KR910004241B1

KR910004241B1 - 유체압 액튜에이터

Info

Publication number: KR910004241B1
Application number: KR1019890002737A
Authority: KR
Inventors: 아끼후미 다우에; 히로미 고오노; 유우지 사도오
Original assignee: 지이제루 기기 가부시기가이샤; 이다가끼 유끼오
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPH01238741A; KR890014925A; US4944194A

Abstract

내용 없음.

Description

유체압 액튜에이터

제 1 도는 본 발명을 차량용 변속기의 제어장치에 적용한 예를 표시한 설명도.

제 2 도는 본 발명의 요부를 표시한 단면도.

제 3 도는 본 발명의 요부를 표시한 유압회로도.

제 4 도는 본 발명에 관한 액튜에이터의 제어의 개요를 표시하는 공정도.

제 5 도는 상기 제어에 사용한 스트로오크 센서(stroke senser) 출력판독 루우틴(Routine)을 표시하는 공정도.

제 6 도는 본 발명에 관한 액튜에이터를 차량용 변속기의 제어장치에 적용한 경우의 변속제어의 개요를 표시하는 공정도.

제 7 도는 상기 제어에 사용하는 시후트 액튜에이터(shift actuator)의 작동 루우틴을 표시하는 공정도.

제 8 도는 상기 제어에 사용하는 세렉트 액튜에이터(select actuator)의 작동루우틴을 표시하는 공정도.

제 9 도는 상기 제어에 있어서 이상시의 제어 루우틴을 표시하는 공정도.

제 10 도는 상기 이상시제어에 있어서 액튜에이터의 뉴트랄(Neutral) 검출 루우틴을 표시하는 공정도.

제 11 도 및 제 12 도는 상기 이상시제어에 있어서 액튜에이터의 작동루우틴을 그 작동방향별로 표시하는 공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 액튜에이터 3,4 : 피스톤로드

5 : 액튜에이터 하우징 6 : 실린더

7 : 로드통공 9 : 피스톤

20 : 스트로우크 센서 21 : 위치스위치

본 발명은 차량용 자동변속기의 구동제어장치에 호적한 유체압 액튜에이터에 관한 것이다. 종래의 차량용 자동변속기의 구동제어장치는, 예를들면 일본국 특개소 62-137450호 공보에 기재한 것과 같이 유압실린더로된 유체압 액튜에이터와 이 실린더의 작동을 제어하는 전자밸브와 이 전자밸브의 작동을 제어하는 마이크로 컴퓨우터를 내장한 제어장치와 상기 액튜에이터의 변위를 검출하여 그 신호를 상기 제어장치에 입력하는 위치스위치(Position switch)를 마련하고, 그위에 근래에는 상기 포지숀스위치 대신 액튜에이터의 변위를 연속적으로 검출이 가능한 스트로우크 센서를 마련하여, 제어장치에 입력되는 자동차의 가속페달의 위치나 엔진의 회전수 등의 입력정보에 의하여 상기 액튜에이터의 최적한 위치를 연산하여 그 제어신호를 상기 전자밸브에 출력하므로서 액튜에이터의 작동을 자동적으로 또한 원격제어가능하게 구성하고 있다. 그러나 종래의 구동제어장치에서는 상기 스트로우크 센서가 예를들면 단선사고 등의 이상상태에 빠졌을 경우, 제어장치에 의한 제어가 불가능하게 되어, 자동차주행의 안전성에 지장을 초래한다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제를 해결하고 스트로우크 센서와 위치스위치를 마련한 유체압 액튜에이터에 있어서, 상기 센서가 이상 상태에 빠져 제어장치에 의한 제어가 불능하게 되었을 경우에도 위치스위치로 이것을 백업시켜서 이상시에 있어서 유체압 액튜에이터의 응급작동을 가능케함과 동시에 상기 스위치를 저지장치로 기능(機能)시키므로서, 구성의 간결화를 도모할 수 있도록한 유체압 액튜에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이로인하여, 본 발명의 유체압 액튜에이터는 액튜에이터 하우징내에 실린더와 로드통공을 형성하여, 이들에게 피스톤과 피스톤로드를 접동가능하게 수용함과 동시에 상기 피스톤 위치를 검출가능한 스트로우크 센서를 마련한 유체압 액튜에이터에 있어서, 상기 통공을 향하여 피스톤 또는 피스톤로드위치를 검출이 가능하게 위치스위치를 마련하여 이 스위치를 개재하여 상기 스트로우크 센서를 보상시킴과 동시에 상기 피스톤을 소정위치에서 저지가능하게 하므로서 스트로우크 센서가 사용하게 되었을 경우에도 이것을 상기 위치스위치로 백업시킴으로서 액튜에이터의 응급작동을 가능하게하고, 또 위치스위치를 저지장치로서 병행하므로서 부품점수의 저감과 구성의 간결화를 도모할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 차량용 자동변속기의 구동제어장치에 적용한 도시실시예에 관하여 설명하면 제 1 도 내지 제 12 도에 있어서 (1), (2)는 도시를 생략한 시후트레버(shift lever)를 직각 2방향으로 변위가 가능한 유압실린더로된 시후트 액튜에이터와 세렉트 액튜에이터로서, 그들의 피스톤로드(3), (4)의 건단에는 예를들어 일본국 특개소 58-177725호 공보에서 표시함과 같이

형의 맞물린편과 상기 시후트레버가 연결되고, 이 레버의 일단이 상기 맞물린편내에서 접동이 가능하게 맞물려 있다.

