KR102142172B1 - 변속기의 유압 제어 시스템의 피드 포워드 제어를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

변속기의 유압 제어 시스템의 피드 포워드 제어를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102142172B1
KR102142172B1 KR1020157023356A KR20157023356A KR102142172B1 KR 102142172 B1 KR102142172 B1 KR 102142172B1 KR 1020157023356 A KR1020157023356 A KR 1020157023356A KR 20157023356 A KR20157023356 A KR 20157023356A KR 102142172 B1 KR102142172 B1 KR 102142172B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
pump
fluid
controller
adjustment
Prior art date
Application number
KR1020157023356A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150128679A (ko
Inventor
찰스 에프. 롱
찰스 티. 테일러
Original Assignee
알리손 트랜스미션, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알리손 트랜스미션, 인크. filed Critical 알리손 트랜스미션, 인크.
Publication of KR20150128679A publication Critical patent/KR20150128679A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102142172B1 publication Critical patent/KR102142172B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0262—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being hydraulic
    • F16H61/0265—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being hydraulic for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0262—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being hydraulic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0413—Controlled cooling or heating of lubricant; Temperature control therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F16H57/0446—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control the supply forming part of the transmission control unit, e.g. for automatic transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36—Inputs being a function of speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H59/72—Inputs being a function of gearing status dependent on oil characteristics, e.g. temperature, viscosity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H61/0025—Supply of control fluid; Pumps therefore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/431—Pump capacity control by electro-hydraulic control means, e.g. using solenoid valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H2061/0037—Generation or control of line pressure characterised by controlled fluid supply to lubrication circuits of the gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2710/00—Control devices for speed-change mechanisms, the speed change control is dependent on function parameters of the gearing
    • F16H2710/16—Control devices for speed-change mechanisms, the speed change control is dependent on function parameters of the gearing the gearing is not described or not essential
    • F16H2710/20—Control devices for speed-change mechanisms, the speed change control is dependent on function parameters of the gearing the gearing is not described or not essential the control being hydraulic or pneumatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F16H57/0435—Pressure control for supplying lubricant; Circuits or valves therefor

Abstract

본 개시는 제어기와 가변 용량형 펌프를 구비한 변속기의 유압 시스템을 제공한다. 펌프는 유입구와 배출구를 포함하며 토크 발생 메커니즘에 의해 구동되도록 구성된다. 시스템은 또한 펌프에 유동적으로 결합되는 윤활유 회로를 포함한다. 윤활유 조절 밸브는 적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동할 수 있도록 윤활유 회로 내에 배치된다. 조절 위치는 윤활유 회로 내의 조절된 압력에 해당한다. 압력 스위치가 윤활유 조절 밸브와 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 이 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치된다. 솔레노이드가 제어기와 전기 연통하도록 배치되며 펌프와 제어 가능하게 결합되어 펌프의 용량을 변경한다.

Description

변속기의 유압 제어 시스템의 피드 포워드 제어를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FEED FORWARD CONTROL OF A HYDRAULIC CONTROL SYSTEM OF A TRANSMISSION}
관련 출원
본 출원은 "변속기 내의 펌프 성능을 제어하기 위한 시스템 및 방법"이라는 표제로 2013년 3월 14일 출원된 미국 특허 출원 제 13/826,527호에 관한 것으로 이의 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
본 개시는 변속기 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 변속기 내의 펌프 성능을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 전동식 기계에서, 원동기는 다양한 속도에서 작동할 수 있고 변속기로 전달되는 다양한 레벨의 전력을 생성할 수 있다. 일례로, 원동기는 엔진일 수 있다. 결과적으로, 변속기는 전동식 기계의 바퀴 또는 트랙에 직접 장착될 수 있는 동력 전달 장치 또는 최종 구동 조립체에 토크를 전달할 수 있다. 변속기는 원동기에 의해 회전 가능하게 구동되는 내부 펌프를 포함할 수 있고, 펌프는 원동기의 다양한 속도를 기반으로 다양한 레벨의 유체 흐름과 압력을 생성할 수 있다. 어떤 경우, 변속기의 메인 압력 회로와 윤활유 회로에 유체 흐름을 제공하는 하나의 내부 펌프만이 변속기에 존재한다.
종래의 유압 펌프는 종종 이의 원하는 기능의 결과로서 설계된다. 예를 들어, 엔진-변속기 응용에서, 종래의 유압 펌프는 다음의 몇 가지 이유 중 하나, 즉, 1) 낮은 엔진 공전 속도(예를 들어, 대략 500 RPM)에서 충분한 유체 흐름을 제공하기 위해, 2) 특정 엔진 속도(예를 들어, 대략 1000 RPM)에서 변속기의 메인 압력 회로에 완전히 조절된 압력을 제공하기 위해, 및/또는 3) 원하는 시간(예를 들어, 1200 RPM에서 대략 200 ms) 내에 변속기 클러치를 충전시키기 위해 설계될 수 있다. 그 밖의 설계 고려사항은 대략 120℃의 유체 온도에서의 안전 마진과 누출을 포함할 수 있다. 유압 펌프에서 설명했던 다양한 설계 고려사항으로 인해, 그러나, 펌프는 여전히 종종 정상 동작 조건 및 엔진 속도 이상에서 유체 흐름을 과잉 생산하는 경향이 있다.
또한, 유압 펌프가 변속기의 제어 및 유압 시스템에 충분한 유체 흐름을 제공할 수 있는 경우, 펌프에 의해 생성된 추가의 유체 흐름이 일반적으로 변속기 기름통으로 돌아가서 사용할 수가 없게 된다. 이러한 과잉의 유체 흐름은, 그러나, 직접적으로 변속기 내부에서 유압 회전 손실에 기여한다. 실제로, 이는 변속기 생산성과 성능을 저하시킨다.
유압 펌프에 의해 생성되는 과잉의 유량에 대한 한 가지 가능한 해결책은 변속기 설계에 가변 용량형 펌프(variable displacement pump)를 포함시키는 것이다. 가변 용량형 펌프는 펌프의 유체 공동(cavity) 내부의 체적을 증가시키거나 감소시킴으로써, 펌프 용량 및 유체 흐름의 생성을 제어할 수 있다. 용량을 제어함으로써, 펌프는 정상 상태 조건 하에서 더욱 바람직한 유량을 생성할 수 있다. 예를 들어, 특정 변속 범위에 있는 경우, 유압 수요는 일반적으로 상당히 낮고, 오일 공동의 체적이 감소될 수 있으며, 따라서 결과적으로 전체 펌프 유량을 감소된다. 마찬가지로, 범위 사이의 변속 중에, 오일 공동의 체적이 증가되고 더욱 많은 유량이 생성되어 요구를 충족시킬 수 있도록 유압 요구는 클러치를 충전시키기 위해 증가한다.
"감소" 압력은 메인 회로의 압력을 기반으로 하기 때문에, 그러나, 상속 응답 시간의 단점이 있다. 다시 말해서, 유체 흐름의 증가 요구는(예를 들어, 클러치를 충전시킬 때) 펌프 공동의 체적이 증가하기 전에("감소" 압력이 응답하기 전에) 시작한다. 따라서, 펌프와 변속 시스템에 어떠한 개선이 이루어지는지 관계없이, 유압 요구는 펌프가 원하는 유량을 제공할 수 있기 전에 상승하며, 따라서 클러치를 충전시키는데 바람직하지 않는 시간 지연을 유발한다. 이는 연비와 변속 품질에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 변속기의 펌프 용량을 전자 제어하기 위한 필요성 존재한다. 펌프 용량을 제어함으로써, 변속기의 다양한 유체 회로가 충족되면 과잉의 유량을 최소화하도록 펌프로부터의 유체 흐름을 제어하고, 변속 품질을 향상시키며, 변속기의 유체 온도를 제어하는 것이 또한 바람직하다.
본 개시의 예시적인 실시형태에서, 변속기의 유압 시스템은 제어기와 가변 용량형 펌프를 포함한다. 펌프는 토크 발생 메커니즘에 의해 구동되도록 구성되며 유입구와 배출구를 포함한다. 또한, 펌프는 시스템 전체에 걸쳐 유체 흐름과 압력을 생성하도록 구성된다. 시스템은 또한 펌프에 유동적으로 결합되는 메인 회로 및 메인 회로 내에 배치된 메인 조절 밸브를 포함한다. 메인 조절 밸브는 적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 조절 위치는 메인 회로 내의 조절된 압력에 해당한다. 조절 스위치가 메인 조절 밸브에 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치된다. 솔레노이드가 제어기와 전기 연통하도록 배치되고, 따라서 솔레노이드는 펌프에 제어 가능하게 결합되어 펌프의 용량을 변경한다.
본 실시형태의 제 1 양태에서, 메인 회로 내의 유체 압력이 실질적으로 조절된 상태에 도달하면, 메인 조절 밸브는 비조절 위치에서 조절 위치로 이동한다. 또 다른 양태에서, 압력 스위치는 조절 위치와 비조절 위치 사이에서의 메인 조절 밸브의 이동을 검출하도록 구성되고, 압력 스위치는 메인 조절 밸브가 이동할 때 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동한다. 또 다른 양태에서, 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서의 압력 스위치의 이동은 제어기로 신호가 전달되게 하여 제어기가 신호를 기반으로 솔레노이드를 제어 가능하게 작동시킬 수 있게 한다. 또 다른 양태에서, 펌프 용량은 제 1 용량과 제 2 용량 사이에서 제어될 수 있고, 배출구에서 배출된 유체 흐름은 펌프 용량을 기반으로 조정 가능하게 제어되며, 솔레노이드의 작동은 펌프 용량을 제어 가능하게 조정한다.
본 실시형태에의 다른 양태에서, 윤활유 회로가 펌프와 메인 회로에 유동적으로 결합되고, 윤활유 조절 밸브가 윤활유 회로 내에 배치된다. 윤활유 조절 밸브는 적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동하도록 구성되고, 상기 조절 위치는 윤활유 회로 내의 조절된 압력에 해당한다. 제 2 압력 스위치가 윤활유 조절 밸브에 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 제 2 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치된다.
이와 관련해서, 메인 조절 밸브가 이의 조절 위치로 이동한 후 윤활유 조절 밸브가 이의 조절 위치로 이동한다. 또한, 윤활유 회로 내의 유체 압력이 실질적으로 조절된 상태에 도달하면, 윤활유 조절 밸브는 비조절 위치에서 조절 위치로 이동하고, 제 2 압력 스위치는 조절 위치와 비조절 위치 사이에서의 윤활유 조절 밸브의 이동을 검출하도록 구성되며, 압력 스위치는 메인 조절 밸브가 이동할 때 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동한다. 이와 관련해서 더 나아가, 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서의 제 2 압력 스위치의 이동은 제어기로 신호가 전달되게 하고, 제어기는 신호를 기반으로 솔레노이드를 제어 가능하게 작동시켜 펌프의 용량을 조정한다.
또 다른 실시형태에서, 변속기의 유압 시스템은 제어기와 가변 용량형 펌프를 포함한다. 펌프는 토크 발생 메커니즘에 의해 구동되도록 구성되며 유입구와 배출구를 포함한다. 또한, 펌프는 시스템 전체에 걸쳐 유체 흐름과 압력을 생성하도록 구성된다. 시스템은 또한 펌프에 유동적으로 결합되는 윤활유 회로 및 윤활유 회로 내에 배치된 윤활유 조절 밸브를 포함한다. 윤활유 조절 밸브는 적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 조절 위치는 윤활유 회로 내의 조절된 압력에 해당한다. 조절 스위치가 윤활유 조절 밸브에 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치된다. 솔레노이드가 제어기와 전기 연통하도록 배치되고, 따라서 솔레노이드는 펌프에 제어 가능하게 결합되어 펌프의 용량을 변경한다.
본 실시형태의 일 양태에서, 윤활유 회로 내의 유체 압력이 실질적으로 조절된 상태에 도달하면, 윤활유 조절 밸브는 비조절 위치에서 조절 위치로 이동한다. 또 다른 양태에서, 압력 스위치는 조절 위치와 비조절 위치 사이에서의 윤활유 조절 밸브의 이동을 검출하도록 구성되고, 압력 스위치는 윤활유 조절 밸브가 이동할 때 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동한다. 이와 관련해서, 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서의 압력 스위치의 이동은 제어기로 신호가 전달되게 하여 제어기가 신호를 기반으로 솔레노이드를 제어 가능하게 작동시킬 수 있게 한다. 또 다른 양태에서, 펌프 용량은 제 1 용량과 제 2 용량 사이에서 제어될 수 있고, 배출구에서 배출된 유체 흐름은 펌프 용량을 기반으로 조정 가능하게 제어되며, 솔레노이드의 작동은 펌프 용량을 제어 가능하게 조정한다.
대안적인 양태에서, 시스템은 펌프와 메인 회로에 유동적으로 결합되는 메인 회로 및 메인 회로 내에 배치된 메인 조절 밸브를 포함할 수 있다. 메인 조절 밸브는 적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 조절 위치는 메인 회로 내의 조절된 압력에 해당한다. 또한, 제 2 압력 스위치가 메인 조절 밸브에 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 제 2 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치된다. 유사한 양태에서, 적어도 하나의 메인 조절 밸브와 윤활유 조절 밸브가 이의 조절 위치로 이동할 때, 솔레노이드는 제 1 상태 및 제 2 상태 사이에서 제어 가능하게 작동된다.
또 다른 양태에서, 시스템은 제어기와 전기 연통하도록 배치되는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 변속기 내의 유체의 온도를 검출하도록 구성된다. 시스템은 또한 펌프와 메인 회로에 유동적으로 결합되는 쿨러 회로를 포함할 수 있고, 상기 쿨러 회로는 유체를 수용하고 유체가 이를 통과할 때 유체의 온도를 조정하도록 구성된다. 여기서, 온도 센서는 변속기 내의 유체 온도를 검출하고 상기 온도를 제어기에 전달하도록 구성된다. 그 결과, 제어기는 솔레노이드를 제 1 전기 상태에서 제 2 전기 상태로 제어 가능하게 작동시키고, 상기 제 1 전기 상태와 제 2 전기 상태 사이에서의 작동은 쿨러 회로를 통과하는 유체의 속도를 조정한다.
