KR950008494B1 - 자동차 클러치의 자동제어를 위한 장치 - Google Patents

자동차 클러치의 자동제어를 위한 장치 Download PDF

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라이너르 페촐드
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찬라드파브릭 프리드리히스하펜 아게
발터어 및 라우에
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Abstract

내용 없음.

Description

자동차 클러치의 자동제어를 위한 장치
제1도는 자동클러치와 연결되어 있는 제어간의 구성도.
제2도는 가스 페달 이동에 의존하는 기본 연결속도에 대한 특성곡선,
제3도는 차동 회전수들의 변동에 의존하는 수정률에 대한 특성곡선,
제4도는 엔진 회전수의 변동에 의존하는, 수정률에 대한 특성곡선,
제5도는 차동회전수의 변동에 의존하는, 동기 회전수의 도달직전의 클러치의 열음초기에 대한 특성곡선,
제6도는 차동회전수의 변동에 의존하는 동기회전수의 도달직전의 클러치의 열음 속도에 대한 특성곡선,
제7도는 선행기술에 대비시킨 가스 페달, E-가스, 엔진 및 변속기어 회전수 곡선.
이 발명은 청구범위 제1항의 상위개념에 의한 자동차 클러치의 자동제어를 위한 장치에 관한 것이다.
DE-OS 34 47 676의 명세서 서두로부터 자동차의 구동엔진과 우선적으로 자동제어하고자 하는 변속기어장치 사이에 배열되어 있는 클러치의 자동제어를 위한 장치들이 공지되어 있다.
시동과 시동속도는 기술된 바와 같이 엔진 회전수의 회전수 상승이나 또는 역시 엔진 회전수 그 자체에 의하여 영향을 받는다.
또한 클러치의 연결속도를 위한 가스 페달의 자동속도로부터 엔진 회전수를 변동량을 이용하는 것이 공지되어 있다. 그리고 마지막으로 연결속도의 확인을 위하여 엔진의 최대 가속회전수를 전자적으로 기억시키며, 가속 중에 실제로 측정된 엔진 회전수와 비교하고, 동일하거나 작은 실제의 회전수의 경우에는 연결 차단을 시키거나 또는 클러치를 이탈된 채로 두며 그리고 높은 실제 회전수의 경우에는 클러치를 닫히도록 하는 것이 공지되어 있다.
상술한 과정이 비교적 짧은 시간 간격 사이에 이루어지므로 이로써 자동차의 부드러운 그러나 효율적인 출발이 보증되어진다.
또 공회전에서 엔진의 가속이 피하여지고 부분적으로 연결된 클러치의 슬립이 감소되므로 자동 클러치의 사용수명과 자동차의 주행성능이 개량된다. 그리고 끝으로 엔진이 과부하되는 일이 없이 자동차의 빠른 출발이 가능해진다.
상기의 장치는 승용자동차에 설치시에 효과가 나타날 것이나 전술한 제어 응답시간이 너무 느리므로 산업용 자동차에는 적합하지 않다. 이것은 상업용 차량등에서 큰 디젤 엔진의 경우에 엔진 회전수가 너무 큰 고속주행이나 또는 너무 심한 모멘트 상승을 초래한다. 민감한 상업용 차량-구동대선(帶線)들(Antriebs-straenge)의 경우에 클러치의 닫힘시에 발생하는 짜른 회전 모멘트의 하락들은 저지할 수 없는 동요를 초래한다.
그러므로 이 발명의 목적은 청구범위 제1항의 상위개념에 의한 클러치의 자동제어를 위한 장치를 상업용차량에 대하여도, 특히 무거운 상업용 차량에 대하여도 투입할 수 있도록 하여 상술한 장점들을 많이 가져오도록 그렇게 더 발전시키는 것이다.
상기 목적을 청구범위 제1항의 특징기술부의 특징들로써 달성된다.
