KR20200017049A - 자동화변속기에서의 부하 추정을 이용한 클러치 제어 방법 - Google Patents

자동화변속기에서의 부하 추정을 이용한 클러치 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동화변속기에서 부하를 추정하여 클러치를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 농작업차량에 부가되는 부하의 변동에 따른 클러치전달율의 변화를 고려하여 농작업차량에 부가된 부하를 추정하고, 추정된 부하를 고려하여 클러치를 제어하여 줌으로써, 부하의 변동에 따른 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 방지할 있는 자동화변속기에서의 부하 추정을 이용한 클러치 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는, 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 고려하여 클러치(110)를 제어하는 방법에 있어서, 제어부(130)에서 클러치페달(200)이 프레스된 상태인지 여부를 판단하는 클러치페달 상태 판단 단계(S100); 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)의 클러치전달율(=작업부하 클러치전달율) 정보를 수집하는 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200); 상기 작업부하 클러치전달율 정보를 미리 정해진 기준부하 클러치전달율 정보와 비교하여 상기 작업부하를 산출하는 작업부하 산출 단계(S300); 및 상기 산출된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하는 클러치 제어 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법을 개시한다.

Description

자동화변속기에서의 부하 추정을 이용한 클러치 제어 방법{Method for controlling clutch using load estimation in automated transmission}
본 발명은 자동화변속기에서 부하를 추정하여 클러치를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 농작업차량에 부가되는 부하의 변동에 따른 클러치전달율의 변화를 고려하여 농작업차량에 부가된 부하를 추정하고, 추정된 부하를 고려하여 클러치를 제어하여 줌으로써, 부하의 변동에 따른 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 방지할 있는 자동화변속기에서의 부하 추정을 이용한 클러치 제어 방법에 관한 것이다.
통상적으로 트랙터 등 농작업차량(1)에는, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 엔진(2)의 출력을 구동 바퀴에 전달하기 위하여 전진, 후진 또는 주행 속도에 맞추어 기어 물림을 변경하는 변속기(5)가 구비된다.
종래 상기 트랙터 등 농작업차량(1)에서는 주로 구조가 간단하고 연비가 우수한 수동변속기를 많이 사용하였으나, 상기 수동변속기는 운전자의 조작이 어렵고 변속시에 변속 충격 등이 발생할 수 있다는 단점이 있었다.
이에 대하여, 수동변속기에 자동화 변속장치를 장착하여 우수한 연비 성능과 함께 운전자의 조작을 편리하게 하면서, 변속 충격의 발생을 방지하고 변속 성능을 개선하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이러한 변속기(5)를 자동화변속기라고 부른다.
보다 구체적으로, 상기 자동화변속기에서는 운전자의 직접 조작에 따라 유압클러치의 접합(engage), 해제(disengage) 동작을 수행하지 않고, 제어기에서 클러치밸브를 제어하여 유압클러치로 인가되는 유량을 조절하면서 유압클러치의 접합, 해제 동작을 제어함으로써 차량의 전진, 후진 또는 기어단 변속을 수행하게 된다.
그런데, 종래 기술에 따른 자동화변속기에서는 트랙터 등 농작업차량(1)에 부착되는 작업기의 종류나 경작지의 상태 등에 따라 농작업차량(1)에 부가되는 부하(load)가 달라질 수 있으며, 이에 따라 기준부하보다 낮은 경부하가 부가되는 경우에는 클러치가 빠르게 접합되면서 변속 충격을 야기할 수 있고, 중부하가 부가되는 경우에는 클러치의 느린 응답으로 인해 운전자가 불편함을 느끼는 등 변속 품질이 저하되는 문제가 나타날 수 있다.
이에 대하여, 종래에는 운전석에 변속응답레벨 스위치 등을 구비하여 운전자가 부하 조건에 따라 변속응답레벨을 직접 설정할 수 있도록 하기도 하였으나, 이러한 경우 운전자가 작업 상황 등에 따른 부하 조건을 판단하여 수시로 변속응답레벨 스위치를 조작하여야 할 뿐만 아니라, 다양한 부하 조건에 따른 정확한 변속응답레벨을 적절히 설정하기도 어렵다는 문제가 따르게 된다.
