KR20120117811A - 자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20120117811A
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찰스 에프. 롱
다렌 제이. 웨버
존 더블유. 플러
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알리손 트랜스미션, 인크.
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Abstract

자동 변속기용 결함 진단 방법은 클러치 계합 압력을 선택적으로 공급하고 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 배출하도록 구성된 트림 시스템의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및 트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 결함 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING CLUTCH-RELATED FAULTS IN AN AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 특허 출원은 그 개시가 본 명세서에 참조로 인용된, 2009년 12월 16일자에 출원된 미국 특허 출원 제61/287,031호를 우선권 주장한다.
본 발명은 일반적으로 자동 변속기에 관한 것으로, 더 구체적으로는 이러한 변속기 내에서 클러치 결함을 감지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자동 변속기는 전형적으로 하나 이상의 기어 세트 및 파워 플랜트로부터 하나 이상의 로드(load)로 구동 토크를 전달하기 위해 서로 협력하는 다수의 선택적으로 계합가능한 마찰 장치를 포함할 수 있다. 이러한 변속기 내에서 마찰 장치-연과 결함 또는 고장을 진단하는 것이 선호될 수 있다.
본 발명은 첨부된 청구항에 언급된 하나 이상의 특징 및/또는 하기 하나 이상의 특징 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 자동 변속기용 결함 진단 방법은 클러치 계합 압력을 선택적으로 공급하고 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 배출하도록 구성된 트림 시스템의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및 트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 트림 시스템 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 중립 상태에 있을 때 트림 시스템이 제1 작동 상태에 있어야 하는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 중립 상태에 있을 때 트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 제1 작동 상태와 상이한 경우 중립 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 중립 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 중립 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
변속기는 다수의 상이한 작동 모드를 가질 수 있다. 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 트림 시스템이 제1 작동 상태에 있어야 하는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 제1 작동 상태와 상이한 경우 모드 변환 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 모드 변환 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 모드 변환 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 및 제2 클러치 제어 밸브를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 클러치 제어 밸브의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 클러치 제어 밸브의의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및 제1 클러치 제어 밸브의 모니터링된 작동 상태가 제1 클러치 제어 밸브의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제1 클러치 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 방법은 하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 및 제2 클러치 제어 밸브를 포함하고, 상기 방법은 2 클러치 제어 밸브의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 클러치 제어 밸브의의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및 제2 클러치 제어 밸브의 모니터링된 작동 상태가 제2 클러치 제어 밸브의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제2 클러치 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
트림 시스템은 제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제1 트림 밸브, 제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제2 트림 밸브, 및 제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로 각각에 클러치 계합 압력을 공급할 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 또한 제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로를 비울 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태와 상이한 제2 작동 상태에 있도록 제1 및 제2 트림 밸브 중 하나의 밸브에 유체연결된 제1 압력 스위치를 포함할 수 있다. 트림 시스템의 상태를 모니터링하는 단계는 제1 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하는 단계를 포함하고, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
결함 신호를 생성하는 단계는 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 메모리 장치 내에 트림 시스템 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 트루 중립일 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야 하는 것을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 트루 중립일 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있는 경우 트루 중립 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 트루 중립 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 트루 중립 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 인-레인지 중립일 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야 하는 것을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 결합 신호를 생성하는 단계는 변속기가 인-레인지 중립일 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있는 경우 인-레인지 중립 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 인-레인지 중립 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 인-레인지 중립 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
변속기는 다수의 상이한 작동 모드를 가지며, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야 하는지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있는 경우 모드 변환 결함 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 모드 변환 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 모드 변환 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 유체 통로를 통해 제1 트림 밸브 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 제1 및 제2 트림 밸브 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브, 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치 및 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제3 압력 스위치를 포함하고, 방법은 제2 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계 및 제2 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제1 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 유체 통로를 통해 제1 트림 밸브 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 제1 및 제2 트림 밸브 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브, 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치 및 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제3 압력 스위치를 포함하고, 방법은 제3 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계 및 제3 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제2 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템은 제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제1 트림 밸브, 제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제2 트림 밸브, 및 제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로 각각에 클러치 계합 압력을 공급할 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 또한 제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로를 비울 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태와 상이한 제2 작동 상태에 있도록 제1 및 제2 트림 밸브 중 하나의 밸브에 유체연결된 제1 압력 스위치를 포함할 수 있다.
시스템은 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 결함 신호를 생성하기 위해 제1 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령을 갖는 메모리를 포함한 제어 회로를 추가로 포함할 수 있다. 메모리 내에 저장된 명령은 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 메모리 내에 트림 시스템 결함 코드를 저장하기 위하여 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 메모리 내에 저장된 명령은 변속기가 트루 중립, 인-레인지 중립 또는 변속기의 다수의 상이한 작동 모드 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환 시에, 메모리 내에 저장된 명령은 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야하는지를 결정함으로써 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함할 수 있다.
하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 유체 통로를 통해 제1 트림 밸브 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 제1 및 제2 트림 밸브 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브를 포함하고, 시스템은 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치 및 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제2 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제2 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령을 갖는 메모리를 포함한 제어 회로를 추가로 포함할 수 있다. 시스템은 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제3 압력 스위치를 추가로 포함할 수 있고, 메모리 내에 저장된 명령은 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제3 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제3 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함할 수 있다.
자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템은 클러치 계합 압력을 선택적으로 공급하고 제1 및 제2 유체 통로를 비우기 위한 트림 시스템, 제1 유체 통로를 통해 트림 시스템 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 트림 시스템 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브, 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제1 압력 스위치, 및 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제1 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령을 갖는 메모리를 포함한 제어 회로를 포함할 수 있다.
시스템은 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치를 추가로 포함할 수 있다. 메모리 내에 저장된 명령은 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제2 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제2 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함할 수 있다.
도 1은 토로이달 트랙션 구동 자동변속기의 작동을 제어하기 위한 시스템의 일 예시적인 실시예가 블록선.
도 2a는 도 1에 도시된 토로이달 트랙션 구동 자동변속기의 일부분을 형성하는 베리에이터의 일 예시적인 실시예의 작동을 도시하는 도면.
도 2b는 도 2a의 베리에이터의 작동을 추가로 예시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 토로이달 트랙션 구동 자동변속기의 일부분을 형성하는 전자-유압 제어 시스템의 일 예시적인 실시예의 예시적인 도면.
도 4는 도 3의 전자-유압 제어 시스템의 특정 클러치-연관 결함 상태를 분석하기 위한 공정의 일 예시적인 실시예의 흐름도.
도 5는 변속기의 다양한 작동 모드 동안에 클러치 제어 밸브 및 클러치 트림 시스템의 예상된 압력 상태의 표.
도 6은 일 작동 상태를 도시하는 도 3에 도시된 클러치 제어 밸브의 확대도.
도 7은 또 다른 작동 상태를 도시하는 도 3에 도시된 클러치 제어 밸브의 확대도.
도 8은 일 작동 상태를 도시하는 도 3에 도시된 클러치 트림 밸브의 확대도.
도 9는 일 작동 상태를 도시하는 도 3에 도시된 클러치 트림 밸브의 확대도.
도 10은 또 다른 작동 상태를 도시하는 도 3에 도시된 클러치 트림 밸브의 또 다른 확대도.
도 11은 추가 작동 상태를 도시하는 도 3에 도시된 클러치 트림 밸브의 추가 확대도.
본 발명의 원리의 이해 및 조성의 목적으로, 첨부된 도면에 도시된 다수의 예시적인 실시예가 이제 참조될 것이며, 특정 용어가 실시예를 기술하기 위해 사용될 것이다.
이제, 도 1을 참조하면, 토로이달 트랙션 구동 자동변속기(toroidal traction drive automatic transmission, 14)의 작동을 제어하기 위한 시스템(10)의 일 예시적인 실시예가 블록선도로서 도시된다. 도시된 실시예에서, 파워 플랜트(power plant) 또는 에너지 센터(energy center, 12)가 자동변속기(14)에 연결되어, 파워 플랜트(12)의 회전식 출력 샤프트(16)가 종래기술에 따라 변속기(14)의 회전식 입력 샤프트(18)에 연결된다. 도시된 실시예에서 상기 입력 샤프트(18)는, 선택적으로 계합될 수 있는 복수의 마찰 장치, 예를 들어, 하나 이상의 종래의 선택적으로 계합될 수 있는 클러치, 등을 추가로 포함하는 조합 베리에이터(variator) 및 기어 세트(20)와 결합되고, 조합 베리에이터 및 기어 세트(20)는 회전식 출력 샤프트(22)에 결합된다. 조합 베리에이터 및 기어 세트(20)는 전자 유압 제어 시스템(24)에 의해 제어되고, 이의 일부의 세부 사항은 하기에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.
