KR20210091163A

KR20210091163A - 제너레이터 작동 중 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법

Info

Publication number: KR20210091163A
Application number: KR1020217014409A
Authority: KR
Inventors: 랄프 만슈페르거; 티모 엔데르스
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-07-21
Also published as: WO2020103973A1; US20210394742A1; CN113056623A; DE102018128961A1; CN113056623B; US11987231B2

Abstract

본 발명은 차량의 구동렬(10)에 장착된 클러치(18)의 특성 변수를 확인하는 방법에 관한 것으로, 상기 구동렬은 클러치 입력(20)과 클러치 출력(22) 사이의 트랜스미션 토크를 전달하고, 제1 전기 모터(14)는 상기 클러치 입력(20)과 내연 기관(12)에 연결되고, 상기 내연 기관(12)에 의해 구동되는 동안 제너레이터가 작동 중이라고 할 수 있고, 제2 전기 모터(24)는 상기 클러치 출력(22)에 연결되고, 상기 클러치 입력(20)은 제1 회전 속도를 가질 수 있고 상기 클러치 출력(22)은 제2 회전 속도를 가질 수 있되, 상기 제너레이터 작동 중의 상기 트랜스미션 토크는 슬립핑 상태를 취하도록 상기 클러치(18)를 활성화하고, 그렇게 하여 상기 제1 및 제2 회전 속도 사이의 소정 회전 속도 차이를 설정(104)함에 의해 확인되며, 상기 클러치 입력(20)에서 제공하는 클러치 입력 토크가 확인되고(107), 상기 트랜스미션 토크는 상기 클러치 입력 토크에 따라 결정된다(108, 114).

Description

제너레이터 작동 중 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 차량의 구동렬에 장착된 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법에 관한 것이다.

자동 작동 클러치의 경우, 클러치의 작동이 좌우되는 클러치의 특성 변수에 대한 지식은 양호한 주행 안락함을 달성하고 클러치 및 차량의 작동 안전을 보장하는 데 매우 중요하다. 클러치의 자동 또는 부분 자동 작동은 대개 클러치 액추에이터에 의해 수행되며, 클러치 액추에이터는 작동 장치를 이동 경로를 따라 이동시켜 클러치를 작동시킨다. 클러치의 변속된 트랜스미션 토크는 작동 장치의 위치와 클러치 마찰 라이닝의 마찰 계수에 따라 달라진다. 변속기 토크와 이동 경로 사이의 이러한 관계는 클러치의 클러치 제어부에 저장되는 클러치 특성으로 설명할 수 있다.

클러치의 성질을 정의하는 트랜스미션 토크는, 예를 들어, 온도 변화, 구성 요소의 마모 또는 피로 프로세스 등으로 인해 차량 작동 중에 변경될 수 있다. 그러나 클러치의 안정적인 작동을 위해서는, 클러치의 특성 변수에 대한 지식이 매우 중요하다. 이동 경로는 센서 시스템을 통해 평가 및 재조정될 수 있지만, 마찰 라이닝의 마찰 계수와 트랜스미션 토크를 확인하기가 더 어렵다.

국제 공개 특허(WO 2016/008463)에서는 하이브리드 분리 클러치의 마찰 계수를 조정하는 방법이 제안되었다. 하이브리드 분리 클러치는 내연 기관을 전기 모터에 연결한다. 내연 기관이 작동 중일 때는 클러치가 슬립핑 방식으로 작동할 수 있을 정도로 클러치가 먼저 열렸다가 닫힌다. 여기서 구동렬에서의 출력 회전 속도는 일정하게 유지된다. 그런 다음, 클러치가 슬립핑 방식으로 작동하는 작동 장치의 위치에 따라 마찰 계수의 조정이 수행된다.

본 발명의 목적은, 차량의 구동렬에 장착된 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법을 개선하는 것이다. 특히, 이것은 더 짧은 시간 간격으로 확인되어야 한다.

