KR0136140B1 - 수동변속기 차량을 위한 자동변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기 차량을 위한 자동변속장치에 관한 것으로, 종래의 장치에서는 기어변속시에 클러치를 밟을 필요는 없으나 기어변속버튼(47)에 운전자가 원하는 변속기어 상태를 일일히 입력해야 하므로 수동변속장치에서 편의성이 크게 개선되지 못하였으며, 공기 공급장치와 같은 별도의 장치를 필요로 하므로 장치가 매우 복잡해져서 비용증가 및 중량증가의 문제가 있었으나, 본 발명에서는 제어기에 의해 동작하는 유압펌프와, 상기 유압펌프로 부터 클러치 조작용 실린더사이의 관로에 설치되며 제어기에 의해 동작하는 클러치 제어밸브와, 변속포크축과 스플라인 이음연결된 스플라인축을 회전조작하기 위한 변속레일실린더의 양단과 유압펌프 사이에 설치되며 제어기에 의해 동작하는 변속레일선택 1,2차밸브와, 상기 변속포크축을 상하 작동하기 위한 변속실린더의 양단과 유압펌프 사이에 설치되며 제어기에 의해 동작하는 변속 1,2차 밸브로 구성함에 의해, 필요시에는 노면 주행조건에 따라 자동변속이 용이하게 이루어 지도록 하였다.

Description

수동변속기 차량을 위한 자동변속장치

제1도는 본 발명의 장치 설명도.

제2도는 종래 기술에 의한 자동변속 장치의 공압회로도.

제3도는 종래 기술에 의한 자동변속 장치의 공압공급 상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

15 : 제어기16 : 엔진

17 : 변속레버18 : 변속케이블

19 : 변속레일선택케이블20 : 변속레일선택포크

21 : 변속링크22 : 변속포크

23 : 스플라인부24 : 변속1차밸브

25 : 변속2차밸브26 : 변속레일 피스톤

27 : 변속레일선택2차밸브28 : 변속레일선택1차밸브

29 : 유압모우터30 : 클러치 제어밸브

31 : 유압펌프32 : 피니언

33 : 래크34 : 스플라이부

35 : 기어오일36 : 변속링키지

37 : 변속실린더38 : 변속피스톤

39 : 클러치 실린더40 : 클러치 피스톤

41 : 릴리스레버42 : 클러치

43 : 트랜스미션44 : 좌우선택가이드

45 : 피스톤 로드46 : 변속레일실린더

47 : 피스톤 로드48 : 변속포크축

49 : 스플라인축

본 발명은 수동변속기 차량을 위한 자동변속장치에 관한 것으로, 특히 차량주행중 운전자의 선택에 따라서 차량의 기어를 수동 또는 자동으로 변속시킬 수 있는 장치로서 차량 운행중 운전자의 편의를 제공하는 장치에 관한 것이다.

수동변속기 방식은 클러치를 밟은 상태에서 기어레버를 조작하여 변속하는 방식으로서, 운전자가 요구하는 변속상태로 신속히 변환시켜 줄수 있는 장점이 있으나, 주행중 계속적으로 수동변속 조작해 주어야 하므로 번거러운 문제점이 있었다.

이에 따라 최근에는 유체 마찰에 의한 토크 컨버터 방식의 자동변속기 방식이 많이 사용되고 있는데, 이 방식은 주행도중 변속조작을 하지 않아도 되는 장점은 있으나, 운전자가 요구하는 변속상태로 신속한 변속이 이루어지기 힘들고 급가속 성능이 수동변속기 보다 떨어지므로 다이나믹(Dynamic)한 운전을 원하는 운전자를 만족시켜 주기가 어려웠으며 자동변속기의 가격이 고가이므로 경차에서는 보급이 어려운 문제점도 있었다.

