KR102099994B1

KR102099994B1 - 동력 인출 장치 보조 시스템 댐핑의 조정 가능한 제어 및 그 시스템

Info

Publication number: KR102099994B1
Application number: KR1020147019229A
Authority: KR
Inventors: 마이클 포샤스크; 조르지 브리세노
Original assignee: 알리손 트랜스미션, 인크.
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2020-04-13
Also published as: EP2788216A4; CN104053566A; US20140142820A1; EP2788216B1; US9079493B2; AU2013344495B2; US9869355B2; EP2788216A1; CN104053566B; CA2859825A1; KR20150087097A; CA2859825C; US20150247540A1; WO2014078764A1; AU2013344495A1

Abstract

본 개시는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 구동 유닛과, 출력부를 갖는 변속기와, 속도 센서와, 메모리 유닛과 프로세서를 포함하는 컨트롤러와, 클러치 및 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제1 기준값을 메모리 유닛에 저장하는 단계와, 구동 유닛의 현재 입력 속도를 속도 센서로 결정하는 단계와, 현재 입력 속도를 제1 기준값에 비교하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 클러치로 공급된 유압의 크기를 제어하는 단계 및 클러치를 결합하는 단계를 더 포함한다.

Description

동력 인출 장치 보조 시스템 댐핑의 조정 가능한 제어 및 그 시스템 {ADJUSTABLE CONTROL OF POWER TAKE-OFF SUBSYSTEM DAMPING AND SYSTEM THEREOF}

본 출원은, 2012년 11월 19일 출원되고, 언급에 의해 본 명세서에 그 전체가 편입되는, 미국 가출원번호 제61/727,775호에 대한 우선권을 주장한다.

본 발명에 따른 개시는 소음을 댐핑(damping)하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 소음을 무부하 아이들 상태(no-load idle condition)로 줄이기 위한 동력 인출 장치(power take-off: PTO) 어셈블리를 조절 가능하게 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래의 내연기관은 시동 및 운전시, 특히 아이들(idle) 상태에서 상당한 소음을 발생시킬 수 있다. 오랜 시간 동안, 주문자 상표 부착 생산자(OEMs)는 좀더 조용한 차량을 원하는 차량 소유자에 의해 표출되는 관심 때문에 이러한 엔진으로부터 보다 엄격한 소음 수준을 원해 왔었다. 그 결과, 소음 제품에 대한 기대가 보다 엄격하게 이어지고 있다.

소비자들은 동력 인출 능력을 갖는 새로운 차량을 또한 선택하고 있다. 동력 인출 장치(PTO)는 차량의 부품 예를 들면, 변속기에 부착될 수 있다. 상기 동력 인출 장치(PTO)는 엔진과 같은 작동원(operating source)으로부터 동력을 받을 수 있고, 차례로 부속장치 또는 별개의 기계장치에 동력을 제공할 수도 있다. 이러한 방식으로, 상기 동력 인출 장치(PTO)는 기구가 엔진으로부터 에너지를 인출하도록 한다. 일부 적용예에 있어서, 상기 동력 인출 장치(PTO)는 차량의 엔진에 의해 구동되는 차량의 변속기에 연결될 수 있다. 상기 동력 인출 장치(PTO)는 기계적으로, 유압식으로, 또는 전기적으로 제어될 수 있다.

본 발명은 소음을 무부하 아이들 상태로 줄이기 위한 동력 인출 장치 어셈블리를 조절 가능하게 제어하는 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 개시의 일 실시예에서, 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 구동 유닛과, 출력부를 포함하는 변속기와, 속도 센서와, 메모리 유닛과 프로세서를 포함하는 컨트롤러와, 클러치 및 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치를 제공하는 단계와; 제1 기준값을 상기 메모리 유닛에 저장하는 단계와; 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 상기 속도 센서로 결정하는 단계와; 상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와; 상기 클러치로 공급된 유압의 크기를 제어하는 단계와; 상기 클러치를 결합하는 단계를 포함한다.

이 실시예의 일례에서, 상기 제어 단계는 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하인 경우에 수행된다. 두 번째 예에서, 상기 방법은 제2 기준값을 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장하는 단계와; 상기 구동 유닛상에 발생된 부하를 결정하는 단계와: 상기 부하를 상기 제2 기준값에 비교하는 단계를 포함한다. 세 번째 예에서, 상기 제어 단계는 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하이고 상기 부하가 상기 제2 기준값 이하인 경우에 수행된다. 네 번째 예에서, 상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하는 단계를 구비한다. 다섯 번째 예에서, 상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 최대 유압을 상기 클러치에 공급하는 단계를 구비한다.

여섯 번째 예에서, 상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 부분 유압을 상기 클러치에 공급하는 단계를 구비한다. 일곱 번째 예에서, 상기 방법은 신호가 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지 검출하는 단계와; 검출된 수신 신호가 없는 경우 상기 제어 및 상기 결합 단계를 수행하는 단계를 포함한다. 여덟 번째 예에서, 상기 방법은 제2 솔레노이드를 제공하는 단계와; 상기 제1 솔레노이드와 상기 제2 솔레노이드 중 하나에 전원을 인가하는 단계와; 상기 제1 솔레노이드와 상기 제2 솔레노이드 중 다른 하나에 전원을 차단하는 단계를 포함한다. 아홉 번째 예에서, 상기 방법은 상기 클러치를 슬립시키기 위해 지시 세트를 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장하는 단계와; 상기 결정 단계 및 비교 단계를 반복 수행하는 단계와; 현재 입력 속도가 제1 기준값 아래로 유지되는 한 상기 지시 세트를 상기 프로세서로 실행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시의 다른 실시예에서, 차량이 출력부를 포함하는 토크를 생성하기 위한 구동 유닛과; 입력부와, 제1 출력부와, 제2 출력부를 포함하고, 상기 입력부는 상기 구동 유닛의 출력부에 결합된 변속기와; 메모리 유닛과 프로세서를 포함하고, 상기 변속기에 전기적으로 결합된 컨트롤러와; 상기 제2 출력부에 결합되고, 클러치와 상기 컨트롤러에 전기적으로 결합된 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치 어셈블리를 포함하고; 지시 세트가 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장되고, 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 실행되어질 수 있어서, 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 수신하고, 상기 현재 입력 속도를 제1 기준값에 비교하며, 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하인지를 결정하고, 상기 솔레노이드에 전원을 인가하거나 차단하고, 상기 클러치에 인가된 유압의 크기를 작동 가능하게 제어한다.

이 실시예의 다른 예에서, 상기 메모리 유닛에 저장된 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서, 상기 구동축상에서의 부하를 수신하고, 상기 부하를 제2 기준값에 비교하며, 상기 부하가 상기 제2 기준 이하인지 결정할 수 있다. 두 번째 예에서, 상기 차량은 상기 컨트롤러에 전기적으로 결합된 운전자 제어 스위치를 포함하고, 상기 운전자 제어 스위치는 상기 동력 취출 장치 어셈블리를 구동 및 비구동하기 위해 기동되도록 구성되고, 상기 메모리 유닛에 저장된 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지를 검출하며 신호가 검출되지 않은 경우 상기 클러치에 인가된 유체압의 크기를 동작 가능하게 제어할 수 있다.

세 번째 예에서, 상기 메모리 유닛에 저장된 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 최대 크기의 유체압을 상기 클러치에 인가한다. 네 번째 예에서, 상기 메모리 유닛에 저장된 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 감소된 크기의 유체압을 상기 클러치에 인가한다. 다섯 번째 예에서, 상기 동력 인출 장치 어셈블리는 입력축과; 출력축과; 상기 제2 출력부에 의해 회전 가능하게 구동되는 제1 구동기어와; 상기 입력축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1 구동기어에 의해 회전 가능하게 구동되는 제1 피동기어와; 상기 제2 입력축에 의해 회전 가능하게 구동되는 제2 구동기어와; 상기 출력축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 구동기어에 의해 회전 가능하게 구동되는 제2 피동기어를 구비한다.

