KR20090018681A - 연속 가변 트랜스미션의 제어를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 트랜스미션과 같은 연속 가변 트랜스미션에서 배리에이터를 제어하기 위한 장치에 관한 것이다. 그러한 장치는 레버(50)와 같은 사용자 작동형 비율 제어 부분, 및 상기 비율 제어 부분을 배리에이터의 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로(operatively) 커플링하기 위한 롤러(18)와 같은 장치를 포함한다. 상기 커플링 장치는, 특히 개시된 실시예에서, 유압-기계적 장치이다. 사용자 작동형 비율 제어 부분(50)을 이동시킴으로써, 사용자는 배리에이터 비율에 걸쳐 제어를 할 수 있게 된다. 본 발명에 따라, 밸브(60)와 같은 토크 제거 장치를 더 포함하며, 그러한 토크 제거 장치는 사용자에 의해 작동되어 상기 가동형 토크 전달 부분으로부터 비율 제어 부분을 디커플링시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 토크 제거 장치는 종래의 단계형 비율의 차량 트랜스미션에서의 클러치와 유사한 방식의 기능성을 제공한다.

Description

연속 가변 트랜스미션의 제어를 위한 장치{ARRANGEMENT FOR CONTROL OF A CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 연속 가변 트랜스미션의 제어와 관련된 것이다.

통상적으로, 수동적이고 단계적인 비율의 기어박스를 구비하는 종래의 모터 차량은 엔진과 기어박스 사이에서 커플링/디커플링을 제공하는 사용자 작동형 클러치를 구비한다. 차량이 발진되면, 즉, 차량이 정지 상태로부터 이동하면, 트랜스미션 입력과 엔진 출력 사이에는 불가피한 속도의 초기 미스매치(mismatch)가 존재하게 되며, 이러한 단계에서 클러치가 슬립됨으로써 운전자는 토크를 트랜스미션에 인가하여 차량을 가속할 수 있게 되며, 그에 따라 허용될 수 없는 로드가 엔진에 인가되어 엔진이 정지되는 것을 방지할 수 있게 된다. 종래의 오토매틱형의 단계적 비율의 트랜스미션의 경우에, 속도의 초기 미스매치는 토크 변환기에 의해서 수용된다. 클러치 및 토크 변환기는 이하에서 "론칭 장치(launch devices)"라고 지칭하는 예의 일부가 될 것이다.

일부 연속 가변 트랜스미션("CVTs")에서는 론칭 장치가 불필요하다. 그 대신에, 그러한 CVTs는 무한 속도 감속을 제공할 수 있다. 다시 말해서, 비율의 조정에 의해서 그리고 트랜스미션 출력으로부터 엔진을 물리적으로 디커플링시키지 않음으로서, CVTs는 엔진이 작동되는 동안에도 트랜스미션 출력이 일정하게되는(stationary) 상태를 달성할 수 있다. 이러한 상태를 "기어드 뉴트럴(geared neutral)"이라 한다. 론칭은 CVT 비율을 기어드 뉴트럴로부터 이동시킴으로써 간단하게 달성될 수 있고, 차량의 정지를 위해서 엔진으로부터 트랜스미션을 디커플링시킬 필요가 없다.

그러나, 본원의 발명자들은, 만약 그러한 트랜스미션이 일부 측면에서 사용자 작동형 클러치를 가지는 수동 트랜스미션의 기능성을 모방할 수 있다면 보다 바람직할 것임을 발견하였다. 클러치의 이용은 많은 운전자들에게 있어서 매우 익숙하다. 이는 크리프 토크(creep torque)가 차량 휘일에 인가되지 않을 것이라는 긍정적인 확신을 제공한다. 또한, 예를 들어, 특정의 저속 조작에서도 유용할 것이다.

본원에서 "엔진"이라는 단어는 모든 형태의 로터리 드라이버를 지칭하기 위해서 사용되며, 그에 따라 내연 기관 뿐만 아니라, 전기 모터와 외연 기관 등도 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다.

