개시될 때 토크컨버터의 차동속도(41")가 증가하고, 다음에 기어변속과정의 마지막에 감소하며, 점(48)에서 록업클러치가 구속되어, 정해진 시간의 마지막에 다시 감소된다. 구동토크에 관한 상태가 처음에 본 발명의 토크컨버터에 관한 토크제어에 대한 상태와 유사하지만, 기어변속과정의 마지막에 진동(46")들이 신속하게 제거되고, 차동속도가 영까지 감소하며, 록업클러치가 완전히 구속될 때, 구동트레인내부의 진동(49)들이 단지 느리게 제거됨에 따라 기어변속흔들림은 커진다.
도 6 및 도 7에 따라 슬립제어식 토크컨버터가 구속되고 도 4 및 도 5를 참고하는 본 발명의 제어개념과, 도 8 및 도 9를 따르는 토크컨버터의 록업클러치가 기어변속과정동안 개방되고 기어변속후에 밀폐되는 제어개념을 비교할 때, 본 발명에 따라 구속되는 토크제어식 토크컨버터에 있어서, 다른 제어개념보다 약한 기어변속흔들림이 발생한다. 이것은 기어변속과정동안, 정해진 슬립으로 토크컨버터가 구속되고 차동속도가 증가하기 때문이다.
도 10의 선도를 참고할 때, 시간에 의존하여 록업클러치에 작용하는 압력차(△P)의 변화가 곡선(50)으로 도시된다. 초기 압력차(△Pstart)로부터 개시하여 압력차가 처음에 시간에 대해 급격히 증가하고, 증가율이 압력차(△Pstart)와 접한 접선(51)으로 도시되며, 다음에 점차적으로 감소하여, 점선(52)으로 도시된 목표압력차의 점근선을 따라 접근한다. 단계적 접근과정에 의하면, 시간(t n)의 압력차(△Pn)으로부터 개시하여 시간(tn+1)에서 구간(△t)이 경과하여 제 4 항에 주어진 방정식에 따라 압력차(△Pn+1)가 결정되고, 구간(△t)후에 요구되는 압력차의 구배가 계산되고, 상기 구배가 유압시스템에 의해 설정되며, 점선(52)으로 도시된 압력차와 목표값에 도달할 때까지, 상기 과정이 연속적으로 반복된다.
도 11a에 도시된 토크전달시스템(60)은 유압식 토크컨버터(61)이고, 록업클러치(62) 및 토크컨버터와 록업클러치사이에서 작동하는 댐퍼장치(63)를 가진다.
토크컨버터(61)는 (도면에 도시되지 않은)내연기관과 회전식으로 연결되어 고정된 펌프휠(65), 출력축에 허브(66)와 연결된 터빈휠(67), 펌프휠 및 터빈휠사이의 유동회로에 고정되고 설치된 안내휠(68), 펌프휠과 회전식으로 고정되어 연결되고 터빈휠을 둘러싸는 컨버터덮개(70)를 가진다.
컨버터덮개(70)는 펌프휠(65)과 회전식으로 고정되어 연결되고, 볼트(71,72)들에 의해 상기 컨버터덮개가 내연기관과 연결되어 구동되고, 상기 볼트들이 펌프휠과 떨어진 측부위에 돌출하고 내연기관의 (도면에 도시되지 않은)플라이휠을 고정한다.
터빈휠(67)과 컨버터덮개(70)사이에 토크컨버터의 회전축과 중심잡기되어 장착되고 금속판재의 성형부품으로 구성된 링피스톤(74)이 구성된다. 상기 링피스톤(74)은 내측을 향해 반경방향으로 밀봉허브(75)를 가지고, 상기 밀봉허브(75)와 마주보는 밀봉허브(76)가 터빈휠(67)과 회전식으로 고정되어 연결된 허브(66)로부터 연장구성되고, 상기 링피스톤(74)은 외측을 향해 반경방향으로 원추형의 마찰면(79)을 가진 클러치디스크(78)를 가진다.
적합한 라이닝을 가진 상기 클러치디스크(78)의 상기 마찰면(79)이 컨버터덮개(70)에 일치하게 구성된 원추형상의 마찰면(8)과 상호작용하고, 상기 컨버터덮개(70)가 펌프휠(65)과 회전식으로 고정되어 연결된다.
음영선으로 도시되고 터빈휠과 멀어지는 방향의 측부를 향해 마찰면들의 원추형상들이 개방된다. 상기 구성을 고려할 때, 터빈휠(67)의 주변영역 및 링피스톤의 원추형 클러치디스크(78)사이에 외측을 향해 반경방향으로 컨버터덮개(70)에 의해 링형상의 공간이 형성된다.
마찰면(79)의 원추형구성은 더욱 강한 구조 및 더 큰 마찰면을 제공하는 장점을 가진다.
동력손실이 상당히 제거될 수 있고, 동일한 동력손실에 대해, 최대오일온도는 감소한다. 그 결과 문제 5(제어속도), 문제 2(엔진의 견인작용) 및 문제 3의 나머지 (제어 변수문제)가 해결된다.
* 라이닝에 대한 변형은 상대적으로 더욱 균일한 표면압력에 의해 감소된다.
* 전달토크가 증가한다. 다수의 단일디스크식 록업클러치들이 현재 성능상 한계를 가지며, 냉각오일유동을 통한 유동효과에 의해 전달가능한 토크가 추가로 감소된다.
* 상대적으로 강한 구조에 의해 판재금속의 두께가 감소될 수 있기 때문에, 무게 및 질량관성모멘트가 감소된다.
* 토크컨버터의 팽창작용이 감소되고 그 결과 제어능력이 향상된다.
국소적으로 발생하는 최대온도는 오일의 사용수명에 중요한 역할을 한다. 도 11b 및 도 11c를 참고할 때, 라이닝냉각에 의해 온도가 낮게 유지된다.
라이닝냉각을 통해 지지면의 크기가 작아진다. (도 11d 및 도 11e를 참고할 때) 라이닝압력은 상대적으로 더욱 균일하기 때문에, 원추형부품에 대해 전혀 문제를 가지지 않는다. 전달토크가 오일유동에 의해 감소한다. 마찰면(79)이 가지는 증폭효과가 도움을 준다.
링형상의 댐퍼스프링(82)들을 가진 링형공간내에 댐퍼장치(63)가 수용되고, 댐퍼구동부품(83)의 한 쪽 측면위에서 상기 댐퍼스프링(82)들이 원주방향으로 지지되며, 상기 댐퍼구동부품(83)들이 링피스톤(74)과 회전식으로 고정되고 댐퍼출력부품(84)들과 연결되며, 댐퍼출력부품(84)들은 터빈휠(67)과 회전식으로 고정되어 연결된다.
댐퍼구동부품(83)은 스프링으로 구성되고 터빈휠(67)을 향하는 링피스톤(74)의 측면에 장착되며, 밀봉허브(75) 및 클러치디스크(78)사이의 영역에서 리벳(85)에 의해 상기 링피스톤과 회전식으로 고정되어 연결된다. 클러치디스크(78)의 마찰면(79)으로부터 떨어진 측부위에 아암(86, 87)들이 구성되고, 상기 아암(86,87)들이 댐퍼스프링(82)주변에 연결되고, 수용부재(88, 89) 및 링피스톤(74)의 윤곽을 추종하며 댐퍼구동부품(83)으로부터 연장구성되고, 상기 수용부재가 단부에서 댐퍼스프링(82)을 지지한다.
댐퍼출력부품(84)이 터빈휠(67)의 주변영역에 용접된 링형부분이고, 돌출요소(90)가 상기 댐퍼출력부품으로부터 링피스톤(74)의 클러치디스크(78)를 향해 돌출하고, 다른 한쪽 단부들에서 댐퍼스프링(82)을 지지한다. 댐퍼구동부품(83)의 수용부재(88, 89) 및 댐퍼출력부품(84)의 돌출요소(90)사이에 상기 댐퍼스프링(82)이 수용된다. 도 18 및 도 19에서 음영표시된 주요구동영역에 대해 상기 토크컨버터(61)의 댐퍼장치(63)가 설계된다. 상기 주요구동영역을 고려한 토크컨버터의 완전한 구속작용을 위한 상기 댐퍼장치에 의하면, 상대적으로 더 큰 구동영역에 대해 댐퍼장치가 설계된 경우보다 회전진동이 더욱 양호하게 감쇠된다. 또한 토크컨버터의 구조가 콤팩트해진다.
상기 록업클러치는 링피스톤(74) 및 터빈휠(67)사이에서 전방챔버(92)를 가지고, 링피스톤(74)과 컨버터덮개(70)사이에 후방챔버(93)를 가진다. 가압유동매체에 의해 전방측부에서 전방챔버(92)의 편향작용에 기인하여, 컨버터덮개(70)의 마찰면(80)과 상호작용하는 위치로 클러치디스크(78)가 작동하고, 전방측부에서 후방챔버(93)사이에 작용하는 차동압력에 의존하여 록업클러치의 전달토크가 설정된다.
컨버터덮개(70)로부터 토크컨버터에서 떨어진 측면까지 돌출하는 볼트(71,72)들에 의해 (도면에 도시되지 않은)플라이휠이 컨버터덮개(70)에 회전식으로 고정되어 연결되고, 록업클러치(62)가 개방될 때, 상기 플라이휠을 통해 입력되는 토크가 펌프휠(65)에 직접 작용하고, 유압매체유동에 기인하여 터빈휠(67)을 통해 상기 토크가 허브(66)에 전달된다.
록업클러치(62)가 완전히 밀폐되고 링피스톤(74)의 클러치디스크(78)가 슬립없이 컨버터덮개(70)의 마찰면(80)과 상호작용할 때, 댐퍼스프링(82)을 통해 입력된 토크가 터빈휠(67)로 직접 기계적으로 전달되고, 다음에 터빈휠(67)로부터 터빈휠에 고정되어 연결된 허브(66)를 통해 동력트레인에 전달되며, 상기 출력트레인은 출력측에 연결된 자동기어박스와 연결된다.
도 12를 참고할 때, 록업클러치의 전방챔버(92) 및 후방챔버(93)사이에 작용하는 차동압력에 따라, 록업클러치가 슬립을 가지며 작동하고, 슬립에 의존하여, 컨버터덮개(70)를 통해 입력된 토크가 한쪽에서 록업클러치(62)에 의해 전달되는 토크 및 다른 한쪽에서 토크컨버터(61)에 의해 전달되는 토크로 분할된다.
록업클러치(62)로부터 터빈휠(67) 및 터빈휠에 회전식으로 고정되어 연결된 출력측부의 허브(66)로 토크가 전달되면, 입력된 토크의 불규칙성이 효과적으로 보상된다. 링피스톤(74)의 클러치디스크(78) 및 터빈휠(67)사이의 주변영역에 댐퍼스프링(82)이 배열되기 때문에, 상대적으로 큰 탄성경로가 형성된다. 본 발명에 따르면, 록업클러치(12,62)가 적어도 부분적으로 모든 전진기어상태에서 밀폐되도록 제어된다. 록업클러치가 1단기어에 있을 때 및 1 단기어로부터 변속될 때, 록업클러치의 슬립제어가 제공되고, 완전한 밀폐가 형성될 수 있다.
조밀한 음영선들로 도시된 음영부분(70a, 78a)에서, 컨버터덮개(70) 및 클러치디스크(78)의 원추형상의 마찰면들이 터빈휠을 향해 기울어진 원추형상으로 구성될 수 있다. 댐퍼스프링(82)들이 반경방향으로 더욱 내측을 향해 허브(66)위에 구성된다.
