KR100245727B1 - 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치 - Google Patents

Abstract

자동 변속기에서 운행되는 자동차의 차속과 브레이크 페달의 동작에 따라 쉬프트 레버의 변속단 레인지 선택이 자동으로 이루어지도록 한 것으로, 쉬프트 레버의 변속단 레인지 선택모드를 스위칭하는 모드 선택수단과, 쉬프트 레버 변속단 레인지 자동 선택을 결정하기 위한 차속 정보를 검출하는 속도 검출수단과, 브레이크 페달의 구동에 따라 접점이 스위칭되어 쉬프트 레버의 변속단 레인지 자동 선택신호를 출력하는 스위칭수단 및, 상기 스위칭수단을 통해 인가되는 신호에 따라 상기 쉬프트 레버를 구동시키는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 운행되는 자동차의 차속과 브레이크 페달의 동작에 따라 쉬프트 레버의 변속단 레인지 선택이 자동으로 이루어지도록 한 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 자동차의 주행 속도와 흡입되는 공기량을 조정하는 스로틀 밸브의 개도율에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 각각의 클러치와 브레이크측에 유입되는 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단의 변속 기어가 동작될 수 있도록 한다.

이와 같은 자동 변속기는 엔진(engine)의 출력 동력을 토크 컨버터(torque converter)를 통하여 유체의 회전력으로 제어하고, 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 각각의 검출조건에 따라 변속 제어장치는 해당 변속 기어가 동작될수 있도록 유압 제어를 위한 듀티신호를 출력하여 해당 솔레노이드 밸브를 통해 목표 변속단을 동기시킨다.

그러므로 자동 변속기는 운전자가 선택하는 쉬프트 레버의 레인지에 따라 포트 변환이 이루어져 오일 펌프로부터 유체압을 공급받고, 듀티율에 따라 제어되는 솔레노이드 밸브를 통한 유체압에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위하여 유압 작동 마찰 요소의 동작상태를 제어한다.

클러치나 브레이크로 이루어져 있는 마찰 요소의 선택적인 동작에 따라 유성기어 장치의 작동이 전환되어 적절한 변속비가 행해진 후 변속된 동력이 드라이브 기어로 전달된다.

드라이브 기어로 변속된 동력이 전달되면, 변속된 동력은 드라이브 기어와 치차 결합된 드리븐 기어에 의해 종감속 기어와 치차 결합된 종동 기어로 전달되어 바퀴의 회전 동작을 제어한다.

상기와 같은 작동 원리에 따라 자동차의 주행 상태에 적절한 목표 변속단으로의 변속 동작을 자동 실행하는 자동 변속기는 각 해당 목표 변속단으로의 변속동작을 실행할 경우 작동 상태가 해제되는 마찰 요소와 반대로 해제 상태에서 작동상태로 변환되는 마찰 요소의 동작 변환시 발생하는 변속 쇼크를 감소시켜 변속감을 향상시키기 위한 제어 동작이 실행된다.

따라서 유압에 따라 목표 변속단이 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는 운행되는 차속에 따라 변속단을 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요하지 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진 스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.

전술한 바와 같이 운전자에게 편리성을 제공하여 주는 자동 변속기를 장착한 자동차의 경우 운전자가 쉬프트 레버를 "D" 레인지에 위치시킨 상태로 운행하는 도중 도로의 병목 현상이나 상습적인 정체로 인하여 주행하는 속도가 소정의 속도 이하이거나 정지 상태를 유지하는 경우 변속단은 2속 크리프 상태를 유지하게 된다.