본원에서 "배리에이터(Variator)"라는 단어는 로터리 입력부 및 로터리 출력부를 구비하며 연속적으로 변화될 수 있는 드라이브 비율로 드라이브를 한 쪽으로부터 다른 쪽으로 전달하는 장치를 지칭한다. 그러한 장치는 모든 CVT에서도 찾아 볼 수 있을 것이다. 전부는 아니더라도 대부분의 배리에이터는 드라이브의 전달에 개입되고 위치가 배리에이터 비율에 대응하게 되는 일부 가동형(movable) 토크 전달 부분을 구비한다. 잘 알려져 있는 토로이달 레이스(toroidal race)의 경우에, 롤링 트랙션 타입 배리에이터, 즉 롤러들이 가동형 토크 전달 부분으로서의 역할을 한다. 그들은 하나의 토로이달형으로 함몰된 레이스로부터 다른 쪽으로 드라이브를 전달하고, 그들의 운동은 배리에이터 드라이브 비율의 변화와 관련되는 롤러 경사도의 변화를 포함한다. 가동형 토크 전달 부분의 위치에 영향을 미치기 위해서, 그리고 배리에이터 드라이브 비율에 영향을 미치기 위해서, 가동형 토크 전달 부분으로 힘이 인가된다. 원칙적으로, 이들 힘은 레버나 풋 페달(foot pedal)과 같은 사용자 조작 제어부로의 직접적인 링키지를 통해서 제공될 수 있을 것이다. 실질적으로, 매우 경량의 차량을 제외하고, 요구되는 힘(배리에이터가 받는 토크와 관련됨)이 너무 커서 사용자가 제공하기에 용이하지 않을 것이다. 그러한 장치를 이용하여 기어드 뉴트럴을 달성하는 것 역시 문제가 될 수 있는데, 이는 토크 전달 부분의 위치가 기어드 뉴트럴에 필요한 위치로부터 약간만 벗어나도 트랜스미션이 매우 낮은 드라이브 비율을 적용하게 될 것이며, 잠재적으로는 낮은 휘일 속도에도 불구하고 큰 "크리프 토크"를 초래할 수 있다.

통상적으로, 오늘날의 CVTs는 엔진과 트랜스미션을 조정하기 위해서 복잡한 전자 제어부에 의존하고 있다. 그러나, CVTs를 제어하기 위한 단순한 물리적 장치에 대한 수요도 있다. 예를 들어, 기본적 모델의 트랙터에서 특히 그러할 것이다.

본 발명의 첫 번째 측면에 따라, 배리에이터를 제어하기 위한 장치가 제공되며, 그러한 장치는 사용자 작동형 비율 제어 부분, 사용자가 배리에이터 비율에 걸쳐서 제어를 할 수 있도록 하기 위해서 상기 비율 제어 부분을 배리에이터의 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로(operatively) 커플링하기 위한 장치, 그리고 상기 가동형 토크 전달 부분으로부터 상기 비율 제어 부분을 디커플링시키기 위해서 사용자가 작동시킬 수 있는 토크 제거(release) 장치를 포함한다.

예를 들어, 비율 제어 부분은 사용자에 의해서 작동될 수 있는 풋 페달 또는 레버일 수 있다. 바람직하게, 토크 전달 부분의 위치가 비율 제어 부분의 위치에 의해서 결정되도록, 비율 제어 부분을 토크 전달 부분에 작동적으로 커플링한다.

본 발명의 두 번째 측면에 따라서, 배리에이터 제어를 위한 장치가 제공되며, 그 장치는 사용자 작동형 비율 제어 부분, 사용자가 배리에이터 비율에 걸쳐서 제어를 할 수 있도록 하기 위해서 상기 비율 제어 부분을 배리에이터의 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로 커플링하기 위한 장치, 그리고 상기 가동형 토크 전달 부분이 받는 힘과 일치되게(in sympathy with) 변화되는 힘을 상기 비율 제어 부분으로 인가하기 위한 장치를 포함한다.

이하에서는, 예로서, 첨부 도면을 참조하여, 본원 발명의 특정 실시예에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명 실시에 이용하기 적합한 배리에이터를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명 실시에 이용하기에 적합한 CVT를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명을 구현한 제어 장치의 개략도이다.

도 1은 주지의 토로이달 레이스, 즉 롤링 트랙션 타입의 배리에이터를 나타낸다. 본 발명은 설명의 목적에 특히 적합한 이러한 타입의 배리에이터를 이용하는 CVT와 관련하여 설명되나, 다른 타입의 배리에이터도 이용될 수 있을 것이다.

