KR20070057847A

KR20070057847A - 트랜스미션 브레이크의 기능 확장 방법

Info

Publication number: KR20070057847A
Application number: KR1020077006406A
Authority: KR
Inventors: 라이너 페트촐트; 마리오 슈타인본; 울리히 라이트; 루퍼트 크라머; 볼프강 그뢰너
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-06-07
Also published as: US9387848B2; EP1895201A2; DE502005010989D1; ATE501377T1; EP1895201A3; DE502005011103D1; ATE386231T1; US20130296134A1; EP1794478B1; BRPI0515568A; EP1794478A1; ATE498786T1; CN101027509A; DE502005002863D1; EP1895200A2; US20080065300A1; EP1895200A3; DE102004045828A1; WO2006032317A1; JP2008513703A

Abstract

본 발명은 수동 변속기 내의 트랜스미션 브레이크를 제어 및 조절하기 위한 방법에 관한 것으로서, 동기화를 위해 변속기 축의 실제 회전 속도로부터 출발하여 동기화될 축의 설정 회전 속도를 결정하고, 결정된 설정 회전 속도가 동기화될 축에 설정되는 방식으로 트랜스미션 브레이크를 제어하고 그리고/또는 조절하는 상기 제어 및 조절 방법에 관한 것이다. 또한, 본원의 제어 및 조절 방법은, 트랜스미션 브레이크의 제어 및 조절이 순수한 변속기 동기화 기능 이외에도 동력 전달 장치와 관련한 추가의 기능들을 실행하기 위해 이용되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 동력 전달 장치와 관련한 기능들은 공통적으로 추가의 하드웨어 비용 없이, 혹은 오로지 최소한의 하드웨어 추가 비용만으로도 다소 달성되며, 그로 인해 거의 비용 중립적으로 구현되지만, 그러나 트랜스미션 브레이크의 기능 범위와 그에 따른 실제적 가치를 대폭 향상시킨다. 특히 변속 작동의 쾌적성과 속도, 센서, 커플링, 구동 클러치 및 엔진 제어 장치에서 오류 조건으로부터 보호 혹은 그 오류 조건의 인식뿐 아니라 변속기의 바람직하지 못한 상태의 방지가 현저하게 개선된다. 그 외에도, 예컨대 보조 유닛의 작동에서와 같이, 지금까지 고려하지 않은 부차적인 조건들을 고려하며, 그리고 그 조건들에 유용한 영향을 줄 수 있다.

수동 변속기, 트랜스미션 브레이크, 구동 클러치. 보조 유닛, 엔진제어 장치

Description

트랜스미션 브레이크의 기능 확장 방법{METHOD FOR BROADENING THE FUNCTION OF A TRANSMISSION BRAKE}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따라 수동 변속기 내의 트랜스미션 브레이크의 기능을 확장하기 위한 확장 방법에 관한 것이다.

수동 변속기는 상당히 오래전부터 다양한 자동차 타입에서 사용되어오고 있다. 이와 관련하여 지배적인 구조는 소위 카운터축 구조이며, 이 경우 변속기의 입력축의 토크는 카운터축 상으로, 그리고 이 카운터축으로부터 출력축으로 전달된다. 축들 상에는 변속단의 수에 상응하는 수의 기어열들이 위치한다. 각각의 기어열은 적어도 하나의 아이들 기어를 구비하되, 이 아이들 기어는 일 축 상에 회전 운동 가능하게 장착되며, 그로 인해 상이한 기어비를 갖는 기어열들의 동시 맞물림을 가능케 한다. 기어가 맞물릴 시에, 대응하는 변속단의 기어열의 아이들 기어는 커플링 장치를 통해 각각의 축과 회전 불가능하게 연결되며, 그로 인해 입력축으로부터 카운터축을 통해 출력축으로 전달되는 토크 흐름을 가능케 한다.

설계 용적이 작고 구성품 비용이 낮을 시에도 높은 토크의 전달을 가능케 하기 위해, 거의 오로지 형상 잠금 고정 방식의 커플링 장치들 내지 클러치들만이 이용된다. 변속기를 신속하고, 충격 없이, 그리고 잡음 및 마모 없이 변속 전환하기 위해, 기어를 맞물릴 시에, 형상 잠금 고정 방식의 커플링 장치에 의해 회전 불가능하게 상호 간에 연결될 부재들이 적어도 거의 동일한 회전 속도로써 회전하는 점이 보장된다. 이와 같은 동기화를 위해, 변속기 내부에서 소형으로 치수화된 마찰 클러치들이 이용될 수 있되, 대개 각각의 기어열에는 동기화를 위한 자체 클러치가 제공되어 있다.

그러나 변속기 구성품들의 비용 및 그 수는, 동기화가 변속기의 출력 속도에 대한 입력 속도의 비율을 그에 상응하게 설정함으로써 이루어짐에 따라 절감될 수 있다. 변속기의 출력축은 대개 항시 차량의 구동되는 휠들과 구동 연결되어 있기 때문에, 출력축의 회전 속도는 차량의 주행 속도에 따른다. 그러므로 동기화는 통상적으로 변속기의 입력측의 회전 속도를 그에 상응하게 적응시킴으로써 이루어진다. 예컨대 하단 변속단수로 변속 전환하는 과정에서, 축의 가속이 필요한 경우, 이는 차량의 구동 엔진 및 구동 클러치를 이용하여 이루어진다. 그리고 축의 필요한 제동을 위해서 트랜스미션 브레이크가 제공되는데, 이 트랜스미션 브레이크는 대개 동력 전달 장치의 구동측 부분에서 변속기 하우징의 내부에 배치되거나 혹은 변속기에 직접 인접되는 방식으로 배치되며, 그리고 예컨대 카운터축에 작용한다. 이와 관련하여, 트랜스미션 브레이크는, 상단 변속단수로 변속 전환하는 과정에서 변속기의 입력측을 거의 동기 회전 속도로 감속하는 과제를 수행한다.