다른 실시예에서, 동력 인출 장치 어셈블리의 유압 제어가 가능한 클러치를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 구동 유닛과, 출력부를 포함하는 변속기와, 속도 센서와, 메모리 유닛과 프로세서를 포함하는 컨트롤러와, 클러치 및 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제공하는 단계와; 제1 기준값과 제2 기준값을 상기 메모리 유닛에 저장하는 단계와; 상기 속도 센서로 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 결정하는 단계와: 상기 구동 유닛상에서 발생된 부하를 결정하는 단계와; 상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와; 상기 부하를 상기 제2 기준값에 비교하는 단계와; 상기 클러치에 공급된 유체압의 크기를 제어하는 단계와; 상기 클러치에 공급된 유체 압력의 크기에 기초하여 상기 클러치를 결합하는 단계를 포함한다.

이 실시예의 한 예에서, 상기 제어 단계는 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하이고, 상기 부하가 상기 제2 기준값 이하이며, 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신된 경우에 수행된다. 두 번째 예에서, 상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하거나 차단하는 단계를 구비한다. 세 번째 예에서, 상기 방법은 상기 클러치를 슬립시키기 위해 지시 세트를 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장하는 단계와; 상기 속도 센서로 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 결정하는 단계와, 상기 구동 유닛상에서 발생된 부하를 결정하는 단계와, 상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와, 상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와, 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지를 검출하는 단계를 반복수행하는 단계와; 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 아래로 유지되고, 상기 부하가 상기 제2 기준값 아래이며, 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되지 않는 한 상기 지시 세트를 상기 프로세서로 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 소음을 무부하 아이들 상태로 줄이기 위한 동력 인출 장치 어셈블리를 조절 가능하게 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는 효과가 있다.

첨부 도면과 함께 본 개시에 대한 실시예의 하기 기재를 참조하는 것에 의해, 본 개시의 상기 실시 형태와 이들 실시 형태를 얻기 위한 방법은 보다 명확해질 것이고, 그 개시는 잘 이해되어질 것이다.
도 1은 동력이 인가된 차량 시스템의 일 실시예의 예시적인 블록 다이아그램 개략도이고;
도 2는 변속 어셈블리와 PTO 어셈블리 부분의 사시도이고;
도 3은 도 2의 동력 인출 장치의 클러치를 제어하기 위한 제어 개략도이며;
도 4는 도 2의 동력 인출 장치를 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.
동일 도면 번호가 다수 도면에서 동일 부품을 나타내는데 사용되었다.

아래에 기재된 본 발명의 개시에 관한 실시예는 포괄적인 것이 아니며 아래의 상세한 설명에 기재된 정확한 형태의 개시를 제한하는 것이 아닌 것으로 의도되었다. 오히려, 실시예들은 본 기술분야에서 숙련된 자가 본 발명의 개시의 원리와 실시를 인식하고 이해할 수 있도록 선택되고 기재되었다.

도 1을 참조하면, 구동 유닛(102)과 변속기(118)를 갖는 차량 시스템(100)의 일 실시예에 관한 블록 다이아그램 개략도가 도시되어 있다. 예시된 실시예에서, 상기 구동 유닛(102)은 내연기관, 디젤기관, 전기 모터, 또는 다른 동력-발생 장치를 포함할 수도 있다. 상기 구동 유닛(102)은 일반적인 토크 컨버터(108)의 입력축 또는 펌프축(106)에 결합된 출력축(104)을 회전 가능하게 구동하도록 구성되어 있다. 상기 입력축 또는 펌프축(106)은 상기 구동 유닛(102)의 출력축(104)에 의해 회전 가능하게 구동되는 임펠러 또는 펌프(110)에 결합되어 있다. 상기 토크 컨버터(108)는 터빈축(114)에 결합된 터빈(112)을 더 포함하고, 상기 터빈축(114)은 상기 변속기(118)의 회전 가능한 입력축(124)에 결합되거나, 일체형으로 되어 있다. 상기 변속기(118)는 상기 변속기(118)의 다른 유동 회로(예를 들면, 주회로, 윤활유 회로 등)내의 압력을 증가시키위한 내부 펌프(120)를 또한 포함할 수 있다. 상기 내부 펌프(120)는 상기 구동 유닛(102)의 출력축(104)에 결합된 축(116)에 의해 구동될 수 있다. 이러한 배열에서, 상기 구동 유닛(102)은 상기 내부 펌프(120)를 구동하고 상기 변속기(118)의 다른 회로들내에 압력을 증가시킬수 있도록 토크를 상기 축(116)에 전달할 수 있다.

상기 변속기(118)는 다수의 자동으로 선택되는 기어를 갖는 유성기어 시스템(122)을 포함할 수 있다. 상기 변속기(118)의 출력축(126)은 일반적인 유니버셜 조인트(130)에 결합된 추진축(128)에 결합되거나 일체형이고, 이 추진축을 회전 가능하게 구동한다. 상기 유니버셜 조인트(130)는 각각의 그 끝단에 장착된 바퀴(134A, 134B)를 갖는 액슬(132)에 결합되고, 이 액슬을 회전 가능하게 구동한다. 상기 변속기(118)의 출력축(126)은 상기 바퀴(134A, 134B)를 상기 추진축(128)과 상기 유니버셜 조인트(130) 및 상기 액슬(132)을 경유하여 일반적인 방법으로 구동한다.

상기 토크 컨버터(108)의 펌프(110)와 터빈(112)사이에는 일반적인 록업 클러치(136)가 연결되어 있다. 상기 토크 컨버터(108)의 작동은 상기 토크 컨버터(108)가 차량 출발, 저속 및 특정한 기어 변속 조건과 같은 특정한 운전 조건 중에 소위 "토크 컨버터(torque converter)"모드에서 운전 가능한 일반적인 것이다. 상기 토크 컨버터 모드에서, 상기 록업 클러치(136)는 해제되고, 상기 펌프(110)는 상기 구동 유닛 출력축(104)의 회전 속도로 회전하고 그 사이에 상기 터빈(112)은 상기 펌프(110)와 상기 터빈(112) 사이에 개재된 유체(미도시)를 통해 상기 펌프(110)에 의해 회전 가능하게 기동된다. 이러한 운전 모드에서, 토크 증가가 유체 커플링을 통해서 발생하여 상기 터빈축(114)이, 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 상기 구동 유닛(102)에 의해 공급되는 것보다 더 큰 토크가 전달되는 것을 나타낸다. 상기 토크 컨버터(108)는 이와 달리 상기 변속기(118)의 유성기어 시스템(122)의 특정 기어가 해제될 때와 같은 다른 운전 조건 중에 소위 "록업(lockup)" 모드에서 운전 가능하다. 상기 록업 모드에서, 상기 록업 클러치(136)는 결합되고, 상기 펌프(110)는 이에 따라 상기 터빈(112)에 직접적으로 고정되어 상기 구동 유닛 출력축(104)이, 본 기술 분야에서 또한 공지되어 있는 바와 같이, 상기 변속기(118)의 입력축(124)에 직접적으로 결합될 수 있도록 한다.

상기 변속기(118)는 상기 유성기어 시스템(122)에 복수개(J)의 유로(140₁-140_J)를 경유하여 유체 결합된 전기-유체 시스템(138)을 더 포함하고, 여기서 J는 어느 양의 정수가 될 수도 있다. 상기 전기-유체 시스템(138)은 제어 신호에 반응하여 유체를 하나 또는 하나 이상의 상기 유로(140₁-140_J)를 통해 선택적으로 흐르게 하여, 이에 따라 운전을 제어, 즉 상기 유성기어 시스템(122)에서의 복수개의 대응하는 마찰 장치의 결합 및 해제를 제어한다. 상기 복수개의 마찰 장치는 하나 또는 하나 이상의 일반적인 브레이크 장치, 하나 또는 하나 이상의 토크 전달 장치와, 그 유사물을 포함할 수도 있지만 이에 제한되지는 않는다. 일반적으로, 상기 복수개의 마찰 장치의 운전, 즉 결합 및 해제는 상기 마찰 장치 각각의 유체압을 선택적으로 제어하는 것 같이 복수개의 마찰 장치 각각에 의해 가해지는 마찰을 선택적으로 제어하는 것에 의해 제어된다. 전혀 제한하려는 의도가 아닌, 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 복수개의 마찰 장치는 복수개의 브레이크 및 토크 전달 장치를 상기 전기-유체 시스템(138)에 의해 공급된 유체압을 매개로 각각이 제어가능하게 결합 및 해제될 수도 있는 일반적인 클러치 형태로 포함한다. 어느 경우에 있어서도, 상기 변속기(118)의 다양한 기어 사이에서의 변경 또는 변속은 상기 복수의 마찰 장치를 상기 다수의 유로(140₁-140_J)내의 유체압 제어를 통해 선택적으로 제어하는 일반적인 방식으로 달성된다.

