KR0148338B1 - 수동변속기 클러치의 자동제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기 차량의 자동 클러치 제어장치에 관한 것으로 차량주행 중 변속시 또는 제동시 주위상황에 따라 클러치를 자동으로 제어함으로써 부드러운 출발과 잦은 클러치 조작에 따른 운전자의 피로를 경감시켜주는 수동변속기 클러치의 자동제어 장치에 관한 것으로, 종래의 클러치 자동제어 장치는 부압과 대기압의 차이를 이용하여 클러치를 제어하는 구조로서, 구조상 부드럽고 미세한 클러치 접속제어가 어려우며, 엔진 부압을 이용함으로써 엔진출력에 따른 부압의 변동이 발생되므로 정확한 제어가 어렵고, 클러치 페달이 케이블을 통해 진공부우스터와 연결되어 부우스터 저항이 함께 클러치 페달에 작용하게 되므로, 클러치 페달조작시 많은 힘이 필요하게 되어 장시간 운행시 운전자의 피로를 가증시키게 되는 문제점이 있었으나, 본 발명 장치에서는 클러치 페달조작에 의해 작동되는 클러치 레버가 차속신호 악셀페달신호등과 같은 각종 입력신호에 의해 동작하는 제어기와 연결된 파워 모우터에 의해서도 자동적으로 제어되도록 구성함에 의해, 클러치의 차단 및 연결이 주위 상황에 맞추어 최적 제어토록하여 항상 부드러운 출발 및 주행동작이 이루어 지도록 하고, 클러치의 페달을 수동조작 할시에도 과도한 힘이 필요하지 않도록하여 운전자의 조작 편이성을 향상되도록 하였다.

Description

수동변속기 클러치의 자동제어 장치

제1도는 종래 기술에 의한 클러치 자동제어 장치의 블록 다이어그램.

제2도는 종래 기술에 의한 클러치 자동제어 장치의 일실시예를 도시한 계통도.

제3도는 본 발명인 수동변속기 클러치의 자동제어 장치의 시스템 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 클러치마스터실린더 2 : 클러치 피스톤

3 : 클러치 페달 4 : 리턴 스프링

5 : 파워 피스톤 6 : 유성기어장치

7 : 파워모우터 8 : 볼 스크류

9 : 볼 너트 10 : 파워실린더

11 : 클러치 실린더 12 : 클러치 피스톤

14 : 클러치 레버 20 : 제어기

21 : 파워모우터 제어신호 22 : 고장경고등

24 : 리턴스프링 25 : 압유로

26 : 피스톤로드 27 : 리턴스프링

28 : 압유로

본 발명은 수동변속기 차량의 자동 클러치 제어장치에 관한 것으로 차량주행 중 변속시 또는 제동시 주위상황에 따라 클러치를 자동으로 제어함으로써 부드러운 출발과 잦은 클러치 조작에 따른 운전자의 피로를 경감시켜주는 수동변속기 클러치의 자동제어 장치에 관한 것이다,

일반적으로 자동차의 경우 엔진으로부터 발생되는 동력을 차축으로 전달하는 경우 클러치가 사용되게 된다. 수동변속기를 갖는 경우에 있어서는 풋클러치가 필수적으로 적용되고 있으며, 자동변속기의 경우에 있어서는 풋클러치는 없으나 이러한 자동변속기는 수동변속기에 비하여 정비 및 동력효율이 저하되는 등의 일반적인 단점을 갖게 되는 것은 주지의 사실이다.

반면, 수동변속기를 갖는 경우에 있어서는 상기 단점은 해소될 수 있으나 동력전달을 행할 경우 풋클러치를 밟아야함 하므므로서 조작이 번거롭고 오조작에 의한 엔진의 정지등이 문제시 되기도 한다.

