KR20140108225A - 변속기 제어 모듈 - Google Patents

변속기 제어 모듈 Download PDF

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Abstract

변속기(10)용 변속기 제어 모듈(22)은 변속기의 제어를 위한 전자 회로를 구비한 전자 소자(30), 전기 접속부들(34), 및 상기 전자 소자(30)와 상기 전기 접속부들(34)이 장착되어 있는 모듈 캐리어(24)를 포함한다. 상기 모듈 캐리어(24)는 변속기 내부(14)를 밀폐하기 위한 커버로서 구현된다.

Description

변속기 제어 모듈{GEARBOX CONTROL MODULE}
본 발명은 변속기 제어 모듈 및 차량용 변속기에 관한 것이다.
자동 변속기의 제어를 위해 전자 제어 장치들이 사용되며, 이들은 변속기 하우징의 내부에 배치되어 있거나(통합 제어 장치) 또는 외부로부터 변속기 하우징에 장착된다(외부 장착 제어 장치).
통합 제어 장치들에 비해 외부 장착 제어 장치들은 이들은 더 낮은 온도에 노출되어 있으며 더 저렴하게 형성될 수 있는 장점을 가질 수 있다. 그러나 외부 장착 제어 장치들을 위해 엔진룸에서 많은 설치 공간이 요구되며, 외부로부터 변속기의 내부에 있는 센서들 및 액추에이터들 쪽으로 전기 라인들을 가이드하는 비용이 크다는 단점이 생길 수 있다.
통합 제어 장치들은 일반적으로 소위 전자 제어 모듈로서 형성되어 있으며 전자 회로 또는 전자 소자("변속기 제어 장치", TCU), 센서들, 자동차 케이블 하니스에 접속하기 위한 하나 이상의 플러그 접속부, 및 액추에이터들의 제어를 위한 전기 인터페이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 과제는 용이하게 형성되며 쉽게 냉각되는 변속기 제어 모듈을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항들의 대상에 의해 달성된다. 본 발명의 그외 실시예들은 종속항들 및 하기의 설명에 제시된다.
본 발명의 하나의 양상은 변속기용 변속기 제어 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 변속기 제어 모듈은 변속기를 제어하기 위한 전자 회로를 구비한 전자 소자, 상기 전자 소자와 (예컨대 엔진룸 내) 케이블 하니스의 접속을 위한 및/또는 상기 전자 소자와 (예컨대 변속기의 내부에 있는 라인들을 통해) 변속기의 접속을 위한 전기 접속부들, 및 상기 전자 소자와 상기 전기 접속부들이 설치되어 있는 모듈 캐리어를 포함한다. 상기 모듈 캐리어는 변속기 내부를 밀폐하기 위한 커버로서 실시되어 있다.
다시 말하면, 모듈 캐리어는 변속기를 위한 커버 또는 오일 팬의 기능도 수행할 수 있다. 따라서, 부품(커버 또는 오일 팬)이 생략될 수 있으며, 변속기 제어 모듈의 외측이 더 차가운 엔진룸에 있는 것이 보장된다. 변속기 제어 모듈이 커버의 기능도 수행할 수 있고 자신의 소자들의 일부가 변속기의 내부에 배치되어 있기 때문에, 엔진룸에서 변속기 제어 모듈의 필요 설치 공간이 적어질 수 있다. 이런 변속기 제어 모듈을 이용하면 설치 비용 및 필요한 개별 부품들의 수가 감소될 수 있다.
이 경우, 변속기에 통합되어 있는 제어 장치의 와이어링 비용이 적게 유지될 수 있다. 일반적으로 전자 소자(TCU)로부터 차량 케이블 하니스로 전기 라인들만이 변속기 내부로부터 밀봉 상태로 엔진룸 안으로 가이드될 수 있다. 이는 예컨대 변속기 플러그에 의해 달성될 수 있다.
모듈 캐리어는 변속기 제어 모듈의 모든 부품을 기계적으로 고정하고 지지하는 기능을 갖는다. 모듈 캐리어는 플라스틱으로 또는 금속 캐리어(예컨대 알루미늄)로 제조될 수 있다. 모듈 캐리어에 의해 변속기를 커버하면, 변속기 내부와 엔진룸의 분리가 변속기 오일 밀봉 방식으로 이루어질 수 있다. 모듈 캐리어는 유밀 방식으로 실시될 수 있으며 예컨대 폐쇄되어 있지 않은 보어들 또는 다른 리세스들을 갖지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 모듈 캐리어는 모듈 캐리어 플레이트를 포함한다. 즉, 커버는 실질적으로 플랫 커버를 형성할 수 있으며, 이것은 변속기 하우징의 플랜지에 의해 변속기에 설치될 수 있다. 즉, 모듈 캐리어 또는 모듈 캐리어 플레이트는 변속기 내부를 향하는 내면 및 엔진룸을 향하는 외면을 가질 수 있다. 상기 내면에는 변속기의 내부에 배치되어야 하는 변속기 제어 모듈의 소자들의 일부가 설치될 수 있다. 상기 외면을 통해 변속기 제어 모듈은 열을 엔진룸으로 방출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 변속기 제어 모듈은 케이블 하니스를 변속기 제어 모듈에 연결하기 위한 변속기 플러그를 포함한다. 상기 변속기 플러그는 예컨대 모듈 캐리어 내 개구 또는 리세스를 통해 모듈 캐리어 안에 통합된다. 따라서, 변속기 플러그는 기계적인 공차 보상 없이 변속기 제어 모듈의 제조 시에 이미 설치될 수 있다.