다음에서, 분명하게 또 다른 형태로 지칭되지 않는 점에 한해서, 클러치는 항시 변속기 내부에 내장된 클러치를 의미하되, 이 내장된 클러치는 축과 아이들 기어 사이의 토크 전달을 가능케 하며, 그리고 대개 필요하지 않은 점에서 형상 잠 금 고정 방식의 클러치이다. 이와 반대로, 구동 엔진과 변속기 사이에서 토크를 전달하며, 그리고 수동으로 변속 전환이 이루어지는 차량에서 통상 클러치 페달을 통해 작동되는 클러치는 구동 클러치로서 지칭된다.

트랜스미션 브레이크는 유압식, 공압식, 혹은 전자기 방식으로 작동될 수 있다. 비록 몇몇의 경우에 비제어식 트랜스미션 브레이크만으로도 충분할 수 있긴 하지만, 설정 가능한 제동력을 갖는 트랜스미션 브레이크는 실제로 상당한 이점을 제공한다. 이와 같은 트랜스미션 브레이크는 예컨대 이방향 밸브에 의해 공압식으로 작동되는 브레이크로서 구성되되, 이 브레이크는 일정한 병진운동을 통해 카운터축과 연결된다.

트랜스미션 브레이크를 이용한 동기화가 자동차의 자동화 수동 변속기용으로 간단하게 구현될 수 있음에도 불구하고, 동기화 방식의 트랜스미션 브레이크의 기능 원리는 수동으로 변속 전환되는 변속기뿐 아니라 자동차에서 이용되지 않는 변속기에도 적용될 수 있다.

트랜스미션 브레이크는 DE 196 52 916 A1으로부터 공지되었다. 이에 따라, 변속기의 결정된 출력 속도와 사전 선택된 기어비의 정보로부터 설정 연속 속도가 결정되며, 그리고 설정 연속 속도가 검출된 실제 회전 속도보다 더욱 낮은 경우라면, 설정 브레이크 기울기가 결정되고, 밸브들을 통해 설정된다. 카운터축이 트랜스미션 브레이크의 제동 작용에 의해 설정 연속 속도를 달성한 후에, 기어가 맞물리며 브레이크가 개방된다. 이러한 해결 방법은, 통상적인 변속 전환 과정들의 동기화를 조절하기에 적합하지만, 그러나 조절과 관련하여 최소로 필요한 기본 기능 에만 국한되고, 상기한 브레이크의 기술적 가능성들을 월등하게 활용하지 못한다.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 배경을 바탕으로 상당한 추가 하드웨어 비용 없이 트랜스미션 브레이크가 본질적으로 확장되도록 하는 트랜스미션 브레이크용 제어 방법 내지 조절 방법을 제공하는 것에 있다. 이하에서는 언어상의 단순화를 위해, "제어" 개념이 "조절" 개념을 함께 포함한다. 상세하게 제어가 존재하는지, 아니면 조절이 존재하는지의 여부는 문맥으로부터 제시되거나, 혹은 상기한 제어의 구체적인 구현예에 따라 결정된다.

상기 목적은 주 청구항의 특징부에 의해 달성되는 반면, 본 발명의 바람직한 구현예들 및 개선 실시예들은 종속항들로부터 제시될 수 있다.

본 발명은, 하드웨어 비용의 상당한 증가 없이 트랜스미션 브레이크의 기능 범위를 확장함으로써, 변속 전환 과정의 쾌적성 및 속도, 센서, 클러치, 구동 클러치 및 엔진 제어 장치에서 오류 조건으로부터 보호 내지 그 오류 조건의 인식 및 변속기의 바람직하지 못한 상태들의 방지가 개선될 수 있다는 이해를 기초로 한다. 그 외에도, 예컨대 보조 유닛의 작동에서와 같이, 지금까지 고려하지 않은 부차적인 조건들을 고려하며, 그리고 그 조건들에 유용한 영향을 줄 수 있다.

이에 따라, 본 발명은, 수동 변속기에서 트랜스미션 브레이크를 제어 및 조절하기 위한 방법에 관한 것으로서, 동기화를 위해 변속기 축의 실제 회전 속도로부터 출발하여, 동기화될 축의 설정 회전 속도를 결정하며, 그리고 결정된 설정 회전 속도가 동기화될 축에 설정되는 방식으로 트랜스미션 브레이크를 제어하고 그리고/또는 조절하는 상기한 제어 및 조절 방법에 관한 것이다. 그 외에도 설정된 목적을 해결하기 위해 본 발명에 따라 트랜스미션 브레이크의 제어는 순수한 변속기 동기화 기능 이외에도 추가의 동력 전달 장치 관련 기능들을 실행하기 위해 이용된다.

상기한 동력 전달 장치 관련 추가 기능들은 종속항들에 상세하게 설명된다. 상기 추가 기능들은 공통적으로 추가의 하드웨어 비용 없이 혹은 오로지 최소의 추가 하드웨어 비용만으로 다소 실행되며, 그로 인해 거의 비용 중립적으로 구현될 수 있지만, 그러나 트랜스미션 브레이크의 기능 범위와 그에 따른 그 실제적 가치를 대폭 증가시킨다.

본 발명의 제1 실시예에 따라, 변속기와 연결된 동력 인출 장치의 관성 질량의 조건에 따르는 토크는 제동 토크를 제어하고 그리고/또는 조절할 시에 고려되며, 그리고 동력 인출 장치는 클러치가 체결될 시에 트랜스미션 브레이크에 의해 제동된다. 여기서 동력 인출 장치라고 하면, 차량의 구동휠들과 연동하는 주행 변속단들에 결부하는 통상적인 작동에 추가로, 차량의 구동 엔진을 통한 장비 혹은 장치들의 작동을 가능케 하는 변속기 출력축으로 간주된다. 이와 관련하여, 상기한 장비 혹은 장치들은, 차량의 정지 시에 혹은 주행 작동 동안 작동될 수 있도록 장착될 수 있다.