이러한 목적들의 적어도 하나는 청구항 1에 따른 특징들을 가지는 차량의 구동령에 장착된 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법에 의해 달성된다. 따라서, 클러치 입력과 클러치 출력 사이의 트랜스미션 토크를 전달하는 차량의 구동렬에 장착된 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법이 제안되며, 제1 전기 모터는 상기 클러치 입력과 내연 기관에 연결되고, 상기 내연 기관에 의해 구동되는 동안 제너레이터가 작동 중이라고 할 수 있고, 제2 전기 모터는 상기 클러치 출력에 연결되고, 상기 클러치 입력은 제1 회전 속도를 가질 수 있고 상기 클러치 출력은 제2 회전 속도를 가질 수 있되, 상기 제너레이터 작동 중의 상기 트랜스미션 토크는 슬립핑 상태를 취하도록 상기 클러치를 활성화하고, 그렇게 하여 상기 제1 및 제2 회전 속도 사이의 소정 회전 속도 차이를 설정함에 의해 확인되며, 상기 클러치 입력에서 존재하는 클러치 입력 토크가 확인되고, 상기 트랜스미션 토크는 상기 클러치 입력 토크에 따라 결정된다.

그 결과, 트랜스미션 토크에 따라 달라지는 클러치의 특성 변수를 더 작은 시간 간격으로 확인할 수 있다. 또한, 본 발명 방법의 구현으로 인한 차량에 대한 영향은 매우 작아서, 본 발명 방법은 외부와 차량 사용자가 알아차리지 못하고 수행할 수 있다. 클러치의 신뢰성을 높이고 차량의 작동 안전성과 주행 안락함을 개선할 수 있다.

제1 전기 모터는 제1 구동 토크를 생성할 수 있다. 제1 전기 모터는 클러치 입력에 제1 구동 토크를 제공할 수 있다. 제1 전기 모터의 로터는 내연 기관의 출력에 연결할 수 있다.

제2 전기 모터는 제2 구동 토크에 영향을 미칠 수 있다. 제2 전기 모터는 제2 구동 토크를 차량 휠에 전달할 수 있다.

내연 기관은 제3 구동 토크에 영향을 미칠 수 있다. 클러치 입력 토크는 주로 제3 구동 토크로 형성될 수 있다. 제1 및 제3 구동 토크는 클러치 입력에 공동으로 적용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제너레이터 작동 중 제1 전기 모터는 제3 구동 토크와 비교하여 제1 카운터-토크를 발생시키며, 여기서 트랜스미션 토크는 제3 구동 토크와 제1 카운터-토크 사이의 토크 차이와 동일한 것인지가 확인된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 회전 속도 차이는, 제2 회전 속도를 지정하는, 특히 조정하는 제2 전기 모터에 의해 설정된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 회전 속도 차이는, 제1 회전 속도를 지정하는, 특히 조정하는 내연 기관에 의해 설정된다.

제너레이터 모드에서는, 내연 기관을 일정한 회전 속도로 작동할 수 있다. 제1 회전 속도는 제너레이터 작동 중에 거의 일정한 것이 바람직하다. 제너레이터 작동 중 제1 회전 속도는 내연 기관이 가장 높은 효율을 가지는 내연 기관의 최적 회전 속도일 수 있다.

회전 속도 차이는 또한 제1 회전 속도를 지정하는, 특히 조정하는 제1 전기 모터에 의해 설정할 수도 있다.

본 발명의 특별 실시예에 있어서, 제너레이터 작동 중에 클러치가 열리고 트랜스미션 토크를 확인하도록 클러치가 작동된다. 제너레이터 작동 중에 제1 및 제2 전기 모터는 직렬 하이브리드 방식으로 작동할 수 있다. 제1 전기 모터는 내연 기관에 의해 구동되며, 제2 전기 모터가 구동 에너지로 변환할 수 있는 전기 에너지를 생성할 수 있다. 이와 달리 또는 이에 추가하여, 생성된 전기 에너지를 전기 에너지 저장소(예: 충전식 배터리)에 공급할 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 있어서, 제2 회전 속도는 제1 회전 속도보다 낮다. 제2 회전 속도도 제1 회전 속도보다 클 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 회전 속도는 트랜스미션 토크가 확인될 때 대략 일정하다.

