KR102206579B1

KR102206579B1 - 기어박스 내의 결합 장치를 제어하는 방법

Info

Publication number: KR102206579B1
Application number: KR1020187033476A
Authority: KR
Inventors: 외르겐 폴스버그; 크리스티안 아흘버그
Original assignee: 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2021-01-25
Also published as: CN109072987A; CN109072987B; SE1650584A1; EP3449144A1; KR20180137526A; US20190210448A1; BR112018070885A2; WO2017188879A1; EP3449144A4; EP3449144B1; SE540452C2; US10828976B2

Abstract

본 발명은 기어박스(8) 내의 결합 장치(2)를 제어하는 방법에 관한 것으로, a) 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)에 제1 힘(F₁)을 가함으로써 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 변위시키는 단계로, 상기 제1 힘은 제2 위치에서 제1 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)을 극복하는, 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 변위시키는 단계; b) 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 있을 때 그리고 결합 슬리브(24)에 작용하는 반력(F_R)이 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)을 극복할 때, 결합 슬리브(24) 상의 제1 힘(F₁)을 완화시키는 단계로, 상기 반력(F_R)은 결합 슬리브(24) 상에 배치되어 있는 제3 결합 수단(33)에 의해 전달된 토크(T_S)의 결과인, 결합 슬리브(24) 상의 제1 힘(F₁)을 완화시키는 단계; c) 결합 슬리브(24)가 제2 위치를 벗어나는 경우에, 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24) 상에 제1 힘(F₁)을 가하는 단계; 및 d) 제2 동력원(16)으로 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)를 감소시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 결합 장치(2), 결합 장치(2)를 포함하는 기어박스(8) 및 기어박스(8)를 포함하는 차량(1)에 관한 것이다.

Description

기어박스 내의 결합 장치를 제어하는 방법

본 발명은 첨부된 청구항에 따른 기어박스 내의 결합 장치를 제어하는 방법, 결합 장치, 이러한 결합 장치를 갖는 기어박스 및 이러한 기어박스를 갖는 차량에 관한 것이다.

차량, 특히, 화물 차량, 예컨대, 트럭 및 버스는 일반적으로 내연 기관, 전기 엔진 또는 이들의 조합과 같은 동력원에 연결된 기어박스를 갖추고 있다. 기어박스는 자동, 수동 또는 이들의 조합일 수 있으며, 하나 이상의 작동 실린더가 제공되어서 기어박스 내의 기어를 시프트시키는 역할을 한다. 작동 실린더는 기어박스에서 다른 샤프트에 있는 기어 휠의 결합 및 해제를 제어하여 적절한 기어가 얻어진다. 작동 실린더는 공압식, 유압식 또는 전기식일 수 있으며, 기어박스 내의 공간이 제한되어 있으므로 가능한 작게 설계되어야 한다.

트럭의 트랜스미션은 종종 다수의 상호 작용하는 부품들을 포함하며, 기어의 자동 시프트를 달성하기 위해 전자 제어 장치에 의해 제어되는 자동식 수동 트랜스미션을 포함한다. 차량 내의 하나 이상의 전자 센서는 차량의 작동 상태에 대한 정보를 획득하고 압축 공기 또는 작동유를 작동 실린더에 공급하는 밸브에 신호를 제공하여, 기어박스 내의 기어 휠의 결합 및 해제를 제어하며, 적절한 기어로의 시프트가 얻어진다.

이러한 유형의 기어박스에서, 원추형 동기화 링 및 결합 링을 포함하는 동기화 장치는 기어박스 내의 입력 샤프트 및 메인 샤프트 상에 배치된 기어 휠과 결합하도록 축 방향으로 변위된 톱니형 결합 슬리브를 포함하는 결합 장치로 대체될 수 있다. 입력 샤프트 및 메인 샤프트에 배치된 각각의 기어 휠은 레이 샤프트와 같은 다른 샤프트에 단단히 장착된 해당 기어 휠 부재와 결합된다. 시프트 시에, 결합 슬리브는 선택 가능한 기어 휠 상에 배치된 결합 톱니부와 결합하도록 축 방향으로 변위되어서, 입력 샤프트 또는 메인 샤프트에 상에 있는 기어 휠을 연결하고 회전식으로 고정시킨다.

