KR100354611B1 - 기계유압식동력전달장치의동력전달방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법으로서, 유압식 동력전달과 기계식 동력전달의 전환이 원활하게 행하여진다. 이 때문에, 유압모터(42)에서 전환된 기계동력(Pm)을 클러치(A)를 결합시켜서 외부(300)로 전달하는 유압식 동력전달수단과, 기계동력(Po)을 클러치(B)를 결합시켜서 외부(300)로 전달하는 기계식 동력전달수단을 구비하고, 유압식 동력전달에서 기계식 동력전달로 전환시, 클러치(A)의 개방을 클러치(B)의 결합의 개시부터 완료까지의 사이에 행하게 된다.

Description

기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법{METHOD OF POWER TRANSMISSION IN MECHANICAL/HYDRAULIC TYPE TRANSMISSION}

종래, 기계유압식 동력전달장치는 유압모우터에 의하여 유압동력(Ph)으로부터 변환된 기계동력(Pm)을 클러치(A)를 결합시키는 것에 의해, 외부로 전달할 수 있는 기계식 동력전달수단으로 구성되어 있다.

이와 같은 기계유압식 동력전달장치에서는 유압식 동력전달수단과 기계식 동력전달수단을 각각 개별적으로 제어할 수 있기 때문에, 본 출원인은 이것을 휠식 유압쇼벨이나 라프테레인 클레인 등의 건설차량, 농업차량, 자동차 등의 자주차량을 변속기로서 채용하는 것을 제안하고 있다(예를 들면, 일본특허공개 평 3-56754호 공보참조).

이와 같이 변속기로서 사용하면, 고속 주행시에서는 동력전달효율이 좋은 기계식 동력전달을 채용할 수 있고, 저속 주행시에서는 전·후진의 변속효율이 좋고,또한 무단변속 할 수 있는 유압식 동력전달을 채용할 수 있다고 하는 효용이 있다.

이와 같은 기계유압식 동력전달장치에서의 유압식동력전달과 기계식 동력전달 사이의 전환은, 유압식 동력전달수단과 기계식 동력전달수단을 각각 개별제어 할 수 있기 때문에, 클러치(A),(B)를 동시 또는 교대로 개방시키고, 결합시키는 것에 의해 달성한다. 그러나, 단순히 클러치(A),(B)를 제어한 것으로는, 전환충격(클러치의 개방충격이나 결합충격)이나 이에 따르는 클러치의 발열 등이 생기고, 이에 의하여 기계수명이 짧아지고, 또한, 작업자에 불쾌감이 증대하게 된다.

본 발명은 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법에 관한 것으로, 예를 들면, 휠식유압쇼벨이나 라프테레인 클레인 등의 건설기계, 농업차량, 자동차 등의 자주차량의 변속기로서 사용하는데 적합한 기계유압식 동력장치의 동력전달방법에 관한 것이다.

도 1A 및 도 1B는 본 발명의 실시예에 관한 동력전달방법의 적용예로 이루어지는 건설기계의 변속기이며, 도 1A는 전체의 구성도, 도 1B는 각 신호계의 설명도,

도 2는 실시예에 관한 시프트업의 플로우챠트,

도 3A∼도 3F는 실시예에 관한 시프트업의 타임챠트로서, 도 3A는 클러치유압의 승강도, 도 3B는 주행밸브의 제어도, 도 3C는 모터용량의 제어도, 도 3D는 각 클러치 토오크의 변화도, 도 3E는 클러치의 총토크의 변화도, 도 3F는 클러치의 발열량을 표시하는 도면,

도 4A∼도 4F는 도 3A∼도 3F에 대응하는 비교예인 시프트업의 타임챠트로서, 도 4A는 클러치유압의 승강도, 도 4B는 주행밸브의 제어도, 도 4C는 모터용량의 제어도, 도 4D는 각 클러치 토오크의 변화도, 도 4E는 클러치의 총토크의 변화도, 도 4F는 클러치의 발열량을 표시하는 도면,

도 5는 실시예에 관한 시프트다운의 플로우챠트이다.

도 6A∼도 6F는 실시예에 관한 시프트다운 타임챠트로서, 도 6A는 클러치유압의 승강도, 도 6B는 TVC신호(즉, 펌프흡수 토크)의 제어도, 도 6C는 주행밸브의 제어도, 도 6D는 유압모터의 회전수변화도, 도 6E는 유압모터의 입구유압의 변화도, 도 6F는 클러치의 총토크의 변화도,

도 7A∼도 7F는 도 6A∼도 6F에 대응하는 비교예인 시프트다운의 타임챠트로서, 도 7A는 클러치유압의 승강도, 도 7B는 TVC신호의 제어도, 도 7C는 주행밸브의 제어도, 도 7D는 유압모터의 회전수변화도, 도 7E는 유압모터의 입구유압의 변화도, 도 7E는 클러치의 총토크의 변화도이다.