본 발명의 특별 실시예에 있어서, 제1 및 제2 회전 속도 사이의 회전 속도 차이가 임계값 아래로 떨어질 때, 트랜스미션 토크의 확인이 트리거된다. 그 결과, 본 발명 방법을 수행하기 위해, 제2 전기 모터에 의해 지정되는 제2 회전 속도는 더 쉽게 조정될 수 있다.

본 발명의 특별 실시예에 있어서, 클러치는 분리 클러치, 특히 K0 클러치이다. 클러치가 열리면, 제2 전기 모터는 제1 전기 모터와 내연 기관과는 독립적으로 기계적으로 움직일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 트랜스미션 토크와 제2 및 제1 회전 속도 사이의 회전 속도 차이가 마찰 계수를 정의하는 데 사용된다. 클러치의 클러치 제어부에 저장된 클러치의 특성 변수(예: 마찰 계수)는 확인된 클러치의 특성 변수에 따라 조정될 수 있다.

본 발명의 추가적인 장점과 유리한 실시예는 첨부 도면과 그에 따른 설명에서 비롯된다.

도 1은 본 발명의 특별 실시예의 방법에 따라 확인된 클러치의 특성 변수를 가지는 차량의 구동렬을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 다른 특별 실시예의 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법을 나타내고 있다.
도 3a는 특성 변수가 본 발명의 특별 실시예의 방법에 따라 확인되고, 제1 작동 상태에 위치된 클러치를 가지는 차량의 구동렬을 나타내고 있다.
도 3b는 특성 변수가 본 발명의 다른 특별 실시예의 방법에 따라 확인되고, 클러치의 제1 작동 상태에서의 제1 및 제2 회전 속도의 시간 곡선을 나타내고 있다.
도 4a는 본 발명의 다른 특별 실시예에서 실행된 방법에서 제2 작동 상태에 위치된 클러치를 가지는 차량의 구동렬을 나타내고 있다.
도 4b는 특성 변수가 본 발명의 다른 특별 실시예에 따라 확인되고, 클러치의 제2 작동 상태에서의 제1 및 제2 회전 속도의 시간 곡선을 나타내고 있다.

도 1은 클러치(18)가 장착된 차량의 구동렬(10)을 나타내며, 이 차량의 트랜스미션 토크는 본 발명의 특별 실시예의 방법에 따라 확인된다. 구동렬은 제1 전기 모터(14)에 연결된 내연 기관(12)으로 구성된다. 따라서 내연 기관(12)의 출력은 제1 전기 모터(14)의 로터(16)에 회전이 불가능하게 연결된다.

제1 전기 모터(14)는 클러치(18)에 연결된다. 로터(16)는 클러치(18)의 클러치 입력(20)에 회전할 수 없도록 연결된다. 클러치(18)가 작동될 때, 클러치 입력(20)과 마찰을 일으켜 클러치(18)의 클러치 출력(22)이 작동 상태로 전환될 수 있다. 클러치(18)가 닫히면, 클러치 입력(20)과 클러치 출력(22) 사이에서 토크가 전달될 수 있다. 지정 시점에 클러치(18)에 의해 전송되는 토크는 트랜스미션 토크를 나타낸다.

클러치 출력(22)은 제2 전기 모터(24)에 연결된다. 제2 전기 모터(24)의 로터(26)는 클러치 출력(22)에 회전할 수 없도록 연결된다. 로터(26)는 차량 휠(28)에도 연결된다.

