KR20030062097A - 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치디스크의 프리댐퍼를 채용하지 않고도, 변속기의 카운터축의 회전상태를 제어하여 아이들 상태의 래틀 노이즈를 저감시킬 목적으로;

입력축으로부터 회전력을 상시 제공받는 카운터드라이브기어와, 상기 카운터드라이브기어의 회전축을 제공하는 제1카운터축과, 상기 제1카운터축과 동심축상에 설치된 제2카운터축과, 상기 카운터드라이브기어의 회전력을 상기 제2카운터축에 단속적으로 전달하도록 구비된 클러치수단과, 차량의 상태에 따라 상기 클러치수단을 제어하는 제어수단으로 구성되어 있어서, 변속시 차량의 충격을 방지하고 안정되고 정숙한 차량 운행상태를 확보할 수 있다.

Description

변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어장치 및 그 방법 {A DEVICE AND METHOD FOR IDLE RATTLE NOISE CONTROLING OF TRANSMISSION}

본 발명은 수동변속기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 4륜 구동 차량에서 변속기내부에서 발생되는 래틀 노이즈를 저감시킬 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

도 4에는 종래에 사용되고 있는 소형 상용차량의 수동변속기의 내부 기어물림상태가 도시되어 있는 바, 엔진으로부터의 회전력을 단속적으로 전달받을 수 있도록 된 클러치디스크(1)가 구비된 입력축(3)과, 상기 입력축과 일체로 연결된 4단기어(9')와, 상기 4단기어와 치합되는 4단 카운터기어(5')가 구비됨과 아울러 각 변속단별 카운터기어(5)들을 일체로 구비하고 있는 카운터축(13)과, 상기 입력축(3)과 동심축을 이루며 상기 카운터축(7)의 각 카운터기어와 치합되는 각 변속단기어(9)를 구비하고 싱크로나이저기구(11)를 구비한 출력축(13)으로 이루어져있다.

상기한 바와 같이 구성된 변속기에서는 상기 입력축(3)으로 공급된 엔진으로부터의 회전력은 상기 4단기어(9')를 통해 카운터축(7)에 제공되므로, 입력축(3)으로 동력이 공급되는 상태에서는 항상 상기 4단기어(9')와 카운터축(7)이 회전하고 있는 상태가 되며, 상기 출력축(13)의 각 변속단기어(9)는 니들베어링을 통해 출력축(13)과 연결되어 있어서, 출력축(13)에 직접 회전력을 전달하지는 못하고 여기에 치합되는 싱크로나이저기구(11)에 의해 출력축(13)에 회전력을 전달하도록 되어 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 입력축(3)으로 들어온 회전력이 4단기어(9')를 경유하여 카운터축(7)을 회전시키면, 상기 카운터축(7)에 마련된 각 변속단의 카운터기어(5)들이 출력축의 각 변속단기어(9)들과 치합되어 회전됨에 의해 각 기어들의 치타음이 래틀 노이즈(RATTLE NOISE)를 형성한다.

이와 같은 변속기 아이들 래틀 노이즈를 개선하기 위해 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 클러치디스크(1)에 프리댐퍼로서 스프링(15)을 설치하였는데, 최근에는 차량의 동력성능 향상 및 연비의 향상을 위해 엔진의 토크를 올리고 종감속비를 낮추는 추세여서, 종래보다 엔진의 아이들 상태에서의 각가속도 변동이 커져서 상기 프리댐퍼가 흡수해야하는 토크가 더욱 커지게 되었다.

따라서, 상기 프리댐퍼인 스프링(15)의 스프링상수를 크게 하거나 동일한 스프링상수의 스프링의 경우라면 그 작동각을 더욱 크게 하여 흡수할 수 있는 토크를 증대시키고 있는데, 상기 스프링상수를 크게 하는 방법은 변속기 오일이 충분히 웜업되고 나서 댐핑에 필요한 토크보다 스프링의 토크가 너무 커져서 마치 프리댐퍼가 없는 것처럼 작동되는 경우가 발생할 수 있으며, 상기 스프링의 작동각을 크게 하는 방법은 변속기 또는 가감속시에 구동계의 백래쉬로 작용되어 충격을 발생시키게 되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 클러치디스크의 프리댐퍼를 채용하지 않고도, 변속기의 래틀노이즈를 저감시킬 수 있도록 한 별도의 장치를 제공하여 안정되고 정숙한 차량 운행상태를 확보하도록 한 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 적용되는 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명에 적용되는 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어 방법 동작 순서도 이고,

