KR0154382B1 - 원터치 자동 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 기어 변속 장치에 관한 것으로, 특히 변속레버의 셀렉트 및 쉬프트 동작이 한번의 스위칭 동작에 의해 이루어지도록 한 원터치 자동 변속 장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 핸들 중앙에 기어 변속 버튼을 장착하고 이에 따라 변속레버가 자동으로 이동되도록 하는 장치를 제공하여 기어 변속에 따른 변속레버의 수동 조작에 대한 번거로움이 제거되도록 함을 목적으로 한다.

이에 따라, 기어 변속이 한번의 스위칭 동작으로 자동으로 이루어 지게 됨으로써 운전 집중이 가능하게 되어 변속레버의 수동 조작이 서투른 초보 운전자들에게 매우 효과적으로, 특히 기어 변속을 자주 시도해야 할 경우에는 기어 변속이 매우 편리하게 된다.

Description

원터치 자동 변속 장치

제1(a)도는 일반적인 변속레버의 연결 상태도,

제1(b)도는 변속레버의 위치 변화에 따른 기어 변속 상태도,

제2도는 본 발명 원터치 자동 변속 장치의 구성 블록도,

제3(a)도는 제2도에서 클러치 솔레노이드의 장착 상태도,

제3(b)도는 (a)도의 B-B선 단면에 따른 제2도에서 클러치 위치 확인 센서의 장착 상태도,

제4도는 제1(a)도의 A-A선 단면에 따른 제2도에서 변속레버 위치 변경부의 장착 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 변속레버 2 : 기어 변속 박스 커버

3 : 리테이너 보울 4 : 가이드 샤프트

5 : 슬라이드 샤프트 6 : 샤프트

10 : 기어 변속 버튼 20 : 차속 센서

25 : 레귤레이터 30 : 앤드게이트 회로부

40 : 제어부 50 :클러치

53 : 클러치 회전 가이드 60 : 클러치 위치 확인 센서

70 : 변속레버 위치 변경부 71 : 쉬프트 모터부

72 : 좌측 셀렉트 솔레노이드 73 : 우측 셀렉트 솔레노이드

본 발명은 차량 기어 변속 장치에 관한 것으로, 특히 변속레버의 셀렉트 및 쉬프트 동작이 한번의 스위칭 동작에 의해 이루어지도록 한 원터치 자동 변속 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 발생 회전력은 회전 속도의 변화와 관계없이 거의 일정하기 때문에 출력은 회전속도에 따라 크게 변화하는 특징을 가지고 있다. 그러나, 자동차가 주행할 때 필요로 하는 구동력은 도로상태, 주행속도, 적재하는 하중 등에 따라 변화되므로 이에 대응하기 위하여 엔진과 추진축 사이에 변속기를 설치하여 엔진의 동력을 자동차의 주행상태에 알맞도록 그 회전력과 속도를 바꾸어 주어야 한다.

이와 같이 변속기의 상태를 변화시켜 주는 것은 제1(a)도에 도시되어 있는 변속레버(1)이다. 이는 제1(b)도에 도시되어 있는 위치에 따라 운전자에 의해 동작하여 변속기를 구동시킨다.

이와 같은 변속레버(1)는 기어 쉬프트 박스 커버(2)에 직접 설치되어 리테이너 보올(3)을 지지점으로 하여 움직여 상기 보올(3)에 연결되어 있는 가이드 샤프트(4)에 장착된 샤프트(6)를 거쳐 변속기와 연결되도록 되어 있다. 그리고, 상기 리테이너 보올(3) 하단에는 슬라이드 샤프트(5)가 장착되어 변속레버(1)와 샤프트(6)의 앞 뒤 이동이 가능하도록 한다. 여기서, 상기 변속래버(1)로 기어 변속을 하는 동안에는 반드시 클러치를 작동시켜 현재의 엔진 회전력이 구동바퀴에 전달되지 않도록 해야 한다.

