KR101684065B1

KR101684065B1 - Ehs 겸용 클러치 유압시스템

Info

Publication number: KR101684065B1
Application number: KR1020150025659A
Authority: KR
Inventors: 김영호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-12-07
Also published as: KR20160103319A

Abstract

본 발명의 EHS 겸용 클러치 유압시스템은 클러치 페달(11)의 조작으로 형성된 유압이 변속기(1)로 전달되는 엔진 동력을 끊거나 이어주는 클러치 유압장치(10), 차량의 언덕길 정차 시 유압과 연동되어 형성된 압축공기통로로 전달된 공압을 이용한 변속기어(1-1)의 구속으로 언덕길 밀림 방지를 위한 EHS(Easy Hill Start) 작동 상태로 전환되는 EHS 공압장치(20)가 포함됨으로써 별도의 EHS 장치의 적용 없이도 경사로 정차 후 출발 시 뒤로 밀림이 방지되고, 특히 EHS 장치 대비 밸브류 구조 단순화와 함께 가격 및 성능대비 우위를 점하는 특징이 있다.

Description

EHS 겸용 클러치 유압시스템{Clutch Hydraulic System combined Easy Hill Start in Vehicle}

본 발명은 클러치 유압시스템에 관한 것으로, 특히 EHS(Easy Hill Start)를 위한 전용장치 없이도 언덕길 밀림 방지가 가능한 EHS 겸용 클러치 유압시스템에 관한 것이다.

일반적으로 상용차는 자체 중량에 의한 큰 관성력으로 인해 언덕길 정차 후 출발 시 뒤로 밀림을 방지해주는 별도의 안전장치가 적용된다.

이러한 안전장치로서 EHS(Easy Hill Start)가 있다, 상기 EHS는 모니터링 한 차량속도, 브레이크 페달, 기어위치 등 입력신호로 제어여부를 결정 한 후 홀딩(Holding)상태로 되면서 밸브동작에 의한 제동력 유지 및 가속페달 조작에 의한 운전자의 출발의지로 제동력 해제가 이루어지는 방식이다.

그러므로, EHS가 적용된 수동변속기(또는 AMT(Automated Manual Transmission))타입 상용차는 급경사에서 정차 후 출발하는 운전에 숙달되지 않은 운전자도 차량의 후방 밀림 없이 안전한 언덕길 정차 후 출발을 할 수 있다.

국내등록특허10-1316877(2013년10월02일)

하지만, EHS는 차량속도, 브레이크 페달, 기어위치 등이 입력정보로 제공받아 밸브동작제어가 이루어짐으로써 복잡한 구조와 함께 고가일 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 클러치 작동유압과 함께 에어탱크의 압축공기를 이용해 경사로 정차시 변속기의 기어 고정이 이루어짐으로써 별도의 EHS 장치의 적용 없이도 경사로 정차 후 출발 시 뒤로 밀림이 방지되는 EHS 겸용 클러치 유압시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EHS 겸용 클러치 유압시스템은 변속기에 전달되는 엔진 동력을 끊거나 이어주도록 클러치 페달의 조작으로 유압을 형성하는 클러치 유압장치; 차량의 언덕길 정차 시 상기 유압에 의해 형성된 압축공기통로로 전달된 공압으로 상기 변속기의 내부에 구비된 변속기어를 구속하고, 상기 변속기어의 구속으로 언덕길 밀림 방지를 위한 EHS(Easy Hill Start) 작동 상태로 전환되는 EHS 공압장치; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 클러치 유압장치는 상기 클러치 페달과 상기 변속기로 이어진 CSC(CONCENTRIC SLAVE CYLINDER)유압라인에서 분기된 분기유압라인과 연결되어 상기 압축공기통로를 형성하는 유압스위치, 차량 속도를 알 수 있는 스피드센서와 연계되어 검출된 차량 속도에 따라 상기 분기유압라인의 통로를 개폐시켜주는 스피드센서 연동밸브로 구성된다.

상기 스피드센서 연동밸브는 상기 스피드센서와 센서신호라인으로 연결되고, 차량 속도가 0(영)일 때 상기 분기유압라인의 통로를 열어주는 반면 차량 속도가 0(영)이 아닐 때 상기 분기유압라인의 통로를 닫아준다. 상기 유압스위치는 상기 분기유압라인에서 전달된 유압이 걸리는 내부공간을 형성한 원통형 유압실린더, 상기 유압실린더의 내부공간을 대기와 연통시켜주는 브리더 튜브(Breather Tube), 상기 유압실린더의 내부공간에 걸린 유압에 의한 이동으로 상기 압축공기통로를 형성해주는 유압피스톤, 상기 유압피스톤을 탄발지지 해 상기 유압피스톤의 초기 위치 복귀력을 제공해주는 유압피스톤 스프링으로 구성된다.

