KR100420383B1 - 클러치제어시스템 - Google Patents

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KR100420383B1
KR100420383B1 KR1019960703364A KR19960703364A KR100420383B1 KR 100420383 B1 KR100420383 B1 KR 100420383B1 KR 1019960703364 A KR1019960703364 A KR 1019960703364A KR 19960703364 A KR19960703364 A KR 19960703364A KR 100420383 B1 KR100420383 B1 KR 100420383B1
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존 존스 찰스
스탠리 윌로우즈 마크
카사린 보우커 다이아나
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루크 레밍턴 리미티드
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Abstract

본 발명은 운전자 조작형 에어변속비 셀렉터부재(24)의 제어하에 엔진(10)을 변속기(12)에 연결하는 차량용 클러치(14)의 자동제어를 위한 클러치제어시스템에 관한 것이다. 이 제어시스템은 현재 엔진속도(Ve)와 제어유니트에 의하여 발생된 기준속도신호(Vr)의 비교로부터 유도된 엔진속도 에러신호(E)에 응답하여 클러치결합 레벨을 제어하는 전자제어유니트(36)를 포함한다. 엔진을 제어하는 악셀레이터페달(19)의 "훗-오프" 상태를 검출하고 "훗-오프"상태로부터 완전가압위치까지 악셀레이터페달의 전운동범위의 지시를 제공하는 감지수단(19a)이 제공된다. 전자제어유니트(36)는 악셀레이터페달의 "훗-오프"신호에 응답하여 엔진공전시 클러치의 부분결합으로 인하여 차량이 조금씩 움직이는 크리핑현상을 방지토록 사전에 결정된 양만큼 기준속도신호가 엔진공전신호 이상이 되도록 한다. 악셀레이터페달의 "훗-온"상태에서, 기준속도신호가 악셀레이터페달의 낮은 가압레벨에서 엔진공전속도에 가까운 악셀레이터페달위치에 의하여 결정된 레벨로 전환되어 클러치가 토오크전달레벨로 결합되므로서 차량이 낮은 엔진속도에서도 조종될 수 있도록 한다.

Description

클러치제어시스템
본 발명은 운전자 조작형 변속기어 셀렉터부재의 제어하에 엔진을 변속기에 연결하는 차량 클러치의 자동제어를 위한 클러치제어시스템에 관한 것으로, 이 제어시스템은 차량시동시 초기클러치결합, 각 기어변속에 이은 클러치재결합, 변속기의 작동비를 변경시키도록 변속기어 셀렉터부재의 운동시 클러치분리와, 차량의 정시시 클러치 분리를 제어하는 전자제어 유니트를 포함하고, 클러치결합의 레벨이 현재엔 진속도와 제어유니트에 의하여 발생된 기준속도 신호로부터 유도된 엔진 속도에러 신호에 응답하여 제어된다. 이러한 클러치제어시스템을 상기 언급된 종류의 클러치제어시스템이라 하였다.
이러한 시스템의 예로서는 본원 출원인의 유럽특허 제0038113호, 제0043660호 제0059035호 및 제0101220호, 그리고 유럽특허 출원 제0566595호가 있다.
이러한 시스템에 있어서는 저속조종이 요구될 때에, 예를들어 주차시 또는 트레일러의 연결시에 문제점이 야기될 수 있다.
특히 이러한 시스템에 있어서, 저속조종은 엔진속도가 엔진공전속도 이상으로 현저히 상승될때까지는 클러치가 결합되기 시작하지 아니하므로 과잉의 엔진속도를 이용할 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 저속조종의 문제점을 해소하는데 있다.
본 발명에 따른 상기 언급된 종류의 클러치제어시스템은 엔진제어 악셀레이터 페달의 "훗-오프(foot-off)" 상태를 검출하고 "훗-오프" 상태로부터 페달을 충분히 밟아주는 상태로 악셀레이터 페달의 전운동 범위의 지시를 제공하는 감지수단이 구비되고, 전자제어유니트가 엔진공전시 클러치의 부분결합으로 인하여 차량이 조금씩 움직이는 크리핑 현상을 방지하도록 기준속도가 사전에 결정된 양만큼 엔진공전신호보다 높도록 악셀레이터 페달 "훗-오프" 신호에 응답하고 악셀레이터 페달의 "훗-온(foot-on)" 상태의 검출시 기준속도신호를 악셀레이터 페달위치에 의하여 결정된 레벨로 전환토록 구성되며, 기준속도신호는 악셀레이터 페달가압의 저레벨에서 엔진공전속도에 가깝게 되어 있어 클러치가 토오크전달레벨로 결합하므로서 차량이 낮은 엔진속도에서 조종될 수 있게 되어 있다.
