KR102625463B1 - 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동 변속방향 자동인식 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기 차량에서 수동모드의 변속방향 설정에 관한 것으로, 본 발명에 의한 변속방향 자동인식 장치는 변속레버의 위치에 따른 변속정보를 제어부에서 가변하여 설정할 수 있도록 함으로써 국가별 또는 사용자별로 수동모드의 변속방향이 달라지는 것을 하드웨어의 변경 없이 대응 가능하도록 한 특징이 있다. 본 발명에 따르면 수동모드의 변속방향에 따라 부품을 다르게 하지 않아도 되므로 효율적인 부품관리가 이루어지고 오조립 가능성도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

자동변속기 차량용 변속 레버의 수동 변속방향 자동인식 장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC IDENTIFICATION OF SHIFT DIRECTION FOR MANUAL MODE OF AUTOMATIC TRANSMISSION VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속기에 관한 것으로, 특히 자동변속기 차량의 수동 변속모드에 관한 것이다.

내연기관(엔진)으로 움직이는 자동차에서 엔진의 회전수와 바퀴의 회전수가 일치하지 않기 때문에 엔진의 회전수를 적절한 비율로 바꾸어 바퀴에 전달하기 위한 변속기가 필수적이다. 변속기는 두 개의 서로 톱니바퀴가 맞물려 돌아가는것과 비슷한 구조로, 내연기관의 크랭크 샤프트의 회전이 하나의 톱니바퀴로 전달되고, 이 톱니바퀴와 맞물린 또 다른 톱니바퀴의 회전이 바퀴로 전달된다.

변속은 크랭크 샤프트에 연결된 여러 개의 톱니바퀴 중 자동차의 속도와 내연기관 회전수에 따라 적당한 톱니바퀴를 바퀴의 톱니바퀴에 연결하는 것이다. 예를 들면 4단 변속기의 경우 톱니의 수가 다른 네 개의 톱니바퀴가 크랭크 샤프트에 연결되어 있다. 바퀴의 톱니 개수가 n이라면, 크랭크 샤프트의 1단 기어에 해당하는 톱니바퀴는 톱니의 개수가 3n 혹은 그 이상이고, 2단 기어에 해당하는 톱니바퀴는 톱니의 개수가 2n, 3단 기어의 경우 1.5n, 4단 기어는 n으로 바퀴의 톱니 개수와 동일하고, 후진 기어는 1단과 2단 사이의 값인 2.5n 정도로 구성된다.

이런 구성이라면 1, 2단 기어에서는 엔진의 회전수를 높여서 높은 토크를 바퀴에 전달할 수 있고 따라서 자동차가 정차해 있다가 출발하기 쉽다. 일단 자동차가 출발하고 나면 기어는 3, 4단의 고단 기어로 변경되고, 엔진의 회전수를 낮춰도 바퀴에는 더 빠르게 회전하게 되므로 연비를 향상시킬 수 있다.

수동변속기라면 변속 과정에서 클러치를 밟아 크랭크 샤프트의 톱니와 바퀴의 톱니가 연결되지 않게 한 다음 변속레버를 움직여 톱니바퀴를 바꾸고, 자동변속기는 변속 레버를 D의 위치에 놓으면 자동변속 제어장치가 자동차의 속도와 엔진 회전수에 맞추어 변속기를 제어한다.

대부분의 자동차 제조사들은 운전자들이 보다 적극적으로 변속시점을 선택할 수 있도록 하기 위해 자동변속기 차량에도 수동변속 모드를 제공하고 있다. 수동변속기는 클러치 페달을 밟고 변속 레버를 각 단의 위치로 옮겨 변속을 진행하지만 자동변속기의 수동변속 모드는 클러치 페달을 밟을 필요 없이 변속 레버를 앞, 뒤로 움직여 순차적으로 기어를 변속하는 차이가 있다. 변속 레버를 “+”방향으로 움직이면 고단기어로, “-“방향으로 움직이면 저단기어로 변속되는 것이다.