변속기에 결합된 동력 인출 장치, 내지 이 동력 인출 장치에 연결된 장비 혹은 장치들은 각각의 종류와 작동 조건들에 따라 상당한 회전 질량을 포함할 수 있 되, 이 회전 질량은 변속기의 출력측에 연결된 상태에서 구동 클러치가 개방될 때 단지 천천히 멈추지만, 이때 변속기의 출력측 상의 회전 속도를 더욱 오랜 기간 동안 상대적으로 높은 수준으로 유지한다.

안전을 고려할 때 바람직하게는 제어 방법을 통해 상기한 동력 인출 장치를 제동하고, 그에 따라 애프터-런(after run) 시간을 대폭 감소시키는 가능성을 제공한다. 그러나 단지 상기한 목적을 위해 각각의 동력 인출 장치용으로 자체 브레이크를 내장하거나, 혹은 각각의 구동할 장비 혹은 장치들 내에 자체 브레이크를 내장하는 것은 복잡하면서도 더욱 높은 비용을 야기한다. 본 발명에 따라 여하간 존재하는 트랜스미션 브레이크가 추가의 구성품 비용 없이 상기한 기능을 함께 수행할 수 있다. 이때 그 기능의 달성은 동력 인출 장치의 정지 과정 중에 우선 오로지 구동 클러치만이 개방되며, 그로 인해 구동 엔진에 대한 연결이 분리되면서 이루어진다. 그런 다음 멈추고 있는 동력 인출 장치는 관계하는 변속기 부재들을 회전시키며, 트랜스미션 브레이크를 통해 제동될 수 있다. 물론 그 외에도 선택적으로 토크 흐름에 동력 인출 장치를 연결하기 위한 클러치를 개방하고, 동력 인출 장치를 제동하지 않은 상태로 멈추게 할 수도 있다.

동력 인출 장치를 제동하기 위한 상기한 방법의 또 다른 적용에 따라, 극미한 회전 속도를 갖거나 혹은 정지 상태에 있는 동력 인출 장치는, 오로지 동기화될 축이 적어도 거의 동기 회전 속도를 가질 때에만, 다시 말해 이 경우 거의 정지 상태에 있을 때에만, 복잡한 자체 마찰 클러치 없이, 형상 잠금 고정 방식의 클러치들을 통해 변속기의 토크 흐름 내에 연결될 수 있다. 이미 동력 인출 장치가 변속 기에 의해 구동되고 다시 계속해서 작동되어야 하는 점에 한해서, 구동 클러치의 개방 후에, 그에 따라 차량 구동 장치의 분리 후에, 제1 동력 인출 장치가 적어도 거의 멈추고 그로 인해 동기화될 축 역시 거의 정지할 때까지, 제2 동력 인출 장치의 연결이 대기한다. 이는 동력 인출 장치의 각각의 회전 속도 및 회전 질량에 따라 상당한 시간을 소요할 수 있다. 이에 따른 시간은, 본 발명에 따른 방법을 통해, 변속기와 이미 연결된 동력 인출 장치 사이의 클러치가 체결되고 구동 클러치는 개방된 상태에서, 트랜스미션 브레이크가 동기화될 축 외에도 동력 인출 장치를 제동하는데 이용되면서 대폭 단축될 수 있다.

또한, 생각해 볼 수 있는 점에서, 차량은 동력 인출 장치가 연결된 상태에서 주행이 가능해야 한다. 만일, 변속기 내에 공동의 카운터축이 제공되되, 이 카운터축 상에 일측에서는 주행 변속단들의 기어열들의 부분들을 형성하는 아이들 기어들이 배치되며, 타측에서는 동력 인출 장치용으로 제공된 별도의 출력축들 상에서 기어들과 맞물리는 하나 혹은 다수의 아이들 기어가 배치된다면, 더욱 높은 주행 변속단으로 전환하기 위해, 카운터축은 평소와 같이 거의 동기 회전 속도로 감속되어야 한다. 그러나 이러한 경우 관성이 큰 자체 회전 질량에 의해 계속해서 회전하는 동력 인출 장치에 의해 카운터축의 회전 속도는 일시적으로 거의 이전까지 회전하던 수준으로 유지되기 때문에, 동력 인출 장치의 특별한 고려 없이 동기화가 장시간 동안 요구될 수 있다.

그러므로 본 발명에 따라 동력 인출 장치가 연결된 경우 트랜스미션 브레이크에 의해 인가된 제동 토크는, 카운터축에 새로운 동기 회전 속도가 설정되는 방 식으로 동력 인출 장치를 짧은 시간에 제동하기 위해, 동력 인출 장치가 연결되지 않은 순수 주행 작동의 제동 토크와 비교하여 상승한다. 이와 관련하여, 정해진 제동 토크 증가율은 지정된 동력 인출 장치용으로 이용될 수 있되, 상기한 제동 토크 증가율은 동력 인출 장치의 종류 및 그 회전 속도에 따라 도표로부터 판독되고, 카운터축의 회전 속도의 반응에 따라 조절될 수 있다. 혹은 동력 인출 장치가 연결된 상태에서 트랜스미션 브레이크의 제동 토크를 목표한 바대로 상승시키는 임의의 또 다른 제어 혹은 조절 방법이 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 제2 실시예에 따라, 변속기의 동기화를 위해 이용되는 트랜스미션 브레이크는 특별 모드에서 의도되지 않은 구름(rolling)으로부터 차량을 보호하기 위해 이용된다.

