KR0121882B1 - 변속기의 제어방법 및 장치 - Google Patents

변속기의 제어방법 및 장치

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KR0121882B1
KR0121882B1 KR1019900701599A KR900701599A KR0121882B1 KR 0121882 B1 KR0121882 B1 KR 0121882B1 KR 1019900701599 A KR1019900701599 A KR 1019900701599A KR 900701599 A KR900701599 A KR 900701599A KR 0121882 B1 KR0121882 B1 KR 0121882B1
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야스노리 오꾸라
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가따다 데즈야
가부시끼가이샤 고마쯔 세이사꾸쇼
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Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]
변속기의 제어방법 및 장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 관한 변속기 제어방법 및 실시예에 따른 장치를 개념적으로 나타낸 블록도.
제2도는에서 제5도는 제1도의 콘트롤러내에서 실행되는 처리수순을 예시한 플로우차트.
제6도는 제3도에 나타낸 플로우차트를 실행한 경우에 변속기 각 요소의 변화상태를 나타낸 타임차트.
제7도는 제4도에 나타낸 플로우차트를 실행한 경우에 변속기 각 요소의 변화상태를 나타낸 타임차트.
제8도 및 제9도는 본 발명에 관한 방법의 다른 실시예를 나타낸 타임차트.
제10도는 제1도에 나타낸 장치에서 클러치 유압공급장치의 내부구성을 나타낸 유압회로도.
제11도는 클러치 유압제어 밸브의 내구구성을 나타낸 단면도.
제12도는 이 클러치 유압제어 밸브의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
제13도는 자동변속해야 할 시기판단을 설명하기 위해서 이용되는 도면.
제14도는 가속조작량과 잭값 J와 오퍼레이터 관능평가치의 관계를 개념적으로 나타낸 그래프.
제15도는 제1도에 나타낸 가속페달을 밟는 양을 예시한 도면.
제16도는 제1도의 콘트롤러내의 메모리에 기억되는 내용을 개념적으로 나타낸 도면.
제17도는 제5도의 플로우차트에 실행에 따른 변속용 클러치의 클러치압 변화상태를 나타낸 타임차트.
제18도는 제16도의 메모리에 기억된 각 점증패턴에서 변속후 클러치를 점증한 경우에 있어서 변화상태를 예시한 타임차트.
제19도 및 제20도는 제5도의 플로우차트를 실행한 경우에 있어서 변속기 각 요소의 변화상태를 나타낸 타임차트.
제21도에서 제23도는 종래 기술의 변속기 제어를 실행한 경우에 있어서 변속기 각 요소의 변화상태를 나타낸 타임차트이다.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 주행기계나 건설기계 등의 차량에 탑재되는 변속기의 제어방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 변속쇼크에 의한 불쾌감 방지를 도모하는데 알맞는 방법 및 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
최근 덤프트럭 등의 건설기계에 오퍼레이터(사용자)로부터 변속쇼크를 줄이는 요구가 있다.
그런데 주지하는 바와같이 변속쇼크라 함은 변속시에 구동측 토오크와 부하측의 토오크가 맞지 않게 되므로써 차체의 전후방향의 가속도가 단시간내에 변화하기 때문에 발생하는 쇼크를 말한다.
특히, 건설기계 등의 차량의 평탄한 길이세 비탈길로 오르는 것과 같이 파워온 상태인 채로 시프트 다운하는 경우는 다음과 같은 변속쇼크가 발생한다.
즉 제21(c)에 나타낸 바와 같이 변속지령이 나온 시점에서 현재 맞물려 있는 변속용 클러치(이하 변속전 클러치라 한다)의 유압을 0으로 하고, 이것과 동시에 다음에 맞물리게 될 변속용 클러치(이하 변속후 클러치라 한다)에 암유를 시작하고, 이후 변속후 클러치의 클러치압이 점차 증가하도록 유압모듈레이션을 실행한 경우는 제21도(a)에 나타낸 바와 같이 출력측에서 정부에 걸친 급격한 토오크 변동이 발생한다.
이러한 정부에 걸친 급격한 토오크 변동은 특히 오퍼레이터에게 불쾌감을 주게 된다.
상기 변속쇼크의 메카니즘을 대강 설명하면 이하와 같이 된다.
즉 변속후 클러치의 각 회전체의 회전수는 다운시프트이므로 변속기 출력측 회전수가 입력측 회전수보다도 높다(상대 회전수부 제21도(b) 참조). 이 때문에 클러치가 몰려 있을때에 양자가 회전에 일치할 때까지 클러치 물림 토오크가 부로되어, 이것이 변속쇼크를 일으키게 된다.
그런데 상대회전수는 입력측 회전체의 회전수에서 출력측 회전 전체의 회전수를 뺀 것으로 나타낸다.
그래서 본 발명자는 상기 변속쇼크를 줄이기 위해서 변속전 클러치이 유압이 0이 된 시점에서 변속후 클러치의 유압이 점차 증가하기 시작하는 시점까지 의도적으로 시간차(이 사이를 토오크오프 시간이라 한다)를 두고, 상기 변속후 클러치의 상대회전수를 0으로 동기시키고 나서 클러치의 맞물림을 행하는 시도를 하고 있다.
또 부변속기와 주변속기의 2단으로 구성한 변속기에서 양측의 변속용 클러치를 맞물리게 할 필요가 있는 파워온, 시프트다운시에는 상기 토오크시간을 설정하는 기술에 따라 다음과 같이 제어가 이루어진다.
즉 제22도(f),(g)에 나타낸 바와 같이 변속지령이 내려진 시점에서 부변속기측의 변속용 클러치(이하 부변속 클러치라 한다)와 주변속기측의 변속용 클러치(이하 주변속 클러치라한다)의 각 변속전 클러치의 유압을 동시에 0으로 하고, 이 시점에서 토오크오프시간 경과후 양 변속후 클러치의 유압을 동시에 점차적으로 증가하기 시작하도록 하고 있다.
이와 같은 제어를 행한 경우 제22(e)에 나타낸 바와 같이 양 변속후 클러치의 상대회전수는 동기할 때까지 장시간을 필요로 하고, 특히 주변속 클러치에 대해서는 이 클러치와의 클러치 압이 점차 증가하기 시작한 시점 이후에도 부로 되어 있음을 알 수 있다. 이 때문에 제22도(a)에 나타낸 바와 같이 주변속 클러치가 맞물려 있는 중에 출력측에 부의 토오크가 발생하므로 출력측에 정부에 걸친 변동이 발생하고, 이것이 오퍼레이터에게 불쾌감을 주는 것으로 되어 있다.
또 변속쇼크를 줄이기 위한 종래 기술로는 예를 들면 제23도에 나타낸 것이 있다.
이 기술에서는 현재 맞물려 있는 변속용 클러치(이하 변속전 클러치라 한다)에 작용하고 있는 유압을 0으로 하기 전에 다음에 맞물리게 될 변속용 클러치(이하 변속후 클러치라 한다)의 필링타임이 종료하도록 제어함과 동시에, 변속전 클러치의 유지압 P1과 변속 클러치의 초기압 P2를 가속페달을 밟는 양(엔진 부하에 대응한다)에 따라 가변제어하므로써 토오크에 불연속성을 제거하도록 하고 있다. 예를 들면 초기압P2에 관해서 보면 밟는 양이 많을 때 P2는 크고, 밟는 양이 적을 때 P2는 적다.
종래의 이 기술에서는 가속페달을 밟는 양에 따라서 변속후 클러치의 초기압을 가변시킬 수는 있으나 변속후 클러치의 유압을 점증하기 위한 증가율 dp/dt는 항상 일정하다.
이와 같이 증가율 dp/dt를 일률적으로 설정한 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.
일반적으로 변속쇼크는 잭값 J, 다시 말해 차량의 가속도 변화율로 정량화하지만 이가속도의 변화율은 클러치압의 dp/dt에 비례한다. 또 변속쇼크를 오퍼레이터의 관능 평가치로 보았을 경우 차량의 가속도 변화율(다시 말해 이것은 상기 증가율dp/dt를 의미한다)이 같더라도 가속페달을 밟는 양의 상태에 따라 상기 평가치는 다르다. 결국 가속페달을 밟고 있는 상태(파워온)에는 오퍼레이터에게는 가속하려고 하는의자가 있기 때문에 예를 들면 변속쇼크가 있었다고 하더라도 그다지 불쾌한 것으로 느껴지지 않고, 경우에 따라서는 오히려 변속쇼크를 가속감이 있고 토오크풀인 기분 좋은(쾌적한) 것으로 받아 들이는일이 있다.