상기 차량 시스템(100)은 메모리 유닛(144)을 포함할 수 있는 변속기 제어회로(142)를 더 포함한다. 상기 변속기 제어회로(142)는 마이크로프로세서 기반으로 예시적으로 도시되었으며, 상기 메모리 유닛(144)은 상기 변속기 제어회로(142)의 프로세서에 의해 실행 가능한 그 내부에 저장된 지시를 포함하여 상기 토크 컨버터(108)의 작동과, 상기 변속기(118)의 작동을 제어, 즉 상기 유성기어 시스템(122)의 다양한 기어 사이의 변속을 제어한다. 그러나, 이러한 개시가 상기 변속기 제어회로(142)가 마이크로프로세서 기반이 아니고, 상기 메모리 유닛(144)에 저장된 하나 또는 하나이상의 배선에 의한 지시 및/또는 소프트웨어 지시를 기반으로 하는 상기 토크 컨버터(108) 및/또는 상기 변속기(118)의 작동을 제어할 수 있도록 구성된 다른 실시예를 생각한 것으로 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1에 예시된 상기 시스템(100)에서, 상기 토크 컨버터(108)와 상기 변속기(118)는 상기 토크 컨버터(108)와 상기 변속기(118)의 하나 또는 하나 이상의 작동 상태를 각각 나타내는 센서 신호를 생성하도록 구성된 다수의 센서를 포함한다. 예를 들면, 상기 토크 컨버터(108)는 상기 펌프축(106)의 회전 속도에 대응하는 속도 신호를 생성하도록 위치되고 구성된 일반적인 속도 센서(146)를 예시적으로 포함할 수도 있는데, 상기 펌프축(106)의 회전 속도는 상기 구동 유닛(102)의 출력축(104)의 회전 속도와 동일하다. 상기 속도 센서(146)는 상기 변속기 제어회로(142)의 펌프 속도 입력부(PS)에 상기 신호 경로(152)를 경유하여 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 변속기 제어회로(142)는 상기 속도 센서(146)에 의해 생성된 속도 신호를 일반적인 방식으로 처리하도록 동작이 가능하여 상기 터빈축(106)/구동 유닛 출력축(104)의 회전 속도를 결정한다.

상기 변속기(118)는 상기 입력축(124)의 회전 속도에 대응하는 속도 신호를 생성하도록 위치되고 구성된 다른 일반적인 속도 센서(148)를 포함하는데, 상기 입력축(124)의 회전 속도는 상기 터빈축(114)과 같은 동일한 회전 속도이다. 상기 변속기(118)의 입력축(124)은 상기 터빈축(114)에 직접 결합되거나 일체로 형성되고, 상기 속도 센서(148)는 상기 터빈축(114)의 회전 속도에 대응하는 속도 신호를 생성하도록 다르게 위치되고 구성될 수도 있다. 어떠한 경우에 있어서도, 상기 속도 센서(148)는 상기 변속기 제어회로(142)의 변속기 입력축 속도 입력부(TIS)에 신호 경로(154)를 경유하여 전기적으로 연결되고, 상기 변속기 제어회로(142)는 상기 속도 센서(148)에 의해 생성된 속도 신호를 일반적인 방식으로 처리하도록 동작이 가능하여 상기 터빈축(114)/변속기 입력축(124)의 회전 속도를 결정한다

상기 변속기(118)는 변속기(118)의 출력축(126)의 회전 속도에 대응하는 속도 신호를 생성하도록 위치되고 구성되는 또 다른 속도 센서(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 속도 센서(150)는 일반적일 수도 있고, 상기 변속기 제어회로(142)의 변속기 입력축 속도 입력부(TOS)에 신호 경로(156)를 경유하여 전기적으로 연결될 수도 있다. 상기 변속기 제어회로(142)는 상기 속도 센서(150)에 의해 생성된 속도 신호를 일반적인 방식으로 처리하도록 구성되어 상기 변속기 출력축(126)의 회전 속도를 결정한다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 변속기(118)는 상기 변속기(118)의 내에서 다양한 동작을 제어하도록 구성된 하나 또는 하나 이상의 액튜에이터를 더 포함한다. 예를 들면, 본 명세서에 예시적으로 기재된 상기 전기-유체 시스템(138)은 다수의 액튜에이터, 예를 들면, 상기 변속기 제어회로(142)의 복수개(J)의 제어 출력부(CP₁-CP_J)에 대응하는 신호 경로(72₁-72_J)를 경유하여 전기적으로 연결된 일반적인 솔레노이드 또는 다른 일반적인 액튜에이터를 포함하며, 여기서 J는 위에 기재된 바와 같이 어느 양의 정수가 될 수도 있다. 상기 전기-유체 시스템(138)내의 상기 액튜에이터 각각은 상기 변속기 제어회로(142)에 의해 상기 대응하는 신호 경로(72₁-72_J) 중 하나에 생성된 상기 제어 출력부(CP₁-CP_J)의 제어 신호 중 대응하는 하나에 응답하여 상기 복수개의 마찰 장치 각각에 인가된 마찰을 하나 또는 하나 이상의 대응하는 유로(140₁-140_J)내의 유체압을 제어함으로써 제어하고, 이에 따라 상기 다양한 속도 센서(146, 148 및/또는 150)에 의해 제공된 정보를 근거로 하나 또는 하나 이상의 대응하는 마찰 장치의 작동, 예를 들면 결합 및 해제를 제어한다.

상기 유성기어 시스템(122)의 마찰 장치는 전기-유체 시스템에 의해 일반적인 방식으로 배분되는 유압유에 의해 예시적으로 제어된다. 예를 들면, 상기 전기-유체 시스템(138)은 유체를 하나 또는 하나 이상의 마찰 장치로 하나 또는 하나 이상의 액튜에이터 제어를 통해 상기 전기-유체 시스템(138)내로 배분하는 일반적인 유압 양변위 펌프(미도시)를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 제어 신호(CP₁-CP_J)는 하나 또는 하나 이상의 액튜에이터가 응답하는 아날로그 마찰 장치 압력 명령으로 하나 또는 하나 이상의 마찰 장치에 대한 압력을 제어한다. 그러나, 상기 복수개의 마찰 장치 각각에 인가된 마찰은 다른 일반적인 마찰 장치 제어 구조 및 기술에 따라 대안적으로 제어될 수도 있으며, 이러한 다른 일반적인 마찰 장치 제어 구조 및 기술은 본 개시에 의해 생각될 수 있는 것으로 이해되어질 것이다. 그러나, 어느 경우에 있어서도, 상기 마찰 장치 각각의 아날로그 작동은 상기 변속기 제어회로(142)에 의해 상기 메모리 유닛(144)에 저장된 지시에 따라 제어된다.