도 3은 본 발명에 적용되는 아이들 래틀 노이즈 개선장치 구성도 이고,

도 4는 일반적인 수동변속기의 내부 기어 상태도 이고,

도 5는 종래에 사용되고 있는 프리댐퍼가 구비된 클러치디스크를 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출수단 110 : 엔진 회전수 검출부

120 : 클러치 페달 동작 스위치 상태 검출부 130 : 차속 검출부

140 : 이그니션 스위치 상태 검출부 150 : 기어단수 검출부

200 : 엔진 제어 수단 300 : 구동수단

400 : 버큠펌프 408 : 공압 실린더

410 : 카운터드라이브기어 412 : 제2 카운터 축

414 : 입력축 416 : 4단기어

418 : 제1 카운터 축 420 : 카운터 기어

422 : 싱크로나이저기구 424 : 쉬프트 포크

426 : 출력축 428 : 변속단 기어

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

입력축으로부터 회전력을 상시 제공받는 카운터드라이브기어와; 상기 카운터드라이브기어의 회전축을 제공하는 제1카운터축과; 상기 제1카운터축과 동심축상에 설치된 제2카운터축과; 상기 카운터드라이브기어의 회전력을 상기 제2카운터축에 단속적으로 전달하도록 구비된 클러치 구동수단과; 차량의 상태에 따라 상기 클러치 구동수단을 제어하는 엔진 제어수단으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 신호를 검출하는 차량 동작상태 검출 수단과;

상기 차량 동작상태 검출수단에서 검출된 엔진 회전수, 클러치 페달 동작 스위치 상태, 차속, 이그니션 스위치 상태, 기어단수 등을 입력받아 엔진 아이들 상태에서 제2카운터축이 공회전하지 않도록 하여 출력축의 각 변속단기어들과 이가 부딪히면서 발생되는 치타음이 발생되지 않도록 클러치 페달 스위치 상태, 변속단 중립여부 및 이그니션 스위치 상태 등에 따라 카운터 샤프트 결합 및 결합 해제 제어신호를 출력하는 엔진 제어 수단과;

상기 엔진 제어 수단에서 출력되는 제어신호에 의해 동기되어 카운트 샤프트 결합 및 결합 해제를 수행하는 구동수단으로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,

차량에 전원이 인가되면, 클러치 페달 스위치 상태, 엔진 시동 여부 및 변속 기어 중립 여부 등 엔진 아이들 상태를 판단하여 카운트 샤프트 결합 해제 또는 결합 제어신호를 출력하는 단계와;

차량의 주행여부를 판단하여 차량이 주행상태에 따른 클러치 페달 스위치 상태에 따라 카운터 샤프트 결합 또는 카운트 샤프트 결합 해제 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어장치 구성 블록도로서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 신호를 검출한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출된 엔진 회전수, 클러치 페달 동작 스위치 상태, 차속, 이그니션 스위치 상태, 기어단수 등을 입력받아 엔진 아이들 상태에서 제2카운터축이 공회전하지 않도록 하여 출력축의 각 변속단기어들과 이가 부딪히면서 발생되는 치타음이 발생되지 않도록 클러치 페달 스위치 상태, 변속단 중립여부 및 이그니션 스위치 상태 등에 따라 카운터 샤프트 결합 및 결합 해제 제어신호를 출력한다.

구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 제어신호에 의해 동기되어 카운트 샤프트 결합 및 결합 해제를 수행한다.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수의 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(110)와;

운전자의 클러치 페달 조작상태에 따라 상기 클러치 페달 동작상태를 검출하는 클러치 페달 동작 스위치 상태 검출부(120)와;

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량의 차속 변화를 검출하는 차속 검출부(130)와;

운전자의 시동 키 조작상태에 따라 가변되는 이그니션 스위치 상태 변화를 검출하는 이그니션 스위치 상태 검출부(140);

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 변속단의 기어단수 변화를 검출하는 기어 단수 검출부(150)로 구비되어 이루어져 있다.

도 3은 본 발명에 따른 아이들 래틀 노이즈 개선장치를 도시한 구성도로서, 종래의 입력축과 출력축이 동일 축선상에 배치되고 상기 입력축과 출력축의 기어들사이를 연결하여 회전력을 전달하는 카운터축이 구비된 변속기구조에서, 상기 카운터축을 제1카운터축(412)과 제2카운터축(418)으로 분리하여 구성한 바, 상기 제1카운터축(412)은 상기 입력축(414)으로부터 동력을 상시 전달받을 수 있도록 입력축의 4단기어(416)에 치합되는 카운터드라이브기어(410)로서 종래의 4단 카운터기어에 해당하는 기어의 회전축을 제공하는 축이며, 상기 제2카운터축(412)은 종래의 카운터축으로부터 상기 4단 카운터기어인 카운터드라이브기어(410)를 제외한 나머지 각 변속단별 카운터기어(420)들의 회전축 역할을 하는 부분으로 구성한 것이다.