나아가, 농작업차량(1)에 부착되는 작업기의 종류와 상기 경작지의 상태 등 작업 환경을 센싱한 후, 상기 농작업차량(1)에 부가되는 부하 조건을 산출하여 클러치를 제어하는 방안도 고려할 수 있겠으나, 이러한 경우에는 별도의 센서 및 전장 회로 등이 추가되어야 하므로 제품 단가의 상승 등을 유발할 수 있다는 점에서 바람직하지 못하다.
이에 따라, 별도의 부품 추가 없이도 농작업차량(1)에 부가되는 부하의 변동을 감지하고 이를 고려하여 클러치를 제어하여 줌으로써 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 방지할 있는 자동화변속기에서의 클러치 제어 방안에 대한 요구가 지속되고 있으나, 아직 이에 대한 적절한 해법이 제시되지 못하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0097550호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 별도의 부품 추가 없이도 농작업차량(1)에 부가되는 부하의 변동을 감지하고 이를 고려하여 클러치를 제어하여 줌으로써 변속 충격의 발생 등을 억제하는 등 변속 품질의 저하를 방지할 수 있는 자동화변속기에서의 클러치 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법은, 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 고려하여 클러치(110)를 제어하는 방법으로서, 제어부(130)에서 클러치페달(200)이 프레스된 상태인지 여부를 판단하는 클러치페달 상태 판단 단계(S100); 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)의 클러치전달율(=작업부하 클러치전달율) 정보를 수집하는 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200); 상기 작업부하 클러치전달율 정보를 미리 정해진 기준부하 클러치전달율 정보와 비교하여 상기 작업부하를 산출하는 작업부하 산출 단계(S300); 및 상기 산출된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하는 클러치 제어 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 클러치페달 상태 판단 단계(S100)에서, 상기 제어부(130)는 클러치페달센서(210)로부터 전송받은 상기 클러치패달(200)의 위치 정보를 이용하여 상기 클러치페달(200)이 미리 정해진 범위에 위치하는 경우 프레스 상태로 판단할 수 있다.
또한, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서는, 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)에 대한 클러치전달율의 응답시간(=작업부하 응답시간) 및 기울기(=작업부하 기울기) 중 하나 이상을 이용하여 상기 작업부하를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 작업부하 응답시간은 상기 클러치(110)에 대한 필업 제어 종료 시점부터 상기 작업부하 클러치전달율이 미리 정해진 응답시간 측정기준치까지 증가하는 시점까지 소요되는 시간일 수 있다.
또한, 상기 작업부하 기울기는 상기 클러치(110)에서의 작업부하 클러치전달율이 미리 정해진 제1 기울기 측정기준치부터 제2 기울기 측정기준치까지 증가하는데 소요되는 시간(Δt)과 그 시간 동안의 작업부하 클러치전달율 증가량(ΔP)의 비율(ΔP/Δt)일 수 있다.
나아가, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서, 상기 제어부(130)가 상기 작업부하를 산출함에 있어, 미리 정해진 기준부하를 기준으로, 상기 작업부하 응답시간과 기준부하 응답시간의 차이에 미리 정해진 응답시간 보정비율을 곱한 값 또는 상기 작업부하 기울기와 기준부하 기울기의 차이에 미리 정해진 기울기 보정비율을 곱한 값 중 하나 이상을 가감하여 상기 작업부하를 산출할 수 있다.
또한, 상기 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200)에서, 상기 제어부(100)는 상기 농작업차량(1)의 엔진(2)에 대한 엔진 제어 유닛(ECU) 또는 변속기(5)에 대한 변속기 제어 유닛(TCU)에 의하여 생성되는 정보를 이용하여 상기 작업부하 클러치전달율 정보를 수집할 수 있다.
또한, 상기 클러치 제어 단계(S400)에서는, 상기 산출된 작업부하에 따라 상기 클러치(110)의 유압 프로파일을 조절하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법에서는, 농작업차량(1)에 부가되는 부하의 변동에 따른 클러치전달율의 변화를 고려하여 상기 농작업차량(1)에 부가된 작업부하를 추정하고, 추정된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)를 제어하여 줌으로써, 부하의 변동에 따른 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 통상의 농작업차량(1)의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 클러치(110)의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법을 자세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법의 추가 실시예에 따른 순서도이다.