종래기술의 토크전달시스템에 의하면, 하단기어에서 완전히 개방된 록업클러치가 상단기어에서 작동된다. 전체효율을 향상시키고 가열작용을 방지하기 위해서 토크컨버터가 "하드" 하게 구성된다. 도 13을 참고할 때, 변수로서 터빈/펌프 속도비율, 펌프속도에 대한 펌프토크에 관한 "하드"토크컨버터의 제 1 특성필드가 도시된다.
도 13을 참고할 때, 터빈속도와 일치하는 엔진속도에 대해 엔진출력토크를 가진 구동엔진의 특성필드가 도시된다.
도 13을 참고할 때, 대략 750rpm 내지 2000rpm사이의 속도범위를 포함하는 주요구동영역이 음영으로 도시된다.
도 14에 도시된 제 2 특성필드를 참고할 때, 도 15의 특성필드를 따르는 하드토크컨버터에 관한 여러 가지 성능영역의 효율이 도시되고, 터빈속도에 대한 터빈토크가 도시된다.
도 15의 출력특성필드를 참고할 때, 터빈속도에 대하여 토크컨버터의 터빈토크가 기록되고, 터빈속도가 증가함에 따라 터빈토크가 급격히 감소하는 컨버터영역 및 상기 컨버터영역과 근접하게 위치한 클러치영역이 도시된다. 조밀한 음영선으로도시된 주요구동영역이 출력특성필드내에 위치한다. 가열을 제한하며 전체 효율을 개선하기 위하여, "하드"토크컨버터설계에 의한 종래기술의 토크전달시스템에 따르면, 속도증가에 따라 토크가 급격하게 감소한다. 평균속도영역에서 토크는 경미하게 증가하고, 고속영역에서 토크는 전혀 증가하지 않는다.
도 16의 주요특성필드에 있어서, "소프트"토크컨버터의 변수로서 터빈/펌프속도비율 및 펌프속도에 대한 펌프토크가 도시된다. "소프트"토크컨버터의 특성곡선들이 도 13의 변수들과 동일한 변수들에 대하여 상대적으로 더욱 평평한 경로를 가진다. 컨버터영역이 평균속도영역을 너머 고속영역으로 연장된다.
도 17을 참고할 때, 도 14에 도시된 하드토크컨버터와 제 2 필드와 비교하여 도 17의 제 2 필드는 훨씬 더 넓다. 소프트토크컨버터의 설계에 의하면, 가속여유가 상대적으로 크고, 가속작용이 불필요할 때, 대부분 상기 가속여유는 감소된다.
도 18에 도시된 가속여유에 의하면, 하드토크컨버터에 해당하는 도 14의 제2 필드가 소프트토크컨버터에 해당하는 도 17의 제 2 필드위에 배열된다. 소프트토크컨버터의 설계에 의하면, 두 개의 토크컨버터들에 관한 두 개의 곡선들사이의 빗금친 영역만큼 토크가 증가된다.
도 15와 유사한 도 19를 참고할 때, 소프트토크컨버터를 가진 토크전달시스템의 출력특성필드가 도시된다. 도 15의 출력특성필드와 비교하여, 사용가능한 컨버터영역이 도 15의 빗금선위에 놓인 영역만큼 더 크다. 조밀하게 음영도시된 주요구동영역 및 최소슬립을 가진 영역이 또한 상기 출력특성필드에 포함된다.
작동점1, 작동점 2, 작동점3은 도 18에 포함된다. "하드" 토크컨버터 및 소프트토크컨버터에 관한 토크컨버터설계에 따른 슬립과 효율이 상기 작동점들에서 감지된다.
저속영역 및 평균속도영역에서, 소프트토크컨버터의 효율은 하드토크컨버터의 효율보다 작지만, 슬립이 크고, 그 결과 토크가 증가한다. 도 18의 작동점3에서, 슬립과 효율은 하드토크컨버터 및 소프트토크컨버터의 설계에 대해 동일하다.
유압 및 기계식 시스템의 동역학적 거동에 기인하여, 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 토크전달시스템에 의해 전달되는 토크의 분할에 영향을 주는 변수의 크기가 너무 빨리 증가하면, 록업클러치가 고착되고 과도한 흔들림을 가져서 서로 다른 주파수의 진동들이 발생할 수 있다.
상기 진동을 방지하기 위해, 본 발명에 따르면, 차동압력과 같이, 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 전달되어야 하는 토크의 분할에 영향을 주는 변수의 계산이 시간종속함수에 따라 지연되어 이루어진다.
유사하게 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 전달되어야 하는 토크의 분할에 영향을 주는 변수의 계산이 엔진속도의 구배에 의존하는 함수에 따라 지연되어 이루어진다.
변환이 크지 않은 소프트토크컨버터와 비교하여, 변환이 증가함에 따라, 주어진 구동조건(무게, 구배)에 의한 성능손실이 감소하지만, 주어진 구동조건의 성능손실은 도 2에 도시되고 상대적으로 더 강한 토크컨버터의 성능손실보다 더 크다. (도 20의 영역 A를 참고할 때) 상대적으로 높은 토크변환이 효율을 개선하기 때문에, 상대적으로 더욱 소프트한 토크컨버터임에도 불구하고, 슬립이 크면 스티프한 토크컨버터보다 손실은 작다.
록업클러치가 없다면, 정지손실 및 가속성능사이에 보상이 필요하고 ( 따라서 토크컨버터는 다소 소프트해야 한다. ) 구동작용의 손실들사이에 보상이 필요하다( 토크컨버터는 다소 스티프해야 한다). 토크컨버터의 물리적 특성에 의해 한계값들이 제공된다. 최근에 한계값들은 강도에 육박한다. 그 결과 토크컨버터는 다소 스티프하다.
비틀림댐퍼를 가지고 슬립이 없는 종래기술의 록업클러치에 의해 동력손실의 영향이 제한될 수 있다. 그러나 한계가 있다. (윙윙거림, 덜컥거림과 부하변화와 관련한 )안락감에 기인하여 상기 록업클러치는 상단기어들 및 오직 고속에서만 이용될 수 있다. 그러나 여전히 안락감이 손실된다.
윙윙거림과 덜컥거림을 도시한 도 21을 참고할 때, 엔진차수에 의해 여자되고, 엔진속도에 대한 진동크기가 도시된다. 차량의 엔진여자현상 및 윙윙거림의 민감도에 따라, 고속에서 구속하는 것이 가능할 뿐이다. 그러나 엔진은 대부분의 시간동안 상대적으로 저속에서 작동한다. 따라서 연료절약이 제한적이다.
(도 22를 참고할 때) 구속(lock-up)기능의 작동유무시 거동 및 부하변화가문제된다. 구속상태에서 운전자가 교축기능을 작동시키면, 처음에 견인동력의 증가대신에 덜컥거림의 진동을 감지한다. 다음에 록업클러치가 개방되고, 불리한 경우에, 초기에 짧은 시간동안 토크전달이 증가될 수 있다. 다음에 운전자는 필요한 견인력을 증가시킬 수 있다. 록업클러치를 밀폐하면, 다시 구동트레인에 여자현상이 발생할 수 있다.
심지어 기어변속시에, 안락감과 관련한 문제가 발생되고, 그 결과 기어변속전에 록업클러치가 개방된다.
상기 문제가 하단기어에서 가장 크며, 따라서 종래기술의 록업시스템에 의하면, 록업기능은 4 단 및 5단기어에만 제공된다.
따라서 언덕을 오를 때 1 단기어에서 발생하는 동력손실은 구속기능에 의해 감소되지 않는다. 상기 동력손실은 주어진 냉각성능의 토크컨버터에서 허용될 수 있는 소프트정도를 제한한다.
"고무밴드효과"가 다수의 영역들에서 차단될 수 없으므로, 더욱 소프트한 토크컨버터를 선택할 수 있다.
본 발명의 록업시스템은 소형 비틀림댐퍼를 가진 원추형의 슬립록업클러치, 적응제어 및 소프트토크컨버터로 구성된다.
상기 컨버터록업시스템은 슬립을 가진다. 완전한 구속기능에 대해 슬립기능이 가지는 장점은 다음과 같다.
* 윙윙거림이 감소한다.
* 부하변화거동이 향상된다.
* 기어변속특성이 매우 좋아진다. (완전히 구속되는 상태가 허용될 수 없다.).
*구속기능의 작동특성이 개선된다. (구속기능이 형성되도록, 토크컨버터가 개방될 때 록업클러치는 작동되지만 슬립은 영이 아니다.
( 도 23을 참고할 때)윙윙거림의 여자현상을 감소시키면, 종래기술의 시스템에 비해 구속기능이 더 빨리 이용될 수 있다.
(도 24를 참고할 때) 종래기술의 시스템에 비하여, 부하변화거동 및 견인력의 준비가 상당히 개선된다. 구속기능이 슬립을 가지기 때문에, 운전자가 교축작용을 제공해도 심한 흔들림이 발생하지 않는다. 구속기능에 관한 상기 슬립발생과 함께, 슬립이 증가되어 컨버터토크가 증가된다.
토크전달이 중지되지 않는다. 엔진토크의 변환이 증가하여 토크는 계속적으로 증가한다. 구속기능이 더 빨리 제공될 수 있고, 하단기어 및 저속에서 제공될 수 있다.
상기 다수의 장점들에도 불구하고 현재 슬립구속기능이 이용되지 못한다.(도 25를 참고할 때, )슬립을 이용하는 경우에 일부 문제점을 가진다.
1. 저속에서 윙윙거림을 방지하기 위한 슬립은 상대적으로 매우 크고, 그 결과 동력손실이 커진다. 슬립이 감소되면, 일시적으로 고착이 발생하여, 다수의 경우에 윙윙거림이 야기된다. (△n1)
2. 다수의 엔진들이 높은부하에서 과도한 하중을 받지 않아야 한다. 엔진에대해 고부하가 허용되지 않으면, 두 가지 가능성들이 형성된다. 록업클러치를 완전히 개방하거나 록업클러치가 더 큰 슬립을 가져서 엔진속도가 증가한다. 더 큰 슬립을 가지면 구속상태에서 더 높은 동력손실이 발생한다.(△n4)
3. 약한 슬립을 제어하기 어렵다. " 민감한 " 조정변수를 이용하면, 종종 제어문제를 가지며, 조정변수를 구속하면, 슬립은 벗어날 수 있다. 다수의 경우에 있어서, 제어작용은 장점을 가지지만, 슬립의 변동은 회피할 수 없다. 따라서 고착(윙윙거리는 위험) 또는 다량의 슬립( 높은 손실)을 초래할 수 있다.
4. 상기 제어작용은 부정확하다. 설정되는 토크가 감소할수록 정확한 조정 또는 제어를 달성하는 것이 점점 곤란해진다.
5. 상기 제어작용은 빠르지 않다. 정지상태가 아닌 과정 및 제어경로는 설정시간을 요구한다. 상기 상태에서 슬립은 벗어난다. 윙윙거림을 회피하기 위해, 슬립이 감지되어야 한다. 더 큰 슬립값이 형성된다. (△n2, △n3)
6. 구속작용시, 손실이 발생한다. 슬립을 가지는 록업클러치는 사용수명에 관해 중요한 문제를 가진다. 상기 록업클러치는 오랜시간동안 동력손실을 가진다. 그러나 수 천킬로미터를 작동한 후에, 견인작용의 문제가 발생하기 시작한다. 상기 견인작용에 관한 문제는 대부분 오일손상에 기인하며, 마찰라이닝은 정상작동한다. 국소과열작용에 의해 첨가물들이 손상되고, 그 결과 전체 오일에 영향을 준다. 심지어 경미한 동력손실에 의해 마찰라이닝은 매우 양호하게 냉각되어야 한다. 국소과열작용은 가능한 방지되어야 한다. 구속기능이 작동하고 정지할 때, 상기 동력손실이 진동을 제거하기 위한 슬립 및 작동점 2 및 작동점 3을 통한 동력손실에 해당한다. 안락한 효과를 가지는 변환을 고려하여, 구속기능이 작용하는 부하가 증가하고 속도가 감소하면, 동력손실이 증가한다.
