KR20190104898A - 자동차의 변속기 내의 파킹 로크 - Google Patents

자동차의 변속기 내의 파킹 로크 Download PDF

Info

Publication number
KR20190104898A
KR20190104898A KR1020190023067A KR20190023067A KR20190104898A KR 20190104898 A KR20190104898 A KR 20190104898A KR 1020190023067 A KR1020190023067 A KR 1020190023067A KR 20190023067 A KR20190023067 A KR 20190023067A KR 20190104898 A KR20190104898 A KR 20190104898A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
parking lock
piston
locking
electromagnet
transmission
Prior art date
Application number
KR1020190023067A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 쉬베글러
플로리안 바이늘
미햐엘 유트
아르민 하우크
율리아 클라인
Original Assignee
젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 젯트에프 프리드리히스하펜 아게 filed Critical 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Publication of KR20190104898A publication Critical patent/KR20190104898A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/48—Signals to a parking brake or parking lock; Control of parking locks or brakes being part of the transmission
    • F16H63/483—Circuits for controlling engagement of parking locks or brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/22—Locking of the control input devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3425—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
    • F16H63/3433—Details of latch mechanisms, e.g. for keeping pawls out of engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • F16H63/3475—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3483—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with hydraulic actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3491—Emergency release or engagement of parking locks or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/38—Detents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/42—Ratio indicator devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

본 발명은 파킹 로크에 관한 것이며, 상기 파킹 로크는, 로킹 치형부를 구비하여 변속기 샤프트와 연결된 파킹 로크 기어(1); 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에서 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부 내로 맞물려 고정되는 폴 치부(2a)를 구비하여 회동 가능하게 장착된 로킹 폴(2); 파킹 로크를 체결할 때 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부 내로 로킹 폴(2)의 맞물림 고정을 야기하고 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에서는 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부에서부터 로킹 폴(2)의 내밀림을 방지하는 로킹 부재(6)를 구비하여 파킹 로크의 스위칭 위치(P_체결, P_해제)의 사전 설정을 위해 이동될 수 있는 커넥팅 로드(5); 파킹 로크 체결 방향으로 커넥팅 로드(5)에 작용하는 삽입 스프링(9); 파킹 로크 체결 해제 방향으로 커넥팅 로드(5)에 작용하는 액추에이터(10); 파킹 로크의 실제 스위칭 위치(P_체결, P_해제)의 검출을 위한 위치 센서; 및 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터(10)의 피스톤(11)이 상황에 따라서 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태(P_해제)에 할당된 피스톤 위치에서 기계적으로 고정될 수 있게 하는 전자기 작동식 스냅인 로킹 장치(13);를 포함한다. 추가로, 상기 파킹 로크는 전자 제어 장치(EGS) 내에 구현되는 시스템(Z)을 포함하며, 상기 시스템에 의해서는 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치가 전자석(13a) 상에서의 실제 인덕턴스의 추정을 통해 결정될 수 있다.

Description

자동차의 변속기 내의 파킹 로크{PARKING LOCK INSIDE A TRANSMISSION OF A MOTOR VEHICLE}
본 발명은, 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크에 관한 것이다.
자동차 내에 장착된 자동 또는 자동화 변속기의 파킹 로크는, 주지하는 바와 같이, 자동차를 구름 이동하지 않도록 고정할 수 있는 장치이다. 상기 유형의 파킹 로크 메커니즘들은 종래 기술로부터 다양하게 공지되어 있다. 파킹 로크 메커니즘들은, 통상 폴 볼트(pawl bolt) 상에 회동 가능하게 장착되어 자동 변속기의 출력부와 연결된 파킹 로크 기어 내로 맞물리거나 맞물림 해제되는 로킹 폴(locking pawl)과; 볼트 상에 장착된 실렉터 디스크(selector disk)로 향하는 커넥팅 로드 상에 배치되어 잠금 고정 상태(locked state)에서 파킹 로크 기어의 치홈부(tooth gap)에서부터 로킹 폴의 내밀림을 방지하기 위해 로킹 폴과 가이드 플레이트(guide plate) 사이에 조임 고정되는 로킹 부재(locking element)를; 포함한다. 이런 경우, 로킹 부재는 커넥팅 로드 상에서 스프링 부재를 통해 탄지된다. 통상적으로 파킹 로크의 체결은 삽입 스프링(insertion spring)의 스프링 힘을 통해 기계적으로 수행된다.
오늘날의 자동 또는 자동화 변속기들에서, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 보통 유압 시스템이 제공되며, 이런 유압 시스템의 경우 로킹 부재의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드의 단부가, 자신의 측에서 파킹 로크 실린더 내에 배치되어 유압으로 작동될 수 있는 파킹 로크 피스톤의 피스톤 로드와 작동 연결되어 있는 실렉터 디스크(selector disk)에 관절식으로 연결되어, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 삽입 스프링의 힘에 대항하여, 그리고 파킹 로크를 체결하기 위해 삽입 스프링의 힘을 통해 축 방향으로 변위될 수 있다.
상기 파킹 로크를 체결 해제하기 위해, 파킹 로크 실린더의 실린더 챔버는 압력을 인가받아 파킹 로크 피스톤 및 그에 따른 실렉터 디스크를 토션 스프링의 스프링 힘에 대항하여 "P_해제"(파킹 로크 체결 해제) 위치로 민다. 이런 위치에서 파킹 로크 실린더의 파킹 로크 피스톤을 추가로 잠금 고정하기 위해, 대개 솔레노이드밸브가 제공되며, 이 솔레노이드밸브는 파킹 로크 실린더의 상기 위치("P_해제")에서 전기적으로 전류를 공급받고 이로써 파킹 로크 피스톤에 작용하는 래칭 메커니즘을 작동시킨다.
상기 파킹 로크를 체결하기 위해, 솔레노이드밸브는 다시 전원 차단되고, 파킹 로크 실린더의 실린더 챔버는 배기되고 파킹 로크 피스톤의 기계적 잠금 고정은 해제된다. 실렉터 디스크 상에서 예압된 토션 스프링을 통해, 실렉터 디스크 및 그에 따른 파킹 로크 피스톤은 "P_체결"(파킹 로크 체결) 위치로 이동된다. 이런 경우, 일반적으로 로킹 콘(locking cone)으로서 구현된 로킹 부재는 가이드 플레이트 상에서 로킹 폴 아래로 변위되며, 그리고 그런 다음 상기 로킹 폴의 치부가 파킹 로크 기어의 로킹 치형부(locking toothing)의 대응하는 치홈부 내로 맞물려 고정될 수 있는 방식으로 로킹 폴에 작용한다. 치부 상의 치부(tooth-on-tooth) 위치에서, 로킹 부재가 커넥팅 로드 상에서 탄지되게 하는 스프링 부재는 예압되며, 그럼으로써, 로킹 폴의 치부가 치홈부에 부딪치면, 그 즉시 로킹 폴은 파킹 로크 기어의 로킹 치형부 내로 맞물려 고정되게 된다.
통상적으로, 상기 유형의 파킹 로크 시스템의 유압 실린더 쪽으로의 압력 매체 공급, 및 상기 유압 실린더의 배기 역시도, 자체적으로 변속기의 구동을 위해 제공된 모터에 의해 구동되는 오일펌프에 의해 압력 매체를 공급받는 전기 유압식 변속기 제어 장치의 하나의 제어 밸브 또는 유압적으로 상호 작용하는 복수의 제어 밸브들을 통해 수행된다. 파킹 로크 시스템의 유압 실린더에 작용하는 상기 제어 밸브들 중 하나 또는 복수 개의 제어 밸브의, 모터의 시동 시에 존재하는 부정확한 위치로 인한 파킹 로크의 의도되지 않는 체결 해제의 방지를 위해, 본원 출원인의 DE 10 2012 210 571 A1호는, 유압 실린더의 피스톤 로드에, 동일한 전자석에 의해 작동되는 2개의 전자기 작동식 로킹 장치를 구비하는 점을 제안하고 있다. 이 경우, 제1 로킹 장치는, 파킹 로크의 체결 해제 상태(disengaged state)에 할당되어 유압 실린더가 무압 상태일 때 존재하는 위치에서 피스톤 로드를 기계적으로 차단(blocking)한다. 이와 반대로, 제2 로킹 장치는, 파킹 로크의 체결 상태(engaged state)에 할당된 위치에서 피스톤 로드를 기계적으로 차단하며, 그리고 그에 따라 앞서 적절하게 체결된 파킹 로크의 의도되지 않는(다시 말해 실수로 인한) 체결 해제로부터 파킹 로크 시스템을 보호한다. 통상의 기술자는 상기 유형의 파킹 로크 작동 시스템을 "쌍안정 피스톤 로킹 장치(bistable piston locking device)를 포함한 유압 작동식 파킹 로크 액추에이터"로서 지칭한다.
상기 유형의 파킹 로크 시스템의 기본 구성은 예컨대 DE 10 2006 022 963 A1호로부터 공지되어 있다. 이를 위해 적합하면서 쌍안정 래칭식 파킹 로크 피스톤(bistable-latchable parking lock piston)을 포함하는 유압 액추에이터에 대한 또 다른 예로서는 DE 10 2013 102 168 A1호가 참조된다. 최대한 적은 에너지를 소모하기 위해, 상기 유형의 래칭 메커니즘은, 래칭 메커니즘의 상태 변경을 유도하기 위해, 래칭 메커니즘을 작동시키도록 제공된 전자석이 일시적으로 전류를 공급받아야만 하는 방식으로 형성된다.
본원 출원인의 선원 공개되지 않은 특허 출원 DE 102017218748.4호로부터는, 파킹 로크의 로킹 부재를 포함한 커넥팅 로드가 로킹 폴에 대해 평행하게, 그리고 변속기 하우징 내에 삽입된 폴 볼트에 대해 수직으로 배치되며, 폴 볼트 상에는 파킹 로크의 로킹 폴; 및 파킹 로크의 스위칭 위치의 사전 설정을 위해 제공된 파킹 로크 유닛의 스위칭 레버;가 회동 가능하게 장착되어 있는 것인, 매우 조밀한 파킹 로크 유닛이 개시된다. 이 경우, 로킹 부재에 대향해 있는 커넥팅 로드의 단부는 스위칭 레버와 관절식으로 연결된다. 파킹 로크를 체결하기 위해, 자신의 스프링 힘이 파킹 로크 체결 방향으로 스위칭 레버에 작용하는 것인 삽입 스프링이 제공된다. 파킹 로크를 체결 해제하기 위해서는, 자신의 압력 힘이 파킹 로크 체결 해제 방향으로 스위칭 레버에 작용하는 것인 유압 작동식 액추에이터가 제공된다. 그에 추가로, 파킹 로크는, 파킹 로크가 수동으로 체결 해제될 수 있는 방식으로 스위칭 레버와 기계적으로 작동 연결될 수 있는 비상 잠금 해제 장치(emergency release device)도 포함한다.
구조적인 특징으로서, DE 102017218748.4호의 액추에이터는, 동일한 종축에서 축 방향으로 액추에이터 하우징 내에 변위 가능하게 배치되는 2개의 피스톤과; 액추에이터 하우징 내에 배치된 전자기 작동식 스냅인 로킹 장치(snap-in locking device)를; 포함한다. 이 경우, 제1 피스톤은 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 유압으로 압력을 인가받을 수 있으며, 그리고 가압 시 삽입 스프링의 스프링 힘에 대항하여 제2 피스톤을 축 방향으로 변위시킨다. 이 경우, 제2 피스톤은, 이 제2 피스톤의 축 방향 이동이 스위칭 레버 회전축을 중심으로 하는 스위칭 레버의 회전을 야기하며, 그리고 그 반대의 경우에도 동일하게 야기하는 방식으로, 스위칭 레버와 기계적으로 연결된다. 스냅인 로킹 장치는, 전자석에 전류가 공급되지 않는다면 스냅인 로킹 장치가, 파킹 로크의 체결 상태에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태에 할당된 피스톤 위치에서 제1 피스톤을 걸림 고정(latching)하며, 그리고 전자석이 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해 전류를 공급받아야만 하는 방식으로, 전자석에 의해 작동될 수 있다. 그에 따라, 스냅인 로킹 장치는 "제1 피스톤의 쌍안정 걸림 고정"을 형성한다. 이런 구조적인 형성은, 비상 잠금 해제 장치가 작동하는 경우에 제2 피스톤이 스위칭 레버에 의해 축 방향으로 변위될 수 있게 하고, 그와 동시에 제1 피스톤은 파킹 로크의 체결 상태에 상응하는 자신의 걸림 고정된 피스톤 위치에서 벗어나지 않게도 한다.
본 발명의 과제는, 상기 파킹 로크의 조밀한 구조 형상 및 그 다른 장점들을 포기하지 않고도, 파킹 로크의 스위칭 위치뿐만 아니라 유압 피스톤의 걸림 고정의 스위칭 위치 역시도 검출될 수 있는 정도로, 쌍안정 래칭식 유압 피스톤을 구비한 전기 유압식 액추에이터를 포함하는 유압 작동식 파킹 로크를 개량하는 것에 있다.
