KR20030077006A - 자동차의 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법 - Google Patents

자동차의 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법 Download PDF

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KR20030077006A
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Abstract

본 발명은 자동차의 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법에 관한 것으로, 여기서 클러치 특성곡선에 전자 클러치 제어(ECM)가 적용되고, 상기 적용은 적어도 하나의 적절한 동작점에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법{Method for adapting the coupling characteristic curve of an automatic clutch in a vehicle}
자동차 공학 분야에는 특히 차량, 특히 자동차의 드라이브 트레인의 자동화를 가능하게 하는 자동 클러치가 공지되어 있다. 또한 그러한 클러치가 자동 트랜스미션에서 사용되는 것도 공지되어 있다. 특히 전자 클러치 제어(ECM)를 통해 시프트 과정에서 클러치 연결 과정이 자동화된다.
이 때, 공지된 방법에 의해 클러치 특성곡선이 적응될 수 있다. 따라서 자동 클러치의 클러치 특성곡선은 예컨대 가능한 영향 변수에 의해 적절하게 변동될 수 있다.
그러나 공지된 방법에서는 사전 설정된 고정 동작점(operating point)의 진입으로의 적응이 지시된다. 상기 동작점은 예컨대 풋 브레이크 또는 핸드 브레이크의 작동시 공회전 상태에서 1단 기어가 넣어지는 때이다. 자동차 운전자의 습관에 따라 그러한 고정 동작점이 상황에 따라서는 매우 드물게 발생한다.
본 발명은 전자 클러치 제어(ECM, Electronic coupling management)에 의해 클러치 특성곡선이 적응되는, 자동차의 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 모델 샘플링 방식의 클러치 특성곡선 적응을 이용한 본 발명에 따른 방법의 한 실시예를 나타낸 블록 회로도이다.
도 2는 클러치 특성곡선의 중첩 적응을 이용한 본 발명에 따른 방법의 또 다른 한 실시예의 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 한 실시예의 흐름도이다.
도 4는 클러치에서의 토크 평형을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 목적은 특히 적응 가능성의 관점에서 더욱 개선된, 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징들을 통해 달성된다.
본 발명에 따른 방법에서는 적절한 동작점에서 적응이 수행될 수 있다. 예컨대 각각의 시동 과정 또는 시프트 과정에서 클러치 특성곡선에 적응되고, 그에 따라 본 발명에 따른 방법에서는 상황에 따라서는 좀처럼 발생하지 않는 동작 조건에의 의존이 방지된다.
물론 다른 임의의 동작점에서도 적응이 수행될 수 있다. 그럼으로써 본 발명에 따른 방법에서의 적응이 총체적으로 개선된다.
본 발명의 한 바람직한 개선예에서는 본 발명에 따른 방법에서의 적응이 적절한 모델에 의해 수행된다. 따라서 클러치 특성곡선의 모델 샘플링 방식의(獨: modellgestuetzte) 적응이 수행될 수 있다. 클러치 특성곡선의 모델을 기초로 하여 마찰 계수의 터치 포인트(touchpoint)의 적응 및/또는 클러치 특성곡선 형태의 적응도 수행될 수 있다. 원칙적으로는 상기 적응이 클러치의 각각의 슬립 과정에서 이루어질 수 있다. 정해진 동작 조건 또는 동작점에서 적응시 적절한 제한이 제공되는 것도 가능하다. 예컨대 엔진 시동 직후에 예컨대 엔진 토크 신호의 전달 신뢰도가 제한될 수 있다. 이 경우, 제공된 적응이 예컨대 일시적으로 억제되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 클러치 특성곡선의 적응시 적어도 하나의 입력 변수가 고려된다. 바람직하게는 클러치 특성곡선의 적응이 예컨대 엔진 회전수, 유효 엔진 토크 및/또는 클러치 작동기 위치와 같이 미리 정해진 신호에 일차적으로 의존할 수 있다. 물론 다른 입력 변수 신호들도 고려될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 개선예에 따르면, 클러치 특성곡선의 적응시 적어도 하나의 지연 블록이 사용될 수 있다. 바람직하게는 예컨대 엔진 회전수, 엔진 토크 및/또는 클러치 작동기 위치 등의 입력 변수에서 지연 블록이 사용될 수 있다. 이러한 지연 블록을 이용하여 예컨대 신호 검출 및/또는 신호 전달의 결과 야기될 수 있는 신호들 사이의 가능한 시간 오프셋(time offset)이, 지연 블록의 끝에서 각각의 입력 변수 신호들이 물리적으로 동일한 시점에 부합되는 방식으로 보정된다.
