KR101466607B1 - 전자 유압식 클러치 시스템 - Google Patents

전자 유압식 클러치 시스템 Download PDF

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Abstract

자동차용 전자 유압식 클러치 시스템(electro-hydraulic clutch system)은,자동차의 엔진을 기어 박스와 선택적으로 결합하는 클러치 메커니즘; 상기 클러치 메커니즘을 작동시키도록 상기 클러치 메커니즘에 유압 유체를 펌핑하고 상기 클러치 메커니즘으로부터 회수하는 액추에이터; 및 상기 액추에이터와 상기 클러치 메커니즘 사이의 상기 유압 유체의 경로 내에 배치되는 밸브 및/또는 체크 볼을 갖는 솔레노이드를 구비한다. 상기 솔레노이드는 상기 전자 유압식 클러치 시스템의 결함 시에 상기 유압 유체가 상기 액추에이터로 다시 흐르는 것을 방지하도록 통상적으로 폐쇄된 위치를 갖는다. 또한, 상기 솔레노이드는 정상 상태 조건에서 에너지 소모를 감소시키는데 사용된다.

Description

전자 유압식 클러치 시스템{ELECTRO-HYDRAULIC CLUTCH SYSTEM}
본 개시내용은 자동차 트랜스미션에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 개시내용은 와이어 자동차 트랜스미션에 의한 전자 유압식 클러치에 관한 것이다.
본란에서의 기재내용은 본 개시내용에 관한 배경 정보를 제공하며, 종래기술을 구성할 수 있거나 구성하지 않을 수 있다.
일반적인 자동차 트랜스미션은 토크 전달 장치를 작동시키도록 채용되는 유압식 제어 시스템을 구비한다. 이러한 토크 전달 장치는, 예컨대, 결합 시에 엔진을 기어박스와 연결하는 마찰 클러치일 수 있다. 전형적으로, 종래의 유압식 제어 시스템은, 상이한 기어비를 얻기 위해 토크 전달 장치를 결합 또는 분리하도록 클러치를 작동시키는 가압 유체(예컨대, 오일)를 제공하는 메인 펌프 또는 액추에이터를 구비한다.
기존의 유압식 제어 시스템이 의도된 목적을 성취하지만, 특히 효율, 응답성 및 매끄러움에 대한 관점으로부터 개선된 성능을 나타내는 트랜스미션 내의 신규하고 개선된 유압식 제어 시스템 구성에 대한 필요성이 필수적으로 존재한다. 따라서, 유압 작동식 자동 트랜스미션에 사용되는, 개선되고 비용 효율적인 유압식 제어 시스템에 대한 필요성이 있다.
자동차용 전자 유압식 클러치 시스템(electro-hydraulic clutch system)은,자동차의 엔진을 기어 박스와 선택적으로 결합하는 클러치 메커니즘; 상기 클러치 메커니즘을 작동시키도록 상기 클러치 메커니즘에 유압 유체를 펌핑하고 상기 클러치 메커니즘으로부터 회수하는 액추에이터; 및 상기 액추에이터와 상기 클러치 메커니즘 사이의 상기 유압 유체의 경로 내에 배치되는 밸브 및/또는 체크 볼을 갖는 솔레노이드를 구비한다. 상기 솔레노이드는 상기 전자 유압식 클러치 시스템의 결함 시에 상기 유압 유체가 상기 액추에이터로 다시 흐르는 것을 방지하도록 통상적으로 폐쇄된 위치를 갖는다. 또한, 상기 솔레노이드는 정상 상태 조건에서 에너지 소모를 감소시키는데 사용된다.
본 발명의 또 다른 특징, 관점 및 이점은 하기의 설명 및 첨부한 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그 설명 및 특정예는 단지 예시를 목적으로 의도되며, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다.
