KR20170103500A

KR20170103500A - 클러치 제어장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20170103500A
Application number: KR1020160026487A
Authority: KR
Inventors: 정동원
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2017-09-13

Abstract

클러치에 필요한 토크에 따라 저항값이 가변되도록 구성된 가변저항회로; 작동로드의 외주면을 따라 권취되되, 상기 가변저항회로로부터 인가되는 전류가 흐르는 전자코일과, 상기 전자코일에 의해 자기력이 발생되는 영구자석으로 구성되어 상기 작동로드의 동작시 상기 클러치를 가압하는 솔레노이드 액추에이터; 및 상기 작동로드의 외주면을 따라 권취되되, 상기 영구자석에 의해 형성되는 자기력의 반대방향으로 상기 작동로드를 상시 가압하는 리턴 스프링;을 포함하는 클러치 제어장치가 소개된다.

Description

클러치 제어장치 및 그 제어방법 {CLUTCH CONTROLLING APPARATUS AND THE CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 클러치에 동력을 전달하는 클러치 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압을 이용하지 않고도 클러치에 동력을 전달할 수 있는 클러치 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 사용되는 클러치는 플라이휠과 변속기의 입력 축 사이에 설치되어 변속기로 전달되는 동력을 필요에 따라 단속하거나 엔진의 시동걸 때 또는 변속기의 기어를 변속할 때 동력을 차단하고, 발진할 때에는 동력을 전달하는 역할을 한다. 한편, 상기와 같이 동력을 단속하는 클러치는 크게 수동클러치와 자동클러치로 구성되고, 수동클러치는 건식클러치와 습식클러치, 원추클러치로 구분되며, 자동클러치는 유체클러치, 전자식클러치로 구분된다.

통상적으로 클러치는 유압액추에이터 방식에 의해 적용된다. 상기와 같은 방식의 클러치 제어는 압력센서 및 유압유를 통해 유압을 이용하여 사용하는 것으로서, 극한 조건시 유압유의 점성 변화로 클러치 제어가 정상적으로 이루어지지 않거나, 아예 작동을 하지 않는 경우가 발생했다.

또한, 유압유의 누설을 방지하거나 압력의 형성을 위해 작동로드의 피스톤 외부에 고무재질의 피스톤링을 마련하게 되는데, 이로 인한 피스톤링의 습동저항으로 작동로드의 작동시 히스테리시스가 발생되는 문제가 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2006-0011689

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 유압유의 누설을 방지하면서도 클러치의 토크전달을 정밀하게 할 수 있는 클러치 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 클러치 제어장치는 클러치에 필요한 토크에 따라 저항값이 가변되도록 구성된 가변저항회로; 작동로드의 외주면을 따라 권취되되, 상기 가변저항회로로부터 인가되는 전류가 흐르는 전자코일과, 상기 전자코일에 의해 자기력이 발생되는 영구자석으로 구성되어 상기 작동로드의 동작시 상기 클러치를 가압하는 솔레노이드 액추에이터; 및 상기 작동로드의 외주면을 따라 권취되되, 상기 영구자석에 의해 형성되는 자기력의 반대방향으로 상기 작동로드를 상시 가압하는 리턴 스프링;을 포함한다.

상기 솔레노이드 액추에이터는 상기 작동로드를 외측에서 커버하는 하우징이 더 포함될 수 있다.

상기 작동로드와 상기 전자코일의 사이에는 상기 작동로드의 외주면을 따라 플랜지가 형성된 지지부가 마련될 수 있다.

상기 작동로드에는 반지름방향으로 돌출된 돌출부가 형성되어, 상기 돌출부와 상기 플랜지 사이에 상기 리턴 스프링의 양단부가 지지될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 클러치 제어장치의 그 제어방법은 청구항 1의 클러치 제어장치를 제어하는 방법으로서, 제어부에서 클러치의 사용조건인지를 확인하는 클러치 사용조건 확인단계; 상기 클러치 사용조건 확인단계에서 클러치를 사용해야 하는 조건이라고 판단되면, 상기 클러치에 필요한 토크를 도출하고, 도출된 토크에 해당되는 저항값을 선택하는 저항값 선택단계; 상기 제어부에서 상기 저항값 선택단계에서 선택된 저항값에 해당되는 전류를 상기 솔레노이드 액추에이터의 전자코일에 인가하는 전류인가단계; 및 상기 전류인가단계에서 인가되는 전류에 의해 상기 영구자석에서 자기력이 발생되고, 발생된 자기력에 의해 상기 작동로드가 동작하여 상기 클러치를 가압하는 클러치 가압단계;를 포함한다.