이들 액튜에이터(1), (2)는 실질적으로 동일하게 구성되어, 이것을 편이상 한쪽의 액튜에이터(1)로 설명하면, 액튜에이터 하우징(5)내에는 실린더(6)와 대소의 직경을 가진 로드통공(7), (8)이 형성되어 이중에서 로드통공(7)내에 상기 피스톤로드(3)가 접동가능하게 수용되어 있다.

상기 실린더(6)내에는 피스톤(9)이 접동이 가능하게 수용되어 이 피스톤(9)의 수압면적이 큰쪽 단면에 돌설한 검출로드(10)가 상기 로드통공(8)내에 접동이 가능하게 수용되어 있다.

상기 하우징(5)에는 실린더(6)에 연통하는 두 개의 포오트(11), (12)가 사이를 띄어 형성되고, 이들에게 메인유로(13)에 연통하는 유로(14), (15)가 도통(導通)되어 있다. 메인유로(13)는 유압펌프(도시생략)와 기름탱크(16)에 연통하고 있고, 이유로(13)는 제 1 내지 제 3전자밸브(17), (18), (19)가 삽입되어 있다.

이중 제 1의 전자밸브(17)와 상폐형(常閉型)밸브, 제 2 및 제 3의 전자밸브(18),(19)는 상폐형밸브로 구성되어, 상기 밸브(17)를 열고 밸브(18)를 개폐제어하므로서, 피스톤(19)으로 구획되는 실린더(6)의 좌우양실에 압유(壓油)를 유도하여, 상기 피스톤(9)을 좌측으로 이동 가능하게 되어 있다. 또 상기 밸브(17)를 열고 밸브(18)를 닫아서 상기 밸브(19)를 개폐제어하므로서, 상기 실린더(6)의 압유를 놓치는 대신 그 반대측실, 결국 수압면적이 작은쪽실에 압유를 끌어서 피스톤(9)을 우측으로 이동이 가능하게 하고 있다.

그래서, 이와 같은 피스톤로드(3)의 변위는 스트로우크 센서(20)와 후술하는 위치스위치(21)의 쌍방에서 독자적으로 검출이 가능하게되고, 이중 스트로우크 센서(20)는 상기 검출로드(10)에 연동이 가능한 센서로드(22)를 가지고, 이 로드(22)를 개재하여 피스톤로드(3)의 변위를 연속적으로 검출하여 그 신호를 제어장치(23)에 입력이 가능되게하고 있다.

상기 제어장치(23)는 마이크로 컴퓨우터를 내장하고, 여기에다 엔진의 작동상태와 운전상태에 관한 정보, 예를들어 엔진의 회전수, 가속페달의 위치신호등이 입력되어, 이들의 입력정보에 의하여 상기 액튜에이터(1), (2)의 최적위치를 연산하여 그 처리신호를 제어신호로서 각각 제 1 내지 제 3의 전자밸브(17), (18), (19)에 출력이 가능되게 하고 있다.

한편, 상기 위치스위치(21)는 상기 로드통공(7)을 향하여서 설치되고, 그 스위치케이스(24)내에는 스프링(25)와 맞물린보올(26)이 수용되어 있고, 상기 스프링(25)을 개재하여 맞물린보올(26)이 피스톤로드(3)의 주면(周面)을 꽉 눌러서 상기 로드(3)의 주면에 형성한 검출홈(27)에 항상 맞물려서 상기 로드(3)의 중립위치의 유지가 가능하게 하고 있다. 즉, 위치스위치(21)는 피스톤로드(3)의 저지장치로서 기능을 함과 동시에 맞물린보올(26)과 검출홈(27)이 맞물렸을때에는 내장한 상폐접정(常閉接點)을 닫고, 상기 로드(3)의 기준위치검출신호를 제어장치(23)에 입력하고, 한편 피스톤로드(3)의 좌우방향으로 최대이동시에는 맞물린보올(26)과 검출홈(21)과의 맞물림을 해제하여 상기 접점을 열어서 OFF 상태를 유지하도록 되어 있다.

따라서, 위치스위치(21)는 피스톤로드(3)의 기준위치검출에 관하여 스트로우크 센서(20)를 보상하게되어, 그런고로 설사 상기 센서(20)가 사용불능 상태가 되었을 경우에도 이것을 위치스위치(21)로 대응시키고, 상기 제어장치(23)와 각각의 제1 내지 제3의 전자밸브(17), (18), (19)를 구사(驅使)하므로서, 상기 기준위치를 기점으로 피스톤로드(3)를 중간위치와 좌우 최대 스크로우크 위치의 3위치에 이동하여 그 응급작동이 가능하게 된다.

즉, 그 경우의 제어의 개요는 제 4 도에 표시함과 같이 제어개시후에 각 액튜에이터(1), (2)에 장비한 스트로우크 센서(20), (20)로부터의 출력, 결국 신호출력의 유무와 작동 상태를 판독하여 당해출력의 이상 유무를 판단한 다음 정상이면, 상기 센서(20), (20)에 의한 통상의 제어를 실행하여, 이상이 있으면 위치스위치(21), (21)에 의한 제어를 실행하도록 하고 있다.