이제까지 공지된 클러치 자동제어의 경우에 연결과정은 엔진 회전수의 회전수 상승이 전자제어장치로부터 인지될때에야 비로소 시작하는 반면에, 본 출원에 의하여는 클러치의 닫힘이 예를 들면 가스 페달이 작동과 함께 즉시 시작될 수 있다.
이로써 가능한 한 빠른 모멘트 구성이 보증된다. 가스 페달 작동과 조속(調速) 밸브에서 내지 부분 펌프에서 그리고 엔진 자체에서의 전자적 가스(이하 'E-가스'라 함)의 작용 사이에 결과하는 응답지연등은 피하여진다. 예를 들면 가스 페달의 위치에 의존하는 기본-연결속도가 출현하고 작동하겐 됨으로써 빠를 뿐만 아니라 역시 시동 저항들에 적합하여진, 즉 클러치의 닫힘에 대한 역시 품질이 좋은, 기본-연결속도가 작동한다. 가스 페달 작동의 정도로 표현되는 운전자의 능률상 요구는 클러치의 기본-연결속도의 높이에 같은 방법으로 작용한다. 너무 느린 클러치 작동의 결과로 인한 엔진 제어 시작의 억제는 어떤 경우에도 필수적이 아니다.
엔진 기준치에 의존하는 기본-연결속도는 상기의 실시예에서는 다만 연결과정의 초기에서만 작용한다. 그러나 이 기본-연결속도는 그 이후의 단계에서는 수정을 거쳐서 가장 상이한 시동 저항들에 그리고 품질적인 요구사항에 의존하여 시동에 보다 더 적합한 연결운전크기(Kuppelungsfuehrungsgroesse)를 유지한다. 상기의 연결운전크기가 특성곡선에서 가스 페달 위치에 의존하는 기본-연결속도를 전자제어장치에서의 제외하며 가스페달의 전체의 조정행정의 충분히 큰 분활을 가지고 역시 충분히 미세한 간격들에서 호출된다면 전자제어장치에서 복합한 계산들에서 걸리게 될 시간이 절감되어진다.
이때 상기의 특성곡선이 역시 또는 엔진 특성적으로 제작된다면 클러치의 닫힘과정이 매우 빨리 시작될뿐만이 아니라 연결과정이 역시 높은 품질의 것이 된다.
모든 조업 상태들의 보증을 위하여는 연결과정의 제2기에서 차동회전수의 변동으로써 형성된 수정률에 의하여 유효한 기본-연결속도를 가장 상이한 시동 저항들에 대하여 또한, 극단적인 시동 상태들에 대하여도 더 잘 적응시키는 것이 필요하다. 이 때에 상기의 수정률은 기본-연결속도를 가지고 급하여지며 그리고 이 수정률이 엔진-종동부 및 변속기어-입력부 회전수가 서로에 대해 원하여지지 않는 비율에서 변동하는 때에만 작동하도록 그렇게 간단한 방법으로 형성되어 있다.
하나의 수정률의 형태에 있는 또 다른 영향기구를 가지고는 연결과정의 제3기에서는 가장 높은 엔진 회전수의 도달 후에 엔젠 회전수의 구배는 연결의 지연화 또는 가속에 최종적인 닫힘과정을 위하여 유리한 값 내지 각도로 가져와질 수 있다. 역시 제1수정률과 같이 하나의 특성곡선으로 전자제어장치 내에 기억되어 신속한 이용이 가능한 상기 수정율과 연결속도와의 곱셈은 복합 계산들이 불필요하므로 간단한 작업을 결과한다. 동기 회전수의 도달직전에 클러치가 또 한번 잠시동안 열림방향으로 변위된다면 연결과정의 특별히 높은 품질이 가능하다.
상기의 열림 및 열림속도, 즉 부의 연결속도의 시정의 영향에 의하여는 기본-연결속도의 빠른 작용과 연결하여 시동시의 클러치의 연결과정을 최적 화할 수 있는 그러한 또 다른 기구를 이용할 수가 있다. 이로서 극단적인 상황들에서도 클러치의 충돌없는 닫힘이 가능하다.