한편, 가속페달을 밟고 있지 않은 상태(파워오프)에서는 출력측 토오크가 적으므로 비교적 약간의 출력측의 토오크 변동이 발생하여도 이것을 큰 변속쇼크로 느끼는 일이 있다.
따라서 종래와 같이 변속후 클러치의 유압증가율 dp/dt를 일률적으로 설정한 경우에 오퍼레이터는 가속페달을 밟는 양이 큰 경우에는 제23도의 화살표 F를 나타낸 바왁 같이 토오크 변동을 변속쇼크로 느끼지 않지만, 가속페달을 밟는 양이 적은 경우에는 이것과 같은 토오크 변동을 변속쇼크로 느끼는 일이 있다. 이와 같이 종래의 기술에서는 변속쇼크에 의한 오퍼레이터의 불쾌감을 완전하게 해소할 수가 없었다.
또 유압증가율 dp/dt를 변속용 클러치의 내구성 관점에서 본 경우 고부하시(가속조작령이 큰때)에는 재빨리 변속후 클러치를 맞물리게 하고, 클러치의 열부하에 의한 손상을 방지하는 것이 요망되고, 따라서 유압증가율 dp/dt를 크게할 필요가 있다. 바꾸어 말하면 고부하시에 낮은 유압증가율 dp/dt에서 변속후 클러치를 맞물리게 한 경우에는 맞물리게 하는데 긴시간을 요하고, 열부하에 의해 이 클러치의 내구성을 현저하게 저하시킬 염려가 있다.
또한 브레이크 작동시에는 엔진측에 부의 과대 토오크가 가해지므로 엔진은 고부하로 된다. 이 시점에서 변속이 이루어지면 마찬가지로 변속후 클러치의 내구성을 현저히 손상하게 된다. 따라서 이것을 피하기 위해서 유압증가율 dp/dt를 크게 할 필요가 있다.
본 발명은 이러한 설정을 감안하여 이루어진 것으로, 파워온 상태에서 시프트다운 할 때에 출력측에 부의 토오크가 발생하지 않도록 하여 오퍼레이터에게 불쾌감을 주지 않도록 하는 것을 제1의목적으로 하고, 가속조작량 및 브레이크의 작동상태가 어떠한 경우에 있더라도 항상 변속쇼크에 의한 불쾌감을 방지할 수 있고, 이것과 동시에 변속용 클러치의 내구성을 향상시키는 것을 제2의 목적으로 하고 있다.
[발명의 개시]
본 발명의 제1발명에서는 파워온 상태에서 현재의 변속단을 다음단의 변속단으로 시프트다운할때에 변속용 클러치의 압력제어 밸브를 다음곽 같이 제어하도록 하고 있다.
-변속지령이 내려진 시점에서 상기 현재의 변속단에 있는 변속용 클러치에 걸린 압력제어 밸브를 오프로 한다.
-상기 다음단의 변속단에 있는 변속용 클러치의 상대회전수가 0이 되는 시점에서 이 변속용 클러치의 필링타임이 종료하는 작동개시 타임으로 이 변속용 클러치에 대응하는 압력제어 밸브를 작동하고, 압유를 이 변속용 클러치의 공급한다.
-이 변속용 클러치의 필링타임 종료를 확인하고, 이 후 이변속용 클러치의 유압이 점차 증가하도록 이 변속용 클러치에 걸린 압력제어 밸브를 제어한다.
즉 이러한 제어를 행한 경우 현재의 변속단에서의 변속용 클러치의 유압이 0이 된 시점에서 다음단의 변속단에서의 변속용 클러치의 입력축측의 회전체는 프리상태에서 회전하기 시작하고, 그 회전수는 출력측의 회전체에 동기하는 회전수를 향하여 상승하게 된다. 파워온 상태를 위해 토오크오프로하여 두면 회전이 일치하여 가기 때문이다.
곧 다음단의 변속단에서의 변속용 클러치의 상대회전수가 0이되는 시점에서 이 변속용 클러치의 필링타임이 종료하는 타이밍으로 이변속용 클러치에 압유를 공급하기 시작한다.
그러면 상기 변속용 클러치의 필링타임 종료시에는 변속용 클러치의 각 회전체의 회전수는 동기하고, 이후 동기한 상태하에서 맞물림이 이루어진다. 이 때문에 변속기의 출력측에서 부측의 토오크는 발생하지 않는다. 따라서 파워온.시프트다운시에 불쾌한 변속 쇼크를 줄일 수 있고, 이것에 의해 오퍼레이터의 피로가 대폭적으로 줄어든다.
상기 다음 단의 변속단에서의 변속용 클러치의 압유를 공급하기 시작하는 타이밍은 미리 실험이나 시뮬레이션에 의해 상기 현재의 변속단에서의 변속용 클러치의 유압이 된 시점에서부터 다음 단의 변속단에서의 변속용 클러치에 압유를 공급하기 시작하는 시점까지의 시간으로 구하여 두도록 한다.
또 상기 타이밍은 다음 단의 변속단에서의 변속용 클러치의 상대회전수를 순차적으로 검출함과 동시에 그 상대회전수의 시점부터 상기 변속용 클러치에 압유를 공급하기 시작하면 정확히 필링타임 종료시에는 상대회전수가 0이 되는 소정의 상대회전수를 설정하여 두고, 검출한 상대회전수가 상기 소정의 회전수에 도달한 시점에서 다음단의 변속단에서의 변속용 클러치에 압유를 공급하기 시작하는 타이밍이라도 좋다.
또 본 발명의 제2발명에서는 부변속 클러치와 주변속 클러치를 조합시켜 변속단을 선택하는 변속기에서 파워온 상태시에 현재의 변속단을 다음 단의 변속단으로 시프트다운 할 때에 맞물리도록 하는 클러치가 상기 부변속 클러치 및 주변속 클러치의 양 쪽일때에 상기 압력제어 밸브를 다음과 같이 제어하고 있다.
-변속지령이 내려진 시점에서 상기 현재의 변속단에서의 부변속 클러치, 주변속 클러치에 걸린 압력제어 밸브를 각각 오프로 한다.
-상기 현재의 변속단에서의 부변속 클러치를 걸리는 압력제어 밸브를 오프한 시점에서부터 상기 다음단의 변속단에서의 부변속 클러치의 압유를 공급하기 시작하고, 이 후 이 부변속 클러치의 클러치압이 점차 증가하도록 이 부변속 클러치에 걸린 압력제어 밸브를 제어한다.
그리고 다음에 다음 단의 변속단에서의 주변속 클러치에 대해서 상기 제1발명과 같은 타이밍에서 압유를 공급하기 시작하고, 필링타임 종료후 이 클러치의 유압이 점차 증가하도록 제어한다.
즉 본 발명에서의 제어에서는 주변속기측만 토오크오프타임을 설정하고, 한편 부변속기측에 변속에 대해서는 토오크오프타임을 설정하지 않고 상기 주변속기측의 토오크오프타임 기간중에 부변속기의 변속을 종료시키고, 주변속기측에서 상기 제1발명과 마찬가지의 제어를 행하여 변속쇼크를 줄이도록 하고 있다.
다시 말해서 제2발명의 제어에 의하면, 변속개시와 동시에 현재의 변속단에서의 부변속 클러치와 주변속 클러치 모두 유압이 0이 된다. 이때 다음단의 변속단에서의 부변속 클러치에 대해서는 토오크오프타임을 설정하지 않고 곧 바로 압유를 공급하고, 이 후 유압을 점차 증가시켜 이 부변속 클러치의 맞물림을 종료시킨다. 이때 발생하는 오크변동은 주변속기측의 토오크오프타임 기간중이므로 변속기의 출력측에는 토오크변동이 나타나지 않는다.
곧이어 다음 단의 변속단에서의 주변속 클러치에 대해서 상기 제1발명과 같은 제어가 이루어진다. 이 때문에 변속기의 출력측에서 부측의 토오크는 발생하지 않는다. 따라서 파워온 시프트다운시에 불쾌한 변속쇼크를 줄일 수 있고, 이것에 의해 오퍼레이터의 피로가 대폭 경감된다.
또 본 발명의 제3발명에서는 가속조작량을 검출하는 제1의 검출장치와, 브레이크의 작동상태을 검출하는 제2의 검출장치와, 변속하는 변속단을 검출하는 제3의 검출장치와, 이들 제1, 제2 및 제3의 검출장치의 검출출력에 따라 맞물리는 변속용 클러치에 가하는 유압의 점증율을 구하고, 이 구한 유압점증율에 대응하는 전기지령을 맞물리는 변속용 클러치에 대응하는 압력제어 밸브에 출력하는 제어장치를 구비하도록 한다.
