KR19980064161A - 차량용 변속 유닛을 조절하기 위한 방법 및 상기 방법을적용하는 변속 유닛 - Google Patents

Abstract

차량용 변속 유닛, 특히 벨트 변속기(2)와, 역전 유닛(20)과 그리고 유압식으로 제어되는 추진 커플링 수단을 사용하며, 상기 추진 커플링 수단은 압력 조절 수단을 통해 조정 가능한 클러치 압력에 의해 작동될 수 있는 전방 커플링(18)과 후방 커플링(19)으로 구성되어 있는, 변속 유닛(1)을 조절하기 위한 방법에 있어서, 상기 클러치 압력은 엔진 속도를 대표하는 피토 압력, 즉 엔진 피토 압력의 함수와, 전자식 제어 밸브(48)에 의해 설정되는 조절 압력의 함수에 따라 유압식으로 조절되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 변속 유닛을 조절하기 위한 방법 및 상기 방법을 적용하는 변속 유닛

본 발명은 자동차용 변속 유닛을 조절하기 위한 방법 뿐만 아니라 상기 방법을 적용하는 변속 유닛에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 벨트 변속기가 제공된 변속 유닛의 추진(drive-off) 커플링의 클러치 압력을 조절하기 위한 방법에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 이러한 벨트 변속기는 입력축에 배치된 제1 풀리와, 피동축에 배치된 제2 풀리와 그리고 상기 양 풀리 사이에 제공된 무한(endless) 변속 요소로 구성된다. 각각의 풀리는 서로 상대 이동할 수 있는 두 개의 원뿔형 풀리 절반부들로 형성되므로, 변속비는 상기 풀리 절반부들을 다소 떨어지게 잡아당김으로써 변경될 수 있다. 상기 풀리 절반부들의 상호 위치는 조절 수단에 의해 제어되는 유압 실린더들에 의한 다양한 데이터 함수에 따라 설정된다.

벨트 변속기는 역전(逆轉) 유닛과 추진 커플링을 통해 자동차의 모터에 결합되며 피동축에 의해 휠에 연결되므로, 전방 커플링과 후방 커플링으로 구성된 상기 추진 커플링에 의해, 모터와 벨트 변속기 사이의 연결이 끊어질 수 있으며, 전방 구동 방향으로 또는 후방 구동 방향으로 연결이 형성될 수 있다.

전방 커플링과 후방 커플링은 유압식으로 작동되는 가요성 디스크 커플링들로 구성된다. 따라서, 변속 유닛의 제어는 공지된 실시예에 따라 유압식으로 또는 전자식으로 수행될 수 있다.

공지된 유압식으로 제어되는 변속 유닛의 경우, 추진 커플링은 공지된 바와 같이 이차적으로 엔진 속도에 좌우되는 엔진 피토(Pitot) 압력과 같은, 엔진 속도에 의해 주로 결정되는 클러치 압력에 의하여 제어된다.

공지된 완전히 전자식으로 제어되는 변속 유닛의 경우, 클러치 압력은 전자식으로 처리되는 다양한 매개변수들의 함수에 따라 설정된다. 이를 위하여, 보다 비싼 전자 설비가 요구되며, 더욱이 전자적인 오류의 경우의 함수들의 수를 최소로 하기 위하여 유압 백업(backup) 시스템이 제공되어야 하므로, 유압 제어 유닛은 상기 제어가 전자식으로 수행될지라도 여전히 매우 복잡하다.

본 발명의 목적은, 두 개의 전술한 시스템이 비교적 간단한 유압 제어 유닛 및 비교적 간단한 전자 설비와 조합되어, 클러치 압력이 엔진 속도와, 클러치 미끄러짐과, 드로틀(throttle) 위치와, 차량 속도 등의 많은 매개변수들의 함수에 따라 설정될 수 있는 변속 유닛과 변속 유닛의 조절 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차용 변속 유닛, 특히 벨트 변속기와, 역전 유닛과 그리고 유압식으로 제어되는 추진 커플링 수단을 사용하며, 상기 추진 커플링 수단이 압력 조절 수단을 통해 조정 가능한 클러치 압력에 의해 작동되는 전방 커플링과 후방 커플링으로 구성되어 있는, 변속 유닛을 조절하기 위한 방법을 제공하는데, 이 방법은 상기 클러치 압력은 엔진 속도를 대표하는, 즉 엔진 피토 압력력의 함수와 전자식 제어 밸브에 의해 설정되는 조절 압력의 함수에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 클러치 압력은 엔진 피토 압력의 함수에 따라 제어되는데, 엔진 피토 압력의 증가와 전자식 제어 밸브에 의해 공급되는 압력의 증가는 클러치 압력을 증가시킨다.