상기 클러치 사용조건 확인단계에서 상기 클러치의 사용조건이 아니라고 판단되면, 반복적으로 상기 클러치 사용조건 확인단계를 수행할 수 있다.

상기 저항값 선택단계에서 상기 제어부는 상기 클러치에 필요한 토크의 변화에 따라 상기 저항의 저항값을 조정하여 전류량을 조절하여 상기 작동로드의 스트로크를 조절함으로써, 상기 클러치에 전달되는 토크를 조절할 수 있다.

상기 클러치 가압단계에서는 상기 제어부에서 상기 클러치에 토크를 전달할 필요가 없다고 판단되면, 전달되는 전류를 차단함으로써, 상기 리턴 스프링에 의해 상기 작동로드가 복귀될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 클러치 제어장치 및 그 제어방법에 따르면 종래에 오일의 누설을 방지하기 위한 고무재질의 씰링의 사용하지 않음으로써, 작동 히스테리시스(Hysteresis) 문제를 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한, 오일을 사용하지 않음으로써 구성이 간단해지고, 영구자석에 의한 솔레노이드 액추에이터를 사용함으로써, 오일 누유를 제거하고, 어떤한 환경의 온도조건에서도 클러치의 제어를 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어장치를 도시한 도면.
도 2 내지 도 3은 클러치 제어를 위해 솔레노이드 액추에이터가 동작한 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어장치의 제어방법을 도시한 순서도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클러치 제어장치 및 그 제어방법에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어장치를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 3은 클러치(100)의 제어를 위해 솔레노이드 액추에이터(500)가 동작한 모습을 도시한 도면이되, 보다 상세하게는 도 1은 클러치(100) 오프(OFF) 상태, 도 2는 클러치(100) 온(ON) 상태, 도 3 역시 클러치(100) 온 상태이나 도 2보다는 더 큰 전달토크의 값이 요구될 때의 솔레노이드 액추에이터(500)의 동작을 도시하였다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 클러치 제어장치는 클러치(100)에 필요한 토크에 따라 저항값이 가변되도록 구성된 가변저항회로(300); 작동로드(510)의 외주면을 따라 권취되되, 상기 가변저항회로(300)로부터 인가되는 전류가 흐르는 전자코일(530)과, 상기 전자코일(530)에 의해 자기력이 발생되는 영구자석(550)으로 구성되어 상기 작동로드(510)의 동작시 상기 클러치(100)를 가압하는 솔레노이드 액추에이터(500); 및 상기 작동로드(510)의 외주면을 따라 권취되되, 상기 영구자석(550)에 의해 형성되는 자기력의 반대방향으로 상기 작동로드(510)를 상시 가압하는 리턴 스프링(700);을 포함한다.

본 발명의 솔레노이드 액추에이터(500)는 상기 작동로드(510), 전자코일(530) 및 영구자석(550)으로 구성된다. 또한, 상기 작동로드(510)를 외측에서 커버하고, 상기 작동로드(510)의 일측이 관통삽입되어 삽입 또는 인출되도록 형성된 하우징(900)이 마련된다.

상기 작동로드(510)의 일측에는 반지름방향으로 돌출된 돌출부(515)가 형성되고, 타측에는 상기 클러치(100)를 가압하도록 마련된 피스톤(570)이 마련된다. 상기 작동로드(510)의 돌출부(515)와 하우징(900)의 관통홀(910) 사이에는 상기 작동로드(510)의 외주면을 따라 플랜지(511)가 형성된 지지부(513)가 마련된다. 상기 지지부(513)는 통상적으로 보빈(Bobbin)일 수 있다. 상기 플랜지(511)의 외경은 상기 하우징(900)의 내경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 또한, 상기 플랜지(511)는 상기 지지부(513)의 일단과 타단에 각각 형성됨으로써, 상기 작동로드(510)가 상기 하우징(900)으로부터 삽입 또는 인출시 흔들리지 않도록 지지하는 역할을 한다.