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점에 착안하여, 기계유압식 동력전달장치에서의 유압식 동력전달과 기계식 동력전달 사이의 전환을 원활하게 행하고, 이에 의하여, 전환충격이나 클러치의 발열을 저감하고, 나아가서는 기계수명을 연장하고, 또한, 작업자의 불쾌감을 저감할 수 있는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법은, 유압모터에 의하여 유압동력(Ph)으로부터 변환된 기계동력 (Pm)을 클러치(A)를 결합시키는 것에 의해 외부로 전달하는 것을 달성하여 이루어지는 유압식 전달수단과, 기계동력(Po)을 클러치(B)를 결합시키는 것에 의해 외부로 전달하는 것을 달성할 수 있는 기계식 동력전달수단을 구비하고, 상기 클러치(A),(B)를 동시 또는 교대로 개방시키고, 결합시키는 것에 의하여 유압식 동력전달로부터 기계식 동력전달로, 또는 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달로 전환하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법에 있어서, 다음과 같이 구성하였다.

제1발명은 유압식 동력전달로부터 기계식 동력전달로 전환시, 클러치(A)의 개방을 클러치(B)의 결합의 개시부터 완료까지의 사이에 행하게 되는 것을 특징으로 하고 있다.

제2발명은 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달로 전환시, 클러치(B)의 개방을 클러치(A)의 결합의 완료 후에 행하게 되는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달로 전환시, 클러치(A)의 결합의 개시에 앞서서, 유압모터를 미리 회전시켜 두어도 좋다.

이러한 제1 및 제2 발명에 의하면, 기계식 동력전달과 유압식 동력전달 사이의 전환시에는, 클러치(A),(B)의 개방 및 결합을 서로 크로스오버 시켜서 행한다. 이와 같이 크로스오버 제어하는 것에 의해, 전환을 원활하게 행하고, 이에 의해 전환충격이나 클러치의 발열을 저감할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

본 발명에 관한 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법에 대하여, 바람직한 실시예를 첨부도면에 참조하여 이하에 상세히 설명한다.

도 1A 및 도 1B에 있어서, 엔진(100)으로부터의 기계동력(Po)는, 변속기(200)을 개재하여 차축(300)으로 전달된다. 변속기(200)은 변속레버(10), 클러치 유압회로(20), 기계구동부(30), 유압구동부(40) 및 마이컴 등으로 이루어지는 제어기(50)로 구성되는 기계유압식 동력전달장치이다. 상세하게는 다음과 같다.

변속레버(10)는, R(후진), N(중립), F1(전진1속), F2(전진2속), 및 F3(전진3속)의 위치를 구비하고, 작업자의 조작에 의해서 위치가 선택된다. 선택위치는 도면에 표시하지 않은 위치검출기에 의하여 검출되어 제어기(50)로 출력된다.

클러치유압회로(20)는 엔진(100)에 의해 구동된 유압펌프(22)에 의하여, 기름탱크(21)로부터 취출한 기름을 전환밸브(23a),(23b),(23c)를 개재하여 클러치(A),(B),(C)로 보내지도록 되어있다. 각 전환밸브(23a),(23b),(23c)는 각 클러치(A),(B),(C)에 대응하여 각각 부설되어 있고, 제어부(50)로부터의 각 제어신호(S1a),(S1b),(S1c)를 입력하면 전환되고, 클러치(A),(B),(C)로의 기름의 공급을 행한다. 또한, 각 전환밸브(23a),(23b),(23c)는, 상기 제어신호(S1a),(S1b),(S1c)의 크기에 의해서 공급유압을 무단계로 변화시킬 수 있다. 또한, 각 전환밸브(23a),(23b),(23c)는 클러치(A),(B),(C)로의 급유시, 그 클러치가 기름으로 채워진 때의 필링완료신호(S2)를 제어부(50)로 피드백한 후, 그 클러치유압을 점증시키는 필링완료시 검출기가 부착된 비례전자식 모쥬레이션밸브이다.

기계구동부(30)는 상기한 클러치(B)(또는 C)의 결합에 의하여, 엔진(100)으로부터의 기계동력(Po)을 클러치(B) 또는 클러치(C)를 개재하여 차축(300)에 전달한다. 기계구동부(30)은 2개의 유성치차기구(31c,31b)를 구비하고, 클러치(C)가 결합하면, 유성치차기구(31c)의 링기어가 고정되어서 F3주행이 달성되며, 클러치(B)가 결합하면, 유성치차기구(31c)의 링기어가 고정되어서 F2주행이 달성된다. 그리고, 클러치(B,C)의 기름의 공급, 배출 및 증압은 상술한 바와같이 전환밸브(23b,23c)에 의하여 행하여진다.

