KR0160864B1 - 동력전달장치의 유압리타더변속방법 및 유압리타더장치 - Google Patents

Abstract

각종 동력전달장치의 유압리타더제동시에 있어서의 최적 변속방법 및 CLSS식 유압회로를 구비한 동력전달장치의 최적 유압리타저장치를 제공한다.

기계식 동력전달경로 사이를 클러치를 변환해서 시프트다운하는 것을 달성하여 이루어지는 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서, 유압리타더제동시에 상기한 시프트다운시킬 때는, 그 시프트다운중은 상기한 유압리타더제동을 약하게 한다. CLSS식 유압회로의 유압펌프를 구동가능하게 장착하여 이루어지는 동력전달장치에 있어서, CLSS식 유압회로의 LS밸브의 펌프압 입력쪽과 LS압 입력쪽과의 사이로, 리타더구동신호를 입력했을때 이들을 연결시키는 리타더밸브를 설치하였다.

Description

동력전달장치의 유압리타더변속방법 및 유압리타더장치.

제1도는 동력전달장치 및 그 유압리타더장치로의 회로도.

제2도는 방법발명인 제1실시예의 플로차트.

제3도는 방법발명인 제2실시예의 플로차트.

제4도는 방법발명인 제1실시예의 타임차트이고,

(a)는 리타더밸브의 개폐시기. (b)는 클러치유압의 변경시기.

(c)는 펌프유압의 변화. (d)는 펌프용량의 변경시기.

(e)는 제동토크의 변화를 표시한다.

제5도는 방법발명인 제1실시예의 비교예의 타임차트이고,

(a)는 리타더밸브의 개폐시기. (b)는 클러치유압의 변경시기.

(c)는 클러치유압의 변경시기. (d)는 펌프용량의 변경시기.

(e)는 제동토크의 변호를 표시한다.

제6도는 방법발명인 제2실시예의 타임차트이고,

(a)는 TVC제어시기., (b)는 주행밸브의 개폐시기.

(c)는 모터회전의 변화. (d)는 모터 출구유압의 변화.

(e)는 클러치유압의 변경시기. (f)는 리타더밸브의 개폐시기.

(g)는 모터용량의 변경시기. (h)는 엔진의 회전.

(i)는 제동토크의 변화를 표시한다.

제7도는 방법발명의 제2실시예의 비교예의 타임차트이고,

(a)는 TVC제어시기. (b)는 주행밸브의 개폐시기.

(c)는 모터회전의 변화. (d)는 모터 출구유압의변화.

(e)는 클러치유압의 변경시기. (f)는 리타더밸브의 개폐시기.

(g)모터용량의 변경시기. (h)는 엔진의 회전.

(i)제동토크의 변화를 표시한다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 변속레버 20 : 클러치유압회로

30 : 기계식 동력전달부 40 : 유압식 동력전달부

41 : 유압펌프 42 : 유압모터

43 : 주행밸브 44 : 셔틀밸브

45 : 압력보상밸브 46 : 흡입밸브달린 릴리프밸브

48 : 리타더밸브 50 : 제어부

60 : 리타더스위치 100 : 엔진

200 : 변속기 300 : 차축

400 : 작업기용 유압회로 500 : 릴리프밸브

S10 : 리타더구동신호 S6 : TVC신호

S7 : 신호 S9 : 신호

본 발명은, 에컨대 휘일식 건설기계, 농업기계, 자동차 등에 사용하는 데에 알맞은 동력전달장치의 유압리타더(retarder)변속방법 및 유압리타더장치에 관한 것이다.

동력전달장치는 기계식 동력전달경로만의 구조가 보통이지만, 본 출원에 의한 앞서의 제안(특개평3-56754호 공보)과 같은 기계식 동력전달경로와 유압식 동력전달경로의 조립구조도 있다. 이것은 한쪽 클러치의 결합으로 원동력을 외부로 전달하는 기계식 동력전달경로와, 상기한 원동력으로 유압펌프를 회전시켜 그 작동유를 변환밸브에서 변환하여 유압모터를 정지 또는 회전시켜 그 회전에 의거하는 구동력을 다른 쪽 클러치의 결합으로 외부로 전달하는 유압식 동력전달경로를 구비하고, 양쪽 클러치를 동시 또는 서로 번갈아 개방하며 또 결합함으로써 기계식 동력전달경로와 유압식 동력전달경로를 바꿔서 변속 제어하는 구조로 되어 있다. 이와 같은 기계유압식의 동력전달장치는 양쪽 클러치를 개별적으로 제어할 수 있는 이점이 있고, 또 이것을 예컨대 차량의 변속기로서 사용하면, 고속 주행할 때는 동력전달효율이 양호한 기계식 동력전달경로를 사용할 수 있고, 한편, 저속 주행할 때는 전후진의 전환효율이 양호하며, 또한 무단 변속할 수 있는 유압식 동력전달경로를 사용할 수 있는 등의 이점이 있다.

한편, 리타더(retarder)는 예컨대 차속을 연속적으로 감속하거나 또는 제한하기 위한 보조브레이크이며 배기식이나 전자식이 있다. 유압리타더장치로서는 앞서 본 출원인이 제안한 기술(특개평3-273968호 공보)이 있다. 이것은 유압펌프와 릴리프밸브사이의 드레인회로에 리타더구동신호를 입력했을 때에 그 드레인회로를 폐쇄시키는 개폐밸브를 설치한 구조이다. 따라서, 리타더구동신호를 받아 개폐밸브가 폐쇄되면, 리타더제동으로서 릴리프유압이 발생한다.

그런데, 동력전달장치에 유압리타더장치를 장착하고, 리타더를 제동을 위해 변속시킬 때, 보통 단순히 양쪽 클러치를 개별적으로 제어하거나, 리타더제동을 단속(斷續)시키는 것으로는, 리타더제동토크의 급변이나 변속충격(클러치의 개방충격이나 결합충격)의 발생등의 문제가 생긴다. 이 결과, 그 동력전달장치의 수명을 짧게 하거나, 운전자에 피로감을 부여하게 된다.

