KR102080546B1 - 자동차의 클러치 제어 방법 - Google Patents

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마틴 포어텍
레네 칼름스
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폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 자동차의 클러치의 제어를 위한 방법에 관한 것이며, 자동차는 내연기관, 변속기 및 클러치를 구비하고, 클러치는 내연기관과 변속기 사이에 토크의 전달을 위해 작동 가능하게 제공되고, 그리고/또는 배치되며, 클러치에 의해 토크의 전달을 위해 내연기관의 출력 샤프트가 변속기의 변속기 입력 샤프트와 결합될 수 있고, 변속기 출력 샤프트는 자동차의 구동 휠들과 작동 가능하게 연결되고, 그리고/또는 결합되며, 내연기관이 스위치 오프되고 클러치가 적어도 부분적으로, 특히 완전하게 개방된 상태에서 자동차가 구동 없이 구르는 자동차의 코스팅 모드 중에 내연기관은 내연기관의 시동을 위한 클러치의 체결을 통해 드래그되며, 클러치 목표 토크(Ksoll) 및/또는 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선이 규정되고, 그에 이어서 각각의 클러치 실제 토크(Kist) 및 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 나타나며, 체결될 클러치의 인가 지점이 실질적으로 결정되고, 그리고/또는 실질적으로 마지막 체결 과정들 중 하나에서 상응하게 확인된 그리고/또는 적응된 인가 지점으로서 공지된다. 내연기관은 상대적으로 더 이른 시점에 시동되며, 클러치 실제 토크(Kist)가 실질적으로 엄밀 단조 증가 방식으로 인가 지점을 통과하도록 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선이 구성됨으로써 주행 쾌적성이 증대된다.

Description

자동차의 클러치 제어 방법
본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부의 특징들에 따른 방법에 관한 것이다.
자동차는 일반적으로 내연기관, 변속기 및 클러치를 포함하고, 클러치는 토크의 전달을 위해 내연기관과 변속기 사이에 작동 가능하게 제공되고, 그리고/또는 배치된다. 클러치에 의해서는 토크의 전달을 위해 내연기관의 출력 샤프트가 변속기의 변속기 입력 샤프트와 체결될 수 있다. 자동차의 코스팅 모드(coasting mode) 동안, 다시 말해 내연기관이 스위치 오프된 상태에서, 그리고 클러치는 적어도 부분적으로, 특히 완전하게 개방된 상태에서 자동차가 구동 없이 구를 때, 내연기관이 각각 드래그되고 시동되어야 한다면, 클러치는 내연기관의 시동을 위해, 또는 내연기관을 드래그하기 위해 체결된다. 변속기 출력 샤프트는 자동차의 구동 휠들과 작동 가능하게 연결되거나, 자동차의 구동 휠들과 작동 가능하게 결합되며, 변속기 자체에서는 특히 하나의 기어단도 넣어져 있다. 그로 인해, 그런 다음, 내연기관을 각각 드래그하고 시동하기 위해 클러치가 체결되면, 특히 제어 가능한 클러치를 통한 쾌적한 내연기관 시동을 실현하기 위해, 굴러가는 자동차의 관성 질량이 이용된다. 이런 경우, 그 다음, 내연기관의 출력 샤프트를 구동하고 내연기관을 시동하기 위해, 구동 휠들로부터 변속기를 경유하여, 특히 변속기 입력 샤프트 및 적어도 부분적으로 체결된 클러치를 경유하여 토크는 내연기관의 출력 샤프트로 전달된다.
한편, 종래 기술에서는, 내연기관을 각각 드래그하고 시동하기 위한 상이한 방법들 또는 상이하게 제어 가능한 클러치들이 공지되어 있다. 특히 그 경우 제어 가능한 클러치에서는 클러치 목표 토크 및/또는 클러치 목표 토크의 특성곡선이 사전 설정되며, 그 결과로서 각각의 클러치 실제 토크 또는 클러치 실제 토크의 특성곡선이 조정된다. 결정적인 영역/결정적인 위상은 체결될 클러치의 인가 지점(application point)이다. 특히 상기 영역/시점도, 자동차의 운전자가 느끼는 쾌적함을 위해 함께 결정적으로 중요한데, 그 이유는 상기 시점에서/상기 위상에서 자동차의 어셈블리들의 어셈블리 변위가 일어나기 때문이다. 클러치의 인가 지점까지, 클러치 목표 토크의 특성곡선을 통해 클러치 실제 토크의 각각의 특성곡선이 사전 설정되거나 실현되며, 클러치의 인가 지점에서는 그에 따라 실현된 클러치 실제 토크를 기반으로 클러치의 변속기 측으로부터 클러치의 내연기관 측으로 정해진 클러치 토크가 전달되지만, 이 경우 자동차의 어셈블리 변위(어셈블리들은 특히 엔진 및 변속기임)가 발생하고, 어셈블리들은 클러치의 인가 지점부터 점증적으로 관련 고무 어셈블리 베어링에서 지지되어야 한다. 특히, 그 다음, 클러치 토크에 상대적인 카운터 모멘트(counter moment)(작용과 동일한 반작용)가 형성된다. 이런 경우, 쾌적함을 위해, 어셈블리가 고무 어셈블리 베어링 내에서 지지되는 방법, 또는 한편 이때 고무 어셈블리 베어링들 내에서 지지 모멘트가 형성되는 방법도 결정적으로 중요하다.