상기 스트로우크 센서(20)의 출력 판독은 제 5 도에 표시하는 루우틴(routine)으로 실행되어, 제어개시후 사전에 각 센서(20)의 에러(error)를 지워서 없애고, 우선 시후트 액튜에이터(1)의 스트로우크 센서(20)로 부터의 출력 D_SF를 판독하여 그 이상 유무를 판단시킨다. 그리고, 이상이 없으면, 다음 스텝으로 이행(移行)하고, 이상이 있으면 에러 플래그(error flag)1로서 당해 이상을 지정하여 다음 스텝으로 이행하여 세렉트 액튜에이터(select actuator)(2)의 스트로우크 센서(20)에서의 출력 D_SL를 판독시켜서 그 이상의 유무를 판단시킨다. 그 결과 이상이 없으면, 일련의 출력판독루우틴을 종료시키고, 이상이 있으면 에러플래그 2로서 당해 이상을 지정하여 상기 루우틴을 종료하도록 하고 있다.

이 경우의 각 센서(20)의 에러에는 예를들면 출력신호없는 상태와 신호레벨이상의 상태등이 포함되어, 또 그 경우의 레벨 판정은 제어장치(23)에 미리 기억된 기준레벨과 각 센서(20)에서 제어장치(23)에 입력되는 신호레벨을 비교하므로서 행하여진다.

전기 스트로우크 센서(20)에 의한 통상의 제어는 제어장치(23)에 입력되는 각종의 정보, 예를들면 엔진의 회전수와 가속페달의 위치신호 등에 의하여 상기 액튜에이터(1), (2)의 최적한 위치로 연산하고, 그 처리신호를 제어신호로서 각각 제 1 내지 제3의 전자밸브(17), (18), (19)에 출력하여 이들 전자밸브(17), (18), (19)의 작동을 개재하여서 상기 액튜에이터(1),(2)의 최적위치의 설정을 실행시켜서, 그 과정에서 스트로우크 센서(20)에서의 정보를 제어장치(23)에 입력하여 상기 위치설정에 피이드백 시키는 것을 내용으로 하고 있다.

또 위치스위치(21)에 의한 제어는 정상인 센서(20)에 대응하는 액튜에이터(1), 또는 (2)에 관해서는 그대로 작동시켜서 이상있는 센서(20)에 대응하는 액튜에이터(1) 또는 (2)에 관하여서는 당해 스트로우크 센서(20)대신에 상기 스위치(21)를 구사하여 이 스위치(21)로 액튜에이터(1) 또는 (2)의 기준위치(중립위치)를 검출시켜 이 위치를 기준으로 상기 액튜에이터를 소정량 작동시키는 것을 내용으로하고 있다. 예를들면 변속기의 변속비를 2단에서 3단으로 바꿀경우에는 제 6 도에 표시함과 같은 루우틴으로 제어된다.

즉, 제어개시후 제어장치(23)가 2단에서 3단으로 변속명령을 받은 경우 당해 명령에 의하여 시후트 액튜에이터(1)와 세렉트 액튜에이터(2)의 작동과정과 작동위치 및 이에 요하는 변위량이 연산되어 그 처리결과가 제어신호로서 후술과 같이 각 액튜에이터(1), (2)의 제1 내지 제3 의 전자밸브(17), (18), (19)에 출력된다.

상기 제어신호는 상기 액튜에이터(1), (2)에 관하여 액튜에이터(1)를 2단에서 N₁로 변위시키고, 다음에 다른 액튜에이터(2)를 N₁에서 N₂로 변위시킨 뒤 액튜에이터(1)를 N₂에서 3단으로 변위시키는 것을 내용으로 하고 있다.

그리고, 이후 제어장치(23)는 각 스트로우크 센서(20)에서의 출력을 상기와 같은 루우틴으로 판독하여, 그 에러의 유무를 판단한뒤에 에러가 없을 경우는 액튜에이터(1), 액튜에이터(1), 액튜에이터(1)순으로 각 액튜에이터(1),(2)를 작동시켜서 소기의 변속상태를 설정가능하게 하고 있다.

상기 시후트 액튜에이터(1)는 그 센서출력이 정상인 경우에 제어장치(23)에서 출력되는 상기 제어신호에 의하여 그 작동이 제 7 도에 표시함과 같은 루우틴으로 제어되고 있다. 즉, 액튜에이터(1)는 제어개시후 상기 제어신호에 의하여 구동제어되는 제1 내지 제3의 전자밸브(17), (18), (19)에 의하여 작동을 시작하고, 또한, 그때의 피스톤로드(3)의 변위가 당해 스트로우크 센서(20)에 의하여 검출되어, 그 신호가 제어장치(23)에 차례차례로 입력된다. 제어장치(23)는 상기 입력된 신호를 제 5 도에 표시하는 루우틴으로 판독하여 그 작동상태의 가부를 판정함과 동시에 당해작동상태가 정상이면 액튜에이터(1)의 변위가 당초 설정의 목표치에 도달하고 있는지 아닌지를 판정하여 목표치에 달하고 있을 경우, 제1 내지 제3의 전자밸브(17), (18), (19)에 정지신호를 출력하여서 시후트 액튜에이터(1)를 정지시키도록 하고 있다.

이 경우의 상기 목표치의 판정은 상기 센서(20)로부터의 출력 D_SF와 제어장치에 미리 기억된 기준치를 비교하므로서 행하여진다.