이러한 구성에 의하면 유압점증율 dp/dt는 가속조작량, 브레이크의 작동상태 및 속도변속단의 3개의 변수에 의해 가변제어된다. 즉 본 발명은 변속쇼크가 오퍼레이터의 관능평가에 의해 결정되는 점에 착안하여 dp/dt를 가변하므로써 결과적으로 변속쇼크의 표준치로 사용되는 재값 J를 가변한다. 또한 잭값 J는
J+dα/dt∝dp/dt
(α: 차량가속도)
로 나타내어 진다.
따라서 가속조작량, 브레이크 작동상태, 변속하는 변속단에 관계없이 항상 오퍼레이터가 쾌적하다고 느껴지도록 클러치가 맞물린다. 이것에 의해 오퍼레이터의 피로가 대폭 경감됨과 동시에 클러치의 내구성이 크게 향상한다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하 본 발명을 첨부한 도면에 나타낸 실시예에 따라 상세하게 설명한다. 먼저 본 발명의 제1의 실시예에 대해서 설명한다.
제1도는 본 발명에 관한 변속기 제어방법 및 장치에 실시예 장치를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
또 이 실시예에서 상기 장치는 덤프트럭 등의 건설차량에 탑재되어 있는 경우를 상정하고 있다.
제1도에서 엔진(1)의 출력은 토오크 콘버어터(2)를 거쳐 변속기(3)에 전달되고, 변속기(3)의 출력은 작동장치, 종감속기(4)를 거쳐 구동축(5)에 전해진다. 토오크 콘버어터(2)의 입출력측 사이에는 이들의 축을 직결시키는 록업클러치(6)가 개재되어있다.
변속기(3)에는 그 입력축 및 후술하는 부변속기, 주변속기 사이의 중간축 및 출력축의 회전수 n1, n2와, n3에 대응한 수의 신호를 출력하는 회전센서(7),(8)과 (9)가 각각 설치되어 있고, 이들의 센서출력은 콘트롤러(10)에 가해진다.
가속페달(11a)에는 드로틀양센서(11)가 부설되어 있고, 이센서(11)는 드로틀 페달(11a)의 밟는 양을 검출하여 이 밟는 양을 나타내는 신호S(S1-S5, 제15도 참조)를 콘트롤러(10)에 입력한다. 브레이페달(12a)에는 브레이크센서(12)가 부설되어 있고, 이 센서(12)는 브레이크가 작동하고 있는가 아닌가를 검출하여 이 검출결과를 콘트롤러(10)에 입력한다. 시프트 실렉터(13)는 시프트레버(14)에 의해 선택된 시프트 포지션(R,N,D,I...)를 나타내는 신호를 콘트롤러(10)에 입력한다.
콘트롤러(10)는 시프트 실렉터(13)에서 입력하는 시프트 포지션 신호에 의해 자동변속하는 변속단 영역을 결정하고, 회전센서(7) 및 드로틀센서(11)에서 입력하느 입력축 회전수 신호(n1) 및 드로틀신호 S에 따라 상기 자동변속 가능한 변속단 영역 중 최적의 변속단이 되도록 변속기(3)의 변속단에 따라 변속용 클러치의 클러치압을 제어하는 클러치 유압공급장치(20)를 거쳐 변속기(3)의 변속단의 1단씩 시프트업 및 시프트다운시킨다.
시프트레버(14)에 의해 시프트 포지션 D가 선택된 경우에는 전진 1단에서 전진 7단까지의 변속단 영역에서 자동변속 가능하게 하면 이 변속단 영역에서 변속단의 시프트업 또는 시프트다운 변속은 입력축 회전수 n1과 드로틀 신호 S에 따라 제13도에 나타낸 페턴으로 이루어진다. 즉 드로틀신호가 S3(제15도 참조)인 경우에는 입력축 회전수 n1이 r4이상으로 되면 1단 시프트다운한다. 또 본 발명의 대상으로 하고 있는 파워온 시프트다운은 주행제에 구동력이 전달되어 있을 때 시프트다운으로, 예를 들면 차량을 가속시키는 경우에 입력축 회전수 r3 이하로 주행중에 드로틀페달(11a)을 밟고, 드로틀신호가 S4, S8405로 되는 경우에 성립한다.
변속기(3)는 토오크 콘버어터(2)의 출력축에 연결되는 1단째의 부변속기 클러치 L(Low) 및 H(High)와 변속기(3)의 출력축에 연결되는 2단째의 주변속 클러치 lst, 2nd, 3rd,4th 및 R을 조합시켜(이표의 O표끼리) 변속단 Rev(후진), Neu(중립), F1(전진1단), F2(전진2단), F3(전진3단), F4(전진4단), F5(전진5단), F6(전진6단) 및 F7(전진7단)을 선택한다.
이들의 클러치에 압유를 공급하는 클러치 압유공급장치(20)는 제10도에 나타낸 바와 같이 유압펌프(21), 릴리프 밸브(22)외에 상기 클러치, L, H, let, 2nd, R, 4th 및 3rd에 유압을 적용시키는 클러치 유압제어밸브(31),(32),(33),(34),(35),(36) 및 (37)를 각 클러치마다 별도로 구비하고 있다. 또 록업클러치(6)도 이 클러치에 유압을 작용시키는 전자식 압력비례 제어밸브(도시하지 않음)를 구비하고있고, 이들의 밸브(31)-(37) 및 상기 압력비례 제어밸브는 콘트롤러(10)로부터의 전기
지령(i1)-(i7)에 의해 독립적으로 작동시킨다. 또한 아래에서 설명하는 유압제어밸브(31)-(37)에는 각각 필링종료를 검출하는 필링센서가 가해져 각 검출시간(e1)-(e7)를 콘트롤러(10)에 입력한다.
제11도는 상기 클러치 유압제어밸브(31-37)의 구성을 나타낸 것이고, 이 클러치 유압제어밸브(31-37)는 제10도에 나타낸 바와 같이 각각 클러치 유압을 제어하는 압력제어밸브(301)와, 유량검출밸브(302)와, 필링종료 검출용의 센서부(303)로 구성되어 있다. 압력제어밸브(301)는 콘트롤러(10)에 의해 제어되고, 떠센서부(303)의 검출신호는 콘트롤러(10)에 입력된다.
이 클러치 유압제어밸브(31-37)는 입력포오트(310)를 거쳐 펌프(21)로부터 나온 기름을 유입하고, 출력포오트(311)를 거쳐 클러치로 기름을 공급한다. 포오트(312)는 닫히고, 또 포오트(313),(314)는 드레인 포오트이다.
전자식 압력제어밸브(301)는 스푸울(315)을 가지고 있고, 이 스푸울(315)의 우측끝은 비례솔레노이드(316)의 플런저(317)에 맞닿고, 좌측 끝에는 스프링(318)이 설치되어 있다. 스푸울(315)과 피스톤(319)으로 구별된 오일챔버(320)에는 스푸울(315)내에 형성된 유로(321)를 거쳐 유로(322)의 유압이 피이드백되어 있다.
유량검출밸브(302)는 스푸울(325)을 가지고 있고, 이 스푸울(325)로 오일챔버(326),(327) 및 (328)를 구분하다. 이 스푸울(325)의 오일챔버(327)(328)사이에는 오리피스(330)가 형성하고 있다. 이 스푸울(325)은 3개의 다른 압력을 받는 면적 A1,A2 및 A3를 가지도록 구성되고, 이들의 면적사이에는 A1+A3A2, A2A3의 관계가 있다. 이 스푸울(325)의 좌측 끝에는 스프링(331)이, 우측 끝에는 스프링(332)이 설치되어 있고, 이 스푸울(325)은 오일챔버(327)(328)에 압력이 미치지 않았을 때에는 스프링(331) 및 (332)의 각 적합한 길이의 위치에 제10도에 나타낸 중립위치를 유지하도록 되어 있다. 즉 이 경우 스프링(331)은 스푸울(325)에서 반환 스프링으로 작용하고, 또 스프링(332)은 클러치유압 검출을 위한 압설정용으로 작동한다.
벨브본체(333)의 상부 우측에는 금속재의 검출핀(334)이 설치되고, 이 검출핀(334)에 의해 스푸울(325)이 스프링(332)의 복귀력에 저항하여 제10도에 나타낸 중립위치에 서 더 우측으로 이동한 것을 검출한다. 이 검출핀(334)은 커버(335)에 의해 절연시트(336)를 거쳐 본체(333)에 설치되어 있고, 이 검출핀(334)으로부터는 리이드선(337)이 안출되어 있다.
