KR101380819B1 - 차량용 자동변속기 및 차량용 자동변속기의 작동 제어방법 - Google Patents

Abstract

차량용 자동변속기는 입력축, 출력축, 제 1 군의 기어, 제 2 군의 기어 및 일련의 맞물림요소를 포함한다. 일련의 맞물림요소는 제 2 군의 기어와 기계적으로 결합되는 적어도 하나 이상의 오버러닝 맞물림요소를 포함한다. 컨트롤러는 제 1 군의 기어의 변속을 달성하기 위해 상기 제 1 군의 기어의 제 1 기어와 결합된 제 1 맞물림요소를 해제시키고 제 1 군의 기어의 제 2 기어와 결합된 제 2 맞물림요소를 적용시킨다. 컨트롤러는 변속기의 기어변속을 달성하기 위해 제 1 군의 기어의 변속후 20 내지 120 밀리세컨드의 범위 내에서 제 2 군의 기어 중 하나와의 맞물림으로부터 오버러닝 맞물림요소들 중 하나를 분리시키는 데 적합하다.

자동변속기, 입력축, 출력축, 기어, 맞물림요소, 오버러닝 맞물림요소

Description

차량용 자동변속기 및 차량용 자동변속기의 작동 제어방법{An Automatic transmission for a vehicle and a method for controlling operation of the same}

도 1은 본 발명에 따른 변속기의 개략도이고;

도 2는 도 1의 변속기에 대한 기어비의 조합과 변속과정을 나타내는 표이며;

도 3은 이중교환 변속과정의 압력곡선의 그래프이고;

도 4는 도 3의 이중교환 변속과정에 대한 출력토크와 속도곡선의 그래프이다.

본 발명은 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중교환 변속제어기구(double-swap shift control scheme)를 포함하는 6단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 자동변속기는 엔진으로부터 변속기의 입력부로 엔진토크를 전달하는 토크컨버터, 토크의 다양한 기어비 및 이에 따른 다양한 주행속도를 제공하는 유성기어세트, 그리고 다양한 기어비들 사이에서 기어변속을 수행하기 위하여 유성기어세트의 개개 구성요소들에 연결되는 유압 작동식 다판 구동기 또는 브레이크 클러치들 및/또는 브레이크 밴드들을 포함한다.

또한, 종래의 자동변속기는 동력전달제어를 최적화하기 위해 다판 클러치들과 협동하는 1방향 클러치들(즉, 오버러닝 클러치들)과 기어들을 변속하기 위하여 구성요소들을 선택적으로 적용하고 해제하기 위한 변속기 컨트롤러를 포함한다. 예를 들어, 컨트롤러는 운전자에 의해 선택되는 변속 프로그램(즉, 주행, 후진, 중립 등), 엑셀러레이터 위치, 엔진상태 및 차량속도 같은 시스템 상태에 의존하여 적절한 기어를 선택한다.

또한, 엑셀러레이터가 더 가압되고 차량이 속도를 증가시키는 동안, 컨트롤러는 적용된 클러치들을 해제시키고 최고단 기어가 맞물려질 때까지 각각의 기어를 통하여 연속적으로 고단변속시킨다. 특히, 컨트롤러는 저단기어로부터 고단기어로의 변속이 달성되도록, 맞물려진 클러치들을 해제시키고 아이들(idle) 클러치들을 적용시켜 단일교환 변속을 시작한다. 인지될 수 있는 바와 같이, 상기 적용과 해제는 운전자가 기어변속을 인식하거나 느끼지 못하도록 제어되고 시간조절되는 것이 바람직하다.

일단 최고단 기어가 맞물려지게 되면, 엑셀러레이터의 더 가해진 가압은 컨트롤러로 하여금 저단의 기어가 선택되고 필요한 토크가 변속기에 의해 제공되도록 하는 또 다른 단일교환 변속을 작동시키게 한다. 이러한 방법으로, 컨트롤러는 기어들을 통해 저단변속시키고, 필요한 기어변속을 수행하기 위하여 매번 한 쌍의 단일 클러치를 적용시키고 해제시킨다.