상기 문제들을 해결하기 위하여, ( 부분적인 부하를 위해서만 구성될 수 있고, ) 매우 단순한 비틀림댐퍼, 원추형구조 및 적응제어가 제공된다. ( 도 26을 참고할 때) 상기 구성요소들의 상호작용이 " 버블차트"에 도시된다. 굵은 선으로 도시된 버블은 운전자의 요구를 도시하고, 가는 선으로 도시된 버블은 본 발명의 구성요소들을 도시한다.
소형비틀림댐퍼: (도 25를 참고할 때) 매우 단순한 비틀림댐퍼가 가지는 장점들이 하기에 설명된다.
* 문제 1 ( 윙윙거림)이 해결된다. 일시적인 고착에 의해 발생하는 충격이 제거되고 윙윙거림은 발생하지 않는다.
* 문제 3 ( 제어변수문제 )이 부분적으로 해결된다. 또한 일시적인 고착이 부정적인 효과를 갖지 않는다.
* 문제 4( 작은 토크에 의한 제어정밀도)가 해결된다. 비틀림댐퍼가 진동을 제거하기 때문에, 낮은 엔진토크에서도 상대적으로 큰 토크에 의해 록업클러치가 밀폐될 수 있다.
슬립은 더 작게 선택될 수 있다. 댐퍼의 공진영역에서 슬립에 의해 여자현상이 방지된다. 댐퍼내에 마찰요소들이 불필요하다. 소형 비틀림댐퍼는 종래기술의 비틀림댐퍼보다 더 가볍고 더 싸다.
도 26의 버블차트에 도시된 상호관계들이 주제어를 참고하여 설명된다.
→소프트토크컨버터 ⇒공회전 손실의 감소⇒구동모드에서 손실의 증가
목표: 손실의 감소 ⇒ 모든 기어에서 변환을 증가⇒구동성능의 개선
목표 : 윙윙거림의 회피 ⇒ 낮은 제어감도 ⇒ 평균적으로 높은 슬립이 필요함→소형비틀림댐퍼 + 적응제어
⇒ 평균슬립이 감소됨 +부하변화, 기어변속, L. 및 작동 및 응답거동이 최적화됨.
비정지상태이고 낮은 엔진속도에 의해
⇒큰 슬립이 필요함⇒ 열을 방출 ⇒ 상대적으로 낮은 국소오일온도
→원추형 구속장치 ⇒ 넓은 표면 ⇒ 양호한 라이닝요홈형성
⇒ 상당히 냉각된 오일유동의 형성
→전달가능한 토크의 감소 ⇒ 원추구조의 보강효과
⇒ 토크전달이 보장됨 ⇒ 스티프한 구성 ⇒ 균일한 압력
⇒라이닝의 이상적인 변형 ⇒ 일정한 마찰값
⇒양호한 국소온도분포 ⇒ 사용수명의 증가
⇒질량관성모멘트의 감소 ⇒ 구동성능이 추가로 개선됨
도 27의 선도 1 내지 선도 5를 참고할 때, 예를 들어, 중앙처리장치( CPU)내에 저장될 수 있고, + 가 양호한 상태를 나타내고, - 가 불량상태를 나타내는 Kme 상수 또는 Kme 특성필드를 설계하기 위한 기준이 도시된다.
Kme 상수가 선도의 횡축에 도시되고, Kme 상수의 크기에 대한 효과들이 종축에 도시된다. 선도에 도시된 이상적인 특성곡선들을 비교하면, 서로 다른 효과들이 Kme 상수에 대해 부분적으로 모순되고, 즉 반대되는 특성을 가진다. 따라서 상기 효과들 중 일부를 고려할 때, 용도 및 목표차량거동에 따라, 효과들의 우선 순위 또는 중요도를 평가하는 것이 필요하다. 선도1을 참고할 때, 매우 작은 Kme 상수를 선택하면, 록업클러치내에서 슬립이 증가하여 록업클러치 또는 토크컨버터내부에서 허용할 수 없이 높은 열부하가 발생하기 때문에, 음향거동 또는 소음거동이 개선될 수 없다. 록업클러치내부에 형성되는 과도한 슬립의 부정적 영향이 도 27의 선도 2에 도시된다. 따라서 초과되거나 미달되는 경계상태가 있다. 허용할 수 있는 경계상태들사이에서 Kme 상수를 변화시킬 수 있다. Kme 상수는 발생하는 작동상태에 따라 변화할 수 있고, 특정 경계값들사이에서 연속적으로 또는 단계적으로 변화할 수 있다. Kme 상수는 차량의 상태에 따라 유리하게 변화할 수 있다. 차량 또는 구동장치의 상기 변화가 프로세서에 의해 감지되어, 상기 상태에 할당된 Kme 상수가 설정되거나 감지된다. 예를 들어, 상기 Kme 상수는 저장된 특성필드로부터 판독될 수 있다.
내연기관이 작동할 때, 록업클러치가 편향되어, 주어진 시간에 내연기관에 의해 발생하는 총 토크를 전달하는 것이 유리하다. 상기 방법에 의해 록업클러치를 편향시키면 내연기관의 더 낮은 작동범위에서 유리하고, 록업클러치가 상기 부분부하영역을 위해 설계된 댐퍼를 가지는 것이 유리하다. 따라서 내연기관에 의해 제공되는 최대 또는 공칭토크보다 작은 구속토크 또는 정지토크가 상기 형태의 댐퍼에 제공된다. 구속토크는 내연기관의 공칭토크의 30% 내지 60%이다. 상기 댐퍼의 효과가 도 27 의 선도 1에 도시된다. 상기 댐퍼를 이용하면, 상대적으로 큰 Kme 상수와 관련하여, 내연기관의 더 낮은 작동영역에 발생하는 음향문제가 적어도 부분적으로 해결된다.
도 28을 참고할 때, 토크의 적응제어에 관한 블록선도가 도시된다. 록업클러치의 작동이 전기유압설정부재에 의해 제공된다.
도 28의 블록 1에 따라, 내연기관과 같은 구동장치의 구동토크가 여러 가지 입력값으로부터 계산된다. 상기 입력값으로서 구동장치의 속도, 연료공급의 부하레버위치 또는 스로틀위치, 흡기매니폴드시스템내부의 저압, 주입시기, 소비량 등 중에서 적어도 두 개가 제공된다. 블록 2에서 구동토크를 수정하는 링크 1이 발생한다. 블록 12의 시스템적응기능에 의해 제공되는 수정상수들에 의해 상기 수정작용이 수행된다. 상기 시스템내에서 발생하는 목표상태에 대한 편차가 상기 Kme 상수에 의해 보상되고 즉, 더해지거나 곱해지거나 비선형의 비율을 통해 상기 편차가 보상된다.
모든 작동상태에 대해 수정된 Kme 상수가 블록 3에서 결정되거나 감지된다. 도 27에 도시되고 선택된 관련 평가작용으로부터 특성필드내에서 모든 작동점에 대해 이전에 결정된 값으로서 상기 수정된 Kme 상수는 제어작용에 의해 설정되어야 하는 Mkupplung대 MAntrieb korrigiert의 토크비율을 나타낸다. 내연기관 또는 유압식 토크컨버터가 작동하는 영역 중 대부분의 영역에 대해 상기 Kme 상수가 일정하게 유지될 수 있기 때문에, 록업클러치에 구성되는 댐퍼의 설계는 중요하다.
블록 4에서, 관련 Kme 상수 및 구동장치의 수정된 구동토크에 의해 목표클러치토크가 계산된다. 블록 12에 의해 더해지거나 곱해지거나 비선형의 비율에 의해 상기 목표클러치토크가 추가로 수정될 수 있고, 링크2가 제공된다. 대부분의 경우에, 링크1 및 링크 2 중 한 개의 링크가 구성되면, 충분하지만 링크1이 유지되어야 한다.
블록 6에서 수정된 목표클러치토크로부터 설정값이 계산되고, 록업클러치가 제공하는 경로의 역전달함수가 계산된다. 블록 6에서 감지된 설정값 및 설정부재의 역전달함수를 기초하여, 블록 7에서 제어기의 출력값이 계산된다. 설정부재가 전기유압식 설정부재로서 제공된다. 비례제어밸브 또는 심지어 펄스폭변조방식밸브가 이용될 수 있다. 제어 또는 적응기능의 블록 8에서 설정값들이 되먹임될 수 있다. 그러나 상기 되먹임작용은 불필요할 수 있다. 토크센서 또는 팽창측정스트립(DMS)을 통해, 블록 9에서 실제클러치토크가 측정된다. 블록 9에서 발생하는 실제 클러치토크를 측정하는 대신에, 상태량 및 차량과 토크컨버터의 물리량으로부터 실제클러치토크를 계산할 수 있다. 상기 과정을 위하여, 엔진특성필드 또는 컨버터특성필드 또는 상기 특성필드들의 값들이 프로세서 또는 중앙처리장치에 저장될 수 있다. 상기 목적을 위하여, 록업클러치의 토크전달능력을 나타내는 특성필드 또는 특성값들이 기록될 수 있다.
실제클러치토크가 블록 9 또는 블록 10에서 감지되면, 측정된 실제클러치토크 및 상기 모델로부터 계산된 실제 클러치토크가 비교된다. 논리링크최소-최대 형성기능 또는 타당성비교기능으로서 비교기능이 수행된다.
시스템적응에 관한 도 28의 블록 12 내에서 하기 비교기능이 이루어지고, 해당 수정기능이 수행된다.
비교기능(a) 수정된 실제클러치토크 및 실제클러치토크의 비교기능에 있어서, 예를 들어, 시간간격을 통해 편차를 감지하여 장시간동안 비교기능이 수행된다.
수정된 구동토크 및 다시 계산된 구동토크의 비교기능에 있어서, 예를 들어, 시간간격을 통해 편차를 감지하여 장시간 동안 비교기능이 수행된다.
공기조화장치, 압축기 등과 같은 추가장치들의 작동유무 및 기어변속에 관한 추가신호들의 평가.
비교기능(b) 구동토크(MAntrieb) 및 클러치토크(Mkupplung)를 더하거나 곱하거나 비선형의 비율들에 의해, 비교기능(a)에서 감지된 시스템편차를 감지하고 감지 작용후에 해당 적응루프 1 및 적응루프 2 또는 링크 1 및 링크 2 로 분할.
예를 들어, 도 29에 도시된 세 개의 선도들에 따라 구동토크(MAntrieb) 및 클러치토크(Mkupplung)의 해당비율들이 감지될 수 있다.
도 29에 도시된 예 1 의 선도에 있어서, 실제토크경로 및 목표토크경로가 시간에 대해 기록되고, 시간에 걸쳐 실제토크가 갑자기 변화한다. 예를 들어, 압축기와 같은 추가장치의 작동에 의해 갑작스런 상기 변화가 발생한다. 토크컨버터에 대해 이용될 수 있는 실제토크의 상기 변화가 추가 비율을 통해 고려될 수 있고, 상기 추가비율에 의해 엔진토크가 수정될 수 있다.
