KR0154074B1

KR0154074B1 - 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템

Info

Publication number: KR0154074B1
Application number: KR1019960014822A
Authority: KR
Inventors: 황성룡
Original assignee: 박병재; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR970075516A

Abstract

본 발명은 자동차에서의 변속 동작을 제어하는 방식에 관한 것으로 특히, 사용자의 조작에 의해 이동되어진 변속레버의 위치를 감지하여 그에 따른 디지털 데이터를 출력하는 변속레버 위치 감지수단과; 상기 변속레버의 일측에 구비되어 있는 클러치의 동작상태를 감지하여 이에 따른 디지털 데이터를 출력하는 클러치 상태 감지수단과; 전기적인 동작 제어신호에 따라 클러치 동작을 조정하는 클러치 액츄에이터와; 검사요청신호에 따라 엔진의 분당 회전수인 RPM을 검출하여 검출치를 출력하는 RPM 센서; 및 상기 변속레버 위치 감지수단으로부터 입력되는 변속레버의 이동 위치데이타에 변동이 없는 상태에서 그 데이터에 따라 반 클러치 상태와 출발 상태 및 주행 상태로 구분하고 소정의 단위 시간마다 상기 RPM 센서에 검사 요청신호를 입력시켜 현재 엔진의 RPM 수를 통해 상기 클러치 액츄에이터에 동작 제어신호를 입력시키는 클러치 동작 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템을 제공하면, 클러치 페달을 밟지 않고 엑셀의 밟힘 정도에 따라 변속이 이루어지는 자동 변속기의 장점을 살리면서도 수동 변속기의 장점인 각 주행모드에 따른 변속동작이 이루어질 수 있도록 클러치의 동작이 이루어지는 효과가 있다.

Description

수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템

제1도는 본 발명에 따른 변속 기어의 구성 개념 예시도.

제2도는 본 발명에 따른 자동 변속 시스템의 간략 구성 및 동작 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1A : 버튼 클러치 1B : 변속 레버

10,20 : 클러치 동작 제어부 30 : RPM 센서

40 : 클러치 액츄에이터 50 : 변속 레버 위치 감지부

60 : 버튼 클러치 상태 감지부

본 발명은 자동차에서의 변속 동작을 제어하는 방식에 관한 것으로 특히, 클러치 페달 없이 주행속도에 따라 자동 변속하는 기능을 갖추면서도 수동 변속기의 장점을 살릴 수 있도록 하기 위한 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 클러치(Clutch)란 차량의 엔진과 변속기(Transmission)사이에 설치되어 엔진의 회전력을 바퀴에 전달 또는 차단하고자 하는 장치로서, 자동 클러치와 수동 클러치로 구분된다.

상술한 두 가지의 클러치 형태중 최초 개발된 방식은 수동 클러치 방식으로서, 운전자가 주행속도에 따른 변속 제어를 하기 위해서는 클러치 페달을 밟아 엔진과 변속기를 이완시킨 후 변속 기어를 조작하는 방식인데, 이러한 수동 변속기는 다음과 같은 단점을 내재하고 있다.

통상적으로, 수동 클러치에서 클러치 장치를 조작하는 클러치 페달이 기계식이기 때문에 운전자의 운전 습관에 따라 클러치 페달이 조작 정도가 달라지고 그에 따라 클러치 조작의 정확성이 떨어지는 현상이 발생되며, 또한 주행속도의 변화에 따라 변속 기어의 위치를 변화시켜야 하기 때문에 자주 클러치 페달을 밟게 되는 운전자의 피로도가 증가하는 등의 문제점이 발생되는 것이다. 또한, 수동 클러치는 조작에 숙달되지 않은 운전자가 조작하는 경우 엔진에 무리가 발생될 수 있으며 시동이 꺼지는 경우가 자주 발생되는 문제점도 내재되어 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 근래의 클러치 방식이 자동 클러치라는 것으로, 운전자의 운전 조작으로부터 미세한 조절을 요하는 클러치 조작을 없애고 엑셀 페달을 밟은 만큼 출발 또는 기어 변속이 이루어지도록 구성되어 있다.

그러나, 이와 같은 자동 클러치 방식은 자동 변속이라는 특징에 의해 정지와 출발이 빈번한 시내주행에서는 수동 클러치 방식에 비하여 연료의 소비가 적은 반면 정속주행 또는 고속주행에서는 수동 클러치 방식에 비하여 연료의 소비가 커지게 되는데, 전체적으로 수동 클러치 방식에 비하여 연료의 소모가 크다는 단점이 있다.

