KR19980031614A - 수동변속차량의 자동변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기차량의 자동변속장치에 관한 것으로서, 시동스위치(1)와 TPS(2)와 차속센서(3) 및 브레이크 스위치(4)와, 클러치(5) 및 후진용 스위치(6)와, 영구자석으로 된 변속레버(7)와, 상기 변속레버(7)를 자력으로 원하는 변속단으로 이동시키기 위한 4개의 전자석(11,12,13,14)과, 상기 변속레버(7)의 이동상태를 감지하기 위해 각 변속단과 변속레버(7)의 이동경로에 설치된 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26,27,28)와, 상기 차속센서(3)와 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26,27,28)의 신호와 시동스위치(1)와 TPS(2)와 후진용 스위치(6) 및 브레이크 스위치(4)의 신호를 받아 상기 클러치(5) 및 4개의 전자석(11,12,13,14)을 제어하는 제어수단으로 구성된 수동변속차량의 자동변속장치를 제공함으로써, 클러치(5)를 솔레노이드(50)에 의해 전기적으로 조작하고 영구자석으로 이루어진 변속레버(7)를 전자석에 의해 이동시키며, 상기 이동상태는 다수의 자력감지센서로 파악하여 변속레버(7)를 통해 차속에 따라 적절히 자동적으로 변속할 수 있도록 함으로써, 운전의 편리성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

수동변속차량의 자동변속장치

본 발명은 자동차의 수동 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수동변속기가 장착된 차량에서 차량의 속도에 따라 자동적으로 변속을 할 수 있도록 하는 수동변속차량의 자동변속장치에 관한 것이다.

자동차의 구동력은 자동차에 실은 하물의 양과 도로의 상황 및 주행 속도 등에 따라서 크게 변화하므로, 이것에 대응하여 자동차에는 엔진의 동력을 적절한 구동력으로 변환시키기 위해 변속기를 설치한다.

따라서, 상기와 같은 변속기는 엔진과 구동축의 사이에 설치되고 수동식 변속기와 자동 변속기 등이 있는 바, 상기 수동식 변속기에는 운전자의 조작력을 받기 위한 변속레버가 설치되고, 상기 변속레버는 변속 기어 박스에 설치되는 다수의 쉬프트 레일을 조작하여 쉬프트 포크에 연결된 슬리브를 통해 다수의 기어를 작동시킴으로써 변속을 실시한다.

여기서, 상기 변속레버는 그 이동경로와 그 위치에 따른 변속단이 정해져 있어서, 운전자는 상기 변속레버를 이동시켜 원하는 변속단의 위치에 변속레버를 위치시킴으로써 차량의 변속을 실시하게 된다.

물론, 상기와 같은 변속중에는 클러치를 밟아 엔진으로부터 변속기로 전해지는 동력을 차단한 상태에서 이루어진다.

그런데, 상기와 같은 수동변속차량은 운전중 차속에 따라 계속적으로 변화하는 변속단을 운전자가 알아서 선정해주어야 하므로 운전하기에 많은 불편이 따른다.

특히, 운전에 익숙하지 못한 운전자의 경우에는 상기와 같은 변속조작이 운전을 어렵게 하는 가장 큰 요인으로 작용하여 각종사고를 유발하는 원인이 되기도 한다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수동변속차량에서도 그 구조를 크게 변경하지 않고 자동적으로 차속에 따라 그 변속단을 변경할 수 있도록 하여 운전의 편리성을 향상시킬 수 있는 수동변속차량의 자동변속장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수동변속차량의 자동변속장치를 도시한 구성도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

5: 클러치7: 변속레버

11,12,13,14: 전자석

21,22,23,24,25,26,27,28: 자력감지센서

30: 중앙통로40: TCU

50: 솔레노이드

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수동변속차량의 자동변속장치는 시동스위치와 TPS와 차속센서 및 브레이크 스위치와, 클러치 및 후진용 스위치와, 영구자석으로 된 변속레버와, 상기 변속레버를 자력으로 원하는 변속단으로 이동시키기 위한 다수의 전자석과, 상기 변속레버의 이동상태를 감지하기 위해 각 변속단과 변속레버의 이동경로에 설치된 다수의 자력감지센서와, 상기 차속센서와 다수의 자력감지센서의 신호와 시동스위치와 TPS와 후진용 스위치 및 브레이크 스위치의 신호를 받아 상기 클러치 및 다수의 전자석을 제어하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수동변속차량의 자동변속장치를 도시한 것으로서, 시동스위치(1)와 TPS(2)와 차속센서(3) 및 브레이크 스위치(4)와, 클러치(5) 및 후진용 스위치(6)와, 영구자석으로 된 변속레버(7)와, 상기 변속레버(7)를 자력으로 원하는 변속단으로 이동시키기 위한 4개의 전자석(11,12,13,14)과, 상기 변속레버(7)의 이동상태를 감지하기 위해 각 변속단과 변속레버(7)의 이동경로에 설치된 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26,27,28)와, 상기 차속센서(3)와 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26,27,28)의 신호와 시동스위치(1)와 TPS(2)와 후진용 스위치(6) 및 브레이크 스위치(4)의 신호를 받아 상기 클러치(5) 및 4개의 전자석(11,12,13,14)을 제어하는 제어수단으로 구성되어 있다.