따라서, 예컨대 EP 2 497 940 A1호로부터는, 본 발명의 기반이 되는, 자동차의 클러치의 제어를 위한 방법이 공지되어 있으며, 여기서는 클러치 목표 토크 또는 클러치 목표 토크의 특성곡선이 사전 설정되고 그 결과로서 각각의 클러치 실제 토크 또는 클러치 실제 토크의 정해진 특성곡선이 조정되며, 이를 위해 이런 관점에서의 추가의 설명에 대해 특히 도 1이 참조되되, 본원에서 본원에 첨부된 도 1에 EP 2 497 940 A2호에서 실현되는 방법이 더 상세하게 도시되어 있다(또는 상기 공지된 방법은 EP 2 497 940 A2호의 도 2에 부분적으로 상응하게 도시되어 있지만, 그러나 본원의 도 1에는, 종래 기술에서 공지된 상기 방법의 설명을 위해 정해진 위상들/특성곡선들만큼만 상응하게 보충되어 있다). 도 1의 x축에는 시간(t)이 표시되어 있고 (왼쪽) y축에는 클러치 토크(M)가 표시되어 있다. 본원에서 공지된 제어 방법의 경우, 체결되는 클러치의 인가 지점 또는 상응하는 인가 토크(application torque)가 상응하는 파선으로 도시되어 있다. 여기서도 도시된 특성곡선들의 상이한 개별 위상들, 요컨대 위상 "0", 위상 "I", 위상 "II" 및 위상 "III" 또는 위상 "IV" 이 잘 확인된다. 그 밖에도, 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선, 및 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선, 및 엔진 회전수 또는 변속기 입력 샤프트 회전수의 특성곡선도 [도시되고 평행한 추가 (오른쪽) y축을 통해] 도시되어 있다. 한편 본원에서는 도 1의 범례 및 그래프식 특성곡선들 또는 도면들이 더 상세하게 다루어진다.
EP 2 497 940 A2호를 통해 공지된 방법의 경우, 클러치 목표 토크(Ksoll)는 위상 "0"에서 실질적으로 계단형으로 특성곡선되며, 요컨대 인가 지점/인가 토크 직전까지 증가하고 그 다음 위상 "0"의 종료 시까지 인가 목표 토크의 값에서 일정하게 유지된다. 위상 "I"에서, 클러치 목표 토크(Ksoll)는 강한 제1 경사도(gradient)로, 특히 급경사로 선형으로 증가하며, 위상 "II"에서는 클러치 목표 토크(Ksoll)는 상대적으로 더 작은 제2 경사도로 마찬가지로 선형으로 증가한다. 위상 "III"에서, 클러치 목표 토크(Ksoll)의 기울기(inclination) 또는 경사도는 연속적으로 감소하고 그 다음 위상 "IV"에서는 실질적으로 상수값을 보유한다. 위상 "IV"에서의 클러치 목표 토크는, 엔진의 관성 질량을 가속화하기 위해 가속 토크와 엔진의 드래그 토크를 합산한 토크에 상응한다.
클러치 실제 토크(Kist)는 "가상으로" 위상 "0"에서 소정의 시간 지연으로 시점(t1)에서 개시되어 강한 제1 경사도로 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선을 추종하며, 다시 말하면 요컨대 인가 지점/인가 토크의 방향으로 강하게 상승하는 방식으로 증가한다. 다시 말해 클러치 목표 토크(Ksoll)가 클러치의 인가 지점까지 급격하게 변화하는 방식으로 형성되는 반면, 클러치 실제 토크(Kist)는 특히 시점(t2)까지 클러치 실제 토크(Kist)가 "실제로" 인가 토크/인가 지점에도 도달할 때까지는 클러치 목표 토크(Ksoll)를 추종하지만, 그런 다음에는 강하게 평활화되되거나, 일정하며, 인가 지점/인가 토크에 도달한 이후 시점(t3)까지 위상 "0"에서 더 이상 형성되지 않는다. 클러치 실제 토크(Kist)의 토크 형성 중에 "불감 시간(dead time)"이 발생한다. 상기 클러치 실제 토크는 맨 먼저, 위상 "I"에서 그 다음 클러치 목표 토크(Ksoll)가 다시 선형으로 계속 증가한 후, 다시 소정의 시간 지연을 수반하며 클러치 목표 토크(Ksoll)를 추종할 수 있으며, 그 다음, 도 1에서 확인할 수 있는 것처럼, 클러치 실제 토크(Kist)는 위상 "I"의 중간부에서부터, 요컨대 시점(t3)부터 위상 "III"의 종료 시까지 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선을 실질적으로 추종하고, 그 다음 위상 "IV에서는 클러치 실제 토크(Kist)가 사전 설정된 클러치 목표 토크(Ksoll)의 최종값, 요컨대 그에 상응하는 상수값에 도달한다.