본 발명은 청구범위들의 특징이 결합에 한정되지 않는다.
전문가들에게는 과제 설정으로부터 청구범위들과 개별적인 청구범위 특징들은 또 다른 중요한 결합 가능성들이 결과한다. 이 발명의 또 다른 상세는 도면들과 하나의 실시예에 의하여 설명된다.
제1도에는 예를들면 스프링을 거쳐서 닫히고 조정장치(4)를 거쳐서 열려지는 건식 클러치로서 되어 있을 수 있는 자동클러치가(1)로서 표현되어 있다. 클러치(1)은 구동엔지(2)와 변속기어(3), 예를 들면 자동 그리고 동기화된 변속기어 장치 사이에 제어간(2), (1), (3)으로 배열되어 있다.
회전수 감지기(21), (31), (32)는 엔진 회전수(nN), 변속기어-입력부 회전수(nGE) 및 변속기어-종동부 회전수(nab)를 확인하며, 그리고 예를 들면 엔진-종동축(23), 변속기어-입력축(36), 그리고 변속기어-종동축(37)에 배열되어 있다. 공지된 표시되지는 않은 방법으로 하나의 압력유니트, 하나의 출력유니트, 하나의 기억장치 그리고 하나 또는 다수의 마이크로 프로세서로 되어 있는 전자제어장치(6)는 예를들면 중립위치(N), 후진위치(R), 전진위치(D) 그리고 또 수동의 주행방식을 위한 스위치(M)를 가지는 하나의 제어기(8)로 부터 도선들(81)을 거쳐서 정보들을 받는다. 키이 "마이너스" 및 "플러스"로써는 키이(M)과 연결된 작동에 있어서 각각 한 단씩의 복귀절환 및 상승절환이 수행된다.
전자제어장치(6)는 후트 브레이크 도선(61), 핸드 브레이크 도선(62), 킥-다운 스위치(Kick-down-Schalter) 도선(63) 그리고 또 엔진 브레이크 도선(64)의 위치를 거쳐서 또 다른 정보를 얻는다.
클러치(1)의 행정(Weg)은 행정측정설비(11)에 의하여 파악되며 도선(12)를 거쳐서 마찬가지로 전자제어장치에 정보로서 공급된다. 변속기어장치(3)는 또 하나의 절환 밸브몸체(35)를 가지며 이 절환 밸브몸체는 전자제어장치(6)로부터 도선(34)을 거쳐서 제어 명령들을 받으며, 여기서 그때그때의 단의 위치는 도선(33)을 거쳐서 전저제어장치에 귀환보고 된다. 예를 들면 공기 또는 유압액체와 같은 보조력이 단들의 전환을 위하여 절환밸브몸체(35)에 도입되어진다.
제2도에는 엔진 특성적으로 무엇보다도 엔진 특성에 의하여 만들어진 특성곡선(A)이 표현되어 있다. 나아가서 이 특성곡선은 추가적인 계산들을 하지 않으면 안되는 일이 없이 가스 페달의 이동각도 및 행정으로부터 클러치(1)의 기본 연결속도(VKG)를 유지하도록 그렇게 형성되어 있다.
제3도에서는 엔진 회전수(nM)와 변속기어-입력부 회전수(nGE) 사이의 차동회전수의 변동(△
Figure kpo00001
에 대한 수정률(K1)이 그려져 있으며, 특성곡선(B)은 여러가지로 발생하는 하중, 주행로 및 주핼로면 등의 시동저항들에 의하여 클러치에서의 마찰이 정해진 수준을 넘지 않도록 그렇게 기본-연결속도(VKG)가 영향되어지도록 정하여진다. 나아가 이것은 엔진회전수(DM)가 시간적으로 더 늦게 나타나고 있는 변속기어-입력부회전수(nGE)보다도 약간 더 적게 상승하도록 그렇게 형성되어 있으며, 그리고 마지막으로 이 특성곡선(B)은 플러스 및 마이너스 쪽으로 약간 더 큰 범위에서 수정률 1을 결과하며, 이 수정률은 기본-연결속도(VKG)와 곱하여져서 차동회전수의 변동의 작은 펀차들이 유효한 연결속도의 변동(VK)을 야기시키지 않도록 그렇게 형성되어 있다.