상기 EHS 공압장치는 압축 공기를 저장하는 에어탱크, 상기 에어탱크의 압축공기를 상기 클러치 유압장치에서 상기 압축공기통로를 개폐하는 유압스위치로 보내주는 공압공급라인, 상기 유압스위치를 나온 압축공기가 흐르는 공압작동라인에서 나온 압축공기로 작동되어 상기 변속기어를 구속시켜주는 변속기어록커로 구성된다.

상기 변속기어록커는 상기 공압작동라인에서 전달된 공압이 걸리는 내부공간을 형성한 공압실린더, 상기 공압실린더의 내부공간에 걸린 공압에 의한 이동으로 상기 변속기어쪽으로 이동되는 공압피스톤, 상기 공압피스톤과 함께 이동되어 상기 변속기어의 기어이 사이로 끼워지는 락킹 로드, 상기 공압피스톤을 탄발지지 해 상기 공압피스톤의 초기 위치 복귀력을 제공해주는 공압피스톤 스프링으로 구성된다.

이러한 본 발명은 유압을 사용하는 클러치 유압시스템으로 EHS의 적용 없이 경사에서 차량의 뒤로 밀림을 방지함으로써 EHS 장치 대비 밸브류 구조 단순화와 함께 가격 및 성능대비 우위를 점하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 클러치 유압시스템에 EHS 기능이 추가되었으나 기존과 동일하게 클러치 페달 조작만 요구됨으로써 사용이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 EHS 겸용 클러치 유압시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 클러치 유압으로 작동되는 유압스위치의 구성이며, 도 3은 본 발명에 따른 공압으로 작동되는 변속기 기어 록커의 구성이고, 도 4,5,6은 본 발명에 따른 클러치 페달 ON 시 클러치 유압시스템의 EHS 작동 상태이며, 도 7,8,9는 본 발명에 따른 클러치 페달 OFF 시 클러치 유압시스템의 EHS 작동 상태이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 EHS 겸용 클러치 유압시스템의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 클러치 유압시스템은 유압에 의한 작동으로 변속기(1)에 전달되는 엔진 동력을 끊거나 이어주는 클러치 유압장치(10), 유압에 의한 통로형성으로 전달되는 공압을 이용해 변속기(1)의 변속기어를 고정하는 EHS 공압장치(20)로 구성된다.

구체적으로, 상기 변속기(1)는 EHS 공압장치(20)로 구속되는 변속기어(1-1)를 포함하고 P-N-D-R 변속이 이루어지는 수동변속기 또는 AMT(Automated Manual Transmission)이고, 클러치 릴리스 실린더와 릴리스 레버, 릴리스 포크, 릴리스 베어링, 피봇, 입력축 슬리이브의 기능을 통합하는 모듈형태로 구성되어 유압식 클러치에 적용되는 콘센트릭 슬레이브 실린더(CONCENTRIC SLAVE CYLINDER, 이하 CSC)를 구비한다.

구체적으로, 상기 클러치 유압장치(10)는 운전자의 조작이 이루어지는 클러치 페달(11), 클러치 페달(11)에서 변속기(1)의 CSC로 이어진 CSC(CONCENTRIC SLAVE CYLINDER)유압라인(10-1), EHS 공압장치(20)로 공압을 전달하는 유압스위치(15), CSC유압라인(10-1)에서 분기되어 유압스위치(15)로 이어지는 분기유압라인(10-2), 변속기(1)에 구비된 스피드센서(13A)와 연계된 스피드센서 연동밸브(13), 스피드센서 연동밸브(13)와 스피드센서(13A)를 연결하는 센서신호라인(10-3)으로 구성된다.