따라서, 종래의 변속기는 각각 개개의 변속을 위해 단지 단일의 적용클러치와 단일의 해제클러치를 사용한다. 종래의 변속기는 원하는 기어비를 얻기 위하여 2개 이상의 클러치를 포함하는 이중교환 변속을 사용하지 않는다. 따라서, 종래의 변속기는 단일교환 변속의 사용을 통해 주행상태들을 충족시키는 기어변속을 적절하게 수행하는 반면, 원하는 기어비를 얻기 위해 요구되는 클러치의 교환은 2개 이상의 클러치를 포함하기 때문에 바람직하고 유용한 기어비를 이용할 수 없다는 단점이 있다. 따라서, 변속기 컨트롤러는 모든 이용가능한 기어비를 사용할 수 없고 이것에 의해 주행능력, 변속기의 효율 및 연료 절감에 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 원하는 기어비를 제공하기 위해 이중교환을 수행할 수 있는 변속기를 제공하는 것이다. 또한, 이중교환 작동의 사용을 통해 필요한 클러치와 기어의 수를 감소시키는 변속기를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 입력축, 출력축, 제 1 군의 기어, 제 2 군의 기어 및 맞물리는 위치와 해제되는 위치 사이에서 이동가능한 일련의 맞물림요소를 포함하는 차량용 자동변속기를 제공함에 의해 달성된다. 일련의 맞물림요소는 제 2 군의 기어와 기계적으로 결합되는 적어도 하나의 오버러닝 맞물림요소를 포함한다. 컨트롤러는 입력축과 출력축 사이에 원하는 속도비가 얻어지도록 제 1 군의 기어와 제 2 군의 기어를 통해 선택적으로 구동시키기 위해 맞물리는 위치와 해제되는 위치 사이에서 일련의 맞물림요소를 선택적으로 적용시키고 해제시킨다.

이중교환의 연속과정동안, 컨트롤러는 상기 제 1 군의 기어에서 단일교환 고단변속을 수행하고, 그에 의해 제 1 맞물림요소를 해제시키고 상기 제 1 군의 기어의 속도비를 변화시키기 위해 상기 제 1 군의 기어와 결합되는 제 2 맞물림요소를 적용시킨다. 속도변화가 시작되는 시점에서 단일교환 변속이 진행될 때, 컨트롤러는 상기 제 2 군의 기어에서 저단변속시키기 위해 상기 제 2 군의 기어와 결합되는 상기 맞물림요소의 하나를 해제시킨다. 상기 제 2 군의 기어와 결합되는 상기 맞물림요소의 하나의 해제는 상기 제 2 군의 기어에서의 속도변화가 상기 제 1 군의 기어의 속도변화의 시작 후 20 내지 120 밀리세컨드내에 시작되도록 하기 위해 수행된다. 이 과정은 적합한 변속능력과 원하는 속도비를 제공한다.

본 발명의 적용가능성의 범위는 이하에서 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해진다. 그것은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타냄과 동시에, 상세한 설명 및 구체적인 예를 단지 설명하려는 의도이지, 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

이하의 바람직한 실시예에 대한 설명은 단지 사실상 그것의 기구나 사용의 대표적인 것에 불과하고, 본 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

도면에 도시된 바와 같이, 변속기(10)는 변속기(10)의 메인박스(13)안에 배치되는 주기어세트(12), 변속기(10)의 언더드라이브 조립체(15)안에 배치되는 컴파운더기어세트(14) 및 일련의 맞물림요소(16)를 포함한다. 맞물림요소(16)는 변속기(10)에 최대 기어비를 제공하기 위해 각각의 주기어세트(12)와 컴파운더기어세트(14)를 선택적으로 맞물리게 하며, 이러한 것으로는 유압 작동식 다판 구동기 또는 브레이크 클러치들 및/또는 브레이크 밴드들을 포함할 수 있고, 이하에서 더 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 변속기(10)는 토크 컨버터(18)와 차동장치(20)에 사용가능하게 연결되어 있다. 토크 컨버터(18)는 연소엔진과 변속기(10) 같은 동력장치(22)사이에 유체로 연결되어 있고, 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 동력장치(22)에서 변속기(10)로 회전력을 전달하는 역할을 한다. 그리고 나서, 동력장치(22)로부터 토크 컨버터(18)를 경유하여 받은 회전력은 원하는 변속기(10)의 출력을 제공하기 위해 주기어(12) 및/또는 컴파운더기어(14)를 결합시키는 데 이용된다. 변속기(10)의 출력은 원하는 가속과 속도에서 하나 또는 그 이상의 차량의 휠(미도시됨)을 구동시키는데 이용하기 위해 차동장치(20)에 의해 받는다.

변속기(10)는 변속기(10)의 작동상태를 조정하는 입력센서(26), 출력센서(28) 및 전달센서(30)를 더 포함한다. 입력센서(26)는 입력축(32)의 회전속도를 조정하고, 그것은 일반적으로 토크 컨버터(18)의 출력의 회전속도를 나타내며, 반면에 출력센서(28)는 변속기(10)의 출력축(34)의 회전속도를 조정하는 역할을 한다. 전달센서(30)는 변속기 출력을 최대화하기 위해 맞물리는 컴파운더기어(14)를 결정하는 데 사용하기 위한 주기어(12)의 출력의 회전속도를 조정한다. 이하에서 더 상세히 설명한다.