자동변속기의 수동변속 모드는 변속 레버를 앞, 뒤로만 움직여 변속을 해야 하는데 앞(자동차의 진행방향), 뒤(자동차의 진행방향과 반대방향) 어느 방향을 “+”방향으로 할 것인지 자동차 제조사별, 사용자별, 국가별로 다른 설정을 사용할 수 있어 혼란이 있다.

전방을 “+”로 해야 할 지 후방을 “+”로 해야 할지에 따라 변속레버의 부품도 달라지고, 와이어 하네스 또한 달라질 수 있고, 변속 제어기의 핀 배열도 달라질 수 있다. 어떠한 경우라도 개발비 상승과 부품 관리의 복잡성이 증가하는 것은 피할 수 없고, 오조립 가능성도 무시할 수 없는 문제가 있다.

본 발명의 발명자들은 이러한 종래 기술의 자동변속기 차량의 수동 변속모드 변속레버 방향 문제의 해결을 위해 연구 노력해 왔다. 부품의 종류를 늘리지 않고 변속기의 소프트웨어 변경을 통해 변속레버 방향을 모두 지원할 수 있는 자동변속기를 완성하기 위해 많은 노력 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 종래의 자동변속기의 수동변속 모드에서 변속레버의 방향에 따라 다른 부품을 사용해야 하는 문제를 해결할 수 있는 수동변속 모드의 변속방향 자동인식장치 및 방법을 구현함에 있다.

또한 변속레버 방향의 자동인식을 통해 변속레버에 들어가는 부품수를 줄이고, 오조립 가능성을 줄이는 것도 본 발명의 또다른 목적이다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명은 수동모드를 지원하는 자동변속기 차량에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동모드 변속방향 자동인식 장치는,

사용자가 변속 모드를 조작할 수 있는 변속레버; 상기 변속레버가 미리 지정된 위치로 움직일 수 있도록 하는 변속레버 가이드; 상기 변속레버의 위치 정보를 제어부에 전달하는 와이어 하네스; 및 하나이상의 프로세서 및 메모리를 포함하여 상기 변속레버의 위치 정보에 따라 변속기를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 상기 변속레버의 위치에 따른 변속정보가 가변하도록 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 변속레버는 상기 변속레버 가이드의 P, R, N, D 및 M의 위치와 M의 전방 및 후방의 위치로 이동 가능하고, 상기 변속레버 가이드의 M의 전방 위치 또는 후방 위치에 라벨의 종류를 구분할 수 있는 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 변속레버 가이드의 M의 전방 위치 또는 후방 위치의 스위치에 부착된 라벨의 종류를 구분하여 변속기를 제어하고, 상기 구분한 라벨의 종류를 상기 제어부의 메모리에 저장하는 것이 좋다.

또한 상기 제어부는 차량 조립 후 첫 운행 시 또는 상기 변속레버, 변속레버 가이드, 와이어 하네스 또는 제어부의 교체 후 첫 운행 시 상기 변속레버가 M의 위치에서 처음으로 이동하는 위치를 변속기의 시프트업(shift up) 방향으로 결정하여 상기 제어부의 메모리에 저장할 수 있다.

위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서 본 발명은 변속레버에 필요한 부품수를 줄여 개발비를 절감하고 부품 관리를 단순화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 변속레버의 방향을 조절할 수 있으므로 운전자의 혼란을 줄일 수 있고, 공장의 조립 과정도 단순화하여 생산 효율도 높일 수 있는 장점도 얻을 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동모드 변속방향 자동인식 장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 종래기술의 자동변속기 차량의 수동모드 설정의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 변속레버의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 변속기의 구성을 나타낸다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동 변속방향 자동인식 장치의 개략적인 구조도를 나타낸다.

본 발명에 따른 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동 변속방향 자동인식 장치(10)는 변속레버(110), 변속레버 가이드(120), 와이어 하네스(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

변속레버(110)는 통상의 자동변속기 차량과 같이 사용자로부터 변속 모드를 입력받기 위해 사용된다.