제4도에서 의하면 하나의 또 다른 수정률(K2)이 엔진 회전수 변동량(△nN)의 함수로 표현되어 있다. 이 경우에 특성곡선(C)은 엔진 회전수의 플러스의 변동시에는 수정률이 1이며, 상기 인자를 연결속도(VK)와 곱하는 경우에 변동을 가져오지 않도록 그렇게 형성되어 있다.
불변하는 엔진 회전수의 경우에 그리고 엔진 회전수의 부의 상승의 적은 범위에서 상기 수정률은 0이며, 그 결과로 상기 범위에서 클러치는 더 닫혀지지 않는다.
그러나 회전수 하락이 더 크면 수정은 클러치의 열림(부의 연결속도)의 방향으로 이루어진다. 이와 함께 수정률 2를 가지고 엔진 회전수(DM)의 낙하 구배가 영향을 받게 되며, 이 낙하 구배는 연결과정의 좋은 품질을 위하여 크게 중요하다.
특성곡선(C)는 마찬가지로 전자제어장치(6)에 기억되어진다. 동기 회전수에 도달하기 직전에 클러치는 또 다른 차동회전수의 변동에 의존하여 열려진다. 제5도에서의 특성곡선(D)을 가지고는 이 경우에 열림의 시작이 그리고 제6도에 의한 특성곡선(E)을 가지고 열림속도(부의 연결속도)가 발견되어진다. 양 특성곡선들은 마찬가지로 전제정장치(6)에 기억되어 있다.
제7도는 시간에 대한 시동과정의 경과를 보인다. 곡선(G)으로서의 가스 페달위치가 그리고 곡선(E)으로서는 E-가스의 작용이 그려져 있다. 곡선률(1M), (1G) 및 (2M), (2G)에서 선행기술과 출원대상물 사이의 엔진 회전수와 변속기어-입력부 회전수가 대비되어 있다.
여기서(1M) 및 (1G)로써 선행기술이 표시되어 있다. 이 설비는 다음과 같이 작용한다 ; 즉, 구동엔진(2)는 다만 제어기(8)의 위치(N)에서만 시동되어질 수 있다. 예를 들면 전진주행방향(D)에로 제어기의 작동으로서 시동단은 도선(33)을 거치는 전자제어장치(6)으로부터의 명령의 결과로 변속기어장치(3)에 있는 전환밸브몸체(35)에 넣어진다. 예를 들면 가스 페달(7)의 작동과 같은 엔진 기준치의 활성화로써, 작동각도 또는 작동행정에 의존하여, E-가스 장치는 활성화되며, 이 E-가스 장치는 조속(調速)밸브 내지 분사펌프(22)를 작동하며 그 결과로 엔진-총동축(23)이 가속된다. 가스 페달(7)의 작동과 동시에 그리고 작동각도 또는 작동행정에 의존하여 전자제어장치(6)에는 클러치(1)에 대한 기본-연결속도(VKG)가 야기되며 도서(65)을 거쳐서 예를 들면 전자밸브와 같은 제어장치(5)에 안내되고, 이 전자밸브는 예를 들면 공기 또는 오일과 같이 도선(50)을 거쳐서 들어오는 보조력을 하나의 또 다른 도선(51)을 거쳐서 조정장치(4)에 이송시키며, 이 조정장치는 작동봉(41), 클러치 레버(13)를 거쳐서 클러치(1)의 개구 위치를 한계를 정의여 해소하며, 그 결과로 클러치(1)내에 있는 표시되지는 않은 스프링들이 이 클러치를 닫힘방향으로 움직일 수 있다. 