제1 전기 모터(14) 제1 구동 토크를, 제2 전기 모터(24)는 제2 구동 토크를, 그리고 내연 기관(12)은 제3 구동 토크에 영향을 줄 수 있다. 제1 및 제3 구동 토크는 클러치 입력(20)에 적용할 수 있다. 제2 구동 토크는 클러치 출력(22) 및 차량 휠(28)에 적용할 수 있다.

클러치(18)는 분리 클러치, 특히 K0 클러치이다. 클러치(18)가 열리면, 제2 전기 모터(24)는 제1 전기 모터(14)와 내연 기관(12)과는 독립적으로 기계적으로 움직일 수 있다. 제2 전기 모터(24)만으로도 차량 휠(28)에 제2 구동 토크를 제공할 수 있다. 제2 구동 토크로 차량을 이동할 수 있다.

제1 전기 모터(14)는 특히 클러치(18)이 열려 있을 때, 제너레이터 작동 시 제1 전기 모터(14)는 제3 구동 토크에 대한 제1 카운터-토크에 영향을 준다. 제너레이터 작동 중에 제1 전기 모터(14)와 제2 전기 모터(24)는 직렬 하이브리드 방식으로 작동한다. 제1 전기 모터(14)는 내연 기관(12)에 의해 구동되며, 따라서 제2 전기 모터(24)는 제2 구동 토크로서 구동 에너지로 변환될 수 있는 전기 에너지를 생성한다.

제너레이터 작동 중에 클러치 입력 토크로서 클러치 입력(20)에 존재하는 토크는 주로 제3 구동 토크에 의해 형성된다. 특히 클러치 입력 토크는 제너레이터 작동 중에 작동하는 제1 전기 모터(14)의 제3 구동 토크와 카운터-토크 사이의 토크 차이에 해당한다.

도 2는 본 발명의 다른 특별 실시예에서의 클러치의 특성 변수를 확인하는 방법(100)을 나타내고 있다. 방법(100)은 차량의 구동렬에 장착된 클러치의 특성 변수를 확인한다. 클러치는 클러치 입력과 클러치 출력 사이에서 트랜스미션 토크를 전달할 수 있도록 한다. 제1 전기 모터는 클러치 입력 및 내연 기관에 연결된다. 제1 전기 모터는 제너레이터 작동을 가정할 수 있으며, 이 경우 제 1 전기 모터는 내연 기관에 의해 구동된다. 제너레이터 작동 중에는 내연 기관이 제1 회전 속도를 형성하는 일정한 회전 속도로 작동하는 것이 바람직하다. 제너레이터 작동 중 제1 회전 속도는 내연 기관이 가장 높은 효율을 가지는 내연 기관의 최적 회전 속도일 수 있다.

제2 전기 모터는 클러치 출력에 연결된다. 제2 전기 모터는 예를 들어 차량의 부하 요구 사항에 따라 제2 회전 속도를 변경한다. 따라서 제2 회전 속도는 차량의 작동 상태에 따라 개방된 클러치의 클러치 출력에 적용된다.

제1 및 제2 회전 속도 사이의 회전 속도 차이의 임계값 점검(101)은 회전 속도 차이가 임계값보다 낮음을 나타내고 있을 때, 트랜스미션 토크가 확인된다. 점검이 트리거되면, 클러치가 작동하여 트랜스미션 토크를 확인한다. 제1 전기 모터의 제너레이터 작동 중의 트랜스미션 토크는 클러치 작동(102)에 의한 클러치 작동으로 슬립핑 상태를 취하기 위하여 확인된다. 소정 회전 속도 차이가 제1 및 제2 회전 속도 사이에 설정(104)된다. 제2 회전 속도는 제1 회전 속도보다 작거나 클 수 있다. 회전 속도 차이는 100rpm일 수 있다.