여기서, 설명의 정확성을 위하여 상기 변속레버(7)의 이동경로 및 정해진 각 변속단은 도시된 바와 같이 도면의 상측 좌측으로부터 1,3,5단이 위치하고 도면의 하측 좌측으로부터 2,4,R단이 위치하며 그 중간에서 변속레버(7)가 횡방향으로 이동하는 경로를 중앙통로(30)라고 칭한다.

상기 4개의 전자석은 먼저 상기 1,3,5단 쪽으로 변속레버(7)를 당길 수 있도록 1,3,5단에 인접하게 설치된 제1전자석(11)과, 상기 제1전자석(11)의 맞은편에 설치되어 2,4,R단 쪽으로 변속레버(7)를 당기도록 하는 제2전자석(12)과, 상기 중앙통로(30)상에서 변속레버(7)가 우측의 1,2단 쪽으로 이동되도록 하는 제3전자석(13)과, 상기 제3전자석(13)의 맞은편에 설치되어 변속레버(7)를 좌측의 5,R단으로 당기는 제4전자석(14)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 8개의 자력감지센서는 상기 각 변속단별로 하나씩의 자력감지센서가 설치된 바, 그 설치된 변속단의 이름을 따서 각각 1,2,3,4,5,R단 자력감지센서(21,22,23,24,25,26)라고 칭하며, 상기 중앙통로(30)의 좌측 끝에 설치된 것을 제7자력감지센서(27)라고 하고 우측 끝에 설치된 것을 제8자력감지센서(28)라고 칭한다.

여기서, 상기 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26,27,28)는 도면의 복잡성을 피하기 위해 직접 제어수단인 TCU(Transmission Control Unit)(40)에 연결된 상태를 도시하지 않았지만, 실제적으로는 모두 그 정보를 전달할 수 있도록 각각 연결되어 있다.

또한, 상기 클러치(5)는 솔레노이드(50)에 의해 상기 TCU(40)에 연결되어 전기적 신호에 의해 작동되며, 상기 후진용 스위치(6)는 TCU(40)에 연결되어 운전자의 후진조작을 TCU(40)에 전달할 수 있도록 하였다.

물론, 상기 TCU(40)는 상기와 같은 차속센서(3) 이외에 시동 스위치(1)와, 가속페달의 조작상태를 알리는 TPS(Throttle Position Sensor)(2)와 브레이크 페달센서(4) 등의 각종 센서로부터 정보를 받아 보다 정확한 변속제어를 할 수 있도록 되어 있으며, 상기 클러치(5)를 작동하기 위한 솔레노이드(50)나 4개의 전자석(11,12,13,14)을 큰 전력으로 구동하기 위해서 별도의 릴레이 등을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

변속레버(7)가 중립상태에 있는 상태에서 시동스위치(1)가 온(ON)되고 운전자가 브레이크를 작동시키기 않고 가속페달을 밟으면, 상기 시동스위치(1)와 브레이크 스위치(4) 및 TPS(2)의 신호가 TCU(40)에 전달되어 TCU(40)는 솔레노이드(50)를 구동하여 클러치(5)를 작동시킴으로써 엔진으로부터의 동력이 변속기와 차단된 상태로 하고 1단으로의 변속을 실시한다.

즉, 클러치(5)가 작동된 상태에서 상기 중립상태에 있는 변속레버(7)는 제3전자석(13)의 작동에 의해 좌측으로 이동되고, 상기와 같이 변속레버(7)가 중앙통로(30)의 좌측으로 이동된 상태는 상기 제7자력감지센서(27)에 의해 TCU(40)로 전달되며, 상기 TCU(40)는 이때 상기 제1전자석(11)을 작동시켜 변속레버(7)가 1단의 변속단 위치로 이동되도록 한다.