예시된 실시예에서, 상기 시스템(100)은 상기 구동 유닛(102)에 다수(K)의 신호 경로(162)를 경유하여 전기적으로 연결된 입력/출력 포트(I/O)를 갖는 구동 유닛 제어회로(160)를 더 포함할 수 있고, 여기서 K는 어느 양의 정수가 될 수도 있다. 상기 구동 유닛 제어회로(160)는 일반적일 수도 있고, 상기 구동 유닛(102)의 전방적인 작동을 제어 및 관리할 수 있도록 작동되어 질 수 있다. 상기 구동 유닛 제어회로(160)는 통신 포트(COM)을 더 포함하며, 이 통신 포트는 상기 변속기 제어회로(142)의 유사한 통신 포트(COM)에 다수(L)의 신호 경로(164)를 경유하여 전기적으로 연결되며, 여기서 L은 어느 양의 정수일 수도 있다. 하나 또는 그 이상의 신호 경로(164)는 일반적으로 데이터 링크로서 집합적으로 언급된다. 일반적으로, 상기 구동 유닛 제어회로(160)와 상기 변속기 제어회로(142)는 정보를 공유할 수 있도록 상기 하나 또는 하나 이상의 신호 경로(164)를 경유하여 일반적인 방식으로 작동되어질 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들면, 상기 구동 유닛 제어회로(160)와 상기 변속기 제어회로(142)는 정보를 공유할 수 있도록 상기 하나 또는 하나 이상의 신호 경로(164)를 경유하여 자동차 기술자 협회(SAE)J-1939 통신 프로토콜을 따르는 하나 또는 그 이상의 메시지 형태로 작동되어질 수도 있으나, 이러한 개시는 상기 구동 유닛 제어회로(160)와 상기 변속기 제어회로(142)는 정보를 공유할 수 있도록 상기 하나 또는 하나 이상의 신호 경로(164)를 경유하여 하나 또는 하나 이상의 다른 일반적인 통신 프로토콜(예를 들면, J1587 데이터 버스, J1939 데이터 버스, IESCAN 데이터 버스, GMLAN, Mercedes PT-CAN와 같은 일반적인 데이터 버스로부터의 통신 프로토콜)을 따라 작동되는 다른 실시예를 생각할 수도 있다.

상기 차량 시스템(100)의 일 실시예에서, 동력 인출 장치(PTO)(미도시)가 기계적 동력을 받기 위해 입력 기어세트를 경유하여 상기 변속기에 연결될 수 있다. 상기 동력 인출 장치(PTO)는 내부 전달 기어세트를 또한 포함할 수 있다. 각각의 기어세트(즉, 입력 및 전달)는 동력을 각각 전달하고 받기 위한 제1, 2기어를 포함할 수도 있다. 상기 입력 기어세트에 대해, 상기 동력 인출 장치(PTO)의 대응하는 기어 또는 메커니즘은 동력을 받고 전달할 수 있도록 상기 변속기의 기어 또는 메커니즘과 연동할 수 있다. 그러나, 상기 어느 하나의 기어세트의 연동 기어는, 기어 사이의 고유한 백래쉬로 인하여 저부하 또는 저속도의 덜거덕거리는 소음을 낼 수 있다. 상기 소음은 엔진이 저속 또는 아이들 상태에서 운전될 때와 동력 인출 장치상에 무부하가 가해질 때 특히 두드러질 수 있다. 이러한 소음을 줄이거나 극복하기 위해서, 엔진 또는 변속기 디자인, 특히 이들 엔진 변속기의 질량/탄성 시스템이 변경되거나, 부가적인 하드웨어(예를 들면, 소음방지 기어)가 현상태의 디자인에 적용되어질 수도 있다. 이러한 변경은, 질량/탄성 시스템에 영향을 미칠 수 있으며, 큰 비용이 들며, 이런 특별한 PTO 파워트레인(powertrain) 질량/탄성 조합에 대한 제한된 유효성을 갖는다.

따라서, 무부하 아이들 상태에서 또는 가까이서 압력 크기 장치 보조 시스템내의 댐핑을 제어하여 소음을 감소 또는 제거하고자 하는 보다 비용 효과적인 전 세계적인 해결 방안에 대한 요구가 있다.

도 2를 참조하면, 변속기 및 PTO 어셈블리에 관한 하나의 실시예가 도시되어 있다. 위에 기재한 바와 같이, 동력 인출 장치(PTO)는 원동기(예를 들면, 엔진)에 의해 제공되는 입력된 동력 부분을 파워팩(power pack) 목적에 부차적인 기능 수행을 위한 목적을 위한 공구, 작업 기구, 또는 부속물로 전환할 수 있다. 예를 들면, 상기 PTO는 유압 펌프에 동력을 제공할 수도 있을 것이다. 그러나, 하이브리드 시스템(hybrid system) 적용에 있어서, 동력 또는 토크가 양방향(즉, 입력에서 출력 방향이 아닌 입력과 출력 사이의 양방향)으로 유출입할 수 있다.

도 2에서, 원동기(200)는 동력을 변속기 어셈블리(206)로 전달할 수 있도록 추진축(202)이 제공된다. 상기 변속기 어셈블리(206)는 상기 원동기(200)의 신축 플레이트(204)에 장착될 수 있다. 상기 변속기 어셈블리는 상기 추진축(202)에 결합된 토크 컨버터(208)를 포함할 수 있다. 상기 도 2에서 추진축(202)은 도 1의 상기 출력축(104)에 대응한다. 상기 토크 컨버터(208)는 토크 증가를 위해 외측 쉘에 작동 가능하게 배치된 피스톤(210), 백 플레이트(212) 및 펌프(214)를 가질 수 있다. 상기 토크 컨버터(208)는 상기 변속기 어셈블리(206)의 구동축(216)에 결합될 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 구동축(216)은 상기 축(116)에 대응할 수 있다.

상기 구동축(216), 또는 PTO 구동축은 상기 토크 컨버터(208)와 상기 PTO 구동기어(226)에 결합하기 위한 스플라인(218)을 포함할 수 있다. 상기 토크 컨버터(208)의 단부 반대측에서, 펌프(224)가 상기 구동축(216)에 결합될 수 있다. 드라이브 허브(222) 부분은 펌프(224) 근처에 위치한다. 구동기어(226)가 상기 토크 동력 인출 장치(PTO) 어셈블리(232)에 전달할 수 있도록 상기 구동축(216)에 결합될 수 있다. 상기 구동기어(226)는 도시된 바와 같이 한 쌍의 베어링(220) 사이에 배치된다.

상기 PTO 어셈블리(232)는 도 2에 도시된 바와 같이 입력 기어세트를 포함할 수 있다. 상기 입력 기어세트는 상기 구동기어(226)에 결합된 제1 입력 기어(228)를 포함한다. 특히, 상기 제1 입력 기어(228)의 이(teeth)는 토크가 상기 변속기 어셈블리(206)로부터 상기 PTO 어셈블리(232)로 전달될 수 있도록 상기 변속기 어셈블리(206)의 구동기어(226)에 결합된다. 상기 제1 입력 기어(228)는 출력 기어세트로 토크를 더 전달할 수 있는 스핀들(230) 주위에 배치될 수 있다. 상기 PTO 어셈블리(232)의 일부를 형성하는 출력 기어세트는 제1 입력 기어(228)에 인접한 스핀들(230) 주위에 배치된 제2 입력 기어(244)를 포함할 수 있다. 제2 입력 기어(244)는 상기 PTO 어셈블리(232)의 출력 기어(234)로 더 결합될 수 있다. 상기 출력 기어(234)는 상기 PTO 어셈블리(232)의 출력축(236)에 결합될 수 있어 그곳에 결합된 기구 또는 부속장치로 토크를 전달한다. 게다가, 베어링 및 실(seals)(240, 242)은 상기 PTO 어셈블리(232)의 상기 기어 및 축에 윤활 및 지지를 제공할 수 있다.

도 2에 더 도시되어 있는 바와 같이, 상기 PTO 어셈블리(232)는 기구적인 또는 슬라이딩 기어 형식 대신에 전기적으로 제어된 유압 클러치(238)(즉, PTO 클러치(238))를 포함시킴으로써 입력 기어세트를 그 출력 축으로부터 해제할 수 있다. 이러한 파워 시프트 PTO 어셈블리(232)는, 상기 내부 유압 클러치(238)를 갖고, 이에 따라 변속기 파워팩에 의해 수행되는 작동 조건으로부터 독립적이지만 협업하여 결합될 수 있다. 상기 동력 인출 장치(PTO)는 상기 변속기의 제어 시스템에 독립적인 제어 시스템을 포함할 수 있다. 하지만, 상기 파워팩과, 운전자와, 상기 동력 인출 장치(PTO) 사이의 전기적 통신을 통해, 상기 동력 인출 장치(PTO)는 운전자에 의해 요구될 때와, 파워팩 작동에서의 적절한 조건하에서 결합 또는 해제될 수 있다.