이 때에 클러치에 전체 개방과 접촉점 사이에 또 하나의 급행정(Cilstrecke)이 형성되어 있을 수 있으며 그 결과로 제2도의 특성곡선(A)으로부터 확인되어지는 기본-연결속도(VKG)가 겨우 접촉점 근처에서야 작용하다. 연결과정의 제1기에, 즉 변속기어-입력측(36)의 회전수의 변동이 식별될 수 있을 때, 클러치의 기본-연결속도는 차동회전수의 변동(△
Figure kpo00002
)에 대한 함수인 수정률(K1)에 의하여 변동되어질 수 있다. 기술된 바와 같이 그리고 제3도에 의한 표현에서 알 수 있는 바와 같이 상기의 수정은 상이하게 작용하고 있는 시동 저항들의 결과로 엔진-종동축(23)과 변속기어-입력축(36)의 회전수들이 원하여지지 않는 현상에서 변동할 때에만 이루어진다. 클러치(1)의 마찰면들(14), (15) 사이의 증가하고 있는 연결의 결과로 변속기어-입력축(36)은 더욱 가속된다. 구동엔진(2)의 상기의 부하 수취는 엔진-종동축(23)의 회전수 상승의 감소를 야기시키며 그리고 또 계속되는 진행에서는 회전수 저하를 결과한다.
-제7도에서 곡선(1M), (2M)참조-
제4도에 의한 또 다른 수정률(K2)로써 연결과정의 또 다른 질적 개선을 성취하기 위하여 엔진 회전수의 회전수 강하 구배가 영향을 받을 수 있다. 제4도에서 특성곡선(C)는 엔진 회전수의 양이 변동의 경우에는 연결속도(VK)의 수정이 이루어지지 않도록 형성되어 있다. 불변하는 엔진 회전수의 경우에 그리고 상기 회전수의 근소한 낙하, 즉 엔진 회전수의 부의 변동의 경우에 클러치(1)는 기존의 연결위치에서 유지되며 그리고 다만 너무 심한 회전수 강하의 경우에안 부의 연결속도, 즉 클러치가 약간 재열림 작용을 하고 그 결과로 엔진 회전수는 대략 제7도의 곡선(2M)에 의한 과정을 취한다.
연결과정의 또 다른 질적 개선을 위하여 제7도에 의한 동기점에서의 동기회전수의 도달 직전에 클러치는 차동회전수의 변동에 의존하여 또 다시 열려진다. 열림의 시점은 제5도에 의한 특성곡선(D)을 거쳐서, 그리고 열림속도는 제6도에 의한 특성곡선(E)을 거쳐서 확인되며 이들 양자는 전자제어장치(6)에 기억되어있다.
수정률(K1)과 기본-연결속도(VKG)와의 곱셈의 결과 그리고 수정률(K2)과 연결속도의 곱셈의 결과로 연결속도(VK)의 모든 변동들과 그리고 또 동기점(S)의 바로 직전의 클러치의 재열림과 그 열림속도를 위한 명령들은 기본-연결속도와 동일한 경로를 통해 전자제어장치(6)에서 제어장치(5)를 거쳐서 조정장치(4)에 그리고 거기서부터 클러치(1)에 안내된다.
제어장치(5)와 조정장치(4) 대신에 전자제어장치로부터 오는 전기적 신호를 직접 클러치 레버에서의 기계적 운동으로 변환시키는 역시 하나의 서브 모터(9)가 배열되어질 수 있다.