상기 액튜에이터(1)는 전술한 것과 같이 전후 2회에 걸쳐서 작동하여 1회는 2단에서 N₂로 작동하고, 2회는 N₂에서 3속으로 작동하도록 설정되어 있다. 따라서 제어장치(23)는 그들의 작동변위에 응한 목표치가 기억되어 있다.

한편, 상기 액튜에이터(1)의 제어과정에서 작동상태가 이상하다고 판단되었을 경우에는 제어장치(23)는 상기 각 전자밸브(17), (18), (19)에 정지신호를 출력하여, 이 액튜에이터(1)를 정지시켜서 후술과 같은 이상시의 제어에 이행하도록 하고 있다.

다음에 세렉트 액튜에이터(2)에 관하여서는 그 센서출력이 정상인 경우 제어장치(23)에서 출력되는 상기 제어신호에 의하여, 그 작동이 제 8 도에 표시함과 같은 루우틴으로 제어되어, 그 제어내용은 상술한 액튜에이터(1)와 실질적으로 동일하다.

이와 같은 각 스트로우크 센서(20)의 출력이 정상인 경우의 통상제어에 대하여, 센서출력이 이상할 경우에는 위치스위치(21)에 의한 이상할때의 제어로 자동적으로 이행하도록 되어 있다.

즉, 상기 이상시에서는 제어는 제 9 도에 표시함과 같은 루우틴으로 실행이 가능하게 되어, 상기 스트로우크 센서(20)의 센서 출력판독과정에 있어서의 에러에 의하여 그 제어내용이 상이하고 있다.

이것을 대별하여보면, 시후트 액튜에이터(1)의 센서(20)만이 이상할 경우, 결국 에러(1)의 경우와, 세렉트 액튜에이터(2)의 센서(20)만이 이상할 경우, 결국 에러(2)의 경우와 양쪽의 액튜에이터(1), (2)의 센서(20), (20)가 공히 상이한 경우로 갈려져 있다.

이중 시후트 액튜에이터(1)의 센서(20)만이 이상한 경우, 따라서 세렉트 액튜에이터(2)의 센서(20)는 정상인 경우, 우선 이상한측의 액튜에이터(1)의 제어기준위치, 결국 중립위치를 검출하므로서 행하여진다.

상기 중립위치의 검출은 제 10 도에 표시함과 같은 루우틴으로 행하여져 그 제어개시후에 검출시간을 규제하는 타이머를 시동시켜 동시에 상기 액튜에이터(1)를 제 1 도 상의 A단에서 B방향으로 변위시킨다.

그래서, 이 변위과정에서 위치스위치(21)가 ON으로 되었나 아닌가, 결국 상기 스위치(21)의 맞물린보올(26)이 피스톤로드(3)에 형성한 검출홈(27)에 맞물렸나 아닌가를 액튜에이터(1)의 기준위치를 검출시켜 상기 스위치(21)가 ON으로 하였을 경우는 중립위치검출종료로 인하여 액튜에이터(1)를 정지시켜 이 루우틴을 종료한다.

이러한 검출과정은 상기 타이머의 설정기간중 속행되어 이 설정시간내에 중립위치가 검출되지 않을때는 타임오우버로서 액튜에이터(1)의 상기 방향으로의 변위를 정지하여 타이머를 클리어한다.

따라서, 상기의 결과로 중립위치를 액튜에이터(1)를 상기와 반대방향으로 변위시키면 검출되는 것이 판명되어, 그래서 그와 같이 액튜에이터(1)를 B단에서 A방향으로 변위시켜서 위치스위치(21)가 ON하였을때에 이 액튜에이터(1)를 정지시켜 당해 중립위치를 유지시킨 상태, 결국 N₁위치에 설정한 상태에서 이 루우틴을 종료시킨다.

이렇게 하여서 시후트 액튜에이터(1)의 중립위치를 검출하고나면, 다음은 세렉트 액튜에이터(2)를 제 8 도에 표시하는 루우틴으로 작동시켜서 N₁에서 N₂위치로 변환한다.

이 경우 액튜에이터(2)의 스트로우크 센서(20)는 전술과 같이 정상으로 동작하기 때문에 상기의 작동은 센서(20)를 구사하여 실행되고, 또, 이 작동시에도 액튜에이터(1)의 상기 중립위치는 견지된다.

그래서 이후 시후트 액튜에이터(1)를 다시 작동시켜서 이것을 B에서 방향을 변위시켜서 N₂위치에서 3단 위치로 변환한다. 이 경우의 액튜에이터(1)의 작동은 전술과 같은 위치스위치(21)를 구사하여 행하여지고, 이 경우에는 제 12 도에 표시하는 루우틴으로 제어되고 있다.

즉, 이 루우틴으로는 제어개시후 작동시간을 규제하는 타이머를 작동시켜서 동시에 액튜에이터(1)를 B에서 A방향으로 상기 설정기간중 작동시켜서 이것을 풀 스트로우크(full stroke)시킨다.

이 상황은 위치스위치(21)의 맞물린보올(26)이 검출홈(27)과의 맞물림을 해제하여 OFF상태로 되므로서 판명되어, 이 상황과 전후하여, 상기 설정시간의 타임오우버의 유무가 판단되고, 타임오우버의 경우는 액튜에이터(1)의 작동을 정지시켜서 이 루우틴을 종료한다.

따라서, 이 루우틴으로는 액튜에이터(1)의 변위를 타이머로 관리시키고 있기 때문에 예를들어 그 설정시간을 가변하게 하므로서 상기와 같은 풀 스트로우크에 한하지 않고, 여러 가지의 변위설정이 가능하게 된다.

