KR0143224B1 - 드로틀 제어 고장 검출 및 허용도 방법/시스템 - Google Patents

드로틀 제어 고장 검출 및 허용도 방법/시스템

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KR0143224B1
KR0143224B1 KR1019920007807A KR920007807A KR0143224B1 KR 0143224 B1 KR0143224 B1 KR 0143224B1 KR 1019920007807 A KR1019920007807 A KR 1019920007807A KR 920007807 A KR920007807 A KR 920007807A KR 0143224 B1 KR0143224 B1 KR 0143224B1
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대비드 보오드만 마아크
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프랑크 엠. 사죠벡
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Abstract

본 발명은 드로틀 디프 오버라이드 장치(34)를 포함하는 자동 기계 변속기 시스템(12)용 제어시스템/방법에 관한 것으로, 고장 감지 및 허용도 논리(제6도)가 마련된다.

Description

드로틀 제어 고장 검출 및 허용도 방법/시스템
제1도는 본 발명의 토오크 컨버어터와 토오크 컨버어터 분리 및 바이패스 구조의 개략도.
제2도는 본 발명의 자동 기계 변속기 시스템의 개요도.
제3도는 본 발명의 자동 기계 변속기 시스템의 부분을 도시한 도면.
제4도는 제2도의 변속기의 일반적인 시프트 순서의 그래프.
제5도는 제3도의 변속기의 시프트 형태의 도면.
제6도는 본 발명의 고장감지 및 허용도 논리의 흐름도의 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:비확동 연결장치 12:자동 기계 변속기 시스템
14:기계 변속기 16:연료제어기관
30:동력동기화기 어샘블리 32:드로틀 제어장치
34:드로틀 오버라이드 장치 50:중앙처리장치
본 출원은 상호 계류중인 미합중국 특허출원에 관한 것이다. 즉, 복합 동력 다운 시프트 방법/시스템이라는 제목의 일련번호 698,751호와, 레인지 시프팅 고장 허용도 방법/시스템이라는 제목의 일련번호 698,745호와, 이빨 브우트/버즈 제어방법/시스템이라는 제목의 일련번호 697,384호와, 부드러운 업시프트 제어방법/시스템이라는 제목의 일련번호 698,752호와, SAE J1922형 엔진제어를 이용한 드라이벌링 토오크 제어방법이라는 제목의 일련번호 698,017호와, 토오크 경사비를 기초로 한 스팁동력 다운 시스템 제어방법이라는 제목의 일련번호 697,814호에 관한 것으로, 이턴사의 양수인에게 1991년 5월 9일에 양도되었다.
본 발명은 자동 기계 변속기 시스템, 바람직하기로는 연료 드로틀 장치로 제어되는 기관과 토오크 컨버어터와 정지/분리 클러치 어셈블리와 기계 변속기를 포함하는 유형의 작동을 제어하는 제어방법 및 제어시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 위에서 설명한 것처럼 자동 기계 변속기 시스템의 고장허용도 제어시스템/방법에 관한 것으로, 가속패달을 운전사가 설정하는 것과 무관하에 연료 드로틀장치를 소정의 최저값(또는 최저 아이들연료에서)까지 연료를 기관에 대해 감소 또는 차단하는데 효과적인 드로틀 디프 오버라이드 장치(throttle dip override device)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동 변속기 시스템용 고장감지 및 허용도 제어시스템/방법에 관한 것이다.
복합 레인지, 분할기 또는 결합 레인지 및 분할 유형의 기계 변속기 시스템은 미합중국 특허 제4,788,889호; 제4,754,665호 및 제4,735,109호에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다.
감지된 입력과 소정의 논리법칙에 따라 보통 전기적으로 제어되고 부분적으로는 자동적으로 시프트하는 자동 기계 변속기 시스템이 공지되어 있다. 이러한 시스템의 예는 미합중국 특허 제4,548,290호; 제4,595,986호; 제4,527,447호; 제4,361,060호; 제4,140,031호 및 제4,081,065호에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다. 또한, 이러한 SAE 논문번호 831776의 자동 기계 변속기 제어에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다.
자동 변속기용 고장 허용도 논리 루우틴들은 미합중국 특허 제4,922,425호; 제4,849,899호 및 제4,899,279호에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다.
구동기관과 기계 변속기어 변속기 사이에 위치하여 구동하는 토오크 컨버어터와 토오크 컨버어터 바이패스 또는 록업장치는 또한 미합중국 특허 제3,593,596호; 제4,261,216호; 제4,271,724호; 제4,351,205호 및 제4,375,171호에 공지되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다.
입력축을 제동, 가속시키고 기관속도를 조절하지는 못하고 변속기 죠우 클러치 부재를 동기화시키는 엔진속도와 무관한 동력동기화기 장치를 활용한 자동 기계 변속기 시스템이 선행기술에 공지되어 있고, 이러한 시스템은 미합중국 특허 제3,478,851호; 제4,023,443호; 제4,140,031호 및 제4,614,126호에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다.
