KR101251479B1

KR101251479B1 - 차량용 클러치 시스템

Info

Publication number: KR101251479B1
Application number: KR1020050122147A
Authority: KR
Inventors: 서동관
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2013-04-05
Also published as: KR20070062331A

Abstract

본 발명의 차량용 클러치 시스템은, 클러치 페달에서 시작한 작동 과정이 릴리즈 포크, 클러치 릴리스 베어링을 거쳐 클러치 커버 조립체 및 클러치 디스크 조립체에 작용하여 동력이 차단되도록 하는 자동차용 클러치 시스템에 있어서, 상기 클러치 페달에 일측이 힌지 연결됨과 동시에 타측이 릴리즈 포크에 연결되는 피스톤; 상기 피스톤이 삽입되는 실린더; 상기 피스톤과 실린더 사이에 연결되어 피스톤의 원상 복귀를 가능케 하는 리턴 스프링; 상기 실린더 내부의 압력을 센싱하는 압력센서; 상기 실린더와 연통되는 유압라인의 직경이 서로 다르게 형성되는 복수의 유압라인; 및 상기 압력센서 및 복수의 유압라인에 연결되는 전자제어장치를 포함한다.

클러치, 엑츄에이터, 밸브, 전자제어장치, 피스톤

Description

차량용 클러치 시스템{CLUTCH SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1은 종래 자동차용 클러치 시스템을 개략적으로 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 클러치 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 상세도.

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 클러치 시스템의 작동로직을 도시한 흐름도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

21 : 페달 25 : 릴리즈 포크

27 : 클러치 릴리즈 베어링 29 : 클러치 커버 조립체

29b : 다이아프램 스프링 31a : 압력판

31b : 클러치 디스크 33 : 전자제어장치

35 : 피스톤 37 : 실린더

39 : 압력센서 41 : 제1 유압라인

43 : 제2 유압라인 45 : 리턴 스프링

본 발명은 자동차용 클러치 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수동 변속기의 연료 저감의 장점과 자동 변속기의 작동 편의성을 모두 갖는 자동차용 클러치 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 클러치 시스템은 구동 바퀴에 전달되는 엔진의 동력을 필요에 따라 단속하는 작동을 하며, 엔진의 시동 시 또는 변속기 기어의 변속 시에 엔진의 동력을 일시적으로 차단시키게 된다.

이러한 클러치 시스템은 조작력 전달방법에 따라 로드나 와이어를 사용하는 기계식과 유압을 사용하는 유압식이 있다.

도 1에서는 종래 유압식 클러치 시스템의 일례를 도시한 것으로, 클러치 페달(1)에 의해 작동하는 클러치 마스터 실린더(3)가 호스(5)를 통하여 클러치 릴리이스 실린더(7)와 연결되며, 상기 클러치 릴리이스 실린더(7)의 푸시로드(9)는 릴리이스 포크(11)와 연결 관계를 갖는다.

즉, 클러치 페달(1)에서 시작한 작동 과정은 클러치 마스터 실린더(3), 호스(5), 클러치 릴리스 실린더(7), 클러치 포크(11), 클러치 릴리스 베어링(13)을 거쳐 클러치 디스크(15)에 작용하여 동력이 차단되도록 한다.

이러한 종래 클러치 시스템은 페달 및 유압 실린더의 복잡한 구조를 가지기 때문에 구조상 불리할 뿐 아니라 운전자가 클러치 페달을 직접 작동하고, 운전자의 능숙함에 따라 차량의 운행 및 주행 안정성에 커다란 영향을 줄 수 있다.

결국 이와 같은 클러치 시스템이 수동 변속기의 운전 편의성을 저하시키는 가장 큰 요소라 할 수 있고 운전자들이 자동 변속기 차량을 선호하게 되는 직접적인 이유가 된다.

그러나 자동 변속기 차량은 수동 변속기 차량에 비해 연비가 좋지 않기 때문에 최근의 고유가 시대에 맞는 연비가 좋은 차량을 선호하는 소비자들의 경향에 부합하지 못하는 부분이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 자동 변속기 차량에 비해 연비가 뛰어난 수동 변속기 차량의 장점과 저속에서의 반복되는 클러치 페달의 조작으로 인한 운전의 피로감을 절감시킬 수 있는 구성을 가진 자동차용 클러치 시스템을 제공하는 데 있다.

이와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해 제안되는 본 발명의 차량용 클러치 시스템은, 클러치 페달에서 시작한 작동 과정이 릴리즈 포크, 클러치 릴리스 베어링을 거쳐 클러치 커버 조립체 및 클러치 디스크 조립체에 작용하여 동력이 차단되도록 하는 자동차용 클러치 시스템에 있어서,

상기 클러치 페달에 일측이 힌지 연결됨과 동시에 타측이 릴리즈 포크에 연결되는 피스톤; 상기 피스톤이 삽입되는 실린더; 상기 피스톤과 실린더 사이에 연결되어 피스톤의 원상 복귀를 가능케 하는 리턴 스프링; 상기 실린더 내부의 압력을 센싱하는 압력센서; 상기 실린더와 연통되는 유압라인의 직경이 서로 다르게 형성되는 복수의 유압라인; 및 상기 압력센서 및 복수의 유압라인에 연결되는 전 자제어장치를 포함한다.