상기 과제는 특허 청구항 제1항의 특징들을 갖는 파킹 로크를 통해 해결된다. 본 발명에 따른 또 다른 구현예들 및 장점들은 종속 청구항들에서 개시된다.
따라서 본 발명은, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크에 있어서, 변속기의 변속기 샤프트와 회전 고정 방식으로 연결된 파킹 로크 기어와; 폴 볼트 상에 회동 가능하게 장착된 로킹 폴을; 포함하는 상기 파킹 로크를 개시한다. 이 경우, 파킹 로크 기어는 치홈부들을 구비한 로킹 치형부를 포함하며, 그에 반해 로킹 폴은, 파킹 로크의 체결 상태에서 파킹 로크 기어의 로킹 치형부의 치홈부 내로 맞물려 고정되고 이로써 파킹 로크 기어 및 변속기 샤프트를 회전하지 않게 차단하는 폴 치부(pawl tooth)를 포함한다. 또한, 본원의 파킹 로크는, 파킹 로크 체결 해제 방향의 반대 방향으로 탄지되는 로킹 부재를 구비하여 파킹 로크의 스위칭 위치의 사전 설정을 위해 이동 가능한 커넥팅 로드를 포함하며, 로킹 부재는 파킹 로크를 체결할 때 파킹 로크 기어의 로킹 치형부의 치홈부 내로 로킹 폴의 폴 치부의 맞물림 고정을 야기하고, 파킹 로크의 체결 상태에서는 파킹 로크 기어의 로킹 치형부의 치홈부에서부터 로킹 폴의 폴 치부의 내밀림을 방지한다. 또한, 본원의 파킹 로크는, 자신의 스프링 힘이 파킹 로크 체결 방향으로 로킹 부재의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드의 단부에 작용하는 것인 삽입 스프링; 및 자신의 압력 힘이 파킹 로크 체결 해제 방향으로 로킹 부재의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드의 단부에 작용하는 것인 유압 작동식 액추에이터;도 포함한다.
또한, 본원의 파킹 로크는 파킹 로크의 실제 스위칭 위치("파킹 로크 체결", "파킹 로크 체결 해제")의 검출을 위한 위치 센서도 포함한다.
추가로, 본 발명에 따른 파킹 로크는 전자기 작동식 스냅인 로킹 장치를 포함하며, 이 스냅인 로킹 장치에 의해서는 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤이, 상황에 따라서 파킹 로크의 체결 상태에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태에 할당된 피스톤 위치에서 기계적으로 고정될 수 있다.
바람직하게는, 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석이 전기적으로 전류를 공급받지 않는다면, 스냅인 로킹 장치는 각각 존재하는 피스톤 위치에서 액추에이터의 피스톤을 기계적으로 고정시킨다. 이런 경우에, 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석은 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해 전기적으로 전류를 공급받아야 하며, 그럼으로써 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤은, 단지 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석이 전기적으로 전류를 공급받을 때에만 자신의 피스톤 위치를 변경할 수 있게 된다. 그러나 이를 위한 대안으로, 스냅인 로킹 장치는, 이 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석이 전기적으로 전류를 공급받을 때, 액추에이터의 피스톤을 각각 존재하는 피스톤 위치에서 기계적으로 고정할 수 있으며, 그럼으로써 이러한 경우 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석은 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해 전기적으로 차단되어야 하며, 다시 말해 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤은 단지 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석이 전기적으로 전류를 공급받지 않을 때에만 자신의 피스톤 위치를 변경할 수 있다.
바람직하게는, 스냅인 로킹 장치는, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤을 고정시킬 때, 상기 피스톤에 곧바로 또는 직접적으로 작용한다. 그러나 그 대안으로, 스냅인 로킹 장치는, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤을 고정시킬 때 상기 피스톤에 우회적으로 또는 간접적으로, 예컨대 상기 피스톤과 연결된 피스톤 로드를 통해 작용할 수도 있다.
본 발명에 따라서, 본원의 파킹 로크는 변속기의 전자 제어 장치 내에서 구현되어 스냅인 로킹 장치의 실제 스위칭 위치가 전자석 상에서의 실제 인덕턴스의 추정을 통해 결정될 수 있게 하는 시스템을 포함한다. 이로써, 특히 바람직한 방식으로, 스냅인 로킹 장치 상에서 별도의 센서는 생략될 수 있다.
바람직하게 상기 시스템은, 제어 신호로 스냅인 로킹 장치의 전자석을 제어하도록 형성되는 2점 컨트롤러(two-point controller); 및 2점 컨트롤러에 의해 출력되는 제어 신호의 시간 특성곡선을 검출하고 이로부터 스냅인 로킹 장치의 실제 스위칭 위치를 결정하도록 형성되는 검출 수단;을 포함한다.
이런 경우, 검출 수단은, 제어 신호의 주파수 또는 주기 기간; 및 전자석의 코일로 공급되는 전류를 검출하고, 이로부터 주파수 또는 주기 기간 및 전류에 따르는 전자석의 전기자의 실제 위치를 결정하여, 이 전기자의 실제 위치에서부터 스냅인 로킹 장치의 실제 스위칭 위치를 추론하도록 형성될 수 있다.
이에 대한 일 개선예에서, 검출 수단은, 스냅인 로킹 장치의 전자석의 전기자의 실제 위치를 결정할 때 전자석의 코일로의 전기 공급 전압 역시도 포함시키도록 형성되는 점이 제안된다. 수학적인 실시예로서 그 제안에 따라서, 검출 수단은 룩업 테이블(Lookup table) 또는 특성 맵 또는 다른 수학 함수를 포함하며, 그리고 이들을 이용하여, 그리고 제어 신호를 이용하여 스냅인 로킹 장치의 전자석의 전기자의 실제 위치를 검출하도록 형성된다.
본 발명에 따른 방법과 결부되는 본원의 파킹 로크의 구조적인 형성은 폭넓은 영역들에서 가변될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 파킹 로크에 대한 제1 구조적 구현예에서, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤의 피스톤 로드는 로킹 부재의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드의 단부와 관절식으로 연결되는 점이 제안된다. 이런 구성은, 날씬한 구조 형상을 특징으로 하며, 그리고 특히 액추에이터 피스톤의 종축과 로킹 폴의 회동축이 상호 간에 축 평행하게 배치될 때 적합하다.
상기 제1 구조적 구현예의 바람직한 개선예에서, 파킹 로크가 수동으로 체결 해제될 수 있는 방식으로, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터의 피스톤의 피스톤 로드와 기계적으로 작동 연결될 수 있는 비상 잠금 해제 장치를 제공하는 점이 제안된다. 이런 경우, 상기 비상 잠금 해제 장치는, 예컨대 비상 모드에서 스냅인 로킹 장치의 걸림 고정 위치(latching position)를 해제하기 위해 적합한 비상 전원 장치(emergency power supply)와 같은 수단 역시도 포함해야 한다는 점이 고려되어야 한다.
본 발명에 따른 파킹 로크를 위한 제2 구조적 구현예에서, 로킹 부재의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드의 단부로 액추에이터의 압력 힘의 전달을 위해, 파킹 로크의 스위치 위치("파킹 로크 체결", "파킹 로크 체결 해제")의 사전 설정을 위해 스위칭 레버 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 스위칭 레버를 제공하는 점이 제안된다. 이 경우, 액추에이터의 압력 힘 전달 부재뿐만 아니라 로킹 부재의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드의 단부 역시도 상기 스위칭 레버와 관절식으로 연결된다. 이 경우, 바람직하게는, 위치 센서의 신호 송신기 요소(signal transmitter element)는 스위칭 레버 상에 배치되며, 예컨대 스위칭 레버 상에 고정되거나, 스위칭 레버의 통합 부재로서 형성된다. 이 경우, 위치 센서는 바람직하게는 유도 센서로서 형성되지만, 그러나 예컨대 정전용량 센서로서도 형성될 수 있다.
상기 제2 구조적 구현예의 바람직한 개선예에서, 파킹 로크가 수동으로 체결 해제될 수 있으며, 이런 경우 스냅인 로킹 장치를 자신의 걸림 고정 위치에서 분리하지 않아도 되는 방식으로, 스위칭 레버와 기계적으로 작동 연결될 수 있는 비상 잠금 해제 장치가 제공된다. 이를 위해, 액추에이터는 동일한 종축(12a) 상에서 축 방향으로 액추에이터 하우징 내에 변위 가능하게 배치되는 2개의 피스톤을 포함하며, 제1 피스톤은 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 유압으로 압력을 인가받을 수 있고, 가압 시 삽입 스프링의 스프링 힘에 대항하여 제2 피스톤을 축 방향으로 변위시키며, 제2 피스톤은, 이 제2 피스톤의 축 방향 이동이 스위칭 레버 회전축을 중심으로 하는 스위칭 레버의 회전을 야기하며, 그리고 그 반대의 경우에도 동일하게 야기하는 방식으로, 스위칭 레버와 기계적으로 연결된다. 전자기 작동식 스냅인 로킹 장치 역시도 액추에이터 하우징 내에 배치된다. 스냅인 로킹 장치는, 이 스냅인 로킹 장치에 작용하는 전자석이 전기적으로 전류를 공급받지 않을 때, 파킹 로크의 체결 상태에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태에 할당된 피스톤 위치에서 단지 제1 피스톤만을 기계적으로 고정한다. 공지된 방식으로, 전자석은 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해 전기적으로 전류를 공급받아야만 한다. 이런 특별한 구현예에 따라서, 비상 잠금 해제 장치가 작동하는 경우에, 제2 피스톤은 스위칭 레버에 의해 축 방향으로 변위될 수 있으며, 이때 제1 피스톤은 파킹 로크의 체결 상태에 상응하는 자신의 걸림 고정된 피스톤 위치에서 벗어나지 않는다. 그에 따라, 바람직한 방식으로, 파킹 로크의 비상 체결 해제를 위해 전기 에너지원은 요구되지 않는다.
비상 잠금 해제 장치의 작동을 위해, 예컨대 변속기 하우징의 안쪽에 배치되는 내부 레버(internal lever)가 제공될 수 있으며, 이 내부 레버는 스위칭 레버에 기계적으로 작용하며, 그리고 변속기 하우징의 하우징 벽부를 관통하는 볼트를 통해, 변속기 하우징의 바깥쪽에 배치되는 수동 작동식 외부 레버(outer lever)와 회전 고정 방식으로 연결된다.
제2 구조적 구현예의 상기 개선예의 범위에서, 액추에이터의 제1 및 제2 피스톤은 피스톤 종축의 방향으로 볼 때 연이어 배치될 수 있다. 또한, 삽입 스프링은, 축 방향에서 제2 피스톤과 액추에이터 하우징 사이에 고정되고 이와 동시에 축 방향으로 고려할 때 제2 피스톤의 피스톤 로드를 완전하게, 또는 부분적으로 동심으로 에워싸는 압축 스프링으로서 구현될 수 있다. 상기 개별 조치들 중 두 조치는, 액추에이터의 조밀한 구조 형상이 의도될 때, 긍정적으로 작용한다.
제2 구조적 구현예의 상기 개선예의 범위에서, 스위칭 레버는 폴 볼트 상에 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 그럼으로써 폴 볼트 종축, 로킹 폴 회동축 및 스위칭 레버 회전축은 동일하게 되며, 그리고 액추에이터의 피스톤 종축에 대해 직각으로 연장되게 된다. 또한, 스위칭 레버 상에 관절식으로 고정된 커넥팅 로드는, 이 커넥팅 로드의 이동 평면이 로킹 폴, 스위칭 레버 및 피스톤 로드의 이동 평면에 대해 실질적으로 평행하게 배치되는 방식으로, 로킹 폴의 아래쪽에 배치될 수 있다. 추가로, 본원의 파킹 로크는 변속기 하우징에 고정된 가이드 장치를 포함할 수 있으며, 이 가이드 장치는, 파킹 로크를 체결하고 체결 해제할 때 로킹 장치가 로킹 폴의 법선력에 대항하여 지지되는 곳인 가이드 플레이트로서, 또는 가이드 슬리브로서 형성된다. 이 경우, 가이드 장치는 선택적으로 액추에이터 하우징 상에 고정될 수 있거나, 액추에이터 하우징의 통합 부품일 수 있다. 이런 모든 개별 조치는, 파킹 로크 작동 유닛의 조밀한 구조 형상이 의도될 때, 긍정적으로 작용한다. 통상의 기술자는, 특히 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 제공되는 유압 액추에이터가 파킹 로크 기어의 종축에 대해 횡방향으로 배치되어야 할 때, 상기 개별 조치들을 이용하게 된다.
본 발명은 하기에서 첨부된 도면들에 따라서 예시로서 더 상세하게 설명된다.
도 1a는 "파킹 로크 체결" 스위칭 위치에서 본 발명에 따른 파킹 로크의 제1 구현예를 간소화하여 도시한 개략도이다.