여기서, 본 발명은 상기 카운터드라이브기어(410)의 회전력을 상기 제2카운터축(412)에 단속적으로 전달하도록 구비된 클러치수단과, 차량의 상태에 따라 상기 클러치 구동수단을 제어하는 엔진 제어 장치(200)을 구비하여, 차량상태에 따라서 상기 제2카운터축(412)의 회전이 제어되도록 구성하고 있다.

즉, 상기 클러치 구동수단은 상기 제2카운터축(412)에 허브가 설치된 싱크로메시식 싱크로나이저기구(422)와, 상기 싱크로나이저기구(422)의 슬리브(430)를 이동시키도록 쉬프트포크(424)에 연결된 공압실린더(408)와, 상기 공압실린더(408)에 진공압을 제공하는 구동장치인 솔레노이드밸브(300)로 구성되어 있다.

상기한 구성으로 이루어진 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어 방법을 첨부한 도 2를 참조하여 실시예를 설명한다.

운전자가 차량을 주행시키기 위해 전원을 인가하면 엔진 제어 장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수, 클러치 페달 동작 스위치 상태, 차속, 이그니션 스위치 상태 및 기어단수의 정보를 검출한다(S100).

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 신호를 입력받아 엔진 아이들 상태를 판단하여, 엔진 아이들 상태가 판단되면 도 3에 도시되어 있는 제2카운터축(412)이 공회전하지 않도록 하여 출력축(14)의 각 변속단기어(428)들과 이가 부딪히면서 발생되는 치타음이 발생되지 않도록 카운터 샤프트 결합 해제 제어 신호를 구동장치(300)로 출력한다(S110 ~ S140).

상기에서 엔진 아이들 상태는 운전자가 클러치 페달을 밟지 않은 상태인 클러치 패달 스위치가 '온' 상태이고, 엔진이 시동 '온'상태이면서, 변속기어가 중립 상태이면, 엔진 제어 장치(200)는 엔진 아이들 상태로 판단한다.

구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 카운터 샤프트 결합 해제 제어신호에 동기되어 도 3에 도시되어 있는 구동장치인 솔레노이드 밸브(300)를 작동시켜 엔진 버큠펌프(400)의 동작에 따른 부압에 의해 공압실린더(408)를 구동함으로써, 상기 제1카운터축(418)의 회전력이 제2카운터축(412)으로 전달되지 않고 차단되도록 하여, 제2카운터축(412)이 불필요하게 회전하면서 치타음을 발생하지 않도록 한다.

상기에서 엔진의 시동상태를 파악하는 이유는 엔진이 정지된 상태에서는 주차시에 경사로 등에서 기어를 물린 상태에서 기어브레이크를 사용하여 주차를 해야할 필요가 있는 경우에 대비하기 위한 것이며, 운전자의 클러치 페달의 조작상태를 파악하는 것은 운전자에 의해 클러치페달이 밟힌 경우에는 운전자가 변속조작을 하는 경우가 대부분으로 이 경우에는 상기 제2카운터축(412)은 정상적으로 동력을 전달받아 회전하고 있어야 하므로 이 경우 제2카운터축(412)의 정상적인 회전상태를 확보하기 위함이다.

또한, 상기 변속단의 상태를 파악하는 것은 물론 중립 이외의 변속단에서 안정적으로 동력전달이 이루어지기 위해서는 상기 제2카운터축(2)이 안정적으로 회전력을 전달할 수 있는 상태에 있어야 하기 때문이다.

따라서, 상기에서 변속기어단이 중립 상태가 아닌 경우, 엔진 제어 장치(200)는 카운터 샤프트 결합 제어신호를 구동장치(300)로 출력한다(S150).

구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되어 인가되는 카운터 샤프트 결합 제어신호에 동기되어 도 3에 도시되어 있는 제2카운터축(412)이 상기 제1카운터축(418)으로부터 동력을 전달받을 수 있도록 상기 솔레노이드밸브(300)를 통해 싱크로나이저기구(422)를 작동시키게 된다.

이어서, 엔진 제어 장치(200)는 차량의 주행상태를 판단하여, 주행중인 차량에서 운전자의 변속단 변속을 위한 클러치 조작상태를 판단한다(S160,S170).