그런데, 최근에 유압액추에이터의 부하압에 관계없이 유압액추에이터의 조작밸브(이하, 변환밸브로 한다)의 개구면적에 따른 유량만큼을 가변용량형 유압펌프(이하, 단순히 유압펌프로 한다)에서 토출시키는 CLSS(closed center rod sensing system)식 유압회로가 그 미세한 조작성이나 에너지절감면에서 각광을 받고 있다. 그런데, 이러한 CLSS식 유압회로를 구비한 동력전달장치에 있어서, 가령 상기한 종래의 유압리타더장치와 마찬가지인 개폐밸브를 설치하여도 다음의 이유에서 리타더제동을 얻지 못하게 된다.

우선, CLSS식 유압회로를 간단히 설명한다. 변환밸브의 유량(Qi)은 그 전후차압(ΔPi=펌프토출압(P_P)-부하압(Pi))이 일정하면, 그 부하압(Pi)의 크기에 관계없이 그 개구면적(Ai)에 비례한다. 그래서 CLSS식 유압회로는 펌프토출압(P_P)과 변환밸브의 부하압(Pi)(이하, LS압이라고 함)을 입력(이하, 이 입력회로를 LS회로하고 함)하고 이들의 차압(ΔPLS=P_P-Pi)(이하, LS차압이라 함)이 일정하게 되도록 펌프토출량(Q_P)을 제어하는 밸브(이하, LS밸브라고 함)를 구비하고 있다. 이 LS밸브는 LS차압(ΔPLS)이 기준차압(ΔP_S)보다 작을 때는 펌프토출량(Q_P)을 증가시키며, 역으로 LS차압(ΔPLS)이 기준차압(ΔP_S)보다 클 때는 펌프토출량(Q_P)을 감소시키는 신호를 서보기구로 출력하는 밸브이다. 구체적으로 LS밸브는 변환밸브의 개구면적(Ai)이 확대되면 LS차압(ΔPLS)이 작게되므로 펌프토출량(Q_P)을 증가시키고, 역으로 변환밸브의 개구면적(Ai)이 좁아지면 LS차압(ΔPLS)이 커지므로 펌프토출량(Q_P)을 감소하도록 작용한다. 또한, CLSS식 유압회로에서의 변환밸브는 클로즈드센터식이 사용되어 진다. 이것은 가령 CLSS식 유압회로의 변환밸브를 오픈센터식으로 하면, 그 중립위치일 때에 LS밸브로의 펌프토출압(P_P)은 작동유탱크의 압력이 되므로 LS차압(ΔPLS)을 검출할 수 없고, 이 때문에 상기한 CLSS의 기능을 달성할 수 없기 때문이다.

즉, 이러한 CLSS식 유압회로를 구비한 동력전달장치에 있어서, 가령 종래의 유압리타더장치와 동일하게 개폐밸브를 설치하여도 이 개폐밸브를 폐쇄하면 릴리프유압을 얻을수는 있지만, 그 개폐밸브로 기름이 흐르지 못하므로 CLSS의 기능에 의거하여 유압펌프의 밀어내는 용적이 최소로 되어 버리고, 이 때문에 유압펌프의 펌프흡수토크가 저하되어 리타더제동력을 얻을수 없게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점에 착안하여 각종 동력전달장치의 유압리타더를 제동할 때에 있어서의 최적 변속방법을 제공하는 것을 제1목적으로 한다. 또, CLSS식 유압회로를 구비한 동력전달장치의 최적 유압리터더장치를 제공하는 것을 제2목적으로 한다.

상기한 제1목적을 달성하기 위하여 제1발명인 동력전달장치의 유압리타더변속방법은 한 쪽의 클러치(C)를 개방하고, 또 다른 쪽의 클러치(B)를 결합함으로서 기계식 동력전달경로 사이를 바꿔서 시프트다운(shift down)을 달성하여 이루어지는 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서, 유압리타더를 제동할 때의 시프트다운 중에는 상기한 유압리타더제동을 약하게 하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 제2발명은 상기한 제1발명에 있어서, 클러치(B)의 초기 결합력을, 유압리타더를 제동시키지 않을 때의 시프트다운 중 그 클러치(B)의 초기 결합력보다도 높이는 것을 특징으로 하고 있다.

더욱이, 제3발명은 유압식 동력전달경로 중 유압펌프의 릴리프유압을 사용하거나, 리타더를 제동할 때에 한 쪽의 클러치(B)를 개방하고 또한 다른 쪽의 클러치(A)를 결합함으로서 기계식 동력전달경로로부터 상기한 유압식 동력전달경로로 바꿔서 시프트다운을 달성하여 이루어지는 동력전달장치의 유압리타더 변속방법에 있어서, 상기한 리타더를 제동할 때에 시프트다운 시에는 그 시프트다운 중에 상기한 리타더 제동으로부터 유압식 동력전달경로중의 유압모터의 릴리프유압을 사용한 리타더제동으로 바꾸는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 제2목적을 달성하기 위하여 제4발명인 동력전달장치의 유압리타더장치는 유압액추에이터로의 기름을 단속하는 변환밸브의 전후압을 입력하고, 이들 전후차압이 일정하게 되도록 유압펌프의 토출량을 제어하는 제어밸브(상기한 LS밸브이고, 이하 이 제어밸브를 LS밸브로 한다)를 설치한 유압회로를 구비하여 이루어지는 동력전달장치에 있어서, 상기한 LS밸브로의 전후압 입력회로 사이로 리타더구동신호를 입력했을때 상기한 입력회로 사이를 통과시키는 개폐밸브(이하, 리타더밸브로 한다)를 설치한 것을 특징으로 한다.

제1발명은 복수의 기계식 동력전달경로를 구비하는 동력전달장치에 있어서의 리타더제동시의 기계식 동력전달경로 사이의 시프트다운방법이고 시프트다운 전후에는 유압리타더를 제동시키지만, 시프트다운 중에는 그 유압리타더제동을 약하게 한다. 이와같이 하면, 리타더제동토크의 변동이나 변속충격이 억제되도록 된다. 이 결과, 동력전달장치의 수명은 연장되며, 또 운전자의 피로도 적게된다.

제2발명은 제1발명의 개량이고 시프트다운 중 리타더제동을 정지시킴과 아울러, 결합쪽 클러치(B)의 초기 결합력을 유압리타더비제동시의 시프트다운 중(즉, 통상 시프트다운 중)의 그 클러치(B)의 초기 결합력보다도 높이면 리타더제동토크의변동이나 변속충격이 보다 효과적으로 억제되도록 한다.