도 1b는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 위치에서 도 1a에 따른 파킹 로크를 도시한 개략적 단면도이다.
도 2a는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 위치에서 본 발명에 따른 파킹 로크의 제2 구현예를 도시한 개략적 사시도이다.
도 2b는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 위치에서 도 2a에 따른 파킹 로크를 도시한 개략적 단면도이다.
도 3a는 "파킹 로크 체결" 스위칭 위치에서 비상 잠금 해제 장치를 포함하는 본 발명에 따른 파킹 로크의 제3 구현예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 3b는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 위치에서 도 3a에 따른 파킹 로크를 도시한 개략적 단면도이다.
도 3c는 "파킹 로크 비상 잠금 해제" 스위칭 위치에서 도 3a에 따른 파킹 로크를 도시한 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 파킹 로크의 액추에이터의 스냅인 로킹 장치의 전자석 상에서의 신호 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 파킹 로크의 액추에이터의 스냅인 로킹 장치의 전자석을 작동시키기 위한 도 4에 다른 신호 특성곡선을 생성하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 따른 시스템을 이용하면서 전자석의 전기자 위치의 결정을 위한 특성 맵을 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 5에 따르는 시스템의 이용의 범위에서 또 다른 특성 맵을 나타낸 그래프이다.
하기에서, 그리고 도 1a 및 1b를 참조하여, 자동차의 변속기를 위한, 또는 변속기 내의 본 발명에 따른 파킹 로크의 제1 구현예가 더 상세하게 기재된다. 도 1a에는, 도면부호 "P_체결"으로 식별 표시되는 "파킹 로크 체결" 스위칭 위치에서 상기 파킹 로크의 매우 간소화된 개략도가 도시되어 있다. 이와 반대로, 도 1b에는, 도면부호 "P_해제"로 식별 표시되는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 이치에서 상기 파킹 로크의 매우 간소화된 개략도가 도시되어 있다.
도 1a 및 1b에 도시된 파킹 로크는 회동 가능하게 장착된 로킹 폴(2)을 포함하며, 이 로킹 폴의 폴 치부(2a)는, 파킹 로크의 각각의 스위칭 위치(P_체결, P_해제)에 따라서, 여기서는 상세하게 도시되지 않은 변속기 샤프트와 연결된 파킹 로크 기어(1)의 치홈부(1a) 내로 맞물리거나 맞물림 해제된다. 또한, 파킹 로크는 커넥팅 로드(5) 상에서 축 방향으로 변위 가능하게 장착되어 스프링 부재(7)를 통해 탄지되는 로킹 부재(6)도 포함하며, 이 로킹 부재는, 잠금 고정 상태에서(다시 말해 "파킹 로크 체결" 스위칭 상태에서), 파킹 로크 기어(1)의 상응하는 치홈부(1a)에서부터 폴 치부(2a)의 내밀림을 방지하기 위해, 로킹 폴(2)과 변속기 하우징에 고정된 가이드 플레이트(8) 사이에 조임 고정된다. 파킹 로크 체결 해제 방향의 반대 방향으로 탄지되는 로킹 부재(6)는 여기서 예시로서 로킹 콘으로서 형성된다.
로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드(5)의 단부는, 조인트(5a)를 통해 피스톤(11)의 피스톤 로드(11a)와 연결된다. 상기 피스톤(11)은 액추에이터(10)에 할당되며, 그리고 그에 상응하게 상기 액추에이터의 제어 하우징(14) 내에 축 방향으로 변위 가능하게 배치된다. 파킹 로크를 체결 해제하기 위해, 피스톤(11)은 압력을 인가받으며, 그리고 그에 의해 커넥팅 로드(5)를 파킹 로크 체결 해제 방향으로 이동시킨다. 액추에이터(10)의 상응하는 압력 챔버는 도면 부호 14a로 표시되어 있고, 상응하는 압력 포트는 도면부호 "14b"로 표시되어 있다. 파킹 로크를 체결하기 위해 삽입 스프링(9)이 제공되며, 이 삽입 스프링은 여기서는 예시로서 압축 스프링으로서 형성되어, 압력 챔버(14a)의 반대 방향으로 향해 있는 피스톤(11)의 측에서 액추에이터(10)의 제어 하우징(14) 내에 배치되며, 그리고 이런 경우 축 방향으로 피스톤(11)과 제어 하우징(14)의 하우징 벽부 사이에 고정되며, 그럼으로써 삽입 스프링(9)의 스프링 힘은 피스톤(11), 피스톤 로드(11a) 및 조인트(5a)를 경유하여 로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드(5)의 단부에 작용하게 된다. 그에 따라, 피스톤(11)/피스톤 로드(11a) 및 커넥팅 로드(5)는 파킹 로크의 스위칭 위치의 사전 설정을 위해 축 방향으로 이동될 수 있다.
추가로, 액추에이터(10)는, 자신의 피스톤(11)을 위해, 예시로서 피스톤 로드(11a)를 위한 전자기 작동식 핀 로크(pin lock)로서 형성되는 쌍안정 스냅인 로킹 장치(13)를 포함한다. 이를 위해, 피스톤 로드(11a)는, 스냅인 로킹 장치(13)의 핀이 그 내로 맞물려 고정될 수 있는 것인 2개의 리세스를 포함하며, 피스톤(11)으로 향해 있는 리세스는 스위칭 위치(P_체결)("파킹 로크 체결")에 할당되고, 그에 반해 조인트(5a)로 향해 있는 리세스는 스위칭 위치(P_해제)("파킹 로크 체결 해제")에 할당된다. 스냅인 로킹 장치(13)의 핀은 탄지되며, 그럼으로써 상기 핀은, 스냅인 로킹 장치(13)의 전자석(13a)으로 전류를 공급하는 것을 통해 핀 자신이 맞물림 해제 위치에서 파지되지 않을 때, 피스톤 로드(11a)의 상기 리세스들 내로 자동으로 맞물려 고정될 수 있게 된다. 다시 말해, 피스톤(11)의 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해, 전자석(13a)은 전류를 공급받아야 한다. 전자석(13a)의 전기 제어를 위해, 전기 라인들(EL)을 통해 전자석(13a)과 전기 연결되어 있는 전자 제어 장치(EGS)가 제공된다.
파킹 로크의 실제 스위칭 위치의 검출을 위해, 바람직하게는 유도 방식으로 작동하는 위치 센서가 제공되며, 이 위치 센서는 액추에이터 피스톤(11)의 피스톤 로드(11a)의 축 방향 위치를 측정한다. 이를 위해, 피스톤 로드(11) 상에는 신호 송신기 요소(SEG)가 배치된다. 상기 신호 송신기 요소(SEG)와 상호작용하는, 위치 센서의 신호 수신기 요소(signal receiver element)는 PSN으로 표시되며, 그리고 전기 라인들(EL)을 통해 전자 제어 장치(EGS)와 전기 연결된다.
본 발명에 따라서, 전자 제어 장치(EGS) 내에서는, 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치가 전자석(13a) 상에서의 실제 인덕턴스의 추정을 통해 결정될 수 있게 하는 방법이 구현된다. 상기 방법의 세부내용에 대해서는 하기에서 훨씬 더 구체적으로 다루어진다.
하기에서, 그리고 도 2a 및 2b를 참조하여, 자동차의 변속기를 위한, 또는 변속기 내의 본 발명에 따른 파킹 로크의 제2 구현예가 더 상세하게 기재된다. 도 2a에는, 도면부호 "P_해제"를 통해 식별 표시되는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 위치에서 상기 파킹 로크의 3차원도가 도시되어 있다. 도 2b에는, 상기 파킹 로크에 대한 상응하는 단면도가 도시되어 있다.
도 2a 및 2b에 도시된 파킹 로크는, 폴 볼트(3) 상에 회동 가능하게 장착된 로킹 폴(2)을 포함하며, 이 로킹 폴의 폴 치부(2a)는, 파킹 로크의 각각의 스위칭 위치(P_체결, P_해제)에 따라서, 여기서는 상세하게 도시되지 않은 변속기 샤프트와 연결된 파킹 로크 기어(1)의 치홈부(1a) 내로 맞물리거나 맞물림 해제된다. 또한, 파킹 로크는 스위칭 레버(4)로 향하는 커넥팅 로드(5) 상에 배치되어 스프링 부재(7)를 통해 탄지되는 로킹 부재(6)도 포함하며, 이 로킹 부재는 잠금 고정 상태에서(다시 말해 "파킹 로크 체결" 스위칭 상태에서), 파킹 로크 기어(1)의 상응하는 치홈부(1a)에서부터 폴 치부(2a)의 내밀림을 방지하기 위해, 로킹 폴(2)과 변속기 하우징에 고정된 가이드 플레이트(8) 사이에 조임 고정된다. 그에 상응하게, 로킹 부재(6)는 커넥팅 로드를 동심으로 에워싸며, 그럼으로써 로킹 부재(6)는 커넥팅 로드(5) 상에서 축 방향으로 변위 가능하게 장착된다. 파킹 로크 체결 해제 방향의 반대 방향으로 탄지되는 로킹 부재(6)는 예시로서 로킹 콘으로서 형성되며, 그 대안으로는 예컨대 롤러 부재(roller element)로서 형성될 수 있다.
장착 공간 절약 방식으로, 스위칭 레버(4)는 폴 볼트(3) 상에 회전 가능하게 장착되며, 그럼으로써 폴 볼트 종축(3a), 로킹 폴 회동축 및 스위칭 레버 회전축은 동일하게 되며, 그리고 액추에이터(10)의 제2 피스톤(12)의 피스톤 종축(12c)에 대해 직각으로 연장되게 된다.
로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드(5)의 단부는 스위칭 레버(4)와 관절식으로 연결된다. 파킹 로크를 체결하고 체결 해제할 수 있도록 하기 위해, 스위칭 레버(4)는, 파킹 로크의 스위칭 위치가 사전 설정될 수 있게 하는 유압 작동식 액추에이터(10)와 연결되는 종동부(4a)(follower)를 포함할 수 있다.
이 경우, 액추에이터(10)는, 이 액추에이터(10)의 제어 하우징(14) 내의 동일한 종축에서 축 방향으로 변위 가능하게 배치되는 제1 피스톤(11) 및 제2 피스톤(12)을 포함하며, 단지 제1 피스톤(11)만이 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있다. 제1 피스톤(11)은, 가압 시, 삽입 스프링(9)의 스프링 힘에 대항하여 축 방향으로 제2 피스톤(12)을 변위시키되, 삽입 스프링은 자신의 측에서 축 방향으로 제2 피스톤(12)과 액추에이터 하우징(14) 사이에 고정된 압축 스프링으로서 구현되고 축 방향으로 고려할 때 제2 피스톤(12)의 피스톤 로드(12a)를 동심으로 에워싼다. 제2 피스톤(12)은, 스위칭 레버(4)의 종동부(4a) 내로 맞물려 고정되면서 피스톤 로드(12a) 내로 삽입되는 핀(12b)을 통해 스위칭 레버(4)와 기계적으로 연결되며, 그럼으로써 제2 피스톤(12)의 축 방향 이동은 스위칭 레버 회전축(3a)을 중심으로 하는 스위칭 레버(4)의 회전을 야기하게 된다. 다른 한편으로, 자신의 중심축(3a)을 중심으로 하는 스위칭 레버(4)의 회전은 항상 제2 피스톤(12)의 축 방향 이동 역시도 야기한다.
이 경우, 액추에이터(10)는, 자신의 제1 피스톤(11)을 위해, 쌍안정 스냅인 로킹 장치(13)를 포함하며, 이 스냅인 로킹 장치는, 액추에이터 하우징(14)의 안쪽에[이런 경우 예시로서 제1 피스톤(11) 안쪽의 중심에] 배치되며, 그리고 전자석(13a)이 전류를 공급받지 않는다면 스냅인 로킹 장치(13)가, 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태(P_해제)에 할당된 피스톤 위치에서 제1 피스톤(11)을 기계적으로 걸림 고정하는 방식으로, 액추에이터 하우징(14) 상에 배치된 전자석(13a)에 의해 전자기 방식으로 작동될 수 있다. 제1 피스톤(11)의 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해, 전자석(13a)은 전류를 공급받아야 한다. 전자석(13a)의 전기 제어를 위해, 전기 라인들(EL)을 통해 전자석(13a)과 전기 연결되어 바람직하게는 변속기를 위한 전자 제어 장치로서도 형성되는 전자 제어 장치(EGS)가 제공된다.
파킹 로크의 실제 스위칭 위치의 검출을 위해, 스위칭 레버(4) 상에는, 바람직하게는 유도성이거나 정전용량성인 위치 센서의 신호 송신기 요소(SEG)가 배치된다. 도면의 간소화를 위해, 변속기 하우징에 고정되는, 위치 센서의 신호 수신기 요소는 더 상세하게 도시되어 있지는 않지만, 마찬가지로 전기 라인들을 통해 전자 제어 장치(EGS)와 전기 연결되어 있다. 스위칭 레버(4)의 고정 섹션(4c) 상에서의 도시된 실시예에서 제공되는 신호 송신기 요소(SEG)의 고정 대신, 신호 송신기 요소(SEG)는 스위칭 부재(4)의 통합 요소로서도 형성될 수 있다.