시간에 대한 실제토크경로 및 목표토크경로가 도 29에서 예 2 의 선도에 도시된다. 상기 선도에 의하면, 토크들사이의 차이가 변화하더라도, 특정 시간에 대해 할당된 토크들사이의 비율은 동일하게 유지된다. 실제토크 및 목표토크사이의 상기 편차들이 배수비율에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 록업클러치의 마찰면들사이에 형성되는 마찰 또는 마찰값변화에 기인하여, 실제토크 및 목표토크사이의 상기 경로가 형성될 수 있다.
시간에 대한 실제토크경로 및 목표토크경로가 도 29에서 예 3의 선도에 도시된다. 실제토크경로 및 목표토크경로가 시간에 대해 변화하고, 상기 토크경로들사이의 차이는 시간에 대해 거의 일정하다. 실제토크 및 필요한 목표토크사이의 상기 편차가 추가비율에 의해 보상된다. 록업클러치에 대한 설정크기의 편차에 의해, 실제토크 및 목표토크사이의 상기 경로가 형성된다.
도 30을 참고할 때, 매우 단순한 적응기능에 의해 토크제어가 이루어지는 플로우선도가 도시된다. 비례제어밸브 또는 펄스폭변조방식의 밸브를 통해 록업클러치가 전기유압식으로 제어된다. 제어컴퓨터 또는 제어밸브의 출력신호가 설정전류로서 제공되고, 컴퓨터의 펄스폭변조출력과 근사한 입력비율에 따라 상기 설정전류가 비례제어된다. 상기 방법에 따라 록업클러치의 전방챔버 및 후방챔버사이 또는 록업클러치내부의 압력차에 의해 클러치토크가 형성된다. 시스템적응은 구동토크의 적응보상으로 제한되고, 목표토크 및 실제토크사이의 차이에 의해 구동토크의 편차가 형성된다.
도 30의 실시예에 있어서, 도 28과 비교할 때, 수정된 구동토크 MAntrieb korrigiert의 귀환 및 링크 2 가 생략된다.
도 30을 참고할 때, 주요값으로서 블록 6의 목표압력차(DP-soll)가 목표클러치토크의 함수로서 도시되고, 수정된 구동토크(MAntrieb korrigiert) 및 터빈속도에 의존한다.
도 28의 블록(7)은 도 30에서 두 개의 블록(7a) 및 블록(7b)로 구분된다. 상기 블록(7a, 7b)들이 되먹임블록(8a,8b)들을 가진다. 블록(7a) 및 블록(7b)으로 구성된 설정부재의 역전달함수에 대한 입력값은 블록(6)에서 계산된 목표압력차(DP-soll)이다. 관련 입력비율에 의해 출력값이 제어출력값으로서 형성된다. 상기 설정부재가 전기식 설정부재부분 및 유압식 설정부재부분으로 구분되고, 종료위상 및 밸브작동에 의해 상기 전기식 설정부재부분이 형성되며, 록업클러치의 해당 압력편향에 대해 상기 유압식 설정부재부분이 영향을 준다. 전기식 설정부재부분의 입력값부분으로서 입력(scanning)비율이 제공된다. 상기 입력비율은 출력측부에서 실제전류로 변환된다. 실제 전류(I-ist)에 의존하여, 유압식 설정부재부분은 록업클러치의 해당 압력편향을 설정한다. 도 2를 참고할 때, 록업클러치를 구성하는 전방챔버(25) 및 후방챔버(24)사이의 압력차를 설정하여 압력편향이 설정된다. 블록(7a)는 유압식설정부재부분의 역전달함수를 도시하고, 블록(7a)내에서, 목표전류(I-soll)가 목표압력차(DP-soll)로부터 계산된다. 블록(8a)에서 압력적응으로 도시된 실제압력차(DPist)의 되먹임부분이 상기 유압식설정부재부분에 제공된다. 블록(8a)의 상기 압력적응에 의해 수정된 목표전류(I- soll-korr)가 제공된다. 설정부재를 구성하는 역전달함수의 제 2 부분은 블록(7b)에서 전기식 설정부재부분을 형성하고, 상기 전기식 설정부재부분에 의해 수정된 목표전류로부터 입력비율이 계산된다. PID 제어기에 의하여, 전기식 설정부재부분에 관한 역전달거동의 입력값(I- soll-R)이 제어편차, 즉 수정된 목표전류(I-soll- korr) 및 실제전류( I-ist)( I- ist가 밸브권선에 따라 측정됨)의 차로부터 계산된다.
도 30의 블록1 내지 블록 12는 도 28의 해당 블록들에 관련된다. 따라서 도 30에 도시된 특수 전기유압식 구조에 관한 개별기능블록들이 도 28의 구조에 관한 기능블록들과 관련된다.
도 30에 기술된 개별용어는 하기 의미를 가진다.
DP-soll 은 록업클러치의 목표압력차를 나타내고, 링피스톤의 양쪽측면에 구성된 챔버들에 형성된 압력차에 해당한다.
DP-ist 는 록업클러치를 구성하는 두 개의 챔버들사이의 실제압력차를 나타낸다.
P-nach 는 록업클러치의 후방에 형성되는 압력으로서 도 2의 전방챔버(25) 또는 파이프(34)내부의 압력을 나타낸다.
I- soll 는 전기유압식 밸브에 대한 목표전류를 나타낸다.
delta - n은 펌프휠 및 터빈휠사이의 속도차로서 delta-n = n -펌프휠- n-터빈휠 이다.
" - korr"로 표시된 값은 적응에 의해 수정된 값에 해당한다.
도 30에서 블록(10)에 입력되는 차량의 상태값들이 록업클러치 또는 토크컨버터내부의 슬립을 포함한다.
도 30을 참고할 때, 펌프휠의 속도 및 터빈휠의 속도사이의 속도차(delta-n)는, 종래기술의 슬립제어를 이용한 경우와 같이, 제어값으로 이용되지 못한다. 본 발명을 따르는 토크제어방법에 의하면, 토크편차를 감지하기 위하여 제어되어야 하는 경로의 상태값으로서 상기 속도차(delta-n)가 이용되고, 해당 링크들을 통한 적응기능내에서 상기 경로가 수정기능으로 되먹임된다. 클러치 및 엔진에서 편차들의 비율들을 감지하기 위하여, 특정시간경과에 대하여 동시회전식 시간간격에 의해 상기 토크값들이 저장될 수 있다. 블록 12의 시스템적응내에서 상기 작용이 형성된다.
본 발명의 제어방법에 의하면, 심지어 록업클러치가 완전히 개방되어 Kme 상수가 영 일 때에도 구동토크의 분리비율이 적응될 수 있다. 상기 작용을 위하여, 도 28의 링크 1 내에서, 도 28 및 도 30의 단계 2 에 의해, 구동토크(MAntrieb)가 토크컨버터와 연결되는 토크와 비교된다. 상기 적응기능에 의하면, 록업클러치가 개방상태일 때, 구동토크(MAntrieb)의 모든 편차들이, 록업클러치가 나중에 밀폐되는 것을 예상하여 고려될 수 있다. 상기 작용을 위하여, 토크컨버터에 제공되는 토크가 블록12의 시스템적응에서 감지되고, 즉 상기 블록 12내에 컨버터특성필드가 기록되고 저장된다. 따라서 터빈휠 및 펌프휠사이의 속도차를 감지하여, 발생하는 토크를 감지할 수 있다. 다음에 엔진 또는 구동장치의 공칭 구동토크(MAntrieb)가 상기컨버터토크와 비교된다. 특히 엔진속도, 부하레버의 위치, 소모, 주입량 또는 주입시간과 같은 측정값들에 의하여, 도 28 및 도 30의 블록 1 내에 기록된 정치식 엔진특성필드로부터 상기 구동토크(MAntrieb)가 유도된다. 터빈휠 및 펌프휠 사이의 속도차가 블록(10)에서 감지될 수 있다.
컨버터특성필드가 기록된 블록 10내에서 컨버터토크를 감지할 수 있다.
도 31의 실시예를 참고할 때, 토크컨버터 및 록업클러치사이에서 작동하는 비틀림댐퍼(135) 및 록업클러치(112)를 가진 유체토크컨버터(111)에 의해 토크전달시스템(110)이 구성된다.
토크컨버터(111)가 (도면에 도시되지 않은) 내연기관과 회전식으로 고정되고 연결되어 구동된 펌프휠(117), 출력측부에 허브(114)와 연결된 터빈휠(118), 펌프휠 및 터빈휠사이의 유동회로내에 장착된 안내휠(119) 및 터빈휠을 둘러싸고 펌프휠과 회전식으로 고정되어 연결된 컨버터덮개(116)를 포함한다.
상기 컨버터덮개(116)가 펌프휠(117)과 회전식으로 고정되어 연결되고, 펌프휠(117)로 부터 떨어져 있는 측부위에 돌출하는 수용영역(116a)을 통해서 내연기관과 연결되어 구동되는 부분을 형성하며, 내연기관의 (도면에 도시되지 않은)구동디스크가 상기 수용영역에 고정될 수 있다.
터빈휠(118) 및 컨버터덮개(116)의 반경방향영역사이에 링피스톤(136)이 배열되고, 상기 링피스톤(136)은 토크컨버터의 회전축과 중심잡기되고, 판재금속부분을 포함한다. 허브(114)가 터빈휠(118)에 회전식으로 고정되어 연결되고, 반경방향으로 외측을 향해 적합한 라이닝(121)들과 조립된 원추영역을 형성하며, 반경방향으로 내측을 향해 상기 링피스톤(136)이 상기 허브(114)위에 설치된다. 컨버터덮개(116)에 구성되고 일치하는 원추형상의 마찰편(122)과 상기 링피스톤(136)이 상호작용한다.
록업클러치(112)는 링피스톤(136) 및 터빈휠(118)사이에서 후방챔버(124)를 가지고, 링피스톤(136) 및 컨버터덮개(116)사이에서 전방챔버(125)를 가진다. 유동매체를 가진 전방챔버(125)가 편향되면, 상기 링피스톤(136)이 마찰면(122)과 상호작용하며 클러치위치에서 작동된다. 록업클러치(112)에 의해 전달되는 토크의 크기는 전방챔버(124) 및 후방챔버(125)사이의 차동압력에 의존한다.
토크전달시스템(110)을 구동시키는 내연기관의 최대토크 또는 공칭토크보다 비틀림댐퍼(135)의 토크가 작도록 비틀림댐퍼(135)가 구성된다. 즉 비틀림댐퍼(135)의 에너지저장요소(137)들은 내연기관의 전체토크를 탄성을 가지고 흡수할 수 없다. 에너지저장요소(137)들의 권선들을 고정하거나 입력부품(138) 및 출력부품(139)사이의 정치부품들을 이용하면, 링피스톤(136)에 회전식으로 고정되어 연결된 비틀림댐퍼(135)의 입력부품(138) 및 플랜지형상의 출력부품(139)이 서로 비틀림 운동한다. 공지방법에 따라 축방향으로 밀어넣는 연결부들을 이용하여, 비틀림댐퍼(135)의 출력부품(139)이 허브(114)와 회전식으로 고정되어 연결된다.
도 32를 참고할 때, 에너지저장요소(137)와 상호작용하는 입력부품(138)은 원호요소(140)에 의해서 형성되고, 서로 맞대어 설치된 상기 두 개의 원호요소(140)들은 직경방향으로 마주보게 제공된다. 리벳(141)에 의해원호요소(140)의 쌍은 링피스톤(136)과 회전식으로 고정되어 연결된다. 플랜지형상을 가진 부품(139)의 평면도가 도 33에 도시된다. 에너지저장요소(137)를 위한 요홈부(143)를 가지고 직경방향으로 마주보며 반경방향인 두 개의 연장아암(142)들 및 링형상의 기초몸체(139a)가 상기 출력부품(139)에 구성된다. 쌍을 이루는 원호요소(140)들 사이에 상기 연장아암(142)들이 축방향으로 설정된다. 원호요소(140)들의 고정영역(144)들사이에서 - 원주방향으로 볼 때 - 쌍을 이루는 상기 원호요소(140)들이 연장아암(142)들을 위한 하우징포켓(145)을 형성한다.