도 8a과 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 추정된 작업부하를 이용하여 클러치(110)를 제어하는 방법을 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법의 예시적인 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법의 순서도를 예시하고 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법은, 클러치페달 상태 판단 단계(S100), 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200), 작업부하 산출 단계(S300) 및 클러치 제어 단계(S400)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 클러치페달 상태 판단 단계(S100)에서는, 제어부(130)에서 클러치페달(200)이 프레스된 상태인지 여부를 판단하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 클러치페달 상태 판단 단계(S100)에서, 상기 제어부(130)는 클러치페달센서(210)로부터 전송받은 상기 클러치패달(200)의 위치 정보를 이용하여 상기 클러치페달(200)이 미리 정해진 범위에 위치하는 경우 프레스 상태로 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200)에서는, 상기 제어부(130)는 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)의 클러치전달율(=작업부하 클러치전달율) 정보를 수집하게 된다.
이어서, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서는, 상기 작업부하 클러치전달율 정보를 미리 정해진 기준부하 클러치전달율 정보와 비교하여 상기 농작업차량(1)에 부가되고 있는 작업부하를 산출하게 된다.
마지막으로, 상기 클러치 제어 단계(S400)에서는, 상기 산출된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(130)에서는 상기 산출된 작업부하에 따라 상기 클러치(110)의 유압 프로파일(예를 들어, 유압 프로파일에서의 구동압, 기울기 등)을 조절하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 시스템의 구성도를 도시하고 있다.
아래에서는, 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법 및 시스템을 보다 자세히 설명한다.
우선, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 시스템은 클러치(110)와 클러치밸브(120) 및 상기 클러치(110)의 제어를 위한 제어부(130)를 포함할 수 있으며, 또한 사기 클러치(110)의 접합(engage), 해제(disengage)를 조절하는 클러치페달(200) 및 상기 클러치페달(200)의 위치 정보를 센싱하는 클러치페달센서(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 클러치(110)는, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 단수 또는 복수의 플레이트(plate, 112)와 디스트(disk, 113)을 구비하며, 상기 플레이트(112)와 디스크(113)의 접합, 해제를 통해 동력의 연결, 차단 기능을 수행한다.
이를 위하여, 솔레노이브 밸브 등으로 구성되는 상기 클러치밸브(120)는 유압 펌프로부터 공급되는 오일을 상기 클러치(110)로 공급하여 피스톤(piston, 111)을 구동시켜 줌으로써 상기 플레이트(112)와 디스크(113)의 접합, 해제를 수행하게 된다.
그런데, 상기 자동화변속기(100)에서는 운전자의 직접 조작에 따라 상기 클러치(110)의 접합, 해제 동작을 수행하지 않고, 상기 제어부(130)에서 상기 클러치밸브(120)를 제어하여 상기 클러치(110)로 유입되는 유량을 조절하면서 상기 클러치(110)의 접합, 해제 동작을 제어하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 제어부(130)에서는 상기 클러치밸브(120)를 제어하여 유압을 상기 클러치(110)로 공급(도 4의 (A))하며, 이에 따라 상기 피스톤(111)이 구동(도 4의 (B))하여 상기 플레이트(112)와 디스크(113)를 서로 접촉시키면서 동력을 전달하게 된다.
그런데, 종래 통상의 자동화변속기(100)에서는, 도 5에서 볼 수 있는 바와 갈이, 미리 정해진 부하 조건에 따른 유압 프로파일(도 5의 (A))을 이용하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하는 바, 이에 따라 기준부하(도 5의 (b))보다 낮은 경부하가 부가되는 경우(도 5의 (a))에는 클러치가 빠르게 접합되면서 변속 충격을 야기할 수 있으며, 중부하가 부가되는 경우(도 5의 (c))에는 클러치의 느린 응답으로 인해 운전자가 불편함을 느끼는 등 농작업차량(1)에 부가되는 부하 조건의 변화에 의하여 변속 품질이 저하 되는 문제가 발생하게 된다.
