KR100676595B1

KR100676595B1 - 자동 기어박스용 시프트 안전장치

Info

Publication number: KR100676595B1
Application number: KR1020017002820A
Authority: KR
Inventors: 로그안드레아스
Original assignee: 루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우베타일리궁스 카게
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2007-01-30
Also published as: BR0007003B1; ITMI20001505A1; ITMI20001505A0; DE10081878B4; BR0007003A; IT1318119B1; DE10081878D2; AU6556100A; KR20010085757A; FR2796694A1; WO2001002757A1; FR2796694B1; DE10031754A1

Abstract

본 발명은, 특히, 변환할 기어단계를 선택하는 중앙 실렉터 샤프트(1)에 충격을 가하고, 그리고 기어단계들을 변환하기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 장치하고 있는 자동 기어박스의 후진기어용으로 시프트 안전 장치(4)에 관한 것이며, 동시에 상기 시프트 안전 장치(4)는, 기어 단계들을 선택 및/또는 전환하기 위해 예압장치에 의해 생성된 예압력을 액추에이터가 극복해야 하는 방식으로 실렉터 샤프트(1)에 충격을 가하는 예압장치이다.

시프트 안전 장치, 기어박스

Description

자동 기어박스용 시프트 안전장치 {SHIFT SAFETY DEVICE FOR AN AUTOMATIC GEAR BOX}

본 발명은 특허청구의범위 제 1 항의 서두절에 따르는, 특히, 자동 기어박스의 후진기어용 시프트 안전장치에 관한 것이다.

자동차용 기어박스는 이미 종래의 기술에 공개되어 있다. 지금까지 기어박스의 개념이라면 특히 수동 트랜스미션으로 이해되어 왔다. 상기 트랜스미션의 경우 상기 기어박스를 장착한 자동차의 운전자가 시프트 레버와 같은 것을 이용하여 손으로 스위칭 레인(switching lane)의 선택 및 기어전환 등의 과정을 실행하였다. 그 동안 이러한 수동 트랜스미션과 더불어 자동화된 기어박스가 공지되었다. 상기 자동 기어박스의 경우 선택된 기어단계의 선택작동(selecting operation) 및 전환작동(switching operation)은 예컨대 프로그램으로 제어되게 기어박스에 장치된 액추에이터(actuator)에 의해 진행된다. 종래의 수동 트랜스미션의 경우 시프트 레버의 위치조절을 통해 자동차의 운전자는 시프트 레버와 기어박스 내 작동 부재(actuating element) 사이에 파워트레인(power train)이 비활성화된 경우 기어 박스가 현재 어느 기어단계에 위치하고 있는가하는 정보를 가지게 된다. 만약 시프트레버와 기어박스 내 작동부재 사이의 동력전달 위치에서 예컨대 동력전달레버 등의 파손(fracture) 형태의 결함이 발생한다면, 이러한 점을 운전자는 시프트레버에서 선택 또는 전환할 때 확인할 수 있게 된다. 자동화된 기어박스의 경우 액추에이터가 선택된 기어단계의 선택 및 전환을 위해 전동기의 형태로 장치되는 것이 가능하게 되며, 그럼으로써 운전자는 앞서 언급되었던 것과 같은 결함에 대해 어떠한 정보도 획득하지 못하게 된다. 자동화된 기어박스에서 예컨대 2개의 전동기를 이용하여 선택작동(selecting operation) 및 전환작동 등을 탐지하기 위해 상기 전동기에서 위치측정이 이루어질 수 있다. 그럼으로써 예컨대 중앙 실렉터 샤프트를 작동시키면서, 상기 전동기의 하부에 배치되는 기계장치(mechanical system)에서의 결함은 파악되어질 수 없다. 그러므로 자동화된 기어박스용 시프트 안전장치를 제공하는 것이 의미가 있으며, 필요한 것으로 판명되었다. 상기 시프트 안전장치는, 자동화 기어박스에 위치하는 하나 또는 복수개의 액추에이터와 기어박스 내 작동부재들 사이에서 기계적 동력전달부재의 고장 시에, 의도하지 방식으로는 기어단계가 맞물리지 않도록 도와준다. 상기사항은 특히, 자동화된 기어박스가 후진기어로의 전환이 이루어지지 않을 때 사용된다.

따라서, 본 발명의 목적은 후진기어의 비-의도되는 맞물림의 경우를 차단하는, 중앙 실렉터 샤프트를 구비한 자동화된 기어박스용 시프트 안전장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적의 해결을 위하여, 본 발명은 특허청구의 제 1 항에 제시된 특징을 포함하고 있다. 이와 관련한 바람직한 형성예는 추가 청구항들에 기술되어 있다.