즉, 주행중인 차량에서 운전자가 변속단 변속을 위해 클러치 페달을 밟는 상태인 클러치 페달 동작 스위치 상태가 '오프' 상태이면 엔진 제어 장치(200)는 카운터 샤프트 결합 해제 제어신호를 출력하고, 변속이 완료된 이 후, 운전자가 클러치 페달에서 밟을 뗀 상태에서는 계속적인 차량 주행을 위해 카운터 샤프트 결합 해제 제어신호를 구동장치(300)로 출력하고, 차량 주행여부를 판단하는 단계(S160)으로 리턴한다(S180 ~ S200).

하지만, 상기에서 차량이 주행상태가 아닌 정지상태임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 이그니션 스위치 상태를 판단하여 이그니션 스위치 오프 상태인 차량 주차상태가 판단되면, 카운트 샤프트 결합 제어신호를 구동장치(300)로 출력하고 모든 프로그램을 종료한다(S210,S220).

하지만, 상기에서 엔진 시동이 걸리상태에서 차량의 정차하고 있음이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 변속단 기어 중립 여부를 판단하는 단계(S160)로 리턴한다.

이로써, 보통의 차량 주행상태 및 주차시에는 종래와 마찬가지로 상기 입력축(414)으로 들어온 회전력은 제1카운터축(418) 및 제2카운터축(412)을 통해 출력축(426)으로 절적한 변속단의 상태로 회전력을 전달하고, 차량이 아이들 상태에 있는 경우에만 상기 제2카운터축(412)으로 회전력이 전달되지 않도록 하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 클러치디스크의 프리댐퍼를 채용하지 않고도, 변속기의 카운터축의 회전상태를 제어하여 아이들 상태의 래틀 노이즈를 저감시키도록 함으로써, 변속시 차량의 충격을 방지하고 안정되고 정숙한 차량 운행상태를 확보할 수 있다.

Claims (6)

1. 입력축으로부터 회전력을 상시 제공받는 카운터드라이브기어와; 상기 카운터드라이브기어의 회전축을 제공하는 제1카운터축과; 상기 제1카운터축과 동심축상에 설치된 제2카운터축과; 상기 카운터드라이브기어의 회전력을 상기 제2카운터축에 단속적으로 전달하도록 구비된 클러치 구동수단과; 차량의 상태에 따라 상기 클러치 구동수단을 제어하는 엔진 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 클러치 구동수단은 상기 제2카운터축에 허브가 설치된 싱크로메시식 싱크로나이저기구와; 상기 싱크로나이저기구의 슬리브를 이동시키도록 쉬프트포크에 연결된 공압실린더와; 상기 공압실린더에 부압을 제공하는 솔레노이드밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어장치.
3. 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 신호를 검출하는 차량 동작상태 검출 수단과;

   상기 차량 동작상태 검출수단에서 검출된 엔진 회전수, 클러치 페달 동작 스위치 상태, 차속, 이그니션 스위치 상태, 기어단수 등을 입력받아 엔진 아이들 상태에서 제2카운터축이 공회전하지 않도록 하여 출력축의 각 변속단기어들과 이가 부딪히면서 발생되는 치타음이 발생되지 않도록 클러치 페달 스위치 상태, 변속단중립여부 및 이그니션 스위치 상태 등에 따라 카운터 샤프트 결합 및 결합 해제 제어신호를 출력하는 엔진 제어 수단과;

   상기 엔진 제어 수단에서 출력되는 제어신호에 의해 동기되어 카운트 샤프트 결합 및 결합 해제를 수행하는 구동수단으로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어장치.
4. 제 3항에 있어서, 차량 동작상태 검출수단은 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수의 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부와;

   운전자의 클러치 페달 조작상태에 따라 상기 클러치 페달 동작상태를 검출하는 클러치 페달 동작 스위치 상태 검출부와;

   차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량의 차속 변화를 검출하는 차속 검출부와;

   운전자의 시동 키 조작상태에 따라 가변되는 이그니션 스위치 상태 변화를 검출하는 이그니션 스위치 상태 검출부;

   차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 변속단의 기어단수 변화를 검출하는 기어 단수 검출부로 구비되어 이루어지는 것을 포함하는 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어방법.
5. 차량에 전원이 인가되면, 클러치 페달 스위치 상태, 엔진 시동 여부 및 변속 기어 중립 여부 등을 판단하여 엔진 아이들 상태가 판단되면 카운트 샤프트 결합해제 제어신호를 출력하는 단계와;

   차량의 주행여부를 판단하여 차량 주행상태가 판단되면 카운터 샤프트 결합 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어방법.
6. 제 5항에 있어서, 차량 엔진이 정지되어 있는 주차상태가 판단되면 카운트 사프트 결합 제어신호를 출력하는 것을 포함하는 변속기의 아이들 래틀 노이즈 제어방법.