통합된 변속기 플러그를 이용하면 차량 케이블 하니스와의 접속을 위한 기계적 비용 역시 감소될 수 있다. 변속기 하우징에 변속기 제어 모듈을 설치하는 경우 플러그를 설치하기 위해 종래의 제어 장치들에 필요한 공차 보상이 생략될 수 있는데, 그 이유는 플러그가 직접 모듈 캐리어에 통합될 수 있기 때문이다.
변속기 플러그는 일반적으로 변속기 내부에 있는 전자 소자(TCU)와 엔진룸에 있는 차량 케이블 하니스 간 인터페이스를 형성하는 기능을 갖는다.
이 플러그는 별도의 부품으로서 모듈 캐리어 플레이트에 설치될 수 있다. 모듈 캐리어를 플라스틱으로 실시하면, 플러그는 모듈 캐리어에 직접 사출 성형될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 변속기 플러그는 별도의 부품으로서 모듈 캐리어 내 리세스에 밀봉 방식으로 설치되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 변속기 플러그는 모듈 캐리어에 사출 성형되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 전자 소자는 모듈 캐리어의 내측에 배치되고 전자 소자는 열적으로 모듈 캐리어와 연결되어 있다. 변속기 제어 모듈은 전자 소자의 전자 장치를 냉각하기 위해 엔진룸의 낮은 주변 온도를 이용할 수 있다. 전자 소자(TCU)는, 전력 손실이 밖으로 더 차가운 엔진룸으로 방출될 수 있도록 모듈 캐리어와 열적으로 연결될 수 있다.
변속기 제어 모듈의 냉각면(예컨대 모듈 캐리어의 외측)은 변속기의 외부에 위치할 수 있다. 모듈 캐리어에 의해 열은 더 차가운 엔진룸 주변으로 방출될 수 있다. 이는 전자 장치의 냉각을 위한 비용이 훨씬 더 적게 드는 것을 의미할 수 있다.
전자 소자(TCU) 및 이의 전기 단자들은 변속기의 내부에 배치될 수 있다. 그러므로 모든 소자들은 적은 와이어링 비용으로 변속기 내 인터페이스와 연결될 수 있다.
상기 전자 소자(TCU)와 변속기 플러그 외에 전기 접속부들, 센서들 및 중간 플러그가 변속기 제어 모듈 안에 통합될 수 있다. 이들 요소는 모듈 캐리어의 내측에 설치될 수 있다. 전기 접속 시스템 또는 전기 접속부들은 변속기 제어 모듈의 소자들 간 접속에도 사용될 수 있다. 중간 플러그는 변속기 내부로부터 전기 라인의 접속에도 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 모듈 캐리어는 인쇄 회로 기판으로서 또는 인서트 몰딩된 리드 프레임으로서 실시되어 있다. 이와 같은 방식으로 이 부품들 전기 접속 시스템(즉 전기 접속부들) 및 모듈 캐리어의 기능들은 하나의 부품 안에 통합될 수 있다. 이 부품은 변속기를 커버하는 기능을 한다. 예컨대, 이 실시예에서는 변속기 플러그 역시 상기 부품 안에 통합된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 변속기의 전기 모터를 위한 모터 제어 소자가 모듈 캐리어의 외측에 설치되어 있다. 변속기를 위해 전기 모터가 필요하면, 전자 소자들이 이의 제어를 위해 변속기 제어 모듈의 외측에 설치되는 것이 중요할 수 있다. 이런 점은 더 낮은 온도 장점 외에 이 소자들이 변속기 오일로부터 보호될 필요가 없다는 장점을 가질 수 있다. 이 소자들이 일반적으로 전기 라인에 직렬로 접속되어 있기 때문에, 변속기 내부로 유밀 방식으로 가이드되는 라인들의 수가 변경될 필요가 없다.
본 발명의 다른 양상은 차량용 변속기, 예컨대 자동 변속기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 변속기는 (예컨대 변속기의 내부로 전기 라인들을 가이드하기 위한) 개구가 있는 하우징과 변속기 제어 모듈을 포함하며, 위에서 그리고 아래에서 설명되는 것처럼 변속기 제어 모듈은 개구를 밀폐한다.
변속기 제어 모듈은 변속기 최종 설치와 무관하게 공급자를 통해 제조될 수도 있다. 변속기 제조업자는 변속기 제어 모듈을 용이한 방식으로 변속기 안에 설치할 수 있다. 변속기 제어 모듈의 설치를 통해 개구 역시 폐쇄되기 때문에, 설치가 용이하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 변속기는 유압 제어 모듈을 포함한다. 변속기는 유압식 소자들을 포함할 수 있으며, 이들은 유압 모듈에 의해 제어되고, 유압 모듈은 다시 변속기 제어 모듈에 의해 제어될 수 있다. 변속기 하우징 내 개구는 플랜지에 의해 제한될 수 있으며, 변속기 제어 모듈은 이 플랜지와 연결되어 있다. 유압식 제어 모듈은 변속기 제어 모듈과 플랜지의 개구 사이에 설치될 수 있다. 이와 같은 방식으로 유압식 제어 모듈은 공간 절약 방식으로 변속기 제어 모듈에 의해 커버되어 변속기 안에 설치되어 있다.
