KR101430872B1 - 수동 변속기 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 저온에서 저단 변속을 수행할 때, 작은 힘으로도 변속이 가능하도록 하여 변속 성능을 향상시킬 수 있는 수동 변속기 시스템이 개시된다.
일 예로, 시프트 레버의 회전에 의해 기어를 변속하는 변속기; 상기 변속기의 내부에 형성되어 오일의 온도를 감지하는 온도 센서; 차량의 내부에 구비되고, 상기 시프트 레버에 연결되어 기어 변속을 제어하는 기어 레버; 상기 기어 레버의 일측에 위치하여 저속으로 변환되는 것을 감지하는 위치 근접 센서; 상기 온도 센서 및 위치 근접 센서에 전기적으로 연결되어, 상기 오일의 온도가 기준값 이상이고, 상기 기어 레버가 저속 기어로 변환되는 경우 턴온되는 스위치; 및 상기 스위치의 턴온시 전원에 연결되어 상기 시프트 레버의 회전을 유도하는 모터를 포함하는 수동 변속기 시스템이 개시된다.

Description

수동 변속기 시스템{System for Manual Transmission}
본 발명은 저온에서 저단 변속을 수행할 때, 작은 힘으로도 변속이 가능하도록 하여 변속 성능을 향상시킬 수 있는 수동 변속기 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 차량, 그 중에서도 수동 변속기가 장착된 차량의 경우, 운전자가 직접 기어를 변속하게 된다. 그리고 이러한 수동 변속기는 기어 레버에 케이블을 통해 연결된 시프트 레버에 전달하고, 이에 따라 시프트 레버가 동작하여 기어 변속이 이루어지는 구조를 갖는다.
그런데, 이러한 수동 변속기는 평상시 문제가 없으나, 변속기 내부의 오일 온도가 낮아지는 경우, 예를 들어 혹한기의 경우 오일의 점도가 높아지기 때문에 운전자가 저단(1단)으로 변속시 무거움을 느끼게 된다. 따라서, 운전자의 기어 변속시, 힘이 많이 들게 되어, 변속 성능이 떨어지게 된다.
본 발명은 저온에서 저단 변속을 수행할 때, 작은 힘으로도 변속이 가능하도록 하여 변속 성능을 향상시킬 수 있는 수동 변속기 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 수동 변속기 시스템은 시프트 레버의 회전에 의해 기어를 변속하는 변속기; 상기 변속기의 내부에 형성되어 오일의 온도를 감지하는 온도 센서; 차량의 내부에 구비되고, 상기 시프트 레버에 연결되어 기어 변속을 제어하는 기어 레버; 상기 기어 레버의 일측에 위치하여 저속 기어로 변환되는 것을 감지하는 위치 근접 센서; 상기 온도 센서 및 위치 근접 센서에 전기적으로 연결되어, 상기 오일의 온도가 기준값 이상이고, 상기 기어 레버가 저속 기어로 변환되는 경우 턴온되는 스위치; 및 상기 스위치의 턴온시 전원에 연결되어 상기 시프트 레버의 회전을 유도하는 모터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 온도 센서는 상기 변속기의 하측에 구비될 수 있다.
그리고 상기 온도 센서는 상기 변속기의 드레인 플러그에 구비될 수 있다.
또한, 상기 위치 근접 센서는 상기 기어 레버가 1단으로 변속되는 것을 감지할 수 있다.
또한, 상기 온도 센서와 스위치의 사이에 위치하고, 상기 온도 센서의 온도값이 기준값 이상일 때 상기 스위치에 릴레이 신호를 인가하는 제어기가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 스위치는 상기 온도 센서에 릴레이 코일이 연결된 릴레이 스위치로 구성된 제 1 스위치와, 상기 위치 근접 센서에 릴레이 코일이 연결된 릴레이 스위치로 구성된 제 2 스위치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치는 상시 개로 접점을 가질 수 있다.