결합 슬리브는 공압식 부재에 의해 일 방향으로 그리고 스프링에 의해 반대 방향으로 축 방향으로 변위될 수 있다. 결합 슬리브 상에 작용하는 공압식 부재로부터의 축 방향 힘은 스프링으로부터의 스프링력을 극복하여 결과적으로 결합 슬리브를 공압식 부재로부터의 힘 방향으로 축 방향으로 변위시킨다. 공압식 부재로부터의 힘이 해제되면, 결합 슬리브는 스프링력의 방향으로 축 방향으로 변위된다.

그러나, 결합 슬리브는 차량 내의 파워트레인의 일부를 형성하는 차량의 기어박스에서 회전식 부재를 서로 연결하거나 연결해제하는데 사용될 수 있다. 공압식 부재로부터의 힘이 결합 슬리브에 가해지고, 결합 슬리브가 회전식 부재들을 연결하기 위해 변위될 때, 파워트레인 내의 동력원으로부터의 토크는 회전식 부재에 결합 슬리브를 고정시키는 반력을 발생시킨다. 동력원으로부터의 토크가 충분히 크면, 공압식 부재로부터의 힘이 완화될 수 있고, 결합 슬리브는 반력으로 인해 축 방향으로 고정된다.

안전을 위해 공압식 부재가 고장나거나 공압식 부재를 제어하는 차량의 다른 부품이 고장나면 회전식 부재들이 해제되어야 한다. 따라서, 차량 내의 공기압이 갑자기 떨어지고 차량의 기동성이 심각하게 영향을 받는다면, 동력원으로부터의 토크가 감소할 때 기어박스 내의 회전식 부재가 결합 슬리브에 작용하는 스프링을 이용하여 분리되므로, 내연 기관과 같은 동력원으로부터의 구동력이 차량의 구동 휠로 전달되지 않는다.

그러나, 차량의 일부 작동 모드 중에, 동력원으로부터의 토크는 결합 슬리브에 작용하는 스프링력보다 큰 반력을 생성하기에 충분히 클 수 없다. 또한, 결합 장치의 진동 및 흔들림으로 인해 스프링력이 반력을 극복할 가능성이 있다. 또한, 결합 슬리브와 상기 결합 슬리브를 통해 연결된 회전식 부재 사이에 약간의 오정렬이 있을 수 있다. 그 결과, 결합 슬리브는 스프링력에 의해 축 방향으로 변위될 수 있고, 회전식 부재들은 분리될 것이다.

국제 공개공보 WO 2007061348호는 차량 트랜스미션에서 톱니 클러치의 기어 홉아웃(hopout)을 방지하는 장치를 개시한다. 톱니 클러치는 결합 슬리브를 포함한다. 결합 슬리브의 축 방향 변위는 기어 홉아웃을 방지하기 위해 상기 톱니 클러치가 결합된 상태에 있을 때 일부 경우에 작동되는 시프트 액추에이터 시스템에 의해 수행된다. 따라서, 상기 종래 기술에 따르면, 기어 시프트 중에 정상적으로 작동되는 시프트 액추에이터 시스템은 기어 홉아웃을 방지하기 위해 결합된 상태에서 작동된다.

국제 공개공보 WO 2014098657호는 시프트 피스톤 및 시프트 피스톤을 중립 위치로 향하게 하는 스프링 부재를 포함하는 클러치 장치를 개시한다. 상기 시프트 피스톤은 유압식으로 작동되고, 제1 기어 및 제2 기어에 대해 축 방향으로 변위되도록 배치되어서, 상기 시프트 피스톤이 제1 기어와 맞물리는 제1 축 방향 위치, 제2 기어와 맞물리는 제2 축 방향 위치 및 제3의 중립 위치를 갖는다.

