KR101708959B1 - 마찰 클러치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마찰 클러치를 통해 전달되는 토크의 측정과, 클러치 디스크의 마찰 라이닝들과 마찰 클러치의 상대 마찰면들 사이의 마찰 계수의 측정과, 측정된 마찰 계수에 의한 기능 성능의 평가에 의해, 구동 유닛과 변속기 사이에서 작용하도록 배치된 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 아직 런-인되지 않은 마찰 클러치가 마모된 마찰 클러치로 평가되는 것을 방지하기 위해, 마찰 클러치의 사전 설정된 런-인 단계 동안 평가를 보류하는 것이 제시된다.

Description

마찰 클러치의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING A FRICTION CLUTCH}

본 발명은 마찰 클러치를 통해 전달되는 토크의 측정과, 클러치 디스크의 마찰 라이닝들과 마찰 클러치의 상대 마찰면들 사이의 마찰 계수의 측정과, 측정된 마찰 계수에 의한 기능 성능의 평가에 의해, 구동 유닛과 변속기 사이에서 작용하도록 배치된 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

구동 유닛과 변속기 사이에서 작용하도록 배치된 마찰 클러치의 손상을 인식하기 위한 방법은 DE 10 2005 061 080 A1호에 공지되어 있다. 이 경우, 이러한 손상은 마찰 클러치에 인가되는 마찰력에 기초하여 측정되는 개별 손상값으로부터 도출된다. 측정된 개별 손상값이 임계값을 초과하는 경우, 마찰 클러치는 손상된 것으로 평가된다.

특히, 이러한 유형의 모니터링 시스템은 예를 들어 트윈 클러치 변속기에서의 안전하고 경제적이며 쾌적한 작동을 위해 사용되며, 이러한 트윈 클러치 변속기에서는 특히 부하가 높을 때 그리고 교차 시프팅하는 동안 마찰 클러치에 강한 부하가 가해진다. 이와 같이, 한편으로는 하나 또는 2개의 마찰 클러치가 전달될 토크를 확실히 전달하지 않으며, 예를 들어 구동 유닛의 토크가 상응하게 인가될 때 슬립이 상승한다는 사실이 작동 중에 확실히 인식되어야 한다.

아직 런-인(run-in)되지 않은 새로운 마찰 클러치에서는 클러치 디스크의 마찰 라이닝과 마찰 클러치의 상대 마찰면의 마찰쌍이 아직 런-인되지 않음으로써 더 낮은 마찰 계수가 발생한다. 이는 특히 제조 이후 아직 비교적 평평하지 않은 마찰 라이닝들이 현미경적으로 관찰할 때 압력 플레이트 또는 배압 플레이트의 상대 마찰면과의 접촉면을 아직 거의 갖고 있지 않기 때문일 수 있다. 런-인 시간이 늘어남에 따라 마찰 라이닝과 더불어 상대 마찰면의 평평하지 않은 상태는 해소되고, 높은 마찰 계수를 야기하는 더 큰 유효 마찰면이 발생하며, 이러한 높은 마찰 계수는 마찰 클러치가 기능할 수 있다는 평가에 기초가 된다.

따라서, 아직 런-인되지 않은 마찰 클러치는 구동 유닛의 토크가 통상적인 조건 하에 인가될 때 구동 유닛의 회전수를 높일 수 있으며, 평가 루틴에 의해 마모된 것으로 인식될 수 있다. 이는 관련 마찰 클러치의 교환을 요구하는 잘못을 야기할 수 있거나, 트윈 클러치 변속기의 트윈 클러치의 경우 트윈 클러치 전체를 교환하는 잘못을 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 평가 시스템이 신뢰 가능하게 작동하는 일반적 유형의 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법을 제시하는 것이며, 이러한 방법에서는 마찰 클러치가 아직 런-인 단계에 위치할 때의 진단 에러가 방지된다.

상기 목적은 마찰 클러치를 통해 전달되는 토크의 측정과, 클러치 디스크의 마찰 라이닝들과 마찰 클러치의 상대 마찰면들 사이의 마찰 계수의 측정과, 측정된 마찰 계수에 의한 기능 성능의 평가에 의해, 구동 유닛과 변속기 사이에서 작용하도록 배치된 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 의해 달성되며, 이때, 평가는 마찰 클러치의 사전 설정된 런-인 단계 동안 보류된다. 본 발명에 따른 방법은 개별의 자동식 마찰 클러치를 위해 제공되거나, 트윈 클러치 변속기의 각각 하나의 부분 파워 트레인에 대해 2개의 마찰 클러치들을 갖는 트윈 클러치를 위해 제공될 수 있다.