그러므로, 자동 기어박스의 후진기어용 시프트 안전장치가 제공되어 있다. 상기 자동 기어박스는 전환할 기어단계의 선택 및 기어단계의 전환을 위한 중앙 실렉터 샤프트에 충격을 주기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 장착하고 있으며, 동시에 시프트 안전장치는, 기어단계의 선택 및/또는 전환을 위한 액추에이터가, 그것도 예압장치(preloading device)에 의해 생성된 예압력(preloading force)을 극복해야 하는 방식으로 중앙 실렉터 샤프트에 충격을 가하는, 하나의 예압장치이다. 상기 예압장치가 특히, 자동 기어박스의 후진기어용으로 장치된 것이긴 하지만, 또한 기어박스 하우징 내 중앙 실렉터 샤프트의 장착위치에 따라 또한 자동 기어박스의 기타 기어단계용으로도 이용될 수 있다.

예압장치가 예압력으로 중앙 실렉터 샤프트에 충격을 줄 수 있도록, 상기 중앙 실렉터 샤프트와 접촉하고 있는 상기 예압장치는, 예컨대 기어박스 하우징에 플랜지 결합된 액추에이터에 의해 후진기어의 전환 층위 내로의 운동이 프로그램된 제어(programmed control)에 의해 의도적으로 초래되지 않고도, 중앙 실렉터 샤프트가 의도하지 않은 방식으로는 자동 기어박스의 예컨대 후진기어의 전환층위 또는 전환작동에 도달하지 않도록 도와 준다. 그러므로 본 발명에 따른 시프트 안전장치를 이용하여, 자동 기어박스를 장착한 자동차의 전진주행을 위해 기어단계가 맞물린 경우에도 또한 제어되지 않은 방식으로는 후진기어로 전환되지 않는 것이 가능하게 되며, 동시에 상기 사항이, 예컨대 그렇지 않은 경우, 즉 액추에이터와 중 앙 실렉터 샤프트 사이의 기계적 작동부재의 위치에서 파손이 발생되었거나 혹은 기어단계의 선택 및/또는 전환을 위한 중앙 실렉터 샤프트의 작동을 위한 액추에이터 혹은 다수의 액추에이터가 제어될 시에 기능장애가 발생하게 될 때도, 가능한 한 이루어질 수 있는 것이 달성된다.

자동 기어박스를 장착한 자동차의 운전자가 후진기어를 넣고자 한다면, 그는 이와 관련하여 예컨대 시프트 레버를 작동시키게 되면, 그럼으로써 후진기어가 위치하는 스위칭 레인의 선택을 위한 액추에이터는, 예컨대 기어박스 하우징 내 중앙 실렉터 샤프트의 축방향 운동을 초래할 수 있도록 한 제어장치에 의해 제어된다. 예압장치는 예압력으로 중앙 실렉터 샤프트에 충격을 가할 수 있도록, 상기 중앙 실렉터 샤프트와 접촉하고 있기 때문에, 후진기어를 포함하는 스위칭 레인의 선택을 위한 액추에이터는 상기 예압력을 극복해야 하며, 이러한 점은 예컨대 기전 액추에이터(electromotive actuator)의 경우 분명히 더욱 높은 배선전류(wiring current)를 초래한다. 상기 전류는 제어장치에 의해 측정될 수 있으며, 그리고 이러한 점에 있어서, 후진기어의 스위칭 레인이 선택되었으며, 이러한 점은 운전자에 의해 그에 상응하는 위치로 작동된 시프트 레버에 근거하여서도 또한 운전자의 희망에 상응한다는 점이 추정된다.

본 발명의 개선예에 따라서, 예압장치는 액추에이터가 중앙 실렉터 샤프트에 충격을 가하지 않는 상태에서, 상기 중앙 실렉터 샤프트를 기어박스의 중립위치에서 유지하거나 혹은 시프트 인터로크(shift interlock)에 근거하여 어떠한 단계도 맞물리는 것이 가능하지 않은 위치에서 유지하는 점이 제안되어 있다. 이러한 목 적에 맞게 중앙 실렉터 샤프트는 하나의 작용면(plane of action)을 가지고 있다. 그러한 면과 예압장치는 접촉하게 되는데, 그럼으로써 예압장치에 의해 생성되는 예압력은 작용면을 통해 중앙 실렉터 샤프트 내로 유도된다. 상기 예압력은 물론 단지 매우 적은 값만을 취할 수 있으며, 그리고 예컨대 그 본질이 다음의 정도로만 존재할 수 있다. 즉, 기어박스 하우징 내에서 중앙 실렉터 샤프트가 수직 위치에 장착되어 있는 경우, 작용면에 의해 예압장치에 인접하는 중앙실렉터 샤프트에 중력가속도가 작용하며, 그리고 겨우 액추에이터를 통과하는 중앙 실렉터 샤프트의 축방향 작동은 더욱 높은 예압력의 발생을 초래하게 된다. 이는 중앙 실렉터 샤프트의 의도되어 수반되는 상기 축방향 작동이, 예압장치에 의해 수반되는 예압력으로 예압장치가 충격을 가하도록 하기 때문이다. 예압장치에 의해 수반되는 상기 예압력의 경우, 그 존재 또는 증가는 액추에이터의 일정한 혹은 증가하는 배선전류에 의해 파악될 수 있다.

