KR20090078897A - 클러치 액추에이터의 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감속기에 장착된 자석과 근접한 영역에 온도 센서를 창작하고, 푸쉬로드에 장착된 홀 센서 신호에 따라 모터로 공급하는 전류를 계산하고, 온도 센서로부터의 온도에 따라 모터로 공급할 전류를 보정함으로써 신뢰성을 향상시킨 클러치 액추에이터의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
클러치, 액추에이터, 감속기, 푸쉬로드, 자석, 자속, 온도, 보상

Description

클러치 액추에이터의 제어 장치 및 제어 방법{Controlling Apparatus and Method For Clutch Actuator}
본 발명은 클러치 액추에이터의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 특히 감속기에 장착된 자석과 근접한 영역에 온도 센서를 창작하고, 푸쉬로드에 장착된 홀 센서 신호에 따라 모터로 공급하는 전류를 계산하고, 온도 센서로부터의 온도에 따라 모터로 공급할 전류를 보정함으로써 신뢰성을 향상시킨 클러치 액추에이터의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
운전자가 전자식 변속 레버를 이용하여 기어를 변속하면, 변속 레버에 장착되어 있는 홀 센서는 운전자가 변속한 기어 정보를 TCU(Transmission Control Unit)에 전달한다. TCU는 홀 센서로부터 운전자가 변속한 기어 정보가 입력되면, 입력된 기어 변속에 필요한 전류를 변속 및 클러치 액추에이터의 모터에 각각 공급한다. 그러면, 변속 및 클러치 액추에이터의 모터는 입력되는 전류로 기어를 변속한다.
도 1은 클러치 액추에이터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 클러치 액추에이터는 TCU로부터의 전류에 따른 토크를 발생하는 모터(11)와, 모터(11)로부터의 토크에 따라 회전하는 감속기(12)와, 감속기(12)와 기계적으로 연결되어 감속기의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 떼는 푸쉬로드(13)를 구비한다.
TCU는 감속기(12)의 위치에 따라 푸쉬로드(13)를 이동시킬 거리를 계산하고, 그에 따른 전류를 모터(11)로 공급한다. 클러치 액추에이터는 감속기(12)의 위치를 인식하기 위하여, 감속기(12)에 장착된 자석과, 푸쉬로드(13)에 장착된 자속을 인식하는 홀 센서를 구비한다. 푸쉬로드(13)에 장착된 홀 센서는 인식한 자속을 TCU로 전달한다. 그러면, TCU는 푸쉬로드(13)에 장착된 홀 센서가 인식하는 자속에 따라 감속기(12)의 위치를 인식한다.
예를 들어 도 2a와 같이, 감속기(12)에 장착된 자석(15)이 푸쉬로드(13)에 장착된 홀 센서(14)와 가장 근거리에 있어 홀 센서(14)가 인식하는 자속이 가장 크면, TCU는 감속기(12)가 0°위치에 있다라고 인식하고, 그에 따른 전류를 계산하여 모터(11)로 전류를 공급한다. 그리고, 도 2b와 같이, 감속기(12)에 장착된 자석(15)이 푸쉬로드(13)에 장착된 홀 센서(14)와 중간 정도 거리에 있어 홀 센서(14)가 인식하는 자속이 중간 정도 크기를 가지면, TCU는 감속기(12)가 0°위치에 있다라고 인식하고, 그에 따른 전류를 계산하여 모터(11)로 전류를 공급한다. 또한, 도 2c와 같이, 감속기(12)에 장착된 자석(15)이 푸쉬로드(13)에 장착된 홀 센서(14)와 가장 원거리에 있어 홀 센서(14)가 인식하는 자속이 가장 작으면, TCU는 감속기(12)가 18°위치에 있다라고 인식하고, 그에 따른 전류를 계산하여 모 터(11)로 전류를 공급한다.