도 2를 참조하면, 동력은 상기 변속기 어셈블리(206)의 파워팩과 상기 PTO 어셈블리(232)의 사이에서 입력 기어세트(즉, 기어(226, 228))를 경유하여 전달되고, 이후 상기 기어세트(즉, 기어(244, 234))에 의한 상기 PTO 어셈블리(232)의 출력축(236)으로 전달될 수 있다. 대안적으로, 전달 기어세트가 제공될 수 있어서 상기 원동기(200)의 속도와 상기 PTO 어셈블리(232)의 출력축(236) 사이의 관계가 특정 요구 조건과 상기 PTO 어셈블리(232)에 의해 구동되어질 기구에 대한 운전 조건에 따라 적절히 선택되는 것이 가능하다. 상기 원동기(200), 상기 변속기 어셈블리(206)의 파워팩 및 상기 PTO 어셈블리(232) 사이의 동력 전달은 운전자가 상기 동력 인출 장치(PTO)의 출력 속도를 직접 조작할 수 있도록 직접적인 기계적인 연결일 수도 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 동력의 전달은 상기 동력 인출 장치(PTO)를 제어하기 위해 간접적인 기계적 연결을 경유할 수도 있다. 예를 들면, 이러한 일 실시예에서, 상기 간접적 연결은 오직 상기 록업 클러치(136)가 결합될 때만 이루어진다.

직접 구동 연결에 대한 요구 조건은, 내연 원동기(200)에서 고유한 것이고 그 실린더 각각의 독립적 점화에 의해 형성되는, 다양한 회전과 토크 특성을 상기 PTO 어셈블리(232)의 입력 기어세트 및 출력 기어세트를 통해 또한 전달되는 것을 또한 허용할 수도 있다. 대부분의 기어세트가 어느 정도의 백래쉬를 또한 고유하게 가지고 있기 때문에, 이러한 불균일 또는 진동성의 회전 운동은 이러한 기어세트를 상기 PTO 어셈블리(232)가 결합되지 않고 토크 부하를 그것이 구동하는 기구에 전달하지 않을 때 덜거덕 거리게 한다. 이러한 덜거덕 거리는 소음은 바람직하지 못할 수 있으며, 전체적인 파워팩 장치에 의해 발생되는 소음의 수준을 아이들 또는 무부하 조건에 있을 때 상승 시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 이러한 소음의 수준을 받아들일 만한 수준으로 감소시킬수도 있는 파워팩 내에서의 하드웨어 및 디자인 특징은 값이 비싸며 기존 파워팩 디자인 내에서의 실시를 어렵게 할 수 있다. 게다가, 상기 소음을 감소시키기 위해서, 디자인 변경은 기존 및 향후 원동기의 특성, 파워팩 뿐만이 아니라 다양하게 이용할 수 있는 PTO 디자인에 대한 수많은 질량/탄성 형태 및 구동되어질 기구에 대한 부하 요구조건을 처리할 수 있게 충분히 튼튼해야만 한다. 그러나, 많은 하드웨어 또는 디자인 변경은 이들이 디자인되는 형태에 제한되거나 달리 표현하면, 이들이 디자인되는 원동기와 질량/탄성 시스템의 특성에 대해 일반적으로 "조정(tuned)"된다.

부가적으로, 무부하 및 아이들 조건에서 상기 PTO 어셈블리(232)를 회전하는데 필요한 내부 드래그(drag) 또는 토크는 내부 PTO 어셈블리 디자인 및 베어링 간극, 오일축 실봉 접촉, 클러치 간극과 같은 요소들에 대한 생산 공정 제어 공차에 따라 변화될 수 있다. 게다가, 연료 효율을 고려하여, 이러한 특징들은 소음 문제를 해결하기 위해 필요한 디자인 방향과 상충되는 PTO 댐핑의 양을 감소시킬 수 있도록 일반적으로 최적화된다.

따라서, 상기 변속기 어셈블리(206)의 파워팩 디자인 또는 상기 PTO 어셈블리(232)를 변경하지 않고도 소음을 줄이기 위해, 내부 PTO 유압 클러치(238)는 전기적으로 제어될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 클러치(238)는 용인할 수 없는 기어 덜그럭거림을 방지할 수 있도록 충분한 양의 드래그가 제공되게 부분적으로 인가된다. 예를 들면, 비제한적인 일례로, 약 8 psi 클러치 압력이 PTO 클러치(238)에 유체압으로 인가되어 질 수 있어서, 약 3.6 N-m의 드래그를 상기 PTO 클러치(238)내에 유도한다. 이러한 조건에서, 부분적 인가는 소음 수준을 용인 가능한 수준으로 감소시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 제어 개략도(300)는 상기 PTO 클러치(238)의 클러치 압력을 제어하기 위한 실시예를 예시한다. 여기서, 컨트롤러(302)는 상기 PTO 어셈블리(312)에 전기적으로 결합된 적어도 제1 와이어(308)와 제2 와이어(310)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 상기 컨트롤러(302)는 도 1의 상기 변속기 제어회로(142)와 같은 유사한 방식으로 수행되어질 수 있다. 달리 표현하며, 상기 컨트롤러(302)는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 지시 세트를 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러(302)는 토크 커브, 록업 테이블, 변속 커브, 및 다른 알고리즘, 방법, 공정, 또는 상기 PTO 클러치(238)를 제어하기 위한 지시 세트를 저장할 수 있다. 상기 컨트롤러(302)는 제1 통신 링크(318)를 경유하여 상기 변속기(118)와 전기적으로 통신할 수 있다.

상기 컨트롤러(302)는 제2 통신 링크(320)를 경유하여 운전자 제어장치(304)와 또한 전기적으로 통신할 수 있다. 상기 운전자 제어장치(304)는 예를 들면, 이는 복수개의 사용자 제어장치을 포함하는 수동 매뉴얼 변속 셀렉터(selector)(304)를 포함할 수 있다. 상기 사용자 제어장치(304)는 복수개의 스위치, 버튼, 레버, 조이스틱, 페달 등을 포함할 수 있다. 도 3에서, 상기 복수개의 사용자 제어장치 중 하나는 PTO 제어 버튼(306)을 포함할 수 있다. 상기 운전자 제어장치는 차량의 운전석에 배치될 수 있어서 차량 운전자가 상기 운전자 제어장치(304)상의 사용자 제어 버튼 중 하나 또는 그 이상을 수동으로 선택하는 것을 허용한다. 특히, 차량 운전자는 PTO 제어 버튼(306)을 선택할 수 있어서 토크를 구동 유닛으로부터 상기 PTO 어셈블리(312)의 출력부로 상기 변속기(118) 및 상기 변속기(118)와 상기 PTO 어셈블리(312) 사이의 연결부(322)를 통해 전달한다. 상기 PTO 제어 버튼(306)이 기동되어 활성 또는 동작 가능한 상태가 되면, 신호가 상기 컨트롤러(302)로 전송되어 운전자가 상기 PTO 어셈블리(312)를 활성화 또는 구동을 요구하는 것을 나타낸다. 상기 PTO 어셈블리(312)가 동작 가능할 수 있는 특정한 상황 또는 조건이 있을 수 있고, 상기 컨트롤러(302)는 이러한 조건을 그 메모리 유닛에 저장할 수 있다. 따라서, 상기 PTO 제어 버튼(306)이 기동되고 상기 컨트롤러(302)가 지시 신호를 상기 운전자 제어장치(304)로부터 받으면, 상기 컨트롤러(302)는 상기 PTO 어셈블리(312)를 활성 또는 구동 전에 적절한 조건이 만족되었는지 여부를 결정할 수 있다.