일반적으로 파워 플랜트(12)는, 출력 샤프트(16)에서 회전구동력을 발생시키는 장치이다. 파워 플랜트(12)의 예에는, 스파크 점화, 압축 점화 또는 그 외의 다른 유형, 스팀 엔진 또는 하나 이상의 연료 공급원, 하나 이상의 전기 발전기, 등으로부터 기계적 에너지를 생성하는 유형의 엔진과 같은 하나 또는 하나 이상의 엔진의 임의의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
조합 베리에이터 및 기어 세트(20)는, 종래의 기어 세트에 결합되는 종래의 완전 토로이달 트랙션 구동 베리에이터(full-toroidal traction-drive variator)를 포함한다. 도 2A 및 도 2B를 참조하면, 이러한 완전 토로이달 트랙션 구동 베리에이터(40)의 일부 구조적 특징부의 일 예시적인 실시예가 도시된다. 도시된 실시예에서, 상기 베리에이터(40)는, 서로 독립적으로 회전하는 한 쌍의 마주보는 토로이달 형상의 디스크(42, 44)를 포함한다. 예를 들어, 디스크(42)는 변속기(14)의 입력 샤프트(18)에 확고히 결합되어, 디스크(42)는 파워 플랜트(12)에 의해 회전가능하게 구동된다. 상기 디스크(44)는 베리에이터(40)의 출력 샤프트(46)에 확고히 결합되고 상기 샤프트(18)에 회전가능하게 결합되어, 디스크(44)가 샤프트(18) 주위에서 자유롭게 회전한다. 상기 베리에이터(40)의 출력 샤프트(46)는 하나 이상의 변속기 기어들을 통해 직접 또는 간접적으로 변속기(14)의 출력 샤프트(22)에 연결되어, 상기 베리에이터(40)의 출력 샤프트(46)는 파워 플랜트(12) 및 변속기(14)를 가진 (도면에 도시되지 않은) 차량의 휠들을 구동한다.
다수의 롤러(48)는, 디스크(42, 44)의 마주보는 내측 아치형 표면들 사이에 배치되며, (도면에 도시되지 않은) 트랙션 유체는 이러한 각각의 롤러(48)의 구름표면과 디스크(42, 44)의 내측 표면 사이에 배열된다. 도시된 실시예에서, 다양한 롤러(48)의 구름 표면들은 따라서 구조적으로 디스크(42, 44)의 내측 표면과 접촉하지 않고, 토크는 트랙션 유체에 의해 두 개의 디스크(42, 44)들 사이에서 다양한 롤러(48)에 의해 전달된다. 이는, 롤러(48)들의 구름표면들과 디스크(42, 44)들의 아치형 내측 표면들 사이의 구조적인 접촉이 아니라 토크가 트랙션 유체에 의해 두 개의 디스크(42, 44)들 사이에서 전달되기 때문이며, 베리에이터는 트랙션 구동(traction-drive) 장치로서 언급된다.
도 2A 및 도 2B에 도시된 실시예에서, 두 개의 롤러(481, 482)들이 두 개의 디스크(42, 44)들의 마주보는 내측 표면들 사이에 작동하며 배열된다. 종래의 유압작동식 피스톤의 형태를 가진 롤러 액추에이터(501)가 브래킷(521)에 의해 롤러(481)에 결합되고 종래의 유압작동식 피스톤의 형태를 가진 또 다른 롤러 액추에이터(502)가 브래킷(522)에 의해 롤러(482)에 결합된다. 상기 브래킷(521, 522)들은, 상기 롤러(481, 482)들이 회전가능하게 구동되는 회전식 샤프트를 갖지 않는다. 게다가, 상기 브래킷(521, 522)들은 상기 롤러(481, 482)들이 회전하는 구조를 가진다. 예를 들어, 실제 실시예에서, 상기 브래킷(521, 522)들은 상기 롤러의 양쪽 측면에서 롤러(481, 482)들의 중앙허브에 부착되도록 구성되어, 상기 브래킷(521, 522)들과 액추에이터(501, 502)는 도 2A와 도 2B를 설명하는 페이지에 대해 일반적으로 수직으로 연장될 것이다.
유압 제어식 액추에이터(501, 502)는, 액추에이터의 일 측면에 가해지는 높은 측면 유압 및 액추에이터의 마주보는 측면에 가해지는 낮은 측면 유압을 선택적으로 제어하여 각각 제어될 수 있어서 두 개의 디스크(42, 44)의 내측 환형 표면들에 대하여 대응 롤러(481, 482)들로부터 전달되는 토크를 제어할 수 있다. 액추에이터(501, 502)는 상기 롤러(481, 482)들의 위치 또는 피치보다는 구동라인 토크(driveline torque)를 제어한다. 출력에너지와 동일한 입력에너지를 기초하여 엔진 및 구동 트레인 속도들의 정확한 비율 일치(ratio match)를 제공하는 위치를 찾기 위하여, 상기 롤러(481, 482)들은 프리 카스토링(free-castoring)되고, 액추에이터(501, 502)에 응답한다.
도시된 일 실시예에서, 베리에이터(40)는 두 세트 또는 쌍의 디스크(42, 44)들을 포함하고, 쌍을 이루는 디스크(42)는 서로 확고히 결합되고 쌍을 이루는 디스크(44)는 서로 확고히 결합되어, 도 2a 및 도 3b에 도시된 실시예는 절반의 예시를 나타낸다. 예시적인 실시예에서, 3 개의 롤러는 총 6 개의 롤러(481 내지 486)들과 대응 유압 제어식 액추에이터(501 내지 506)의 경우 마주보는 각 세트의 디스크(42, 44) 사이에 배열된다. 그러나, 상기 베리에이터(40)의 특정 실시예가 도시되고 단지 예시로서 설명되며, 다소 적거나 많은 디스크(42, 44)들을 포함하고 다소 적거나 많은 롤러(48)들 및 유압 제어식 액추에이터(50)를 포함하거나 단지 부분적인 토로이달 형상을 가지도록 구성되는 베리에이터(40)의 다른 실시예들이 선택적으로 이용될 수 있다. 일반적으로 베리에이터(40)의 작동이 유압식으로 제어되는 것으로 도시되고 설명되는 반면에, 상기 공개내용은 상기 베리에이터(40)의 작동이 단지 전자 또는 전자 기계적 구조물에 의해 제어되는 실시예들을 고려한다.
재차, 도 1을 참조하면, 조합 베리에이터 및 기어 세트(20)는, 자동으로 선택될 수 있는 적어도 둘의 기어비들을 형성하고, 베리에이터, 예를 들어, 도 2에서 도시되고 설명된 베리에이터(40)에 결합되거나 또는 이와 일체구성되며 종래의 하나 이상의 유성기어 세트(들) 및/또는 다른 기어 세트(들)를 포함한다. 또한, 조합 베리에이터 및 기어 세트(20)는 종래의 다수의 마찰 장치들, 예를 들어, 둘 이상의 기어비들 사이에서 변속기(14)의 쉬프팅(shifting)을 제어하도록 선택적으로 제어될 수 있는 클러치들을 포함한다. 대안의 실시예에서, 상기 기어 세트는, 종래의 하나 이상의 유성기어 세트, 하나 이상의 다른 기어 세트들을 조합한 하나 이상의 유성기어 세트들 또는 오직 하나 이상의 비 유성기어 세트(non planetary gear set)들을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 변속기(14)는 세 개의 마찰 장치들, 예를 들어, 종래의 세 개의 클러치(C1, C2, C3)들을 포함한다. 이 실시예에서, 각각의 클러치(C1, C2, C3)는 종래의 방식으로, 예를 들어, 전자-유압 제어 시스템(24)의 제어작용을 받으며 유체압력에 의해 작동된다. 이와 관련하여, 유체 경로(251)는 전자-유압 제어 시스템(24)과 클러치(C1) 사이에서 유체연결되고, 유체 경로(252)는 전자-유압 제어 시스템(24)과 클러치(C2) 사이에서 유체연결되며, 유체 경로(253)는 전자-유압 제어 시스템(24)과 클러치(C3) 사이에서 유체연결된다. 기어 세트 및 클러치(C1, C2, C3)들은 변속기(14)의 4가지의 개별적인 작동 모드를 제공하기 위해 배열되고, 변속기(14)의 다양한 작동 모드들은 클러치(C1, C2, C3)의 작동에 의해 선택적으로 제어된다.