또한, 상기 모터와 상기 시프트 레버의 사이에 형성되어, 상기 모터의 회전력을 상기 시프트 레버에 전달하기 위한 웜 기어를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 수동 변속기 시스템은 온도 센서로부터 변속기 내 오일 온도가 기준값보다 작음을 감지하고, 동시에 위치 근접 센서로부터 운전자가 1단으로 기어를 변속하는 경우, 모터 및 웜 기어를 구동하여, 시프트 레버가 회전하도록 함으로써, 용이하게 기어 변속이 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템에서 센서 신호 스위치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템(10)은 변속기(110), 온도 센서(120), 제어기(130), 스위치(140), 기어 레버(150), 위치 근접 센서(160), 전원(170), 모터(180), 웜 기어(190), 시프트 레버(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 변속기(110)는 차량의 내부에 구비되며, 복수개의 기어 및 이에 따른 복수개의 변속 단계를 구비하여, 변속이 이루어지도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템(10)에서 상기 변속기(110)는 사람이 수동으로 직접 클러치(Clutch)를 밟은 이후 기어 레버(150)를 조작함으로써 변속이 이루어지는 수동 변속기로 구성된다.
상기 온도 센서(120)는 상기 변속기의 하측에 형성된다. 상기 온도 센서(120)는 상기 변속기(110) 내부의 오일에 대해 온도를 측정한다. 보다 구체적으로, 상기 온도 센서(120)는 상기 변속기(110)의 드레인 플러그(Drain Plug)에 구비될 수 있다. 상기 드레인 플러그는 상기 변속기(110)에서 오일을 교환하기 위해 형성되어 있는 드레인 홀(Drain Hole)을 막는 역할을 수행하는 플러그로서, 상기 변속기(110)의 가장 하부에 위치하고 있다. 따라서, 상기 온도 센서(120)를 상기 드레인 플러그에 구비함으로써, 상기 변속기(110) 내 오일의 양이 적은 경우라고 하더라도 상기 온도 센서(120)가 오일의 온도를 측정할 수 있게 된다.
상기 제어기(130)는 상기 온도 센서(120)로부터 온도값을 인가받는다. 상기 제어기(130)는 상기 온도 센서(120)의 온도값을 미리 설정된 기준값과 비교한다.
상기 제어기(130)는 상기 온도값이 기준값 보다 큰 경우, 현재 변속기(110) 내 오일의 온도가 정상인 것으로 판단하고, 상기 스위치(140)에 별도의 신호를 인가하지 않는다.
한편, 상기 제어기(130)는 상기 온도값이 상기 기준값 이하인 경우, 상기 제어기(130)는 현재 오일의 온도가 저온인 것으로 판단하고, 상기 스위치(140)에 대해 릴레이 신호를 인가한다. 따라서, 상기 제어기(130)의 신호에 따라 상기 스위치(140)가 동작하게 되고, 후술하는 것처럼 상기 변속기(110)에서 시프트 레버(200)가 동작할 수 있도록 배력이 공급되어 운전자가 작은 힘으로도 저속 변속을 할 수 있도록 한다.
상기 스위치(140)는 상기 제어기(130)에 연결되고, 상기 기어 레버(150)에 형성된 위치 근접 센서(160)에 연결된다. 상기 스위치(140)는 상기 제어기(130)로부터 오일의 저온 상태에 따른 릴레이 신호가 인가되고, 이와 함께 상기 위치 근접 센서(160)로부터 저속 기어 변속에 따른 릴레이 신호가 인가되는 경우, 상기 모터(180)에 상기 전원(170)이 연결되도록 하여, 상기 모터(180)가 상기 웜 기어(190)를 동작하도록 한다. 따라서, 상기 웜 기어(190)에 의해 상기 시프트 레버(200)가 전환되어 저속 변속이 용이하게 이루어질 수 있다. 상기 스위치(140)의 구체적인 동작은 아래에서 다시 설명하기로 한다.
상기 기어 레버(150)는 차량의 운전석에 위치하여, 운전자에 의해 수동으로 조작된다. 상기 기어 레버(150)는 통상적으로 1단 또는 2단으로 이루어진 저속 기어와 기타 고속 기어 및 후진 기어를 넣을 수 있도록 구성된다. 상기 기어 레버(150)는 시프트 케이블을 통해 상기 시프트 레버(200)에 연결된다. 따라서, 운전자의 상기 기어 레버(150) 조작에 의해 차량의 기어가 변속된다.