상기 지지부(513)의 외측에는 상기 전자코일(530)이 외측으로 권취되고, 상기 전자코일(530)은 상기 가변저항회로(300)와 연결되어 상기 가변저항회로(300)로부터 전류가 인가된다. 상기 작동로드(510)에는 상기 리턴 스프링(700)이 마련되되, 상기 리턴 스프링(700)은 상기 돌출부(515)와 상기 플랜지(511) 사이에는 마련되어 양단부가 각각 지지되게 된다. 상기 리턴 스프링(700)은 자기력이 발생되는 방향으로 상기 작동로드(510)를 상시 가압함으로써, 상기 작동로드(510)의 피스톤(570)이 상기 클러치(100)를 가압하지 않은 상태로 유지될 수 있다.

즉, 본 발명의 클러치 제어장치는 상기 가변저항회로(300)에는 차량의 제어부(200)에서 상기 클러치(100)에 필요한 토크를 도출하고, 클러치(100)에 필요한 토크에 따라 상기 가변저항회로(300)의 저항값을 가변하여 상기 전자코일(530)에 전류를 인가한다. 따라서, 상기 영구자석(550)에 자기력이 발생되고, 자기력에 의해 상기 작동로드(510)는 결정된 스트로크만큼 작동하여 상기 피스톤(570)이 상기 클러치(100)를 가압하게 되는 것이다. 상기 가변저항회로(300)에 필요한 전류는 차량의 전원(400)으로부터 공급될 수 있다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어장치의 제어방법을 도시한 순서도이다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클러치 제어장치의 제어방법은 청구항 1의 클러치 제어장치를 제어하는 방법으로서, 제어부(200)에서 클러치(100)의 사용조건인지를 확인하는 클러치 사용조건 확인단계(S100); 상기 클러치 사용조건 확인단계(S100)에서 클러치(100)를 사용해야 하는 조건이라고 판단되면, 상기 클러치(100)에 필요한 토크를 도출하고, 도출된 토크에 해당되는 저항값을 선택하는 저항값 선택단계(S300); 상기 제어부(200)에서 상기 저항값 선택단계(S300)에서 선택된 저항값에 해당되는 전류를 상기 솔레노이드 액추에이터(500)의 전자코일(530)에 전류를 인가하는 전류인가단계(S500); 및 상기 전류인가단계(S500)에서 인가되는 전류에 의해 상기 영구자석(550)에서 자기력이 발생되고, 발생된 자기력에 의해 상기 작동로드(510)가 동작하여 상기 클러치(100)를 가압하는 클러치 가압단계(S700);를 포함한다.

먼저, 차량의 제어부(200)에서는 차량의 구동에 있어서 클러치(100)의 사용이 필요한 조건인지를 확인하는 상기 클러치 사용조건 확인단계(S100)를 수행한다. 만약, 상기 클러치 사용조건 확인단계(S100)에서 상기 클러치(100)의 사용조건이 아니라고 판단되면, 반복적으로 상기 클러치 사용조건 확인단계(S100)를 수행하게 된다.

그러나 반대로, 상기 클러치 사용조건 확인단계(S100)에서 상기 클러치(100)를 사용해야 하는 조건이라고 판단되면, 상기 제어부(200)에서는 클러치(100)에 필요한 토크를 도출한다. 상기 제어부(200)에서는 상기 클러치(100)에 필요한 토크의 변화에 따라 상기 저항의 저항값을 조정하여 전류량을 조절하여 상기 작동로드(510)의 스트로크를 조절함으로써, 상기 클러치(100)에 전달되는 토크를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 상기 제어부(200)에서 필요한 토크가 도출되면, 상기 제어부(200)에서는 상기 가변저항회로(300)에서 상기 토크에 해당되는 저항값을 선택하는 상기 저항값 선택단계(S300)를 수행한다. 이때, 상기 제어부(200)에는 필요한 토크에 따라 저항값이 결정되어 있는 맵 등이 기저장되어 있어 그러한 요구에 따라 맵에서 해당되는 전류값을 확인하고 제어할 수도 있다.

그 후, 상기 저항값 선택단계(S300)에서 선택된 저항값에 해당되는 전류를 상기 솔레노이드 액추에이터(500)의 전자코일(530)에 인가하는 상기 전류인가단계(S500)를 수행한다. 상기 전류인가단계(S500)의 수행 후에는, 상기 전류인가단계(S500)에서 인가되는 전류에 의해 상기 영구자석(550)에서 자기력이 발생되고, 상기 자기력에 의해 상기 작동로드(510)가 상기 리턴 스프링(700)의 스프링력을 이기고 동작하여 상기 클러치(100)를 가압하는 상기 클러치 가압단계(S700)를 수행한다.