본 발명의 또 다른 개선예에서는, 클러치 특성곡선의 적응시 적절한 적응 알고리즘이 통합된다. 처음에는 적응 알고리즘을 사용하지 않고 각각의 클러치 작동기 위치로부터 특성곡선 모델을 이용하여 클러치 토크가 추정된다. 상기 클러치 토크는 엔진 토크와 함께 내연기관의 가속도를 결정한다. 이로부터 예측 엔진 회전수가 산출될 수 있다. 측정된 엔진 회전수와 예측 엔진 회전수 사이의 편차로부터 주행시 물리적으로 보정된 값으로의 조정에 있어서 모델 데이터 및 정보의 품질이 추론될 수 있다.
이러한 목적을 위해 적응 알고리즘이 사용되는 것이 특히 바람직하다. 적응 알고리즘은 각각의 동작점 또는 주행 상태에 따라 신호 및/또는 파라미터의 조정(매칭)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 동작점으로서 예컨대 클러치의 슬립이 적절한 모델 구조에 대한 전제 조건일 수 있다. 적응 알고리즘의 사용시, 엔진 가속도에 있어서 보정 기준이 제공되는 것이 특히 바람직하다. 예컨대 상기 보정 기준은 모델값과 실제값 사이의 편차를 줄이기 위해 상태 관찰자의 원리에 따라 제공될 수 있다.
또한 적응 알고리즘에서 토크 보정 기준도 제공될 수 있다. 상기 토크 보정 기준은 토크 신호에 있어서 일정한 또는 시간에 따라 예컨대 서서히 변하는 오류의 고려에 사용된다. 이와 같이 엔진 토크 및/또는 알려지지 않은 전력 소비 장치 토크(제너레이터, 공기 압축기 등)의 측정에 있어서 불확실성으로 인해 야기되는 오류는 통상 클러치 개방시 "0"이 아닌 공회전 토크로서 매우 정확하게 식별될 수 있다.
또한 적응 알고리즘에서는 클러치 작동기 경로의 보정 기준이 제공될 수 있다. 상기 보정 기준은 소위 맞물림 적응(獨: Greifadaption) 또는 터치 포인트 적응과 동일한 의미이다.
적응 알고리즘에서 특성곡선 파라미터(KL-파라미터)가 사용되는 것도 가능하다. 이 특성곡선 파라미터는 클러치 마찰 계수의 적응을 위해 사용되는 신호 벡터일 수 있다. 적절한 다수의 특성곡선 점들의 조정을 통해 다단계 마찰 계수 적응에 의한 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 적응 알고리즘의 설계를 위해 상이한 모델이 사용될 수 있다. 예컨대 바람직하게는 비선형 파라미터 인식 기법이 사용될 수 있다. 물론 소위 확장 칼만 필터(EKF)가 사용될 수도 있다. 또한 적응 알고리즘의 설계시 소위 뉴로퍼지 기법을 사용하는 것도 고려될 수 있다. 물론 다른 적절한 설계 방법도 사용될 수 있다. 예컨대 이미 언급한 설계 방법들의 적절한 조합도 사용될 수 있다.
적응 알고리즘의 설계시 실제 주행 상태 또는 동작점이 적절하게 고려되는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 물리적 한계 조건에 따라 측정된 엔진 회전수와 예측 엔진 회전수의 차가 하나의 적응 변수에 한 번 더 작용한 다음, 또 다른 적응 변수에도 작용하여야 한다. 예컨대 클러치가 개방될 때 및 클러치가 가볍게 연결될 때, 예컨대 시동 시작 또는 크리핑시 토크 보정 기준이 적응될 수 있다. 반면 특성곡선 파라미터는 주로 클러치 토크가 더 높을 때 매칭될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 특성곡선의 적응시 제 1 적응에 제 2 적응이 중첩될 수 있다. 예컨대 구현된 마찰 계수 및/또는 터치 포인트의 적응이 제 1 적응으로서 제공될 수 있고, 상기 제 1 적응에서는 예컨대 클러치에서의 동적 토크 평형의 평가를 통해 인접한 토크에서의 가능한 편차가 측정되고, 상기 편차의 함수로서 마찰 계수의 매칭이 실시된다. 그 결과, 상기 제 1 적응에 제 2 적응이 중첩될 수 있고, 상기 제 2 적응에서 바람직하게는 클러치 특성곡선의 형태가 평가된다.