본 발명의 개선예에 따라서 상기 작용면은 중앙 실렉터 샤프트에 제공되는 공동부(recess)가 될 수 있다. 상기 공동부는 예압장치와 접촉하고 있다. 중앙 실렉터 샤프트가 예컨대 회전체(turned part)로서 형성되는 경우 상기 작용면은 중앙 실렉터 샤프트의 지름에 있어 지름 체감부(diametral taper)가 될 수 있다. 상기 지름 체감부는 하나의 숄더(shoulder)를 포함하고 있으며, 상기 숄더는 중앙 실렉터 샤프트에 충격이 가해지지 않은 상태에서 예열장치와 접촉하고 있다. 액추에이터의 제어에 의해 수반되어 중앙 실렉터의 샤프트가 축방향 운동을 하는 경우, 중앙 실렉터 샤프트가 후진기어를 가지는 스위칭 레인 내로 이송될 수 있도록, 예 압장치가 중앙 실렉터 샤프트의 숄더를 극복해야함으로써 발생하는 예압력을 액추에이터는 극복해야 한다.

본 발명의 또 다른 개선예에 따라서 작용면은 두 개의 원뿔형 단면을 포함하고 있다. 상기 단면은 자체 작은 표면으로 서로 인접하여 있으며, 그럼으로써 예압장치는, 기어단계의 전환 시, 중앙 실렉터 샤프트의 축방향으로 작용하는 예압력을 생성하기 위해 원뿔형 표면과 접촉하게 된다. 이러한 점은 다시 말해서, 작용면이 하나의 반전점(inflection point)을 포함하고 있으며, 자세히 말하자면 두 원뿔형태 단면이 자체의 항상 작은 표면으로 서로 인접하는 위치에 상기 반전점을 포함하며, 그럼으로써 예압장치는 전진주행으로 전환된 기어단계에서 뿐 아니라 후진주행으로 전환된 기어단계에서도 원뿔형태의 단면의 원뿔형태의 표면에 충돌하게 되며, 그리고 그로 인해 기어가 전환된 경우 일정한 예압력을 초래하게 되며, 그럼으로써, 전환된 기어단계에서, 예컨대 자동차의 내연기관에 의해 유도되는 스윙에 의해 혹은 비포장 도로 상에서 자동차의 주행 시에 발생할 수 있는 중앙 실렉터 샤프트의 진동 또는 스윙은 차단되게 된다.

본 발명의 또 다른 개선예에 따라서, 중앙 실렉터 샤프트는 하나의 그루브(groove)를 포함하고 있다. 상기 그루브는 액추에이터의 설치 위치를 결정하기 위해, 기어박스에 액추에이터를 설치하기 위한 예압장치와 접촉 가능하다. 기어박스 액추에이터의 설치 후에, 허용편차를 가지고 부착된 이동거리에 근거하여 이용되는 진행로에 대한 학습과정이 개시되어야 한다. 다시 말해 액추에이터는 자신에게 이용되는 이동거리를 결정하기 위해 이동거리의 한계영역 사이에서 왕복운 동을 해야 한다. 동시에 이러한 목적에 맞게 자동 기어박스는 하나의 전환된 기어단계에 위치해 있어서는 안되며, 그럼으로써 실렉터 샤프트에 제공되는 그루브는 설치 시에 위치 고정 기능을 하게 된다.

본 발명의 또 다른 개선예에 따라서, 예압장치는 볼(ball)에 의해 하중을 받는 압축스프링(compression spring)이다. 상기 스프링은 액추에이터의 하우징 내에 이송 가능하게 수용되어 있다. 그러므로 액추에이터에 걸친 중앙 실렉터 샤프트의 축방향 운동은 작용면에 롤링하는 볼을 통해 그에 상응하는 예압력으로 스프링의 가압을 야기하게 되며, 그럼으로써 스프링에 의해 생성된 예압력에 근거하여 기전 액추에이터의 전류의 상승이 제어장치에 의해 파악될 수 있게 된다. 그에 상응하는 방식으로 상기 사항은 예컨대 유압식 액추에이터의 경우에도 유압 액추에이터의 피스톤 실린더 유닛 내에서 압력 상승을 야기한다.