상기와 같은 종래의 클러치 방식들이 갖는 문제점들을 해소하기 위한 본 발명에 따른 목적은 클러치 페달을 밟지 않고 엑셀의 밟임 정도에 따라 변속이 이루어지는 자동 변속기의 장점을 살리면서도 수동 변속기의 장점인 각 주행모드에 따른 변속동작이 이루어질 수 있도록 클러치의 동작이 이루어지는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 사용자의 조작에 의해 이동되어진 변속레버의 위치를 감지하여 그에 따른 디지탈 데이터를 출력하는 변속레버 위치 감지수단과, 상기 변속레버의 일측에 구비되어 있는 클러치의 동작상태를 감지하여 이에 따른 디지탈 데이터를 출력하는 클러치 상태 감지수단과, 전기적인 동작 제어신호에 따라 클러치 동작을 조정하는 클러치 액츄에이터와, 검사 요청신호에 따라 엔진의 분당 회전수인 RPM을 검출하여 검출치를 출력하는 RPM센서, 및 상기 변속레버 위치 감지수단으로부터 입력되는 변속레버의 이동위치데이타에 변동이 없는 상태에서 그 데이터에 따라 반 클러치 상태와 출발 상태 및 주행 상태로 구분하고 소정의 단위 시간마다 상기 RPM센서에 감지 요청신호를 입력시켜 현재 엔진의 RPM수를 통해 상기 클러치 액츄에이터에 동작 제어신호를 입력시키는 클러치 동작제어수단을 포함하는 데 있다.

상기한 구성에 있어서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 변속 레버의 외관 개념 예시도로서, 일반적인 수동 변속 레버(1B)의 외관 일측에 변속 레버의 이동시 버튼을 온 동작시키므로써 클러치 동작이 이루어질 수 있도록 하는 버튼 클러치(1A)로 구성된다.

상기 제1도에 도시되어 있는 바와같이 변속 레버를 참조하여 본 발명에 따른 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 제2도를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 자동 변속 시스템의 간략 구성 및 동작 예시도로서, 사용작의 조작에 의해 이동되어진 변속레버(1B)의 위치를 감지하여 주행모드에 따른 디지탈 데이터를 출력하는 변속레버 위치 감지부(50)와, 상기 변속레버(1B)의 일측에 구비되어 있는 버튼 클러치(1A)의 온/오프 상태를 감지하여 이에 따른 디지탈 데이터를 출력하는 버튼 클러치 상태 감지부(60)와, 동작 제어신호에 따라 클러티 동작을 조정하는 클러치 액츄에이터(40)와, 검사 요청신호에 따라 엔진의 분당 회전수인 RPM을 검출하여 검출치를 출력하는 RPM센서(30)와, 상기 버튼 클러치 상태 감지부(60)에서 온상태를 감지하는 경우, 그 신호의 입력을 통해 동작 대기상태가 되고 상기 변속레버 위치 감지부(50)로부터 입력되는 변속레버의 이동 위치가 '1'단 또는 'R'단인 경우에 상기 RPM센서(30)에 수 msec마다 검사 요청신호를 입력시켜 현재 엔진의 RPM수를 통해 상기 클러치 액츄에이터(40)에 제어신호를 입력시키는 제1클러치 동작 제어부(10) 및 상기 버튼 클러치 상태 감지부(60)에서 온상태를 감지하는 경우 그 신호의 입력을 통해 동작 대기상태가 되고 상기 변속레버 위치 감지부(50)으로부터 입력되는 변속레버의 이동 위치가 '2'단에서 '5'단까지인 경우에 상기 RPM센서(30)에 수 msec마다 검사 요청신호를 입력시켜 현재 엔진의 RPM수를 통해 상기 클러치 액츄에이터(40)에 제어신호를 입력시키는 제2클러치 동작 제어부(20)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템의 바람직한 동작예를 상기 제2도를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

우선, 본 발명의 동작 상태는 크게 세 가지 즉, 반 클러치 상태와 출발상태 및 주행 상태로 구분도는데, 상기 제1클러치 동작 제어부(10)에서는 반 클러치 상태와 출발 상태를 제어하고 제2클러치 동작 제어부(20)에서는 주행상태를 제어하게 된다.

반 클러치 상태는 매뉴얼(manual) 차량의 정지 상태에서 '1'단 또는 'R'단에서의 출발시 클러치 페달을 서서히 놓다 보면 어느 순간 RPM이 100RPM정도 떨어지면서 엑셀 페달을 밟지 않아도 차가 서서히 움직이기 시작하는 것에 착안한 것으로, 제1클러치 동작 제어부(10)에서 '1' 또는 'R'단이 감지되면 RPM값을 수 msec마다 체킹하면서 클러치 액츄에이터(40)를 어느정도 풀어주다가 공회전 RPM에서 순간적으로 약간의 RPM하락이 있는 시점에서 클러치를 멈추게한다. 즉, 1단을 넣은 상채에서 버튼 클러치를 놓게 되면 즉, 오프시키면 그 즉시 반 클러치 상태가 되고 브레이크 페달을 밟아도 시동이 꺼지지 않게 된다.

