KR101805217B1

KR101805217B1 - 마찰 클러치의 제어 방법

Info

Publication number: KR101805217B1
Application number: KR1020127021527A
Authority: KR
Inventors: 아르투어 슐랍파
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2017-12-05
Also published as: WO2011100950A1; DE112011100581B4; DE102011010511A1; US20120316742A1; DE112011100581A5; KR20130000383A

Abstract

본 발명은 내연 기관에 의해 제공된 토크를 자동차 내의 변속기에 전달하기 위한, 이중 클러치 변속기 내에 제공된 2개의 마찰 클러치 또는 하나의 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법에서, 내연 기관에 의해 제공된 토크가 전달되는 정도로 클러치 액추에이터는 작동 모드에서 작동 경로의 사전 설정을 통해 마찰 클러치의 마찰 라이닝들을 마찰 결합시키고, 작동 경로에 비해 연장된 시프팅 경로를 클러치 액추에이터가 사전 설정함으로써, 마찰 클러치의 마찰 라이닝의 마모를 통해 연장되는 마찰 클러치 내 추가 경로가 보상되며, 여기서 마찰 클러치에 마모가 존재할 때 추가 경로의 보상을 통해 재조정 과정이 시작된다. 재조정 과정을 규칙적으로 실행하기 위해, 선행하는 재조정 과정 이후부터 자동차의 진행되는 주행 경로에 따라 시프팅 경로를 제어하는 것이 제시된다.

Description

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

본 발명은 내연 기관에 의해 제공된 토크를 자동차 내의 변속기에 전달하기 위한, 이중 클러치 변속기 내에 제공된 2개의 마찰 클러치 또는 하나의 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법에서, 내연 기관에 의해 제공된 토크가 전달되는 정도로 클러치 액추에이터는 작동 모드에서 작동 경로의 사전 설정을 통해 마찰 클러치의 마찰 라이닝들을 마찰 결합시키고, 작동 경로에 비해 연장된 시프팅 경로를 클러치 액추에이터가 사전 설정함으로써, 마찰 클러치의 마찰 라이닝의 마모를 통해 연장되는 마찰 클러치 내 추가 경로가 보상되며, 여기서 마찰 클러치에 마모가 존재할 때 추가 경로의 보상을 통해 재조정 과정이 시작된다.

선행 기술로부터 자동식 마찰 클러치가 공지되어 있으며, 이러한 자동식 마찰 클러치는 내연 기관의 크랭크축과 회전 불가능하게 연결된 압력판과 이러한 압력판에 대해 축방향으로 변위 가능한 가압판으로 형성되며, 이 판들 사이에서는 변속기 측에 회전 불가능하게 연결된 클러치 디스크의 마찰 라이닝이 마찰 결합된다. 이를 위해, 가압판은 클러치 액추에이터를 통해 압력판 방향으로 변위되므로, 진행되는 주행 경로에 따라, 마찰 클러치를 통해 전달되는 토크가 설정되며, 마찰 클러치는 슬립 상태를 통해 체결된다. 이 경우, 마찰 클러치에서는 클러치 액추에이터에 의해 설정된 작동 경로를 통해 진행하면서, 전달 가능한 토크가 조절되며, 이러한 전달 가능한 토크는 내연 기관에 의해 제공된 토크보다 약간 더 높다(토크 트래킹).

마찰 클러치의 작동 시간 동안 마찰 라이닝이 마모되므로, 마찰 클러치를 통해 전달 가능한 토크와 관련하여 추가 경로가 필요하며, 이러한 추가 경로는 마찰 클러치 및/또는 클러치 액추에이터의 바람직하지 않은 작동 조건을 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 추가 경로를 보상하는 마찰 클러치가 사용된다. 이 경우, 보상은 마모가 감지될 때 램프 장치의 회전을 통해 단계별로 실행될 수 있으며, 이러한 회전 시에 가압판에서는 클러치 라이닝의 마모가 뒤따른다. 이 경우, 마모는 예를 들어 추가 경로가 측정됨으로써 경로에 좌우될 수 있거나, 상승된 작동력이 마모를 통해 마찰 클러치의 작동 조건이 변화할 때의 바람직하지 못한 작동력을 통해 평가됨으로써 힘에 좌우되어 측정될 수 있다. 예를 들어 상기 유형의 마찰 클러치의 재조정 기능은 이중 클러치에 조합된 2개의 마찰 클러치의 형태로 WO 2008/058 508 A1호에 제시될 수 있으며, 이러한 공보에서 2개의 마찰 클러치들은 각각 하나의 재조정 장치를 포함한다.