또 다른 예시적인 실시형태에서, 변속기 내의 유체 흐름을 제어하기 위한 방법이 제공된다. 변속기는 제어기, 유입구와 배출구를 구비한 가변 용량형 펌프, 상기 펌프에 유동적으로 결합되는 메인 회로, 상기 펌프와 메인 회로에 유동적으로 결합되는 윤활유 회로, 메인 조절 밸브, 윤활유 조절 밸브, 압력 스위치, 및 솔레노이드를 포함한다. 여기서, 방법은 메인 회로 내의 유체 압력이 제 1 조절 포인트에 도달할 때까지 펌프로부터 메인 회로로 유체를 펌핑하는 단계 및 메인 회로 내의 유체 압력이 제 1 조절 포인트에 도달할 때 메인 조절 밸브를 비조절 위치에서 조절 위치로 유동적으로 작동시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한 윤활유 회로 내의 유체 압력이 제 2 조절 포인트에 도달할 때까지 펌프로부터 윤활유 회로로 유체를 펌핑하는 단계 및 윤활유 회로 내의 유체 압력이 제 2 조절 포인트에 도달할 때 윤활유 조절 밸브를 비조절 위치에서 조절 위치로 유동적으로 작동시키는 단계를 포함한다. 또한 방법은 제 1 위치에서 제 2 위치로 압력 스위치를 이동시키는 단계 및 제 1 위치에서 제 2 위치로의 압력 스위치의 이동을 검출하는 단계를 포함한다. 솔레노이드는 제 1 전기 상태에서 제 2 전기 상태로 작동되며, 펌프의 용량은 제 1 용량에서 제 2 용량으로 조정된다.
본 실시형태의 일 양태에서, 방법은 배출구에서 펌핑되는 유체 흐름의 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 펌프의 용량을 증가시켜 배출구에서 펌핑되는 유체의 흐름을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 방법은 펌프의 용량을 감소시켜 배출구에서 펌핑되는 유체의 흐름을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 방법은 온도 센서를 이용하여 유체 온도를 검출하는 단계, 검출된 온도를 근거로 한 신호를 제어기에 전송하는 단계, 및 검출된 온도가 원하는 온도가 될 때까지 펌프 배출구로부터의 유체 흐름의 속도를 조정하는 단계를 포함한다. 또 다른 양태에서, 방법은 메인 회로 내의 유체 압력이 제 1 조절 포인트에 도달할 때 또는 윤활유 회로 내의 유체 압력이 제 2 조절 포인트에 도달할 때 제 1 위치에서 제 2 위치로 압력 스위치를 작동시키는 단계를 포함한다.
대안적인 양태에서, 방법은 제 1 위치에서 제 2 위치로 제 2 압력 스위치를 이동시키는 단계 및 제 1 위치에서 제 2 위치로의 제 2 압력 스위치의 이동을 검출하는 단계를 포함한다. 이와 관련해서, 방법은 메인 회로 내의 유체 압력이 제 1 조절 포인트에 도달할 때 또는 윤활유 회로 내의 유체 압력이 제 2 조절 포인트에 도달할 때 제 1 위치에서 제 2 위치로 제 2 압력 스위치를 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 1 압력 스위치가 이의 제 1 위치에서 이의 제 2 위치로 이동될 때 또는 제 2 압력 스위치가 이의 제 1 위치에서 이의 제 2 위치로 이동될 때 솔레노이드는 제 1 전기 상태에서 제 2 전기 상태로 작동된다.
첨부한 도면과 함께 본 발명의 실시형태의 다음의 설명을 참고로 상기한 본 발명의 양태 및 이들을 달성하기 위한 방식이 더욱 명백해질 것이며 본 발명 그 자체도 더욱 잘 이해될 것이다, 도면에서:
도 1은 전동식 차량 시스템의 일 실시형태의 예시적인 블록도와 개략도이고;
도 2는 변속기의 유압 제어 시스템의 예시도이고;
도 3은 변속기의 유압 제어 시스템의 또 다른 예시도이고;
도 4는 메인 회로 압력에 대한 누출 적응 프로파일의 그래프이고;
도 5는 윤활유 회로 압력에 대한 누출 적응 프로파일의 그래프이고;
도 6은 변속기 내의 펌프 유량을 제어하기 위한 피드 포워드 모델의 예시도이고;
도 7은 도 6의 피드 포워드 모델로의 예시적인 입력을 나타낸 표이고;
도 8은 도 6의 모델을 사용하여 펌프 유량을 제어하기 위한 방법의 예시적인 흐름도이고;
도 9는 범위 사이의 변속에 대한 유량 수요와 유량 공급 곡선의 그래프이고;
도 10은 윤활유 유량을 수용하기 위한 유량 곡선의 그래프이고;
도 11은 온도 조정을 근거로 한 유량 곡선의 그래프이고; 및
도 12는 토크 컨버터에 걸친 슬립 속도를 근거로 한 유량 곡선의 그래프이다.
대응하는 참조 번호는 여러 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 나타내기 위해 사용된다.
아래에서 설명하는 본 발명의 실시형태는 완전한 것은 아니며 본 발명을 다음의 상세한 설명에 개시된 정확한 형태로 제한하지 않는다. 오히려, 실시형태는 본 기술분야의 숙련자가 본 발명의 원리와 실시를 인식하고 이해할 수 있도록 선택되고 설명된다.
이제 도 1을 참조하면, 구동 장치(102)와 변속기(118)를 구비한 차량 시스템(100)의 일 실시형태의 블록도와 개략도가 도시되어 있다. 예시된 실시형태에서, 구동 장치(102)는 내연 기관, 디젤 엔진, 전기 모터, 또는 그 밖의 발전 장치를 포함할 수 있다. 구동 장치(102)는 종래의 토크 컨버터(108)의 입력 또는 펌프축(106)에 결합된 출력축(104)을 회전 가능하게 구동시키도록 구성된다. 입력 또는 펌프축(106)은 구동 장치(102)의 출력축(104)에 의해 회전 가능하게 구동되는 임펠러 또는 펌프(110)에 결합된다. 토크 컨버터(108)는 터빈축(114)에 결합된 터빈(112)을 더 포함하고, 터빈축(114)은 변속기(118)의 회전 입력축(124)에 결합되거나 이와 일체이다. 변속기(118)는 또한 변속기(118)의 다양한 유량 회로(예를 들어, 메인 회로, 윤활유 회로 등) 내에 압력을 형성하기 위한 내부 펌프(120)를 포함할 수 있다. 펌프(120)는 구동 장치(102)의 출력축(104)에 결합된 축(116)에 의해 구동될 수 있다. 이러한 구성에서, 구동 장치(102)는 펌프(120)를 구동시키고 변속기(118)의 다양한 회로 내에 압력을 형성하기 위해 축(116)에 토크를 전달할 수 있다.
변속기(118)는 다수의 자동 선택되는 기어를 구비한 유성 기어 시스템(122)을 포함할 수 있다. 변속기(118)의 출력축(126)은 종래의 유니버설 조인트(130)에 결합된 프로펠러축(128)에 결합되거나 이와 일체이고, 이를 회전 가능하게 구동시킨다. 유니버설 조인트(130)는 각각의 단부에 장착된 차륜(134A 및 134B)을 구비한 차축(132)에 결합되고 이를 회전 가능하게 구동시킨다. 변속기(118)의 출력축(126)은 프로펠러축(128), 유니버설 조인트(130) 및 차축(132)을 통해 종래의 방식으로 차륜(134A 및 134B)을 구동시킨다.
종래의 록업 클러치(lockup clutch, 136)가 토크 컨버터(108)의 펌프(110)와 터빈(112) 사이에 연결된다. 토크 컨버터(108)의 작동은 토크 컨버터(108)가 차량 출발, 저속 및 특정 기어 변속 조건과 같은 특정 작동 조건 동안 소위 "토크 컨버터" 모드에서 작동된다는 점에서 종래와 동일하다. 토크 컨버터 모드에서, 록업 클러치(136)가 분리되고 펌프(110)가 구동 장치의 출력축(104)의 회전 속도에서 회전하는 동안, 터빈(112)은 펌프(110)와 터빈(112) 사이에 개재된 유체(미도시)를 통해 펌프(110)에 의해 회전 가능하게 작동된다. 이 작동 모드에서, 본 기술분야에 공지된 바와 같이, 터빈축(114)이 노출되어 구동 장치(102)가 제공하는 것보다 많은 토크를 구동할 수 있도록 토크 증대(torque multiplication)가 유체 커플링(fluid coupling)을 통해 발생한다. 그렇지 않으면, 토크 컨버터(108)는 변속기(118)의 유성 기어 시스템(122)의 특정 기어가 결합될 때와 같이 다른 작동 조건 동안 소위 "록업" 모드에서 작동된다. 록업 모드에서, 본 기술분야에 공지된 바와 같이, 록업 클러치(136)가 결합되고 이에 따라 펌프(110)가 터빈(112)에 직접 고정됨으로써, 구동 장치의 출력축(104)이 변속기(118)의 입력축(124)에 직접 결합된다.
변속기(118)는 다수(J)의 유로(1401-140J)(여기서 J는 임의의 양의 정수일 수 있음)를 통해 유성 기어 시스템(122)에 유동적으로 결합되는 전기 유압(electro-hydraulic) 시스템(138)을 더 포함한다. 전기 유압 시스템(138)은 하나 이상의 유로(1401-140J)를 통해 유체가 선택적으로 흐를 수 있도록 제어 신호에 응답함으로써, 유성 기어 시스템(122) 내의 다수의 해당 마찰 장치의 작동, 즉, 결합과 분리를 제어한다. 다수의 마찰 장치는, 이에 제한되지는 않으나, 하나 이상의 종래의 브레이크 장치, 하나 이상의 토크 전달 장치 등을 포함할 수 있다. 일반적으로, 다수의 마찰 장치의 작동, 즉, 결합과 분리는, 각각의 마찰 장치로의 유체 압력을 제어하는 것과 같이, 다수의 마찰 장치 각각에 의해 인가되는 마찰을 선택적으로 제어함으로써 제어된다. 어떠한 방식으로든지 제한하려는 것은 아닌 일 실시형태에서, 다수의 마찰 장치는 전기 유압 시스템(138)에 의해 공급되는 유체 압력을 통해 각각 제어 가능하게 결합되고 분리될 수 있는 종래의 클러치 형태의 다수의 브레이크 및 토크 전달 장치를 포함한다. 어떠한 경우든, 변속기(118)의 다양한 기어 사이의 변경 또는 변속은 다수의 유로(1401-140J) 내에서의 유체 압력의 제어를 통해 다수의 마찰 장치를 선택적으로 제어함으로써 종래의 방식으로 달성된다.
시스템(100)은 메모리 장치(144)를 포함할 수 있는 변속기 제어회로(142)를 더 포함한다. 변속기 제어회로(142)는 예시적으로 마이크로프로세서 기반이며, 메모리 장치(144)는 일반적으로 토크 컨버터(108)의 작동 및 변속기(118)의 작동, 즉, 유성 기어 시스템(122)의 다양한 기어 간의 변속을 제어하기 위해 변속기 제어회로(142)에 의해 실행될 수 있는 내부에 저장된 명령을 포함한다. 그러나, 본 개시는 변속기 제어회로(142)가 마이크로프로세서 기반이 아니고, 메모리 장치(144)에 저장된 한 세트 이상의 하드웨어에 내장된 명령 및/또는 소프트웨어 명령을 기반으로 토크 컨버터(108) 및/또는 변속기(118)의 작동을 제어하도록 구성되는 다른 실시형태를 고려한다는 것을 이해할 것이다.
도 1에 도시된 시스템(100)에서, 토크 컨버터(108)와 변속기(118)는 토크 컨버터(108)와 변속기(118)의 하나 이상의 작동 상태를 각각 나타내는 센서 신호를 생성하도록 구성된 다수의 센서를 포함한다. 예를 들어, 토크 컨버터(108)는 구동 장치(102)의 출력축(104)의 회전 속도와 동일한 펌프축(106)의 회전 속도에 해당하는 속도 신호를 생성하도록 배치되고 구성되는 종래의 속도 센서(146)를 예시적으로 포함한다. 속도 센서(146)는 신호 경로(152)를 통해 변속기 제어회로(142)의 펌프 속도 입력(PS)에 전기적으로 연결되고, 변속기 제어회로(142)는 종래의 방식으로 속도 센서(146)에 의해 생성되는 속도 신호를 처리하도록 작동되어 터빈축(114) 및/또는 구동 장치 출력축(104)의 회전 속도를 결정한다.
변속기(118)는 터빈축(114)과 동일한 회전 속도인 변속기 입력축(124)의 회전 속도에 해당하는 속도 신호를 생성하도록 배치되고 구성되는 종래의 또 다른 속도 센서(148)를 예시적으로 포함한다. 변속기(118)의 입력축(124)은 터빈축(114)에 직접 결합되거나 이와 일체이고, 속도 센서(148)는 대안적으로 터빈축(114)의 회전 속도에 해당하는 속도 신호를 생성하도록 배치되고 구성될 수 있다. 어떠한 경우든, 속도 센서(148)는 신호 경로(154)를 통해 변속기 제어회로(142)의 변속기 입력축 속도 입력(TIS)에 전기적으로 연결되고, 변속기 제어회로(142)는 종래의 방식으로 속도 센서(148)에 의해 생성되는 속도 신호를 처리하도록 작동되어 터빈축(114)/변속기 입력축(124)의 회전 속도를 결정한다.
변속기(118)는 변속기(118)의 출력축(126)의 회전 속도에 해당하는 속도 신호를 생성하도록 배치되고 구성되는 또 다른 속도 센서(150)를 더 포함한다. 속도 센서(150)는 종래의 것일 수 있고, 신호 경로(156)를 통해 변속기 제어회로(142)의 변속기 출력축 속도 입력(TOS)에 전기적으로 연결된다. 변속기 제어회로(142)는 종래의 방식으로 속도 센서(150)에 의해 생성되는 속도 신호를 처리하도록 작동되어 변속기 출력축(126)의 회전 속도를 결정한다.
도시된 실시형태에서, 변속기(118)는 변속기(118) 내의 다양한 작동을 제어하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터를 더 포함한다. 예를 들어, 본원에 개시된 전기 유압 시스템(138)은 다수의 신호 경로(721-72j)를 통해 변속기 제어회로(142)의 대응하는 수(J)의 제어 신호(CP1-CPJ)(여기서 J는 상기한 바와 같이 임의의 양의 정수일 수 있음)에 전기적으로 연결된, 예를 들어, 종래의 솔레노이드 또는 다른 종래의 액추에이터와 같은 다수의 액추에이터를 예시적으로 포함한다. 전기 유압 시스템(138) 내의 액추에이터는 각각 대응하는 하나의 신호 경로(721-72j) 상에서 변속기 제어회로(142)에 의해 생성되는 대응하는 하나의 제어 신호(CP1-CPJ)에 응답하여, 하나 이상의 해당 유로(1401-140J) 내의 유체의 압력을 제어함으로써 다수의 마찰 장치 각각에 의해 인가된 마찰을 제어하고, 따라서 다양한 속도 센서(146, 148, 및/또는 150)에 의해 제공되는 정보를 근거로 하나 이상의 해당 마찰 장치의 작동, 즉, 결합과 분리를 제어한다. 유성 기어 시스템(122)의 마찰 장치는 예시적으로 종래의 방식으로 전기 유압 시스템에 의해 분포된 유압 유체에 의해 제어된다. 예를 들어, 전기 유압 시스템(138)은 전기 유압 시스템(138) 내의 하나 이상의 액추에이터의 제어를 통해 하나 이상의 마찰 장치에 유체를 분배하는 종래의 유압식 양변위 펌프(미도시)를 예시적으로 포함한다. 이 실시형태에서, 제어 신호(CP1-CPJ)는 예시적으로 하나 이상의 액추에이터가 응답하여 하나 이상의 마찰 장치로의 유압 압력을 제어하는 아날로그 마찰 장치 압력 명령이다. 그러나, 다수의 마찰 장치 각각에 의해 인가되는 마찰은 대안적으로 다른 종래의 마찰 장치 제어 구조 및 기술에 따라 제어될 수 있고, 이러한 다른 종래의 마찰 장치 제어 구조 및 기술은 본 개시에서 고려되는 것을 이해할 것이다. 어떠한 경우든, 그러나, 마찰 장치 각각의 아날로그 작동은 메모리 장치(144)에 저장된 명령에 따라 제어회로(142)에 의해 제어된다.