본 발명에 따라서, 전자 제어 장치(EGS) 내에서는, 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치가 전자석(13a) 상에서의 실제 인덕턴스의 추정을 통해 결정될 수 있게 하는 방법이 구현된다. 상기 방법의 세부내용에 대해서는 하기에서 훨씬 더 구체적으로 다루어진다.
도 2a 및 2b에서 알 수 있는 것처럼, 여기에 도시된 실시예에서, 스위칭 레버(4)에 관절식으로 고정된 커넥팅 로드(5)는 공간상 볼 때 로킹 폴(2)의 하부에서 로킹 폴(2)에 대해 평행하게, 그리고 폴 볼트(3)에 대해 수직으로 배치되며, 그럼으로써 커넥팅 로드(5)의 이동 평면은 로킹 폴(2), 스위칭 레버(4) 및 피스톤 로드(12a)의 이동 평면에 대해 실질적으로 평행하게 배치되게 된다. 이런 특별한 배치는 바람직한 방식으로 장착 공간을 매우 절약하게 한다.
가이드 플레이트(8)는, 여기에 도시된 실시예에서, 액추에이터(10)의 제어 하우징(14) 상에 고정되지만, 그러나 그 대안으로 제어 하우징(14)의 통합 부품으로서도 형성될 수 있다. 가이드 플레이트(8)로서의 형성 대신, 파킹 로크를 체결하고 체결 해제할 때 로킹 장치(6)가 로킹 폴(2)의 법선력에 대항하여 지지되는 곳인, 변속기 하우징에 고정된 가이드 장치는, 예컨대 가이드 슬리브로서 형성될 수 있으며, 이런 경우 가이드 슬리브는 제어 하우징(14) 상에 고정되거나, 액추에이터(10)의 제어 하우징 내에 통합된다. 액추에이터(10)의 제어 하우징(14) 자체는 예컨대 변속기의 전기 유압식 변속기 제어 장치의 통합 부품일 수도 있다.
결과적으로, 파킹 로크의 체결은 실질적으로 삽입 스프링(9)의 스프링 힘을 통해 수행되며, 그에 반해 파킹 로크의 체결 해제는, 액추에이터(10)를 작동시키기 위해 필요한 유압 및 전기 공급이 가용한 점에 한해, 삽입 스프링(9)의 스프링 힘에 대항하여, 실질적으로 제1 피스톤(11)에 인가되는 액추에이터(10)의 유압 압력 힘을 통해 수행된다.
도 3a, 3b 및 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 파킹 로크의 바람직한 제3 실시예는, 추가로, 도면부호 "15"로 식별 표시된 비상 잠금 해제 장치를 포함하며, 이 비상 잠금 해제 장치에 의해서는, 액추에이터(10)의 유압 및/또는 전기 작동부의 고장 시 파킹 로크가 기계적으로 "P_체결" 상태에서 "P_해제" 상태로 전이될 수 있다. 이를 위해, 비상 잠금 해제 장치(15)는 스위칭 레버(4)와 기계적으로 작동 연결될 수 있다. 도 3a에는, 도면 부호 "P_체결"으로 식별 표시되는 "파킹 로크 체결" 스위칭 위치에서 상기 파킹 로크의 단면도가 도시되어 있다. 이와 반대로, 도 3b에는, 도면부호 "P_해제"로 식별 표시되는 "파킹 로크 체결 해제" 스위칭 위치에서 상기 파킹 로크의 단면도가 도시되어 있다. 도 3c에는, 파킹 로크가 비상 잠금 해제 장치(15)의 작동의 결과로서 체결 해제된 스위칭 위치이면서 도면부호 "P_해제_비상"를 통해 식별 표시되는 "파킹 로크 비상 잠금 해제" 스위칭 위치에서 상기 파킹 로크의 단면도가 도시되어 있다.
여기서 도시되는 실시예에서, 비상 잠금 해제 장치(15)는, 바깥쪽에서 여기서 상세하게 도시되지 않은 변속기의 변속기 하우징 상에 배치되는 외부 레버(16)와; 변속기 하우징의 내부 챔버 내에 배치되어 볼트(18)를 통해 상기 외부 레버(17)와 회전 고정 방식으로 연결되는 내부 레버(17)를; 포함한다. 내부 레버(17)는, 비상 잠금 해제 장치(15)가 작동되는 경우에 스위칭 레버(4)의 다리부(4b)(leg)에 기계적으로 직접 작용하는 다리부(17a)를 포함하며, 그럼으로써 스위칭 레버(4)는 자신의 회전축(3a) 상에서 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 제공되는 회전 방향으로 회전되게 된다. 여기에 도시되는 비상 잠금 해제부의 구성은 예시로서 간주된다. 이렇게, 내부 레버(17)는, 예컨대 자신이 파킹 로크를 비상 잠금 해제할 때 제2 피스톤(12)의 피스톤 로드(12a)에 기계적으로 직접 작용하는 방식으로 형성될 수 있으며, 그럼으로써 파킹 로크를 비상 잠금 해제하기 위해 요구되는 힘은 내부 레버에서부터 피스톤 로드(12a)를 경유하여 스위칭 레버(14)로 전달되게 된다.
비상 잠금 해제 장치(15)의 기능성에 대한 핵심은 액추에이터(10)와의 상호작용이다. 이미 기재한 것처럼, 액추에이터(10)는, 자신의 제1 피스톤(11)을 위해, 쌍안정 스냅인 로킹 장치(13)를 포함하며, 이 쌍안정 스냅인 로킹 장치는, 액추에이터 하우징(14)의 안쪽에 배치되며, 그리고 전자석(13a)이 전류를 공급받지 않으면 스냅인 로킹 장치(13)가, 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태(P_해제)에 할당된 피스톤 위치에서 제1 피스톤(11)을 축 방향으로 이동하지 않도록 기계적으로 차단하는 방식으로, 액추에이터 하우징(14) 상에 배치되는 전자석(13a)에 의해 전자기 방식으로 작동될 수 있다. 특히 액추에이터(10)가 자신의 2개의 피스톤(11, 12)을 포함하여 형성됨으로써 비로소, 비상 잠금 해제 장치(15)가 작동되는 경우에, 액추에이터(10)의 제2 피스톤(12)은 스위칭 레버(4)에 의해 축 방향으로 변위될 수 있으며, 이때 그와 동시에 액추에이터(10)의 제1 피스톤(11)은 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 상응하는 자신의 피스톤 위치에서 벗어나지 않으며, 이는 하기에서 파킹 로크를 체결하고 체결 해제할 때 기능 시퀀스들에 따라서 더 상세하게 설명된다.
파킹 로크가 체결되어 있는 상태(P_체결)에서 출발하여, 액추에이터(10)의 본 발명에 따른 구성은, 자동 변속기의 정상 모드에서 파킹 로크를 체결 해제할 때, 액추에이터(10)의 유압 및 전기 공급이 보장되는 경우, 하기 기능 시퀀스를 조건으로 요구한다.
도 3a에 도시된 초기 상태(P_체결)에서, 제어 하우징(14)의 외부면 및 제1 피스톤(11)의 단부면을 통해 형성되는 압력 챔버(14a)는 제어 장치 측에서 배기된다. 액추에이터(10)의 두 피스톤(11 및 12)은, 도 2에 도시된 것처럼, 전자석(13a)으로 향해 있는 자신들의 제1 최종 위치에 위치되며, 제1 피스톤(11)은 스냅인 로킹 장치(13)에 의해 기계적으로 고정되어 있다. 스냅인 로킹 장치(13)의 전자석(13a)은 무전류 상태이다. 로킹 콘(6)은, 자신이 가이드 플레이트(8)와 로킹 폴(2) 사이에 조임 고정되어 있는 자신의 잠금 고정 위치에 위치된다. 스위칭 위치(P_체결)에서 출발하여 파킹 로크를 대체로 체결 해제할 수 있도록 하기 위해, 우선, 전자석(13a)이 전류를 공급받으며, 그 결과로 스냅인 로킹 장치(13)는 앞서 자신에 의해 차단된 제1 피스톤(11)을 고정 해제한다. 대략 그와 동시에, 앞서 무압 상태인 액추에이터(10)의 압력 챔버(14a)는 압력을 인가받으며, 그 결과로 제1 피스톤(11)은 자신에게 작용하는 압력 힘을 통해 삽입 스프링(9)의 스프링 힘에 대항하여 축 방향에서 압력 챔버의 반대되는 방향으로 이동되며, 그리고 이와 동시에 기정의된 제2 최종 위치에 도달할 때까지 제2 피스톤(12)을 종동시킨다. 제2 피스톤(12)의 축 방향 이동은, 다시금 피스톤 로드(12a) 내에 삽입된 핀(12b) 및 스위칭 레버(4)의 종동부(4a)를 통해, 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 제공되는 회전 방향으로 자신의 회전축(3a)을 중심으로 하는 스위칭 레버(4)의 회전 이동으로 전환된다. 이런 스위칭 레버(4)의 회전 이동은 커넥팅 로드(5)를 통해 로킹 콘(6)으로 전달되며, 그럼으로써 로킹 콘(6)은 자신의 잠금 고정 위치에서 외부로 기계적으로 당겨지게 되며, 그 결과로 로킹 폴(2)은 자신에 작용하는 힘 벡터들의 결과로서 회동되고 이와 동시에 폴 치부(2a)는 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부의 치홈부(1a)에서 외부로 회동된다. 이제, 파킹 로크는 "P_해제" 상태에 위치되며, 요컨대 모든 관여하는 부품은 이제 도 3b에 도시된 위치에 위치된다. 이런 상태에서, 이제, 전자석(13b)은 다시 무전류 상태로 전환되며, 그럼으로써 스냅인 로킹 장치(13)는 전자석(13a)의 반대 방향으로 향해 있는 제1 피스톤의 제2 최종 위치에서 제1 피스톤(11)을 기계적으로 고정시키게 된다. 이런 제1 피스톤(11)의 기계적 걸림 고정은 파킹 로크 시스템이 파킹 로크를 의도하지 않게 체결하는 것을 방지하며, 이는, 예컨대 압력 레벨이 상황에 따라 충분하지 않을 때에도, 또는 액추에이터(10)의 압력 챔버(14a)로 향하는 압력 공급부 내에 유압 결함이 있을 경우에도 가능할 수 있다.
파킹 로크가 체결 해제되어 있는 상태(P_해제)에서 출발하여, 액추에이터(10)의 본 발명에 따른 구성은 자동 변속기의 정상 모드에서 파킹 로크를 체결할 때 액추에이터(10)의 유압 및 전기 공급이 보장되는 경우 하기 기능 시퀀스를 조건으로 요구한다.
도 3b에 도시된 초기 상태(P_해제)에서, 제1 피스톤(11)에 작용하는 액추에이터(10)의 압력 챔버(14a)는 압력을 인가받는다. 액추에이터(10)의 두 피스톤(11, 12)은, 도 3에 도시된 것처럼 전자석(13a)의 반대 방향으로 향해 있는 자신들의 각각의 제2 최종 위치에 위치되며, 제1 피스톤(11)은 스냅인 로킹 장치(13)를 통해 기계적으로 고정되어 있다. 스냅인 로킹 장치(13)의 전자석(13a)은 무전류 상태이다. 스위칭 위치(P_해제)에서 출발하여 파킹 로크를 대체로 체결할 수 있도록 하기 위해, 우선 전자석(13a)이 전류를 공급받으며, 그 결과로 스냅인 로킹 장치(13)는 앞서 자신을 통해 차단된 제1 피스톤(11)을 고정 해제한다. 대략 이와 동시에, 앞서 압력을 인가받은 액추에이터(10)의 압력 챔버(14a)는 제어 장치 측에서 배기되며, 그 결과로 제2 피스톤(12)은 삽입 스프링(9)의 스프링 힘을 통해 축 방향에서 제1 피스톤(11)의 방향으로 이동된다. 이런 제2 피스톤(12)의 축 방향 이동은 한편으로 기계적으로 제1 피스톤(11)으로 전달되며, 이 제1 피스톤은 그 결과로서 축 방향에서 전자석(13a)으로 향해 있는 자신의 제1 최종 위치로 밀려 옮겨진다. 다른 한편으로, 제2 피스톤(12)의 축 방향 이동은, 피스톤 로드(12a) 내에 삽입된 핀(12b) 및 스위칭 레버(4)의 종동부(4a)를 통해, 파킹 로크를 체결하기 위해 제공되는 회전 방향으로 자신의 회전축(3a)을 중심으로 하는 스위칭 레버(4)의 회전 이동으로 전환된다. 이런 스위칭 레버(4)의 회전 이동은 다시금 커넥팅 로드(5)를 통해 로킹 콘(6)으로 전달되고 로킹 콘(6)을 통해서는 로킹 폴(2)로 전달되며, 그 결과로 폴 치부(2a)가 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부의 치홈부(1a)에 부딪치면서 파킹 로크 기어(1)의 너무 큰 회전수를 통해 로킹 치형부의 외경부로부터 다시 내몰려지지 않는다면, 폴 치부(2a)는 상기 치홈부(1a) 내에 형상 결합 방식으로 맞물려 고정되고 이로써 파킹 로크 기어(1)를 고정한다. 파킹 로크는 이제 "P_체결" 상태에 위치되며, 요컨대 모든 관여하는 부품은 이제 다시금 도 3a에 도시된 위치에 위치된다. 이런 상태(P_체결)에서, 이제 전자석(13b)은 다시 무전류 상태로 전환되며, 그럼으로써 스냅인 로킹 장치(13)는 전자석(13a)으로 향해 있는 제1 피스톤의 최종 위치에서 제1 피스톤(11)을 기계적으로 고정시키게 된다.