Claims (11)

  1. 구동엔진(2)과 변속기어(3) 사이에 배열되어 있으며, 전자제어장치(6)에 의하여 발생된 전기적 신호를 클러치의 열림과 닫침을 위한 조정 장치(4)에 대한 제어값으로 변환하는 제어기기(5)를 포함하는 시동클러치로서 주로 작용되는 그러한 차량 클러치의 자동제어를 위한 장치에 있어서, 시동시에, 클러치(1)의 연결은 첫번째 단계에서 가스 페달(7)의 위치와 같은 엔진 기준치에 의존하는 기본-연결속도(VKG)로 즉시 이루어지며, 전체 연결과정 동안 그 이후의 단계들에서의 수정률들에 의해 적합하게 수정되어 지는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 가스 페달의 위치과 같은 엔진 기준치에 의존하는 기본-연결속도(VKG)는 주어진 엔진특성에 의하여 결정되어지며 전자제어장치(6)에 저장되어 있는 특성곡선(A)로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 가스 페달(7)의 위치에 추가하여 시동시의 상이한 시동저항들이 수정률(K1)으로써 고려되어지며, 수정률(K1)은 엔진 회전속도(nM)와 초기 변속기어 회전속도(nGE) 사이의 회전속도차의 변화율(△
    Figure kpo00003
    )에 따라 형성되며, 기본-연결속도(VKG)와 곱해지고 연결과정의 제2기에서 클러치(1)의 연결속도(VK)를 초래하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  4. 제3항에 있어서, 연결과정 동안에 일단 최대 엔진회전수(nMmax)에 도달하면 연결속도(VK)는 엔진회전속도의 변화량(△nM)으로부터 도출된 수정률(K2)와 곱하여지며, 그로써 엔진 회전수 구배가 영향을 받는것을 특징으로 하는 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 동기 회전속도에 도달하기 직전에, 클러치(1)은 차동회전수의 변동(△
    Figure kpo00004
    )에 대한 함수로서 정의되는 속도로 다시 열리는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  6. 제3항에 있어서, 차동회전수의 변동(△
    Figure kpo00005
    )에 의하여 정해지는 수정률(K1)은 전자제어장치(6)내의 특성곡선(B)로 저장되며, 기본-연결속도(VKG)와 곱해짐으로써 하중, 주행로 및 주행로면등의 상이한 시동저항으로부터 초래되는 클러치(1)의 마찰이 정해진 수준을 넘지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 차동회전수의 변동(△
    Figure kpo00006
    )에 작은 변동이 일어나는 경우, 기본-연결속도(VKG)은 수정되지 않으며 클러치(1)을 위한 연결속도는 연결과정 동안 최대 엔진 회전수(DMmax)까지 도달되는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  8. 제4항에 있어서, 최대 엔진회전수(DMmax)에 도달한 뒤에 유효해지는 수정률(K2)는 전자제어장치(6)내에 특성곡선(C)로 저장되고, 특성곡성(C)는 엔진 회전속도(nM)의 양의 변화 동안은 연결속도(VK)의 변화가 일어나지 않으며 엔진 회전속도(DM)이 일정하거나 약간 감소하는 동안은 클러치는 기존의 닫혀진 위치에 유지고 엔진 회전속도(nM)가 급격하게 감소하는 동안에는 부의 연결속도(-VK)가 유효해져서 클러치는 열림방향으로 이동하는 그러한 방식으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  9. 제5항에 있어서, 열림의 시작 그리고 또한, 열림속도, 즉 부의 연결속도는 각각 전자제어장치(6)내에 특성곡선(D, E)로 저장되어 있으며, 열림작용을 위한 특성곡선(D)는 회전속도 변화(△n=nM-nGE)와 차동회전수의 변동(△
    Figure kpo00007
    )의 함수이고 열림 속도를 위한 특성곡선(E)는 부하 연결속도(-VK)와 차동회전수의 변동(△
    Figure kpo00008
    )의 함수인 것을 특징으로 하는 제어방법.
  10. 제1항에 있어서, 제어장치(5)는 펄스변조 제어되는 자기 밸브이며, 이 자기 밸브로부터 조정장치(4)로 보조력인 전달되어지는 것을 특징으로 하는 제어방법.
  11. 제1항에 있어서, 제어장치(5)는 전자제어장치(6)으로부터 오는 전기적 신호을 직접 클러치페달(13)에서 클러치 조정을 위한 선형운동으로 변환시키는 서보모터(9)인 것을 특징으로 하는 제어방법.
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