KR910000473B1 - 변속기 전위 제어장치 - Google Patents

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랄프 브라운 유게네
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이턴 코오포레이숀
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Abstract

내용 없음.

Description

변속기 전위 제어장치
제1도는 본 발명의 반자동 복합변속기 전위제어장치의 한 실시예의 블록도.
제2도는 전위제어장치가 적용되는 분할기형 보조구획을 가진 복합변속기의 전위패턴의 블록도.
제3도는 본 발명의 전위제어장치가 적용되는 범위 및 분할기 조합형 보조구획을 가진 복합변속기의 다른 전위패턴의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
14 : 입력속도신호 15 : 클러치제어장치
22 : 출력속도신호 25 : 스위치
26 : 자동연료 제어장치 28 : 가속페달위치
30 : 기어비위치신호 34 : 전위작동기
36 : 전위레버 38A : 유체작동밸브
본 발명은 일반으로 차량변속기의 전위 제어장치에 관한 것이고, 더욱 특별하게 차량변속기, 특히 일반으로 대형트럭에 사용되는 복합형 변속기에 순차적으로 관련된 높은 전진기어비들간의 자동전위를 가능하게 하는 반자동 전위 제어장치에 관한 것이다.
복합형 변속기들은 많은 수의 변속비가 이용되는 대형트럭에서 관련된 관성과 하중계수를 감안하여 트럭의 속도범위에 걸쳐 효율적이고 원활한 전위성능을 제공하는 방식으로 다년간 유익하게 이용되어 오고 있다.
복합변속기는 일반으로 주변속기 구획이 보조변속기 구획과 직렬로 결합된 조합인 것을 특징으로 하고, 조합으로부터 얻어지는 전진변속비의 수는 이 분야에 훈련된 사람들에게 잘 알려져 있는 바와 같이 주 및 보조변속기 구획내에 각기 포함된 기어비의 수의 곱이다. 따라서, 예로서 기어비의 수가 16인 복합변속기에서는 직렬로 함께 결합된 주 및 보조 변속기 구획의 각각에 4개의 기어비가 포함된다.
복합형 변속기의 주 및 보조 구획의 조합으로부터의 특정기어비의 이용가능성이 과거의 주요한 조사의 대상이었다.
대체로 말하면, 복합변속기들은 최저의 기어비를 포함하는 제1 그룹에서부터 복합변속기에서 이용할 수 있는 최고기어비를 포함하는 최종 또는 최고 그룹까지의 많은 전진기어비를 포함하는 다수의 그룹들을 제공하도록 작동한다.
더욱 구체적으로 말하면, 범위형 또는 분할기형 보조구획이든지 이 두가지의 조합이 특정 기어전위 순서 패턴을 제공하기 위해 사용되었다. 범위형 보조구획을 가진 복합 변속기에서 보조기어비 단계들은 주변속기 구획의 전체 기어비 범위 보다 많고, 주변속기구획은 각 범위에서 그 기어비들을 통하여 점차적으로 전위된다. 범위형 보조구획을 가진 복합변속기의 예시는 미국특허 2,637,221; 2,637,222 ; 및 3,105,395호에서 볼 수 있고, 그 설명이 참조로서 여기에 포함된다.
분할기형 보조구획을 가진 복합변속기에서, 분할기 보조구획의 기어비 단계는 주변속기구획의 기어비 단계보다 적고, 각각의 주구획 기어비는 분할기구획에 의하여 분할 또는 세분된다. 분할기형 보조구획을 가진 복합변속기의 예시는 미국특허 3,799,002; 4,290,515; 4,440,037 ; 및 4,527,447호의 내용으로서 알 수 있고, 그 설명은 참조로서 여기에 포함되어 있다.
범위 및 분할기 조합형 보조구획에서는, 범위 및 분할기형 기어비 모두가 제공되어 주구획이 적어도 두 개의 범위에서 그 기어비를 통하여 점차적으로 전위되게 하고, 주구획 변속비가 적어도 하나의 범위에서 분할되게 한다. 범위 및 분할기 조합형 보조변속기 구획의 예시는 미국특허 3,283,613; 및 3,648,546호를 참조하면 알 수 있고, 그 설명은 각기 참조로서 여기에서 포함된다.