각각의 센서(26, 28, 30)는 변속기 컨트롤러(36)에 결합되며 컨트롤러(36)에 변속기(10)의 작동상태를 제공한다. 변속기 컨트롤러(36)는 변속기(10)의 최대 기어비를 결정하기 위해 차량센서(38)로부터 받은 차량데이터와 결합되는 작동데이터를 사용한다. 차량센서(38)는 차량속도와 브레이크 및 엑셀러레이터 페달위치 같은 작동자 입력을 조정한다. 최대 기어비의 선택은 차동장치(20)에 출력축(34)을 경유 하여 적절한 입력을 제공하고, 따라서, 변속기(10)가 설치되는 차량의 성능을 강화시킨다. 차량센서(38)가 차량속도, 브레이킹 및 엑셀러레이터 페달 위치를 조정하는 것으로서 설명되는 것은 사실상 대표적인 것에 불과하고 따라서 그러한 것으로 한정되지 않는다. 변속기 기어 선택에 있어서 베어링을 가지는, 브레이킹, 차량속도 및 엑셀러레이터 페달 위치같은, 다른 차량의 작동요인도 본 발명의 범위안에서 고려될 수 있다.

컨트롤러(36)는 주기어 및 컴파운더기어(12, 14)로부터 다른 기어를 선택적으로 적용시키기 위해 맞물림요소(16)를 조정함으로써 변속기(10)에 최대 출력을 제공한다. 이하에 설명된 바와 같이, 컨트롤러(36)는 변속기의 현재 작동상태(즉, 센서(26, 28, 30)로부터 받은 데이터)와 현재 차량 작동상태(즉, 차량센서(38)로부터 받은 데이터)를 비교하여 최대 기어비를 결정하고 따라서 최대 변속기 출력을 결정한다.

주기어(12)세트는 제 1 및 제 2 유성기어세트(40, 42)를 포함하고, 반면에 컴파운더기어(14)세트는 제 3 유성기어세트(44)를 포함하며, 이는 도 1에 도시되어 있다. 유성기어(40, 42, 44)는 변속기(10)에 7개의 다른 기어와 후진 기어를 제공한다. 맞물림요소(16)는 일련의 개개의 클러치 A 내지 G와 추가적으로 언더드라이브 조립체(15)안에 배치되는 "오버러닝" 클러치 H를 포함하며, 그것은 변속기(10)에 복수의 다른 기어비를 제공하기 위해 선택적으로 맞물린다. 특히, 컨트롤러(36)는 차량과 변속기(10)의 현재 작동상태에 기초하며, 유성기어(40, 42, 44)가 다양한 결합으로 맞물리게 하기 위해 각각의 클러치 A 내지 H를 선택적으로 적용시켜 원하는 변속기(10)의 출력 기어비를 제공한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 클러치 F와 H는 각각의 기어를 제공하기 위해 외관상 동시에 적용된다. 하지만, 클러치 H는 소위 "오버러닝" 클러치이고, 따라서, 단지 변속기(10)가 양의 토크를 얻고자 할 때 맞물리게 된다(즉, 토크를 운반한다). 반대로, 변속기(10)가 음의 토크를 얻고자 할 때 클러치 F가 오버러닝된다(즉, 풀린다). 따라서, 양의 토크변속 동안, 클러치 F는 적용/해제되고, 양의 토크변속동안 토크교환은 일어나지 않는다.

도 2 내지 도 4에 의하면, 변속기(10)의 작동이 상세히 설명된다. 차량이 정지되어 있을 때, 토크 컨버터(18)는 동력장치(22)로부터 변속기(10)에 회전력을 전달함이 없이(즉, 정지 또는 중립상태) 자유롭게 공전한다. 하지만, 일단 가동이 되고 주행모드가 되어, 사용자가 엑셀러레이터를 밟게 되면, 차량센서(38)는 변속기 컨트롤러(36)에 신호를 보낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(36)가 클러치 A, E 및 F를 맞물리게 함으로써, 최저속 또는 1단 기어조합(1)이 선택된다(각 선택은 도 2의 X로 표시된다). 클러치 H는 기어조합 1에서 맞물리지 않으며, 항상 토크를 운반하는 데 이용된다. 최저속 기어 1은 최고 기어비(즉, 3.921)를 포함하며, 따라서 차량에 최대 토크를 제공한다. 나머지 위치로부터 차량에 최대 가속을 제공하는데에 더 높은 토크 값이 요구된다.