동력동기화기와 구동기관과 변속기 입력축 사이에서 구동할 수 있게 위치한 토오크 컨버어터와 토오크 컨버어터 정지/분리 클러치 어샘블리를 포함하는 자동 기계 변속기 시스템은 공지되어 있고, 이러한 시스템의 예는 미합중국 특허 제4,784,019호 및 제4,860,861호와 이턴 시매트(THE EATON CEEMAT)［컨버어터 향상 전기조절 자동 변속기(converter enhanced electronically managed automatic transmission)］라는 제목의 S.A.E 논문번호 881830에 개재되어 있다.
이러한 변속기는 수동형으로 의도된 구조와 동일한 구조의 기계 변속기어 변속기를 활용하는 차량 스타트업을 위한 토오크 컨버어터의 장점들과 차량이 고속도로 달릴때 기관과 변속기 사이에서 미끄럼 연결이 없다는 장점을 제공하고, 변속기 확동 죠우클러치의 빠른 동기화를 제공하는 자동 기계 변속기 시스템을 제공한다. 이를 토대로 한 자동 기계 변속기 시스템을 제공하므로써 기계 변속기어 변속기가 수동 변속기 시스템에 활용되고, 제조, 발명 및 유지비를 절감할 수 있다. 필요하다면, 이 변속기에 솔레노이드에 의해 제어되는 자동제어에 알맞는 시프팅 메카니즘을 붙일 수 있다. 이러한 시프팅 메카니즘의 예는 미합중국 특허 제4,361,060호 및 제4,899,607호 및 미합중국 특허 제4,873,881호; 제4,722,237호 및 제4,445,393호에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다. 위에서 언급한 미합중국 특허 제4,614,126호; 제3,478,851호 또는 제4,023,443호에 개재되어 있듯이 동력동기화기 메카니즘은 변속기 확동죠우클러치를 동기화 하기 위해 설치되어 있다.
토오크 컨버어트는 구동기관과 변속기 사이에 위치하여 구동한다. 토오크 컨버어트 정지 및 분리 클러치 구조는 토오크 컨버어터 구동부재 또는 터어빈을 변속기 입력축에 연결하고, 토오크 컨버어터 입력 또는 임펠러(기관출력)를 변속기 입력축에 각각 연결시키는 각각 독자적으로 작동하는 제1 및 제2클러치, 바람직하기로는 마찰 클러치를 포함한다.
제1연결장치가 연결되고 제2연결장치가 분리될때만 토오크 컨버어트가 기관과 변속기 사이에서 상호 연결된다. 제2클러치가 분리될때 토오크 컨버어터가 록업(lock-up)된다. 즉, 터어빈이 기관에 의해 직접 구동된다. 제2클러치가 제1클러치와 동시에 연결될때마다 변속기는 기관으로부터 직접 구동된다.
제1연결장치가 분리될때, 변속기 입력축은 제2연결장치와 무관하게 기관 토오크와 분리되고, 토오크 컨버어터와 분리되며, 죠우클러치를 쉽게 분리하는 제2연결장치의 관성과 분리되어 입력축위의 낮은 관성으로 인해 동력동기화기 메카니즘이 재빨리 작용하고, 정지 및 구동 상태에서 선택된 기어를 차량과 미리 연결시킨다.
위에서 설명한 자동 변속기 시스템에서 고장안 드로틀 디프 오버라이드 장치를 감지하고, 만일 이러한 고장이 감지되면 고장 허용도 작동논리를 이용하는 방법 또는 시스템을 제공하는 것이 중요하다.
본 발명에 따라서, 드로틀 디프 오버라이드 장치를 가진 자동 기계 변속기 시스템에 고장 드로틀 디프 오버라이드 장치를 감지하고, 감지된 고장에 응답하여 작동의 고장 허용도 모드를 적용하는 제어방법/시스템을 제공하므로써 선행기술의 결점을 극복 또는 최소화 한다.
상기 결점은 위에 언급한 미합중국 특허 제4,614,126호와 같은 동력 동기화기 메카니즘과 구동기관과 변속기 사이에 위치하여 구동하는 토오크 컨버어터 입력 또는 임펠러(기관출력)를 변속기 입력축에 각각 연결하는 독자적으로 작동하는 제1 및 제2클러치를 포함하는 토오크 컨버어터 정지및 분리 클러치 구조와 드로틀 패달을 운전사가 설정하는 것과 무관하게 낮은 선택된 값까지 엔진의 연료를 감소시키는 드로틀 디프 오버라이드 장치의 자동제어에 알맞는 시프팅 메카니즘이 설치된 기계 변속기어 변속기를 토대로 한 자동 기계 변속기 시스템에 드로틀 디프가 작동하나, 고장이 감지되었나를 드로틀 디프가 작동하여 결정하기 전후에 기관속도를 감지하고, 운전자가 소정의 기준값까지 액츄레이터 패달 설정을 감소할때까지 업시프팅하지 못하게 하는 제어논리를 제공하므로써 성취된다.
따라서, 본 발명의 목적은 새롭고 향상된 자동 기계 변속기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 드로틀 디프 오버라이드 장치가 고장형태를 작동시키기 위해 고장을 감지, 허용하는 논리를 포함하는 드로틀 디프 오버라이드 장치와 동력동기화기를 포함하는 자동 기계 변속기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 및 장점은, 수반한 도면과 관련해서 설명하므로써 분명해질 것이다.