이에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법 및 시스템에서는, 농작업차량(1)에 부가되는 부하의 변동에 따른 클러치전달율의 변화를 고려하여 상기 농작업차량(1)에 부가된 작업부하를 추정하고, 추정된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)를 제어하여 줌으로써, 부하의 변동에 따른 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법 및 시스템에서는, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 작업부하 클러치전달율 정보(도 6의 (a))를 미리 정해진 기준부하 클러치전달율 정보(도 6의 (b))와 비교하여, 상기 작업부하 클러치전달율 정보가 상기 기준부하 클러치전달율 정보보다 빠르게 증가하는 경우에는 상기 작업부하가 상기 기준부하보다 낮은 경부하로 판단하고, 상기 작업부하 클러치전달율 정보가 상기 기준부하 클러치전달율 정보보다 느리게 증가하는 경우에는 상기 작업부하가 상기 기준부하보다 높은 중부하로 판단할 수 있게 된다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)에서의 부하 추정을 이용한 클러치(110) 제어 방법 및 시스템에서 상기 작업부하를 산출함에 있어서, 상기 작업부하 클러치전달율 정보와 상기 기준부하 클러치전달율 정보의 차이의 정도로부터 상기 농작업차량(1)에 부가되고 있는 작업부하를 산출할 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서, 제어부(130)는 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)에 대한 클러치전달율의 응답시간(=작업부하 응답시간)(도 6의 (a1)) 또는 기울기(=작업부하 기울기)(도 6의 (a2))를, 미리 정해진 기준부하 응답시간(도 6의 (b1)) 또는 기준부하 기울기(도 6의 (b2))와 대비하여 그 차이의 정도를 고려하여 상기 농작업차량(1)에 부가되고 있는 작업부하를 산출할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)의 클러치(110) 제어 방법을 각 단계별로 나누어 보다 자세하게 설명한다.
먼저, 상기 클러치페달 상태 판단 단계(S100)에서는, 제어부(130)에서 클러치페달(200)이 프레스된 상태인지 여부를 판단하게 된다.
이때, 상기 클러치페달(200)이 프레스된 상태라고 함은 운전자가 상기 클러치페달(200)을 미리 정해진 위치까지 밟아 상기 클러치(110)가 해제되는 경우를 말한다. 즉, 클러치페달(200)이 프레스 상태인 경우에는 상기 클러치(110)가 해제되므로, 트랙터 등 농작업차량(1)에 부착되는 작업기 등에 의한 작업부하로 인해 상기 클러치(110)의 변속 특성의 변화가 나타나지 않게 되어, 작업부하를 추정하거나 나아가 추정된 작업부하를 이용하여 클러치(110)의 동작을 보정하기도 어려워지는 바, 본 발명에서는 상기 클러치페달(200)이 프레스 상태인 경우에는 상기 작업부하의 산출 및 클러치(110)의 보정 프로세스가 진행되지 않도록 할 수 있다(도 7의 S210 단계).
보다 구체적으로, 상기 클러치페달 상태 판단 단계(S100)에서는, 상기 제어부(130)가 클러치페달센서(210)로부터 전송받은 상기 클러치패달(200)의 위치 정보를 이용하여, 상기 클러치페달(200)이 미리 정해진 범위에 위치하는 경우, 상기 클러치페달(200)이 프레스 상태에 있다고 판단할 수 있다.
이때, 상기 클러치페달(200)의 위치 정보에는 운전자의 조작에 의한 상기 클러치페달(200)의 변위에 따른 위치 정보가 포함될 수 있다. 나아가, 상기 위치 정보는 미리 정해진 주기 간격으로 측정되거나, 각 위치 정보가 측정된 시간이 포함되어 상기 클러치페달(200)의 릴리즈 속도를 산출하는데 사용될 수 있다.
이때, 상기 클러치페달센서(210)로서는 포텐셔미터(potentiometer) 등 상기 클러치페달(200)의 변위를 적절하게 측정할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU)를 이용하여 구현될 수 있겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 엔진 제어 유닛(ECU)이나 별도의 제어 회로 등을 이용하여 구성될 수도 있다.
이에 따라, 상기 클러치페달센서(210)는 미리 정해진 전기 신호 등을 이용하여 상기 제어부(130)로 상기 위치 정보를 전송하게 된다.
이어서, 상기 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200)에서는, 상기 농작업차량(1)에 작업부하가 부가된 상태에서의 상기 클러치(110)의 클러치전달율(=작업부하 클러치전달율) 정보를 수집하게 된다.