이 경우, 완벽한 기능 성능의 평가는 마찰 클러치에 인가되는 전체 에너지에 따라 측정될 수 있으며, 마찰 클러치에 인가되는 전체 에너지의 전체 에너지 임계값에 도달하거나 초과될 때까지, 마찰 클러치가 마모와 같은 결함이 있는 것으로 평가되는 것이 보류되고 런-인 단계는 활성화된다. 마찰 클러치의 전형적인 런-인 단계에 따라 정해질 수 있는 이러한 전체 에너지 임계값의 도달 또는 초과 이후에, 마찰 클러치의 평가는 통상의 방식으로 재개되거나 시작된다.

전체 에너지 임계값에 도달하거나 초과하는지를 평가하기 위해, 마찰 클러치에 인가되는 마찰력은 시간에 대해 적분될 수 있으므로, 전체적으로 클러치에 인가되는 에너지의 합은 마찰 클러치의 런-인 단계가 종료되는지를 확인하기 위해 사용된다. 이 경우, 필요한 경우에는 상응하는 확실성을 갖는 전체 에너지 임계값의 설정을 위해 상응하는 실험값이 사용될 수 있다.

대안적으로 또는 부가적으로 런-인 단계 동안, 인가된 전체 에너지의 측정은 마찰력의 사전 설정된 임계값이 초과되는 경우에야 클러치에 인가된 마찰력의 적분이 실행됨으로써 확장될 수 있다. 바람직하게, 상응하는 에너지 임계값 또는 출력 임계값은 각각의 클러치에 대해 분리되어 설정되며, 인가되는 마찰 에너지는 클러치 별로 각각 측정된다.

이 경우, 적분되는 마찰력 또는 인가되는 마찰 에너지의 효과는 마찰 클러치의 온도에 크게 좌우됨을 알 수 있으므로, 바람직한 방식으로, 개별 측정된 에너지는 현재 존재하는 마찰 클러치 온도에 의해 또는 트레일러를 견인하는 주행, 산악에서의 화물 적재 주행 등과 같은 극한의 작동 방식에서의 손상 인덱스에 의해 각각 가중된다.

바람직한 일 실시예에 따라, 마찰 클러치를 제어하기 위한 제어 루틴에서 런-인 단계를 설정하기 위해 신호, 예를 들어 소위 런-인 플래그(Flag)가 세팅될 수 있으며, 이러한 신호가 활성화될 때 평가는 보류되고 이러한 신호는 전체 에너지 임계값에 도달할 때 소거되므로, 클러치 손상 또는 클러치의 마모를 측정하기 위한 평가 루틴의 정규 진행 과정이 보장된다.

예를 들어 열적 부하에 의한 마찰 클러치의 부품 손상과, 빠르게 회전하는 구동 유닛에 의한 쾌적성 감소와, 예를 들어 변속기 제어 소프트웨어의 추가 모니터링 루틴에서 마찰 클러치가 손상되거나 마모된 것으로 평가되는 것과, 그리고/또는 아직 런-인되지 않은 마찰 클러치의 다른 효과를 배제하기 위해, 런-인 단계 동안 구동 유닛의 토크는 마찰 클러치를 통해 최대로 전달 가능한 토크로 제한될 수 있다.

런-인 단계가 종료되었는지에 대한 평가의 대안적인 방법에 따라, 마찰 클러치에 인가되는 마찰 에너지의 히스토그램 또는 발생되는 마찰 에너지의 출력 등급의 히스토그램이 만들어지고, 이러한 히스토그램의 평가에 의해 마찰 클러치의 런-인 특성이 평가될 수 있다.

본 발명은 단 하나의 도면에 의해 더 상세히 설명된다. 도 1은 런-인 단계 동안 마찰 클러치의 평가 방법을 보류하기 위한 루틴을 도시한다.

도 1에는 자동식 마찰 클러치, 예를 들어 트윈 클러치의 런-인 특성을 평가하기 위한 루틴(1)의 블록 회로도가 도시되어 있다. 블록(2)에서 루틴(1)은 시작된다. 분기부(3)에서는 마찰 클러치에 인가되는 마찰력(RL)이 마찰력의 임계값(S1)보다 높은지가 측정된다. 이에 의해, 마찰 클러치의 런-인 특성을 위해 중요하지 않은 마찰력 기여가 마찰력의 적분에 입력되는 것이 방지되어야 한다. 루틴(1)은 사전 설정된, 예를 들어 클럭 제어된 시간 간격으로 실행되므로, 마찰력(RL)이 사전 설정된 시간 간격에 대해 각각 적분된다. 마찰력이 임계값(S1)보다 낮거나 동일한 경우, 런-인 신호는 0으로 세팅되고, 루틴(1)은 블록(4)에서 종료된다.