배리에이터(10)는 동축적으로 장착되는 입력 및 출력 레이스(12, 14)를 포함하며, 상기 레이스들의 인접 면(faces)들은 절반-토로이달형으로 함몰되고(semi-toroidally recessed) 함께 전체적으로 토로이달형의 공동(16)을 형성하며, 상기 공동은 롤러(18) 형태의 가동형 토크 전달 부분을 수용한다. 사실상, 실제 배리에이터는 원주방향을 따른 간격을 두고 공동(16)의 주위로 이격된 통상적으로 2 또는 3개의 그러한 롤러들을 구비한다. 각 롤러(18)는 각 레이스(12, 14)의 면(6, 8) 상에서 이동되고 하나로부터 다른 하나로 드라이브를 전달하는 역할을 한다. 롤러(18)는 레이스(12, 14)의 공통 축선(20) 주위에서 원주 방향을 따라 앞뒤로 이동될 수 있다. 또한, 롤러는 선행(precess)할 수도 있다. 즉, 롤러의 축선은 터닝될 수 있으며, 그에 따라 디스크 축선에 대한 롤러 축선의 경사도가 변화될 수 있다. 도시된 예에서, 이러한 운동은

스템(24)에 의해서 액츄에이터(28)의 피스톤(26)에 커플링된 캐리어(22) 내에 롤러(18)를 회전가능하게 장착함으로써 지공된다. 피스톤(26)의 중심으로부터 롤러(18)의 중심까지의 라인(19)은 선행 축선을 구성하며, 그러한 선행 축선을 중심으로 하여 전체 조립체가 터닝될 수 있을 것이다. 롤러의 선행은 레이스(12, 14) 상에서 롤러가 트레이스되는 경로의 반경을 변화시키며, 그에 따라 배리에이터 드라이브 비율을 변화시킨다.

이러한 예에서, 선행 축선(19)이 공통 축선(20)에 수직인 평면 내에 정확하게 놓이지 않고, 그 대신에 상기 평면에 경사진다는 것을 주목하여야 한다. 경사 각도는 도면에 'CA'로 도시되어 있으며, "캐스터 각도(castor angle)"라고 알려져 있다. 롤러가 전후로 이동함에 따라, 공통 축선(20)을 중심으로 하는 원형 경로를 따르게 된다. 또한, 롤러에 대한 레이스(12, 14)의 작용은 스티어링 모멘트를 생성하며, 그러한 스티어링 모멘트는 롤러 축선이 공통 축선(20)과 교차(intersect)하게 되는 경사도에서 유지하는 경향을 가진다. 원형 경로를 따른 롤러의 전후진 이동에도 불구하고, 캐스터 각도로 인해서, 축선들의 이러한 교차가 유지될 수 있을 것이다. 롤러가 경로를 따라 이동할 때, 레이스들의 작용에 의해서 롤러가 또한 스티어링될 수 있으며, 그에 따라 축선들의 교차를 유지하도록 롤러를 선행시킨다. 결과적으로, 롤러의 경로를 따른 롤러의 위치는 특정 롤러 경사도에 상응하게 되며 그에 따라 특정 배리에이터 드라이브 비율에 상응하게 된다.

액츄에이터(28)는 라인(30, 32)을 통해서 서로 반대되는 유압 유체 압력들을 받게 된다. 그에 따라 액츄에이터(28)에 의해서 생성된 힘은 공통 축선(20)을 중심으로 원형 경로를 따라 롤러를 가압(urge)하고, 평형상태에서 레이스(12, 14)에 의해서 롤러에 작용하는 힘들에 의해서 균형을 이루게 된다. 레이스들에 의해서 가해지는 힘은 배리에이터 레이스들에 대해서 외부에서 인가되는 토크의 합에 비례한다. 이러한 합계(배리에이터 입력 토크 및 배리에이터 출력 토크)는 배리에이터의 장착부에 반응하여야 하는 순수 토크이며, 반응 토크(reaction torque)라고 지칭한다.

