KR20050120669A - 차량을 구동하기 위한 구동 트레인 작동 방법 - Google Patents

차량을 구동하기 위한 구동 트레인 작동 방법 Download PDF

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Abstract

차량은 일정한 속도로 작동되어야 하며, 유체 역학 토크 컨버터에 의해서 감속 기어(5)를 구동시키는 구동 장치의 회전수가 변화되어야 한다. 이를 위해, 구동 장치와 펌프 휠(3) 사이에 배치된 클러치(2)는 차량의 실제 속도가 설정된 속도에 상응하도록 제어된다.

Description

차량을 구동하기 위한 구동 트레인 작동 방법{METHOD FOR ACTUATING AN ENGINE ASSEMBLY FOR DRIVING A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 더 자세히 설명된 방식에 따른, 구동 트레인 작동 방법에 관한 것이다.
전제부에 따른 구동 트레인들은 바람직하게는 지게차, 하이랜더, 휠 로더 또는 그레이더와 같은 작업 기계 내에 있다. 특히 지게차, 하이랜더 또는 그레이더에서는 운전자에 의해서 사전 설정된 주행 속도가 일정하게 유지되어야 할 필요성이 있다. 마찬가지로 차량의 추진력을 제한해야 할 필요성도 있다. 작업 기계에서 구동 장치는 한편으로 유체 역학 토크 컨버터에 의해 주행 구동부를 구동시키며, 다른 한편으로는 예컨대 유압 작동 부품을 위한 동력 인출 장치(power take off)를 구동시킨다. 유압 작동 부품이 추가의 동력을 필요로 하면, 종종 작업 기계의 회전수가 상승하므로, 유체 역학 회전 모멘터 컨버터의 작동 조건도 변한다. 이는 일정한 주행 속도를 갖는 차량의 이동을 추가적으로 어렵게 한다.
독일 특허 제195 21 458호에는 하나의 기계의 구동을 위한 전기 유압 제어 장치가 공지되어 있다. 여기서 운전자는 작업 기계의 회전수를 증가시키는데 사용되는 제1 페달 및, 유체 역학 토크 컨버터의 펌프 휠과 구동 장치 사이의 클러치를 슬립 상태로 되게 하는데 사용되는 제2 페달을 갖는다. 이제 유압 작동 부품을 위해 충분한 회전수를 제공하기 위해, 한편으로 구동 장치의 회전수를 위한 페달이 작동되며, 이와 동시에 차량의 속도를 줄이기 위해서는, 구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치를 비활성화시키기 위한 페달이 밟아진다. 일정한 주행 속도의 조정은 거의 불가능하다.
도1은 구동 트레인의 하나의 부품의 개략적 구성을 도시한 도면이다.
도2는 일정한 속도로의 작동 시 추진력 속도-그래프를 도시한 도면이다.
도3은 구동 장치의 부하 조정이 상이한 경우, 일정한 속도로의 작동 시 추진력 속도-그래프를 도시한 도면이다.
도4는 추진력이 일정할 때의 추진력 속도-그래프를 도시한 도면이다.
도5는 구동 장치의 부하 조정이 상이하고 추진력이 일정한 경우 추진력 속도-그래프를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적은 유체 역학 토크 컨버터와 동력 인출 장치를 갖는 차량에서 주행 속도를 거의 일정하게 유지시키는 것이다.
상기 목적은 독립항의 특징부를 포함하는, 구동 트레인 작동 방법에 의해서 해결된다.
본 발명에 따르면 유체 역학 토크 컨버터의 펌프 휠과 구동 장치 사이에 클러치가 있다. 상기 클러치는 유체 역학 토크 컨버터 내에 배치되거나, 별도로 유체 역학 토크 컨버터 전방 또는 후방에 배치될 수 있다. 구동 장치는 추가로, 바람직하게는 유압 펌프로서 형성된 적어도 하나의 동력 인출 장치를 구동시킨다. 구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치는, 구동 장치의 회전수와 무관하게, 차량의 실제 속도가 사전 설정 속도에 상응하도록 제어된다. 유체 역학 토크 컨버터 하부에 접속된, 전환 가능한 기어의 구동기 또는 피동기에, 또는 힌지 샤프트 또는 차량 휠들에 회전수 센서들이 배치되며, 그 신호들로부터, 전자 제어 유닛이 실제 주행 속도를 검출한다. 실제 주행 속도는 예컨대 전자 제어 유닛에 의해 가속 페달의 신호로부터 검출되는 사전 설정-주행 속도와 비교된다. 이어서 펌프 휠과 구동 장치 사이의 클러치는, 실제 속도가 사전 설정 속도에 상응하도록 제어된다. 구동 장치의 회전수는 동력 인출 장치의 요구에 따라 즉시 제어될 수 있다. 이는 예컨대, 전자 제어 유닛이 구동 장치를 제어하도록 이루어질 수 있으며, 전자 제어 유닛은 예컨대 유압 작동 부품의 제어 요소들로부터 나온 신호들로부터 제어 신호를 형성한다. 이로써 일정한 주행 속도로 차량을 작동시킬 수 있으며 변경 가능한 입력 회전수를 유압 작동 부품에 제공할 수 있다.
다른 실시예에서는 차량의 추진력을 제한할 가능성이 있으며, 이로써 주행 저항이 클 때 차량 휠들이 지반 내에 빠지지 않는다. 이는 특히 그레이더에서 중요하다. 추진력의 제한 및, 이로써 토크의 제한은 바람직하게는 구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치가, 구동 장치의 회전수와 무관하게 유체 역학 토크 컨버터의 터빈 휠의 실제 토크가 앞서 규정된 사전 설정 토크를 초과하지 않도록 제어됨으로써 해결된다. 터빈 휠의 토크는 예컨대 터빈 휠에 있는, 또는 터빈 휠에 후속하는 부품들에 있는 토크 센서에 의해 검출될 수 있다. 그러나 토크를 계산적으로 검출하는 가능성도 있으며, 이 경우 유체 역학 토크 컨버터의 출력 회전수와 유체 역학 토크 컨버터의 입력 회전수 및 펌프 휠의 회전수가 고려된다. 특히 펌프 휠의 회전수의 검출 또는 측정에 의해 컨버터 특성 영역으로부터, 토크가 정확하게 검출될 수 있다.
