KR19990087908A - 수동변속기용전자기계식마찰클러치제어 - Google Patents

수동변속기용전자기계식마찰클러치제어 Download PDF

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KR19990087908A
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조셉더블유 벡커맨
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그렉 지에기엘레브스키
보그-워너 오토모티브 인코포레이티드
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Abstract

차량 변속기의 마찰 클러치 조립체는 엔진으로 피동되는 입력 샤프트와 다중 기어비의 변속기를 위한 토크 입력 샤프트의 사이에 위치된다. 클러치 스프링은 클러치 조립체에 클러치 맞물림 력을 정상적으로 적용하며, 따라서 입력 샤프트와 다중 기어비의 전동 장치의 사이에 토크 흐름 경로를 설정한다. 전자기적으로 작동되는 볼 램프(ball ramp) 메커니즘은 마찰 클러치 조립체에 마찰 클러치 해제력을 적용하며, 그에 의해서 변속기 입력 샤프트와 다중 기어비의 전동 장치의 사이에 토크 흐름 경로를 차단한다. 볼 램프 메커니즘을 위한 전자기 클러치 액추에이터는, 전류가 인가될 때, 마찰 클러치를 분리시키기 위해 볼 램프 메커니즘을 작동시킨다. 볼 램프 메커니즘의 한 요소는 전자기 액추에이터가 전류 인가될 때 변속기 하우징에 접지된다. 마찰 클러치의 정밀한 미끄럼(slip) 제어는, 전자기 액추에이터를 위한 전류를 조절함에 의해서 달성되며, 그에 의해서, 기어비의 변화가 수동 변속기에 발생할 때 개선된 시동 성능을 제공하며 변속의 질을 개선한다.

Description

수동 변속기용 전자기계식 마찰 클러치 제어{ELECTROMECHANICAL FRICTION CLUTCH CONTROL FOR A MANUAL TRANSMISSION}
본 발명은 차량용 동력식 변속기에 관한 것으로, 자세하게는 변속기의 토크 (torque) 입력 요소에 차량의 엔진을 연결하는 마찰 클러치를 구비하는 수동 변속기에 관한 것이다.
엔진과 다중 기어비를 갖는 전동 장치의 토크 입력 요소의 사이에 토크 흐름 경로를 설정하며 차단하기 위해 주 구동 클러치 조립체를 제공하는 것은 차량의 동력식 변속기 분야에 공지된 설계의 실예이다. 클러치는 다중 기어비를 갖는 전동 장치의 기어비 변화중 토크 전달의 차단을 제공할 뿐만 아니라 차량의 시동중 제어된 토크의 전달을 설정하도록 요구된다. 상기 환경에 사용되는 마찰 클러치는 운전자에 의해 작동되는 클러치 연동 장치 메커니즘에 의해 전형적으로 작동되며 해제되지만, 운전자 제어에 대한 직접적인 기계 연동 장치 없이 원격 클러치 액추에이터에 의해 기어비의 변경 기능 및 클러치 해제와 맞물림 기능에 영향을 주는 것은 반-자동 구동라인의 경우에 공지된 실예이다.
상기 원격 액추에이터가 사용되는 공지된 종래 기술의 설계는 클러치의 마찰 디스크에 대항해 클램핑 력을 제공하기 위해 변속기의 중립 클러치 또는 주 클러치의 마찰 디스크와 연계하여 작동되는 전자기적으로 작동되는 볼 램프(ball ramp) 액추에이터 메커니즘을 포함한다. 상기 타입의 변속기 클러치의 예는 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 5,584,776 및 5,485,894를 참조로 하여 설명될 수 있다. 마찰 클러치와 맞물리기 위해 볼 램프 액추에이터 메커니즘을 작동시키기 위한 유체 압력-작동식 서보 액추에이터가 특허 3,144,107을 참조로 하여 설명될 수 있으며, 이는 무한 궤도 차량용 조향 클러치를 위한 볼 램프 액추에이터 메커니즘을 개시한다. 상기 종래 기술 설계의 각각에서, 볼 램프 액추에이터 메커니즘은 대향된 램프 리세스(recesses)와 상기 리세스의 부하 전달 볼을 구비하는 구동 및 피동 측부 부재로 구성된다. 타측 측부 부재에 대한 일측 측부 부재의 상대적인 각운동은 상기 측부 부재들이 서로에 대해 축 방향으로 이동할 때 마찰 클러치 조립체에 대해 클러치 맞물림 력을 형성할 것이다. 전자기적으로 작동되는 볼 램프 액추에이터 메커니즘의 경우에, 액추에이터의 전자기 코일은 클러치 맞물림 시간 동안 전류 인가되어야 한다.
전자기적으로 작동되는 볼 및 램프 메커니즘을 사용하는 종래 기술의 클러치 구조는 이들의 토크 전달 기능에 있어 전형적으로 일방향이다. 볼 램프 메커니즘의 측부 부재의 상대 회전이 역회전해야 한다면, 클러치 맞물림 력은 차단될 것이다. 상기 타입의 클러치 액추에이터 메커니즘이 차량의 구동라인에 사용되어야 한다면, 예를 들면 차량의 관성 주행(coast) 상태를 수반하는 토크 반전은 관성 주행중의 엔진 제동이 달성될 수 없도록 마찰 클러치의 분리를 일으킨다.
관성 주행 제동 특성을 병합하는 마찰 클러치를 위한 전자기적으로 작동되는 볼 램프 액추에이터 메커니즘의 예는 특허 5,469,948을 참조로 하여 설명되어질 수 있다. 그러나, 상기 설계는 상대적으로 복잡한 오버런닝(overrunning) 커플링 및 보조 클러치 디스크를 필요로 하며, 그에 따라서 상기 오버런닝 커플링은 메커니즘의 대향 측부 부재와 전자기 액추에이터의 사이에 위치되는 볼 램프 메커니즘의 일측부 부재와 디스크의 사이에 일-방향 구동 토크 연결을 제공한다. 따라서, 토크가 볼 램프 액추에이터와 관련되는 마찰 클러치 메커니즘을 통해 역 방향으로 분배될 수 있도록 보조 디스크는 볼 램프 메커니즘과 전자기 액추에이터의 사이에 전자기 접촉부를 통해 결합된다.
본 발명의 목적은 기어비의 변경중 수동 변속기의 주 마찰 클러치의 토크 전달과 신속한 해제 및 맞물림의 정밀 제어를 제공하기 위해 전자적으로 제어될 수 있는 마찰 클러치의 적용 및 분리 메커니즘을 제공하는 것이다. 종래 기술의 볼 램프 액추에이터 메커니즘과 달리, 본 발명의 클러치 조립체는 클러치 조립체의 구동 및 피동 디스크에 클러치 맞물림 력을 정상적으로 적용하기 위해 클러치 맞물림 스프링을 사용한다. 전자기적으로 작동되는 볼 램프 메커니즘은 명령에 따라 클러치를 해제하기 위해 클러치 스프링을 압축하는 반대의 힘을 제공한다. 따라서, 수동 변속기의 변속기 주 클러치는 차량의 작동 시간 동안 주 부분에 충분히 맞물린다.