제3발명은 기계식 동력전달경로와 유압식 동력전달경로를 구비하는 동력전달장치에 있어서의 리타더제동시의 기계식 동력전달경로로부터 유압식동력전달경로로의 시프트다운방법이고 시프트다운 전에는 유압식 동력전달경로중의 유압폄프의 릴리프유압을 사용한 리타더제동을 실시하며, 시프트다운 후에는 유압식 동력전달경로중의 유압모터의 릴리프유압을 사용한 리타더제동을 실시한다. 그리고, 이 변경을 시프트다운중에 실시하도록 한것이다. 이와 같이 하면, 제1발명과 마찬가지로 리타더제동토크의 변동이나 변속충격이 억제되도록 되고 동력전달장치의 수명이 연장되며, 운전자의 피로도 적게된다.

제4발명에 의하면 상기한 제2목적을 달성하기 위하여 리타더밸브(상기한 개폐밸브, 이하 동일함)는 리타더구동신호를 입력했을 때, LS밸브(상기한 제어밸브, 이하 동일함)의 펌프압 입력쪽의 LS압 입력쪽 사이를 연결시킨다.

이 결과 LS차압(ΔPLS)이 작게 되고 펌프토출량(Q_P)이 증가하며, 이것에 의하여 펌프흡수토크가 증대하며 리타더제동토크를 흡수할 수 있게 된다.

아래에서 도면을 참조하여 실시예를 설명한다. 제1도는 실시예인 동력전달장치와 그 유압리타더장치를 구비한 휘일식 건설기계 변속기의 도면이다. 엔진(100)의 구동력(P₀)은 변속기(200)를 통하여 외부의 차축(300)으로 전달된다. 변속기(200)는 변속레버(10), 클러치유압회로(20), 기계식 동력전달부(30), 유압식 동력전달부(40), 마이컴 등으로 된 제어부(50) 및 리타더스위치(60)등으로 구성되는 기계유압식의 동력전달장치이다.

변속레버(10)는 R(후진), N(중립), F1(전진1단), F2(전진2단) 및 F3(전진3단)의 5위치를 구비하여 운전자의 조작으로 선택된다. 선택위치는 도시하지 않는 위치검출기에서 검출되어 제어부(50)로 출력된다.

클러치유압회로(20)는 엔진(100)으로 구동된 유압펌프(22)에 의하여 오일탱크(21)로부터 토출된 오일을 변환밸브(23a),(23b),(23c)를 통하여 클러치(A),(B),(C)로 이송한다. 각 변환밸브(23a),(23b),(23c)는 각 클러치(A),(B),(C)에 대응하여 설치되며, 제어부(50)로부터의 변속제어신호(S1a),(S1b),(S1c)를 입력하여 변환함으로서, 각 클러치(A),(B),(C)에 작용유의 배급을 실시한다. 또한, 각 변환밸브(23a),(23b),(23c)는 각 제어신호(S1a),(S1b),(S1c)의 크기에 의하여 공유유압(즉, 클러치결합유압)을 무단계로 조정할 수 있고 또한 각 클러치(A),(B),(C)로의 급유시에 각 클러치(A),(B),(C)가 오일로 가득 채워졌을때, 그 충전신호(S2a),(S2b),(S2c)를 제어부(50)로 피이드백하고, 그 후 각 클러치유압을 충전시에 서서히 증가시키는 검출기가 달린 비례전자식 모듈레이션밸브이다.

기계식 동력전달부(30)는 클러치(B)(또는 (C))의 결합에 의하여 구동력(P₀)을 외부인 차축(300)으로 전달하는 2개의 기계식 동력전달경로를 구비하고 있다. 상세하게는 2개의 유성기어기구(31c),(31b)가 구비되고, 클러치(C)가 결합하면 유성기어기구 (31c)의 링기어가 고정되어서 F3주행이 달성되며, 다른 쪽 클러치(B)가 결합하면 유성기어기구(31b)의 링기어가 고정되어서 F2주행이 달성된다.

유압식 동력전달부(40)는 다음과 같다. 우선, 본 실시예의 전체 유압회로를 설명한다. 전체 유압회로는 본 유압식 동력전달부(40)용 유압회로 외에, 작업기용 유압회로(400)나 회로전체의 최고유압을 규정하는 릴리프밸브(500)등으로 구성된다. 작업기용 유압회로(400)는 붐, 암, 버킷 등의 각 유압실린더 및 선회유압모터 등의 액추에이터, 각 액추에이터의 변환밸브(소위 조작밸브), 각 변환밸브에 대응하는 압력보상 밸브 및 여러개의 셔틀밸브 등과 이들의 유로 등으로 구성되어 있다. 또한, 전체유압회로는 TVC(torque variable control)로 제어된 가변용량형 유압펌프(41)에 대한 CLSS식의 유압회로로 되어 있다.

TVC를 설명한다. 유압펌프(41)의 서보장치(41a)는 전자솔레노이드, LS밸브 및 서보기구를 이 순서로 배열하여 구성되어 있다. 제어부(50)는 스로틀개도검출기(51)에서 검출된 엔진연료분사량신호(S3)와 회전검출기(52)로 검출된 엔진회전수신호(S4)를 입력하여 엔진토크(Te)를 산출한다. 또 제어부(50)는 유압검출기(53)에서 검출된 회로유압신호(S5)를 입력하고 상기한 엔진토크(Te)에 대하여 유압펌프(41)의 펌프흡수토크(T_P)가 거의 일치(Te≒T_P)하도록, 즉, 펌프토출량(Qpm)과 펌프토출유압(P_P)과의 곱이 일정(Qpm×P_P=일정)하게 되도록 펌프토출량 가변제어신호(S6)(이하, TVC신호(S6)라 함)를 상기한 전자솔레노이드로 출력한다.