도 2를 참조하면, 엔진은 박스(ENG)로 표시되고, 배리에이터는 원(V)으로 그리고 에피시클릭 션트 기어(epicyclic shunt gear)는 박스(E)로 표시되어 있다. 배리에이터 입력부는 기어링(R1, R2)을 통해서 엔진에 커플링된다. 배리에이터 출력부는 에피시클릭 션트(E)의 제 1 입력 샤프트(S1)에 커플링된다. 에피시클릭 션트(E)의 제 2 입력 샤프트(S2)는 고정 비율 기어링(R1, R3)을 통해서 엔진에 커플링된다. 에피시클릭 션트(E)의 출력 샤프트(S3)는 기어링(R4)을 통해서 파워 사용 지점으로, 여기에서는 모터 차량의 휘일(W)로 커플링된다. 에피시클릭 기어의 작동 및 구성은 매우 잘 알려져 있다. 출력 샤프트(S3)의 속도는 입력 샤프트(S1, S2)의 속도의 함수로서 표현될 수 있다. 일부 배리에이터 드라이브 비율에서, S1 및 S2의 속도가 서로 상쇄되고 S3에서의 출력 속도가 엔진의 속도에 관계 없이 영(zero)가 된다. 이것이 전술한 "기어드 뉴트럴" 상태이다. 기어드 뉴트럴의 일 측부에 대한 배리에이터 드라이브 비율은 일 방향의 S3 출력 회전을 생성하고, 기어드 뉴트럴의 타측부에 대한 배리에이터 드라이브 비율은 반대 방향의 S3 출력 회전을 생성한다.

그에 따라, 배리에이터 드라이브 비율을 조정함으로써, 전진 드라이브(forward drive)로부터 기어드 뉴트럴을 경유하여 반대로 이동될 수 있다.

이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명이 구현된 제어 장치를 설명하며, 상기 도 3에는 배리에이터의 제어 액츄에이터 및 피스톤이 다시 한번 도면부호 '28' 및 '26'으로 각각 표시되어 있다. 이러한 제어 장치는 액츄에이터로 인가되는 유체 압력을 제어하는 역할을 하며, 그러한 액츄에이터로 인가되는 유체는 다시 배리에 이터 비율을 제어한다.

사용자 작동형 비율 제어 부분이 도면에서 부호 '50'으로 표시되어 있다. 비율 제어 부분은 배리에이터 롤러에 작동적으로 커플링된다. 사용자는 이러한 부분을 이동시켜 배리에이터에 의해서 적용되는 비율을 제어하고 그에 따라 트랜스미션을 전체적으로 제어한다. 배리에이터 비율은 비율 제어 부분의 위치의 함수이다. 비율 제어 부분은, 도면에 화살표로 표시된 최대 전진 비율 위치로부터 기어드 뉴트럴 위치를 경유하여 최대 후진 비율 위치까지의 연속적인 범위에 걸쳐 이동될 수 있다. 전진 및 후진에 있어서의 비율 범위는 통상적으로 서로 상이할 것이며, 후진 보다 전진에서 이용가능한 출력 속도가 보다 높게 될 것이다. 이러한 실시예에서, 비율 제어 부분은 핸드 레버에 의해서 형성된다. 그 대신에, 페달이 될 수도 있을 것이다. 운전자가 발의 뒷꿈치와 발바닥 중간의 둥근 부분(ball) 모두를 이용하여 뉴트럴 위치의 양측으로 페달을 요동시킬 수 있는 페달 메카니즘이 공지되어 있다. 이는 본원 명세서의 기재 내용에도 적합할 것이나, 다른 대안에 따라서 운전자에게 두개의 페달 즉, 전진 드라이브를 위한 페달과 후진을 위한 페달을 제공할 수도 있을 것이다.

상기 비율 제어 부분을 배리에이터 롤러에 작동적으로 커플링시키기 위해서 이용되는 유압-기계식 장치가 도면에 도시되어 있다. 주요 구성요소들을 요약하면, 비교기 장치(comparator arrangement; 52)를 구비하고, 그 비교기 장치는 (a) 비율 제어 부분의 위치 및 (b) 배리에이터 롤러의 위치를 수신하고 비교하며, 그리고 그에 응답하여 비율 제어 부분을 통해서 사용자가 의도하는 위치를 향해서 롤러 들을 이동시키기 위한 힘을 조정한다. 이러한 힘은 액츄에이터(28)로 유체 압력을 공급하는 유압 제어 장치(54)를 통해서 제공된다. 또한, 그 장치는 토크에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위해서 배리에이터 토크를 나타내는 피드백 힘(feedback force)을 비율 제어 부분으로 인가하는 역할을 한다. 이러한 것은 힘 피드백 장치(56)를 통해서 이루어진다. 사용자는 토크 제거(release) 제어부(58)를 구비하며, 그러한 토크 제거 제어부는 토크 제거 장치(60)를 통해서 작용함으로써 비율 제어 부분(50)을 배리에이터로부터 작동적으로 디커플링시키는 역할을 하고 배리에이터 반응 토크가 영(zero)이 되게하는 역할을 하며, 그에 따라 종래의 수동 트랜스미션에서의 클러치에 의해서 제공되는 것과 일부 유사한 기능성을 제공한다.

