KR19990007154A - 하나 이상의 유압식 조정 부재를 구비한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 유압식 조정 부재를 구비한 장치에 관한 것이다. 본 장치는 하나 이상의 조정 부재가 적어도 부분적으로는 쌍안정(bistable) 자기 밸브를 사용하여 구현되는 것을 특징으로 한다.

Description

하나 이상의 유압식 조정 부재를 구비한 장치

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 장치, 즉 하나 이상의 유압식 조정 부재를 구비한 장치에 관한 것이다.

그러나, 이와 같은 장치는 예를 들어 차량의 자동 변속 기어에 사용된다. 이 경우에 유압식 조정 부재는 압력이나 차압의 형성 및/또는 유지에 필요하다.

본 명세서에는 유압식 조정 부재가 자기 밸브로 구현되는 것에 대해 개시하고 있다.

명칭에 나타난 바와 같이 자기 밸브의 작동은 밸브에 제공된 (전)자기의 여기 및 차단에 의해 실행된다. 전자기의 여기 및 차단은 정확히 말하면 코일 자체의 전류 흐름에서 운동이 발생되는 것, 좀 더 정확히 말하면 앵커의 당김이나 떨어짐이 일어나는 것을 말하고, 앵커는 밸브의 로크 부재와 연결되어 함께 움직인다. 이 때, 앵커를 조정할 수 있는 조정부와 이와 연결된 로크 부재는 실질적으로는 변하지 않은 상태로 전류의 차단이 이루어 질 때까지 유지된다. 전류의 차단 후, 앵커와 로크 부재는 소정의 출력 조정부로 귀환한다.

자기 밸브는 장치 내에 있는 제어 장치(자기 밸브가 차량 변속 기어부의 구성 부품일 경우의 전자 변속 기어 장치)에 의해 작동된다. 이로써, 제어 장치는 비교적 크기가 크고 높은 유효 출력 및 손실 출력에 맞게 설계되어야 한다. 그러나, 이것은 또 다시 차량 내에 제어 장치를 적절히 설치하는 것을 어렵게 하고 장치를 복잡하게 만들며 취급을 어렵게 한다.

본 발명의 목적은 청구항 1의 전제부에 따른 장치가 유압식 조정 부재를 조정하기 위해 필요한 구동력을 최소한으로 줄일 수 있도록 설계되는 데 있다.

본 발명의 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 해결된다.

도1은 본 발명에 따른 장치의 실시예의 블록도.

도2는 도1에 따른 장치에 사용되는 배선도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 변속 기어 제어 장치부

2 : 자기 밸브 제어 유닛부

3 : 변속 기어부

하나 이상의 유압식 조정 부재가 적어도 부분적으로는 쌍안정(bistable) 자기 밸브를 사용하여 구현되도록 한다.

유압식 조정 부재를 실현하기 위해 쌍안정 자기 밸브를 사용함으로써 이는 (통상 사용된 보통의 자기 밸브와는 달리) 전류가 지속하지 않고 단지 순간적으로 (임펄스 형태로) 흐르게 되는 장점을 갖고 있다. 순간 전류 임펄스 또는 순간 전압 임펄스는 자기 밸브의 로크 부재를 하나의 안정 위치로부터 다른 하나의 안정 위치로 또는 역으로 움직이게 하는 데 충분하다. 따라서, 자기 밸브를 조정하기 위해 제공된 출력단도 그 때 마다 순간적으로 구동되도록 순간적인 고출력에 맞게 설계되어야 하고, (이와는 상관없이) 전체적으로 열 에너지는 극도로 줄어 든 상태로 발생한다.

이로써, 출력단이 통상 포함하고 있는 유닛부(즉, 차량의 경우의 제어 장치)는 기존의 경우 보다 아주 작고도 단순한 구조로 설계될 수 있다.

유압식 조정 부재를 조정하기 위한 필요한 구동력은 쌍안정 자기 밸브를 조정하여 대부분 감소될 수 있다.