도시된 실시형태에서, 시스템(100)은 다수(K)의 신호 경로(162)(여기서 K는 임의의 양의 정수일 수 있음)를 통해 구동 장치(102)에 전기적으로 결합된 입력/출력 포트(I/O)를 구비한 구동 장치 제어회로(160)를 더 포함한다. 구동 장치 제어회로(160)는 종래의 것일 수 있고, 구동 장치(102)의 전체적인 동작을 제어하고 관리하도록 작동된다. 구동 장치 제어회로(160)는 다수(L)의 신호 경로(165)(여기서 L은 임의의 양의 정수일 수 있음)를 통해 변속기 제어회로(142)의 유사한 통신 포트(COM)에 전기적으로 연결된 통신 포트(COM)를 더 포함한다. 하나 이상의 신호 경로(164)는 통상적으로 데이터 링크로 통칭된다. 일반적으로, 구동 장치 제어회로(160)와 변속기 제어회로(142)는 종래의 방식으로 하나 이상의 신호 경로(164)를 통해 정보를 공유하도록 작동된다. 일 실시형태에서, 예를 들어, 구동 장치 제어회로(160)와 변속기 제어회로(142)는 미국 자동차 공학회(SAE)의 J-1939 통신 프로토콜에 따라 하나 이상의 신호 경로(164)를 통해 하나 이상의 메시지 형태의 정보를 공유하도록 작동되지만, 본 개시는 구동 장치 제어회로(160)와 변속기 제어회로(142)가 하나 이상의 다른 종래의 통신 프로토콜에 따라 하나 이상의 신호 경로(164)를 통해 정보를 공유하도록 작동되는 다른 실시형태도 고려한다.
본 개시에서, 변속기의 유압 시스템 내의 유체 흐름을 향상시키는 시스템과 방법이 개시된다. 상기 시스템과 방법은 유압 시스템의 안정성, 효율성, 및 성능을 향상시키기 위해 유압 및 전기 제어 특성을 이용하는 유압 제어 시스템에 대한 것일 수 있다. 이러한 향상을 통해, 변속기 성능과 연비와 같은 다른 요인들도 향상될 수 있다. 또한, 본 개시는 유압 시스템과 변속기의 제어 및 성능의 향상을 달성하기 위한 모델 기반 접근법을 개시한다. 본 개시의 일부 양태는 제어회로(142)의 메모리 장치(144)에 저장되는 다운로드 가능하고 판독 가능한 소프트웨어 또는 명령에 포함될 수 있다.
본 개시에서, 변속기 제어회로(142)는 호환적으로 변속기 제어기 또는 제어기로 불릴 수 있다. 엔진 제어회로가 설명되는 경우, 엔진 제어회로는 엔진 제어기로 불릴 수 있다. 또한, 변속기의 유압 시스템 내의 유체 흐름은 압력 및 유량에 관해서 설명될 수 있다. 온도와 같은 유체 흐름의 다른 특징이 또한 설명될 수 있다. 용어 "유량(flow rate)"이 본원에서 설명될 때, 이는 유압 시스템의 어느 포인트를 통과하는 유체 흐름의 유속 또는 부피를 의미하는 반면, "유체 압력"은 시스템 내의 지정된 위치에서의 유체의 실제 압력을 의미한다.
변속기의 종래의 유압 시스템에서, 펌프는 토크 컨버터와 같은 토크 발생 메커니즘에 의해 회전 가능하게 구동된다. 일부 양태에서, 원동기 또는 엔진 출력이 펌프를 회전 가능하기 구동시킬 수 있다. 펌프는 제로터(gerotor) 펌프, 초승달 방식의(crescent-style) 펌프, 가변 용량형 펌프, 또는 그 밖의 다른 공지된 펌프일 수 있다. 펌프가 회전 가능하게 구동될 때, 유체는 펌프의 유입구 또는 흡입 포트를 통해 수집될 수 있다. 펌프가 회전할 때, 유체 압력과 유량이 형성되고 유체는 펌프의 배출구를 통해 그리고 유압 시스템의 메인 유압 회로 또는 메인 회로로 펌핑된다. 메인 회로를 통과하는 유체는 메인 압력이라고 하는 소정의 압력을 갖는다. 유체는 메인 회로를 통해 펌핑될 수 있고, 이 압력은 밸브에 의해 제어될 수 있다. 본 개시에서, 밸브는 메인 조절 밸브라 불린다.
유체가 메인 회로로 펌핑될 때, 메인 압력은 정상 상태 조건에 도달할 수 있다. 일 양태에서, 솔레노이드가 시스템 내의 메인 압력을 조절하거나 제어할 수 있다. 유체가, 예를 들어, 다가오는 클러치를 충전시킬 필요가 있는 경우, 메인 회로 내의 메인 압력은 유체에 대한 즉각적인 수요로 인해 급격하게 감소할 수 있다. 메인 조절 밸브는 이러한 즉각적인 수요에 대해 펌프보다 더욱 신속하게 반응할 수 있다. 어떠한 경우든, 메인 회로 내의 유체 압력의 부족이 검출되고, 펌프는 메인 회로에 추가 유량을 펌핑하도록 제어된다. 종래의 많은 구성에서, 그러나, 이러한 유체 흐름의 급격한 증가는 시스템 내에서 언더슈트(overshoot) 또는 감소된 메인 압력을 유발한다. 유체의 수요와 공급 간의 지연과 이후 펌프에 의해 지연된 응답으로 인한 유체의 급격히 감소된 공급은 변속 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 예시적인 유압 시스템(200)이 도 2에 도시되어 있다. 유압 시스템(200)은 가변 용량형 펌프(202)를 포함한다. 가변 용량형 펌프(202)는 압력 기반 펌프이고, 따라서 압력이 시스템(200) 내에서 조절되는 경우, 펌프(202)는 요구되는 만큼의 필요한 유체 흐름을 출력할 수 있다. 다시 말해서, 시스템(200) 내의 압력이 감소되는 경우, 펌프(202)는 압력이 조절될 때까지 이의 유량을 증가시키거나 또는 그 반대이다. 시스템(200) 그리고 특히 메인 회로 내의 압력 조절을 용이하게 하기 위해, 메인 조절 밸브(204)가 펌프(202)와 유체 연통하도록 배치된다. 메인 조절 밸브(204)는 시스템(200) 그리고 특히 시스템(200)의 메인 회로에서 필요한 압력을 인식한다. 이러한 방식으로, 메인 조절 밸브(204)는 피드백 제어 역할을 함으로써, 압력 수요가 충족될 때까지 밸브(204)가 위치 사이에서 스트로크(stroke)하거나 이동한다. 그렇게 함으로써, 메인 조절 밸브(204)는 스프링(미도시)에 의해 인가되는 스프링력에 대해 제어 가능하게 스트로크된다. 메인 조절 밸브(204)는 과잉의 유체가 가변 용량형 펌프(202)의 흡입 포트로 되돌아가도록 하나의 소정의 위치로 이동할 수 있다. 그 결과, 메인 조절 밸브(204)는 펌프(202)로부터의 유체 흐름을 메인 압력으로 전환시키는 피드백 제어의 역할을 한다.
도 2에서, 유체는 펌프(202)의 배출구로부터 메인 유로(228)를 따라 메인 조절 밸브(204)로 펌핑되고, 유체는 메인 회로(206)의 요구를 충족시키기 위해 유압 경로를 따라 전달된다. 메인 회로(206)는 변속기를 작동시키고 제어하기 위한 조종장치(controls, 예를 들어, 클러치)를 포함한다. 유압 경로(230)를 따라, 메인 회로(206) 내의 압력을 바꾸거나 조절하기 위한 솔레노이드(222)가 있다. 따라서, 메인 회로(206) 내의 유체 압력은 솔레노이드(222)에 의해 조절될 수 있다. 그러나 지금까지는, 시스템(200) 내의 유체 흐름이 조절되거나 제어되지 않았다.
상기한 바와 같이, 가변 용량형 펌프(202)의 제어는 메인 조절 밸브(204)를 통한다. 시스템 내의 압력 수요로 인해 밸브(204)가 스트로크할 때, 시스템(200) 내의 유체에 대한 급격한 수요로 인해 펌프 압력의 "감소" 또는 제어는 변경된다. 펌프(202)의 지연된 응답은 메인 회로의 메인 압력의 언더슈트 및 오버슈트(overshoot)로 이어질 수 있고, 이는 상기한 바와 같이 유압 시스템과 변속기에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 오버슈트 및 언더슈트 조건이 발생할 때를 잘 제어하고, 더욱 상세하게는, 정상 상태 조건 하에서 압력 응답을 유도함으로써 이를 변경하거나 보상하는 것이 바람직할 수 있다.
가변 용량형 펌프(202)는 토크 발생 메커니즘의 입력 속도와 압력을 기반으로 유체 흐름을 생성한다. 따라서, 시스템의 압력이 증가하거나 감소할 때 메인 압력이 증가하거나 감소하며, 이는 정상 상태 조건 하에서 이상적인 것이다. 본 개시의 한 가지 특징은 가능하면 빨리, 그리고 바람직하게는, 예를 들어, 클러치 충전으로 인해 시스템 내에 수요가 있기 전에 유체 흐름을 증가시킴으로써 펌프(202)의 지연된 시간 반응을 보상하는 것이다. 여기서, 유체의 공급은 클러치 충전 과정이 개시되기 전에 개시될 수 있으며, 따라서 클러치 충전 시간이 일치하지 않는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 정차 변속(garage shift)은 증가된 유량으로 인해 개선될 수 있다.
도 2의 유압 시스템(200) 내에서 유체 흐름이 제어되는 방식을 이해하기 위해서, 제 2 유로(234)와 제 3 유로(240)가 메인 조절 밸브(204)에 유동적으로 결합된다. 메인 압력이 메인 회로(206)에서 조절될 때, 유체가 제 2 유로(234)를 통과하여 컨버터 회로(208)로 이동할 수 있도록 메인 조절 밸브(204)가 새로운 위치로 스트로크될 수 있다. 컨버터 회로(208)는 도 1을 참조로 상기한 바와 같은 토크 컨버터(108)의 일부일 수 있다. 유체는 또한 또 다른 유로(236)를 통과하여 쿨러 회로(210)로 이동할 수 있다. 쿨러 회로(210)는 유입구와 배출구 그리고 이를 통과하는 유체의 온도를 조절 또는 제어하기 위한 수단을 구비할 수 있다.
컨버터 회로(208)와 쿨러 회로(210)가 유체 흐름을 만족할 때, 유체는 또 다른 유로(238)를 통과하여 유압 시스템(200)의 윤활유 회로(212)로 계속 펌핑된다. 윤활유 회로(212)는 유체가 변속기 내의 베어링, 클러치, 축, 기어 등을 윤활할 수 있게 한다. 윤활유 회로(212) 내의 유체 압력은 윤활유 압력이라 할 수 있다. 메인 압력과 유사하게, 유압 시스템(200)은 윤활 압력을 조절하기 위한 밸브를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 상기 밸브는 윤활유 조절 밸브(214)로 칭한다. 윤활유 조절 밸브(214)는 윤활유 회로에 유동적으로 결합되고 쿨러 회로(210) 이후의 시스템(200)의 위치에 배치된다.
윤활유 조절 밸브(214)는 윤활유 회로(212)에서 윤활유 압력이 조절된 시점을 검출할 수 있다. 윤활유 압력이 이의 조절 포인트에 도달하면, 추가 유체가 변속기의 기름통(226)으로 보내지도록 윤활유 조절 밸브(214)는 다른 위치로 스트로크하거나 이동한다. 도 2의 실시형태에서, 메인 조절 밸브(204)는 또한 과잉의 유체가 제 3 유로(240)를 따라 전달되는 기름통(226)과 유체 연통할 수 있다. 마찬가지로, 윤활유 조절 밸브(214)는 다른 유로(242)를 따라 유체를 전달하여 과잉의 유체가 기름통(226)에 버려지게 할 수 있다.
윤활유 조절 밸브(214)가 이의 조절 위치, 즉, 윤활유 압력이 이의 조절 포인트에 도달하는 위치로 스트로크하면, 압력 스위치(218)는 이 위치로의 밸브(214)의 이동을 검출할 수 있다. 이러한 이동은 스위치(218)가 다른 전기 상태로 토글(toggle)하거나 이동하도록 작동시킬 수 있고, 따라서 변속기의 제어기(216)로 신호를 전송할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(216)와 압력 스위치(218)는 통신 경로(248)를 따라 서로 전기적으로 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 압력 스위치(218)는 스위치가 제어기(216)와 통신하는 폐쇄 루프 시스템으로의 입력의 역할을 한다. 결국, 제어기(216)는 스위치(218)로부터 신호를 수신하고 윤활유 회로(212)가 충족되었다는 지표로서 통신을 이해한다. 그 결과, 추가의 또는 과잉의 유량이 유압 시스템(200)에 유용하지 않다.
제어기(216)가 압력 스위치(218)로부터 신호를 수신하면, 펌프 유량을 제어하기 위한 또 다른 솔레노이드(224)를 작동시킬 수 있다. 이 솔레노이드는 펌프 제어 솔레노이드(224)라 칭할 수 있으며 유로(232)를 따라 배치된다. 유로(232)는 가변 용량형 펌프(202)의 감소 포트와 유동적으로 결합될 수 있다. 펌프 유량은 가변 용량형 펌프(202)의 용량을 바꾸거나 변경하여 제어될 수 있다. 여기서, 제어기(216)는 통신 링크(244)를 통해 펌프 제어 솔레노이드(224)와 통신할 수 있다. 따라서, 유압 시스템(200)의 수요에 따라, 제어기(216)는 펌프(202)의 감소 포트에서의 압력을 증가시키거나 감소시키기 위해 펌프 제어 솔레노이드(224)와 통신할 수 있다. 이는 따라서 펌프(202)의 용량을 증가시키거나 감소시킨다.
