KR20130089582A

KR20130089582A - 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법

Info

Publication number: KR20130089582A
Application number: KR1020127034191A
Authority: KR
Inventors: 울리히 노이베르트; 미햐엘 로이셸
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2013-08-12
Also published as: DE102011103773A1; DE112011102179A5; WO2012000471A1; KR101845100B1

Abstract

본 발명은 내연 기관과 변속기 사이의 자동차 파워 트레인 내에 배치되는 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법에 관한 것이며, 이때 내연 기관으로부터 송출된 엔진 토크는 마찰 클러치에서 발생하는 클러치 슬립에 따라 폐회로 제어된다. 본 발명은 원하는 엔진 회전수(ω_{엔진,설정}) 변화에 좌우되는 개입 토크(M_개입)에 의해 엔진 토크가 제한되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING AN AUTOMATIC FRICTION CLUTCH}

본 발명은 내연 기관과 변속기 사이의 자동차 파워 트레인 내에 배치되는 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법에 관한 것이며, 이때 내연 기관으로부터 송출된 엔진 토크는 마찰 클러치에서 발생하는 클러치 슬립에 따라 폐회로 제어된다.

독일 공개 공보 DE 10 2009 014 467 A1호에는 내연 기관과 변속기 사이 파워 트레인 내의 자동 마찰 클러치를 개회로 제어하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 이러한 방법에서 내연 기관의 엔진 토크는 마찰 클러치에서 발생하는 슬립에 따라 폐회로 제어된다.

본 발명의 과제는 내연 기관과 변속기 사이의 자동차 파워 트레인 내에 배치되는 자동 마찰 클러치의 쾌적성 및/또는 가용성을 추가로 개선하는 것으로서, 이때 내연 기관으로부터 송출된 엔진 토크는 마찰 클러치에서 발생하는 클러치 슬립에 따라 폐회로 제어된다.

상기 과제는, 내연 기관과 변속기 사이의 자동차 파워 트레인 내에 배치되는 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법에서, 이때 내연 기관으로부터 송출된 엔진 토크는 마찰 클러치에서 발생하는 클러치 슬립에 따라 폐회로 제어되는 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법에 있어서, 원하는 엔진 회전수(ω_{엔진,설정}) 변화에 좌우되는 개입 토크(M_개입)에 의해 엔진 토크가 제한됨으로써 해결된다. 엔진 회전수(ω_{엔진,설정})는 예를 들어 마찰 클러치에 인가되는 마찰력의 제한의 유지하에 상승하거나 하강할 것이다. 이러한 개입 토크(M_개입)에서 시간에 따른 엔진 회전수(ω_{엔진,설정}) 변화가 고려된다.

상기 방법의 바람직한 일 실시예는 마찰 클러치의 엔진 측의 관성 토크(J_엔진)에 좌우되는 개입 토크(M_개입)에 의해 엔진 토크가 제한되는 것을 특징으로 한다. 관성 토크(J_엔진)는 마찰 클러치의 엔진 측에서 형성되는 질량의 질량 관성 토크이다.

상기 방법의 바람직한 추가의 일 실시예는 하기의 수학식에 따라 결정되는 오프셋 토크(M_오프셋)에 따라 개입 토크(M_개입)가 제한되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, "J_엔진"은 클러치의 엔진 측의 관성 토크에 상응하고,

는 원하는 엔진 회전수 기울기에 상응한다.

상기 방법의 바람직한 추가의 일 실시예는 허용된 최대 마찰력(P_한계)에 따라 개입 토크(M_개입)가 제한되는 것을 특징으로 한다. 이러한 허용된 최대 마찰력(P_한계)은 클러치 토크 및/또는 발생하는 슬립에 좌우된다.

상기 방법의 바람직한 추가의 일 실시예는 개입 토크(M_개입)가 하기의 수학식에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, "M_개입"은 제한되는 엔진 개입 토크에 상응하고, "P_한계"은 허용된 최대 마찰력에 상응한다. "ω_슬립"은 래디안/초로 나타낸 클러치에서의 슬립 회전수에 상응한다. "J_엔진"은 클러치의 엔진 측의 관성 토크에 상응하고,

는 원하는 엔진 회전수 기울기에 상응한다.

