KR20210031903A - 연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하기 위한 방법 - Google Patents

연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서는 클러치 특성 곡선이 접촉점에 의해 매칭된다. 토크 정밀도를 개선하기 위해, 접촉점 결정에는 작동 중단하는 연소 엔진(2)의 드래그 토크에 따라서 결정되는 클러치(4)의 클러치 토크가 기초가 된다.

Description

연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하기 위한 방법
본 발명은 연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서는 클러치 특성 곡선이 접촉점에 의해 매칭된다.
DE 10 2008 030 473 A1호에는, 하이브리드 파워 트레인에서 자동화 클러치의 접촉점을 결정하기 위한 방법이 공지되어 있다. 상기 클러치의 접촉점은, 클러치가 완만하게 체결되고, 기설정된 회전 속도로 회전하는 전기 기계 상에 미치는 체결되는 클러치의 영향이 평가됨으로써 내연 기관이 정지할 때 결정된다.
DE 10 2016 208 035 A1호에는, 하이브리드 파워 트레인에서 분리 클러치(separating clutch)를 제어하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 상기 방법에서는 내연 기관이 정지되고 분리 클러치가 체결될 때 전기 기계에 의해 상기 내연 기관의 압축 토크보다 작은 토크가 제공되고, 상기 분리 클러치는 작동 경로를 따라 액추에이터에 의해 연속적으로 체결 해제되며, 그리고 상기 전기 기계의 회전 속도가 변경될 때 상기 분리 클러치의 체결 해제점이 기설정된 작동 경로에 할당된다.
이 경우 접촉점 매칭은 자동화 클러치 시스템에서 마찰 계수 매칭 외에도 클러치의 토크 특성 곡선을 매칭시키는 기초가 된다. 이와 동시에 접촉점은 클러치의 입력 및 출력부의 마찰면들이 서로 마찰 접촉하는 상기 클러치의 경로를 의미한다. 상기와 같은 매칭들에 의해서는 분리 클러치의 토크 정밀도가 상기 분리 클러치의 전달 거동(transmission behavior)에서 결정적으로 영향을 받는다.
본 발명의 과제는 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하기 위한 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은 설명한 해결책을 개선한다.
본 발명에 따르면 상기 과제는, 접촉점 결정에는 작동 중지하는 연소 엔진의 드래그 토크에 따라서 결정되는 클러치의 클러치 토크가 기초가 됨으로써 해결된다. 이 경우 토크 정밀도는 차량에서 제공되는 드래그 토크 신호와 무관하게 결정되고, 상기 제공된 드래그 토크 신호가 접촉점 결정 시 부정확성을 야기하는 것을 방지한다. 따라서 계산된 드래그 토크에 의해 결정된 클러치 토크가 수정되고, 그 결과 접촉점 결정 시 토크 정밀도가 높아진다.
바람직하게 클러치가 체결 해제될 때 작동 중지하는 연소 엔진의 드래그 토크는 상기 연소 엔진의 속도 감소로부터 결정된다. 따라서 계산에는 연소 엔진의 제동 시 실제 거동이 기초가 되고, 그 결과 부정확성이 제거된다.
특히 간단한 변형 예에서, 속도 감소는 작동 중지하는 연소 엔진의 제1 속도 변화로부터 계산된다.
일 구현 예에서, 클러치는 완만하게 체결되고, 이 경우 클러치 토크는 작동 중지하는 연소 엔진의 현재 결정된 제2 속도 변화를 참고로 상기 작동 중지하는 연소 엔진의 계산된 드래그 토크를 기초로 하여 결정된다. 클러치 체결이 완만하게 수행됨으로써 연소 엔진 회전 속도의 기울기가 변경되며, 이는 가능한 가장 정확한 클러치 토크를 결정하는 데 사용된다.