따라서, 자동차는 엔진의 토오크에 의하여 전진하려 하므로 운전자는 브레이크 페달을 강하게 밟아 제동력을 유지하여야 하므로 운전자에게 편리성을 제공하는 자동 변속기가 오히려 운전자에게 피로를 제공하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 정체 구간이나 병목 구간에서 운전자는 쉬프트 레버의 위치를 "D" 레인지에서 "N" 레인지로 쉬프트 및 "N" 레인지에서 "D" 레인지로의 쉬프트를 반복적으로 실행하게 되어 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 운행되는 차속이 설정된 소정의 속도 이하로 검출되는 상태에서 브레이크 페달의 구동이 검출되면 쉬프트 레버로 선택된 현재의 변속단 레인지에서 중립을 유지하는 "N" 레인지로 자동 변속되도록 하며, 브레이트 페달의 구동 해제가 검출되면 중립을 유지하는 "N" 레인지에서 "D" 레인지로 자동 변속이 이루어지도록 하여 병목이나 상습적인 정체의 구간에서 운행에 편리성을 제공하도록 한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동 변속기에 있어서, 쉬프트 레버의 변속단 레인지 선택모드를 스위칭하는 모드 선택수단과; 쉬프트 레버 변속단 레인지 자동 선택을 결정하기 위한 차속 정보를 검출하는 속도 검출수단과; 브레이크 페달의 구동에 따라 접점이 스위칭되어 쉬프트 레버의 변속단 레인지 자동 선택신호를 출력하는 스위칭수단및; 상기 스위칭수단을 통해 인가되는 신호에 따라 상기 쉬프트 레버를 구동시키는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치를 보이는 구성도이고,

제2도는 제1도에서 A 부분의 상세 정면도이며,제3도는 제1도에서 A 부분의 상세 좌측면도이며,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치는, 배터리(BA)와 연결되는 모드 선택 스위치(10)와, 속도계(20), 스위치부(30), 브레이크 페달(40), 실린더(50), 로드(60), 제1, 제2솔레노이드(70)(80)로 이루어지는데, 모드 선택 스위치(10)는 운전자의 선택에 의해 접점이 스위칭되며, 주행되는 자동차에서 쉬프트 레버(100)의 변속단 레인지 선택을 자동으로 할 것인지 수동으로 할 것인지를 선택하는 신호를 출력한다.

운행되는 자동차의 현재 차속 정보를 운전자에게 지시하여 주는 속도계(20)는 첨부된 제2도 및 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 운행되는 자동차의 일정 속도, 대략 0Km/h 내지 30Km/h(또는 50Km/h) 이내에서만 쉬프트 레버의 변속단 레인지 선택이 자동으로 이루어지도록 하기 위하여 속도 지침계(21)의 지시 방향과 반대 편에 제1금속편(22)을 더 부착하여 속도 지침계(21)의 이동에 따라 제1금속편(22)도 이동하도록 하며, 운행되는 자동차의 차속이 일정속도 이상을 초과하여 제1금속편(22)이 전원이 공급되는 제2금속편(23)과 접촉되는 경우 속도 지침계(21)의 이동에 따라 제1금속편(22)과 제2금속편(23)이 동시에 이동하도록 구성한다.

또한, 운행되는 자동차의 차속이 감속되어 일정속도 이하로 검출되면 제2금속편(23)은 자중력에 의하여 원래의 위치로 복원되도록 한다.

스위치부(30)는 속도계(20)에서 인가되는 신호에 동작되며 구동수단이 솔레노이드로 이루어지고, 솔레노이드에서 자기력을 발생하기 않는 상태에서는 접점 온을 유지하고, 솔레노이드에서 자기력이 발생하는 상태에서는 자기력에 의하여 오프의 상태를 유지한다.

실린더(50)는 내부에 제1접점(62)과 제2접점(630을 구비하는데, 제1접점(62)은 실린더(50)의 저면부에 설치되어 운전자가 브레이크 페달(40)을 최대의 지점까지 스트로크하여 로드(60)를 압출할시 로드(60)의 단부에 설치되어 있는 접점(61)과 스위칭되어 그에 대한 소정의 신호를 출력하고, 제2접점(63)은 실린더(50)의 중간부분에 설치되어 브레이크 페달(40)의 구동이 해제로 원래의 위치로 복귀된 로드(60)의 단부에 설치되어 있는 접점(61)과 스위칭되어 그에 대한 신호를 출력한다.

제1, 제2솔레노이드(70)(80)는 상기 실린더(50) 내의 제1접점(62)과 제2접점(63)을 통해 인가되는 전원에 따라 내부 금속편(71)(81)을 동작시켜 로드(72)(82)를 통해 쉬프트 레버(100)의 변속단 레인지 선택을 자동으로 실행시킨다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에서 차속과 브레이크 페달의 구동 여부에 따른 변속단 레인지 선택 동작을 설명하면 다음과 같다.