본 실시에의 CLSS식 유압회로를 상세하게 설명한다. CLSS식 유압회로의 기본형은 상기한 바와 같지만, 보통의 유압회로는 본 실시예와 같이 액추에이터가(따라서, 그 변환밸브도)여러 개 장착되어 있다. 그래서, 각 LS회로의 합류점마다 셔틀밸브(44)를 설치하고, 이것에 의하여 LS밸브로의 LS압으로서 LS회로 중의 최대부하압(Pmax)이 입력된다. LS밸브는 LS차압(ΔPLS=P_P-PLS(PLS=Pmax))이 일정하게 되도록 유압펌프(41)의 토출량(Qpm)을 제어한다. 이 펌프의 토출량(Qpm)은 각 변환밸브의 요구유량(Qi)의 총계이지만 TVC신호(S6)에 의한 펌프흡수토크를 초과하지 않는다. 또, 각 변환밸브에는 압력보상밸브(45)가 각각 설치되며, 각 변환밸브 고유의 정후차압(ΔPi)과 관계없이, 모든 변환밸브의 외관이 상기한 LS차압(ΔPLS)을 부여하고, 이것에 의하여 각 변환밸브의 유량(Qi)을 부하압(Pi)이나 차압(ΔPi)에 관계없이 더욱 다른 변환밸브에 영향을 미치지 않고, 각 개구면적(Ai)에 비례된 것으로 하고 있다. 또한, 각 압력보상밸브의 설정값을 미리 조정해 둠으로서, 각 변환밸브의 유량(Qi)에 우선도를 부여하는 것이 보통이다.

TVC와 CLSS와의 관계를 간단히 설명한다. 엔진(100)이 고장나지 않는 정도의 펌프흡수토크가 유지되도록 유압펌프(41)의 토출량(Qpm)을 펌프토출유압(P_P)이 높아지면 적게 되고, 역으로 펌프토출유압(P_P)이 낮아지면 많아지는 것이 펌프유닛에서 제어되며, 펌프흡수토크를 지정하는 신호가 TVC신호(S6)이다. 그리고, 이 TVC신호(S6)에 의한 펌프흡수토크(즉, 리타더량)를 상한으로서 각 유압액추에이터의 부하압(Pi)에 관계없이 각 변환밸브의 개구면적(Ai)에 따라서 각 액추에이터로 그 요구유량(Qi)의 총계를 흐르게 하는 것이 CLSS식의 유압회로이다. 리타더가 제동할 때는 액추에이터부하압은 펌프의 릴리프압으로 되므로 TVC신호가 펌프토출량에 비례한다.

또한, 미리 설명하면 TVC신호(S6)를 크게하면 펌프의 흡수토크가 감소하는 구조가 보통이므로 후술하는 제6도(a) 및 제7도(a)도 이것에 따라서 기재되어 있다.

이러한 전체 유압회로에 있어서, 유압식 동력전달부(40)는 엔진(100)의 구동력(P₀)으로 유압펌프(41)를 회전시켜 그 작동유를 변환밸브인 주행밸브(43)에서 변환함으로서 유압모터(42)를 정지 또는 회전시켜, 그 회전에 의거하는 구동력(Pm)을 클러치(A)를 결합시킴으로서 외부로 전달하는 유압식 동력전달경로를 구비하고 있다. 물론, 이 유압회로도 CLSS식으로 되어 있고 주행밸브(43)는 클로즈드센터식이다. 클러치(A)오일의 배급이나 증압은 변환밸브(23a)에서 실시된다. 주행밸브(43)는 전진위치(F), 중립위치(N) 및 후진위치(R)를 구비하고 있다. 또한, 46은 과속할 때의 이상(異常)압이나공동의 발생을 저지하기 위한 흡수밸브가 달린 릴리프밸브이고 후술하듯이 유압식 동력전달경로에서의 주행시(즉, F1주행시)에서의 리타더제동중의 제동력흡수도 취급한다. 47은 흡입밸브가 달린 릴리프밸브(46)에 있어서의 흡입시에 강제적으로 흡입시키기 위한 배압밸브이다. 44는 주행밸브(43)에 대한 CLSS용의 상기한 셔틀밸브이다. 45는 주행밸브(43)에 대한 CLSS용의 상기한 압력보상밸브이다. 유압모터(42)는 서보기구(42a)를 구비하며, 제어기(50)에서의 서보구동신호(S9)에 따라서 그 밀어내는 용적이 변화하는 가변용량형 모터이다.

제어부(50)는 변속레버(10)로부터 선택위치신호(R),(N),(F1~F3)를 입력하면, 본 위일식 건설기계를 다음과 같이 정지 또는 주행시킨다. 변속레버(10)가 N위치이면(정차시), 주행밸브(43)로도 변환밸브(23)로도 신호는 출력되지 않으며, 주행밸브(43)도 변환밸브(23)는 N위치로 되고 유압모터(42)는 정지되면, 클러치(A),(B),(C)도 개방되어서 정차한다. 변속레버(10)가 R위치이면 (R주행시), 주행밸브(43)로 신호(S8)가 출력되며, 이것을 R위치로 하여 유압모터(42)를 후진방향으로 회전시킨다. 또 변환밸브(23a)로 신호(S1a)가 출력되어 클러치(A)가 결합한다. 이것에 의하여 후진한다. 변속레버(10)가 F1위치이면(F1주행시), 주행밸브(43)로 신호(S7)가 출력되며, 이것을 F위치로 하고 유압모터(42)를 전진방향으로 회전시킨다. 또, 변환밸브(23a)로 신호(S1a)가 출력되어 클러치(A)가 결합한다. 이것에 의하여 F1주행한다. 변속레버(10)가 F2위치이고, 또한 차속이 어떤 일정이상의 F2주행설정값일 때, 주행밸브(43)로 신호는 출력되지 않고, 이것을 N위치로 하여 유압모터(42)를 정지시켜, F2주행시킨다. 또한, 차속이 F2주행설정값 이하일 때에도 상기한 F2주행으로 된다. 한편, 변환밸브(23b)로 신호(S1b)가 출력되어 클러치(B)가 결합된다. 이것에 의하여 F2주행한다. 변속레버(10)가 F3위치이고 또한 차속이 어떤 일정이상의 F3주행설정값일 때, 주행밸브(43)로 신호는 출력되지 않고, 이것을 N위치로 하여, 유압모터(42)를 정지시킨다. 한편, 변환밸브(23c)로 신호(S1c)가 출력되어 클러치(C)가 결합한다. 이것에 의하여 F3주행한다. 또한, 차속이 F3주행설정값 이하일 때는 F2주행으로 되고, 더욱 차속이 F2주행설정값 이하일 때는 상기한 F1주행으로 된다.