도 33을 참고할 때, 연장아암(142)들을 위한 원호요소(140)들에 의해 형성되는 정지윤곽(146)들이 이점쇄선으로 도시된다. 링피스톤(136)은 돌출부(147)를 형성하고 원주방향으로 이격되는 축방향의 요홈부를 가지고, 상기 돌출부는 터빈휠(118)을 향하고 링피스톤(136)을 향하는 원호요소(140)의 고정영역(144)을 지지한다. 원호요소(140)는 에너지저장요소(137)를 위한 요홈부(148)를 가진다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 요홈부(148)는 출력부품(139)의 요홈부(143)와 축방향으로 배열된다. 도 31 내지 도 33의 실시예에서, 에너지저장요소(137)가 요홈부(143, 148)들내에서 유극없이 설치된다. 대부분의 경우에, 에너지저장요소(137)들중 적어도 한 개가 요홈부(143) 또는 요홈부(148)에 대해 유극을 가진다. 에너지저장요소(137)들중 적어도 한 개가 예비인장력을 가지고 요홈부(143) 또는 요홈부(148)에 설치될 수 있다.
비틀림댐퍼(135)는 부분부하영역에 대해서만 구성되기 때문에, 비틀림댐퍼의 구조는 단순하며, 생산비용이 절감된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 내연기관의 공칭토크 또는 최대토크의 약 40% 내지 50%가 에너지저장요소(137)를 통해 전달될 수 있도록 비틀림댐퍼(135)가 구성된다. 도 34를 참고할 때, 입력부품(138) 및 출력부품(139)사이에서 에너지저장요소(137)에 의해 형성되는 운동각은 5˚ 이다. 도 34를 참고할 때, 차량의 견인작동시, 비틀림댐퍼(135)의 입력부품(138) 및 출력부품(139)사이의 운동각이 도시된다. 차량이 미는 작동을 할 때, 상기 운동각은 동일 크기 또는 다른 크기를 가질 수 있다. 비틀림댐퍼(135)의 회전강성은 견인방향 및 미는 방향에서 상이할 수 있다. 비틀림댐퍼의 상기 특성을 위하여, 에너지저장요소(137) 및 요홈부(143, 148)들의 해당 크기가 제공된다. 비틀림댐퍼(135)는 다중상태특성곡선을 가지고, 미는 작용과 견인작용에 해당하는 특성곡선영역은 다른 경로들을 가질 수 있다.
도 34를 참고할 때, 비틀림댐퍼(135)가 5˚ 도에서 구속되거나 정지상태이고, 에너지저장요소(137)의 탄성 또는 압축작용에 의해 전달될 수 있는 토크는 약 45Nm로 제한된다. 상기 비틀림댐퍼(135)는 슬립제어식 록업클러치를 가진 유압식 토크컨버터와 함께 이용되는 것이 유리하다. 45 Nm의 정지토크는 80Nm 내지 200 Nm의 공칭토크를 가진 엔진에 적합하다. 비틀림댐퍼(135)의 구속정지토크는 차량의 전체 주요구동영역을 수용하도록 정해진다. 차량의 전체 작동시간에 대하여 가장 빈번하게 이용되는 영역이 주요구동영역으로 고려된다. 상기 주요구동영역은 적어도 FTP 75 싸이클 또는 ECE 싸이클( 도심 90km/h, 120 km/h)에 관련된 엔진특성필드의 영역들을 포함한다. 따라서 주요구동영역은 차량이 주로 구동되는 영역이다각 국가의 교통기반시설에 따라, 주요구동영역은 어느 정도 상이할 수 있다.
도 35에 도시되고, 소프트토크컨버터로 구성된 토크컨버터의 출력특성필드에 있어서, 주요구동영역은 조밀하게 음영도시된 부분이다. 토크컨버터의 컨버터영역이 도 35에 도시된다. 상기 컨버터영역에서 록업클러치(112)는 개방된다. 록업클러치(112)내에서 최소슬립에 의해 구동되는 영역에 의하여 주요구동영역이 둘러싸인다. 주요구동영역은 저속한계(A)로부터 고속한계(B)까지 연장구성된다. 저속한계(A)는 적어도 700 내지 800 회전의 공회전속도와 일치한다. 고속한계(B)는 2000 내지 3000회전사이의 속도영역 또는 예를 들어, 2000rpm 의 값을 가진다. 슬립을 가진 영역은 내연기관의 최대속도에 해당하는 고속한계(c)를 가질수 있지만, 예를들어, 3000rpm내지 4000 rpm사이의 속도와 같이 고속한계이하로 형성될 수 있다.
본 발명을 따르는 비틀림댐퍼(135)의 구성을 이용하면, 토크컨버터(111)가 주요구동영역에 완전히 구속될 수 있고, 따라서 록업클러치(112)는 슬립없이 작동될 수 있고, 특히 Kme 상수는 1 보다 크거나 1.1을 가진다. 비틀림댐퍼(135)를 이용하면, 상기 주요구동영역에서, 출력측부에 연결된 기어박스 및 내연기관사이에서 진동이 완전히 차단된다. 단지 피크상태의 토크가 록업클러치(112)의 슬립에 의해 수용된다. 상기 작용을 위하여, 엔진의 기동시 발생한 토크보다 크지만 엔진의 최대토크와 관련하여 상대적으로 낮은 토크가 록업클러치(112)에 의해 전달되도록, 록업클러치(112)가 주요구동영역에서 제어되고 조정된다.
슬립을 포함한 영역에서, 록업클러치(112)의 마찰면들사이에 슬립이 제공되도록, 록업클러치(112)가 제어되고 조정된다. 상기 슬립에 의하여, 펌프휠(117) 및 터빈휠(118)사이에 상대회전운동이 존재한다.
도 35에서 슬립을 포함한 (Kme 상수가 1 보다 작거나 예를 들어, 0.9인 )영역에서, 분리토크의 불규칙성이 주로 슬립에 의해 감쇠된다.
예를 들어, 공진과 같이 높은 진동크기를 가진 구동트레인에서 발생하는 진동을 더욱 양호하게 감쇠하기 위해 주요구동영역 및 슬립을 포함한 영역에서, 록업클러치(112)의 전달토크 또는 부하변화충격이 감소될 수 있다. 상기 작용을 위해 Kme 상수가 변화된다.
도 34를 참고할 때, 상대적으로 낮은 회전각강성과 운동각을 연관시키며, 록업클러치(112)의 비틀림댐퍼가 상대적으로 작은 운동각을 가지도록 상기 비틀림댐퍼가 구성되고, 상기 운동각에서 회전강성은 제 1 각의 회전강성의 배수에 해당한다. 도 34에서 제 2운동각이 2 ˚ 도에 걸쳐 증가한다. 상기 제 2 운동각에서 회전강성은 제 1 운동각의 회전강성의 7 내지 15배에 해당한다. 도 34를 참고할 때, 제 1 운동각의 회전강성은 8Nm/˚ 이고 제 2 운동각은 70 Nm/˚ 이다.
도 35의 주요구동영역에서, 록업클러치(112)에 의해 전달될 수 있는 토크는 Kme 상수에 의해 엔진토크의 약 1.1 내지 1.2 배로 설정된다. 록업클러치(112)에 의해 전달될 수 있는 토크가 주요구동영역에서 제어되어, 록업클러치(112)에 의해 전달될 수 있는 토크가 최소값이하로 떨어지지 않는다. 상기 최소값은 엔진의 공칭토크의 적어도 1 %에 해당한다. 주요구동영역에서 록업클러치(112)에 의해 전달될 수 있는 최소토크는 예를 들어, 5Nm에 해당한다. 상기 최소값은 용도에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 주요구동영역에서 록업클러치(112)에 의해 전달될 수 있는 최소토크는 주요구동영역의 최대엔진토크와 매우 근사하거나 경미하게 작은 값으로 설정된다.
도 35에서 "슬립을 포함한 영역"에서 록업클러치(112)에 의해 전달될 수 있는 토크는 Kme 상수를 통해 내연기관에서 일시적으로 발생하는 토크의 0.8 내지 0.95 배로 설정된다. 록업클러치(112)의 토크전달용량은 내연기관의 관련토크에 의존한다. 즉 내연기관의 토크가 증가하면 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크가 증가하고, 내연기관에 의해 형성되는 토크가 감소하면, 록업클러치의 토크전달용량은 감소한다.
본 발명을 따르는 록업클러치의 구성 및 제어에 의하면, 에너지의 관점에서 차량은 최적상태로 작동할 수 있다. 주로 이용되는 작동상태에서 슬립없이 록업클러치에 의해 구동되기 때문에, 상기 작동상태에서 구속되지 않고 슬립을 가지며 작동하는 컨버터록업클러치들과 비교하여 연료가 상당히 절약될 수 있다. 따라서 주요속도범위가 약 600rpm 및 2000 rpm내지 3000 rpm사이 또는 1800 rpm의 평균값을 가진다. 주요구동영역에서 록업클러치는 밀폐되어, 슬립없이 록업클러치에 의해 엔진토크가 전달된다. 록업클러치(112)의 토크전달경로에 제공되는 회전식 비틀림댐퍼(135)에 의해 주요구동영역에서 진동이 감쇠된다. 비틀림댐퍼(135)는 상대적으로 작은 운동각을 가지고, 비틀림댐퍼의 정지토크는 주요구동영역의 상측토크한계와 대략 일치한다. 상기 상측토크한계는 성능 및 차량중량에 따라 최대엔진토크의 15 % 내지 50 %에 해당한다. 상기 방법에 의해 비틀림댐퍼가 구성되면, 구동영역에서낮은 구동토크를 가진 진동이 형성되어 윙윙거림을 발생할 수 있다. 비틀림댐퍼가 상대적으로 작은 운동각을 가지면, 구동트레인의 부하변화충격이 억제되거나 회피된다. 비틀림댐퍼의 정지토크 또는 구속토크를 초과할 때, 록업클러치의 마찰면들이 서로에 대해 슬립을 가져서 상기 부하변화충격이 억제된다. 따라서 전달토크가 제한된다. 피크상태의 토크가 록업클러치내에서 슬립에 의해 감쇠된다. 댐퍼에 의해 전달될 수 있는 토크한계값보다 발생토크가 큰 구동영역내에서 또는 주요구동영역의 상측에서, 슬립이 존재하도록 록업클러치가 제어된다. 상기 방법에 의해 설정된 슬립에 의해 부하변화충격이 회피된다. 진동여자현상이 없는 주요구동영역위의 토크영역 또는 속도영역에서 상기 록업클러치는 엔진토크보다 큰 토크값까지 밀폐될 수 있다. 여자현상이 존재하는 일부속도범위에 대해, 록업클러치는 슬립을 가지며 개방될 수 있다. 그 결과 공진속도가 개시될 때, 유리하다.
주요구동영역 또는 엔진토크가 상대적으로 작은 영역에서, 공진상태를 통과할 때 록업클러치를 개방하고, 록업클러치에 의해 전달될 수 있는 토크를 상당히 감소시키는 것이 유리하다. 본 발명을 따르는 록업클러치의 구성, 제어에 의하면, 록업클러치의 마찰면들사이에서 발생하는 고착 또는 슬립상태에 기인하여 록업클러치가 부분적으로 밀폐되거나 슬립을 가져서, 윙윙거리는 소음이 제거된다.