종래 기술의 설계와 달리, 본 발명의 볼 램프 메커니즘을 위한 전자기 액추에이터에 전류는 항상 요구되지 않는다. 클러치 분리가 필요할 때 잠시동안만 요구된다. 따라서, 전자기 액추에이터는 클러치가 부분적으로 또는 충분히 분리될 때 상대적으로 짧은 시간 주기 동안 전류 인가된다. 상기는 전체의 작동 구간에 걸쳐서 요구되는 전기 에너지의 전체 양을 줄이며, 이는 차례대로 변속기 시스템에 열의 입력을 줄인다. 이는 클러치의 마모를 또한 실제적으로 줄이며 내구성을 개선한다.
정상 작동중, 본 발명의 전자기 액추에이터는 전류-제거되며, 마찰 클러치는 스프링 부하의 영향 하에 적용된다. 따라서, 변속기 주 클러치 상에 스프링의 클램핑 부하는, 어떤 토크 반전, 이를테면 수동 변속기가 어떤 진행의 구동 기어비에 있으면서 차량의 관성 주행중 발생하는 토크 반전에 의해 영향을 받지 않는다. 관성 주행 제동을 얻기 위한 상기 능력은 공지된 관성 주행 제동 클러치 설계에 요구되는 추가적인 클러치 요소를 필요로 하지 않는다. 게다가, 본 발명의 개선된 클러치 구조를 이용한 관성 주행 제동중 구성되는 토크 전달 경로는, 상기 '948 특허에 나타낸 설계의 경우에서처럼, 전자기 액추에이터와 보조 클러치 디스크의 접촉부에 구성되는 마찰 토크에 따르지 않는다.
본 발명의 개선된 클러치 조립체는, 볼 램프 액추에이터 메커니즘의 피동 측부가 주 마찰 클러치의 출력 측부에 연결되며, 볼 램프 메커니즘의 구동 측부가 변속기 하우징에 접지되는 볼 램프 액추에이터 메커니즘을 또한 포함한다. 따라서, 주 클러치가 분리될 때, 전자기 엑츄에이터가 전류 인가되기 때문에, 볼 램프 메커니즘의 클램핑 부하는 해제된다. 동시에, 제동 작동은 마찰 클러치의 출력 측부가 전자기 액추에이터의 자기 접촉에 대항해 제동될 때 달성된다. 상기 제동 작동은 원활한 변속기 기어 변속을 수행하는 것을 보조한다. 자기 접촉시의 제동은 마찰 클러치가 분리되는 경사도에서 멈추게 될 때 차량이 구르는 것을 방지하기 위해 경사로-고정 기능에 또한 영향을 줄 수 있다. 자기 접촉 제동은 클러치가 해제되는 경우에 살금살금 미끄러지는 것을 방지하는 특성을 또한 제공하지만, 클러치의 마찰 표면은 마찰 표면의 페더링(feathering) 작동 때문이거나 클러치 표면을 윤활시키는 윤활유의 유체 마찰 때문에 토크를 전달한다.
본 발명의 클러치 조립체는 클러치 하우징에 연결되는 하나 이상의 마찰 디스크와 클러치 토크 출력 부재에 연결되는 하나 이상의 마찰 디스크를 구비하는 클러치 팩(pack)을 구비한다. 볼 램프 메커니즘은, 제 1 및 제 2 측부 부재, 즉 램프 리세스를 갖는 하나 이상의 측부 부재를 구비한다. 힘 전달 볼은 램프 리세스에 고정된다.
본 발명의 클러치 조립체에 전자기 액추에이터는 코일 부재, 전기자(armature), 및 코일 하우징 부재를 포함한다. 전기자 뿐만 아니라, 액추에이터 부재중의 하나는 변속기 하우징에 접지된다. 볼 램프 메커니즘의 일측부 부재는 액추에이터 부재중의 하나에 연결되며, 타측부 부재는 클러치 조립체의 출력부 부재에 연결된다. 스프링은 클러치 팩에 정상적으로 맞물리는데 반해, 볼 램프 메커니즘은 클러치 팩을 해제시키기 위해 스프링 력을 완화시킨다.
도 1은 본 발명의 개선된 클러치 조립체를 구현하는 수동 트랜스 액슬을 도시하는 횡단면도.
도 2는 도 1의 조립도에 도시된 클러치 조립체를 도시하는 확대도.
도 3은 도 2에 도시된 마찰 디스크와 클러치 액추에이터를 도시하는 확대도.
도 4는 도 3의 절단선 4-4의 평면을 따라 취해지는 횡단면도.
도 5는 본 발명의 클러치 조립체를 위해 전자기 액추에이터에 전달되는 전기 에너지를 조절하기 위한 마이크로프로세서를 포함하는 수동 변속기를 구비한 전형적인 차량 구동 라인을 도시하는 개략 시스템도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 토크 입력 샤프트 12: 클러치 하우징
16: 클러치 조립체 18: 전자기 클러치 액추에이터
30: 제 1 및 역회전 카운터 샤프트 38: 제 1 출력 피니언
42: 토크 출력 기어 44: 캐리어
46: 토크 출력 차동 메커니즘 50: 측부 기어
54: 출력 샤프트 60: 역회전 피니언
72: 동기화 조립체 74,76: 동기화 원추형 클러치
86: 베어링 87: 필터
88: 클러치 드럼 94: 클러치 플레이트 백업 링
100: 외부 스플라인 치형부 118: 볼 램프 액추에이터 메커니즘
120: 측부 부재 122: 환형 링
124,126: 볼 램프 128: 액추에이터 볼
136: 스냅링 138: 전자기 액추에이터
140: 코일 하우징 142: 전자기 코일 조립체
168: 전자 제어 유니트 180: 프로그램 카운터
188: 메모리 어드레스 레지스터 182: 명령어 레지스터
190: 연산 로직 시스템
도 1에서, 도면 번호 10은 전륜 구동 차량용 수동 트랜스 액슬 조립체를 위한 토크 입력 샤프트를 지정한다. 내연 기관을 위한 크랭크 샤프트는 적당한 댐퍼 조립체를 통해 샤프트(10)에 결합될 것이다.
트랜스 액슬 조립체가 개시되었다고 할지라도, 본 발명은 후륜 구동 차량을 위한 직렬(in-line) 변속기에 또한 사용될 수 있다. 게다가, 본 발명은 모든-휠 구동 차량을 위한 토크 변속기 케이스에 사용을 위해 손쉽게 개조될 수 있다.
