KR20190028693A - 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법 - Google Patents

유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 바람직하게 비작동 상태에서 체결된 차량 클러치의 제어를 위한 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로를 결정하는 방법에 관한 것으로, 액추에이터 경로는 클러치 액추에이터(4)의 온도에 기초하여 변경된다. 클러치 액추에이터의 온도 계산 시 타당성 검증된 값들만 고려되는 방법의 경우, 클러치 액추에이터(4)의 온도는 클러치 액추에이터(4)의 작동 중에 3개의 온도 센서에 의해 측정되고, 온도 센서들을 통해 측정된 온도들 중 각각 2개에서 각각 하나의 온도차가 결정되며, 이렇게 결정된 3개의 온도차의 각각의 절댓값이 온도 임계값과 비교되고, 측정된 온도 중에서 그 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 작은 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위한 클러치 액추에이터(4)의 온도로서 이용된다.

Description

유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법
본 발명은 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로의 결정을 위한, 바람직하게는 비작동 상태에서 체결된 차량 클러치의 제어를 위한 방법에 관한 것으로, 액추에이터 경로는 클러치 액추에이터의 온도에 따라서 변경된다.
최근의 자동차, 특히 승용차에서는, 정유압 클러치 액추에이터를 이용하는 자동화된 클러치가 점점 더 많이 사용되고 있다. 상기 정유압 클러치 액추에이터는, 마스터 피스톤이 축방향으로 운동할 수 있게 내장되어 있는 마스터 실린더를 포함한다. 전기 모터로 구동되는, 마스터 실린더의 마스터 피스톤이 정유압 전달 경로 내에 배치된 유압액을 가압하며, 이때 슬레이브 실린더의 슬레이브 피스톤이 가동되고, 이 슬레이브 피스톤의 운동이 클러치로 전달되어 클러치가 개방된다.
DE 10 2014 219 029 A1호로부터는 자동차를 위한 클러치, 바람직하게는 비작동 상태에서 체결된 클러치의 작동용 클러치 액추에이터의 제어를 위한 방법 및 그 장치가 공지되어 있다. 클러치 액추에이터는, 정유압 전달 경로에 걸쳐서 슬레이브 실린더를 이동시켜 클러치를 완전하게 개방하기 위해, 마스터 실린더의 작동을 위한 최대 경로를 나아갈 수 있다. 마찬가지로 슬레이브 실린더에서 슬레이브 피스톤의 체결 해제 경로(release path)도 제한된다. 온도 상승 시 슬레이브 실린더가 허용되는 것 이상으로 이동하지 않도록 하기 위해, 클러치 액추에이터의 최대 경로를 단축시키는 점이 공지되어 있다. 그로 인해 슬레이브 실린더가 파손으로부터 보호된다. 즉, 유압액이 팽창되는 온도 상승 시, 팽창이 상쇄되도록 액추에이터 경로가 보상을 통해 이동되는 것으로 가정된다. 이는, 냉각 과정에서 액체의 수축 시에도 유사하다.
유압액의 온도가 추정되고, 유압액의 추정 온도에 의해 액추에이터 경로에 대한 보상값이 계산되는 점이 공지되어 있다. 유압액이 가열되면 그 유압액은 팽창되며, 그로 인해 보상에 의해 액추에이터 경로가 단축된다. 온도가 정확하게 추정될 수 있기 위해서는, 유압액의 액체 온도의 계산을 위해 이용되는 신호들이 정확해야 한다. 이렇게, 예컨대 정유압 액추에이터의 회로기판 온도가 이용된다. 정유압 클러치 액추에이터의 회로기판 온도의 진단을 위해, 전기적 결함에 추가로, 오직 회로기판 온도가 속하는 범위, 예컨대 -40℃ 내지 +150℃의 범위만이 검사된다.