여기서, 상기 클러치(110)의 클러치전달율이라 함은 상기 클러치(110)의 접합 과정에서의 입력 회전수 대비 출력 회전수의 비율(즉, (클러치(110) 출력축 RPM) / (엔진(2) RPM))을 의미하며, 이에 따라 상기 작업부하 클러치 전달율 정보는 상기 농작업차량(1)에 작업부하가 부가된 상태에서 상기 클러치(110)의 접합(engage) 과정에서의 클러치(110) 출력축의 회전수와 엔진(2)의 회전수 정보 등을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제어부(130)가 상기 작업부하 클러치 전달율 정보를 반드시 상기 클러치(110) 출력축의 회전수와 엔진(2)의 회전수 정보를 이용하여 산출하여야 하는 것은 아니며, 이외에도 상기 클러치(110)의 입력축 회전수 정보 등 다른 정보를 이용하거나, 상기 엔진(2)에 대한 엔진 제어 유닛(Engine Control Unit, ECU)이나 변속기(5)에 대한 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU) 등에서 생성된 정보를 이용하여 상기 작업부하 클러치 전달율 정보를 생성하는 것도 가능하다.
이때, 상기 작업부하 클러치전달율 정보에는, 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)에 대한 클러치전달율의 응답시간(=작업부하 응답시간) 및 기울기(=작업부하 기울기)가 포함될 수 있다.
여기서, 상기 작업부하 응답시간은 상기 클러치(110)에 대한 필업 제어 종료 시점(도 6의 (A))부터 상기 작업부하 클러치전달율(도 6의 (a))이 미리 정해진 응답시간 측정기준치(도 6의 (c1))까지 증가하는 시점까지 소요되는 시간(도 6의 (a1))일 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 상기 필업 제어 종료 시점이 아닌 다른 시점을 기준으로 하여 상기 (도 6의 (a))이 미리 정해진 응답시간 측정기준치(도 6의 (c1))까지 증가하는 시점까지 소요되는 시간을 의미할 수도 있다.
또한, 상기 작업부하 기울기는 상기 클러치(110)에서의 작업부하 클러치전달율(도 6의 (a))이 미리 정해진 제1 기울기 측정기준치(도 6의 (c21))부터 제2 기울기 측정기준치(도 6의 (c22))까지 증가하는데 소요되는 시간(도 6의 Δt1)과 그 시간 동안의 작업부하 클러치전달율 증가량(도 6의 ΔP1)의 비율(ΔP1/Δt1)일 수 있다.
또한, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서는, 상기 작업부하 클러치전달율 정보를 미리 정해진 기준부하 클러치전달율 정보와 비교하여 상기 작업부하를 산출하게 된다.
즉, 작업부하 산출 단계(S300)에서는 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 산출함에 있어서, 상기 작업부하 클러치전달율 정보(도 6의 (a))와 상기 기준부하 클러치전달율 정보(도 6의 (b))의 차이의 정도로부터 상기 농작업차량(1)에 부가되고 있는 작업부하를 산출할 수도 있다.
나아가, 상기 제어부(130)에서는 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)에 대한 클러치전달율의 응답시간(=작업부하 응답시간) 및 기울기(=작업부하 기울기) 중 하나를 이용하거나, 상기 작업부하 응답시간 및 작업부하 기울기를 모두 이용하여 상기 작업부하를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서, 제어부(130)는 상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)에 대한 클러치전달율의 응답시간(=작업부하 응답시간)(도 6의 (a1)) 또는 기울기(=작업부하 기울기)(도 6의 (a2))를, 미리 정해진 기준부하 응답시간(도 6의 (b1)) 또는 기준부하 기울기(도 6의 (b2))와 대비하여 그 차이의 정도를 고려하여 상기 농작업차량(1)에 부가되고 있는 작업부하를 산출할 수도 있다.
이때, 상기 작업부하 응답시간(도 6의 (a1))은 상기 클러치(110)에 대한 필업 제어 종료 시점(도 6의 (A))부터 상기 작업부하 클러치전달율(도 6의 (a))이 미리 정해진 응답시간 측정기준치(도 6의 (c1))까지 증가하는 시점까지 소요되는 시간을 의미할 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 상기 필업 제어 종료 시점이 아닌 다른 시점부터 상기 작업부하 클러치전달율(도 6의 (a))이 미리 정해진 응답시간 측정기준치(도 6의 (c1))까지 증가하는 시점까지 소요되는 시간을 의미할 수도 있다.