파킹 로크가 체결 해제되어 있는 상태(P_해제)에서 액추에이터(10)의 작동부의 고장은 문제를 나타내지 않는데, 그 이유는 파킹 로크가 항상 제공되는 제1 피스톤(11)의 기계적 걸림 고정의 결과로서 자신의 스위칭 위치를 자동으로 변경할 수 없기 때문이며, 다시 말하면 자동 변속기는 변함없이 운전자가 알고 있는 스위칭 위치(P_해제)에서 잔존하고 자동차는 자동 변속기에 의해 변함없이 이동될 수 있기 때문이다.
파킹 로크가 체결되어 있는 상태(P_체결)에서 액추에이터(10)의 작동부의 고장 시에, 본 발명에 따른 파킹 로크를 포함한 자동 변속기가 그 내에 장착되어 있는 자동차의 운전자는, 액추에이터(10)를 이용하지 않고도 파킹 로크를 체결해제할 수 있도록 하기 위해, 비상 잠금 해제 장치(15)를 이용할 수 있다. 초기 상태(P_체결)에서, 관여하는 부품들은 도 2에 도시된 것과 같은 자신들의 각각의 위치에 위치된다. 비상 잠금 해제 장치(15)의 작동은 이 비상 잠금 해제 장치(15)의 회전 고정 방식으로 서로 연결된 레버들(16 및 17)의 회동을 개시한다. 이런 회동 동안, 내부 레버(17)의 다리부(17a)는 스위칭 레버의 다리부(4b)를 밀착시키며, 그 결과로 스위칭 레버(4)는 자신의 회전축(3a)을 중심으로 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 제공되는 자신의 회전 방향으로 회전되고 이와 동시에 정상 모드에서처럼 로킹 콘(6)은 커넥팅 로드(5)를 통해 자신의 잠금 고정 위치에서 외부로 당겨지며, 이로써 파킹 로크를 체결 해제한다. 스위칭 레버(4)는 자신의 종동부(4a), 그리고 핀(12b)을 통해 액추에이터(10)의 제2 피스톤(12)의 피스톤 로드(12a)와 기계적으로도 연결되어 있기 때문에, 비상 잠금 해제 장치(15)의 작동은 자신의 제2 최종 위치까지 제2 피스톤(12)의 축 방향 변위 역시도 야기한다. 이와 반대로, 액추에이터(10)의 제1 피스톤(11)은 기계적으로 축 방향으로 이동되지 않도록 차단되어 자신의 제1 최종 위치를 고수한다. 파킹 로크는 이제 이 파킹 로크가 비상 잠금 해제 장치(15)의 작동을 통해 "비상 잠금 해제되어" 있는 것인 상태(P_해제_비상)에 위치되며, 요컨대 모든 관여하는 부품은 도 3c에 도시된 위치에 위치된다.
이제 비상 잠금 해제 장치(15)의 작동이 종료되면, 비상 잠금 해제 장치(15)의 회전 고정 방식으로 서로 연결된 두 레버(16 및 17)는 여기서 예시로서 제공되는 토션 스프링(19)의 복원력의 결과로서 다시 자신의 초기 위치로 회동하며, 그 결과로 이제 삽입 스프링(9)의 스프링 힘이 파킹 로크의 체결을 개시한다.
변속기의 정상 모드에서[다시 말해 액추에이터(10)가 완전하게 작동 가능한 상태에서] 스위칭 레버(4)의 정규 회동은 비상 잠금 해제 장치(15)의 내부 레버(17) 및 외부 레버(16)에 어떤 유형으로도 기계적으로 작용하지 않는다.
본 발명에 따른 파킹 로크의 총 3개의 실시예의 경우, 파킹 로크를 작동시키는 커넥팅 로드의 실제 위치에 대한 정보 및 그에 따른 파킹 로크의 실제 스위칭 위치에 대한 정보 역시도 제공하는 위치 센서에 추가로, 액추에이터(10)를 작동시키기 위한 방법이 통합되며, 이 방법에 의해서는, 이를 위해 센서를 요구하지 않으면서, 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치가 결정될 수 있다. 상기 방법은 전자 제어 장치(EGS) 내에 구현되며, 그리고 하기에서, 그리고 도 4 내지 도 7을 참조하여 더 상세하게 기재된다.
본 발명에 따라 이용되는 방법은, 전자석 내부의 내재된 측정 효과에서부터 전자석의 작동 상태가 추론될 수 있다는 점을 이용한다. 이렇게, 예컨대 본원 출원인의 선원 공개되지 않은 특허 출원 DE 10 2016221477.2호에서는, 전자석을 작동시키기 위한 2점 컨트롤러; 및 2점 컨트롤러에 의해 출력되는 제어 신호의 시간 특성곡선을 검출하고 이로부터(특히 제어 신호의 동적 거동에서부터) 전자석의 실제 작동 상태를 결정하도록 형성되는 검출 수단;을 포함하는 장치가 제안된다. 또한, 상기 장치는, 제어 신호를 기반으로 전자석의 코일로 전류를 공급하도록 형성된다. 제어 신호의 시간 특성곡선에 상응하게, 특유의 시간 전류 특성곡선이 형성된다. 이 시간 전류 특성곡선에는 전자석의 작동 상태가 내재되어 포함되어 있는데, 그 이유는 상기 작동 상태가 실질적으로 전류가 형성되고 다시 소멸되는 속도; 및 최대 및 평균 전류 레벨;을 결정하기 때문이다.
DE 10 2016221477.2는 2점 컨트롤러의 특유의 폐루프 제어(다시 말해, 전자석의 코일로 공급되는 전류의 시간 특성곡선이 제어 신호 자체 내에서도 발견되는 상황)를 이용하며, 그리고 그에 상응하게, 결과적으로 매우 간단하면서도 정확하게 전자석의 실제 작동 상태를 추론하기 위해, 2점 컨트롤러에 의해 실제로 출력되는 제어 신호를 이용한다.
DE 10 2016221477.2호에서 제안되는 장치는, 바람직하게는 정확히 하나의 코일을 포함하는 전자기 작동식 선형 액추에이터를 위해 특히 충분히 적합하다. 본 발명에 따른 파킹 로크의 앞서 기재한 모든 실시예는, 전자석(13a)으로서, 자신의 전기자가 도 4에서 도면부호 "13b"로 식별 표시되어 있고 자신의 코일은 도면부호 "13c"로 식별 표시되어 있는 것인 액추에이터 유형을 이용한다. 코일(13c)을 통해 전기자(13b)는 자기적으로 이동될 수 있다. 이런 전기자(13b)의 이동은 픽업될 수 있으며, 그리고 본 발명에 따른 파킹 로크의 범위에서 기계적으로 액추에이터(10)의 스냅인 로킹 장치(13a)를 작동시키기 위한 제어 작동으로서 이용된다. DE 10 2016221477.2호의 장치 및 방법이 이용되면서, 스냅인 로킹 장치(13a)의 실제 스위칭 위치는 액추에이터(10) 안쪽에서 전기자(13b)의 실제 위치에서 직접적으로 도출된다. 필요한 경우, 전기자 위치에 추가로, 전자석(13a)의 온도 역시도 검출될 수 있다.
자신의 피스톤(11)이 전자기 작동식 쌍안정 피스톤 래칭 장치(13)를 포함하는 것인 유압 작동식 액추에이터(10)를 포함한 파킹 로크를 위해 DE 10 2016221477.2호의 장치 및 방법을 이용할 경우, 액추에이터(10)의 스냅인 로킹 장치(13)의 현재 스위칭 위치에 대한 정보를 획득하기 위해 단지 소수의 수단만이 이용되기만 하면 된다는 장점이 제공된다. 상기 정보는 전자 방식으로 즉시 추가 처리될 수 있으며, 예컨대 전자석(13a)의 전기 제어를 위해 추가 처리될 수 있다. 전자석(13a)의 통합된 센서 효과들의 이용을 통해, 보통 이용되는 외부 센서들에 비해 공차 체인(tolerance chain) 역시도 단축될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 파킹 로크의 범위에서 이용되는 2점 컨트롤러는 아날로그 2점 컨트롤러이다. 이는, 특히 이산 방식으로, 다시 말해 하드웨어로 구성되는 2점 컨트롤러일 수 있다. 그에 상응하게 신속한 하드웨어의 경우, 아날로그 2점 컨트롤러는 제어 장치(EGS); 또는 이 제어 장치(EGS)의 다른 방식의 마이크로컨트롤러;의 소프트웨어 모듈로서 형성될 수 있다.
도 4에는, 전자석(13a)의 전기자(13b)의 위치(pos)의 시간 특성곡선이 도시되어 있으며, 상기 위치는, 전자석(13a)의 코일(13c)이 앞서 기재한 2점 컨트롤러에 의해 제어될 때 발생한다. 또한, 도 4에는, 이런 경우 2점 컨트롤러에 의해 출력되는 제어 전류(i_실제)의 상응하는 시간 특성곡선도 도시되어 있다. 이 경우, 2점 컨트롤러에는, 이 2점 컨트롤러가 전자석(13a)의 코일(13c)로 공급되는 전류(i)를 제한하는데 이용되는 전류 상한(i_o) 및 전류 하한(i_u)이 기설정된다. 또한, 2점 컨트롤러는 바람직하게는 비교기 회로 및 RS 플립플롭(Reset-Set-Flipflop)을 이용하여 전류 한계들(i_o, i_u) 사이에서 전류를 토글링(toggling)할 수 있도록 하기 위해 비교기 회로 및 RS 플립플롭을 포함하며, 그럼으로써 전류(i_실제)는, 도 4의 상부 부분에 도시된 것처럼, 전류 한계들(i_o 및 i_u) 사이에서 변동하게 된다. 이를 위한 전류 한계들(i_o 및 i_u)은, 예컨대 제어 장치(EGS)의 마이크로컨트롤러에 의해 2점 컨트롤러에 기설정될 수 있다.
2점 컨트롤러의 내부에서는, 바람직하게는 측정 변수로서 존재하는 실제 전류값(i_실제)이 기설정 전류 한계들과 비교된다. 그 다음, 전류 상한(i_o)을 상회할 경우, 전자석(13a)으로의 전류 공급은 종료되며, 그리고 전류 하한(i_u)을 하회하는 경우는 상기 전류 공급이 다시 시작된다. 전자석(13a)의 코일(13c)로의 전류 공급의 시작 및 종료에 대해 RS 플립플롭에 의해 출력되는 신호는 바람직하게는 브리지 회로, 특히 소위 H-브리지 회로의 브리지 드라이버를 위한 제어 신호로서 이용된다. 상기 브리지 회로는 다시금 전류의 공급을 위해 이용된다. 다시 말해, 이런 경우, 브리지 회로의 출력단들은 그에 상응하게 전자석(13a)의 코일(13c)의 전기 입력단들과 전기 접촉된다. 브리지 드라이버는 2점 컨트롤러에 의해 출력되는 제어 신호에 상응하게 브리지 회로를 제어한다. 상기 브리지 회로는 다시금 코일(13c)로의 상응하는 전류 공급을 야기한다. 이로부터 코일(13c)에서는 도 4의 상부 부분에 도시된 전류(i_실제)의 시간 특성곡선이 생성된다.
전류 상한 및 하한(i_o, i_u)의 사전 설정을 통해, 전자석(13a)이 작동되는, 도 4에서 도면부호 "hys"로 표시된 전류 밴드(current band)가 발생한다. 도 4에서 알 수 있는 것처럼, 전류 밴드(hys) 이내에서, 전자석(13a)의 작동 상태, 특히 이 전자석의 전기자 위치(pos) 및 그 온도에 대한 정보가 그 내에 포함되어 있는 것인 전류 형성 및 전류 소멸의 특유의 동적 거동이 발생한다. 이런 동적 거동은 다시금 2점 컨트롤러에 의해 출력되는 제어 신호의 주파수 또는 주기 기간; 및 (듀티 사이클 또는 DC로도 지칭되는) 활성화 시간 또는 듀티 주기, 다시 말해 스위칭 기간에 대한 활성화 시간의 비율을 통해 추출될 수 있다. 다시 말해, 검출 수단은 제어 신호의 주파수 또는 주기 기간 및 활성화 시간 또는 듀티 주기에서부터 전자석(13a)의 작동 상태를 추론할 수 있다.