출력단이 포함하고 있는 유닛부의 크기는 (기존과는 달리) 각각의 자기 밸브를 위해 출력단이 분리되지 않고, 다수의 자기 밸브를 위해 공통의 출력단이 마련되며, 이를 통해 해당 자기 밸브가 동시에 또는 연속적으로 작동할 수 있게 한다. 쌍안정 자기 밸브의 연속 작동 자체는 거의 동시 작동으로 실행 가능한데, 이는 그 때 마다 단지 순간적으로, 즉 매우 빠른 연속 흐름이 이루어져야 하거나 또는 이루어 질 수 있기 때문이다.

출력단이 포함하는 유닛부의 또 다른 단순화와 이에 대해 발생한 열의 감소화는 출력단이 이러한 유닛부 외부의 자기 밸브 근처에 배열될 경우에 소기의 목적을 달성할 수 있다. 그 다음, 유닛부는 자기 밸브 조정을 위하여 변환 임펄스 또는 복귀 임펄스를 제공해야 한다. 이미 상술한 바와 같이, 거의 동시에 쌍안정 자기 밸브의 작동이 통상 요구되지 않을 경우에도, 이러한 변환 및 복귀 임펄스는 연속적으로 전송될 수 있다. 이는 제어 라인의 수를 통해 변환 또는 복귀 임펄스가 제어 장치로부터 하나 이상의 출력단으로 전송되고 이 제어 라인의 수가 조정 가능한 자기 밸브의 수 보다 적은 상태로 유지될 수도 있다. 이로써, 제어 장치로부터 이에 의해 조정 가능한 자기 밸브로 연장하는 배선도는 적어도 부분적으로는 (제어 장치와 출력단 사이의 영역에서 라인의 수 보다 적은 수로) 훨씬 더 적은 상태로 실행될 수 있다. 이와는 상관없이, 제어 장치와 출력단 사이의 영역에서의 라인의 수는 더 적은데, 이는 이 라인을 통해 제어 신호를, 즉 어떤 고출력도 더 이상 전송하지 않기 때문이다.

본 발명의 장점적인 형성은 종속항에 기재되어 있다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 이하에서 실시예를 통해 상세히 설명된다.

이하 기술될 본 발명의 유압식 조정 부재는 차량의 변속 기어 내에 제공되는 유압식 조정 부재이다. 그러나, 본 발명은 이에 대해서만 한정되는 것은 아니다. 더욱이, 유압식 조정 부재는 또 다른 임의의 장치의 부품이 될 수도 있다.

유압식 조정 부재는 관찰된 실시예에서 보면 압력이나 차압을 형성하고 또는 유지하는 데 사용된다. 그러나, 마찬가지로 이에 대해서 한정되는 것은 아니다. 유압식 조정 부재는 임의의 다른 목적에도 전용될 수 있다.

도1에 따른 장치의 경우, 유압식 조정 부재(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)가 마련되어 있다. 이는 (차량의 자동 변속 기어 장치의) 변속 기어부(3)의 부품을 이루고, 전자식 변속 기어 제어 장치부(1)와 이에 접속된 자기 밸브 제어 유닛부(2)에 의해 제어되고 작동된다.

유압식 조정 부재(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)는 쌍안정 자기 밸브를 사용하여 이와 같은 유압식 조정 부재를 실현하는 특수성을 갖고 있다.

자기 밸브는 서두에서 이미 밝힌 바와 같이 일반적으로는 전자기를 구비하고 있고 이를 통해 앵커와 이에 접속된 밸브의 로크 부재가 소정의 방식으로 움직인다.