변속레버(110)가 P의 위치에 있으면 주차모드, R의 위치는 후진모드, D의 위치(112)에 있으면 주행모드, M의 위치(114)에 있으면 수동변속 모드로 변속기가 동작하게 된다.

변속레버(110)가 D의 위치(112)에 있으면 사용자의 추가 조작 없이 제어부(140)는 차량의 변속기를 차량의 속도와 엔진 회전수에 맞는 단수로 자동으로 제어하게 된다. 반면 변속레버(110)가 M의 위치(114)에 있으면 사용자가 변속레버를 전방 또는 후방으로 조절함에 따라 기어를 높은 단수 혹은 낮은 단수로 수동으로 조절할 수 있다.

변속레버 가이드(120)는 변속레버(110)가 P, R, N, D 또는 M의 위치로 이동할 수 있도록 가이드한다. 또한 M의 위치(114)에서는 변속레버(110)가 추가적으로 전방 또는 후방으로 이동할 수 있게 해준다.

변속레버(110)가 이동함에 따라 제1 스위치(116) 또는 제2 스위치(118)의 연결관계가 바뀌게 된다. 제1 스위치(116)는 변속레버(110)가 D의 위치(112) 또는 M의 위치(114)에 있는지를 제어부(140)에 전달한다. 제2 스위치(118)는 변속레버(110)가 M의 위치(114)에서 전방 혹은 후방으로 이동했는지를 제어부(140)에 전달한다.

와이어 하네스(130)은 변속레버(110)의 위치정보를 제어부(140)에 전달한다.

제어부(140)는 하나이상의 프로세서 및 메모리를 포함하여 구성된다. 메모리는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)이나 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리로 구성될 수 있고 설정된 내용은 지워지지 않아야 할 것이다.

제어부(140)는 변속레버(110)의 위치에 따라 변속기를 제어한다.

변속레버(110)가 D의 위치(112)에 있으면 와이어 하네스(130)를 통해 제어부(140)의 D핀(142)에 입력이 전달되고, 제어부(140)는 자동변속 모드로 변속기를 제어하게 된다.

변속레버(110)가 M의 위치(114)에 있으면 와이어 하네스(130)를 통해 제어부(140)의 M핀(144)에 입력이 전달되고, 제어부(140)는 변속레버(110)가 사용자의 조작에 의해 전방 또는 후방으로 움직임에 따라 1번핀(146) 또는 2번핀(148)의 입력을 감지하여 변속기를 높은 단수 또는 낮은 단수로 제어한다.

도 2는 종래 기술에 따른 자동변속기의 수동모드 설정의 두 가지 예를 나타낸다.

도 2의 (a)는 변속레버가 M의 위치에서 전방(차량의 진행방향)으로 움직일 때 M+, 즉 변속기의 기어 단수가 높아지고, M의 위치에서 후방으로 움직일 때 M-, 즉 변속기의 기어 단수가 낮아지는 경우를 나타낸다. 이 때 변속레버의 전방 방향의 스위치가 와이어 하네스를 통해 변속기 제어장치의 M+위치로 바로 연결됨을 볼 수 있다.

반면, 도 2의 (b)는 변속 레버가 M의 위치에서 후방으로 움직일 때 M+로 동작하는 경우를 나타낸다. 도 2의 (a)와는 달리 변속레버의 전방 방향의 스위치가 와이어 하네스에서 후방 방향의 스위치와 교차하게 되고, 전방 방향의 스위치는 변속기 제어장치의 M+ 핀으로, 후방 방향의 스위치가 M- 핀으로 연결된다.

따라서 종래 기술에 따르면 수동모드일 때 변속 레버의 전방이 M+인지 M-인지에 따라 와이어 하네스 또는 제어부의 입력핀을 달리 해야 함을 알 수 있다.

하지만 도 1의 본 발명에 따른 제어부(140)는 핀의 위치를 고정하지 않기 때문에 와이어 하네스(130)를 한 가지 종류만 가지고도 종래 기술의 두 가지 경우를 모드 대응할 수 있다.