본 발명에 따른 시프트 안전장치는, 자동 기어박스의 기어단계의 비-의도되는 선택 및/또는 전환이 차단되는 것을 가능케 한다. 이러한 경우는 예컨대 자동 기어박스 내 중앙 실렉터 샤프트의 장착위치가 수직으로 이루어진 경우에도 기어박스 하우징 내 실렉터 샤프트의 중력에 따르는 슬라이딩(sliding)에 의해 개시될 수 있으며, 그럼으로써 기어박스는 중립위치에 있는 것 대신에 후진기어용으로 선택된 스위칭 레인의 위치에 존재하게 된다. 본 발명은 다음에서 도면에 따라 더 자세하게 설명된다.

도 1은 중앙 실렉터 샤프트와 접촉하여 배치되는 예압장치를 구비하는 중앙 실렉터 샤프트의 단면도이며,

도 2는 도 1에 따른 단면도와 유사한 도면으로, 동시에 중앙 실렉터 샤프트가 추가적으로 설치위치의 고정을 위한 원뿔형태의 보어(bore)를 가지는 도면이며,

도 3은 도 2를 위에서 바라봤을 때의 도면이며,

도 4는 수정된 작용면을 가지는 중앙 실렉터 샤프트에 관한 도면이며,

도 5는 도 4를 위에서 바라봤을 때의 도면이며,

도 6은 시프트 안전장치의 배치 위치를 설명하기 위한 기어 전환에 관련한 2개의 개략도이다.

* 주요 도면부호의 간단한 설명

1. 중앙 실렉터 샤프트 2. 샤프트 바디

3. 지름 체감부 4. 예압장치

5. 실렉터 핑거 6. 볼

7. 압축 스프링 8. 숄더

9. 액추에이터 하우징 10. 보어

11. 시프터 포크 마우스 12. 시프트 레일, 시프터 포크

13. 작용면 14. 원뿔형 표면

15. 원뿔형 표면

16. 중앙 실렉터 샤프트의 고정위치

17. 후진기어용 시프트 안전장치의 위치

1-2. 스위칭 레인

A. 종축 방향

N. 중립위치

R. 스위칭 레인

도 1은 본 발명에 따라 제 1 실시예에 따르는 자동 기어박스용 시프트 안전장치에 관한 것이다.

단지 단면도로 도시되어 있는 중앙 실렉터 샤프트(1)는 원통형 샤프트 바디(2)(shaft body)를 포함하고 있으며, 상기 바디에는, 완전 공동 부호로서 (4)로 표시되는 예압장치와의 작용 또는 접촉을 위한 작용면 또는 접촉면으로서 제공되는 지름 체감부(3)가 형성되어 있다.

지름 체감부(3)의 하부에는 중앙 실렉터 샤프트(1)가 실렉터 핑거(5)(selector finger)의 형태로 하나의 작동부재를 포함하고 있다. 이때 중앙 실렉터 샤프트(1)는 개략적으로 도시되는, 예컨대 전동기 형태의 액추에이터로부터, 중앙 실렉터 샤프트(1)가 장치되어 있는 기어박스 하우징 내의, 웜기어가 될 수 있는 기어박스를 통해, 축방향으로, 다시 말해 화살표(A)로 표시되어 있는 중앙 실렉터 샤프트(1)의 종축 방향으로 이송되어질 수 있다. 이와 같이 자체 종축 방향으로 중앙 실렉터 샤프트(1)가 운동함으로써 전환될 기어단계가 위치하는 기어박스의 상이한 스위칭 레인 내로 실렉터 핑거(5)가 운동하게 된다. 예컨대 도 1에 도시되는 기어박스의 위치로부터 제 1단 기어가 맞물려진다고 하면, 액추에이터에 의해 중앙 실렉터 샤프트(1)는 축방향으로 운동하거나 혹은 들어올려지며, 그로 인해 실렉터 핑거(5)는 전환될 제 1단 기어가 위치하는 스위칭 레인(1-2) 내에 도달하게 된다. 이러한 점은 다시 말해서, 도 1에 따른 배치도인 경우, 중앙 실렉터 샤프트(1)는 액추에이터에 의해서, 중앙 실렉터 샤프트(1)의 실렉터 핑거(5)가 (1-2)로 명명된 스위칭 레인 내에 도달하며, 그럼으로써 상기 핑거가 시프터 포크 마우스(shifter fork mouth) 내로 진행할 수 있게 될 때까지 약간 위로 들어 올려진다. 그런 다음 상기 시프터 포크 마우스를 통해 실제적인 제 1단 기어의 전환 또는 맞물림이 중앙 실렉터 샤프트(1)의 회전운동에 의해 개시되며, 동시에 상기 목적에 맞게 중앙 실렉터 샤프트(1)는, 중앙 실렉터 샤프트(1)의 종방향 운동을 담당하는 액추에이터에 의해 작동되거나, 혹은 추가 액추에이터에 의해 작동되며, 그럼으로써 상기 중앙 실렉터 샤프트는 자체 원주방향으로 회전운동을 실행하게 된다. 중앙 실렉터 샤프트의 종방향 운동 또는 왕복운동에 의해 또한 선택작동이 그리고 중앙 실렉터 샤프트의 회전운동에 의해 전환작동이 실행되며, 동시에, 전환작동을 위해 왕복운동을 이용하며, 선택작동을 위해서는 회전운동을 이용하는 것이 가능하게 된다.