기준속도신호를 악셀레이터 페달가압의 낮은 레벨에서 공전속도에 가까운 레벨로 전환시키므로서 낮은 엔진속도에서도 충분한 클러치 결합레벨에 이르러 차량이 안전하게 조종되고 엔진속도를 공전속도보다 현저히 높일 필요가 없도록 한다.
실제로, "훗-온" 상태는 페달의 충분한 해제위치로부터 악셀레이터 페달가압의 매우 작은 사전에 결정된 제1레벨에서 설정된다.
악셀레이터 페달의 "훗-온" 상태의 검출은 페달의 전운동범위를 통하여 페달 위치를 나타내는 지시를 제공하는 감지기(예를들어 로타리 포텐셔메타)에 의하여 수행될 수 있다.
또한, "훗-온" 상태를 나타내도록 스위치가 사용될 수 있으며 다른 감지기(예를들어 로타리 포텐셔메타)가 나머지 페달의 운동범위를 통하여 페달가압정도를 측정토록 사용될 수 있다.
"훗-오프" 상태은 페달연결구등의 히스테리시스를 고려하여 제1가압레벨보다 작은 완전해제 상태로부터 악셀레이터페달의 사전에 결정된 제2가압레벨에서 설정된다. 이와같이, 페달이 완전해제 위치로 접근할때에 페달이 이러한 사전에 결정된 제2가압레벨을 통하여 통과하는 경우 악셀레이터가 해제될 때에 전자제어유니트는 기준 속도신호를 공전속도 이상의 사전에 결정된 양으로 전환한다.
다시 훗-오프 상태가 페달의 전운동범위를 통하여 페달위치를 나타내는 지시를 제공하는 별도의 스위치 또는 동일한 감지기(예를들어 로타리 포텐셔메타)에 의하여 검출될 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명에 따른 상기 언급된 종류의 클러치제어시스템의 일반 개요도.
제2도는 본 발명의 전자제어유니트에서 클러치결합 기준신호의 발생 관계를 보인 블럭다이아그램.
제3도는 저속결합 기준신호의 발생을 보인 논리도.
제4도는 저속조종중 클러치 결합의 기준신호 레벨과 악셀레이터 페달위치의 시간에 대한 변화를 보인 그래프.
제1도는 마찰클러치(14)와 변속기입력축(15)을 통하여 변속기(12)에 결합된 시동기 및 시동기회로(10a)를 갖는 엔진(10)을 보이고 있다. 도시된 예에서, 연료는 악셀레이터 페달(19)에 의하여 작동되는 스로틀밸브(18)를 포함하는 스로틀(16)에 의하여 엔진에 공급된다. 본 발명은 전자 또는 기계적인 연료주입형 휘발유 또는 디젤엔진에 적용가능한 것이다.
클러치(14)는 슬레이브실린더(22)에 의하여 작동되는 해제포크(20)에 의하여 작동된다. 변속기는 셀렉터연결구(25)를 통하여 변속기예 연결되고 운전자에 의하여 레바(24)에 가하여진 힘을 검출하여 기어변속의 의도를 나타내는 신호(Vs)를 발생하는 부하감지 스위치수단(33)을 포함하는 레바(24)형태의 변속기어 셀렉터부재에 의하여 제어된다.