종래 기술에도 불구하고, 결합 위치에서 유지되는 결합 장치를 개발할 필요가 있다. 또한, 결합 슬리브가 의도하지 않게 결합 위치를 벗어나면 결합 슬리브가 결합 위치로 복귀되는 결합 장치를 개발할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 결합 위치에 유지되는 결합 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 결합 슬리브가 의도하지 않게 결합 위치를 벗어나는 경우에, 결합 슬리브가 결합 위치로 복귀되는 결합 장치를 제공하는 것이다.

본원 명세서에 언급된 목적들은 독립 청구항에 따른 기어박스 내의 결합 장치를 제어하는 방법, 결합 장치, 이러한 결합 장치를 갖는 기어박스 및 이러한 기어박스를 갖는 차량에 의해 달성된다.

본 발명의 양태에 따르면, 기어박스 내의 결합 장치를 제어하는 방법은,

제1 위치 및 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능한 결합 슬리브;

결합 슬리브에 의해 서로 연결 및 연결 해제될 수 있는 제1 및 제2 회전식 부재;

제1 회전식 부재에 연결되어 있는 제1 동력원;

제2 회전식 부재에 연결되어 있는 제2 동력원;

제1 회전식 부재 상에 배치되어 있는 제1 결합 수단;

제2 회전식 부재 상에 배치되어 있는 제2 결합 수단;

결합 슬리브 상에 배치되어 있는 제3 결합 수단을 포함하며,

제1 및 제2 결합 수단은 결합 슬리브 상에 배치된 제3 결합 수단을 통해 제1 및 제2 회전식 부재 사이에 토크를 전달하도록 구성되고,

제1 및 제2 결합 수단은 상기 제1 및 제2 결합 수단을 따라 제3 결합 수단의 축 방향 변위를 허용하도록 구성된다.

상기 방법은,

a) 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브에 제1 힘을 가함으로써 결합 슬리브를 제2 위치로 변위시키는 단계로, 상기 제1 힘은 제2 위치에서 제1 위치로의 방향으로 결합 슬리브에 작용하는 스프링력을 극복하는, 결합 슬리브를 제2 위치로 변위시키는 단계;

b) 결합 슬리브가 제2 위치에 있을 때 그리고 결합 슬리브에 작용하는 반력이 결합 슬리브에 작용하는 스프링력을 극복할 때, 결합 슬리브 상의 제1 힘을 완화시키는 단계로, 상기 반력은 결합 슬리브 상에 배치된 제3 결합 수단에 의해 전달된 토크의 결과인, 결합 슬리브 상의 제1 힘을 완화시키는 단계;

c) 결합 슬리브가 제2 위치를 벗어나는 경우에, 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브 상에 제1 힘을 가하는 단계; 및

d) 제2 동력원으로 결합 슬리브에 의해 전달되는 토크를 감소시키는 단계를 포함한다.

결합 슬리브가 회전식 부재들을 연결하기 위해 제2 위치로 변위될 때, 결합 슬리브는 결합 수단을 통해 회전식 부재들 사이에 토크를 전달하게 된다. 결합 장치의 진동 및 흔들림 그리고 결합 슬리브와 회전식 부재들 사이의 일부 가능한 오정렬로 인해, 스프링력이 반력을 극복할 수 있고, 결합 슬리브는 제2 위치로부터 멀어지게 이동하게 된다.

결합 슬리브를 회전식 부재들에 고정시키는 반력이 제1 힘보다 클 수 있기 때문에, 결합 슬리브는 축 방향으로 변위될 수 없다. 본 발명에 따르면, 결합 슬리브가 축 방향으로 변위되지 않는 경우에, 결합 슬리브에 의해 전달되는 토크는 제2 동력원에 의해 감소될 것이다. 따라서, 제2 회전식 부재 상에 제2 동력원에 의해 가해지는 토크는 내연 기관에 의해 발생된 토크의 영향을 감소시킬 것이다. 결과적으로, 반력이 감소되고, 이는 제1 힘이 스프링력을 극복할 수 있는 것을 의미한다. 결과적으로, 결합 슬리브는 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 변위될 수 있어서 제2 위치로 복귀될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 방법은,

e) 제1 및/또는 2 동력원으로 결합 슬리브에 의해 전달되는 토크를 증가시키는 단계를 또한 포함한다.