이와 같은 문제점이 일부 개량된 수동변속기의 고압을 이용한 자동변속 장치가 국내특허공고 제95-10098호에 공지되어 있는데, 그 구성은 제2도에 도시된 바와 같이 변속기의 변속기 로드에 일단이 연결된 피스톤 로드(50)가 전후 왕복운동 및 좌우 회전운동을 할수 있도록, 포트(a,b,c)를 개폐하는 3개의 솔레노이드 밸브(51,52,53)가 설치된 공압실린더(54)와, 상기 공압실린더(54)의 피스톤 로드(50) 타단에 설치되는 돌기(55)와, 상기 돌기(55)의 위치를 감지하여 변속기의 변속상태를 감지하는 기어위치센서(56)와 상기 변속기의 변속단수(1단~5단후진)를 선택하는 기어변속버튼(57)과, 상기 기어위치센서(56)로 부터 입력된 현재 기어위치상태와 상기 기어변속버튼(57)의 입력신호에 따라서 상기 공압실린더(54)의 포트(a,b,c)를 개폐하는 3개의 솔레노이드 밸브(51,52,53)를 제어하여 공기압 서비스유닛(58)의 압축공기를 공압실린더(54)의 각각의 포드(a,b,c)로 공급/차단시키도록 제어하여 변속기의 변속단수(1단~5단후진)를 변환시키는 제어(15')을 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성되는 종래의 장치에서는 운전자가 기어변속버튼(57)을 조작하면 그 신호가 제어기(15')에 입력되고 제어지(15')는 기어위치센서(56)로 부터 현재 기어위치를 입력받고 변속이 필요하다고 판단하면 제3도에서와 같이 솔레노이드밸브(51,52,53)을 제어함에 의해 공기압 서비스유닛(58)으로 부터 공급되는 공기를 제어하고, 이에 따라 공압실린더(54)가 제어되도록 하여 운전자가 원하는 변속이 이루어지는 것이다.

그런데, 상기한 종래의 장치에서는 기어변속시에 클러치를 밟을 필요는 없으나 기어변속버튼(57)에 운전자가 원하는 변속기어 상태를 일일히 입력해야 하므로 수동변속장치에서 편의성이 크게 개선되지 못하였으며, 제어기(15') 또는 솔레노이드밸브(51,52,53)등에 문제가 생기면 일체 변속이 되지 않게 되는 심각한 문제가 있을 뿐만 아니라, 공기 공급장치와 같은 별도의 장치를 필요로 하므로 장치가 매우 복잡해져서 비용증가 및 중량증가의 문제가 있으며, 또한 상대적으로 많은 부품을 조립함으로써 발생되는 조립불량을 배제할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 운전자의 수동 및 자동선택 의지에 따라 차량의 변속이 완전한 수동조작 상태에서 완전한 자동조작 상태로 용이하게 변환되면서, 그 구조가 비교적 간단하여 저렴한 비용으로 장착이 가능하도록 하는데에 목적이 있는 것이며, 그 해결 방안으로는 제어기에 의해 동작하는 유압펌프와, 상기 유압펌프로 부터 클러치 조작용 실린더 사이의 관로에 설치되며 제어기에 의해 동작하는 클러치 제어밸브와, 변속포크축과 스플라인 이음연결된 스플라인축을 회전조작하기 위한 변속레일실린더의 양단과 유압펌프 사이에 설치되며 제어기에 의해 동작되는 변속레일선택1,2차 밸브와, 상기 변속포크축을 상하 작동하기 위한 변속실린더의 양단과 유압펌프 사이에 설치되며 제어기에 의해 동작되는 변속 1,2차 밸브로 구성함에 의해, 필요시에는 노면 주행조건에 따라 자동변속이 용이하게 이루어지 지도록 하고 있다.

첨부도면에 의해 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명 장치의 설명도로서 이상의 도면에서 보면, 변속레버(17)와 트랜스미션(43)의 변속링크(21)가 변속케이블(18)에 의해 연결되고, 변속레버(17)의 좌우선택 가이드(44)는 선택케이블(19)에 의해 트랜스미션(43)의 선택포크(20)에 연결되는 수동변속기에 있어서; 제어기(15)에 부터의 출력신호의 의해 동작하는 유압모우터(29)와 연결되어 기어오일(35)을 공급하도록 작동되는 유압펌프(31)와, 상기 유압펌프(31)와 관로가 연결되며 내부에 위치한 피스톤(40)의 피스톤 로드(45)와 링크 결합된 릴리스 레버(41)에 의해 클러치(42)가 구동토록 연결되는 클러치 실린더(39)와, 상기 유압펌프(31)와, 상기 클러치 실린더(39)사이의 관로내에 위치하며 제어기(15)에 의해 동작하는 클러치 제어밸브(30)와, 상기 유압펌프(31)와 양측단이 각각 관로 연결되며 내부에 위치한 변속레일 피스톤(26)의 피스톤 로드(47)의 선단에는 래크(33)가 형성되어 변속포크축(48)과 스플라인 이음 연결된 스플라인축(49)의 선단에 형성된 피니언(32)과 연결되는 변속 레일 실린더(46)와, 상기 실린더(46) 양단과 유압펌프(31)와의 관로사이에 각각 위치하며 제어기(15)에 의해 동작하는 변속레일 선택 1차밸브(28) 및 변속레일선택2차밸브(27)와, 상기 유압펌프(31)와 양측단이 각각 관로연결되며 내부에 위치한 변속피스톤(38)은 상기 변속포크축(48)에 축결합 되는 변속실린더(37)와, 상기 변속실린더(37)의 양단과 유압펌프(31)와의 관로 사이에 각각 위치하며 제어기(15)에 의해 동작하는 변속1차밸브(24) 및 변속2차밸브(25)로 구성된다.