본 발명의 과제는, 클러치 액추에이터의 온도로서 정확하게 측정되는 온도 값을 기반으로 하는, 정유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로의 결정을 위한 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제는, 본 발명에 따라서, 클러치 액추에이터의 온도가 클러치 액추에이터의 작동 중에 3개의 온도 센서에 의해 측정되고, 온도 센서들을 통해 측정된 온도들 중 각각 2개에서 각각 하나의 온도차가 결정되며, 이렇게 결정된 3개의 온도차의 각각의 절댓값이 온도 임계값과 비교되고, 측정된 온도 중에서 그 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 작은 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위한 클러치 액추에이터의 온도로서 이용됨으로써 해결된다. 이 경우, 클러치 액추에이터의 작동 동안 실제로 클러치 액추에이터에서 발생하는 온도들을 이용함으로써, 온도 임계값과 온도차들의 비교를 통해 타당성 검증된 온도가 클러치 액추에이터의 온도로서 선택된다는 장점이 있다. 상기 타당성 검증된 온도 값의 이용은 클러치 액추에이터의 보상값의 정확한 결정을 가능하게 한다.
바람직한 방식으로, 온도 센서들에 의해 클러치 액추에이터 내 회로기판 온도, 각도 센서 온도 및 압력 센서 온도가 측정된다. 이 센서들은 클러치 액추에이터 내에서 매우 상이한 위치들에 장착되고, 그에 따라 클러치 액추에이터의 여러 지점에서의 온도 조건들에 대한 개요를 제공한다.
일 구현예에서, 회로기판 온도와 각도 센서 온도 간의 온도차의 절댓값, 및/또는 회로기판 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 작은 경우, 회로기판 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위해 이용된다. 그에 따라, 정유압 액추에이터에서 기인하는 온도의 최대 가용성이 보장된다.
일 개선예에서, 회로기판 온도와 각도 센서 온도 간의 온도차; 및 회로기판 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차;의 절댓값들이 동시에 온도 임계값보다 더 작은 경우, 회로기판 온도가 클러치 액추에이터의 온도로서 결정된다. 그 결과, 회로기판 온도의 이중 타당성 검증이 달성된다.
일 변형예에서, 각도 센서 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값이 기설정 온도 임계값보다 더 작은 경우, 각도 센서 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위해 이용된다. 온도차들의 비교로부터, 회로기판 온도뿐만 아니라 각도 센서 온도도 기설정 기준들을 충족하는 것으로 판명되면, 회로기판 온도가 각도 센서 온도에 비해 더 높은 우선순위를 가짐으로써, 이 경우 회로기판 온도가 클러치 액추에이터의 온도로서 액추에이터 경로의 보상값의 결정의 기반이 된다.
일 실시형태에서, 회로기판 온도와 각도 센서 온도 간의 온도차의 절댓값, 및/또는 회로기판 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 큰 경우, 각도 센서 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위해 이용된다. 그에 따라, 회로기판 온도는 타당성이 없어 추가 처리를 위해 부적합함이 확실하게 결정된다. 회로기판 온도에서 각도 센서 온도로의 전이 시, 클러치 액추에이터의 상정된 온도로서의 클러치 액추에이터의 온도 처리 시 급격한 변화를 방지하기 위해, 클러치 액추에이터의 온도로서 회로기판 온도에서 각도 센서 온도로의 전이 시 클러치 액추에이터의 온도의 변화율은 매우 작게 선택된다.
바람직한 방식으로, 클러치 액추에이터의 온도는 회로기판 온도 및/또는 각도 센서 온도 및/또는 압력 센서 온도의 가중을 통해 산출되며, 타당성 검증 시 각각의 측정된 온도의 영향이 제한된다. 상기 가중을 통해, 클러치 액추에이터의 온도는 예컨대 회로기판 온도와 각도 센서 온도로부터 계산될 수 있다.
일 구현예에서, 타당성 검증되지 않은 측정 온도는 0%로, 그리고 타당성 검증된 측정 온도는 100%로 액추에이터 경로의 보상값의 결정에 산입되며, 이때 각각의 측정된 온도의 0%에서 100%로의 전이는 연속적으로 수행된다. 그 결과, 그로부터 계산되는 결과가 급격한 변량을 갖는 점이 방지된다.
일 실시형태에서, 측정된 온도가 수회 타당성 검사될 수 없었다면, 측정된 온도의 가중은 감소된다. 이 경우, 온도 센서에 결함이 있다는 점이 상정된다.