쉬프트 레버(100)의 변속단 레인지를 "D" 또는 "2"에 위치시킨 상태에서 임의의 목적지로 운행하는 자동차에서 운전자가 쉬프트 레버(100)의 변속단 레인지 선택을 자동으로 실행시키고자 모드 선택 스위치(10)를 자동 변속단 레인지 선택을 위한 접점으로 선택하면 배터리(BA)의 전원이 속도계(20)에 구비되어 있는 제2금속편(23)측에 공급된다.

이때, 운행되는 자동차의 차속이 쉬프트 레버(100)의 변속단 레인지 자동 동작을 실행시키는 유효구간인 대략 0Km/h 이상 30Km/h(또는 50Km/h)의 속도로 운행하고 있는 상태이면 첨부된 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 속도 지침계(21)의 반대 방향에 소정의 각도를 유지하여 결합되어 속도 지침계(21)의 이동에 따라 이동되는 제1금속편(22)이 배터리(BA)의 전원과 연결되는 제2금속편(23)과 접촉되지 않는 상태가 유지된다.

따라서, 스위치부(30)의 솔레노이드에 전원이 공급되지 않으므로 솔레노이드가 오프 상태를 유지하여 접점(S/W)이 온 상태로 형성되어 모드 선택 스위치(10)를 통한 배터리(BA)의 전원이 실린더(50)의 로드(60)측에 인가된다.

이때, 운전자가 운행되는 자동차를 정지시키고자 브레이크 페달(40)을 최대의 스트로크로 구동하면 브레이크 페달(40)의 구동에 따라 실린더(50)의 로드(60)가 압축되어 로드(60)의 단부에 형성되어 있는 접점(61)이 실린더(50)의 저면부에 설치되어 있는 제1접점(62)과 스위칭된다.

따라서, 로드(60)의 접점(61)과 실린더(50)의 제1접점의 스위칭에 따라 전원이 제2솔레노이드(80)측에 공급되어 제2솔레노이드(80)에 자기력이 발생된다.

제2솔레노이드(80)의 자기력 발생에 따라 금속편(81)이 이동하게 되므로 링크(82)를 통한 구동력이 쉬프트 레버(100)의 종단부를 인발하여 쉬프트 레버의 변속단 레인지를 "N" 레인지로 이동시켜 변속단을 중립의 위치로 유지한다.

또한, 정체된 도로의 사정이 양호하여지거나 기타의 용무를 마친 다음 재 운행을 시작하기 위하여 운전자가 구동중에 있는 브레이크 페달(40)의 제동력을 해제하면 실린더(50)내에 설치되어 있는 리턴 스프링(64)은 로드(60)에 탄성력을 제공하여 원래의 위치로 복원시킨다.

따라서, 로드(60)의 단부에 구비되는 접점(61)이 실린더(50)의 중간부분에 설치되는 제2접점(63)과 스위칭 접속되어 스위치부(30)의 접점을 통한 배터리(BA)의 전원이 제1솔레노이드(70)측에 공급된다.

제1솔레노이드(70)는 인가되는 전원에 자기력을 발생하여 금속편(72)을 이동시키므로 금속편(72)에 연결된 링크(72)가 이동되어 쉬프트 레버(100)의 하단부를 구동시킨다.

따라서, 쉬프트 레버(100)는 변속단이 "D" 레인지로 쉬프트 되어 주행 모드의 변속단이 자동으로 선택되어 진다.

이때, 운행되는 자동차의 차속이 소정의 속도 이상 즉, 50Km/h 이상으로 주행하는 상태에서 변속단이 중립으로 쉬프트 되면 엔진 브레이크가 작동되지 않게 되므로 브레이크 페달(40)의 스트로크가 최대 스트로크 지점에서 변속단 레인지의 쉬프트가 이루어지도록 실린더(50)와 로드(60)를 설치하여 준다.

또한, 속도계(20)에서 출력되는 신호가 일정 차속 이상을 초과하게 되는 경우 첨부된 제3도 및 제3도에서 알 수 있는 바와 같이 제1금속편(22)이 전원이 공급되는 제2금속편(23)과 접점이 연결된 상태를 유지하므로 스위치부(30)의 솔레노이드측에 전원이 공급된다.