이 경우, 자동식으로 그리고 제어 유닛에 의해 제어되는 클러치 액추에이터를 구비한 마찰 클러치는 마찰 클러치가 최대 전달 가능한 토크를 전달하는 작동 경로에 걸친 시프팅 경로만큼 작동되도록 작동될 수 있다. 상승된 시프팅 경로가 설정되거나, 이에 따라 마모가 존재할 때 힘의 소모가 요구됨으로써, 마찰 클러치 내에서는 경로 센서 또는 힘 센서가 추가 경로의 보상을 위한 램프 장치를 활성화한다. 시프팅 경로에 상응하는 작동 경로의 스타팅은 단지 자동차가 정지될 때 또는 운전자가 극한 요건에 처해 있을 때 내연 기관 또는 마찰 클러치의 정규 작동 조건에서 실행된다. 내연 기관의 정지 시에 재조정 장치의 마찰 토크, 락킹 등에 의해서는 자동차의 정지 시에 재조정 과정이 어려워지거나 방해될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 마찰 라이닝의 마모를 보상하기 위한 재조정 과정을 실행하기 위한 개선된 루틴을 갖는 마찰 클러치를 작동하기 위한 방법의 개선예를 제공하는 것이다.

상기 목적은 내연 기관에 의해 제공된 토크를 자동차 내의 변속기에 전달하기 위한 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법에 의해 달성되며, 상기 방법에서, 내연 기관에 의해 제공된 토크가 전달되는 정도로 클러치 액추에이터는 작동 모드에서 작동 경로의 사전 설정을 통해 마찰 클러치의 마찰 라이닝들을 마찰 결합시키고, 작동 경로에 비해 연장된 시프팅 경로를 클러치 액추에이터가 사전 설정함으로써, 마찰 클러치의 마찰 라이닝의 마모를 통해 연장되는 마찰 클러치 내 추가 경로가 보상되며, 여기서 마찰 클러치에 마모가 존재할 때 추가 경로의 보상을 통해 재조정 과정이 시작되며, 시프팅 경로는 선행하는 재조정 과정 이후부터 자동차의 진행되는 주행 경로에 따라 제어된다.

이 경우, 마찰 클러치는 개별 마찰 클러치를 의미하거나, 이중 클러치에 조합된 2개의 마찰 클러치를 의미한다. 마찰 클러치는 바람직하게는 클러치 액추에이터에 힘이 없는 상태에서 개방되거나 스스로 개방되며, 클러치 액추에이터에 의해 능동적으로 체결되고, 예를 들어 가압 체결 또는 견인 체결된다. 마찰 클러치는 주행 요구 토크에 따라 내연 기관에 의해 설정되는 토크를 클러치 액추에이터에 의한 마찰 클러치의 상응하는 체결을 통해 전달하므로, 마찰 클러치의 압력판 및 가압판과 클러치 디스크의 마찰 라이닝들 사이에 슬립이 설정되지 않거나 예를 들어 진동 감쇠를 위한 원하는 슬립만이 설정된다. 변속기는 하나의 마찰 클러치만이 사용될 때 특히 수동 시프팅식 변속기 또는 자동식 변속기를 의미한다. 제시된 방법이 2개의 마찰 클러치들에 적용될 수 있는 이중 클러치가 사용될 때, 변속기는 특히 2개의 부분 파워 트레인을 구비한 이중 클러치 변속기이며, 2개의 마찰 클러치들 중 각각 하나의 마찰 클러치가 부분 파워 트레인에 할당됨으로써, 부분 파워 트레인에서 체결된 기어단은 인장력 중단없이 토크 변환을 통해 하나의 마찰 클러치로부터 다른 마찰 클러치로 시프팅된다.