즉, 예컨대 클러치 특성곡선의 형태는 제조 허용오차 및/또는 예컨대 쿠션 스프링 장치의 부착으로 인한 클러치 노후화에 의해 이전에 측정된 평균 특성곡선 형태와 차이가 날 수 있다. 지금까지 설명한 적응에서는 특정 특성곡선 위치 또는특성곡선 영역에 할당될 보정값이 산출된다. 그럼으로써 클러치 특성곡선의 형태가 충분한 적응 단계 이후에 결정될 수 있다. 이 때 상황에 따라서 빠른 변동이 검출되지 않을 수 있다. 전체 클러치 특성곡선에 걸친 마찰 계수의 광범위한 변동이 검출되기 위해서는 모든 동작점에서 적응이 수행되어야 한다.
설명한 방식의 적응에서는 마찰 계수의 빠른 변동이 고려되어야 할 뿐만 아니라, 클러치 특성곡선의 형태를 반복적으로 결정할 수 있는 가능성이 존재하는 것도 매우 바람직하다.
상기 적응에서는 특히, 슬립 단계동안 클러치 특성곡선의 주요 부분을 통해 제어 측면에서 필요한 토크가 통과함에 따라 특성곡선의 형태에 대한 충분한 정보를 얻을 수 있는지의 여부가 검사된다. 상기 슬립 단계동안 엔진 토크, 가속도 비 및/또는 앞서 결정된 몇몇 특성곡선 점들에서 설정된 클러치 토크의 관점에서 클러치에서의 동적 평형이 평가된다. 클러치 특성곡선의 상이한 점들 또는 상이한 위치에서의 토크차의 관찰을 통해 클러치 특성곡선의 형태가 충분히 추론될 수 있다.
이전에 시행된 마찰 계수에 추가로, 실제 클러치 특성곡선과 표준 클러치 특성곡선의 편차를 검출하는 보정 클러치 특성곡선이 고려되는 방법이 있다. 설명한 이러한 적응 중첩 방법은 예컨대 적절한 흐름도에 의해 추후에 설명될 것이다. 물론 본 발명에 따른 방법의 적응에서는 다른 적절한 흐름도도 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서는, 예컨대 클러치의 슬립 단계 및 소위 엔진의 회전(獨: Wegtouren)시 바람직하게는 기어 변경을 위한 클러치 분리 중에 클러치 특성곡선의 적응이 실시될 수 있다. 이러한 적응 방법에서는 엔진토크 및 엔진 회전 가속도로부터 산출되는 인접한 클러치 토크들의 비교가 제어시 제시된 클러치 특성곡선에 의해 실시될 수 있고, 그럼으로써 클러치 특성곡선의 간단한 적응이 달성될 수 있다. 이를 위해 예컨대 클러치에서의 엔진 토크 평형이 평가될 수 있고, 이 때 발생한 오류는 클러치 특성곡선의 조정에 의해서만 야기되는 것으로 가정된다. 클러치에서는 다음과 같은 토크 평형이 적용된다.
JMot* dω_Mot/dt = MMot- MKup
JMot= 엔진 가속도
dω_Mot/dt = 엔진 회전 가속도
MMot= 엔진 토크
MKup= 클러치 토크
상기 방정식은 실제 시스템에서 작용하는 토크 및 가속도를 위해 성립된다. 실제 시스템에서 인접하는 클러치 토크가 클러치 제어장치에서 사용된 클러치 토크와 오류 토크로부터 산출된다고 가정할 때, 다음의 방정식이 적용된다.
MKup,Steuerung= MKup+ ΔMKup
ΔM = MKup,Steuerung- (MMot- JMot* ω_punktMot)
MKup,Steuerung= 제어장치의 클러치 토크
ΔM = 오류 토크
따라서 존재하는 각각의 엔진 토크, 엔진 회전 가속도 및 제어시 측정된 클러치 토크로부터 클러치 토크의 오류가 측정될 수 있다. 상기 오류를 기초로 하여 클러치 제어시 해당 클러치 특성곡선이 수정될 수 있다.