이하에서는, 비교기 장치(52)로부터 시작하여, 이들 측면들에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예에서, 비교기는 기계적 레버 시스템을 이용한다. 비율 제어 부분(50)을 형성하는 레버는 고정된 지레받침(fulcrum; 62)을 중심으로 피봇팅되고 지레받침을 지나서 브릿징 부분(bridging part; 64)과의 피봇 링크까지 연장되며, 상기 브릿징 부분은 다시 비교기 바아(66)에 대한 제 1 피봇형 비교기 링키지(65)를 구비한다. 그에 따라, 비율 제어 부분(50)을 이동시키면, 비교기 바아의 제 1 비교기 링키지(65)가 이동된다.

이러한 실시예에서 피스톤(26)은 케이블 링키지(68) 및 피드백 토크 장치(70)를 통해서 비교기 바아에 커플링된다(피드백 토크 장치(70)의 기능에 대해서 는 이하에 설명한다). 피드백 토크 장치는 제 2 비교기 링키지(72)를 통해서 비교기 바아(66)에 피봇식으로 커플링된다. 그에 따라, 제 2 비교기 링키지의 피스톤은 배리에이터 롤러의 위치에 상응하게되고, 또 배리에이터 비율에도 상응하게 된다.

제 1 및 제 2 비교기 링키지(65, 72) 사이에서, 비교기 바아(66)는 압력 제어 밸브(78)로 다시 연장되는 밸브 제어 바아(76)에 대한 기준 링키지(74)를 구비한다.

레버 장치의 효과는 비율 제어 부분(50)의 위치에 대한 배리에이터 비율의 비교를 기초로 하여 압력 제어 밸브(78)의 상태를 셋팅하는 것이다.

압력 제어 밸브(78)는 압력 제어 장치(54)의 일부를 형성한다. 그것은 펌프(82)로부터 유체 라인(80)을 통해서 가압 유체를 수용하는 포트를 구비한다. 펌프(82)는 섬프(sump; 84)로부터 인출하여 압력 제거(relief) 밸브(86)를 구비한다. 압력 제어 밸브는 배리에이터 피스톤(26)의 대향 측부들에 유체를 각각 공급하도록 정렬된 두 개의 공급 라인(S1, S2)과 소통하는 포트들을 구비한다. 공급 라인(S1)내의 압력이 피스톤(26)을 일방향으로 가압한다. 공급 라인(S2) 내의 압력은 다른 방향으로 피스톤을 가압한다. 압력 제어 밸브(78)는 3개의 상태(states)를 가지는 비례 밸브이다. 하나의 상태에서, 펌프로부터 공급 라인(S1)으로 가압 유체를 인가한다. 다른 상태에서, 펌프 유체를 공급 라인(S2)으로 인가한다. 3번째인 중간의 상태에서, 공급 라인(S1) 및 공급 라인(S2)을 펌프 압력으로부터 격리시킨다.

시스템이 평형 상태에 있을 때 사용자가 비율 제어 부분(50)을 이동시킬 때 를 살펴본다. 그러한 이동은 제어 부분의 피스톤과 배리에이터 비율 사이의 미스매치를 생성한다. 제 1 비교기 링키지(65)가 이동된다. 이러한 예에서, 도면에서 볼때 좌측으로 이동이 이루어진다고 하자. 그에 따라, 기준 링키기(74)도 좌측으로 이동되어, 압력 제어 밸브가 제 2 상태가 되며, 따라서 펌프 압력이 공급 라인(S2)으로 인가되고 공급 라인(S1)이 섬프로 벤팅(venting)된다. 결과적인 피스톤(26) 상의 압력이 그것을 좌측(도면상에서)으로 가압하여, 피스톤을 이동시키고 배리에이터 비율을 변화시킨다. 이러한 운동은 케이블 링키지(68)를 통해서 전달되고, 제 2 비교기 링키지를 우측으로 이동시킨다. 이러한 제 2 비교기 링키지의 우측 이동이 제 1 비교기 링키지의 좌측 이동을 충분히 상쇄시킬 때, 압력 제어 밸브(78)가 제 3 위치로 복귀되어 피스톤 압력 및 위치를 유지한다.