또한, 상기 제어기(15)는 입력신호로서 변속단수신호(1), 차속(2), 블레이크 신호(3), 악셀레이터신호(4), 클러치 상태신호(5), 엔지RPM(6), 수동/자동신호(7)가 입력되고, 상기 입력신호들에 의해 클러치 제어밸브신호(8), 유압모우터 동작신호(9), 변속레일선택1차제어밸브 조작신호(10), 변속레일2차제어밸브 조작신호(11), 변속2차밸브제어신호(12), 변속1차밸브제어신호(13), 엔진RPM 제어신호(14)를 출력하도록 구성된다.

또한, 상기한 유압모우터 동작신호(9)는 유압모우터(29)에 연결되며, 클러치제어밸브신호(8)는 클러치 제어밸브(30)에 연결되며, 변속레일선택1차제어밸브(10)는 변속레일선택1차밸브(28)에 연결되며, 변속레일선택2차제어밸브(11)는 변속레일선택2차밸브(27)에 연결되며, 변속2차밸브 제어신호(12)는 변속2차밸브(25)에 연결되며, 변속1차밸브 제어신호(13)는 변속1차밸브(24)에 연결된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명 장치는 다음과 같이 작동한다.

운전자가 수동변속 상태를 유지하다가 자동변속상태로 전환하기 위해 변속모드 전환스위치(미도시함)를 자동변속 상태로 조작하면, 제어기(15)에 자동신호(7)가 입력되는데, 이때 제어기(15)는 엔진 RPM(6)이 입력되면 유압모우터 동작신호(9)를 통해서 유압모우터(29)을 회전시킨다. 그러면 유압펌프(31)가 회전하여 기어오일(35)을 각각의 제어밸브 라인으로 강제 토출시킨다. 이때 악셀레이터 신호(4)가 입력되면 제어기(15)는 신속히 클러치 제어밸브신호(8)을 통해서 클러치제어밸브(30)을 ON하여 유압펌프(31)에서 발생된 유압이 클러치 실린더(39)의 피스톤(40)에 작용토록하고, 릴리스레버(41)를 움직여 클러치(42)을 차단함에 의해 엔진(16)으로 부터의 동력이 프랜스미션(43)에 전달되지 못하도록 한다.

또한 이와함께 엔진RPM 제어신호(14)를 통해서 엔진RPM이 적정수준이 되도록 자동 저감시킨다. 그리고 변속레일 선택 1차 제어 밸브(10)과 변속레일선택2차제어밸브(11)을 통해서 변속레일선택1차밸브(28) 및 2차제어밸브(27)을 제어하여 변속레일 피스톤(26)을 움직여 래크(33)가 피니언(32)을 회전시키도록 하고 변속링키지(36)을 좌우방향으로 움직여서 변속레일을 선택한다.

그리고 변속레일 선택이 완료되면 제어기(15)는 변속1차밸브제어신호(13)과 2차밸브제어신호(12)을 통해서 변속1차밸브(24) 및 변속2차밸브(25)을 제어하여 변속피스톤(38)을 중립에서 상 또는 하로 움직여 변속포크(22)가 스플라인부(34)를 통해 상하로 움직이도록 하여, 변속링키지(36)를 상하로 움직이도록 함에 의해 원하는 변속이 이루어지게 된다.

그리고 차속신호(2)를 바탕으로 차속이 증가하면 자동으로 각각의 밸브를 제어하여 변속패턴 처럼 변속포크(22)와 변속링키지(36)를 움직여서 자동으로 변속할 수 있다. 또한 변속이 완료되면 제어기(15)는 서서히 클러치 제어밸브(30)를 OFF하여 클러치가 정상적으로 연결될 수 있도록 하고 다시 서서히 엔진RPM을 상승시켜 차량의 부드러운 출발을 가능하게 한다.

그러므로 차량은 차속에 따라서 자동으로 변속이 가능하여 안전하게 주행을 할수 있다. 또한 운전자가 자동변속 상태에서 수동변속 상태로 전환하기 위해 변속모드스위치(미도시함)를 수동변속 상태로 조작하면 제어기(15)에 수동신호(7)가 입력되며, 이때로 부터 제어기(15)는 아무런 동작도 하지 않게 된다.

