KR20060050369A - 다중 변속기 및 그 조절 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동 유닛, 및 마찰 클러치에 의해 상기 구동 유닛과 결합 가능하고 각각이 변속단의 최대 회전 속도를 가지는 2개의 부분 변속기를 구비한 다중 변속기에 관한 것이다.

구동 유닛, 마찰 클러치, 변속단, 변속비, 다중 변속기

Description

다중 변속기 및 그 조절 방법 {Multiple Transmission and Control Method Thereof}

도1은 본 발명에 따른 변속기 조절을 위한 흐름도.

본 발명은 복수개의 변속 가능한 변속비를 통해서 2개의 부분 변속기 공통 출력축과 결합할 수 있는 변속기 입력축과 마찰 클러치를 각각 구비한 적어도 2개의 부분 변속기를 구비한 차량용 다중 변속기에 관한 것이다.

이와 같은 변속기 구조 및 그 태양은 예컨대 독일 특허 제101 02 028호에 공지되어 있다. 이와 같은 다중 변속기에 있어서, 구동 유닛의 모멘트는 통상적으로 변속기 출력축 및 차동을 통한 구동휠로 전달되어서, 부분 변속기에서 변속기 입력축과 변속기 출력축 사이의 변속단이 변속되고 변속기 입력축에 부속된 마찰 클러치는 구동 유닛의 구동축과 결합한다. 다른 변속기 입력축에 있어서, 통상적으로 이미 상기 변속기 입력축에 부속되고 개방된 마찰 클러치에서 변속단이 변속되어서, 차량이 변속 구동된다. 이와 같이 변속이 중복 변속으로 수행되므로, 현재 회전 모멘트가 전달된 클러치는 점진적으로 개방되는 반면 다른 마찰 클러치는 폐쇄 된다. 또한, 차량은 예컨대 출발시에 2개의 부분 변속기의 출력 분기를 통해 작동될 변속단이 변속되고, 구동축과 변속기 입력축 사이에서 조절된 다양한 차동 회전 속도에 의해 2개의 클러치 중 적어도 하나가 작동하는 것이 장점이다.

2개의 변속기 입력축에서 변속되는 변속단에서, 차량 안정성에 분리한 상황이 예컨대, 변속기 입력축이 부적당한 회전 속도로 작동할 때 발생할 수 있다. 또한, 예컨대 기어, 클러치, 구동 유닛과 같은 구동열의 부품이 파손되거나 수명이 감소될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 안정성 및 구동열의 수명이 영향을 받는 상황이 방지되거나 감소되는 방식으로 다중 변속기가 배열되는 것이다. 또한, 이와 같은 상황을 방지 또는 감소하는 방법이 제안된다. 상기 목적의 해결책은 값싸거나 덜 비싸야 한다.

상기 목적은 각각의 부분 변속기가 전기 기계와 같은 유압 부품의 추가적 하부 지지부를 구비하거나 또는 구비하지 않은 내연 기관일 수 있는 구동 유닛의 구동축과 마찰 클러치에 의해 연결 가능한 변속기 입력축으로 이루어지고, 복수개의 변속단을 포함하며, 변속기 입력축과 2개의 부분 변속기 사이의 공통 출력축이 변속 가능하고, 미리 설정될 수 있는 최대 회전 속도의 각각의 변속단에 대해 상기 변속단에 속하는 변속기 입력축이 미리 주어지는 동시에, 변속될 2개의 부분 변속기 또는 더 큰 변속단과 더 작은 변속단을 구비한 변속된 변속단에서 변속기 입력축 회전수는 더 큰 변속을 구비한 변속단으로 제한되는, 적어도 2개의 부분 변속기 를 구비한 다중 변속기에 의해 달성된다.

상기 다중 변속기는 건식 또는 액체통에서 작동하고 기계적 클러치 액츄에이터에 의한 전기 또는 변속된 정적 유체 또는 유체 사이의 전기에 의해 압력 공급되며 밸브 제어에 의해 압력이 작동되는 습식 마찰 클러치를 포함할 수 있다. 작동 요소의 장애시에 2개가 아닌 클러치는 동시에 회전 모멘트를 전달할 수 없기 때문에, 구동되지 않을 때 작동 요소에 의해 개방되는 소위 가압 밀폐식 클러치는 특히 높은 안정성을 가진다는 것을 알 수 있다. 그러나 폐쇄 작동되지 않는 상태에서 소위 가압 개방식 클러치가 사용되거나 가압 밀폐식 클러치와 가압 개방식 클러치가 혼합되어 사용되는 것이 양호할 수 있다.