종래기술과 비교하여 본 발명에 관한 또 다른 장점 및 본 발명을 이해하기 위한 보충설명들이 하기에 설명된다.
본 발명을 따르는 록업클러치의 시스템을 위한 제어방법이 선택되었는가? 슬립제어기능과 관련한 문제가 이미 설명되었다. 기본문제로서 제어기가 응답하기 전에 우선 제어편차가 발생되어야 한다. 또한 이상적인 방법이 제시될 수 없는 영역들이 존재하고 즉, 개방상태의 토크컨버터에 의해 형성되는 슬립보다 큰 슬립이 제어될 수 없다. 기어변속시, 제어기가 기어변속과정에 대해 적합하게 작동하지 못하는 부정적인 효과가 존재한다. 예를 들어, 고속기어변환에 있어서, 기어변속이 종료할 때 슬립이 너무 작게 유지되면, 고찰을 초래할 수 있고 그 결과 안락감이 손상된다. 상기 모든 제어문제에 대한해결방법을 구할 수 있다. 그러나 상기 해결방법이 최적의 해결방법은 아니다. 그러나 본 출원인의 제어개념에 따르면, 토크제어를 이용하고, 시스템편차는 적응에 의해서 보상된다. 구속토크(Muberbruekung가 엔진토크(Mmotor)로부터 결정된다.
Muberbruekung= Mmotor*구속상수
즉 이상적인 슬립이 설정되지 못한다. 도 36의 전체진동수선도를 참고할 때, 실선은 종래기술을 반영하고 점선은 본 발명의 사상을 나타낸다. 에너지의 관점에서 록업클러치가 슬립을 가지며 완전히 개방되거나 밀폐되는 여부가 초기에 결정된다.
저속으로 가파른 언덕을 오를 때(3600kg, 12%), 견인력여유가 불충분한 상태에서 엔진의 과도한 부하상태를 방지해야 하기 때문에, 록업클러치는 완전히 밀폐될 수 없다. 다음에 도 37을 참고할 때, 슬립을 가지고 구속되거나 구속이 완전히 개방되면 총 손실이 상대적으로 작은가를 항상 비교한다.
운전자가 견인력을 증가시키려면, 부하레버위치를 상승시킨다. 처음에 엔진토크가 증가한다. 상기 엔진토크가 불충분하면, 운전자는 추가 가속을 위해 부하레버위치를 더욱 상승시킨다. 종래기술의 시스템에 의하면, 견인력을 증가시키기 위해 상대적으로 짧은 병진운동을 통해 주로 뒤로 전환한다. WL 시스템에 의하면, 록업클러치를 개방하여 견인력이 증가될 수 있는가를 우선 점검한다. 개방후에 토크컨버터가 컨버터영역내에 위치한다면, 상기 점검작업에 해당한다. 이 경우 록업클러치가 개방되고 상기 경우가 아니면 뒤로 전환된다. 상기 점검은 항상 일어난다. 상호작용을 개선하기 위해, 상기 개념에 기어박스변속라인을 적응시키는 것이 유리하다. 상기 적응기능은 특히 소프트토크컨버터와 결합하는 것이 효과적이다. 상기 개념이 선도에 의해 대략적으로 도시된다. (도 38을 참고)
모든 기어상태에 대해 구속기능이 가능하기 때문에, ( 슬립, 원추형상, 소형댐퍼 및 적응제어와 같은 )수단에 의해 연료소비가 개선된다. 토크컨버터에 의해 더욱 분명히 개선된다.
서두에서 토크컨버터의 구성을 참고했다. 종래기술의 시스템에 의하면, 모든 영역에서 구속기능이 불가능하기 때문에, 최근의 토크컨버터는 스티프(stiff)하게 구성되어야 한다. WL 개념에 의하면, 소프트토크컨버터의 장점을 이용하고 단점을 방지할 수 있다. 장점에 의하면, 기본적으로 더욱 양호한 견인력 및 더 낮은 정지손실이 제공된다. 항상 이용될 수 있는 록업클러치에 의하여, - 부하를 받을 때 다수의 영역에서 큰 손실 및 단점들이 회피된다.
상기 구성에 의하면, 또 다른 중요한 장점들이 구해진다. 구동성능이 뚜렷하게 증가되고 소비량이 현저히 감소된다. 또한 배기가 상당히 개선된다. 테스트 싸이클은 냉각상태에서 시작한다. 구속이 개방될 때, 배기에 대해 양호한 효과를 가지는 소프트토크컨버터에 의해 엔진은 작동온도에 더욱 신속하게 도달한다.
0 내지 100km/h 까지 가속할 때, 제 1 기어에서 병진운동은 동일하기 때문에, 종래기술의 4 속도기어박스 및 5-속도기어박스사이에 큰 차이는 없다. 또 다른 토크컨버터의 구성을 통해 출원인의 WL 시스템을 가진 4 -속도 기어박스를 이용하면, 종래기술의 5-속도기어박스에 비해 분명한 가속시 장점을 가진다. 또한 종래기술의 4-속도기어박스 및 종래기술의 5-속도기어박스와 비교할 때, 연료소비가 상당히 개선된다. 또한 배기상태가 상당히 개선될 수 있다.
다수의 장점들을 가진 비용효과적인 해결방법: 4속도기어박스 및 록업클러치시스템의 결합.
구동성능 및 소비와 관련하여, 종래기술의 록업클러치를 가진 5속도 기어박스와 유사한 장점이 4-속도기어박스와 결합된 록업클러치시스템에 제공되고, ( 개발비용의 감소를 제외하고) 5 속도기어박스의 경우보다 상대적으로 적은 총 중량 및 비용이 제공된다.
( 도 39를 참고할 때) 견인력선도의 대부분의 영역에서 넓게 확장되는 4 속도기어박스와 소프트토크컨버터의 결합은 종래기술의 토크컨버터를 가진 5-속도기어박스보다 훨씬 높은 견인력을 가진다. 부하가 작은 영역에서 5-속도기어박스는 두 개의 기어단계에 걸쳐 변속되고, 록업시스템을 가진 4 속도 기어박스는 두 개의 기어단계에 걸쳐 변속되지 않으며, 즉 기어박스의 변속회수가 감소된다. 소프트토크린버터에 의해 더 큰 기어점프가 수행된다.
본 발명은 설명 및 도시된 실시예에 국한되지 않고, 본 발명과 관련하여 상기 특징들과 요소들의 결합에 의해서 형성될 수 있는 변화들을 포함한다. 도면에 관해 설명된 모든 특징들 또는 작동방법들은 단독으로 독립발명을 형성할 수 있다.
출원인은 상기 설명에서 , 특히 도면과 관련한 특징들을 본 발명에 필수적인 것으로서 청구할 권리를 가진다. 따라서 출원에 첨부된 특허청구범위는 더 넓은 특허보호를 구성하기 위해 편견없이 제시된다.

Claims (73)

  1. 구동장치의 출력부품과 연결되고 출력축을 통해 자동기어박스에 연결되며 자동기어박스를 구동하는 토크전달시스템이 토크컨버터 및 토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 측정값의 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 가지며, 록업클러치의 하중편향 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 중앙컴퓨터장치에 의해 변화될 수 있는 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    구동장치의 토크에 의존하여, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 감지되며, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 하중편향이 계산되고 적응되며, 계산된 클러치토크에 의존하여 토크전달시스템의 출력부분 및 구동부분사이에서 최소슬립이 독립적으로 설정되고, 목표상태로부터 벗어난 편차들이 장시간동안 수정기능에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, Mkupplung는 록업클러치의 토크,
    Kme 는 토크분리에 관한 Kme 상수,
    Kkorr는 다중오차를 보상하기 위한 수정상수,
    Mkorr-MOT는 엔진토크에 추가되는 오차를 보상하기 위한 수정토크,
    Mkorr-WU는 클러치토크에 추가되는 오차를 보상하기 위한 수정토크일 때, 구동장치의 작동상태에 의존하여 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식,
    에 따라 감지되고, Kme 상수의 크기에 의존하여 토크전달시스템의 구동토크 및 출력토크사이에서 최소슬립이 독립적으로 설정되고, 상기 Kme 상수가 구동트레인의 전체작동범위에 걸쳐 일정하며, 목표상태로부터 벗어난 편차들이 장시간동안 수정상수( Kkorr) 및 수정토크(Mkorr-MOT,Mkorr-WU)에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 Kme 상수가 출력속도에 의존하는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 Kme 상수가 구동장치의 속도에만 의존하는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 Kme 상수가 구동장치의 속도 및 토크에 의존하는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 Kme 상수가 구동장치의 출력속도 및 토크에 의존하는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 록업클러치가 가압유동매체에 의해 작동되고, 록업클러치 및 컨버터덮개사이에서 한 개의 압력챔버를 가지며, 록업클러치 및 나머지 컨버터하우징사이에서 또 다른 압력챔버를 가지고, 상기 압력챔버들사이에 형성된 차동압력에 의해 록업클러치의 전달토크가 결정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  8. 제 1항내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템이 구동장치의 내연기관을 가질 때, 토크전달시스템의 작동상태가 엔진속도 및 스로틀밸브각에 의존하고 엔진속도 및 연료주입에 의존하며, 엔진속도 및 흡기매니폴드저압에 의존하거나 엔진속도 및 주입시간에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 전달되어야 하는 토크가 토크컨버터 및 록업클러치로 분할되는 것에 영향을 주는 변수 또는 차동압력의 이전 값과 상이하고 새로 계산된 값이, 시간종속함수에 따라 지연되어 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  10. 제 1항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 전달되어야 하는 토크가 토크컨버터 및 록업클러치로 분할되는 것에 영향을 주는 변수 또는 차동압력의 이전 값과 상이하고 새로 계산된 값이, 토크전달시스템의 구동부 및 출력부사이의 차동속도에 의존하는 함수에 따라 지연되어 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  11. 제 1항내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 전달되어야 하는 토크가 토크컨버터 및 록업클러치로 분할에 영향을 주는 변수 또는 차동압력의 이전값과 상이하고 새로 계산된 값이, 엔진속도의 구배에 의존하는 함수에 따라 지연되어 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  12. 제 1항내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크를 결정하기 위해 록업클러치의 목표차동압력으로부터 제어되는 차동압력까지 해석적으로 표현될 수 없는 제어경로에 따라 록업클러치의 목표차동압력이 PI 제어기 또는 PID 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  13. 제 1항내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 밸브운동과 같은 압력비례신호가 특성곡선으로부터 유도되고, 목표압력 및 실제압력사이의 편차들이 I 되먹임에 의해 보상되도록 록업클러치의 목표차동압력이 설정되며, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크를 결정하기 위해 록업클러치의 차동압력으로부터 설정된 차동압력까지 해석적으로 표현될 수 없는 제어경로에 따라 록업클러치의 목표차동압력이 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  14. 제 1항내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크를 구하기 위해 필요한 록업클러치의 차동압력으로부터 설정된 차동압력까지 해석적으로 표현될 수 없는 제어경로에 따라, 전류 또는 접촉비율과 같이 목표차동압력에 비례하는 신호가 PI 제어기, I 제어기 또는 PID 제어기에 의해 계산되고 제어되도록, 록업클러치의 목표차동압력이 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  15. 제 2항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템의 구동부 및 출력부사이의 조정슬립을 측정하고 목표값들과 비교하여, 록업클러치에 의해 실제로 전달되는 토크 및 목표토크사이의 편차들이 확인되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  16. 제 2항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 토크컨버터에 의해 전달되는 토크가 토크컨버터의 특성값으로부터 계산되고 토크컨버터 및 록업클러치사이의 실제토크분리작용이 점검되도록 록업클러치에 의해 실제로 전달되는 토크 및 목표토크사이의 편차들이 확인되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  17. 제 2항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달되는 실제토크 및 목표토크사이의 편차들이
    곱해지는 오차들(Kkorr≠0, Mkorr-MOT= 0, Mkorr-WU= 0 ),
    엔진에 더해지는 오차들(Kkorr=0, Mkorr-MOT≠ 0, Mkorr-WU= 0 ),
    클러치토크에 더해지는 오차들(Kkorr≠0, Mkorr-MOT= 0, Mkorr-WU≠ 0 ),
    엔진토크에 곱해지고 더해지는 오차들(Kkorr≠0, Mkorr-MOT≠ 0, Mkorr-WU= 0 ),
    클러치토크에 곱해지고 더해지는 오차들(Kkorr≠0, Mkorr-MOT=0, Mkorr-WU≠0)