운전자의 관여 없이 정지한 차량의 의도되지 않은 구름을 억제하기 위해 다수의 방법 및 장치들이 공지되어 있다. 상기한 방법 및 장치들은 대개 상용 브레이크(service brake) 혹은 파킹 브레이크의 자동 제어 장치를 이용하여 운영된다. 파킹 브레이크 상에 작용하는 시스템들은 대개 오로지 해당 목적을 위해서만 이용되면서 차량 가격을 올리고 차량 하중을 증가시키는 액추에이터들을 필요로 하는 반면에, 상용 브레이크 상에 작용하는 시스템들의 경우 필요한 액추에이터들은 현재의 차량에 예외없이 하여간 존재하는 구성품들이다.

그러나 기본적으로 브레이크 제어 장치와 같은 높은 안전성 관련 시스템의 복잡성을 추가의 기능들을 통해 증가시킬만한 가치는 없다. 이와 같은 단점들은 구름으로부터 차량을 보호하기 위한 트랜스미션 브레이크를 이용함으로써 회피된 다. 트랜스미션 브레이크는 단지 정지한 차량의 이동만을 방지하기 때문에, 상대적으로 작은 브레이크가 이용될 수 있으며, 그럼으로써 트랜스미션 브레이크는 수많은 경우에, 치수를 확대하지 않으면서, 그리고 특히 예컨대 추가의 브레이크 피스톤 구간이나 혹은 단지 이에 해당하는 목적만을 위해 제공되는 별도의 장치들을 요구하지 않으면서 이에 해당하는 기능을 함께 수행할 수 있다. 이는, 변속기 기어비, 그리고 예컨대 차축 구동부 혹은 트랜스퍼 케이스의 도입되는 기어비에 의해 차량을 정지시키기 위해 필요한 토크는 강력하게 감소될 수 있기에 더욱 유효하다.

비록 트랜스미션 브레이크에 의해 인가되는 제동 토크가 상기한 트랜스미션 브레이크의 보강된 치수화 없이 급한 경사로에서 차량을 정지시키기에 충분하지 않다고 하더라도, 그럼에도 본 발명에 따른 구름 차단은 차량의 대부분의 작동 조건에서 유용하게 이용될 수 있다. 운전자가 차량의 구름을 고려하여 브레이크의 수동 작동을 통해 상기한 구름을 억제하는 것 없이 급한 경사로에서 정차한다는 점은 결코 있을 수 없는 일이며, 그에 반해 눈에 띄는 경사율을 갖는 도로에서 어느 경우에도 차량의 의도되지 않은 구름은 결코 야기되지 않는다. 그러나 단지 예컨대 신호등 앞의 불균일한 도로에서만 종종 차량의 의도되지 않은 구름이 야기되기는 한다. 또한, 정거장에서 버스의 필요한 정지는 큰 제동력을 필요로 하지 않는다. 그러므로 트랜스미션 브레이크는 상기한 과제를 용이하게 수행할 수 있다.

자명한 사실로서 필요에 따라 구름 차단의 기능을 더욱 개선하는 방식으로 충족시키기 위해 트랜스미션 브레이크는 보강되어 설계될 수 있다. 이와 관련하여 설계의 보강은 본원에 기술된 기능들 중 여타의 기능들에도 도움이 된다.

의도되지 않은 구름으로부터 차량을 보호하기 위한 상기한 기능을 개선한 특별한 실시예에 따라, 차량을 위한 스윙 아웃 기능이 실현될 수 있다. 만일 차량이 함몰된 바닥에 빠져서 나오지 못하게 되었다면, 체계적으로 조금씩 교호적으로 전후진 할 뿐 아니라, 이때 차량은, 해당하는 휠이 최종적으로 함몰부의 가장자리 위쪽에 도달할 때까지, 엔진에 의해 휠들에 전달된 구동 에너지를 함께 이용하여 함몰부의 각각 또 다른 측면에서 약간 더욱 높게 정지하기 위해 각각 그때까지 획득한 위치 에너지를 함께 이용함에 따라, 상기한 차량은 종종 자체 힘으로 그 함몰된 바닥으로부터 빠져나올 수 있다. 이를 위해, 운전자는 전진 변속단과 후진 변속단 사이에서 변속 전환하면서 함몰부 내로 후퇴함으로써 바로 후퇴하기 전까지 도달한 휠의 높이에서 가능한 한 약간만 후퇴하게 하는 것이 중요하다. 다른 한편으로, 운전자가 전진 변속단 혹은 후진 변속단을 넣으면서 곧바로 후행하는 스윙 운동(swing motion)을 유도할 때, 브레이크는 완전하게 풀려있어야 한다. 파킹 브레이크 혹은 상용 브레이크를 통해 작용하는 구름 방지 장치는 부득이하게 조절 장치의 상당한 비용으로 만족스럽게 상기한 기능을 해결할 수 있는 반면에, 트랜스미션 브레이크의 경우, 정확하게 각각 곧바로 후행하는 변속단으로서 맞물릴 변속단이 아직 연결되지 않을 때에만 후퇴가 억제되고, 그에 반해 브레이크는 변속단이 연결되면서 즉시 완전하게 풀리는 방식으로, 최소의 비용으로 상기한 트랜스미션 브레이크가 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 제3 실시예에 따라, 구동 클러치를 통해 변속기 내에 공급된 토크는 트랜스미션 브레이크의 제어를 통해 완전하게 혹은 부분적으로 보상 된다. 이런 사항은 특히, 예를 들어 스타팅 작동 시에 우선적으로, 경사면에서 스타팅 작동 시 차량의 후퇴가 배제될 수 있을 정도로 변속기에 존재하는 토크를 상승시키기 위해 중요할 수 있다. 비록 구동 클러치에 의해 설정된 실제 토크가 설정 토크를 초과한다고 하더라도, 이는 트랜스미션 브레이크의 대응하는 제동 토크에 의해 보상될 수 있다. 이때, 구동 클러치에 의해 전달되는 토크가 감소되어야 하는 경우라면, 구동 클러치가 그에 상응하게 위치 결정될 때까지, 트랜스미션 브레이크는 변속기의 출력축에 존재하는 토크를 감소시킬 수 있다. 이는 변속기의 출력측에 바람직한 토크를 동시에 빠른 속도로 실현할 시에 클러치의 더욱 완만하고 그에 따라 더욱 정확한 위치 결정을 가능케 한다. 이러한 방법의 또 다른 유용한 적용은 다음에서 설명된다.