시점(t4)에 비로소, 특히 위상 "II"의 개시 시점에, 특히 클러치 실제 토크(Kist)가 내연기관의 출력 샤프트의 정지 마찰을 초과하거나, 또는 초과했을 때, 내연기관의 출력 샤프트가 "기동(breakaway)"된다. 그 다음, 내연기관의 회전수(nMot)는 위상들 "II" 내지 "IV"에 걸쳐서 증가하며, 위상 "IV"에서 비로소 내연기관의 회전수(nMot)는 변속기의 입력 샤프트의 회전수(nGew)에도 도달한다. 여기서 이어서, 특히 위상 "II"와 위상 "III" 사이에서 엔진 회전수(nMot)는 도 1에서 확인되거나 개략적으로 도시된 것처럼, DMF(이중 질량 플라이휠) 공진 영역에 대해 임계적인 회전수를 초과한다. 내연기관의 시동을 위한 분사는 도 1에 따라서 빨라도 위상 "III"의 개시 시점에, 또는 특히 위상 "IV"에서 비로소 수행된다.
그러나 특히 도 1 및 상술한 설명으로부터 분명해지는 것처럼, EP 2 497 940 A2호에 따라 공지된 방법의 경우, 한편으로 불감 시간은 요컨대 상기 시점들(t2 및 t3) 사이에 존재함에 따라 내연기관의 시동의 지연이 발생하고, 다른 한편으로는 클러치 목표 토크(Ksoll)의 기울기 및 그에 따른 시간상 후속하는 클러치 실제 토크(Kist)의 기울기가 특히 위상 "I"의 개시 시점에 매우 큼에 따라 고무 어셈블리 베어링들 내에서 강한 어셈블리 지지가 나타나고, 이는 운전자의 안락감을 상응하게 감소시키거나, 그런 경우 운전자가 불편감을 느낀다.
그러므로 본 발명의 과제는, 한편으로 내연기관의 시동의 지연이 감소되거나 방지되고 다른 한편으로는 승차감이 향상되는 방식으로, 도입부에 언급한 방법을 구성하고 개선하는 것이다.
앞에서 제시한 과제는 우선 특허 청구항 제1항의 특징들을 통해 해결된다.
실질적으로, 먼저, 클러치 실제 토크가 실질적으로 엄밀 단조 증가 방식(strictly monotonically increasing manner)으로 인가 지점을 통과하도록, 클러치 목표 토크의 특성곡선이 구성된다. 이로써, 먼저, 클러치 실제 토크가 인가 지점에 도달하거나 이를 통과할 때, 클러치 실제 토크의 불감 시간이 방지된다. 이로 인해, 내연기관의 시동은 (지금까지 공지된 종래 기술과 비교하여) 상기의 경우에도 상대적으로 더 빠르게 수행될 수 있다. 내연기관은 상대적으로 더 이른 시점에 드래그되고 시동될 수 있다. 그 밖에도, 내연기관을 드래그할 때 자동차의 승차감도 향상되는데, 그 이유는 클러치 실제 토크가 이제는 (지금까지 종래 기술에서처럼) 인가 지점/인가 토크의 도달 후 다소 갑자기 증가되어야 할 필요가 없고, 실질적으로 이제 엄밀 단조 증가 방식으로 인가 지점을 통과하기 때문이다. 이로 인해, 어셈블리들이 고무 어셈블리 베어링들 내에서 종래처럼 (다소 갑자기) 지지되어야 할 필요가 없고, 어셈블리들의 다소 원활한 지지가 수행되며, 특히 클러치 토크에 상대적인 상응하는 카운터 모멘트는 실질적으로 연속해서 형성되지만, 갑작스럽게 형성되지는 않는다. 그러므로 최초에 언급한 단점들은 방지되고 그에 상응하는 장점들이 달성된다.
본원의 방법의 바람직한 실시형태의 경우, 클러치 목표 토크가 형성되고, 이때 클러치 실제 토크는 실질적으로 클러치 목표 토크의 특성곡선을 시간 지연 방식으로 추종한다. 그러므로 특히 클러치 목표 토크도 인가 지점에서 실질적으로 엄밀 단조 증가 방식으로 진행한다.
인가 지점에 도달하기 직전까지, 클러치 실제 토크는 정해진 제1 경사도, 특히 매우 가파른 경사도로 형성되며, 그 다음 클러치 실제 토크는 인가 지점에 도달하기 직전의 시점부터 인가 지점을 통과하는 직후의 시점까지 (제1 경사도와 비교하여) 상대적으로 더 작은 정해진 제2 경사도로 인가 지점을 통과한다. 클러치 실제 토크의 특성곡선이 클러치 목표 토크의 특성곡선을 실질적으로 추종하기 때문에, 클러치 목표 토크의 특성곡선에 대해서는 실질적으로 전술한 사항도 적용된다. 이로 인해, 클러치 실제 토크는 정해진, 상승하는(큰) 제1 경사도에 의해 특히 단시간에 형성되며, 그럼으로써 클러치의 인가 지점도 단시간 후에 도달되지만, 그러나 그 다음 클러치의 인가 지점은 정해진, 상대적으로 더 완만한(더 작은) 제2 경사도로 통과되며, 이는 상술한 장점들을 달성한다.