이때, 상기 변속레버(1)의 노브에는 제(1)의 노브에는 제1(b)도의 같은 변속레버(1)의 위치가 표시되어 있는데, 일반적으로 1단은 속도가 0∼20㎞/s 사이일 경우, 2단은 20∼30㎞/s 사이일 경우, 3단은 30∼50㎞/s 사이일 경우, 4단은 50∼70㎞/s 사이일 경우, 5단은 70㎞/s 이상일 경우에 변속레버(1)를 그 위치에 이동시키는 것이다. 그리고, 후진단(R)은 차량을 후진시키고자 할 시에 변속레버(1)를 그 위치에 위치시킨다. 또한, 중립은 차를 주차시킬 경우 또는 변속시킬 경우 엔진과 구동 바퀴와의 연결을 차단하도록 하기 위한 것이다.

여기서, 변속레버(1)를 좌우 슬라이딩시키는 것은 변속단에 위치시키기 위한 것으로 이를 셀렉트(Select)라 하고, 앞뒤로 가이드하는 것은 변속이 이루어지도록 하기 위한 것으로 이를 쉬프트(Shift)라 한다.

전술된 바와 같은 변속레버는 수동 조작에 의해 움직이는 것으로, 운전을 하는 중에 동작을 시켜야 하므로 특히 핸들링이 서툰 초보 운전자들에게는 운전 집중에 무리가 오게 되어 기어 변속 중에 사고가 발생하는 경우가 종종 일어나게 되고, 또한 교통체증이 심한 곳에서는 기어 변속을 자주 해주어야 하므로 운전자에게 번거로움을 주게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 그 목적은 핸들 중앙에 기어 변속 버튼을 장착하고 이에 따라 변속레버가 자동으로 이동되도록 하는 장치를 제공하여 기어 변속에 따른 변속레버의 수동 조작에 대한 번거로움이 제거되도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명 원터치 자동 변속 장치는, 차량의 기어 변속 장치에 있어서, 핸들 중앙에 장착되어 있고, 각 상태에 따라 각기 다른 크기의 전압을 출력하는 기어 변속 버튼부과; 차량 속도를 측정하여 그에 따라 해당하는 소정의 직류 전압을 출력하는 차속센서와; 상기 차속센서에서 감지되는 차속을 그 크기에 따라 소정의 간격으로 구분하여 그에 따른 전압의 크기를 각각에 대해 동일하게 조정하여 출력하는 레귤레이터와; 상기 기어 변속 버튼부에 구성된 각 버튼에서 출력되는 전압과 상기 레귤레이터에서 출력되는 전압을 각각 논리곱하는 앤드게이트 회로부와; 상기 앤드게이트 회로부에서 출력되는 신호 중 하이신호에 대해 해당하는 위치로 변속레버가 이동되도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 클러치가 동작하도록 하는 클러치 솔레노이드와; 상기 클러치 솔레노이드의 동작에 의해 움직이는 클러치의 위치를 확인하여 클러치가 완전히 동작할 시 이에 대한 신호를 상기 제어부로 인가하는 클러치 위치 확인 센서 및; 상기 클러치 위치 확인 센서의 온상태를 인지한 상기 제어부에 의해 변속레버를 전상태의 위치에서 현재 선택된 위치로 이동시키는 변속레버 위치 변경 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부 도면을 참조로 하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 원터치 자동 변속 장치의 구성 블럭도이고, 제3도는 제2도에서 클러치 솔레노이드와 클러치 위치 확인 센서의 장착 상태도이고, 제4도는 제2도에서 변속레버 위치 변경부의 장착 단면도이다.

제2도에 따른 본 발명의 구성은 기어 변속 버튼부(10)와, 차속센서(20)와, 레귤레이터(25)와, 앤드게이트 회로부(30)와, 제어부(40)와, 클러치 솔레노이드(50)와, 클러치 위치 확인 센서(60)와, 변속레버 위치 변경부(70)를 포함한다.

상기 기어 변속 버튼부(10)는 핸들 중앙 부위에 장착되고, 여기에는 기어 변속단을 지시하는 버튼(11∼16)이 구비되어 있다. 즉, 1단∼5단의 지시 버튼(11∼15)이 있고, 후진시에 사용하는 버튼(16)이 있다. 그리고, 상기 각 버튼들(11∼16)이 온상태가 되면 그에 따라 각기 다른 전압이 출력된다.

상기 차속센서(20)는 차량 속도에 따라 해당하는 크기의 전압을 출력하는 것으로, 그 출력전압을 상기 레귤레이터(25)로 출력한다.