연결 과정에서, 특히 구동 클러치를 빠르게 위치 결정을 하고자 할 때 소위 오버슈트(overshoot)가 발생할 수 있다. 이런 오버슈트는 설정 위치가 달성된 후에 예컨대 클러치 부재들의 극미하게 연속되는 운동에 의해 발생할 수 있다. 구동 클러치의 작동 속도가 더욱 높으면 높을수록, 오버슈트의 성향은 더욱 커진다. 또한, 예를 들어 빠른 부하 교번과 이에 따라 동력 전달 장치의 부재들에서 발생하는 변형에 의해 변속기 입력축에 바람직하지 못한 토크 피크가 야기될 수 있다. 이 토크 피크는 본원에서 마찬가지로 오버슈트의 개념에 포함된다. 이 경우 매우 단기간에 이루어지는 과정이 문제가 되기 때문에, 예컨대 엔진 회전 속도의 제어를 통한 조절은 너무 느리며, 그로 인해 중요하지 않다.

본 발명의 제4 실시예에 따라, 오버슈트와, 그로 인해 수반되는 변속기 입력 축에 존재하는 토크의 단기 상승은 트랜스미션 브레이크를 그에 상응하게 제어함으로써 완전하게 혹은 부분적으로 보상된다. 이때 오버슈트는 센서들을 통해 검출될 수 있다. 그러나 종종 변속기 클러치에 대해 간단하게 사전 제어 할당함으로써 차량의 탑승자가 감지할 수 있는 오버슈트 결과를 적어도 대폭 감소시킬 수도 있다. 예컨대 구동 클러치의 소정의 위치 결정 속도로부터 출발하여 구동 클러치에 의해 동력 전달이 개시된 후, 혹은 그 동력 전달이 완료된 후의 결정된 시점까지 트랜스미션 브레이크에 의해 사전 지정된 세기의 짧은 제동 펄스가 생성된다. 자명한 사실로서, 예컨대 다양한 연결 사례들을 구분하고, 경우에 따라 추가의 파라미터를 포함시켜서 시점, 기간, 그리고 트랜스미션 브레이크의 제동 펄스의 세기를 결정하는 포괄적인 제어 및 조절 방법도 생각해 볼 수 있다. 이는 도표로 저장된 값들을 판독하거나, 혹은 이와 관련한 제어 컴퓨터 내에서의 산출을 통해 이루어질 수도 있다.

특히 도그 타입 상시 물림식 변속기나, 혹은 기타 변속기 타입에서, 각각 2개의 도그 혹은 일반적으로 2개의 기어 컴포넌트가, 통상적인 토크 전달 능력을 갖는 연결이 불가능한 방식으로 서로 마주보고 있는 상황이 발생할 수 있는데, 왜냐하면, 각각 융기된 부분들이 서로 마주보고 있어서 형상 잠금 고정 방식의 연결이 억제되기 때문이다. 이런 경우 변속기는 변속 전환될 수 없다.

이와 같이 톱니부 위에 톱니부가 위치하는 변속기 위치는 본 발명에 따른 방법의 제5 실시예에 따라 트랜스미션 브레이크를 통해 연속적인 혹은 맥동하는 제동 토크를 인가함으로써 제거될 수 있다. 우선적으로 상호 간에 인접하는 클러치 부 재들을 다시 분리하고, 새로운 커플링 과정에서 클러치 부재들과 관련하여 우연하게 달성되는 더욱 바람직한 상대 위치에 의지하는 상기한 변속기 위치를 해결하기 위한 방법과는 반대로, 톱니부 위에 톱니부가 위치하는 상기한 변속기 위치는 앞서 이야기한 본원의 방법을 통해 신속하면서도 신뢰되는 방식으로 해결될 수 있되, 이 경우 클러치 부재들이 우선적으로 상호 간에 분리될 필요도 없다. 그러므로 톱니부 위에 톱니부가 위치하는 해결 방법은 특히 신속하면서도 확실하게 그리고 차량 탑승자가 인지하지 못할 정도로 실현될 수 있다. 자명한 사실로서, 상호 간에 인접하는 클러치 부재들의 압력을 우선적으로 감소시키거나, 혹은 예컨대 클러치 부품들의 마모를 최소화하기 위해 클러치를 우선적으로 다시 분리할 수도 있다. 또한, 이런 경우에 트랜스미션 브레이크를 통해 제동 토크를 인가함으로써, 신뢰되는 방식으로 극미한 회전 속도 차이가 설정될 수 있으며, 그럼으로써 새로이 연결할 시에 톱니부 위에 톱니부가 위치하는 상태의 반복은 거의 배제된다.

본 발명에 따른 방법의 제6 실시예에 따라, 트랜스미션 브레이크의 목표하는 제어를 통해 구동 클러치의 클러치 이동 신호에 대해 그 개연성이 검사되고 그리고/또는 그 클러치 이동 신호가 보정된다. 이는, 예컨대 교번 자기장에 의해 영향을 받을 수 있는 센서들에서, 센서값들이 비록 오류가 있기는 하지만 허용 범위 내의 값들을 공급한다면, 그 센서값들을 검사하거나 보정하기 위해 중요할 수 있다.