일반적으로 자석의 자속 밀도 B(T)는 B(T) = B(20)(1 + K(T-20))로 변화한다. 그런데, 종래의 클러치 액추에이터는 감속기(12)의 위치를 인식할 때, 자석 주변의 온도를 고려하지 않는다. 따라서, 액추에이터 내부 온도가 상승하면, 감속기(12)에 장착된 자석(15)의 자속이 커짐에 따라 TCU가 인식하는 감속기(12)의 위치 정보에 오류가 발생한다. TCU로 오류가 발생한 감속기(12)의 위치 정보가 입력되면, TCU는 푸쉬로드(13)의 이동거리를 잘못 계산하여 클러치를 변속기에 붙이거나 뗄 수 없게 되어 변속이 불가능해 질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 감속기에 장착된 자석과 근접한 영역에 온도 센서를 창작하고, 푸쉬로드에 장착된 홀 센서 신호에 따라 모터로 공급하는 전류를 계산하고, 온도 센서로부터의 온도에 따라 모터로 공급할 전류를 보정함으로써 신뢰성을 향상시킨 클러치 액추에이터의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 장치는 공급되는 전류에 따른 토크를 발생하는 모터와; 상기 모터로부터의 토크에 따라 회전하는 감속기와; 상기 감속기와 기계적으로 연결되어 상기 감속기의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 떼는 푸쉬로드와; 상기 감속기에 장착된 자석 및 온도 센서와; 상기 푸쉬로드에 장착되어 상기 감속기에 장착된 자석의 자속을 감지하는 홀 센서와; 상기 홀 센서로부터의 상기 자속의 크기 및 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 전류를 공급하는 티씨유(TCU)를 구비한다.
상기 티씨유는 상기 자속의 크기에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 계산하고, 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 보정한다.
상기 티씨유는 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵을 구비한다.
상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 값은, 온도를 고려한 자속밀도와 온도를 고려하지 않은 자속밀도의 차이 값에 따라 정해진 전류 보정 값이다.
상기 온도 센서는 상기 자석과 근접하게 장착되어 상기 자석 주변의 온도를 감지한다.
본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 방법은 티씨유(TCU)로 푸쉬로드에 창작된 홀 센서로부터의 자속을 입력하고, 감속기에 장착된 온도 센서로부터의 온도를 입력하는 제1 단계와; 상기 티씨유는 상기 홀 센서로부터의 자속으로 상기 감속기의 위치를 인식하는 제2 단계와; 상기 감속기의 위치에 따라 상기 푸쉬로드를 이동시킬 거리를 계산하는 제3 단계와; 상기 푸쉬로드의 이동 거리에 따라 모터로 공급할 전류를 계산하는 제4 단계와; 상기 티씨유는 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵에서 온도에 따른 전류 보정 값을 읽어드리는 제5 단계와; 상기 제4 단계에서 계산한 전류에서 상기 제5 단계에서의 보정 값을 가산 또는 감산하는 제6 단계와; 상기 제6 단계에서의 전류를 상기 모터로 공급하는 제7 단계를 포함한다.
상기 클러치 액추에이터의 제어 방법은 상기 티씨유는 상기 제6 단계에서 보정한 전류를 상기 모터로 공급하는 제 8단계와; 상기 모터는 상기 티씨유로부터 공급된 전류에 따른 토크를 상기 감속기로 공급하는 제9 단계와; 상기 감속기는 공급되는 토크에 따라 회전하는 제11 단계와; 상기 푸쉬로드는 상기 감속기의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 떼는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 장치 및 방법은 감속기에 장착된 자석과 근접한 영역에 온도 센서를 창작하고, 푸쉬로드에 장착된 홀 센서 신호에 따라 모터로 공급하는 전류를 계산하고, 온도 센서로부터의 온도에 따라 모터로 공급할 전류를 보정함으로써 클러치 액추에이터의 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 장치는 TCU(10)로부터 공급되는 전류에 따른 토크를 발생하는 모터(11)와, 모터(11)로부터의 토크에 따라 회전하는 감속기(12)와, 감속기(12)와 기계적으로 연결되어 감속기(12)의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 떼는 푸쉬로드(13)와, 감속기(12)에 장착된 자석(15) 및 온도 센서(20)와, 푸쉬로드(13)에 장착되어 감속기(12)에 장착된 자석(15)의 자속을 감지하는 홀 센서(14)와, 홀 센서(14)로부터의 자속의 크기 및 온도 센서(20)로부터의 온도에 따라 모터(11)로 전류를 공급하는 TCU(10)를 구비한다.