클러치 특성곡선의 보정은 예컨대 클러치 특성곡선을 설명하는 마찰 계수, 터치 포인트와 같은 변수들 또는 그와 유사한 변수들의 매칭을 통해 수행될 수 있다. 클러치 토크가 충분히 큰 경우에는 클러치 특성곡선을 설명하는 변수들 또는 파라미터에서 마찰 계수의 매칭이 실시될 수 있다. 위의 방정식에 따라 예컨대 토크 오류가 양수이면 마찰 계수가 감소되고, 토크 오류가 음수이면 마찰 계수가 상승한다. 예컨대 동적 토크 비만큼 수정된 엔진 토크에 상응하는 크랭크 축 토크는 약 50 Nm이고, 제어 장치에서 산출된 클러치 토크는 약 30 Nm이다. 이로부터 -20 Nm의 오류 토크가 얻어진다. 즉, 클러치는 50 Nm의 토크를 전달하고, 제어 장치에서 산출된 30 Nm의 토크는 전달하지 않으며, 그 결과 마찰 계수가 상승된다. 이러한 수치는 단지 예일뿐이며, 임의로 보완될 수 있다.
또한 예컨대 클러치 특성곡선의 기술을 위한 파라미터가 수정되는 것도 고려될 수 있다. 이를 위해 표 또는 클러치 작동기의 구동 신호와 클러치 토크 사이의 함수 관계가 사용될 수 있다.
클러치 특성곡선의 적응의 범주에서, 기술되는 파라미터 또는 변수의 보정이 증분식으로 수행되는 것이 중요하다. 이는 산출된 토크 오류가 보정 단계에서 감소되지 않는다는 것을 의미한다. 그럼으로써 제어시 피드백의 관점에서 반응이 높지 않기 때문에 전체 시스템의 안정성이 상당히 증가될 수 있다. 물론 본 발명에 따른 방법에서는 다른 적절한 보정도 가능하다.
본 발명의 또 다른 한 개선예에 따르면, 클러치 특성곡선의 보정을 위한 적응시 직접적인 토크 평가에 대한 대안으로 적분 방법이 사용될 수 있다. 이 경우 기존의 토크 신호들로부터 적분에 의해 엔진 회전수가 측정될 수 있고, 그 결과 모델 엔진 회전수가 다음 방정식에 따라 산출된다.
ω_ Mot, Modell = 모델 엔진 회전수
이 경우, 클러치 특성곡선에 있어서 적응은 모델 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수의 비교가 기초를 이루는 방식으로 구현된다. 위 방정식의 평가에 따라 실제 엔진 회전수와 모델 엔진 회전수의 편차가 발생하면, 상기 편차에 따라 클러치 특성곡선 또는 예컨대 마찰 계수, 터치 포인트 등과 같은 변수들 내지는 파라미터들이 적절하게 변동될 수 있다. 예컨대 양의 엔진 토크 및 엔진 회전수가 모델 회전수보다 작을 수 있기 때문에 실제 인접 클러치 토크는 제어 장치에서 사용된 클러치 토크보다 더 크고, 그로 인해 마찰 계수가 상승된다.
적분 방법에서도 제어의 관점에서 피드백을 피하기 위해 클러치 특성곡선의 변동이 바람직하게는 증분식으로 구현될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법에서 안정성 문제가 감소될 수 있다. 물론 다른 변동 가능성도 고려될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 특히 클러치 또는 기어의 최초 구동시 사전 설정된 마찰 계수에 대한 다단계 마찰 계수 적응이 수행될 수 있다. 다단계 마찰 계수 적응시 마찰 계수 표본화 점들(sampling points)이 바람직하게 높은 클러치 토크의 영역 내에서 매칭될 수 있다. 본 발명의 한 개선예에 따르면, 마찰 계수 표본화 점의 변동 또는 매칭이 높은 클러치 토크의 영역에서 선택된 다른 마찰 계수 표본화 점에 중첩되는 것이 특히 바람직하다. 이는 전부하 주기동안 및/또는 전부하 주기 이후에 제공될 수 있다. 이러한 적응은 바람직하게는 클러치 또는 기어의 최초 구동시에 도입될 수 있으며, 예컨대 더 큰 적응 증분을 허용하는 적응 가속과 함께 최대 사전 설정을 통해 활성화되거나 비활성화될 수 있다.