유사한 접근법은 메인 압력을 조절하고 메인 압력이 이의 조절 포인트에 도달하면 제어기(216)와 통신함으로써 수행될 수 있다. 이의 일례가 도 3에 도시되어 있다. 여기서, 유압 시스템(300)은 윤활유 조절 밸브(214)와 연통하는 압력 스위치(218)를 포함한다. 또한, 제 2 압력 스위치가 메인 조절 밸브(204)와 연통하도록 배치된다. 따라서, 메인 압력이 조절되고 메인 조절 밸브(204)가 이의 조절 위치로 이동할 때, 제 2 압력 스위치(302)는 통신 링크(304)를 통해 제어기(216)에 신호를 전송할 수 있다. 두 개의 압력 스위치로 인해, 제어기(216)는 펌프 제어 솔레노이드(224)를 제어 가능하게 작동시키고 따라서 펌프 유량을 제어함으로써 유압 시스템(300)의 요구를 더욱 정확하게 제어할 수 있다.
대안적인 실시형태에서, 유압 시스템은 메인 조절 밸브(204)와 연통하도록 배치되는 압력 스위치(302)만을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 시스템 내의 유체의 흐름을 더욱 촉진시키기 위해 유로(236) 또는 유로(238)를 따라 제 2 펌프가 배치될 수 있다. 이 제 2 펌프(미도시)는 높은 유량이지만 낮은 압력을 제공할 수 있는 윤활유 펌프라 칭할 수 있다.
도 2 및 도 3의 유압 제어 시스템의 장점 중 하나는 시스템 내의 유압 온도를 제어할 수 있는 능력이다. 유체가 쿨러 회로(210)를 통과할 때, 이는 윤활유 회로(212)로 진입하여 윤활유 압력을 형성한다. 가능하면 신속하게 윤활유 압력을 형성하고 윤활유 회로(212)를 충족시키는 것이 바람직하다. 윤활유 압력이 조절되면, 다른 회로를 통과하는 유체 온도를 유지하거나 제어하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 온도 센서(220)가 기름통(226)과 유체 연통하도록 배치된다. 온도 센서(220)는 또한 통신 경로(246)를 통해 제어기(216)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 경우, 변속기는 내부에서 작동하는 유체 온도가 원하는 것보다 더욱 차가워지도록 효율적으로 작동할 수 있다. 이는 변속기 내의 회전 손실을 증가시킬 수 있다. 다른 경우, 변속기는 유체 온도가 뜨거운 상태에서 작동할 수 있는데, 이는 변속기에서 작동하는 다양한 하드웨어에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 원하는 범위에서 또는 원하는 범위 내에서 유체 온도를 유지하거나 제어하기 위해 이상적인 온도 또는 온도 범위가 제어기(216)에 프로그래밍될 수 있다.
작동시, 온도 센서(220)는 현재의 실시간 유체 온도를 통신 링크(246)를 통해 제어기(216)에 전달할 수 있다. 결국, 제어기(216)는 펌프 용량을 조정하도록 펌프 제어 솔레노이드(224)를 제어 가능하게 작동시킬 수 있다. 펌프 용량을 조정함으로써, 유체 흐름은 펌프로부터 그리고 쿨러 회로(210)를 통해 제어될 수 있다. 다시 말해서, 온도 센서(220)가 원하는 온도를 충족하거나 원하는 온도 범위에 속하는 유체 온도를 검출할 때까지 펌프 제어 솔레노이드(224)는 쿨러 회로(210)를 통해 쿨러 유동을 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 유체 온도가 원하는 온도보다 클 경우, 유압 제어 시스템은 유체 온도가 원하는 범위 내로 감소될 때까지 쿨러 내의 유체 흐름을 증가시킬 수 있다. 또한, 유체 온도가 원하는 온도보다 차가울 때, 유압 제어 시스템은 유체 온도가 증가할 때까지 쿨러 회로(210) 내의 유체 흐름을 감소시킬 수 있다. 쿨러 회로(210) 내의 조정된 유체 흐름은 펌프 제어 솔레노이드(224)에 의해 제어되어 변속기 내에서 작동하는 유체 온도를 제어 가능하게 조정할 수 있다.
온도 제어 외에도, 펌프 제어 솔레노이드(224)는 또한 수요에 따라 펌프 유량을 조정할 수 있다. 윤활유 회로(212) 전체에 걸친 압력이 조절되면, 펌프 제어 솔레노이드(224)는 "추가의" 또는 "과잉의" 유량이 감소되도록 펌프 유동을 감소시킬 수 있고, 따라서 회전 손실을 감소시킨다. 따라서, 변속기의 회전 손실과 효율성이 개선될 수 있도록 제어기(216)가 윤활유 압력과 메인 압력이 조절되는 시점을 아는 것이 바람직할 수 있다.
이에 대한 또 다른 양태는 유압 시스템의 누출에 적응할 수 있는 것이다. 누출은 변속기들 간에 다를 수 있으며, 이는 특히 펌프 누출과 조종장치의 누출의 경우이다. 펌프는 예를 들어 측면 틈새(side clearance)로 인해 변할 수 있다. 어떠한 경우든, 메인 압력과 윤활유 압력 모두의 조절 포인트는 양 시스템의 누출의 차이로 인해 유압 시스템 간에 다를 수 있다.
도 4를 참조하면, 예를 들어, 입력 또는 엔진 속도의 함수로서 메인 압력의 그래프(400)가 도시되어 있다. 공칭 또는 평균 유압 시스템을 나타내는 공칭 곡선(402)이 도시되어 있다. 사이에 공칭 곡선(402)이 배치된 제 1 곡선(404)과 제 2 곡선(406)이 또한 도시되어 있다. 제 1 곡선(404)은 최소량의 누출을 갖는 유압 시스템을 나타낼 수 있고, 제 2 곡선(406)은 최대량의 누출을 갖는 유압 시스템을 나타낼 수 있다.
도 4에, 특정 엔진 속도에 또는 그 근처에 도달된 소정의 조절 압력(408)이 있다. 엔진 속도가 증가할 때, 메인 압력이 또한 조절 포인트에 도달할 때까지 증가한다. 메인 압력이 이의 조절 포인트에 도달하면, 메인 조절 밸브(204)는 이의 조절 위치로 이동하고 압력 스위치(302)는 이 위치를 검출할 수 있다. 공칭 곡선(402)은 공칭 조절 포인트(412)에서 조절에 도달한다. 마찬가지로, 제 1 곡선(404)은 제 1 조절 포인트(410)에서 조절에 도달하며 제 2 곡선(406)은 제 2 조절 포인트(414)에서 조절에 도달한다. 도시된 바와 같이, 각각의 곡선은 다른 엔진 속도에서 이의 해당 조절 포인트에 도달하고, 따라서 누출 적응의 변동(416)을 나타낸다. 설명되는 바와 같이, 유압 시스템에 대한 메인 압력이 이의 조절 포인트에 도달하는 포인트에서의 엔진 속도를 기반으로 메인 압력 누출 적응 상수가 결정될 수 있다. 이는 시스템의 누출에 의존하는 인자가 될 것이기 때문에, 제어기(216)가 시스템의 누출과 제한을 학습하고 이해하는 것이 필요할 것이다.
상기한 바와 같이, 엔진 속도는 메인 압력이 조절된 후에도 계속 증가할 것이며, 메인 조절 밸브는 컨버터 회로(208), 쿨러 회로(210), 및 윤활유 회로(212)로의 추가 유체를 검출한다. 윤활유 압력이 형성되면, 이 또한 조절되고, 압력 스위치(218)는 이 조절 포인트를 검출하고 이 조건에 도달했다는 것을 나타내는 신호를 제어기(216)에 전송할 수 있다. 도 5에, 엔진 속도의 함수로서 윤활유 압력의 그래프(500)가 도시되어 있다. 여기서, 엔진 속도가 증가할 때, 윤활유 압력도 증가한다. 공칭 또는 평균 유압 시스템을 나타내는 공칭 곡선(502)이 도시되어 있다. 사이에 공칭 곡선(502)이 배치된 제 1 곡선(504)과 제 2 곡선(506)이 또한 도시되어 있다. 제 1 곡선(504)은 최소량의 누출을 갖는 유압 시스템을 나타낼 수 있고, 제 2 곡선(506)은 최대량의 누출을 갖는 유압 시스템을 나타낼 수 있다.
윤활유 압력은 엔진 속도가 증가함에 따라 계속 증가하고, 메인 압력은 소정의 엔진 속도에서 이의 조절 포인트(508)에 도달한다. 공칭 곡선(502)은 공칭 조절 포인트(512)에서 조절에 도달한다. 마찬가지로, 제 1 곡선(504)과 제 2 곡선(506)은 각각 제 1 조절 포인트(510)와 제 2 조절 포인트(514)에서 조절에 도달한다. 도시된 바와 같이, 각각의 곡선은 다양한 엔진 속도에서 조절 압력(508)에 도달하고, 따라서 누출 적응의 변동(416)을 나타낸다. 이로부터, 엔진 속도 및 주어진 유압 시스템에 대한 윤활유 압력 조절의 함수로서 윤활유 압력 누출 적응 상수가 결정될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진 속도와 온도를 포함하는 주어진 일련의 조건에서, 윤활유 조절 밸브(214)와 메인 조절 밸브(204)는 공칭 유압 시스템에 대한 조절 위치로 스트로크할 것이다. 각각의 유압 시스템의 누출과 변화로 인해, 그러나, 두 밸브는 공칭 시스템과는 다른 엔진 속도에서 이들 각각의 조절 위치로 스트로크할 수 있다. 예를 들어, 하나의 유압 시스템 내에 더욱 많은 누출이 있는 경우, 메인 및 윤활유 압력을 형성하는데 더욱 많은 시간이 걸릴 수 있고, 따라서 높은 엔진 속도에 도달할 때까지 압력이 형성되지 않을 수 있다. 그렇지 않고 누출이 적은 경우, 메인 압력과 윤활유 압력은 공칭 시스템보다 더욱 신속하게, 따라서 감소된 엔진 속도에서 조절될 수 있다. 도 2 및 도 3의 시스템으로부터, 윤활유 압력이 조절되는 시점이 검출되고 제어기(216)로 전달될 수 있다. 그 결과, 제어기(216)는 시스템의 누출과 변동을 보상하기 위해 펌프 유량 및 시스템 내의 다른 출력에 필요한 조정을 수행할 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 이는 누출 적응이라 불린다.
제어기는 메인 압력과 윤활유 압력 둘 모두 또는 어느 하나에 대한 누출 적응 상수를 학습할 수 있다. 특히 윤활유 압력에 대한 누출 적응 상수가 알려지면, 제어기(216)는 시스템에 필요한 조정을 수행하고 대부분의 조건 하에서 시스템의 유량과 압력을 예측할 수 있다. 또한, 윤활유 회로가 충족되고 윤활유 압력이 조절되면, 가변 용량형 펌프에 의해 윤활유 회로(212)로 펌핑되는 추가 유체가 기름통(226)으로 보내질 수 있다. 유체 압력과 흐름이 다양한 일시적인 조건 하에서 조절될 수 있을 뿐만 아니라, 펌프 유량을 조정함으로써 유체 온도가 제어될 수 있다.
제어기(216)는 메인 압력 및/또는 윤활유 압력이 조절되는(예를 들어, 경사를 올라갈 때, 클러치를 충전시킬 때, 자동주행과 같은 상태, 자주 정차하는 상태 등) 각각의 상황에 대한 다양한 조절 포인트를 학습하고 저장할 수 있다. 제어기(216)는 온도, 속도 등을 기반으로 테이블을 형성하고 조절값을 저장할 수 있다. 동일한 조건이 반복될 때, 제어기(216)는 메인 또는 윤활유 압력이 이전에 조절된 것과 대략 동일한 포인트에서 조절되었는지를 결정할 수 있다. 또한, 제어기(216)는 이전에 학습된 조건을 기반으로 특정 유량 특성 또는 프로파일을 명령하기 위해 펌프 제어 솔레노이드(224)를 작동 가능하게 제어할 수 있다. 제어기(216)는 또한 윤활유 압력 또는 메인 압력의 조절을 기반으로 압력 스위치(218, 302)가 신호를 생성했는지를 결정할 수 있다. 압력이 조절되지 않은 경우, 제어기(216)는 변화하는 조건에 지속적으로 적응하고 재학습할 수 있다. 누출은 대부분의 상황 하에서 변하거나 변하지 않을 수 있지만, 온도 변화는 시스템의 누출에 큰 변화 또는 변경을 일으킬 수 있다. 제어기(216)는 따라서 유압 시스템 내의 온도 변화 및 다른 변경을 지속적으로 학습하고 적응할 수 있다.
누출 적응에 대한 또 다른 양태는 예후 제어(prognostic control)이다. 주어진 일련의 조건에 대해, 메인 압력 또는 윤활유 압력에 대한 누출 적은 상수는 일반적으로 유압 시스템 내에 문제가 있는 경우를 제외하고 실질적으로 변하지 않아야 한다. 도 5에서, 예를 들어, 윤활유 압력에 대한 조절 포인트가 특정 조건(예를 들어, 소정의 온도에서 등)에 대해 100 RPM인 경우를 가정하자. 압력 스위치(218)가 윤활유 조절 밸브(214)의 이의 조절 위치으로의 이동을 검출하는 시점을 제어기(216)가 지속적으로 모니터링함에 따라, 제어기(216)는 조절 포인트의 변경을 더 검출할 수 있다. 예를 들어, 조절 포인트에 도달하기 전에 엔진 속도가 지속적으로 증가하면, 제어기(216)는 유압 시스템 내의 문제를 검출할 수 있다. 가변 용량형 펌프의 깨진 밀봉 부분 또는 손상은 시스템의 유출 증가를 유발할 수 있고, 이는 증가된 엔진 속도와 함께 윤활유 압력(또는 메인 압력)의 조절 포인트 변경을 초래한다.