푸쉬로드푸쉬로드착된 홀 센서(14)는 감속기(12)에 장착된 자석(15)의 자속을 인식하여, 인식한 자속을 TCU(10)로 전송한다.
그리고, 감속기(12)에 장착된 온도 센서(20)는 감속기(12)에 장착된 자석(15)과 근접하게 장착되어 자석(15) 주변의 온도를 감지하여, 감지한 온도를 TCU(10)로 전송한다.
TCU(10)는 홀 센서(14)로부터의 자속에 따라 감속기(12)의 위치를 인식하여, 푸쉬로드(13)의 이동 거리를 계산하고, 모터(11)로 공급할 전류를 계산하고, 온도 센서(20)로부터의 온도에 따라, 모터(11)로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵에서 온도에 따른 전류 보정 값으로 계산한 전류를 보정하여 모터(11)로 공급한다.
일반적으로 자석의 자속 밀도 B(T)는 B(T) = B(20)(1 + K(T-20))으로 변화한다. 여기서, B(T)는 온도를 고려한 자속밀도이며, B(20)은 온도를 고려하지 않은 자속밀도이며, K는 가역온도계수이다. 그러므로, 온도 센서(20)로부터의 온도에 따라 모터(11)로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵에는 B(T)와 B(20)의 차이 값에 따라 정해진 전류 보정 값이 저장된다. 여기서, B(20)은 실온(20℃)에서의 자속밀도이다.
예를 들어, TCU(10)는 홀 센서(14)로부터의 자속에 따라 계산한 모터 전류가 10A라 하고, 온도 센서(20)로부터의 온도에 따른 전류 보정 값이 1A라면 11A를 모터(11)로 공급한다. 그리고, TCU(10)는 홀 센서(14)로부터의 자속에 따라 계산한 모터 전류가 10A라 하고, 온도 센서(20)로부터의 온도에 따른 전류 보정 값이 -1A 라면 9A를 모터(11)로 공급한다.
모터(11)는 TCU(10)로부터 공급된 전류에 따른 토크를 감속기(12)로 공급한다.
감속기(12)는 공급되는 토크에 따라 회전한다.
푸쉬로드(13)는 감속기(12)의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 뗀다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 장치는 온도 센서(20)와 TCU(10) 사이에 온도 센서(20)가 출력하는 신호를 클러치 액추에이터의 동작 범위 내의 신호로 제한하는 제1 제한기(25a)와, 제1 제한기(25a)로부터의 출력 신호의 노이즈를 제거하는 제1 로우 패스 필터(30a)와, 홀 센서(14)와 TCU(10) 사이에 홀 센서(14)가 출력하는 신호를 클러치 액추에이터의 동작 범위 내의 신호로 제한하는 제2 제한기(25b)와, 제2 제한기(25b)로부터의 출력 신호의 노이즈를 제거하는 제2 로우 패스 필터(30b)를 더 구비한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 방법은 TCU(10)로 푸쉬로드(13)에 장착된 홀 센서(14)로부터의 자속을 입력하고, 감속기(12)에 장착된 온도 센서(20)로부터의 온도를 입력한다(S10). TCU(20)는 홀 센서(14)로부터의 자속으로 감속기(12)의 위치를 인식하여(S12), 감속기(12)의 위치에 따라 푸쉬로드(13)를 이동시킬 거리를 계산하며(S14), 계산한 푸쉬로드(13)의 이동 거리에 따라 모터(11)로 공급할 전류를 계산한다(S16). 그리고, TCU(20)는 온도 센서(20)로부터의 온도에 따라 모터(11)로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵에서 온도에 따른 전류 보정 값을 읽어(S18), 상기 S16 단계에서 계산한 전류에서 상기 S18 단계에서의 보정 값을 가산 또는 감산하여, 모터(11)로 공급할 전류를 보정한다(S20). TCU(10)는 보정한 전류를 모터(11)로 공급하고(S22), 모터(11)는 TCU(10)로부터 공급된 전류에 따른 토크를 감속기(12)로 공급한다(S24). 감속기(12)는 공급되는 토크에 따라 회전하고(S26), 푸쉬로드(13)는 감속기(12)의 회전에 따라 좌우 이동하여(S28) 변속기에 클러치를 붙이거나 뗀다.