상기 방법의 바람직한 추가의 일 실시예는 최대 마찰력(P_한계)에, 엔진 토크 및/또는 클러치 토크 내의 부정확성을 고려하는 보정 계수(k)가 곱해지는 것을 특징으로 한다. 이러한 보정 계수(k)를 통해, 허용된 최대 마찰력(P_한계)은 변화한다.

상기 방법의 바람직한 추가의 일 실시예는 보정 계수(k)가 하기의 수학식에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.

동적인 질량 관성 성분을 더한 엔진 토크 또는 클러치 토크의 적분을 통해, 예를 들어 스타팅 작동 동안, 허용된 최대 마찰력(P_한계)의 보정이 요구되도록 하는 더 큰 편차가 존재하는지가 연산될 수 있다. 보정 계수(k)에 의해, 허용되거나 허락된 최대 마찰력(P_한계)이 최소화될 수 있다.

상기 방법의 바람직한 추가의 일 실시예는 엔진 토크가 스타팅 시에, 특히 언덕에서의 스타팅 시에 개입 토크(M_개입)에 의해 제한되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 마찰력은 간접적으로 엔진 토크의 적합한 감소를 통해 감소되는데, 자세히 말해 가능한 높은 주행 쾌적성 및 차량 가용성이 얻어지는 동시에 감소된다.

본 발명의 추가의 장점과, 특징과, 세부 사항들은 하기의 설명부로부터 여러 가지 실시예들로 상세하게 설명된다.

본 발명에 따른 방법은 내연 기관과 변속기 사이의 자동차 파워 트레인 내에 배치되는 자동 마찰 클러치를 보호하기 위한 전략이다. 이 경우, 마찰 클러치에 인가되는 마찰력은 클러치를 과부하로부터 보호하기 위해 감소되어야 한다. 이 경우 전제 조건은 특성화된 최대 마찰력과, 보호할 클러치에서의 공지된 슬립 회전수(엔진 입력 회전수와 변속기 입력 회전수 간의 차이)와, 토크를 제한하는 구동 엔진에서의 엔진 개입 가능성이다.

인가된 마찰력은 하기 수학식에 상응한다.

이 경우, "P"는 마찰력(와트)에 상응하고, "M"은 클러치 토크(뉴턴 미터)에 상응하고, "ω_슬립"은 클러치에서의 슬립 회전수(래디안/초)에 상응한다.

인가되는 마찰력을 제한하기 위해, 클러치 토크는 상기 수학식에 따른 클러치 슬립에 따라 제한되어야 한다. 대개 동시에 클러치 슬립이 감소되어야 하고 엔진 회전수가 특정값으로 조절되어야 하기 때문에, 이를 위해 일반적으로 엔진 토크는 상응하는 개입을 통해 제한되어야 한다. 따라서, 일정한 엔진 회전수를 위해 상응하는 클러치 토크도 얻어진다. 엔진 회전수가 출력 제한의 엄격한 유지 하에 상승하거나 하강해야 하는 경우, 하기 수학식을 따르는 개입 토크에 대한 추가의 오프셋이 얻어진다.

는 원하는 엔진 회전수 기울기에 상응한다.

따라서, 제한된 엔진 개입이 하기 수학식에서 얻어진다.

이 경우, "M_개입"은 제한된 엔진 개입에 상응하고,

"P_한계"은 허용된 최대 마찰력에 상응한다.

따라서 클러치 제어 장치의 통상적인 폐회로 제어를 통해, 대개는 쾌적성 거동에 대해 매칭되는 클러치 토크 폐회로 제어에 직접적으로 개입할 필요없이, 원하는 제한된 클러치 토크도 간접적으로 얻어진다. 즉, 이에 따라 실제 마찰력은 클러치 토크를 사전 설정하는 폐회로 제어에도 좌우된다.