결합 슬리브가 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 변위되어서 제2 위치로 복귀될 때, 결합 슬리브 상의 토크는 증가될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 방법은,

f) 결합 슬리브가 제2 위치에 있을 때 단계 b)로 복귀하는 단계를 또한 포함한다.

결합 슬리브가 제2 위치로부터 멀어지는 경우에, 결합 슬리브를 제2 위치로 복귀시키기 위한 방법 단계 b) 내지 단계 e)가 반복될 것이다.

단계 b) 이전에, 본 발명의 다른 양태에 따른 방법은,

g) 위치 검출기 부재로 결합 슬리브의 축 방향 위치를 검출하는 단계를 또한 포함한다.

위치 검출기 부재는 결합 슬리브가 의도하지 않게 제2 위치로부터 멀어지는지 여부를 검출할 것이다. 따라서, 결합 슬리브를 제2 위치로 복귀시키기 위한 방법 단계 b) 내지 단계 e)가 효과적일 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 단계 d)는 제1 힘이 결합 슬리브에 가해질 때 결합 슬리브가 제2 위치에 도달하지 않는 경우에만 수행된다.

제1 힘이 스프링력 및 반력을 극복하기에 충분히 크면, 결합 슬리브는 제2 동력원으로 결합 슬리브에 의해 전달되는 토크를 감소시킬 필요없이 제2 위치로 변위될 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 제1, 제2 및 제3 결합 수단은 결합 슬리브와 제1 및 제2 회전식 부재 사이에 스플라인 연결부를 형성하는 스플라인 부재이다.

스플라인 연결은 결합 부재의 축 방향 변위를 허용하고 또한 결합 부재가 회전식 부재들 사이에 토크를 전달하게 한다.

본 발명의 다른 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 나타난다.

도 1은 본 발명에 따른 결합 장치가 제공된 차량을 개략적으로 도시한다.
도 2은 본 발명에 따른 결합 장치가 제공된 기어박스의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 제1 및 제2 위치에서 결합 장치의 단면도이다.
도 4은 본 발명에 따른 기어박스를 제어하는 방법의 흐름도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 예로서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 결합 장치(2)가 제공된 차량(1)을 개략적으로 도시한다. 차량(1)은 동력원(14, 16), 기어박스(8) 및 프로펠러 샤프트(12)를 포함하는 파워트레인(6)을 포함한다. 동력원(14, 16)은 기어박스(8)에 연결되고, 내연 기관(14) 또는 전기 기계(16) 또는 이들의 조합을 포함한다. 기어박스(8)는 또한 프로펠러 샤프트(12)를 통해 차량(1)의 구동 휠(20)에 연결된다. 기어박스(8)는 기어박스 하우징(22)에 의해 둘러싸여 있다.

도 2는 본 발명에 따른 결합 장치(2)가 제공된 기어박스(8)의 단면도이다. 내연 기관(14)은 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)를 포함하는 결합 장치(2)를 통해 기어박스(8)에 연결된다. 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)는 내연 기관(14)의 출력 샤프트(26)와 같은 제1 회전식 부재(26) 및 기어박스(8)의 중간 샤프트(28)와 같은 제2 회전식 부재(28)와 결합되도록 축 방향으로 변위된다.

제1 결합 수단(29)은 제1 회전식 부재(26) 상에 배치되고, 제2 결합 수단(31)은 제2 회전식 부재(28) 상에 배치되며, 제3 결합 수단(33)은 제1 결합 슬리브(24) 상에 배치된다. 제1 및 제2 결합 수단(29, 31)은 결합 슬리브(24) 상에 배치된 제3 결합 수단(33)을 통해 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28) 사이에 토크(T_S)를 전달하도록 구성된다. 또한, 제1 및 제2 결합 수단(29, 31)은 상기 제1 및 제2 결합 수단(29, 31)을 따라 제3 결합 수단(33)의 축 방향 변위를 허용하도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1, 제2 및 제3 결합 수단(29, 31, 33)은 스플라인이어서, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)가 스플라인 연결부(34)에 의해 내연 기관(14)의 출력 샤프트(26) 및 기어박스(8) 내의 중간 샤프트(28)와 결합된다.