상기 레귤레이터(25)는 상기 차속센서(20)에서 출력되는 전압의 크기를 소정의 간격으로 구분하여 그에 따른 전압의 크기를 동일하게 조정하여 출력한다.

즉, 예를 들면 차속이 0㎞/s이상 20㎞/s미만일 시에는 1V의 전압으로 조정하여 출력하고, 차속이 20㎞/s이상 30㎞/s미만일 시에는 2V의 전압으로 조정하여 출력하고, 차속이 30㎞/s이상 50㎞/s미만일 시에는 3V의 전압으로 조정하여 출력하고, 차속이 50㎞/s이상 70㎞/s미만일시에는 4V의 전압으로 조정하여 출력하고, 차속이 70㎞/s이상일 시에는 5V의 전압으로 조정하여 출력한다.

이때, 상기 기어 변속 버튼부(10)의 각 버튼(11∼16)에서 출력되는 전압의 크기는 상기 차속에 따라 조정 출력되는 전압의 크기와 동일해야 한다. 즉, 1단 버튼(11)의 출력전압은 1V, 2단 버튼(12)의 출력전압은 2V, 3단 버튼(13)의 출력전압은 3V, 4단 버튼(14)의 출력전압은 4V, 5단 버튼(15)의 출력전압은 5V가 되어야 한다. 그리고, 후진 버튼(16)에 대해서는 차가 정지한 후에 작동되어야 하는 것으로, 차속이 0㎞/s일 경우에 출력되는 전압, 즉 상기에서 예로 든 1V의 전압이 출력되도록 해야 한다. 즉, 차속이 0㎞/s이상 20㎞/s미만에서는 차량동작 상태에 따라 후진 또는 1단 변속이 가능하게 되는 것이다.

상기 엔드게이트 회로부(30)는 상기 기어 변속 버튼부(10)의 각 버튼(11∼16)에 대해 앤드게이트(31∼36)를 각각 구성하고, 각 버튼(11∼16)에서 출력되는 전압과 상기 레귤레이터(25)에서 출력되는 전압을 각각 논리곱하여 출력한다. 즉, 기어 변속 버튼부(10)의 버튼(11∼16)중에서 그 출력되는 값이 상기 레귤레이터(25)에서 출력되는 값과 일치할 시에만 하이레벨의 신호를 출력하는 것이다.

상기 제어부(40)는 상기 앤드게이트 회로부(30)에서 출력되는 하이레벨의 신호를 입력하고, 이것이 몇번째 앤드게이트에서 출력되는 것인지를 확인하여 그에 따른 제어동작을 실시한다. 즉, 상기 클러치 솔레노이드(50)를 작동시키고, 그에 따라 상기 클러치 위치 확인 센서(60)의 신호를 입력하여 상기 변속레버 위치 변경부(70)를 제어함으로써 변속레버가 전위치에서 현재 선택된 위치로 변경되도록 한다.

상기 클러치 솔레노이드(50)는 상기 제어부(40)의 제어를 받아 동작하는 것으로, 제3(a)도와 같이 클러치(52)의 후면부와 클러치 브라켓(51)을 연결하여 장착된다.

상기 클러치 위치 확인 센서(60)는 클러치(52)가 상기 클러치 솔레노이드(50)에 의해 당겨진 정도를 확인하는 것으로, 클러치(52)가 완전히 당겨지면 동작하여 상기 제어부(40)로 신호를 보낸다. 이는 제3(a)도의 B-B선 단면을 도시한 제3(b)도와 같이 장착되는 것으로, 클러치 회전 가이드(53)에 장착되어 있는 클러치(52)의 상부를 사이에 두고 두 개의 전자석 센서로써 클러치 브라켓(51)의 내부 상면에 장착되는 것이다.

상기 변속레버 위치 변경부(70)는 상기 제어부(40)의 제어를 받아 동작하는 것으로, 그 구성은 변속레버 쉬프트 모터부(71)와 좌우측 셀렉트 솔레노이드(72)(73)를 포함한다. 이는 제4도와 같이 이루어진다. 여기서, 제4도는 본 발명에 따라 구성되는 제1도의 A-A선 단면도이다.