    또는 엔진토크 및 클러치토크에 곱해지고 더해지는 오차들(Kkorr≠0, Mkorr-MOT≠ 0, Mkorr-WU≠ 0 )에 의해 형성되고, 적응제어특성만을 구하기 위해, 초로 제공되는 시간정수에 의해 상기 오차들이 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  18. 제 2항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 운전자에 의해 가속의도가 신호화될 때, Kme 상수를 감소시켜서 토크전달시스템의 슬립이 증가되고, 토크컨버터에 의해 제공된 토크의 증가가 추가 토크여유로서 이용되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  19. 제 2항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템의 슬립이 모든 기어들에서 록업클러치에 의해 결정되어, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소하고,높은 실속속도 및 넓은 변환범위를 가진 토크컨버터가 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  20. 제 2항 내지 제 6항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템의 슬립이 모든 병진운동들에서 록업클러치에 의해 결정되어, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소하고, 높은 실속속도 및 넓은 변환범위를 가진 토크컨버터가 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  21. 구동장치의 출력부품과 연결되고 출력축을 통해 자동기어박스에 연결되고 자동기어박스를 구동하는 토크전달시스템이 유체토크컨버터 및 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 측정값의 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 가지며, 록업클러치의 하중편향 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 중앙컴퓨터장치에 의해 변화될 수 있는 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    Ke가 토크분리에 관한 Kme 상수이고, Kkorr가 수정상수일 때, 구동장치의 작동상태에 의존하여 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식
    에 따라 감지되고, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 하중편향이 계산되고 적응되며, 상기 Kme 상수의 크기에 의존하여 토크전달시스템의 구동값 및 출력값사이에서 슬립이 독립적으로 설정되고, 상기 Kme 상수가 구동트레인의 전체작동범위에 걸쳐 일정하며, 목표상태로부터 벗어난 구동트레인의 편차들이 수정상수(Kkorr)에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  22. 구동장치의 출력부품과 연결되고 출력축을 통해 자동기어박스에 연결되고 자동기어박스를 구동하는 토크전달시스템이 유체토크컨버터 및 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 측정값의 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 가지며, 록업클러치의 하중편향 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 중앙컴퓨터장치에 의해 변화될 수 있는 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    Ke 가 토크분리에 관한 Kme상수이고, Kkorr가 수정상수일 때, 구동장치의 작동상태에 의존하여 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식
    에 따라 감지되고, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 하중편향이 계산되고 적응되며, 상기 Kme 상수의 크기에 의존하여 토크전달시스템의 구동값 및 출력값사이에서 슬립이 독립적으로 설정되고, 상기 Kme 상수가 엔진특성필드와 독립적이며, 목표상태로부터 벗어난 구동트레인의 편차들이 수정상수(Kkorr)에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  23. 구동장치의 출력부품과 연결되고 출력축을 통해 자동기어박스에 연결되고 자동기어박스를 구동하는 토크전달시스템이 유체토크컨버터 및 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 측정값의 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 가지며, 록업클러치의 하중편향 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 중앙컴퓨터장치에 의해 변화될 수 있는 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    Ke가 토크분리에 관한 Kme 상수이고, Kkorr가 수정상수일 때, 구동장치의 작동상태에 의존하여 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식
    에 따라 감지되고, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 하중편향이 계산되고 적응되며, 상기 Kme 상수의 크기에 의존하여 토크전달시스템의 구동값 및 출력값사이에서 슬립이 독립적으로 설정되고, 상기 Kme 상수가 구동장치의 속도에만 의존하며, 목표상태로부터 벗어난 구동트레인의 편차들이 수정상수(Kkorr)에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  24. 구동장치의 출력부품과 연결되고 출력축을 통해 자동기어박스에 연결되고 자동기어박스를 구동하는 토크전달시스템이 유체토크컨버터 및 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 측정값의 감지시스템 및 중앙컴퓨터장치를 가지며, 록업클러치의 하중편향 그 결과 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 중앙컴퓨터장치에 의해 변화될 수 있는 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    Ke가 토크분리에 관한 Kme 상수이고, Kkorr가 수정상수일 때, 구동장치의 작동상태에 의존하여 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 토크방정식
    에 따라 감지되고, 정해진 클러치토크를 전달하기 위해 필요한 하중편향이 계산되고 적응되며, 상기 Kme 상수의 크기에 의존하여 토크전달시스템의 구동값 및 출력값사이에서 슬립이 독립적으로 설정되고, 상기 Kme 상수가 구동장치의 토크 및 속도에 의존하며, 목표상태로부터 벗어난 구동트레인의 편차들이 수정상수(Kkorr)에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  25. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 록업클러치가 가압유동매체에 의해 작동되고, 록업클러치 및 컨버터덮개사이에서 한 개의 압력챔버를 가지며, 록업클러치 및 나머지 컨버터하우징사이에서 또 다른 압력챔버를 가지고, 상기 압력챔버들사이에 형성된 차동압력에 의해 록업클러치의 전달토크가 결정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  26. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, .토크전달시스템이 구동장치로서 내연기관을 가질 때, 토크전달시스템의 작동상태가 엔진속도 및 스로틀밸브각에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  27. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템이 구동장치로서내연기관을 가질 때, 토크전달시스템의 작동상태가 엔진속도 및 흡기매니폴드저압에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  28. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템이 구동장치로서 내연기관을 가질 때, 토크전달시스템의 작동상태가 엔진속도 및 주입시간에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  29. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달되고, 구동트레인내부의 토크변화에 의존하여 중앙컴퓨터장치내에서 감지되며, 순간 토크와 상이한 토크가
    -시간 tn+1에서 입력구간을 지나서 록업클러치의 고착과 같은 불필요한 작동을 제거하는 함수에 의존하고, 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크를 결정하는 모든 변수(x)를 미리 결정하는 단계,
    - 시간간격(△t)을 지나서 목표변수를 구하기 위해 요구되는 구배(△x)를 계산하는 단계,
    - 변수로서, 록업클러치의 압력챔버들사이의 차동압력(△P)이
    △Pn+1= (1-β) * △Psoll+ β * △Pn
    및 β = f (Tv, t)에 의해 미리 결정될 때, 계산된 구배(△x)가 유압시스템에 의해 설정되는 단계,
    - 목표값(Xsoll)이 도달될 때까지, 상기 단계들을 반복하는 단계에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  30. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달되고 구동트레인내부의 토크변화에 의존하여 중앙컴퓨터장치내에서 감지되는 토크의 신규값이,
    - 록업클러치의 일시적인 고착과 같은 불필요한 작용을 제거하는 함수에 의존하고 록업클러치에 의해 전달되어야 하는 토크를 결정하는 모든 변수(x)의 구배(△x)를 설정하는 단계,
    -록업클러치의 압력챔버들사이에 형성되는 차동압력(△P)의 구배가
    △△P = C1*(△Psoll- △Pn)
    및 C1=비례상수에 의해 계산될 때, 유압시스템에 의해 목표구배(△x)를 설정하는 단계,
    - 목표값(Xsoll)이 도달될 때까지 상기 단계를 반복하는 단계에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  31. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 하단기어로 변속하거나 부속장치들을 작동할 때와 같이 토크전달시스템에서 입력토크가 감소되는 경우에, Kme 상수또는 수정상수(Kkorr)가 정해진 값으로 감소되고, 진동차단 및 연료절약을 위한 최적값까지, 시간종속함수에 따라 다시 증가될 때, 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 감쇄시켜 록업클러치의 일시적인 고착작용이 방지되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  32. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 병진운동을 변화시키거나 부속장치들을 작동할 때와 같이 토크전달시스템에서 입력토크가 감소되는 경우에, Kme 상수 또는 수정상수(Kkorr)가 정해진 값으로 감소되고, 진동차단 및 연료절약을 위한 최적값까지, 시간종속함수에 따라 다시 증가될 때, 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 감쇄시켜 록업클러치의 일시적인 고착작용이 방지되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  33. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템에 입력되는 토크가 감소할 때, Kme 상수 또는 수정상수(Kkorr)가 정해진 값으로 감소되고, 진동차단 및 연료절약을 위한 최적값까지, 시간종속함수에 따라 다시 증가될 때, 록업클러치에 의해 전달되는 토크를 감쇄시켜 록업클러치의 일시적인 고착작용이 방지되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  34. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 결정된 준정지영역에서 진동을 제거하는 시간보간법에 의해 설정슬립이 측정되고, 연료를 가장 양호하게 절약하며 진동을 최적으로 차단하는 목표슬립값과 설정슬립이 비교되도록, 목표상태로부터 벗어난 구동트레인의 편차들이 수정상수( Kkorr)에 의해 보상되고, 목표슬립 및 실제슬립사이에 편차가 발생할 때 수정상수( Kkorr)가 조정되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  35. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 운전자에 의해 가속의도가 신호화될 때, Kme 상수 또는 수정상수( Kkorr)를 감소시켜 토크전달시스템의 슬립이 증가되고, 토크컨버터에 의해 제공된 토크의 증가가 추가 토크여유로서 이용되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  36. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템의 슬립이 모든 기어들에서 록업클러치에 의해 결정되어, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소하고, 높은 실속속도 및 넓은 변환범위를 가진 토크컨버터가 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  37. 제 21항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 토크전달시스템의 슬립이 모든 병진운동들에서 록업클러치에 의해 결정되어, 토크컨버터를 통한 출력전달효율이 감소하고, 높은 실속속도 및 넓은 변환범위를 가진 토크컨버터가 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  38. 펌프휠, 터빈휠, 안내휠 및 컨버터덮개를 가지고, 상기 컨버터덮개가 회전축과 동심을 이루며 펌프휠과 고정되어 회전상태로 연결되고 터빈휠을 둘러싸며, 컨버터덮개 및 터빈휠사이에 장착된 중심의 링피스톤이 반경방향으로 외측을 향해 원추형인 클러치디스크로서 구성되고, 반경방향으로 내측을 향해 밀봉허브를 가지며, 터빈휠과 고정되어 회전상태로 연결된 대응 밀봉허브위에 상기 밀봉허브가 장착되는 토크전달시스템의 유체토크컨버터를 위한 록업클러치.