이러한 것은, 유압 작용 및 기계적 피스톤 피드백을 이용하는 롤러 위치의 제어를 위한 서보 시스템에서 효과적이다.

원칙적으로, 사용자는 임의 순간에 임의 비율을 요구할 수 있으며, 이는 문제를 일으킬 수 있다. 요구 비율의 매우 급격한 변화는 예를 들어 과다한 휘일 토크를 초래할 수 있다. 시스템은 낮은 트랜스미션 비율 및 높은 엔진 토크를 가지는 농업용 차량과 관련하여 개발되었으며, 본원 명세서의 내용에서, 차량의 두 휘일이 들어 올려져 조향 휘일이 공기중에 있도록 사용자가 부주의하게 입력할 수도 있을 것이다. 트랜스미션에서 생성되는 토크에 관한 정보를 사용자에게 제공하기 위해서, 힘 피드백 장치(56)가 사용자에게 토크에 상응하는 힘을 사용자 작동 비율 제어 부분으로 인가한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 힘 피드백 장치는 피스톤(88) 및 실린더(90)로 이루어진 더블 액팅 장치(double acting arrangement)를 포함한다. 피스톤의 양 측부에는 각각의 공급 라인(S1) 및 공급 라인(S2)으로부터 직접적으로 취하여진 압력이 인가된다. 그에 따라, 비율 제어 부분으로 인가되는 힘은 배리에이터 피스톤(26)에 의해서 배리에이터 롤러로 인가되는 힘에 비례하게 되며, 이때 피스톤 면적의 적절한 선택에 의해서 전자가 후자보다 작을 수도 있을 것이다. 전술한 바와 같이, 배리에이터 롤러에 대한 힘이 배리에이터 반응 토크에 비례하게 되며, 그에 따라 사용자는 반응 토크에 직접적으로 관련되는 피드백 힘을 경험하게 된다.

이제 토크 제거 제어부(58)에 대해서 설명하자면, 그러한 토크 제거 제어부는 예를 들어 핸드 레버 또는 풋 페달이 될 수 있을 것이다. 제어부(58)의 이용에 의해서, 운전자는 배리에이터 롤러에 인가되는 힘을 영(0)으로 셋팅할 수 있게 된다. 이러한 방식에서, 유사하게, 배리에이터 반응 토크가 영으로 셋팅되고, 배리에이터는 차량 휘일을 드라이브하기 위한 출력 토크를 유지할 수 없는 상태가 된다. 트랜스미션이 차량 휘일로 토크를 인가하는 것을 방지한다는 점에서 효과는 종래의 수동 트랜스미션에서의 디클러칭(declutching)과 유사하나, 휘일로부터 엔진의 어떠한 물리적 디커플링도 없이 이루어진다는 점이 상이하다 할 것이다. 그 대신에, 비율 제어 부분(50)으로부터 배리에이터 롤러를 작동적으로 디커플링시키는 것에 의존한다. 토크 제거 제어 부분(58)은 본 실시예에서 하나의 유체 공급 라인(S1)으로부터 다른 공급 라인(S1)으로 연장되는 토크 제거 밸브로서 형성된 토크 제거 장치(60)에 작용한다. 개방되었을 때, 밸브는 공급 라인들 내에서 압력 평형을 위한 루트(route)를 제공한다. 피스톤에 걸친 압력차가 없거나 약간 있을 때, 배리에이터 롤러에 큰 힘이 인가되지 않으며, 그에 따라 큰 반응 토크가 유지될 수 없게 된다. 토크 제거 밸브(60)를 폐쇄하면 반응 토크가 복구(restore)된다. 밸브(60)는 사용자가 개방 정도를 조정할 수 있는 비례 밸브이다.