본 발명은 다수의 실시형태를 허용한다. 그 중 하나의 실시형태를 도면에 도시된 도들에 기초하여 더 상세하게 설명한다.
도 1은 차량 내 클러치 작동 시스템의 개략도이다.
도 2는 클러치 액추에이터 내에서 측정되는 온도들의 온도차들의 계산을 나타낸 원리도이다.
도 1에는, 차량에서 사용하기 위한 정유압 클러치 작동 시스템(1)의 구성이 도시되어 있다. 정유압 클러치 작동 시스템(1)은 마스터 측(2)에, 정유압 클러치 액추에이터(4)를 제어하는 액추에이터 제어 장치(3)를 포함한다. 클러치 액추에이터(4)는 변속기(5)를 통해 마스터 실린더(7)의 피스톤(6)과 운동학적으로 연결된다. 클러치 액추에이터(4)의 위치 변경 시, 그리고 이와 동시에 마스터 실린더(7) 내에서 액추에이터 경로를 따라 우향으로의 피스톤(6)의 위치 변경 시 마스터 실린더(7)의 체적이 변동되며, 그로 인해 마스터 실린더(7) 내에 압력(p)이 형성되고, 이 압력은 유압액(8)을 통해 유압 라인(9)에 걸쳐 정유압 클러치 작동 시스템(1)의 슬레이브 측(10)으로 전달된다. 슬레이브 측(10)에서, 슬레이브 실린더(11) 내의 유압액(8)의 압력(p)이 경로 변경을 야기하며, 이 경로 변경은 클러치를 작동시키기 위해 클러치(12)로 전달된다. 클러치(12)는, 예컨대 하이브리드 자동차에서 하이브리드 분리형 클러치로서 사용되는 것과 같이 비작동 상태에서 개방되는 클러치이다.
액추에이터 경로를 따라 마스터 실린더(7)의 피스톤(6)이 움직인 거리가 변위 센서(13)에 의해 검출된다. 마스터 실린더(7)는 보상 탱크(14)와 연결되어 있고, 피스톤(6)이 기설정 위치에 있을 경우, 마스터 실린더(7)의 연결 개구부(15)가 마스터 실린더(7)의 피스톤(6)에 의해 개방된다.
클러치 작동 시스템(1)의 파손을 방지하기 위해, 액추에이터 온도에 따라서 유압액(8)의 액체 온도가 결정되며, 이 액체 온도는 온도 모델에 의해 계산된다. 유압액(8)의 액체 온도에 의해, 클러치 액추에이터(4)의 체결 해제 경로의 보상값이 결정된다. 이 경우, 각도 센서 온도 및 압력 센서 온도를 토대로 타당성 검증되는 회로기판 온도가 클러치 액추에이터(4)의 온도로서 이용되며, 상기 세 가지 온도는 모두 정유압 클러치 액추에이터(4)에서 측정된다. 상기 계산은, 유압액(8)의 액체 온도의 계산을 위한 온도 모델이 저장되어 있는 액추에이터 제어 장치(3)에서 수행된다. 그러나 액추에이터 제어 장치(3)의 상위에 있는 변속기 제어 장치가 액추에이터 제어 장치(3)로부터 상응하는 온도 신호들을 공급받는다면, 클러치 액추에이터(4)의 온도 계산은 상기 변속기 제어 장치에서도 수행될 수 있다.
클러치 액추에이터(4) 내에는, 회로기판 온도의 측정을 위한 온도 센서, 각도 센서 온도의 측정을 위한 온도 센서 및 압력 센서 온도의 측정을 위한 온도 센서와 같이, 별도로 도시되지 않은 여러 온도 센서가 제공된다. 클러치 액추에이터(4)의 작동 중에, 전술한 세 가지 온도 센서의 온도들은 액추에이터 제어 장치(3)에서 상호 간에 타당성 검증된다. 이 타당성 검사는, 도 2에 도시된 것처럼, 3개의 온도 센서에 의해 측정된 온도들 간의 온도차가 지속적으로 산출됨으로써 수행된다. 이 경우, 회로기판 온도(Pla)와 각도 센서 온도(Wi)의 제1 온도차(Temp_PlaWi)가 결정된다. 이와 동시에, 회로기판 온도(Pla)와 압력 센서 온도(Dr)의 제2 온도차(Temp_PlaDr)가 산출된다. 그 밖에도, 각도 센서 온도와 압력 센서 온도의 제3 온도차(Temp_WiDr)가 산출된다. 상기 차들의 절댓값들이 도표 1로 표현된다.