또한, 상기 작업부하 기울기(도 6의 (a2))는 상기 클러치(110)에서의 작업부하 클러치전달율(도 6의 (a))이 미리 정해진 제1 기울기 측정기준치(도 6의 (c21))부터 제2 기울기 측정기준치(도 6의 (c22))까지 증가하는데 소요되는 시간(도 6의 Δt1)과 그 시간 동안의 작업부하 클러치전달율 증가량(도 6의 ΔP1)의 비율(ΔP1/Δt1)을 의미한다.
나아가, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서, 상기 제어부(130)는 작업부하 응답시간과 작업부하 기울기를 모두 고려하여 상기 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 산출함으로써, 산출되는 작업부하의 정확도를 높일 수도 있다.
예를 들어, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 클러치페달(200)이 프레스 상태가 아닌 경우, 상기 작업부하 응답시간(S230)과 작업부하 기울기(S230)를 산출한 후, 상기 산출된 작업부하 응답시간과 작업부하 기울기를 기준부하 응답시간과 기준부하 기울기와 대비하여 상기 농작업차량(1)에 부가되고 있는 작업부하를 산출한 후, 상기 산출된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)의 유압 프로파일을 보정(S240)하여 줌으로써, 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하의 변동에 따른 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 작업부하 산출 단계(S300)에서, 상기 제어부(130)는, 미리 정해진 기준부하(=L)를 기준으로, 상기 작업부하 응답시간(도 6의 (a1))과 기준부하 응답시간(도 6의 (b1))의 차이에 미리 정해진 응답시간 보정비율(=M)을 곱한 값 또는 상기 작업부하 기울기(도 6의 (a2))와 기준부하 기울기(도 6의 (b2))의 차이에 미리 정해진 기울기 보정비율(=N)을 곱한 값 중 하나 이상을 가감하여 상기 작업부하(=O)를 산출할 수 있으며, 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.
[수학식 1]
작업부하(O) = 기준부하(L) + M * (작업부하 응답시간 - 기준부하 응답시간) + N * (작업부하 기울기 - 기준부하 기울기)
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)의 클러치(110) 제어 방법에서는, 도 8a 및 도 86b에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 작업부하 클러치전달율 정보에서 작업부하 기울기 정보 만을 이용하여 작업부하를 산출(도 8a) 하거나, 작업부하 응답시간 정보만을 이용하여 작업부하를 산출(도 8b)할 수도 있다.
즉, 도 8a에서 볼 수 있는 바와 같이, 작업부하 기울기(도 8a의 (a2)) 만을 산출하여 이를 기준부하 기울기(도 8a의 (b2))와 비교하더라도 그 차이를 이용하여 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 산출하는 것이 가능하며, 또한 도 8b에서 볼 수 있는 바와 같이, 작업부하 응답시간(도 8b의 (a1)) 만을 산출하여 이를 기준부하 응답시간(도 8b의 (b1))과 비교하더라도 그 차이를 이용하여 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 산출하는 것이 가능하다.
그런데, 상기 작업부하 기울기 또는 작업부하 응답시간 중 하나만을 이용하는 것 보다는 상기 작업부하 기울기 및 작업부하 응답시간을 모두를 기준부하와 대비하여 작업부하를 산출하는 경우, 다양한 부하 환경에서 나타날 수 있는 작업부하의 오차 발생 가능성을 줄이고 산출된 작업부하의 정확성을 높일 수 있는 바, 상기 작업부하 기울기 및 작업부하 응답시간을 모두 고려하여 상기 작업부하를 산출하는 것이 보다 바람직하다.
마지막으로, 상기 클러치 제어 단계(S400)에서는, 상기 산출된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하게 된다.