상기 클러치 가압단계(S700)에서는 상기 제어부(200)에서 상기 클러치(100)에 토크를 전달할 필요가 없다고 판단되면, 전달되는 전류를 차단함으로써, 상기 리턴 스프링(700)에 의해 상기 작동로드(510)가 복귀됨으로써, 상기 작동로드(510)는 원위치로 복귀하게 되고, 동력의 전달이 종료되게 된다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 클러치 제어장치 및 그 제어방법에 따르면, 종래에 오일의 누설을 방지하기 위한 고무재질의 씰링의 사용하지 않음으로써, 작동 히스테리시스(Hysteresis) 문제를 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한, 오일을 사용하지 않음으로써 구성이 간단해지고, 영구자석에 의한 솔레노이드 액추에이터를 사용함으로써, 오일 누유를 제거하고, 어떤한 환경의 온도조건에서도 클러치의 제어를 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 클러치
200 : 제어부
300 : 가변저항회로
400 : 전원
500 : 솔레노이드 액추에이터
510 : 작동로드
511 : 플랜지
513 : 지지부
515 : 돌출부
530 : 전자코일
550 : 영구자석
570 : 피스톤
700 : 리턴 스프링
900 : 하우징
910 : 관통홀
S100 : 클러치 사용조건 확인단계
S300 : 저항값 선택단계
S500 : 전류인가단계
S700 : 클러치 가압단계

Claims

클러치에 필요한 토크에 따라 저항값이 가변되도록 구성된 가변저항회로;
작동로드의 외주면을 따라 권취되되, 상기 가변저항회로로부터 인가되는 전류가 흐르는 전자코일과, 상기 전자코일에 의해 자기력이 발생되는 영구자석으로 구성되어 상기 작동로드의 동작시 상기 클러치를 가압하는 솔레노이드 액추에이터; 및
상기 작동로드의 외주면을 따라 권취되되, 상기 영구자석에 의해 형성되는 자기력의 반대방향으로 상기 작동로드를 상시 가압하는 리턴 스프링;을 포함하는 클러치 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 솔레노이드 액추에이터는 상기 작동로드를 외측에서 커버하는 하우징이 더 포함된 것을 특징으로 하는 클러치 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 작동로드와 상기 전자코일의 사이에는 상기 작동로드의 외주면을 따라 플랜지가 형성된 지지부가 마련된 것을 특징으로 하는 클러치 제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 작동로드에는 반지름방향으로 돌출된 돌출부가 형성되어, 상기 돌출부와 상기 플랜지 사이에 상기 리턴 스프링의 양단부가 지지되는 것을 특징으로 하는 클러치 제어장치.
청구항 1의 클러치 제어장치를 제어하는 방법으로서,
제어부에서 클러치의 사용조건인지를 확인하는 클러치 사용조건 확인단계;
상기 클러치 사용조건 확인단계에서 클러치를 사용해야 하는 조건이라고 판단되면, 상기 클러치에 필요한 토크를 도출하고, 도출된 토크에 해당되는 저항값을 선택하는 저항값 선택단계;
상기 제어부에서 상기 저항값 선택단계에서 선택된 저항값에 해당되는 전류를 상기 솔레노이드 액추에이터의 전자코일에 인가하는 전류인가단계; 및
상기 전류인가단계에서 인가되는 전류에 의해 상기 영구자석에서 자기력이 발생되고, 발생된 자기력에 의해 상기 작동로드가 동작하여 상기 클러치를 가압하는 클러치 가압단계;를 포함하는 클러치 제어장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 클러치 사용조건 확인단계에서 상기 클러치의 사용조건이 아니라고 판단되면, 반복적으로 상기 클러치 사용조건 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 저항값 선택단계에서 상기 제어부는 상기 클러치에 필요한 토크의 변화에 따라 상기 저항의 저항값을 조정하여 전류량을 조절하여 상기 작동로드의 스트로크를 조절함으로써, 상기 클러치에 전달되는 토크를 조절하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 클러치 가압단계에서는 상기 제어부에서 상기 클러치에 토크를 전달할 필요가 없다고 판단되면, 전달되는 전류를 차단함으로써, 상기 리턴 스프링에 의해 상기 작동로드가 복귀되는 것을 특징으로 하는 클러치 제어장치의 제어방법.