유압구동부(40)의 설명에 앞서서, 이것을 쉽게 분석하기 위하여 건설기계의 전체 유압회로를 미리 설명하여 둔다. 전체 유압회로는 유압구동부(40)용 유압회로의 다른 작업기용유압회로(400)나, 회로전체의 최고유압을 규정하는 릴리프밸브(500)를 구비하고 있다. 작업기용유압회로(400)는 빔, 아암, 버킷 등의 각 유압실린더 및 선회유압모우터 등의 작동기, 각 작동기에 대응하는 전환밸브, 각 전환밸브에 대응하는 압력보상밸브 및 복수개 샤틀밸브 등과 이들의 결합유압유로 등으로 구성되어 있다. 그리고, 전체 유압회로는, TVC(torque·variable·control)에서 제어된 1개의 가변용량형 유압펌프(41)(이하, 유압펌프(41)라고 한다)에 대한 이른바 CLSS(클로우즈드 센터·로드·센싱·시스템(closed center·road·sensing·system))을 채용하고 있다.

상기 TVC를 설명한다. 유압펌프(41)의 서보장치(41a)에는 TVC밸브용 전자 솔레노이드, LS밸브(로드, 센싱밸브), 서보기구가 이 순서로 나란하게 구성된다. 제어부(50)는 스로틀(throttle)개방도 검출기(51)에 의하여 검출된 엔진연료분사량의 신호(S3)와, 회전검출기(52)에 의하여 검출된 엔진회전수의 신호(S4)를 입력하여, 엔진토오크(Te)를 산출한다. 또한, 유압검출기(53)에 의하여 검출된 회로유압(Pp)(신호S5)를 입력하여, 상기 엔진토오크(Te)에 대하여 유압펌프(41)의흡수토오크(Tp)가 최적의 조화를 이루도록, 즉, [펌프토출량Qm×펌프토출유압Pp＝일정]으로 되도록, 펌프토출량 가변신호(S6)(이하, TVC신호(S6)으로 한다)를 TVC밸브용 전자 솔레노이드에 출력한다. TVC밸브로부터의 상기 TVC신호(S6)는 아래에 LS 밸브에서 조정되어서 유압펌프(41)의 토출량(즉, 펌프흡수토오크)을 가변한다.

상기 CLSS를 설명한다. 전환밸브(상기 작업기용 유압회로(400)의 각 전환밸브 및 후술하는 주행밸브(43)이고, 전환밸브(23a,23b,23c)는 포함하지 않는다)에서의 유량(Qn)은, 그 개구면적(A)과 그 전후차압(△P)의 평방근의 곱에 비례한다. 즉 Qn∝(△P)^1/2이다.

여기서, 차압△P＝상류측유압(Pu)－하류측유압(작동기의 부하압)(Pd)이다.

이 차압△P가 일정(△P＝일정)하면, 전환밸브에는 그 부하압(Pd)의 크기에 상관없이 개구면적(A)만큼에 비례한 유량Qn(∝A)이 흐른다.

즉, 상기 LS밸브는, 유압펌프(41)의 토출유압(Pp)과, 전환밸브의 작동기측의 부하압을 입력하여, 이들의 차압△P(＝Pp－Pd)가 일정하게 되도록, 유압펌프(41)의 토출량(Q)을 제어하는 신호를 서보기구에 출력하는 밸브이다. 그리고, LS밸브는, 전환밸브가 하나라면, 그 차압△P만큼으로 유압펌프(41)를 제어하나, 작동기와 그 전환밸브는, 본 건설기계와 같이, 복수 개 존재하고, 또한, 각 작동기의 부하압도 서로 다른 것이 보통이다.

그래서, 각 LS회로(각 전환밸브의 부하압을 LS밸브에 인도하는 파이로트 회로)의 각 합류점에 샤틀밸브(44)를 부설하고, 또한, 각 전환밸브에압력보상밸브(45)를 부설하고 있다. 이들 샤틀밸브(44)에 의하여, LS밸브에는 부하압(Pd)에 대신해서, 각 작동기 내의 최대부하압(LSm)이 인도되고, LS차압 △PLS(＝Pp－LSm)가 일정하게 되도록, 즉, 펌프토출량(Q)이 각 전환밸브의 총유량(Qnn)에 일치하도록, 서보기구를 제어한다. 그리고, 각 압력보상밸브(45)는, 상기한 최대부하압(LSm)을 파이로트압으로서 입력하는 것에 의해, 각 전환밸브에서의 전후 차압(△P)이, 각 전환밸브의 부하압(Pd)의 크기에 상관없이, 상기 LS차압(△PLS)와 같아지게 되도록 하는 밸브이다(단, 특정의 작동기에 우선도를 부여하는 경우, 그 전 후차압은 예컨데, △P＜△PLS로 한다). 이와 같은 각 압력보상밸브에 의하여, 각 전환밸브는 각 부하압(Pd)이 서로 달라도, 서로 영향 없이, 각 개구면적(예를들면, 전환밸브를 움직이기 위한 조작레버의 레버스트로오크)에 대응한 유량을 확보할 수 있게 된다(예를들면, 각 작동기의 미세 조작성이 얻어지게 된다). 그리고, CLSS에서의 전환밸브는, 클로즈드센터식으로 된다.