클러치 하우징(12)은 수동 트랜스 액슬의 변속기 조립체를 위한 하우징(14)에 결합된다. 하우징(12)은 일반적으로 도면 번호 16으로 표시된 다중 디스크 클러치 조립체와 일반적으로 도면 번호 18로 표시된 전자기 클러치 액추에이터를 둘러싼다. 도면 번호 20으로 나타낸, 클러치 조립체(16)의 토크 출력 샤프트는 수동 트랜스 액슬의 토크 입력 샤프트 또는 주 샤프트(22)에 스플라인 결합된다. 샤프트(20)는 변속기 하우징(14)의 전방 벽 내에 도면 번호 24에 저널 결합되며, 샤프트(22)는 트랜스 액슬 하우징(14) 내에 일정한 간격으로 떨어진 스러스트 롤러 베어링(26,28)에 의해 걸쳐져-장착된다.
제 1 및 역회전 카운터 샤프트(30)는 샤프트(22)에 대해 평행한 하우징(14)에 저널 결합된다. 제 2 및 제 3 기어비의 카운터 샤프트(32)는 샤프트(22)에 대해 일정한 간격으로 떨어진 평행한 배치로 하우징(14) 내에 또한 저널 결합된다. 샤프트(30)는 샤프트(22) 상에 제 1 기어비의 피니언(36)과 치차 물림하는, 제 1 기어비의 기어(34)를 회전 가능하게 지지한다. 제 1 출력 피니언(38)은 카운터 샤프트(30) 상에 또한 형성된다. 상기 제 1 출력 피니언(38)은 토크 출력 차동 메커니즘(46)의 캐리어(44) 상에 지지되는 토크 출력 기어(42)와 구동 가능하게 맞물린다. 상응하는 출력 피니언(40)은 샤프트(32) 상에 형성된다.
차동 메커니즘(46)의 캐리어(44)는 측부 기어(48,50)와 제각기 맞물리는 차동 피니언을 포함한다. 상기 측부 기어들은 절반의 출력 샤프트(52,54)에 제각기 연결되며, 상기 절반의 출력 샤프트(52,54)는 차량의 전륜 구동 휠에 공지된 방식의 유니버설 조인트를 통해 차례로 연결될 수 있다.
제 2 기어비의 기어(56)는 카운터 샤프트(32) 상에 저널 결합되며, 제 3 기어비의 기어(58)는 기어(56)에 대해 일정한 간격으로 떨어진 관계로 카운터 샤프트(32) 상에 또한 저널 결합된다. 기어(56)는 역회전 피니언(60)에 구동 가능하게 맞물리며, 상기 역회전 피니언(60)은 제 1 및 역회전 카운터 샤프트(30) 상에 저널 결합되는 역회전 기어(62)에 차례로 맞물린다.
제 4 기어비의 기어(64)와 제 5 기어비의 기어(66)는 카운터 샤프트(32) 상에 저널 결합된다. 상기는 제 4 기어비의 구동 피니언(68) 및 제 5 기어비의 구동 피니언(70)과 제각기 치차 물림되며, 이는 샤프트(22) 상에 저널 결합된다.
잘 공지된 구조의 제 1 및 역회전 동기화 클러치 메커니즘은 도면 번호 72로 일반적으로 지정된다. 상기 제 1 및 역회전 동기화 클러치 메커니즘은 동기화 원추형 클러치(74,76)를 포함하며, 상기 동기화 원추형 클러치(74,76)는 동기화 조립체(72)가 작동될 때 제 1 기어비의 기어(34)와 역회전 기어비의 기어(62) 상에 원추형 클러치 표면을 선택적으로 맞물리도록 배치된다. 도시된 실시예에서, 동기화 클러치 조립체(72)는 구동기 제어 연동 장치로 작동되는 구동기일 수 있다. 그러나, 반-자동 변속기에서, 동기화 클러치 조립체(72)가 운전자에 의해 원격으로 제어되는 서보 메커니즘에 의해 공지된 방식으로 작동될 수 있다는 것이 또한 가능하다.
제 2 및 역회전 기어비의 동기화 조립체는 일반적으로 도면 번호 78로 도시된다. 상기 제 2 및 역회전의 기어비 동기화 조립체는 카운터 샤프트(32)를 둘러싼다. 동기화 조립체(72)와 마찬가지로, 동기화 조립체(78)는, 제각기 제 2 기어비의 기어(56), 및 제 3 기어비의 기어(58)와 선택적으로 맞물리기 위해, 원추형 마찰 클러치를 포함한다. 마찬가지로, 제 4 및 제 5 기어비의 동기화 클러치 조립체는 일반적으로 도면 번호 80으로 지정된다. 동기화 클러치 조립체(72,78)와 마찬가지로, 동기화 클러치 조립체(80)는 어느 한 쪽의 축 방향으로 변속 이동함에 따라 작동되는 원추형 클러치 표면을 포함한다.
동기화 클러치 조립체 상의 원추형 클러치 표면은 차단 링으로 형성된다. 상호 작용하는 원추형 표면은 제각각의 기어 또는 피니언으로 형성된다. 기어를 위한 제각각의 기어비가 클러치 슬리브의 변속 이동에 따라 구성되며 해체될 때 내측 클러치 치형부를 갖는 클러치 슬리브는 공지된 방식으로 원추형 표면의 맞물림을 일으킨다. 차단 링이 저널 결합된 상기 기어 또는 피니언 및 토크 전달 샤프트의 사이에 동기화가 성립될 때까지 제각각의 차단기 링은 제각각의 기어 또는 피니언의 상대 운동을 제어한다.
제 1 전진 구동 기어비는 도 1에 도시된 위치로부터 오른 쪽으로 동기화 클러치 조립체(72)용 슬리브를 이동시킴에 의해 달성된다. 따라서, 주 샤프트(22)로부터의 토크는 피니언(36)으로부터 기어(34)를 통해, 피니언(38)을 지나 기어(42)를 통해, 그리고 차동 메커니즘을 통해 절반의 액슬 샤프트로 이동된다.
역회전 구동은 동기화 클러치 조립체(72)용 슬리브를 좌측으로 이동시킴에 의해 달성된다. 따라서, 역회전 피니언(60)이 토크의 방향을 반전시킬 때 토크는 기어(62)로 전달된다. 따라서, 출력 피니언(38)과 출력 기어(42)는 역회전 방향으로 피동된다.
제 2 전진 구동 기어비는 동기화 클러치 조립체(78)용 슬리브를 오른쪽으로 이동시킴에 의해 달성된다. 토크는 샤프트(22)로부터 기어(56)를 통해, 카운터 샤프트(32)를 통해, 피니언(40)을 통해, 및 기어(42)를 통해 차동 메커니즘으로 전달된다.