다음에 세렉트 액튜에이터(2)의 센서(20)만이 이상할 경우 따라서 시프트 액튜에이터(1)의 센서(20)는 정상인 경우에는 상기 액튜에이터의 제어과정에서 정상인 액튜에이터(1)의 작동을 선행할 수 있기 때문에 이 액튜에이터(1)를 제 7 도의 루우틴에 의하여 그 스트로우크 센서(20)를 구사하면서 선행작동시켜 2단에서 N₁로 바뀐다.

그래서, 이후 이상한쪽의 액튜에이터(2)를 그 제어기준위치 결국 중립위치에 설정하므로서 N₁에서 N₂로 변환한다. 상기 중립위치의 검출, 결국 설정은 상기 시후트 액튜에이터(1)의 때와 같이 제 10 도에 표시하는 루우틴으로 행하여져 이 검출후에 시후트 액튜에이터(1)를 제 7 도의 루우틴에 의하여 그 스트로우크 센서(20)를 구사하면서 선행 작동시켜서, 2단에서 N₁로 변환한다.

그래서, 이후 이상한쪽의 액튜에이터(2)를 그 제어기준위치 결국 중립위치에 설정하므로서 N₁에서 N₂로 변환한다. 상기 중립위치의 검출, 결국 설정은 상기 시후트 액튜에이터(1)의 때와 같이 제 10 도에 표시하는 루우틴으로 행하여져 이 검출후에 시후트 액튜에이터(1)를 제 7 도의 루우틴에 의하여 그 스트로우크 센서(20)를 구사하면서 작동시켜, N₂에서 3단으로 변환한다.

한편, 양 액튜에이터(1),(2)의 스트로우크 센서(20)가 공히 이상할 경우에는 각각 액튜에이터(1),(2)를 제 10 도에 표시하는 루우틴에 의하여 그 제어기준위치 결국 중립위치에 설정하므로서 실행되어 이것을 액튜에이터(1), (2)의 순으로 행하므로서 2단에서 N₁, N₁에서 N₂로 변환한다.

그래서, 이후, 시후트 액튜에이터(1)를 제 12 도에 표시하는 루우틴으로 작동시켜 N₂에서 3단으로 변환한다. 그위에 제 11 도는 상술의 경우와 반대로 예를들어 3단에서 2단으로 변속할때의 이상시에 있어서 액튜에이터(1), (2)의 작동에 유효한 제어루우틴을 표시하고, 그 내용은 제 12 도와 실질적으로 동일하다.

이와 같이 구성한 유체압 액튜에이터는 이것을 유압제어하는 제1 내지 제3 의 전자밸브(17), (18), (19)와 각종의 입력정보를 취입하여 이 정보에 의하여 액튜에이터의 최적위치를 연산하여 그 처리결과를 제어신호로서 상기 전자밸브(17), (18), (19)에 제어장치(23)와 액튜에이터의 변위를 연속적 또는 특정위치로 검출하여 그 검출신호를 피이드백신호로서 상기 제어장치(23)에 입력할 스트로우크 센서(20)와 위치스위치(21)를 마련하고 있다.

그리고, 그 각 기준위치 결국 중립위치에서는 후술과 같이 상기 스위치(21)를 저지장치로서 병용시키고 있어서, 종래와 같은 전용의 저지장치가 불필요하게 되어 그 부분품점수의 저감과 구성의 간결화를 도모하게 된다.

그리고, 이와 같은 액튜에이터를 유압제어하는 경우에는 각종의 입력정보에 의하여 액튜에이터의 최적위치를 제어장치(23)에 의하여 연산시켜, 그 처리결과를 제1 내지 제3 의 전자밸브(17), (18), (19)에 출력하여 이들을 개폐제어하므로서, 액튜에이터의 변위를 제어한다.

예를들어 제1 의 전자밸브(17)를 열어서 제2 의 전자밸브(18)를 개폐제어하므로서, 피스톤(9)으로 구획되는 실린더(6)의 좌우양실에 압유가 공급되어 상기 피스톤(9)이 좌측으로 이동한다. 또 제1의 전자밸브(17)를 열면서 제2 의 전자밸브(18)를 닫고 다시금 제3 의 전자밸브(19)를 개폐제어하므로서, 상기 실린더(6)내의 압유가 기름탱크(16)로 들어가서 대신에 그 반대측실 결국 수압면적 소측실(小側室)에 압유가 유도되어 피스톤(9)이 우측으로 이동한다.

그때 피스톤로드(3)의 변위는 각 액튜에이터의 스트로우크 센서(20)와 위치스위치(21)의 쌍방에서 독자로 검출된다. 이중에 스트로우크 센서(20)는 피스톤(9)에 돌설한 검출로드(10)와 일체로 작동하는 센서로드(22)를 개재하여 피스톤(9)내지는 피스톤로드(3)의 변위를 연속적으로 검출하여 그 신호를 제어장치(23)에 입력한다.

한편, 위치스위치(21)는 액튜에이터(1), (2)의 중립위치 결국 피스톤로드(3)의 스트로우크의 중앙위치에서는 제 2 도에 표시하듯이 맞물림보올(26)이 피스톤로드(3)의 주면에 형성한 검출홈(27)과 맞물려서 당해 위치를 유지하여 저지장치로서의 기능을 한다.