이것은 가령, CLSS의 전환밸브가 오픈센터식이라고 하면, 중립시에, LS밸브로 인도되어야 할 펌프토출압(Pp)이 전환밸브에서 기름탱크의 드레인압으로 되어버리고, LS밸브(즉, CLSS)의 기능이 생기지 않게 되기 때문이다.

상기 TVC와 CLSS의 관계를 간단하게 설명한다. TVC는, 엔진이 엔스트하지 않을 정도의 펌프흡수 토오크가 유지되도록, 유압펌프의 흡수토오크를 유압의 변화에 따라서 변화시키는 것이다. 한편, CLSS는 이 TVC에 의한 펌프흡수 토오크를 상한으로 하여, 각 작동기의 부하압에 관계없이 각 전환밸브의 개구면적에 따라서 각 작동기에 필요 유량을 흘리는 것이다. 그리고, TVC전류가 크게 되면, 펌프 토출량이줄도록 구성된 TVC구성이 보통이다. 따라서, 후술하는 TVC신호(S6), 도 6B 및 도 7B도, 이 구성을 기준으로 하여 설명하는 것을 미리 부언한다.

설명을 원래대로 되돌아가서, 유압구동부(40)는 엔진(100)으로부터의 기계동력(Po)을 유압펌프에 의하여 유압동력(Ph)로 전환하고, 그 후, 전·후진 전환밸브인 전환밸브(43)(이하, 주행밸브(43)라고 한다)를 개재하여 가변용량형 유압모터(42)(이하, 유압모터(42)라고 한다)에 의하여 기계동력(Pm)으로 재전환하고, 클러치(A)의 결합에 의하여 이 기계동력(Pm)을 차축(300)으로 전달시키는 구성으로 되어 있다. 클러치(A)의 기름의 공급, 배출 및 증압은, 상술한 바와 같이, 전환밸브(23a)에 의해 행하여진다. 주행밸브(43)은 전진위치(F), 중립위치(N) 및 후진위치(R)를 구비하고 있다. 유압펌프(41)는 서보장치(42a)에 의하여 가변용량 제어되고, 이 신호(S9)는 제어기(50)로부터 서보장치(42a)로 출력된다.

참조부호 (46)은 오버런(overun)시의 이상압력이나 캐비테이션(cavitation)의 발생을 방지하기 위한 흡입밸브가 부착된 안전밸브이다. 참조부호(47)은, 흡입밸브가 달린 안전밸브(46)에 있어서의 흡입시의 효율을 높이기 위한 배압밸브이다. 참조부호(44)는 주행밸브(43)에 대한 CLSS용 샤틀밸브이다. 참조부호(45)도 마찬가지로 주행밸브(43)에 대한 CLSS용 압력보상밸브이다.

제어부(50)는 변속레버(10)로부터 선택위치신호(R,N,F1,F2 또는 F3)를 입력하면, 건설기계를 다음에 표시하는 바와 같이 정지 또는 주행시킨다.

변속레버(10)가 중립(N) 위치인 때는, 주행밸브(43)에 신호를 출력하지 않고, 이것을 중립위치로 하여, 유압모터(42)를 정지시킨다. 또한, 전환밸브(23)에도신호를 출력하지 않고, 클러치(A),(B),(C)를 개방하고 있다.

변속레버(10)가 후진(R)위치인 때는, 주행밸브(43)로 신호(S8)를 출력하고, 유압모터(42)를 후진방향으로 회전시키며, 또한, 전환밸브(23a)에 신호(S1a)를 출력하여, 클러치(A)를 결합한다.

변속레버(10)가 F1(전진1속)위치에 있을 때, 주행밸브(43)로 신호(S7)를 출력하고 그것을 F위치로 하여, 유압모터(42)를 전진위치로 회전시키고, 또한 전환밸브(23a)로 신호(S1a)를 출력하여, 클러치(A)를 결합시킨다.

변속레버(10)가 F2(전진2속)위치이고, 또한 차속이 있는 일정차속(F2설정치)이상인 때는, 주행밸브(43)에 신호를 출력하지 않고, 이것을 N위치로 하여, 유압모터(42)를 정지시키고, 한편, 전환밸브(23b)에 신호(S1b)를 출력하고, 클러치(B)를 결합시킨다. 또한, 차속이 있는 일정차속(F2 설정치)이하인 때는, 상기 F1위치와 마찬가지로, 전환밸브(43)에 신호(S7)를 출력하고, 이것을 F위치로 하고, 유압모터(42)를 전진방향으로 회전시키고, 또한 전환밸브(23a)에 신호(S1a)를 출력하여 크러치(A)를 결합시킨다.

