KR100838120B1 - 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동변속기의 밸브바디내의 매뉴얼밸브가 변속단에 따라 작동압을 생성할 때, 각 변속단 유로에 설치시킨 유압스위치가 각 변속단에 맞게 온/오프되는 동작에 의거 계기판에 변속단 램프가 점멸될 수 있도록 한 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 자동변속기의 밸브바디내에 위치하여 변속단별로 작동유압을 생성하도록 이동하는 매뉴얼밸브와; 상기 매뉴얼밸브의 각 변속단 유로에 설치되는 복수개의 스위치와; 상기 스위치와 연결되어, 온/오프 스위칭 신호를 감지하는 TCU와; 상기 TCU의 신호를 받아 계기판의 변속단 램프를 점멸 제어하는 클러스터 회로; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법을 제공한다.
자동변속기, 변속단, 유압스위치, 밸브바디, 매뉴얼 밸브

Description

유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법{Device and method for display transmission level using hydraulic switch}
도 1은 본 발명에 따른 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법을 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 유압스위치의 일례를 설명하는 단면도,
도 3은 기존의 인히비터 스위치를 이용한 변속단 감지 장치를 설명하는 개략도,
도 4는 자동변속기의 밸브바디내에 설치되는 매뉴얼밸브에 대한 일례를 보여주는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
102 : 밸브바디 104 : 매뉴얼밸브
106 : 유압스위치 108 : TCU
110 : 계기판의 변속단 램프 112 : 클러스터 회로
114 : 다이어프램 116 : 실린더
118 : 접촉봉 120 : 복원스프링
122 : 컨택 플레이트 124 : 제1접점
126 : 제2접점
본 발명은 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동변속기의 밸브바디내의 매뉴얼밸브가 변속단에 따라 작동압을 생성할 때, 각 변속단 유로에 설치시킨 유압스위치가 각 변속단에 맞게 온/오프되는 동작에 의거 계기판에 변속단 램프가 점멸될 수 있도록 한 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 토크 컨버터(torque converter) 및 유성기어(planetary gear unit)와 그 제어유닛(control unit)이 조합되는 자동변속기는 변속 레버 변속시의 번거로움 감소, 원활한 가감속, 저속 발진성능 우수, 향상된 승차감 등의 장점으로 크게 각광받고 있다.
특히, 상기 자동변속기는 연비와 성능 개선을 위하여 변속단이 증가하는 추세이며, 유압제어 자동변속기의 경우는 변속단 1단 증가를 위해 유압장치가 매우 복잡하게 되므로 종래의 유압제어 자동변속기에 전자제어방식이 급속도로 도입되고 있다.
일반적으로 자동변속기를 장착한 차량에는 각 레인지를 선택할 수 있는 변속레버, 이 변속 레버에 연동하는 인히비터 스위치 및 오일펌프로부터 공급되는 라인 압을 각 시프트 밸브 및 압력 컨트롤 밸브를 통하여 각 마찰요소로 공급하는 매뉴얼 밸브를 구비하고 있다.
상기 인히비터 스위치는 변속 레버의 조작력을 받아 회전 운동하면서 레인지 접점을 선택 및 변환시키도록 이루어져 있다.
그리고 매뉴얼 밸브는 변속 레버의 조작력을 받아 직선 왕복 운동하면서 유로와 연결되는 포트 변환을 실현하여 라인압의 공급 방향을 결정할 수 있도록 스풀 밸브 구조로 이루어져 있다.
즉, 자동변속기의 유압제어시스템에는 운전석에 배치된 변속 레버의 조작에 연동되면서 유로를 절환시키며, 유압제어시스템에 적용되는 다수의 밸브에 라인압을 보내거나 배출시키는 기능을 수행하는 매뉴얼 밸브가 적용된다.