이 리이드선(337)은 직접 접속된 저항 R및 R사이의 a정점에 접속되어 있다. 이들 저항 R, R사이에는 소정의 적류전압 V(예를 들면 12V)가 인가되어 있고, 또 본체(333)는 집지되어있다.
이러한 구성의 밸브(31)-(37)의 작용을 제12도의 타임차트를 참조하여 설명한다.
제12도에서(a)는 콘트롤러(10)로부터의 지령전류 I, (b)는 오일챔버(328)의 유압(클러치압), (c)는 센서(303)의 출력을 나타낸 것이다.
클러치를 맞물리도록 한 경우 콘트롤러(10)는 해당하는 클러치 유압제어밸브의 솔레노이드(316)에 트리거지령을 입력하고 그후 지령전류 I를 클러치유압의 초기압에 대응하는 소정의 초기압 지령전류로 강하시켜 이상태에서 필링종료시까지 대기한다(제12도(a)참조).
상기 트리거지령의 입력에 의해 압력제어밸브(301)의 스푸울(315)이 왼쪽으로 이동하고, 펌프로부터 나온 기름은 입력 포오트(310), 유로(322)를 거쳐 유량검출밸브(302)의 오일챔버(327)로 유입한다. 오일챔버(327)에 들어간 기름은 오리피스(330)를 거쳐 오일챔버(328)로 유입하고, 출력포인트(311)를 거쳐 클러치로 흘러 들어간다. 이때 오리피스(330)에 의해 오일챔버(327)과 (328) 사이에 압력차이가 발생하므로 스푸울(325)은 좌행한다.
이 결과 유량검출밸브(302)는 열리게 되고, 유로(329)에 유입한 펌프로부터 나온 기름은 오일챔버(326)를 거쳐 오일챔버(327)로 유입하고, 그후 오리피스(330), 오일챔버(328), 출력포인트(311)를 거쳐 클러치로 유입한다. 이 기름의 흐름을 클러치팩이 기름으로 충만될 때까지 계속된다.
여기서 스푸울(325)이 제11도에 나타낸 중립위치일 때 스푸울(325)이 이 중립위치에서 좌측으로 이동하고 있는 필링타임 t4의 기간중에는 스프율(325)은 검출핀(334)으로부터 사이가 벌어진다.
이 때문에 이 상태에서 a정점이 전위는 제12(c)에 나타낸 바와같이 전압 V를 저항 R, R로 분압한 전압치로 되어 있다.
클러치팩이 기름으로 충만하면 필링종료가 되어 더 이상 기름이 흐르지 않게 되므로 오리피스(330)전후에 압력차이가 없게 된다.
따라서 스푸울(325)은 스프링(331)의 복귀력에 스푸울(325)이 받는 압력면적차(A+A-A)에 의한 힘을 가한힘으로 오른쪽으로 이동한다.
이 스푸울(325)이 복귀할 때에 펌프로부터의 유입이 유로(329), 오일챔브(327), 오리피스(330),오일챔버(328) 등을 거쳐 클러치유압에 다다르고, 이 결과 제12도(b)에 나타낸 것과 같은 오버슈트압이 발생한다.
상기 스프링(332)의 스프링압력은 제11도(b)에 나타낸 바와 같이 상기 오버슈트압보다 적은 압력치 Th로 설정하고 있다.
따라서 이 복귀동작시에 스푸울(325)은 제11도에 나타낸 중립위치까지 우행한 후 상술한 슈트압에 의해 스프링(332)의 힘에 더 센힘을 가하여 더 우행하여, 그 우측단면이 검출핀(334)에 접촉한다.
이결과 검출핀(334)은 스푸울(325)을 거쳐 접지된 본체(333)와 전기가 통하게 되므로써 a점 전위는 제12도(c)에 나타낸 바와 같이 0까지 강하하여 a점에는 전압이 나타나지 않게 된다.
이 a점전위는 콘트롤러(10)에 입력되어 있고, 콘트롤러(10)는 이 a점전위의 시작을 가지고 필링종료를 판정한다. 이 필링종료를 판정하면 콘트롤러(10)는 곧바로 당해 클러치에 대한 지령전류 I를 초기압 지령 전류치로부터 서서히 증대시켜 간다 (제12도(a)).
이 결과 당해 클러치의 클러치압은 제12도(b)에 나타낸 바와 같이 상기 오버슈트압값에서 초기압으로 강하한후 점자 증가시켜 간다. 따라서 스푸울(325)은 핀(334)에 접한 상태에서 또 중립위치 방향으로 좌행한다 그리고나서 클러치압은 점차 증가되어 가므로 어느 시점에서 스프링(332)의 설정합 Th를 초과한다
이 결과 스푸울(325)는 스프링(332)의 힘이 더 센힘을 가하여 재차 우행하고, 그 우측 단면은 검출핀(334)에 접촉한다.
이 때문에 a점전위는 재차 0까지 강하하고, 이 후 이 0레밸을 유지하게 된다.
즉 a점전위는 클러치에 설정압 Th 이상의 압력이 미치고 있을 때 0으로 되고, 클러치압이 설정압 Th이하일 때 소정의 전압치로 되므로 콘트롤러(10)는 이 a점전위를 모니터하므로써 필링종료검지 뿐만아니라 클러치압의 유무, 즉 클러치의 맞물림상태를 알 수 있다.
다음에 이러한 구성에서 콘트롤러(10)의 변속제어를 제2도에서 제4도의 플로우차트를 참조하여 설명하다.
콘트롤러(10)는 전술한 바와 같이 회전센서(7) 및 드로틀양센서(11)의 각 출력에 따라 변속하는가 아닌가를 판정하고, 시프트다운해야 하는 상태를 검출하면 (스탭101), 현재 파워온 상태인가 아닌가를 판별한다(스탭102).
이판별은 예를들어 드로틀신호가 어떤 기준치 이상일 때 파워온상태로 판별한다. 그리고 파워온 시프트다운해야 하는 상태를 검출하면 다음에 변속이 주변속기 및 부변속기 양쪽의 변환에 의한 것인가 아닌가를 판정하고(스탭103), 주변속기 또는 부변속기 중 어느 한 쪽만을 변환하고 있을 경우에는 제3도에 나타낸 제1의 변속기 제어 보조과정이 실행된다(스탭105).
한편 양쪽 모두 변환인 경우는 제4도에 나타낸 제2의 변속기 제어 보조과정이 실행된다(스탭106). 또한 상기 스탭(101)에서 시프트업이라고 판정된 경우와 상기 스탭(102)에서 파워온 상태가 아니라고 판정된 경우, 즉 파워온 시프트다운이 아니라고 판정된 경우에는 본 발명의 요지와는 다른 통상의 변속기 제어과정이 실행되어 변속을 종료시킨다(스탭104).
상기 스탭(103)에서 주변속기 또는 변속기 한쪽만을 변환하고 판정된 경우, 예를 들면 현재 부변속 클러치 L, 주변속 클러치 2nd가 맞물려 변속단 F2가 선택되어 있다고 하고, F2→F1으로의 시프트다운의 경우를 가정한다. 변속단 F1에서는 주변속 클러치 1st를 맞물리게 한다(상기 표 1참조)
이 경우 제1의 변속기 제어 보조과정이 실행되므써 제3도에 나타낸 바와 같이 변속개시에 따라서 콘트롤러(10)는 먼저 맞물려 있는 주변속 클러치 2nd에 접속한 밸브(34)를 오프하는 처리를 실행한다(제6도 시간 t0, 스탭201). 이어서 콘트롤러(10)내의 도시하지 않은 메모리로부터 이 시각 t0에서 다음에 맞물릴 주변속기 클러치 1st의 밸브(33)의 압유를 공급하기 시작하는 시점 t1까지의 시간 T를 판독하는 처리가 실행된다.
여기서 이 메모리에 기억되어있는 시간 T에 대해서 설명한다. 이 시간 T는 변속전 클러치 2nd의 유압의 부하가 0을 된 시점 t으로부터 이 시간 T가 경과한 시점 t1에서 변속후 클러치 1st에 압유를 공급하기 시작한 경우에는 필링타임 T이 경과한 시점 t2에서 변속후 클러치 1st의 상대회전수 Vc가 0이 되도록 설정된 시간이다.