그 다음, 실질적으로, 내연기관의 출력 샤프트의 정지 마찰이 극복되거나, 또는 내연기관의 출력 샤프트가 회전되기 시작하고, 특히 다시 말해 "기동"되고, 그리고/또는 내연기관의 출력 샤프트가 정해진 회전수에 도달하는 시점에, 클러치 실제 토크의 특성곡선은 실질적으로 (제2 경사도와 비교하여) 정해진 제3 경사도, 특히 상대적으로 더 작은 경사도를 보유한다. 그 결과로 인해, 특히 내연기관의 출력 샤프트가 "기동된" 후에, 일정한 토크 레벨로의 실질적으로 부드러운 전이가 실현될 수 있다. 클러치 실제 토크의 실질적으로 일정한 토크 레벨의 실현 동안, 내연기관의 출력 샤프트의 회전수는 계속 증가하며, 이러한 방식으로 특히 임계적인 DMF 공진 영역도 통과할 수 있다. 또한, 특히 내연기관의 연료 분사는 임계적인 DMF 공진 영역을 상회할 때 비로소 개시된다.
바람직하게는 내연기관이 드래그되게 하는 "급속 모드(quick mode)" 및 "쾌적 모드(comfort mode)"가 있다.
쾌적 모드에서 클러치 실제 토크의 특성곡선은 일정한 토크 레벨에 도달할 때까지 실질적으로 조화를 이루면서 점진적으로 감소하는 방식으로 형성되며, 이때, 제1 경사도는 매우 크게 형성되고 제2 경사도는 제1 경사도보다 더 작게 형성되며, 제3 경사도는 제2 경사도보다 더 작게 형성되거나, 또는 그에 기인하는 각각의 기울기들이 상응하게 실현된다. 특히 쾌적 모드를 위한 클러치 실제 토크의 특성곡선은 2차의 다항식들로 이루어진 스플라인(spline)으로서 형성될 수 있다.
급속 모드, 또는 급속 모드에서의 클러치 실제 토크의 특성곡선은 쾌적 모드와 다르게 형성된다. 급속 모드에서 클러치 실제 토크의 특성곡선은 일정한 토크 레벨에 도달하기 위해 실질적으로 우선 초기 위상에서 먼저 강하게 증가하는 방식으로 형성되는 특성곡선을 갖는데, 그 이유는 제1 경사도가 매우 크게 형성되기 때문이다. 그 다음, 적어도 인가 지점 직전 및 직후에, 클러치 실제 토크의 특성곡선은 훨씬 더 완만하게 형성되는데, 그 이유는, 요컨대 제2 경사도가 제1 경사도보다 더 작게 형성되고, 인가 지점을 통과한 후에는 특성곡선이 제2 경사도보다 더 큰 정해진 중간 경사도를 가짐으로써, 상기 특성곡선이 (최종 위상에서) 제3 경사도로써 실질적으로 다시 더 완만하게 실현되거나 각각의 기울기들이 각각의 경사도들에 따라 실현되기 전에, 상기 특성곡선은 다시 강하게 증가하기 때문이다. 상술한 "급속 모드"에 의해, 내연기관은 시간상 훨씬 더 이른 시점에, 다시 말해 쾌적 모드에서보다 더 일찍 시동될 수 있다. 급속 모드는 특히 2차의 다항식들로 이루어진 스플라인에 의해 형성된다. 급속 모드 또는 쾌적 모드는 1차, 2차 및 3차의 (하나씩 구성된) 다항식들로 이루어진 스플라인으로도 표현되거나 실현될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법을 바람직한 유형 및 방식으로 구성하고 개선하는 여러 가능성이 있다. 이에 대해, 먼저 특허 청구항 제1항에 종속되는 특허청구항들이 참조되어야 한다. 하기에서는, 본 발명의 다수의 바람직한 구현예들이 도면 및 그와 관련된 기재내용에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은, 각각 시간(t)에 따라서, 그리고 정해진 개별 위상들에 대해, 클러치 목표 토크, 클러치 실제 토크, 그리고 내연기관의 출력 샤프트의 회전수, 또는 변속기의 입력 샤프트의 회전수의 특성곡선들의 도해와 함께 자동차의 클러치의 제어를 위한 종래 기술에서 공지된 방법을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 2는, 도 1의 도해와 유사하지만, 그러나 한편으로 쾌적 모드에 대해, 그리고 다른 한편으로는 급속 모드에 대해 상응하는 차이점들의 설명을 포함하는 본 발명에 따른 방법을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 먼저, 실질적으로 종래 기술에서 이미 공지된 방법 단계들이 도시되어 있다. 여기서도, 클러치 실제 토크(Kist)는 실질적으로 클러치 목표 토크(Ksoll)를 추종한다. 도 1에서는, 이미 최초에 설명한 것처럼, 시점(t0)에 클러치가 완전하게 개방되어 있으며, 클러치 목표 토크(Ksoll)의 계단형 특성곡선에 기인하여 클러치 실제 토크(Kist)가 시점(t1)부터 시간상 지연되어 클러치 목표 토크(Ksoll)를 추종하여 먼저 강하게 증가하고, 클러치는 시점(t2)에 인가 지점 또는 인가 토크에 도달하는 점을 잘 확인할 수 있다. 