이러한 수동변속기의 풋클러치는 이를 조작하는 운전자를 피로하게 하는 요인이 되고 있고, 교통체증이 심한 대도시에서는 클러치를 자주 조작하게 되는 관계로 스트레스의 원인이 되고 있으며 특히, 초보운전자들의 경우에는 더욱더 그러하다.

결과적으로 수동변속기의 불편한 개념을 배제할 수 없는 것이다. 한편, 풋클러치 페달을 자동조작 되도록 하기 위하여 종래에도 다수의 안이 개발된 바 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 클러치 자동제어 장치의 블록 다이어 그램이고, 제2도는 종래 기술에 의한 클러치 자동제어 장치의 일실시예를 도시한 계통도로서, 상기 도면은 대한민국 특허출원공고 제93-3215호에 개시된 풋클러치의 자동제어장치에 관한 것으로 상기 도면에서 보면, 자동차의 클러치를 자동으로 단속할 수 있도록 된 풋클러치의 자동제어 장치를 형성함에 있어서, 스피드센서(S/S), 터치스위치(A), 브레이크스위치(BRK S/W) 액슬레이터 스위치(ACC S/W)와 변속기의 중립상태를 검출하여 접지신호를 발생하는 중립기어스위치(Nut S/W) 및 하향경사를 검출하여 접지신호를 발생하는 경사스위치(Ob₁S/W)로서 이루어지는 입력부(IN)가 제어부(CTRL)에 입력연결되어 이 입력요소의 상태에 따라서 출력(OP₁, OP₂, OP₃)을 발생하되 제어부(CTRL)의 각 출력단(OP₁, OP₂, OP₃)에는 3포트 2웨이 솔레노이드밸브(SV₁, SV₂, SV₃)를 각각 연결하여 이에 액취에이터(ACT)를 결합한 구동계(D)로서 이루어지되, 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)의 포트 A에는 구동매체를 연결하고 P에는 액취에이터(ACT)를 연결하여 액취에이터(ACT)의 작동력을 클러치 조작기구(CCM)의 릴리스포크에 전달하도록 이루며, 솔레노이드밸브(SV₃)의 포트 B에는 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 P를 연결하고 상기 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 A,B에는 상이한 속도조절용 오리피스가 결합되어 대기압에 연결되도록 구성되는데, 이와같이 구성되는 종래의 클러치 자동제어 장치는 부압과 대기압을 이용한 클러치 제어장치로 평상시 운전자는 클러치 페달(CP)을 밟음으로서 고정된 케이블(CC)을 통해서 클러치(CCM)를 차단하거나 연결할 수 있으며, 자동제어시에는 제어기(CTRL)를 통해서 각종 정보를 받아들여 주행중 감속시 규정치 이하이면 자동으로 솔레노이드밸브(SV₁, SV₂, SV₃) 제어하여 클러치(CCM)를 자동차단하고, 운전자가 악셀레이터 페달을 밟으면 다시 자동으로 클러치(CCM)를 연결한다.

또한 터치 스위치를 이용하여 손으로 클러치를 차단후 변속을 한 뒤 손은 떼면 자동으로 클러치가 연결되어 정상주행을 할수 있게 되는 것이다.

그런데 전술한 바와같은 종래의 클러치 자동제어 장치는 주압과 대기압의 차이를 이용하여 클러치를 제어하는 구조로서, 구조상 부드럽고 미세한 클러치 접속 제어가 어려우며, 엔진 부압을 이용함으로써 엔진출력에 따른 부압의 변동이 발생되므로 정확한 제어가 어렵고, 클러치 페달로 클러치 차단시 클러치 페달이 케이블을 통해 진공부우스터와 연결되어 부우스터 저항이 함께 클러치 페달에 작용하게 되므로, 클러치 페달조작시 많은 힘이 필요하게 되어 장시간 운행시 운전자의 피로를 가증시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 클러치 페달조작에 의해 작동되는 클러치 레버가 차속신호 악셀페달신호등과 같은 각종 입력신호에 의해 동작하는 제어기와 연결된 파워 모우터에 의해서도 자동적으로 제어되도록 구성함에 의해, 클러치의 차단 및 연결이 주위 상황에 맞추어 최적 제어토록하여 항상 부드러운 출발 및 주행동작이 이루어 지도록 하고, 클러치의 페달을 수동조작할시에도 과도한 힘이 필요하지 않도록 하여 운전자의 조작 편이성을 향상시키는데 목적이 있으며, 그 해결 방안으로는 클러치 페달과 연결된 클러치 피스톤이 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더의 클러치 레버에 연결된 클러치 피스톤이 내부에 위치하는 클러치 실린더를 압유로에 의해 서로 연결하여 클러치 페달의 수동 조작시 클러치 레버가 작동되도록 하고 차속, 악셀페달신호, 브레이크 신호, 엔진 RPM신호, 변속신호와 같은 각종 입력 신호를 받아서 파우 모우터에 의해 자동제어 되는 파워피스톤이 내부에 위치하는 파워실린더에로 상기 압유로가 분기 연결되도록하여, 클러치의 작동이 주위 상황에 적합하도록 자동적으로 최적제어가 가능하도록 하고 있다.

첨부도면에 의해 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명인 수동변속기 클러치의 자동제어 장치의 시스템 설명도로서 상기 도면에서 보면, 클러치 페달(3) 단부에 연결된 클러치 피스톤(2)이 리턴스프링(4)과 함께 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더(1)와, 파워무오터(7) 축단에 형성된 볼스크류(8)에 외접하는 볼너트(9)에 연결된 파워피스톤(5)이 리턴스프링(24)과 함께 내부에 위치하며 상기 클러치 마스터 실린더(1) 중단과 그 중단에서 압유로(25)가 연결되는 파워 실린더(10)와, 클러치 레버(14)의 종단에 연결된 피스톤로드(26)의 단부에는 클러치 피스톤(12)이 연결되고 상기 피스톤 로드(26)에는 리턴스프링(27)이 그 내부에 위치하며 상기 파워 실린더(10)의 선단과 그 선단에서 압유로(28)가 연결되는 클러치 실린더(11)와, 차속(15), 악셀페달신호(16), 브레이크신호(17), 엔진RPM신호(18), 변속신호(19)와 같은 각종 입력신호에 의해 상기 파워모우터(7)를 제어하는 파워모우터 제어신호(21)를 출력하게 되는 제어기(20)로 구성된다.

또한 상기 파워모우터(7)축과 볼스크류(8) 사이에 동력 전달장치로서 유성기어장치(6)를 연결구성 할수 있다.

또한 상기 제어기(20)로부터 출력되는 고장경고등 신호(23)가 고장경고등(22)에 연결되도록 구성할 수 있다.

이와같이 구성되는 본 발명 장치는 다음과 같이 작동한다.

엔진이 시동되면 제어기(20)는 주변센서들로부터 각종 정보를 받아 들인다.

이때 변속신호(19)가 입력되면 제어기(20)는 파워모우터 제어신호(21)를 통해서 파워모우터(7)를 정회전 시킨다. 이때 동력은 유성기어장치(6)를 통해서 볼스크류(8)에 전달되면 그로인해 볼너트(9)가 전방으로 이동한다.

따라서 파워피스톤(5)이 함께 전진하게 되며 파워실린더(10)에 유압이 발생한다. 파워실린더(10)에 발생된 유압은 압유로(28)를 통해 클러치실런더(11)에 전달되어 클러치 피스톤(12)이 움직이므로써 클러치레버(14)를 조작하여 차량의 클러치를 차단하고, 변속이 완료되면 파워모우터(7)가 역회전하여 파워피스톤(5)이 후퇴됨에 의해 클러치레버(14)는 원상복귀 되어 클러치를 연결하게 된다. 또한 주행중 정차시 운전자가 브레이클를 밟아 차량이 감속되면 제어기(20)는 브레이크신호(17) 엔진RPM(18) 차속(15)을 참조하여 자동으로 파우모우터(7)를 동작시켜 클러치를 자동 차단하고 이때 악셀페달신호(16)을 참조하여 다시 클러치를 연결하여 정상적인 차량 주행이 가능하도록 한다.

따라서 운전자는 별도로 클러치 페달(3)을 사용하지 않아도 정상적으로 차량을 정지시키거나 출발시킬 수 있게 된다. 그리고 제어기(20)는 각종 입력수단의 문제발생시 정상적인 동작이 불가능 하게 되는데, 이때에는 제어기(20)가 고장경고등신호(23)를 출력하게 되어 고장경고등(22)을 점등하도록 함에 의해 운전자에게 자동 클러치의 고장상태를 인지토록 하고 수동으로 전환할 것을 경고하게 된다.

상기 내용은 클러치를 자동 동작시킬때의 작동상태이며, 클러치를 수동으로 조작하려면 종래의 일반적인 수동클러치 차량에서와 같이, 운전자가 클러치 페달(3)을 밟으면 클러치 마스터실린더(1)에 유압이 발생하게 되고, 클러치 마스터실린더(1)의 유압은 압유로(25,28)를 통하여 클러치 실린더(11)의 클러치 피스톤(12)에 작용하게 되므로, 피스톤로드(26)가 전진하게 됨에 의해 클러치레버(14)가 동작하게 되어, 운전자는 클러치 페달(3)을 수동조작함에 의해서도 정상적인 주행을 할수 있게 되는 것이다.

이와같이 본 발명 장치는 클러치 페달(3)과 연결된 클러치 피스톤(2)이 내부에 위치하는 클러치 마스터실린더(1)와 클러치레버(14)에 연결된 클러치 피스톤(12)이 내부에 위치하는 클러치실린더(11)를 압유로(25,28)에 의해 서로 연결하여 클러치페달(3)의 수동조작시 클러치레버(14)를 용이하게 조작가능토록 하고, 차속(15), 악셀페달신호(16), 브레이크신호(17), 엔진RPM(18), 변속신호(19)와 같은 각종 입력신호를 받아서 파워무오터(7)에 의해 자동제어되는 파워피스톤(5)이 내부에 위치하는 파워실린더(10)에로 상기 압유로(25)가 분기 연결되도록하여 클러치의 작동이 주위상황에 적합하도록 자동적으로 최적 제어가 가능토록 하는 우수한 발명이다.

Claims (3)

1. 클러치 페달(3) 단부에 연결된 클러치 피스톤(2)이 리턴스프링(4)과 함께 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더(1)와, 파워모우터(7) 축단에 형성된 볼스크류(8)에 외접하는 볼너트(9)에 연결된 파워피스톤(5)이 리턴스프링(24)과 함께 내부에 위치하며 상기 클러치 마스터 실린더(1) 중단과 그 중단에서 압유로(25)가 연결되는 파워 실린더(10)와, 클러치 레버(14)의 종단에 연결된 피스톤로드(26)의 단부에는 클러치 피스톤(12)이 연결되고 상기 피스톤 로드(26)에는 리턴스프링(27)이 그 내부에 위치하며 상기 파워 실린더(10)의 선단과 그 선단에서 압유로(28)가 연결되는 클러치 실린더(11)와, 차속(15), 악섹페달신호(16), 브레이크신호(17), 엔진RPM신호(18), 변속신호(19)와 같은 각종 입력신호에 의해 상기 파워모우터(7)를 제어하는 파워모우터 제어신호(21)를 출력하게 되는 제어기(20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치의 자동제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 파워모우터(7)축과 볼스크류(8) 사이에 유성기어장치가 연결된 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치의 자동제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어기(20)로부터 출력되는 고장경고등 신호(23)가 고장경고등(22)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치의 자동제어장치.