변속레버(10)가 F3(전진3속) 위치에 있고, 또한 차속이 일정차속(F3설정치)이상인 때는, 주행밸브(43)에 신호를 출력치 않고, 이것을 N위치로 하여, 유압모터(42)를 정지시키고, 한편, 전환밸브(23c)에 신호(S1c)를 출력하여, 클러치(C)를 결합시키며, 또한, 차속이 어떤 일정차속(F3 설정치)이하인 때는, 상기 F2위치와 마찬가지로, 전환밸브(43)에 신호를 출력하지 않고, 이것을 중립위치로하여, 유압모터(42)를 정지시키고, 한편, 전환밸브(23b)에 신호(S1b)을 출력하여, 클러치(B)를 결합시키고, 또한, 차속이 어떤 일정차속(F2 설정치)이하인 경우에는, 상기 F1과 마찬가지로, 주행밸브(43)로 신호(S7)를 출력하고, 이것을 F위치로 하여, 유압모터(42)를 전진방향으로 회전시키고, 또한 전환밸브(23a)에 신호(S1a)를 출력하여 클러치(A)를 전진방향으로 회전시키고, 또한 전환밸브(23a)에 신호(S1a)를 출력하여 클러치(A)를 결합시킨다.

그리고, 본 건설기계의 제어부(50)는 스로틀개도검출기(51)에 의해서 검출된 엔진 연료분사량의 신호(S3)의 크기에 따른 신호(S7),(S8)를 주행밸브(43)에 출력할 수 있고, 이에 의해, 주행밸브(43)의 개구면적을 자세하게 조정할 수 있다. 따라서, CLSS의 상술한 기능에 의해, F1 및 R1의 주행속도를 자세하게 제어할 수 있다.

이러한 구성의 변속기(200)에서는, F1부터 F2로의 시프트와, F2로부터 F1으로의 시프트다운에 있어서, 유압식 동력전달(F1)과 기계적 동력전달(F2)의 사이에서 전환이 일어난다. 그리고, 이들 변속시에 있어서, 유압식 동력전달측 클러치(A)와, 기계식 동력전달측 클러치(B)의 개방과 결합을 단순히 행한 것에서는, 상술한 바와 같은 변속쇼크나 클러치 발열 등이 생겨, 기계수명을 짧게 하던가, 운전자에게 불쾌감을 주던가 한다. 그래서, 제어부(50)은 다음 수순으로 변속제어를 행하고 있다.

F1부터 F2로의 시프트업제어에 대하여, 도 2의 풀로우챠트에 따라서, 도 3A~도 3F를 참조하면서 설명한다.

(1) 유압측클러치압을 임의로 설정가능한 소정치까지 강화시키고, 또한, 기계측클러치압에 지령을 부여한다(스텝101). 즉, 도 3A의 (t1)에 표시하는 바와 같이, 전환밸브(23a)의 신호(S1a)를 작게 하여 클러치(A)의 유지압(Pa)을 버린다. 이와 같이 하면, 다음의 클러치(A)의 개방의 응답성이 좋아지게 된다. 그리고 거의 동시에, 전환밸브(23b)로 신호(S1)를 보내고, 클러치(B)로의 급유를 개시한다.

(2) 기계측클러치가 가득 찼다면(스텝102), 기계클러치압을 초기압부터 점증을 개시시키고, 또한 주행밸브의 개방도의 감소를 개시시킨다(스텝103). 즉, 도 3A의 (t2)에 표시하듯이, 클러치(B)가 기름으로 채워지면, 전환밸브(23b)로부터 제어부(50)에 필링완료신호(S2)가 출력된다. 제어부(50)가 이 신호(S2)를 입력하면, 도 3B의 (t2)에 표시하듯이, 주행밸브(43)의 신호(7)를 점증시키기 시작하고, F위치에서의 개구면적(As)를 경감시킨다. 그리고, 클러치(B)의 유압의 점증은 전환밸브(23b)의 모쥬레이숀기능에 의해서 달성된다.