이런 경우일 때 비로소 클러치 목표 토크(Ksoll)는 위상 "I"에서 시점(tK)부터 다시 증가하며, 그럼으로써 이어서 클러치 실제 토크(Kist)는 시점(t3)부터 다시 클러치 목표 토크(Ksoll)를 추종하여 마찬가지로 증가하게 된다. 특히, 시점(t4)에서, 위상들 "II" 내지 "IV"를 통과하는 동안 내연기관의 출력 샤프트의 회전수(nMot)가 변속기의 입력 샤프트의 회전수(nGew)에 도달할 때까지, 내연기관의 출력 샤프트는 "기동"되고 회전되기 시작한다. 이런 경우, 클러치 실제 토크(Kist)는 시점들(t2 및 t3) 사이의 불감 시간을 통과하며, 다시 말하면 실질적으로 불감 시간 = t3 - t2를 통과하며, 이에 기인하여, 이미 기재한 것처럼, 내연기관은 불감 시간으로 인해 상응하게 늦게 시동될 수 있을 뿐 아니라, 시점(t3)부터 클러치 실제 토크(Kist)의 (갑작스런) 강한 증가로 인해 갑작스런 어셈블리 변위로 인한 그에 상응하는 쾌적성 손실도 발생하게 된다.
클러치 목표 토크는 실질적으로 엔진의 관성 질량을 가속화하기 위해 가속 토크와 엔진의 드래그 토크를 합산한 토크에 상응한다.
본원의 방법은 특히 상응하는 마이크로프로세서를 포함하는 전기 및/또는 전자 제어 장치에 의해 실현되며, 이때 제어 장치에 상응하는 데이터들/값들이 전송되고, 상기 제어 장치에 의해 클러치가 상응하게 제어될 수 있다. 그러므로 도 2에 도시된 곡선 파형들 및/또는 데이터들은 제어 장치 내에 상응하게 "저장되고", 그리고/또는 그곳에서 상응하게 확인된다.
상술한 단점들은 이제, 먼저, 클러치 실제 토크(Kist)가 실질적으로 엄밀 단조 증가 방식으로 클러치의 인가 지점을 통과하도록 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선이 구성되는 것을 통해 방지된다. 이는 특히 도 2에서 잘 확인할 수 있는 방식으로 개략적으로 도시되어 있다. 도 2에는, 잘 확인할 수 있는 방식으로, 쾌적 모드 및 급속 모드에 대한 클러치 목표 토크(Ksoll)를 위한 상응하는 특성곡선들, 및 마찬가지로 상술한 모드들에 대해 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선을 시간 지연 방식으로 실질적으로 추종하는 클러치 실제 토크(Kist)가 상응하게 도시되어 있다. 체결될 클러치의 인가 지점은 실질적으로 결정되고, 그리고/또는 실질적으로는 가장 최근 체결 과정들 중 하나에서 상응하게 확인되고, 그리고/또는 적응되었으며, 다시 말하면 알려졌거나, 또는 상응하는 인가 토크가 상응하게 결정되고 공지된다. 클러치 실제 토크(Kist)가 실질적으로 엄밀 단조 증가 방식으로 인가 지점을 통과하는 것을 통해, 앞에서 기재한 단점들은 방지될 수 있으며, 특히 시점들(t2 및 t3) 사이에서는 더 이상 불감 시간이 실현되지 않으며, 내연기관은 상대적으로 더 이른 시점에 시동되거나, 상대적으로 더 이른 시점에 드래그될 수 있다. 원칙상, 먼저 하기 사항이 설명되어야 한다.
인가 지점에 도달하기 직전까지, 클러치 실제 토크(Kist)는 특히 시점들(t1 및 t2) 사이에서 정해진 제1 경사도, 특히 매우 가파른 (큰) 경사도로 형성된다. 그 다음 클러치 실제 토크(Kist)는 인가 지점에 도달하기 직전의 시점(t2)부터 인가 지점을 통과하는 직후의 시점(t3)까지 (제1 경사도와 비교하여) 상대적으로 더 작은 정해진 제2 경사도로 인가 지점을 통과한다. 달리 표현하면, 클러치 실제 토크(Kist)는 시점들(t1 및 t2) 사이에서보다 시점들(t2 및 t3) 사이에서 더 완만하게 진행한다. 시점 t1부터 t2까지 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 여기서는 상응하게 "가상으로" 도시되어 있고, 특히 시점(t2)부터 클러치 실제 토크(Kist)는, 늦어도, 그러나 시점(tK)부터 실제로 인가되거나 실현된다. 이 경우, 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 토크 경사도의 갑작스런 변화가 없는 "평활(smooth)" 함수에 상응한다. 이 경우, 각각의 클러치 토크 경사도[(급속 모드를 위한) (제1, 제2, 제3 경사도 또는 "중간 경사도"]는 드래그 과정의 개별 위상들에 따라서 개루프/폐루프 모드로 제어된다.