본원에 기재된 도면은 단지 예시를 목적으로 의도되며, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다. 도면에서의 구성요소는 반드시 축척되지 않으며, 본 발명의 원리를 도시할 때 강조된다. 더욱이, 도면에서, 유사 참조부호는 도면을 통해 대응하는 부품을 지칭한다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 자동차 트랜스미션용 전자 유압식 클러치에 대한 개략도,
도 2는 도 1에 도시한 전자 유압식 클러치를 작동시키는 프로세스에 대한 흐름도.
하기의 설명은 단지 예시적인 것이며, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한한 의도의 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 원리를 이용하는 전자 유압식 클러치 시스템(10)을 도시한다. 전자 유압식 클러치 시스템(10)은 구동 샤프트(17)를 통해 엔진(14)을 기어박스(16)와 선택적으로 결합하는 클러치 메커니즘(12)을 구비한다. 또한, 전자 유압식 클러치 시스템(10)은 도관(26)을 통해 클러치 메커니즘(12)으로 그리고 메커니즘(12)으로부터 유압 유체(24)(예컨대, 오일)를 펌핑하는 액추에이터(18)를 구비한다. 유압 유체의 흐름은 클러치 메커니즘(12)을 개폐시킨다. 본 발명은 통상적으로 개방된 또는 폐쇄된 클러치 시스템의 임의의 특정 타입에 제한되지 않는다. 예를 들면, 통상적으로 개방된 클러치 시스템에서, 클러치 메커니즘(12)으로의 유압 유체의 흐름은 구동 장치(24) 세트가 클러치(36)와 결합하게 함으로써, 구동 샤프트(17)를 통해 엔진(14)을 기어박스(16) 및 구동계의 나머지 부분에 연결한다. 유압 유체가 클러치 메커니즘(12)으로부터 멀어지게 흐름에 따라, 구동 장치(24)가 클러치와 분리함으로써, 엔진을 기어박스(16) 및 구동계의 나머지 부분과 분리시킨다.
변형적으로, 통상적으로 폐쇄된 클러치 시스템에서, 클러치 메커니즘(12)으로부터 멀어진 유압 유체의 흐름은 구동 장치(24) 세트가 클러치(36)와 결합하게 함으로써, 구동 샤프트(17)를 통해 엔진(14)을 기어박스(16) 및 구동계의 나머지 부분과 연결시킨다. 또한, 통상적으로 폐쇄된 클러치 시스템에서, 유압 유체가 클러치 메커니즘(12)으로 흐름에 따라, 구동 장치(24)는 클러치와 분리함으로써, 엔진을 기어박스(16) 및 구동계의 나머지 부분과 분리시킨다.
액추에이터(18)는 보어(21)를 왕복하는 피스톤(20)을 구비한다. 피스톤(20)은 임의의 적절한 전자식, 기계식 또는 전자 기계식 메커니즘(22)에 의해 구동될 수 있다. 피스톤(20)이 보어(21) 내에서 왕복함에 따라, 유압 유체(24)는 액추에이터(18) 외부로 펌핑되고, 액추에이터(18) 내로 다시 회수된다. 액추에이터(18)는 자동차와 관련된 임의의 적절한 제어기의 지시 하에서 작동될 수 있다. 액추에이터(18)는 유압 제어 기능, 윤활 또는 냉각을 위한 유체 흐름을 필요로 할 수 있는 각종 다른 장치(또는 부품), 예컨대 회전가능한 샤프트, 기어 배열체 및/또는 다른 토크 전달 장치에 유압 유체를 펌핑할 수 있다.