이를 위해 진단통신기를 연결하여 변속레버의 전방 방향이 M+인지 M-인지, 즉 제어부(140)의 1번 핀(146)이 M+인지 M-인지 설정할 수 있고, 이를 제어부(140)의 메모리에 저장할 수 있다.

자동차의 진단통신기를 연결할 수 없는 경우에는 다른 방법을 사용할 수 있다. 변속레버 가이드(120)의 M의 위치(114) 전후방에 스위치(122, 124)를 두어 설정할 수 있도록 하는 것이다.

예를 들어 M+가 표시된 특정한 레이블(label)을 전방 스위치(122)에 부착하면 전방 스위치는 이를 M+로 인식하여 제어부(140)의 1번 핀(146)이 M+에 대응할 수 있도록 제어부에 전달하여 설정하는 것이다. 마찬가지로 M+가 표시된 레이블을 후방 스위치(122)에 부착하면 후방 스위치는 제어부(140)에 2번핀(148)이 M+에 대응하도록 전달할 수 있다. 이를 위해 레이블은 RFID 등 스위치(122, 124)가 인식할 수 있는 특징을 가질 수 있다.

다른 설정 예로서는 전후방 스위치(122, 124)를 터치스크린 디스플레이로 구성하여 자동차 조립 공장에서 작업자 또는 자동차 구입 후 사용자가 M+, M-를 직접 선택하고 선택 결과를 제어부(140)에 전달하는 구성도 가능할 것이다.

자동차가 완성되어 M+, M-의 방향이 결정된 후 변속기 고장 등으로 부품이 교체되면 M+ 또는 M-의 변속레버 방향을 결정해야 하는 문제가 있다.

진단통신기기를 연결할 수 있는 환경이라면 공장의 서버에서 차량의 사양에 따른 정보를 입수하여 M+에 해당하는 핀을 설정하는 것으로 간단히 해결할 수 있을 것이다.

하지만 진단통신기기를 연결할 수 없는 경우라면 다른 방법을 사용해야 한다.

예를 들어 수리에 의해 변속기의 제어부(140) 교체가 완료되고 난 후 변속레버의 움직임에 따른 차량의 속도, 엔진회전수 변화에 의해 1번핀의 기능을 판단하는 방법이다. 차량의 주행 중 변속레버(110)를 전방 쪽으로 움직였을 때 차량 속도가 증가하지만 엔진 회전수가 감소한다면 이는 기어 단수가 올라간 것이므로, 1번 핀(146)이 M+에 해당한다는 것을 판별할 수 있다. 반면 변속레버(110)를 전방 쪽으로 움직였을 때 차량 속도는 줄어들지만 엔진 회전수는 증가했다면 기어 단수가 낮아진 것이므로 1번 핀(146)이 M-에 해당한다는 것을 판별할 수 있고 제어부(140)는 이를 메모리에 저장하게 된다.

또는 차량이 처음 생산된 후 또는 부품이 교체된 후 처음 변속을 인식하여 변속 방향을 제어부(140)가 판단하고 저장할 수 있다. 변속기 장착 혹은 교체 후 처음 운행이 시작되면 차량은 당연히 1단으로 출발하게 된다. 출발 후 어느정도 속도가 붙으면 운전자는 자연스럽게 2단으로 변속을 위해 시프트업(Shift Up)에 해당하는 위치로 변속레버(110)를 움직일 것이다. 이는 사용자에게 익숙한 혹은 원하는 위치가 될 것이므로 사용자가 변속레버(110)를 움직인 위치를 M+의 위치로 결정할 것이다. 차량 출발 직후 저단으로 시프트 다운(Shift Down)으로 변속하려는 운전자는 없을 것이기 때문이다. 즉, 차량 출발 후 사용자가 변속을 위해 변속레버(110)를 전방으로 움직이면 1번 핀(146)을 M+로 세팅하고, 변속레버(110)를 후방으로 움직이면 2번 핀(148)을 M+로 세팅하는 것이다. 남은 핀은 자연스럽게 M-로 세팅될 것이다.