(3) 기계측 클러치가 결합하였으면(스텝104), 주행밸브의 개방도의 급속 감소를 개시시켜, 모터용량을 최대로 하고, 기계측클러치를 유지압(Pb)까지 급증시키고, 또한, 유압측클러치를 개방시킨다(스텝105). 즉, 도 3A의 (t3)에 표시하듯이, 클러치(B)가 결합하였으면, 도 3B의 (t3)에 표시하듯이 주행밸브(43)의 신호(S7)를 급감시켜서, F위치의 개구면적(As)을 급감시킨다. 또한, 도 3C의 (t3)에 표시하듯이, 서보장치(42a)의 신호(S9)를 최대로 하여, 유압모터(42)의 모터용량(Dm)을 최대로 하고, 이에 의해, 유압모터(42)의 회전을 급속하게 줄인다. 클러치(B)의 유압의 유지압(Pb)까지의 승압은, 전환밸브(23b)에 의해서 달성된다. 클러치(A)의 개방은 전환밸브(23a)의 신호(S1a)를 끊는 것에 의해 클러치(A)의 기름이 기름탱크에드레인 되어서 달성된다. 그리고, 상기 결합은, 예를 들면, 전환밸브(23)의 모쥬레이숀타임으로서 미리 구할 수 있는 값이며, 필링완료 신호(S2)의 입력시부터의 이 값이, (t3)으로 된다. 그리고 이 결합까지의 시간 (t2~t3)은, 전환밸브(23b)의 전기지령(S1b)의 크기를 바꾸는 것에 의해 임의로 설정할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 동력전달방법의 요점은, 클러치(A,B)의 개방과 결합을 크로스오버시킬 수 있으므로, 본 예와 같이, 엄밀한 의미에서의 결합일 필요는 없고, 예를 들면, 고의로 상기 결합이전에 주행밸브개방도의 급속감소를 개시시켜, 모터용량을 최대로 하여, 유압측클러치(A)를 개방시켜, 기계측클러치(B)의 결합을 기다려도 좋다. 시점(t3)의 앞에서도 좋다.

상기 시프트업제어의 효과에 관하여, 비교예(도 4A~도 3F)를 참조하여 설명한다. 상기한 실시예에서는, 클러치(A),(B)의 개방 및 결합을 크로스오버시키고 있다. 가령, 비교예인 도 4A에 표시하는 바와 같이, 클러치(A)가 개방된(t2) 후에 클러치(B)의 유압을 점증시킨다고 하는, 크로스오버시키지 않는 시프트업제어에서는, 클러치(B)의 유압을 급격하게 승압할 필요가 있고, 또, 클러치(B)만에서 전달 토오크를 잘 처리할 필요가 있기 때문에, 각각의 클러치전달 토오크(Ta,Tb)는, 도 4D와 같이 된다. 또, 총토오크(Ta＋Tb)는 도 4E와 같이 되고, 또, 클러치(A,B)의 발열 J는 도 4F와 같이 되기 때문에, 큰 전환쇼크나 클러치의 발열이 생긴다. 이에 대하여, 상기 실시예에서는, 각 토오크(Ta,Tb)는, 도 3D와 같이 되고, 총토오크(Ta＋Tb)는 도 3E와 같이 마(馬)형으로 되고, 또, 클러치(A,B)의 발열J는 도 3F와 같이 되기 때문에, 전환쇼크나 클러치의 발열(J)가 대폭 저감된다. 그리고, 비교예에 있어서, 주행밸브(43)의 개구면적(As)의 제어예를 도 4B에, 또한 모터용량(Dm)의 제어를 제 4C에 표시하나, 이들 제어는 어느 것이나 유압모터(42)의 캐비테이tus을 방지하는 정도의 효과밖에 갖지 않는다.

다음에, F2부터 F1으로의 시프트다운의 제어에 대하여, 도 5의 풀로우챠트에 따라서 도 6A~도 6F를 참조하면서 설명한다.

(1) 모터용량을 최소로하여, 주행밸브를 임의로 설정가능한 소정량만큼 개구시킨다(스템201). 즉, 도6C의 (t1)에 표시하듯이, 주행밸브(43)에 신호(S7)를 출력하여 F위치의 개구면적(As)을 넓히고, 또한 모터용량을 최소로 한다. 이에 의하여, 도 6D에 표시하는 바와 같이, 유압모터(42)의 회전수(Nm)가 높아지고, 클러치(A)의 결합시에 있어서의 유압모터(42)의 회전쇼크의 발생을 저지한다.

(2) 모터가 회전하여 소정회전수로 되었으면(스텝202), 또는 일정시간이 경과하였으면(스텝203), 기계측 클러치압을 임의로 설정가능한 소정치까지 강하시켜, 유압측클러치에 지령을 부여한다(스텝204). 즉, 예를 들면, 도 6D의 (t2)에 표시하듯이, 유압모터(42)의 회전수(Nm)가 미리 정한 회전수(Ns)로 된 때, 클러치(B)의 개방시의 응답성을 좋게 하기 위해, 전환밸브(23b)의 신호(S1b)을 작게하여 클러치(B)의 유지압(Pp)을 버려둔다. 그리고 거의 동시에, 전환밸브(23a)에 신호(S1a)를 보내서 클러치(A)로의 급유를 개시한다. 그리고, 유압모터(42)의 유량을 확보하기 위해, 도 6B의 (t2)에 표시하듯이, TVC신호(36)의 점증을 개시하여 유압펌프(41)로 토출양의 점증을 개시시킨다.