전자 유압식 클러치 시스템(10)은 유압 유체(24)의 흐름 경로에 배치된 솔레노이드(28)를 더 구비한다. 솔레노이드(28)는, 전자 유압식 클러치 시스템(10)의 임의의 결함, 이에 한정되지는 않지만, 전자 유압식 클러치 시스템(10)과 관련된 파워 결함 또는 임의의 제어 유닛의 결함 동안에, 오일이 반대방향으로 흐르는 것을 방지하도록 통상적으로 폐쇄된 밸브를 구비한다. 이러한 결함은 클러치(36)의 의도하지 않은 적용을 방지한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 솔레노이드(28)는 전자 제어기(30)에 의해 작동된다. 전자 제어기(30)는, 비일시적 컴퓨터 판독가능한 메커니즘(non-transitory computer readable mechanism) 내에 저장된, 예컨대 후술된 바와 같은 소프트웨어 알고리즘을 구비할 수 있다. 본 발명은 통상적으로 폐쇄된 솔레노이드에 제한되지 않는다. 예를 들면, 솔레노이드(28)는, 솔레노이드(28)에 의해 동작되는 체크 볼(32)을 구비할 수 있다. 구체적으로, 제어기(30)의 지시 하에서의 솔레노이드(28)는 액추에이터(18)와 클러치 메커니즘(12) 사이의 유압 유체(24)의 흐름을 개방 및 폐쇄하도록 체크 볼(32)을 개폐한다. 체크 볼(32) 자체는 통상적으로 폐쇄된다. 즉, 솔레노이드(28)로부터 전원이 끊기면, 체크 볼은 유압 유체가 반대방향으로 액추에이터로 다시 흐르는 것을 방지하도록 폐쇄한다.
도 2는 전자 유압식 클러치 시스템(10)을 작동시키기 위한 프로세스(100)를 도시한다. 프로세스(100)는, 예컨대 제어기(30) 내의 소프트웨어 알고리즘으로서 실시될 수 있다.
특정 구성에서, 프로세스(100)는 단계(102)에서 시작한다. 다음으로, 프로세스(100)는 안전 알고리즘일 수 있는 판단 단계(104)로 진행하며, 이 프로세스에서, 제어기(30)에 결함, 또는 전자 유압식 클러치 시스템(10)의 시스템 결함 등의 결함, 전자 유압식 클러치 시스템(10)과 관련된 임의의 제어 유닛의 결함, 또는 진단 이벤트의 결함이 있는지를 판단한다. 판단 단계(104)에서 결함이 있다고 판단하면, 프로세스는 단계(105)로 진행하여, 솔레노이드(28)의 전원을 끊는다. 이는 솔레노이드(28)가 체크 볼을 구비한다면, 솔레노이드(28) 내의 밸브, 또는 체크 볼(32)을 폐쇄한다. 임의의 경우에, 유압 유체(240의 흐름이 정지됨으로써, 예컨대 자동차가 교차로에 있다면 클러치 메커니즘(12)이 개방 유지(즉, 분리)하고, 예컨대 자동차가 고속도로에서 이동하고 있다면 폐쇄 유지(즉, 결합)한다.
그러나, 판단 단계(104)에서 시스템 결함이 없다고 판단하면, 프로세스는 판단 단계(106)로 진행한다. 여기서, 프로세스는, 클러치 제어 알고리즘을 사용하는 경우, 클러치 페달이 작동되는지를 판단한다. 클러치 페달이 작동되지 않으면, 즉 판단 단계(106)에 대한 답이 노(no)이면, 프로세스는 단계(105)로 다시 진행하며, 솔레노이드(28)는 엔진(14)과 기어박스(16) 사이의 연결을 유지하기 위해 클러치 메커니즘(12)이 결합 유지하도록 솔레노이드(28)를 폐쇄함으로써 유압 유체(24)의 흐름을 폐쇄하게끔 전원이 끊어진다.