그 다음, 실질적으로 시점(t4)(어느 모드가 구현될지에 따라 t4' 또는 t4")에, 요컨대 내연기관의 출력 샤프트의 정지 마찰이 극복되거나, 내연기관의 출력 샤프트가 회전되기 시작하고, 특히 "기동"되고, 그리고/또는 내연기관의 출력 샤프트가 정해진 "제1 회전수"(nMot)에 도달하는 시점에, 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 실질적으로 (제2 경사도와 비교하여) 정해진 제3 경사도, 특히 매우 완만한 (작은) 경사도를 갖는다. 이로써, 특히 일정한 토크 레벨로의 실질적으로 부드러운 전이가 실현될 수 있으며, 이는 도 2에서 실질적으로 클러치 실제 토크(Kist)를 위한 각각의 특성곡선들의 끝부분에 도시되어 있다.
달리 표현하면, 시점(t4)(어느 모드가 구현될지에 따라 t4' 또는 t4", 이는 하기에서 훨씬 더 상세하게 설명됨)에서, 내연기관의 출력 샤프트는 기동되고 회전되기 시작하며, 그 다음 내연기관의 출력 샤프트의 회전수(nMot)는 연속해서 증가하며, 특히 이 경우 실현되는 클러치 실제 토크(Kist)의 일정한 토크 레벨을 기반으로 증가한다. 특히, 그 다음, 이후 내연기관의 연료 분사가 개시되기 전에, 내연기관의 출력 샤프트의 회전수(nMot)는 임계적인 DMF 공진 영역(이중 질량 플라이휠 공진 영역)을 통과할 수 있거나, 적어도 초과할 수 있다. 상기 연료 분사는 특히 임계적인 DMF 공진 영역을 상회할 때 비로소 개시된다.
도 2에는, 특히 여기서는 시간(t)이 증가할 때, 특히 자동차가 "코스팅 주행"하기 때문에 약간 감소하는 변속기의 입력 샤프트의 회전수(nGew)도 도시되어 있다. 또한, 드래그되는 내연기관의 출력 샤프트의 회전수(nMot)도 상응하게, 특히 본원에서 명시되는 모드들에 대해, 요컨대 하기에서는 간단히 기재되는 것인 "급속 모드" 및 "쾌적 모드"에 대해 도시되어 있다.
도 2에는, "쾌적 모드", 요컨대 일정한 토크 레벨에 도달할 때까지 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 도시되어 있으며, 클러치 실제 토크 경사도의 특성곡선은 실질적으로 조화를 이루면서 점차로 감소하는 방식으로 형성된다(도 2에서 각각의 하부 곡선들). 시점(t4')에서 비로소, 내연기관의 출력 샤프트는 "기동"되고, 정해진 "제1 회전수"(nMot)에 도달한다. 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 조화를 이루면서 점진적으로 감소하는 경우, 시점 t1과 t2 사이의 영역 내 제1 경사도는 매우 크게 형성되고, 시점 t2와 t3 사이의 영역 내 제2 경사도는 제1 경사도보다 더 작게 형성되며, 시점(t4')에 도달하기 직전의 최종 위상에서 제3 경사도는 제2 경사도보다 약간 더 작게 형성되거나, 또는 그에 기인하는 각각의 기울기들이 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선들에 상응하게 실현된다.
또한, 도 2에는, 내연기관의 시동을 위한 "급속 모드"가 도시되어 있다(도 2에서 각각의 상부 곡선들). 여기서는, 급속 모드에서의 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 분명하게 확인되는데, 일정한 토크 레벨에 도달할 때까지, 실질적으로 초기 위상에서, 특성곡선은 먼저 강하게 증가하는 방식으로 형성되며, 특히 시점들(t1 및 t2) 사이에서 요컨대 제1 경사도는 매우 크게 형성된다. 그 다음, 적어도 인가 지점 직전 및 직후에, 다시 말해 시점들(t2 및 t3) 사이에서, 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 훨씬 더 완만하게 형성되며, 요컨대 제2 경사도가 제1 경사도보다 더 작게 형성되며, 그리고 인가 지점을 통과한 후에, 특히 시점(t3)부터, 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 제2 경사도보다 더 큰 정해진 중간 경사도로 다시 더 가파르게 형성되며, 그런 후에 특성곡선은 최종 위상에서, 시점(t4")에 도달하기 직전의 제3 경사도(최종 위상에서의 경사도)로써 실질적으로 완만하게 실현되거나, 또는 각각의 기울기들이 각각의 경사도들에 따라 실현되어 있거나, 실현된다.