회전 속도 차이는 내연 기관이 클러치 입력 시 제너레이터 작동 중에 존재하는 일정한 제1 회전 속도(105)와 제2 전기 모터가 지정하는, 특히 조정하는 제2 회전 속도(106)를 지속적으로 제공하여 설정된다. 제1 및 제2 회전 속도는 트랜스미션 토크를 확인할 때, 대략 일정하다.

이는 클러치 입력에 존재하는 클러치 입력 토크의 결정(107)과 클러치 입력 토크에 따른 트랜스미션 토크의 확인(108)이 이어진다. 이를 위해 제너레이터 작동 중 제1 전기 모터에 의한 제1 카운터-토크를 기록(110)하고, 내연 기관의 제3 구동 토크도 기록(112)한다. 그런 다음 트랜스미션 토크가 제3 구동 토크와 제1 카운터-토크 사이의 토크 차이와 동일한지가 확인(114)된다.

트랜스미션 토크와 제2 및 제1 회전 속도와의 회전 속도 차이는 클러치의 마찰 계수를 정의(116)하는 데 사용된다. 클러치 제어부에 저장된 클러치의 특성 변수에 대한 조정(118)은 확인된 마찰 계수에 따라 발생할 수 있다.

도 3a는 제1 작동 상태에 위치된 클러치(18)를 가지는 차량의 구동렬(10)을 나타내고 있고, 클러치의 특성 변수는 본 발명의 특별 실시예의 방법에 따라 확인된다. 구동렬(10)은 제1 전기 모터(14)에 연결되고, 제1 전기 모터(14)와 함께 클러치(18)에 연결된 내연 기관(12)으로 구성된다.

제2 전기 모터(24)는 클러치(18)의 하류에 위치하고, 제2 전기 모터는 차량 휠에 연결된다. 제1 작동 상태에서 클러치가 열린다.

도 3b는 클러치의 제1 작동 상태에서 제1 및 제2 회전 속도의 시간 곡선을 나타내고 있고, 이 시간의 특성 변수는 본 발명의 다른 특별 실시예의 방법에 따라 확인된다. 제1 전기 모터는 내연 기관이 제1 회전 속도(200)에 영향을 미치며 이상적으로 일정하게 유지하는 제너레이터 작동 중이다.

제2 전기 모터가 제공하는 제2 회전 속도(202)는 차량의 부하 요구 사항에 따라 시간이 지남에 따라 변화하며, 예를 들어 제1 회전 속도(200)보다 낮다.

도 4a는 클러치(18)가 제2 작동 상태에 위치한 차량의 구동렬(10)을 나타내고 있고, 이 클러치의 특성 변수는 본 발명의 특별 실시예의 방법에 따라 확인된다. 클러치(18)는 클러치 입력(20)이 제1 회전 속도를, 클러치 출력(22)이 제2 회전 속도를 가지는 슬립핑 상태에 있다.

도 4b는 클러치의 제2 작동 상태에서 제1 및 제2 회전 속도의 시간 곡선을 나타내고 있고, 이 시간의 특성 변수는 본 발명의 다른 특별 실시예의 방법에 따라 확인된다. 제1 전기 모터는 제너레이터 작동 중이다. 제1 및 제2 회전 속도 사이의 회전 속도 차이에 대한 임계값 점검 결과, 회전 속도 차이가 t1 시간에서 발생하는 임계값 아래로 떨어지는 것으로 나타나면, 특성 변수의 확인이 시작되고 클러치는 제2 작동 상태로 전환된다.

이를 위해, 클러치가 작동되고 슬립핑 작동으로 전환되며, 제2 전기 모터는 일정한 제2 회전 속도(202)를 설정한다. 제1 회전 속도(200)는 내연 기관이 제너레이터 작동 중에 제1 전기 모터를 구동하여 일정하게 설정된다. 따라서 트랜스미션 토크를 확인할 수 있도록 회전 속도 차이가 t1 시간부터 일정하게 유지된다.