(3) 유압클러치가 가득 차면(스텝205), 유압클러치 않은 초기압부터 점증개시시킨다(스텝206). 즉, 도 6A의 (t3)에 표시하듯이, 클러치(A)가 기름으로 채워지면, 전환밸브(23a)부터 제어부(50)에 필링완료신호(S2)가 출력된다. 제어부(50)는 이 신호(S2)를 입력하면, 도 6B에 표시하는 바와같이, TVC신호(S6)의 점증을 정지한다. 이에 의해, 유압펌프(41)의 토출량의 응답지연이 없어진다. 그리고, 클러치(A)의 기름의 필링이나 유압의 점증은 전환밸브(23a)의 모쥬레이숀기능에 의하여 달성된다.

(4) 유압클러치가 결합하였으면(스텝207), 주행밸브의 개구면적을 통상주행제어하고, 유압클러치를 유지압까지 급증시키고(스텝208), 또한, 모터용량은 통상주행제어한다. 즉, 도 6A의 (t4)에 표시하듯이, 클러치(A)가 결합하였으면, 주행밸브(43)의 신호(S7) 및 서보장치(42a)로의 신호(S9)를 통상주행의 제어로 한다. 그리고, 클러치(A)에서의 결합에서 유지압(Pa)까지의 승압은 변화밸브(23a)의 모쥬레이션기능에 의해서 달성된다.

(5) 액셀에 의하여 임의로 설정 가능한 소정시간을 설정한다(스텝209). 즉 최적의 모터구동유압이 얻어지는 것은, 응답지연을 위해, 도 6E의 (t5)에 표시하듯이, 클러치(A)의 결합시(t4)부터 잠시의 시간(ts)을 요한다. 또한, 엑셀량에 의해서도 그 시기는 다르다. 그래서 본 예에서는, 액셀량에 비례하여 작동하는 스로틀개도검출기(51)로부터의 신호(S3)를 바탕으로, 액엑셀량이 많을 때는 긴 시간(ts)을, 다른 한편 엑셀량이 적을 때는 짧은 시간(ts)을 설정할 수 있도록 배열한 것이다. 단, 어떠한 일정치라도 좋다.

(6) 소정시간 경과 후(스텝210), 기계측클러치를 개방한다(스텝211). 즉, 상기 설정시간(Ts) 경과 후, 전환밸브(23b)의 신호(S1a)를 끊고, 이에 의해 클러치(B)를 개방한다. 상기 시프트다운의 효과에 관하여, 비교예(제7A~제7F)를 참조하여 설명한다. 상기 실시예에서는, 클러치(A),(B)의 개방 및 결합을 크로스오버시키고 있다. 가령, 비교예인 도 7A의(t3)에 표시하듯이, 클러치(B)가 개방되고서부터 클러치(A)의 유압을 점증시키는, 크로스오버시키지 않는 시프트업제어에서는, 클러치(A)의 유압을 급격하게 승압시키고, 또한, 도 7B의 (t3)에 표시하는 바와 같이, TVC신호(S6)을 버려서 유압펌프(41)의 토출량을 높일 필요가 있다. 이 결과, 클러치(A)만으로 전달토오크를 잘 차릴필요가 있기 때문에, 도 7F의 (T1)에 표시하듯이, 큰 전환쇼크가 생기고, 클러치(A)의 미끄럼에 의한 클러치발열이 생긴다.

또, 상기 실시예에서는, 도 6C의 (t1)에 표시하듯이, 클러치(A)의 결합개시에 있어서, 유압모터(42)를 미리 회전시켰으나, 비교예에서는 도 7C에 표시하는 바와 같이, 전환밸브(23a)로부터 클러치(A)의 필링완료신호(S2)가 입력될때(t3)에, 주행밸브(43)에 신호(S7)을 보내어 F위치를 개구시키면, 도 7F에 표시하는 바와 같이, 클러치(A)는 유압모터(42)를 돌리기 전에 출력측으로부터 토오크를 받아, 도 7F의 (T2)에 표시하듯이, 극히 큰 변속쇼크를 발생한다. 물론, 클러치발열도 많게 된다. 이와 같은 불편은 상기 실시예에서는 생기지 않는다.

그리고, 상기 시프트업제어와 시프트다운제어와를 병용하는 것이 바람직하다. 또한, 엔진브레이크를 사용한 시프트다운(즉, 액셀오프, 또한 브레이크오프인 관행 감속시)는, 펌프출력에 좌우되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법에 의하면, 클러치(A)를 개재하여 유압동력을 외부에 전달하는 유압식 동력전달수단과, 클러치(B)를 개재하여 기계동력을 외부로 전달하는 기계식 동력 전달수단을 구비하고, 클러치(A),(B)를 동시 또는 교대로 개방, 결합시켜서 유압식 동력전달과 기계식 동력전달을 전환하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달 방법에 있어서, 유압식 동력전달로부터 기계식 동력전달로의 전환시는 클러치(A)의 개방을 클러치(B)의 결합의 개시부터 완료까지의 사이에 행하게 한다. 또한, 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달의 전환시는 클러치(B)의 개방을 클러치(A)의 결합이 완료까지의 사이에 행하게 된다. 또한 기계식 동력전달로부터의 유압식 동력전달의 전환시는 클러치(B)의 개방을 클러치(A)의 결합이 완료후에 행하게 한다.