제 1 작동 모드(M1)에서, 예를 들어, 클러치(C1)가 인가되고(apply) 예를 들어, 계합되며, 동시에 클러치(C2, C3)들은 구속해제되고 예를 들어, 분리되며, 이 모드에서 전진 또는 후진 진행(launch)이 수행될 수 있고, 변속기(14)를 갖는 차량은 최대 약 시간당 10 마일의 차량 속도로 작동될 수 있다. 또 다른 예로서 제 2 작동 모드(M2)에서, 또 다른 예로서, 클러치(C2)는 계합되고 동시에 클러치(C1, C3)는 분리되며, 이 모드에서 차량은 시간당 약 10 내지 30 마일의 차량 속도로 작동될 수 있다. 또 다른 예로서 제 3 작동 모드(M3)에서, 클러치(C3)는 계합되고 동시에 클러치(C1, C2)는 분리되며, 이 모드에서 차량은 시간당 약 30 마일 초과의 차량 속도로 작동할 수 있다. 마지막 예로서 제 4 모드에서, 클러치(C1, C2, C3)는 모두 분리되고 이 모드에서 변속기(14)는 중립상태에 있다. 하기 설명에서 더욱 상세히 설명되는 것처럼 도 1에 도시된 전자-유압 제어 시스템(24)의 일 실시예에서, 인 레인지 중립(in-range neutral) 및 소위 "트루 중립(true neutral)"인 두 가지의 중립 상태가 가능하다. 다양한 작동 모드(M1, M2, M3) 사이의 변환 상태에서, 베리에이터 토크는 하나의 작동 모드로부터 다음 작동 모드로 용이하게 변환되도록 역전된다(reverse).
시스템(10)은 변속기(14)의 전체 작동을 제어하고 관리하는 변속기 제어 회로(30)를 추가로 포함한다. 상기 변속기 제어 회로(30)는, 대응 신호 경로(261 내지 26M)들에 의해 전자-유압 제어 시스템(24) 내에 포함된 대응 작동 매개변수 센서에 전기적으로 연결되는 M 개의 작동 매개 변수 입력(OP1 내지 OPM)을 포함하고, 여기서 M은 임의의 양의 정수일 수 있다. 하기 설명에서 예로서 설명되고 상기 전자-유압 제어 시스템(24) 내에 포함된 하나 이상의 작동 매개변수 센서는, 변속기 제어 회로(30)에 의해 수신되는 신호 경로(261 내지 26M)에 대응 작동 매개변수 신호를 발생시킨다. 변속기(14)는 전자-유압 제어 시스템(24) 내에 포함되고 N 개의 전자제어가능한 액추에이터를 추가로 포함하고, 상기 액추에이터는 대응 신호 경로(281 내지 28N)에 의해 변속기 제어 회로(30)의 대응 개수의 액추에이터 제어 출력(AC1 내지 ACN)들 중 상이한 것과 각각 전기적으로 연결되며, 여기서 N은 임의의 양의 정수일 수 있다. 하기 설명에서 실시예가 기술되며 전자-유압 제어 시스템(24) 내에 포함되는 하나 이상의 전자제어가능한 액추에이터는, 변속기(14)의 다양한 작동 특징을 제어하기 위하여 대응 신호 경로(281 내지 28N)에 대해 변속기 제어 회로(30)에 의해 생성되는 액추에이터 제어 신호들에 응답한다.
예시적으로 변속기 제어 회로(30)는 마이크로프로세서를 기반으로 하며, 변속기(14)의 작동을 제어하고 본 명세서에서 기술되는 바와 같이 전자-유압 제어 시스템(24)의 작동을 제어하기 위해 제어 회로(30)에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령(instruction)을 갖는 메모리 유닛(32)을 포함한다. 그러나, 이 개시는 변속기 제어 회로(30)가 마이크로프로세서를 기반으로 하지 않지만, 메모리 유닛(32) 내에 저장된 여러 세트의 하드와이어(hardwired) 명령 및/또는 소프트웨어 명령을 기반으로 전자-유압 시스템(24)의 작동 및 변속기(14)의 작동을 제어하도록 구성되는 그 외의 다른 실시예를 고려하는 것으로 이해될 것이다.
이제, 도 3을 참조하면, 전자-유압 제어 시스템(24)의 일 실시예가 예시적인 도면으로 도시된다. 도시된 실시예에서, 전자-유압 제어 시스템(24)은 대개 두 개의 개별 제어 섹션으로 분할되고 즉, 베리에이터 제어 섹션(56) 및 클러치 제어 섹션(58)으로 분할된다. 종래의 유체 펌프(60)는 예를 들어, 종래의 변속기 오일과 같은 변속기 유체를 종래의 변속기 섬프(sump)와 같은 변속기 유체의 공급원(64)으로부터 베리에이터 제어 섹션(56)으로 공급하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 상기 유체 펌프(60)는 베리에이터 메인 유체 통로(68)(VAM)에 의해 베리에이터 메인 조절 블록(66)의 입구에 유체연결되고, 상기 제어 회로(30)의 출력신호 경로(2810)들 중 하나는 상기 베리에이터 메인 조절 블록(66)에 전기적으로 연결된다. 상기 베리에이터 메인 조절블록(66)은 압력조절된 변속기 유체를 종래기술에 따라 상기 유체 통로(68)로 공급하기 위해 변속기 제어 회로(30)에 의해 신호 경로(2810)상에 발생된 제어신호에 응답하여 예를 들어, 하나 이상의 밸브들과 같은 종래의 부품들을 포함한다.
상기 베리에이터 메인 유체 통로(68)는, 두 개의 베리에이터 트림 밸브(70, 72)들의 유체 입구, 베리에이터 결함 밸브(76)의 일 단부 및 또한 전자-유압 제어 시스템(24)의 클러치 제어 섹션(58) 내에 배열된 클러치 제어 밸브(96)에 유체연결된다. 상기 베리에이터 트림 밸브(70, 72)는, 각각 신호 경로(281, 282)에 의해 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결된 액추에이터(78, 84)를 각각 포함한다. 각각의 베리에이터 트림 밸브(70, 72)의 또 다른 유체 입구는 배출구와 유체연결된다. 상기 베리에이터 트림 밸브(70)의 유체출구는, 유체 통로(80)에 의해 베리에이터 제어 밸브(82)에 유체연결된다. 상기 베리에이터 트림 밸브(72)의 유체 출구는, 유체 통로(86)에 의해 또 다른 베리에이터 제어 밸브(88)에 유체연결된다. 도시된 실시예에서, 액추에이터(78, 84)들은 종래의 전자작동식 솔레노이드이고, 베리에이터 트림 밸브(70, 72)들은 가변 블리드(variable-bleed) 밸브들이다. 상기 가변 블리드밸브들은, 변속기 제어 회로(30)에 의해 신호 경로(281,282) 상에 발생되는 제어신호들을 기초하여 가변압력 변속기 유체를 상기 유체 통로(80,86)들로 공급한다.
전자-유압 제어 시스템(24)의 베리에이터 제어 섹션(56)은 추가로, 신호 경로(283)에 의해 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결되는 액추에이터(90)를 포함한 또 다른 베리에이터 트림 밸브(74)를 포함한다. 상기 트림 밸브(74)의 유체 입구는 유체 경로(94)에 의해 클러치 제어 밸브(96)와 유체연결되고, 상기 트림 밸브(74)의 또 다른 유체 입구는 배출구와 유체연결된다. 상기 베리에이터 트림 밸브(74)는, 유체 통로(92)에 의해 베리에이터 제어 밸브(82, 88)와 유체연결된다. 액추에이터(90)는 종래의 전자작동식 솔레노이드이고, 트림 밸브(74)는 신호 경로(283)상에서 변속기 제어 회로(30)에 의해 발생되는 제어신호에 기초하여 가변 압력 변속기 유체를 유체 통로(92)이다.
종래의 또 다른 유체 펌프(98)는 섬프(64)로부터 전자-유압 제어 시스템(24)의 클러치 제어 섹션(58)으로 변속기 유체를 공급하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 유체 펌프(98)의 유체 입구는 유체 통로(62)에 의해 섬프(64)에 유체연결되고, 유체 펌프(98)의 유체 출구는 유체 통로(100)에 의해 클러치 및 제어 메인 조절, 쿨러 및 윤활 블록(clutch and control main regulation, cooler and lube block, 102)과 유체연결된다. 제어 회로(30)의 출력 신호 경로(2811)들 중 다른 하나는 클러치 및 제어 메인 조절, 쿨러 및 윤활 블록(102)과 전기적으로 연결된다. 클러치 및 제어 메인 조절, 쿨러 및 윤활 블록(102)은, 종래의 방식으로 압력 조절된 변속기 유체를 클러치 메인 CLM 유체 통로(100) 및 제어 메인 COM 유체 통로(104)에 공급하기 위해 변속기 제어 회로(30)에 의해 신호 경로(2811) 상에 발생되는 제어신호에 응답하여 예를 들어, 하나 이상의 밸브와 같은 종래의 부품들을 포함한다. 상기 제어 메인 COM 유체 통로(104)가 베리에이터 제어 밸브(82, 88)에 유체연결된다.
상기 클러치 및 제어 메인 조절, 쿨러 및 윤활 블록(102) 및 또한 베리에이터 결함 밸브(76)에 유체연결되는 배출관 백필 유체 통로(exhaust backfill fluid passageway, 108) 내에서 배출관 백필 밸브(106)가 배출관 백필 압력을 형성한다. 상기 클러치 및 제어 메인 조절, 쿨러 및 윤활 블록(102)은 상기 변속기(14)의 기어세트의 다양한 기어들 및 베리에이터에 윤활경로를 제공하고 변속기 유체를 냉각하고 여과하기 위한 종래의 부품을 추가로 포함한다.