제 3 전진 구동 기어비는 동기화 클러치 조립체(78)용 슬리브를 좌측 방향으로 이동시킴에 의해 달성된다. 따라서, 토크는 샤프트(22)로부터 기어(58)를 통해, 카운터 샤프트(32)를 통해, 및 피니언(40)을 통해 기어(42)로 전달된다.
제 4 전진 구동 기어비는 동기화 클러치 조립체(80)용 슬리브를 오른 쪽으로 이동시킴에 의해 달성된다. 따라서, 토크는 샤프트(22)로부터 피니언(68)을 통해, 기어(64)와 카운터 샤프트(32)를 통해, 및 피니언(40)을 통해 기어(42)로 전달된다.
제 5 전진 구동 기어비는 동기화 클러치 조립체(80)용 슬리브를 왼쪽으로 이동시킴에 의해 달성되며, 상기 슬리브는 피니언(70)을 기어(66)에 결합시킨다. 따라서, 토크는 카운터 샤프트(32)와 피니언(40)을 통해 기어(42)로 전달된다.
본 발명을 구현하는 클러치 조립체(16)는 도 2 및 도 3에 확대된 형태로 도시된다. 클러치(16)는 트랜스 액슬 하우징(14)의 좌측 가장자리(84)에, 바람직하게는 볼트(미도시됨)에 의해, 고정되는 클러치 하우징(12) 내에 위치된다. 엔진으로 피동되는 토크 입력 샤프트(10)는 베어링(86)에 의해 베어링 개구부에 저널 결합된다. 입력 샤프트(10)는 클러치 드럼(88)에 볼트(87) 또는 다른 적당한 패스너에 의해 고정되며, 이는 외부적으로 스플라인된 클러치 마찰 디스크 분리기 플레이트(92)에 도면 번호 90에서 내측으로 스플라인된다. 클러치 플레이트 백업 링(94)은 분리기 디스크(92)가 부분을 이루는 클러치 디스크 팩의 일측부 상의 스플라인 치형부에 의해 외부적으로 스플라인된다. 내측 스냅링은 클러치 팩의 맞물림 력의 반작용력을 취한다.
내측으로 스플라인된 마찰 클러치 디스크(96)는 분리기 플레이트(92)에 대해 서로 맞물리는 관계로 위치된다. 디스크(96)는 외부적으로 스플라인된 허브(98)에 스플라인된다. 허브(98)는, 클러치 조립체 토크 출력 샤프트인, 트랜스 액슬 토크 입력 샤프트(20) 상에 외부 스플라인 치형부(100)와 바르게 정렬되는 내측 스플라인 치형부와 함께 중앙 개구부를 갖는다. 변속기 주 샤프트(22)는, 샤프트(20)에 대해 도면 번호 104에 도시된 바와 같이 스플라인되며, 샤프트(22)에 대해 공통을 이루는 베어링(24)에 의해 지지된다. 베어링(26)을 위해서 뿐만 아니라 베어링(24)을 위한 베어링 지지 벽(106)은 트랜스 액슬 하우징(14)의 일부를 이룬다.
환형 클러치 적용 플레이트(108)는 클러치 드럼(88)의 내측 스플라인(90) 상의 바깥 원주(110) 상에 슬라이딩 될 수 있게 스플라인된다. 두 개가 바람직한 빌레빌(Belleville) 와셔 스프링(112)은 클러치 드럼의 숄더(114)와 클러치 적용 플레이트(108)에 형성되는 원형 숄더(116)의 사이에 배치된다. 빌레빌 와셔 스프링(112)은, 클러치 팩이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 조립될 때, 클러치 적용력이 클러치 팩 상에 정상적으로 작동되도록 예압되게 되며, 그에 따라서 입력 샤프트(10)와 샤프트(20)의 사이에 마찰 구동 연결을 성립시키도록 클러치 팩과 정상적으로 맞물리게 하려는 경향이 있다.
볼 램프 액추에이터 메커니즘은 도 2 및 도 3에 도면 번호 118로 지정되었다. 상기 볼 램프 액추에이터 메커니즘은 환형 링(120)의 형태로 구동 측부 부재와 환형 링(122)의 형태로 피동 측부 부재를 포함한다. 바람직하다면, 하나의 측부 부재만이 경사질 수 있지만, 각각의 측부 부재는 샤프트(20)의 축에 대해 원주상 일정한 간격을 갖는 위치에 볼 램프가 형성된다. 볼 램프는 도 4에 도면 번호 124 및 126으로 제각기 표시된다. 볼 램프(124,126)들의 사이에는 일련의 액추에이터 볼(128)이 위치되며, 하나의 볼은 각각의 정렬된 쌍의 램프(124,126)들 사이에 위치된다.
도면 번호 122에 도시된 피동 측부 부재 또는 디스크는 샤프트(20)상의 외부 스플라인 치형부(100)에 도시된 바와 같이 스플라인된다. 방사상의 니들 스러스트 베어링(130)은 구동 측부 부재 또는 디스크(120)와 샤프트(20)상의 반작용 숄더(132)의 사이에 위치된다.
빌레빌 스프링(134)은, 샤프트(20)를 둘러싸며, 피동 측부 부재 또는 디스크(122)와 샤프트(20)에 고정되는 스냅 링(136)의 사이에 위치된다. 스냅 링(136)은 스프링(134)을 위한 반작용 지점으로서 작용한다.
볼 램프 메커니즘을 위한 전자기 액추에이터는 일반적으로 도 2 및 도 3에 도면 번호 138로 구별된다. 상기 전자기 액추에이터는 구동 측부 부재 또는 디스크(120)의 바깥 원주에 단단하게 고정되는 코일 하우징(140)을 포함한다. 측부 부재 또는 디스크(120)는, 샤프트(20)를 둘러싸지만 상기 샤프트(20)에 고정되지 않는다. 전자기 코일 조립체(142)는, 코일 하우징(140)에 배치되며, 가로지르는 베어링 지지 벽(106)에 고정된 형태로 안정되며, 상기 가로지르는 베어링 지지 벽(106)은 앞서 언급했듯이 트랜스 액슬 하우징(14)의 일부를 형성한다. 일반적으로 도면 번호 144로 표시되는 상기 연결은 공지된 고정 방법을 이용하여 이루어질 수 있다.
코일 하우징은 전자기 클러치 마찰 표면(146)을 가지며, 상기 전자기 클러치 마찰 표면(146)은 클러치 액추에이터 전기자 플레이트(150)의 마찰 표면(148)에 가까운 인접부에 위치된다. 전기자 플레이트(150)의 바깥 원주는 하우징(12)의 도면 번호 152에 스플라인된다. 전기자 플레이트의 각운동이 차단된다고 할지라도, 전기자 플레이트는 축 방향으로 조정될 수 있다.