축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)의 제1 축 방향 위치에서, 내연 기관(14)의 출력 샤프트(26)는 중간 샤프트(28)로부터 해제된다. 이러한 축 방향으로 결합 해제된 위치에서, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)는 중간 샤프트(28)에만 결합되고, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)와 중간 샤프트(28) 사이의 스플라인 연결부(34)에 의해 중간 샤프트(28)와 함께 회전할 것이다. 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)의 제2 축 방향 위치에서 내연 기관(14)의 출력 샤프트(26) 및 중간 샤프트(24)는 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)에 의해 결합된다. 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)의 제2 축 방향 위치가 도 2에 도시되어 있다.

중간 샤프트(28)는 메인 기어박스(43)의 입력 샤프트(42)에 연결된다. 메인 기어박스(43)의 출력 샤프트(48)는 도 2에 개략적으로 도시된 레인지 기어박스(52)의 입력 샤프트(50)에 연결된다. 레인지 기어박스(52)는 차량(1)의 구동 휠(20)에 연결된다.

전기 기계(16)는 파워트레인(6)에 토크를 부가하고, 파워트레인(6)을 제동하도록 배치된다. 전기 기계(16)의 로터(64)는 중간 샤프트(28)에 연결된다. 전기 기계(16)는 내연 기관(14)을 사용하지 않고 차량(1)의 추진을 위해 구동 휠(8)에 충분한 동력 및 토크를 제공하도록 설계될 수 있다. 전기 기계(16)로의 동력은 차량(1)에 배치된 전기 화학적 에너지 저장 장치와 같은 에너지 저장 장치(68)로부터 또는 차량(1)이 사용되는 환경에서 와이어 또는 다른 전기 전도 수단(도시되지 않음)과 같은 외부 에너지 저장 장치로부터 제공될 수 있다. 전기 기계(16)가 메인 기어박스(43)의 입력 샤프트(42) 상에 제동 토크를 생성할 때, 에너지 저장 장치(68)는 전기 기계(16)로부터 전력을 수용할 수도 있다.

전자 제어 유닛(88)은 기어박스(8), 내연 기관(14), 전기 기계(16) 및 공압식 부재(90)에 결합된다. 위치 검출 부재(91)는 제어 유닛(88)에 연결된다. 도 2에 도시된 위치 검출 부재(91)는 결합 슬리브(24)의 축 방향 위치를 검출하도록 배치된다. 따라서, 결합 슬리브(24)의 제1 및 제2 위치 및 그 사이의 임의의 위치가 위치 검출 부재(91)에 의해 검출될 수 있다. 기어박스(8) 및 내연 기관(14) 내의 다수의 도시되지 않은 속도 센서가 제어 유닛(88)에 연결될 수 있다. 또한, 제어 유닛(88)에는 컴퓨터(72)가 연결될 수 있다. 제어 유닛(88)은 이러한 목적을 위해 적절한 소프트웨어를 구비한 컴퓨터(72)일 수 있다. 제어 유닛(88) 및/또는 컴퓨터(72)는 기어박스(8)를 제어하는 루틴을 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램(P)을 포함한다. 상기 프로그램(P)은 실행 가능한 형태 또는 압축된 형태로 메모리(M) 및/또는 판독/기록 메모리에 저장될 수 있다. 바람직하게는, 프로그램이 제어 유닛(88) 또는 제어 유닛(88)에 연결된 다른 컴퓨터(72)에서 실행될 때 기어박스(8)에서 기어 시프트를 수행하기 위해 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 상기 코드는 상기 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 비-휘발성 형태로 저장될 수 있다.