용어들은 단지 편의를 위해 사용했을뿐 제한하려는 것은 아니다. 윗쪽으로, 아래쪽으로, 오른쪽으로 및 왼쪽으로라는 용어는 도면에서 방향을 표시한다. 안쪽으로, 바깥쪽으로라는 용어는 장치의 기하중심에서 멀리 및 장치의 기하중심쪽으로의 방향을 나타내고, 이의 부분을 표시했다. 위의 용어는 위에서 언급한 특별한 용어에 적용할 수 있고, 용어의 파생 및 유사한 의미로도 적용할 수 있다.
토오크 컨버어터 정지 및 분리 클러치 어샘블리(10)와 본 발명의 이를 이용한 자동 기계 변속기는 제1도, 제2도 및 제3도에 대략적으로 예시되어 있다. 자동 기계 변속기 시스템이라는 용어는 최소한 드로틀밸브 장치로 제어되는 열기관(16)과 다중속도 죠우클러치형 변속기어 변속기(14)의 기관과 변속기 사이에 위치한 마스터 마찰 클러치 및/또는 유체연결장치(10/20)와 같은 비확동 연결장치와, 이를 자동적으로 제어하는 제어유닛(50)을 포함한다는 것을 의미한다. 물론, 이러한 시스템은 입력신호를 감지 및 제어유닛에서 명령신호를 수신하는 센서 및/또는 액츄레이터를 포함한다.
본 발명은 토오크 컨버어터와 토오크 컨버어터 정지/분리 클러치를 갖는 변속기 시스템에 이용할 수도 있지만, 기관과 변속기 사이에 구동할 수 있게 위치한 일반적인 마찰 마스터 클러치를 가진 변속기 시스템에도 이용할 수 있다.
본 발명의 자동 기계 변속기 시스템(12)은 중형트럭과 같은 지상차량상에 사용할 수 있게 되어 있지만, 이러한 사용에만 제한되지 않는다. 예시된 자동 기계 변속기 시스템(12)은 유체연결장치 또는 토오크 컨버어터 어샘블리(20)를 통해 원동기 드로틀 장치로 제어되는 기관(16)(디젤기관)에 의해 구동되는 자동 다중속도 기계 변속기어 변속기(14)를 포함한다. 자동 변속기(14)의 출력은 차동구동액슬과 이송케이스 또는 선행기술에 공지된 것과 같은 적당한 차량부품에 대한 연결을 구동시키는 출력축(22)이다.
아래에서 자세히 설명한 것처럼, 토오크 컨버어터 정지 및 분리 클러치 어샘블리(10)는 두개가 각각 독립적으로 연결되는 클러치, 바람직하기로는 마찰 클러치와 토오크 컨버어터 분리 클러치(24)와 토오크 컨버어터 정지 또는 바이패스 클러치(26)를 포함한다. 변속기(14)는 위에서 언급한 미합중국 특허 제4,445,393호에 개재된 유형의 가압 유체 작동 시프팅 어샘블리 유형인 변속기 자동 메카니즘(28)을 포함한다. 또한, 변속기는 미합중국 특허 제3,478,851호, 제4,023,443호 또는 제4,614,126호에 예시, 개지된 유형인 동력동기화기 어샘블리(30)를 포함한다.
또한, 본 발명은 동력동기화기 어샘블리를 포함하지 않는 자동 기계 변속기 시스템에도 이용할 수 있다.
위에서 언급한 동력 트레인 부품들은 선행기술에 공지되고, 아래에서 자세히 설명될 여러장치에 의해 작용 및 감지된다. 이 장치는, 운전자가 제어한 차량 드로틀 패달, 또는 다른 연료 드로틀 장치를 감지하는 드로틀 위치 감지 어샘블리(32)와, 기관에 연료를 제공하는 것을 제어하는 드로틀 제어기(34)와, 기관의 회전속도를 제어 감지하는 기관 속도센서 어샘블리(36)와, 토오크 컨버어트 분리 클러치 및 정지 클러치를 작동시키는 토오크 컨버어터 분리 클러치 및 정지 클러치 오퍼레이터(40)와, 변속기 입력축 속도센서(42)와, 변속기 출력축 속도센서(44)와, 변속기 시프팅 메카니즘(28)의 작동을 작동시키는 변속기 시프팅 메카니즘 오퍼레이터(46) 및/또는 동력동기화기 메카니즘(30)의 작동을 제어하는 동력동기화기 메카니즘 액츄레이터(40)를 포함한다.
드로틀 제어기(34)는 드로틀 패달에 대한 운전자의 위치설정과 관계없이 설정 또는 가변레벨까지 기관의 연료를 감소［디프(dip)］하게 하는 오버라이드 장치일 수도 있다.
일반적으로, 오버라이드 장치는 작동시 기관속도를 얻는데 필요한 연료량과 같은 매우 낮은 값, 또는 아이들 속도 이하까지 기관의 연료를 감소시키는 솔레노이드에 의해 제어되는 장치이다. 이러한 시스템에 있어서, 주입기 랙(injector rack)과 같은 기관연료장치는 드로틀 디프 오버라이드 장치에 의해 오버라이드 되는 차량 액츄레이터에 의해 직접 제어되는 액츄레이터 패달로부터 입력을 수신하는 제어기에 의해 제어된다.