상기 클러치 페달(11)은 운전자에 의한 눌림 시 CSC유압라인(10-1)에 유압을 형성해 엔진으로 부터의 동력 차단시키는 CSC를 작동시키고, 동시에 분기유압라인(10-2)에 유압을 형성해 유압스위치(15)를 작동시킨다. 상기 스피드센서 연동밸브(13)는 분기유압라인(10-2)의 유체를 제어한다. 일례로, 상기 스피드센서 연동밸브(13)는 스피드센서(13A)가 작동하지 않는 속도=0의 조건에서 열림으로써 분기유압라인(10-2)에 형성된 유압을 유압스위치(15)로 보내고, 반면 스피드센서(13A)가 작동하는 속도≠0의 조건에서 닫힘으로써 분기유압라인(10-2)에 형성된 유압이 유압스위치(15)로 보내지 않는다. 상기 유압스위치(15)는 EHS 공압장치(20)에 공압을 형성해 변속기(1)의 변속기어를 고정하도록 분기유압라인(10-2)에 형성된 유압을 전달받아 열려진다.

구체적으로, 상기 EHS 공압장치(20)는 압축 공기를 저장하는 에어탱크(23), 에어탱크(23)의 압축공기를 유압스위치(15)로 보내주는 공압공급라인(20-1), 유압스위치(15)를 나온 압축공기가 흐르는 공압작동라인(20-2), 공압작동라인(20-2)에서 보내진 압축공기로 작동되어 변속기(1)의 변속기어(1-1)를 구속시켜주는 변속기어록커(25)로 구성된다.

한편, 도 2,3은 각각 유압스위치(15)와 변속기어록커(25)의 상세 구성을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 상기 유압스위치(15)는 밀폐된 내부공간을 형성한 원통형으로 이루어진 유압실린더(16), 유압실린더(16)의 내부공간에 구비된 유압피스톤(17)과 유압피스톤 스프링(18)으로 구성된다.

상기 유압실린더(16)는 원통형의 한쪽 끝면에 내부공간과 연통된 분기유압라인(10-2)을 연결하는 반면 원통형의 반대쪽 끝면에 대기와 연통된 브리더 튜브(Breather Tube)(16A)를 형성하며, 원통형의 몸체에 내부공간과 연통된 공압공급라인(20-1)과 공압작동라인(20-2)을 각각 연결한다. 상기 유압피스톤(17)은 직선의 에어홀(17A)을 경사지게 관통시킨 원기둥 몸체로 이루어지고, 유압실린더(16)의 내부공간을 직선이동한다. 상기 유압피스톤 스프링(18)은 코일 스프링 타입이고, 유압피스톤(17)을 탄발지지한 상태에서 유압피스톤(17)의 이동으로 압축변형됨으로써 탄성 복원력을 발생한다.

도 3을 참조하면, 상기 변속기어록커(25)는 밀폐된 내부공간을 형성한 원통형으로 이루어진 공압실린더(26), 공압실린더(26)의 내부공간에 구비된 공압피스톤(27), 락킹 로드(28), 공압 피스톤 스프링(29)으로 구성된다.

상기 공압실린더(26)는 원통형의 한쪽 끝면에 내부공간과 연통된 공압작동라인(20-2)을 연결하는 반면 원통형의 반대쪽 끝면에 변속기(1)의 변속기 케이스를 결합한다. 상기 공압피스톤(27)은 한쪽면으로 락킹 로드(28)를 일체로 구비한 원기둥 몸체로 이루어지고, 공압실린더(26)의 내부공간을 직선이동한다. 상기 락킹 로드(28)는 공압피스톤(27)의 한쪽면에 구비되어 공압피스톤(27)과 함께 내부공간을 직선이동하고, 변속기(1)의 내부 공간으로 위치된 끝부위에 변속기어(1-1)의 기어이 사이로 끼워지는 기어이(28A)를 형성한다. 상기 공압 피스톤 스프링(29)은 코일 스프링 타입이고, 공압피스톤(27)을 탄발지지한 상태에서 공압피스톤(27)의 이동으로 압축변형됨으로써 탄성 복원력을 발생한다.

한편, 도 4,5,6은 클러치 페달 ON 시 클러치 유압시스템의 EHS 작동 상태에 대한 실시예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 차량의 급경사로 정차에 의한 속도=0의 조건으로 스피드센서(13A)의 작동이 이루어지지 않음으로써 센서신호라인(10-3)으로 연결된 스피드센서 연동밸브(13)가 열리고, 스피드센서 연동밸브(13)의 열림은 CSC유압라인(10-1)에서 분기된 분기유압라인(10-2)과 유압스위치(15)를 연통상태로 전환시켜 준다.