전자제어유니트(36)가 슬레이브실린터(22)의 작동을 제어하는 수압제어장치(38)를 통하여 클러치(14)의 작동을 제어한다. 제어유니트(36)는 변속기어레바(24)로부터의 신호(Vx)와 엔진속도 감지기(26)로부터 엔진속도에 비례하는 신호(Vo)를 수신한다. 또한 제어 유니트(36)에는 현재스로틀 개방정도에 비례하는 스로틀 밸브 위치감지기(30)로부터의 신호(Vt)와 악셀레이터 위치감지기(19a)로부터 악셀레이터 페달위치신호(Va)가 제공된다. 또한 제어유니트(36)는 현재결합된 변속기어의 변속비에 일치하는 변속기어 위치감지기(32)로부터의 변속기어신호(Vg), 슬레이브 실린더의 위치에 따라 변화하는 슬레이브 실린더 위치감지기(34)로부터의 신호(Vc)와, 실제로 변속기 입력축(15)의 속도(이는 클러치 14의 구동판 40의 속도와 같다)를 감지하는 속도감지기(42)로부터의 클러치 구동판 속도에 비례하는 신호(Vdp)를 수신한다. 차량속도가 구동판속도와 결합된 변속기어에 따라 달라지므로 구동판속도감지기(42)는 실제로 차량속도 감지기로서 작용한다. 이와같이 일부의 경우에 있어서, 구동판속도감지기(42)가 없는 경우가 있으며 이 속도가 변속기의 변속비와 별도감지기에 의하여 주어진 차량속도로부터 계산된다.
스로틀제어장치(37)는 제어유니트(36)로 작동되어 스로틀이 악셀레이터 페달(19)에 관련없이 개폐될 수 있다. 부저(50)가 제어 유니트(36)에 연결되어 어떠한 차량작동조건이 발생하였을때에 차량운전자에게 경보/지시할 수 있다. 부가적으로 또는 부저(50)를 대신하여 점멸경고등(도시하지 않았음)이 사용될 수 있다.
제어유니트(36)는 요구된 엔진속도를 나타내는 기준신호(Vr)를 발생하는 기준신호발생기(100)(제2도참조)를 포함한다. 이 기준 신호는 비교기(A)에서 감지기(26)로부터의 실제 엔진속도신호(Ve)와 비교되어 에러신호(E)를 발생하고 이는 비교기(B)에서 감지기(34)로부터의 클러치작동위치신호(Vc)와 비교되어 제어유니트(36)가 수압제어장치(38)로 출력하는 클러치 결합제어신호(Vce)를 제공한다.
이러한 방법의 제어유니트 작동은 유럽특허 제0038113호와 제0043660호 에 기술되어 있으므로 상세한 것은 이들을 참조바란다. 본원 출원인의 영국특허출원 제94 02273.7호(출원인 참조번호 A2510)에는 기준신호 발생기(100)의 메인블럭(60)에 대한 상세한 설명이 수록되어 있다.
클러치(14)의 결합 및 분리를 제어함과 아울러 제어유니트(36)는 또한 제어논리가 운전자의 악셀레이터(19)의 작동에 의한 스로틀개방의 오우버라이드가 바람직하다고 지시하는 경우 제어장치(37)를 통하여 설정된 스로틀을 제어한다. 어떤경우에 있어서는 스로틀제어장치(37)가 생략될 수도 있다.
본 발명에 따라서, 메인블럭(60)에 부가하여, 기준신호발생기(100)는 제3도의 저속기준속도 발생루우틴을 수행하기 위하여 악셀레이터 페달(19)의 초기 이동범위에서 작동하는 부가적인 저속제어블럭(101)을 포함한다.
클러치제어시스템의 작동은 다음과 같다.
시간 "t0에서(제4도참조) 악셀레이터페달이 완전히 해제되고 기준속도가 제4a도에서 4a(i)로 보인 바와 같은 엔진공전속도 이상의 레벨로 유지된다. 클러치제어시스템은 토오크비전달레벨에서 클러치를 고정하므로서 응답하여 차량은 움직이지 아니한다. 이는 제4b도에서 4b(i)로 보이고 있다.
만약 시간 "t1 서 악셀레이터가 가압되면 시간 "t2" 에서 레벨 "X" 에 이른다(제4C도참조). 이 레벨은 "훗-온" 검출한계값 "Y"보다 작으므로 기준속도신호는 효과가 없고 엔진속도이상인 4a(i)레벨로 유지된다. 이와같이 클러치는 토오크비전달레벨로 유지되고 차량은 움직이지 아니한다.
만약 악셀레이터 페달이 다시 가압되면 시간 "t3"에서 이는 "훗-온" 검출한계값 "Y" 을 넘게된다. 그리고 기준속도신호는 사전에 결정된 비율로 4a(ii)로 보인 바와 같이 악셀레이터위치에 의해 결정된 레벨로 떨어진다. 악셀레이터위치와 기준속도사이의 관계는 악셀레이터가압의 낮은 레벨에서 기준속도가 4a(iii)로 보인 바와같이 엔진공전속도에 가깝게 되어 있다. 기준속도신호가 그 새로운 레벨로 떨어지므로 클러치제어시스템은 4b(ii)에서와 같이 토오크전달레벨로 클러치를 결합시켜 응답한다. 이로써 차량은 낮은 엔진속도에서 안전하고 정밀하게 조종될 수 있다.