쌍안정 자기 밸브는, 명칭에 이미 나타난 바와 같이, 2개의 안정한 스위치 조정부를 갖고 있다. 밸브의 입출구 접속 상태와 밸브의 입출구 분리 상태가 이와 같은 스위치 조정부에 의해 반드시 이런 식으로 조정될 필요가 없게 밸브를 정하게 되면, 밸브는 전류없이 (그에 맞게) 개방되고 또한 전류없이 (그에 맞게) 폐쇄된 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 앵커 및 이와 접속된 밸브의 로크 부재를 안정한 스위치 조정부 중 하나의 조정부에서 다른 조정부로 절환시키도록 그에 부합한 순간 전압 임펄스 또는 전류 임펄스만이 필요하게 된다. 종래의 경우, 즉 쌍안정 자기 밸브를 사용하지 않는 유압식 조정 부재의 경우와는 달리, 쌍안정 자기 밸브를 사용하는 본 발명에 따른 유압식 조정 부재는 어떤 경우든 순간적으로 전류가 흘러야 한다.

이것은 여러 측면에서, 조정 부재를 작동하기 위한 필요한 에너지가 훨씬 감소되고, 이런 조정 부재를 통해 발생되는 열의 확산이 상당히 줄게 되며, 조정 부재의 작동을 위한 출력단과, 이를 위한 도선, 그리고 출력단과 조정 부재 사이의 접속이 단지 순간적인 경우에만 고부하가 걸리도록 설계되고, 출력단 근처에 인접한 부품이 열 부하가 줄어들도록 설계될 수 있는 장점을 갖고 있다.

더욱이, 원칙적으로 이와는 전혀 관계없는 쌍안정 자기 밸브가 유압식 조정 부재를 포함하는 장치로서 종래의 유압식 조정 부재로 된 장치의 경우보다 훨씬 장점이 있게 설계되었다.

예를 들어, 종래와는 달리 각각의 조정 부재에 대해 분리된 출력단이 제공되는 것이 아니라 복수의 조정 부재에 대해 공통의 출력단이 제공되고, 이를 통해 배열된 조정 부재는 , 동시에 또는 연속적으로 작동 가능하다. 쌍안정 자기 밸브의 연속 작동은 거의 동시적인 작동으로써, 각각의 경우 단지 순간적으로, 즉 매우 빠르게 연속하여 흐르게 되거나 또는 흐를 수 있게 된다.

출력단은 기존에 있었던 변속 기어 제어 장치부에서 취할 수 있고, 그 장치 외부로 이에 의해 조정할 수 있는 쌍안정 자기 밸브 근처에 배열된다.

이 경우, 더 상세한 것은 도1에 도시되어 있다. 이 때, 출력단(도1에 도시되지 않음)은 (기존에 제공되지 않은) 자기 밸브 제어 유닛부(2)에 형성되어 있다.

자기 밸브 제어를 위한 변속 기어 제어 장치부(1)의 사용은 이에 대해서 변환 및 복귀 임펄스를 자기 밸브 제어 유닛부(2)에 전송함으로써 제한될 수 있다. 자기 밸브 제어 유닛부(2)는 이러한 변환 임펄스 및 복귀 임펄스를 수신하고 이에 포함된 출력단으로 하여금 매 경우 작동 가능한 자기 밸브를 이에 부합되게 제어하도록 한다.

물론, 출력단이 기존과는 반대로 변속 기어 제어 장치부 외부에 배열된 경우에도, 복수 또는 모든 자기 밸브에 대해 단일하거나 또는 극히 일부의 공통의 출력단이 사용되게 제공된다.

변속 기어 제어 장치부 외부에 출력단이 제공되는 것은 여러 측면에서 보면 장점적인 면이 입증된다. 이는 더 작게 제작되어 질 수 있고, 고출력 및 고온을 줄일 수 있도록 설계되어 있는 데 있다. 즉, 자기 밸브 제어 유닛부(2)와 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1) 사이의 접속이 고출력에 맞게 설계되어야 한다. 변속 기어 제어 장치부(1)와 자기 밸브 제어 유닛부(2) 사이의 배선도는 출력을 더 감소시키도록 설계될 수 있는 데, 다시 말해 비교적 더 약화되게 (더 적은 수의 라인으로) 산정시킬 수 있다.