유압 시스템 내의 깨진 밀봉 또는 다른 문제로 인해 누출이 발생한 경우, 제어기(216)는 문제를 검출하기 위해 프로그래밍되거나 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(216)는 한계치 또는 한계 범위를 나타내는 명령을 포함할 수 있다. 이 한계치 또는 범위는 윤활유 또는 메인 압력이 조절되는 특정 엔진 속도를 기반으로 할 수 있다. 그렇지 않으면, 이 한계치 또는 범위는 조절 포인트의 변경 정도를 기반으로 할 수 있다. 또한, 이 한계치 또는 범위는 얼마나 빨리 조절 포인트가 변했는지를(즉, 시간 기반 고려) 기반으로 할 수 있다. 제어기(216)는 윤활유 또는 메인 압력이 조절된 회수를 추적하고 조절 검출 수 또는 양을 기반으로 조절 포인트의 변경을 검출할 수 있다. 압력 스위치(218)는 윤활유 압력이 조절된 시점을 검출하도록 제어기(216)에 입력을 제공하고, 제 2 압력 스위치(302)는 메인 압력이 조절된 시점에 대해 제어기(216)에 또 다른 입력을 제공한다. 따라서, 상기한 예에서, 윤활유 압력이 1000 RPM에서가 아니라 2000 RPM에서 갑자기 조절된 경우, 제어기(216)는 이를 검출하여 경보 또는 진단 코드를 생성할 수 있다. 누출의 심각성에 따라, 제어기(216)는 변속기의 기능을 더 제한하여 변속기의 추가의 손상을 예방할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태는 전체 유압 시스템에 걸쳐 유체 흐름과 압력 모두를 특성화하는 능력이다. 이 양태에서, 모델 기반 유압 제어 시스템은 임의의 조건 하에 필요한 양의 유체 흐름이 실질적인 지연 없이 제공될 수 있도록 임의의 주어진 변속기 또는 유압 시스템의 누출은 더 잘 이해하기 위한 학습 기능을 포함할 수 있다. 더욱 상세하게, 제어기는 유압 시스템의 누출을 결정할 수 있고, 여기에서의 누출의 양을 근거로 가변 용량형 펌프의 출력을 제어하여 임의의 조건 하에서 시스템 전체에 걸쳐 유체 흐름과 압력을 정확하게 제공할 수 있다. 그렇게 함으로써, 시스템의 누출과 기하학적 제한을 보상하여 고유의 시간 지연 또는 펌프의 응답을 극복할 수 있다. 본 개시에서, 모델 기반 접근법은 "피드 포워드" 모델이라 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 도 2 및 도 3의 압력 스위치(218, 302)와 펌프 제어 솔레노이드(224)의 조합은 "피드 포워드" 모델이 임의의 주어진 유압 시스템에 통합될 수 있도록 한다. 펌프 제어 솔레노이드(224)의 추가를 통해, 펌프의 감소 포트로 이어지는 메인 "감소" 압력은 정확하게 제어될 수 있고, 따라서, 예를 들어, 제어기가 곧 있을 변속을 예측하는 경우, 제어기(216)는 클러치 충전 명령이 개시되기 전에 펌프 유량을 증가시키도록 솔레노이드(224)를 제어 가능하게 작동시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 클러치 충전 명령 이전에 증가된 펌프 유량은, 유체 공급의 부족과 펌프의 지연된 시간 응답으로 인해 시스템의 불안정하게 하지 않고, 유압 시스템이 충분한 양의 유체로 클러치 충전 요구를 충족시킬 수 있도록 할 수 있다. 또한, 유체 흐름의 언더슈트와 오버슈트로 인한 많은 문제가 이러한 접근법에 의해 방지될 수 있다.
제시된 피드 포워드 모델에서, 제어기는 엔진 또는 입력 속도, 변속 범위 또는 기어비, 및 (기름통에서의) 유체 온도와 같은 다수의 입력을 수신할 수 있다. 시스템의 누출을 근거로 추가 입력이 수신되거나 계산될 수 있다. 특정 입력을 제어기가 수신하면, 메인 압력이 메인 압력 솔레노이드(222)를 통해 제어될 수 있고 유체 흐름이 펌프 제어 솔레노이드(224)에 의해 제어될 수 있도록 제어기는 유체 흐름과 유체 압력에 대한 요구사항을 학습 및/또는 예측할 수 있다. 그 결과, 클러치를 충전시키기 위해 유체 공급이 정확하게 제공될 뿐만 아니라, 제어기는 정확한 양의 유체를 클러치와 유압 시스템의 다른 위치로 제공하여 변속 품질과 누출을 개선할 수 있다. 이는 그렇지 않는 경우 변속기에서의 회전 손실을 증가시킬 수 있는 과잉의 유체 흐름을 감소시키거나 제거할 수 있다.
피드 포워드 모델은 유압 시스템의 특성화이고 유량과 압력 요건이 예측되고 그에 따라 제어될 수 있도록 다양한 입력 및 작동 조건을 모니터링한다. 상기한 바와 같이, 이는 제어기가 시스템 누출과 입력에의 변화를 기반으로 유량과 압력 요건을 조정할 수 있도록 폐쇄 루프 제어 시스템에 통합될 수 있다. 다시 말해서, 제어기는 어떠한 다양한 입력값이 주어진 일련의 조건 하에 있어야 하는지를 예측함으로써 피드 포워드 모델에 따라 작동할 수 있고, 이후 실제 입력값이 이의 예측값에서 벗어나는 경우, 제어기는 기존의 상황 하에서 반응하기보다 실시간으로 예측값을 지속적으로 조정할 수 있다.
피드 포워드 모델 접근법을 더욱 잘 이해하기 위해서, 제어기는 우선 특정 유압 시스템에 대한 누출 적응값을 학습하고 결정할 수 있다. 도 6 및 도 7에, 피드 포워드 모델의 예시적인 실시형태가 도시되어 있다. 여기서, 제어기(즉, 변속기 제어기 또는 제어장치)는 유압 시스템에 대한 누출 상수를 결정하기 위한 수단을 흐름 모델 형태로 구비한다. 흐름 모델은 유압 시스템을 형성하는 다양한 회로내의 누출 및 기하학적 제한을 고려한다. 예를 들어, 흐름 모델은 펌프(600)와 조종장치(602)로부터의 누출을 특성화할 수 있다. 도시된 바와 같이, 유체는 펌프(600)의 출력으로부터, 상기한 바와 같이 메인 회로의 일부일 수 있는 조종장치(602)로 이송된다. 조종장치(602)로부터, 유체는 클러치(604)로 공급될 수 있다.
도 6에서 참조번호와 구성요소가 일치하지 않습니다.
메인 회로가 충족되고 메인 압력이 조절되면, 유체는 컨버터 회로(606), 쿨러 회로(608), 및 윤활유 회로(610)에 공급된다. 윤활유 회로(610)가 충족되고 윤활유 압력이 조절되면, 추가 유체는 고갈되거나 기름통(614)(즉, 도 6에서 "배기(612)")로 표시됨)으로 반환된다. 메인 회로와 윤활유 회로가 만족되었으므로, 도 6에서 화살표(626)로 나타낸 이 과잉의 유체는 "전혀 사용할 수 없는" 유체라 할 수 있다. 일 양태에서, "전혀 사용할 수 없는" 유체의 양을 최소화하여 변속기 성능을 개선하기 위해 제어기가 펌프 유량을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 펌프 제어 솔레노이드의 작동을 통해 펌프 용량을 제어함으로써 제어될 수 있다. 또 다른 양태에서, 주어진 일련의 조건에 대해 이 사용할 수 없는 양의 유체를 제거함으로써 누출 적응 파라미터 또는 펌프 누출 계수(616)가 제어기에 의해 계산될 수 있다.
제어기가 윤활유 압력이 조절된 것을 확인하면, 제어기는 유압 시스템에 대한 누출을 결정할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 펌프(600)는 펌프 누출 "P"(616)를 생성함으로써 전체 시스템 누출에 기여할 수 있다. 또한, 조종장치 누출 "C"(618)가 있고, 게다가, 클러치(604)는 블리드(bleed) "B"(620)와 충전 유량(fill flow) "F"(622) 모두에 기여할 수 있다. 컨버터 회로(606), 쿨러 회로(608), 및 윤활유 회로(610) 각각은 기하학적 구조(예를 들어, 오리피스(orifice) 크기, 블리드 직경), 컨버터 형태, 및 컨버터 모드를 기반으로 유량 제한(624)에 기여한다.
도 7을 참조하면, 테이블 형태의 다수의 정보(700)가 다운로드되어 제어기의 메모리 장치에 저장될 수 있다. 테이블(702)은, 예를 들어, 제어기는 토크 컨버터가 작동 중인 모드를 기반으로 컨버터 회로(606)에 대한 제한값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 토크 컨버터가 컨버터 모드 또는 록업 모드에서 작동하도록 토크 컨버터는 록업 클러치를 포함할 수 있다.
테이블(704)에서, 제어기는 컨버터 모드 또는 록업 모드를 기반으로 컨버터 회로(606), 쿨러 회로(608), 및 윤활유 회로(610)에 대한 각각의 제한 직경을 검색할 수 있다. 컨버터 회로(606), 쿨러 회로(608), 및 윤활유 회로(610)의 제한의 합은 총 제한값(624)을 제공할 수 있다.
테이블(706)에서, 제어기는 변속 범위 또는 기어비를 근거로 각각의 클러치에 대한 블리드 오리피스를 검색할 수 있다. 블리드는 일반적으로 클러치로부터의 공기의 방출 또는 배기를 용이하게 하기 위해 필요하다. 테이블(706)에 도시된 바와 같이, 블리드 오리피스 면적값(620)은 변속 범위 또는 기어비를 근거로 배열되고, 이들 값(620)은 변속기 내의 각각의 클러치에 대한 각각의 블리드 직경으로부터 유도될 수 있다. 각각의 블리드 직경은 테이블(712)에서 검색할 수 있다. 일 실시형태에서, 하나의 범위에 대해 결합된 두 개의 클러치가 있을 수 있다. 각각의 블리드 직경으로부터, 테이블(706) 내의 블리드 오리피스 면적값(620)이 결정될 수 있다. 다른 양태에서, 하나의 범위에 대해 결합된 다른 클러치가 있을 수 있다. 예를 들어, 하나의 클러치만이 결합될 수 있다. 그렇지 않으면, 세 개 이상의 클러치가 주어진 범위에 대해 결합될 수 있다. 어떠한 경우든, 각각의 주어진 범위 또는 기어비에 대해 결합된 블리드 오리피스 면적(620)을 결정하기 위해 각각의 클러치에 대한 각각의 블리드 직경이 사용될 수 있다.
테이블(708)에서, 제어기는 각각의 주어진 범위 또는 기어비에 대해 조종장치 누출(616)을 검색할 수 있다. 일 양태에서, 블리드 오리피스 면적값(620)과 마찬가지로, 조종장치 누출(616)에 대한 값은 미리 결정되고 제어기의 메모리 장치에 저장될 수 있다. 제어기는 각각의 클러치 충전 유량(620)과 유체 점성 계수를 포함하는 추가의 정보를 테이블(712)에서 검색할 수 있다. 마지막으로, 테이블(710)에서, 제어기는 펌프 용량값을 검색한 후 전체 펌프 누출 계수(616)를 결정할 수 있다. 적어도 하나의 양태에서, 펌프 누출 계수(616)는 변속기 내의 각각의 회로 또는 서브 시스템의 누출/유체 수요의 전체 합일 수 있다.
유체 점도를 수용하기 위해, 도 7의 각각의 테이블은 다양한 온도 또는 온도 범위에 따라 다양한 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 값은 75℃ 내지 90℃ 범위 내의 유체 온도에 해당할 수 있는 반면, 다른 값은 90℃ 내지 105℃ 범위 내의 유체 온도에 해당할 수 있다. 유체 온도를 근거로 하는 것 외에도 값의 다른 변화가 있을 수 있지만, 유체 온도는 종종 유체 점도에 큰 영향을 준다.
펌프 누출(616)은 종종 유압 시스템 내의 전체 누출의 큰 요인 또는 성분일 수 있다. 그러나, 윤활유 조절 포인트가 알려지거나 결정되면, 제어기는 도 6의 흐름 모델과 도 6의 테이블 정보(700)에 따라 시스템의 전체 누출을 계산할 수 있다. 누출 적응 파라미터는 펌프 속도(즉, 입력 속도), 유체 온도, 클러치 충전 등을 기반으로 한다. 이들이 알려지면, 시스템의 유량 요건은 결정되고 필요한 경우 충족될 수 있다.
그렇게 하기 위해, 제어기는 펌프 용량을 조정하기 위해 누출 적응 파라미터 또는 펌프 누출 계수를 사용할 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 가변 용량형 펌프의 "감소" 압력을 제어할 수 있는 펌프 제어 솔레노이드를 통해 달성된다. 이러한 "감소" 압력을 제어함으로써, 펌프 용량은 증가되거나 감소될 수 있다. 이러한 과정을 더욱 잘 나타내기 위해, 도 8을 참조한다. 도 8에서, 제어 과정은 변속기의 전체 유압 시스템 전체에 걸쳐 압력과 유량을 제어하기 위해 제공된다. 이 과정(800)은 오직 예시적이고 제한하지 않는 여러 단계를 나타낸다. 예를 들어, 다른 방법은 도 8에 도시된 것보다 많거나 적은 단계를 포함할 수 있다. 그 결과, 도 8의 방법 또는 과정은, 유량과 압력이 미래의 수요에 따라 바람직하게 결정될 수 있도록, 변속기의 다른 회로 또는 서브 시스템 내에서 압력을 조절하는 전체 과정을 나타내는 예시적인 실시형태이다.
도 8에서, 제 1 단계(802)는 변속기의 유압 시스템 내의 유체 흐름을 생성함으로써 달성된다. 여기서, 이는 일반적으로 변속기의 외부 하우징 내에 일체로 배치될 수 있는 가변 용량형 펌프에 의해 달성된다. 그러나, 상기한 바와 같이, 대안적인 실시형태는 추가 유량을 제공하기 위해 쿨러 회로 이전 또는 이후에 배치되는 제 2 펌프를 포함할 수 있다. 다른 실시형태는 변속기 내의 유체 흐름을 더욱 촉진시키기 위해 변속기의 외부에 배치되는 유압 펌프를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 가변 용량형 펌프는 변속기의 메인 회로 내에서 유체 흐름과 압력을 생성할 수 있다.
단계(804)에서, 메인 회로의 압력, 즉, 메인 압력은 조절 포인트에 도달할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 압력 스위치(302)는 메인 조절 밸브(204)와 연통하도록 배치될 수 있고, 따라서 메인 압력이 조절될 때, 압력 스위치(302)는 통신 링크(304)를 따라 제어기(216)에 신호를 전송하여 제어기(216)에 이러한 상태를 경고할 수 있다. 또한, 단계(804)에서 메인 압력이 조절되면, 메인 조절 밸브(204)는 이의 조절 위치로 스트로크할 수 있고, 따라서, 단계(806)에서 추가 유체가 컨버터 회로(208), 쿨러 회로(210), 및 윤활유 회로(212)로 전달될 수 있다.
윤활유 회로(212) 내에 유체 압력이 형성될 때, 단계(808)에서 압력, 즉, 윤활유 압력이 조절 포인트에 도달한다. 그렇게 함으로써, 윤활유 조절 밸브(214)는 이의 조절 위치로 스트로크할 수 있고, 따라서 압력 스위치(218)를 작동시켜 이 위치를 검출하고 통신 링크(248)를 따라 제어기(216)에 신호를 전송한다. 이 시점에서, 제어기(216)는 단계(810)를 따라 메인 회로, 윤활유 회로 또는 이 둘 모두(예를 들어, 도 3의 실시형태)에서 조절 포인트를 학습하였거나 결정하였다. 또한, 상기한 바와 같이, 다양한 압력 스위치는 이들 조절 포인트를 검출하고 단계(812)에서 이 정보를 신호를 통해 제어기(216)로 전달할 수 있다.