또한, 본 실시예의 제어부(50)는 스로틀개도검출기(51)에 의하여 검출된 엔진연료 분사량(S3)의 크기에 따른 신호(S7),(S8)를 주행밸브(43)로 출력할 수 있고, 이것에 의하여, 주행밸브(43)의 개구면적을 자유롭게 조정할 수 있고, 상기한 CLSS의 기능에 의하여 F1주행 및 R주행의 주행속도를 자유롭게 제어할 수 있다.

리타더스위치(60)는 이것을 온(ON)위치로 하면, 이 신호가 제어기(50)로 출력되며, 제어기(50)에서 리타더밸브(48)로 리타더구동신호(S10)가 출력된다. 리타더밸브(48)는 LS밸브의 펌프압 입력쪽(411)과 LS압 입력쪽(412)과의 사이에 구비되며, 상기한 리타더구동신호(S10)를 입력했을 때, 펌프압 입력쪽(411)과 LS압 입력쪽(412)과의 사이를 연결시킨다. 이 결과, LS차압(ΔPLS)이 작게 되고, 펌프토출량(Q_P)이 증가한다. 그러나, 펌프토출량(Q_P)이 증가해도 흘러가는 장소가 없으므로, 펌프압력이 상승되고 릴리프압력에 도달한다. 보통 리타더밸브를 열면 펌프압력이 릴리프압력이로 된다고 생각해도 좋다. TVC신호(S6)는 (펌프토출량×펌프압력)의 최대값을 제어하는 신호이고, 펌프압력이 이 때에 릴리프압력으로 되어 버리는 점에서 TVC의 지령이 펌프의 토출량과 비례하게 된다. 단, 상기한 바와 같이, 본실시예에서는 TVC신호(S6)가 클때에 흡수토크는 작게 된다. 이것에 의하여 TVC에서 지정된 펌프흡수토크가 발생하며, 이 토크가 리타더제동토크로 된다. 단, 리타더 제동시에 변속레버(10)를 조작하여 F3주행에서 F2주행으로 F3주행에서 F1주행으로 또는 F2주행에서 F1주행으로로 시프트다운시키면, 제어기(50)는 이들 변속신호를 입력하고 리타더스위치(60)를 오프( OFF)위치로 바꾸기까지의 사이, 하기한 실시예에 표시하듯이, 미리 기억된 순서에 따라서 상기한 리타더구동신호(S10)의 출력을 F3주행에서 F2주행으로 시프트다운할 때는 일시 정지시키고, 또 F2주행에서 F1주행으로의 시프트다운할 때는 완전 정지시키고, 더욱이 변환밸브(23b)로의 신호(S1b), 유압모터(42)로의 서보구동신호(S9), TVC신호(S6) 및 주행밸브(43)로의 신호(S7)등을 조정하면서 출력한다. 상세하게는 다음의 실시에와 같다.

리타더밸브(48)는 제어부(50)에서 리타더구동신호(S10)를 입력하면, 언제라도 리타더를 제동시킬 수 있다. 그런데, 이러한 리타더제동은 예컨대, 긴 내리막일 때의 연속제동에 적합하며, 이와 같은 경우는 시프트다운도 수반하는 일이 많다.

본 실시예의 변속기(200)에서는 F3주행에서 F2주행으로의 기계식 동력전달경로 사이의 시프트다운과, F3주행에서 F1주행으로의 또는 F2주행에서 F1 주행으로의 기계식 동력전달경로에서 유압식 동력전달경로로의 시프트다운 등이 있다.

제1실시예로서 제2도, 제4도를 참조하여 F3주행에서 F2주행으로의(즉, 기계식 동력전달경로에서 기게식 동력전달경로로의)리타더제동시의 시프트다운 방법을 설명한다. 또, 제5도를 참조하여 비교예를 설명한다. 제2도의 플로차트를 제4도를 참조하면서 그 순서에 따라 설명한다. 덧붙여서 리타더제동은 가속페달이 오프에서 또한, 리타더스위치(60)가 온일 때에 실시한다. 또한, 리타더스위치(60)이외에 풋브레이크등으로 신호를 입력해도 좋고, 따라서 이와 같은 풋브레이크 등도 리타더스위치로 해도 좋다.

제2도에 표시하듯이, F3주행시, 리타더를 제동시킬때[공정(1)]는 엔진회전을 낮춤과 아울러, 리타더스위치(60)를 온위치로 한다. 이것에 이하여 제어부(50)에서 리타더밸브(48)로 리타더구동신호(S10)가 출력된다[공정(2)].

상세하게는 다음과 같다. 리타더밸브(48)는 리타더구동신호(S10)를 입력하면, 보통위치(폐위치(a))로부터 리타더주행위치(연결위치(b))로 변환된다. 리타더밸브(48)가 연결위치(b)로 되면 펌프토출압(P_P)과 LS압(PLS)이 동등하게 되고 LS차압(ΔPLS)이 없어진다 [ΔPLS=P_P-PLS=0]. 이결과 상기한 LS기능에 의하여 펌프유압은 최대쪽을 변화한다. 이 결과, 유압펌프(41)의 흡수토크가 커지고, 노면 및 엔진에서의 구동력은 F3주행용 기계식 동력전달경로를 거쳐서 유압펌프(41)로 전달되고, 이 때에 흡수되어서 리타더를 제동한다. 이와 같이 하여 F3주행시에 있어서의 리타더주행이 달성된다. 또한, 이 때 제어부(50)는 차속, 속도단, 서비스브레이크의 밟아서 밀어 넣는 양 등의 별도로 입력되어 있고, 이들을 미리 기억되어 있는 설정값과 비교하여, 엔진의 고장방지를 위해 정하여진 TVC신호(S6)의 범위를 초과한 값의 TVC신호(S6)를 생성함으로써, 상기한 리타더제동을 보다 효과적인 것으로 하고 있다. 다음에 상기한 리타더주행시에 F2주행으로 시프트다운할 때 [공정(3)]는 클러치( C)의 작동유를 임의의 값까지 압력을 감소시킴과 아울러, 클러치(B)로의 급유를 개시한다[공정(4)]. 상세하게는 다음과 같다. 제4도(b)의 t1일때에 변환밸브(23c)로의 신호(S1c)를 작게 하여 클러치(C)의 유지압(P_C)을 낮춘다. 또한, 이렇게 압력을 낮추는 것은 후술하는 공정(6)에서의 클러치(c)의 개방응답성을 양호하게 하기 위한 것이다. 또, 변환밸브(23b)로 신호(S1b)를 보내고 클러치(B)로의 급유를 개시한다.

