KR101033061B1 - 자동차용 자동변속기의 변속모드 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 자동변속기의 변속모드 제어장치에 관한 것으로, 자동 변속기의 변속제어 밸브와 연결되어 변속모드의 선택에 따라 변속밸브를 선택적으로 작동시키는 제어 케이블에 연결되면서, 구동모터와 피니언 및 래크로 이루어진 제어기와; 상기 제어기에 연결되어 시동키의 록크 상태와 브레이크 상태 및 변속위치의 선택위치에 따라 전자적으로 변속모드를 제어하는 마이컴 및; 변속기의 변속모드에 따른 다수개의 변속모드 선택 버튼을 갖추고서 상기 마이컴과 유무선으로 신호를 주고 받으면서 변속모드를 선택할 수 있게 이루어진 변속모드 선택기를 포함하여 구성된다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 변속모드를 수동레버를 사용하여 선택하지 않고, 버튼식으로 이루어진 변속모드 선택부를 통하여 원하는 변속모드를 선택함과 더불어, 마이컴이 현재의 변속모드 상태를 원하는 변속모드 상태로 변환시켜 주게 하고, 운전자가 비밀 번호를 입력하여 록킹 해제시킨 후, 브레이크 페달을 밝은 상태에서 변속모드 선택부를 작동시켜야만 동작이 이루어지게 함으로써, 안전하고 정확한 변속제어가 이루어지게 할 수 있을 뿐만 아니라, 변속모드의 선택을 편리하게 할 수 있는 작동상의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

자동변속기, 버튼식 변속모드제어, 래크, 피니언, 제어 케이블

Description

자동차용 자동변속기의 변속모드 제어장치{An apparatus for controlling the speed chaning modes in an automatic transmission for vehicle}

본 발명은 자동차용 자동변속기의 변속모드 제어장치에 관한 것으로, 특히 변속모드를 버튼식으로 제어할 수 있으면서, 안전하고 정확하게 자동변속기를 제어할 수 있게 한 자동변속기의 변속모드 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 자동변속기는 P―R―N―D―2―1과 같은 순서로 작동되는 변속모드를 갖고 있는데, 이러한 변속모드의 선택은 운전자가 손으로 작동하는 수동 선택레버를 통하여 이루어지게 되어 있다.

그리고, 상기 수동 선택레버는 운전석 옆에 설치되어 운전자가 손으로 위치 절환시키면서 변속모드를 선택하게 되어 있는데, 현재의 선택된 변속모드 또는 선택할 변속모드를 확인하기 위해서는 고개를 돌리고 수동 선택레버를 쳐보아야 하기 때문에, 초보운전자의 경우는 물론 운전에 익숙한 사람의 경우도 시야를 놓쳐 사고를 당하게 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 일부 고급차에서는 자동변속기의 변속모드가 운전석의 계기판에 나타내지도록 함으로써, 운전자가 변속모드를 바꿀 때 고개를 옆으로 돌리지 않고 정면으로 쳐다보면서 변속모드를 선택조절 할 수 있게 한 장치가 있기는 하나, 이러한 장치는 대개 고차의 차량에 설치되어 있기 때문에 서민이 주로 사용하는 저가의 차량에는 사용할 수 없다는 불편함이 있을 뿐만 아니라, 운전석의 계기판에 이러한 장치가 구비되어 있지 않은 기존의 자동 변속기 차량에서는 기존의 불편함을 그대로 안고 사용하여야 하는 불편함이 있었다.

또한, 기존의 자동변속기는 수동선택 레버를 상기한 바의 변속모드에 따라 순차 이동할 수밖에 없기 때문에, 작동시간이 길어진다는 단점이 있고, 안전을 위하여 브레이크에 케이블을 연결하여 선택 레버가 수동으로 잠금 상태로 이루어지게 하고 있으며, 상기 수동선택 레버에 안전 키를 장착하여 안전 키를 해제시킴과 더불어 브레이크 페달을 동시에 밟아야 수동 선택 레버가 동작하여 변속모드를 바꿀 수 있다는 불편함이 있었다.