이에 대해 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이 그리고 이하에서 상세히 기술되는 것과 같이, 변속 기어 제어 장치부(1)와 자기 밸브 제어 유닛부(2) 사이의 배선도는 자기 밸브가 조정되는 것 보다 라인의 수가 더 적다.

도1에 도시된 바와 같이, 2ⁿ-1개의 자기 밸브를 자기 밸브 제어 유닛부(2)와 변속 기어부(3) 사이에 제공된 2ⁿ-1개의 제어 라인(SS₁, SS₂, ... , SS2ⁿ-1)에 의해 제어할 수 있도록, 변속 기어 제어 유닛부(1)와 자기 밸브 제어 유닛부(2) 사이에는 n개의 제어 라인(S1, S2, ... , Sn)이 마련되어 있다.

n개의 제어 라인(S1, S2, ... , Sn)에 의해, 여러 가지 다른 신호 조합은 디지털 작동 시스템(2ⁿ) 방식에서 전송할 수 있다. 이러한 신호 조합의 수는 2ⁿ-1개의 자기 밸브를 선택적으로 제어할 수 있도록 하기에 아주 충분하다. n개의 제어 라인(S1, S2, ... , Sn)을 거쳐 전송되는 신호 조합의 디코딩을 위해 필요로 하는 논리 스위치는 자기 밸브 제어 유닛부(2)에 포함되어 있다. 이것은 도1의 장치에서 나타날 수 있는 내부 구조가 도시된 도2를 참조로 하여 이하에서 알 수 있다.

도2에 도시된 장치의 경우의 배선도는 도1에 적용된 변수 n에 대해 2를 선택하였을 때의 경우이다. 즉, 변속 기어부(3)는 조정 가능한 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, 3-3)를 포함하고, 변속 기어 제어 장치(1)는 2개의 제어 라인(S1, S2)을 거쳐 자기 밸브 제어 유닛부(2)와 접속되고, 자기 밸브 제어 유닛부(2)는 3개의 제어 라인(SS1, SS2, SS3)을 거쳐 변속 기어부(3)에, 더 정확히 말하면 그 안에 포함되어 있는 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, 3-3)에 접속된다.

쌍안정 자기 밸브는 도2의 전기 배선도에 도시되어 있다. 이에 따르면, 그것은 코일과 같이 직렬 접속의 저항과 병렬 접속의 다이오드로 처리되어 있다.

자기 밸브 제어 유닛부(2)는 도2에 따른 실시예에서 살펴보면 각각의 자기 밸브(3-1, 3-2, 3-3)에 대해 T1, T3, T5 트랜지스터(n-채널-전계 효과 트랜지스터)의 형태로 분리 출력단을 포함한다.

또한, 자기 밸브 제어 유닛부(2)는 제어 라인(S1, S2)을 거쳐 수신되는 신호 조합을 디코딩하여 배열되어 있는 출력단(T1, T3, T5)과 신호 라인(SS1, SS2, SS3)을 거쳐 선택적으로 각각 해당하는 자기 밸브(3-1, 3-2, 3-3)를 작동하도록 된 논리 스위치를 포함한다.

논리 스위치는 도2에 도시된 바와 같이 접속된 다이오드(D1 내지 D6)와 저항(R1 내지 R3), 그리고 트랜지스터(n-채널-전계 효과 트랜지스터, T2 및 T4)로 구성되어 있으며, 이 때 D1, D2의 다이오드와 R1의 저항, 그리고 D3, D4의 다이오드와 R2의 저항, 및 D5, D6의 다이오드와 R3의 저항의 경우에는 각각 논리합 요소를 형성하고, T2 및 T4 각각은 인버터로서 작용한다. 논리 스위치는 통합 스위치 회로 (예를 들어 74HC138)에 의해 대체될 수 있다.