위에서 언급한 장치는 정보를 공급 및/또는 전자중앙처리장치(ECU)(50)로 부터 명령을 받는다. 중앙처리장치 또는 제어기(50)는 디지탈 마이크로프로세서인 것이 바람직하다. 이의 모양과 부분은 본 발명의 범위가 아니다. 운전자가 차량의 자동모드인 리버스(R), 중립(N) 또는 여러 전진구동(D,DL)을 선택하므로써 중앙처리장치(50)는 시프트제어기 또는 모드선택기 어샘블리(52)로부터 정보를 수신한다. 일반적으로, 작동모드인 D 모드는 온-하이웨이 차량 통로(on-highway vehicle travel)인 반면, 작동의 DL모드는 오프-로드작동(off-road operation)이다.
일반적으로, 시스템은 센서 및/또는 액츄레이터 고장을 감지 또는 반작용 하는 여러 센서와 회로 및/또는 논리루우틴을 포함한다.
공지되어 있듯이, 중앙처리장치(50)는 여러 센서 및/또는 작동장치로부터 입력을 받아들인다. 이 직접입력외에 중앙처리(50)에는 여러 감지된 장치의 변화비를 나타내는 계산된 신호를 제공하기위해 입력신호를 미분하는 회로 및/또는 논리와 입력신호를 비교하는 수단과, 마지막 시프트의 방향과 같은 어떤 입력정보를 축적하는 메모리와, 소정의 현상이 발생할때 메모리를 클리어링(clearing)하는 수단을 포함한다. 상기에서 언급한 기능을 제공하는 고유회로는 선행기술에 공지되어 있고, 미합중국 특허 제4,361,060호 및 제4,595,986호 및/또는 이송전자의 IEEE 카다로그 번호 84CH1988-5의 국제회의 20에 등록된 IEEE/SAE의 회로의 기계 변속기의 자동화라는 제목의 기술논문에 개재되어 있다(technical paper entitled THE AUTOMATION OF MECHANICAL TRANSMISSIONS published proceedings of a joint IEEE/SAE conference entitled International Congress 20 on Transportation Electronics, IEEE Catalog Number 84CH1988-5).
전자제어장치, 특히 ECU를 토대로 한 마이크로프로세서의 작동/기능에서 알 수 있듯이, 여러 논리기능이 제어시스템 논리법칙(소프트웨어)의 각각의 부분 및 서브루우틴에서 작동하는 디스크리트 하드와이어 논리유닛(discrete hardwired logic unit) 또는 단일논리유잇에 의해 수행된다.
토오크 컨버어터(20)와 기관(16)과 자동 변속기어 변속기(14) 사이에서 구동할 수 있게 위치한 토오크 컨버어터 정지 및 분리 클러치 어샘블리(10)에 관한 설명은 제1도를 참조하면 알 수 있다. 토오크 컨버어터 어샘블리(20)는 보호판(58)을 통해 기관출력 또는 크랭크축(56)에 의해 구동되는 임펠러(54)를 가진 토오크 컨버어터식 유체연결장치와, 하우징(64)에 접지된 축(68)에 의해 운반되는 일방 로울러장치(66)를 경유하여 하우징(64)에 접지된 임펠러와 고정자 또는 런너(runner)(62)에 의해 가압되어 구동하는 터어빈(60)을 포함한다는 면에서 종래 유형이다. 보호판(58)은 또한 토오크 컨버어터를 가압시키고, 변속기를 윤활시키고, 변속기 시프팅 메카니즘(28) 및/또는 동력 동기화 메카니즘(30)을 선택적으로 압력을 가하고/또는 분리 및 바이패스 클러치(24) 및/(26)를 작동시키는 펌프(70)를 포함한다. 펌프(70)는 초승달 기어펌프와 같은 공지된 구조일 수도 있다.
변속기(14)는 토오크 컨버어터 어샘블리(20) 및/또는 정지 및 분리 클러치 어샘블리(10)를 경유하여 기관(16)에 의해 구동되는 입력축(72)을 포함한다. 변속기 입력축(72)은 회전하기 위해 고정된 연결부재(74)를 이동시킨다. 연결부재(74)는 토오크 컨버어터 분리 클러치(24)와 연결된 부분(76)과, 입력축과 관련하여 스플라인된 제2허브부분(78)을 포함한다. 간단히, 아래에 더 자세히 설명되어 있듯이 토오크 컨버어터 분리 클러치(24)는 정지 클러치(26)의 분리에 관계없이 연결, 분리되어 연결부재(74)의 부분(76)을 경유하여 변속기 입력축(72)까지 및 로부터 토오크 컨버어터 터어빈(60)과 정지 클러치(26)의 부재와 관련된 연결부재(74)를 마찰적으로 연결 또는 분리시킨다. 토오크 컨버어터 정지 클러치(26)는 분리 클러치(24)의 연결 및 분리되어 엔진 크랭크축(56)과 이에 의해 구동되는 보호판(58)을 연결부재(79)에 연결시킨다.