그러므로 변속기 내에 변속기 제어 모듈의 위치 설정도 용이해질 수 있는데, 그 이유는 변속기 제어 모듈이 변속기 하우징과 직접 연결되고 유압식 제어 모듈을 통해 변속기 하우징과 간접적으로 연결되지 않기 때문이다.
하기에서, 첨부한 도면들을 참고로 본 발명의 실시예들이 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 일부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변속기의 일부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변속기의 일부를 도시한 도면이다.
기본적으로 동일한 또는 유사한 부분들은 동일한 도면 부호를 갖는다.
도 1에는 변속기 하우징(12)에 의해 둘러싸여 있는 변속기(10)의 일부가 도시되어 있다. 변속기 하우징(12)은 변속기(12)의 내부(14)와 엔진룸(16)을 분리한다.
변속기 하우징(12)은 2단의 플랜지(18)를 포함하며, 이의 내부에 유압 제어 모듈(20)이 설치되어 있다. 유압 제어 모듈(20)은 플랜지의 내측 단에 위치하며 거기에서 플랜지(18)에 나사 체결되어 있다. 변속기 하우징(12)의 내부에 배치되어 있는 유압 제어 모듈(20)에 의해 변속기(10)는 유압 방식으로 작동될 수 있다. 유압식 작동 대신에 전기 기계식 작동 시스템 역시 이 변속기에 사용될 수 있다.
플랜지(18)에서 변속기 제어 모듈(22)이 플랜지(18)의 외측 단에 위치하며 거기에서 플랜지(18)에 나사 체결되어 있다.
변속기 제어 모듈(22)은 캐리어 플레이트(24)를 포함하고, 그 안에 변속기 플러그(26)가 통합되어 있으며 그 내측(28)에 전자 소자(TCU)(30)가 설치되어 있다. 변속기 하우징의 내부에 배치되어 있다.
변속기 플러그(26)는 캐리어 플레이트(24) 내 리세스 또는 개구를 통해 가이드되고, 실링 링(32)에 의해 개구가 유밀 방식으로 폐쇄되도록 캐리어 플레이트(24)에 설치된다. 변속기 플러그(26)에 의해 변속기 제어 모듈(22)은 변속기(10)가 설치되어 있는 차량의 케이블 하니스와 전기적으로 연결될 수 있다.
전자 소자(30) 및 전기 라인들(34)과의 전기 접속 시스템(34)은 변속기 제어 모듈(22)의 내측(28)에 설치되어 있다. 거기에 센서(36) 및 중간 플러그도 설치되어 있다. 센서(36)는 변속기 하우징(12) 내 개구(38)를 통해 돌출하며, 이 개구를 통해 전기 라인들 역시 변속기(10)의 내부로 들어갈 수 있으며 이 개구는 플랜지(18)에 의해 둘러싸여 있다.
또, 변속기 제어 모듈(22)의 내측에서 중간 플러그는 변속기(10)의 내부에 있는 전기 라인과의 접속을 위해 그리고 액추에이터 접촉부는 변속기(10)의 액추에이터와의 접속을 위해 변속기 제어 모듈(22)의 내측에 설치될 수 있다.
변속기 내부(14)에 있는 부품들, 예컨대 부품들(20, 30, 34, 36)은 전부 또는 부분적으로 직접적으로 변속기 오일(ATF) 안에 위치하며 변속기(10)에서 발생하는 온도들(-40...+150℃)에 노출될 수 있다. 엔진룸(16) 내 변속기(10) 밖에 있는 부품들은 약 120℃까지의 온도들에 노출될 수 있다. 그러므로 캐리어 플레이트(24)의 외면(40)은 변속기 제어 모듈(22)을 위한 냉각면으로서 사용될 수 있다. 더 우수한 열전도를 위해 전자 소자는 열전도적으로 캐리어 플레이트(24)와 연결되어 이것에 의해 냉각될 수 있다.
도 2에는 전기 접속부들(34)이 캐리어 플레이트(24) 안에 통합되어 있는 변속기 제어 모듈(22)이 도시되어 있다. 변속기 플러그(26)와 전자 소자(30)는 캐리어 플레이트(24)에 성형되어 있다.
도 3에는 변속기 제어 모듈(22)이 도시되어 있으며, 이의 외측(40)에 변속기(10)의 전기 모터를 위한 제어 소자들을 포함하는 모터 제어 소자(42)가 설치되어 있다. 모터의 제어를 위해 입력 필터가 필요하고 EC 모터인 경우 B6 브리지도 필요하다. 입력 필터는 커패시터들, 코일들 및 전계 효과 트랜지스터들로 이루어진다.
덧붙여 유의할 점으로서 "포함한다" 라는 표현이 다른 요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니며 "하나" 라는 표현이 다수를 배제하는 것이 아니다. 그 외에도, 유의할 점으로서 상기 실시예들과 관련하여 설명한 특징들 또는 단계들이 위에서 설명한 다른 실시예들의 다른 특징들 또는 단계들과 결합하여 사용될 수 있다. 청구항들 내 도면 부호들이 제한으로서 간주되지 않는다.