근래까지, 특히 트럭용 복합변속기는 역사적으로 변속비간의 전위를 위해 운전자가 클러치를 작동시켜야 하는 수동형의 것이었다. 통상적으로 복합변속기와 관련된 변속비의 많은 수로 인하여 관련된 전체의 변속비를 통하여 수동으로 전위하기 위하여는 많은 노력이 요구되었다. 보다 최근에는 미국특허 4,208,929; 4,294,341; 4,312,248; 및 4,324,153호에 설명된 것과 같이 어떤 조건하에서 수동전위와 자동전위를 조합하려는 노력이 시도되었는데, 상기 특허들은 여기에 참조로서 포함되어 있다.
근래에 운전자의 피곤을 감소시키고 연료의 절약을 향상시키는데 많은 노력을 들여왔지만, 본 발명 이전에 연료절약을 위한 자동전위의 스케줄을 허용하고 고속도로의 운전 조건하에서 운전자의 변속부담을 덜어 주기 위해 특별히 순차적으로 관련된 높은 기어비간의 자동전위를 가능하게 하면서 낮은 기어비의 수동전위를 가능하게 하는 전위 제어장치를 가진 표준 또는 복합형 변속기를 제공하려고 생각한 사람은 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 연료면에서 효율적인 기어비를 유지하면서 수동전위의 필요없이 더 높은 속도에서 도로상의 트럭이 순향하는 것을 가능하게 하기 위하여, 그러한 트럭에 이용되는 다중속도 복합 9,12,13,16 또는 18전진속도 변속기에서 특히 유리한 변속기의 순차적으로 관련된 높은 기어비간의 자동전위의 연료절약과 편리성과 낮은 기어비의 수동기어 전위와 관련된 성능과 간소화를 제공하는 특히 복합형의 차량 변속기의 전위 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 규정된 순차적으로 관련된 높은 변속비간의 자동전위를 개시하고 가능하게 하는 동시에 변속기에서 이용할 수 있는 나머지 변속비들간의 수동전위를 가능하게 하는 특히 복합형의 차량변속기의 전위 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 기어비의 자동전위의 연료절약과 편리성과 함께 낮은 비용의 수동 시동과 낮은 기어비의 전위를 제공하는 전위 제어장치를 제공하는 것이다.
제1도는 본 발명의 전위 제어장치에 의하여 제어되는 보조구획(6)에 결합된 주구획(4)을 가진 복합형 변속기(2)를 표시한다. 주구획(4)은 클러치(8)에 의하여 차량엔진(도시되지 않음)의 구동샤프트에 작동적으로 결합되고, 보조구획(6)의 출력샤프트(10)는 통상적으로 구동샤프트에 의하여 차량의 구동휘일(미표시)에 작동적으로 결합된다.
변속기(2)에서 얻을 수 있는 변속비를 수동으로 선택하는 방법은 복합형 변속기의 조작에 훈련된 사람들에게 공지된 바와 같이 클러치페달(12)을 밟아서 엔진구동샤프트를 해제한 다음에 전위레버(36)를 규정된 전위패턴에 따라 위치시켜 주구획(4)의 소망하는 특정 변속비로 결합하도록 하고, 소망하는 특정 기어비가 보조구획(6)에 포함된 경우에는 전기적 전위단추(38) 또는 유체작동밸브(38A)와 같은 하나 또는 그 이상의 작동기를 조작해서 보조구획(6)내에서 필요한 결합을 일으키는 신호를 제공하면 된다.