또, 기존의 일반적인 자동차용 자동변속기는 시동이 걸린 상태에서 차에서 내려 잠시 일을 보고 오는 경우에 차량의 도난이 발생할 수 있는 문제가 있었고, 어린이를 태우고 있는 상태에서 운전 중 잠시 운전자가 자리를 비우면 어린이의 장난으로 인하여 사고가 발생하는 문제가 있었다.

그리고 기존의 일반적인 자동변속기는 중립(N) 상태에서 드라이브(D)상태로 바로 절환이 가능하게 되어 있기 때문에, 운전자가 운전 미숙으로 인하여 가속페달을 밟고 있는 상태에서 급작스런 변속이 이루어지면 자동차가 급발진하는 사고가 발생하게 된다.

또, 기존의 자동변속기에서는 사용자가 힘으로 무리하게 후진에서 전진으로, 전진에서 후진으로 급변속하게 되면, 자동변속기가 고장을 일으키는 원인이 되어 수명이 단축되는 등의 문제가 있었다.

한편, 상기한 바와 같이 수동 변속 레버를 사용하지 않고, 버튼식으로 자동변속기의 변속모드가 선택되어질 수 있게 한 자동변속기의 조작장치가 특허 제10-495440호로 제안된 것이 있는바, 이 발명에 따른 장치는 운전석의 핸들에 변속버튼은 설치해 두고, 이 변속 버튼과 자동변속기를 연결한 구성으로 되어 있다고 설명하고 있기는 하나, 상기 발명에 따른 장치에서는 핸들에 설치된 변속조작기와 변속기의 변속제어 케이블이 어떻게 연결되어 작동하는지에 대한 구체적인 구성이 전혀 언급되어 있지 않아 실제 실시가 불가능한 상태인 미완성의 발명이라 할 수 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 자동차용 자동변속기의 변속모드 선택장치에서 발생하는 각종 문제점을 해결하여, 운전자가 변속모드를 선택하기가 용이하게 하고, 변속모드의 선택이 급작스럽게 이루어지지 않게 하는 한편, 운전자가 원격적으로 변속기의 상태를 제어할 수 있게 함으로써, 변속모드가 정확하고 안전하게 이루어지게 하여 자동차를 편리하게 운전할 수 있게 한 자동차용 자동변속 기의 변속모드 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 자동변속기의 변속모드 제어장치는, 자동 변속기의 변속제어 밸브와 연결되어 변속모드의 선택에 따라 변속밸브를 선택적으로 작동시키는 제어 케이블에 연결되면서, 구동모터와 피니언 및 래크로 이루어진 제어기와; 상기 제어기에 연결되어 시동키의 록크 상태와 브레이크 상태 및 변속위치의 선택위치에 따라 전자적으로 변속모드를 제어하는 마이컴 및; 변속기의 변속모드에 따른 다수개의 변속모드 선택 버튼을 갖추고서 상기 마이컴과 유무선으로 신호를 주고 받으면서 변속모드를 선택할 수 있게 이루어진 변속모드 선택기를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 마이컴에는 자동차의 시동키가 잠겨 있는지의 여부를 판단하는 시동키 록킹판단부와, 브레이크 상태를 판단하는 브레이크 판단부, 현재의 선택된 변속모드를 판단하는 변속모드 판단부, 선택하고자 하는 변속모드를 선택하는 변속모드 선택부 및, 제어기의 동작을 제어하는 동작제어부가 구비되어 있다.