또 미리 시뮬레이션이나 실험(실제 차테이트 등)에 의해 각 변속단 및 엔진파워(드로틀이 열리는 정도)를 변수로 필링타임 종료시에는 상대회전수가 0이이 되는 가장 알맞는 설정시간 T...(=t-t)가 미리 구해져 있고, 이들 설정시간 T...가 뱁방식으로 콘트롤러(10)내의 상기 메모리에 기억되어있다. 따라서 변속시에 이 메모리로부터 드로틀양센서(11)의 출력 및 이번의 변속단에 따른 설정시간 T를 판독하고 이 설정 시간T가 경과한 시점 t1에서 다음에 맞물리게 될 클러치에 걸리는 압력제어밸브를 작동하여 압유를 공급한 경우에 필링타임 T(=t2-t1)이 경과한 시점에서는 다음에 맞물리게 될 클러치의 상대회전수는 0으로 된다(이것은 상기 시뮬레이션 등으로 확인된다) 더구나 엔진파워의 검출은 드로틀양센서(11)의 출력을 이용해도 좋고, 엔진의 출력측 토오크가 토오크 센서 등으로 검출할 수 있는 경우는 이 검출값을 사용하여도 좋다.
그리고 이번의 변속(F1→F2) 및 현재의 드로틀 양센서(11)의 출력에 따른 설정시간 T가 메모리로부터 판독되면(스탭202), 도시하지 않은 타이머에 의해 이 설정시간 T가 경과하였는가 아닌가가 순차적으로 판단하며(스탭203), 상기 시간 T가 경과한 시점 t1에서 다음에 맞물리게 될 주변속 클러치 1st의 압력제어벨브(33)에 대하여 압유공급을 개시한다.(제6도(d)참조, 스탭204).
콘트롤러(10)는이 후 상기 주변속 클러시 1st에 접속한 밸브(33)의 필링검출센서(303)의 출력 e3으로부터 필링종료를 확인하고(스탭205), 이 센서 (303)로부터의 전술한 필링종료검출신호가 입력된 시점(제6도의 시각 t2)에서 다음의 2개의 제어(a),(b)를 실행한다.
(a) 록업클러치(6)의 압력제어밸브를 오프한다(제6도(e), 스탭(206)).
(b) 상기 필링종료가 검출된 주변족 클러치 1st의 유압을 소정의 빌드업율로 점증한다(제6도(d), 스탭(207)).
이와 같은 제어를 종료하면 콘트롤러(10)는 시각 t2로부터 소정시간(이하 록업클러치 딜레이 타임이라한다) T가 경과한 시점 t3에서 (스탭208) 록업클러이(6)의 유압의 빌드업을 개시한다(제6도(e), 스탭209).
이상과 같은 변속제어를 행한 경우에는 제6도(b)에 나타낸 바와 같이 변속후 클러치1st의 상대회전수 Vc는 이 클러치 1st의 토오크오프타임 T경과시험 t2에서는 0이된다. 이후 클러치 1st는 그 양희전체의 회전수가 동기한 상태에서 맞물림이 이루어지므로 제6도(a)에 나타낸 바와 같이 맞물림부하에 의한 부의 토오크는 발생하지 않는다. 따라서, 오퍼레이터는 이것에 의한 감속감(불쾌감)을 느끼지 않는다.
한편 상기 스탭(103)에서 주변속기 및 부변속기 양쪽의 변환이라 판정된 경우, 예를 들면 현재 부변속 클러치 L, 주변속 클러치 3rd가 맞물려 변속단 F4가 선택되고 있고, F4→F3로 시프트다운하는 경우를 가정한다. 변속단 F3에서는 부변속 클러치 H, 주변속 클러치 2nd를 맞물리게 한다(상기 표 1참조)
이 경우 제2의 변속기 제어 보조과정이 실행되므로써 제4도에 나타낸 바와 같이 변속개시에 따라서 콘트롤러(10)는 먼저 맞물려 있는 부변속 클러치 L 및 주변속 클러치 3rd에 접속한 각 밸브(31), (37)를 오프하는 처리를 실행한다.(제7도 시각 t',, 스탭401). 그리고 나서 이시각 t'에서 부변속기측에 대해서만 다음에 맞물리게 될 클러치 H의 밸브(32)에 압유를 공급하기 시작하고(스탭402), 그 후 이 변속후 클러치 H의 밸브(32)의 필링검출센서(303)의 출력 e2로부터 필링종료를 확인한 시점에서(스텝(403) 변속후 클러치 H의 유압을 소정의 빌드업율로 점증한다(제7도(f), 스탭404).
곧 주변속기측의 다음에 맞물리게 될 클러티 2nd에 대해서(믹 록업클러치(6)에 대해서)상기 제1의 주변속기 제어 보조과정의 스탭(202-209)와 마찬가지의 처리가 실행된다.
즉 콘트롤러(10)내의 메모리로부터 드로틀양센서(11)와 출력 및 이번의 변속단에 따른 적당한 설정시간 T'을 판독하고(스탭202), 제7도에 나타낸 바와 같이 이 설정시간 T'가 경과한 시각 t'1에서 (스탭203)다음에 맞물리게 될 주변속 클러치 2nd의 밸브(34)를 작동하는 압유를 공급한다.(스탭204).
그리고 주변속 클러치 2nd에 대한 필링타임 T'1(t'2-t'1) 종료를 확인하면(스탭205) 필링종료 검출신호e4가 입력된 시점t'2에서 맞물려 있던 록업클러치(6)를 오프함과 동시에 (스탭206), 주변속 클러치 2nd의 유압을 소정의 빌드업율로 점증한다(스탭207).
그 후 이 기간 t'로부터 록업 클러치 딜레이 타임 T'가 경과한 시점 t'3에서 (스텝208) 록업클러치(6)의 유압의 빌드업을 개시한다(스탭209).
제2의 변속기제어 보조과정에서 부변속 클러치에 대해서는 변속전 클러치 L의 유압을 0(클러치개방)으로 한 시점에서 곧바로 변속후 클러치 H에 압유를 공급하도록 하고, 변속후 클러치 H의 맞물림을 주변속클러치 토오크오프타임 T'기간내에 종료시키도록 하고 있다. 부변속기 H의 맞물림시에 있어서는 이 클러치 H에서 맞물림부하에 의한 토오크변동은 발생하지만, 발생시에 있어서는 주변속기측이 토오크오프타임기간중인 변속기의 출력측에서 토오크변동으로 나타나지 않는다. 게다가 부변속 클러치 H의 상대회전수가 0이 된 때에 점 t4(제7도(e)참조)에서는 제6도의 시각 t0와 같은 상태, 다시 말해 주변속기측의 변속후 클러치(2nd)에 대해서만 맞물림을 행하는 상태가 된다. 이 때문에 이 후 변속후 클러치 2nd에 대해서 제1의 변속기제어 보조과정과 같은 수순을 실행하고, 이 변속후 클러치 2nd의 상대회전수가 0이 되는 시점에서 필링타임이 종료하는 타이밍(시점 t'1)에서의 이 클러치 2nd에 압유를 공급하기 시작하도록 하면 마찬가지로 변속기의 출력측에서 부의 토오크는 발생하지 않게 된다.
실시예에서는 제6도 또는 제7도에 나타낸 바와 같이 토오크 오프타임 T또는 T'의 기간중 록업클러치(6)를 맞물림 상태로 하고 있다. 이와 같이 변속기의 입력단 축을 엔진의 출력측에 직접 연결하므로써 이사이 토오크 콘버어터(2)의 터빈의 회전수가 급격히 상승하고, 결국 변속후 클러치의 입력측의 회전측 회전체가 신속하게 상승한다. 따라서 변속후 클러치의 상대회전수를 0으로 하는 시기를 빠르게 할 수 있는 효과를 얻고 있다.
또한 실시예에 의하면 변속후 클러치가 맞물릴 때 록업클러치(6)에 관하여 록업클러치 딜레이 타임 T또는 T'를 설정하므로써 클러치 맞물림의 부하를 경감할 수 있도록 하고 있다.
더구나 변속후 클러치의 유압을 필링타임 종료시점 이후 점증할 때, 이 시점에서 이 클러치의 상대회전수가 0인 경우는 필링타임 종료시에 상대회전수는 0에서 벗어나게 되는 일이 있다. 그래서 이 어긋남에 의한 변속쇼크를 줄이도록 상기 설정시간 T또는 T'와 마찬가지로 드로틀양 및 이번의 변속단에 따라 상기 초기압 유압정증율을 가변하는 실시도 가능하다.