이어, 운전자가 클러치 페달(11)을 밟아 클러치 페달 ON으로 전환되면, 클러치 페달(11)의 조작력을 전달받은 CSC유압라인(10-1)의 내부 유체는 유압을 형성해 분기유압라인(10-2)으로 보내준다. 그러면, 분기유압라인(10-2)을 흐르는 유체는 유압실린더(16)의 내부공간으로 들어가고, 유압실린더(16)의 내부공간에 유입된 유체는 유압을 형성함으로써 유압 피스톤(17)을 밀어내며, 유압 피스톤(17)의 밀림은 에어홀(17A)에 의한 공압공급라인(20-1)과 공압작동라인(20-2)의 연통을 가져옴으로써 유압스위치(15)는 공압이 통과되는 경로로 전환된다. 이때, 유압피스톤 스프링(18)은 유압 피스톤(17)의 밀림으로 압축된다.

그 결과, 에어 탱크(23)에 연결된 공압공급라인(20-1)을 흐르는 압축공기는 유압스위치(15)를 통해 공압작동라인(20-2)으로 보내지고, 공압작동라인(20-2)을 흐르는 압축공기는 공압실린더(26)의 내부공간으로 들어감으로써 공압 피스톤(27)을 밀어내며, 공압 피스톤(37)의 밀림은 변속기(1)의 내부 공간에 위치된 변속기어(1-1)쪽으로 락킹 로드(28)를 이동시켜 준다. 그러면, 락킹 로드(28)의 기어이(28A)가 변속기어(1-1)의 기어이 사이로 끼워짐으로써 변속기어록커(25)는 언덕길 밀림 방지가 가능한 EHS 작동 상태로 전환된다. 이때, 공압 피스톤 스프링(29)은 공압 피스톤(27)의 밀림으로 압축된다.

반면, 도 7,8,9는 클러치 페달 OFF 시 클러치 유압시스템의 EHS 작동 상태에 대한 실시예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 변속기어록커(25)의 EHS 작동 상태에서 운전자가 변속기(1)에 변속기어를 넣은 후 클러치 페달(11)에서 발을 떼어 클러치 페달 OFF로 전환시켜주면, CSC유압라인(10-1)의 내부 유체에 걸린 유압이 해제됨으로써 분기유압라인(10-2)으로 유압의 전달이 중단된다. 이어, 유압실린더(16)의 내부공간에 유입된 유체가 분기유압라인(10-2)으로 빠져나감으로써 유압 피스톤(17)은 유압피스톤 스프링(18)의 탄성복원력을 받아 초기 위치로 이동된다. 그러면, 유압 피스톤(17)의 에어홀(17A)은 공압공급라인(20-1)과 공압작동라인(20-2)의 연통을 끊어줌으로써 유압스위치(15)는 공압이 차단되는 차단경로로 전환된다.

이어, 변속기어록커(25)로 연결된 공압작동라인(20-2)에는 공압공급라인(20-1)을 통한 에어 탱크(23)의 압축 공기 공급이 차단과 동시에 공압작동라인(20-2)으로 공압실린더(26)의 내부공간에 공급된 압축공기가 빠져 나오고, 공압작동라인(20-2)으로 배출된 압축공기는 유압실린더(16)의 브리더 튜브(16A)를 통해 대기로 배출된다.

그 결과, 공압 피스톤(37)은 공압 피스톤 스프링(29)의 탄성복원력을 받아 초기 위치로 이동됨으로써 락킹 로드(28)도 초기 위치 이동되고, 락킹 로드(28)의 초기 위치 이동은 변속기어(1-1)의 구속을 해제함으로써 변속기어록커(25)는 EHS 작동 해제 상태로 전환된다.

이어, 운전자가 차량을 출발시키면 속도≠0의 조건으로 스피드센서(13A)의 작동이 이루어짐으로써 센서신호라인(10-3)으로 연결된 스피드센서 연동밸브(13)가 닫히고, 스피드센서 연동밸브(13)의 닫힘은 CSC유압라인(10-1)에서 분기된 분기유압라인(10-2)과 유압스위치(15)를 연통상태로 차단시켜 준다. 그러므로, 차량의 주행 중에는 변속기어록커(25)의 EHS 작동 상태 전환이 이루어지지 않게 된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 EHS 겸용 클러치 유압시스템은 클러치 페달(11)의 조작으로 형성된 유압이 변속기(1)로 전달되는 엔진 동력을 끊거나 이어주는 클러치 유압장치(10), 차량의 언덕길 정차 시 유압과 연동되어 형성된 압축공기통로로 전달된 공압을 이용한 변속기어(1-1)의 구속으로 언덕길 밀림 방지를 위한 EHS 작동 상태로 전환되는 EHS 공압장치(20)가 포함됨으로써 별도의 EHS 장치의 적용 없이도 경사로 정차 후 출발 시 뒤로 밀림이 방지되고, 특히 EHS 장치 대비 밸브류 구조 단순화와 함께 가격 및 성능대비 우위를 점할 수 있다.