상기 PTO 어셈블리(312)는 조정 가능한 솔레노이드, 압력 스위치, 밸브 등의 형태인 전기적 제어 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 상기 제어 시스템은 2개의 단일 스테이지 솔레노이드(single stage solenoids)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제어 시스템은 가변 블리드 솔레노이드(variable bleed solenoid)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 제어 시스템은 2-스테이지 솔레노이드(two-stage solenoid)를 포함할 수 있다. 도 3의 예시된 실시예에서, 상기 제어 시스템은 제1 솔레노이드(314) 및 제2 솔레노이드(316)를 포함할 수 있다. 각각의 상기 제1 솔레노이드(314) 및 제2 솔레노이드(316)는 상기 컨트롤러(302)에 상기 전선(308, 310)을 경유하여 전기적으로 결합될 수 있다. 전기 신호는 상기 컨트롤러(302)와 상기 PTO 어셈블리(312)로 인가되거나 또는 상기 컨트롤러(302)와 상기 PTO 어셈블리(312)로부터 인가 받을 수 있어서 상기 솔레노이드를 구동하거나 구동되지 않게 한다.

상기 제1 솔레노이드(314)는 최대 출력 조건중에 전기적으로 구동될 수 있으며, 상기 제2 솔레노이드(316)은 부분 출력 조건중에 전기적으로 구동될 수 있다. 이러한 개시의 목적을 위하여, 상기 "최대 출력 조건"은 최대 클러치 압력(full clutch pressure)이 상기 PTO 클러치(238)에 인가되어 기계적 동력을 상기 PTO 출력부에 전달하고 상기 PTO 어셈블리(312)에 결합된 부속장치 또는 기구를 구동할 때를 나타낼 수도 있다. 게다가, 상기 "부분 출력 조건"은 부분 클러치 압력(partial clutch pressure)이 상기 클러치(238)에 인가되어 무부하, 아이들 조건에서 소음 발생을 줄이기 위해 클러치 내에서 드래그를 발생시킬 때를 나타낼 수도 있다.

상기 클러치 압력은 상기 PTO 어셈블리(312)의 PTO 제어 어셈블리(324)에 의해 공급되어질 수도 있다. 상기 PTO 제어 어셈블리(324)는 상기 PTO 클러치(238)에 공급된 유압 크기를 조정 가능하게 제어하기 위해 밸브, 솔레노이드 등을 포함할 수 있다. 상기 PTO 제어 어셈블리(324)는 상기 제1 솔레노이드(314)와 상기 제2 솔레노이드(316)의 전기적 상태에 기초하여 작동 가능하게 제어될 수 있다. 이는 다른 적용을 위해 상기 클러치내의 드래그 량의 조정 가능한 제어를 허용할 수 있다. 이와 같이, 댐핑 량은 상기 PTO 어셈블리(312)의 제어 어셈블리(324)에 명령되고 전달된 클러치 압력 크기에 의해 조정 가능하게 제어될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 컨트롤러(302)는 상기 PTO의 정상 작동에 대한 신호를 공급할 수 있을 뿐만이 아니라 또한 드래그가 더 이상 필요하지 않을 때 부가 신호를 상기 PTO 제어 어셈블리(324)에 또한 공급할 수 있다.

예를 들면, 엔진 또는 입력 속도가 기준 속도, 예를 들면 850 RPM을 초과하면, 신호가 상기 PTO 어셈블리(312)의 제어 어셈블리(324)로 통신될 수 있어서 부분 인가 및 클러치 슬립을 정지시킨다. 이는 과도한 연료 효율 손실을 방지하는데 바람직할 수도 있다.

상기 PTO 클러치(238)는 적절한 조건(즉, 아이들 또는 아이들에 가까운 저속과 기구 부하가 없는 조건)이 이루어지는 중에 다른 주기의 슬립을 장기간 처리하도록 설계되어질 수 있다. 클러치 마찰판은, 예를 들면, 동일하게 불균일한 토크 및 입력 회전을 차량 변속기 내에서 비틀림 동작과 손상을 유발하는 내연기관으로부터 방지할 수 있도록 탄소 섬유 재료로 디자인되어 수년간 자동차 산업에서 사용되어 왔다. 그 결과, 유사한 탄소 섬유 마찰 재료가 PTO 클러치 디자인에 적용되어 적절한 양의 클러치 슬립을 가능하게 하여 무부하에서 또는 무부하에 가까운 아이들 조건에서의 소음을 감소시키도록 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 PTO 클러치(238)에 공급된 유압 크기를 제어하기 위한 방법(400)이 일 실시예에 제공되어 있다. 상기 방법(400)은 상기 메모리 유닛에 저장되고 상기 PTO 클러치(238)를 작동 가능하게 제어하기 위한 컨트롤러(302)내의 프로세서에 의해 실행되는 복수개의 블록을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 상기 복수개의 블록은, 하나의 다른 실시예가 보다 작은 블록을 포함할 수도 있고, 제2의 다른 실시예가 부가적인 블록을 포함할 수도 있는 것처럼, 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다.

어떤 경우에 있어서도, 상기 방법(400)은 상기 프로세서에 의해 실행되는 제1 블록(402)을 포함할 수 있고 상기 구동 유닛(102)의 현재 입력 속도를 결정한다. 여기서, 상기 컨트롤러(302)는, 도 1의 변속기 제어 회로(142)의 형태와 유사한 형태를 취하고, 신호 경로(164)를 거쳐 J-1939와 같은 입력 속도를 받을 수 있다. 다른 실시예에서, 속도 센서(146)는 상기 구동 유닛(102)의 입력 속도를 검출할 수 있고 이를 컨트롤러(302)에 통신 링크(152)를 경유하여 보낸다. 상기 프로세서가 블록(402)을 실행하는 것이 가능하도록 입력 속도를 받기 위한 다른 일반적인 수단이 있을 수 있다.

일단 블록(402)이 실행되면, 상기 방법(400)은 상기 프로세서가 상기 구동 유닛(102)의 현재 입력 속도와 속도 기준을 비교함으로서 블록(404)을 실행할 수 있는 블록(404)으로 진행시킬 수 있다. 상기 속도 기준은 단일 값이거나 상기 컨트롤러(302)의 메모리 유닛에 저장된 범위의 값일 수 있다. 대안적으로는, 상기 속도 기준은 다양한 요소에 의해 의존할 수도 있으며 이에따라 참조 테이블, 커브 등으로부터 결정된다. 상기 컨트롤러(302)가 속도 기준을 결정하면, 상기 프로세서는 현재 입력 속도를 상기 블록(404)에서 속도 기준에 비교할 수 있다. 게다가, 상기 프로세서는 상기 현재 입력 속도가 상기 속도 기준 이하 여부를 결정하는 것에 의해 블록(406)을 실행할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 상기 컨트롤러(302)는 상기 구동 유닛이 아이들 조건에서 또는 아이들 조건에 가깝게 동작하는지를 결정할 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 속도 기준은 850 RPM일 수 있다. 상기 현재 입력 속도가 속도 기준 이하인 경우, 상기 방법은 블록(408)으로 진행할 수 있다. 그러나, 상기 현재 속도가 속도 기준 이상인 경우, 상기 방법은 블록(402)으로 복귀할 수 있으며 전술한 조건을 반복할 수 있다.

블록(408)에서, 상기 컨트롤러(302)는 상기 구동 유닛(102)상의 현재 부하를 결정할 수 있다. 상기 부하는, 다른 센서들로부터 입력 정보를 받고 부하를 측정하며 부하 등을 평가하는 것을 포함하는, 어느 일반적인 수단에 의해서 결정될 수도 있다. 경사계(inclinometer)가, 예를 들면, 도로 경사를 측정하고 측정된 도로 경사를 갖는 신호를 상기 컨트롤러(302)에 보낼 수 있다. 다른 실시 형태에서, 상기 부하는 스로틀 위치의 작용 또는 가속 페달이 눌려지는 퍼센트에 따라 결정될 수 있다. 도 3에서, 상기 컨트롤러(302)는 스로틀 위치를 스토틀 입력원으로부터 받을 수 있는데, 이 스로틀 입력원은 스로틀 데이터를 데이터링크(예를 들면, 신호 경로(164))에 걸쳐 전송하기 위한 도 1의 상기 구동 유닛 제어회로(160)에 결합될 수 있다. 일반적인 데이터 링크의 실시예로는 J1587 데이터링크, J1939 데이터링크, IESCAN 데이터링크, TCM으로의 Hardwire TPS(throttle position sensor: 스로틀 위치 센서) 및 TCM으로의 Hardwire PWM(pulse width modulation: 펄스 폭 변조)을 포함한다. 예를 들면, ECM으로부터 TCM으로 통신하는 구동 유닛 토크 데이터와는 달리, 스로틀 데이터는 데이터링크에 걸쳐 통신될 수 있으며 특정한 구동 유닛 또는 엔진/변속기 형태에 제한되지는 않는다. 그 대신에, 상기 데이터링크는 대부분의 차량 셋업에 적용되어질 수 있다.