공압식 부재(90)는 결합 슬리브(24)에 제1 힘(F₁)을 발생시키도록 배치된 공기 압력에 의해 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)를 축 방향으로 변위시켜 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28)를 연결시킨다. 스프링(92)은 스프링(F_S)을 이용하여 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28)를 해제시키기 위해 제2 위치에서 제1 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)를 축 방향으로 변위시키도록 배치된다. 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)의 축 방향 변위에는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 결합 슬리브(24)를 축 방향으로 변위시키는 하나 이상의 작동 실린더(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 이러한 작동 실린더는 공압식, 유압식 또는 전기식 일 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 제1 및 제2 위치에서 결합 장치의 단면도이다. 도 3a에서 결합 슬리브(24)는 제1 해제 위치에 있고, 도 3b에서 결합 슬리브(24)는 제2 결합 위치에 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에 따르면, 제1, 제2 및 제3 결합 수단(29, 31, 33)은 스플라인이어서, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)가 스플라인 연결부(34)에 의해 내연 기관(14)의 출력 샤프트(26) 및 기어박스(8) 내의 중간 샤프트(28)와 결합된다.

제1 축 방향으로 결합 해제된 위치에서, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)는 중간 샤프트(28)에만 결합되고, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)와 중간 샤프트(28) 사이의 스플라인 연결부(34)에 의해 중간 샤프트(28)와 함께 회전할 것이다. 스프링(92)으로부터의 스프링력(F_S)은 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28)를 해제시키기 위해 제2 위치에서 제1 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24) 상에 작용한다. 결합 슬리브(24)에 작용하는 공압식 부재(90)로부터의 공기 압력으로부터 나오는 제1 힘(F₁)은 결합 슬리브(24)가 제1 위치에 있을 때 제로 또는 실질적으로 제로이다.

도 3b에서, 축 방향으로 이동 가능한 결합 슬리브(24)는 내연 기관(14)의 출력 샤프트(26)를 기어박스(8)의 중간 샤프트(28)와 결합시키기 위해 제2 위치로 축 방향으로 변위되어 있다. 결합 슬리브(24)의 축 방향 변위는 스프링력(F_S)을 극복하도록 제1 힘(F₁)을 증가시킴으로써 제공되어서, 결합 슬리브(24)는 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 변위되고, 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28)를 연결시킨다. 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28)의 속도가 실질적으로 동기화되거나 또는 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28)가 정지 상태에 있을 때, 결합 슬리브(24)의 이러한 축 방향 변위가 가능하다.

결합 슬리브(24)가 회전식 부재들(26, 28)을 연결하기 위해 제2 위치로 변위되었을 때, 결합 슬리브(24)는 회전식 부재들(26, 28) 사이에 토크(T_S)를 전달하게 된다. 상기 토크(T_S)는 내연 기관(14)에 의해 발생되고, 회전식 부재들(26, 28) 상에 결합 슬리브(24)를 고정시키는 스플라인 연결부(34)에서 반력(F_R)을 발생시킬 것이다. 내연 기관(14)으로부터의 토크가 충분히 크면, 공압식 부재(90)로부터의 힘이 완화될 수 있고, 결합 슬리브(24)는 반력(F_R)으로 인해 축 방향으로 고정된다.

그러나, 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)가 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)보다 큰 반력(F_R)을 발생시키기에 충분히 크지 않은 경우, 결합 슬리브(24)는 제2 위치로부터 멀어지게 이동하게 된다. 또한, 결합 장치(2)의 진동 및 흔들림 그리고 결합 슬리브(24)와 회전식 부재들(26, 28) 사이의 일부 가능한 오정렬로 인해, 스프링력(F_S)이 반력(F_R)을 극복할 수 있고, 결합 슬리브(24)는 제2 위치로부터 멀어지게 이동하게 된다. 그 결과, 결합 슬리브(24)는 스프링력(F_S)에 의해 축 방향으로 변위될 수 있고, 회전식 부재들(26, 28)은 분리될 것이다.

제1 힘(F₁)이 스프링력(F_S)을 극복하도록 공압식 부재(90)를 작동시킴으로써 이러한 문제가 해결될 수 있다. 결과적으로, 결합 슬리브(24)는 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 변위될 수 있어서 제2 위치로 복귀될 수 있다.