도 1에 따라서 한 눈에 알 수 있는 바와 같이, 중앙 실렉터 샤프트(1)는 1단에서 5단까지 기어단계의 선택 및 전환을 위해 진행하며, 그럼으로써 압축 스프링(7)에 의해 충격이 가해지는 자체 볼(6)을 구비한 예압장치(4)는 지름 체감부(3)에서 진행하게 된다.

그러나 자동 기어박스의 후진기어가 맞물리게 되자마자, 중앙 실렉터 샤프트(1)는, 실렉터 핑거(5)가 "R"로 명명된 후진기어용 스위칭 레인 내에 도달할 수 있도록 진행해야 한다. 이러한 목적에 맞게 액추에이터는 도면 층위에서 중앙 실렉터 샤프트(1)를 아래 방향으로 이동시켜야 하며, 그럼으로써 볼(6)은 중앙 실렉터 샤프트(1)의 지름 체감부(3)로서 형성된 작용면의 영역으로부터 빠져 나가게 된다. 한 눈에 알 수 있듯이, 지름 체감부(3)는 숄더(8)를 거쳐 지름 체감부(3)의 상부에 배치된 중앙 실렉터 샤프트(1)의 영역 내로 올라가게 된다. 그럼으로써, 볼(6)은 숄더(8)를 극복해야 하며, 또한 압축 스프링(7)의 방향으로 이송되어야 한다. 볼(6)의 이러한 운동은 압축스프링(7)에 의해 생성된 예압력의 상승, 다시 말해 도 1에 도시되는 바와 같이 숄더(8)에 대한 볼(6)의 인접위치에 근거하는 기어박스의 위치에서 생성되는 압력 이상으로 압축스프링(7)에 의해 생성된 힘을 상승하게 한다.

화살표(A) 방향으로 중앙 실렉터 샤프트(1)를 운동시키는 액추에이터는 압축스프링(7)의 증가하는 예압력을 극복해야 하며, 이러한 점은 전동기로서 형성된 액추에이터의 경우 배선전류의 증대를 초래한다. 이러한 점은 액추에이터용 제어장치에 의해 파악될 수 있으며, 그리고 그로 인해 후진기어 스위칭 레인의 선택이 운전자의 희망에 상응하는지, 또한 예컨대 자동차의 시프트 레버의 위치에 상응하는지의 여부가 비교될 수 있다. 만약 중앙 실렉터 샤프트(1)의 축방향 운동을 수반하는 액추에이터가 전류를 공급받지 않는다면, 중앙 실렉터 샤프트(1)는, 수직으로 장착되는 경우에, 단지 볼(6)이 숄더(8)와 접촉할 때까지만 하강할 수 있게 된다. 이러한 점은 기어박스의 중립위치에 상응할 수 있으며, 그리고 중앙 실렉터 샤프트(1)가 후진기어 스위칭 레인"R"의 영역 내에까지 의도되지 않게 운동하는 경우는 배제된다.

예압장치(4)는 단지 단면도로 도시된 액추에이터 하우징(9) 내에서 스냅인 고정장치(snap-in locking device)로서 장착되어질 수 있으며, 그럼으로써 스프링 하중을 받는 볼(6)은 중앙 실렉터 샤프트(1)에 압력을 가하게 된다. 중앙 실렉터 샤프트의 지름 체감부 영역으로부터 더욱 큰 지름, 즉 숄더(8)를 가지는 영역 내로의 전환은 또한 자동 기어박스의 선택위치에 상응하며, 상기 선택위치는 후진기어 스위칭 레인 "R"과 인접한 스위칭 레인 (1-2) 사이에 위치한다. 두 스위칭 레인의 중앙에 있는 상기 선택위치는 기어박스 내에 존재하는 시프트 인터로크에 상응할 수 있는데, 상기 시프트 인터로크의 경우 어떠한 기어단계도 맞물릴 수 없다. 왜냐 하면 두 시프터 포크 마우스 상에 동시에 압력이 가해지기 때문이다. 만약 후진기어가 맞물려 있다고 한다면, 스프링 하중을 받는 볼(6)은 경사부(slope)로서 형성된 숄더(8)에 걸쳐 액추에이터 하우징(9) 내 압축스프링(7)의 힘을 극복해야 한다. 이와 관련하여 일정한 구동작업이 필요하게 된다. 이때 경사진 숄더(8), 볼(6) 및 압축스프링(7)은, 선택작동을 담당하는 액추에이터가 최악의 상황, 즉 온도가 높고, 엔진 토크가 최소의 허용편차 한계에 있는 경우에도 역시 상기 구동작업을 제공할 수 있도록, 할당되어 있다. 그러나 이때 자체 회전속도는 감소되며, 그럼으로써 제어장치는 후진기어의 맞물림 내지 하중의 상승에서의 후진기어 스위칭레인의 선택을 감지할 수 있는데, 이는 전진기어 스위칭 레인(1-2, 3-4, 5)의 어떠한 선택도 선택방향의 유사한 하중과 연결되어 있지 않기 때문이다. 만약 액추 에이터와 중앙 실렉터 샤프트(1) 사이의 작동부재의 파손이 발생한다면, 중앙 실렉터 샤프트(1)는 직각으로 배치된 경우 스스로 후진기어 스위칭 레인 "R"으로 들어갈 수 없다. 이때 이러한 위치는 어떠한 기어단계도 맞물릴 수 없는 기어박스의 중립위치 또는 앞서 기술한 위치에 상응할 수 있다.