본 발명에서 "그룹"이라하면 특정 기어비가 운전자에 의하여 수동으로 선택될 때 차량의 변속기, 특히 복합형 변속기에서 얻을 수 있는 특정한 다수의 기어비를 의미하고, 여기에서"순차적으로"관련된 이란 용어는 선택된 그룹내에서 이용할 수 있는 기어비들 사이에 다른 그룹내에서 이용할 수 있는 중간 기어비가 없다는 뜻이고, 이것은 가령 제3도의 그룹(50)과 같은 것인데, 이 그룹에서 기어비 11과 12사이에서 자동전위(automatic shifting)가 일어나지만 다른 그룹들이 기어비 4와 기어비 11 및 12 의 중간에 있는 기어비들을 포함하므로 기어비 4와 11 또는 12 사이에서는 자동전위가 일어나지 않는다. 일반으로 변속기는 운전자에 의하여 선택할 수 있는 하나의 그룹이 순차적으로 관련되고, 변속기에 의하여 제공된 기어비의 전체의 수 보다 적은 다수의 전진기어비를 가진 형이 것이고, 자동전위는 순차적으로 관련된 기어비의 적어도 2개간에 실행된다.
양호하게 이후 제2도 및 제3도에 관하여 설명되는 바와 같이, 최고, 및 최고의 기어비를 포함하는 그룹의 최고에 순차적으로 관련된 것들을 제외한 기어비의 전부는, 운전자가 클러치페달(12)을 눌러서 클러치(8)가 엔진구동부재로부터 변속기(2)를 해제시키고, 그때 전위레버(36)를 위치결정하고 필요하다면 단추(38)를 작동시킨 다음 바라는 변속비의 결합시에 페달(12)을 해방하도록 수동으로 선택된다.
본 발명의 전위 제어장치는, 최고 그룹내의 적어도 순차적으로 관련된 기어비들 사이 그리고 양호하게 각 그룹내에 포함된 최저의 기어비가 운전자에 의하여 선택되었을 때는 그룹내의 모든 순차적으로 관련된 기어비간의 자동전위를 개시하고 가능하게 한다.
본 발명의 제어장치는, 바라는 특정의 기어위치에서 자동전위를 가능하게 하는 수단에 적당한 신호(30)를 감지하여 제공하는 수단을 포함한다. 자동전위를 가능하게 하는 수단은, 논리회로(16), 클러치 제어장치(15), 자동연료 제어장치(26) 및 전위작동기(34)를 포함한다. 논리회로(16)는 본 발명에 의하여 요구되는 자동전위를 개시하고 제공하도록 입력속도신호(14), 기어비 위치신호(30), 출력속도신호(22) 및 가속페달위치(28)를 포함하는 정보를 수신하고 작동한다.
일반적으로 자동전위는 논리회로(16)로부터 수신된 신호(33)의 성질에 따라 이 분야에 훈련된 사람들에게 잘 알려진 밸브 또는 그와 같은 것을 포함하는 전위작동기(34)에 의하여 수행되는데, 논리회로(16)는 차례로 신호(18)를 클러치 제어장치(15)에 제공하고, 클러치 제어장치(15)는 클러치(8)의 자동작동을 위해 신호(17)를 제공하고, 이와 함께 가속기페달(28)의 수동조작에 관련하여 신호(24)를 자동연료 제어장치(26)에 대해 주고 받게 되고, 또한, 출력 샤프트(10)의 출력속도에 관한 정보가 신호(22)로 논리회로(16)에 제공된다.
자동전위를 실행하는 상술된 수단은, 적어도 최고 기어비를 포함하는 그룹에 포함된 최저 기어비가 운전자에 의하여 수동으로 결합되었을 때에만 작동하게 되는 것을 제외하고는 이 분야에 훈련된 사람들에게 잘 알려져 있다. 그러한 자동전위의 예시는, 모든 설명이 여기에 참조로서 포함되어 있는 미합중국 특허 4,361,606; 4,527,447; 및 3,478,851호를 참조하는 것에 의하여 더욱 상세하게 이해될 수 있다.
복합변속기의 상세한 전위순서 패턴과 관련하여 본 발명의 전위제어장치의 작동의 예시가,이후 제2도 및 제3도를 참조로 하여 설명된다.
제2도는 각각의 그룹내의 기어비의 모두가 순차적으로 관련된 분할기형 보조구획을 가진 복합변속기의 전위패턴 순서를 표시한다.