시간 "t4" 와 "t5"사이에서 악셀레이터 위치는 더욱 변화되고 기준속도신호가 4a(iv)에서 보인 바와 같이 이에 따라 수정된다. 이 시간동안에 클러치제어시스템은 엔진속도와 기준속도 신호사이의 에러를 최소화하도록 클러치결합레벨을 변조시켜 응답한다. 이는 4b(iii)로 보이고 있다.
시간 "t5"에서 악셀레이터페달가압이 감소되기 시작하고 시간 "t6" 에서는 "훗-오프 "검출한계값 "Z"을 통과한다. 이에 응답하여 기준속도신호가 초기레벨 4a(i)로, 즉 엔진공전속도 이상으로 사전에 결정된 비율로 상승한다. 클러치제어시스템은 토오크비전달레벨로 클러치를 분리시켜 응답하므로서 차량이 움직이는 것을 방지한다.
제3도는 상기 작동이 이루어지도록하는데 사용된 논리단계를 보인것이다.
초기에, 플래그를 나타내는 기존의 악셀레이터페달 조건이 박스(S)에서 소건된다.
박스(A)는 악셀레이터가압이 "훗-온" 한계값(Y)이상인지의 여부를 테스트하고(감지기 19 또는 부가적인 스위치로부터의 출력을 이용하여)만약 "예" 의 조건의 검출되면 박스(B)에서 제어유니트에 "훗-온" 플래그를 설정한다.
만약 "아니오" 의 조건의 박스(A)에서 검출되면 박스(C)는 악셀레이터가압이 "훗-오프" 한계값(Z)이하인지를 테스트한다. 만약 박스(C)에서 "예"의 조건이 검출되면 박스CD에서 "훗-온"플래그가 소거된다. 만약 "아니요"의 조건이 검출되면 논리루우틴은 박스(E)로 이동하여 여기에서 크리핑방지 기준속도신호가 레벨 4a(i)에서 보인바와 같이 공전속도와 사전에 결정된 오프셋트(전형적으로 오프셋트는 400rpm이다)를 합한 것과 동일하게 되도록 계산된다.
박스(F)에서 악셀레이터기준이 계산되며 이는 악셀레이터페달 위치에 따라변화된다.
박스(G)는 "훗-온" 조건이 존재하는지의 여부를 확인토록 테스트된다(감지기 19a 또는 부가적인 스위치로부터의 출력을 이용하여)만약 "예"의 조건이 검출되면 기준신호는 현재 스로틀페달위치에 일치하는 악셀레이터 기준레벨(박스F로부터 유도됨)을 향하여 떨어진다(박스H), 만약 "아니오"의 조건이 검출되면 기준신호는 공전설정 이상의 사전에 결정된 크리핑방지 4a(i)레벨로 상승한다(박스I에서).
이상의 설명으로부터 악셀레이터페달이 해제되었을때에 기준신호가 공전속도 이상이 되도록 하므로서 공전시 차량이 조금씩 움직이는 크리핑 영향이 제거됨을 알 수 있을 것이다. 악셀레이터페달의 "훗-온"조건이 검출될 때에 기준신호를 낮추므로서 엔진속도를 공전속도이상으로 현저히 높일 필요없이 차량의 충분한 저속조종을 위한 클러치결합레벨을 제공할 수 있다.
상기 언급된 바와같이, 악셀레이터 페달(19)의 모든 가압상태는 로타리 포텐셔메타와 같은 단일감지기(19a)만을 이용하여 측정될수 있다. 또한 한계값(Y)(Z)를 갖는 "훗-온" 및 "훗-오프" 조건이 나머지 운동범위를 통하여 악셀레이터의 가압상태를 측정하는데 사용된 로타리 포텐셔메타와 같은 스위치 및 부가적인 감지기를 이용하여 측정될 수 있다.
또한 본 발명의 제어시스템은 필연적인 악셀레이터페달 연결의 페드밴드(deadband)에 의하여 공전속도이상의 실질적인 엔진속도의 증가가 이루어지도록 하는데 필요한 악셀레이터페달(19)의 초기운동레벨에서 여러차량의 구성부분 사이의 변화를 자동적으로 고려하는 적응장치를 포함할 수 있다.