또 그때 내장한 상폐접점을 닫고 ON으로하여 그 신호를 상기로드(3)의 기준위치 결국 상기 중립위치검출신호로서 제어장치(23)에 입력한다. 그리고, 상기 전자밸브(17), (18), (19)의 제어를 개재하여 피스톤로드(3)가 좌우방향으로 이동하면, 맞물린보올(26)과 검출홈(27)의 맞물림이 풀려서 상기 접점이 열리므로서 OFF상태에 놓인다.

따라서 위치스위치(21)는 피스톤로드(3)의 기준위치검출에 관하여 스트로우크 센서(20)를 보상할 수 있도록 된다. 그런고로 비록 상기 센서(20)가 단선등으로 사용불능이 되어도 이것을 위치스위치(21)로 대응시켜서 상기 제어장치(23)와 각각의 제1 내지 제3 의 전자밸브(17), (18), (19)를 구사하므로서 상기 중립위치를 기점으로하여 피스톤로드(3)를 중간위치와 좌우의 최대스트로우크 위치의 3위치에 이동할 수 있고, 그 응급작동이 가능하게 된다.

예를들어, 상기 구성의 액튜에이터를 두 개 사용하여 이것을 차량용 변속기의 변속제어에 적용하였을 경우, 그 개요는 제 4 도에 표시함과 같은 제어개시후에 각 액튜에이터(1), (2)에 장비한 스트로우크 센서(20), (20)로부터의 출력, 결국 신호출력의 유무와 작동상태를 판독, 당해출력의 이상의 유무를 판단한 후에 정상이면 상기센서(20),(20)에 의한 통상의 제어를 실행하고, 이상이 있으면 위치스위치(21), (21)에 의한 제어를 실행시킨다. 이 경우 상기 스트로우크 센서(20)의 출력판독은 제 5 도에 표시하는 루우틴으로 실행시켜, 제어개시후 사전에 각센서(20)의 에러를 취소하여 최초에 시후트 액튜에이터(1)의 스트로우크 센서(20)로부터의 출력 D_SF를 판독시켜서 그 이상의 유무를 판단시킨다.

그래서 이상이 없으면, 다음 스텝에 이행하고, 이상이 있으면 에어후라그(1)로서 당해 이상을 지정하여 다음 스텝에서는 세렉트 액튜에이터(1)의 스트로우크 센서(20)로부터의 출력 D_SL를 판독시켜서 그 이상의 유무를 판단시킨다. 그 결과 이상치않으면 일련의 출력판독 루우틴을 종료시키고, 이상이 있으면, 에러플래그 2로서 당해이상을 지정하여 상기 루우틴을 종료시킨다.

이 경우의 각 센서(20)의 에러는 예를들어 출력신호가 없는 상태나 신호 레벨의 이상한 상태등이 포함되었고, 또 그 경우의 레벨판정은 제어장치(23)에 미리 기억된 기준레벨과 각센서(20)에서 제어장치(23)에 입력되는 신호레벨을 비교하므로서 행하여진다.

상기 스트로우크 센서(20)에 의한 통상의 제어는 제어장치(23)에 입력되는 각종의 정보, 예를들어 엔진의 회전수와 가속페달의 위치신호 등에 의하여 상기 액튜에이터(1), (2)의 최적위치를 연산하여 그 처리신호를 제어신호로서 각각의 제1 내지 제3의 전자밸브(17), (18), (19)에 출력시켜, 이들 전자밸브(17), (18), (19)의 작동을 개재하여서 상기 액튜에이터(1), (2)의 최적한 위치의 설정을 실행시켜, 그 과정에서 스트로우크 센서(20)로부터의 정보를 제어장치(23)에 입력하여 상기 위치설정에 피이드백시키는 것을 내용으로 하고 있다.

또 위치스위치(21)에 의한 제어는 정상인 센서(20)에 대응하는 액튜에이터(1) 또는 (2)에 관하여서는 상기 센서(20)를 사용하여서 작동시켜, 이상한 센서(20)에 대응하는 액튜에이터(1) 또는 (2)에 관하여서마 당해 스트로우크 센서(20) 대신에 상기 스위치(21)를 구사하여, 이 스위치(21)에 의하여 액튜에이터(1) 또는 (2)의 기준위치(중립위치)를 검출시켜서, 이 위치를 기준으로 상기 액튜에이터를 소정량 작동시키는 것을 내용으로 하고 있다.

예를들면, 변속기의 변속비를 2단에서 3단으로 바꿀 경우는 제 6 도에 표시함과 같은 루우틴으로 제어된다. 즉, 제어개시후 제어장치(23)가 2단에서 3단으로 변속명령을 받았을 경우, 당해 명령에 의하여 시후트 액튜에이터(1)와 세렉트 액튜에이터(2)의 작동과정과 작동위치 및 이에 요하는 변위량이 연산되어, 그 처리결과가 제어신호로서 각 액튜에이터(1), (2)의 제1 내지 제3의 전자밸브(17), (18), (19)에 출력된다. 상기 제어신호는 상기 액튜에이터(1), (2)에 관하여 액튜에이터(1)를 2단에서 N₁로 변위시키고, 다음에 다른쪽의 액튜에이터(2)를 N₁에서 N₂로 변위시킨후, 액튜에이터(1)를 N₂에서 3단으로 변위시키는 것을 내용으로 하고 있다.