그러나, 회전식 부재들(26, 28) 상에 결합 슬리브(24)를 고정하는 반력(F_R)이 공압식 부재(90)로부터의 공기압에 의해 생성되는 제1 힘(F₁)보다 크면, 결합 슬리브(24)는 축 방향으로 변위되지 않는다. 본 발명에 따르면, 결합 슬리브(24)가 축 방향으로 변위되지 않는 경우에, 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)는 전기 기계(16)에 의해 감소될 것이다. 전기 기계(16)는 중간 샤프트(28) 상에 토크를 가하도록 배치되기 때문에, 전기 기계(16)를 작동시키고 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)를 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 중간 샤프트(28) 상에 전기 기계(16)에 의해 가해지는 토크는 내연 기관(14)에 의해 발생되는 토크의 영향을 감소시킬 것이다. 결과적으로, 반력(F_R)이 감소되고, 이는 제1 힘(F₁)이 스프링력(F_S)을 극복할 수 있는 것을 의미한다. 결과적으로, 결합 슬리브(24)는 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 변위될 수 있어서 제2 위치로 복귀될 수 있다.

기어박스(8) 내의 결합 장치(2)를 제어하는 방법은,

a) 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)에 제1 힘(F₁)을 가함으로써 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 변위시키는 단계로, 상기 제1 힘은 제2 위치에서 제1 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)을 극복하는, 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 변위시키는 단계;

b) 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 있을 때 그리고 결합 슬리브(24)에 작용하는 반력(F_R)이 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)을 극복할 때, 결합 슬리브(24) 상의 제1 힘(F₁)을 완화시키는 단계로, 상기 반력(F_R)은 결합 슬리브(24) 상에 배치된 제3 결합 수단(33)에 의해 전달된 토크(T_S)의 결과인, 결합 슬리브(24) 상의 제1 힘(F₁)을 완화시키는 단계;

c) 결합 슬리브(24)가 제2 위치를 벗어나는 경우에, 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24) 상에 제1 힘(F₁)을 가하는 단계; 및

d) 제2 동력원(16)으로 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)를 감소시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 제1 힘(F₁)을 가할 때 결합 슬리브(24)가 축 방향으로 변위되지 않는 경우에, 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)는 제2 동력원(16)에 의해 감소될 것이다. 따라서, 제2 회전식 부재(28) 상에 제2 동력원(16)에 의해 가해지는 토크는 제1 동력원(14)에 의해 발생되는 토크의 영향을 감소시킬 것이다. 결과적으로, 반력(F_R)이 감소되고, 이는 제1 힘(F₁)이 스프링력(F_S)을 극복할 수 있는 것을 의미한다. 결과적으로, 결합 슬리브(24)는 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 변위될 수 있어서 제2 위치로 복귀될 수 있다.

실시예에 따르면, 상기 방법은,

e) 제1 및/또는 2 동력원(14, 16)으로 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)를 증가시키는 단계를 또한 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 상기 방법은,

f) 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 있을 때 단계 b)로 복귀하는 추가 단계를 포함한다.

단계 b) 이전에 본 방법의 실시예는,

g) 위치 검출기 부재(91)로 결합 슬리브(24)의 축 방향 위치를 검출하는 추가 단계를 포함한다. 위치 검출기 부재(91)는 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 있을 때 검출할 것이고, 결합 슬리브(24)가 제2 위치로부터 멀어지게 이동하는 경우에 또한 검출할 것이다. 따라서, 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 복귀시키기 위한 방법 단계 b) 내지 단계 e)가 효과적일 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단계 d)는 제1 힘(F₁)이 결합 슬리브(24)에 가해질 때 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 도달하지 않는 경우에만 수행된다.

본 방법의 다른 실시예에 따르면, 제1, 제2 및 제3 결합 수단(29, 31, 33)은 결합 슬리브(24)와 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28) 사이에 스플라인 연결부(34)를 형성하는 스플라인 부재이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 차량(1)의 주행 특성으로 인해 제3 결합 수단(33)에 의해 전달되는 토크(T_S)가 사전에 정해진 값 미만일 때 제1 힘(F₁)이 가해질 수 있다.

전술한 구성요소 및 특징은 본 발명의 범위 내에서 특정된 상이한 실시예들 사이에서 조합될 수 있다.

