• Tribology and Lubricants
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• 제36권2호
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• pp.96-104
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• 2020

The electric vehicle industry is rapidly developing because of enforced environmental regulations, and several studies have been conducted on the multispeed transmission to improve the fuel efficiency of electric vehicles. Among these studies, research on the power density improvement of electric vehicle transmission is critical. Thus, the optimal design of the gear train is necessary to enhance transmission efficiency. In this study, an optimal design methodology for the lightweight two-speed transmission of electric vehicles is proposed. Because a multispeed transmission has many operating conditions and equality and inequality constraints, a new gear design method that combines analytical and iterative methods is applied without using complex optimization algorithms. Sets of possible design variables are generated considering the operating conditions and various design variables. The modules and face width ratios of each stage gear that satisfy the corresponding operating conditions are analytically calculated. The volume of the gear train is calculated, evaluated, and arranged using these values to determine the optimal solution for minimizing the volume, and the proposed methodology is applied to the actual model to verify its effectiveness. The design of a two-speed transmission with multiple operating conditions and constraints without complicated optimization algorithms can be optimized.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.963-969
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• 2015

자전거는 환경공해 능력과 웰빙에 대한 관심증가 때문에 가장 유망한 미래 교통수단 중의 하나이다. 실제 자전거에 적용될 무단변속기를 제작하기 전에 신뢰성이 확보된 시뮬레이션 프로그램을 통하여 문제점을 초기에 확인하고, 각 링크의 소재 및 두께 등의 설계인자 최적화와 능력을 평가할 필요가 있다. 이 같은 과정을 통하여 무단 변속기 시스템 설계 과정에서의 소요비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 설계인자를 확정하기 위해 응력해석을 수행되었으며. 전체 모델링 중에서 각 링크와 조인트 부분을 주요 설계인자로 가정하고 각각의 링크 및 조인트의 영향도 및 작동 시 받은 응력들을 CAE를 통해 확인하였다. 또한, 해석 영역에 대하여 적절한 수학적 모델링을 통해 맥동 현상을 계산할 수 있는 전용 code를 개발하였으며, 이를 Matlab에 적용하여 해석 결과를 graphic화하여 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권3호
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• pp.269-275
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• 2009

This paper represents a study on the conceptual design of new automatic bicycle transmission. The gear change in a commercial bicycle is carried out by moving the chain between sprockets. By the use of a multiple sprocket for speed change the power loss and transmission shock may occur. To solve the problem of bicycle transmission, the improved solution was derived by the technical contradiction matrix of TRIZ. The conceptual solution is one sprocket which replaces the function of multiple sprockets and adapts actively to the pitch of chain. And it was confirmed to be an adequate design through the Independence Axiom of design axiom.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 춘계학술대회논문집; 영남대학교, 20 May 1994
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• pp.76-81
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• 1994

승용차에 있어 엔진의 공회전시나 주행중에 발생하는 여러 형태의 진동 및 소음의 저감은 승차감 및 차량의 안정성에 있어 중요한 과제가 되고 있다. 이러한 소음, 진동은 주로 엔진에서 발생하는 토크의 비주기적인 변동성분이 클러치(clutch), 변속기(transmission), 구동축을 거쳐 바퀴로 전달되는 과정에서 발생한다. 셔플(shuffle)은 주행중 가속페달(accelerator)을 급조작(tip-in, tip-out)하였을 때 차량이 전후로 과도적으로 울렁거리는 종진동 현상을 말하며, 이것은 가속페달의 급조작으로 인해 엔진토크가 큰 변동을 일으키고, 동력전달계를 통해 타이어에 전달된 이 토오크는 타이어축에서 구동측으로 역토오크를 발생시키기 때문에 발생한다. 여기서 팁-인(tip-in)이란 승용차를 저속으로 운전하다가 갑자기 가속페달을 밟는 경우를 말하며, 팁-아웃(tip-out)은 반대로 고속상태에서 갑자기 가속페달을 떼는 경우를 말한다. 실험과 시뮬레이션을 사용한 자동차 동력전달계의 비틀림 진동에 대한 연구는 이미 여러 연구자들에 의해 보고되었다. H.Arai은 2자유도 비선형 모델을 사용하여 클러치 접속시 발생하는 외란과 계의 안정성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였고, M.Kataoka는 기어의 공차(clearance)를 고려한 변속기의 강제 비틀림 진동을 실험과 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 그리고, Wu Hui-Le는 자동차 동력전달계의 비틀림 진동 현상을 실험과 이론적인 계산을 통해 연구하였고, R.J.Comparin는 치타음의 발생구조와 특성을 고찰하고 비서형 비틀림 공진 저감에 의한 치타음 저감 기법에 대하여 연구하였다. 또한 G.J.Fudala는 다자유도 모델을 이용하여 클러치의 비틀림 특서엥 따라 주파수분석을 수행하여 치타음 저감 방법을 연구하였고, T.Sakai는 5자유도 모델을 이용하여 엔진 공회전시 발생하는 치타음에 대해 이론과 실험을 통해 해석하고, 엔진 회전수 변동, 클러치 특성, 변속기의 드래그(drag) 토크의 영향과 치타음 저감을 위한 개선된 클러치 특성을 제시하였다. 이 외에도 Thomas C.T.와 E.P.Petkus는 특정 차량에 대한 동력전달계의 비틀림 진동 현상에 대해 연구하였다. 이러한 연구들로 볼 때, 자동차 동력전달계에서 발생하는 진동은 이론과 실험을 통해 그 해석이 가능하며 설계에 매우 유용하게 이용되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구는 4 실린더 4 싸이클 1.5 L 엔진을 장착한 경승용차의 실차 주행실험을 통해 가속 페달의 급조작에 따른 차체의 종진동 현상을 측정하고, 엔진-변속기-타이어-차체의 반환정계 4자유도 진동모델로 시뮬레이션을 수행하여 실차 주행실험의 결과치와 비교, 분석한 후 클러치 비틀림 특성을 비롯한 자동차 동력전달계의 각 설계인자들이 차체의 종진동에 어떠한 영향을 미치는가를 해석하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권12호
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• pp.95-104
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• 1997