또한, 변속기의 구조는 변속기 입력축 및 변속기 출력축이 작은 영역에서 실행되도록 분할되거나 전체 축에 걸쳐 수행됨으로써, 상기 축들 중 하나는 적어도 부분적으로 제2 축을 둘러싸고, 개별 변속단들은 양호하게는 비고정 휠 및 고정 휠을 포함하는 기어 휠 쌍으로부터 형성되어서, 비고정 휠이 대응하는 변속기 작동을 통해 구동축과 회전 고정식으로 결합하고 변속단의 변속이 수행되는 바와 같이 형성될 수 있다. 변속기 액츄에이터는 이와 같은 H형 배열 또는 절환식 형태로 변속단을 작동시켜서, 변속기 액츄에이터의 구동은 하나 또는 두개의 전기 모터를 통한 전기 또는 조절 실린더를 통한 유압으로 이루어질 수 있다. 전체 변속기의 변속이 이러한 2개의 부분 변속기에 의해 교호식으로 이루어지도록 배열되는 것이 유리한 것으로 증명되었다. 변속기를 가지는 변속단에 감소하는 자연수가 할당된다면, 예 컨대 홀수의 변속단은 제1 부분 변속기에 배열되고 짝수의 변속단은 제2 부분 변속기에 배열된다. 후진 기어는 양호하게는 2개의 변속기 중 하나에 제공된다. 변속단의 변속, 예컨대 기어 휠 쌍에서 변속기 출력축의 치형 개수 대 변속기 입력축의 기어휠의 치형 개수의 비율은 변속이 증가함에 따라 빠르게 감소하는데, 즉 높은 속도 영역에서의 작은 변속비와 낮은 속도에서의 높은 변속비와 시작 작동이 제공된다.

이와 같은 변속기에서 예컨대 결함 있는 변속기 액츄에이터 또는 기어 휠의 잠금 또는 2개 기어에 의한 출발 또는 액츄에이터에 의한 구동 및 미리 선택된 변속단에 2개의 변속단이 동시에 입력되면, 2개의 마찰 클러치 중 하나가 개방될 때 연속 진행이 수행될 수 있다. 부분 변속기의 변속이 더 이상 해제 가능하지 않은 경우에 양호하게는 여기에 속하는 마찰 변속기가 개방되고 2개의 변속단 사이의 변속 진행 동안에 인장력 차단만을 가지는 차량은 변속기 입력축을 구동한다. 이러한 방식으로 변속되는 변속단의 변속비가 다른 변속기 입력축 상에서 변속단 변속단의 변속비보다 작다면, 본 발명에 따른 기능하는 부분 변속기의 변속기 입력축의 회전수는 변속된 변속단의 큰 변속비에 의해 기능하지 않는 부분 변속기에서 구동열의 손상이 발생하지 않도록 제한된다. 예컨대, 과도하게 높은 속도에서 결함 있는 부분 변속기의 클러치 디스크가 폭발하여 손상을 유발하거나 변속기 입력축의 지지부가 손상될 수 있다.

본 발명의 사상에 따르면, 결함 있는 변속기의 변속기 입력축의 회전수를 제한하기 위해, 기능하는 부분 변속기에서 변속되는 변속단의 선택이 제한된다. 특 히, 구동 유닛의 조절 간섭을 원치 않을 때 양호할 수 있다. 여전히 변속 가능한 변속비에 있어서 허용될 수 있는 변속비 i (max)에 대한 선택은 변속비 i(D)를 가지는 다른 기어 입력축에서 변속된 변속단에 의해 다음과 같은 식 1에 따라 파손의 위험 없이 측정될 수 있다.

여기서 N(max, A)는 예컨대 엔진이 속도 제한기에 이를 때의 회전수와 같은 구동 유닛의 최대 회전수를 의미하고, N(max, K)는 예컨대 클러치 디스크를 위해 견고성 측정 범위 내에서 인정된 허용 가능한 회전수와 같은 변속기 입력축의 최대 구동 회전수이다. 이러한 값들은 당업자의 분별력에 따라 주어질 수 있고 사용 수명동안 제어기에 의해 조절 가능하다는 것은 자명하다.

본 발명의 또 다른 사상에 따르면, 변속을 위해 여전히 기능하는 부분 변속기에 대해 모든 변속단이 해제되어서, 구동 유닛의 회전수는 입력된, 예컨대 끼워진 변속단을 구비한 부분 변속기가 허용가능하지 않은 회전수에 이르지 않도록 제한된다. 일 실시예에서 구동열의 파열 또는 파손을 피하기 위한 구동 유닛 N(max, A,l)의 최대 허용가능한 회전수는 양호하게는 다음과 같은 식 2에 따라 제한된다.