이때, 상기 제어부(130)는 산출된 작업부하에 따라 상기 클러치(110)의 유압 프로파일을 조절하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어할 수 있으며, 나아가 상기 제어부(130)에서는 미리 저장된 작업부하 별 유압 프로파일을 이용하거나, 상기 작업부하와 기준부하의 차이에 따라 유압 유압프로파일에서의 구동압이나 기울기 등을 조절하여 상기 클러치(110)의 접합(engage) 등 동작을 제어할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어부(130)에서는, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 산출된 작업부하가 기준부하(도 9의 (b1))보다 경부하인 경우(도 9의 (a1))에는 클러치(110)가 급속하게 접합(engage)되면서 변속 충격 등이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 클러치(110)가 보다 천천히 접합될 수 있는 유압 프로파일을 적용(도 9의 (a2))하고, 산출된 작업부하가 기준부하(도 9의 (b1))보다 중부하인 경우(도 9의 (c1))에는 클러치(110)가 너무 천천히 접합(engage)되면서 느린 변속으로 인한 변속 품질이 저하되는 것을 방지하기 위하여 상기 클러치(110)가 보다 신속하게 접합될 수 있는 유압 프로파일을 적용(도 9의 (c2))하는 방식으로 상기 클러치(110)의 동작을 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화변속기(100)의 클러치(110) 제어 방법에서는, 농작업차량(1)에 부가되는 부하의 변동에 따른 클러치전달율의 변화를 고려하여 상기 농작업차량(1)에 부가된 작업부하를 추정하고, 추정된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)를 제어하여 줌으로써, 부하의 변동에 따른 변속 충격의 발생 등을 억제하고 변속 품질의 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(1) : 농작업차량 (2) : 엔진
(5) : 변속기 (10) : 클러치페달
(100) : 자동화변속기 (110) : 클러치
(111) : 피스톤 (112) : 플레이트
(113) : 디스크 (114) : 리턴스프링
(120) : 클러치밸브 (130) : 제어부
(200) : 클러치페달 (210) : 클러치페달센서

Claims (8)

  1. 농작업차량(1)에 부가되는 작업부하를 고려하여 클러치(110)를 제어하는 방법에 있어서,
    제어부(130)에서 클러치페달(200)이 프레스된 상태인지 여부를 판단하는 클러치페달 상태 판단 단계(S100);
    상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)의 클러치전달율(=작업부하 클러치전달율) 정보를 수집하는 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200);
    상기 작업부하 클러치전달율 정보를 미리 정해진 기준부하 클러치전달율 정보와 비교하여 상기 작업부하를 산출하는 작업부하 산출 단계(S300); 및
    상기 산출된 작업부하를 고려하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하는 클러치 제어 단계(S400);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클러치페달 상태 판단 단계(S100)에서,
    상기 제어부(130)는 클러치페달센서(210)로부터 전송받은 상기 클러치패달(200)의 위치 정보를 이용하여 상기 클러치페달(200)이 미리 정해진 범위에 위치하는 경우 프레스 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작업부하 산출 단계(S300)에서는,
    상기 작업부하 상태에서의 상기 클러치(110)에 대한 클러치전달율의 응답시간(=작업부하 응답시간) 및 기울기(=작업부하 기울기) 중 하나 이상을 이용하여 상기 작업부하를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 작업부하 응답시간은 상기 클러치(110)에 대한 필업 제어 종료 시점부터 상기 작업부하 클러치전달율이 미리 정해진 응답시간 측정기준치까지 증가하는 시점까지 소요되는 시간인 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 작업부하 기울기는 상기 클러치(110)에서의 작업부하 클러치전달율이 미리 정해진 제1 기울기 측정기준치부터 제2 기울기 측정기준치까지 증가하는데 소요되는 시간(Δt)과 그 시간 동안의 작업부하 클러치전달율 증가량(ΔP)의 비율(ΔP/Δt)인 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 작업부하 산출 단계(S300)에서,
    상기 제어부(130)가 상기 작업부하를 산출함에 있어,
    미리 정해진 기준부하를 기준으로, 상기 작업부하 응답시간과 기준부하 응답시간의 차이에 미리 정해진 응답시간 보정비율을 곱한 값 또는 상기 작업부하 기울기와 기준부하 기울기의 차이에 미리 정해진 기울기 보정비율을 곱한 값 중 하나 이상을 가감하여 상기 작업부하를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 작업부하 클러치전달율 정보 수집 단계(S200)에서,
    상기 제어부(100)는 상기 농작업차량(1)의 엔진(2)에 대한 엔진 제어 유닛(ECU) 또는 변속기(5)에 대한 변속기 제어 유닛(TCU)에 의하여 생성되는 정보를 이용하여 상기 작업부하 클러치전달율 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 클러치 제어 단계(S400)에서는,
    상기 산출된 작업부하에 따라 상기 클러치(110)의 유압 프로파일을 조절하여 상기 클러치(110)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동화변속기(100)에서의 클러치(110) 제어 방법.
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