부하 전달 핀(154)은 허브(98)에 형성되는 빈 공간 보어(156)에 수용된다. 핀(154)의 좌측 단부는 피동 측부 부재 또는 디스크(122) 상의 환형 측부 표면(158)에 인접하게 배치된다. 핀(154)의 우측 단부는 부하 전달 링 또는 스러스트 링(160)과 맞물리며, 상기 부하 전달 링 또는 스러스트 링(160)은, 샤프트(20)의 스플라인 치형부(100)가 바르게 정렬된 채로, 도면 번호 162로 나타내진, 내측으로 스플라인된 중앙 개구부를 갖는다. 도면 번호 164로 나타낸 방사상의 니들 베어링일 수 있는, 마찰-방지 스러스트 베어링은 부하 전달 링(160)과 클러치 적용 플레이트(108)의 사이에 위치된다.
샤프트(20)의 우측 단부는 클러치 드럼(88) 내의 베어링 개구부에 위치되는 베어링(166) 상에 저널 결합된다.
전자기 코일 조립체(142)는 계속해서 기술되는 전자 제어 유니트(168)에 도면 번호 167로 개략 도시된 도선에 의해 전기적으로 접속된다.
전자기 클러치 액추에이터가 전류 인가될 때, 전기자와 코일 하우징 표면(146)의 사이에 전자기 클러치 접촉부는 하우징(12)에 반작용 토크를 전달할 수 있다. 그때에, 구동 측부 부재 또는 디스크(120)는 하우징(12)에 대해 제동되거나 접지된다. 액추에이터(138)를 위한 전자기 코일이 트랜스 액슬 하우징에 의해 고정된다고 할지라도, 클러치 코일 하우징(140)은 구동 측부 부재(120)와 함께 회전할 수 있다. 회전 가능한 코일 클러치 하우징(140)이 전기자 플레이트에 의해 제동될 때, 측부 부재(120)는 고정된다. 이때, 토크가 샤프트(20)를 통해 전달된다면, 볼 램프 메커니즘은 캠 표면과 스러스트 전달 볼(128)에 의해 구성되는 스러스트 구성 요소로 인해 상기 측부 부재(122)가 우측 방향으로 이동하게 한다. 피동 측부 부재 또는 디스크(122)의 이동 운동은, 부하 전달 핀(154)이 측부 부재(122)에 의해 맞물려지게 하며, 그에 따라서 부하 전달 핀을 부하 전달 링(160)과 맞물리는 쪽으로 이동시킨다. 이는 스프링(112)을 압축시키며, 그에 따라서 클러치 팩을 해제시킨다.
전자기 클러치 코일에 이용 가능한 전압을 조절함에 의해서, 클러치 맞물림 력은 완전히 분리된 상태와 완전히 맞물린 상태간에 변경될 수 있다. 클러치가 분리될 때, 전자기 접촉부측 표면이 서로 끌어 당겨지기 때문에 전체 전류는 전자기 클러치 액추에이터에 이용 가능해질 수 있다. 이는 볼 램프 매커니즘에 토크의 적용을 발생시키며, 클러치 클램핑 부하는 해제된다. 동시에, 제동 작동은 현재 마찰로 맞물리는 전자기 코일 하우징의 자기 접촉부측 표면으로 인해 클러치의 출력 측부에 적용된다. 클러치 팩이 상기 방식으로 해제된다고 할지라도, 제동 작동은 전기자 및 코일 하우징에 의해 또한 성취될 수 있다. 이는 잇따라서 기술되어질 변속기의 기어 변속을 보조한다. 이는 구동라인을 위한 경사로-고정 특성 뿐만 아니라 본래의 미끄럼-방지 특성을 또한 성취한다.
클러치 팩을 가로질러 전달되는 토크를 줄이기 위해, 완벽한 해제의 상태에 이르기까지 이를 포함하여, 전자 제어 유니트(168)의 일부를 이루는 마이크로프로세서는 전자기 액추에이터의 전자기 코일에 제어 레벨의 전류가 적용되어지게 할 것이다. 이는 전기자 플레이트(150)를 통해 변속기 하우징(12)에 전자기 코일 하우징(140)을 접지시킨다. 초기에, 코일 하우징(140)은 입력 샤프트(10)의 기어비로 회전한다.
볼 램프 측부 부재의 강압적인 분리로부터 발생하는 축 방향 부하로 인한 반작용력은 마찰-방지 베어링(164)을 통해 변속기 하우징에 전달된다. 볼 램프들 사이의 정상적인 밀착(collapsed) 위치와 최소의 분리는 스프링(134)에 의해 유지된다. 볼 램프가 볼 램프 메커니즘의 측부 부재를 분리시킬 때, 스프링(134)은 압축되며 축 방향 부하는 부하 전달 핀(154)에 적용된다. 이는 부하 전달 링(160)과 부하 전달 핀(154)이 출력 샤프트 기어비로 회전되도록 강압될 때 클러치 팩을 해제시킨다. 부하 전달 링을 통해 전달되는 힘은 클러치 적용 스프링(112)을 압축시키며, 상기 클러치 적용 스프링(112)은 클러치 팩의 적용력을 감소시킨다. 따라서, 클러치 팩의 토크 전달 역량은 전자기 액추에이터에 공급되는 전류의 가변 레벨에 응답하여 적용되는 부하 레벨에 따라 감소된다. 클러치 팩이 완전히 해제될 때, 코일 하우징(140)과 전기자(150)의 접촉부측 자기 인력은 출력 샤프트(20)의 회전을 늦추어서 긍극적으로 멈추게 하려는 경향이 있는 제동 작동을 발생시킨다.
전자 제어 유니트는 운전자의 변속 명령, 변속기 기어의 선택, 엔진 속도, 스로틀 위치, 출력 샤프트 속도, 및 차량 속도를 포함하는, 구동라인으로부터의 입력 신호에 응답하는 마이크로프로세서를 사용한다.
도 5는 전자 제어 유니트(168)와 함께 사용될 수 있는 일반적인 마이크로프로세서를 도시한다. 마이크로프로세서의 요소는 프로그램 카운터(180)를 포함하며, 상기 프로그램 카운터(180)는 명령어 레지스터(182)의 레지스터 경우에서와 같이 일반적인 레지스터로서 기능할 수 있지만, 상기 프로그램 카운터(180)는 논리 제어부(184)에 의해 실행되는 과정에서 현재의 명령어 또는 데이터의 입력 또는 검색의 뒤를 이어 실행되어야 하는 명령어의 어드레스를 또한 포함할 수 있다. 도면 번호 186으로 도시된 마이크로프로세서를 위한 핵심 메모리는 디코더 로직 뿐만 아니라 리드/라이트 로직을 포함한다. 메모리 어드레스 레지스터(188)는 현재의 어드레스가 지정된 메모리 위치를 저장하기 위해 상기 타입의 프로세서에 일반적으로 제공된다. 마이크로프로세서를 위한 연산(arithmetic) 로직은, 다른 레지스터로부터 검색되는 단어들을 조합할 목적으로, 예를 들면 더하기, 빼기, 또는 이동(shifting)과 같은 데이터 또는 단어들에 대한 다른 작업을 수행함에 의해서, 위치(190)에서 수행된다. 위치(184)에서의 제어 로직은 연산 로직 시스템(190)에 의해 사용될 수 있는 어떤 로직 또는 타이밍 펄스를 발생시키기 위해 명령어 레지스터 내에 현재 위치되는 명령어의 디지털 정보를 푼다.