베리에이터 제어 밸브(82, 88)는 각각 신호 경로(284, 285)를 통해 변속기 제어 회로(30)에 전기적으로 연결되는 액추에이터(85, 95)를 각각 포함한다. 도시된 실시예에서, 액추에이터(85, 95)는 종래의 전자 작동식 솔레노이드이다. 베리에이터 제어 밸브(82)는 스풀(spool, 110)을 추가로 포함하고, 액추에이터(85)는 스풀(110)의 위치를 선택적으로 제어하여 신호 경로(284) 상에서 변속기 제어 회로(30)에 의해 생성된 제어 신호에 응답하고, 이에 따라 유체 통로(112) 내에서 유체 압력이 선택적으로 제어된다. 게다가 상기 베리에이터 제어 밸브(88)는 스풀(114)을 포함하고, 액추에이터(95)는 상기 스풀(114)의 위치를 선택적으로 제어하여 유체 통로(116) 내부의 유체압력을 선택적으로 제어하기 위하여 신호 경로(285) 상에서 변속기 제어 회로(30)에 의해 생성된 제어 신호에 응답한다. 이 문헌의 의도에 있어서, 유체 경로(112, 116)는 본 명세서에서 각각 S1 및 S2로 언급될 수 있다.
S1 유체 경로(112)는 종래의 댐퍼(damper, 118)의 일 단부에 유체연결되고, 이의 마주보는 단부는 베리에이터 하이-측면 유체 통로(120)에 유체연결된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 베리에이터는 예를 들어, 종래의 피스톤과 같은 6 개의 액추에이터(501 내지 506)를 포함한다. 베리에이터 하이 측면 유체 통로(120)는 종래의 대응 댐퍼(1221 내지 1226)에 의해 예를 들어, 상기 액추에이터(501 내지 506)의 하이 측면과 같은 측면에 유체연결된다. 종래의 체크 밸브(124)는 베리에이터 하이 측면 유체 통로(120)와 제어 메인 COM 유체 통로(104) 사이에 배열된다. 다른 하나의 체크 밸브(126)는 베리에이터 하이 측면 유체 통로(120)와 단부하중 유체 통로(endload fluid passageway, 128) 사이에 배열된다.
유사하게, S2 유체 경로(116)는 종래의 댐퍼(132)의 일 단부에 유체연결되고, 이의 마주보는 단부는 베리에이터 로우 측면(low-side) 유체 통로(134)에 유체연결된다. 베리에이터 로우 측면 유체 통로(134)는 종래의 대응 댐퍼(1361 내지 1366)에 의해 예를 들어, 상기 액추에이터(501 내지 506)의 로우측면와 같은 마주보는 측면에 유체연결된다. 종래의 체크 밸브(138)가, 베리에이터 로우측면 유체 통로(134)와 제어 메인(COM) 유체 통로(104) 사이에 배열된다. 종래의 다른 한 개의 체크 밸브(140)가, 베리에이터 로우 측면 유체 통로(134)와 단부하중 유체 통로(128)사이에 배열된다. 단부부하 유체 통로(128)는 액추에이터(506)의 하이측면 및 로우측면 사이에서 추가로 유체연결되는 단부부하 릴리프 밸브(130)와 상기 단부부하 유체 통로(128)가 유체연결된다. 상기 단부부하 릴리프 밸브(130)를 작동하기 위한 방법 및 구조에 관한 추가의 세부사항들이, 본 발명에서 전체내용을 참고하고 대리인 문서번호 46582_209632(ATP-0047-USP)를 가지며 동시계류중인 미국특허 출원 일련번호 제61/287,020호에 제공된다.
상기 단부하중 유체 통로(128)는 베리에이터 결함 밸브(76)의 마주보는 단부에 추가로 유체연결된다. 상기 베리에이터 결함 밸브(76)는 스풀(142)을 포함하고 유체 통로(144)에 의해 베리에이터 제어 밸브(82, 88)와 유체연결된다. 상기 베리에이터 결함 밸브(76)의 스풀(142)은 상기 유체 통로(144)에 선택가능한 유체압력을 공급하기 위해, 한쪽 단부에서 베리에이터 메인 유체 통로(68)와 마주보는 단부에서 단부하중 유체 통로(128) 사이에 형성된 압력차에 응답한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서, 베리에이터 메인 유체 통로(68) 내부의 유체압력이 단부하중 유체 통로(128) 내부의 유체압력보다 충분히 크다면, 상기 스풀(144)은 상향으로 가압되어 배출관 백필 유체 통로(EB)(108)를 유체 통로(144)와 유체연결시킨다. 상기 위치는, 도 3에 도시된 스풀(142)의 위치이다. 대신에 단부하중 유체 통로(128) 내부의 유체압력이 베리에이터 메인 유체 통로(68)내부의 유체압력보다 충분히 크면, 상기 스풀(144)은 하향으로 가압되어 제어 메인 (COM) 유체 통로(104)를 유체 통로(144)와 유체연결시킨다. 베리에이터 결함 밸브(76)는, 상기 스풀(142)의 두 극단위치들 사이에서 정해진 양의 히스테리시스를 가지고 한 실시예에서 상기 히스테리시스는 약 15 내지 20%이어서, 단부하중 유체 통로(128)와 VAM(68)사이의 압력차는 스풀(142)의 위치가 변화되기 전보다 약 15% 내지 20% 더 크다. 당업자는, 상기 히스테리시스가 단지 예로서 제공되는 것이며 다른 히스테리시스 값들 또는 히스테리시스가 없는 상태가 선택적으로 이용될수 있다는 것을 안다.
도시된 실시예에서, 센서는 각각의 상기 밸브들의 작동상태를 모니터링하기 위하여 각 베리에이터 제어 밸브(82, 88)에 대해 작동가능하게 배열된다. 도시된 실시예에서, 종래의 압력센서가 하나 이상의 압력센서와 대체될 수 있을지라도, 상기 센서들은 종래의 압력 스위치 형태로 제공된다. 각각의 압력 스위치들은, 압력 스위치들의 상태들 따라서 밸브(82, 88)들의 작동상태에 관한 변속기 제어 회로(30)를 모니터링할 수 있도록, 상기 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서, 압력 스위치(146)는 베리에이터 제어 밸브(82)에 유체연결되고 하나의 신호 경로(261)에 의해 상기 변속기 제어 회로(30)에 전기적으로 연결된다. 또 다른 압력 스위치(148)는 베리에이터 제어 밸브(88)에 유체연결되고 또 다른 신호 경로(262)에 의해 상기 변속기 제어 회로(30)에 전기적으로 연결된다. 밸브(82, 88)들의 대응 작동상태 즉, 활성화 또는 비활성화 여부를 결정하기 위하여 상기 변속기 제어 회로(30)는 종래기술에 따라 압력 스위치(146,148)에 의해 발생된 신호들을 처리하도록 작동된다. 일반적으로 베리에이터 제어 섹션(56)의 구조 및 작동에 관련되고 밸브(70, 72, 74, 82, 88)들과 관련된 결함 상태의 작동에 관련되는 다른 세부사항들이, 본 발명에서 전체 내용을 참고로 하고 대리인 문서 번호 제46582-209545호(ATP-0042-USP)를 가지며 동시계류중인 미국특허출원 제 61/286,974 호, 대리인 문서 번호 제46582-209550호(ATP-0046-USP)를 가지며 동시계류중인 미국특허출원 제 61/287,003 호, 및 대리인 문서 번호 제46582-209548호(ATP-0045-USP)를 가지며 동시계류중인 미국특허출원 제 61/287,003 호에 제공된다.
도 3에 도시된 실시예에서 상기 클러치 메인 압력(CLM)은 유체 통로(100)를 통해 전자-유압 제어 시스템(24)의 클러치 제어 섹션(58)에 공급된다. 특히, 클러치 메인 유체 통로(100)에 의해 유체로 가해지는 클러치 메인 유체압력(CLM)은 각 쌍의 클러치 트림 밸브(150, 152)들로 유체 전달된다. 클러치 트림 밸브(150, 152)들은 본 발명에서 트림시스템으로 설명된다. 상기 클러치 트림 밸브(150, 152)는 각각, 신호 경로(286, 287)에 의해 변속기 제어 회로(30)에 전기적으로 연결되는 액추에이터(154, 158)를 포함한다. 각 클러치 클러치 트림 밸브(150, 152)들의 제어 유체 입구는 제어 메인 유체 통로(104)에 유체연결되고, 상기 클러치 트림 밸브(150, 152)들의 또 다른 제어 유체 입구는 배출구와 유체연결된다. 각각의 클러치 트림 밸브(150,152)는 추가로, 제어 단부(156A, 160A)들에 가해지는 유체압력에 기초하여 두 개의 스풀 위치들 사이에서 이동할 수 있는 이동가능한 스풀(156, 160)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 액추에이터(154,158)는 종래의 전자작동식 솔레노이드이다. 상기 클러치 트림 밸브(150,152)들은, 신호 경로(286, 287) 상에 변속기 제어 회로(30)에 의해 발생되는 제어신호들을 기초하여 상기 스풀(156, 160)들의 제어단부(156A, 160A)들에 대해 제어 메인(COM) 압력 또는 배출을 선택적으로 제공하여, 상기 스풀(156, 160)이 두 개의 스풀 위치들 사이에서 이동하도록 구성된다. 클러치 트림 밸브(150, 152)들은, 다수의 유체 통로들에 의해 서로 유체연결되고 배출관 백필(exhaust backfill)(EB), 유체 통로(108)가 직접 트림 밸브(150)에 연결되고 상기 트림 밸브(150)에 의해 트림 밸브(152)에 간접적으로 연결된다.