그리고, 이후 제어장치(23)는 각 스트로우크 센서(20)로부터의 출력을 상기와 같은 루우틴으로 판독, 그 에러의 유무를 판단한 뒤에 에러가 없는 경우는 액튜에이터(1), 액튜에이터(2), 액튜에이터(1)의 순서로 각 액튜에이터(1), (2)를 작동시켜서 소기의 변속상태를 설정시킨다. 상기 시후트 액튜에이터(1)는 그 센서출력이 정상인 경우에 제어장치(23)에서 출력되는 상기 제어신호에 의하여 그 작동이 제 7 도에 표시함과 같은 루우틴으로 제어된다.

즉, 액튜에이터(1)는 제어개시후, 상기 제어신호에 의하여 구동제어되는 제1 내지 제3 의 전자밸브(17), (18), (19)에 의하여 작동을 시작하고 더구나, 그때의 피스톤로드(3)의 변위가 당해 스트로우크 센서(20)에 의하여 검출되어 신호가 제어장치(23)에 순차적으로 입력된다. 제어장치(23)는 상기 입력된 신호를 제 5 도에 표시하는 루우틴으로 판독 그 작동상태의 가부를 판정함과 동시에, 당해 작동상태가 정상이면 액튜에이터(1)의 당초 설정의 목표치에 도달하였는지 아닌지를 판정하여, 목표치에 달하고 있을 경우에, 제1 내지 제3 의 전자밸브(17), (18), (19)에 정지신호를 출력하여 시후트 액튜에이터(1)를 정지시킨다. 이 경우의 상기 목표치의 판정은 상기 센서(20)로부터의 출력 D_SF와 제어장치(23)에 미리 기억된 기준치를 비교하므로서 행하여진다.

상기 액튜에이터(1)는 전술과 같이 전후 2회에 걸쳐서 작동하고 1회째는 2단에서 N₁로 작동하고, 2회째는 N₂에서 3단으로 작동하도록 설정되어 있다. 따라서, 제어장치(23)에는 그들의 작동변위에 응한 목표치가 기억되어 있다.

한편, 상기 액튜에이터(1)의 제어과정에서 작동상태가 이상하다고 판정되었을 경우에는 제어장치(23)는 상기 각 전자밸브(17), (18), (19)에 정지신호를 출력하여 이 액튜에이터(1)를 정지시켜서 후술과 같은 이상시의 제어에 이행한다.

다음에 세렉트 액튜에이터(2)에 관해서는 그 센서출력이 정상인 경우, 제어장치(23)에서 출력되는 상기 제어신호에 의하여 그 작동을 제 8 도에 표시함과 같은 루우틴으로 제어하여 상기 액튜에이터(1)와 실질적으로 동일하게 제어한다. 이와 같은 각 스트로우크 센서(20)의 출력이 정상인 경우의 통상 제어에 대하여 센서출력이 이상인 경우에는 위치스위치(21)에 의한 이상시에 있어서의 제어로 자동적으로 이행된다.

즉, 상기 이상시에 있어서의 제어는 제 9 도에 표시함과 같은 루우틴으로 실행되고, 상기 스트로우크 센서(20)의 센서 출력판독과정에 있어서의 에러에 의하여 그 제어내용이 상위하다.

이것을 대별하여보면, 시후트 액튜에이터(1)의 센서(20)만이 이상할 경우, 결국 에러(1)의 경우와 세렉트 액튜에이터(2)의 센서(20)만이 이상할 경우 결국 에러(2)의 경우와 양쪽의 액튜에이터(1), (2)의 센서(20), (20)와 함께 이상할 경우로 나누어진다.

이중 시후트 액튜에이터(1)의 센서(20)만이 이상할 경우, 따라서 세렉트 액튜에이터(2)의 센서(20)가 정상인 경우, 우선 이상한쪽의 액튜에이터(1)의 제어기준위치 결국 중립위치를 검출한다. 상기 중립위치의 검출은 제 10 도에 표시함과 같은 루우틴으로 행하여지고, 그 제어 개시후에 검출시간을 규제하는 타이머를 시동시켜 동시에 상기 액튜에이터(1)를 제 1 도상 A단에서 B방향으로 변위시킨다.

그래서, 이 변위과정에서 위치스위치(21)가 ON인가 아닌가, 결국 상기 스위치(21)가 맞물림보올(26)이 피스톤 로드(3)에 형성한 검출홈(27)에 맞물렸나 아닌가로 액튜에이터(1)의 기준위치를 검출시켜서 상기 스위치(21)가 ON으로 하였을 경우는 중립위치 검출종료에 의하여 액튜에이터(1)를 정지시켜, 이 루우틴을 종료시킨다.

이와 같은 검출과정은 전지타이머의 설정기간중 속행되어 이 설정기간내에 중립위치가 검출되지 않을때에는 타임오우버로서 액튜에이터(1)의 상기 방향으로의 변위를 정지하고 타이머를 턴다.

따라서, 상기의 결과로 중립위치는 액튜에이터(1)를 상기와 반대방향으로 변위시키면 검출되는 것이 판명되고, 그리고 그와 같은 액튜에이터(1)를 B단에서 A방향으로 변위시켜 위치스위치(21)가 ON하였을때에, 이 액튜에이터(1)를 정지시켜서 당해 중립위치를 유지시킨 상태, 결국 N₁위치에 설정한 상태에서 이 루우틴을 종료시킨다.