이러한 매뉴얼 밸브의 일 구현예를 살펴보면, 첨부한 도 4에서 보는 바와 같이, 운전자가 조작하는 셀렉트 레버에 연동하여 포트 변환이 이루어지면서 D 레인지에서 드라이브압 관로로 유압을 공급하고, R 레인지에서 후진압 관로로 유압을 공급하는 매뉴얼 밸브(2)는 각 포트를 보유하는 밸브 바디와 상기 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브 스풀로 이루어진다.
상기 밸브 바디는 오일펌프로부터 유압을 공급받는 제1포트(4)와, D레인지시 시프트 컨트롤 밸브와 압력 조절 밸브로 유압을 각각 공급하는 제2, 3포트(6)(8)와, R 레인지시 압력조절밸브와 N-R 컨트롤 밸브로 유압을 공급하는 제4, 5 포트(10)(12)를 가지며, 상기 제5포트(12)의 일측으로 2개의 배출구(14)(16)를 갖는다.
또한, 상기 변속레버에 연동되는 밸브 스풀(18)은 일측에 커넥터부(20)를 두고 그 타측으로 P 레인지에서만 상기 제2, 3포트(6)(8) 사이에 위치하고 그외의 레인지에서는 제2포트(6)의 일측으로 위치하는 제1랜드(22)와, P, R 레인지를 제외한 레인지에서 제3포트(8) 또는 제2, 3포트(6)(8)를 제1포트(4)와 연통시키는 제2랜드(24)와, R 레인지에서 제1포트(4)와 제4, 5포트(10)(12)를 연통시키는 제3랜드(26)를 갖는다.
또한, 상기 제1랜드(22)와 제2랜드(24) 사이에는 원주방향의 제1배출공(28)이 형성되어 밸브 스풀(18)의 내부에 제3랜드(26)측으로 형성되는 배출로(30)와 연통이 이루어지며, 상기 배출로(30)의 제3랜드(26) 측단은 제3랜드(26)를 원주방향으로 관통하는 제2배출공(32)을 통해 외부로 연통된다.
상기에서 제1배출공(28)은 제1랜드(22)의 측면과 동일선상으로 형성되며, 제2배출공(32)은 밸브 스풀(18)의 말단부측으로 약간 치우치게 형성함으로써, 공급 또는 해제되는 유압의 원활하게 이동될 수 있게 된다.
한편, 종래에는 인히비터 스위치는 변속 레버의 조작력을 받아 회전 운동하면서 레인지 접점을 선택 및 변환시키도록 이루어져 있는 바, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 상기 인히비터 스위치는 자동변속기의 매뉴얼밸브 샤프트의 축회전과 함께 회전하는 가동접점을, 상기 자동변속기의 트랜스미션케이스측에 부착된 고정접점에 대하여 미끄럼동작시키고, 고정접점에 대한 가동접점의 위치에 따라서 자동변속기의 변속레인지의 변환을 검출할 수 있도록 한 것이다.
즉, 각 변속단에 대한 접지판이 소정의 배열로 배열되어 있고, 그 일측에는 커넥터가 형성되어 있으며, 이 커넥터는 TCU와 클러스터 회로에 변속단에 따른 각 접지 신호를 전송하는 경로이며, 최종적으로 클러스터 회로의 신호에 따라 각 변속단별로 계기판에 변속단 램프가 점등되어진다.