여기서, i (a)는 변속될 결함 없는 부분 변속기의 변속비를 의미하고, 변속 된 변속비 i (D)는 앞서 언급한 바와 같이 결함 있는 부분 변속기의 변속기 입력축의 파손 없는 최대 허용 가능한 회전수인 N(max, K)와 같은 결함 있는 변속단의 변속비를 의미한다. 부분 변속기의 2개의 클러치 중 하나가 부착 상태에 있으면, 기어 선택의 이러한 제한 및 회전수의 제한은 2개의 입력된 기어를 가지는 차량의 출발 작동에 대해 유사한 방식으로 타당성을 갖는다는 것은 명백하다. 큰 변속비를 가지는 임의의 변속단은 마찬가지로 허용 가능하지 않은 회전수 상승을 겪을 수 있으므로, 구동 유닛의 대응하는 회전수가 제한될 수 있고 출발 작동을 위해 회전수 제한기에 이르는 구동 유닛의 회전수 밴드 사용시에 출발 변속비의 선택이 이미 특정된다.

큰 변속비를 가지는 변속단이 입력되는 부분 변속기의 회전수 제한을 위한 이와 같은 2가지 가능성은 양호하게는 서로 조합될 수 있다. 2가지 방법을 사용하는 상기 선택은 운전자의 거동 및 차량의 작동 모드를 피드백할 수 있는 파라미터에 따라 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 선택은 운전자가 변속비를 수동으로 부여하는 스포츠모드, 변속단이 자동으로 입력되는 안락모드, 저단 변속 신호, 차량의 브레이크 상태, 냉각수 및 연료의 온도, 도로 상태, 도로 경사 등에 따를 수 있다.

후속하여 상기 절차에 따른 실시예가 하나의 도면을 통해 보다 상세히 설명된다. 루틴(1)는 출발(2)한 다음 변속기 조절기의 오작동이 있는지를 결정하는 분기점(3)에서 시작한다. 상기 오작동은 예컨대 변속 핑거 또는 다른 부품의 파손되어 입력된 변속단이 더 이상 해제될 수 없거나, 최동 작동 요소가 입력 및 해제 변 속단에 점착되어 기어 액츄에이터가 변속단을 더 이상 해제할 수 없는 것이다. 오작동이 없다면, 루틴은 즉시 종료한다. 예컨대 변속기 제어를 관장하는 제어기로의 변속기 액츄에이터의 피드백을 평가하여 달성될 수 있는 오작동 인식시에, 변속된 변속단이 해제되었는지의 요구(4)가 점검된다. 해제되어야 하는 변속단이 해제되었으면, 루틴은 종료한다. 임의의 변속단이 여전히 입력되어 있는지 여부는 구동열의 센서 신호의 평가로부터 달성된다. 예컨대, 구동열의 회전수 및/또는 모멘트 평가, 및/또는 변속기 입력축의 회전수가 평가될 수 있어서, 클러치의 모멘트 전달 특성, 및 임의의 입력된 변속단에서 기어 입력축 회전 속도에 대한 정보를 제공할 수 있는 적어도 휠 회전수가 평가를 위해 고려될 수 있다. 상기 데이터로부터 ~이 가능하다. 상기 데이터로부터 해제되어야 할 변속단이 여전히 입력되어 있는 가능성이 있다면, 여전히 입력되어 있는 변속단을 가지는 변속기 입력축에서 높은 회전수로 제한되어서, 또 다른 분기점(5)에서 적절한 루틴이 결정된다. 선택은 차량 파라미터 또는 운전자 거동 특성에 따라 결정되어서, 각각의 루틴에 따라 선택되는 제어 신호(F)가 (이미 앞서 최종적으로 언급한 바 있는)적절한 선택 기준에 부여될 수 있다. 예컨대, 분기점에서 F=0 이 되어서, 블록 6에서 차량의 진행 운동을 위해 적절한, 더 이상 제한되지 않는 변속단이 입력되는, 루틴 1a로 진행한다. 변속단의 변속에 따라, 단계(7)에서 예컨대 전술한 식2를 이용하여 구동 유닛에 대한 속도 제한이 이루어져서, 결함 있는 변속단을 가지는 변속기 입력축의 회전수 상승에 의해 구동열이 손상되지 않는다. 후속하는 블록(8)에서, 블록(7)에서 결정된 회전수 제한은 제어를 위해 회전수가 결정된 제어기로 전달된다. 이어서 루틴(1a)은 종료한다. 구동 유닛의 조절은 회전수 제한을 유지하기 위해 적절히 보정된다. 제어 부호를 F=1 로 설정하여 루틴(1b)가 선택된 경우에, 블록(9)에서 최대 허용 가능한 변속비가 예컨대 전술한 식1에 기초하여 결정된다. 블록(10)에서, 차량의 상태에 따라, 블록(9)에서 결정된 변속비를 가지는 변속단이 입력된다. 다음으로, 루틴(1b)가 종료된다. 차량에 따라 루틴(1a) 또는 루틴(1b) 중 하나만이 이용되는 방식으로 루틴(1)이 구현될 수 있다는 것은 자명하다. 특정 실시예에서, 최대로 허용 가능한 변속비 및 구동 유닛의 회전수가 제한되는 루틴(1a)와 루틴(1b) 모두가 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 최대로 허용 가능한 변속비 및 구동 유닛의 회전수가 적절하게 제한될 수 있다.