즉, 상기 변속레버 쉬프트 모터부(71)는 변속레버(1)의 슬라이드 샤프트(5)의 좌우 일측에 장착되어 슬라이드 샤프트(5)를 소정의 각도로 회전시킴으로써 변속레버(1)의 샤프트(6)를 앞뒤로 쉬프트시킨다. 이때, 상기 변속레버(1)와 샤프트(6)는 반대방향으로 이동하게 된다. 즉, 변속레버(1)가 앞으로 이동하면 샤프트(6)는 뒤로 이동하게 되어 있다. 이는 변속레버(1)와 샤프트(6)가 리테이너 보올(3)을 지지점으로 하여 연결되어 있기 때문이다.

한편, 상기 좌우측 셀렉트 솔레노이드(72)(73)는 샤프트(6)의 좌우측에 각각 연결되어 기어 쉬프트 박스 커버(2)의 내부 측면에 장착된다. 이는 샤프트(6)를 좌우로 당겨 변속레버(1)가 셀렉트 동작을 하도록 하는 것이다. 이에 따라, 샤프트(6)와 변속레버(1)는 동시에 좌우이동을 하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작은 다음과 같다.

운전자가 차에 시동을 걸고 출발을 하고자 할 시에는 먼저, 브레이크 페달과 액셀 페달을 밟으면서 주차 브레이크를 푼 후, 기어 중립상태에서 변속레버를 1단 위치로 쉬프트시킨다. 이후, 액셀 페달을 밟으면 출발을 하게 된다.

이와 같이 출발을 하여 주행을 하는 상태에서 속도를 20㎞/s이상 더 내고자 할 시에는 핸들 중앙에 장착되어 있는 2단 버튼(12)을 눌러 놓는다. 이에 따라, 차속이 20㎞/s가 되면 동시에 제2앤드게이트(32)에서 하이레벨의 신호가 발생하게 된다. 이 신호는 제어부(40)로 입력되고, 제어부(40)에서는 이를 변속레버(1)의 2단 위치로 확인하게 된다.

이에 따라, 제어부(40)는 변속레버(1)를 1단 위치에서 2단 위치로 이동시키기 위해 클러치(52)를 우선적으로 작동시키는데, 이는 클러치 솔레노이드(50)를 작동시킴으로써 이루어진다. 이에 클러치(52)는 상기 클러치 솔레노이드(50)에 의해 당겨져 운전자가 밟은 것과 똑같이 이동하게 된다. 이때, 클러치(52)의 상부 브라켓(51)쪽에 장착되어 있는 클러치 위치 확인 센서(60)가 동작하게 되는데, 이는 상기 센서(60) 사이에 있던 클러치의 상부가 클러치(52)의 움직임에 의해 운전석측으로 이동하게 됨으로써 동작하게 되는 것이다. 이와 같은 클러치 위치 확인 센서(60)의 동작에 의해 신호는 제어부(40)로 출력된다.

이에 따라, 제어부(40)에서는 클러치(52)가 완전히 동작하였음을 확인하고 변속레버 위치 변경부(70)를 작동시킨다.

이때, 변속레버(1)의 위치는 1단에 있으므로 이를 2단 위치로 이동시키기 위해서는 변속레버 쉬프트 모터부(71)만를 동작시켜 슬라이드 샤프트(5)가 차량 앞쪽으로 회전되돌고 함으로써 변속레버(1)가 2단 위치에 들어가도록 한다. 즉, 제1(b)도에 도시된 바와 같이 1단과 2단의 위치는 바로 수직 연결되어 있으므로 좌우측 셀렉트 솔레노이드(72)(73)의 동작은 필요없게 되는 것이다.

이후, 변속레버(1)가 2단 위치에 완전히 들어가게 되면 제어부(40)는 클러치 솔레노이드(50)로의 제어동작을 정지하여 클러치(52)가 리터 스프링(도시하지 않음)에 의해 제위치로 가도록 한다.