일단 예정된 속도가 얻어지면, 컨트롤러(36)는 클러치 G를 기어세트에 의해 적용되는 토크가 0으로 떨어지고 음의 값이 됨으로써 자동적으로 해제되는 클러치 H와 맞물리게 한다(또한, 컨트롤러(36)는 클러치 F를 풀지만, 클러치 H가 모든 토 크를 운반한 후에 토크가 0이 된다). 속도 변화가 완성되고 클러치 G가 충분히 맞물리게된 후에, 변속기(10)는 1단 기어(1)에서 2단 기어(2)로 연속적으로 변속되고, 더 낮은 기어비(즉, 3.921 에서 2.699로)로 변속된다. 2단 기어(2)는 더 낮은 기어비를 포함하며, 따라서 출력축(34)에 낮은 토크를 제공한다. 하지만, 토크가 감소됨과 동시에 엔진속도가 감소됨으로써 효율이 향상된다는 점에 유의할 필요가 있다. 엔진속도의 감소는 동력장치(22)에서의 펌핑손실을 줄임으로써 효율의 증가를 제공한다.

기어 1에서 기어2로의 변속은 단일교환 변속으로 수행되며, 변속기(10)의 기어비는 컴파운더기어세트(14)와 결합되는 클러치 H를 컴파운더기어세트(14)와 결합되는 클러치 G와 교환시킴으로써 변화된다. 도 2는 클러치 F와 H가 해제되거나 오버런되고, 클러치 G가 맞물리며, 이로 인해 나타나는 단일교환을 도시한다. 따라서, 기어 1에서 기어 2로의 변속은 전적으로 언더드라이브 조립체(15)안에서 이루어지고 이것이 단일교환 변속이다.

차량속도가 증가하면, 컨트롤러(36)는 저단기어 2 에서 고단기어 3으로 변속을 시작하고, 이에 의해 기어비가 2.699에서 2.169로 변화되며, 이는 도 3에 도시되어 있다. 기어 2와 3사이의 변속은 "이중교환" 변속에 의해 이루어지며, 그것은 2개의 클러치가 해제되고 2개의 다른 클러치가 적용되는 것을 의미한다. 이 경우, 2개의 단일교환 변속이 동시에 일어나서 "이중교환" 변속을 구성한다. 먼저, 1.8 기어비 단계로의 고단변속은 주기어세트(12)에서 일어나며, 1.45 기어비 단계로의 저단변속은 컴파운더기어세트(14)에서 일어난다. 1.8 기어비 단계로의 고단변속과 1.45 기어비 단계로의 저단변속사이의 조합은 1.24 기어비 단계로의 2-3단 고단변속을 제공하고 2.169의 제 3 기어비를 얻기 위해 조합된다.

기어 2에서 기어 3으로 변속함에 있어서, 컨트롤러(36)는 메인박스(13)에서 클러치 E를 풀고 클러치 D를 적용하며, 연속적으로 언더드라이브 조립체(15)에서 클러치 G를 풀고 토크가 클러치 H에 의해 운반되게 한다(클러치 F는 변속이 완성된 후에 적용된다). 이중교환 변속은 메인박스(13)에서의 변속이 언더드라이브 조립체(15)에서의 변속과 함께 정확하게 정시간에 이루어지면 단지 적합한 변속이 일어나게 하며, 이하에서 더 상세히 설명한다.

메인박스 변속은 차량센서(38)와 변속기 속도센서(26, 28, 30)에 의해 읽혀지는 차량상태에 대응하여 컨트롤러(36)에 의해 시작된다. 컨트롤러(36)가 고단변속(즉, 기어 2에서 기어 3으로)이 요구됨을 나타내면, 클러치 E에 적용되는 유압이 감소되는 동안 클러치 D에 적용되는 유압이 증가되며, 이는 도 3에 도시되어 있다. 더욱이, 클러치 G에 적용되는 유압이 감소되며, 그것에 의해 압력이 예정되는 압력으로 감소된다. 적용되는 압력의 감소는 결국 클러치 E를 풀리게 하고, 클러치 E는 기어세트(42)를 변속기(10)의 입력축 및 출력축(32, 34)에 더 이상 연결시키지 않는다. 반대로, 클러치 D에 적용되는 증가되는 압력은 결국 클러치 D를 적용시키고, 기어세트(40)는 변속기(10)의 입력축 및 출력축(32, 34)에 연결된다.