또한, 상기 제어기는 마이컴의 출력신호에 따라 전원이 인가되어 작동하는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축에 설치된 피니언, 상기 피니언의 동력을 전달받아 이동하면서 자동변속기의 제어 케이블에 연결된 랙기어, 자동변속기의 변속모드에 따른 위치 신호를 발생하는 다수개의 포토 인터럽터 및, 상기 랙기어의 선단에 설치되어 포토 인터럽터의 신호를 선택적으로 감지하는 감지판으로 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 장치는 상기 마이컴과 연계하여 작동되는 비밀번호 입 력기를 사용함으로써, 운전자가 차량의 시동을 걸어둔 상태에서 자리를 비울 때도, 다른 사람이 차량을 운전하지 못하게 할 수가 있어, 도난 방지 및 안전사고 등으로부터 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 변속모드를 제어하는 레버를 수동으로 선택하지 않고, 버튼식으로 이루어진 변속모드 선택부를 통하여 원하는 변속모드를 선택하면, 마이컴이 현재의 변속모드 상태를 원하는 변속모드 상태로 변환시켜 주게 함과 더불어, 운전자가 비밀 번호를 입력하여 록킹해제시킨 후, 브레이크 페달을 밝은 상태에서 변속모드 선택부를 작동시켜야만 동작이 이루어지게 함으로써, 안전하고 정확한 변속제어가 이루어지게 할 수 있을 뿐만 아니라, 변속모드의 선택을 편리하게 할 수 있는 작동상의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 발명에 따른 도 1은 본 발명에 따른 장치의 제어기의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도면 2는 본 발명에 따른 장치의 마이컴에 대한 구성을 나타낸 개략도이며, 도면 3은 본 발명에 따른 장치의 마이컴에 입력된 프로그램의 구성도로서, 이들 도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 장치는 자동 변속기 의 변속제어 밸브와 연결되어 변속모드의 선택에 따라 변속밸브를 선택적으로 작동시키는 제어 케이블(1)에 연결되는 제어기(2)와; 상기 제어기(2)에 연결되어 시동키의 록크 상태와 브레이크 상태 및 변속위치의 선택위치에 따라 전자적으로 변속모드를 제어하는 마이컴(3) 및; 변속기의 변속모드에 따른 다수개의 변속모드 선택 버튼(4)을 갖추고서 상기 마이컴(3)과 유선 또는 무선으로 신호를 주고 받으면서 변속모드를 선택할 수 있게 이루어진 변속모드 선택기(5)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 마이컴(3)에는 도면 2에 도시한 바와 같이, 자동차의 시동키가 잠겨 있는지의 여부를 판단하는 시동키 록킹판단부(6)와, 자동차의 브레이크 페달이 록크상태로 되어 있는지 아닌지를 판단하는 브레이크 판단부(7), 현재의 선택된 변속모드를 판단하는 변속모드 판단부(8), 상기 변속모드 선택기(5)에 의해 입력된 신호를 접수받아 제어하는 변속모드 선택부(9) 및, 입력된 신호를 처리하여 상기 제어기(2)의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작제어부(10)가 구비되어 있다.

또한, 상기 제어기(2)는 도면 1에 도시하여 나타낸 바와 같이, 상기 마이컴(3)의 출력신호에 따라 전원이 인가되어 작동하는 구동모터(11)와, 상기 구동모터(11)의 구동축(12)에 설치된 피니언(13), 상기 피니언(13)의 구동력을 전달받아 이동하면서 자동변속기의 제어 케이블(1)에 연결된 랙기어(14), 자동변속기의 변속모드에 따른 선택신호를 발생하는 다수개의 포토 인터럽터(15) 및, 상기 랙기어의 선단에 설치되어 포토 인터럽터(15)의 신호를 선택적으로 감지하는 감지판(16)으로 이루어진다.

그리고, 상기 마이컴(3)에는 장치의 전체 동작을 제어하는 프로그램 데이터(17)와, 자동변속기의 P, R, N, D, 2, 1의 변속모드에 따른 위치를 검출하는 위치제어 프로그램(18), 변속모드의 선택에 따른 입력 신호를 전달받아서 현재의 선택 변속모드 위치를 분석하여 그에 부합하는 신호를 출력하는 선택 제어 프로그램(19) 및, 상기 선택제어 프로그램에서 전송받은 신호로 구동모터(11)를 구동하는 동작제어 프로그램(20)이 갖추어져 있다.