토오크 컨버어터 정지 클러치(26)를 연결하면, 토오크 컨버어터 분리 클러치(24)의 연결 또는 분리상태에 관계없이 보호판(58)을 경유하여 엔진 클랭크축(56)을 연결부재(79)와 직접 맞물림으로써 분리 클러치(24)가 연결되면 기관(16)으로부터 직접 토오크 컨버어터(20)와 구동 변속기(14)를 록업하는데 효과적인 록업을 마련한다. 게다가, 토오크 컨버어터 록업 속도 이상에서 클러치(24)의 분리가 입력축(72)과 연결부재(79)의 관성을 분리하기 때문에 정지 클러치(26)는 시프팅하는 동안 분리 및 연결할 필요가 없다.
만일, 토오크 컨버어터 바이패스 클러치 또는 록업(26)이 분리되고 토오크 컨버어터 클러치(24)가 연결되면, 변속기(14)는 선행기술에 공지된 것처럼 토오크 컨버어터 유체연결장치를 경유하여 기관(16)으로부터 얻어진다. 만일, 토오크 컨버어터 분리 클러치(24)가 분리되면, 변속기 입력축(72)은 정지 클러치(26)의 상태와 무관하게 토오크 컨버어터, 기관 및 클러치(26)에 의해 공급된 어떤 관성 인력 또는 기관에 의해 공급되는 어떤 구동 토오크와 구동할 수 있게 분리된다. 변속기 입력축(72)과 기관의 관성 효과를 분리하면, 클러치(26) 및/또는 토오크 컨버어터는 변속기가 다운 시프팅 또는 업시프팅 하는 동안 동기화를 빨리 성취하기 위해 매우 빠른 방식으로 동력동기화 메카니즘(30)에 의해 입력축(72)의 회전속도와 이에 구동할 수 있게 연결된 모든 변속을 가속 또는 감속시키고, 동력동기화기(30)가 입력축(72)을 조속기관 속도(governed engine speed)보다 더 큰 회전속도로 회전하게 한다.
차량이 모드 선택기에 의해 드라이브 또는 오프 하이웨이 구동 모드를 정지할때, 분리 클러치(24)가 연결되고 정지 클러치(26)가 분리되어 공지된 장점으로 토오크 컨버어터를 스타트업하게 한다. 소정의 기어속도 및/또는 기어비 이상에서 토오크 컨버어터 작동의 장점이 더 이상 필요하지 않고, 구동기관이 구동기관과 변속기 사이에서 직접 구동의 능률증대가 요구된다. 이러한 상태에서 분리 클러치(24)가 연결될때, 토오크 컨버어터 정지 클러치(26)가 연결되어 토오크 컨버어터 보호판(58)과 연결부재(79)를 경유하여 기관으로부터 변속기 입력축(72)을 직접 구동하게 한다.
위에서 설명했듯이, 클러치(24)는 전에 연결된 기어에서 중립으로 시프트하도록 분리되어 연결될 동력동기화기(30)가 연결된 죠우클러치부재를 동기화시키고, 기어의 동기화된 죠우클러치 부재를 연결시킨다.
정지 클러치의 필요한 연결 또는 분리의 선택은 물론 여러 클러치와 변속기 오퍼레이터에 대한 명령신호의 발생은, 종래의 기술분야에 공지된 방식으로 중앙처리장치(50)에 의해 성취되고, 위에서 언급한 미합중국 특허 제4,361,060호 및 제4,595,986호에 공지되어 있다.
복합 변속기(14)는 제3도에 더 자세히 설명되어 있듯이, 주부 중간축 또는 중간축(90)이 보조부 중간축 또는 중간축(92)과 동축으로 정렬되어 있다. 변속기(14)는 매우 일반적인 구조이고 트윈중간축형인 것이 바람직하고, 주 및 보조부(94),(96)에 하나의 중간축만을 도시했다. 동축으로 정렬된 주부 및 보조부 중간축을 가진 이러한 변속기의 예는 미합중국 특허 제3,105,395호 및 제3,138,65호에 개재되어 있고, 이를 여기에 참고로 포함했다.
변속기(14)는 회전하도록 고정되어 있고, 회전할 수 없게 부착된 입력기어(98)를 또한 이동시키는 입력축(72)을 포함한다. 주부 중간축(94)은 주축(100)에 평행하고, 회전하기 위해 고정된 중간축 기어(102),(104),(106),(108),(110),(112)가 마련되어 있다 비율기어라고 부르는 다수의 주축 기어(114),(116),(118),(120)들이 주축을 포위하고 이중으로 측이 있는 죠우클러치 칼라(122),(124),(126)에 의해 동시에 하나에 클러치된다. 죠우클러치 칼라(122)는 또한 입력축(72)을 직접 주축(100)에 클러치하는 반면, 클러치 칼라(126)는 클러치 리버스 주축 기어(128)를 주축에 클러치한다.
주축 기어(114),(116),(118),(120)는 주축을 포위하고 수단을 설치하는 중간축 기어(104),(106),(108),(110)의 반대쌍과 연속 정합 연결되고, 이에 의해 지지되고, 이에 관한 특별한 장점은 위에서 언급한 미합중국 특허 제3,105,395호및 제3,335,616호에 자세히 설명되어 있다. 리버스 주축 기어(128)는 종래의 중간 아이들 기어(도시되지 않음)에 의해 중간축 기어(112)와 연속 정합 연결되어 있다. 입력기어가 회전 구동할때마다 회전방 중간축 기어(102)는 중간축(90)을 회전시키는 입력기어(98)와 연속으로 정합되어 구동된다.