프로세서는 트랜스 액슬 기능 뿐만 아니라 엔진 기능을 제어하기 위한 역량을 갖는 집적된 중앙 프로세서일 수 있지만, 독립형 프로세서가 클러치 조립체(16)를 위해 또한 사용될 수 있다. 프로세서는 차량 속도 센서(VSS; Vehicle Speed Sensor), 엔진 스로틀 포지션 센서, 변속기 오일 온도 센서(TOT; Transmission Oil Temperature sensor), 수동 기어 변속 레버 위치 센서(MLP; Manual gear shift Lever Position sensor), 및 질량 공기 흐름 측정기(MAF; Mass Air Flow meter)로부터의 신호들과 같은 신호를 전기 신호로 바꾼다. 이들은 프로그램 제어 방법에 따라 이들을 작동시키는 프로세서에 의해 수신된다. 프로세서는 전자기 액추에이터(138)에 상기 방법의 작업 출력을 전달하기 위해 적절한 게이트와 구동기 회로를 포함한다.
질량 공기 흐름(MAF)은 엔진 토크를 산출하기 위해 가변 입력의 하나로서 사용될 수 있지만 다른 변수가 상기 MAF를 대신하거나 또는 이와 연계하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 흡기 다기관의 압력, 시간 조절, 및 스로틀 위치는 몇 가지의 적용들을 위해 적합할 수 있다.
프로세서 로직부 또는 중앙 처리 유니트(CPU)(184)는 도면 번호 186으로 도시된 리드-온리 메모리(ROM)를 가지며, 상기 리드-온리 메모리에서, 제어 방법 및 조정 데이터를 포함하는 프로그램은 상기 메모리와 중앙 처리기 연산 논리 유니트(190)의 사이에 리드-라이트 메모리(RAM)(194) 및 내부 버스(busses)와 마찬가지로 잘 저장된다.
연산은, 입력 데이터에 대해 수행되며, 결과가 작동 조건에 따라 어드레스가 지정되고, 명령 인출되고, 삭제되고, 재기록되거나 변경되는 RAM에 저장된다.
프로세서가 메모리로부터 명령어를 찾을 때, 제 1 메모리 위치로부터 판독될 수 있는 데이터는 데이터 레지스터와 저장 영역으로 공급되고 나서 명령어 디코더로 공급된다. 명령어가 수행될 때, 명령 인출된 데이터는 연산 논리 유니트로 전달된다. 따라서 잇따라서, 명령어 디코더의 명령어들에 따라, 다른 데이터가, 메모리로부터 명령 인출될 수 있으며, 데이터 레지스터로 공급된다. 또한 잇따라서, 축적기의 데이터는, 데이터 레지스터로 전달될 수 있으며 그에 따라서 메모리로 다시 피드백되며, 다음의 백그라운드 루프중 어드레스가 지정될 수 있는 랜덤 억세스 메모리 내의 다음 메모리 위치에 저장된다. 상기 저장되는 데이터는, 예를 들면 엔진 속도 센서에 의해 순간적으로 전달되는 엔진의 rpm일 수 있다. 상기 데이터를 사용하여, 상기 위치된 데이터를 위한 메모리 어드레스는 연산 논리 시스템에 전달된다. 상기 CPU의 제어 로직의 영향 하에서, 그 후 클러치의 토크 입력 측부에 이용 가능한 엔진 토크는 연산되어질 수 있다.
변속기의 기어비가 알려지면, 메모리 테이블에 저장된 적합한 데이터의 조각은, 백그라운드 루프의 순간 중에 존재하는 변속기의 기어비에 따라, 클러치의 입력 측부에 전달되는 엔진 토크를 증가시키거나 감소시키기 위한 곱셈기(multiplier)로서 구별되어 사용될 수 있다. 상기 연산은 공지된 방법으로 각각의 백그라운드 루프 중에 반복적으로 그리고 잇따라서 발생한다.
클러치 팩 맞물림의 초기와 클러치 팩 맞물림의 완료 사이의 시간은 상기 방법으로 제어될 수 있다. 이는 동기화 클러치 조립체(72,78, 및 80)의 입력 및 출력 측부에 대한 기어 변속의 회전 요소의 동기화를 포함한다. 따라서, 동기화는 기어비 변경중 정밀하게 제어될 수 있다.
클러치 적용 및 해제의 피드백 제어를 이용하는 제어 방법에서, 클러치의 입력 측부와 클러치의 출력 측부의 관련된 순간 속도는 변속 구간중 감시될 수 있다. 상기 속도는 프로세서의 각각의 백그라운드 루프중 연산된다. 원한다면, 오픈 루프 제어는 클러치 팩의 맞물림 및 해제의 질을 증가시키기 위해 PID 컨트롤러에 의해 특성화될 수 있다.
출발선으로부터의 차량의 출발시, 운전자는 "on" 위치로 엔진을 점화한다. 이는 클러치를 해제하는 전자기 클러치 액추에이터(18)에 전체 전류를 전달한다. 그 후, 변속기는 운전자에 의해 중립으로 변속될 수 있다.
엔진이 시동되자 마자, 클러치가 록킹된 채로 입력 샤프트의 회전은 출력 샤프트의 회전과 동일해질 것이며, 그래서 전자기 클러치 액추에이터가 전류 인가될 때, 출력 샤프트를 회전시키기 위한 시도는 클러치 해제를 발생시킨다. 출력 샤프트는 전자기 클러치 자기 접촉부에 의해 상기 조건의 영향 하에 제동되며, 상기 전자기 클러치 자기 접촉부는 변속기 하우징의 전기자(150)에 의해 접지된다. 변속기가 제 1 기어에 있을 때 그리고 엔진 rpm이 크랭크 속도를 초과할 때 엔진 rpm이 증가되어야 한다면, 변속기는 클러치 팩이 맞물릴 때 중립으로 변속될 수 있다.
만일 차량이 정지 상태에 있고 클러치가 분리되며 제 1 기어가 선택된다면, 스로틀 설정의 증대는 가변 마이크로프로세서 입력을 이용하여 전자기 액추에이터의 전자기 코일에 전류를 감소시킬 것이다. 그 후, 전자기 코일에 전달되는 전류가 조절됨으로써 시동 중에 클러치 맞물림을 제어할 수 있게 된다.