전형적으로 이러한 적응장치는 제어유니트(36)의 일부일 수 있으며 "훗-오프" 상태로부터 악셀레이터페달의 운동의 사전에 결정된 각도이후 엔진속도를 공전속도이상으로 증가시키는 것을 예상토록 사전프로그램될 수 있다. 이 장치는 엔진속도의 증가가 이루어지는 실제 악셀레이터각도가 얼마인지를 체크하고(감지기 19a와 26로부터의 신호를 이용하여)사전에 프로그램된 각도를 실제각도로 대체 한다. 그리고 제어유니트는 공전속도이상의 엔진속도의 초기증가가 검출되는 악셀레이터페달의 실제가압갇도에 관련된 사전결정의 "훗-온" 조건을 설정토록 사전프로그램될 수 있다.
예를들어 운전자가 저속조종시 차량을 움직이기 시작하기 전에 공전속도 이상의 소규모엔진속도 증가를 검출할 수 있는 경우에 시스템은 공전속도 이상의 엔진속도증가를 검출할 수 있는 경우에 시스템은 공전속도이상의 엔지속도증가가 이루어지는 실제의 악셀레이터페달각도 이후 기준신호가 저속조종으로 떨어지는 "훗-온"조건으로 변경토록 설정될 수 있다. 또한 다른 방법으로서 요구된 경우 "훗-온" 조건으로의 변경이 실제각도에 일치하거나 선행토록 설정될 수 있다.

Claims (9)

  1. 클러치제어시스템에 있어서, 엔진을 제어하는 악셀레이터페달의 "훗-오프"상태를 검출하고 "훗-오프"상태로부터 페달을 지시를 제공하는 감지수단이 구비되고, 전자제어유니트가 엔진공전시 클러치의 부분 결합으로 인하여 차량이 조금씩 움직이는 크리핑현상을 방지하도록 기준속도가 사전에 결정된 양만큼 엔진공전 신호보다 높도록 악셀레이터페달 "훗-오프"신호에 응답하고 악셀레이터 페달의 "훗-온"상태의 검출시 기준속도신호를 악셀레이터 페달위치에 의하여 결정된 레벨로 전환토록 구성되며, 기준 속도신호는 악셀레이터 페달가압의 저레벨에서 엔진공전속도에 가깝게 되어 있어 클러치가 토오크 전달레벨로 결합함으로서 차량이 낮은 엔진속도에서 조종될 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 클러치제어시스템
  2. 제 1 항에 있어서, "훗-온"상태가 페달의 완전해제 위치로부터 악셀레이터페달의 매우 적은, 사전에 결정된 제 1 가압레벨로 설정됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 악셀레이터페달의 "훗-온"상태의 검출이 페달의 전운동범위를 통하여 페달 위치의 지시를 제공하는 감지기에 의하여 수행됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스위치가 "훗-온"상태를 나타내도록 사용되고 다른 감지기가 페달의 나머지 운동범위를 통하여 페달가압정도를 측정토록 사용됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, "훗-오프"상태가 악셀레이터 페달의 작동에 관련된 히스테리시스를 고려하여 제 1 가압레벨보다 작은 완전해제상태로부터 악셀레이터 페달의 사전에 결정된 제 2 레벨로 설정됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, "훗-오프"상태가 악셀레이터 페달의 전운동범위를 통하여 페달위치의 지시를 제공하는 동일감지기에 의하여 검출됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, "훗-오프"상태가 별도 스위치에 의하여 검출됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 공전속도 이상으로 엔진속도의 현저한 증가가 이루어지는 악셀레이터 가압레벨을 검출하고 저장하며, 상기 악셀레이터 가압레벨에 관련하여 사전에 결정된 "훗-온"상태를 설정하는 적응장치가 포함되어 있음을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, "훗-온"상태가 공전속도 이상의 현저한 엔진속도 증가가 검출되는 상기 악셀레이터 가압레벨 후에 일어나도록 설정됨을 특징으로 하는 클러치제어시스템.
KR1019960703364A 1994-10-22 1995-10-20 클러치제어시스템 KR100420383B1 (ko)

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GB9421324.6 1994-10-22
GB9421324A GB9421324D0 (en) 1994-10-22 1994-10-22 Clutch control system

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