클러치 페달이 작동되는, 즉 판단 단계(106)로의 답이 예스인 이벤트에서는, 프로세스(100)는 판단 단계(108)로 진행한다. 이 단계(108)에서, 프로세스(100)는 클러치 메커니즘(12)이 완전히 개방된다면 에너지 절약 알고리즘의 사용으로 판단한다. 답이 예스이면, 프로세스(100)는 솔레노이드(28)의 전원을 끊도록 단계(105)로 진행하여, 유체(24)의 흐름을 차단한다. 이로써, 클러치 메커니즘은 완전히 개방, 즉 결합되지 않도록 유지된다. 이러한 환경에서는, 종래의 클러치 시스템이 상당한 에너지량을 소모하는 상황이 있다. 그러나, 전자 유압식 클러치 시스템(10)의 경우, 클러치가 완전히 개방 유지되는 동안 솔레노이드(28)와 액추에이터(18)의 전원을 끊기 때문에 에너지 소모가 최소화된다. 따라서, 예컨대 빨간불에서 자동차가 정지되면, 전자 유압식 클러치 시스템(10)은 클러치 메커니즘(12)을 개방 유지하는 에너지를 필요로 하지 않는다.
마지막으로, 판단 단계(108)에서 클러치 메커니즘(12)이 완전히 개방되지 않았다고 판단하면, 판단 단계(108)로의 답이 노이면, 프로세스(100)는 단계(110)로 진행하며, 프로세스(100)는 운전자가 소망함에 따라 클러치 메커니즘(12)의 제어가 클러치 메커니즘(12)을 개방 또는 폐쇄하게 하도록 솔레노이드(28)에 전원을 공급한다. 마지막으로, 프로세스(100)는 단계(112)로 진행하여 프로세스(100)를 종료한다.
본 발명의 설명은 단지 예시이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (10)

  1. 자동차용 전자 유압식 클러치 시스템(electro-hydraulic clutch system)에 있어서,
    자동차의 엔진을 기어 박스와 선택적으로 결합하는 클러치 메커니즘;
    상기 클러치 메커니즘을 작동시키도록 상기 클러치 메커니즘에 유압 유체를 펌핑하고 상기 클러치 메커니즘으로부터 유압 유체를 회수하는 액추에이터; 및
    밸브를 갖는 솔레노이드로서, 상기 액추에이터와 상기 클러치 메커니즘 사이의 상기 유압 유체의 경로 내에 배치되는 솔레노이드
    를 포함하며,
    상기 솔레노이드는 상기 전자 유압식 클러치 시스템의 결함 시에 상기 유압 유체가 상기 액추에이터로 다시 흐르는 것을 방지하도록 폐쇄된 위치(a nomrally closed position)를 갖고,
    상기 솔레노이드에 지시를 제공하는 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 메커니즘(a non-transitory computer readable mechanism) 내에 저장된 소프트웨어 알고리즘을 가지며, 상기 솔레노이드의 지시는 상기 알고리즘과 관련되고,
    상기 알고리즘은 결함이 있는지, 클러치 페달이 동작되는지 그리고 상기 클러치 메커니즘이 완전히 개방되는지를 판단하도록 실행되는,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드의 밸브는 체크 볼(check ball)인,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유압 유체의 흐름은 상기 클러치 메커니즘을 결합 및 분리시키는,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 메커니즘은 폐쇄된 클러치 메커니즘(a normally closed clutch mechanism)인,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 메커니즘은 개방된 클러치 메커니즘(a normally open clutch mechanism)인,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 결함이 있다면, 현재의 클러치 위치를 보유하도록 상기 솔레노이드의 전원을 끊는,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 클러치 페달이 작동되지 않는다면, 상기 클러치 메커니즘의 결합을 유지하도록 상기 솔레노이드의 전원을 끊는,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 클러치 메커니즘이 완전히 개방되면, 상기 클러치 메커니즘의 분리를 유지하도록 상기 솔레노이드의 전원을 끊는,
    전자 유압식 클러치 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 결함이 없다면, 상기 클러치 페달이 동작된다면 그리고 상기 클러치 메커니즘이 완전히 개방되지 않다면, 자동차의 운전자에 의해 요망되는 바와 같이 상기 클러치 메커니즘을 개방 또는 폐쇄하게 하도록 상기 솔레노이드의 전원을 인가하는,
    전자 유압식 클러치 시스템.
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