다음에 클러치(B)가 충전상태로 되었을때 [공정(5)], 클러치(C)의 유압을 드레인하고 리타더제동을 정지시킨다[공정(6)]. 상세하게는 다음과 같다. 클러치(B)가 충번상태로 되면, 변환밸브(23b)에서 제어부(50)로 충전완료신호(S2)가 출력된다. 제어부에(50)에 이 신호(S2)를 입력하면, 변환밸브(23c)로으 신호(S1c)를 정지하며, 클러치(C)의 작동유를 드레인시킨다[제4도(b)의 t2]. 또, 제어부(50)는 리타더밸브(48)로의 신호(S10)를 정지시킨다(단, 리타더스위치(60)는 온위치 그대로이다)[제4도(a)의 t2]. 이와 같이 하면, 리타더밸브(48)는 연결위치(b)로부터 폐쇄위치(a)로 변환되며, 유압펌프(41)는 작업기용의 유압회로(400)에의 공급유량(Qpn)만을 토출하도록 된다. 단, 실제는 주행중에 작업기를 작동시키지 않는 것이 보통이고, 이 경우에 제4도(d)의 t2로 표시하듯이, LS기능에 의하여 유압펌프(41)의 토출량(Qpm)은 최소까지 내려가고, 또한, 제4도(c)의 t2로 표시하듯이, 토출유압(P_P)도 저압으로 된다. 더욱 상기한 LS기능이나 리타더밸브를 사용하지 않아도, 이 때 TVC제어신호(6)를 크게 하여 유압펌프(41)의 토출유량(Qpm)을 저하시켜도 좋다. 이 결과, 유압펌프(41)는 리타더제동력을 흡수토크하지 않게 되고, 그 때 클러치(B)에 필요없는 부하를 부여하는 일도 없게 된다. 즉, 변환충격이 감소한다.

또한, 이와 같이 유압펌프(41)에 의해 리타더제동력이 흡수되지 않으므로, 상기한 공정(6)에서는 제4도(b)의 t2와 같이 클러치(B)의 초기압을 보통 주행시(즉, 리타더 비제동시)의 시프트다운 중의 초기압보다도 높이는 것이 좋다. 이 초기설정은 변환밸브(23b)로의 S1b를 높여서 출력함으로서 달성된다. 즉, 서서히 증가하는 압력을 점선(L1)에서 실선(L2)으로 이행시킴으로서, 엔진브레이크에 의한 제동토크가 얻어지게 되고, 이 결과, 제4도(e)에 표시하듯이, 제동토크는 점선(L3)에서 실선(L4)으로 변환되고제동토크 변동을 더욱 억제할 수 있다.

다음에 클러치(B)가 결합하게 되면[공정(7)] 리타더를 제동시킨다[공정(8)]. 상세하게는 다음과 같다. 제4도(b)의 t3에 표시하듯이, 변환밸브(23b)의 모듈레이션 기능에 의하여 클러치(B)유압이 서서히 증가하는 것이 끝아고 클러치(B)가 결합하게 되면, 제4도(a)의 t3에 표시하듯이, 제어부(50)는 리타더밸브(48)로 리타더구동신호(S10)를 재출력한다. 이것에 의하여 리타더밸브(48)는 상기한 공정(2)과 마찬가지로 작동하고 F2주행시의 리타더주행을 개시한다.

또한, 상기한 공정(8)에서의 펌프용량을 제4도(d)의 t3~t4에 표시하듯이, 제4도(c)의 펌프토출압(P_P)의 증가에 따라 서서히 증가하도록 TVC제어신호(S6)에 의해 점증시키면 제4도(e)에 표시하듯이, 제동토크의 변동이 적게 된다.

상기한 시프트다운제어의 효과를 비교예(제5도)를 참조하여 설명한다. 제5도(a)~제5도(e)의 실선은 비교에를 표시하며, 점선은 상기한 제1실시예의 제4도(a)~제4도(e)와 각각 같다. 제4도(a) 및 제4도(b)에 표시하듯이, 제1실시예에서는 클러치(B)의 충전시(t2)~결합시(t3)의 사이를 리타더밸브(48)에 의한 리타더제동을 정지시켰지만, 비교예에서는 클러치(B)의 충전시(t2)~결합후의 소정시간(t4)동안에 리타더밸브(48)에 의한 리타더제동을 정지시켰다. 비교예와 같이 하면 제5도(e)에 표시하듯이 제동토크의 변동이 격렬하고 리타더제동토크를 얻지 못할 뿐만 아니라, 변속충격이나 이것에 따르는 클러치발열 및 제동력변화 등이 발생하며, 그 동력전달장치의 수명을 짧게하거나, 운전자에 피로감을 부여하게 된다.

또한, 다른 비교예로서 도시하지 않지만, 리타더밸브(48)에 의한 제동을 실시한대로 F3주행에서 F2주행으로 시프트다운시키면 제동력을 얻게 되지만, 엔진으로의 외관상의 역부하가 증대하여 클러치(B)의 부하가 현저하게 증대하므로, 변속충격의 발생은 물론 클러치수명도 짧게 되는 등의 폐해가 발생한다. 단, 리타더밸브(48)가 온그대로라도 TVC신호를 트게(즉, 펌프흡수토크를 작게)하는 경우는 상기한 제어에도 마찬가지로 된다.

제2실시예는 제3도, 제6도에 표시한 바와 같이, F2주행에서 F1주행으로의 (즉, 기계식 동력전달경로에서 유압식 동력전달경로로의) 리타더제동시의 시프트다운방법이다. 또, 비교에를 제7도를 참조하여 진술한다. 또한, F2주향중의 리타더제동방법은 제1실시예의 F3주행중의 리타더제동방법인 공정(1)~공정(2)와 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다. 제3도의 플로차트를 제6도를 참조하면서 순서에 따라서 설명한다.