이를 위해, 변속기는 중립 위치로 전환되며, 그리고 트랜스미션 브레이크를 통해 정해진 제동 토크가 공급된다. 만일 이에 이어서 구동 엔진으로부터 클러치를 통해 변속기로 공급된 토크가 트랜스미션 브레이크에 대항하여 변속기 입력 속 도를 상승시키기에 충분하지 않을 정도로 구동 클러치가 위치 결정되고, 계속해서 클러치로부터 전달된 토크가 바로 변속기 입력 속도를 상승시키기에 충분한 정도로 구동 클러치가 조정된다면, 그로 인해 정해진 클러치 이동이 설정 내지 결정될 수 있되, 이 클러치 이동은 예컨대 구조 조건에 따른 편차 혹은 클러치 마모와 무관하게 클러치 이동 신호의 보정을 위해 또는 클러치 이동 신호를 검사하기 위해 이용될 수 있다.

만일 트랜스미션 브레이크의 제동 토크를 알고 있는 경우라면, 변속기 입력축이 바로 제동 작용에 대항하여 클러치에 의해 회전되는 그러한 클러치 위치에서, 클러치에 의해 전달되는 토크는 트랜스미션 브레이크의 제동 토크에 상응한다.

구동 클러치를 통해 유도되는 토크가 바로 제동 토크에 상응하는 그러한 클러치 이동을 결정하는 경우, 본원의 방법의 일 변형예에 따라, 변속기는 중립 위치에 위치하고, 트랜스미션 브레이크의 제동 토크는 설정되고 정의되며, 그리고 구동 클러치는 체결되어 있는 조건으로부터 출발하여, 구동 엔진으로부터 클러치를 통해 변속기에 전달되는 토크가 트랜스미션 브레이크의 제동 토크에 대항하여 변속기 입력축을 회전시키기에 더 이상 충분하지 않을 정도로, 클러치는 개방될 수 있다. 만일 전술한 두 방법이 실행된다면, 결정된 값들 내지 클러치 이동값들의 차이로부터 클러치의 히스테리시스가 추론된다.

그 외에도, 보정의 정밀도에 대해 특별한 요건이 설정되는 점에 한해서, 변속기 내부에서 생성되는 토크 손실이 평가 시에 고려될 수 있다.

독립된 입력 변수와 보정되거나 개연성에 대해 검사될 변수를 간단하게 교환 함으로써, 본 발명에 따른 방법의 제7 실시예에 따라, 트랜스미션 브레이크는 구동 클러치에 의해 변속기 입력축에 전달될 토크를 목표한 바대로 제어함으로써 보정될 수 있고/있거나, 트랜스미션 브레이크의 작동 신호와 설정된 제동 토크 사이의 상호 연관성은 그 개연성에 대해 검사되거나 보정될 수 있다.

이때 앞서 기술한 방법에 대한 유사한 변형예에 따라, 변속기의 중립 위치에서, 구동 클러치 및 구동 엔진에 의해 정의되는 토크는 변속기의 입력축으로 공급되며, 그리고 신호값 내지 해당하는 브레이크 위치가 결정되되, 이 브레이크 위치에서 트랜스미션 브레이크에서 생성된 제동 토크는 변속기 입력축으로 유도된 토크와 동일하다. 또한, 이러한 경우 앞서 설명된 방법에 유사하게, 변속기의 회전 운동이 개시될 때까지 트랜스미션 브레이크는 완만하게 풀릴 수 있거나, 혹은 제동 토크가 바로 변속기의 입력축의 회전 운동을 정지시키기에 충분해질 때까지 트랜스미션 브레이크가 더욱더 강력하게 작동될 수 있다. 두 처리 시퀀스를 적용함으로써, 히스테리시스 거동이 결정될 수 있고, 변속기의 내부 토크 손실을 고려함으로써 방법의 정밀도가 증가될 수 있다.

자명한 사실로서, 트랜스미션 브레이크의 제동 토크를 감소시키거나 증가시키는 것 대신에 대체되는 방법에 따라 트랜스미션 브레이크의 제동 토크가 또한 일정하게 유지될 수 있으며, 바로 구동 클러치의 개시되는 슬립, 내지 구동 클러치의 슬립의 종료가 검출될 때까지 구동 클러치가 점차 개방되거나 체결될 수 있되, 단 이러한 점은 상기한 클러치 위치들이 알고 있는 클러치 특성을 이용하여 변속기에 전달되는 지정된 토크에 할당될 수 있는 점에 한해서 이루어진다.

본 발명에 따른 방법의 제8 실시예에 따라, 엔진 제어 장치로부터 출력된 엔진 토크 신호는 트랜스미션 브레이크에 의해 인가되는 정해진 제동 토크를 이용하여 그 개연성에 대해 검사되고 그리고/또는 보정될 수 있다. 변속기가 중립 위치에 위치하며, 구동 클러치는 체결된 경우, 엔진 토크 신호는 트랜스미션 브레이크에 의해 인가된 제동 토크에 상응해야 한다. 만일 상기한 두 값이 서로 일치하지 않는다면, 오류가 있는 것으로부터 개시된다. 필요에 따라, 변속기 내에서 예컨대 마찰에 의해 생성되는 추가 토크들이 고려될 수 있다.

유사한 처리 방법은 제9 실시예에 따라, 트랜스미션 브레이크의 목표되는 제어를 통해 변속기가 중립 위치에 위치하는지 여부를 검사하기 위해 적용될 수 있다. 만일 구동 클러치가 개방된 경우 트랜스미션 브레이크에 의해 제동 토크가 인가된다면, 기어가 맞물릴 시에 제동된 축의 회전 속도는 비교적 완만하게 그리고 차량의 주행 속도의 변화에 비례하여 변화하는 반면에, 변속기의 중립 위치에서 회전 속도 변화는 매우 빠르게 진행되는데, 왜냐하면 오로지 2~3개의 변속기 부재들만이 제동되고, 차량 전체는 제동되지 않기 때문이며, 다른 한편으로 제동된 변속기 축의 속도 변화는 차량의 주행 속도 변화에 비례하지 않으면서 이루어지기 때문이다. 이 두 기준은, 주행 변속단이 맞물려 있는지 혹은 그렇지 않은지 여부를 확인하기 위해, 개별적으로 혹은 조합되어 평가될 수 있다.