상기 위치 근접 센서(160)는 상기 기어 레버(150)에 구비된다. 상기 기어 레버(150)가 저단 기어 그 중에서도 특히, 1단 기어로 이동하는지 여부를 감지한다. 상기 위치 근접 센서(160)는 상기 기어 레버(150)가 1단 기어로 이동하는 경우, 상기 스위치(140)에 대해 릴레이 신호를 전송한다. 따라서, 스위치(140)는 상기 위치 근접 센서(160)의 릴레이 신호와 상기 제어기(120)로부터의 릴레이 신호를 동시에 인가받으면, 상술한 것처럼 상기 전원(170)의 모터(180)에 대한 연결을 수행하게 된다.
상기 전원(170)은 차량 자체의 배터리를 이용하여 형성될 수도 있고 또는 이와 별도로 형성되는 것도 가능하다. 상기 전원(170)은 상기 스위치(140)가 턴온되면 상기 모터(180)에 연결되어 상기 모터(180)를 구동시키고, 이에 따라 상기 웜 기어(190)가 구동될 수 있도록 한다.
상기 모터(180)는 상기 전원(170)에 대해 평상시 전기적으로 분리되어 있다가, 상기 스위치(140)가 턴온되면 상기 전원(170)에 연결된다. 이에 따라, 상기 모터(170)는 축을 회전시키게 되고, 상기 웜 기어(190)를 통해 상기 시프트 레버(200)를 동작시킬 수 있게 된다.
상기 웜 기어(190)는 상기 모터(180)의 축에 연결된다. 상기 웜 기어(190)는 상기 모터(180)의 축에 연결된 웜(191)과 상기 웜(191)에 맞물린 웜 휠(192)를 포함하여 구성된다. 상기 웜(191)은 상기 모터(180)가 상기 전원(170)에 연결되었을 때 상기 모터(180)의 회전축과 함께 회전을 하게 되고, 상기 웜 휠(192)은 상기 웜(191)에 의해 회전하게 된다. 따라서, 상기 웜 휠(192)에 연결된 시프트 레버(200)가 회전을 하게 되어 기어 변속이 가능하게 된다. 특히, 상기 웜 휠(192) 및 이에 따른 시프트 레버(200)의 회전 방향은 1단 기어로 변경되는 방향을 갖도록 형성되어, 저온에서 변속기(110)내 오일의 온도가 낮아져서 점도가 높아지더라도, 운전자가 적은 힘으로도 변속을 용이하게 할 수 있도록 한다.
상기 시프트 레버(200)는 상기 변속기(110)의 일측에 형성된다. 상기 시프트 레버(200)는 상기 기어 레버(150)에 케이블을 통해 연결되어, 기본적으로 상기 기어 레버(150)의 조작에 따라 기어를 변속한다.
또한, 상기 시프트 레버(200)는 상기 온도 센서(120)에 의해 측정된 변속기(110)내 오일의 온도가 기준값 이하이고, 동시에 상기 위치 근접 센서(160)에 의해 상기 기어 레버(150)가 1단으로 변속되는 것이 감지되어 상기 스위치(140)가 턴온되었을 때, 상기 모터(180)의 구동에 따라 웜 기어(190)에 의해 회전하게 된다. 따라서, 상기 시프트 레버(200)는 이러한 조건에서 상기 1단으로의 변속을 원활하게 수행할 수 있다.
이하에서는 각 조건에 따른 스위치(140)의 동작을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템에서 센서 신호 스위치의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템(10)에서 상기 스위치(140)는 상기 온도 센서(120)에 연결된 제 1 스위치(141)과, 상기 위치 근접 센서(160)에 연결된 제 2 스위치(142)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 스위치(141)는 릴레이 스위치로 구성되며, 릴레이 코일이 상기 온도 센서(120), 보다 정확하게는 상기 제어기(130)에 연결된다. 상기 제 1 스위치(141)는 상시 개로 접점(normally open contact), 즉 a접점을 갖도록 구성되어, 상기 제 1 스위치(141)의 접점은 평상시 상기 전원(170)와 모터(180) 사이의 회로를 개방시킨다(실선으로 표시). 그러나, 상기 온도 센서(120)의 온도가 기준값 이상인 경우, 릴레이가 턴온되어(점선으로 표시), 상기 전원(170)과 모터(180) 사이의 회로를 1차적으로 연결시킨다.