본 발명의 고유의 특징들에 따라, 전자식 제어 밸브에 의한 조절은 벨트 변속기가 예정된 변속비로 가속될 때까지 유지되는 것이 바람직하며, 상기 변속비에 도달한 후, 전술한 조절 압력은 본 커플링이 닫혀지도록 충분히 높은 일정한 압력으로 대체된다. 따라서, 전자식 조절 없이도, 관련 클러치 상의 미끄러짐은 어느 정도의 변속비에 도달하자마자 없어지게 된다.

변형예에 따라, 클러치 압력은 또한 주 회전 속도, 다시 말해 벨트 변속기의 입력축의 회전 속도를 대표하는 피토 압력의 함수에 따라 조절된다. 상기 클러치 압력은 주 피토 압력으로 불리우는 상기 피토 압력의 함수에 따라 조절되며, 주 피토 압력의 증가는 클러치 압력을 낮춘다. 결과적으로, 유압식에 있어서, 클러치 압력은 주 회전 속도와 이에 따른 클러치 미끄러짐에 좌우되므로, 전자 조절이 보다 간단해질 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 전술한 전자식 제어 밸브에 의해 공급되는 압력은 엔진 속도를 대표하는 피토 압력, 즉 엔진 피토 압력 또는 벨트 변속기의 입력축의 회전 속도를 대표하는 피토 압력, 즉 주 피토 압력중 적어도 하나의 피토 압력의 함수에 따라 유압식으로 조정된다.

가장 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 조정은 전술한 피토 압력들중 하나 또는 두 개의 함수에 따라 전자식 제어 밸브의 공급 압력을 조정하므로써 수행되며, 전자식 제어 밸브의 제어도 동일하게, 공급 압력은 엔진 피토 압력이 상승할 때 상승하며 및/또는 주 피토 압력이 증가될 때 낮아진다.

가장 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 조정은 엔진 피토 압력의 함수와 주 피토 압력의 함수의 양 함수에 따라 수행된다.

본 발명의 특징을 보다 잘 설명하기 위하여, 본 발명에 따른 방법을 적용하는 변속 유닛의 아래의 바람직한 실시예는 첨부 도면을 참조하여, 제한적이지는 않은 단지 예시로서 기술된다.

도1은 본 발명에 따른 벨트 변속기를 사용하는 변속 유닛의 개략적인 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 변속 유닛

2 : 벨트 변속기

18 : 전방 커플링

19 : 후방 커플링

20 : 역전 유닛

48 : 전자식 제어 밸브

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 벨트 변속기(2)를 사용하는 변속 유닛(1)에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 벨트 변속기(2)는 축방향으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 풀리 절반부(5)를 구비한 입력축(3) 상에 배치된 제1 풀리(4)와, 축방향으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 풀리 절반부(8)를 구비한 피동축(6) 상에 배치된 제2 풀리(7)와, 그리고 벨트와 같은, 풀리들(4,7) 사이에 제공된 무한 변속 요소(9)로 구성되므로, 축(3)과 축(6) 사이의 변속비는 풀리 절반부들(5,8)을 축방향으로 이동시킴으로써 변경될 수 있다.

풀리 절반부(5,8)는, 이들과 함께 작동하는 제1 압력 실린더(10)와 제2 압력 실린더(11)의 유압 실린더들에 의해 이동되는데, 상기 실린더들의 압력은 유압 제어 유닛(14)의 일부인 제1 조절 밸브(12)와 제2 조절 밸브(13)에 의해 조절되며, 상기 유압 제어 유닛에는 펌프(15)에 의해 저장소(16)로부터 펌핑(pumping)되는 가압 상태의 유압 매체가 공지된 방식으로 공급된다.

입력축(3)은 전방 커플링(18)과 후방 커플링(19)으로 구성된 추진 커플링 수단(17)을 통해 그리고 역전 유닛(20)을 통해 관련 자동차의 모터(21)에 의해 구동되는 것이 보통이다. 역전 유닛(20)은 보통 유성(planetary) 변이부들로 구성되는데, 이중 일부는 전방 커플링(18)과 후방 커플링(19)에 의해 교대로 잠금될 수 있으므로, 커플링(18 또는 19)이 모터(21)의 축의 회전 방향으로 또는 반대 방향으로 작동되어 피동축(6)을 구동시킬 수 있다.

전방 커플링(18)과 후방 커플링(19)은 함께 작동하는 압력 실린더들을 통해 닫혀질 수 있는, 유압식으로 가동되는 다판 클러치들로 구성된다.