1 : 변속기 1-1 : 변속기어
10 : 클러치 유압장치
10-1 : CSC(CONCENTRIC SLAVE CYLINDER)유압라인
10-2 : 분기유압라인 10-3 : 센서신호라인
11 : 클러치 페달 13 : 스피드센서 연동밸브
13A : 스피드센서 15 : 유압스위치
16 : 유압실린더 16A : 브리더 튜브(Breather Tube)
17 : 유압피스톤
17A : 에어홀 18 : 유압피스톤 스프링
20 : EHS 공압장치 20-1 : 공압공급라인
20-2 : 공압작동라인 23 : 에어탱크
25 : 변속기어록커 26 : 공압실린더
27 : 공압피스톤 28 : 락킹 로드
28A : 기어이 29 : 공압 피스톤 스프링

Claims

변속기에 전달되는 엔진 동력을 끊거나 이어주도록 클러치 페달의 조작으로 유압을 형성하는 클러치 유압장치;
차량의 언덕길 정차 시 상기 유압에 의해 형성된 압축공기통로로 전달된 공압으로 상기 변속기의 내부에 구비된 변속기어를 구속하고, 상기 변속기어의 구속으로 언덕길 밀림 방지를 위한 EHS(Easy Hill Start) 작동 상태로 전환되는 EHS 공압장치; 가 포함되고,
상기 EHS 공압장치는 압축 공기를 저장하는 에어탱크, 상기 에어탱크의 압축공기를 상기 클러치 유압장치의 상기 압축공기통로를 개폐하는 유압스위치로 보내주는 공압공급라인, 상기 유압스위치를 나온 압축공기가 흐르는 공압작동라인에서 나온 압축공기로 작동되어 상기 변속기어를 구속시켜주는 변속기어록커로 구성된 것을 특징으로 하는 EHS 겸용 클러치 유압시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 클러치 유압장치(10)는 상기 클러치 페달과 상기 변속기로 이어진 CSC(CONCENTRIC SLAVE CYLINDER)유압라인에서 분기된 분기유압라인과 연결되어 상기 압축공기통로를 형성하는 유압스위치, 차량 속도를 알 수 있는 스피드센서와 연계되어 검출된 차량 속도에 따라 상기 분기유압라인의 통로를 개폐시켜주는 스피드센서 연동밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 EHS 겸용 클러치 유압시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 스피드센서 연동밸브는 상기 스피드센서와 센서신호라인으로 연결되고, 차량 속도가 0(영)일 때 상기 분기유압라인의 통로를 열어주는 반면 차량 속도가 0(영)이 아닐 때 상기 분기유압라인의 통로를 닫아주는 것을 특징으로 하는 EHS 겸용 클러치 유압시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 유압스위치는 상기 분기유압라인에서 전달된 유압이 걸리는 내부공간을 형성한 원통형 유압실린더, 상기 유압실린더의 내부공간을 대기와 연통시켜주는 브리더 튜브(Breather Tube), 상기 유압실린더의 내부공간에 걸린 유압에 의한 이동으로 상기 압축공기통로를 형성해주는 유압피스톤, 상기 유압피스톤을 탄발지지 해 상기 유압피스톤의 초기 위치 복귀력을 제공해주는 유압피스톤 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 EHS 겸용 클러치 유압시스템.
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청구항 1에 있어서, 상기 변속기어록커는 상기 공압작동라인에서 전달된 공압이 걸리는 내부공간을 형성한 공압실린더, 상기 공압실린더의 내부공간에 걸린 공압에 의한 이동으로 상기 변속기어쪽으로 이동되는 공압피스톤, 상기 공압피스톤과 함께 이동되어 상기 변속기어의 기어이 사이로 끼워지는 락킹 로드, 상기 공압피스톤을 탄발지지 해 상기 공압피스톤의 초기 위치 복귀력을 제공해주는 공압피스톤 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 EHS 겸용 클러치 유압시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 락킹 로드는 기어이를 형성하고, 상기 기어이가 상기 변속기어의 기어이 사이로 끼워지는 것을 특징으로 하는 EHS 겸용 클러치 유압시스템.