각 클러치 트림 밸브(150, 152)의 유체 배출구들은, 유체 통로(172, 174)에 의해 각 쌍의 클러치 제어 밸브(162, 96)들의 유체입구와 유체연결된다. 클러치 트림 밸브(150, 152)들은, 변속기 제어 회로(30)의 제어작용을 받으며 신호 경로(286, 287)들에서 변속기 제어 회로(30)에 의해 발생되는 신호들에 의해, 예를 들어, 클러치 메인압력, CLM, 클러치 분리압력, 예를 들어, 배출관(exhaust) 백필(EB)과 같은 클러치 연결압력을 독립적으로 상기 유체 통로(172, 174)에 선택적으로 공급하도록 구성된다.
상기 클러치 제어 밸브(162,96)는 각각 예를 들어, 신호 경로(288, 289)에 의해 상기 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결되는 전기제어식 솔레노이드(164, 168)와 같은 전자 액추에이터를 포함한다. 각 클러치 제어 밸브(162,96)의 한 개의 제어 유체 입구는, 제어 메인 COM 유체 통로(104)에 유체연결되고, 또 다른 제어 유체 입구는 배출구에 유체연결된다. 각 클러치 제어 밸브(162, 96)는, 상기 클러치 제어 밸브(162, 96)가 가지는 스풀(166, 170)의 제어단부(166A, 170A)에 제어 메인 압력, COM 또는 배출관을 선택적으로 가하여 상기 스풀(166, 170)들을 두 개의 스풀위치들 사이에서 이동하도록 상기 신호 경로(288, 289) 상에서 상기 변속기 제어 회로(30)에 의해 발생되는 제어신호에 응답한다. 상기 클러치 제어 밸브(162, 96)는 유체 통로(176, 178, 180, 182)들에 의해 서로 유체연결된다. 상기 제어 메인 압력, COM, 유체 통로(104)는 또한 클러치 제어 밸브(162, 96)의 다른 위치들과 직접 유체연결되고, 배출관 백필(EB), 유체 통로(108)는 각각의 클러치 제어 밸브(162, 96)와 직접 유체연결된다.
클러치제어 밸브(96)는 또한, C2 클러치 유체 경로(252)와 직접 유체연결되고, 클러치 메인 유체, CLM 또는 배출관 백필(EB)는 유체 경로(252) 또는 액추에이터(154, 158, 164, 168)들의 다양한 상태조합에 의해 C2 클러치에 선택적으로 가해진다. 클러치 제어 밸브(162)는 또한 각각의 C1 및 C3 클러치 유체 경로(251, 253)와 직접 유체연결되고, 클러치 메인 유체, CLM 또는 배출관 백필(EB)은, 클러치 제어 밸브(162)를 통과하여 유체 통로(251)에 의해 C1 클러치로 공급되거나 유체 통로(253) 또는 액추에이터(154, 158, 164, 168)들의 다양한 상태조합에 의해 C3클러치에 선택적으로 공급된다. 따라서, 클러치 제어 밸브(162, 96)와 클러치 트림 밸브(150, 152)의 액추에이터(154, 158,1 64, 168)의 작동상태에 기초하여, 상기 CLM 및 EB 압력을 상기 클러치 제어 밸브(162,96)를 통해 다양한 클러치(C1 내지 C3)에 선택적으로 공급하여 클러치(C1내지 C3)가 선택적으로 활성화 즉, 연결되거나 비활성화 즉, 분리된다. 상기 클러치 제어 밸브(96)는 유체 통로(252)에 의해 상기 클러치(C2)에 직접 유체연결되고, 따라서, 상기 C2 클러치의 제어 즉, 연결 및 분리는 상기 CLM 및 EB 압력을 상기 클러치(C2)에 선택적으로 공급하기 위해 상기 클러치 제어 밸브(96)의 적합한 제어를 포함한다. 다른 한편, 상기 클러치 제어 밸브(162)는 유체 통로(251, 253)에 의해 상기 클러치(C1, C3)에 직접 유체연결되고, 따라서, 상기 C1 및 C3 클러치의 제어 즉, 연결 및 분리는 상기 CLM 및 EB 압력을 상기 클러치(C1, C3)에 선택적으로 공급하기 위해 상기 클러치 제어 밸브(162)의 적합한 제어를 포함한다. 변속기(14)가 정상적으로 작동하는 동안, 상기 클러치(C1, C3)들은 동시에 연결되지 않기 때문에, 상기 클러치(C1, C3)들은 상기 클러치제어 밸브(162)에 의해 다중배열(multiplexed)될 수 있다. 클러치 제어 밸브(162, 96)의 작동 및 구조에 관한 추가 세부 사항이 본 발명에서 전체내용을 참조로 인용되고 대리인 문서번호 46582-209547(ATP-0044-USP)를 가지며 동시계류중인 미국특허 출원 일련번호 제 61/287,038 호에 제공된다.
도시된 실시예에서, 각 밸브(150, 152, 162)의 작동상태를 모니터링하고 또한 변속기의 어떤 작동 상태 결함을 모니터링하기 위하여 센서가 클러치 트림 밸브(150, 152)와 각 밸브(150, 152, 162, 96)에 대해 작동가능하게 배열된다. 도시된 일 실시예에서, 상기 센서들은 종래의 압력 스위치들로 제공되지만, 종래의 압력센서는 한 이상의 압력 스위치들로 대체될 수 있다. 어떤 경우이든, 각각의 압력 스위치는, 변속기 제어 회로(30)에 의해 압력 스위치들의 상태 따라서 각 밸브(150, 152, 162, 96)의 작동상태 및 변속기의 작동상태 결함을 모니터링할 수 있도록 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결된다. 도 3에 도시된 실시예에서 예를 들어, 압력 스위치(184)는 상기 클러치 제어 밸브(162)와 유체연결되고 신호 경로(263)에 의해 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결된다. 또 다른 압력 스위치(186)는 상기 클러치 트림 밸브(150, 152)와 유체연결되고 다른 신호 경로(264)에 의해 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결된다. 또 다른 압력 스위치(188)는 상기 클러치 제어 밸브(96)와 유체연결되고 또 다른 신호 경로(265)에 의해 변속기 제어 회로(30)와 전기적으로 연결된다. 상기 변속기 제어 회로(30)는, 다양한 밸브(150, 152, 162, 96)의 대응 작동상태 즉, 활성화 또는 비활성화 및 변속기의 작동상태 결함을 결정하기 위해, 상기 압력 스위치(184, 186, 188)에 의해 발생되는 신호들을 처리하도록 작동된다.
이제, 도 4를 참조하면, 클러치 제어 시스템(58)의 진단 작동 및 다양한 압력 스위치(184, 186, 188)의 상태, 즉 이들 스위치의 상태를 기반으로 클러치-연관 결함 또는 고장을 모니터링하기 위한 공정(200)의 일 예시적인 실시예가 흐름도로 도시된다. 용어 "트루 중립"은 어떠한 클러치(C1 내지 C3)도 활성화 또는 계합되지 않으며 클러치 제어 시스템(58)의 모든 밸브(150, 152, 162, 96)가 비활성화 또는 디-스트로크되는(de-stroke) 변속기(14)의 작동 상태로서 이 문헌에서는 정의된다. 대조적으로, 용어 "인-레인지 중립"은 어떠한 클러치(C1 내지 C3)도 활성화 또는 계합되지 않으며 클러치 트림 밸브(150, 152) 모두가 비-활성화 또는 디-스트로크하는 동시에 하나 또는 모든 클러치 제어 밸브(162, 96)가 활성화 또는 행성되는 변속기(14)의 작동 상태로서 이 문헌에서 정의된다. 공정(200)은 하기에서 상세히 기술되는 바와 같이 공정(200)을 수행하기 위해 변속기 제어 회로(30)에 의해 실행가능한 명령의 형태로 변속기 제어 회로(30)의 메모리(32) 내에 저장된다.