클러치 E의 해제와 클러치 D의 맞물림은 정시간에 이루어지며, 클러치 E와 클러치 D사이의 교환은 약간 겹쳐진다. 일반적으로, 해제요소(즉, 클러치 E)는 적용요소(즉, 클러치 D)가 엔진 토크를 유지할 충분한 용량을 갖출 때까지 약간의 초 과용량을 유지한다. 적용요소가 엔진 토크를 유지하기에 충분한 용량을 갖게 되면, 해제요소(즉, 클러치 E)가 풀린다.

도 3은 전술한 클러치 E에서 클러치 D로의 전원변속의 그래프도로서, 각각의 클러치 E, D에 적용되는 각각의 유압을 나타낸다. 도면으로부터, 클러치 E는 클러치 D에 의해 체적이 충분히 채워질 때 까지 기어세트(42)와 맞물림을 유지함을 알 수 있다. 컨트롤러(36)가 클러치 E와 D사이에 교환이 적절하게 시간이 맞지 않는다(즉, 충분히 체적이 채워지는 곳이 클러치 D를 위해 정확하지 않다)고 결정하면 2가지 시나리오 중 하나가 가능하다.

첫번째는, 클러치 E가 그 용량을 잃을 때 클러치 D가 충분한 용량을 가지지 못하는 경우이다. 이런 상태에서, 컨트롤러(36)는 기어세트(42)와 맞물림을 유지하기 위해, 도 3의 스파이크(Z)에 나타난 것과 같이, 해제클러치 E의 압력을 근소하게 증가시킨다. 근소한 압력증가(Z)는 컨트롤러(36)에 의해 유지되며, 클러치 D가 슬립이 방지되고 기어세트(40)와 맞물림을 유지하기 위해 충분한 용량을 가질 때 까지 유지된다. 스파이크(Z)는 클러치 D가 충분한 용량을 가지면 컨트롤러(36)에 의해 해제된다. 클러치 D는 클러치 E가 메인박스(13)의 적절한 토크 교환을 확보하기 위해 해제되는 동안 맞물리게 된다. 두번째는, 클러치 E가 항상 용량을 갖는 동안 클러치 D가 용량을 가지는 경우이며, 그 결과 겹쳐진 상태가 된다. 이런 상태에서, 클러치 D의 체적이 연속적인 변속에서 토크전달을 적합하게 하기 위해 조절된다.

기어 2에서 기어 3으로의 변속이 완성되면, 언더드라이브 조립체(15)가 한 세트의 클러치를 적용시키고 해제시켜야 한다. 특히, 도 2에 나타난 바와 같이, 클러치 F 또는 H는 토크를 잡아야하고 클러치 G는 해제되어야 한다. 클러치 G의 해제시간은 메인박스(13)가 변속기(10)의 적절한 출력토크 변화를 확보하기 위해 슬립되는 후 예정된 시간내이어야 하며, 이하에서 더 상세히 설명한다.

메인박스(13)가 슬립되면(도 3에서의 X점), 컨트롤러(36)는 클러치 G에 적용되는 압력을 해제시키며 클러치 G는 도 3의 Y점으로 슬립되기 시작한다. 전술한 바와 같이, 언더드라이브 조립체(15)는 변속기(10)가 평탄하고 요구되는 출력토크를 만드는 것을 확보하기 위해 메인박스(13)가 슬립된 후 예정된 시간내에 슬립되어야 한다. 적절한 출력 토크를 확보하기 위해, 메인박스(13)와 언더드라이브 조립체(15)사이에서 슬립 시간은 20 내지 120 밀리세컨드내이어야 하고, 40 내지 70 밀리세컨드내인 것이 바람직하다.

메인박스(13)의 슬립과 언더드라이브 조립체(15)의 슬립사이의 시간 간격은 일반적으로 도 3의 X선과 Y선사이의 거리로서 주어진다. 언더드라이브 조립체(15)가 20 내지 120 밀리세컨드 시간대 밖에서 슬립되면, 변속기(10)의 출력토크의 변화율은 증가하고 기어 2와 기어 3사이의 변속 성능은 저하된다.

출력토크의 변화율의 증가는 도 4에서 X선과 Y선사이에 도시되어 있다. 더욱이, 적합한 속도변화(즉, X점과 Y점사이에서 떨어지는 한 점)를 위한 속도도는 토크 컨버터(18), 동력장치(즉, 엔진)(22), 언더드라이브 조립체(15) 및 변속기 출력속도를 나타낸다.