물론, 상기와 같이 변속레버(7)가 확실히 1단의 변속단 위치로 이동했는지는 상기 1단 자력감지센서(21)에 의해 확인되며, 상기와 같이 1단 자력감지센서(21)에 의해 변속을 확인한 후에 상기 솔레노이드(50)를 구동하여 클러치(5)가 엔진의 동력을 변속기에 전달할 수 있도록 한다.

또한, 운전자의 가속페달이 작동되어 차량의 속도가 증가해 가면, 차속센서(3)는 현재의 차량 속도를 파악하여 TCU(40)에 전달하고, 상기 TCU(40)는 현재의 차속에 맞는 변속단으로 변속을 실시하게 된다.

즉, 상기 1단으로 변속되어 작동되고 있는 상태에서 차량의 속도가 증가하여 2단으로의 변속이 요구되면, 상기 TCU(40)는 솔레노이드(50)를 통해 클러치(5)로 엔진으로부터의 동력을 차단하고, 상기 제2전자석(12)을 작동시켜 변속레버(7)가 자력에 중앙통로(30)를 넘어 2단의 변속단 위치로 이동하도록 한다.

이때, 상기 TCU(40)는 제7자력감지센서(27)와 2단 자력감지센서(22)를 통해 변속레버(7)가 확실히 2단으로의 변속을 완료했는지를 판단하고, 상기 솔레노이드(50)를 구동하여 클러치(5)로 엔진의 동력을 변속기로 연결한다.

또한, 상기와 같은 2단 주행상태에서 3단으로의 변속작동을 살펴보면, 역시 솔레노이드(50)를 통해 클러치(5)로 엔진의 동력을 차단한 후, 상기 제7자력감지센서(27)에 의해 변속레버(7)가 감지될 때까지 상기 제1전자석(11)을 구동하여 변속레버(7)가 중앙통로에 이르도록 한다.

상기와 같은 상태에서 상기 제4전자석(14)을 작동시켜 변속레버(7)가 중앙통로(30)의 가운데(중립위치)에 오도록 하는바, 이는 상기한 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26,27,28)가 모두 변속레버(7)를 감지하지 못하는 상태까지 상기 제4전자석(14)을 작동함으로써 이루어진다.

상기와 같이 변속레버(7)가 중앙통로의 가운데에 위치하면 상기 제1전자석(11)을 구동하여 변속레버(7)가 3단의 변속단 위치로 이동되도록 하며, 그 상태는 상기 3단 자력감지센서(23)로 감지하고, 변속레버(7)의 이동이 확인되면 솔레노이드(50)를 이용하여 클러치(5)로 엔진의 동력을 변속기에 연결한다.

다른 모든 변속단의 변화는 상기와 같이 솔레노이드(50)에 의한 클러치(5) 작동과 전자석에 의한 변속레버(7)의 이동 및 8개의 자력감지센서(21,22,22,23,24,25,26, 27,28)에 의한 변속레버(7) 이동상태파악으로 동일한 방법에 의해 실시된다.

여기서, 상기와 같은 수동변속차량의 자동변속장치로 후진변속을 하게되는 경우를 설명하면, 운전자가 상기 후진용 스위치(6)를 동작시키면, 그 신호가 TCU(40)에 전달되고 TCU(40)는 상기 다른 변속단의 변속방법과 동일하게 변속레버가 R단에 위치하도록 하여 후진변속을 실시한다.

물론, 운전자는 상기와 같은 후진변속을 차량이 정지한 상태에서만 실시해야하므로, 상기 TCU(40)는 차속센서(3)의 신호를 받아 차량이 전지하고 있는 상태에서는 상기 후진용 스위치(6)로부터의 신호를 무시하도록 한다.

따라서, 상기와 같이 클러치를 솔레노이드에 의해 전기적으로 조작하고 영구자석으로 이루어진 변속레버를 전자석에 의해 이동시키며, 상기 이동상태는 다수의 자력감지센서로 파악하여 변속레버를 차속에 따라 적절히 자동적으로 변속할 수 있도록 함으로써, 운전의 편리성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 시동스위치와 TPS와 차속센서 및 브레이크 스위치와, 클러치 및 후진용 스위치와, 영구자석으로 된 변속레버와, 상기 변속레버를 자력으로 원하는 변속단으로 이동시키기 위한 다수의 전자석과, 상기 변속레버의 이동상태를 감지하기 위해 각 변속단과 변속레버의 이동경로에 설치된 다수의 자력감지센서와, 상기 차속센서와 다수의 자력감지센서의 신호와 시동스위치와 TPS와 후진용 스위치 및 브레이크 스위치의 신호를 받아 상기 클러치 및 다수의 전자석을 제어하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속차량의 자동변속장치.