공정(200)은 단계(202)에서 개시되고, 그 후 단계(204)에서 변속기 제어 회로(30)가 변속기(14)의 현재 작동 모드(OM)를 결정하기 위해 작동될 수 있다. 일반적으로, 전술된 바와 같이, 변속기(14)는 3가지의 중립 작동 모드(M1 내지 M3) 중 하나, 2가지의 중립 작동 모드 및 변속기(14)가 다양한 작동 모드들 산에 변환되는 모드 변환 상태에서 작동될 수 있으며, 임의의 주어진 순간에 변속기(14)의 작동은 주요하게 변속기(14)를 갖는 차량의 진행 속도(road speed)에 의존될 것이다. 변속기 제어 회로(30)는 변속기(14)의 전체 작동을 제어 및 관리하기 때문에, 변속기 제어 회로(30)는 일반적으로 변속기(14)의 현재 작동 모드(OM)의 임의의 주어진 시간에 식별(knowledge)을 가질 것이다. 따라서, 변속기 제어 회로(30)는 변속기(14)의 현재 작동 모드(OM)를 내부적으로 결정함으로써 단계(204)를 수행한다. 이 문헌의 경우, 용어 변속기의 "작동 모드"는 2가지의 중립 작동 모드, 즉 "트루 중립" 및 "인-레인지 중립" 중 임의의 3가지의 비-중립 작동 모드를 포함하는 변속기의 임의의 중립 작동 상태 및 다양한 작동 모드(M1 내지 M3) 중 인접한 하나 사이에서 변속기(14)가 변환되는 임의의 모드 변환 상태로서 정의된다. 단계(204) 이후에, 변속기 제어 회로(30)는 예를 들어, 대응 신호 경로(263 내지 265) 상의 압력 스위치에 의해 생성된 압력 스위치 신호를 샘플링 및 처리함으로써 각각의 압력 스위치(184, 186, 188)의 상태를 결정하기 위해 단계(206)에서 작동될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 각각의 압력 스위치(184, 188)의 상태에 대한 이의 충돌(impact) 및 클러치 제어 밸브(162, 96) 각각의 가능한 작동 상태가 예시로서 도시된다. 클러치 제어 밸브(162)는 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 스트로크할 때(stroke), 스풀(166)은 제어 메인 압력(COM)을 압력 스위치(184)에 전달한다. 압력 스위치(184)는 하이 로직 상태(high logic state), 예를 들어, "1"로서 압력 스위치(184)의 상태를 결정하기 위해 변속기 제어 회로(30)가 처리하는 고-값 출력 신호를 생성하도록 COM 압력에 응답한다. 클러치 제어 밸브(162)가 디-스트로크할 때, 도 7에 도시된 바와는 역으로, 스풀(166)은 배출관 백필(EB)을 압력 스위치(184)에 전달한다. 압력 스위치(184)는 로우 로직 상태(로우 logic state), 예를 들어, "0"으로서 압력 스위치(184)의 상태를 결정하기 위해 변속기 제어 회로(30)가 처리하는 저-값 출력 신호를 생성하도록 배출관 백필(EB)에 응답한다. 클러치 제어 밸브(96)와 연계된 압력 스위치(188)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 유사하게 작동되며, 압력 스위치(188)는 클러치 제어 밸브(96)가 스트로크할 때(도 7) 고-값 출력 신호를 생성하며, 제어 밸브(96)가 디-스트로크할 때(도 6) 배출관 백필(EB)에 응답하는 저-값 출력 신호를 생성한다. 따라서, 변속기 제어 회로(30)는 클러치 제어 밸브(96)가 스트로크할 때 하이 로직 상태 또는 "1" 및 클러치 제어 밸브(96)가 디-스트로크할 때 로우 로직 상태 또는 "0"과 같은 압력 스위치(188)의 상태를 처리한다. 클러치 제어 밸브(162 및/또는 96)는 압력 스위치(184, 188) 중 하나 또는 둘 모두의 로직 상태가 역전되도록, 즉 각각의 밸브(162 또는 96)가 스트로크할 때 압력 스위치(184, 188)의 상태가 "0"이고 각각의 밸브(162 또는 96)가 디-스트로크할 때 "1"이도록 대안적으로 구성될 수 있다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 압력 스위치(186)의 상태에 대한 이의 충돌 및 클러치 트림 밸브(150, 152) 각각의 가능한 작동 상태의 가능한 조합이 예시로서 도시된다. 클러치 트림 밸브(150, 152)는 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 모두가 스트로크할 때, 스풀(156, 160)은 배출관 백필(EB)을 압력 스위치(186)에 전달한다. 압력 스위치(186)는 변속기 제어 회로(30)가 로우 로직 상태, 예를 들어 "0"과 같은 압력 스위치(186)의 상태를 결정하기 위해 처리하는 저-값 출력 신호를 생성하기 위해 EB에 응답한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 클러치 트림 밸브(150, 152) 모두가 스트로크할 때, 스풀(156, 160)은 배출관 백필(EB)을 압력 스위치(186)에 전달하며, 이 경우에 변속기 제어 회로(30)는 로우 로직 상태, 예를 들어, "0"로서 압력 스위치(186)의 상태를 결정한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 클러치 트림 밸브(150)가 스트로크하고 클러치 트림 밸브(152)가 디-스트로크할 때, 스풀(156, 160)은 제어 메인 압력(COM)을 압력 스위치(186)에 전달한다. 압력 스위치(186)는 하이 로직 상태, 예를 들어, "1"로서 압력 스위치(186)의 상태를 결정하기 위해 변속기 제어 회로(30)가 처리하는 고-값 출력 신호를 생성하도록 COM에 응답한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 클러치 트림 밸브(150)가 디-스트로크하고 클러치 트림 밸브(152)가 스트로크할 때, 스풀(156, 160)은 제어 메인 압력(COM)을 압력 스위치(186)에 전달하며, 이 경우에 변속기 제어 회로(30)는 하이 로직 상태, 예를 들어, "1"로서 압력 스위치(186)의 상태를 결정한다.
재차, 도 4를 참조하면, 공정(200)은 단계(206)로부터 단계(208)로 진행되며, 여기서 변속기 제어 회로(30)는 단계(206)에서 정해진 압력 스위치의 상태를 비교하기 위해 작동될 수 있으며 예상된 압력 스위치 상태는 변속기(14)의 현재 작동 모드를 기반으로 한다. 간략히 전술된 바와 같이, 변속기 제어 회로(30)는 일반적으로 변속기(14)의 현재 작동 모드(OM)의 임의의 주어진 시간에 식별을 가지며, 임의의 주어진 시간에 변속기(14)의 작동 모드(OM)는 일반적으로 각각의 압력 스위치(184, 186, 188)의 예상된 상태를 정한다. 예시적으로, 변속기 작동 모드에 의해 표 또는 예상된 압력 스위치의 그 외의 다른 형태가 메모리(32) 내에 저장되고, 변속기 제어 회로(30)는 메모리(32) 내에 저장된 예상된 압력 스위치 상태 값의 표 또는 그 외의 다른 형태에서 결정된 압력 스위치 상태를 비교함으로써 단계(208)를 수행한다.
도 5를 참조하면, 변속기(14)의 다양한 작동 모드에 대한 압력 스위치(184, 186, 188)의 밸브의 예상된 상태 또는 상태를 예시하는 이러한 일 예상된 압력 스위치 상태의 실시예가 도시된다. 예를 들어, 변속기(14)의 중립 작동 모드에서, 클러치 트림 밸브(150, 152)는 도 8에 도시된 바와 같이 모두가 디-스트로크할 것이며, 압력 스위치(186)의 상태는 표(230)에서 인-레인지 중립"IRN" 작동 상태 및 트루 중립"TN" 모두에 대해 도시된 바와 같이 "0"일 것이다. 변속기(14)의 "트루 중립" 작동 상태(TN)는 인-레인지 중립(IRN) 작동 상태로부터의 예시된 실시예와 구별되는데, 전자의 경우 클러치 제어 밸브(184, 188) 모두가 디-스트로크하여 압력 스위치(184, 188) 모두가 "0"이고, 후자의 경우 모든 클러치 제어 밸브(184, 188)가 스트로크하여 압력 스위치(184, 188) 모두가 "1"이다.
변속기(14)의 비-중립 작동 모드(M1 내지 M3)에서, 클러치 트림 밸브(150, 152)는 도 5의 표(230)에서 예시된 바와 같이 압력 스위치(186)의 상태가 "1"이도록 예를 들어, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 일반적으로 마주보는 상태이다. 이들 작동 모드에서, 클러치 제어 밸브(162, 96)는 상태의 다양한 조합일 수 있고, 압력 스위치(184, 188)의 상태는 또한 도 5에 도시된 임의의 주어진 시간에서 변속기의 작동 모드에 따라 "1" 또는 "0"일 수 있다.