커플링(18 또는 19)은 관(22)을 통해 가압 상태의 매체가 공급되면 닫혀지며, 변환 밸브(24)는 자동차의 기어 레버(23)에 의해 작동될 수 있으므로, 상기 변환 밸브(24)를 변환시킴으로써, 상기 압력은 관(22)으로부터 관(25)을 통해 전방 커플링(18)에 공급되거나 관(26)을 통해 후방 커플링(19)으로 공급되며, 또는 양 커플링(18,19) 모두에 공급되지 않는다.

이를 위하여, 변환 밸브(24)에는 챔버(28)를 구비한 밸브 디스크(27)가 제공되어, 관들(22,25,26)이 전혀 연결되지 않거나, 관들(22,25) 또는 관들(22,26)이 연결되도록 이동한다.

요사이 관(25)에는 냉각기 장치(30)에 의해, 전방 커플링(18)이 작동될 때 전방 커플링을 냉각시키는 분관(29)이 제공될 수 있다.

관(22)의 압력과 작동 커플링(18 또는 19)의 압력은 압력 조절 밸브(31)를 포함하는 압력 조절 수단에 의해 조절된다. 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 상기 압력 조절 밸브(31)는 스프링(34)을 사이에 두고 배치된 두 개의 밸브 디스크(32,33)를 구비하는 것이 보통이다. 관(22)의 압력을 조절하기 위하여, 관은 밸브 디스크(32)의 챔버(35)에 연결된다. 상기 챔버(35)에는 관(36)을 통해 가압 상태의 매체가 공급된다. 밸브 디스크(32)가 이동하면, 유체가 관(37)을 통해 챔버(35)로부터 방출될 수 있어, 챔버(35)의 압력이 설정될 수 있으며 따라서 관(22)의 압력이 설정될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 관(36)에는 제2 조절 밸브(13)에서 방출되는 매체가 공급될 수 있다. 순서대로, 제2 조절 밸브(13)는 관(38)을 통해 공급된다.

관(36)에는 도시된 바와 같이 가압 밸브(39)가 제공되는 것이 바람직하다.

밸브 디스크(32)는 챔버(40)를 통해, 즉 관(41,42,43)을 통해 엔진 피토 압력에 의해 하중을 받는다. 이를 위하여, 엔진 피토 유닛(44)이 제공되어, 공지된 바와 같은 모터(21)의 축의 회전 속도를 대표하는 압력, 즉 엔진 피토 압력이 결정된다.

또한, 제1 피토 유닛(45)이 제공되어, 입력축(3)의 회전 속도를 대표하는 압력, 즉 주 피토 압력이 결정된다.

상기 양 피토 압력들은 후술될 바와 같이 제어에 사용되는 제어 압력들을 형성한다.

피동축(6)의 이동은 차동부(46) 등을 통해 자동차의 다수의 휠(47)에 전달된다.

특히, 본 발명은 전술한 엔진 피토 유닛(44) 뿐만 아니라 전자식 제어 밸브(48)에 연결되는 전술한 압력 조절 밸브(31)와 같은 압력 조절 수단에 관한 것으로, 상기 압력 조절 밸브(31)는 엔진 피토 압력과 전자식 제어 밸브(48)에 의해 설정되는 압력의 함수에 따라 제어된다.

엔진 피토 유닛(44)은 관(41,42,43)을 통해 챔버(40)에 연결되어, 전술한 스프링(34)에 대항하는 압력이 가해진다. 또한, 전자식 제어 밸브(48)의 출구(49)는 관(51,52)에 의해 상기 밸브 디스크(32)에 제공된 챔버(50)에 연결되므로, 스프링(34)에 대항하는 압력은 밸브 디스크(32) 상에도 가해진다.

도1에 도시된 바와 같이, 이러한 연결에는 바람직하게 밸브(53)가 제공되어, 전자식 제어 밸브(48)에 의한 조절이 벨트 변속기(2)가 예정된 변속비로 가속될 때까지 유지될 수 있으며, 상기 변속비에 도달한 후, 전술한 조절 압력은 관련 커플링(18,19)이 항상 닫혀져 있을 수 있도록 일정한 압력으로 대체될 수 있다. 상기 밸브(53)는 예를 들면, 피일러(feeler) 유닛에 의해 벨트 변속기(2)의 제1 풀리(4)와 함께 작동하는 것이 바람직하며, 상기 피일러 유닛은 첨부 도면에 개략적으로 도시된 바와 같은 이동 가능한 풀리 절반부(5)와 전술한 밸브(53)의 밸브 디스크(55) 사이의 기계적인 링크(54)이다.