이와 같이, 종래의 인히비터 스위치는 시프트 케이블과 매뉴얼 작동 레버에 따른 스위치 레벨 각도가 변경되어 기계적인 접점을 통한 변속단별 신호가 TCU 및 클러스터 회로에 연결되어 계기판에 변속단 램프가 점등되는 바, 기계적 마모에 따른 각도 조절의 정밀성이 떨어지는 단점이 있고, 또한 기계적 접점 방식에 따른 접점판의 마모 및 변속단 변환시 순간 전압 발생으로 이상 신호가 발생하는 단점이 있으며, 구조 자체가 복잡하여 부품 단가가 고가인 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자동변속기의 밸브바디내의 매뉴얼밸브가 변속단에 따라 작동압을 생성할 때, 각 변속단 유로에 설치시킨 유압스위치가 각 변속단에 맞게 온/오프되고, 이 온/오프 신호를 감지한 TCU 및 클러스터 회로에서 계기판의 변속단 램프를 점멸 제어할 수 있도록 한 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 자동변속기의 밸브바디내에 위치하여 변속단별로 작동유압을 생성하도록 이동하는 매뉴얼밸브와; 상기 매뉴얼밸브의 각 변속단 유로에 설치되는 복수개의 스위치와; 상기 스위치와 연결되어, 온/오프 스위칭 신호를 감지하는 TCU와; 상기 TCU의 신호를 받아 계기판의 변속단 램프를 점멸 제어하는 클러스터 회로; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치를 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 스위치는 유압스위치인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 유압스위치는 유압에 의하여 이동하는 다이어프램과; 다이어프램 전면에 부착되는 실린더와; 전진 및 후진 가능하게 상기 실린더내에 위치된 접촉봉과; 상기 접촉봉의 둘레에 위치되는 복원스프링과; 상기 실린더 앞쪽에 위치되어 전진하는 접촉봉에 의하여 밀리게 되는 컨택 플레이트와; 이 컨택 플레이트의 상단에 부착되는 제1 및 제2접점으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 변속레버의 선택과 함께 자동변속기의 밸브바디내에 위치된 매뉴얼 밸브가 선택된 변속단별로 작동유압을 생성하며 이동하는 단계와; 상기 매뉴얼밸브의 각 변속단 유로에 설치되는 복수개의 유압스위치가 선택된 변속단의 작동 유압에 의하여 온(ON)되는 단계와; 상기 유압스위치와 신호 교환 가능하게 연결된 TCU에서 유압스위치의 온 신호를 감지하는 단계와; 상기 TCU에서 클러스터 회로에 해당 변속단에 대한 온 신호를 전송하는 동시에 클러스터 회로에서 계기판의 변속단 램프를 점등하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유압스위치의 일례를 설명하는 단면도이다.
본 발명은 유압스위치를 활용하여 밸브바디내의 매뉴얼밸브의 유압생성과 동시에 변속단을 감지하여, 계기판에 해댕 변속단이 점등되도록 한 점에 주안점이 있다.
이에, 자동변속기의 밸브바디(102)내에 위치하여 변속단별로 작동유압을 생성하도록 이동하는 매뉴얼밸브(104)의 각 변속단 유로에 유압스위치(106)가 설치된다.
또한, 상기 유압스위치(106)는 그 온/오프 스위칭 신호를 감지하도록 TCU(108)와 연결되고, 이 TCU(108)는 계기판의 변속단 램프(110)를 점멸 제어하는 클러스터 회로(112)와 신호 교환 가능하게 연결된다.
이때, 상기 유압스위치(106)는 매뉴얼밸브(104)의 각 변속단 유로에 설치되는 바, 일측에는 유압에 의하여 이동하는 다이어프램(114)이 부착되고, 다이어프램 (114) 전면에는 전방이 개방된 실린더(116)가 부착된다.
또한, 상기 실린더(116)내에는 전진 또는 후진 가능하게 접촉봉(118)이 위치되고, 상기 접촉봉(118)의 둘레에는 복원스프링(120)이 위치된다.
또한, 상기 실린더(116)의 앞쪽에는 접촉봉(118)의 전진시 밀리게 되는 컨택 플레이트(122)가 배치되고, 이 컨택 플레이트(122)의 상단에는 컨택 플레이트(122) 가 밀릴 때 서로 접촉하게 되는 제1 및 제2접점(124,126)이 부착되며, 제1접점(124)은 배터리 전원쪽으로 제2접점(126)은 TCU(108)쪽으로 연결되도록 한다.
여기서, 상기와 같이 구성된 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치에 대한 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 변속레버의 선택과 함께 자동변속기의 밸브바디(102)내에 위치된 매뉴얼밸브(104)가 선택된 변속단별로 작동유압을 생성하며 이동하게 된다.