주행 속도가 일정하게 유지되어야 하고 차량이 경사 도로에 있음으로써 코스팅 작동을 하면, 추가로 차량의 서비스 브레이크가 자동적으로 접속될 수 있다.
구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치가 컨버터 하우징 내에 위치하면, 상기 클러치는 피스톤에 의해서 작동하므로, 피스톤 상에는 한편으로 작동력이 작용하며 다른 한편으로는 컨버터 내압이 작용한다. 슬립 작동 시에 클러치를 정확하게 작동시키고 작동력, 이로써 작동압을 최적으로 조정할 수 있기 위해, 작동압을 검출할 때 컨버터 내압이 고려된다. 컨버터 내압은 예컨대 압력 센서에 의해 검출되거나 유체 역학 컨버터의 작동 상태에 의해 계산적으로 검출될 수 있다. 1차 클러치를 위한 작동압은 바람직하게는 전자 제어 유닛에 의해 비례 밸브를 이용하여 조정될 수 있다.
컨버터 내압은 실질적으로 펌프 회전수, 터빈 회전수, 오일 온도 및, 컨버터를 통해 흐르는 오일량에 따른다. 또한 컨버터 내압은 컨버터 전방 또는 후방에 있는 밸브의 개구 특성에 의해 결정된다. 컨버터 순환계 내에 포함되는 예컨대 냉각기 및 라인과 같은 유동 저항들은 모든 차량 장치에서 검출되어야 한다. 오일 온도는 온도 센서에 의해서 측정될 수 있다.
컨버터를 통해 흐르는 오일 흐름은 일정한 양변위 체적을 갖는 기어 펌프에 의해 대부분 공급된다. 상기 기어 펌프는 대부분 내연 기관 엔진 회전수로 구동된다.
추가의 특징들은 도면 설명에 제시된다.
도1:
도시되지 않은 구동 장치는 컨버터 하우징(1)을 구동시킨다. 구동 장치에는, 도시되지 않은 동력 인출 장치, 바람직하게는 유압 펌프가 연결된다. 클러치(2)는 활성화될 때, 유압 컨버터의 펌프 휠을 연결한다. 펌프 휠은 회전할 때 터빈 휠(4)을 구동시키며, 터빈 휠은 파워 시프트 기어(5)에 도시되지 않게 연결되고 상기 파워 시프트 기어를 구동시킨다. 파워 시프트 기어(5)는 구동 휠(6)을 구동시킨다. 전자 제어 유닛(7)은 압력 센서(8)에 의해, 및/또는 회전수 센서(9 및/또는 10 및/또는 11)에 의해, 및 가속 페달(12)의 센서에 의해, 유압 작동 부품의 제어 레버(13)에 있는 센서에 의해, 및/또는 기어에 있는 회전수 센서(14)에 의해 및/또는 기어(5)와 구동 휠(6) 사이의 힌지 샤프트에 있는 회전수 센서(15)에 의해 구동 트레인의 상태를 검출한다. 특히 클러치(2)가 드래그(drag)할 경우, 컨버터 하우징(1) 내의 압력 및 터빈 휠(4)의 토크가 중요하다. 펌프 휠의 회전수를 인식함으로써 또한 터빈 휠(4) 또는 구동 트레인 하부에 접속된 부품들의 회전수를 인식함으로써, 또한 컨버터의 추가의 작동 파라미터들을 인식함으로써, 터빈 휠(4)의 토크(4) 및 컨버터 하우징(1) 내의 압력이 계산적으로 검출될 수 있다. 가속 페달(12)에 의해 운전자가 사전 설정 속도를 사전 설정하고 동시에 제어 레버(13)가 작동되면, 구동 장치는 동력 인출 장치가 유압 작동 부품을 위해서 충분한 동력을 발생시키도록 조정되며 이와 동시에 클러치(2)는 차량이 소정의 사전 설정 속도로 움직이도록 작동한다. 클러치(2)를 제어하기 위해, 전자 제어 유닛(7)은 비례 밸브(16)에 컨버터 하우징(1) 내의 내압을 이미 고려하는 신호를 제공하므로, 비례 밸브(16)는 클러치(2)의 작동 장치에 압력을 가한다.
도2:
운전자가 일정하게 유지되어야 하는 속도(17)를 조정하면, 주행 저항에 따르는 추진력(18)은 구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치가 다소 개방됨으로써 조정된다. 지점(19)에서 클러치가 완전히 폐쇄된다. 영역(20)에서의 경사로 인해 차량이 움직이면, 서비스 브레이크의 활성화에 의해 일정한 속도가 유지될 수 있다.
도3:
차량은 일정한 속도(17) 상에 있으며, 클러치는 구동 장치와 유체 역학 컨버터의 펌프 휠 사이에서, 공급된 추진력(FZ)에 따라 작동한다. 구동 장치의 중심 부하 센서 위치(21)에서, 차량은 지점(22)까지 일정한 속도(17)를 유지하며, 중심 부하 센서 위치(21)의 출력 라인으로까지 주행 속도가 감소한다. 이 경우 구동 장치와 펌프 휠 사이에서 클러치가 폐쇄된다.
도4:
사전 선택된 최대 추진력(23)은 주행 구동부의 추진력을 제한한다. 영역(24)에서, 구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치는 터빈 휠에서 최대 추진력(23)이 초과되지 않도록 제어된다. 잉여된 동력은 동력 인출 장치에 제공된다.
도5:
중심 부하 센서 위치(21)에서의 출력 라인 및 최대 추진력(23)의 사전 설정은 영역(25)을 제한하며, 상기 영역 내에서 구동 장치와 펌프 휠 사이의 클러치는 최대 추진력(23)이 초과되지 않도록 활성화된다. 잉여된 동력은 동력 인출 장치에 제공된다.
<도면 부호>
1:컨버터 하우징
2:클러치
3:펌프 휠
4:터빈 휠
5:파워 시프트 기어
6:구동 휠
7:전자 제어 유닛
8:압력 센서
9:회전수 센서
10:회전수 센서
11:회전수 센서
12:가속 페달
13:제어 레버
14:회전수 센서
15:회전수 센서
16:비례 밸브
17:속도
18:추진력
19:지점
20:영역
21:중심 부하 센서 위치
22:지점
23:최대 추진력
24:영역
25:영역