변속기(14)의 모드 변환 상태(MT)에서, 클러치 트림 밸브(150, 152)는 도 9에 도시된 바와 같이 모두가 스트로크할 것이며, 압력 스위치(186)의 상태는 도 5에 도시된 바와 같이 "0"일 것이다. 모드 변환 상태(MT)에서, 클러치 제어 밸브(96)는 통상적으로 압력 스위치(188)의 상태가 "1"이도록 스트로크할 것이며, 클러치 제어 밸브(162)는 변속기가 변환되는 모드에 따라 스트로크 또는 디-스트로크할 수 있다. 따라서, 압력 스위치(184)의 상태는 도 5에 도시된 바와 같이 "1" 또는 "0"일 수 있다. 예시적으로, 모드 변환 상태(MT)에서 압력 스위치(184, 188)의 상태의 나머지 조합은 결함 또는 고장 식별 상태에 대해 사용될 수 있으며, 이러한 상태에 대한 추가 세부 사항은 본 발명에서 전체내용을 참조로 인용되고 대리인 문서번호 46582-209547(ATP-0044-USP)를 가지며 동시계류중인 미국특허 출원 일련번호 제61/287,038호에 제공된다.
재차, 도 4를 참조하면, 공정(200)은 단계(208)로부터 단계(210)로 진행하며, 여기서 변속기 제어 회로(30)는 중립 결함 또는 고장이 감지되는 단계(208)의 비교를 기초로 결정한다. 도 5의 압력 스위치 상태 표(230)에 예시된 바와 같이, 압력 스위치(186)는 변속기(14)가 "트루 중립" 또는 "인-레인지 중립"일 때 "0"의 상태를 갖는 것으로 예상된다. 따라서, 압력 스위치(186)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상되도록 변속기(14)가 실제로 중립 상태 중 하나일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "0"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤 변속기 제어 회로(30)는 어떠한 중립 결함도 감지되지 않는 단계(210)를 결정하고, 공정(200)은 단계(214)로 진행된다. 일 실시예에서, 압력 스위치(186)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상되도록 변속기(14)가 "트루 중립" 또는 "인-레인지 중립"일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "1"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤 변속기 제어 회로(30)는 "트루 중립" 또는 "인-레인지 중립" 결함이 감지되는 단계(210)를 결정하고, 공정(200)은 변속기 제어 회로(30)가 결함 신호를 생성하는 단계(212)로 진행된다. 도시된 실시예에서, 변속기 제어 회로(30)는 메모리(32) 내에 적합한 결함 코드, 예를 들어, "트루 중립" 결함 코드 또는 "인-레인지 중립" 결함 코드를 로깅(logging) 또는 저장함으로써 결함 신호를 생성하도록 구성된다. 대안적으로 또는 추가로, 변속기 제어 회로(30)는 그 뒤에 알람을 활성화시키기 위해 사용되는 전기 신호를 생성함으로써 결함 신호를 생성하도록 단계(212)에서 작동될 수 있다. 이러한 알람의 예는 하나 이상의 종래의 시각적, 청각적 및/또는 촉각적, 예를 들어, 진동, 지시 장치를 포함하지만 이로 한정되어서는 안된다. 임의의 경우, 공정(200)은 단계(212)로부터 단계(220)로 진행되며, 상기 단계(220)에서 공정(200)은 종료되거나 또는 이의 콜링 루틴(calling routine)으로 복귀된다.
공정(200)은 단계(210)의 "노(NO)" 브랜치(branch)로부터 단계(214)로 진행되며, 상기 단계(214)에서 변속기 제어 회로(30)는 모드 변환 결함 또는 고장이 감지되든지 단계(208)의 비교를 기초로 결정하도록 작동될 수 있다. 도 5의 압력 스위치 상태 표(230)에 예시된 바와 같이, 압력 스위치(186)는 변속기(14)가 모드 변환(MT) 작동 상태일 때,즉 변속기(14)가 비-중립 작동 모드(M1 내지 M3) 중 인접한 하나 사이에서 변환될 때 "0"의 상태를 갖는 것으로 예상된다. 따라서, 압력 스위치(186)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상되도록 변속기(14)가 실제로 모드 변환 상태(MT)일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "0"임을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤 제어 회로(30)는 모드 변환 결함이 감지되지 않는 단계(214)를 결정하며 공정(200)은 단계(216)으로 진행된다. 다른 한편, 압력 스위치(186)의 상태가 또한 "0"이도록 변속기(14)가 실제로 모드 변환 상태에 있을 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "1"임을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤 변속기 제어 회로(30)는 대응 "모드 변환" 결함이 감지되는 단계(214)에서 결정하고, 공정(200)은 단계(212)로 진행되며, 이 단계(212)에서 변속기 제어 회로(30)는 메모리 내에서 모드 변환 결함 코드를 로깅 또는 저장하고 및/또는 종래의 알람 장치를 활성화시킴으로써 결함 신호를 생성한다.
공정(200)은 단계(214)의 "노(NO)" 브랜치(branch)로부터 단계(216)로 진행되며, 상기 단계(216)에서 변속기 제어 회로(30)는 클러치 트림 밸브 결함 또는 고장이 감지되든지 단계(208)의 비교를 기초로 결정하도록 작동될 수 있다. 도 5의 압력 스위치 상태 표(230)에 예시된 바와 같이, 압력 스위치(186)는 변속기(14)가 중립 조건 또는 모드 변환(MT) 작동 상태일 때,즉 변속기(14)가 비-중립 작동 모드(M1 내지 M3) 중 인접한 하나 사이에서 변환될 때 "0"의 상태를 갖는 것으로 예상되며, 이와는 달리 "1"의 상태를 갖는 것으로 예상된다. 도 8 내지 도 11에 추가로 도시된 바와 같이, 이는 클러치 트림 밸브(150, 152)가 디-스트로크하거나(도 8) 또는 스트로크할 때(도 9), 압력 스위치(186)가 "0"의 상태를 갖는 것으로 예상되거나 또는 그 외의 다른 밸브(150, 152)가 디-스트로크되는 상태에서 클러치 밸브(150, 152) 중 하나가 스트로크할 때 "1"의 상태를 갖는 것으로 예상되는 것을 의미한다. 따라서, 압력 스위치(186)의 상태가 또한 "0"이도록 변속기(14)가 실제로 중립 상태(예를 들어, "트루 중립" 또는 "인-레인지 중립")이거나 또는 모드 변환 상태(MT)일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "0"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 변속기 제어 회로(30)는 어떠한 클러치 트림 밸브 결함도 감지되지 않는 단계(216)에서 결정하고, 공정(200)은 단계(218)로 진행한다. 게다가, 압력 스위치(186)의 상태가 또한 "1"이도록 변속기(14)가 실제로 작동 모드(M1 내지 M3) 중 하나일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "1"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 변속기 제어 회로(30)는 어떠한 클러치 트림 밸브 결함도 감지되지 않는 단계(216)에서 결정하고, 공정(200)은 단계(218)로 진행한다. 역으로, 압력 스위치(186)의 상태가 "0"인 것으로 예상되도록 변속기(14)가 실제로 중립 상태 또는 모드 변환 상태일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "1"이거나, 압력 스위치(186)의 상태가 "1"인 것을 예상하도록 변속기(14)가 작동 모드(M1-M3) 중 하나일 때 압력 스위치(186)의 실제 상태가 "0"인 것으로 예상되는 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 변속기 제어 회로(30)는 대응하는 클러치 트림 밸브 결함이 감지되는 단계(214)에서 결정하며, 공정(200)은 변속기 제어 회로(30)가 예를 들어, 메모리 내에 모드 변환 결함 코드를 저장하거나 및/또는 종래의 알람 장치를 활성화시킴으로써 결함 신호를 생성하는 단계(212)로 진행한다.
공정(200)은 클러치 제어 밸브 결함 또는 고장이 감지되는지를 단계(208)의 비교를 기초로 변속기 제어 회로(30)가 결정하도록 작동되는 단계(218)로 단계(216)의 "노" 브랜치로부터 진행한다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 압력 스위치(184)는 클러치 제어 밸브(162)가 스트로크할 때(도 6) "1"의 상태를 갖는 것으로 예상되며, 클러치 제어 밸브(162)가 디-스트로크할 때(도 7) "0"의 상태를 갖는 것으로 예상된다. 게다가, 압력 스위치(188)는 클러치 제어 밸브(96)가 스트로크할 때(도 7) "1"의 상태를 갖는 것으로 예상되며, 클러치 제어 밸브(96)가 디-스트로크할 때(도 6) "0"의 상태를 갖는 것으로 예상된다. 따라서, 압력 스위치(84)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상될 때 압력 스위치의 실제 상태가 "0"이고, 또는 압력 스위치(184)의 상태가 또한 "1"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(184)의 실제 상태가 "1"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 클러치 제어 밸브(162)의 결함 또는 고장이 감지되지 않는 단계(218)에서 변속기 제어 회로(30)가 결정하고, 공정(200)은 단계(204)로 복귀된다. 게다가, 압력 스위치(188)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(188)의 실제 상태가 "0"이고, 또는 압력 스위치(188)의 상태가 또한 "1"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(188)의 실제 상태가 "1"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 클러치 제어 밸브(96)의 결함 또는 고장이 감지되지 않는 단계(218)에서 변속기 제어 회로(30)가 결정하고, 공정(200)은 단계(204)로 복귀된다.