도 2에 도시된 실시예의 경우 중앙 실렉터 샤프트(1)는 도 1에 따른 특징에 추가적으로 하나의 원뿔형 보어(10)를 포함하고 있다. 만약 중앙 실렉터 샤프트(1)가 후진기어 스위칭 레인 "R" 방향으로 운동되어진다면, 볼(6)은 상기 보어 내로 맞물려 고정될 수 있다. 이러한 보어(10) 내 볼(6)의 맞물림은 설치위치를 고정하는 역할을 한다. 다시 말해 기어박스에 액추에이터를 설치할 시에 중앙 실렉터 샤프트(1)의 위치를 결정하는 역할을 하는 것이다. 만약 볼(6)이 보어(10) 내에 배치되어 위치한다면, 기어박스의 어떠한 기어단계도 맞물리지 않는 점이 보장된다. 이러한 위치에서 또한 기어박스 액추에이터는 기어박스에 설치된 후에 선택작동을 위해 자신에게 이용되는 이동거리에 대한 학습과정을 실행할 수 있다. 다시 말해 기어박스의 기어단계가 맞물려지지 않는다는 것이다. 전진기어와 비교하여 후진기어의 낮은 전환횟수에 근거하여 상기 보어(10)는 후진기어 스위칭 레인 "R"의 높이에 제공되어질 수 있다. 만약 기어박스 액추에이터 역시 기어박스에 플랜지 결합되어야 한다면, 중앙 실렉터 샤프트(1)는, 스프링 하중을 받는 볼(6)이 보어(10) 내로 가압되고, 그로 인해 중앙 실렉터 샤프트(1)의 진행이 압축스프링(7)의 예압력을 극복했을 시에만 비로서 가능한 방식으로 기어박스 내에 위치설정된다. 그러므로 중앙 실렉터 샤프트(1)는 자체 위치를 고려하여 기어박스 액추에이터의 설치를 위해 고정된다.

중립위치에서 후진기어로의 실제적인 전환작동은 중앙 실렉터 샤프트(1)의 회전운동에 의해 수반된다. 도 3은, 중앙 실렉터 샤프트(1)가 후진기어 스위칭 레인 "R" 내로 이송되어져 있고, 그럼으로써 실렉터 핑거(5)가 시프트 레일(12)(shift rail)의 시프터 포크 마우스(11) 내에 맞물려지게 된다고 할 때, 중앙 실렉터 샤프트(1)의 보어(10) 내 볼(6)의 위치를 도시하고 있다. 이와 같이 기어박스가 여전히 전환되지 않은 위치에 있는 경우, 다시 말해 중립위치 "N"에 있는 경우, 후진기어는 여전히 전환되지 않은 상태이며, 그럼으로써 후진기어의 맞물림을 수반하기 위해 중앙 실렉터 샤프트(1)는 액추에이터에 의해 자체 원주방향, 즉 화살표 "B"에 의해 도시된 방향으로 회전되어야만 하며, 그럼으로써 중립위치 "N"으로부터 전환된 후진기어 "R"를 가지는 기어박스의 위치로 전환되어지는 것이다.