이때, 상기 매뉴얼밸브(104)의 각 변속단 유로에 설치되는 복수개의 유압스위치(106)중 해당 유압스위치가 선택된 변속단의 작동 유압에 의하여 온(ON)되어진다.
즉, 유압에 의하여 다이어프램(114)이 전진 팽창이동하는 동시에 실린더(116)내에 위치된 접촉봉(118)이 복원스프링(120)을 압축시키며 전진하여, 컨택 플레이트(122)를 밀게 된다.
이에, 상기 컨택 플레이트(122)의 상단에 부착된 제1 및 제2접점(124,126)이 서로 접촉되어 스위칭 온되고, 이때의 온 신호가 TCU(108)쪽으로 전송된다.
연이어, 상기 TCU(108)에서 클러스터 회로(112)에 해당 변속단에 대한 온 신호를 전송하고, 상기 클러스터 회로(112)에서는 계기판의 해당 변속단 램프(110)를 점등시키게 된다.
물론, 선택된 변속단 유로에 유압이 해제되면, 상기 복원스프링(120)의 복원력에 의하여 접촉봉(118)이 후진하게 되고, 동시에 컨택 플레이트(122)의 제1 및 제2접점(124,126)은 단락되어진다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치 및 방법에 의하면 자동변속기의 밸브바디내의 매뉴얼밸브가 변속단에 따라 작동압을 생성할 때, 각 변속단 유로에 설치시킨 유압스위치가 각 변속단에 맞게 온/오프되고, 이 온/오프 신호를 감지한 TCU 및 클러스터 회로에서 계기판의 변속단 램프를 점멸 제어할 수 있도록 함으로써, 기존의 인히비터 스위치의 삭제로 중량 저감 및 비용을 절감할 수 있다.
또한, 밸브바디내의 변속단 작동 유압으로 계기판에 변속단 표시가 가능하므로, 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존의 인히비터 스위치가 갖는 기계적 마모 및 오작동에 따른 위험 요소, 즉 P단 시동성 불량, 중간단 멈춤 등의 요소를 제거할 수 있다.

Claims (4)

  1. 자동변속기의 밸브바디내에 위치하여 변속단별로 작동유압을 생성하도록 이동하는 매뉴얼밸브와;
    상기 매뉴얼밸브의 각 변속단 유로에 설치되는 복수개의 스위치와;
    상기 스위치와 연결되어, 온/오프 스위칭 신호를 감지하는 TCU와;
    상기 TCU의 신호를 받아 계기판의 변속단 램프를 점멸 제어하는 클러스터 회로;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치는 유압스위치인 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 유압스위치는:
    유압에 의하여 이동하는 다이어프램과; 다이어프램 전면에 부착되는 실린더와;
    전진 및 후진 가능하게 상기 실린더내에 위치된 접촉봉과;
    상기 접촉봉의 둘레에 위치되는 복원스프링과;
    상기 실린더 앞쪽에 위치되어 전진하는 접촉봉에 의하여 밀리게 되는 컨택 플레이트와;
    상기 컨택 플레이트의 상단에 부착되는 제1 및 제2접점;
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 장치.
  4. 변속레버의 선택과 함께 자동변속기의 밸브바디내에 위치된 매뉴얼 밸브가 선택된 변속단별로 작동유압을 생성하며 이동하는 단계와;
    상기 매뉴얼밸브의 각 변속단 유로에 설치되는 복수개의 유압스위치가 선택된 변속단의 작동 유압에 의하여 온(ON)되는 단계와;
    상기 유압스위치와 신호 교환 가능하게 연결된 TCU에서 유압스위치의 온 신호를 감지하는 단계와;
    상기 TCU에서 클러스터 회로에 해당 변속단에 대한 온 신호를 전송하는 동시에 클러스터 회로에서 계기판의 변속단 램프를 점등하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압스위치를 이용한 변속단 감지 방법.
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