검출 수단은 예컨대 소위 캡처 입력단(capture input)을 포함하며, 이 캡처 입력단에 의해 검출 수단은 2점 컨트롤러로부터 제어 신호를 픽업한다. 상기 유형의 캡처 입력단은 높은 정밀도로 이진 신호들의 스위칭 시점들을 검출할 수 있는, 예컨대 마이크로프로세서에서의 입력단이다. 제어 신호는 특히 PWM 신호(PWM = 펄스폭 변조)이다.
본 발명의 범위에서, 검출 수단은, 2점 컨트롤러에서 출력되어 스냅인 로킹 장치(13)를 해제하도록 전자석(13a)의 코일(13c)을 제어하는 제어 신호의 주파수; 및 스냅인 로킹 장치(13)를 해제하도록 코일(13c)을 통해 전도되는 전류(i_실제);를 검출하도록 형성된다. 또한, 검출 수단은 상기 검출된 주파수 및 상기 검출된 전류에서부터 전자석(13a)의 전기자(13b)의 실제 위치를 결정하고 이로부터 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치를 추론하도록 형성된다.
또한, 추가로, 검출 수단은, 2점 컨트롤러에 의해 출력되는 제어 신호의 활성화 시간을 검출할 뿐만 아니라, 이 활성화 시간에서부터 상기 제어 신호로 전기 제어되는 전자석(13a)의 온도도 결정하도록 형성될 수 있다. 따라서 별도의 온도 센서는 필요하지 않다. 그에 따라 결정된 온도는 전자석(13a)의 코일(13c)의 온도를 반영한다. 요컨대 상기 코일은 온도 및 소재에 따라서 자신의 전기 저항을 변경한다. 예컨대 구리처럼 보통 코일들에서 이용되는 도체 소재들의 경우, 전기 저항은 온도가 상승할 때 증가한다. 그러므로 일정한 공급 전압의 조건에서 요구되는 전류를 공급할 수 있도록 하기 위해, 활성화 시간은 코일 온도에 매칭되어야 한다. 이렇게, 코일 온도는 비교적 긴 활성화 시간을 요구하며, 그에 반해 낮은 코일 온도는 동일한 전류를 공급하기 위해 비교적 짧은 활성화 시간을 요구한다. 다시 말해, 활성화 시간과 코일 온도 간에 분명한 관계가 존재한다. 그에 따라, 활성화 시간 또는 같은 의미에서 듀티 주기에 따라서, 전자석(13a)의 코일 온도가 결정될 수 있다. 검출 수단에 의해 결정되는 코일 온도는, 예컨대 부품 보호로서, 코일 온도가 상대적으로 높은 경우 전자석(13a)으로 공급되는 전기 출력이 목표한 바대로 감소되게 함으로써 전자석(13a)으로 공급되는 전기 출력을 변경하기 위해, 또는 예컨대 코일 온도가 저온인 경우 전자석(13a)으로 공급되는 전기 출력이 목표한 바대로 증가되게 함으로써 스냅인 로킹 장치(13)에 작용하는 전자석(13)의 작동력을 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 또한, 이렇게 결정된 코일 온도는 진단 기능의 범위에서 변속기의 다른 온도 센서를 위한 중복 변수(redundant variable)로서 이용될 수 있다.
또한, 검출 수단은, 전자석의 작동 상태를 결정할 때 전자석(13a)의 실제 공급 전압을 포함시키도록 형성될 수 있다. 보통, 공급 전압은 실질적으로 일정하다. 이런 경우, 전자석(13a)의 작동 상태의 결정 시 공급 전압의 변화량은 별도로 고려되지 않아도 된다. 그러나 많은 사례에서, 공급 전압은 변동할 수 있다. 이런 경우, 바람직하게는, 상기 공급 전압은 전자석(13a)의 작동 상태의 결정 시 고려되어야 한다.
도 5에는, 본 발명에 따른 파킹 로크의 범위에서 전자석(13a)을 작동시키기 위한 상기 시스템에 대한 실제적인 예가 도시되어 있다. 도 5에서 도면부호 "Z"로 표시된 시스템은 마이크로컨트롤러(Z1); 아날로그 2점 컨트롤러(Z2); 및 브리지 드라이버(Z3);를 포함한다. 또한, 전자석(13a)으로의 전기적인 전류 공급을 위해 이용되는 브리지 회로(Z4)도 제공되어 있다. 전자석(13a)은 도 5에 옴 저항체들 및 인덕터들의 네트워크로 구성되는 전기 공학적 등가 회로도로 도시되어 있다. 시스템(Z)의 전술한 요소들(Z1, Z2, Z3, Z4)은, 각각 도 5에 도시되어 있고 실질적으로 그 자체로 설명되는 방식으로 표시된 상응하는 전기 입력단들 및 출력단들을 포함한다.
마이크로컨트롤러(Z1)는 예시로서 2개의 모듈(Z1a, Z1b)을 포함한다. 두 모듈(Z1a, Z1b)은 예컨대 소프트웨어 모듈 또는 하드웨어 모듈로서 형성될 수 있다. 모듈(Z1a)은 본원에서 상위 제어 논리 회로를 포함하며, 다시 말해 예컨대 특히 기능 소프트웨어와 같은 제어 기능들을 포함한다. 모듈(Z1b)은 전류 조정기를 구비한 설정 전류 결정부; 실제 전류 조절부(actual current conditioning); 및 전자석(13a)의 작동 상태의 검출을 위해 제공된 검출 수단(Z1c);을 포함한다. 다시 말해, 모듈(Z1b)은 예컨대 특히 베이스 소프트웨어와 같은 베이스 기능들을 포함한다.
설정 전류 결정부, 전류 조정기 및 실제 전류 조절부의 기초가 되는 전류는, 브리지 회로(Z4)를 통해 전자석(13a)으로 공급되는 전류를 형성한다. 전류 조정기를 포함한 설정 전류 결정부에 의해, 전자석(13a)을 위해 요구되는 설정 전류가 결정된다. 실제 전류 조절부에 의해, 전자석(13a)으로 실제로 공급되는 전류(i_실제)는 마이크로컨트롤러(Z1) 내에서의 처리를 위해 조절되어 전류 조정기를 포함한 설정 전류 결정부 및 검출 수단(Z1c)으로 공급된다.
전류 조정기를 포함한 설정 전류 결정부는 도 5에서 "PWM-Out 1", "PWM-Out 2"로서 표시되는 상응하는 제어 신호들을 아날로그 2점 컨트롤러(Z2)로 전달한다. 2점 컨트롤러(ZR2)는 비교기 회로(Z2a) 및 RS 플립플롭(=Reset-Set-Flipflop)(Z2b)으로 구성된다. 이 경우, 2점 컨트롤러(Z2)는 본 실시예의 경우 이산 하드웨어 회로로서 구성된다. 그 대안으로, 2점 컨트롤러는, 충분히 빠른 고속의 스캐닝 속도를 전제조건으로 하면서, 소프트웨어 모듈로서도 형성될 수 있으며, 이런 경우 소프트웨어 모듈은 바람직하게는 마이크로컨트롤러(Z1)의 부품이다.
2점 컨트롤러(Z2)는 비교기 회로(Z2a) 및 RS 플립플롭(Z2b)을 이용하여 정의된 전류 한계들 사이에서 액추에이터 전류가 토글링되게 하며, 다시 말하면 변동되게 한다. 이런 전류 한계들, 상세하게는 전류 하한(i_u) 및 전류 상한(i_o)은 마이크로컨트롤러(Z1)에 의해 기설정된다. 2점 컨트롤러(Z2) 내에서는, 실제로 전자석(13a) 내로 유도되는 실제 전류(i_실제)가 기설정 전류 한계들(i_u, i_o)과 비교된다. 이를 위해, 실제 전류(i_실제)는 2점 컨트롤러(Z2)로 공급된다. 전류 상한(i_o)을 상회하는 경우, 전자석(13a)에서 전류 공급은 배제되며, 전류 하한(i_u)을 하회하는 경우에는 전자석(13a)은 전류를 공급받는다. 전자석(13a)으로의 전류 공급의 활성화를 위한 신호는 제어 신호(H1)로서 2점 컨트롤러(Z2)에 의해 브리지 드라이버(Z3)로 출력되며, 전자석(13a)으로의 전류 공급의 비활성화를 위한 신호는 그에 상응하게 제어 신호(H2)로서 출력된다. 그에 따라, 전류 한계들(i_u, i_o)의 사전 설정을 통해, 전류 조정기 및 과전류 회로 차단기가 동시에 실현된다.
브리지 드라이버(Z3)는 브리지 회로(Z4)를 조작한다. 상기 브리지 회로(Z4)에 의해, 전자석(13a)은 제어 신호들(H1, H2)에 상응하게 전기적으로 전류를 공급받는다. 이 경우, 전자석(13a)은 공급 전압의 주기적인 인가를 통해 일시적으로 전류를 공급받을 수 있고(= 전류 ON) 일시적으로 전류를 공급받지 않을 수 있다(= 전류 OFF). 본 실시예에서, 브리지 회로(Z4)는 예시로서 H-브리지 회로로서 형성된다. 그에 상응하게, 브리지 드라이버(Z3)는 각각 브리지 분기마다 하나의 드라이버를 포함한다. 상기 드라이버들은 도 5에서 "H1 드라이버" 및 "H2 드라이버"로서 표시되어 있다.
또한, 브리지 회로(Z4)의 영역에는, 전자석(13a)의 실제 전류(i_실제)뿐만 아니라 전자석(13a)에 실제로 인가된 공급 전압 역시도 측정될 수 있게 하거나 다른 방식으로 결정될 수 있게 하는 수단들이 제공된다. 도 5에서, 상기 수단들은 "전류 측정부" 및 "전압 측정부"로서 표시되어 있다. 실제 전류(i_실제)는, 앞에서 기재한 것처럼 전류가 기설정 전류 한계들(i_u, i_o)을 통해 정의되는 전류 밴드(hys) 이내에서 유지되도록 하기 위해, 특히 2점 컨트롤러(Z2)[상세하게는 비교기 회로(Z2a)]로 공급된다. 전류 밴드(hys)가 상기와 같이 기설정된 경우, 이미 도 4에 도시된 것처럼 전류 형성 및 전류 소멸의 특유의 동적 거동이 발생한다. 도 5에서도, 상기 전류 형성 및 전류 소멸은 비교기 회로(Z2a)의 블록 안쪽에 예시되어 있다.
전자석(13a)의 작동 상태, 특히 전자석의 전기자 위치(pos) 및 코일 온도에 대한 정보는 (이미 앞에서 설명한 것처럼) 암시적으로 상기 동적 거동 내에 포함되어 있다. 이런 동적 거동은 2점 컨트롤러(Z2)의 특별한 폐루프 제어 특성을 통해 2점 컨트롤러의 제어 신호들(H1, H2)에서도 발견된다. 따라서 상기 동적 거동은 제어 신호들(H1, H2)의 주파수 및 활성화 시간에서도 추출될 수 있다. 그러므로 마이크로컨트롤러(Z1)로는 제어 신호들(H1, H2) 중 적어도 하나가 캡처 입력단을 경유하여 공급되며, 요컨대 도 5에서 이는 제어 신호(H1)이다. 상기 캡처 입력단은 도 5에서 "PWM-In 1"로서 표시되어 있다. 제어 신호(H1)를 위한 픽업부는 예시로서 RS 플립플롭(Z2b)의 각각의 출력단에 위치된다. 제어 신호(H1)는 마이크로컨트롤러(Z1)의 캡처 입력단을 경유하여 검출 수단(Z1c)으로 공급된다. 또한, 검출 수단(Z1c)에는, 마이크로컨트롤러(Z1)의 또 다른 입력단(도 5에서는 "ADC-In 2"로서 표시되어 있음)을 경유하여 실제로 인가된 공급 전압이 공급된다. 앞에서 설명한 것처럼, 검출 수단(Z1c)은 그 외에도 모듈(Z1b)의 실제 전류 조절부로부터 전자석(13a)으로 실제로 공급된 전류(i_실제)를 수신받는다.
착신(incoming) 정보들/신호들에 따라서 전자석(13a)의 작동 상태의 검출을 위해, 검출 수단(Z1C)은, 적어도 룩업 테이블, 특성 맵 또는 다른 기능을 포함하며, 그리고 적어도 전자석(13a)의 실제 전기자 위치(pos)를 검출하여 이로부터 파킹 로크 액추에이터(10)의 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치를 추론하도록 형성된다. 상기 유형의 룩업 테이블들 및 특성 맵들은 예컨대 경험에 의거하여, 또는 모델 계산들에 따라서 사전에 결정되었고 그런 다음 시스템(Z)의 마이크로컨트롤러(Z1)의 기능 소프트웨어 내에 저장되어 있을 수 있다. 상기 특성 맵들에 대한 예들은 도 6 및 도 7에서 추론될 수 있다.