한편, 상기와 같이 변경된 2단 위치에서 3단 위치로 가고자 할 경우에는 3단 버튼(13)을 눌러 3단에 해당하는 차속이 될 때까지 기다리게 된다. 즉, 현재 속도가 25㎞/s라면 이때 렉귤레이터(25)에서 출력되는 전압의 크기는 3단 버튼(13)에서 출력되는 전압의 크기와 일치하지 않기 때문에 제어부(40)는 동작을 하지 않게 된다. 이후, 속도가 25㎞/s에서 30㎞/s가 되면 그제서야 제3앤드게이트(33)에서 하이레벨의 신호가 제어부(40)로 출력되게 된다.

이렇게 하여 제어부(40)에서는 상기 설명에서와 같이 먼저 클러치(52)를 동작시키고, 이의 동작이 이루어지면 이후, 변속레버(1)를 2단 위치에서 3단 위치로 이동시키시 위해 변속레버 위치 변경부(70)를 동작시킨다.

즉, 제1(b)도에서와 같이 2단과 3단의 위치는 직각으로 두 번 꺽어 이동해야 하는 경로이므로, 우선적으로 변속레버 쉬프트 모터부(71)가 동작하여 슬라이드 샤프트(5)를 뒤쪽으로 이동시키고, 이후 우측 셀렉트 솔레노이드(73)를 동작시켜 샤프트(6)가 중립 위치에 오도록 한다. 그리고 나서, 다시 상기 변속레버 쉬프트 모터부(71)를 상기와 동일한 방향으로 동작시켜 변속레버(1)가 3단 위치에 완전히 들어가도록 한다.

이후, 제어부(40)는 클러치 솔레노이드(50)로의 제어동작을 정지하여 클러치(52)가 제위치에 오도록 한다.

즉, 운전자가 주행중에 기어 변속을 하고자 할 경우, 변속시키고자 하는 변속 버튼을 미리 누르기만 하면 그에 해당하는 속도가 될 시 변속레버가 자동으로 쉬프트 및 셀렉트되어 기어 변속이 이루어지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 기어 변속이 한번의 스위칭 동작으로 자동으로 이루어지게 됨으로써 운전 집중이 가능하게 되어 변속레버의 수동 조작이 서투른 초보 운전자들에게 매우 효과적이고, 특히 기어 변속을 자주 시도해야 할 경우에는 기어 변속이 매우 편리하게 된다.

Claims (2)

1. 차량의 기어 변속 장치에 있어서, 핸들 중앙에 장착되어 있고, 각 상태에 따라 각기 다른 크기의 전압을 출력하는 기어 변속 버튼부과; 차량 속도를 측정하여 그에 따라 해당하는 소정의 직류 전압을 출력하는 차속센서와; 상기 차속센서에서 감지되는 차속을 그 크기에 따라 소정의 간격으로 구분하여 그에 따른 전압의 크기를 각각에 대해 동일하게 조정하여 출력하는 레귤레이터와; 상기 기어 변속 버튼부에 구성된 각 버튼에서 출력되는 전압과 상기 레귤레이터에서 출력되는 전압을 각각 논리곱하는 앤드게이트 회로부와; 상기 앤드게이트 회로부에서 출력되는 신호 중 하이 신호에 대해 해당하는 위치로 변속레버가 이동되도록 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 클러치가 동작하도록 하는 클러치 솔레노이드와; 상기 클러치 솔레노이드의 동작에 의해 움직이는 클러치의 위치를 확인하여 클러치가 완전히 동작할 시 이에 대한 신호를 상기 제어부로 인가하는 클러치 위치 확인 센서 및; 상기 클러치 위치 확인 센서의 온상태를 인지한 상기 제어부에 의해 변속레버를 전상태의 위치에서 현재 선택된 위치로 이동시키는 변속레버 위치 변경 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치 자동 변속 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 변속레버 위치 변경 수단은 변속레버가 앞뒤로 이동할 시 변속기와 연결된 샤프트를 앞뒤로 가이드해 주는 슬라이드 샤프트의 좌우 일측에 장착되어 이를 소정의 각도로 회전시켜 앞뒤로 이동시키는 쉬프트 모터부와; 변속레버가 좌우로 이동할 시 변속기와 연결된 샤프트의 좌우측에 각각 연결되어 기어 쉬프트 박스 커버의 내부 측면에 장착되고, 상기 쉬프트를 좌우 이동시키는 좌우측 셀렉트 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치 자동 변속 장치.