상기와 같은 반 클러치 상태에서 엑셀을 밟아 가속하게 되면 RPM이 상승하면서 차가 가속되어 출발 상태가 되는데, 반 클러치 상태에서 계속 엑셀을 밟게 되면 공회전과 소음이 커지므로 제1클러치 동작제어부(10)에서는 RPM값을 체킹하여 소정의 임계치를 벗어나면 예를들어 1500RPM이 넘어서는 경우 이를 감지하여 1500RPM마다 클러치를 조금씩 풀어주므로써 잠깐동안 1500RPM을 유지시키는 동작을 반복적으로 수행하여 결과적으로 클러치를 끝까지 다 풀어주게 된다.

물론, 엑셀을 많이 밟게되면 RPM이 빨리 상승하게 됨에 따라 1500RPM을 금방 넘어서게 되면 변속이 빨라지고 반면에 엑셀을 조금씩 밟게되면 천천히 부드러운 변속이 된다.

그에 반하여 변속기어의 위치가 '2'∼'5'단에서는 상술한 출발상태와 마찬가가지로 1500RPM이 넘어설때마다 클러치를 조금씩 풀어주고, 다시 1500RPM이 넘어설 때 조금씩 풀어주고 하면서 클러치를 끝까지 풀어주게 된다.

또한, 주행중 변속하기 위해 버튼 클러치를 누르게 되면 RPM이 공호전하여 RPM이 천천히 떨이지게 된다. 그러므로 바로전 변속위치에서 충분한 가속이 있었다고 가정하는 경우에 변속완료 상태에서도 아직은 1500RPM 이상의 상태를 유지하고 있을 것이다. 따라서 제2클러치 동작 제어부(20)는 1500RPM으로 떨어뜨리기 위해 클러치 액츄에이터(40)를 빠른 속도로 풀어주게 되므로 빠른 변속이 자동적으로 되고 바로 전 변속위치에서 충분한 가속이 없이 다음단으로 변속되었을때는 1500RPM 부근에서 천천히 변속되며 클러치가 다 풀어진 후 RPM이 상승하면서 가속 될 것이다.

이와 같이 동작하는 본 발명에 따른 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템을 제공하면, 클러치 페달을 밟지 않고 엑셀의 밟힘 정도에 따라 변속이 이루어지는 자동 변속기의 장점을 살리면서도 수동 변속기의 장점인 각 주행모드에 따른 변속동작이 이루어질 수 있도록 클러치의 동작이 이루어지는 효과가 있다.

Claims

사용자의 조작에 의해 이동되어진 변속레버의 위치를 감지하여 그에 따른 디지탈 데이터를 출력하는 변속레버 위치 감지수단과; 상기 변속레버의 일측에 구비되어 있는 클러치의 동작상태를 감지하여 이에 따른 디지탈 데이터를 출력하는 클러치 상태 감지수단과; 전기적인 동작 제어신호에 따라 클러치 동작을 조정하는 클러치 액츄에이터와; 검사 요청신호에 따라 엔진의 분당 회전수인 RPM을 검출하여 검출지를 출력하는 RPM센서; 및 상기 변속레버 위치 감지수단으로부터 입력되는 변속레버의 이동 위치데이타에 변동이 없는 상태에서 그 데이터에 따라 반 클러치 상태와 출발 상태 및 주행 상태로 구분하고 소정의 단위 시간마다 상기 RPM센서에 검사 요청신호를 입력시켜 현재 엔진의 RPM수를 통해 상기 클러치 액츄에이터에 동작 제어신호를 입력시키는 클러치 동작 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동변속시스템
제1항에 있어서, 상기 변속레버의 일측에 구비되어 있는 클러치는 버튼형인 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템.
제1항에 있어서, 상기 클러치 동작 제어수단은 상기 클러치 상태 감지수단에서 입력되는 신호가 온상태를 알리는 경우 동작 대기상태가 되는 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템.
제3항에 있어서, 상기 클러치 동작 제어수단은 상기 클러치 상태 감지수단에서 입력되는 신호가 오프상태를 알리는 경우 클러치 동작을 제어하기 위하 운영모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템.
청구항 제1항에 있어서, 상기 클러치 동작 제어수단은 상기 변속레버 위치 감지수단으로부터 변속 레버의 위치가 '1'단 또는 'R'단으로 감지된 경우 반 클러치 상태와 출발 상태에 맞추어 상기 클러치 액츄에이터를 제어하도록 운영되는 제1클러치 동작 제어부와; '2'단에서 '5'단까지 변속 레버의 위치가 감지되었을 경우 주행상태로 감지하여 각 레버 위치에 따라 상기 클러치 액츄에이터를 제어하는 제2클러치 동작 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템.
청구항 제1항 또는 청구항 제5항에 있어서, 상기 제1, 제2 클러치 동작 제어부는 각각 자신의 동작모드시 수msec마다 상기 RPM센서에 검사 요청신호를 입력시키는 것을 특징으로 하는 수동 기어 방식을 이용한 자동 변속 시스템.