또 변속후 클러치의 초기압은 변속기의 출력측 토오크를 0에서부터 시작할 필요가 있기 때문에 적게 설정하는 것이 변속쇼크를 줄이는데 유효하다.
그런데 실시예에서는 시뮬레이션등으로 미리 얻어진 설정 시간이 경과한 시점에서 변속후 클러치에 압유를 공급하기 시작하도록 하고 있지만 다음과 같은 실시도 가능하다.
-메모리로부터 설정상대회전수 Vco를 판독한다. 여기서 상대회전수 Vco라 함은 설정시간 T와 마찬가지로 미리 시뮬레이션 등에서 가장 적당한 것으로 구해진 값이고, 변속후 클러치의 상대회전수가 이 상대회전수 Vco에 도달한 시점에서 이 클러치에 압유를 공급하기 시작한 경우에는 필링타임 종료시에 상대회전수가 0이 되는 회전수이다. 이 설정상대회전수 Vco......도 상기 설정시간 T0...와 마찬갖로 각 변속단 및 엔진파워에 따라 맵형식으로 메모리에 기억되어 있다. 따라서 메모리로부터 드로틀양센서(1)의 출력 및 이번의 변속단에 따른 설정상대회전수 Vco가 판독된다.(스탭202').
-변속후 클러치의 상대회전수를 차례로 검출하고, 검출한 상대회전수가 판독한 설정상대회전수 Vco에 도달하였는가 아닌가를 판단한다(스탭203')
그리고 제8도에 나타낸 바와 같이 검출한 상대회전수가 설정상대회전수 Vco에 도달한 시점 t1에서 변속후 클러치에 압유를 공급하고(스텝204), 필링타임 종료시점 t2에서 변속후 클러치의 유압을 점증하도록 한다(스텝205,207), 록업클러치(6)에 대해서도 상기와 같은 처리를(스텝206,208,209) 실행한다.
이상과 같은 제어를 행한 경우에도 상기 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또 이 시간예에 의하면 변속후 클러치의 상대회전수가 0이 되는 시점과 이 클러치의 필링타임 종료시점을 아주 정확하게 일치시킬수 있는 이점을 가지고 있다.
또한, 이상에서 설명한 실시예에서는 록업클러치 딜레이 타임기간 중 록업클러치(6)의 유압을 완전하게 0으로 하기 때문에 이 클러치(6)의 맞물림 종료시에는 제6도(a ), 제7도(a) 및 제8도(a)에 나타낸 바와 같이 변속쇼크가 발생한다.
그리고, 이 록업클러치(6)의 맞물림시 쇼크를 줄이도록 제9도(e)에 나타낸 바와 같이 변속후 클러치의 맞물림중에 록업클러치(6)의 유압을 완전히 0으로 하지 않고 토오크 콘버어터(2)의 내압보다 약간 높은 압력정도로 유지하는 실시도 가능하다. 이와 같이 록업클러치(6)의 우압을 저하시키면서도 소정의 유압을 유지하는 경우에는 록업클러치(6)의 전달토오크가 저하한 상태에서 이 클러치(6) 맞물림이 종료하므로 제9도(a)에 나타낸 바와 같이 맞물림시의 쇼크를 줄여 해소할 수가 있다. 게다가 이것과 동시에 변속후 클러치의 맞물림부하를 경감시킬 수 있다. 또 실시예에서는 각 변속단 및 엔진파워에 따른 설정시간 또는 설정상대 회전수를 복수로 준비하도록 하고 있지만, 변속단 또는 엔진파워에 의하지 않고 일률적으로 설정시간 또는 설정상대 회전수를 설정하여 두고 이것을 사용하는 실시도 또한 가능하다.
더구나 실시예의 제1의 변속기제어 보조과정에서는 F2→F1의 경우에 대해서 설명하였지만 한 쪽만의 변속기에 대해서 변속을 행하는 F3→F2, F5→F4, F7→F6의 경우에 대해서도 마찬가지의 처리를 행하여 같은효과를 얻을 수 있다.
또 제2의 변속기제어 보조과정에 대해서도 마찬가지로 F4→F3의 경우 뿐만 아니라 F6→F5의 경우에 대해서도 실시예와 같은 처리를 실행하므로써 같은 효과를 얻을 수 있다.
다음에 본 발명의 제2의 실시예에 대해서 설명한다.
기어변속기의 변속쇼크는 다음 식으로 정의되는 잭값 J에 의해 평가된다.
단, J : 잭값
α : 차체가속도
K : 변환계수
G : 감속비정수
I : 차중량(차체중량+적제물중량)
μ : 클러치 디스크 마찰계수
P : 클러치유압
상기 감속비 정수 G는 변속단으로부터 결정되지만 개개의 변속단에서 클러치판의 적층매수 및 면적을 시사하는 계수도 포함하고 있다. 따라서, 이 정수 G는 변속단에 따라 값이 약간 다르다.
물론 각 변속단에 대한 클러치판의 적층매수 및 면적이 같은 경우에는 G가 감속비 그 자체로 된다.
상기 식(1)의 ( )내의 제2항은 정지마찰과 동마찰의 차이가 큰 경우에 관계가 있는 식으로 클러치의 맞물림 종료시에 영향이 나타나지만, 양자에 차이가 없는 경우는 무시할 수 있다. 이후에서는 제1항만이 유효한 것으로 하여 설명한다.
상기 식(1)의 잭값 J는
가 된다. 여기서
라고 하면 상기 식(2)식은
가 된다.
이와 같이 클러치의 유압증가율 dp/dt는 변속시의 조건으로 결정되는 K'와 잭값 J(가속도의 변화율)로 결정된다.
여기서 K'의 변속 K, G는 클러치의 모든 조건과 감속비로 결정되므로 차체 총중량 I, 동마찰계수 μ를 일정하게 한 경우 K'는 변속태양, 다시 말해 시프트업, 시프트다운과는 별도로 변속시의 변속단에 의해 일의적으로 정해진다.
그런데 오퍼레이터의 관능평가치에 가속조작량이라는 변수를 더한 경우 가속조작량과 잭값 J와 관능평가치의 관계는 제14도에 나타낸 봐와 같이 된다.
이 도면에서 알 수 있는 바와 같이 가속조작량의 크기를 고려하지 않고 일률적으로 목표잭값 Jp를설정하고, 대응하는 압력증가율 dp/dt로 변속용 클러치를 맞물리게 한 경우에는 구간 I(가속조작량 파샬)에 있어서는 [쾌적]으로 되지만, 구간 M(가속조작량소)에 있어서는 오퍼레이터[변속쇼크대]로 감지해버린다. 또 구간 Q(가속조작망대)에서는 [가속감의 저하]로 감지해버려 이것과 함께 변속용 클러치의 내구성 저하라는 결점을 발생한다.
그래서 본 발명에 따른 장치에서는 가속조작량 S가 적은 값 SL인 때에는 적은 목표잭값 JPL로, 가속조작량 S가 적은값 SH인 때에는 큰 목표잭값 JPH로 설정한다. 즉 가속조작량이 크게 될수록 목표잭값, 다시 말해 차량 가속도의 변화율이 크게 되도록 가속조작량에 대응하하는 압력증가율 dp/dt를 설정하므로서 항당 [쾌적]이라고 하는 관능평가치가 얻어지고 또 클러치의 내구성이 향상하도록 한다.
더구나 상기 식(3)의 K'는
-변속후의 변속단이 고속도단으로 될수록 적게 되는 경향이 있다.
따라서 상기 식(3)에 의하면 변속후의 변속단이 고속의 변속단으로 될 수록 유압증가율 dp/dt를 크게 하면 좋다.
브레이크 작동시에는 엔진이 고부하가 되고, 변속용 클러치가 맞물릴 때에 클러치가 열부하고 손상할 염려가 있다. 이것을 피하기 위해서 본 발명에 따른 장치에서는 변속시 브레이크가 작동되어 있을 때에는 압력증가율을 크게 (가속조작량의 대략 최대치(최대치보다 약간 낮음)에 대응하는 압력증가율 정도)설정하여 변속용 클러치를 맞물리게 하고 있다. 즉, 브레이크 작동시는 가속조작량 여하에 관계없이 높은 압력증가율 dp/dt로 클러치를 맞물리게 한다.
이러한 유압점증제어를 실행하기 위해서 제1도의 콘트롤러(10)내에 메모리(도시하지 않음)에는 제4도에 나타낸 바와 같이 가속조작량 및 브레이크 작동상태와 각 변속태양의 조합에 따라서 가장 알맞은 클러치 유압의 점증패턴이 기억, 격납되어있다.