상기 제 2 스위치(142)도 역시 a접점 상태의 릴레이 스위치로 구성되며, 그 릴레이 코일은 상기 위치 근접 센서(160)에 연결된다. 또한, 상기 제 2 스위치(142)의 접점은 상기 제 1 스위치(141)의 접점과 함께 상기 모터(170) 및 모터(180) 사이의 회로에 직렬로 연결된다. 상기 제 2 스위치(142) 역시 평상시에는 상기 회로를 개방시키나, 상기 위치 근접 센서(160)로부터 1단 기어로의 변속이 감지되는 경우, 상기 릴레이 코일에 전류가 흘러 상기 접점이 턴온(점선으로 표시)된다. 따라서, 상기 제 2 스위치(142)는 상기 전원(170)과 모터(180) 사이의 회로를 2차적으로 연결하여, 상기 전원(170)으로부터 전력이 상기 모터(180)로 공급될 수 있도록 한다.
이 때, 상기 제 1 스위치(141)와 제 2 스위치(142)의 동작은 서로 독립적이고, 두 스위치(141, 142) 모두가 동시에 턴온되는 경우에만, 상기 전원(170)과 모터(180)가 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 시스템(10)의 경우, 상기 온도 센서(120)로부터 변속기(110) 내 오일 온도가 기준값보다 작음을 감지하고, 동시에 상기 위치 근접 센서(160)로부터 운전자가 1단으로 기어를 변속하는 경우에 상기 모터(180) 및 웜 기어(190)를 구동하여, 상기 시프트 레버(200)가 회전하도록 함으로써, 용이하게 기어 변속이 이루어지도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 수동 변속기 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10; 수동 변속기 시스템 110; 변속기
120; 온도 센서 130; 제어기
140; 스위치 150; 기어 레버
160; 위치 근접 센서 170; 전원
180; 모터 190; 웜 기어
200; 시프트 레버

Claims (8)

  1. 시프트 레버의 회전에 의해 기어를 변속하는 변속기;
    상기 변속기의 내부에 형성되어 오일의 온도를 감지하는 온도 센서;
    차량의 내부에 구비되고, 상기 시프트 레버에 연결되어 기어 변속을 제어하는 기어 레버;
    상기 기어 레버의 일측에 위치하여 저속 기어로 변환되는 것을 감지하는 위치 근접 센서;
    상기 온도 센서 및 위치 근접 센서에 전기적으로 연결되어, 상기 오일의 온도가 기준값 이하이고, 상기 기어 레버가 저속 기어로 변환되는 경우 턴온되는 스위치; 및
    상기 스위치의 턴온시 전원에 연결되어 상기 시프트 레버의 회전을 유도하는 모터를 포함하는 수동 변속기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 변속기의 하측에 구비되는 수동 변속기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 변속기의 드레인 플러그에 구비되는 수동 변속기 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 근접 센서는 상기 기어 레버가 1단으로 변속되는 것을 감지하는 수동 변속기 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서와 스위치의 사이에 위치하고, 상기 온도 센서의 온도값이 기준값 이하일 때 상기 스위치에 릴레이 신호를 인가하는 제어기가 더 포함되는 수동 변속기 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 온도 센서에 릴레이 코일이 연결된 릴레이 스위치로 구성된 제 1 스위치와, 상기 위치 근접 센서에 릴레이 코일이 연결된 릴레이 스위치로 구성된 제 2 스위치를 포함하는 수동 변속기 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치 및 제 2 스위치는 상시 개로 접점을 갖는 수동 변속기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터와 상기 시프트 레버의 사이에 형성되어, 상기 모터의 회전력을 상기 시프트 레버에 전달하기 위한 웜 기어를 더 포함하는 수동 변속기 시스템.
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