Claims (8)

1. 구동 유닛의 구동축과 마찰 클러치에 의해 연결 가능한 변속기 입력축 및 상기 변속기 입력축과 구동축 사이에서 변속 가능한 변속단으로 이루어진, 적어도 2개의 부분 변속기를 구비한 차량용 다중 변속기에 있어서,

   각각의 변속단에 대해, 상기 변속단에 속하는 변속기 입력축의 미리 설정될 수 있는 최대 회전 속도가 규정되고, 2개의 부분 변속기에서 변속될 변속단이 큰 변속단과 작은 변속단을 동시에 가질 경우 변속기 입력축 회전 속도는 큰 변속비를 가지는 변속단으로 제한되는 것을 특징으로 하는 다중 변속기.
2. 제1항에 있어서, 회전 속도는 더 큰 변속비를 가지는 변속단의 최대 회전 속도로 제한되는 것을 특징으로 하는 다중 변속기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변속단의 변속 선택은 더 큰 변속단의 변속비에 따라, 더 큰 변속비의 변속단을 가지는 변속기 입력축에 속하지 않는 변속기 입력축으로 제한되는 것을 특징으로 하는 다중 변속기.
4. 제3항에 있어서, 소정의 변속단이 변속되었을 때, 이 변속단에 해당하는 마찰 클러치가 폐쇄될 경우 상기 변속단이 더 큰 변속비를 가지는 변속단의 최대 회전 속도를 초과한다면 상기 변속단은 최대 회전 속도에 도달하기 전에 해제되는 것 을 특징으로 하는 다중 변속기.
5. 제3항에 있어서, 소정의 변속단이 변속되었을 때, 이 변속단에 해당하는 마찰 클러치가 폐쇄될 경우 상기 변속단이 더 큰 변속비를 가지는 변속단의 최대 회전 속도를 초과한다면 상기 변속단은 입력되지 않는 것을 특징으로 하는 다중 변속기.
6. 제3항에 있어서, 소정의 변속단이 변속되었을 때, 이 변속단에 해당하는 마찰 클러치가 폐쇄될 경우 상기 변속단이 더 큰 변속비를 가지는 변속단의 최대 회전 속도를 초과한다면 상기 변속단은 제어 장치에 의해 조절되는 구동 유닛의 회전 속도가 더 큰 회전 속도를 가지는 변속단의 최대 회전 속도를 초과하지 않도록 조절되는 조건으로 입력되는 것을 특징으로 하는 다중 변속기.
7. 구동 유닛의 구동축과 마찰 클러치에 의해 연결 가능한 변속기 입력축 및 상기 변속기 입력축과 구동축 사이에서 변속 가능한 변속단으로 이루어진, 적어도 2개의 부분 변속기를 구비한 차량용 다중 변속기 구동 방법에 있어서,

   각각의 변속단에 대해, 상기 변속단에 속하는 변속기 입력축의 미리 설정될 수 있는 최대 회전 속도가 규정되고, 2개의 부분 변속기에서 변속될 변속단이 큰 변속단과 작은 변속단을 동시에 가질 경우 변속기 입력축 회전 속도는 큰 변속비를 가지는 변속단으로 제한되는 것을 특징으로 하는 다중 변속기 구동 방법.
8. 제7항에 있어서, 비상 상황에서 사용하기 위해, 변속단의 부분 변속기에서 해제될 수 없을 때에 비상 작동이 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.

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