물론 예컨대 높은 클러치 토크의 영역에 놓인 마찰 계수 표본화 점들에도 적응이 매칭될 수 있다. 마찰 계수 표본화 점의 변동 또는 매칭의 전달시 각각의 임의의 마찰 계수 표본화 점이 선택될 수 있다.
사전에 초기화된 클러치 특성곡선과 실제 클러치 특성곡선 간 편차의 대부분이 모든 마찰 계수 표본화 점에 대해 동일한 오프셋으로 형성되어 있다. 그에 비해 형태 차이는 적은 부분을 차지하게 된다. 선택된 주행 주기에서 전체 마찰 계수 표본화 점들에 적응 결과가 전달됨으로써 오프셋이 거의 보상될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 통해 클러치 특성곡선의 적응시 마찰 계수 표본화 점이 주행 주기 내 다른 마찰 계수 표본화 점으로 변동되는 것이 전달됨에 따라, 후속하는 표준 주행 모드에서 최초 구동시 쾌적하지 않은 시프팅이 바람직하게 방지될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 방법을 통해 이미 적응된 마찰 계수 표본화 점의 변조가 방지될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법에서는, 클러치 특성곡선의 형태만 적절하게 매칭되면 되기 때문에 후속하는 주행 모드에서 특성곡선의 미세 조정이 종결된다.
본 발명에 따른 방법은 전자 클러치 제어(ECM)뿐만 아니라 자동 트랜스미션(ASG)에서도 기본적으로 응용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 방법은 무단 CVT-기어에도 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점들과 바람직한 실시예들은 종속항 및 도면에 제시되어 있다.
도 1에는 모델을 이용한 클러치 특성곡선의 블록회로도가 도시되어 있다. 입력 변수로서 엔진 회전수(nmot), 엔진 토크(MMot), 클러치 작동기 위치(XKupp) 및 각각의 주행 상태 또는 동작점이 제공된다. 클러치 특성곡선의 적응은 일차적으로 전술한 입력 변수들 또는 상기 입력 변수의 신호들에 의존한다. 지연 블록을 이용하여 입력 변수들의 각 신호들 간의 가능한 타임 오프셋이 보상됨에 따라, 지연 블록의 종단에서 모든 신호가 물리적으로 동일한 시점에 해당된다. 신호들 간의 가능 타임 오프셋은 예컨대 신호 검출시 및/또는 신호 전달시 발생할 수 있다.
엔진 회전수(nmot)에서는 지연 블록 Ttn이, 유효 엔진 토크(MMOT)에서는 지연 블록 TtM이, 그리고 클러치 작동기 위치(XKupp)에서는 지연 블록 Ttl이 제공된다.
또한 모델 샘플링 방식의 클러치 특성곡선의 적응에서는 적절한 적응 알고리즘 및 사전 설정된 특성곡선 모델이 통합된다. 적응 알고리즘 및 이 적응 알고리즘의 출력 신호의 고려 없이 다음과 같은 함수 원리가 얻어진다.
클러치 작동기 위치(XKupp)로부터 특성곡선 모델을 이용하여 클러치 토크(MKupp)가 추정된다. 이 클러치 토크 및 엔진 토크(MMot)로부터 내연기관의 가속도 또는 관성(JMot)이 측정된다. 이로부터 예측 엔진 회전수(n'mot)가 산출될 수 있다.
측정된 엔진 회전수(nmot)와 예측 엔진 회전수(n'mot) 차의 편차로부터 주행중에 모델 데이터의 품질 및 물리적 보정값에 대한 상기 모델 데이터의 매칭에 대한 정보의 추론이 도출될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 예컨대 클러치의 슬립과 같은 각각의 주행 상태에 따라 도 1에 도시된 모델 구조에 대한 전제 조건으로서 신호 또는 파라미터의 매칭을 수행하는 적응 알고리즘이 사용된다.
이를 위해 적응 알고리즘의 제 1 출력 신호로서 엔진 가속도의 보정 기준이 제공된다. 이 보정 기준은 상태 관찰자의 원리에 따라 모델과 실제의 상호 편차를 방지하기 위해 사용된다.