즉, F2주행 중에서의 리타더주행시에 F1주행으로 시프트다운할 때는 [공정(32)] 주행밸브(43)를 전체개방한다[공정9()]. 상세하게는 다음과 같다. F2주행 중 리타더 주행할 때의 유압펌프(41)는 제6도(a)의 범위(H)로 표시하듯이(또, 제1실시예의 공정(1)에서 설명하듯이)그 범위(H)내에서 차속, 속도단, 서비스브레이크의 밟아서 밀어 넣는 양 등에 따라서 최적 리타더주행이 얻어지도록 TVC신호(S6)가 생성되고 유압펌프(41)의 토출량제어가 이루어져 있다. 이때에 제어부(50)가 시프트다운 신호를 입력하면 제6도( b)의 t5에 표시하듯이, 우선 주행밸브(43)로 신호(S7)를 최대로 하여 출력한다. 주행밸브(43)는 이 최대신호(S7)를 입력하면 중립위치(N)로부터 전진위치(F)의 최대 개구위치로 변환한다. 그리고 LS기능에 의하여, 유압펌프(41)에서 그 주행밸브(43)의 그 개구면적에 따른 대유량의 오일이 흐르고 유압모터(42)의 회전을 제6도(c)의 t5에 표시하듯이, 서서히 증가시킨다. 이와 같이유압모터(42)의 회전을 미리 높여 두면 F1주행에서의 유압모터(42)에 의한 리타데제동으로의 이행을 원활하게 실시한다. 또한, 유압모터(42)의 밀어내는 용적은 제6도(g)에 표시하듯이, 미리신호(S9)에 의해서 작은 쪽의 위치로 되어 있다. 유압모터의 가변신호(S9)도 TVC신호(S6)와 마찬가기로 신호(S9)가 작으면 유압모터(42)의 밀어내는 용적을 크게 하며, 한편 신호(S9)가 크면 유압모터(42)의 밀어내는 용적을 작게한다.

다음에, 유압모터(42)의 회전속도가 미리 설정된 회전속도로 되었을 때 또는 일정 시간을 경과했을때[공정(10)]. 클러치(B)로의 작동유를 임의값까지 강하시킴과 아울러, 클러치(A)로의 급유를 개시시킨다[공정(11)]. 상세하게는 다음과 같다. 유압모터(42)의 회전속도(Nm)검출은 그 출력측에 회전센서를 설치하여 제어부(50)로 출력하지만, 본 실시에에서는 제어부(50)에 제6도(c)로 표시하듯이, 일정시간(T1)을 미리 기억하여 제어하고 있다. 이 일정시간(T1)이 경과했을 때, 제6도(e)의 t6에 표시하듯이, 변환밸브(23b)로의 신호(S1b)를 작게 하여 클러치(B)의 유지압(Pb)을 낮춘다. 이와 같이 하면 다음의 클러치(B)의 개방응답성이 좋게 된다. 또, 변환밸브(23a)로 신호(S1a)를 보내고 클러치(A)로의 급유를 개시한다.

다음에, 클러치(A)가 충전상태로 되었을때[공정(12)]. 클러치(A)의 유압을 서서히 증가시켜 리타제동을 정지시켜서, 주행밸브(43)의 점진적인 검소를 개시한다[공정(13)]. 상세하게는 다음과 같다. 제6도(e)의 t7에표시하듯이, 클러치(A)가 충전상태로 되면, 변환밸브(23a)로부터 제어부(50)로 충전완료신호(S2)가 출력된다. 이후는 변환밸브(23a)로 모듈레이션 기능에 의하여 클러치(A)의 유압을 임의값으로 서서히 증가한다. 제어부(50)는 이 신호(S2)를 입력하면 제6도(f)의 t7에 표시하듯이, 리타더밸브(48)로의 리타더구동신호(S10)의 출력을 정지하여 리타더밸브(48)를 연결위치(b)에서 폐쇄위치(a)로 변환한다. 또 제6도(b)의 t7에 표시하듯이, 주행밸브(43)로의 신호(S7)의 점진적인 감소를 개시하고 중립위치(N)로 이행시킨다.

또한, 이 신호(S7)의 점진적인 감소에 의하여 유압모터(42)의 회로내에서의 공동의 발생이 저지된다. 또 본 실시예에서는 중립위치(N)로 이행시켰지만 중립위치(N)에 가까운 개구량까지의 이행이라도 좋다.

상기한 공정(13)에 의하여 유압리타더 제동방식은 변화한다. 즉, 앞의 F2주행시에서의 유압리타더제동은 제1실시예에서의 유압리타더와 마탄가지로 리타더밸브(48)에 의한 유압펌프(41)의 펌프흡수토크에 의거하는 유압리타더제동이다. 이것에 의하여 뒤의 F1주행시에서의 유압리타더제동은 유압모터(42)의 모터흡수토크에 의거하는 유압리타더제동이다. 즉, 유압모터(42)의 밀어내는 용적과 흡입밸브가 달린 릴리프밸브(46)에 의한 릴리프유압 등에 의한 모터흡수토크에 의거하는 유압리타더제동이다.

또한 상기한 공정(13)에서의 유압모터(42)의 밀어내는 용적은 제6도(g)의 t7에 표시하듯이(또 상기한 공정(9)의 내용과 같이)미리 작게 되어 있지만 이것을 방치하지 않고 차속, 속도단, 서비스브레이크의 밟아서 밀어 넣는 양 등에 다라서 미리 가변제어하여 두는 것이 좋다. 유압펌프(41)에 대해서는 F1주행이 유압구동이므로 제6(a)에 표시하듯이, TVC신호(S6)를 미리 작게 해두고 이것에 의하여 그 유압펌프(41)의 흡수가능토크를 미리크게 하여 두는 것이 좋다.