도시된 바와 같이, 공지된 밸브(53)는 동일한 함수를 갖춘 피일러 유닛이 보통 미리 장착되어 있는 제2 조절 밸브(13)의 일부로, 상기 제2 조절 밸브에는 별도의 피일러 유닛이나 밸브 디스크가 전혀 제공되지 않는다.

조절 압력과 일정한 압력 사이의 전술한 자동 변경을 실현하기 위하여, 밸브 디스크(55)에는 도면에 도시된 바와 같은 위치에 게이트(56)가 장착되어, 관(51)과 관(52) 사이를 연결하지만, 밸브 디스크(55)가 좌측으로 이동하게 되면 관(51)과 관(52) 사이의 연결은 끊어지고, 일정한 압력 밸브(58)에 의해 조절되는, 일정한 압력이 우세한 관(57)에 관(52)을 연결하게 된다.

또한, 상기 일정한 압력 밸브(58)는 관(57,59)을 통해 밸브(48)로 연결된다.

도시된 바와 같이, 엔진 피토 유닛(44)에 의해 공급되는 압력과 스프링(62)에 의해 일방향으로 하중을 받으며, 관(63)을 통해 공급되는 제1 피토 압력과 본 밸브에 의해 공급되는 압력에 의해 다른 방향으로 하중을 받는 밸브 디스크(61)를 구비한 공급 밸브(60)가 관(59)에 제공되는 것이 바람직하지만 절대적인 것은 아니다. 그 결과로써, 엔진 피토 압력과 제1 피토 압력에 좌우되는 전자식 제어 밸브(48)의 입구(64)와 출구(49)의 압력이 제어되므로, 전술한 바와 같이 유압이 조정된다.

전자식 제어 밸브(48)는 제어 유닛(65)에 의해 제어되는 펄스-변조식 통로 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.

도1에 도시된 바와 같이, 클러치 압력은 유압식으로 주 피토 압력의 함수에 따라 조절되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 압력 조절 밸브(31)에는 제1 피토 유닛(45)에 연결되는 챔버(66)가 제공되며, 상기 챔버(66)에 가해지는 압력은 엔진 피토 압력에 의해 밸브 디스크(32) 상에 가해지는 힘에 대항한다.

다양한 변형예들이 가능하며, 압력 조절 밸브(31)로의 제1 피토 압력의 연결과, 전자식 제어 밸브(48)의 공급부로의 공급 밸브(60)의 삽입은 선택 사항이다.

본 발명은 도1에 도시된 바와 같은, 예시를 위해 기술된 실시예로 한정되는 것은 아니며, 변속 유닛을 조절하기 위한 이러한 방법 뿐만 아니라 상기 방법을 적용하는 이러한 변속 유닛은 본 발명의 영역을 벗어나지 않으면서도 다수의 변형예에 따라 이루어질 수 있다.

본 발명의 벨트 변속기가 제공된 변속 유닛의 추진 커플링의 클러치 압력 조절 방법에 따라, 클러치 압력의 조절이 보다 간단해지므로 비교적 간단한 유압 제어 유닛과 비교적 간단한 전자 설비를 구비하게 된다.

Claims (16)

1. 자동차용 변속 유닛, 특히 벨트 변속기(2)와, 역전 유닛(20)과 그리고 유압식으로 제어되는 추진(drive-off) 커플링 수단을 사용하며, 상기 추진 커플링 수단은 압력 조절 수단을 통해 조정 가능한 클러치 압력에 의해 작동될 수 있는 전방 커플링(18)과 후방 커플링(19)으로 구성되어 있는, 변속 유닛을 조절하기 위한 방법에 있어서,