제 1 언더 드라이브(underdrive) 기어비로부터 더 높은 언더 드라이브 기어비로 또는 직접-구동 기어비로 고속 기어 변경시, 변속기의 중립 상태가 우선 선택된다. 상기 조건 하에서, 변속기 케이스의 자기 접촉 제동은 입력 샤프트의 회전을 늦춘다. 이는 원활한 동기화 변속이 다음의 고속 기어 기어비로 행해지는 경우 필요하다. 전기자 플레이트의 전자기 접촉부측 마찰이 원활한 기어비의 변경에 요구되는 양 만큼 입력 샤프트 속도를 늦추는데 불충분하다면, 역 동기화 조립체(72)는, 역 구동 위치로 약간씩 움직일 수 있으며, 그에 따라서 앞서 기술된 역 동기화 원추형 클러치의 제동 작동 때문에 입력 샤프트의 속도를 더욱 더 늦춘다. 그 후, 고속 기어로의 변경은 클러치 팩이 맞물림에 따라 입력 샤프트가 충분히 느려질 때 발생할 수 있다. 프로세서의 연산 로직 시스템은 관련되는 회전 요소들의 계산 속도를 비교함으로써 동기화가 달성되는 때를 결정한다.
높은 기어비로부터 더 낮은 언더 드라이브 기어비로 저속 기어 변경의 경우에, 전기자(150)측 자기 접촉부 제동은 입력 샤프트의 속도를 늦추려는 경향이 있다. 그러나, 원활한 동기화의 저속 기어 변경을 달성하기 위해, 입력 샤프트가 샤프트(20)의 속도에 관련해 속도 상승되는 것이 필요하다. 입력 샤프트의 속도는 자기 제동의 영향을 극복하려는 경향이 있는 제 1 기어비의 동기화 클러치 조립체(72)와 부분적으로 맞물림에 의해 증가될 수 있다. 어떤 조건 하에서, 제 1 속도 기어비의 동기화 조립체의 속도 상승 효과와 더불어, 전기자(150)측 자기 제동 효과는 동기화를 설정하는데 불충분할 수 있다. 상기 조건 하에서, 엔진의 스로틀로 제어되는 속도의 매칭은 사용될 수 있다. 이는 엔진 속도가 증가될 때 클러치 팩의 맞물림을 포함한다. 입력 샤프트 속도가 선택된 기어의 기어비와 매치되도록 증가될 때, 저속 기어 변속은 발생할 수 있다. 따라서, 마이크로프로세서의 제어 하에 저속 기어 변속이 동기화 상태를 달성한 후 상기 제어는 운전자에게 회복될 수 있다.
차량이 느려져서 정지에 이를 때, 변속기는 차량이 예정된 속도로 느려짐에 따라 저속 기어 변속된다. 차량의 속도가 임계값 이하로 떨어질 때, 클러치 디스크 팩은 마이크로프로세서가 가변 입력에 응답함에 따라 분리된다. 상기 구동 조건 하에, 차량이 정지 상태에 있고 스로틀 신호가 제로 스로틀 설정값에 상응할 때, 변속기는 운전자에 의해 중립으로 변속될 수 있다. 그 후, 구동라인이 운전자에 의해 구동 상태의 잇따른 선택을 설정 받을 때 디스크 팩이 맞물릴 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예가 개시되었다고 할지라도, 변속기 분야의 당업자는 본 발명의 범위를 이탈함이 없이 개시된 설계에 변경을 가할 수 있다는 것이 고려된다. 다음의 청구항들은 균등성 뿐만 아니라 상기 변경을 다루도록 의도된다.

Claims (11)

  1. 엔진의 피동 변속기 토크 입력 부재로부터 변속기 토크 출력 부재로 토크 흐름 경로를 한정하는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체로서, 상기 토크 입력 및 토크 출력 부재가 변속기 하우징에 저널 결합되는, 상기 마찰 클러치 조립체에 있어서,
    마찰 클러치 하우징과, 상기 클러치 하우징에 연결되는 하나 이상의 토크 입력 마찰 디스크 및 하나 이상의 토크 출력 마찰 디스크와, 상기 클러치 하우징에 연결되는 마찰 디스크 압력 플레이트와,
    상기 토크 출력 마찰 디스크에 연결되는 클러치 조립체 토크 출력 부재와,
    환형의 평탄한 표면에 나란히 놓이는 제 1 및 제 2 환형 측부 부재를 포함하는 볼 및 램프(ramp) 액추에이터 조립체와,
    상기 볼 및 램프 액추에이터 조립체의 평탄한 표면에 가변 깊이의 램프 리세스(recess)를 갖는 상기 볼 및 램프 액추에이터의 하나 이상의 측부 부재와,
    상기 램프 리세스 내에 힘 전달 볼로서, 상기 각각의 측부 부재들과 맞물릴 수 있는, 상기 힘 전달 볼과,
    전자기 코일 부재, 코일 하우징 부재, 및 전기자(armature)를 포함하는 전자기 액추에이터로서, 상기 전자기 액추에이터 부재들 중의 하나는 상기 변속기 하우징에 고정되는, 상기 전자기 액추에이터와,
    상기 코일 하우징 부재와 상기 전기자는 가까운 인접부에 배치되며, 상기 전기자는 상기 변속기 하우징에 연결되며 상기 변속기 하우징 위에 축 방향으로 변속 가능하며,
    상기 볼 및 램프 액추에이터의 상기 측부 부재들 중의 하나는 상기 액추에이터 부재들 중의 다른 하나에 연결되고, 상기 측부 부재들 중의 다른 하나는 상기 클러치 조립체 토크 출력 부재에 연결되며,
    상기 클러치 하우징과 상기 마찰 디스크의 사이에 배치되는 스프링 수단에 의해서 상기 클러치 조립체가 상기 변속기 토크 입력 부재와 상기 클러치 조립체 토크 출력 부재의 사이에 토크 흐름 경로에 영향을 주도록 정상적으로 맞물리는, 상기 스프링 수단과, 그리고
    상기 압력 플레이트와 상기 다른 액추에이터 측부 부재의 사이에 배치되는 힘 전달 요소에 의해서 상기 전자기 코일이 전류 인가를 받을 때 상기 마찰 디스크 조립체가 분리되는 상기 힘 전달 요소를, 포함하는 것을 특징으로 하는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 토크 출력 마찰 디스크와 상기 클러치 조립체 토크 출력 부재의 사이에 연결은 상기 토크 출력 마찰 디스크에 구동 가능하게 연결되는 클러치 디스크 허브를 포함하며,
    상기 압력 플레이트는 상기 클러치 조립체 토크 출력 부재를 둘러싸는 해제 링을 포함하며, 그리고