따라서, 솔레노이드가 기전력을 발생하여 스위치(S/W)를 차단시키므로 운행되는 자동차의 차속이 소정의 속도 이상을 초과하게 되는 경우 쉬프트 레버(100)의 변속단 레인지 자동 선택이 이루어지지 않도록 하여 운전자 및 탑승자에게 안정성을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자동 변속기의 쉬프트 레버 변속단 레인지 선택이 운행되는 자동차의 차속과 브레이크 페달의 구동에 따라 자동으로 이루어지므로 정체가 심한 도심의 운행이나 병목 구간의 운행에서 운전자에게 편리성 및 안정성을 제공한다.

Claims (12)

1. 자동 변속기에 있어서, 쉬프트 레버의 변속단 레인지 선택모드를 스위칭 하는 모드 선택수단과; 쉬프트 레버 변속단 레인지 자동 선택을 결정하기 위한 차속 정보를 검출하는 속도 검출수단과; 브레이크 페달의 구동에 따라 접점이 스위칭되어 쉬프트 레버의 변속단 레인지 자동 선택신호를 출력하는 스위칭수단 및; 상기 스위칭수단을 통해 인가되는 신호에 따라 상기 쉬프트 레버를 구동시키는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
2. 청구항1에 있어서, 상기 속도 검출수단에서 인가되는 신호가 쉬프트 레버의 변속단 레인지를 자동으로 선택 할 수 없는 차속인 경우 상기 구동수단측에 공급되는 전원을 차단하는 스위칭수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
3. 청구항1에 있어서, 상기 속도 검출수단은 속도 지침계의 지시 방향과 반대편에 부착되어 상기 속도 지침계의 이동에 따라 이동되도록 하는 제1금속편과; 상기 모드 선택수단을 통해 전원이 연결되는 제2금속편으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
4. 청구항1에 있어서, 상기 속도 검출수단은 쉬프트 레버 변속단 레인지 자동 선택 영역에 해당하는 속도에서는 상기 제1금속편과 상기 제2금속편이 접촉되지 않도록 소정의 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
5. 청구항1에 있어서, 상기 속도 검출수단은 운행되는 속도가 쉬프트 레버 변속단 레인지 자동 선택 영역을 초과하는 경우 상기 속도 지침계의 반대 방향에 설치되는 상기 제1금속편과 상기 제2금속편이 접촉되어 상기 속도 지침계의 이동에 따라 동시에 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
6. 청구항1에 있어서, 상기 속도 검출수단은 검출되는 차속의 감속으로 인하여 제1금속편과 제2금속편이 분리되는 경우 제2금속편은 자중력에 의하여 원래의 위치로 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
7. 청구항1에 있어서, 상기 스위칭수단은 실린더와 로드로 이루어지며, 상기 실린더의 저부와 중심부측에 각각의 접점을 구비하고, 상기 로드의 하단부에 접점을 구비하여 상기 로드의 압축 신장에 따라 임의의 접점이 스위칭되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
8. 청구항1에 있어서, 상기 스위칭수단은 브레이크 페달의 최대 스트로크에서 임의의 접점이 선택되도록 하여 현재의 선택된 변속단 레인지가 해제되고 중립으로 위치되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
9. 청구항1에 있어서, 상기 브레이크 페달의 구동력이 해제에 따라 로드가 원래의 위치로 복귀되어 임의의 접점이 스위칭되는 경우 변속단 레인지가 중립의 위치에서 드라이브의 위치로 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
10. 청구항1에 있어서, 상기 구동수단은 상기 스위칭수단의 각 접점을 통해 인가되는 신호에 자기력을 발생시키는 복수개의 솔레노이드와; 상기 솔레노이드의 자기력에 이동되는 금속편과; 상기 금속편과 쉬프트 레버의 하단부를 연결하며 금속편의 구동력을 상기 쉬프트 레버에 전달하는 링크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
11. 청구항5에 있어서, 상기 쉬프트 레버 변속단 레인지 자동 선택 영역으로 설정되는 차속은 0Km/h 이상 30Km/h 이내로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.
12. 청구항7에 있어서, 상기 스위칭수단의 실린더 내에는 브레이크 페달의 구동력 해제시 상기 로드의 원래의 위치로 복원하는 리턴 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속단 레인지 자동 선택장치.