또한 적응 알고리즘에서 제 2 출력 신호로서 토크 보정 기준(ΔMmot)이 제공된다. 이 기준(ΔMmot)은 토크 신호(MMot)에 있어서 일정한 또는 시간적으로 서서히 변동하는 오류의 고려에 사용된다. 예컨대 엔진 토크의 측정 또는 예컨대 제너레이터나 공기 압축기와 같이 알려지지 않은 전압 소비 장치 토크의 측정시 불확실성으로 인해 야기되는 오류는 일반적으로 클러치 개방시 "0"과 다른 공회전 토크로서 매우 정확하게 식별될 수 있다.
또한 적응 알고리즘의 제 3 출력 신호로서 클러치 작동기 경로의 보정 기준이(ΔTaP) 제공될 수 있다. 상기 보정 기준(ΔTaP)은 소위 맞물림 적응 또는 터치 포인트 적응과 동일한 의미이다.
적응 알고리즘에서 제 4 출력 신호로서 KL-파라미터(특성곡선 파라미터)가 제공된다. 이 특성곡선 파라미터는 클러치 마찰 계수의 적응을 위해 사용된다. 사전 설정된 다수의 동일한 특성곡선 점들의 조정을 통해 다단계 마찰 계수 적응에 의한 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다.
적응 알고리즘의 설계를 위해 다양한 방법들이 사용된다. 예컨대 비선형 파라미터 인식 기법, 확장 칼만 필터(EKF), 뉴로퍼지 기법 등이 사용될 수 있다.
본래 적응 알고리즘의 설계시 실제 주행 상태 또는 동작점이 강도높게 고려되어야 했는데, 그 이유는 물리적 한계 조건으로 인해 상기 차(nmot- n'mot)로부터의 편차가 하나의 적응 변수에 한 번 작용한 다음 다른 적응 변수에 여러 번 작용하여야 했기 때문이다. 따라서 예컨대 클러치가 개방되면 토크 보정 기준(ΔMmot)이 적응될 수 있고, 클러치가 가볍게 연결되면 클러치 작동기 경로의 보정 기준(ΔTaP)이 우선적으로 적응될 수 있는 한 편, 클러치 토크가 더 높은 경우에는 KL-파라미터가 우선 매칭될 수 있다.
도 2에 도시된 흐름도는 형태 보정-클러치 특성곡선의 적응이 어떻게 설계될 수 있는지를 예를 들어 설명하고 있다. 상기 흐름도는 기어 변경 이후 또는 시동 이후 클러치 연결과 함께 단계 1에서 시작된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예의 단계 2에서는 클러치에서의 동적 평형의 평가를 위한 다음 클러치 토크 임계값이 측정되어야 한다.
이어서 단계 3이 계속되고, 여기서는 클러치 토크가 클러치 토크 임계값과 같은지의 여부가 검출된다. 만약 같다면, 단계 4로 넘어간다.
단계 4에서는 실제(현재) 클러치 토크 오류 및 마찰 계수가 저장된다.
이어서 단계 5가 계속되고, 여기서는 모든 측점(measuring point)이 처리되었는지의 여부가 검출된다. 처리되지 않은 것으로 검출되면 프로세스는 단계 2로 되돌아간다. 처리된 것으로 검출되면 단계 6으로 진행되며, 여기서는 클러치가 개방되었는지(중립 위치)의 여부가 검출된다.
클러치가 개방되었으면 단계 7로 넘어간다. 그렇지 않은 경우, 프로세스는종료된다.
단계 7에서는 측정된 모든 토크 편차로부터 평균값이 측정된다.
이어서 단계 8에서는 평균값과 모든 토크 편차의 편차가 측정된다.
그런 다음 단계 9에서는 평균값과 가장 큰 편차를 갖는 측정값이 검출된다.
마지막으로 단계 10에서는 클러치 토크 오류가 평균값과 가장 큰 편차를 갖는 위치에서 형태 보정 특성곡선이 수정된다. 그런 다음 프로세스가 종료된다.
도 3에는 본 발명에 따른 방법의 한 실시예를 나타내는 추가 흐름도가 도시되어 있다.
단계 1에서는 실제 제어기 위치가 제시된다.
단계 2에서는 실제 제어기 위치가 포함된 특성곡선으로부터 표준 클러치 토크가 측정된다.