한편, 상기 제어기(2)의 랙기어(14)는 레일(21)에 설치되어 부드럽고 무리가 없게 직선 왕복이동 하게 되어 있다.

또한, 상기 랙기어(14)의 선단에 설치된 감지판(16)과 연계 작동하여 포터인터럽터(15)는 변속모드 P, R, N, D, 2, 1에 맞추어 다수개의 포토 인터럽터가 나란하게 배열되어 있고, 상기 랙기어(14)에 설치된 감지판(16)이 변속모드의 선택에 따라 다수개의 포토인터럽터(15) 중 하나에 걸쳐지면서 변속모드를 선택 및 감지하게 된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는, 도면 4에 도시하여 나타낸 바와 같이, 운전자가 시동키를 사용하여 자동차의 시동을 걸고(S1), 브레이크 페달을 밟은 상태(S2)에서 변속모드 선택기(5)에 구비된 다수개의 P, R, N, D, 2, 1 변속모드 선택 버튼(4) 중에서 하나의 선택 버튼을 선택(S3)한다.

예컨대, 상기 선택기(5)의 선택 버튼(4)에서 D(주행)의 주행모드를 선택하면, 상기 마이컴(3)에서 현재의 변속 모드위치를 확인(S4)하여 서버모터로 이루어진 구동모터(11)를 구동시킨다(S5).

상기 구동모터(11)가 구동하면서 구동축(12)에 설치된 피니언(13)이 회전하면, 피니언(13)의 회전력이 랙기어(14)로 전달되어 피니언(13)의 회전방향에 따라 랙기어(14)를 전진 또는 후진시키게 되고, 상기 랙기어(14)가 전후진 함에 따라 랙기어(14)에 연결된 제어케이블(1)이 당겨지거나 밀려지면서 자동변속기의 변속밸브(도시안됨)를 제어하여 원하는 변속모드로 제어하게 된다(S6).

한편, 상기 랙기어(14)가 전후진하게 되면, 랙기어(14)의 선단에 설치된 감지판(16)이 함께 이동하면서 선택된 변속모드의 포토인터럽터(15)에 위치하게, 이렇게 상기 감지판(16)에 의해 감지된 선택모드는 마이컴(3)으로 전달되어 원하는 변속모드의 위치에 이르면 구동모터(11)가 멈추게 한다.

그리고, 다시 다른 변속모드로 절환하고자 한다면, 변속모드 선택기(5)의 선택버튼(4)에 구비된 선택모드를 사용하여 원하는 변속모드로 선택할 수가 있다.

이렇게 본 발명에 따른 자동변속기의 변속모드 제어장치는 변속모드 선택기(5)에 구비된 변속모드 선택버튼(4)만을 선택함으로써, 여러 개의 변속모드를 거치지 않고서도 간단하게 변속모드를 선택 제어할 수가 있는 것이다.

즉, P에서 D 또는 R에서 D 변속모드로 이동하고 할 때, 기존의 변속모드가 어느 상태에 있던 지에 상관없이 선택하고자 하는 변속모드를 선택하면, 구동모터(11)와 피니언(13) 및 랙기어(14)가 작동하면서 원하는 변속모드를 자동으로 선택하게 해 줄 수 있는 것이다.

상기 변속모드 선택기(5)는 마이컴과 유선 또는 무선으로 신호를 주고 받을 수 있게 함으로써, 변속모드 선택기(5)를 사용자의 원하는 곳에 설치하여 다양한 위치에서 사용할 수가 있게 한다.

한편, 본 발명에 따른 장치에서 상기 마이컴(3)과 연계하여 작동되는 비밀번호 입력기(22)를 사용함으로써, 운전자가 차량의 시동을 걸어둔 상태에서 자리를 비울 때도, 다른 사람이 차량을 운전하지 못하게 할 수가 있어, 도난 방지 및 안전사고 등으로부터 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 제어기의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 장치의 마이컴에 대한 구성을 나타낸 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 장치의 마이컴에 입력된 프로그램의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 장치의 변속모드 선택기와 비밀번호 입력기의 구성을 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 장치의 작동 순서를 나타낸 플로우챠트이다.