자동차의 주행 경로에 따른 시프팅 위치의 스타팅을 통해, 예를 들어 재조정이 언제 요구되는지가 대략적으로 계산될 수 있다. 그러나, 특히 자동차가 이동할 때, 즉 내연 기관이 작동중에 있고 이 경우 상응하는 진동을 통해 경우에 따라 존재하는, 재조정 장치의 가능성 높은 록킹, 끼임, 또는 정지 마찰이 해제될 때 시프팅 위치가 스타팅됨으로써, 이러한 작동 상태에서 필요한 재조정의 안정성 상승이 달성되는 것이 특히 바람직하다. 주행 경로의 크기는 사전 설정 가능하게, 차량에 좌우되고 그리고/또는 마찰 클러치의 부하 상태에 좌우될 수 있는 주행 경로 임계값으로서 사전 설정될 수 있다. 따라서, 이러한 차량 임계값에는 예를 들어 진행하면서 측정되는 운전자 특성, 외부 온도, 트레일러 작동, 진행하면서 측정되는 전체 중량 등과 같은 매개 변수가 입력될 수 있다.

이 경우, 클러치 액추에이터를 제어하는 제어 장치 또는 다른 제어 장치에는, 주행 경로 임계값에 도달할 때 클러치 액추에이터를 통한 시프팅 경로의 제어가 현재 회전수에 좌우되는 루틴이 저장될 수 있다. 재조정 과정 시에 그리고 이에 따라 시프팅 경로의 제어 시에 내연 기관의 더 높은 회전수를 제공하는 것이 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 이 경우, 시프팅 경로는 주행 경로 임계값에 도달할 때 제어될 수 있거나, 내연 기관의 회전수가 사전 설정 가능한 회전수 임계값을 초과할 때까지 지연될 수 있다. 회전수 임계값은 예를 들어 진동 특성 등과 같은 내연 기관의 특성에 따라, 마찰 클러치의 설계에 따라, 특히 재조정 장치 등의 설계에 따라 사전 설정될 수 있으며, 자동차의 수명 동안 예를 들어 마찰 클러치 및내연 기관 등의 변화에 매칭될 수 있다.

제1 재조정에 이르기까지의 주행 경로 또는 2개의 재조정 과정들 사이의 주행 경로는 예를 들어 선행하는 재조정 과정의 실행 시에 내연 기관의 회전수에 따라 주행 경로 임계값의 형태로 측정될 수 있다. 이는 내연 기관의 회전수가 새로운 자동차에서 또는 새로운 마찰 클러치에서 사전 설정되어, 후속하는 재조정 과정에서 각각 저장되고, 후속하는 재조정 과정을 위한 주행 경로 임계값이 이러한 회전수에 따라 설정됨을 의미한다. 이 경우, 회전수에 따른 주행 경로 임계값은 내연 기관의 특성에 따라 사전 설정될 수 있다. 회전수가 증가함에 따라 주행 경로는 증가하도록 설정되고, 즉 회전수가 낮을 때의 재조정 시에 시프팅 경로의 바로 다음 스타팅에 이르기까지의 주행 경로는 회전수가 높을 때의 시프팅 경로의 스타팅에서 보다 더 낮게 설정되는 경우가 바람직한 것으로 입증되었다.

시프팅 경로의 스타팅이 실행되어야 하는 주행 경로에 도달할 때, 세팅된 회전수 임계값에 도달하거나 초과하지 않을 때, 시프팅 경로의 스타팅은 회전수 임계값을 초과할 때까지 지연된다. 이 경우, 예를 들어 낮은 회전수에 의한 매우 알맞은 작동 시에는 회전수를 초과하지 않을 때 주행 경로가 증가함에 따라 회전수 임계값이 강하함으로써, 사전 설정된 주행 경로 임계값과 같이, 달성된 주행 경로에 대한 간격이 경로상 가까울 때 시프팅 경로의 스타팅이 실행된다는 사실이 고려된다.

바람직한 일 실시예에 따라, 변속비를 시프팅하는 각각 하나 이상의 기어단을 갖는 2개의 부분 파워 트레인으로 내연 기관의 토크를 전달하는 2개의 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법은 2개의 마찰 클러치들에서 사용된다. 이 경우, 마찰 클러치의 시프팅 경로의 제어는 최대 전달 가능한 토크에서 시프팅 경로에 대해 제공된 토크의 작동 경로가 증가함으로써, 한편으로는 기어단이 체결되지 않을 때 토크를 전달하지 않는 작동 상태에서, 그리고 다른 한편으로는 토크를 전달하는 작동 상태에서 실행될 수 있다.