이어서 단계 3에서는 측정된 표준 클러치 토크가 광범위한 마찰 계수에 의해 수정된다.
이어서 단계 4에서는 표준 클러치 토크가 형식 보정 특성곡선으로부터의 보정값에 의해 수정된다.
마지막으로 단계 5에서는 실제 클러치 토크가 산출된다.
전술한 프로세스는 역으로 수행될 수도 있다. 즉, 사전 설정된 설정 클러치 토크로부터 제어기의 설정 위치가 측정될 수도 있다.
도 4에는 클러치에 작용하는 토크들이 개략적으로 도시되어 있다. 여기에는클러치 토크(MKup), 엔진 토크(MMot), 엔진 회전 가속도(dωMot/dt) 및 엔진 가속도(JMot)가 명시되어 있다. 이러한 변수들로부터 클러치에서의 토크 평형이 다음의 방정식을 통해 산출된다.
JmotㆍdωMot/dt = MMot- MKup
본 출원서와 함께 제출된 특허 청구항은 포괄적인 특허권 보호의 획득을 위한 선례가 없는 작성 제안이다. 출원인 측은 지금까지 명세서 및/또는 도면에만 공개된 추가의 특징 조합을 청구하는 것을 보류하고 있다.
종속항에서 사용된 재인용은 독립 청구항의 대상을 각각의 종속항의 특징들을 통해 추가로 설명함을 가리키는 것이며, 재인용된 종속항의 특징 조합의 독립적이고 구체적인 특허권의 획득을 포기하는 것을 의미하지는 않는다.
종속항의 대상은 종래 기술의 관점에서 우선권일에 독자적이고 독립적인 발명을 형성할 수 있기 때문에, 출원인은 독립 청구항의 대상을 위한 발명 및 분할 선언을 보류하고 있다. 또한 상기 종속항의 대상은 선행 종속항의 대상에 종속되지 않는 형태를 가진 독립적인 발명을 형성할 수 있다.
본 발명은 명세서의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 오히려 본 명세서의 범주 내에서 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 특히 상기와 같은 변형물, 구성 요소 및 조합물 및/또는 재료들은 예컨대 일반적인 명세서와 실시예 및 청구항에 기술되고 도면에 제시되는 특징들이나 요소들 또는 공정 단계들과 연관된 개별적인 재료의 조합 또는 변형을 통해 매우 독창적이고, 조합 가능한 특징들을 통해 새로운 대상 또는 새로운 공정단계 내지는 공정 단계 시퀀스를 도출시키며, 또한 이들은 대체로 제조 방법, 검사 방법 및 작업 방법에 연관된다.

Claims (40)

  1. 전자 클러치 제어(ECM)에 의해 클러치 특성곡선이 적응되는, 자동차의 자동 클러치를 제어 및/또는 조정하기 위한 방법에 있어서, 상기 적응은 적어도 하나의 적절한 동작점에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적응이 임의의 동작점에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적응이 각각의 시동 과정 및/또는 각각의 시프트 과정에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응이 적절한 모델을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 모델에서 적어도 하나의 터치 포인트가 적응되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 모델에서 적어도 하나의 마찰 계수가 적응되는 것을 특징ㅇ로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델에서 적어도 하나의 클러치 특성곡선의 형태가 적응되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응시 적어도 하나의 입력 변수가 고려되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응시 입력 변수로서 엔진 회전수(nMot), 유효 엔진 토크(Mmot) 및/또는 클러치 작동기 위치(XKupp)가 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응시 상기 입력 변수의 신호 검출 및/또는 입력 변수의 신호 전달에서 가능한 시간 오프셋을 보상하기 위한 적어도 하나의 지연 블록(T)이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어및/또는 조정 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응시 각각의 동작점의 함수로서 신호 및/또는 파라미터를 매칭시키기 위한 적응 알고리즘이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 적응 알고리즘에서 적어도 하나의 보정 기준이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 적응 알고리즘에서 보정 기준은 엔진 가속도(Jmot)에서 사용되고, 그로 인해 모델값 및 실제값의 발산(divergence)이 방지되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 적응 알고리즘에서는 상기 엔진 토크(Mmot)의 신호에서의 오류를 고려하기 위해 토크 보정 기준(ΔMmot)이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 알고리즘에서는클러치 작동기 경로에서 보정 기준(ΔTaP)이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  16. 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 알고리즘에서는 클러치에서의 마찰 계수의 적응을 위해 적어도 하나의 특성곡선 파라미터(KL-파라미터)가 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 KL-파라미터로서 신호 벡터가 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  18. 제 11항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 알고리즘의 설계시 파라미터 인식 기법이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  19. 제 11항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 알고리즘의 설계시 확장 칼만 필터(EKF)가 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  20. 