  39. 제 38항에 있어서, 링피스톤의 클러치디스크 및 클러치디스크에 작용하는 컨버터덮개의 마찰면이 터빈휠과 떨어지는 측면을 향해 개방된 원추구조로 제공되는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  40. 제 38항 또는 제 39항에 있어서, 댐퍼장치에 구성되고 링모양을 가진 한 개이상의 댐퍼요소가, 링피스톤과 회전식으로 고정되어 연결된 댐퍼구동부품 및 터빈휠과 회전식으로 고정되어 연결된 댐퍼출력부품사이에서 원주방향으로 장착되고, 터빈휠의 반경방향외측영역 및 마찰면을 가진 링피스톤의 클러치디스크사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  41. 제 38항 또는 제 39항에 있어서, 터빈휠의 반경방향 외측영역에서 상기 댐퍼출력부품이 터빈휠과 회전식으로 고정되어 연결되는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  42. 제 38항 또는 제 39항에 있어서, 링피스톤의 클러치디스크를 향해 돌출하는 돌출요소를 가지고 터빈휠에 용접된 링형부품에 의해 댐퍼출력부품이 구성되는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  43. 제 38항 또는 제 39항에 있어서, 댐퍼출력부품이 판스프링으로 구성되고, 링피스톤과 회전식으로 고정되어 연결되며, 마찰면으로부터 떨어진 측부에서 클러치디스크로부터 돌출하고 댐퍼스프링요소주위에 연결되는 아암들을 가지고, 한쪽단부에서 원주방향으로 지지되는 수용부재를 가지는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  44. 제 1 항에 있어서, 기어변속기능의 기어박스를 가지고, 차량의 구동장치와 연결되어 구동되며 출력축을 통해 출력측부에 연결된 자동기어박스와 연결되는 토크컨버터를 가지며, 클러치디스크에 연결된 링피스톤 및 유체토크컨버터의 터빈휠사이에 장착된 한 쪽측면의 압력챔버와, 링피스톤 및 컨버터덮개사이에 위치한 또 다른 측면의 압력챔버를 가지며, 가압유동매체에 의해 작동되고 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 록업클러치에 의해 전달가능한 토크가 상기 압력챔버들사이에 형성된 차동압력에 의해 결정되도록 압력챔버들이 구성되며, 측정값의 감지시스템, 중앙컴퓨터장치 및 유압시스템을 가지고, 상기 중앙컴퓨터장치를 이용하여 두 개의 압력챔버들사이의 차동압력 및 록업클러치에 의해 전달할 수 있는 토크가 상기 유압시스템에 의해 변화되며, 상기 록업클러치가 모든 구동기어들에서 제어되고, 토크컨버터가 2.5 이상의 토크변환을 가지며, 내연기관에 의해 구동되는 차량에 구성된 토크전달시스템의 제어방법.
  45. 제 1 항에 있어서, 기어변속기능의 기어박스를 가지고, 차량의 구동장치와 연결되어 구동되며 출력축을 통해 출력측부에 연결된 자동기어박스와 연결되는 토크컨버터를 가지며, 클러치디스크에 연결된 링피스톤 및 유체토크컨버터의 터빈휠사이에 장착된 한 쪽측면의 압력챔버와, 링피스톤 및 컨버터덮개사이에 위치한 또 다른 측면의 압력챔버를 가지며, 가압유동매체에 의해 작동되고 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 록업클러치에 의해 전달가능한 토크가 상기 압력챔버들사이에 형성된 차동압력에 의해 결정되도록 압력챔버들이 구성되며, 측정값의 감지시스템, 중앙컴퓨터장치 및 유압시스템을 가지고, 상기 중앙컴퓨터장치를 이용하여 두 개의 압력챔버들사이의 차동압력 및 록업클러치에 의해 전달할 수 있는 토크가 상기 유압시스템에 의해 변화되며, 상기 록업클러치가 모든 병진운동들에서 제어되고, 토크컨버터가 2.5 이상의 토크변환을 가지며, 내연기관에 의해 구동되는 차량에 구성된 토크전달시스템의 제어방법.
  46. 제 44항 또는 제 45항에 있어서, 구동하는 동안 컴퓨터장치에 의해 열축적이 계산되고, 구해진 실제 열량이 구조상 허용되는 열량과 비교되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  47. 제 44항 또는 제 45항에 있어서, 극한 구동상태에서 구속제어에 의해 슬립이 변화하고 그 결과 열축적량이 감소되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  48. 제 44항 또는 제 45항에 있어서, 시동, 가속 및 언덕을 오르는 주행과 같은 극한 구동상태를 제외하고, 구속작용이 항상 슬립을 가지고 수행되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  49. 제 44항 또는 제 45항에 있어서, 록업클러치의 클러치디스크 및 토크컨버터의 터빈휠사이에서 작동하는 댐퍼장치가 부분부하영역을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  50. 기어변속기능의 기어박스를 가지고, 차량의 구동장치와 연결되어 구동되며 출력축을 통해 출력측부에 연결된 자동기어박스와 연결되는 토크컨버터를 가지며, 클러치디스크에 연결된 링피스톤 및 유체토크컨버터의 터빈휠사이에 장착된 한 쪽측면의 압력챔버와, 링피스톤 및 컨버터덮개사이에 위치한 또 다른 측면의 압력챔버를 가지며, 가압유동매체에 의해 작동되고 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 록업클러치에 의해 전달가능한 토크가 상기 압력챔버들 사이에형성된 차동압력에 의해 결정되도록 압력챔버들이 구성되며, 측정값의 감지시스템, 중앙컴퓨터장치 및 유압시스템을 가지고, 상기 중앙컴퓨터장치를 이용하여 두 개의 압력챔버들사이의 차동압력 및 록업클러치에 의해 전달할 수 있는 토크가 상기 유압시스템에 의해 변화되며, 내연기관에 의해 구동되는 차량에 구성된 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    모든 전진기어들에서 록업클러치의 작동시간중 적어도 일부분동안 록업클러치가 부분적으로 밀폐되도록 록업클러치가 제어되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  51. 기어변속기능의 기어박스를 가지고, 차량의 구동장치와 연결되어 구동되며 출력축을 통해 출력측부에 연결된 자동기어박스와 연결되는 토크컨버터를 가지며, 클러치디스크에 연결된 링피스톤 및 유체토크컨버터의 터빈휠사이에 장착된 한 쪽측면의 압력챔버와, 링피스톤 및 컨버터덮개사이에 위치한 또 다른 측면의 압력챔버를 가지며, 가압유동매체에 의해 작동되고 유체토크컨버터와 평행하게 장착된 록업클러치를 가지고, 록업클러치에 의해 전달가능한 토크가 상기 압력챔버들 사이에 형성된 차동압력에 의해 결정되도록 압력챔버들이 구성되며, 측정값의 감지시스템, 중앙컴퓨터장치 및 유압시스템을 가지고, 상기 중앙컴퓨터장치를 이용하여 두 개의 압력챔버들사이의 차동압력 및 록업클러치에 의해 전달할 수 있는 토크가 상기 유압시스템에 의해 변화되며, 내연기관에 의해 구동되는 차량에 구성된 토크전달시스템의 제어방법에 있어서,
    모든 전진 병진운동들에서 록업클러치의 작동시간중 적어도 일부분동안 록업클러치가 부분적으로 밀폐되도륵 록업클러치가 제어되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  52. 제 38항에 있어서, 내연기관을 가지며, 유체토크컨버터를 위해 토크가 제어되는 록업클러치를 가지고, 내연기관의 공칭토크보다 작은 정지토크를 가진 비틀림댐퍼가 제공되는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  53. 제 52항에 있어서, 정지토크가 내연기관이 가지는 최대토크의 10%내지 60%에 해당하는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  54. 제 52항 또는 제 53항에 있어서, 댐퍼가 고유의 마찰장치를 가지지 않는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  55. 제 52항 또는 제 53항에 있어서, 댐퍼가 ±2˚ 내지 6˚ 의 상대 운동각을 허용하는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  56. 제 52항 또는 제 53항에 있어서, 댐퍼가 7Nm/˚ 내지 30Nm/˚ 의 강성을 가지는 것을 특징으로 하는 록업클러치.
  57. 제 1 항에 있어서, 유체토크컨버터용 록업클러치가 전달되어야 하는 토크에 의존하여 제어되고, 에너지 및 성능과 관련하여 기어박스의 모든 전진기어단계들에서 제어가 이루어지는 토크전달시스템의 제어방법.
  58. 내연기관을 가진 제 52항의 록업클러치를 제어하기 위한 제어방법에 있어서, 록업클러치의 토크제어가 두 개이상의 영역들로 나누어지고, 영역들 중 제 1 영역이 내연기관의 최대토크 중 10%내지 60%의 토크영역내에서 연장되고, 제 2 영역이 상기 제 1 영역위에 제공되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  59. 제 58항에 있어서, 제 1 영역에서, 록업클러치에 의해 전달할 수 있는 토크가 내연기관의 발생토크보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는 제어방법.
  60. 제 59항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달할 수 있는 토크가 내연기관이 발생하는 토크의 1.0 내지 1.2배인 것을 특징으로 하는 제어방법.
  61. 제 52항 또는 제 53항의 비틀림댐퍼가 록업클러치에 포함되고, 유체토크컨버터를 위해 두 개이상의 영역들에서 토크가 제어되는 록업클러치를 가지며, 내연기관을 가진 구동시스템에 있어서,
    비틀림댐퍼에 대해 진동이 제 1 영역에서 차단되고, 록업클러치의 슬립에 대해 진동이 제 2영역에서 차단되는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  62. 제 61항에 있어서, 공진, 부하변동충격 등과 같이 구동트레인내부에 높은 진동폭이 제 1 영역에서 형성될 때, 록업클러치의 전달토크가 감소되는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  63. 제 61항에 있어서, 비틀림댐퍼의 정지토크가 제 1 영역의 단부에서 발생하는 내연기관의 토크에 해당하는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  64. 제 61항에 있어서, 적어도 제 1 영역의 부분영역에 대하여, 록업클러치에 의해 전달되는 최소토크가 내연기관이 가지는 공칭토크의 1%보다 크게 유지되는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  65. 제 61항에 있어서, 적어도 제 1 영역의 부분영역에 대하여, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 일정값으로 유지되는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  66. 제 61항에 있어서, (FTP 75-싸이클 또는 ECE 싸이클[도심 90km/h, 120km/h]과 관련되는 엔진특성필드의 영역들과 같이)주요구동영역에서 이용되고 내연기관이 가지는 특성필드의 주요부분이 제 1 영역에 해당하는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  67. 제 61항에 있어서, 제 1 영역이 공회전속도로부터 최대 3,000rpm 까지 연장되는 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  68. 제 61항에 있어서, 록업클러치에 의해 전달되는 토크가 제 2 영역에서 내연기관의 발생토크에 대해 0.6 배 내지 1.0배이상인 것을 특징으로 하는 구동시스템.
  69. 제 1항에 있어서, 내연기관을 가지고, 가속과정동안 기어박스가 동일기어상태에서 록업클러치를 개방하여, 견인하중이 토크변환을 통해 증가될 수 있다고 결정되면, 록업클러치가 개방되고 견인하중이 증가될 수 없다고 결정되면 기어박스에서 한 개이상의 기어단계들이 후방으로 변환되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  70. 제 1 항에 있어서, 내연기관을 가지고, 가속과정동안 기어박스가 동일기어상태에서 록업클러치를 개방하여, 견인하중이 토크변환을 통해 증가될 수 있다고 결정되면, 록업클러치가 개방되고, 견인하중이 증가될 수 없다고 결정되면 병진운동이 변화되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  71. 제 70항에 있어서, 기어박스가 스텝식 기어박스 또는 무단기어박스인 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  72. 제 71항에 있어서, 무단 기어박스가 무한조정되는 원추형 풀리벨트접촉식 기어박스인 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
  73. 제 70항에 있어서, 기어박스가 구분되거나 연속되는 병진운동에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 토크전달시스템의 제어방법.
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