그리고, 상기 S10 단계는 TCU(10)로 홀 센서(14)로부터의 자속을 입력하고, 온도 센서(20)로부터의 온도를 입력할 때, 온도 센서(20)가 출력하는 신호를 클러치 액추에이터의 동작 범위 내의 신호로 제한하는 단계 및 제한한 출력 신호의 노이즈를 제거하는 단계와, 홀 센서(14)가 출력하는 신호를 클러치 액추에이터의 동작 범위 내의 신호로 제한하는 단계 및 제한한 출력 신호의 노이즈를 제거하는 단계를 더 구비한다.
도 1은 클러치 액추에이터의 일례를 나타내는 도면,
도 2a 내지 도 2c는 TCU가 감속기의 위치를 인식하는 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 장치를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 액추에이터의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : TCU 11 : 모터
12 : 감속기 13 : 푸쉬로드
14 : 홀 센서 15 : 자석
20 : 온도 센서 25 : 제한기
30 : 로우 패스 필터

Claims (7)

  1. 공급되는 전류에 따른 토크를 발생하는 모터와;
    상기 모터로부터의 토크에 따라 회전하는 감속기와;
    상기 감속기와 기계적으로 연결되어 상기 감속기의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 떼는 푸쉬로드와;
    상기 감속기에 장착된 자석 및 온도 센서와;
    상기 푸쉬로드에 장착되어 상기 감속기에 장착된 자석의 자속을 감지하는 홀 센서와;
    상기 홀 센서로부터의 상기 자속의 크기 및 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 전류를 공급하는 티씨유(TCU)를 구비하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 티씨유는 상기 자속의 크기에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 계산하고, 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 티씨유는 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵을 구비하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 값은,
    온도를 고려한 자속밀도와 온도를 고려하지 않은 자속밀도의 차이 값에 따라 정해진 전류 보정 값인 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 자석과 근접하게 장착되어 상기 자석 주변의 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 장치.
  6. 티씨유(TCU)로 푸쉬로드에 창작된 홀 센서로부터의 자속을 입력하고, 감속기에 장착된 온도 센서로부터의 온도를 입력하는 제1 단계와;
    상기 티씨유는 상기 홀 센서로부터의 자속으로 상기 감속기의 위치를 인식하 는 제2 단계와;
    상기 감속기의 위치에 따라 상기 푸쉬로드를 이동시킬 거리를 계산하는 제3 단계와;
    상기 푸쉬로드의 이동 거리에 따라 모터로 공급할 전류를 계산하는 제4 단계와;
    상기 티씨유는 상기 온도 센서로부터의 온도에 따라 상기 모터로 공급하는 전류를 보정하는 값이 저장된 맵에서 온도에 따른 전류 보정 값을 읽어드리는 제5 단계와;
    상기 제4 단계에서 계산한 전류에서 상기 제5 단계에서의 보정 값을 가산 또는 감산하여 전류를 보정하는 제6 단계와;
    상기 제6 단계에서의 전류를 상기 모터로 공급하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 티씨유는 상기 제6 단계에서 보정한 전류를 상기 모터로 공급하는 제 8단계와;
    상기 모터는 상기 티씨유로부터 공급된 전류에 따른 토크를 상기 감속기로 공급하는 제9 단계와;
    상기 감속기는 공급되는 토크에 따라 회전하는 제11 단계와;
    상기 푸쉬로드는 상기 감속기의 회전에 따라 좌우 이동하여 변속기에 클러치를 붙이거나 떼는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터의 제어 방법.
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