일 실시 형태에서, 드래그 토크는 클러치 토크 결정 시 일정한 것으로 관찰된다. 따라서 드래그 토크의 변동은 클러치 토크의 결정에 포함되지 않으며, 그 결과 클러치의 토크 정밀도가 개선된다.
본 발명은 다수의 실시 형태를 허용한다. 그중 일 실시 형태는 도면부에 도시된 도면들을 참고로 더 상세하게 설명된다.
도면부에서:
도 1은 하이브리드 드라이브의 개략도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시 예를 도시하며, 그리고
도 3은 드래그 토크 및 접촉점 매칭의 매칭 프로세스의 개략도를 도시한다.
도 1에는, 하이브리드 차량의 파워 트레인의 개략도가 도시되어 있다. 상기 파워 트레인(1)은 연소 엔진(2) 및 전기 모터(3)를 포함한다. 상기 연소 엔진(2)과 전기 모터(3) 사이에서 상기 연소 엔진(2) 바로 뒤에는 하이브리드 분리 클러치(4)가 배치되어 있다. 연소 엔진(2)과 하이브리드 분리 클러치(4)는 크랭크 샤프트(5)를 통해 서로 연결되어 있다. 전기 모터(3)는 회전 가능한 회전자(6) 및 고정식 고정자(7)를 구비한다. 하이브리드 분리 클러치(4)의 출력 샤프트(8)는 변속기(9)와 연결되어 있고, 상기 변속기는 추가로 도시되지 않은 클러치 부재, 예를 들면 제2 클러치 또는 전기 모터(3)와 변속기(9) 사이에 배치된 토크 변환기를 포함한다. 변속기(9)는 연소 엔진(2) 및/또는 전기 모터(3)에 의해 생성되는 토크를 하이브리드 차량의 구동 휠(10)들에 전달한다.
연소 엔진(2)과 전기 모터(3) 사이에 배치된 하이브리드 분리 클러치(4)는, 하이브리드 차량의 주행 중에 전기 모터(3)에 의해 생성되는 토크로 상기 연소 엔진(2)을 시동하거나 부스트 모드 중에 구동된 연소 엔진(2)과 전기 모터(3)로 주행하기 위해 체결된다. 이 경우 상기 하이브리드 분리 클러치(4)는 클러치 액추에이터(11)에 의해 작동된다. 전기 모터(3)에 의한 연소 엔진(2)의 재시동 시 상기 전기 모터에 쾌적감 손실 없이 구동 휠(10)들에 의해 차량을 움직이는 동시에 실제로 연소 엔진(2)도 시동하는 충분한 토크가 공급되는 것을 보장하기 위해서는 액추에이터 경로에 따른 클러치 토크(Mk)를 형성하는 하이브리드 분리 클러치(4)의 클러치 특성 곡선에 대한 정확한 정보가 필수적이다. 상기 클러치 특성 곡선의 노드(node)는 하이브리드 분리 클러치(4)의 위치를 의미하는 접촉점(T)이며, 상기 접촉점에서는 하이브리드 분리 클러치(4)의 입력 및 출력부의 마찰면들이 서로 마찰 접촉하고 토크 전달을 시작한다. 클러치 액추에이터(11)는 제어부(12)와 연결되어 있으며, 상기 제어부는 접촉점 매칭을 제어하고 상기 접촉점 매칭으로부터 하이브리드 분리 클러치(4)의 매칭된 클러치 특성 곡선을 결정한다.
접촉점을 결정하기 위해, 하이브리드 분리 클러치(4)에 인가되는 클러치 목표 토크는, 전기 모터(3)에서 클러치 목표 토크에 할당될 수 있는 구동 토크가 검출될 때까지 점점 증가된다. 따라서 하이브리드 분리 클러치(4)는 이러한 하이브리드 분리 클러치(4)의 입력 및 출력부의 마찰 입력면들이 마찰 접촉하고 최소 토크가 전기 모터(3)에 전달될 때까지 체결되며, 이는 상기 전기 모터(3)의 상응하는 반응에 의해 검출된다. 이러한 상응하는 반응은 전기 모터(3)에 의해 사전 정의된 토크 증가가 제공된다는 것이다. 이러한 과정에서 전기 모터(3)는 속도 제어 모드(speed controlled mode)로 있다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 방법의 실시 예에 의해서는, 접촉점 결정 시 토크 정밀도가 개선된다. 상기 실시 예에서, 하이브리드 분리 클러치(4)는 블록 100에서 체결 해제되고, 이 경우 연소 엔진(2)과 전기 기계(3)가 공동으로 파워 트레인(1)에 토크를 전달하는 HEV 모드가 종료되어 EV 모드(전기 모터(3)로 주행)로 전환된다. 하이브리드 분리 클러치(4)의 체결 해제에 의해, EV 모드에서는 연소 엔진(2)이 중단되고, 이와 동시에 감속된다. 이 상태에서 연소 엔진(2)의 속도 변화(ω1)가 결정되고(블록 110), 이로부터 블록 120에서 상기 연소 엔진(2)의 드래그 토크(Mice-drag)가 결정된다.