도2에 따른 스위치에서 살펴 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 제어 라인(S1, S2)으로 변환 임펄스 또는 복귀 임펄스가 전송될 때, (T1 트랜지스터의) 제1 출력단이 작동하고, 제2 제어 라인(S2)으로 변환 임펄스 또는 복귀 임펄스가 전송될 때, (T3 트랜지스터의) 제2 출력단이 작동하고, 제1 제어 라인(S1)으로 변환 임펄스 또는 복귀 임펄스가 전송될 때, (T5 트랜지스터의) 제3 출력단이 작동하고, 2개의 제어 라인(S1, S2) 중 어느 것으로도 변환 임펄스 또는 복귀 임펄스가 전송되지 않을 때, 어느 출력단도 작동하지 않는다.

출력단이 작동되면, 각각 해당하는 자기 밸브로의 전송 흐름이 일어난다. 이런 흐름을 통해, 각각의 자기 밸브는 바로 수신된 스위치 상태로부터 각각 다른 스위치 상태로 변환 접속이 일어나게 된다. 중요한 것은 자기 밸브가 쌍안정 자기 밸브이기 때문에, 이와 같이 새로 수신된 접속 상태는 해당 자기 밸브로의 전송 종료 후에도 갖게 된다는 사실이다. 자기 밸브 중 어느 하나로 전송되어 가는 동안, 이 때 시간이란 초순간, 즉 예를 들어 수초간에 불과하다. 이와 같은 순간 전송 시간은, (도2에 따른 실시예에서) 어떤 소정의 시점에 대한 각각의 경우에 있어서 하나의 자기 밸브로만 전송될 수 있음에도 불구하고 복수의 자기 밸브는 거의 동시에 소정의 원하는 방식으로 변환 접속을 하고 이 변환 접속을 유지시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 유압식 스위치 부재를 실현하기 위한 쌍안정 자기 밸브의 사용과 하나뿐만 아니라 다수 연계된 그의 제어를 위한 기술된 방법 및 장치가 매우 중요한 큰 장점을 달성하는 것은 자명한 일이다. 기술된 장치는 종래 장치를 여러 측면에서 확실히 고려한 것이다.

본 발명은 유압식 조정 부재를 조정하기 위한 장치로 이에 따른 필요한 구동력을 최소한으로 줄일 수 있는 효과를 갖고 있다.

Claims (11)

1. 하나 이상의 유압식 조정 부재를 구비한 장치에 있어서,

   하나 이상의 조정 부재가 적어도 부분적으로는 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)를 사용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)는 순간 전압 임펄스 또는 전류 임펄스를 통해 하나의 안정한 스위치 상태에서 다른 하나의 안정한 스위치 상태로 변환되도록 설계된 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 전압 임펄스 또는 전류 임펄스가 하나 이상의 출력단(T1, T3, T5)을 통해 발생되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 복수의 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)는 공통의 출력단(T1, T3, T5)에 접속 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 공통의 출력단(T1, T3, T5)이 각기 소정의 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)와 선택적으로 접속될 수 있는 스위치 장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 출력단(T1, T3, T5)이 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)를 조정하는 제어 장치부(1)의 외부에 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 출력단(T1, T3, T5)이 제어 가능한 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1) 근처에 마련된 자기 밸브 제어 유닛부(2)에 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 제어 장치부(1)는 변환 임펄스 및 복귀 임펄스가 자기 밸브 제어 유닛부(2)로 전송되도록 설계된 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 변환 임펄스 및 복귀 임펄스는 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)가 동시에 작동할 수 있게 연속적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 이와 같은 것은 차량의 구성 부품 요소인 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 쌍안정 자기 밸브(3-1, 3-2, ... , 3-2ⁿ-1)는 자동 변속 기어의 구성 부품인 것을 특징으로 하는 장치.