본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들에 의해 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 방법의 일 실시예를 흐름도로서 도시하는 도면이다.
도 2는 선행하는 재조정 과정에서 내연 기관의 회전수에 따라 주행 경로를 설정하기 위한 그래프이다.
도 3은 회전수 임계값에 도달하지 않은 경우 재조정 과정 동안 회전수 임계값을 하강시키기 위한 그래프이다.

도 1에는 마찰 클러치의 재조정 과정을 제어하기 위한 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도(1)가 도시되어 있다. 제어 유닛 내에서 흐름도(1)에 기초한 루틴은 마찰 클러치를 제어하기 위한 추가의 루틴에 병렬로 또는 직렬로 실행 가능하고, 선택된 소스 코드에 따라 실행 가능하며, 이에 따라 흐름도는 단지 개략적으로 파악될 수 있다는 사실이 자명하다.

흐름도(1)에 기초한 루틴은 클러치 액추에이터를 통한 마찰 클러치의 시프팅 경로 제어가 실행되는 동안 내연 기관의 회전수(n)에 대한 임계값[S(n)]의 임시 고정이 이루어지는 블록(2)에서 시작되며, 이러한 클러치 액추에이터에서는 시프팅 경로에 도달할 때 마찰 클러치의 재조정 장치의 경로 센서 또는 힘 센서의 조건이 충족될 경우에 재조정이 발생한다. 블록(3)에서는 이에 상응하게 마찰 클러치에 의한 자동차의 주행 경로(FS)에 대한 임시 임계값[S(FS)]이 고정된다.

분기부(4)에서는 현재 주행 경로(FS)가 임계값[S(FS)]에 도달했는지 또는 초과했는지가 검사된다. 이에 도달하거나 초과하지 않은 경우, 경우에 따라서는 사전 설정된 시간의 대기 이후에 새로운 검사가 분기부(4)에서 실행된다. 임계값[S(FS)]에 도달한 경우, 분기부(5)에서는 내연 기관의 회전수(n)의 임계값[S(n)]에 도달하는지 또는 초과하는지가 검사된다. 이에 도달하거나 초과하지 않는 경우, 경우에 따라서는 사전 설정된 시간 또는 주행 경로 이후에, 임계값[S(n)]은 바람직하게는 임계값[S(n)]의 소수부인 사전 설정된 회전수 차이(Δn)만큼 감소하고, 분기부(5)에서 새로운 검사를 실행한다. 이는 경우에 따라, 최소 회전수(n)에서 분기부(5)의 조건이 충족되어 이미 시작에서 충족된 분기부(5)에서처럼 블록(7)에서 시프팅 경로의 클러치 액추에이터에 의해 설정될 때까지 하나의 루프 내에서 실행된다. 이 경우, 재조정을 위한 마찰 클러치의 경로 센서 또는 힘 센서의 조건이 충족되면, 재조정 과정이 실행되며, 이러한 조건이 충족되지 않으면 재조정 과정이 실행되지 않는다.

시프팅 경로가 설정되는 동안, 내연 기관의 회전수(n)는 측정되어, 블록(8)에서 새로운 임계값[S(n)]으로서 저장되며, 예를 들어 메모리 저장된다. 회전수(n) 또는 임계값[S(n)]으로부터, 수학적 함수에 따라 또는 저장된 특성 곡선으로부터 임계값[S(FS)]이 측정되어 마찬가지로 저장된다. 이어서, 분기부(4)에서 사전 설정된 시간 및/또는 주행 경로 간격에서 주행 경로(FS)는 임계값[S(FS)]에 대해 검사되고, 즉 흐름도(1)는 블록(2, 3)을 제외하고 새로이 실행된다.

도 2에는 회전수(n)에 걸친 자동차의 주행 경로(FS)의 그래프(10)가 도시되어 있다. 이 경우, 곡선(11)은 마찰 클러치의 시프팅 경로가 스타팅되는 동안 내연 기관의 회전수(n)의 임계값[S(n)]에 따라 임계값[S(FS)]의 설정의 함수 관계에 대한 일 실시예를 나타낸다. 회전수(n)와 이에 따른 설정 임계값[S(n)]이 높은 경우, 임계값[S(FS)]은 상응하게 높게 설정된다. 회전수(n)가 적을 때 시프팅 경로의 스타팅이 실행되는 경우, 이에 상응하게 주행 경로(FS)는 시프팅 경로의 새로운 스타팅에 이르기까지 강하한다.