단계(814)에서, 제어기는 조절 포인트를 근거로, 그리고 주로 윤활유 조절 포인트를 근거로 펌프 누출 적응 계수를 결정할 수 있다. 도 6 및 도 7을 참조로 상기한 바와 같이, 제어기는 다양한 입력(예를 들어, 조종장치 누출값, 블리드, 제한 등)을 검색할 수 있다. 이들 입력 대부분은 온도, 범위, 및 컨버터 모드에 의존할 것이다. 제어기는 상기한 것들을 포함하는 공지된 다양한 수단에 따라 이러한 유형의 정보를 검색할 수 있다. 제어기가 모든 입력 데이터를 검색하면, 제어기는 펌프 누출 계수 또는 누출 적응 파라미터를 계산할 수 있다.
상기한 바와 같이, 누출 적응 파라미터는 변속기 내의 모든 누출에 대한 누출 조정 변수이다. 제어기가 이러한 파라미터를 결정하면, 제어기는 펌프 공급 방정식에 이 값을 입력하여 유압 시스템 전체에 걸쳐 유량과 압력을 결정할 수 있다. 비제한적인 일 양태에서, 공칭 하드웨어를 구비한 변속기는 0.091의 누출 계수를 가질 수 있다. 변속기가 공칭 변속기보다 많은 누출을 갖는 경우, 누출 계수 또는 파라미터는 예를 들어 0.105와 같은 더욱 큰 값으로 적응할 가능성이 있다. 마찬가지로, 변속기가 공칭 변속기보다 적은 누출은 갖는 경우, 누출 계수 또는 파라미터는 예를 들어 0.085와 같은 더욱 작은 값으로 적응할 가능성이 있다. 이는 도 5에서 볼 수 있고, 여기서, 예를 들어, 0.105의 누출 적응 계수를 가질 수 있고 높은 엔진 속도에서 이의 윤활유 압력 조절 포인트(514)에 도달하는 "많은 누출의" 변속기에 비해, 공칭 변속기가 0.019의 누출 적응 계수를 가질 수 있고 낮은 엔진 속도에서 윤활유 압력 조절 포인트(512)에 도달한다.
따라서, 많은 누출은 갖는 변속기는 공칭 변속기에 비해 높은 누출 적응 파라미터에 적응할 가능성이 있는 반면, 적은 누출은 갖는 변속기는 낮은 누출 적응 파라미터에 적응할 가능성이 있다. 누출 적은 파라미터는 그러나 변속기에 추가 누출이 있는 경우 시간이 경과함에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 하류의 압력 스위치(218)가 예상한 것보다 빨리 또는 늦게 토글하거나 이동하는 것을 제어기가 확인하는 경우, 누출 적응 파라미터는 그에 따라 조정될 것이다. 그 결과, 제어기는 다양한 조건 하에서 변속기의 유량 수요를 계산할 수 있고, 이러한 피드 포워드 모델을 근거로, 이후 제어기는 단계(816)에서 가변 용량형 펌프의 용량을 최적화할 수 있다. 또한, 제어기가 변속기의 유량 수요를 계산함에 따라, 제어기는 펌프 제어 솔레노이드의 출력을 작동 가능하게 제어하여 필요한 만큼 펌프 용량을 조정할 수 있다.
도 9에, 변속하는 동안 제어 시스템이 유량 수요를 기반으로 펌프 유량을 조정하는 방법을 설명하기 위해 예시적인 그래프(900)가 제공되어 있다. 도 9에서, 주어진 일련의 조건에 대해 예시적인 공급 곡선(902)과 수요 곡선(904)이 제공되어 있다. 상기한 바와 같이, 시스템 전체에 걸쳐 유량 요건을 결정하기 위해 필요한 다양한 입력이 있다. 이는 엔진 속도, 변속기 기름통 온도, 메인 조절 상태, 변속 범위, 그리고 클러치의 충전 여부를 포함한다. 이러한 입력을 기반으로, 제어기는 다음의 공급 방정식을 기반으로 펌프로부터의 유체 흐름의 공급을 계산할 수 있다:
공급 유량(QS) = (NE x PD) - KP/ν
여기서 NE는 엔진 속도이고, PD는 펌프 용량이고, P는 압력이고, v는 유체 점도이며, K는 누출 적응 계수를 기반으로 하는 상수이다. K는 펌프 누출(616), 조종장치 누출(618), 및 블리드 오리피스로 인한 누출(620)의 함수일 수 있다.
또한, 변수 K는 또한 범위의 함수일 수 있다. 제어기는 이의 메모리에 저장된 룩업 테이블을 가질 수 있고, 여기서 K는 변속 범위를 기반으로 보정 계수에 의해 조정된다. 예를 들어, 변속 범위가 후진인 경우, 변수 K는 0.01의 보정 계수에 의해 조정될 수 있다. 그렇지 않고 변속 범위가 두 번째인 경우, 변수 K는 0.0045의 보정 계수에 의해 조정될 수 있다. 다시, 이들 보정 계수는 미리 결정되고 변속기 제어기의 메모리 장치에 저장될 수 있다.
도 9에서, 공급 곡선(902)은 부분적으로 펌프, 조종장치, 블리드 오리피스, 밀봉 부분의 누출로 인해 음의 경사를 갖는 것으로 도시되어 있다. 누출이 없는 완벽한 흐름 모델에서, 펌프 유량은 임의의 주어진 속도에서 실질적으로 일정할 것이나, 본 개시에 설명된 모델은 시스템의 다양한 누출을 수용할 수 있다. 유량 수요 곡선(904)이 또한 도시되어 있다. 도 9의 한 포인트(910)에서, 공급 곡선(902)과 수요 곡선(904)이 교차하고, 이는 요구되는 유량이 공급되는 유량과 동일한 특정 압력을 나타낸다. 그러나, 도 9에서 "P"에 의해 나타낸 또 다른 압력에서, 공급 유량(QS)은 수요 유량(QD)보다 작다(즉, 포인트(906)와 포인트(908) 간의 차이). 도시된 바와 같이, 변속하는 동안 공급되는 펌프 유량(906)은 변속하는 동안 다가오는 클러치를 충전시키기 위한 유량 수요(908)를 충족시키기에는 불충분하다. 이와 같이, 제어기는 클러치 충전에 대한 이러한 수요를 다음과 같이 계산할 수 있다:
수요 유량 = 31 * A * √(ΔP)
여기서 A는 클러치 내의 공급 오리피스의 면적이고 ΔP는 압력(P)과 클러치의 리턴 스프링 간의 차이이다. 제어기는 따라서 다가오는 클러치를 충전시키기 위한 유체 수요와 펌프에 의해 출력되는 유체 공급 모두를 결정할 수 있다.
상기한 펌프 공급과 유량 수요를 기반으로, 제어기는 본 개시에서 설명한 바와 같이 펌프 용량을 제어 가능하게 조정함으로써 유량 수요를 충족시키기 위해 펌프 공급을 조절할 수 있다. 다시 말해서, 제어기는 상기한 바와 같이 필요한 입력을 수신하고, 누출 적응 파라미터를 결정하기 위한 상수 및 다른 변수를 검색할 수 있다. 변속 범위와 온도를 기반으로, 제어기는 펌프 공급을 결정하기 위해 점도(온도의 함수로서)와 보정 계수를 얻을 수 있다. 따라서, 제어기가 주어진 압력에 대해 펌프 공급이 다가오는 클러치를 충전시키기 위한 유량 수요에 대해 부족하다고 결정한 경우, 제어기는 공급 유량이 필요한 수요 유량을 충족시킬 때까지 펌프 용량을 제어 가능하게 조정할 수 있다. 다시 말하면, 펌프 용량을 조정함으로써, 공급 유량 포인트(906)가 수요 유량 포인트(908)와 교차할 때까지 도 9의 공급 유량 곡선(902)은 수직으로 이동할 수 있다. 제어기는 변속하는 동안 유량 수요를 충족시키기 위한 공급 유량을 조정할 수 있기 때문에, 제어기는 변속 품질과 변속기 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 10과 도 11를 참조하면, 제어기는 또한 변속기가 변속 사이에서 작동할 때 펌프 공급을 조정할 수 있다. 여기서, 제어기는 윤활유 회로를 충족시키고 기름통 온도를 원하는 온도 또는 그 근방에서 유지하기 위해 유량 요건을 모니터링함으로써 폐쇄 루프 제어 시스템을 작동시킬 수 있다. 그렇게 하기 위해, 제어기는 주어진 양의 엔진 토크에 대해 결합된 클러치가 미끄러지지 않게 하기 위해 얼마나 많은 압력이 필요한지를 결정할 수 있다. 압력은 클러치 용량을 유지하기 위해 상기한 바와 같이 메인 조절 밸브에 의해 조절될 수 있다. 제어기가 필요한 양의 압력을 결정하면, 과잉의 유체 공급이 컨버터, 쿨러 회로, 및 윤활유 회로에 전달될 수 있다.
제어기는 윤활유 회로의 요건을 충족시키기 위해 필요한 유량을 결정하기 위해 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 다수의 유량 요건 값이 룩업 테이블 또는 그래프의 형태로 제공될 수 있다. 도 10에, 윤활유 회로를 충족시키기 위한 유량 요건을 결정하기 위한 예시적인 그래프(1000)가 제공되어 있다. 여기서, 유량 요건은 변속기 속도, 즉, 입력 속도 또는 출력 속도를 기반으로 설명될 수 있다. 제어기는 변속기의 입력 또는 출력 속도를 수신하거나 결정할 수 있고, 이러한 속도를 기반으로, 변속기 윤활유 회로의 요구를 충족시키기 위해 필요한 유량 요건을 검색할 수 있다. 도 10에, 예를 들어, 속도의 함수로서 유량 프로파일(1002)이 도시되어 있다. 유량 요건은 속도가 증가하면 증가하지만, 소정 속도(N)에서, 유량 요건은 증가하는 속도에 대해 수평을 유지하고 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 소정 속도(N)는 변속기 출력 속도에 대해 1500 RPM을 의미할 수 있다. 1500 RPM에서, 유량 요건(QL)은 유량 프로파일(1002) 상에 포인트(1004)에 의해 나타나 있다. 이 경우, 제어기가 출력 속도(N)가 1500 RPM인 것을 확인하면, 제어기는 그래프에서 유량 요건값(QL)을 검색할 수 있다. 속도가 다른 경우, 제어기는 값을 보간하거나 유량 프로파일(1002)로부터 소정의 값을 취할 수 있다.
또한, 제어기는 변속기 기름통 온도를 모니터링할 수 있고, 이 온도를 근거로 쿨러 회로를 통한 유량을 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 11에, 온도 변화의 함수로서 유량 프로파일(1102)의 다른 그래프(1100)가 도시되어 있다. 제어기는 본원에 개시된 방법에 따라 기름통 온도를 계속해서 모니터링할 수 있다. 또한, 제어기는 사전에 프로그래밍될 수 있고 또는 이의 메모리 장치에 저장된 원하는 온도 또는 한계 온도를 가질 수 있다. 대안적으로, 기름통 온도는, 예를 들어, 차량 운전자에 의해 설정될 수 있다. 어떠한 경우든, 제어기는 원하는 온도 또는 한계 온도를 구비할 수 있고 필요한 경우 유압 제어 시스템을 조정하여 기름통 온도를 변경시킬 수 있다.
도 11에, 제 1 온도 포인트(1104)와 제 2 온도 포인트(1106)가 유량 프로파일(1102)을 따라 도시되어 있다. 이 실시형태에서, 제 1 온도 포인트(1104)는 원하는 온도와 실제 온도(ΔT1) 간의 차이에 해당한다. 제 2 온도 포인트(1106)는 제 1 차이(ΔT2)를 말한다. 예를 들어, 온도의 제 1 변화(ΔT1)는 제 1 유량 요건(Q1)에 해당하고, 온도의 제 2 변화(ΔT2)는 제 2 유량 요건(Q2)에 해당한다.
도 11의 유량 프로파일(1102)을 기반으로, 원하는 온도 또는 한계 온도는 TT이지만 실제 기름통 온도가 한계 온도보다 낮은 경우, 제어기는 공급 유량을 조정하지 않을 수 있다. 그러나, 실제 기름통 온가가 한계 온도보다 높은 경우, 제어기는 실제 온도와 한계 온도 간의 차이를 결정할 수 있다. 이 차이를 기반으로, 제어기는 도 11의 그래프(1100)로부터 유량 요건을 결정하여 기름통 온도를 낮출 수 있다. 이는 상기한 바와 같이 쿨러 회로를 통해 추가 유량을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 도 10을 참조로 상기한 바와 같이, 제어기는 특정 엔진 토크에서 클러치 용량을 유지시키기 위한 해당 압력을 결정할 수 있다. 대안적으로, 엔진 토크 대신에, 이는 액셀러레이터 또는 스로틀 페달 위치의 함수일 수 있다. 어떠한 경우든, 제어기는 상기한 펌프 공급 방정식을 사용하여 주어진 압력에서 펌프에 의해 공급되는 유체의 양을 결정할 수 있다.
이 공급 유량(QS)은 컨버터, 쿨러 회로 및 윤활유 회로를 충족시키는데 사용할 수 있는 유량에 해당한다. 상기한 바와 같이, 제어기는 이후 상기 공급 유량(QS)이 윤활유, 컨버터 및 쿨러 회로를 충족시키기에 충분한지를 결정할 수 있고, 그렇지 않은 경우, 제어기는 펌프 용량을 조정하여 전체 시스템에서의 유량을 증가시킬 수 있다. 현재의 입력 또는 출력 속도를 기반으로, 윤활유 유량 요건(QL)이 (QS)보다 작고 기름통 온도가 한계 온도(TT)이거나 이 보다 작은 것을 제어기가 확인한 경우, 제어기는 추가 조절을 하여 유량을 줄이고 더욱 양호한 연비를 제공할 수 있다.
반면에, 윤활유 유량 요건(QL)이 (QS)보다 큰 경우, 제어기는 펌프 용량을 제어 가능하게 조정하여 펌프에 의해 제공되는 유체의 양을 증가시킴으로써 윤활유 회로의 요구를 충족시킬 수 있다. 또한, 실제 기름통 온도가 한계 온도(TT)보다 큰 경우, 제어기는 이 차이를 계산하고 도 11의 그래프(1100)를 활용하여 기름통 온도를 낮추는데 필요한 유량을 결정할 수 있다.