도 6에는, 검출 수단(Z1c)이, 전자석(13a)의 코일(13c)이 인가받는 전류["전류(A)"] 및 제어 신호(H1)의 주파수["주파수(Hz)"]에 따라서, 전자석(13a)의 실제 현재의 전기자 위치["위치(mm)"]를 결정할 수 있게 하는 특성 맵이 도시되어 있다. 이로써, 전류 및 주파수로 이루어진 각각의 값 쌍에는 정확히 하나의 전기자 위치가 분명하게 할당된다.
이미 앞에서 예시한 것처럼, 시스템(Z)을 작동시키는 공급 전압들이 상이한 경우, 전류, 주파수 및 전기자 위치의 상이한 할당이 제시될 수도 있다. 그러므로 상기 공급 전압이 전자석(13a)의 작동 동안 변동할 경우, 상이한 공급 전압들 또는 상이한 공급 전압 영역들에 대해 상기 유형의 특성 맵을 복수 개 제공해야 할 수 있다. 이에 대한 예는 도 7에 명시되어 있다. 요컨대 도 7에는, 검출 수단(Z1c)이 전류["전류(A)"] 및 제어 신호(H1)의 활성화 시간["듀티 사이클(%)"]에 따라서 전자석(13a)의 전기자 위치["위치(mm)"]를 결정할 수 있게 하는 상이한 공급 전압들(36V와 56V 사이)에 대한 복수의 특성 맵이 도시되어 있다. 이로써, 공급 전압들이 36V와 56V 사이인 경우, 전류와 활성화 시간으로 이루어진 각각의 값 쌍에는 정확히 하나의 전기자 위치가 분명하게 할당된다. 도 7에서 가장 상부에 있는 특성 맵은 36V의 영역에 있는 공급 전압에 대한 특성 맵을 형성하고, 그에 반해 도 7에서 가장 하부에 있는 특성 맵은 56V의 영역에 있는 공급 전압에 대한 특성 맵을 형성한다.
상응하는 특성 맵들은 그 대안으로, 또는 그에 추가로 특히 활성화 시간 및 공급 전압에서 기인하는 코일 온도를 위해 제공될 수 있다. 이런 경우, 상기 특성 맵은 코일 온도와 활성화 시간 사이의 분명한 관계를 매핑한다.
도 5에 따른 예시적인 시스템(Z)에서는 명백하게 설명되거나 언급된 구성 요소들과 더불어, 선택적인 필터(Z5)가 제공된다. 도 5에 기입된 요소들(16)도 2점 컨트롤러(Z2)를 위한 선택적인 신호 처리부를 각각 나타낸다.
마지막으로 한 번 더 주지할 사항은 파킹 로크 액추에이터(10)의 스냅인 로킹 장치(13)를 이용하여 전자석(13a)을 작동시키기 위한 도 5 내지 도 7에 따라서 설명한 시스템(Z)의 예시의 특성이다. 자명한 사실로서, 동일한 목표를 달성하는 상기 시스템의 수정예들도 생각해볼 수 있으며, 요컨대 별도의 센서를 이용하지 않으면서 단지 전자석(13a) 상에 실제로 존재하는 인덕턴스의 관찰 및 평가를 통해 결정된 전자석(13a)의 전기자(13b)의 실제 위치로부터, 전자석(13a)에 의해 제어되는 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치의 결정도 생각해볼 수 있다. 이렇게, 제안되는 시스템은 이미 언급한 사항에 추가로 예컨대 하기 변형예들 또는 장점들을 포함할 수 있다.
● 하드웨어 논리 회로(아날로그 2점 컨트롤러)는 스캐닝 속도가 고속인 경우 소프트웨어로 실현될 수 있다(FPGA, DSP, 고속 μC).
● 전류 상한 및 하한(i_o, i_u)의 사전 설정은, 예컨대 작동 주파수를 목표하는 바람직한 영역들로 전환하기 위해, 그리고/또는 그 영역들에서 일정하게 유지하기 위해, 가변될 수 있다.
● 전류 한계들(i_o, i_u)의 사전 설정을 통해, 동시에 내구성이 있는 전류 조정기가 구현된다. 전자석(13a)의 전기자(13b)의 이동으로서 구조적으로 제한되는 전기자 행정으로 인해 통상 기껏해야 단시간 발생하는 상기 이동이 매우 빠른 경우를 제외하고, 시스템(Z)에 의해 제어되는 전자석(13a)의 코일(13c)을 관류하는 전류(i_실제)는 항상 전류 한계들(i_o, i_u)을 통해 기설정된 공차 밴드(hys) 이내이다.
● 또한, 아날로그 2점 컨트롤러(Z2)를 이용할 때, 과전류 회로 차단기 역시도 동시에 포함된다.
● 전자석(13a)은, 자신의 작동 상태를 더 정확하게 검출할 수 있도록 하기 위해, 자신의 민감도와 관련하여 최적화될 수 있다.
● 전자석(13a)의 검출된 작동 상태들은, 특히 기능불량 및 마모와 관련하여 전자석(13a)의 모니터링을 위해, 진단을 목적으로 예상 작동 상태들 또는 허용 가능한 작동 상태들의 예상 간격과 비교될 수 있다.
● 전자석(13a)의 코일(13c)의 검출된 온도는, 이미 과열이 발생하기 전에 전자석(13a)을 비활성화하기 위해 이용될 수 있다. 또한, 과열에 도달하기 전에 적시에, 코일(13c) 내로 유입되는 전기 출력은 연속적으로 감소될 수 있으며, 그리고 이렇게 (비록 제한되는 추가 작동이기는 하지만) 전자석(13a)의 추가 작동이 가능해질 수 있다.
1: 파킹 로크 기어
1a: 파킹 로크 기어의 로킹 치형부의 치홈부
2: 로킹 폴
2a: 로킹 폴의 폴 치부
3: 폴 볼트
3a: 폴 볼트 종축; 로킹 폴 회동축; 스위칭 레버 회전축
4: 스위칭 레버
4a: 스위칭 레버의 종동부
4b: 스위칭 레버의 다리부
4c: 스위칭 레버 상의 고정 섹션
5: 커넥팅 로드
5a: 커넥팅 로드의 조인트
6: 로킹 부재; 로킹 콘
7: 스프링 부재
8: 가이드 플레이트
9: 삽입 스프링, 압축 스프링
10: 액추에이터
11: 액추에이터의 제1 피스톤
11a: 제1 피스톤의 피스톤 로드
12: 액추에이터의 제2 피스톤
12a: 제2 피스톤의 피스톤 로드
12b: 핀
12c: 피스톤 종축
13: 액추에이터의 스냅인 로킹 장치
3a: 스냅인 로킹 장치의 전자석
13b: 전자석의 전기자
13c: 전자석의 코일
14: 액추에이터의 제어 하우징
14a: 액추에이터의 압력 챔버
14b: 압력 챔버의 압력 포트
15: 비상 잠금 해제 장치
16: 비상 잠금 해제 장치의 외부 레버
17: 비상 잠금 해제 장치의 내부 레버
18: 비상 잠금 해제 장치의 볼트
19: 비상 잠금 해제 장치의 토션 스프링
P_해제: 파킹 로크의 체결 해제 상태
P_해제_비상: 비상 잠금 해제 장치의 작동 후 파킹 로크의 체결 해제 상태
P_체결: 파킹 로크의 체결 상태
EGS: 전자 제어 장치
EL: 전기 라인
PSG: 위치 센서의 신호 송신기 요소
PSN: 위치 센서의 신호 수신기 요소
i: 전류
i_m: 전류 평균값
i_o: 전류 상한
i_u: 전류 하한
hys: 전류 밴드; 히스테리시스
pos: 전자석의 전기자의 위치
t: 시간
x, x1, x2: 경로
Z: 시스템
Z1: 2점 컨트롤러의 마이크로컨트롤러
Z1a, Z1b: 마이크로컨트롤러의 모듈
Z1c: 검출 수단
Z2: 아날로그 2점 컨트롤러
Z2a: 비교기 회로
Z2b: RS 플립플롭
Z3: 브리지 드라이버
Z4: 브리지 회로
Z5: 필터
Z6: 신호 처리부
H1, H2: 2점 컨트롤러에 의해 출력된 제어 신호

Claims (18)

  1. 자동차의 변속기 내의 파킹 로크로서,
    ● 치홈부들(1a)을 구비한 로킹 치형부를 포함하고 변속기의 변속기 샤프트와 회전 고정 방식으로 연결되는 파킹 로크 기어(1);
    ● 폴 볼트(3) 상에 회동 가능하게 장착되며, 그리고 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에서 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부의 치홈부(1a) 내로 맞물려 고정되고 이로써 파킹 로크 기어(1) 및 변속기 샤프트를 회전하지 않도록 차단하는 폴 치부(2a)를 포함하는 로킹 폴(2);
    ● 파킹 로크 체결 해제 방향의 반대 방향으로 탄지되는 로킹 부재(6)를 포함하여 파킹 로크의 스위칭 위치(P_체결, P_해제)의 사전 설정을 위해 이동될 수 있는 커넥팅 로드(5)로서, 로킹 부재는 파킹 로크를 체결할 때 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부의 치홈부(1a) 내로 로킹 폴(2)의 폴 치부(2a)의 맞물림 고정을 야기하고 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에서는 파킹 로크 기어(1)의 로킹 치형부의 치홈부(1a)에서부터 로킹 폴(2)의 폴 치부(2a)의 내밀림을 방지하는 것인, 커넥팅 로드(5);
    ● 자신의 스프링 힘이 파킹 로킹 체결 방향으로 로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드(5)의 단부에 작용하는 것인 삽입 스프링(9);
    ● 자신의 압력 힘이 파킹 로크 체결 해제 방향으로 로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 커넥팅 로드(5)의 단부에 작용하는 것인 유압 작동식 액추에이터(10);
    ● 파킹 로크의 실제 스위칭 위치(P_체결, P_해제)의 검출을 위한 위치 센서; 및
    ● 전자석(13a)에 의해 작동될 수 있는 스냅인 로킹 장치(13)로서, 액추에이터 하우징(14) 내에 축 방향으로 변위 가능하게 배치되어 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 액추에이터(10)의 피스톤(11)이, 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 할당된 피스톤 위치에서 또는 파킹 로크의 체결 해제 상태(P_해제)에 할당된 피스톤 위치에서 기계적으로 고정될 수 있게 하는 것인 스냅인 로킹 장치(13);를 포함하는 상기 자동차의 변속기 내의 파킹 로크에 있어서,
    상기 파킹 로크는 변속기의 전자 제어 장치(EGS) 내에 구현된 시스템(Z)을 포함하며, 상기 시스템에 의해서는 상기 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치가 전자석(13a) 상에서의 실제 인덕턴스의 추정을 통해 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시스템(Z)은, 제어 신호(H1)로 상기 전자석(13a)을 제어하도록 형성되는 2점 컨트롤러(Z2)를 포함하며, 그리고
    상기 시스템(Z)은, 상기 2점 컨트롤러(Z2)에 의해 출력되는 상기 제어 신호(H1)의 시간 특성곡선을 검출하고 이로부터 상기 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치를 결정하도록 형성되는 검출 수단(Z1c)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검출 수단(Z1c)은,
    ● 상기 제어 신호(H1)의 주파수 또는 주기 기간; 및 상기 전자석(13a)의 코일(13c)로 공급되는 전류(i_실제);를 검출하고,
    ● 이로부터 상기 전자석(13a)의 전기자(13b)의 실제 위치이면서 주파수 또는 주기 기간 및 전류에 따르는 상기 실제 위치를 결정하며, 그리고
    ● 상기 전자석(13a)의 전기자(13b)의 상기 실제 위치로부터 상기 스냅인 로킹 장치(13)의 실제 스위칭 위치를 추론하도록
    형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  4. 제3항에 있어서, 상기 검출 수단(Z1c)은, 상기 전자석(13a)의 전기자(13b)의 실제 위치를 결정할 때 상기 전자석(13a)의 코일(13c)로의 전기 공급 전압을 포함시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  5. 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 검출 수단(Z1c)은 룩업 테이블 또는 특성 맵 또는 다른 수학 함수를 포함하며, 그리고 이들을 이용하여, 그리고 상기 제어 신호(H1)를 이용하여 상기 전자석(13a)의 전기자(13b)의 실제 위치를 검출하도록 형성되는 것인, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스냅인 로킹 장치(13)에 작용하는 상기 전자석(13a)이 전기적으로 전류를 공급받지 않는다면, 상기 스냅인 로킹 장치(13)는 각각 존재하는 피스톤 위치에서 상기 액추에이터(10)의 피스톤(11)을 기계적으로 고정시키며, 그럼으로써 상기 피스톤(11)은, 단지 상기 전자석(13a)이 전기적으로 전류를 공급받을 때에만 자신의 피스톤 위치를 변경할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스냅인 로킹 장치(13)에 작용하는 상기 전자석(13a)이 전기적으로 전류를 공급받는다면, 상기 스냅인 로킹 장치(13)는 각각 존재하는 피스톤 위치에서 상기 액추에이터(10)의 피스톤(11)을 기계적으로 고정시키며, 그럼으로써 상기 피스톤(11)은, 상기 전자석(13a)이 전기적으로 전류를 공급받지 않을 때에만 자신의 피스톤 위치를 변경할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 상기 액추에이터(10)의 피스톤(11)의 피스톤 로드(11a)는 상기 로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 커넥팅 로드(5)의 단부와 관절식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 파킹 로크가 수동으로 체결 해제될 수 있는 방식으로, 상기 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 압력을 인가받을 수 있는 상기 액추에이터(10)의 피스톤(11)의 피스톤 로드(11a)와 기계적으로 작동 연결될 수 있는 비상 잠금 해제 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터(10)의 압력 힘은, 상기 파킹 로크의 스위칭 위치(P_체결, P_해제)의 사전 설정을 위해 스위칭 레버 회전축(3a)을 중심으로 회전될 수 있는 스위칭 레버(4)를 통해, 상기 로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 커넥팅 로드(5)의 단부로 전달되며,
    상기 로킹 부재(6)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 커넥팅 로드(5)의 단부는 상기 스위칭 레버(4)와 관절식으로 연결되며, 그리고
    상기 위치 센서는, 자신의 신호 송신기 요소(PSG)가 상기 스위칭 레버(4) 상에 배치되어 있는 것인 유도 센서로서 또는 정전용량 센서로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  11. 제10항에 있어서, 상기 위치 센서의 신호 송신기 요소(PSG)는 상기 스위칭 레버(4) 상에 고정되거나, 상기 스위칭 레버의 통합 요소로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 파킹 로크가 수동으로 체결 해제될 수 있는 방식으로 상기 스위칭 레버(4)와 기계적으로 작동 연결될 수 있는 비상 잠금 해제 장치(15)가 제공되며, 그리고
    상기 액추에이터(10)는 동일한 종축(12c) 상에서 축 방향으로 액추에이터 하우징(14) 내에 변위 가능하게 배치되는 2개의 피스톤(11, 12)을 포함하며,
    ● 제1 피스톤(11)은 상기 파킹 로크를 체결 해제하기 위해 유압으로 압력을 인가받을 수 있고, 가압 시 상기 삽입 스프링(9)의 스프링 힘에 대항하여 제2 피스톤(12)을 축 방향으로 변위시키며,
    ● 상기 제2 피스톤(12)은, 상기 제2 피스톤(12)의 축 방향 이동이 스위칭 레버 회전축(3a)을 중심으로 하는 상기 스위칭 레버(4)의 회전을 야기하며, 그리고 그 반대의 경우에도 동일하게 야기하는 방식으로, 상기 스위칭 레버(4)와 기계적으로 연결되며,
    ● 상기 전자석(13a)에 의해 작동될 수 있는 상기 스냅인 로킹 장치(13) 역시도 상기 액추에이터 하우징(14) 내에 배치되며,