도 3에는 시프팅 경로의 스타팅 시에 그리고 임계값[S(n)]이 충족되지 않을 시에 주행 경로 차이(ΔFS)에 대한 회전수(n)의 그래프(12)가 도시되어 있다. 곡선(13)의 실시예에 따라, 경우에 따라 모든 경우에 시프팅 경로가 스타팅되는 최대 주행 경로[FS(max)]에서 최소 회전수[n(min)]에 도달할 때까지 회전수(n)는 감소하고 주행 경로 차이(ΔFS)는 증가한다. 곡선(13)에 상응하게 회전수(n)가 강하하는 경우, 시프팅 경로의 바로 다음 스타팅 과정을 위해서는 상응하게 감소된 임계값[S(n)]이 제공되고, 주행 경로를 위한 상응하게 단축된 임계값[S(FS)](도 1 및 도 2)이 제공되며, 즉 주행 경로는 시프팅 경로의 바로 다음 스타팅에 이르기까지 단축된다.

1 : 흐름도
2 : 블록
3 : 블록
4 : 분기부
5 : 분기부
6 : 블록
7 : 블록
8 : 블록
9 : 블록
10 : 그래프
11 : 곡선
12 : 그래프
13 : 곡선
ΔFS : 주행 경로 차이
Δn : 회전수 차이
FS : 주행 경로
FS(max) : 최대 주행 경로
n : 회전수
n(min) : 최소 회전수
S(FS) : 주행 경로 임계값
S(n) : 회전수 임계값

Claims

내연 기관에 의해 제공된 토크를 자동차 내의 변속기에 전달하기 위한 마찰 클러치의 제어 방법이며, 내연 기관에 의해 제공된 토크가 전달되는 정도로 클러치 액추에이터가 작동 모드에서 작동 경로의 사전 설정을 통해 마찰 클러치의 마찰 라이닝들을 마찰 결합시키고, 작동 경로에 비해 연장된 시프팅 경로를 클러치 액추에이터가 사전 설정함으로써, 마찰 클러치의 마찰 라이닝의 마모를 통해 연장되는 마찰 클러치 내 추가 경로가 보상되며, 여기서 마찰 클러치에 마모가 존재할 때 추가 경로의 보상을 통해 재조정 과정이 시작되는, 마찰 클러치의 제어 방법에 있어서,
시프팅 경로는 선행하는 재조정 과정 이후부터 자동차의 진행되는 주행 경로(FS)에 따라 제어되고,
시프팅 경로는 내연 기관의 회전수(n)가 사전 설정 가능한 회전수 임계값[S(n)]을 초과할 때 제어되고,
시프팅 경로는 진행된 주행 경로(FS)에 도달된 이후 바로 다음에 회전수 임계값[S(n)]을 초과할 때 제어되고,
회전수 임계값[S(n)]이 회전수(n)에 의해 초과되지 않을 때 회전수 임계값[S(n)]은 증가하는 주행 경로 차이(ΔFS)에 따라 강하하는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
삭제
제1항에 있어서, 주행 경로(FS)는 선행하는 재조정 과정의 실행 시에 내연 기관의 회전수(n)에 따라 측정되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
제3항에 있어서, 내연 기관의 회전수(n)가 증가함에 따라 재조정 과정 동안 주행 경로(FS)는 상응하게 확대되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 방법은 변속비를 시프팅하는 각각 하나 이상의 기어단을 갖는 2개의 부분 파워 트레인으로 내연 기관의 토크를 전달하는 2개의 마찰 클러치를 제어하기 위한 방법인 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
제7항에 있어서, 기어단이 체결되지 않을 때 토크를 전달하지 않는 작동 상태에서는 마찰 클러치의 시프팅 경로의 제어가 실행되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.
제7항에 있어서, 토크를 전달하는 작동 상태에서는, 최대 전달 가능한 토크에서 시프팅 경로에 대해 제공된 토크의 작동 경로가 증가함으로써, 마찰 클러치의 시프팅 경로의 제어가 실행되는 것을 특징으로 하는, 마찰 클러치의 제어 방법.