토크 제거 제어부는 전술한 바와 같은 론치 장치 타입과 유사하게 사용될 수 있으며, 전진 또는 후진 드라이브를 위해서 비율 제어 부분(50)을 먼저 셋팅하고 이어서 토크 제거 밸브(60)를 점진적으로 폐쇄함으로써 비율을 제어 방식으로 요구 값으로 만들 수 있으며, 그에 따라 차량이 정지 상태로부터 가속될 수 있게 한다. 주차하는 경우와 같이, 토크 제거 제어부를 이용하여 원하는 위치로 차량을 부드럽게 "조금씩 이동시킬 수 있다(inch)". 이러한 경우에, 휘일 토크를 제한하는 역할을 하며, 다시 종래의 클러치와 매우 유사한 방식이 될 것이다. 또한, 예를 들어 엔진이 작동중일 때 차량을 주차하는 경우에, 토크 제거 제어부를 이용하여 임의 크리프 토크를 제거할 수 있을 것이다. 그러나, 사용자는 이러한 제어를 이용하지 않고도 트랜스미션을 제어할 수 있다는 것을 주지하여야 한다. 예를 들어, 단지 비율 제어 부분(50)만을 이용하여 운전자는 전진으로부터 후진으로 그리고 반대로 "왕복(shuttle)"할 수 있을 것이다.

피드백 토크 장치(70)를 설명한다. 그러한 피드백 토크 장치는 반응 토크를 기초로 배리에이터 비율을 변경하는 역할을 한다. 상기 피드백 토크 장치는 케이블 링키지(68)에 의해서 이동될 수 있고 브릿징 부분(94)을 통해서 제 1 비교기 링키지(72)에 연결된 피스톤(92)을 수용하는 실린더(91)를 포함한다. 실린더(91)내 에서, 피스톤(92)의 양 측부에 스프링들이 위치되어, 특정 위치로 피스톤을 편향시킨다. 압력 제어 밸브(78)를 제어하는데 있어서 피스톤에 인가되는 힘은 크지 않으며, 이들 힘에 의해서, 실린더 내의 피스톤(92)의 약간의 이동이라도 생성될 수 있을 정도로 스프링이 충분히 강성을 가진다(stiff). 그러나, 상기 피스톤은 또한 차단 밸브(96)를 통해서 공급 라인(S1)/공급 라인(S2) 압력을 받는다. 결과적으로, 충분한 반응 토크(및 그에 따른 충분한 공급 라인(S1) 압력 및 공급 라인(S2) 압력 편차)가 스프링에 대항하여 피스톤을 이동시키며, 그에 따라 케이블(68)로부터 비교기 바아(66)까지의 링키지의 유효 길이가 변화된다. 반응 토크를 줄이는 방식으로 배리에이터 비율이 개선되는 효과가 얻어지며, 그에 따라 시스템이 과다한 토크에 대한 약간의 보호 및 탄력성(compliance)를 가지게 된다. 필요치 않은 경우에, 피드백 토크 장치를 공급 라인(S1)/공급 라인(S1) 압력으로부터 격리시킴으로써, 차단 밸브가 이러한 기능(facility)을 제거한다.

도 3의 도면부호 '98' 및 '100'은 유압 댐퍼를 나타낸다. 그 댐퍼들은 피스톤(28)의 입출력 유동에 대한 약간의 저항을 제공함으로써 바람직하지 못한 배리에이터의 진동(oscillatory) 거동을 댐핑하는 기능을 한다. 도면부호 '102'로 표시된 구성요소는 오버런(overrun) 상태에서 배리에이터로 인가되는 압력을 역전시키기 위해서 이용되는 크로스오버 밸브이다.

전술한 설명은 본 발명의 실행가능한 실시예들을 단지 예시적으로 설명한 것이다. 본 발명에 포함되는 수 많은 다른 방식들도 가능할 것이다. 예를 들어, 요구 비율 및 롤러 위치를 비교하기 위해서 이용되는 레버 장치가 공지된 다른 타입 의 밸브로 대체될 수 있을 것이며, 그러한 대체되는 밸브에서는 롤러 및 비율 제어 부분에 의해서 스풀 및 슬리브가 이동될 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 배리에이터를 제어하기 위한 장치로서:

   사용자 작동형 비율 제어 부분,

   사용자가 배리에이터 비율에 걸쳐서 제어를 할 수 있도록 하기 위해서 상기 비율 제어 부분을 배리에이터의 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로(operatively) 커플링하기 위한 장치, 그리고

   상기 가동형 토크 전달 부분으로부터 상기 비율 제어 부분을 디커플링시키기 위해서 사용자가 작동시킬 수 있는 토크 제거 장치를 포함하는

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 사용자 작동형 제어 부분이 핸드 레버 또는 풋 페달인