최대 마찰력의 단시간 동안의 편차도 방지되어야 하는 경우, 클러치 토크도 직접적으로 제한되어야 한다. 그러나, 클러치 토크의 직접적인 제한은 대개 쾌적성의 손실이라는 결과를 낳고, 이러한 쾌적성의 손실은 번거로운 필터링을 통해 방지되어야 한다. 참조 변수로서 엔진 토크를 사용하는 클러치 토크 폐회로 제어를 통한 상기 유형의 필터링이 대부분 이미 구현되었기 때문에, 순수한 엔진 개입은 폐회로 제어의 복잡성에 있어서 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 방법은 정상적인 경우에는 영향을 미치지 않는 보호 전략이기 때문에 낮은 복잡도가 요구될 수 있다. 엔진 토크 제한의 큰 장점은 파워 트레인에서 엔진 토크가 실질적으로 클러치 토크를 통해서만 형성되기 때문에 (큰) 클러치 슬립을 갖는 위상에서 엔진 토크가 차량의 가속도에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 것이기도 하다. 이 경우, 엔진 토크는 엔진 회전수 곡선에 영향을 미칠 뿐이다.

엔진 토크 및/또는 클러치 토크 내의 부정확성에 기인하여, 출력 한계값을 변화하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어 동적인 질량 관성 성분을 더한 엔진 토크 또는 클러치 토크의 적분을 통해, 스타팅 동안 더 큰 편차가 존재하는지가 연산될 수 있다.

이와 같이, 예를 들어 보정 계수(k)가 결정될 수 있으며, 이러한 보정 계수를 통해 편차가 더 클 때 출력 한계값(P_한계)이 보정된다.

효과적인 엔진 토크보다 클러치 토크가 더 크다고 인식될 때, 허락된 마찰력은 이러한 보정 계수를 통해 최소화될 수 있다.

이와 같이, 허락된 마찰력이 초과되지 않도록 보장될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 바람직하게 이중 클러치 프로젝트에 적용된다. 이러한 방법은 예를 들어 자동 클러치용 클러치 개회로 제어 소프트웨어 내의 클러치 전략의 일부일 수 있다. 이 경우, 이러한 방법은 주로 스타팅 상황에서의 오용으로부터 보호하기 위해 요구되며, 예를 들어 전진 기어단이 체결된 채로 차량이 후방으로 빠르게 굴러가는 와중에 운전자가 가속 페달을 작동시킬 때 요구된다. 그러나 이러한 방법은 일반적으로 슬립이 발생하는 모든 주행 상황에서 적용될 수 있다.

복잡도가 낮고 활용도가 큰 자동 클러치 개회로 제어 장치 내의 (스타팅) 클러치에서의 허용된 최대 마찰력에 따른 요구를 기존의 클러치 개회로 제어 장치에서 구현하는 가능성이 생긴다. 이 경우, 중요 개념은 간접적으로 엔진 토크의 적합한 감소를 통해 마찰력을 감소하는 동시에 가능한 높은 주행 쾌적성 및 높은 차량 가용성을 얻는 것이다.

Claims

내연 기관과 변속기 사이의 자동차 파워 트레인 내에 배치되는 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법이며, 이때 내연 기관으로부터 송출된 엔진 토크는 마찰 클러치에서 발생하는 클러치 슬립에 따라 폐회로 제어되는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법에 있어서,
상기 엔진 토크는 원하는 엔진 회전수(ω_{엔진,설정}) 변화에 좌우되는 개입 토크(M_개입)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 엔진 토크는 마찰 클러치의 엔진 측의 관성 토크(J_엔진)에 좌우되는 개입 토크(M_개입)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개입 토크(M_개입)는 수학식
에 따라 결정되는 오프셋 토크(M_오프셋)에 따라 제한되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개입 토크(M_개입)는 최대 마찰력(P_한계)에 따라 제한되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개입 토크(M_개입)는 수학식
에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최대 마찰력(P_한계)에는 엔진 토크 및/또는 클러치 토크 내의 부정확성을 고려하는 보정 계수(k)가 곱해지는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 보정 계수(k)는 수학식
에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진 토크는 스타팅 시에, 특히 언덕에서의 스타팅 시에 개입 토크(M_개입)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는, 자동 마찰 클러치의 개회로 제어 방법.