다음에 클러치(A)가 결합하게되면[공정(14)], 클러치(B)의 작동유를 드레인시켜[공정(15)], 다음에 엔진(100)의 회전을 증가시킨다[공정(16)]. 상세하게는 다음과 같다. 클러치(A)가 결합했을 때 변환밸브(23b)로의 신호(S1b)를 단절하고 클러치(B)의 작동유를 드레인시킨다. 또한 제6도(e)의 t8에 표시하듯이, 이 전후관계는 엄격하게 규정할 필요는 없고 클러치(A)가 결합시 전후에서 클러치(B)의 작동유를 드레인시켜도 좋다. 더욱 또한, 클러치(A)의 유압은 변환밸브(23a)에 의하여 증압된다. 이후는 F1주행에서의 리타더주행이므로 주행도 가능한 바과 같이 제6도(h)에 표시하듯이, 가속페달의 밟은 각을 조정하고 엔진(100)의 회전속도(즉, 엔진출력)를 조정하게 된다.

상기한 시프트다운 제어의 효과를 비교예(제7도)를 참조하여 설명한다. 제7도(a)~제7도(i)의 실선은 비교예를 표시하고, 점선은 제2실시예의 제6도(a)~제6도(i)와 각각 대응한다. 제7도(f)에 표시하듯이, 리타더밸브(48)의 오프할 대는 제2실시예에서는 충전시에 t7로 하였지만, 비교에에서는 클러치(B)로의 작동유를 임의값까지 강하시켰을 때 t6로 하였다. 또 제7도(g)에 표시하듯이 유압모터(42)의 용량제어는 제2실시예에서는 리타더밸브(48)의 오프한 후에 제어했지만, 비교예에서는 리타더밸브(48)의 온할 때의 그대로 하였다. 비교에와 같이 하면, 제7도(i)에 표시하듯이 제동토크의 변동이 격렬하며 리타더 제동토크를 얻지 못할 뿐만 아니라, 변속충격이나 이것에 따르는 클러치발열 및 제동력변화등이 발생하고, 그 동력전달장치의 수명을 짧게 하거나 운전자에 피로감을 부여하게 된다.

다른 실시예를 항목 열거한다.

(1)상기한 실시예에 있어서의 유압리타더장치는 실시예 본체가 CLSS회로이므로, 상기한 실시예와 같이 특별히「리타더밸브(48)」를 구성했지만, 제1실시예 및 제2실시에의 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서의 기계식 동력전달경로에서의 유압리타더장치는, 예컨대 종래기술에 의거하는 유압리타더 등의 다른 리타더장치라도 좋다.

(2)상기한 제1실시에에 있어서의 유압리타더변속방법은 기계식 동력전달경로만으로 구성된 동력전달장치로도 당연하게 적용된다.

(3)상기한 제2실시예는 F2에서 F1으로 시프트다운한 예이지만, F3에서 F1으로의 시프트다운도 마찬가지이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 의하면, 제1발명은 기계식 동력전달경로 사이를 클러치를 변환해서 시프트다운하는 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서, 리타더주행시에 시프트다운시킬 때는, 그 시프트다운 중은 상기한 유압리타더제동을 약하게 하였으므로 리타더제동토크의 급변 및 변속충격을 억제할 수 있다. 이 결과, 동력전달장치의 수명이 연장하게 되고, 또 운전자에 피로감을 부여하기 않게 된다.

제2발명에서는 상기한 제1발명에 있어서 더욱 클러치(B)의 초기 결합력을 유압리타더비제동시의 시프트다운 중의 그 클러치(B)의 초기 결합력보다도 높이게 하였으므로, 보다 효과적으로 리타더제동토크의 급변 및 변속충격을 억제할 수 있다. 물론, 동력전달장치는 보다 수명을 연장하게 되고, 또 운전자에게 피로감을 부여하지 않게 된다.

제3발명은 기계식 동력전달경로에서 상기한 유압식 동력전달경로로 클러치를 변환해서 시프트다운하는 것을 달성하여 이루어지는 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서, 리타더제동시에 시프트다운시킬 때는 그 시프트다운 중에 상기한 리타더제동으로부터 유압식 동력전달경로중의 유압모터의 릴리프유압을 사용한 리타더 제동으로 바꾸게 하였으므로, 상기한 제1발명 및 제2발명과 마찬가지로 리타더제동토크의 급변 및 변속충격을 억제할 수 있다. 이 결과, 동력전달장치의 수명이 연장하게 되고, 또 운전자에 피로감을 부여하지 않게 된다.

제4발명인 동력전달장치의 유압리타더장치에 의하면, CLSS식 유압회로를 구비한 동력전달장치에 대해서도 리타더제동을 부여할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 한쪽의 클러치(C)를 개방하고 또한 다른 쪽의 클러치(B)를 결합함으로서 기계식 동력전달경로 사이를 변환해서 시프트다운하는 것을 달성하여 이루어지는 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서, 유압리타더제동시에 상기한 시프트다운시킬 때는 그 시프트다운 중은 상기한 유압리타더제동을 약하게 하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치의 유랍리타더변속방법.
2. 제1항에 있어서, 클러치(B)의 초기 결합력을 유압리타더비제동시의 시프트다운 중의 그 클러치(B)의 초기 결합력보다도 높이는 것을 특징으로 하는 동력전달장치의 유압리타더변속방법.
3. 유압식 동력전달경로중의 유압펌프의 릴리프유압을 사용한 리타더제동시에 한쪽의 클러치(B)를 개방하고 또한 다른 쪽의 클러치(A)를 결합함으로서 기계식 동력전달경로에서 상기한 유압식 동력전달경로로 변환해서 시프트다운하는 것을 달성하여 이루어지는 동력전달장치의 유압리타더변속방법에 있어서, 상기한 리타더제동시에 시프트다운시킬 때는 그 시프트다운 중에 상기한 리타더제동으로부터 유압식 동력전달경로중의 유압모터의 릴리프유압을 사용한 리타더제 동으로 변환하는 것을 특징으로 하는 동력전달장치의 유압리타더변속방법.
4. 유압액추에이터로의 오일을 단속하는 변환밸브의 전후압을 입력하고, 이들 전후차압이 일정하게 되도록 유압펌프의 토출량을 제어하는 제어밸브를 설치한 유압회로를 구비하여 이루어지는 동력전달장치에 있어서, 상기한 제어밸브로의 전후압 입력회로 사이에 리타더구동신호를 압력했을 때 상기한 입력회로 사이를 연결시키는 개폐밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 동력전달장치의 유압리타더장치.