Claims (11)

  1. 구동 장치를 갖는 차량을 구동하기 위한 구동 트레인 작동 방법으로서, 상기 구동 장치는 한편으로 펌프 휠(3)과 터빈 휠(4)을 갖는 유체 역학 토크 컨버터에 의해, 주행 구동부를 구동시키기 위한, 전환 가능한 감속 기어(5)를 구동시키며 다른 한편으로는 적어도 하나의 유압 펌프를 구동시키기 위한 동력 인출 장치를 구동시키고, 상기 펌프 휠(3)은 클러치(2)에 의해서 구동 장치에 연결될 수 있으며 상기 터빈 휠(4)은 감속 기어(5)에 연결되는 작동 방법에 있어서,
    구동 장치의 회전수와 무관하게 차량의 실제 속도가 사전 설정 속도에 상응하도록 상기 클러치(2)가 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  2. 구동 장치를 갖는 차량을 구동하기 위한 구동 트레인 작동 방법으로서, 상기 구동 장치는 한편으로 펌프 휠(3)과 터빈 휠(4)를 갖는 유체 역학 토크 컨버터에 의해, 주행 구동부를 구동시키기 위한, 전환 가능한 감속 기어(5)를 구동시키며 다른 한편으로는 적어도 하나의 유압 펌프를 구동시키기 위한 동력 인출 장치를 구동시키고, 상기 펌프 휠(3)은 클러치(2)에 의해서 구동 장치에 연결될 수 있는 작동 방법에 있어서,
    구동 장치의 회전수와 무관하게 터빈 휠(4)의 실제 토크가 미리 규정된 사전 설정 토크를 초과하지 않도록 상기 클러치(2)가 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  3. 제1항에 있어서, 코스팅 작동에서 사전 설정 속도가 초과될 때 서비스 브레이크가 활성화되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서비스 브레이크는 실제 속도가 사전 설정 속도에 상응하도록 활성화되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 클러치(2)가 구동 장치의 회전수에 따라, 또한 실제 속도와 사전 설정 속도 사이의 차이에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 클러치(2)는 구동 장치의 회전수에 따라, 또한 실제 토크와 사전 설정 토크 사이의 차이에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러치(2)는 컨버터 하우징(1)의 내부에 배치되며, 상기 하우징 내에 위치한 유체에 의해서 냉각되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 사전 설정 속도는 가속 페달(12)에 의해서 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 클러치(2)는 전자 제어 유닛(7) 및 비례 밸브(16)에 의해서 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러치(2)는 컨버터 하우징(1) 내의 실제 압력에 따라 조정되는 작동압에 의해서 활성화되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러치가 컨버터 하우징의 외부에 있으며 냉각액에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
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