다른 한편, 압력 스위치(184)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(184)의 실제 상태가 "1"이거나 또는 압력 스위치(184)의 상태가 또한 "1"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(184)의 실제 상태가 "1"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 클러치 제어 밸브(162)의 결함 또는 고장이 감지되는 단계(218)에서 변속기 제어 회로(30)가 결정하고, 공정(200)은 단계(212)로 진행하며, 이 단계(212)에서 변속기 제어 회로(30)는 예를 들어, 메모리 내에서 클러치 제어 밸브(162)와 연계된 클러치 제어 밸브 결함 코드를 로깅 또는 저장하고 및/또는 종래의 알람 장치를 활성화시킴으로써 결함 신호를 생성한다. 게다가, 압력 스위치(188)의 상태가 또한 "0"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(188)의 실제 상태가 "1"이거나 또는 압력 스위치(188)의 상태가 또한 "1"인 것으로 예상될 때 압력 스위치(188)의 실제 상태가 "0"인 것을 단계(208)에서의 비교가 나타낸다면, 그 뒤, 변속기 제어 회로(30)는 메모리 내에서 클러치 제어 밸브(96)와 연계된 클러치 제어 밸브 결함 코드를 로깅 또는 저장하고 및/또는 종래의 알람 장치를 활성화시킴으로써 결함 신호를 생성한다.
본 발명은 상기 도면들 및 설명에 의해 상세하게 도시되고 설명되지만, 도면과 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하지 않는다. 본 발명에 관한 도시된 실시예들이 도시되고 설명되며 본 발명의 사상으로부터 제공되는 모든 변경 및 수정이 보호된다.

Claims (30)

  1. 자동 변속기용 결함 진단 방법으로서,
    -클러치 계합 압력을 선택적으로 공급하고 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 배출하도록 구성된 트림 시스템의 작동 상태를 모니터링하는 단계,
    -변속기의 현재 작동 상태를 기초로 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및
    -트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 트림 시스템 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 중립 상태에 있을 때 트림 시스템이 제1 작동 상태에 있어야 하는지를 결정하는 단계를 포함하고, 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 중립 상태에 있을 때 트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 제1 작동 상태와 상이한 경우 중립 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 중립 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 중립 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 변속기는 다수의 상이한 작동 모드를 가지며, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 트림 시스템이 제1 작동 상태에 있어야 하는지를 결정하는 단계를 포함하고, 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 트림 시스템의 모니터링된 작동 상태가 트림 시스템의 제1 작동 상태와 상이한 경우 모드 변환 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 모드 변환 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 모드 변환 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 및 제2 클러치 제어 밸브를 포함하고, 상기 방법은
    -제1 클러치 제어 밸브의 작동 상태를 모니터링하는 단계,
    -변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 클러치 제어 밸브의의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및
    -제1 클러치 제어 밸브의 모니터링된 작동 상태가 제1 클러치 제어 밸브의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제1 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제1 클러치 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 및 제2 클러치 제어 밸브를 포함하고, 상기 방법은
    -제2 클러치 제어 밸브의 작동 상태를 모니터링하는 단계,
    -변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 클러치 제어 밸브의의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계, 및
    -제2 클러치 제어 밸브의 모니터링된 작동 상태가 제2 클러치 제어 밸브의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제2 클러치 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제2 클러치 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 트림 시스템은
    -제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제1 트림 밸브,
    -제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제2 트림 밸브, 및
    -제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로 각각에 클러치 계합 압력을 공급할 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 또한 제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로를 비울 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태와 상이한 제2 작동 상태에 있도록 제1 및 제2 트림 밸브 중 하나의 밸브에 유체연결된 제1 압력 스위치를 포함하고,
    트림 시스템의 상태를 모니터링하는 단계는 제1 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하는 단계를 포함하고, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 결함 신호를 생성하는 단계는 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 메모리 장치 내에 트림 시스템 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 트루 중립일 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야 하는 것을 결정하는 단계를 포함하고, 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 트루 중립일 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있는 경우 트루 중립 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 트루 중립 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 트루 중립 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 인-레인지 중립일 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야 하는 것을 결정하는 단계를 포함하고, 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 인-레인지 중립일 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있는 경우 인-레인지 중립 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 인-레인지 중립 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 인-레인지 중립 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 변속기는 다수의 상이한 작동 모드를 가지며, 트림 시스템의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야 하는지를 결정하는 단계를 포함하고, 결함 신호를 생성하는 단계는 변속기가 다수의 상이한 작동 모드들 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환될 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있는 경우 모드 변환 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 모드 변환 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 모드 변환 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제11항에 있어서, 하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 유체 통로를 통해 제1 트림 밸브 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 제1 및 제2 트림 밸브 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브, 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치 및 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제3 압력 스위치를 포함하고, 방법은 제2 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계 및 제2 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제1 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제11항에 있어서, 하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 유체 통로를 통해 제1 트림 밸브 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 제1 및 제2 트림 밸브 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브, 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치 및 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제3 압력 스위치를 포함하고, 방법은 제3 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하는 단계, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하는 단계 및 제3 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하는 단계는 메모리 장치 내에 제2 제어 밸브 결함 코드를 저장하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템으로서,
    -제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제1 트림 밸브가 제1 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제1 트림 밸브,
    -제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 통해 하나 이상의 클러치 제어 밸브에 클러치 계합 압력을 공급하는 제1 작동 상태 및 제2 트림 밸브가 제2 유체 통로를 비우는 제2 작동 상태를 갖는 제2 트림 밸브, 및
    -제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로 각각에 클러치 계합 압력을 공급할 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 또한 제1 및 제2 트림 밸브 모두가 제1 및 제2 유체 통로를 비울 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태와 상이한 제2 작동 상태에 있도록 제1 및 제2 트림 밸브 중 하나의 밸브에 유체연결된 제1 압력 스위치를 포함하는 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 결함 신호를 생성하기 위해 제1 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령을 갖는 메모리를 포함한 제어 회로를 추가로 포함하는 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 메모리 내에 저장된 명령은 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 메모리 내에 트림 시스템 결함 코드를 저장하기 위하여 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함하는 시스템.
  26. 제24항에 있어서, 변속기가 트루 중립, 인-레인지 중립 또는 변속기의 다수의 상이한 작동 모드 중 인접한 작동 모드들 사이에서 변환 시에, 메모리 내에 저장된 명령은 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있어야하는지를 결정함으로써 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함하는 시스템.
  27. 제23항에 있어서, 하나 이상의 클러치 제어 밸브는 제1 유체 통로를 통해 제1 트림 밸브 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브, 제1 및 제2 유체 통로를 통해 제1 및 제2 트림 밸브 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브를 포함하고, 시스템은 제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치 및 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제2 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제2 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령을 갖는 메모리를 포함한 제어 회로를 추가로 포함하는 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제3 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제3 압력 스위치를 추가로 포함하고, 메모리 내에 저장된 명령은 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제3 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제3 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제3 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함하는 시스템.
  29. 자동 변속기 내에서 클러치-연관 결함을 감지하기 위한 시스템으로서,
    -클러치 계합 압력을 선택적으로 공급하고 제1 및 제2 유체 통로를 비우기 위한 트림 시스템,
    -제1 유체 통로를 통해 트림 시스템 및 또한 제1 및 제2 마찰 계합 장치에 유체연결된 제1 제어 밸브,
    -제1 및 제2 유체 통로를 통해 트림 시스템 및 또한 제3 마찰 계합 장치에 유체연결된 제2 제어 밸브,
    -제1 제어 밸브가 스트로크할 때 제1 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있으며 제1 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제1 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있도록 제1 제어 밸브에 유체연결된 제1 압력 스위치, 및
    -변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제1 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제1 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제1 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제1 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 내부에 저장된 명령을 갖는 메모리를 포함한 제어 회로를 포함하는 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 제2 제어 밸브가 디-스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제1 작동 상태에 있으며 제2 제어 밸브가 스트로크할 때 제2 압력 스위치가 제2 작동 상태에 있도록 제2 제어 밸브에 유체연결된 제2 압력 스위치를 추가로 포함하고, 메모리 내에 저장된 명령은 변속기의 현재 작동 상태를 기초로 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태를 결정하고, 제2 압력 스위치의 모니터링된 작동 상태가 제2 압력 스위치의 예상된 작동 상태와 상이한 경우 제2 제어 밸브 결함 신호를 생성하기 위해 제2 압력 스위치의 작동 상태를 모니터링하도록 제어 회로에 의해 실행가능한 명령을 추가로 포함하는 시스템.
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