제 11항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 알고리즘의 설계시 적절한 뉴로퍼지 기법이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  21. 제 11항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적응 알고리즘의 설계시 적어도 하나의 동작점 또는 주행 상태가 고려되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  22. 제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응시 제 1 적응에 제 2 적응이 중첩되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 제 1 적응시 클러치에 관련된 토크의 편차가 클러치에서의 동적 평형을 통해 측정되고 상기 편차의 함수로서 마찰 계수가 적절하게 매칭되는 방식으로 적어도 하나의 마찰 계수가 적응되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  24. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 상기 제 2 적응시 클러치 특성곡선의 적어도 하나의 형태가 평가되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제 2 적응시 클러치 특성곡선의 사전 설정된 동작점에서의 토크 차가 평가됨으로써 상기 클러치 특성곡선의 형태가 추론되고, 구현된 마찰 계수에 추가로 표준 클러치 특성곡선과 실제 클러치 특성곡선의 편차를 검출하는 보정 특성곡선이 작성되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  26. 제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응은 슬립 단계시 엔진 토크 및 엔진 회전 가속도로부터 산출된 클러치 토크와 해당 클러치 특성곡선이 비교되는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 클러치에서의 토크 평형이 다음 방정식,
    JMot* dω_Mot/dt = MMot- MKup
    (JMot= 엔진 가속도
    dω_Mot/dt = 엔진 회전 가속도
    MMot= 엔진 토크
    MKup= 클러치 토크)
    을 통해 설명되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  28. 제 26항 또는 제 27항에 있어서, 제어시 사용된 클러치 토크와 오류 토크가 다음 방정식,
    MKup,Steuerung= MKup+ ΔMKup
    ΔM = MKup,Steuerung- (MMot- JMot* dω_Mot/dt)
    (MKup,Steuerung= 제어장치의 클러치 토크
    ΔM = 오류 토크)
    을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    산출된 상기 오류 토크를 통해 제시된 클러치 특성곡선이 수정되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 제시된 상기 클러치 특성곡선의 보정이 클러치 특성곡선을 설명하는 마찰 계수, 터치 포인트와 같은 변수들의 매칭을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 오류 토크가 양수이면 마찰 계수가 감소되고, 토크 오류가 음수이면 마찰 계수가 상승하는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  32. 제 29항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서, 제시된 상기 클러치 특성곡선의 보정은 클러치 특성곡선을 기술하는 파라미터 중 적어도 하나의 매칭을 통해 달성되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 파라미터의 매칭은 증분식으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  34. 재 26항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 특성곡선의 적응을 위해 적분 방법이 사용되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  35. 제 34항에 있어서, 기존의 토크 신호들로부터 적분에 의해 다음 방정식,
    (ω_ Mot, Modell = 모델 엔진 회전수)
    에 따라 모델 엔진 회전수가 측정되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 적응시 모델 엔진 회전수와 실제 엔진 회전수의 비교가 수행되고, 기록된 편차에 의해 클러치 특성곡선 및/또는 마찰 계수 및/또는 터치 포인트와 같은 변수들이 적절하게 변동되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  37. 제 36항에 있어서, 피드백을 피하기 위해 상기 클러치 특성곡선의 매칭 및/또는 기술된 변수들의 매칭이 증분식으로 구현되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  38. 제 1항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 상기 자동 클러치의 최초 구동시 사전 설정된 마찰 계수에 대한 다단계 마찰 계수 적응이 수행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 마찰 계수 적응시 마찰 계수 표본화 점들(sampling points)이 높은 클러치 토크의 영역 내에서 매칭되는 것을 특징으로 하는, 자동차자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 마찰 계수 표본화 점의 변동이 높은 클러치 토크의 영역에서 전부하 주기동안 및/또는 전부하 주기 이후에 다른 마찰 계수 표본화 점에 중첩되는 것을 특징으로 하는, 자동차 자동 클러치 제어 및/또는 조정 방법.
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