수치 값들/상응하는 영역들에 대해서는 특히 실질적으로 하기 값들이 적용되며, 이들 값은 특히 어셈블리들(엔진, 변속기)의 특정한 유형, 특정한 어셈블리 베어링들, 특히 그들의 강성, 및/또는 각각의 특정한 차량 질량에 따라서도 결정된다.
쾌적 모드에서, 제2 경사도는 인가 지점에서[또는 바이팅 포인트(biting point)에서], 다시 말해 시점(tK)에서 클러치 목표 토크(Kist)에 대해 실질적으로 특히 400Nm/s이다. 그러므로 제2 경사도는 쾌적 모드에서 실질적으로 300Nm/s 내지 500Nm/s의 사이이다. 그러므로 특히 클러치의 정해진 인가 토크/바이팅 토크(biting torque)가 실현되는 시점(tK)에, 제2 경사도 또는 그에 기인하는 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 실현된다. 특히 인가 지점에 도달하기 직전의 제2 경사도는 시점(t2)부터 인가 지점을 통과하는 직후까지, 다시 말해 시점(t3)까지 실현되는데, 이때 시점(t2)에서는 특히 실질적으로 Kist = 인가 토크 - 10Nm인 (가상의) 클러치 실제 토크가 실현되고, 시점(t3)에서는 (실제의) 클러치 실제 토크인 Kist = 인가 토크 + 10Nm이 실현된다. 마지막으로, 제3 경사도는 특히 제2 경사도와 유사하게도 형성되며, 특히 쾌적 모드에서 400Nm/s보다 약간 더 작은 값을 보유한다. 그러나 그 다음 제3 경사도, 다시 말해 각각의 경사도가 최종 위상에서 일정한 토크 레벨에 도달하기 전에, 다시 말해 적어도 시점(t4')에 도달하기 직전에 예컨대 100Nm/s의 값도 보유할 수 있는 다양한 "쾌적 모드들"이 실현될 수 있다.
급속 모드에서, 제2 경사도는 인가 지점에서(또는 바이팅 포인트에서), 다시 말해 시점(tK)에서 클러치 목표 토크(Kist)에 대해 실질적으로 특히 100Nm/s이다. 그러므로 제2 경사도는 급속 모드에서 실질적으로 50Nm/s 내지 300Nm/s의 사이이다. 그러므로 특히 클러치의 정해진 인가 토크/바이팅 토크가 실현되는 시점(tK)에서, 제2 경사도 또는 그에 기인하는 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 실현된다. 특히 인가 지점에 도달하기 직전의 제2 경사도는 시점(t2)부터 인가 지점을 통과하는 직후까지, 다시 말해 시점(t3)까지 실현되되, 시점(t2)에서 특히 실질적으로 Kist = 인가 토크 - 10Nm인 (가상의) 클러치 실제 토크가 실현되고, 시점(t3)에서는 (실제의) 클러치 실제 토크인 Kist = 인가 토크 + 10Nm이 실현된다. 마지막으로, (여기서 "제3 경사도"로도 지칭되는) 급속 모드의 최종 위상의 경사도는 특히 제2 경사도보다 더 크게 형성되고 특히 300Nm/s의 값을 보유하거나, 또는 100 내지 400Nm/s의 영역 이내이다. 그러나 상기 유형의 급속 모드의 실현을 위해, 추가의 "중간 경사도"가 (제2 경사도와 제3 경사도 사이에) 제공되며, 이 중간 경사도는 제2 경사도보다 분명히 더 가파르게 형성되고, 특히 750Nm/s의 값을 보유하며, 그리고 특히 400 내지 900Nm/s의 범위 이내이다. 그러므로 급속 모드에서 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 맨 먼저 시점들(t1 및 t2) 사이에서 제1 경사도로 강하게 증가하고, 시점들(t2 및 t3) 사이에서 제2 경사도로 인가 지점을 통과하며, 그리고 다시 시점(t3)부터 중간 경사도를 기반으로 강하게 증가하며, 그런 후에 특성곡선은 그 다음 제3 경사도를 통해 실현되어 다시 평활화되고, 그런 후에 특성곡선은 일정한 토크 레벨에 도달하며, 요컨대 제3 경사도가 시점(t4")에 도달하기 직전의 최종 위상에서 실현된다.
특히 여기서 주지해야할 사항은, 최소 클러치 토크에 도달한 후에, 이는 원칙상 쾌적 모드 및 급속 모드 모두에 적용되며, 특히 그 다음 각각의 제3 경사도의 실현에 의해, 도 2에 따라 도시된 것처럼, 결과적으로 시점(t4')에서의 쾌적 모드에 대해, 그리고 시점(t4")에서의 급속 모드에 대해 나타나는 것처럼, 출력 샤프트의 회전수(nMot)가 사전 결정된 회전수 임계값을 초과하고, 특히 출력 샤프트가 "기동"되거나, 또는 정해진 "제1 회전수"를 갖게 되기를 기다린다는 점이다.