즉 변속태양[시트프업, F1→F2] 의 경우를 예로 들어 설명하면 드로틀양센서(11)의 검출값 S1-S5에 각각 대응항 (제15도 참조)밟는 양이 클수록 보다 큰 유압점증을 dp/dt의 유압점증패턴 PT1, PT2, PT3, PT4, PT5가 격납되어 있다. 또 브레이크 센서(12)에서 브레이크가 작동하고 있다고 검출되어 있는 경우(브레이크 온)에 대응하고, 풀 드로틀상태(S5)에 대응하여 유압증가율 dp/dt보다도 약간 낮은 유압증가율 dp/dt로 클러치를 맞물리게 하기 위한 유압점증패턴 PT6가 격납되어 있다.
상기 메모리에는 이와같은 가속조작량의 크기에 따라 다른 유압점증패턴이 각 변속태양에 대해서 고변속단이 될 수록 보다 유압증가율 dp/dt로 클러치를 맞물리게 하도록 기억, 격납되어있다.
다음에 이러한 구성의 콘트롤러(10)에 의한 변속제어를 제5도를 플로우차트 및 제17도의 타임차트를 참조하여 설명한다.
콘트롤러(10)는 회전센서(7) 및 드로틀양센서(11)의 각 출력에 따라 변속해야 하는가 아닌가를 판정한다.
이 판정과 동시에 시프트업, 시프트다운의 구별도 판정된다.(스텝501).
예를 들면 클러치 L 및 클러치 1st가 맞물려 변속단 F1(전진1단)이 선택되어 있고, F1(전진1단)→F2(전진2단)으로서 시프트업을 가정한다. 변속단 F2에서는 클러치 2nd를 맞물리게 한다(상기 표1참조).
변속개시에 따라서 콘트롤러(10)는 먼저 변속클러치 2nd의 클러치 유압제어밸브(34)에 대해서 압유공급을 개시한다(스텝102, 제6도의 시각 t0).
콘트롤러(10)는 이 후 상기 변속후 클러치 2nd에 접촉 한 밸브(24)에 부설한 필링센서의 출력으로부터 필링종료를 확인하고(스텝105), 이 센서로부터 필링종료 검출신호 e4가 입력된 시점(제17도의 시각 t1)에서 이하의 제어를 실행한다.
-맞물려 있던 변속전 클러치 1st의 밸브(33)를 오프한다(스텝507, 제17도(a)).
-상기 필링종료가 검출된 변속후 클러치 2nd의 유압을 후술하는 유압점증패턴 PT로 점증한다(스텝511, 제17도(b))
여기서 상기 스텝(507)(511)에 제어에서는 오프하려고 하는 클러치1st의 유압 P1(제17도(a)) 및 온하려고 하는 클러치 2nd의 유압 P2(제17도(b))를 적당한 값으로 설정하므로써 변속직전과 필링종료시에 있어서의 변속기(3)의 출력측 토오크를 같도록 하여 변속쇼크를 방지하도록 하고 있다.
즉 변속쇼크는 변속직전과 변속직후에 변속기(3)의 각 출력토오크의 차이에 의해 생긴다. 그러므로 이 토오크 차이가 없게 되도록 변속을 행하면 변속쇼크를 방지할 수 있다.
제1도에 나타낸 토오크 콘버어터(2)의 입력축 및 출력측의 각 회전수 n0, n1은 각각 센서에 의해 검출되어 있고, 이들 회전수의 비 e=n1/n0를 구하므로써 토오크 콘버어더(2)의 성능을 나타내는 프라이머리 계수(STP) 및 토어크비(ST)를 산출할 수 있다. 그리고 토오크 콘버어터 입력토오크 Tp가
Tp=STP·(n0/10000)……………………………(4)
로 표현되고, 또 토오크 콘버어터 출력토오크 Tt가
Tt=Tp·ST…………………………………………(5)
로 표현되므로 이들 각 식과 상기 계수(STP) 및 토오크비(ST)에 따라 토오크 콘버어타 출력토오크 TtDML 값을 산출할 수 있다.
그러나 상기 변속지령이 내려진 시점 t0에서의 토오크 콘버어터 출력토오크 Ttfmf 구하므로써 다음 식에 따라서 동시점 t0에서의 변속기(3)의 출력축의 토오크 Tb를 구할 수 있다.
Tb=G·Tt ……………………………………………(6)
단 G : 변속기(3) 전체의 기어비
한편 클러치 2nd의 필링종료시 t1에서 클러치 마찰 토오크 Tcsms
Tc=Kc·μ·P………………………………………(7)
단, Kc : t1시의 클러치계수
μ : t1시의 클러치 마찰계수이고, 이것은 클러치 디스크의 상대회전속도 V의 관계로 된다.
P : 클러치유압
로 표현된다. 그리고 이 마찰토오크 Tc는 다음 식(8)에 따라 시각 t1에서 변속기(3)의 출력측 토오크 Ta로 산출할 수가 있다.
Ta=G'·Tc…………………………………………(8)
=Kc·μ·G'·P
단, G':t1시에 있어서의 피맞물림 클러치와 변속기 출력축 사이의 기어비.
변속시의 토오크변동을 방지하는 데는 식(6)으로 나타낸 시각 t0에서의 변속기 출력측 토오크 t8와,식(8)로 나타낸 시각 t1의 토오크 TA가 같게 되면 좋다. 그리고 이 조건 TB=TA를 만족하는 피맞물림 클러치의 클러치 유압은 식(6),(8)로부터
P=(G·Tt)/(Kc·μ·G')……………………………………(9)
로 표현된다.
또 식(9)로 나타낸 클러치 마찰게수 μ는 클러치디스크 상대회전수의 함수이므로 미리 안다는 것은 불가능하다. 그러나 상기 변속개시 때의 디스크 상대회전수는 센서(7)에 의해 검출되는 토오크 콘버어터 출력축 회전수 n1와 변속전후의 변속기(3)의 기어비와 센서(9)에 의해 검출되는 출력축 회전수로부터 구해지므로 마찰계수 μ를 얻을 수 있다.
따라서 콘트롤러(10)는 상기 식(9)에 따라 변속후 클러치 2nd에 작용되는 유압 P2를 연산하고(스텝503), 이 유압치 P2를 클러티 2nd의 필링타임 종료시점 t1에서 이 클러치 2nd에 작용되도록 한다(스텝506).
더구나 상기 클러치 1st에 작용시키는유압 P1은 필링타임 기간중 t0-t1의 출력 토오크값을 유지할 수 있는 값이면 되고, 이 유압 P1도 상기 식(6) 및 식(8)에 준하여 구할 수 있으며, 이 유압치 P1를 필링타임기간 중 클러치 1st에 작용시키도록 한다(스텝504).
다음에 변속후 클러치 2nd는 필링타임이 종료하면 초기압 P2가 클러치 2nd에 작용시키고, 이후 유압점증패턴 PT에 따라 유입이 점증되지만, 이 실시예에서는 전술한 바와 같이 오퍼레이터가 관능적으로 변속쇼크를 느끼지 않도록, 또 클러치의 내구성이 향상하도록 가장 알맞은 유압점증패턴으로 클러치 2nd를 맞물리도록 하고 있다.
즉 제5도의 스텝(508)에서 브레이크가 센서(12)의 출력에 따라 브레이크가 작동하고있는 것이 판단되면 콘트롤러(10)내의 메모리로부터 유압점증패턴 PT6가 판독되고(스텝512), 이 패턴에 따라 전류지령신호에 의해 변속후 클러치 2nd에 대한 제어밸브(34)를작동한다. 이 결과 제18도의 PT6에 나타낸 바와같이 필링타임 종료시점 t1에서부터 클러치 2nd의 유압이 점증되게 된다(스텝513).
한편, 스텝(508)에서 브레이크가 작동하지 않는 것이 판단되면 드로틀양센서(11)의 출력에 따라(스텝509)상기 메모리로부터 센서(11)의 검출값(S10S5)에 따른 유압점증패턴(PT1-PT5)을 선택, 판독하는 철가 실행되고(스텝510), 선택한 패턴에 따른 전류지령신호에 의해 변속용 클러치 2nd에 대한 제어밸브(34)가 작동된다. 이 결과 제18도의 PT1-PT5에 나타낸 바와같이 선택한 패턴 PT1-PT5에 따라서 필링타임 종료시점 t1에서부터 클러치 2nd의 유압이 점증된다(스텝511).