마지막으로 도 4는, 2개의 원뿔형 표면(14, 15)은 자체 표면들이 더욱 작은 지름으로 인접하는 식으로 서로 겹쳐 연장됨으로써 발생하는 하나의 원뿔형 작용면(13)을 가지는 중앙 실렉터 샤프트(1)를 도시하고 있다. 작용면(13)의 이러한 형성은, 항상 경사지는 표면(14, 15)에 근거하여 볼(6)과 압축스프링(7)에 의해 중앙 실렉터 샤프트(1)의 축방향으로 작용하는 예압력이 생성되며, 그리고 더욱이 중앙 실렉터 샤프트(1)의 실렉터 핑거(5)가 상이한 스위칭 레인(1-2, 3-4, 5) 내에 위치하며, 그리고 전환을 수반하기 위해 중앙 실렉터 샤프트(1)는 자체 원주방향으로 회전되고 있을 때에도 또한 상기 예압력이 생성되며, 그럼으로써 중앙 실렉터 샤프트(1)의 진동 또는 스윙이 자체 종축 방향에서 회피되며, 그로 인해 가능하게는 맞물린 기어단계를 의도되지 않게 풀리게 할 수도 있는 중앙 실렉터 샤프트(1)의 스윙이 차단되는 잇점을 제공한다. 그로 인해 기어단계가 전환된 경우 중앙 실렉터 샤프트(1)에 작용하는 축방향 힘(axial force)은 실렉터 핑거(5)가 인접한 시프터 포크 마우스 상에 지지되게 하며, 그럼으로써 실렉터 핑거와 스위칭 레인 경계 사이의 간극 내의 중앙 실렉터 샤프트(1)의 스윙에 의해 야기되는 실렉터 핑거의 진동은 억제된다.

도 5는 도 3에 도시된 바와 같은 배치, 다시 말해 후진기어 스위칭 레인 "R" 내에 존재하는 중앙 실렉터 샤프트(1)의 위치를 도시하고 있다. 원뿔형 작용면(13)을 이용하여 형성되는 중앙 실렉터 샤프트(1)의 경우에도 또한 중앙 실렉터 샤프트(1)를 설치 고정하기 위해 제공되는 원뿔형 보어(10)가, 후진기어 스위칭 레인 "R"의 선택 시에 발생하는, 중앙 실렉터 샤프트(1)의 이동거리의 높이에 위치한다. 후진기어가 맞물려 있다고 한다면, 중앙 실렉터 샤프트(1)는 화살표(B) 방향으로 회전하게 되며, 그럼으로써 시프터 포크 마우스(11) 내에 배치되는 실렉터 핑거(5)는 시프터 포크(12)를 이송시키며, 그로 인해 후진기어 "R"가 맞물리게 될 수 있다.

마지막으로 도 6은 설치 고정의 배치 위치 및 후진기어용 시프트 안전장치의 위치를 설명하기 위한 기어박스의 2가지 H형 시프트 패턴에 관해 도시하고 있다. 항상 관련 부호 16은 액추에이터의 설치 시에 중앙 실렉터 시프트(1)의 고정 위치를 나타내며, 반면에 관련 부호 17은 후진기어용 시프트 안전장치의 위치를 나타낸 다.

후진기어가 맞물려 있다고 한다면, 제어장치는 액추에이터로서 제공된 실렉터 모터를 제어함으로써, 상기 모터는 중앙 실렉터 샤프트를 선택된 스위칭 레인 방향, 다시 말해, 선택 위치로 이송시킨다. 이러한 경우 만약 실렉터 모터의 회전속도가 사전 설정된 임계값 이하라면, 달성된 선택 위치가 후진기어용 인터로크(interlock)로서 작용하는 시프트 안전장치에 상응하는가의 여부가 점검되어 진다. 만약 그렇지 않은 경우라면, 상기 제어장치는 자체 프로그램된 제어의 범위에서, 결함이 있으며, 그리고 그 결함이 프로그램된 제어를 종료시켰음을 확인한다. 만약 달성된 선택위치가 시프트 안전장치의 위치에 상응한다면, 후진기어 인터로크가 달성되었으며, 그 결과로 프로그램된 제어가 다시금 종료되었음을 확인한다. 그와 반대로 만약 실렉터 모터의 회전속도가 사전설정된 임계값보다 적지 않고, 달성된 선택위치가 이미 후진기어에 상응한다면, 이러한 사항은 실렉터 모터 내에서 혹은 실렉터 모터에 의해서 위치파악에 근거하여 가능한 것이며, 이를 위해 앞서 기술한 학습과정이 이용되는 이동거리를 파악하는 역할을 하게 되며, 그렇게, 결함이 발생하고, 그 결과로 프로그램된 제어가 종료된 사항을 확인하게 된다. 만약 모터의 회전속도가 사전 설명된 임계값 이하로 감소하지 않고, 그리고 달성된 선택위치가 이미 후진기어에 상응하지 않는다면, 제어장치는 계속해서 중앙 실렉터 샤프트를 운동시키기 위해 실렉터 모터를 제어한다.