전진기어비는 중립위치 "N"와 3개의 후진기어 R1,R2및 R3를 포함하는 후진기어비그룹(40)에 부가하여 그룹(41-44)로 분할된다. 이 그룹들은 일단 주변속기구획(4)의 기어비가 이 분야에 훈련된 사람들에게 잘 알려진 바와 같이 결합되면, 단추(38) 및 그와 같은 것의 작동에 의하여 보조구획으로부터 이용할 수 있는 기어비와 아울러 전위레버(36)의 위치에 따라 복합변속기의 주구획(4)으로부터 이용할 수 있는 기어비의 양자의 조합을 나타낸다. 제2도에서 최저의 기어비는 그룹(41)에 포함된 "1"이고, 여기서부터 순차적으로 관련된 기어비 "2" 및 "3"이 그때 단추(38) 또는 경우에 따라서 유체작동밸브(38A)와 같은 작동기를 운전자가 작동하는 것에 의하여 결합된다. 운전자가 레버(36)를 그룹(42)의 기어비 "4"로 전환 시킬 때 순차적으로 관련된 기어비 "5" 및 "6"이 전진기어 순서 패턴을 통하여 단추(38) 또는 밸브(38A)등의 작동과 같은 운전자의 행동에 의하여 이용될 수 있게 된다.
최고의 기어비 "12"가 그룹(44)에 포함되고 여기에서 역시 순차로 관련된 더 낮은 기어비 "10" 및 "11"을 포함한다. 따라서, 운전자가 전위레버(36)를 위치 조정함에 의하여 기어비"10"을 수동으로 결합시킬 때 그러한 것이 신호(30)에 의하여 제공되어 기어비 "10","11" 및 "12"는 모두 순차적으로 관련되어 있으므로, 그 기어비들 사이에서 자동전위제어가 실행된다.
제3도는 범위/분할기형 복합변속기 전위순서 패턴의 조합을 표시한다. 이 패턴은 낮은 "Lo"기어비위치(45)와 아울러 전위레버(36)의 단일 후진기어위치 "R"를 포함한다. 이 패턴은 더욱이 중립위치 "N"에 부가하여 전진기어비그룹(47-50)을 포함한다. 제3도에서 그룹(47-50)내의 기어비 모두가 순차적으로 관련되지는 않는다.
제3도에서 운전자가 낮은 범위를 선택할 때, 기어비 "R", "Lo",1,2,3 및 4는 수동으로 레버(36)를 이동시킴으로써 이용할 수 있게 된다. 운전자가 가령 밸브(38A)의 작동에 의하여 높은 범위를 선택하였다면 운전자가 수동으로 그룹(47)의 1번기어 위치를 결합시킬 때 순차적으로 관련된 기어비 5 및 6이 이용될 수 있게 된다. 일단 운전자가 수동으로 그룹(50)의 4번 기어 위치를 결합하면 그때 자동전위가 본 발명에 따라 순차적으로 관련된 기어비 10과 11간에 실행된다. 유사하게 일단 운전자가 수동으로 그룹(49)의 기어 위치 3을 선택하면 자동전위가 기어비 9와 10간에 실행되고, 운전자가 수동으로 그룹(48)의 기어 위치 2를 선택할 때 자동전위가 기어비 7와 8간에 실행된다.
순차적으로 관련된 더 높은 기어비간의 자동전위와 관련된 장점에 부가하여, 본 발명의 전위 제어장치에는 제3도의 그룹(50)의 기어비 11과 12같은 높은 기어비가 연료절약 등을 위해 자동전위를 적용하는 순차적으로 관련된 낮은 기어비에서 엔진속도를 제한하는 수단이 포함된다. 그와 같은 것은, 예로서 본 출원인의 공동 계류중인 출원에 설명된 전위 제어장치에 의해서 실행될 수 있는데, 그 장치는 본 발명의 제어장치로 자동전위를 적용하는 특별히 순차적으로 관련된 기어비에 대하여 드로틀 스톱(throttle stop)을 트리거하거나 조속기를 결합시켜 제1도의 연료 제어장치(26)에 의하여 제공되는 연료의 공급을 제한한다.