또한, 상기 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달의 전환시에는, 클러치(A)의 결합의 개시에 앞어서, 유압모터를 미리 회전시키는 것이 좋다.

이와 같은, 변환시에 있어서의 클러치(A),(B)의 개방 및 결합의 크로스오버에 의하면, 유압식 동력전달과 기계식 동력전달의 전환을 원활하게 행한다.

이 결과, 전환시의 쇼크나 클러치발열을 저감할 수 있고, 나아가서는 기계수명이 연장되면, 또한, 작업자의 불쾌감이 저감된다.

본 발명은 유압식 동력전달과 기계식 동력전달의 전환이 원활하게 행하여져서, 전환시의 쇼크나 클러치의 발열이 저감되고, 또한, 기계수명의 연장, 작업자의 불쾌감을 저감할 수 있는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법으로서 유용하다.

Claims (3)

1. 유압모터에 의하여 유압동력(Ph)으로부터 변환된 기계동력(Pm)을 클러치(A)를 결합시키는 것에 의해 외부로 전달하는 것을 달성하여 이루어지는 유압식 동력전달수단과, 기계동력(Po)을 클러치(B)를 결합시키는 것에 의해 외부로 전달하는 것을 달성하여 이루어지는 기계식 동력전달수단을 구비하고, 상기 클러치(A),(B)를 동시 또는 교대로 개방시키고, 결합시키는 것에 의해 유압식 동력전달로부터 기계식 동력전달로, 또는 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달로 전환하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법에 있어서,

   유압식 동력전달로부터 기계식 동력전달로의 전환시,

   상기 클러치(A)의 유압을 소정치까지 감소시켜서 유지함과 동시에, 상기 클러치(B)로의 급유를 개시하고,

   상기 클러치(B)로의 급유가 가득 채워진 후, 상기 클러치(B)의 유압을 초기압으로부터 점증시킴과 동시에, 전·후진 전환용 주행밸브의 개방도를 감소시키고,

   상기 클러치(B)의 결합완료 후, 상기 주행밸브이 개방도를 급속으로 감소시키는 것, 상기 유압모터의 용량을 최대로 하는 것, 상기 클러치(B)의 유압을 유지압까지 급증시키는 것, 및 상기 클러치(A)의 유압을 제로로 하는 것을 개시하는 것을 특징으로 하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법.
2. 유압모터에 의하여 유압동력(Ph)으로부터 변환된 기계동력(Pm)을 클러치(A)를 결합시키는 것에 의해 외부로 전달하는 것을 달성하여 이루어지는 유압식 동력전달수단과, 기계동력(Po)을 클러치(B)를 결합시키는 것에 의해 외부로 전달하는 것을 달성하여 이루어지는 기계식 동력전달수단을 구비하고, 상기 클러치(A),(B)를 동시 또는 교대로 개방시키고, 결합시키는 것에 의해 유압식 동력전달로부터 기계식 동력전달로, 또는 기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달로 전환하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법에 있어서,

   기계식 동력전달로부터 유압식 동력전달로의 전환시,

   상기 유압모터의 용량을 작게함과 동시에, 전·후진 전환용 주행밸브를 소정량 개구시키고,

   상기 유압모터의 회전수가 상승하여 소정 회전수에 도달 후, 또는 일정시간이 경과 후, 상기 클러치(B)의 유압을 소정치까지 감소시켜서 유지함과 동시에, 상기 클러치(A)로의 급유를 개시하고,

   상기 클러치(A)로의 급유가 가득 채워진 후, 상기 클러치(A)의 유압을 초기압으로부터 점증시키며,

   상기 클러치(A)의 결합완료 후, 상기 주행밸브의 개구량을 통상주행으로 제어함과 동시에, 상기 클러치(A)의 유압을 유지압까지 급증시키고,

   상기 클러치(A)의 결합완료를 개시시점으로서, 액셀량에 비례하여 설정되는 소정시간이, 또는 일정치로 하여 설정되는 소정시간이 경과 후, 상기 클러치(B)의 유압을 제로로 하는 것을 특징으로 하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 주행밸브의 개방도를 급속으로 감소시키는 것, 상기 유압모터의 용량을 최대로 하는 것, 및 상기 클러치(A)의 유압을 제로로 하는 것은, 상기 클러치(B)의 초기압으로부터의 점증개시 후에서, 상기 클러치(B)의 결합완료 전에 개시하는 것을 특징으로 하는 기계유압식 동력전달장치의 동력전달방법.