이 경우, 상기 중립위치에서는 위치스위치(21)의 맞물림보올(26)이 검출홈(27)과 맞물려, 당해 피스톤로드(3)의 위치를 기록한다. 이래서 시후트 액튜에이터(1)의 중립위치를 검출하고나면 다음은 세렉트 액튜에이터(2)를 제 8 도에 표시하는 루우틴으로 작동시켜 N₁에서 N₂위치로 변환한다.

이 경우, 액튜에이터(2)의 스트로우크 센서(20)는 전술과 같이 정상하게 동작하기 때문에, 상기의 작동은 센서(20)를 구사하여 실행된다. 그리고, 이 경우에도 위치스위치(21)의 맞물린보올(26)이 검출홈(27)과 맞물려 당해 피스톤로드(4)의 위치를 록한다.

상기 액튜에이터(2)의 작동후, 시후트 액튜에이터(1)를 다시 작동시켜서, 이것을 B에서 B방향으로 변위시켜서, N₂위치에서 3단위치에 변환된다.

이 경우의 액튜에이터(1)의 작동은 전술과 같이 위치스위치(21)를 구사하여 행하여지고, 이, 경우에는 제 12 도에 표시하는 루우틴으로 제어된다.

즉, 이 루우틴으로는 제어개시후, 작동시간을 규제하는 타이머를 시동시키고, 동시에 액튜에이터(1)를 B에서 A방향으로 상기 설정시간중 작동시켜서, 이것을 풀스트로우크 시킨다. 이 상황은 위치스위치(21)의 맞물린보올(26)이 검출홈(27)과 맞물림을 해제하고, OFF상태로 되므로서 판명되어 이 상황과 전후하여서 상기 설정시간의 타임오우버의 유무가 판단되고, 타임오우버의 경우는 액튜에이터(1)의 작동을 정지시켜서 이 루우틴을 종료한다.

따라서, 이 루우틴에서는 액튜에이터(1)의 변위를 타이머로 관리시키고 있어서, 예를들면 그 설정시간을 가변하므로서 상기와 같은 풀스트로우크에 한하지 않고, 각종의 변위설정이 가능하게 된다.

다음에, 세렉트 액튜에이터(2)의 센서(20)만이 이상할 경우, 따라서, 시후트 액튜에이터의 센서(20)가 정상인 경우는 상기 액튜에이터의 제어과정에서 정상인 액튜에이터(1)의 작동을 선행할 수 있기 때문에 이 액튜에이터(1)를 제 7 도의 루우틴에 의하여 그 스트로우크 센서(20)를 구사하면서, 선행작동시켜, 2단에서 N₁로 변환한다.

그래서, 이후 이상한쪽의 액튜에이터(2)를 그 제어기준위치 결국 중립위치에 설정하므로서, N₁에서 N₂로 변환한다. 상기 중립위치와 검출, 결국 설정은 상기 시후트 액튜에이터 에러(1)의 때와 같이 제 10 도에 표시하는 루우틴으로 행하여지고, 이 검출훙 시후트 액튜에이터(1)를 제 7 도의 루우틴에 의하여 그 스트로우크 센서(20)를 구사하면서 작동시켜 N₂에서 3단으로 변환한다.

한편, 양 액튜에이터(1),(2)의 스트로우크 센서(20)가 공히 이상한 경우는 각각의 액튜에이터(1),(2)를 제 10 도에 표시하는 루우틴에 의하여 그 제어기준위치, 결국 중립위치에 설정하므로서 실행되고, 이것을 액튜에이터(1),(2)의 순으로 행하므로서 2단에서 N₁, N₁에서 N₂로 변환한다. 그래서, 이후 시후트 액튜에이터(1)를 제 12 도에 표시하는 루우틴으로 작동시켜서 N₂에서 3단으로 변환한다.

본 발명의 유체압 실린더는 이상과 같이 액튜에이터 하우징내에 실린더와 로드통공을 형성하여 이들에 피스톤과 피스톤로드를 접동이 가능하게 수용함과 동시에 상기 피스톤위치를 검출이 가능한 스트로우크 센서를 마련한 유체압 액튜에이터에 있어서, 상기 통공을 면하여 피스톤 또는 피스톤로드위치를 검출이 가능한 위치스위치를 마련, 이 스위치를 개재하여 상기 센서를 보상하도로 하였기 때문에, 스트로우크 센서가 비록 사용불능하게 되었을 경우에도 이것을 상기 위치스위치로 백업시키므로서 액튜에이터를 응급작동시킬 수가 있다.

또, 본 발명에서는 위치스위치에 의하여 피스톤을 소정위치에서 저지가 가능하게 하여서, 이 스위치를 저지장치로서 병용할 수가 있어 종래와 같은 이것을 위한 전용장치를 생략하므로서, 그 부품점수의 저감과 구성의 간결화를 도모하는 효과가 있다.

Claims

액튜에이터 하우징내에 실린더와 로드통공을 형성하여 이들에 피스톤과 피스톤로드를 접동이 가능하게 수용함과 동시에 상기 피스톤위치를 검출이 가능한 스트로우크 센서를 마련한 유체압 액튜에이터에 있어서, 상기 통공에 면하여서 피스톤 또는 피스톤위치를 검출이 가능한 위치스위치를 마련, 이 스위치를 개재하여, 상기 센서를 보상시킴과 동시에, 상기 피스톤을 소정위치에서 저지가 가능하게한 것을 특징으로 한 유체압 액튜에이터.