Mice-drag = Jice * ω
여기서 Jice는 연소 엔진(2)의 관성 모멘트이다.
드래그 토크(Mice-drag) 계산 후, 블록 130에서는 하이브리드 분리 클러치(4)가 다시 완만하게 체결된다. 하이브리드 분리 클러치(4)의 이러한 완만 체결에 의해 연소 엔진(2)의 회전 속도(n)의 기울기가 변경되고, 이러한 기울기는 재차 검출된다(블록 140).
연소 엔진(2)의 이러한 제2 회전 속도 기울기(ω2)에 의해, 클러치 토크(Mclutch)가 계산된다(블록 140).
Mclutch = Jice * ω2 - Mice-drag
도 3에는 드래그 토크 및 접촉점 매칭의 매칭 과정들이 다시 개략적으로 도시되어 있고, 이 경우 다이어그램들은 HEV 모드와 EV 모드로 나누어진다. 도 3a에는 연소 엔진(2)의 회전 속도(n)(곡선 A)와 전기 모터(3)의 회전 속도(곡선 B)가 도시되어 있다. 다이어그램 3b에는 시간(t)에 따른 토크(M)가 도시되어 있으며, 이 경우 마찬가지로 곡선 C는 연소 엔진(2)의 토크를 그리고 곡선 D는 전기 모터(3)의 토크를 나타낸다. 다이어그램 내에 위치한 추가 곡선(E)들은 도 2에 따른 계산 결과들을 나타낸다. 도 3c에는 시간(t)에 따른 접촉점(Tp)이 도시되어 있고(곡선 F), 반면에 곡선 G는 접촉점 결정의 활성화 시간을 나타낸다. 지점 H에서는 연소 엔진(2)의 일정한 드래그 토크 결정을 고려하여 보정된 접촉점이 설명된다. 그 아래 도 3d는 시간(t)에 따른 하이브리드 분리 클러치(4)의 상태를 도시한다. 이 경우 하이브리드 분리 클러치(4)가 체결 해제되어 있으면 영역에 J가 표시되고, 하이브리드 분리 클러치(4)가 체결되면 영역에 K가 표시된다.
1: 파워 트레인
2: 연소 엔진
3: 전기 모터
4: 하이브리드 분리 클러치
5: 크랭크 샤프트
6: 회전자
7: 고정자
8: 출력 샤프트
9: 변속기
10: 구동 휠
11: 클러치 액추에이터
12: 제어부

Claims (5)

  1. 클러치 특성 곡선이 접촉점에 의해 매칭되는 연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하는 방법으로서,
    상기 접촉점 결정에는, 작동 중지하는 연소 엔진(2)의 드래그 토크에 따라서 결정되는 상기 클러치(4)의 클러치 토크가 기초가 되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러치(4)가 체결 해제될 때 상기 작동 중지하는 연소 엔진(2)의 드래그 토크가 상기 연소 엔진(2)의 속도 감소로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 속도 감소는 상기 작동 중지하는 연소 엔진(2)의 제1 회전 속도 변화로부터 계산되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 클러치가 완만하게 체결되고, 상기 연소 엔진(2)의 현재 결정된 제2 속도 변화를 참고로 상기 작동 중지하는 연소 엔진(2)의 계산된 드래그 토크를 기초로 하여 상기 클러치 토크가 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 클러치 토크 결정 시 상기 드래그 토크가 일정한 것으로 관찰되는 것을 특징으로 하는, 방법.
KR1020217001040A 2018-07-18 2019-06-07 연소 엔진을 장착한 자동차에서 자동화 클러치의 접촉점 결정 시 정밀도를 개선하기 위한 방법 KR20210031903A (ko)

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