어떠한 경우에 있어서도, 현재 부하 또는 스로틀 위치가 알려지면, 상기 방법(400)은 프로세서가 부하 또는 스로틀 위치를 다른 기준값(예를 들면, 부하 또는 스로틀 기준값)에 비교하는 블록(410)으로 진행될 수 있다. 상기 부하 또는 스로틀 기준값은 상기 컨트롤러(302)의 메모리 유닛에 상기 속도 기준값의 그것과 유사한 방식으로 저장될 수 있다. 상기 블록(410)의 결과는 블록(412)으로 나아가 결정된다. 여기서, 상기 부하 또는 스로틀이 상기 부하 또는 스로들 기준값 이하이면, 상기 컨트롤러(302)는 상기 구동 유닛상에 부하가 없거나 실질적인 스로트 위치가 소정의 양(예를 들면, 퍼센트) 보다 작거나, 대략 작은 부하가 있다고 결정할 수 있다. 이 경우에, 상기 방법(400)은 블록(414)으로 진행할 수 있다. 부하가 블록(412)에서 부하 기준값보다도 큰 경우, 상기 방법(400)은 블록(402)으로 복귀할 수 있다.

블록(414)에서, 상기 컨트롤러(302)는 신호가 상기 PTO 제어 버튼 또는 스위치(306)로부터 기동되었는지 여부를 결정할 수 있어 상기 PTO 어셈블리(312)의 구동이나 활성을 요청한다. 만일 PTO 제어 버튼 또는 스위치(306)가 구동 또는 활성 상태로 기동한 상태면, 상기 컨트롤러(302)는 (상기 설명한 조건에 기초하여) 상기 PTO 어셈블리(312) 활성 여부를 결정하거나 상기 PTO 어셈블리(312)를 비구동으로 유지할 지를 결정할 수 있다. 어떤 경우에 있어서도, 상기 PTO 제어 버튼(306)이 구동되면, 상기 방법(400)은 블록(402)으로 진행할 수 있다. 대안적으로, 상기 PTO 컨트롤 버튼(306)이 비구동을 유지하면, 상기 방법(400)은 블록(416)으로 진행할 수 있다.

비록 상기 방법(400)이 블록(408, 410, 412, 414)을 도시하고 있지만, 다른 실시예에서 상기 방법(400)은 블록(402)에서 입력 속도를 결정만을 할 수도 있고, 이를 블록(404)에서 속도 기준값에 비교할 수도 있다. 상기 방법이 블록(416)으로 진행하면, 상기 프로세서는 상기 메모리 유닛에 저장된 PTO 클러치 슬립 공정을 더 실행함으로써 블록(416)을 실행할 수도 있다. 상기 클러치 슬립 공정은 상기 PTO클러치(418)에 공급된 유체압의 크기를 바람직하게 제어할 수 있다. 상기 PTO 클러치 슬립 공정이 블록(416)에서 구동되면, 상기 방법(400)은 상기 컨트롤러(302)가 상기 제1 솔레노이드(314)와 제2 솔레노이드(316)에 전원을 인가하거나 차단함으로써 상기 PTO 클러치(238)에 공급된 압력의 크기를 제어할 수도 있는 블록(418)으로 진행할 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 제1 솔레노이드(314)는 최대 동력 조건에서 전기적으로 구동되어 질 수 있으며, 상기 제2 솔레노이드(316)는 부분 동력 조건에서 전기적으로 구동될 수 있다. 따라서, 상기 컨트롤러(302)가 필요로 하는 최대 클러치 압력에 상당하는 조건을 결정하게 되면, 상기 제1 솔레노이드(314)에 전원이 인가될 수 있다. 상기 클러치(238)를 슬립시켜, 상기 PTO 어셈블리(312)로부터 소음을 줄이는 것이 바람직한 경우에, 상기 컨트롤러(302)는 상기 제2 솔레노이드(316)에 전원을 인가할 수 있다. 상기 제2 솔레노이드(316)에 전원이 인가되면, 상기 PTO 클러치(238)에 인가된 부분 또는 감소된 클러치 압력이 대략 무부하 아이들 조건에서 소음 출력을 감소시키기 위해 상기 클러치 내에서 충분한 드래그를 형성할 수 있다.

상기 방법(400)은 블록(418)의 실행 전, 실행 중, 또는 실행 후에 블록(420)으로 진행할 수 있다. 특히, 블록(420)에서, 상기 방법은 상기 컨트롤러(302)가 상기 구동 유닛(302)의 현재 속도를 결정하는 블록(402)으로 복귀한다. 이런 방식으로, 상기 컨트롤러(302)는 블록(402, 404, 406)을 반복적이고 연속적으로 실행할 수 있어서 상기 구동 유닛이 아이들 조건에서 또는 아이들 조건에 가까이 있게 하는 것을 보장한다. 게다가, 상기 컨트롤러는 상기 구동 유닛상의 부하를 상기 블록(408, 410, 412)에서 반복적이고 연속적으로 모니터할 수 있어 상기 구동 유닛이 실질적으로 무부하 상태를 유지하는 것을 보장하고 상기 방법(400)에서 실행된 것과 같이 상기 PTO 제어 버튼(306)의 상태를 상기 블록(414)에서 또한 모니터하는 것을 보장한다. 블록(406) 또는 블록(412) 중 어느 하나에서 설명된 조건이 더 이상 사실이 아니거나, 상기 PTO 제어 버튼(306)이 구동되는 경우에, 상기 제2 솔레노이드(316)에는 전원이 차단될 수 있으며, 상기 PTO 클러치(238)는 최대 유압 상태 또는 유압이 없는 상태 어느 하나로 제어될 수 있다.

관련된 실시예에서, 상기 PTO 어셈블리(312)는 단지 단일의 가변 블리드 또는 가변 제어 기구를 포함할 수 있다. 상기 가변 제어 기구는 전기-유압 제어 PTO 클러치(238)를 제어하기 위한 솔레노이드 또는 다른 기계장치일 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 컨트롤러(302)에 의해 상기 가변 제어 기구로 공급된 전류량 또는 전압 크기는 상기 PTO 클러치(236)에 공급된 유압 크기를 제어할 수 있다. 달리 표현하면, 보다 낮은 전류 또는 전압은 상기 PTO 클러치(236)에 공급된 감소된 압력 크기를 유도하여 상기 클러치(236)가 슬립될 수 있도록 한다. 보다 큰 전류 또는 전압은 상기 클러치(236)에 대략 최대 압력을 유도한다. 다른 변화예와 실시 형태가 상기 PTO 어셈블리(312)의 이러한 가변 제어에 의해서 고려될 수 있다.

본 개시의 다른 실시 형태 또는 실시예에서, 기어트레인(즉, 다른 유압 결합 없는 직접 기계 구동장치)은 직접 부하를 받지 않을 때에도 맞물리는 기어들 사이의 백래쉬에 기인하여 들을 수 있는 덜거덕 거리는 소음을 야기 또는 유발하는 동력 인출 장치(PTO)를 포함할 수도 있다. 상기 소음은 부하를 받지 않는 기어트레인의 관성, 내연기관의 실린더의 주기적 점화, 또는 구동 유닛과 연관된 토크에 그 원인이 더 있을 수도 있다. 작은 양의 댐핑을 기어트레인 또는 시스템에 도입함으로써, 동력 인출 장치(PTO)의 전기적으로 제어된 유체 클러치의 슬립은 소음을 줄이거나 제거할 수 있다. 상기 클러치는 예를 들면, 동력 인출 장치(PTO) 내에 내부적으로 위치될 수도 있다.