시간 t2에서 수행되는 작업 확인이 완료되면, 클러치가 다시 열리고 클러치는 제1 작동 상태로 돌아간다. 확인을 수행할 때는, 항상 운전자의 요청에 우선 순위가 부여된다. 차량 운전자가 주행 회전 속도를 변경하고자 할 때, 이를 위해 제2 회전 속도도 변경해야 하는 경우, 이 경우 확인이 중단되고 보다 유리한 다른 시점에 확인이 수행된다.

10 : 구동렬
12 : 내연 기관
14 : 제1 전기 모터
16, 26 : 로터
18 : 클러치
20 : 클러치 입력
22 : 클러치 출력
24 : 제2 전기 모터
28 : 차량 휠
100 : 방법
101 : 임계값 점검
102 : 클러치 작동
104 : 소정 회전 속도 설정
105 : 일정 제1 회전 속도 제공
106 : 제2 회전 속도 지정
107 : 클러치 입력 토크의 확인
108 : 트랜스미션 토크의 기록
110 : 카운터 토크의 기록
112 : 제3 구동 토크의 기록
114 : 트랜스미션 토크의 확인
116 : 마찰 계수 정의
118 : 클러치의 특성 변수 조정
200 : 제1 회전 속도
202 : 제2 회전 속도

Claims

차량의 구동렬(10)에 장착된 클러치(18)의 특성 변수를 확인하는 방법으로서,
상기 구동렬은 클러치 입력(20)과 클러치 출력(22) 사이의 트랜스미션 토크를 전달하고, 제1 전기 모터(14)는 상기 클러치 입력(20)과 내연 기관(12)에 연결되고, 상기 내연 기관(12)에 의해 구동되는 동안 제너레이터 작동 중이라 할 수 있고, 제2 전기 모터(24)는 상기 클러치 출력(22)에 연결되고, 상기 클러치 입력(20)은 제1 회전 속도를 가질 수 있고 상기 클러치 출력(22)은 제2 회전 속도를 가질 수 있되,
상기 제너레이터 작동 중의 상기 트랜스미션 토크는, 슬립핑 상태를 취하도록 상기 클러치(18)를 활성화하고, 그렇게 하여 상기 제1 및 제2 회전 속도 사이의 소정 회전 속도 차이를 설정(104)함에 의해 확인되며, 상기 클러치 입력(20)에서 제공하는 클러치 입력 토크가 확인되고(107), 상기 트랜스미션 토크는 상기 클러치 입력 토크에 따라 결정되는(108, 114) 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항에 있어서, 상기 제너레이터 작동 중의 상기 제1 전기 모터(14)는 제2 구동 토크에 비교되는 제1 카운터-토크를 발생하고, 상기 트랜스미션 토크는 상기 제3 구동 토크와 상기 제1 카운터-토크 사이의 토크 차이와 같음이 확인되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 속도 차이는 상기 제2 회전 속도를 지정(106)하는, 특히 조정하는 상기 제2 전기 모터(24)에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 속도 차이는 상기 제1 회전 속도를 지정(104)하는, 특히 조정하는 상기 내연 기관(12)에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치(18)는 상기 제너레이터 작동 중 열리고, 상기 트랜스미션 토크를 확인하도록 작동(102)되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 회전 속도(202)는 상기 제1 회전 속도(200)보다 낮은 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 회전 속도(200, 202)는 상기 트랜스미션 토크(108, 114)를 확인할 때 대략 일정한 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜시미션 토크의 확인은 상기 제1 및 제2 회전 속도(200, 202)사이의 회전 속도 차이가 임계값 아래로 떨어질 때 트리거되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치(18)는 분리 클러치, 특히 K0 클러치인 것을 특징으로 하는, 방법(100).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 및 제1 회전 속도(200, 202)로부터의 상기 트랜스미션 토크 및 회전 속도 차이는 마찰 계수를 정의(116)하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법(100).