*도면의 주요 부품에 대한 부호의 설명*

1 - 제어 케이블 2 - 제어기

3 - 마이컴 4 - 변속모드 선택버튼

5 - 변속모드 선택기 6 - 록킹상태 판단부

7 - 브레이크 상태 판단부 8 - 변속모드 판단부

9 - 변속모드 선택부 10- 동작 제어부

11 - 구동모터 12 - 구동축

13 - 피니언 14 - 랙기어

15 - 포토 인터럽터 16 - 감지판

17 - 전체동작 제어 프로그램 18 - 위치제어 프로그램

19 - 선택제어 프로그램 20 - 동작제어 프로그램

21 - 레일 22 - 비밀번호 입력기

Claims (3)

1. 자동 변속기의 변속제어 밸브와 연결되어 변속모드의 선택에 따라 변속밸브를 선택적으로 작동시키는 제어 케이블(1)에 연결되는 제어기(2)와; 상기 제어기(2)에 연결되어 시동키의 록크 상태와 브레이크 상태 및 변속위치의 선택위치에 따라 전자적으로 변속모드를 제어하는 마이컴(3) 및; 변속기의 변속모드에 따른 다수개의 변속모드 선택 버튼(4)을 갖추고서 상기 마이컴(3)과 유선 또는 무선으로 신호를 주고 받으면서 변속모드를 선택할 수 있게 이루어진 변속모드 선택기(5)를 포함하여 이루어진 자동변속기의 변속모드 제어장치에 있어서,

   상기 마이컴(3)에는 자동차의 시동키가 잠겨 있는지의 여부를 판단하는 시동키 록킹판단부(6)와, 자동차의 브레이크 페달이 록크상태로 되어 있는지 아닌지를 판단하는 브레이크 판단부(7), 현재의 선택된 변속모드를 판단하는 변속모드 판단부(8), 상기 변속모드 선택기(5)에 의해 입력된 신호를 접수받아 제어하는 변속모드 선택부(9) 및, 입력된 신호를 처리하여 상기 제어기(2)의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 동작제어부(10)가 구비되고, 장치의 전체 동작을 제어하는 프로그램 데이터(17)와, 자동변속기의 변속모드에 따른 위치를 검출하는 위치제어 프로그램(18), 변속모드의 선택에 따른 입력 신호를 전달받아서 현재의 선택 변속모드 위치를 분석하여 그에 부합하는 신호를 출력하는 선택 제어 프로그램(19) 및, 상기 선택제어 프로그램에서 전송받은 신호로 구동모터(11)를 구동하는 동작제어 프로그램(20)이 갖추어지며,

   상기 제어기(2)에는 마이컴(3)의 출력신호에 따라 전원이 인가되어 작동하는 구동모터(11)와, 상기 구동모터(11)의 구동축(12)에 설치된 피니언(13), 상기 피니언(13)의 구동력을 전달받아 이동하면서 자동변속기의 제어 케이블(1)에 연결된 랙기어(14), 자동변속기의 변속모드에 따른 모드 선택신호를 발생하는 다수개의 포토 인터럽터(15) 및, 상기 랙기어의 선단에 설치되어 포토 인터럽터(15)의 신호를 선택적으로 감지하는 감지판(16)으로 이루어지고,

   상기 포터 인터럽터(15)는 변속모드 P, R, N, D, 2, 1에 맞추어 상기 포토 인터럽터(15)가 나란하게 배열되어 있고, 상기 랙기어(14)에 설치된 감지판(16)이 변속모드의 선택에 따라 상기 포토 인터럽터(15) 중 하나에 걸쳐지면서 변속모드를 선택 및 감지하며,

   상기 랙기어(14)는 레일(21)에 설치된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속모드 제어장치
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