    상기 전자기 코일이 전류 인가될 때 상기 다른 액추에이터 측부 부재의 축 방향 변속 이동시 클러치 조립체의 분리에 영향을 주기 위해 상기 해제 링과 상기 볼 및 램프 액추에이터의 상기 다른 측부 부재의 사이에 상기 클러치 디스크 허브를 통해 클러치 조립체 해제 요소가 확장하는 것을 특징으로 하는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 마찰 디스크는 상기 클러치 하우징에 연결되는 다수의 토크 입력 디스크와 상기 클러치 디스크 허브에 장착되는 다수의 토크 출력 디스크를 포함하는 다수의 디스크 클러치 팩의 일부인 것을 특징으로 하는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전자기 액추에이터 부재의 하나는 상기 코일 하우징 부재이며 상기 전자기 액추에이터 부재의 상기 다른 하나는 상기 코일 부재인 것을 특징으로 하는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 전자기 액추에이터 부재의 하나는 상기 코일 하우징 부재이며 상기 전자기 액추에이터 부재의 상기 다른 하나는 상기 코일 부재인 것을 특징으로 하는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  6. 차량의 엔진으로부터 변속기 메커니즘의 토크 출력 샤프트로 토크를 전달하도록 차량의 구동라인에 사용을 위한 다수 기어비의 동력식 변속기 메커니즘용 클러치 조립체에 있어서,
    상기 변속기 메커니즘은 변속기 메커니즘 하우징 내에 저널 결합되는 주 샤프트 및 하나 이상의 카운터 샤프트를 포함하며, 상기 주 샤프트와 상기 카운터 샤프트는 구동 가능하게 맞물릴 수 있는 피니언 및 상기 피니언 위에 저널 결합되는 기어를 구비하며,
    작동되어질 때, 상기 주 샤프트와 상기 카운터 샤프트의 사이에 기어식 토크 흐름 경로를 선택적으로 설정하고 설정 해제하기 위한 하나 이상의 전진 구동 동기화 클러치 수단 및 역 방향 구동 동기화 클러치 수단과,
    상기 토크 출력 샤프트에 구동 가능하게 연결되는 토크 출력 기어와,
    상기 피니언들 중의 하나는 상기 토크 출력 기어에 구동 가능하게 연결되는 토크 출력 피니언이며,
    상기 클러치 조립체는 상기 엔진, 클러치 조립체 토크 출력 샤프트, 및 클러치 조립체 허브에 구동 가능하게 연결되는 클러치 하우징을 구비하며, 상기 주 샤프트는 상기 클러치 조립체 토크 출력 샤프트에 연결되며 상기 허브는 상기 클러치 조립체 토크 출력 샤프트에 연결되며,
    상기 클러치 하우징과 상기 허브의 사이에 배치되는 마찰 디스크 클러치 팩과,
    상기 클러치 하우징에 구동 가능하게 연결되는 클러치 팩의 압력 플레이트와,
    상기 클러치 팩에 맞물림 력을 정상적으로 적용하기 위한 상기 클러치 하우징 및 상기 압력 플레이트의 사이에 스프링 수단과,
    인접한 표면에 나란히 놓이는 한 쌍의 환형 측부 부재를 구비하는 볼 램프 메커니즘으로서, 상기 표면들 중의 하나 이상이 상기 인접한 표면 위에 볼 램프를 구비하는, 상기 볼 램프 매커니즘과,
    상기 측부 부재들의 사이에 상기 램프 내에 볼 액추에이터 요소와,
    코일 부재, 코일 하우징 부재, 및 상기 코일 하우징 부재에 인접한 전기자를 포함하는 전자기 액추에이터와,
    상기 전기자는 상기 변속기 메커니즘 하우징에 접지되고,
    상기 전자기 액추에이터 부재들 중의 하나는 상기 변속기 메커니즘 하우징에 연결되며, 다른 하나의 전자기 액추에이터 부재는 상기 측부 부재들 중의 하나에 연결되며, 상기 다른 하나의 측부 부재는 상기 클러치 조립체 토크 출력 샤프트에 연결되며, 그리고
    상기 압력 플레이트에 상기 다른 측부 부재의 운동을 전달하기 위한 수단에 의해서 상기 코일 부재가 전류 인가될 때 상기 클러치 팩이 분리되는 상기 운동 전달 수단을, 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 기어비를 갖는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 전자기 클러치 액추에이터는 상기 전기자로서 마찰 제동력을 발생시키며 상기 하나의 전자기 액추에이터 부재는 상기 코일 부재가 전류 인가될 때 마찰로 맞물리며, 그에 의해서 상기 동기화 클러치 수단이 작동될 때 기어비 변경중 상기 주 샤프트와 상기 카운터 샤프트에 대해 상기 피니언과 기어의 동기화 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 다중 기어비를 갖는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 클러치 팩은 상기 클러치 하우징에 연결되는 제 1 다중 마찰 디스크와 상기 클러치 조립체 허브에 연결되는 제 2 다중 마찰 디스크를 구비하며,
    상기 클러치 조립체가 상기 엔진 작동과 함께 및 상기 동기화 클러치 수단 중의 하나가 작동됨과 더불어 분리될 때, 미끄럼 마찰 토크에 저항하는 상기 마찰 제동력은 상기 클러치 팩을 통해 전달하는 것을 특징으로 하는 다중 기어비를 갖는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 운동 전달 수단은 상기 클러치 조립체 허브 및 상기 압력 플레이트의 사이에 상기 클러치 조립체 허브와 스러스트 링을 통해 확장하는 하나 이상의 축 방향으로 이동 가능한 핀을 포함하되, 상기 핀의 일단부는 상기 다른 측부 부재 및 상기 스러스트 링과 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 기어비를 갖는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 다른 측부 부재 및 상기 클러치 조립체 허브의 사이에 배치되는 스프링 요소를 포함함으로써 상기 클러치 조립체가 분리될 때 상기 볼 램프 메커니즘이 조립된 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 다중 기어비를 갖는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 전자기 액추에이터 코일 부재에 연결되는 전자 제어기와,
    구동기로 작동되는 센서, 엔진 센서, 및 변속기 메커니즘 센서를 포함하는 구동라인 변수를 결정하기 위한 센서 수단으로서, 상기 센서는 상기 제어기에 연결되는, 상기 센서 수단과,
    상기 센서로부터 입력 정보를 저장하기 위해 메모리 저장 레지스터를 포함하는 상기 제어기와, 그리고
    상기 코일 부재를 위한 출력 제어 신호를 발생시키기 위해 그리고 클러치 조립체의 맞물림 및 해제 로직을 저장하기 위해 프로세서 유니트를 포함하는데, 상기 클러치 조립체의 상기 클러치 조립체 맞물림 력은 기어비 변경중 및 차량 구동라인의 시동중 일시적인 구동라인 토크의 필요량에 따라 클러치 조립체의 맞물림 및 분리 구간 동안에 조절되는 것을 특징으로 하는 다중 기어비를 갖는 동력식 변속기 메커니즘의 마찰 클러치 조립체.
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