차의 절댓값		 센서
회로기판 온도
(Pla)		 각도 센서 온도
(Wi)		 압력 센서 온도
(Dr)
Temp_PlaWi x x -
Temp_WiDr - x x
Temp_PlaDr x - x
"x"는 각각의 온도 신호가 사용됨을 의미하며, "-"는 온도 신호가 사용되지 않음을 의미한다. 축약어 "Temp"는, 명시되어 있지는 않으나, 이미 차의 절댓값을 내포하고 있다.
온도 센서들의 온도들에서 계산되는 개별 절댓값들은 각각의 온도 임계값과 비교된다. 타당성 검증된 온도 값은, 차의 절댓값이 각각의 온도 임계값보다 더 작은 경우에는 항시 존재한다. 회로기판 온도와의 온도차(Temp_PlaWi 또는 Temp_PlaDr)의 절댓값이 각각의 온도 임계값 미만이라면, 회로기판 온도가 정유압 클러치 액추에이터(4)를 위한 온도로서 이용된다. 이와 동시에 온도차(Temp_WiDr)도 임계값 미만이라면, 항시 회로기판 온도가 각도 센서 온도보다 우선권을 가지며, 상기 회로기판 온도는 액체 온도의 계산을 위한 온도 모델로 공급된다. 온도차(Temp_WiDr)의 절댓값만이 각각의 온도 임계값 미만일 때 비로소 각도 센서 온도가 클러치 액추에이터(4)의 온도로서 이용된다. 그 결과, 온도 값들의 최대 가용성이 보장된다.
타당성 검증 시, 클러치 액추에이터(4)의 온도로서, 기존에 타당성이 있었던 회로기판 온도에서, 타당성 검증이 수행되지 않음으로 인해, 각도 센서 온도로 전환되어야 하는 것으로 판명될 경우, 작은 변화율로 회로기판 온도에서 각도 센서 온도로의 전이가 수행된다. 이는 특히, 계산되고 타당성 검증된 온도 신호가 액추에이터 위치의 결정을 위해 이용되어야 하기 때문에 필요하다.
온도 변화는 너무 빠르게 수행되지 않아야 하며, 그로 인해 온도 신호의 기울기 제한이 도입된다. 점화 주기마다 한 번씩 온도 신호를 초기화하기 위해, 상기 제한은 잠시 의도적으로 비활성화되어야 한다.
타당성 검증은 활성 신호를 이용해서도, 예컨대 온도차들(Temp_PlaWi 및 Temp_PlaDr)의 절댓값들이 동시에 온도 임계값보다 더 작은 경우에 클러치 액추에이터(4)의 온도로서 이용되는 회로기판 온도를 이용해서도, 수행될 수 있다. 이런 경우에 해당되지 않으면, 회로기판 온도는 더 이상 이용되지 않는다.
그 대안으로, 클러치 액추에이터(4)를 위한 온도는 회로기판 온도, 압력 센서 온도 및 각도 센서 온도의 가중을 통해서도 획득될 수 있다. 가중은, 신호가 타당성이 없거나 무효한 경우에는 유압액(8)의 온도의 계산에 미치는 영향이 0%이고, 그와 반대로 신호가 유효하고 그에 따라 타당성이 있는 경우에는 영향이 100%가 되도록 실행된다. 이 경우, 각각의 온도의 0%에서 100%로의 전이는, 그로부터 계산되는 온도 신호가 급격한 변화를 보이지 않도록 하기 위해, 연속적으로 수행되어야 한다. 회로기판 온도 및 각도 센서 온도의 다수의 신호가 100%로 가용하다면, 상기 두 온도 간의 가중이 수행될 수 있으며, 이 가중은 예컨대 상기 온도들이 발생하는 온도 범위에 따라 좌우되고, 그 이유는 상이한 온도 센서들의 공차가 여러 온도에서 서로 상이하게 발생하기 때문에, 또는 특정 센서들이 특정 범위들에서 시스템상 그렇게 신뢰할 만하지 못하기 때문이다.