도 12를 참조하면, 토크 컨버터 유량 요건에 대한 그래프(1200)가 제공되어 있다. 토크 컨버터는, 특히 차량이 급경사를 오르는 중이거나 반복적으로 정차에서 출발하는 경우, 굉장한 발열체일 수 있다. 도 1을 참조로 상기한 바와 같이, 터빈축(114)이 노출되어 구동 장치(102)가 제공하는 것보다 많은 토크를 구동할 수 있도록 구동 장치(102)와 변속기(118) 간의 유체 커플링을 통해 토크 증대가 발생한다. 토크 증대는 차량 출발시 차륜에 토크를 전달하는데 유리하지만, 이는 또한 토크 컨버터에서 가장 발열하는 경향이 있다. 그 결과, 가능하면 쿨러 회로를 통해 이 열을 제거하거나 방출시키는 것이 바람직할 수 있다.
변속기 제어기는 구동 장치(또는 엔진)에 의해 생성되는 토크의 양을 모니터링하고 컨버터 슬립의 양을 검출하거나 계산함으로써 토크 컨버터에 의해 생성되는 열의 양을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 컨버트 슬립은 입력 속도와 터빈 속도의 비율로 정의될 수 있다. 다시 말하면, 컨버트 슬립은 토크 컨버터에 걸친 속도 차이이다. 제어기는 제어기와 구동 장치 제어 회로(예를 들어, 엔진 컨트롤러) 간의 데이터링크 또는 신호경로를 통해 엔진 또는 구동 장치로부터 입력 토크를 받을 수 있다. 변속기 제어기가 입력 토크를 받을 수 없는 경우, 제어기는 슬립 속도의 함수로서 입력 토크를 계산할 수 있다.
도 12에 컨버터 유량 요건을 충족시키기 위한 그래프(1200)가 도시되어 있다. 여기서, 제어기는 컨버터 슬립 속도를 계산한 후 도 12의 그래프에서 원하는 유량을 검색할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서, 제 1 유량(Q1)과 제 2 유량(Q2)을 포함하는 다수의 정의된 유량이 유량 프로파일(1202)을 따라 존재한다. 제 1 유량(Q1)은 제 1 슬립 속도(SS1)에서 유량 프로파일(1202) 상의 포인트(1204)에 해당한다. 마찬가지로, 제 2 유량(Q2)은 제 2 슬립 속도(SS2)에서 유량 프로파일(1202) 상의 포인트(1206)에 해당한다. 이 두 슬립 속도값은 다수의 슬립 속도값 중 오직 두 개의 값인 것을 이해해야 한다. 제어기는 다른 슬립 속도값에서 원하는 유량을 결정하기 위해 필요에 따라 보간할 수 있다. 대안적으로, 제어기는 슬립 속도 또는 입력 토크를 근거로 유량 프로파일에 대한 식으로 프로그래밍될 수 있다. 어떠한 경우든, 제어기는 계속해서 슬립 속도를 모니터링할 수 있고 추가 유량이 토크 컨버터에서 발생되는 열을 발산시키는데 필요한지를 결정할 수 있다.
또한, 오직 하나의 유량 프로파일(1202)이 도 12에 도시되었지만, 다수의 유량 프로파일이 존재할 수 있다. 각각의 유량 프로파일은 액셀러레이터 페달(스로틀 페달 위치 또는 비율)의 특정 위치에 관련될 수 있다. 또한, 토크 컨버터의 유형과 모델에 따라 다양한 곡선이 있을 수 있다. 토크 컨버터가 룩업 클러치를 포함하는 경우, 제어기는 룩업 클러치가 결합되는 시점을 모니터링하거나 검출할 수 있다. 룩업 클러치가 결합되면, 제어기는 컨버터 유량 요건의 평가를 생략하고 윤활유 및 쿨러 회로에 대해 필요한 유량만을 결정하도록 프로그래밍될 수 있다.
따라서, 도 10 내지 도 12를 기반으로, 제어기는 세 가지 유량 요건, 즉, 윤활유 요건, 기름통 온도 또는 쿨러 요건, 및 컨버터 유량 요건을 평가하도록 프로그래밍되거나 지시될 수 있다. 일 양태에서, 제어기는 세 가지 유량 요건 중 어느 것이 가장 큰지를 결정할 수 있고, 이 최대 유량을 근거로, 제어기는 펌프 용량을 조정 가능하게 제어하여 원하는 유량을 달성할 수 있다. 다른 양태에서, 제어기는 세 가지 유량 요건을 합산할 수 있거나, 또는 세 가지 유량 요건을 기반으로 다른 원하는 유량을 계산할 수 있다. 또한, 제어기는 세 가지 유량 요건을 계속해서 모니터링하고, 계산하며, 결정할 수 있고 어느 한 가지 요건의 변화를 기반으로 펌프 용량을 실시간으로 조정할 수 있다. 펌프 용량을 조정함으로써, 제어기는 원하는 경우 세 가지 유량 요건을 효과적으로 제어할 수 있다. 그렇게 함으로써, 제어기는 또한 차량의 전체 연비를 향상시킬 수 있다.
윤활유 회로, 쿨러 회로, 및 컨버터에 대한 유량 요건이 그래프로서 도 10, 도11, 및 도 12에 도시되었지만, 이들은 제어기가 검색할 수 있는 값을 갖는 룩업 테이블일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 윤활유 회로에 대해, 필요한 유량은 변속기 입력 속도, 터빈 속도, 변속기 출력 속도, 토크 또는 변속 빈도를 기반으로 제공될 수 있다. 마찬가지로, 쿨러 회로에 대해, 기름통 온도를 낮추는데 필요한 유량은, 예를 들어, 1 내지 5℃의 증가와 같은, 다수의 온도 차이를 기반으로 제공될 수 있다. 유사하게, 컨버터 유량 요건에 대해, 컨버터에서 생성된 열을 발산시키는데 필요한 유량은 슬립 속도, 입력 토크, 컨버터 모델, 및/또는 액셀러레이터 페달 위치를 기반으로 제공될 수 있다. 제어기가 공급 유량 및 윤활유 회로, 쿨러 회로 및 컨버터 회로의 각각의 요건을 충족시키는데 필요한 유량을 결정하고 나면, 제어기는 펌프 제어 솔레노이드를 제어 가능하게 작동시켜 펌프 용량을 조정할 수 있다. 또한, 이는 제어기가 시스템의 유량 공급 및 유량 수요를 계속해서 계산하고 결정하며 펌프 용량을 계속해서 조정해서 연비를 향상시키는 폐쇄 루프 제어의 일부일 수 있다.
본 발명의 원리를 포함하는 예시적인 실시형태가 본원에서 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 제한되지는 않는다. 대신에, 본 출원은 그 일반 원리를 사용하는 본 발명의 모든 변형, 용도, 또는 적응을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 본 출원은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 또는 통상적인 실시의 범위 내에 있고 첨부된 청구 범위 내에 있는 본 개시로부터의 그러한 모든 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (36)

  1. 변속기의 유압 시스템 내의 유체 흐름과 압력을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    제어기, 가변 용량형 펌프, 유압 조종장치, 상기 펌프에 유동적으로 결합되는 유체 회로, 조절 밸브, 압력 스위치, 및 펌프 용량을 작동 가능하게 제어하는 솔레노이드를 제공하는 단계;
    상기 펌프로부터 유체 회로로 유체를 펌핑하여 내부에 유체 흐름과 압력을 생성하는 단계;
    상기 유체 회로의 압력을 조절 압력으로 조절하는 단계;
    상기 압력 스위치로 조절 압력을 검출하고 상기 제어기로 조절 압력을 전달하는 단계;
    상기 조절 압력의 함수로서 누출 적응 계수, 펌프 누출 계수, 유압 조종장치 누출 계수, 및 유체 회로 내의 다수의 기하학적 제한을 결정하는 단계; 및
    상기 펌프의 용량을 누출 적응 계수의 함수로서 제 1 용량에서 제 2 용량으로 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절 압력에 도달하면 유체 회로 내의 비조절 위치에서 조절 위치로 상기 조절 밸브를 유동적으로 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정 단계는 솔레노이드를 제 1 전기 상태에서 제 2 전기 상태로 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정 단계는 변속기 입력 속도, 변속비(transmission gear ratio), 및 유체 온도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기의 메모리에 다수의 인자를 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 다수의 인자는 적어도 하나의 컨버터 모드 제한 인자, 룩업 모드 제한 인자, 쿨러 회로 제한 인자, 윤활유 회로 제한 인자, 클러치 블리드 인자, 유압 조종장치에 대한 누출 계수, 펌프에 대한 누출 계수, 유체 점성 계수, 개별 클러치 충전 유량 계수, 및 개별 클러치 블리드 직경을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    컨버터 제한 인자, 쿨러 회로 제한 인자, 및 윤활유 회로 제한 인자의 합으로서 총 제한 인자를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    펌프 용량 계수와 누출 계수의 함수로서 펌프 누출 계수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    변속비를 결정하는 단계; 및
    변속비의 함수로서 유압 조종장치 누출 계수를 결정하기 위해 상기 제어기에 저장된 룩업 테이블을 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기에 공칭 누출 계수(nominal leakage factor)와 한계 계수(threshold factor)를 저장하는 단계;
    상기 누출 적응 계수를 공칭 누출 계수와 비교하는 단계; 및
    상기 누출 적응 계수와 공칭 계수 간의 차이가 한계 계수 이상으로 증가하는 경우 펌프 용량을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    유체 온도, 변속기 입력 속도, 및 변속비의 함수로서 유체 회로의 제 1 조절 이후 조절 압력을 저장하는 단계;
    상기 유체 회로의 제 2 조절 이후 유체 회로의 조절 압력을 결정하고 상기 제어기에 상기 조절 압력을 저장하는 단계;
    상기 제 1 조절 이후의 조절 압력과 제 2 조절 이후의 조절 압력 간의 차이를 검출하는 단계; 및
    상기 펌프의 용량을 조정하여 제 1 조절 이후의 조절 압력과 제 2 조절 이후의 조절 압력 간의 차이를 줄이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절 압력이 검출되면 제 1 위치에서 제 2 위치로 상기 압력 스위치를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 변속기의 유압 시스템 내의 유체 흐름과 압력을 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    제어기, 가변 용량형 펌프, 상기 펌프에 유동적으로 결합되는 제 1 유체 회로, 상기 펌프와 제 1 유체 회로에 유동적으로 결합되는 제 2 유체 회로, 제 1 조절 밸브, 제 2 조절 밸브, 제 1 압력 스위치, 제 2 압력 스위치, 및 펌프 용량을 작동 가능하게 제어하는 솔레노이드를 제공하는 단계;
    상기 펌프로부터 제 1 유체 회로로 유체를 펌핑하여 내부에 유체 흐름과 압력을 생성하는 단계;
    상기 제 1 유체 회로의 압력을 제 1 조절 압력으로 조절하는 단계;
    상기 제 1 압력 스위치로 제 1 조절 압력을 검출하고 상기 제어기로 제 1 조절 압력을 전달하는 단계;
    상기 펌프로부터의 유체 흐름을 적어도 제 2 유체 회로로 전달하는 단계;
    상기 제 2 유체 회로의 압력을 제 2 조절 압력으로 조절하는 단계;
    상기 제 2 압력 스위치로 제 2 조절 압력을 검출하고 상기 제어기로 제 2 조절 압력을 전달하는 단계;
    상기 조절 압력의 함수로서 누출 적응 계수, 펌프 누출 계수, 유압 조종장치 누출 계수, 및 제 1 및 제 2 유체 회로 내의 다수의 기하학적 제한을 결정하는 단계; 및
    상기 펌프의 용량을 누출 적응 계수의 함수로서 제 1 용량에서 제 2 용량으로 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전달 단계는 비조절 위치에서 조절 위치로 상기 제 1 조절 밸브를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 조절 압력에 도달하면 상기 제 1 조절 밸브를 이의 조절 위치로 유동적으로 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 조절 압력에 도달하면 상기 제 2 조절 밸브를 이의 조절 위치로 유동적으로 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 조정 단계는 솔레노이드를 제 1 전기 상태에서 제 2 전기 상태로 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 결정 단계는 변속기 입력 속도, 변속비, 및 유체 온도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기의 메모리에 다수의 인자를 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 다수의 인자는 적어도 하나의 컨버터 모드 제한 인자, 룩업 모드 제한 인자, 쿨러 회로 제한 인자, 윤활유 회로 제한 인자, 클러치 블리드 인자, 유압 조종장치에 대한 누출 계수, 펌프에 대한 누출 계수, 유체 점성 계수, 개별 클러치 충전 유량 계수, 및 개별 클러치 블리드 직경을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    컨버터 제한 인자, 쿨러 회로 제한 인자, 및 윤활유 회로 제한 인자의 합으로서 총 제한 인자를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    펌프 용량 계수와 누출 계수의 함수로서 펌프 누출 계수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    변속비를 결정하는 단계; 및
    변속비의 함수로서 유압 조종장치 누출 계수를 결정하기 위해 상기 제어기에 저장된 룩업 테이블을 검색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기에 공칭 누출 계수와 한계 계수를 저장하는 단계;
    상기 누출 적응 계수를 공칭 누출 계수와 비교하는 단계; 및
    상기 누출 적응 계수와 공칭 계수 간의 차이가 한계 계수 이상으로 증가하는 경우 펌프 용량을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    유체 온도, 변속기 입력 속도, 및 변속비의 함수로서 상기 제 1 유체 회로의 제 1 조절 이후 제 1 조절 압력을 저장하는 단계;
    상기 제 1 유체 회로의 제 2 조절 이후 제 1 유체 회로의 조절 압력을 결정하고 상기 제어기에 상기 조절 압력을 저장하는 단계;
    상기 제 1 조절 이후의 제 1 조절 압력과 제 2 조절 이후의 조절 압력 간의 차이를 검출하는 단계; 및
    상기 펌프의 용량을 조정하여 제 1 조절 이후의 제 1 조절 압력과 제 2 조절 이후의 조절 압력 간의 차이를 줄이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    유체 온도, 변속기 입력 속도, 및 변속비의 함수로서 상기 제 2 유체 회로의 제 1 조절 이후 제 2 조절 압력을 저장하는 단계;
    상기 제 2 유체 회로의 제 2 조절 이후 제 2 유체 회로의 조절 압력을 결정하고 상기 제어기에 상기 조절 압력을 저장하는 단계;
    상기 제 1 조절 이후의 제 2 조절 압력과 제 2 조절 이후의 조절 압력 간의 차이를 검출하는 단계; 및
    상기 펌프의 용량을 조정하여 제 1 조절 이후의 제 2 조절 압력과 제 2 조절 이후의 조절 압력 간의 차이를 줄이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 12 항에 있어서,
    상기 조절 압력이 검출되면 제 1 위치에서 제 2 위치로 상기 압력 스위치를 작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 12 항에 있어서,
    현재의 유체 압력, 변속기 입력 속도, 유체 온도, 변속비, 현재의 펌프 용량, 및 보정 계수를 결정하는 단계;
    선택적으로 결합 가능한 클러치가 충전되고 있는지를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 및
    클러치 충전을 위한 유량 수요를 충족시키기 위해 상기 펌프로부터 필요한 유체 흐름의 양을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 결정 단계는 상기 제어기에 변속비의 함수로서 보정 계수를 저장하고, 상기 보정 계수를 결정하기 위해 룩업 테이블을 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    변속기 입력 속도, 펌프 용량, 현재의 유체 압력, 유체 점성, 및 보정 계수의 함수로서 유체 흐름의 공급을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 유량 수요는 클러치의 공급 오리피스와 유체 압력의 함수인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 펌프로부터의 유체 흐름의 양이 상기 유량 수요를 충족시킬 때까지 펌프 용량을 제어 가능하게 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기에 원하는 유체 온도를 저장하는 단계:;
    상기 유압 시스템 내의 현재의 유체 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 현재의 유체 온도가 원하는 유체 온도와 실질적으로 동일할 때까지 상기 제 1 및 제 2 유체 회로 내의 유체 흐름을 제어 가능하게 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 12 항에 있어서,
    변속기 입력 속도의 함수로서 원하는 유체 온도를 저장하는 단계;
    현재의 변속기 입력 속도를 결정하는 단계;
    상기 현재의 변속기 입력 속도를 기반으로 원하는 유체 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 현재의 유체 온도가 원하는 유체 온도와 실질적으로 동일할 때까지 상기 솔레노이드를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기에 컨버터 슬립 속도의 함수로서 원하는 유체 유량 프로파일을 저장하는 단계:;
    현재의 컨버터 슬립 속도를 계산하는 단계;
    상기 현재의 컨버터 슬립 속도를 기반으로 원하는 유체 유량 프로파일로부터 원하는 유체 흐름을 결정하는 단계;
    상기 제 2 유체 회로 내의 현재의 유량 흐름을 결정하는 단계; 및
    상기 현재의 유체 흐름이 원하는 유체 흐름과 실질적으로 동일할 때까지 펌프 용량을 제어 가능하게 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 변속 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
    제어기;
    상기 제어기에 의해 제어될 수 있는, 다수의 유체 회로를 포함하는 유압 제어 시스템;
    토크 발생 메커니즘에 의해 구동되도록 구성되고, 상기 유압 제어 시스템에 각각 유동적으로 결합되는 유입구와 배출구를 갖는 가변 용량형 펌프, 상기 펌프는 유압 제어 시스템 전체에 걸쳐 유체 흐름과 압력을 생성하도록 구성되고;
    상기 펌프에 각각 유동적으로 결합되는 상기 다수의 유체 회로의 제 1 유체 회로 및 제 2 유체 회로, 상기 제 1 유체 회로는 펌프 배출구와 제 2 유체 회로 사이에서 유동적으로 결합되고;