도 3에서 X점과 Y점사이의 거리가 20 밀리세컨드보다 짧으면 출력토크 곡선 은 A와 같은 형태가 된다. 그 거리가 120 밀리세컨드보다 길면 B와 같은 형태가 된다. 20 내지 120 밀리세컨드의 시간대가 일반적으로 적합한 변속이 되게 하며, X선과 Y선사이의 거리는 40 내지 70 밀리세컨드내인 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 클러치 G에 적용되는 압력은 클러치 G가 슬립될 때 까지 해제된다. 슬립이 발생하면, 컨트롤러(36)는 클러치 G의 압력을 증가시키고 도 3에 도시된 W점과 같은 출력토크의 장애를 최소화시키기 위해 토크 관리를 사용한다. 컨트롤러(36)는 메인박스(13)가 변속을 완성하는 동안 클러치 G의 충분한 해제를 완성하기 위해 개방루프 제어를 이용한다.

클러치 G가 슬립될 때 그것의 압력증가는 유량과 함수관계에 있다. 클러치 G를 제어하는 솔레노이드 듀티 사이클은 유량을 0으로 하기위해 선택된다. 언더드라이브 조립체(15)가 목표속도에 도달되기 전에 클러치 G에 적용되는 압력은 개방루프 제어를 이용함으로써 감소될 것이다. 목표속도가 100 밀리세컨드내에서 얻어지지 않으면, 듀티 사이클 제어 또한 개방루프 제어에 들어가게 될 것이다.

유지압력은 오일온도 및 입력토크와 함수관계에 있으며, 따라서 특별한 시스템에 적합하게 맞춰진다. 메인박스(13)에 대하여 언더드라이브 조립체(15)의 슬립 시간을 최대화하기 위해, 오일온도와 입력토크는 초기 유지압력을 적합하게 수정하기 위해 조정되며, 따라서 슬립이 원하는 40 내지 70 밀리세컨드의 시간대에서 얻어진다. 초기의 유지압력은 그 유지압력에 요구되는 듀티 사이클이 오일온도 및 입력토크와 함수관계에 있는 적응성의 측면으로부터 예견된다. 유지압력을 위해 이용되는 초기의 솔레노이드 듀티 사이클은 X-Y 시간대에 의존하여 변속의 후반에 업데이트된다. 그 이상의 시간대가 요구되면, 솔레노이드 듀티 사이클은 반대로 더 낮아진다. 듀티 사이클은 일반적으로 유압유체밸브가 주어진 시간에 개방되는 비율로서 정의된다. 따라서, 슬립이 20 내지 120 밀리세컨드 시간대 밖으로 떨어지면, 듀티 사이클은 원하는 범위안에서 슬립을 일으키기 위해 증가되거나 감소된다.

예를 들면, 슬립 시간이 120 밀리세컨드의 경계를 벗어나게 되면, 듀티 사이클은 적용클러치에 더 많은 유체를 공급하기 위해 증가될 수 있다. 이와 같이, 적용클러치는 유압유체가 더 짧은 시간을 통해 더 큰 체적에 적용되자마자 슬립된다. 반대로, 슬립 시간이 20 밀리세컨드의 경계아래로 떨어지면, 듀티 사이클은 감소될 수 있으며, 적은 유체가 더 긴 시간을 통해 적용클러치에 적용된다. 이와 같이, 듀티 사이클의 감소는 슬립 시간이 원하는 20 내지 120 밀리세컨드의 시간대내로 확장되고 떨어지게 한다.

오일온도를 조정하는 것에 더하여, 듀티 사이클(즉, 유체가 클러치 H에 적용되는 비율)은 대략 최초 100 밀리세컨드 동안 정지되고 컨트롤러(36)에 의해 기어를 변속하도록 지시가 뒤따른다. 변속과정의 최초 100밀리세컨드 동안 듀티사이클을 새로 바꾸는 것은 클러치 H에서의 압력이 Q방향으로 떨어지게 하며, 이는 도 3에 도시되어 있다. 그러한, 듀티사이클의 조작은 특히 낮은 입력토크의 경우에 중요하다. 그러한 상태하에서, 속도변화를 얻기 위해 요구되는 시간은 요구되는 수준에 도달하기에 충분하지 않다. 전술한 바와 같이, 유지압력은 언더드라이브 조립체(15)를 메인박스(13)의 슬립 후 40 내지 70 밀리세컨드내에 슬립되게 하는 데에 중점이 있다. 따라서, 클러치 H에 적용되는 압력이 초기에 너무 높으면, 언더드라이 브 조립체(15)는 필요한 시간내에 슬립되지 않고, 따라서 출력토크와 변속성능은 악영향을 받게 된다. 본 발명의 대표적인 실시예에 있어서, 초기의 시간동안 듀티 사이클을 정지시키는 것은 교환 변속이 실행될 때 발생한다.