부가적으로, 이러한 댐핑 작용이 이루어질 수 있는 다양한 기어 및 클러치의 조합 뿐만이 아니라 다양한 제어 방법이 있다. 상기 변속기 또는 엔진 컨트롤러는 이러한 작용이 제어되는 조건의 소프트웨어 메모리 또는 모니터링에 대해 사용될 수 있거나, 부속물(예를 들면, PTO)이 컨트롤러를 소유할 수도 있다. 상기 클러치를 슬립시키는 압력은 복수의 솔레노이드 또는 전기-유체 장치의 구성에 의해 제공될 수도 있다. 상기 클러치 디자인은 클러치가 최대 인가 압력보다도 낮은 압력에서 슬립하는 동안의 시간을 허용할 수 있도록 구조적으로 내구력이 있다. 일반적으로, 탄소섬유 마찰판 재료는 클러치의 요구되는 내구력을 제공할 수 있도록 하는 디자인에서 사용될 수 있다. 클러치에 공급된 낮은 유압으로 인해 클러치가 슬립되는 많은 다른 조건이 있을 수도 있지만, 이러한 조건은 상기 컨트롤러들 중 하나(예를 들면, 변속기 제어 유닛)에 있는 지시 세트 또는 알고리즘으로 기설정되어 질 수도 있어서, 전기적으로 모니터될 수도 있다.

본 개시의 원리가 포함된 예시적인 실시예가 위에 개시되어 있지만, 본 개시는 개시된 실시예에 제한되는 것이 아니다. 대신에, 본 출원은 그 일반적 원리를 사용하는 본 개시의 그 어떤 변형예, 사용, 또는 적용을 포함하도록 의도되었다. 더구나, 본 출원은 본 개시로부터 벗어나는 변경 실시예도 본 개시에 속하는 기술 분야에서 공지 또는 통상적인 실시에 포함되고, 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 보호될 수 있도록 의도되었다.

Claims

구동 유닛과, 출력부를 포함하는 변속기와, 속도 센서와, 메모리 유닛 및 프로세서를 포함하는 컨트롤러와, 클러치 및 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제공하는 단계와;
제1 기준값을 상기 메모리 유닛에 저장하는 단계와;
상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 상기 속도 센서로 결정하는 단계와;
상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와;
상기 클러치로 공급된 유압의 크기를 제어하는 단계와;
상기 클러치를 결합하는 단계와;
제2 기준값을 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장하는 단계와;
상기 구동 유닛상에 발생된 부하를 결정하는 단계와:
상기 부하를 상기 제2 기준값에 비교하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하인 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하이고 상기 부하가 상기 제2 기준값 이하인 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 최대 유압을 상기 클러치에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 부분 유압을 상기 클러치에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
신호가 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지 검출하는 단계와;
검출된 수신 신호가 없는 경우 상기 제어 및 상기 결합 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
제2 솔레노이드를 제공하는 단계와;
상기 솔레노이드와 상기 제2 솔레노이드 중 하나에 전원을 인가하는 단계와;
상기 솔레노이드와 상기 제2 솔레노이드 중 다른 하나에 전원을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 클러치를 슬립시키기 위해 지시 세트를 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장하는 단계와;
상기 결정 단계 및 비교 단계를 반복 수행하는 단계와;
현재 입력 속도가 제1 기준값 아래로 유지되는 한 상기 지시 세트를 상기 프로세서로 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제어하기 위한 방법.
출력부를 포함하는, 토크를 생성하기 위한 구동 유닛과;
입력부와, 제1 출력부와, 제2 출력부를 포함하고, 상기 입력부는 상기 구동 유닛의 출력부에 결합된 변속기와;
메모리 유닛과 프로세서를 포함하고, 상기 변속기에 전기적으로 결합된 컨트롤러와;
상기 제2 출력부에 결합되고, 클러치와 상기 컨트롤러에 전기적으로 결합된 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치 어셈블리를 포함하고;
지시 세트가 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장되고, 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 실행되어질 수 있어서, 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 수신하고, 상기 현재 입력 속도를 제1 기준값에 비교하며, 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하인지를 결정하고, 상기 솔레노이드에 전원을 인가하거나 차단하고, 상기 클러치에 인가된 유압의 크기를 작동 가능하게 제어하며,
상기 메모리 유닛에 저장된 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서, 상기 구동 유닛 상에서의 부하를 수신하고, 상기 부하를 제2 기준값에 비교하며, 상기 부하가 상기 제2 기준값 이하인지 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 컨트롤러에 전기적으로 결합된 운전자 제어 스위치를 더 포함하고, 상기 운전자 제어 스위치는 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동 및 비구동하기 위해 기동되도록 구성되고,
상기 메모리 유닛에 저장된 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지를 검출하며 신호가 검출되지 않은 경우 상기 클러치에 인가된 유압의 크기를 작동 가능하게 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 메모리 유닛에 저장된 상기 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 최대 크기의 유압을 상기 클러치에 인가하는 것을 특징으로 하는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 메모리 유닛에 저장된 지시 세트는 상기 프로세서에 의해 더 실행되어질 수 있어서 상기 솔레노이드에 전원을 인가하여 감소된 크기의 유압을 상기 클러치에 인가하는 것을 특징으로 하는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 동력 인출 장치 어셈블리는
입력축과;
출력축과;
상기 제2 출력부에 의해 회전 가능하게 구동되는 제1 구동기어와;
상기 입력축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1 구동기어에 의해 회전 가능하게 구동되는 제1 피동기어와;
상기 입력축에 회전 가능하게 결합되는 제2 구동기어와;
상기 출력축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 구동기어에 의해 회전 가능하게 구동되는 제2 피동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
구동 유닛과, 출력부를 포함하는 변속기와, 속도 센서와, 메모리 유닛과 프로세서를 포함하는 컨트롤러와, 운전자 제어 스위치와, 클러치 및 솔레노이드를 포함하는 동력 인출 장치 어셈블리를 제공하는 단계와;
제1 기준값과 제2 기준값을 상기 메모리 유닛에 저장하는 단계와;
상기 속도 센서로 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 결정하는 단계와:
상기 구동 유닛상에서 발생된 부하를 결정하는 단계와;
상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와;
상기 부하를 상기 제2 기준값에 비교하는 단계와;
상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지를 검출하는 단계와;
상기 클러치에 공급된 유체압의 크기를 제어하는 단계와;
상기 클러치에 공급된 유체 압력의 크기에 기초하여 상기 클러치를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리의 유압 제어가 가능한 클러치를 제어하기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 이하이고, 상기 부하가 상기 제2 기준값 이하이며, 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되지 않는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리의 유압 제어가 가능한 클러치를 제어하기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제어 단계는 상기 솔레노이드에 전원을 인가하거나 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리의 유압 제어가 가능한 클러치를 제어하기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 클러치를 슬립시키기 위해 지시 세트를 상기 컨트롤러의 메모리 유닛에 저장하는 단계와;
상기 속도 센서로 상기 구동 유닛의 현재 입력 속도를 결정하는 단계와, 상기 구동 유닛상에서 발생된 부하를 결정하는 단계와, 상기 현재 입력 속도를 상기 제1 기준값에 비교하는 단계와, 상기 상기 부하를 상기 제2 기준값에 비교하는 단계와, 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되었는지를 검출하는 단계를 반복수행하는 단계와;
상기 현재 입력 속도가 상기 제1 기준값 아래로 유지되고, 상기 부하가 상기 제2 기준값 아래이며, 상기 동력 인출 장치 어셈블리를 구동하는 것을 나타내는 신호가 상기 운전자 제어 스위치로부터 수신되지 않는 한 상기 지시 세트를 상기 프로세서로 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치 어셈블리의 유압 제어가 가능한 클러치를 제어하기 위한 방법.
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