Claims

기어박스(8) 내의 결합 장치(2)를 제어하는 방법으로,
상기 결합 장치(2)는,
제1 위치 및 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능한 결합 슬리브(24);
결합 슬리브(24)에 의해 서로 연결 및 분리될 수 있는 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28);
제1 회전식 부재(26)에 연결되어 있는 제1 동력원(14);
제2 회전식 부재(28)에 연결되어 있는 제2 동력원(14);
제1 회전식 부재(26) 상에 배치되어 있는 제1 결합 수단(29);
제2 회전식 부재(28) 상에 배치되어 있는 제2 결합 수단(31);
결합 슬리브(24) 상에 배치되어 있는 제3 결합 수단을 포함하며,
제1 및 제2 결합 수단(29, 31)은 결합 슬리브(24) 상에 배치되어 있는 제3 결합 수단(33)을 통해 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28) 사이에 토크(T_S)를 전달하도록 구성되며, 제1 및 제2 결합 수단(29, 31)은 상기 제1 및 제2 결합 수단(29, 31)을 따라 제3 결합 수단(33)의 축 방향 변위를 허용하도록 구성되는, 결합 장치 제어 방법에 있어서,
a) 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)에 제1 힘(F₁)을 가함으로써 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 변위시키는 단계로, 상기 제1 힘은 제2 위치에서 제1 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)을 극복하는, 결합 슬리브(24)를 제2 위치로 변위시키는 단계;
b) 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 있을 때 그리고 결합 슬리브(24)에 작용하는 반력(F_R)이 결합 슬리브(24)에 작용하는 스프링력(F_S)을 극복할 때, 결합 슬리브(24) 상의 제1 힘(F₁)을 완화시키는 단계로, 상기 반력(F_R)은 결합 슬리브(24) 상에 배치되어 있는 제3 결합 수단(33)에 의해 전달된 토크(T_S)의 결과인, 결합 슬리브(24) 상의 제1 힘(F₁)을 완화시키는 단계;
c) 결합 슬리브(24)가 제2 위치를 벗어나는 경우에, 제1 위치에서 제2 위치로의 방향으로 결합 슬리브(24) 상에 제1 힘(F₁)을 가하는 단계; 및
d) 제2 동력원(16)으로 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 장치 제어 방법.
제1항에 있어서,
e) 제1 및 제2 동력원(14, 16) 중 적어도 하나로 결합 슬리브(24)에 의해 전달되는 토크(T_S)를 증가시키는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 장치 제어 방법.
제2항에 있어서,
f) 결합 슬리브가 제2 위치에 있을 때 단계 b)로 복귀하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 장치 제어 방법.
제1항에 있어서,
단계 b) 이전에,
g) 위치 검출기 부재(91)로 결합 슬리브(24)의 축 방향 위치를 검출하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합 장치 제어 방법.
제1항에 있어서,
단계 d)는 제1 힘(F₁)이 결합 슬리브(24)에 가해질 때 결합 슬리브(24)가 제2 위치에 도달하지 않는 경우에만 수행되는 것을 특징으로 하는 결합 장치 제어 방법.
제1항에 있어서,
제1, 제2 및 제3 결합 수단(29, 31, 33)은 결합 슬리브(24)와 제1 및 제2 회전식 부재(26, 28) 사이에 스플라인 연결부(34)를 형성하는 스플라인 부재인 것을 특징으로 하는 결합 장치 제어 방법.
결합 장치(2)로,
상기 결합 장치(2)는 제1항에 따른 방법에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 결합 장치.
기어박스(8)로,
상기 기어박스(8)는 제7항에 따른 결합 장치(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어박스.
차량(1)으로,
상기 차량(1)은 제8항에 따른 기어박스(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
기어박스(8) 내의 기어 시프트를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램(P)을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체로,
상기 컴퓨터 프로그램(P)은 전자 제어 유닛(88) 또는 전자 제어 유닛(88)에 연결된 다른 컴퓨터(72)가 제1항에 따른 단계들을 수행하도록 하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체.
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