따라서 운전자는 변속레버(17)를 손으로 직접 조작하여 선택케이블(19)과 변속케이블(18)이 수동제어 되도록함에 의해 운전자가 원하는 변속단수로 기어변속을 할 수 있다.

이와 같이 본 발명 장치는 제어기에 의해 동작하는 유압펌프와, 상기 유압펌프로 부터 클러치 조작용 실린더 사이의 관로에 설치되며 제어기에 의해 동작하는 클러치 제어밸브와, 변속포크축과 스플라인 이음연결된 스플라인축을 회전조작하기 위한 변속레일실린더의 양단과 유압펌프 사이에 설치되며 제어기에 의해 동작되는 변속레일선택1,2차 밸브와, 상기 변속포크축을 상하 작동하기 위한 변속실린더의 양단과 유압펌프 사이에 설치되며 제어기에 의해 동작되는 변속 1,2차 밸브로 구성하여, 필요시에는 노면 주행조건에 따라 자동변속이 용이하게 이루어 지도록 함에 의해 완전한 자동변속이 가능토록 하면서 공기공급 장치와 같은 고가의 장치를 필요로 하지 않으므로 저렴한 제조단가로 공급이 가능할 뿐만 아니라, 운전자의 기호에 따라 수동변속 또는 자동변속으로의 전환이 용이하게 되는 우수한 발명이다.

Claims (3)

1. 변속레버(17)와 트랜스미션(43)의 변속링크(21)가 변속케이블(18)에 의해 연결되고, 변속레버(17)의 좌우선택 가이드(44)는 선택케이블(19)에 의해 트랜스미션(43)의 선택포크(20)에 연결되는 수동변속기에 있어서; 제어기(15)로 부터의 출력신호의 의해 동작하는 유압모우터(29)와 연결되어 기어오일(35)을 공급하도록 작동되는 유압펌프(31)와, 상기 유압펌프(31)와 관로가 연결되며 내부에 위치한 피스톤(40)의 피스톤 로드(45)와 링크 결합된 릴리스 레버(41)에 의해 클러치(42)가 구동토록 연결되는 클러치 실린더(39)와, 상기 유압펌프(31)와, 상기 클러치 실린더(39) 사이의 관로내에 위치하며제어기(15)에 의해 동작하는 클러치 제어밸브(30)와, 상기 유압펌프(31)와 양측단이 각각 관로 연결되며 내부에 위치한 변속레일 피스톤(26)의 피스톤 로드(47)의 선단에는 래크(33)가 형성되어 변속포크축(48)과 스플라인 이음 연결된 스플라인축(49)의 선단에 형성된 피니언(32)과 연결되는 변속레일 실린더(46)와, 상기 실린더(46) 양단과 유압펌프(31)와의 관로사이에 각각 위치하며 제어기(15)에 의해동작하는 변속레일 선택 1차밸브(28) 및 변속레일선택2차밸브(27)와, 상기 유압펌프(31)와 양측단이각각 관료연결되며 내부에 위치한 변속피스톤(38)은 상기 변속포크축(48)에 축결합 되는 변속실린더(37)와, 상기 변속실린더(37)의 양단과 유압펌프(31)와의 관로 사이에 각각 위치하며 제어기(15)에 의해 동작하는 변속1차밸브(24) 및 변속2차밸브(25)로 구성됨을 특징으로 하는 수동변속기 차량을 위한자동변속장치.
2. 제1항에 있어서, 제어기(15)는 입력신호로서 변속단수신호(1), 차속(2), 브레이크 신호(3), 악셀레이터신호(4), 클러치 상태신호(5), 엔지RPM(6), 수동/자동신호(7)가 입력되고, 상기 입력신호들에의해 클러치 제어밸브신호(8), 유압모우터 동작신호(9), 변속레일선택1차제어밸브 조작신호(10), 변속레일선택2차제어밸브 조작신호(11), 변속2차밸브제어신호(12), 변속1차밸브제어신호(13), 엔진RPM 제어신호(14)를 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기 차량을 위한 자동변속장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유압모우터 동작신호(9)는 유압모우터(29)에 연결되며, 클러치 제어밸브신호(8)는 클러치 제어밸브(30)에 연결되며, 변속레일선택1차제어밸브(10)는 변속레일선택1차밸브(28)에 연결되며, 변속레일선택2차제어밸브(11)는 변속레일선택2차밸브(27)에 연결되며, 변속2차밸브제어신호(12)는 변속2차밸브(25)에 연결되며, 변속1차밸브 제어신호(13)는 변속1차밸브(24)에 연결된것을 특징으로 하는 수동변속기 차량을 위한 자동변속장치.