클러치 칼라(122)는 확동 죠우클러치(98c),(114c)를 각각 한정하기 위해 클러치 이빨(98a),(114a)과 연결되는 확동 죠우클러치 이빨(98b),(114b)를 이동시킨다. 클러치 칼라(124)는 확동 죠우클러치(116c),(118c)를 각각 형성하기 위해 죠우클러치 이빨(116a),(118)a과 연결되는 확동 죠우클러치 이빨(116b),(118b)를 이동시킨다. 죠우클러치 칼라(126)는 확동 죠우클러치(120c),(128c)를 한정하기 위해 죠우클러치 이빨(120a),(128a)과 연결되는 확동 죠우클러치 이빨(120b),(128b)를 이동시킨다.
선행기술에 공지되어 있듯이, 각각의 칼라 클러치는 회전하기 위해, 그리고 이에 대해 축방향 운동을 하기 위해, 주축에 직,간접으로 스플라인 되는 것이 바람직하다. 클러치 칼라용 다른 설치수단이 선행기술에 공지되어 있고, 본 발명의 범위에 포함되도록 의도되어 있다. 각각의 클러치 칼라(122),(124),(126)에는 시프트 포크 또는 시프트 요크(130),(132),(134)를 수용하는 수단이 마련되어, 클러치 칼라가 제3도에 예시된 위치에서 액츄레이터(28)에 의해 동시에 이동한다.
보조 변속기 부분(96)은 입력축(72)과 동축으로 하고, 베어링에 의해 변속기 하우징의 회전을 지지하는 출력축(22)을 포함한다. 또한, 보조부분은 베어링에 의해 하우징의 회전을 위해 지지된 보조부 중간축(92)을 포함한다. 주축(100)과 회전하기 위해 보조부 구동기어(136)가 고정되어 있다. 보조부 중간축 기어(138)는 보조부 입력기어(136)와 일정하게 정합되어 있는 반면, 보조부 중간축 기어(140)는 출력축(22)을 포위하는 출력기어(142)와 일정하게 정합되어 있다. 종래의 각각의 동기화된 죠우클러치 설계의 동기화된 클러치 구조(144)는 선행기술에 공지되어 있듯이, 보조구동기어(136)와 클러치 주축(100)을 주축과 출력축 사이에 직접 구동연결을 위해 출력축(22)에 선택적으로 클러치하거나, 중간축(92)을 통해 주축(100)으로부터 출력축(22)의 감소구동을 위해 출력기어(142)를 출력축(22)에 선택적으로 클러치 하는데 이용된다. 동기화된 클러치 구조(144)는 액츄레이터(28)에 의해 축방향으로 이동하는 시프트 포크(146)에 의해 제어된다.
변속기(14)는 보조부 비율단계가 모든 범위를 나타내는 주부 비율의 전체비 범위보다 큰 레인지식이다. 이러한 변속기는 미합중국 특허 제4,754,665호에 개재되어 있고, 이를 참고로 여기에 포함했다.
동력동기화 어샘블리(30)는 구동기관(16)의 회전속도에 무관하게 출력축(22)에 의해 구동되고, 연결된 기어비와 관련된 죠우클러치 부재의 동기화 회전을 위해 입력축(72)에 의해 구동되는 변속요소의 회전속도를 선택적으로 작동하는 형성속도를 증가시키는 기어세트를 포함한다. 또한, 동력동기화기 어샘블리(30)는 입력축에 의해 구동되는 변속기 요소를 가속 시키는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 입력축에 의해 구동되는 변속기 요소들을 감속시키려면, 중앙처리장치(50)에 의해 제어되는 입력축 및/또는 기관 제동장치를 이용하면 된다.
동력동기화기 어샘블리(30)는 출력축(22)에 의해 직,간접으로 구동되는 차량관통기어(142)에 의해 구동되기 때문에, 보조부가 연결되지 않을때는 동력동기화는 주부 중간축(90)을 가속시키는데 효과적이 아니다.
동력동기화기 어샘블리(30)의 구조 및 작동의 상세한 설명은, 위에서 언급한 미합중국 특허 제4,614,126호에 개재되어 있다.
시스템(12)의 변속기(14)의 단순 시프트에 대한 시프트 순서는 제4도에 예시되어 있다.
제2속도에서 제3속도까지 시프트가 필요하다는 것을(단순 업시프트) ECU(50)가 결정하면, ECU는 연료제어기(34)에게 엔진의 연료를 배출(디프)하게 한다. 기관이 연료를 배출하는 동안, 분리 클러치(또는 마스터 클러치)(24)가 분리되고, 주부(94)의 이동이 중립으로 선택된다.