    ● 상기 스냅인 로킹 장치(13)에 작용하는 상기 전자석(13a)이 전기적으로 전류를 공급받지 않을 때, 상기 스냅인 로킹 장치(13)는 상기 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 할당된 피스톤 위치에서, 또는 상기 파킹 로크의 체결 해제 상태(P_해제)에 할당된 피스톤 위치에서 상기 제1 피스톤(11)을 기계적으로 고정시키며, 그리고
    ● 상기 전자석(13a)은 각각의 피스톤 위치에서 걸림 고정을 해제하기 위해 전기적으로 전류를 공급받아야만 하며,
    그럼으로써 상기 비상 잠금 해제 장치(15)가 작동하는 경우, 상기 제2 피스톤(12)은 상기 스위칭 레버(4)에 의해 축 방향으로 변위될 수 있으며, 이때 상기 제1 피스톤(11)은 상기 파킹 로크의 체결 상태(P_체결)에 상응하는 자신의 걸림 고정된 피스톤 위치에서 벗어나지 않게 되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 피스톤(11, 12)은 종축의 방향으로 볼 때 연이어 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 삽입 스프링(9)은, 축 방향에서 상기 제2 피스톤(12)과 상기 액추에이터 하우징(14) 사이에 고정되고 이와 동시에 축 방향으로 고려할 때 상기 제2 피스톤(12)의 피스톤 로드(12a)를 완전하게, 또는 부분적으로 동심으로 에워싸는 압축 스프링으로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  15. 제12항, 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 비상 잠금 해제 장치(15)의 작동 시, 변속기의 변속기 하우징 안쪽에 배치되는, 상기 비상 잠금 해제 장치(15)의 내부 레버(17)는 기계적으로 상기 스위칭 레버(4)에 작용하며, 상기 내부 레버(17)는, 변속기 하우징의 하우징 벽부를 관통하는 볼트(18)를 통해, 변속기 하우징의 바깥쪽에 배치되는 수동 작동식 외부 레버(16)와 회전 고정 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 레버(4)는 상기 폴 볼트(3) 상에 회전 가능하게 장착되며, 그럼으로써 폴 볼트 종축(3a), 로킹 폴 회동축 및 스위칭 레버 회전축은 동일하게 되며, 그리고 상기 액추에이터(10)의 제2 피스톤(12)의 종축(12c)에 대해 직각으로 연장되게 되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위칭 레버(4) 상에 관절식으로 고정된 상기 커넥팅 로드(5)는, 상기 커넥팅 로드(5)의 이동 평면이 로킹 폴(2), 스위칭 레버(4) 및 피스톤 로드(12a)의 이동 평면에 대해 실질적으로 평행하게 배치되는 방식으로, 상기 로킹 폴(2)의 아래쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 파킹 로크는 변속기 하우징에 고정된 가이드 장치를 포함하며, 상기 가이드 장치는, 상기 파킹 로크를 체결하고 체결 해제할 때 로킹 장치(6)가 상기 로킹 폴(2)의 법선력에 대항하여 지지되는 곳인 가이드 플레이트(8)로서, 또는 가이드 슬리브로서 형성되며, 상기 가이드 장치는 액추에이터 하우징(14) 상에 고정되거나, 액추에이터 하우징의 통합 부품인 것을 특징으로 하는, 자동차의 변속기 내의 파킹 로크.
KR1020190023067A 2018-03-02 2019-02-27 자동차의 변속기 내의 파킹 로크 KR20190104898A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018203166.5 2018-03-02
DE102018203166.5A DE102018203166A1 (de) 2018-03-02 2018-03-02 Parksperre in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190104898A true KR20190104898A (ko) 2019-09-11

Family

ID=67622792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190023067A KR20190104898A (ko) 2018-03-02 2019-02-27 자동차의 변속기 내의 파킹 로크

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11022218B2 (ko)
KR (1) KR20190104898A (ko)
CN (1) CN110219983B (ko)
DE (1) DE102018203166A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018006098A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-20 Fte Automotive Gmbh Parksperrenmodul zur Betätigung einer Parksperre in einem Kraftfahrzeug
DE102018126771A1 (de) * 2018-10-26 2020-04-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuatorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102019130396A1 (de) * 2019-11-11 2021-05-12 Küster Holding GmbH Vorrichtung zum Betätigen einer Parksperre in einem Automatik-Getriebe eines Kraftfahrzeuges
DE102019218968A1 (de) * 2019-12-05 2021-06-10 Feintool International Holding Ag Verfahren zur Herstellung einer Sperrklinke
DE102019218981A1 (de) * 2019-12-05 2021-06-10 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Verriegeln einer Kolbenstange eines zum Auslegen einer Parksperre mit Druck beaufschlagbaren und zum Einlegen der Parksperre angefederten Kolbens eines Aktors
WO2021137285A1 (ja) * 2019-12-30 2021-07-08 ジヤトコ株式会社 動力伝達装置
DE102020107057A1 (de) * 2020-03-13 2021-09-16 Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg Verriegelungseinheit
DE102020116983B4 (de) * 2020-06-29 2022-03-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Parksperrenbetätigungssystem mit elektromechanischer Arretierfunktion; Antriebsvorrichtung; sowie Ansteuerungsverfahren
DE102020120622B4 (de) * 2020-08-05 2022-05-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Zurücksetzen eines Parksperrenbetätigungssystems sowie Parksperrenbetätigungssystem
US11577798B2 (en) * 2020-08-12 2023-02-14 Damon Motors Inc. Locking device for electric motorcycle
DE102020126523B4 (de) * 2020-10-09 2022-12-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Parksperrenbetätigungssystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Parksperrenbetätigungssystems
DE102021202227A1 (de) 2021-03-09 2022-09-15 Zf Friedrichshafen Ag Aktuator zum Betätigen einer Parksperre

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005018012A1 (de) 2005-04-18 2006-10-19 Zf Friedrichshafen Ag Sensorlose Positionserkennung in einem elektromagnetischen Aktuator
DE102006022963A1 (de) 2006-05-12 2007-11-15 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Getriebesperre
JP2008128444A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Aisin Aw Co Ltd 自動変速機のパーキング装置
DE102007034768B3 (de) * 2007-07-25 2009-01-02 Ebe Elektro-Bau-Elemente Gmbh Elektrischer Hubmagnet
DE102011107263A1 (de) * 2011-07-06 2013-01-10 Fte Automotive Gmbh Hydraulische Betätigungsvorrichtung für die Betätigung eines oder mehrerer Stellglieder in insbesondere einem Kraftfahrzeuggetriebe
CN104160184A (zh) 2012-03-05 2014-11-19 Svm舒尔茨管理有限责任两合公司 特别是用于自动变速器的停车锁止器的闭锁单元
DE102012210571A1 (de) 2012-06-22 2013-12-24 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus
DE102013000157B3 (de) * 2013-01-09 2014-01-23 Fte Automotive Gmbh Hydraulische Betätigungsvorrichtung für die Betätigung wenigstens einer Reibkupplung und wenigstens eines Getriebestellglieds in einem Kraftfahrzeug
DE102012016235B4 (de) * 2012-08-09 2016-11-03 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Aktuatoranordnung für einen Antriebsstrang
JP6079901B2 (ja) * 2013-12-24 2017-02-15 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 パーキング装置
JP6304267B2 (ja) * 2016-01-08 2018-04-04 マツダ株式会社 自動変速機のパーキング制御装置
DE102016214682B4 (de) * 2016-02-15 2022-04-14 Magna powertrain gmbh & co kg Sperranordnung
DE102016221477A1 (de) 2016-11-02 2018-05-03 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Betreiben und zur Ermittlung eines Betriebszustands eines elektromagnetischen Aktors sowie Kupplungsvorrichtung und Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE102017218748A1 (de) 2017-10-19 2019-04-25 Zf Friedrichshafen Ag Parksperre für ein Automatgetriebe in einem Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
CN110219983B (zh) 2022-06-28
US11022218B2 (en) 2021-06-01
CN110219983A (zh) 2019-09-10
US20190271395A1 (en) 2019-09-05
DE102018203166A1 (de) 2019-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190104898A (ko) 자동차의 변속기 내의 파킹 로크
US8931612B2 (en) Device for operating a parking lock
US7490528B2 (en) Park inhibit assembly for an electric transmission range selection system
US7574296B2 (en) Clutch reference position
US7861839B2 (en) Transmission lock
US10731758B2 (en) Parking lock of an automatic transmission for a vehicle
US7461569B2 (en) Solenoid device for engaging power takeoffs
KR101373472B1 (ko) 자동차 변속기용 파킹 브레이크 장치
GB2370078A (en) Method for operating a transmission device
US6705586B2 (en) Control valve
JP2007170545A (ja) シフトレンジ切換装置
CN109983259B (zh) 将驻车锁止器解锁的解锁设备和用于运行解锁设备的方法
CN112088256B (zh) 具有电磁切换执行器的驱动***和用于控制所述驱动***的方法
US10408348B2 (en) Method for operating an automatic transmission apparatus and corresponding automatic transmission apparatus
US6976569B2 (en) Pulse width modulation of brake shift interlock solenoid
CN114051567B (zh) 用于识别驻车锁止器的紧急解锁的方法
CN114303021A (zh) 用于验证具有驻车锁止器和至少一个电动机的混动动力总成的阀位置的方法
CN108291639B (zh) 用于控制可选的离合组件的操作模式的机电***
US20240035567A1 (en) Actuator, and device for engaging a parking lock of a motor vehicle automatic transmission having such an actuator, and motor vehicle equipped therewith
US9759316B2 (en) Transmission hydraulics controller
CN110741185B (zh) 促动器装置和利用促动器装置确定切换元件位置的方法
JP2015010678A (ja) アクチュエータ制御装置
US20230029149A1 (en) Motor control device
CN118057051A (zh) 用于运行车辆的变速器的形状锁合切换元件的方法和控制装置、变速器和车辆
JP2019099054A (ja) シフト装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal