KR0148352B1

KR0148352B1 - 수동변속기 클러치의 자동제어 장치

Info

Publication number: KR0148352B1
Application number: KR1019960000772A
Authority: KR
Inventors: 김영철
Original assignee: 정몽원; 만도기계주식회사
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR970059524A

Abstract

본 발명은 수동변속기 차량의 자동 클러치 제어장치에 관한 것으로 차량주행 중 변속기 또는 제동시 주위상황에 따라 클러치를 자동으로 제어함으로써 부드러운 출발과 잦은 클러치 조작에 따른 운전자의 피로를 경감시켜주는 수동변속기 클러치의 자동제어 장치에 관한 것으로, 종래이 클러치 자동제어 장치는 부압과 대기압이 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 발명에서는 클러치 페달조작에 의해 작동되는 클러치 레버가 차속신호, 악셀페달신호등과 같은 각종 입력신호에 의해 동작하는 제어기와 연결된 가변제어 오리피스밸브 및 상기 오리피스밸브에 압유로 연결된 스티어링 펌프로부터의 공급 압유에 이해서는 자동적으로 제어되도록 구성함에 의해 클러치이 차단 및 연결이 주위상황에 맞추어 최적 제어토록 하여 항상 부드러운 출발 및 주행동작이 이루어지도록 하고, 클러치 페달을 수동조작 할 시에도 과도한 힘이 필요하지 않도록 하여 운전자이 조작 편의성을 향상되도록 하였다.

Description

수동변속기를 클러치의 자동제어장치

제1도는 종래 기술에 의한 클러치 자동제어 장치의 블록 다이어그램.

제2도는 종래 기술에 의한 클러치 자동제어 장치의 일실시예를 도시한 계통도.

제3도는 본 발명의 수동변속기를 클러치의 자동제어 장치에 대한 제1실시예를 도시한 시스템 설명도.

제4도는 본 발명인 수동변속기 클러치의 자동제어 장치에 대한 제2실시예를 도시한 시스템 설명도.

제5도는 본 발명인 수동변속기를 클러치의 자동제어 장치에 대한 제3실시예를 도시한 시스템 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 클로치마스터실린더 2 : 클럭치 피스톤

3 : 클러치 페달 4 : 리턴 스프링

5 : 압유로 7 : 압유로

8 : 파워스티어링기어박스 9 : 파워피스톤

10 : 파워실린더 11 : 클러치실린더

12 : 클러치피스톤 13 : 리턴스프링

14 : 클러치레버 20 : 제어기

21 : 피스톤로드 22 : 고장경고등

23 : 고장경고등신호 24 : 가변오리피스제어신호

25 : 엔진 26 : 파워스티어링펌프

27 : 오일탱크 28 : 가변제어오리피스밸브

29 : 리턴스프링 30, 31 : 압유복귀라인

32 : 바이패스유로 33 : 압유로

34 : 복귀단 35 : 유량분배기

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 자축으로 전달하는 경우 클러치가 사용되게 된다. 수동변속기를 갖는 경우에 있어서는 풋클러치가 필수로 적용되고 있으며, 자동변속기의 경우에 있어서 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 밝아야함 하므로서 조작이 번거롭고 오조작에 의한 엔진의 정지등이 문제시 되기도 한다.

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

결과적으로 수동변속기이 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 제93-3125호에 개시된 풋클러치의 자동제어장치에 관한 것으로 상기 도면에서 보면, 자동차의 클러치를 자동으로 단속할 수 있도록 된 쿳클러치의 자동제어 장치를 형성함에 있어서, 스피드센서(S/S), 터치스위치(A), 브레이크스위치(B가 S/W) 액슬레이터 스위치(ACC S/W)와 변속기의 중립상태를 검출하여 접지신호를 발생하는 중립기어스위치(Nnt S/W) 및 하향경사를 검출하여 접지신호를 발생하는 경사스위치(Ob1 S/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 액췌에이터(ACT)를 결합한 구동계(D)로서 이루어지되, 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)으 포트 A에는 구동매체를 연결하고 포트 P에는 액취에이터(ACT)를 연결하여 액취에티어(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 종래이 클러치 자동제어 장치는 부압과 대기압을 이용한 클러치 제어장치로 평상시 운전자는 클러치 페달(CP)을 밞음으로서 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 손을 떼면 자동으로 클러치가 연결되어 정상주행을 할 수 있게 되는 것이다.

그런데 전술한 바와 같은 종래이 클러치 자동제어 장치는 부압과 대기압의 차이를이용하여 클러치를 제어하는 구조로서, 구조상 부드럽고 미세한 클러치 접속제어가 어려우며, 엔진 부압을 이용함으로써 엔진출력을 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 가변제어 오리피스밸브 및 상기 오리피스밸브에 압유로가 연결된 스티어링 펌프로부터의 공급 압유에 의해서도 자동적으로 제어되도록 구성함에 의해 클러치의 차단 및 연결이 주위상황에 맞추어 최적 제어토록 하여 항상 부드럽운 출발 및 주행동작이 이루어지도록 하고, 클럭치 페달을 수동조작 할 시에도 과도한 힘이 필요하지 않도록 하여 운전자의 조작 편의성을 향상 시키는데 목적이 있으며, 그 해결 방안으로는 클러치페달과 연결된 클러치 피스톤이 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더와 클러치 레버에 연결된 클러치 피스톤이 내부에 위치하는 클러치 실린더를 압유로에 의해 서로 연결하여 클러치 페달의 수동조작시 클러치 레버가 작동되도록 하고 차속, 악셀페달신호, 브레이크신호, 엔진RPM신호, 변속신호와 같은 각종 입력신호를 받아서 가변제어 오리피스밸브제어 되도록 함과 동시에, 상기 가변제어 오리피스밸브에 의해 파워스티어링 펌프로 부터의 압유가 제어공급되며 내부에는 파워피스톤이 위치하는 파워실린더에로 상기한 압유로가 분기 연결되도록 하여, 클러치의 작동이 주위상황에 적합하도록 자동적으로 최적제어 가능하도록 하고 있다.

첨부도면에 의해 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명인 수동변속기 클러치의 자동제어장치에 대한 제1실시예를 도시한 시스템 설명도이며,

제4도는 본 발명인 수동변속기 클러치의 자동제어장치에 대한 제2실시예를 도시한 시스템 설명도이고,

제5도는 본 발명인 수동변속기를 클러치의 자동제어장치에 대한 제3실시예를 도시한 시스템 설명도로서 먼저 제3도를 보면, 파워스티어링 펌프(26)로 부터의 압유가 파워스티어링기어박스(8)에 공급되어 오일탱크(27)로 복귀되도록 구성된 파워스티어링 시스템을 가지는 수동변속기 클러치의 제어장치에 있어서 ; 클러치 페달(3) 단부에 연결된 클러치 피스톤(2)이 반대단에 리턴스프링(4)이 연결된 상태로 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더(1)와, 상기 파워스티어링펌프(26)의 압유복귀라인1(31)과 압유복귀라인2(30) 사이에 일측단이 가변제어 오리피스밸브(28)와 함께 연결되며 그 중단은 상기 클러치 마스터 실린더(1)의 중단과 연결된 압유로(5)와 연결되고 그 내부에는 파워피스톤(9)이 리턴스프링(29)과 함께 위치하며 그 중간부에는 상기 오일탱크(27)로 통하는 바이패스유로(32)가 형성된 파워 실린더(10)와, 클러치 레버(14)의 종단에 연결된 피스톤론드(21)의 단부에는 클러치피스톤(12)이 연결되고 상기 피스톤로드(21)에는 리턴스트링(13)이 그 내부에 위치하며 상기 파워실린더(10)의 선단과 그 선단에 압유로(7)가 연결되는 클러치 실린더(11)와, 차속(15), 악셀페달신호(16), 브레이크신호(17), 엔진PRM신호(18), 변속신호(19)와 같은 각종 입력신호에 의해 상기 가변제어 오리피스밸브(28)를 제어하는 가변오리피스 제어신호(24)를 출력하게 되는 제어기(20)로 구성된다.

또다른 실시예로 제4도와 같이 구성될 수 있는데, 나머지 부분은 제3도의 구성과 동일하게 하되 상기 파워 스티어링펌프(26)는 덴덤파워스티어링펌프(26')로 구성되며 가변제어 오리피스밸브(28)가 위치하는 파워실린더(10)의 일측단으러부터 분기된 압유로(33)가 상기한 텐덤파워스티어링펌프(26')의 복귀단(34)으로 연결 구성 할 수 있다.

또다른 실시예로 제5도와 같이 구성될 수 있는데, 나머지 부분은 제3도의 구성과 동일하게 하되 파워스티어링펌프(26)의 공급단과 파워스티어링기어박스(8)사이에 유량분배가(35)가 위치하며, 가변제어 오리피스벨브(28)가 위치하는 파워실린더(10)의 일측단으로부터 분기된 압유로(33)가 상기한 유량분배기(35)에 연결구성할 수 있다.

또한 상기한 바와같이 구성에서, 상기 제어기(20)로부터 출력되는 고장경고등신호(23)가 고장경고등(22)에 연결되도록 구성할 수도 있다.

이와같이 구성되는 본 발명 장치는 다음과 같이 작동한다.

먼저 제3도에서, 엔진(25)이 동작되면 파워스티어링 오일펌프(26)가 회전하여 유압을 발생시키는데, 이때 발생된 유압은 압유로(6)를 거쳐서 파워스티어링 기어박스(8)를 통해 압유복귀라인(31)으로 보내진다. 이때 제어기(20)에 별다른 신호가 입력되지 않으면 제어기(20)는 아무런 동작을 취하지 않으므로 가변제어 오리피스밸브(28)는 완전히 개방된 상태를 유지한다. 그러므로 압유복귀라인(31)에 가해진 유압은 가변제어 오리피스밸브(28)를 통해서 압유복귀라인(30)을 거쳐 오일탱크(27)로 복귀한다. 이때 제어기(20)에 변속신호(19)가 입력되면 제어기(20)는 가변오리피스 제어신호(23)을 통해서 가변제어 오리피스밸브(28)를 동작시켜 유로를 서서히 폐쇄하게 된다.

그러므로 압유복귀 라인(31)에서 보내진 유압은 파워시프톤(9)에 작용하고 그로 인해 파워피스톤(9)은 리턴스프링(29)을 압축하며 서서히 앞으로 이동한다. 이때 파워실린더(10)에 유압이 발생하여 클러치 실린더(11)에 보내진다. 그리고 파워피스톤(9)이 일정거리 만큼 이동하면 압유복귀라인(31)에 공급된 오일은 바이패스유로(32)와 압유복귀라인(30)을 통해서 오일탱크(27)로 보내진다.

그러므로 파워피스톤(9)에 의해서 발생된 유압은 클러치 실린더(11)에 공급되어 클러치 피스톤(12)을 동작시킴에 의해 클러치레버(14)을 동작시키게 되므로 차량의 클러치를 차단 및 연결할 수 있는 것이다.

그리고 변속이 완료되면 제어기(20)는 서서히 가변제어 오리피스밸브(28)의 전원을 차단하여 유로가 완전히 개방되도록 한다. 그러면 파워피스톤(9)에 가해지는 압력이 저하되어 리턴스프링(29)에 의해서 파워피스톤(9)은 리턴되고 압유복귀라인(31)에 공급되어 오일은 압유복귀라인(30)을 통해서 오일탱크(27)로 보내진다. 그러므로 클러치피스톤(12)은 리턴되고 클러치레버(14)도 원상 복귀되어 클러치를 자동으로 연결하여 정상 주행을 할 수 있도록 한다.

그리고 차량주행중 정차시 제어기(20)는 브레이크신호(17), 차속(15), 엔진 RPM(18)등을 참조하여 자동으로 클러치를 차단하게 차량정지시 엔진시동이 꺼지는 것을 방지하고, 악셀페달신호(16)가 입력되면 다시 클러치를 연결하여 차량이 정상 주행을 할 수 있도록 한다.

그리고 제어기(20)는 각종 입력수단의 문제발생시 정상적인 동자이 불가능하게 되는데, 이때에는 제어기(20)가 고장경고등신호(23)를 출력하게 되어 고장경고등(22)을 점등하도록 함에 의해 운전자에게 자동클러치의 고장상태를 인지토록 하고 수동으로 전환할 것을 경고하게 된다.

상기 내용은 클러치를 자동동작시킬때의 작동상태이며, 클러치를 수동으로 조작하려면 종래이 일반적인 수동클러치의 차량에서와 같이 운전자가 클러치페달(3)을 밟으면 클러치 마스터 실린더(1)에 유압이 발생하게 되고, 클러치 마스터 실린더(1)의 유압은 압유로(5, 7)를 통하여 클러치 실런더(11)의 클러치 피스톤(12)에 작용하게 되므로, 피스톤 로드(21)가 전진하게 됨에 이해 클러치 레버(14)가 동작하게 되어, 운전자는 클러치 페달(3)을 수동조작함에 의해서도 정상적인 주행을 할 수 있게 도는 것이다.

제2실시예는 상기한 제1실시예에서 약간 변형된 것으로 제4도에 도시된 바와 같이 작동하는데, 기존 일반 파워스티어링펌프(26)(제3도참조) 대신에 덴덤파워스티어링펌프(26')를 사용하므로, 가변제어 오리피스밸브(28)가 위치하는 파워실린더(10)의 일측단으로부터 분기된 압유로(33)가 상기한 텐덤파워스티어링펌프(26')의 복귀단(34)으로 연결됨에 의해, 가변제어 오리피스밸브(28)의 작동상태와 관계없이 파워스티어링 기어박스(8)에는 일정한 압유가 공급되도록 할 수 있다.

좀더 상세히 설명하면 제2실시예에서는 파워스티어링 기어박스(8)를 통해 압유복귀라인(31)에 공급된 오일이 압유복귀라인(30)와 압유로(33)를 통해 오일탱크(27) 및 스티어링펌프(26')의 복귀단(34)에 분기되어 복귀되도록 구성되므로, 가변제어 오리피스밸브(28)의 개도가 변함에 따라 압유복귀라인(30)과 압유로(33)를 통해 복귀되는 각각이 유량은 변하게 되지만 압유복귀라인(31)의 유량은 일정하게 됨에 따라, 가변제어 오리피스밸브(28)의 작동상태와 관계없이 파워스티어링 기어박스(8)에 일정한 압유가 공급되도록 할 수 있는 것이다.

제3실시예는 상기한 제1실시예에서 약간 변형된 것으로 제5도에 도시된 바와 같이 작동하는데, 파워스티어링펌프(26)의 공급단과 파워스티어링 기어박스(8) 사이에 위치하는 유량분배기(35)가 파워스티어링펌프(26)로 부터의 유량을 일정비율로 분배하여, 파워실린더(10)와 파워스티어링 기어박스(8)에 각각 공급하도록 되어 있으므로, 자동클러치의 동작 및 파워스티어링 기능 모두가 안정된 동작을 하게 되는 것이며, 그외의 기본적인 동작은 제1실시예의 경우와 동일하다.

이와같이 본 발명 장치는 클러치 페달(3)과 연결된 클러치피스톤(2)이 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더(1)와 클러치 레버(14)에 연결된 클러치 피스톤(12)이 내부에 위치하는 클러치 실린더(11)를 압유로(5, 6)에 의해 서로 연결하여 클러치 페달의 수동조작시 클러치레버(14)가 작동되로고 하고, 차속(15), 악셀페달신호(16), 브레이크신호(17), 엔진RPM신호(18), 변속신호(19)와 같은 각종 입력신호를 받아서 가변제어 오리피스밸브(28)가 제어되도록 함과 동시에 상기 가변제어 오리피스밸브(28)에 의해 파워스티어링펌프(27)로부터 압유가 제어공급되며 내부에는 파워피스톤(9)이 위치하는 파워실린더(10)에로 상기한 압유로가 분기 연결되도록 하여, 클러치의 작동이 주위 상황에 적합하도록 자동적으로 최적제어 가능토록 하는 우수한 발명이다.

Claims

파워스티어링 펌프(26)로 부터의 압유가 파워스티어링기어박스(8)에 공급되어 오일탱크(27)로 복귀되도록 구성된 파워스티어링 시스템을 가지는 수동변속기 클러치의 제어장치에 있어서 ; 클러치 페달(3) 단부에 연결된 클러치 피스톤(2)이 반대단에 리턴스프링(4)이 연결된 상태로 내부에 위치하는 클러치 마스터 실린더(1)와, 상기 파워스티어링펌프(26)의 압유복귀라인1(31)과 압유복귀라인2(30) 사이에 일측단이 가변제어 오리피스밸브(28)와 함께 연결되며 그 중단은 상기 클러치 마스터 실린더(1)의 중단과 연결된 압유로(5)와 연결되고 그 내부에는 파워피스톤(9)이 리턴스프링(29)과 함께 위치하며 그 중간부에는 상기 오일탱크(27)로 통하는 바이패스유로(32)가 형성된 파워실린더(10)와, 클러치 레버(14)의 종단에 연결된 피스톤로드(21)의 단부에는 클러치피스톤(12)이 연결도고 상기 피스톤로드(21)에는 리턴스트링(13)이 그 내부에 위치하며 상기 파워실린더(10)의 선단과 그 선단에서 압유로(7)가 연결되는 클러치 실린더(11)와, 차속(15), 악셀페달신호(16), 브레이크신호(17), 엔진RPM신호(18), 변속신호(19)와 같은 각종 입력신호에 의해 상기 가변제어 오리피스밸브(28)를 제어하는 가변오리피스 제어신호(24)를 출력하게 되는 제어기(20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치의 자동제어장치.
제1항에 있어서, 상기 파워 스티어링펌프(26)는 텐덤파워스티어링펌프(26')로 구성되며 가변제어 오리피스밸브(28)가 위치하는 파워실린더(10)의 일측단으로부터 분기된 압유로(33)가 상기한 텐덤파워스티어링펌프(26')의 복귀단(34)으로 연결된 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치이 자동제어찾이.
제1항에 있어서, 파워스티어링펌프(26)의 공급단과 파워스티어링기어박스(8) 사이에 유량분배기(35)가 위치하며, 가변제어 오리피스밸브(28)가 위치하는 파워실린더(10)이 일측단으로부터 분기된 압유로(33)가 상기한 유량분배기(35)에 연결된 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치의 자동제어장치.
제1항 내지 제3항중 한항에 있어서, 상기 제어기(20)로부터 출력되는 고장경고등신호(23)가 고장경고등(22)에 연결된 것을 특징으로 하는 수동변속기 클러치의 자동제어장치.