부가하여, 엔진속도 및 차량의 대지속도(對地速度)를 소망값에 가깝게 제어하는 수단(통상적으로 "순항제어장치"라고 함)을 독자적으로 또는 본 발명의 전위 제어장치와 함께 포함시켜 본 발명의 전위 제어장치로 자동전위를 적용하는 순차적으로 관련된 높은 기어비에 의하여 제공되는 속도범위내에서 동작하도록 할 수 있고, 그 수단은 제1도의 연료제어장치(26)의 부분으로서 포함될 수 있다.
당연한 일이지만 기어비 모두에 대해서 상호간에 수동으로 전환하고자 하는 경우가 있을 수 있고, 이러한 이유 때문에 본 발명의 전위 제어장치에는 제1도에 나타낸 스위치(25)를 운전자가 작동시키는 사건이나 본 발명의 장치를 제어하도록 동작할 수 있는 신호 같은 어떤 다른 사건에 의해 제어장치를 필요에 따라 비동작상태로 만들어서 변속기의 높은 기어비 모두에 대해서 상호간에 자동전위가 아닌 수동전위를 가능하게 하는 수단이 바람직하게 포함되고, 거기에 다가 본 발명의 전위 제어장치의 해제를 일으키기 위해 가령 제1도에 나타낸 시일(27)이나 다른 형태의 장애물을 파괴하거나 이동시킴으로써 기록 등을 위해 수동전위로의 변환이 이루어졌음을 나타내는 수단이 바람직하게 포함된다.

Claims (4)

  1. 최저의 기어비를 포함하는 제1그룹(41)으로부터 최고의 기어비를 포함하는 최고의 그룹(44)까지 다수의 전진기어비 그룹들을 가진 차량 변속기용 전위 제어장치로서, 상기 그룹들의 각각의 운전자에 의하여 수동으로 선택될 수 있는 최저 기어비를 가지고 상기 최고의 그룹은 순차적으로 관련된 높은 기어비들(11번째와 12번째)을 가지며, 상기 변속기가 상기 최고 그룹의 순차적으로 관련된 기어비들간의 자동전위를 가능하게 하는 전위작동기(34)를 포함하는 전위제어장치에 있어서, 상기 변속기에는 논리회로(16)가 연결되어 있고, 상기 논리회로(16)에는 상기 최고 그룹에서 최저의 순차적으로 관련된 기어비가 운전자에 의하여 수동으로 선택되는 때를 감지하고, 상기 그룹들에서 최저의 순차적으로 관련된 기어비가 조작자에 의해 수동으로 선택되면 상기 작동기 수단으로 하여금 상기 최고 그룹내의 순차적으로 관련된 기어비들 간의 자동전위를 실행하도록 작동할 수 있는 신호(30)가 포함되는 것을 특징으로 하는 전위제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 변속기는 보조구획(6)과 결합된 주구획(4)을 가진 복합변속기인 것을 특징으로 하는 제어장치.
  3. 다수의 전진기어비를 가진 차량 변속기의 전위 제어장치에 있어서, 최고 속도 전진기어비를 포함하는 순차적으로 관련된 전진기어비들의 최고 그룹을 선택하는 하나 이상의 위치를 가지며, 상기 최고 그룹내의 기어비의 어느 것도 포함하지 않은 순차적으로 관련된 전진기어비들의 다른 그룹을 선택하는 하나 이상의 제2의 위치를 가지는 제어레버, 각각의 상기 그룹내의 순차적으로 관련된 전진기어비들 중 2개간의 자동전위를 가능하게 하는 제어수단, 및 각각의 상기 그룹내의 상기 순차적으로 관련된 전진기어비들 중 2개간의 자동전위를 실행하기위하여 상기 제어수단을 작동시키게 제어레버 위치를 감지하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 변속기 전위제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 변속기는 보조구획(6)과 결합된 주구획(4)을 가진 복합변속기인 것을 특징으로 하는 제어장치.
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