제19도(a)(b)는 가속조작량이 큰 경우, 예를 들면 드로틀양 검출센서(11)로부터 드로틀신호 S5가 출력되어 있는 경우에 변속기(3)의 출력측토오크 및 변속전, 후 클러치(클러치1st, 클러치 2nd)의 클러치압의 변화상태를 각각 나타내는 타임차트이고, 제20도(a)(b)는 가속조작량이 적은 경우, 예를 들면 드로틀양 검출센서(11)로부터 드로틀신호 S1이 출력되어 있는 경우에 변속기(3)의 출력측 토오크 및 변속전, 후 클러치(클러치 1st, 클러치 2nd)의 클러치압의 변화상태를 각각 나타내는 타임차트이다.
제19도(b)에 나타낸 바와 같이 가속조작량이 큰 경우 (드로틀양 S5)에는 증가율이 큰 점증패턴 PT5이 선택되고, 이 패턴 PT5에 따라 변속후 클러치 2nd가 매우 짧은 시간에 맞물리게 된다.
또 이 경우 제19도와 같이 가속조작량이 큰 때에는 초기압 P2도 비교적 큰 값으로 설정하고 있다.
한편 제20도(b)에 나타낸 바와 같이 가속조작량이 적은 경우(드로틀양 S1)에는 증가율이 적은 점증패턴 PT1이 선택되고, 이 패턴 PT1에 따라 변속후 클러치 2nd가 충분히 긴 시간에 걸쳐 맞물리게 된다.
제20도와 같이 가속조작량이 적은 때에는 초기압 P2도 비교적 적은 값으로 설정하고 있다.
또 브레이크가 맞물려 있는 상황하에서는 가속조작량의 크기에 관계없이 변속시 클러치 2nd에 걸리는 열부하가 매우 크게 되지만, 증가율이 큰 점증패턴 PT5보다도 약간 증가율이 적은 점증패턴 PT6이 선택되고 매우 크게 되지만, 증가율이 큰 점증패턴 PT5보다도 약간 증가율이 적은 점증패턴 PT6이 선택되고 매우 짧은 시간에 클러치 2nd가 맞물리게 되므로 클러치 2nd에 부여되는 손상을 대폭 적게 억제할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 제2의 실시예에 의하면 가속조작량 및 브레이크 작동상태 및 각 변속태양이 어떠한 상태이더라도 항상 오퍼레이터는 관능적으로 변속쇼크를 느끼지 않게 되고 또 변속용 클러치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
제2의 실시예에서는 브레이크가 작동하고 있는가 아닌가를 판정하고, 브레이크가 작동하고 있는 경우에는 점증패턴 PT6에 따라서 변속후 클러치를 점증하도록 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 브레이크 작동량을 애널로그식 또는 많은 값을 검출하여 제18도의 PT6'에 예시한 바와 같이 가속조작량이 큰 경우에 상당하는 유압증가율의 범위내에서 점증패턴을 복수로 설정하고, 이들 복수의 패턴중에서 브레이크 작동량이 크게 될 수록 큰 유압증가율의 점증패턴이 선택되도록 하고, 이선택한 패턴으로 변속후 클러치를 맞물리도록 한 실시도 당연히 가능하다.
또 브레이크의 작동상태는 브레이크 페달을 밟는 양, 마스터 실린더의 압력 등을 검출하므로써 판정할 수 있다.
제2의 실시예에서는 가속조작량을 가속페달을 밟는 양으로 검출하도록 하고있지만, 이것에 한정되지 않고 엔진의 흡기분기관내의 압력을 검출하도록 하여도 좋고, 가버너 레버의 회전운동각을 검출하는 것으로도 가능하다.
또 제2의 실시예에서는 차량의 중량 I가 일정한 경우에 대해서 설명하였지만 중량 I를 검출하고, 검출값에 따라 식(2)에 나타낸 K'를 구하고, 여기서 얻어진 K'에 따른 최적의 목표잭값이 얻어지도록 점증패턴을 설정하는 실시도 가능하다.
또한 실시예에서는 메모리에 미리 점증패턴을 기억하고 변속지령이 주어진 때에 이것을 판독하도록 하고 있지만, 이것을 연산으로 행하여도 좋다.
제1,제2의 실시예에서도 본 발명을 부변속기, 주변속기의 2단으로 구성한 변속기에 적용하도록 하였지만, 물론 1단구성의 변속기나 3단이상으로 구성한 변속기의 적용하는 실시도 가능하다.
또 본 발명은 자동변속차 뿐만 아니라 수동변속차에도 물론 적용할 수 있다.
[산업상의 이용가능성]
본 발명은 덤프트럭, 페이로더 등의 건설차량 또는 승용차용의 트랜스미션의 변속제어에 적용할 수 있고, 특히 변속쇼크를 줄이는데 알맞는 제어방법 및 장치이다.

Claims (4)

  1. 변속단을 선택하는 복수의 변속용 클러치와 이들 복수의 변속용 클러치에 대해서 접속한 압력제어밸브를 가진 변속기에 있어서, 파워온 상태시에 현재의 변속단을 다음단의 변속단으로 시프트다운 할 때에 상기 제어밸브를 다음과 같이 제어하는 것을 특징으로 하는 변속기의 제어방법. a)변속지령이 내려진 시점에서 상기 현재의 변속단에서의 변속용 클러치에 걸린 압력제어밸브를 오프한다. b)상기 다음단의 변속단에서의 변속용 클러치의 상대회전수가 0이 되는 시점에서 이 변속용 클러치의 필링타임이 종료하는 작동개시 타이밍으로 이 변속용 클러치에 대응하는 압력제어밸브를 작동하고, 압유를 이 변속용 클러치에 공급한다. c)이 변속용 클러치의 필링타임 종료를 확인하고, 이후 이 변속용 클러치의 유압을 점증하도록 이 변속용 클러치에 걸린 압력제어밸브를 제어한다.
  2. 변속용 클러치에서 제1단째에 있는 복수의 부변속 클러치와 제2단째에 있는 복수의 주변속 클러치와, 이들 부변속 클러치, 주변속 클러치에 대하여 각각 별도로 접속한 압력제어밸브를 가지고있고,부변속 클러치와 주변속 클러치를 조합시켜 변속단을 선택하는 변속기에 있어서, 파워온 상태시에 현재의 변속단을 다음단의 변속단으로 시프트다운 할 때에 맞물리도록 하는 클러치가 상기 부변속 클러치 및 주변속 클러치의 양쪽일 때 상기 압력제어밸브를 다음과 같이 제어하는 것을 특징으로 하는 변속기의 제어방법. a)변속지령이 내려진 시점에서 상기 현재의 변속단에서는 부변속 클러치, 주변속 클러치에 걸린 압력제어밸브를 각각 오프한다. b)상기 현재의 변속단에서의 부변속 클러치에 걸리는압력제어밸브를 오프한 시점부터 상기 다음단의 변속단에서의 부변속 클러치의 압유를 공급하기 시작하고, 이후 이 부변속 클러치의 클러치압을 점증하도록 이 부변속 클러치에 걸리는 압력제어밸브를제어한다. c)상기 다음단의 변속단에서의 주변속 클러치의 상대회전수가 0이 되는시점에서 이 주변속 클러치의 필링타임이 종료하는 작동개시 타이밍으로 이 주변속 클러치의 클러치에 대응하는 압력제어밸브를 작동하고 압유를 이 주변속 클러치에 공급한다/ d)이 주변속 클러치의 필링타임이 종료를 확인하고, 이 후 이 주변속 클러치의 유압을 점증하도록 이 주변속 클러치에 걸린 압력제어밸브를 제어한다.
  3. 복수의 변속용 클러치와 이들 변속용 클러치에 개별적으로 접속되고 전기지령에 의해 작동하는 압력제어밸브를 구비한 변속기에 있어서, 가속조작량을 검출하는 제1의 검출장치와, 브레이크의 작동상태를 검출하는 제2의 검출장치와, 변속하는 변속단을검출하는 제3의 검출장치와, 제1,제2, 및 제3의 검출장치의 검출출력에 따라 맞물리는 변속용 클러치에 가하는 유압의 점증율을 구하고, 이 구한 유압점증율에 대응하는 전기지령을 맞물리는 변속용 클러치에 대응하는 압력제어밸브에 출력하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 변속기의 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어장치는 가속조작량, 브레이크 작동상태 및 속도변속단에 대응하여 복수의 유압점증율을 미리 기억하는 메모리를 가지고 있고, 이 메모리로부터 판독한 데이터에 따라 압력제어밸브에 출력하는 전기지령을 형성하는 것을 특징으로 하는 변속기의 제어장치.
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