트랜스미션 브레이크의 제어를 위해, 일 축의 설정 회전 속도 및 그 축의 실제 회전 속도를 결정하고, 두 회전 속도의 차이에 따라 브레이크 기울기를 제어하는 점은 이미 공지되었다. 이 공지된 점에 대한 개선된 사항으로서 본 발명에 따 른 방법의 제10 실시예에 따라, 회전 속도 기울기(rotation speed gradient)를 설정하기 위해, 제동된 축의 설정 회전 속도와 그 실제 회전 속도 사이의 회전 속도 차이 이외에도, 트랜스미션 브레이크의 구조 혹은 작동 조건에 의해 발생하는 적어도 하나의 한계값, 특히 최대 허용되는 회전 속도 기울기 및/또는 온도 한계값이 고려된다. 그렇게 함으로써, 구성품들은 과부하로부터 보호될 수 있으며, 그리고 예컨대 제동 토크는 트랜스미션 브레이크의 마모 상태에 따라, 혹은 브레이크 라이닝에 대한 검출되거나 평가된 온도에 따라 제한될 수 있다.

또한, 제동될 관성 질량 혹은 해소될 회전 에너지가 측정되거나 평가될 수 있으며, 그리고 제동 토크는 제동될 관성 질량 및/또는 해소될 회전 에너지에 따라 제어되거나 혹은 조절될 수 있다. 이러한 본 발명의 제11 실시예는, 특히 제동될 회전 부재들의 관성 질량들이 예컨대 연결된 기어들의 상이한 질량 및 직경에 의해, 혹은 연결된 추가 출력 장치에 의해 매우 상이할 때 바람직한데, 왜냐하면 이 경우 우선 상기한 상이한 질량들을 고려함으로써, 또는 해소될 상이한 회전 에너지의 회전 속도와 결부하여, 정해진 회전 속도 특성 곡선이 설정된다. 특히 바람직하게는, 회전 질량이 더욱 크고, 그럼으로써 해소될 에너지량이 더욱 높게 발생할 시에, 변속 전환 시간을 충분하게 전술한 파라미터에 종속되지 않도록 하기 위해, 제동력은 강화된다.

마찬가지로, 바람직한 변속 전환 속도 혹은 지정된 변속 전환 쾌적성에 대한 사전 설정값으로서 해석되는 적어도 하나의 파라미터에 따라 트랜스미션 브레이크의 제동 모멘트를 제어하거나 혹은 조절하는 점도 중요하다. 자동화 수동 변속기 의 경우 대개, 예컨대 최적의 가속도 값을 이용한 스포티한 주행 방법 혹은 최소화된 연비 조건에서의 경제적 주행 방법에 대해 최적화된 2가지 혹은 그 이상의 다양한 변속 전환 매핑을 선택하는 것이 통상적인 반면에, 실질적인 변속 단수 전환 과정은 지금까지 다양한 주행 방법 혹은 주행 조건의 요구 혹은 요건에 최적화되지 않았다.

본 발명에 따른 방법의 제12 실시예에 따라, 브레이크에 의해 공급되는 지연 값들이 변화되면서, 변속단수 전환의 속도 및 그 쾌적성에 목표한 바대로 영향을 줄 수 있다. 그러므로 정상 작동과 비교하여 스포티한 주행 방법에서의 제동 토크는 증대되며, 그에 따라 더욱 짧은 변속 전환 시간이 실현될 수 있다. 그와 반대로, 특히 쾌적하고 저크(jerk) 및 마모가 없는 변속 전환 특성을 달성하기 위해, 트랜스미션 브레이크를 통해 공급된 제동 토크는 정상 작동과 비교하여 감소될 수 있다.

이러한 경우, 소정의 변속 전환 쾌적성 혹은 바람직한 변속 전환 속도에 대한 사전 설정값으로서 이용되는 파라미터를 결정하는 방법은 문제가 되지 않는다. 파라미터는 예컨대 운전자에 의해 명시적으로 입력될 수 있거나, 통상적인 수동 변속 전환 특성 전환 장치를 이용하여 자동으로 전환될 수 있거나, 주행 파라미터들로부터 결정될 수 있거나, 혹은 개인화의 범주에서 예컨대 차량 도어 키에 제공된 메모리로부터 판독될 수 있다. 가장 단순한 경우에, 중요한 문제는 2개의 이산값(discrete value) 사이의 전환이다. 그러나 더욱더 많은 수의 이산값 혹은 예컨대 미끄럼 가변저항기 형태의 연속체 역시 생각해 볼 수 있다. 또한, 예컨대 변속 전환 빈도, 가속도 값 혹은 엔진 출력값과 같은 다수의 파라미터를 고려하는 점 역시, 상기한 값들이 파라미터를 결정하기 위한 중간 단계로서 간주될 수 있는 점에 한해서, 혹은 어느 경우든 종국에 다양한 변속 전환 특성을 달성하기 위한 트랜스미션 브레이크 작용의 세기에 영향을 주는 변수가 된다는 점에 한해서, 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 제13 실시예에 따라, 설정될 트랜스미션 브레이크 토크의 결정은, 실제 제동될 질량과 관련하여 알고 있는 관성 모멘트 및/또는 트랜스미션 브레이크에 존재하는 회전 속도 기울기뿐 아니라 선택 사양에 따라 제동될 질량의 실제 회전 속도 기울기 및/또는 변속기의 온도를 포함시킴으로써 이루어진다. 그렇게 함으로써 쾌적성, 변속 전환 속도, 마모 및 노이즈 생성과 관련하여 제동 토크에 대한 본질적으로 정확한 설정이 가능할 뿐 아니라, 특히 다양한 변속단수들을 변속 전환할 시에 적어도 거의 동일하거나 목표한 바대로 상이한 변속 전환 특성이 실현될 수 있다. 또한, 변속 전환 과정들은 필요에 따라 특히 마모 없이 형성될 수 있다.