그리고, 상기 복수의 유압라인 각각은 저장통과, 상기 저장통과 실린더를 연결하는 라인과, 상기 라인의 중간에 설치되고 상기 전자제어장치와 연결된 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 클러치 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 상세도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 자동차용 클러치 시스템은 클러치 페달(21)과, 클러치 페달(21)과 연결된 채 클러치 하우징(23) 내부에 설치되는 엑츄에이터부(A)와, 클러치 페달(21)의 작동에 따라 정역방향으로 회동하는 릴리즈 포크(25)와, 릴리즈 포크(25)의 끝단에 고정된 클러치 릴리즈 베어링(27)과, 클러치 릴리즈 베어링(27)에 접촉되는 클러치 커버 조립체(29)와, 클러치 커버 조립체(29)의 내부에 설치되고 엔진의 동력축과 연결되는 클러치 디스크 조립체(31)와, 전자제어장치(33)를 포함한다.

여기서 클러치 페달(21)은 힌지 연결된 로드 등을 통하여 엑츄에이터부(A)와 연결되어 엑츄에이터부(A)의 유압 변화에 영향을 미치게 되며, 클러치 페달(21)에서 시작한 작동 과정은 릴리즈 포크(25), 클러치 릴리스 베어링(27)을 거쳐 클러치 커버 조립체(29) 및 클러치 디스크 조립체(31)에 작용하여 동력이 차단되도록 한다.

클러치 커버 조립체(29)는 클러치 커버(29a)에 다이아프램 스프링(29b)이 설 치되고, 클러치 디스크 조립체(31)는 압력판(31a)과 클러치 디스크(31b)로 구성된다.

본 발명의 특징에 따라 제안된 엑츄에이터부(A)는, 도 3에 도시한 바와 같이 클러치 페달(21)에 미도시된 로드 등을 통하여 일측이 힌지 연결됨과 동시에 타측이 릴리즈 포크(25)에 연결되는 피스톤(35)과, 피스톤(35)이 삽입되는 실린더(37)와, 실린더(37) 내부의 압력을 센싱하는 압력센서(39)와, 실린더(37)와 연통된 제1 유압라인(41) 및 제2 유압라인(43)와, 피스톤(35)과 클러치 하우징(23) 사이에 연결되어 피스톤(35)의 원상 복귀를 가능케 하는 리턴 스프링(45)으로 구성된다.
즉, 운전자가 클러치 페달(21)을 조작하면, 클러치 하우징(23) 내부에서 클러치 페달(21)에 힌지 연결된 엑츄에이터부(A)의 피스톤(35)이 작동하면서 릴리즈 포크(25)를 정역방향으로 회전시키게 된다.
여기서, 상기 엑츄에이터부(A)는 클러치 하우징(23)의 내부에 구비되고, 클러치 페달(21)은 일단부가 차량 실내에서 회전 가능하게 힌지 연결되며, 일측이 미도시된 격벽을 관통하는 로드(미도시) 등을 통해 엔진룸 내부 다수의 엔진부품 및 변속기와의 간섭이 방지된 상태로, 상기 클러치 하우징(23)의 엑츄에이터부(A)에 각각 힌지 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 클러치 페달(21)은 운전자의 답력이 전달될 경우, 회전되면서 상기 피스톤(35)을 작동시키게 됨으로써, 엔진룸과 실내를 차단하는 미도시된 격벽과 엔진룸에 구비되는 다수의 엔진부품 및 변속기와의 간섭 발생이 방지되면서, 피스톤(35)을 통해 릴리즈 포크(25)를 작동시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기한 격벽은 엔진룸과 차량 실내를 구획하는 대쉬 패널이며, 로드는 상기 클러치 페달(21)에 일단이 힌지 연결되고, 타단이 격벽인 대쉬 패널을 관통하여 엑츄에이터부(A)의 피스톤(35)에 연결되는 것으로, 도면에는 기재되지 않았으나, 이는 널리 알려진 공지기술에 해당하는 것으로, 이하 구조 및 연결관계에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서, 압력센서(39)는 일정 간격으로 실린더(37) 내부의 압력을 비교해서 전자제어장치(33)에 전달함으로써 운전자가 클러치 페달(21)을 작동 중인지 릴리즈 상태인지를 판단할 수 있는 근거로 이용한다.

제1 유압라인(41)은 작동 유체를 저장하는 제1 저장통(41a)과, 제1 저장통(41a)에서 실린더(37)로 연결된 제1 유압라인(41)의 중간에 설치된 제1 밸브(41b)로 구성된다.

제2 유압라인(43)은 제1 유압라인(41)과 마찬가지로 작동 유체를 저장하는 제2 저장통(43a)과, 제2 저장통(43a)에서 실린더(37)로 연결된 제2 유압라인(43)의 중간에 설치된 제2 밸브(43b)로 구성된다.