We consider controller design problem to enhance shift quality for automatic transmission. A dynamic modeling related to shifting (mainly 2-3 up-shift) is constructed and nonlinear robust controllers are designed to reduce output torque during shifting. Suggesting a new hydraulic circuit enabling the direct clutch drive, the control activity is extended and more implementable than the conventional design. The designed robust controllers overcome the unmodeled dynamics and the uncertainty embending in the system. Moreover, the dynamic effect between the clutch pressure and the PWM valve duty is considered via singular perturbation technique.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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• pp.198-204
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• 1994

차량 축계의 비틀림진동은 엔진 공회전시와 정속주행시(완만한 가감속) 및 가속페달 급조작에 따른 급격한 가감속에 대해 각각 고유한 동특성을 나타내면서 차체의 진동과 소음을 유발시킨다. 공회전시의 진동해석 및 가속페달 급조작에 따른 차량 전후 진동에 대해서는 지금까지 많은 연구가 진행되어 상당한 발전을 이룩한 반면 완만한 가감속시 차량의 전속도 구간에서의 진동해석에 대해서는 해석상의 어려움으로 인해 주로 실험에 의한 접근 방법에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 수동변속기가 장착된 전륜구동 승용차를 대상으로 차량 전속도 구간에서 축계의 비틀림진동 해석을 할 수 있는 방법을 개발하였으며, 개발된 방법을 트랜스미션 축진동 저감을 위한 클러치 비선형특성 튜닝에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 강제진동해석방법은 수동변속기가 장착된 모든 종류의 차량에 적용할 수 있을 것으로 기대되며 자동변속기의 댐퍼클러치 설계에도 응용될 수 있을 것이다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제13권1호
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• pp.1-9
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• 2016

Nowadays automatic transmission equipped vehicles prevail in construction and agricultural equipment due to their convenience in driving and operation. Though domestic vehicle manufacturers install imported electronic controlled transmissions at present, overseas products will be replaced by domestic ones in the near future owing to development efforts over the past 10 years. For passenger cars, there are many kinds of shift control algorithms that enhance the shift quality such as feedback and learning control. However, since shift control technologies for heavy duty vehicles are not highly developed, it is possible to improve the shift quality with an organized control method. A feedback control algorithm for neutral-into-gear shift, which is enabled during the inertia phase for the master clutch slip speed to track the slip speed reference, is proposed based on the power transmission structure of TH100. The performance of the feedback shift control is verified by a vehicle test which is implemented with firmware embedded TCU. As the master clutch engages along the predetermined speed trajectory, it can be concluded that the shift quality can be managed by a shift time control parameter. By extending the proposed feedback algorithm for neutral-into-gear shift to gear change and shuttle shift, it is expected that the quality of the shift can be improved.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권3호
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• pp.663-670
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• 1998

Most of feedback shift controllers developed in the past have fixed control parameters tuned by experts using a trial and error method. Therefore, those controllers cannot satisfy the best control performance under various driving conditions. To improve the shift quality under various driving conditions, a new self-organizing controller(SOC) that has an optimal control performance through self-learning of driving conditions and driver's pattern is designed in this study. The proposed SOC algorithm for the shift controller uses simple descent method and has less calculation time than complex fuzzy relation, thus makes real-time control passible. PCSV (Pressure Control Solenoid Valve) control current is used as a control input, and turbine speed of the torque converter is used indirectly to monitor the transient torque as a feedback signal, which is more convenient to use and economic than the torque signal measured directoly by a torque sensor. The results of computer simulations show that an apparent reduction of shift-transient torque is obtained through the process of each run without initial fuzzy rules and a good control performance in the shift-transient torque is also obtained.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권11호
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• pp.24-34
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• 2019

An automotive automatic transmission is a popular power-transmitting device in passenger vehicles, as it provides various speed ratios for diverse driving conditions with easy manipulation and smooth gear shifting. The transmission is mainly composed of input and output shafts, planetary gear sets, brakes/clutches, and housing, and it yields multiple forward gears and one reverse gear by actuating the shifting devices of the brakes and clutches. In developing a new transmission, kinematic configurations of a transmission, which presents a brief structure and actuation schemes for speed ratios, need to be checked to determine if the structure can be assembled in a layout. It is impossible for a transmission concept having any interference in connecting main components to be developed further in the design process, since connection interference leads to failure of a layout design in the 2-D plane. In this research, an analysis of the assemblability of a front-wheel drive automatic transmission is carried out on an example concept design by applying the vertex addition algorithm based on graph theory.

• 동력기계공학회지
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• 제15권3호
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• pp.12-17
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• 2011

Gears are useful for power transmission due to excellent power transmission performance, low cost, and compactness. In addition, gears have constant speed ratio, compact structure, and excellent efficiency. In order to transmit higher power, the new multi-range transmission requires gears which have greater strength than the existing transmission. This study evaluates stability and durability through gear analysis of the multi-range transmission in commercial vehicles using ROMAX-DESIGNER program. Also, strength design evaluation is carried out by the analysis results which are compared with gear strength theory of AGMA standard. Bending stress and contact stress on gears are lower than their allowable stresses. Therefore, we can evaluate the safety of the gear strength design in multi-range transmission.