실렉터 모터에서 중앙 실렉터 샤프트까지의 작동경로에 대한 실렉터 기계장치(selector mechanical system)에서의 가능한 결함은 전환작동에 대한 액추에이터 로서 작용하는 실렉터 모터에 의해 인식될 수 있다. 다시 말해 만약 실렉터 모터가 선택위치까지 진행할 때까지 제어되고 있으며, 그리고 선택위치가 도달되었다면, 실렉터 모터는 기어의 최종위치의 방향으로 진행할 때까지 제어될 수 있다. 만약 달성된 전환위치가 사전 설정된 임계값보다 큰 경우라면, 전환위치에 이를 때까지의 경로 상에서는 어떠한 시프트 인터로크는 인식되지 않으며, 그리고 프로그램된 제어는 종료된다. 그에 반해 만약 달성된 전환위치가 사전 설정된 임계값보다 작다면, 전환위치에 도달할 때까지의 경로 상에 하나의 인터로크가 인식된 것이며, 그로 인해, 사전 설정된 전환위치가 도달되지 않은 것이므로, 실렉터 기계장치 내에 하나의 결함이 발생한 것이다.

출원과 더불어 제출된 특허 청구 범위는 계속되는 특허 보호의 목적에 대한 가결정을 포함하지 않는 명세 제안사항이다. 본 출원인은 계속해서 지금까지 단지 명세서 및/또는 도면에서 명백한 특징들의 조합에 대해 청구하는 것을 유보한다.

종속 청구항에서 적용되는 재관계(re-relation)들은 각 종속항의 특징들에 의한 주요 청구항 대상의 또 다른 형성예를 지시하는 것이다; 그러한 재관계가 재관계를 갖는 종속항들의 특징 조합에 대한 독립적인 대상의 보호에 대한 목적을 포기하는 것으로서 간주되어서는 안 된다.

종속항의 대상들은 선행기술을 고려하여 우선권 결정일에 자체의 그리고 독립적인 발명 사항을 형성할 수 있기 때문에 본 출원인은 상기 대상들을 독립 청구 항 또는 분할 명세의 대상으로 하는 것을 유보한다. 상기 대상들은 계속해서 선행하는 종속항들의 대상에 따르지 않는 형성예를 포함하는 독립적인 발명사항들을 또한 포함할 수도 있다.

본 실시예들은 본 발명의 제한사항으로서 간주되어서는 안 된다. 오히려 선행하는 명세서의 테두리에서 무수한 수정 및 변경도 가능하다. 즉 다시 말해 특히 그러한 변형예, 구성요소 그리고 조합 및/또는 재료들은, 예를 들어, 생산방법, 검사방법 및 가공방법에 관한 것에 한해서는, 일반 명세서 및 실시예 그리고 청구항들에 기술되며, 도면에 포함되는 특징 내지 요소 혹은 처리 단계 등과 관련하여 각각을 조합 또는 변경함으로써 본 목적을 해결한다는 점에서 전문가들이 발췌하여 이용할 수 있으며 그리고 조합 가능한 특징들에 의해서는, 그 특징들이 생산방법, 검사방법 및 작업방법 등에 관계하는 한에 있어서, 새로운 대상 혹은 새로운 처리단계 내지 처리단계 결과 등으로 유도된다.

Claims

전환할 기어단계를 선택하여 상기 기어단계로 전환하기 위해 중앙 실렉터 샤프트에 압력을 가하기 위한 적어도 하나의 액추에이터가 장착된 자동 기어박스의 시프트 안전장치에 있어서,

상기 시프트 안전장치는 후진 기어단계로의 전환을 위해 상기 액추에이터가 예압장치에 의해 생성된 예압력을 극복하는 방식으로 중앙 실렉터 샤프트에 압력을 가하는 후진기어용 예압장치인 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 1 항에 있어서, 예압장치가 중앙 실렉터 샤프트를, 액추에이터에 의해 충격이 가해지는 상태에서, 기어박스의 중립위치에 유지하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 1 항에 있어서, 중앙 실렉터 샤프트가, 예압장치가 접촉하고 있는 하나의 작용면을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 3 항에 있어서, 작용면이, 예압장치가 접촉하고 있는 하나의 공동부인 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 3 항에 있어서, 작용면이 지름 체감부이며, 상기 지름 체감부는 충격이 가해지지 않은 상태에서 예압장치와 접촉하고 있는 하나의 숄더를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 작용면이 2개의 원뿔형 단면을 포함하고 있으며, 상기 단면은 자체 더욱 작은 표면과 서로 인접하고 있으며, 그리고 예압장치는 기어단계가 전환된 경우 실렉터 샤프트의 축방향으로 작용하는 예압력을 생성하기 위해 상기 원뿔형 표면과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙 실렉터 샤프트는 하나의 그루브를 포함하고 있으며, 상기 그루브는 액추에이터의 설치 위치를 결정하기 위해, 기어박스에 액추에이터를 설치하기 위한 예압장치와 접촉 가능한 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 예압장치는, 볼에 의해 하중을 받는 스프링이며, 상기 스프링은 액추에이터의 하우징 내에서 이송 가능하게 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 기어박스용 시프트 안전장치.