여기서 실린더(37)와 연통되는 제1 유압라인(41)과 제2 유압라인(43)의 직경이 다르게 형성되는 데, 바람직하기로는 제1 유압라인(41)의 직경이 제2 유압라인(43)의 직경보다 크게 형성되어 실린더(37)의 내부로 유입되는 작동 유체의 유출입 량이 제1 유압라인(41)에서 더 많도록 한다.

그리고 상기한 제1 밸브(41b)와 제2 밸브(43b)는 전자제어가 가능한 방식으로, 전자제어장치(33)에 의해 작동된다.

이와 같이 구성되는 차량용 클러치 시스템의 작동 과정을 도 4에 도시한 작동로직을 참고하여 설명한다.

먼저 압력센서(39)가 일정시간 간격으로 실린더(37) 내부의 압력을 비교하게 되며, 압력센서(39)에서 측정된 압력값은 ΔT-t 시간과 ΔT 시간의 평균 압력을 측정한다.

압력이 감소하면 전자제어장치(33)에서 운전자가 클러치 페달(21)을 작동하는 것으로 인식하고 제1 유압라인(41)의 제1 밸브(41b)를 오픈함과 동시에 제2 밸브(43b)를 클로즈하여 작동 유체가 실린더(37)의 내부로 유입되도록 한다.

그 결과 피스톤(35)이 우측으로 이동하면서 릴리즈 포크(25)를 정방향으로 회동시켜 릴리즈 베어링(27)이 다이아프램 스프링(29b)을 누르게 되고, 클러치 디스크(31b)와 압력판(31a)이 떨어지면서 동력 전달이 차단된다.

한편, 일정시간 간격으로 비교한 압력이 증가하면 특정 차속 이상(차속이 5km/h 보다 큰지)이고 기어 단수가 2단 이상인지를 판단한다.

이때 특정 차속 보다 빠르고 2단 이상이면 제1 밸브(41b)와 제2 밸브(43b) 모두를 모두 오픈하여 실린더(37)의 내부에 채워진 작동 유체를 빠르게 배출시킬 수 있도록 하며, 그 결과 피스톤(35)은 리턴 스프링(45)에 의해 좌측으로 이동하면서 빠르게 복귀하고 클러치 페달(21)도 빠르게 릴리즈 된다.

만일 특정 차속 이하이고 기어 단수가 1단일 때에는 클러치 페달(21)을 너무 빨리 릴리즈 시키면 시동이 꺼질 수 있으므로 제1 밸브(41b)만 클로즈(차단)하고 제2 밸브(43b)는 오픈하여 실린더(37) 내부의 작동 유체가 제2 유압 라인(43)을 통해 빠져 나갈 수 있도록 한다.

이에 따라 제1 유압라인(41)보다 직경이 작은 제2 유압라인(43)만 오픈됨으로 실린더(37) 내부에 채워진 작동 유체가 두 라인 모두 오픈되었을 때와 제1 유압라인(41)만 오픈되었을 때보다 느리게 빠져 나가게 된다.

그리고 기어 단수가 2단 이상이고 차속이 10km/h 이하에서는 2단 출발로 인식하여 천천히 릴리즈된다.

이와 같은 작동로직은 최초 운전자가 클러치 페달(21)을 작동시킨 후에 클러치 페달(21)에서 발을 떼는 동작에 민감하게 반응하지 않고, 일단 클러치 페달(21)을 작동시킨 후에는 클러치 페달(21)에서 발을 떼어도 기어 변속이나 엑셀레이터의 작동이 가능하게 함으로써 클러치 페달(21) 작동에 따른 피로감을 줄일 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 차량용 클러치 시스템은 잦은 클러치 페달의 동작과 반클러치 상태를 유지하기 위한 발동작을 하지 않아도 되기 때문에 운전자의 피로감을 줄일 수 있게 된다.

또한 기어 단수 1단 또는 2단에서와 같은 저속 운전에서 자동 변속 자동차와 같은 작동이 이루어짐으로써 연료를 절감하는 효과를 나타낸다.

Claims

클러치 페달에서 시작한 작동 과정이 릴리즈 포크, 클러치 릴리스 베어링을 거쳐 클러치 커버 조립체 및 클러치 디스크 조립체에 작용하여 동력이 차단되도록 하는 자동차용 클러치 시스템에 있어서,

상기 클러치 페달에 일측이 힌지 연결됨과 동시에 타측이 릴리즈 포크에 연결되는 피스톤;

상기 피스톤이 삽입되는 실린더;

상기 피스톤과 실린더 사이에 연결되어 피스톤의 원상 복귀를 가능케 하는 리턴 스프링;

상기 실린더 내부의 압력을 센싱하는 압력센서;

상기 실린더와 연통되는 유압라인의 직경이 서로 다르게 형성되는 복수의 유압라인; 및

상기 압력센서 및 복수의 유압라인에 연결되는 전자제어장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 클러치 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 복수의 유압라인 각각은 저장통과, 상기 저장통과 실린더를 연결하는 라인과, 상기 라인의 중간에 설치되고 상기 전자제어장치와 연결된 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 클러치 시스템.
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