가중 계수들은 온도 신호들의 상태에 따라서도 결정될 수 있다. 온도 신호가 더 빈번하게 무효하다면, 가중 계수는 감소할 수 있다. 이러한 유형의 사상은, 부적합한 센서들을 선별 제거하여 그 센서들의 신호가 더 이상 이용되지 않게 한다.
제안되는 본원의 방법은, 타당성 검증된 측정 온도 신호들에서 클러치 액추에이터의 온도의 계산을 가능하게 한다. 이 경우, 정유압 클러치 액추에이터(4)의 외부에서 유래하는 신호원을 갖는 온도 신호들의 이용이 완전히 배제될 수 있는데, 그 이유는 상기 온도 신호들에 오류가 있을 수 있기 때문이다.
1: 클러치 작동 시스템
2: 마스터 측
3: 액추에이터 제어 장치
4: 클러치 액추에이터
5: 변속기
6: 피스톤
7: 마스터 실린더
8: 유압액
9: 유압 라인
10: 슬레이브 측
11: 슬레이브 실린더
12: 클러치
13: 변위 센서
14: 보상 탱크
15: 연결 개구부

Claims (10)

  1. 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로의 결정을 위한, 바람직하게는 비작동 상태에서 체결된 차량 클러치의 제어를 위한 방법으로서, 액추에이터 경로는 클러치 액추에이터(4)의 온도에 기초하여 변경되는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법에 있어서,
    클러치 액추에이터(4)의 온도는 클러치 액추에이터(4)의 작동 중에 3개의 온도 센서에 의해 측정되고, 이들 온도 센서에 의해 측정된 온도들 중 각각 2개에서 각각 하나의 온도차가 결정되며, 이렇게 결정된 3개의 온도차의 각각의 절댓값이 온도 임계값과 비교되고, 측정된 온도 중에서 그 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 작은 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위한 클러치 액추에이터(4)의 온도로서 이용되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서들에 의해 클러치 액추에이터(4) 내 회로기판 온도, 각도 센서 온도 및 압력 센서 온도가 측정되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 회로기판 온도와 각도 센서 온도 간의 온도차의 절댓값 및/또는 회로기판 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 작은 경우, 회로기판 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 회로기판 온도와 각도 센서 온도 간의 온도차 및 회로기판 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값들이 동시에 온도 임계값보다 더 작은 경우, 회로기판 온도가 클러치 액추에이터(4)의 온도로서 이용되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각도 센서 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값이 기설정 온도 임계값보다 더 작은 경우, 각도 센서 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서, 회로기판 온도와 각도 센서 온도 간의 온도차의 절댓값, 및/또는 회로기판 온도와 압력 센서 온도 간의 온도차의 절댓값이 온도 임계값보다 더 큰 경우, 각도 센서 온도가 액추에이터 경로의 보상값의 결정을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 클러치 액추에이터의 온도로서 회로기판 온도에서 각도 센서 온도로의 전이 시, 클러치 액추에이터(4)의 온도 변화율이 매우 작게 선택되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 액추에이터(4)의 온도는 회로기판 온도 및/또는 각도 센서 온도 및/또는 압력 센서 온도의 가중을 통해 산출되며, 각각 측정된 온도의 타당성 검증 시 각각의 측정된 온도의 영향이 제한되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 타당성 검증되지 않은 측정된 온도는 0%로, 그리고 타당성 검증된 측정된 온도는 100%로 액추에이터 경로의 보상값의 결정에 산입되며, 이때 측정된 온도의 0%에서 100%로의 전이가 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 측정된 온도의 타당성 검증이 여러 번 실시될 수 없었던 경우, 측정된 온도의 가중이 감소되는 것을 특징으로 하는, 유압 클러치 액추에이터의 액추에이터 경로 결정 방법.
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