전술한 것에 더하여, 동력장치(22), 토크 컨버터(18) 및 입력축(32)을 경유하여 시스템에 대한 토크입력은 변속성능을 향상시키기 위해 조정된다. X-Y시간대 동안의 더 낮은 입력토크는 출력토크의 증가율을 최소화시킬 것이다. 반대로, 더 높은 입력토크는 출력토크의 증가율을 최소화시키기 위해 클러치 G에 적용되는 압력의 증가를 요구한다.

기어 변속이 완성되면, 메인박스(13)의 클러치 A와 D가 맞물리고, 오버러닝 클러치 H는 언더드라이브 조립체(15)의 토크를 운반하며, 변속기(10)의 기어비는 도 2에 나타난 바와 같이 2.699에서 2.169로 이동된다.

컨트롤러(36)는 6단 기어(6)가 얻어질 때까지 클러치 A와 H를 선택적으로 맞물리게 하고 해제시킴으로써 각각의 남아있는 기어 3내지 6을 연속적으로 이동시킨다. 6단 기어(6)는 클러치 B, D 및 G가 맞물릴 때 얻어지고 변속기에 최저토크와 최저 기어비(즉, 0.655)를 제공한다. 다시 말해, 6단 기어(6)는 최고단 기어이고 차량이 비교적 고속으로 이동할 때 맞물린다. 따라서, 6단 기어(6)가 낮은 토크 값을 포함하더라도, 전술한 바와 같이 차량이 벌써 작동되기 때문에 차량을 추진시키기 위해 높은 토크 값이 요구되지는 않는다. 이와 같이, 감소되는 토크 값은 최저 기어비를 갖는 최고단 기어를 선택함으로써 효율을 향상시킨다.

이러한 점에서, 컨트롤러(36)는 0.655의 기어비를 갖는 6단 기어(6)가 선택 될 때까지 각각의 최초 6개의 기어 1 내지 6을 통하여 연속적으로 이동되도록 클러치 A 내지 H를 선택적으로 맞물리게 한다. 이러한 점에서, 가속이 요구되면, 차량센서(38)는 변속기(10)를 저단변속시키기 위해 컨트롤러(36)에 신호를 보낸다. 저단변속이 작동되는 동안, 컨트롤러(36)는 차량 작동상태를 현재 변속기(10) 작동상태와 비교하고 필요한 가속을 조절시키기 위해 최적의 낮은 기어를 선택하며, 기어 2에서 기어 3으로 변속시키기 위해 이중교환 방식을 사용하고 각각의 다른 기어 사이에서 변속시키기 위해 단일교환 방식을 사용하는 순차적인 변속과정을 반복하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 자동변속기에 의하면, 이중교환 방식의 변속을 수행함으로써 원하는 기어비를 얻을 수 있고, 필요한 수의 클러치와 기어를 감소시킬 수 있다.

Claims (20)

1. 입력축(32);

   출력축(34);

   제 1 군의 기어(12);

   제 2 군의 기어(14);

   맞물리는 위치와 풀리는 위치사이에 사용가능하며, 상기 제 2 군의 기어와 기계적으로 결합되는 적어도 하나이상의 오버러닝 맞물림요소(H)를 포함하는 일련의 맞물림요소(16); 및

   상기 입력축과 상기 출력축에 상기 제 1 군의 기어 중 하나와 상기 제 2 군의 기어 중 하나를 선택적으로 결합되도록 상기 맞물리는 위치와 풀리는 위치사이에 상기 일련의 맞물림요소를 선택적으로 토글시키는 것이 가능한 컨트롤러(36);를 포함하며,

   상기 컨트롤러(36)는 상기 제 1 군의 기어의 속도를 변화시키기 위해 상기 제 1 군의 기어의 첫번째 기어와 결합되는 제 1 맞물림요소(E)를 풀리게 하고 상기 제 1 군의 기어의 두번째 기어와 결합되는 제 2 맞물림요소(D)를 적용시키는 것이 가능하며, 상기 제 2 군의 기어의 속도를 변화시키고 변속기의 기어를 변속시키기 위해 상기 제 1 군의 기어의 상기 속도변화 후 20 내지 120 밀리세컨드내에서 상기 제 2 군의 기어 중 하나와의 맞물림으로부터 상기 맞물림요소 하나를 풀도록 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 맞물림요소(16)는 클러치 조립체(A-G)인 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 클러치 조립체는 다판 클러치 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 클러치 조립체는 브레이크 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 군의 기어(14)는 상기 제 1 군의 기어(12)와 다른 기어비를 제공하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 오버러닝 맞물림요소의 압력은 상기 오버러닝 맞물림요소가 풀리기 전에 유지압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 유지압력은 오일온도 및 입력토크와 함수관계에 있는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 유지압력은 20 내지 120 밀리세컨드의 요구되는 범위를 얻기 위해 초기의 유지압력을 수정하도록 조정되는 오일온도 및 입력토크에 근거해 수정되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
9. 입력축(32);