   상기 클러치 압력은 엔진 속도를 대표하는 피토 압력, 즉 엔진 피토 압력의 함수와, 전자식 제어 밸브(48)에 의해 설정되는 조절 압력의 함수에 따라 유압식으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 클러치 압력은 엔진 피토 압력의 함수에 따라 제어되며, 엔진 피토 압력이 증가하면 클러치 압력도 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전자식 제어 밸브에 의한 조절은 벨트 변속기(2)가 예정된 변속비로 가속될 때까지 유지되며, 상기 변속비에 도달한 후, 상기 조절 압력은 관련 커플링(18,19)이 닫혀지도록 일정한 압력으로 대체되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 압력은 벨트 변속기(2)의 입력축(3)에서의 회전 속도, 즉 주 회전 속도를 대표하는 피토 압력의 함수에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 클러치 압력은 주 피토 압력의 함수에 따라 조절되며, 주 피토 압력이 증가하면 상기 클러치 압력은 낮아지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 선행항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자식 제어 밸브(48)에 의해 공급되는 압력은 엔진 속도를 대표하는 피토 압력, 즉 엔진 피토 압력, 또는 벨트 변속기의 입력축(3)에서의 회전 속도를 대표하는 피토 압력, 즉 주 피토 압력중 하나 이상의 피토 압력의 함수에 따라 유압식으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 전자식 제어 밸브(48)의 공급 압력은 하나 이상의 상기 피토 압력의 함수에 따라 조정되며, 전자식 제어 밸브(48)의 제어도 동일하게, 상기 밸브(48)의 공급 압력은 엔진 피토 압력이 증가할 때 증가되며 및/또는 주 피토 압력이 증가할 때 낮아지는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 조정은 엔진 피토 압력의 함수와 주 피토 압력의 함수에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항의 방법을 적용하기 위한 변속 유닛, 특히 벨트 변속기(2)와, 역전 유닛(20)과 그리고 유압식으로 제어되는 추진 커플링 수단을 사용하며, 상기 추진 커플링 수단은 압력 조절 수단을 통해 조정 가능한 클러치 압력에 의해 작동될 수 있는 전방 커플링(18)과 후방 커플링(19)으로 구성되어 있는 변속 유닛에 있어서,

   상기 압력 조절 수단은 자동차의 엔진 속도를 대표하는 피토 압력을 공급하는 피토 유닛, 즉 엔진 피토 유닛(44)과 전자식 제어 밸브(48)에 연결되는데, 상기 연결에 의해 엔진 피토 압력이 감소하면 클러치 압력도 감소하는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
10. 제9항에 있어서, 상기 압력 조절 수단은 변환 밸브(24) 등을 통해 상기 커플링(18,19)에 연결되는 압력 조절 밸브(31)로 구성되며, 상기 압력 조절 밸브(31)는 스프링(34)이 클러치 압력과 동일한 방향으로 밸브 디스크에 하중을 가하는 스프링 하중식 밸브 디스크(32)를 구비하며, 엔진 피토 유닛(44)과의 상기 연결은 상기 밸브 디스크(32)의 챔버(40)에 개방되어 있는 관(41,42,43)으로 구성되어, 상기 스프링(34)에 대항하는 압력이 가해지며, 그리고 전자식 제어 밸브(48)의 출구(49)는 상기 밸브 디스크(32)에 제공된 챔버(50)에 연결되어, 스프링(34)에 대항하는 압력이 역시 밸브 디스크(32)에 가해지는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 전자식 제어 밸브(48)에 의한 조절이 벨트 변속기(2)가 예정된 변속비로 가속될 때까지 유지되도록 밸브(53)가 제공되며, 상기 변속비에 도달한 후, 상기 조절 압력은 관련 커플링(18,19)이 닫혀지도록 일정한 압력으로 대체되는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
12. 제11항에 있어서, 상기 벨트 변속기(2)는 축방향으로 이동할 수 있는 하나 이상의 각각의 풀리 절반부(5,8)를 구비한 제1 및 제2 풀리(4,7)와, 이들 사이에 제공된 무한 변속 요소(9)로 구성되며, 상기 밸브(53)는 피일러 유닛에 의해 벨트 변속기(2)의 제1 풀리(4)와 함께 작동하는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
13. 제12항에 있어서, 상기 풀리 절반부의 이동은 제1 및 제2 조절 밸브(12,13)에 의해 제어되며, 상기 밸브(53)는 제2 조절 밸브(13)의 일부인 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
14. 제9항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 조절 수단은 압력 조절 밸브(31)로 구성되며, 상기 압력 조절 밸브(31)의 밸브 디스크(32)에는 벨트 변속기(2)의 입력축(3)의 회전 속도의 함수에 따라 압력을 공급하는 피토 유닛(45), 즉 주 피토 유닛(45)에 연결되는 챔버(66)가 제공되며, 상기 챔버(66)에 가해진 압력은 엔진 피토 압력에 의해 밸브 디스크(32)에 가해지는 힘에 대항하게 작용하는 힘을 전달하는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
15. 제9항 내지 제14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자식 제어 밸브(48)는, 엔진 피토 유닛(44)에 의해 공급되는 압력과 스프링(62)에 의해 일방향으로 하중을 받으며, 주 피토 압력과 밸브(60)에 의해 공급되는 압력에 의해 다른 방향으로 하중을 받는 밸브 디스크(61)를 구비한 공급 밸브(60)에 의해 유압식으로 조절되는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.
16. 제9항 내지 제14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자식 제어 밸브(48)는 펄스-변조식 통로 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 변속 유닛.