Claims (10)

  1. 변속기(10)용 변속기 제어 모듈(22)로서, 상기 변속기 제어 모듈(22)은
    상기 변속기의 제어를 위한 전자 회로를 구비한 전자 소자(30);
    상기 전자 소자(30)와 연결되어 있는 전기 접속부들(34);
    상기 전자 소자(30) 및 상기 전기 접속부들(34)이 설치되어 있는 모듈 캐리어(24)를 포함하는 변속기 제어 모듈에 있어서,
    상기 모듈 캐리어(24)는 변속기 내부(14)의 밀폐를 위한 커버로서 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 모듈 캐리어(24)가 모듈 캐리어 플레이트를 포함하는 변속기 제어 모듈.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 변속기 제어 모듈이 케이블 하니스와 상기 변속기 제어 모듈(10)의 접속을 위한 변속기 플러그(26)를 포함하며, 상기 변속기 플러그(26)는 상기 모듈 캐리어(24) 안에 통합되어 있는 변속기 제어 모듈.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 변속기 플러그(26)는 별도의 부품으로서 상기 모듈 캐리어(24) 내 리세스 안에 밀봉 방식으로 설치되어 있는 변속기 제어 모듈.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 변속기 플러그(26)가 상기 모듈 캐리어에 사출 성형되어 있는 변속기 제어 모듈.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 소자(30)는 상기 모듈 캐리어(24)의 내측(28)에 배치되어 있으며, 상기 전자 소자(30)는 열적으로 상기 모듈 캐리어(24)와 연결되어 있는 변속기 제어 모듈.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈 캐리어(24)는 인쇄 회로 기판으로서 또는 인서트 몰딩된 리드 프레임으로서 실시되어 있는 변속기 제어 모듈.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속기 제어 모듈은 상기 변속기(10)의 전기 모터를 위한 모터 제어 소자(42)를 포함하며,
    상기 모터 제어 소자(42)는 상기 모듈 캐리어(24)의 외측(40)에 설치되어 있는 변속기 제어 모듈.
  9. 개구(38)를 구비한 변속기(38);
    상기 개구를 밀폐하는, 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 변속기 제어 모듈(22)을 포함하는 차량용 변속기(10).
  10. 제 9항에 있어서, 상기 변속기가 유압식 제어 모듈(20)을 포함하며,
    상기 개구(38)가 상기 변속기 제어 모듈(22)과 연결되어 있는 플랜지(18)에 의해 제한되어 있으며,
    상기 유압식 제어 모듈(20)이 상기 변속기 제어 모듈(22)과 상기 플랜지(18)의 상기 개구(38) 사이에 설치되어 있는 변속기.
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