제어부(140)에 의해 M+가 차량 전방으로 세팅된 후에 고장에 의해 M-가 차량 전방으로 세팅된 변속기로 교체되었거나, 사용자의 적극적인 요청으로 변속 방향을 바꿔야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이를 위해 운전자가 특이 동작을 수행하면 변속기 제어정보를 초기화하는 기능을 둘 수 있다. 예를 들어 10초 이내에 변속레버(110)를 PRN의 위치로, 다시 NRP의 위치로 15회 이상 반복해서 움직이는 경우 변속기의 변속 모드를 초기화 하는 것이다. 초기화가 된 경우 다시 1번 핀(146)과 2번 핀(148)의 기능을 설정하는 것은 앞에서 설명한 여러 가지 방법들을 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 다양한 변속기 형태를 나타낸다.

도 3의 (a)와 같이 도 1과는 반대 방향에 M(수동모드)이 위치할 수도 있고, 도 3의 (b)와 같이 스텝게이트 형태로 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변속기의 수동모드 표시 방법에 관한 것이다.

수동모드 변속방향을 표시하는 “M+/M-“혹은 “+/-“레이블이 도 1의 예와는 달리 변속레버의 상단에 부착되는 방식이다. 예를 들어 A, B, C 국가에서는 변속레버를 차량 전방쪽으로 움직일 때 기어가 시프트 업 되도록 레이블을 부착하고, D, E, F 국가에서는 변속레버를 차량의 후방쪽으로 움직일 때 기어가 시프트 업 되도록 레이블을 부착할 수 있다.

이를 위해 변속레버에는 레이블의 방향을 인식할 수 있는 스위치가 더 포함될 수 있고, 변속방향 레이블에 따라 와이어 하네스와 연결되는 제어부의 핀들을 설정하는 방법은 앞서 살펴본 예와 같다. 물론 이때에도 와이어 하네스는 변속방향에 무관하게 한가지 종류로 사용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동 변속방향 자동인식 장치를 사용함으로써 수동변속 모드의 방향에 상관없이 동일한 부품을 사용할 수 있고, 따라서 부품 관리 및 조립 복잡성을 줄여 생산성을 높일 수 있는 것은 물론 오조립 가능성도 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (3)

1. 수동모드를 지원하는 자동변속기 차량에 있어서,
   사용자가 변속 모드를 조작할 수 있는 변속레버;
   상기 변속레버가 미리 지정된 위치로 움직일 수 있도록 하는 변속레버 가이드;
   상기 변속레버의 위치 정보를 제어부에 전달하는 와이어 하네스; 및
   하나이상의 프로세서 및 메모리를 포함하여 상기 변속레버의 위치 정보에 따라 변속기를 제어하는 제어부;를 포함하되,
   상기 제어부는 상기 변속레버의 위치에 따른 변속정보가 가변하도록 설정할 수 있으며,
   상기 변속레버는 상기 변속레버 가이드의 P, R, N, D 및 M의 위치와 M의 전방 및 후방의 위치로 이동 가능하고, 상기 변속레버 가이드의 M의 전방 위치 또는 후방 위치에 라벨의 종류를 구분할 수 있는 스위치를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 변속레버 가이드의 M의 전방 위치 또는 후방 위치의 스위치에 부착된 라벨의 종류를 구분하여 변속기를 제어하고, 상기 구분한 라벨의 종류를 상기 제어부의 메모리에 저장하는 것이며,
   또한, 상기 제어부는 차량 조립 후 첫 운행 시 또는 상기 변속레버, 변속레버 가이드, 와이어 하네스 또는 제어부의 교체 후 첫 운행 시 상기 변속레버가 M의 위치에서 처음으로 이동하는 위치를 변속기의 시프트업(shift up) 방향으로 결정하여 상기 제어부의 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는, 자동변속기 차량용 변속 레버의 수동모드 변속방향 자동인식 장치.
   
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