마찰 클러치에 인가되는 마찰력(RL)이 임계값(S1)보다 높은 경우, 분기부(5)에서는 지금까지 측정된 인가된 마찰 에너지에 상응하는 적분된 마찰력[RL(I)]이, 종료된 런-인 과정을 위한 척도로서 사용되는 적분된 마찰력[RL(I)]의 전체 에너지의 임계값(S2)보다 높은지가 평가된다. 전체의 적분된 마찰력[RL(I)]이 전체 에너지의 임계값(S2)을 초과하는 경우, 런-인 신호(Flag)는 바로 0으로 세팅되고, 루틴(1)은 블록(4)에서 종료된다. 적분된 마찰력[RL(I)]이 전체 에너지의 임계값(S2)보다 낮거나 동일함에 따라 런-인 단계가 아직 종료되지 않은 경우, 블록(7)에서 런-인 신호는 바로 1로 세팅되며, 즉 활성화된다.

후속하는 블록(8)에서, 온도에 따른 가중 계수[K(T)]는 온도 함수[f(T)]로부터 측정되거나, 특성 곡선 또는 특성 필드에 저장된 마찰 클러치의 온도(T)와 가중 계수[K(T)]의 함수 관계로부터 측정된다. 이 경우, 마찰 클러치의 온도(T)는 클러치 온도 모델의 형태로 측정되거나 온도 센서에 의해 측정된다.

블록(9)에서, 온도가 가중된 마찰력[RL(T)]은 예를 들어 구동 유닛의 토크와 마찰 클러치의 슬립으로부터 측정된 마찰력(RL)과 가중 계수[K(T)]로부터 곱셈을 통해 형성된다.

블록(10)에서, 적분된 마찰력[RL(I)]에는 온도가 가중된 현재의 마찰력[RL(T)]이 가산되고, 루틴(1)은 블록(4)에서 종료된다. 블록(2)에서의 루틴(1)의 새로운 시작이 사전 설정된 시간 간격의 종료 후, 런-인 신호가 0으로 세팅됨으로써 루틴이 최종적으로 종료될 때까지 실행된다.

이러한 측정은 각각의 클러치에 대해 개별적으로 실행될 수 있다는 사실이 자명하다.

1 : 루틴
2 : 블록
3 : 분기부
4 : 블록
5 : 분기부
6 : 블록
7 : 블록
8 : 블록
9 : 블록
10 : 블록
Flag : 런-인 신호
f(T) : 온도 함수
K(T) : 온도에 따른 가중 계수
RL : 마찰력
RL(I) : 적분된 마찰력
RL(T) : 온도가 가중된 마찰력
S1 : 마찰력의 임계값
S2 : 적분된 마찰력의 전체 에너지의 임계값
T : 마찰 클러치의 온도

Claims (8)

1. 마찰 클러치를 통해 전달되는 토크의 측정과, 클러치 디스크의 마찰 라이닝들과 마찰 클러치의 상대 마찰면들 사이의 마찰 계수의 측정과, 측정된 마찰 계수에 의한 기능 성능의 평가에 의해, 구동 유닛과 변속기 사이에서 작용하도록 배치된 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 있어서,
   상기 평가는 마찰 클러치의 사전 설정된 런-인 단계 동안 보류되고,
   상기 런-인 단계는 마찰 클러치에 인가되는 전체 에너지가 상기 인가되는 전체 에너지의 임계값에 도달될 때까지 활성화되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 인가되는 전체 에너지는 마찰력의 적분을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 인가되는 마찰력의 적분은 마찰력의 사전 설정된 임계값이 초과되는 경우에야 실행되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
5. 제3항에 있어서, 전체 에너지의 연산은 마찰력이 측정될 때 존재하는 마찰 클러치 온도에 따라 가중되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 런-인 단계 동안 신호가 세팅되며, 상기 신호가 활성화될 때 평가는 보류되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 런-인 단계 동안 구동 유닛의 토크는 마찰 클러치를 통해 최대로 전달 가능한 토크로 제한되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
8. 제1항에 있어서, 마찰 클러치에 인가되는 마찰 에너지의 히스토그램 또는 발생되는 마찰 에너지의 출력 등급의 히스토그램이 만들어지고, 상기 히스토그램의 평가에 의해 마찰 클러치의 런-인 특성은 평가되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.

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