   출력축(34);

   제 1 군의 기어(12)를 수용하는 메인박스(13);

   제 2 군의 기어(14)를 수용하며, 상기 메인박스와 기계적으로 결합되는 언더드라이브 조립체(15);

   맞물리는 위치와 풀리는 위치사이에 사용가능하며, 상기 제 2 군의 기어와 기계적으로 결합되는 오버러닝 맞물림요소(H)를 포함하는 일련의 맞물림요소(16); 및

   상기 입력축과 상기 출력축에 상기 제 1 군의 기어 중 하나와 상기 제 2 군의 기어 중 하나를 선택적으로 결합되도록 상기 맞물리는 위치와 풀리는 위치사이에 상기 일련의 맞물림요소를 선택적으로 토글시키는 것이 가능한 컨트롤러(36);를 포함하며,

   상기 컨트롤러는 상기 메인박스가 슬립되기 시작한 후 40 내지 70 밀리세컨드의 범위내에 상기 제 2 군의 기어 중 하나와의 맞물림으로부터 상기 오버러닝 맞물림요소를 풀리게 하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 맞물림요소는 클러치 조립체인 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 클러치 조립체는 다판 클러치 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 클러치 조립체는 브레이크 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2 군의 기어(14)는 상기 제 1 군의 기어(12)와 다른 기어비를 제공하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 오버러닝 맞물림요소의 압력은 상기 오버러닝 맞물림요소가 풀리기 전에 유지압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 유지압력은 오일온도 및 입력토크와 함수관계에 있는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기.
16. 변속기에서 제 1 군의 기어(12)로부터 기어를 선택하기 위해 제 1 맞물림요소를 적용하여, 차량 드라이버의 가속에 대응하는 상기 제 1 군의 기어의 원하는 출력속도를 얻는 단계;

    상기 제 1 군의 기어의 상기 출력속도를 제 2 군의 기어(14)에 전달하는 단계;

    상기 드라이버의 가속에 대응하여 상기 제 2 군의 기어로부터 첫번째 기어를 선택하기 위해 오버러닝 맞물림요소를 적용하여, 상기 제 2 군의 기어의 원하는 출력속도와 상기 변속기의 제 1 기어비를 얻는 단계;

    상기 제 1 맞물림요소를 풀고 제 2 맞물림요소를 적용하여, 차량의 추가가속에 대응하여 상기 제 1 군의 기어의 출력속도가 변화되도록 상기 제 1 군의 기어로부터 두번째 기어를 선택하는 단계;

    상기 제 1 군의 기어로부터의 상기 출력속도 변화를 상기 제 2 군의 기어에 전달하는 단계; 및

    상기 제 1 군의 기어의 상기 출력속도 변화 후 20 내지 120 밀리세컨드의 범위내에 상기 제 2 군의 기어의 상기 첫번째 기어로부터 상기 오버러닝 맞물림요소를 풀어, 상기 제 2 군의 기어의 출력속도를 변화시키고 변속기의 제 2 기어비를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 작동 제어방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 오버러닝 맞물림요소의 압력은 상기 오버러닝 맞물림요소가 풀리기 전에 유지압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 작동 제어방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    입력토크가 미리 정해진 값보다 낮으면, 듀티 사이클은 범위를 완수하기 위한 위치에서 유지압력을 조절하기 위해 오버러닝 맞물림요소에 유압이 일정하게 유지되도록 초기에 떨어져 변환되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 작동 제어방법.
19. 제 16 항에 있어서,

    상기 오버러닝 맞물림요소는 제 2 군의 기어(14)가 상기 변속기의 출력토크를 제어하기 위해 슬립되기 시작하면, 예정된 시간동안 재적용되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 작동 제어방법.
20. 제 17 항에 있어서,

    상기 변속기의 입력토크는 상기 변속기의 출력토크를 제어하기 위해 감소되 는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 작동 제어방법.

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