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 사용자 작동형 비율 제어 부분을 상기 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로 커플링하는 것은 상기 가동형 토크 전달 부분의 위치를 상기 비율 제어 부 분의 위치와 비교하도록 구성되고 정렬된 비교기를 포함하고 상기 비교기로부터의 출력을 기초로 상기 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 힘을 조정하기 위한 장치를 통해서 이루어지는

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   유압 액츄에이터로 인가되는 압력을 조정하여 상기 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 힘을 생성하기 위해서, 상기 비교기가 압력 제어 밸브에 작동적으로 커플링되는

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   유압 제어 압력을 수용하는 유압 액츄에이터를 이용하여 상기 가동형 토크 전달 부분의 위치가 제어되며, 상기 토크 제거 장치가 상기 유압 제어 압력을 벤팅하도록 정렬된 토크 제거 밸브를 포함하는

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 유압 액츄에이터가 더블 액팅이고 제 1 및 제 2 공급 라인을 통해서 제 1 및 제 2 유압 제어 압력들을 수용하며, 상기 제어 압력들 사이의 편차가 상기 가동형 토크 전달 부분에 인가되는 힘을 결정하며, 상기 토크 제거 밸브의 개방이 공급 라인들 내의 압력을 평형상태로 만들도록 상기 토크 제거 밸브가 상기 공급 라인들에 걸쳐 연결되는

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 토크 제거 장치는 상기 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 제어 힘을 제거하는 역할을 하는

   배리에이터를 제어하기 위한 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 배리에이터를 제어하기 위한 장치 및 배리에이터를 포함하는

   연속 가변 트랜스미션.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 배리에이터는 반응 토크를 생성하도록 구성되고 정렬되며, 상기 반응 토크는 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 힘에 따라 달라지며, 상기 토크 제거 장치는 상기 힘을 제거하는 역할을 하고 그에 따라 상기 배리에이터가 반응 토크를 유지하는 것을 방지하는

   연속 가변 트랜스미션.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 배리에이터는 둘 이상의 레이스를 가지는 토로이달 레이스의 롤링 트랙션 타입으로 구성되고, 상기 둘 이상의 레이스들 사이에서는 하나 이상의 롤러에 의해서 연속 가변 드라이브 비율로 드라이브가 전달되고, 상기 롤러가 가동형 토크 전달 부분인

    연속 가변 트랜스미션.
11. 배리에이터를 제어하기 위한 장치로서:

    사용자 작동형 비율 제어 부분,

    사용자가 배리에이터 비율에 걸쳐서 제어를 할 수 있도록 하기 위해서 상기 비율 제어 부분을 배리에이터의 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로 커플링하기 위한 장치, 그리고

    상기 가동형 토크 전달 부분이 받는 힘과 일치되게(in sympathy with) 변화되는 피드백 힘을 상기 비율 제어 부분으로 인가하기 위한 장치를 포함하는

    배리에이터를 제어하기 위한 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 사용자 작동형 제어 부분이 핸드 레버 또는 풋 페달인

    배리에이터를 제어하기 위한 장치.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 사용자 작동형 비율 제어 부분을 상기 가동형 토크 전달 부분으로 작동적으로 커플링하는 것은 상기 가동형 토크 전달 부분의 위치를 상기 비율 제어 부분의 위치와 비교하도록 구성되고 정렬된 비교기를 포함하고 상기 비교기로부터의 출력을 기초로 상기 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 힘을 조정하기 위한 장치를 통해서 이루어지는

    배리에이터를 제어하기 위한 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 비교기는 상기 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 힘을 인가하는 유압 액츄에이터로 인가되는 유압 제어 압력을 제어하는 역할을 하는

    배리에이터를 제어하기 위한 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 유압 제어 압력이 또한 상기 비율 제어 부분으로 피드백 힘을 인가하는 피드백 액츄에이터로 인가되는

    배리에이터를 제어하기 위한 장치.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 배리에이터를 제어하기 위한 장치 및 배리에이터를 포함하는

    연속 가변 트랜스미션.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 배리에이터는 상기 가동형 토크 전달 부분으로 인가되는 힘에 따라 달라지는 반응 토크를 생성하도록 구성되고 정렬되며, 그에 따라 상기 피드백 힘이 상기 배리에이터 반응 토크에 상응하는

    연속 가변 트랜스미션.

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