클러치의 인가 지점에서, 특히 시점(tK)에서, 클러치는 0Nm의 클러치 토크를 보유하며, 특히 (가상의) -5Nm 내지 (실제의) 5Nm의 영역 이내인 값을 보유한다.
K: 클러치 토크
Ksoll: 클러치 목표 토크
Kist: 클러치 실제 토크
KAnl: 클러치 인가 토크
t0, t1, t2, t3, t4: 시점
t4': 쾌적 모드에 대한 시점(t4)
t4": 급속 모드에 대한 시점(t4)
tK: 클러치의 인가 시점
nmot: 엔진 회전수, 내연기관의 출력 샤프트의 회전수
nGew: 변속기 입력 샤프트의 회전수
nRes: DMF의 공진 회전수
n1: 내연기관의 제1 회전수
K-M: 쾌적 모드
S-M: 급속 모드

Claims (10)

  1. 자동차의 클러치의 제어를 위한 방법으로서, 자동차는 내연기관, 변속기 및 클러치를 구비하고, 클러치는 내연기관과 변속기 사이에 토크의 전달을 위해 작동 가능하게 제공되고 또는 배치되며, 클러치에 의해 토크의 전달을 위해 내연기관의 출력 샤프트가 변속기의 변속기 입력 샤프트와 결합될 수 있고, 변속기 출력 샤프트는 자동차의 구동 휠들과 작동 가능하게 연결되고 또는 결합되며, 내연기관이 스위치 오프되고 클러치가 적어도 부분적으로, 또는 완전하게 개방된 상태에서 자동차가 구동 없이 구르는 자동차의 코스팅 모드 중에 내연기관은 내연기관의 시동을 위한 클러치의 체결을 통해 드래그되며, 클러치 목표 토크(Ksoll) 또는 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선이 규정되고 그에 이어서 각각의 클러치 실제 토크(Kist) 또는 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선이 나타나며, 체결될 클러치의 인가 지점이 결정되거나, 또는 마지막 체결 과정들 중 하나에서 상응하게 확인된 또는 적응된 인가 지점으로서 공지되는, 자동차의 클러치 제어 방법에 있어서,
    클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선은, 클러치 실제 토크(Kist)가 단조 증가 방식으로 인가 지점을 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 시간 지연 방식으로 상기 클러치 목표 토크(Ksoll)의 특성곡선을 뒤따르는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인가 지점에 도달하기 직전까지 클러치 실제 토크(Kist)는 정해진 제1 경사도로 형성되고, 그 다음 클러치 실제 토크(Kist)는 인가 지점에 도달하기 직전의 시점(t2)부터 인가 지점을 통과하는 직후의 시점(t3)까지 제1 경사도와 비교하여 상대적으로 더 작은 정해진 제2 경사도로 인가 지점을 통과하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내연기관의 출력 샤프트의 정지 마찰이 극복되거나 내연기관의 출력 샤프트가 회전되기 시작하거나, 또는 내연기관의 출력 샤프트가 정해진 제1 회전수(nmot)에 도달하는 시점(t4)에, 그 다음 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 제2 경사도와 비교하여 정해진 더 작은 제3 경사도를 보유하며, 그럼으로써 일정한 토크 레벨로의 전이가 실현될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 클러치 실제 토크(Kist)의 일정한 토크 레벨의 실현 동안, 내연기관의 출력 샤프트의 회전수(nmot)는 계속 증가하거나, 또는 임계적인 DMF 공진 영역을 통과하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 내연기관의 연료 분사는 임계적인 DMF 공진 영역을 상회할 때 비로소 개시되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내연기관은 급속 모드에서 드래그되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내연기관은 쾌적 모드에서 드래그되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  9. 제3항에 있어서, 쾌적 모드에서 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 일정한 토크 레벨에 도달할 때까지 조화를 이루면서 점진적으로 감소하는 방식으로 형성되며, 제1 경사도가 형성되고, 제2 경사도는 제1 경사도보다 더 작게 형성되며, 제3 경사도는 제2 경사도보다 더 작게 형성되거나, 또는 그에 기인하는 각각의 기울기들이 상응하게 실현되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
  10. 제3항에 있어서, 급속 모드에서 상기 클러치 실제 토크(Kist)의 특성곡선은 일정한 토크 레벨에 도달할 때까지 초기 위상에서 먼저 강하게 증가하는 방식으로 형성되고, 제1 경사도가 형성되며, 그 다음 적어도 인가 지점 직전 및 직후(t2, t3)에는 상기 특성곡선이 더 완만하게 형성되며, 제2 경사도가 제1 경사도보다 더 작게 형성되며, 인가 지점을 통과한 후에는 상기 특성곡선이 제2 경사도보다 더 큰 정해진 중간 경사도로 다시 강하게 증가하며, 그런 후에 상기 특성곡선은 최종 위상에서 제3 경사도로써 완만하게 실현되거나, 또는 각각의 기울기들이 각각의 경사도들에 따라 실현되어 있거나 실현되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 클러치 제어 방법.
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