    적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동하도록 구성되고, 상기 제 1 유체 회로 내에 배치되는 제 1 조절 밸브, 상기 조절 위치는 제 1 유체 회로 내의 제 1 조절 압력에 해당하고;
    상기 제 1 조절 밸브에 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되는 제 1 압력 스위치, 상기 제 1 압력 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치되고;
    적어도 조절 위치와 비조절 위치 사이에서 이동하도록 구성되고, 상기 제 2 유체 회로 내에 배치되는 제 2 조절 밸브, 상기 조절 위치는 제 2 유체 회로 내의 제 2 조절 압력에 해당하고;
    상기 제 2 조절 밸브에 유동적으로 결합되고 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 구성되는 제 2 압력 스위치, 상기 제 2 압력 스위치는 제어기와 전기 연통하도록 배치되고; 및
    상기 제어기와 전기 연통하도록 배치되고, 상기 펌프에 제어 가능하게 결합되어 펌프의 용량을 조정하는 솔레노이드를 포함하고,
    상기 제어기의 메모리에 일련의 명령이 저장되고, 상기 일련의 명령은, 상기 제 1 조절 압력과 제 2 조절 압력이 이루어지는 시점을 상기 제 1 및 제 2 압력 스위치로부터의 신호를 통해 결정하고, 상기 제 1 및 제 2 조절 압력, 펌프 누출 계수, 유압 조종장치 누출 계수, 및 상기 제 1 및 제 2 유체 회로 내의 다수의 기하학적 제한의 함수로서 누출 적응 계수를 결정하며, 상기 펌프의 용량을 누출 적응 계수의 함수로서 제 1 용량에서 제 2 용량으로 조정하도록 제어기의 프로세서의 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 솔레노이드는 작동 가능하게 제어되어 펌프의 용량을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 솔레노이드는 제 1 상태와 제 2 상태 사이에서 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1020157023356A 2013-03-14 2014-03-03 변속기의 유압 제어 시스템의 피드 포워드 제어를 위한 시스템 및 방법 KR102142172B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/826,527 2013-03-14
US13/826,527 US9309792B2 (en) 2013-03-14 2013-03-14 System and method for controlling pump performance in a transmission
PCT/US2014/019877 WO2014158755A1 (en) 2013-03-14 2014-03-03 System and method for feed forward control of a hydraulic control system of a transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150128679A KR20150128679A (ko) 2015-11-18
KR102142172B1 true KR102142172B1 (ko) 2020-08-06

Family

ID=51521041

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157023356A KR102142172B1 (ko) 2013-03-14 2014-03-03 변속기의 유압 제어 시스템의 피드 포워드 제어를 위한 시스템 및 방법
KR1020157023343A KR102142171B1 (ko) 2013-03-14 2014-03-04 변속기의 유압 제어 시스템의 적응 제어를 위한 시스템 및 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157023343A KR102142171B1 (ko) 2013-03-14 2014-03-04 변속기의 유압 제어 시스템의 적응 제어를 위한 시스템 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (7) US9309792B2 (ko)
EP (2) EP2971869B1 (ko)
KR (2) KR102142172B1 (ko)
CN (2) CN105026805B (ko)
AU (2) AU2014241876B2 (ko)
CA (4) CA2900404C (ko)
WO (2) WO2014158755A1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9309792B2 (en) * 2013-03-14 2016-04-12 Allison Transmission, Inc. System and method for controlling pump performance in a transmission
US9783950B2 (en) 2014-10-07 2017-10-10 Allan P. Henderson Retrofit reinforcing structure addition and method for wind turbine concrete gravity spread foundations and the like
US9765881B2 (en) * 2015-02-27 2017-09-19 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit for powertrain having OTG
WO2017058168A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 Allison Transmission, Inc. Selectively controllable filtration system of a transmission and method thereof
US10337607B2 (en) 2015-09-29 2019-07-02 Allison Transmission, Inc. Selectively controllable filtration system of a transmission and method thereof
US9964199B2 (en) * 2016-04-12 2018-05-08 GM Global Technology Operations LLC Transmission storage oil level control with a solenoid on and off pulse
DE102016215225A1 (de) * 2016-08-16 2018-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Getriebes mit einem eine verstellbare Hydraulikpumpe umfassenden Hydrauliksystem
DE102016215857A1 (de) * 2016-08-24 2018-03-01 Voith Patent Gmbh Überwachung einer hydrodynamischen Kupplung
JP6555233B2 (ja) * 2016-11-25 2019-08-07 トヨタ自動車株式会社 車両用油圧制御装置
US10920399B2 (en) 2017-06-27 2021-02-16 Komatsu Ltd. Work vehicle and control method for work vehicle
CN107762992B (zh) * 2017-10-31 2023-09-08 中国第一汽车股份有限公司 支撑式液压隔板
US20210088130A1 (en) * 2017-12-20 2021-03-25 Borgwarner Inc. Hydraulic system with pump output switched by lubrication command and transmission including the same
US11661718B2 (en) 2018-07-25 2023-05-30 Terracon Consultants, Inc. Concrete pier foundation with lateral shear reinforcing loops and methods of constructing the same
US11365523B2 (en) 2018-11-13 2022-06-21 Terracon Consultants, Inc. Methods for constructing tensionless concrete pier foundations and foundations constructed thereby
US11885092B2 (en) 2019-01-31 2024-01-30 Terracon Consultants, Inc. Reinforcement structures for tensionless concrete pier foundations and methods of constructing the same
US11274412B2 (en) 2019-01-31 2022-03-15 Terracon Consultants, Inc. Reinforcement structures for tensionless concrete pier foundations and methods of constructing the same
SE544986C2 (en) * 2019-04-05 2023-02-21 Epiroc Rock Drills Ab Method and system for controlling operation of a hydraulic system of a drilling rig
CN110469663B (zh) * 2019-07-26 2021-08-17 中国第一汽车股份有限公司 一种变速器液压控制系统及车辆
CN112065966B (zh) * 2020-08-31 2021-10-15 中国第一汽车股份有限公司 一种变速器热管理控制方法
CN114046296B (zh) * 2021-11-08 2023-06-23 中国人民解放军火箭军工程大学 一种液压油箱智能温控系统及其设计方法
US11867286B1 (en) 2022-06-20 2024-01-09 Ford Global Technologies, Llc Transmission fluid temperature control system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8182238B2 (en) 2009-04-03 2012-05-22 Ford Global Technologies, Llc Variable displacement transmission pump control

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596461A (ja) * 1982-07-03 1984-01-13 Honda Motor Co Ltd 自動変速機の暖機促進装置
JPS6188056A (ja) 1984-10-08 1986-05-06 Toyota Motor Corp 自動変速機のオイルポンプの制御方法
US4653351A (en) * 1986-02-12 1987-03-31 General Motors Corporation Clutch-to-clutch power-on downshifting in a motor vehicle automatic transmission
US4838126A (en) * 1987-11-25 1989-06-13 Btr Engineering (Australia) Limited Electro/hydraulic control system for an automatic transmission
US5151858A (en) * 1990-10-05 1992-09-29 Saturn Corporation Multiple mode adaptive pressure control for an automatic transmission
US6695589B1 (en) 1999-03-26 2004-02-24 General Motors Corporation Control for an electric motor driven pump
JP4128992B2 (ja) 2003-10-15 2008-07-30 本田技研工業株式会社 油圧アクチュエータの油圧制御装置
US8024925B2 (en) * 2005-11-08 2011-09-27 Caterpillar Inc. Apparatus, system, and method for controlling a desired torque output
US7541321B2 (en) 2006-07-26 2009-06-02 Innovation Services, Inc. Water soluble barrier film conformal coating composition
JP2008202675A (ja) 2007-02-20 2008-09-04 Denso Corp 自動変速機制御装置
US20090127018A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-21 Caterpillar Paving Products Inc. Component combination for a hydrostatically driven vehicle
US7926267B2 (en) * 2008-03-20 2011-04-19 Caterpillar Inc. Hystat transmission having pressure override control
WO2010070961A1 (ja) 2008-12-17 2010-06-24 株式会社小松製作所 静油圧式変速車両の制御装置
JP5266111B2 (ja) * 2009-03-19 2013-08-21 株式会社豊田中央研究所 自動変速機の油圧供給装置
JP5372674B2 (ja) * 2009-09-04 2013-12-18 キャタピラー エス エー アール エル 作業機械の油圧制御装置
JP5523028B2 (ja) * 2009-09-04 2014-06-18 日立建機株式会社 油圧作業機械の油圧駆動装置
US8943820B2 (en) * 2009-12-09 2015-02-03 Caterpillar Inc. Method for controlling a pump and motor system
DE102009054754B4 (de) 2009-12-16 2019-02-07 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Zusatzpumpe, Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, und Hydrauliksystem mit einer solchen Vorrichtung.
US8403793B2 (en) 2010-02-17 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Hydraulic control system for an automatic transmission having a lubrication regulation valve
US8226526B2 (en) * 2010-04-30 2012-07-24 GM Global Technology Operations LLC Electro-hydraulic control system for a hybrid drive unit
JP2012112372A (ja) 2010-11-02 2012-06-14 Honda Motor Co Ltd 可変容量ポンプの運転状態判定装置
CA2827626C (en) * 2011-02-17 2018-05-15 Allison Transmission, Inc. Modulation control system and method for a hybrid transmission
US8647078B2 (en) 2011-02-24 2014-02-11 Ford Global Technologies, Llc Motor pump assembly for transmission valve body
US9316310B2 (en) 2011-08-10 2016-04-19 Kubota Corporation Working machine
NL2007335C2 (en) 2011-09-02 2013-03-05 Groeneveld Transp Efficiency B V Oil management system for an internal combustion engine, and a method for oil management of such an engine.
US9309792B2 (en) * 2013-03-14 2016-04-12 Allison Transmission, Inc. System and method for controlling pump performance in a transmission

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8182238B2 (en) 2009-04-03 2012-05-22 Ford Global Technologies, Llc Variable displacement transmission pump control

Also Published As

Publication number Publication date
EP2971869A4 (en) 2017-04-05
CA3122952C (en) 2023-09-12
WO2014158755A1 (en) 2014-10-02
US9709163B2 (en) 2017-07-18
US20210054927A1 (en) 2021-02-25
CN105143730A (zh) 2015-12-09
US9309792B2 (en) 2016-04-12
US11549584B2 (en) 2023-01-10
US20140260229A1 (en) 2014-09-18
AU2014241876A1 (en) 2015-08-13
US10253874B2 (en) 2019-04-09
CA2900404C (en) 2020-06-09
US20190195353A1 (en) 2019-06-27
CA2900347A1 (en) 2014-10-02
EP2971870A1 (en) 2016-01-20
US20170284541A1 (en) 2017-10-05
US20160076641A1 (en) 2016-03-17
AU2014241892B2 (en) 2017-02-16
WO2014158771A1 (en) 2014-10-02
EP2971869A1 (en) 2016-01-20
US20140260223A1 (en) 2014-09-18
US9382822B2 (en) 2016-07-05
EP2971870B1 (en) 2022-12-21
EP2971869B1 (en) 2020-05-06
US9383004B2 (en) 2016-07-05
CA3122952A1 (en) 2014-10-02
KR20150128678A (ko) 2015-11-18
US20140260228A1 (en) 2014-09-18
AU2014241892A1 (en) 2015-08-13
KR102142171B1 (ko) 2020-08-06
CN105143730B (zh) 2017-05-17
CA3200172A1 (en) 2014-10-02
KR20150128679A (ko) 2015-11-18
CN105026805A (zh) 2015-11-04
CN105026805B (zh) 2017-03-22
US10830343B2 (en) 2020-11-10
CA2900347C (en) 2022-05-17
EP2971870A4 (en) 2017-04-05
CA2900404A1 (en) 2014-10-02
AU2014241876B2 (en) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102142172B1 (ko) 변속기의 유압 제어 시스템의 피드 포워드 제어를 위한 시스템 및 방법
KR102115061B1 (ko) 변속기에서 펌프 성능을 제어하기 위한 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right