기관이 연료를 배출하고, 분리 클러치를 디클러치(declutch)하고, 주부분을 분리할때, 동력동기화 장치가 작동되어 주축 기어링［예:제3속도 주축 기어(114)］이 출력속도에 의해 결정되는 주축(100)과 보조부분(96)의 비율에 대해 목표속도 또는 실제적으로 동기화 속도로 회전되게 한다. 출력축 속도는 센서(44)에 의해 감지되는 반면, 여러 주축 기어의 속도는 센서(42)에 의해 감지되고, 공지된 다중의 입력축(72)이다.
동력동기화기가 연결된 기어를 목표속도로 하기 때문에 새로운 비를 주부분리 및 주부 연결이 시간이 지난후 어떤때라도 레일 선택 기능이 발생할 수 있다. 물론, 업시프트 동안, 동력동기화기는 입력축과 관련 기어링의 속도를 지연해야만 한다.
적당한 주부비의 연결이 성취될때, 분리 클러치는 다시 연결되고 기관에 연료를 다시 채운다.
일반적으로 단순 시프트는 약 0.70∼0.80초에 성취되고, 분리(토오크 제동) 시간은 약 0.50초가 걸린다.
디클러치할때, 기관이 바람직하지 않은 및/또는 손상이 되는 고속도 위치까지 가속되는 것을 방지하고, 마스터 클러치 또는 토오크 컨버어터 분리 클러치의 부드러운 재연결을 위해 업시프트 하는 동안 기관 속도를 감소시키기위해 드로틀 디프 오버라이드 장치(34)가 적당히 작동하거나 고장이 감지되면 작동의 적당한 고장 허용도 모드를 제공하는 것이 중요하다.
제6도에 도시되었듯이, 본 발명의 제어시스템/방법에 따라 드로틀 디프 오버라이드 장치(34)의 작동을 감지하기전 또는 때에만 초기 기관속도(Eo)가 감지되고 기억된다. 다음, 드로틀 페달위치(THL)가 최대 드로틀 패달위치의 약 25%∼30%에 상응하는 기준 드로틀 위치보다 큰지를 결정한다. 드로틀 패달위치가 기준값을 초과하지 않으면, 드로틀 디프 오버라이드 장치 작동의 고장시험을 수행하지 않는다.
고장시험이 실시되면, 타이머는 약 800미리초에 상응하는 시간주기(TREF)를 조정하도록 설정되고, 이때에 드로틀 디프장치가 적당히 작동할때 기관속도가 감소하는 것을 결정하기 위해 현재 기관속도(Ec)가 감지되고 최초값(Eo)에 비교된다.
만일, 기관속도가 감소하면, 시프트 순서가 이에 따라 진행한다. 만일, 기관속도가 감소하지 않으면, 드로틀 디프 작동 고장이 나타나고, 운전자는 고장 디스프레이(fault display)로 확인한다. 시프트가 필요하다면, 운전자가 수동으로 드로틀 페달위치를 감소시킬때까지 시프트 순서가 진행하지 않고, 바람직하기로는 전체 드로틀 위치의 약 25%∼30%인 기준값 이하로 기관 연료를 한다.
따라서, 자동 연료제어용 드로틀 디프 오버라이드 장치를 가진 자동 기계 변속기 시스템용 시프트 제어시스템 및 방법은 드로틀 디프 오버라이드 장치 액츄레이터 고장감지 및 고장 허용도 로직을 갖는다.
본 발명의 청구범위 및 정신에서 어긋나지 않는다면, 여타 수정, 대체 및/또는 재배열이 가능하다.

Claims (25)

  1. 기계 변속기(14)와, 연료 제어기관(16)과, 기관과 변속기 사이에서 구동할 수 있게 위치한 비확동 연결장치(10)와, 운전자 설정 드로틀 제어 장치(32)와, 드로틀 제어장치의 설정과 관계없이 소정의 양까지 기관에 공급되는 연료의 최대량을 제한하는데 효과적인 드로틀 오버라이드 장치(34)와, (i) 기관속도를 표시하는 신호들을 포함하는 변속기 시스템의 상태를 표시하는 입력신호를 수신하고, 논리법칙에 따라 이를 처리하고, 명령출력신호를 다수의 시스템 액츄레이터에 발생시키는데 효과적인 중앙제어장치(50)를 포함하는 유형의 자동 기계 변속기 시스템(12)의 시프팅을 제어하는 방법에 있어서, 변속기의 필요한 시프트를 감지하는 단계와; 드로틀 오버라이드 장치의 작동을 초기화하고, 상기 드로틀 오버라이드 장치의 작동을 초기화할때, 기관속도(ESo)의 초기값을 감지, 기억하므로써 변속기의 필요한 시프트들에 응답하고; 시간주기(TREF)를 경과하게 한다음, 현재 기관속도(ESc)를 감지하는 단계와; 기관의 초기값을 기관속도의 현재값과 비교하고, 초기값이 최소한의 기준값(ESo-ESc≥REF)만큼 현재값을 초과하지 않으면, 드로틀 오버라이드 장치 작동 고장을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 기준값(REF)은 0(zero)과 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 기준값(REF)은 0(zero)보다 큰 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 입력신호는 (ii) 드로틀 장치의 운전자 설정을 표시하는 신호를 포함하고, 상기 기관속도를 감지및 비교하는 단계는 감지된 드로틀 설정(THL)이 제1드로틀 위치 기준값(THLREF-1)을 초과하면, 드로틀 오버라이드 장치 작동 고장 과정만을 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 입력신호는 (ii) 드로틀 장치의 운전자 설정을 표시하는 신호를 또한 포함하고, 만일 드로틀 오버라이드 장치 작동고장이 결정될 경우 감지된 드로틀 설정(THL)이 제2드로틀 기준값(THLREF-2)을 초과할때까지 변속기의 업시프트를 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 입력신호는 (ii) 드로틀 장치의 운전자 설정을 표시하는 신호를 또한 포함하고, 드로틀 오버라이드 작동 고장이 감지되는 경우, 감지된 드로틀 위치(THL)가 제2드로틀 기준값(THLREF-2)을 초과할때까지 변속기 시프트를 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 제1드로틀 기준값(THLREF-1)은 전체 드로틀 설정의 약 20%∼30%와 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 제2드로틀 기준값(THFREF-2)은 전체 드로틀의 약 20%∼30%와 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 제1드로틀 기준값(THLREF-1)은 전체 드로틀 설정의 약 20%∼30%와 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제2드로틀 기준값(THLREF-1)은 전체 드로틀 의 약 20%∼30%와 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  11. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 변속기 시스템(14)은 동력 동기화기 어샘블리(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  12. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 연료의 소정의 양은 아이들 속도 설정으로 기관을 유지하는데 필요한 연료의 양인 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  13. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 드로틀 오버라이드 장치 고장의 존재를 결정할때, 고장을 운전자에게 알리는 것을 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  14. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 시간 주기는 500∼1,000 미리초의 범위인 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 방법.
  15. 기계 변속기(14)와, 연료 제어기관(16)과, 기관과 변속기 사이에서 구동할 수 있게 위치한 비확동 연결장치(10)와, 운전자 설정 드로틀 제어 장치(32)와, 드로틀 제어장치의 설정과 관계없이 소정의 양까지 기관에 공급되는 연료의 최대량을 제한하는데 효과적인 드로틀 오버라이드 장치(34)와, (i) 기관속도를 표시하는 신호들을 포함하는 변속기 시스템의 상태를 표시하는 입력신호를 수신하고, 논리법칙에 따라 이를 처리하고, 명령출력신호를 다수의 시스템 액츄레이터에 발생시키는데 효과적인 중앙제어장치(50)를 포함하는 유형의 자동 기계 변속기 시스템(12)의 시프팅을 제어하는 제어시스템에 있어서, 변속기의 필요한 시프트를 감지하는 법칙과; (i) 드로틀 오버라이드 장치의 작동을 초기화하고, (ii) 드로틀 오버라이드 장치의 작동을 초기화할때, 기관속도(ESo)의 초기값을 감지, 기억하여 변속기의 필요한 시프트들에 응답하는 법칙과; 시간주기(TREF)를 경과하게 한다음, 현재 기관속도(ESc)를 감지하는 법칙과; (i) 기관속도의 초기값과 기관속도의 현재값을 비교하여, (ii) 초기값이 최소한의 기준값(ESo-ESc≥REF)만큼 현재값을 초과하지 않으면, 드로틀 오버라이드 장치 작동 고장을 결정하는 법칙을 포함하는 논리법칙을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  16. 제15항에 있어서, 기준값(REF)은 0(zero)과 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  17. 제15항에 있어서, 기준값(REF)은 0(zero)보다 큰 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  18. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 입력신호는 (ii) 드로틀 장치의 운전자 설정을 표시하는 신호를 또한 포함하고, 감지된 드로틀 설정(THL)이 제1드로틀 위치 기준값(THLREF-1)을 초과하면, 드로틀 오버라이드 장치 작동 고장 과정만을 결정하기위해 기관속도를 감지 및 비교하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  19. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 입력신호는 (ii) 드로틀 장치의 운전자 설정을 표시하는 신호를 또한 포함하고, 드로틀 오버라이드 장치 작동고장이 결정될 경우, 만일 감지된 드로틀 위치(THL)가 제2드로틀 기준값(THLREF-2)을 초과하면, 변속기의 업시프트를 방지하는 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  20. 제18항에 있어서, 입력신호는 (ii) 드로틀 장치의 운전자 설정을 표시하는 신호를 또한 포함하고, 드로틀 오버라이드 작동 고장이 감지되는 경우, 만일 감지된 드로틀 위치(THL)가 제2드로틀 기준값(THLREF-2)을 초과하면, 변속기 시프트를 방지하는 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  21. 제18항에 있어서, 제1드로틀 기준값(THLREF-1)은 전체 드로틀 설정의 약 20%∼30%와 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  22. 제19항에 있어서, 제2드로틀 기준값(THFREF-2)은 전체 드로틀의 약 20%∼30%와 같은 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  23. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 연료의 소정의 양은 아이들 속도 설정으로 기관을 유지하는데 필요한 연료의 양인 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  24. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 드로틀 오버라이드 장치 고장의 존재를 결정할때, 고장을 운전자에게 확인시키는 법칙을 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
  25. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 시간 주기는 500∼1,000 미리초의 범위인 것을 특징으로 하는 자동 기계 변속기 시스템의 시프팅을 제어하는 제어시스템.
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