앞서 구동 클러치는 트랜스미션 브레이크를 작동시킬 시에 개방되도록 설계된 점에 한해서, 본 발명의 제14 실시예에 따라, 적어도 엔진 자체가 제동 토크를 전달하고 구동 클러치가 개방된 경우에는 트랜스미션 브레이크의 활성화가 이루어질 수도 있는 그러한 엔진 작동 조건 하에서, 항시 구동 클러치가 체결되거나 체결된 상태로 유지될 수 있거나, 혹은 슬립 조건으로 체결되거나 체결된 상태로 유지될 수 있다.

이와 같은 방법으로, 트랜스미션 브레이크는 부하가 경감될 수 있으며, 그리 고 추가로 구동 엔진은 소위 오버런(over-run) 상태에서 연료 공급이 차단된 조건으로 작동될 수 있다. 이러한 경우, 트랜스미션 브레이크 토크를 제어하기 위해, 중요하게는 구동 클러치를 통해 변속기로 공급되는 엔진 제동 토크가 측정되고 그에 상응하게 고려된다.

Claims

수동 변속기 내 트랜스미션 브레이크를 제어 및 조절하기 위한 방법으로서, 동기화를 위해, 변속기 축의 실제 회전 속도를 기초로하여 동기화될 축의 설정 회전 속도가 결정되며, 그리고 결정된 설정 회전 속도는 동기화될 축에 설정되는 방식으로 상기 트랜스미션 브레이크가 제어되고 그리고/또는 조절되는 상기한 제어 및 조절 방법에 있어서,

상기 트랜스미션 브레이크의 제어 및 조절은 순수한 변속기 동기화 기능 이외에도 추가의 동력 전달 장치 관련 기능들을 실행하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항에 있어서, 변속기와 연결되는 보조 유닛들의 관성 질량에 따라 발생하는 토크가 제동 토크를 제어하고 그리고/또는 조절할 시에 고려되며, 동력 인출 장치는 변속기 아이들 기어와 변속기 축 사이의 클러치가 체결될 시에 상기 트랜스미션 브레이크에 의해 제동되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항에 있어서, 변속기의 동기화를 위해 이용되는 트랜스미션 브레이크는 특별한 모드에서 의도되지 않은 구름으로부터 차량을 보호하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제3항에 있어서, 의도되지 않은 구름으로부터 차량을 보호하기 위한 기능은 차량에 대한 스윙 아웃 기능을 실현하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 변속기와 차량 구동 엔진 사이의 구동 클러치에 의해 변속기로 공급되는 토크는 상기 트랜스미션 브레이크의 제어를 통해 완전하게 혹은 부분적으로 보상되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제5항에 있어서, 구동 클러치를 빠르게 체결할 시에 오버슈트에 의해 발생하여 바람직하지 못할 정도로 높고 상기 구동 클러치에 의해 변속기로 공급되는 토크는 상기 트랜스미션 브레이크의 설정된 제동 토크에 의해 적어도 부분적으로 보상되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 톱니부 위에 톱니부가 위치하는 변속기 위치는 상기 트랜스미션 브레이크를 통해 변속기 축 상으로 연속적인 혹은 맥동하는 제동 토크를 인가함으로써 제거되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 클러치의 클러치 이동 신호는 상기 트랜스미션 브레이크의 목표되는 제어 혹은 조절을 통해 그 개연성에 대해 검사되고 그리고/또는 보정되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스미션 브레이크는, 상기 구동 클러치를 통해 변속기 입력축에 전달되는 토크를 목표한 바대로 제어함으로써 보정되고 그리고/또는, 상기 트랜스미션 브레이크의 작동 신호와 설정되는 제동 토크 사이의 상호 연관성이 그 개연성에 대해 검사되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진 제어 장치로부터 출력된 엔진 토크 신호는 상기 트랜스미션 브레이크에 의해 인가되는 정해진 제동 토크를 이용하여 그 개연성에 대해 검사되고 그리고/또는 보정되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항에 있어서, 상기 트랜스미션 브레이크의 목표되는 제어를 통해, 변속기가 중립 위치에 위치하는지 여부가 검사되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 속도 기울기를 설정하기 위해, 제동된 변속기 축의 설정 회전 속도 및 실제 회전 속도 간의 회전 속도 차이 이외에도, 상기 트랜스미션 브레이크의 구조 혹은 작동 조건에 의해 발생하는 적어 도 하나의 한계값, 특히 최대 허용되는 회전 속도 기울기 및/또는 온도 한계값이 고려되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제동 토크는 제동될 관성 질량 및/또는 해소될 회전 에너지에 따라 제어되거나 조절되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제동 토크는, 바람직한 변속 전환 속도 혹은 지정된 변속 전환 쾌적성에 대한 사전 설정값으로서 해석되는 적어도 하나의 파라미터에 따라 제어되거나 조절되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 설정된 트랜스미션 브레이크 토크는, 실제 제동될 질량과 관련하여 알고 있는 관성 모멘트 및/또는 트랜스미션 브레이크에 존재하는 회전 속도 기울기를 포함시킴으로써 결정되며, 그리고 이에 선택적으로 제동될 질량의 실제 회전 속도 기울기 및/또는 변속기의 온도가 고려되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 엔진 자체가 제동 토크를 전달하고(예컨대 오버런 작동), 구동 클러치가 개방된 경우에는 트랜스미션 브 레이크의 활성화가 이루어질 수도 있는 그러한 엔진 작동 조건 하에서, 항시 구동 클러치가 체결되거나 체결된 상태로 유지될 수 있거나, 혹은 슬립 조건으로 체결되거나 체결된 상태로 유지될 수 있되, 구동 클러치를 통해 변속기로 공급되는 엔진 제동 토크가 설정될 트랜스미션 브레이크 토크의 결정 시에 고려되는 것을 특징으로 하는 제어 및 조절 방법.