KR20180051152A - 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속기 측에 마련되며 유압을 형성하는 유압 펌프, 상기 유압 펌프로부터 공급되는 유압을 클러치 및 브레이크로 공급하기 위한 유압 회로 및 상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하여 변속 레인지가 변경되게 하는 유압 액츄에이터를 포함하는 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템으로서, 본 발명에 의하면, 변속기의 시프트 바이 와이어 시스템이 전기적 고장이 발생하더라도 기구적으로 차량의 전후진이 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템{SHIFT BY WIRE SYSTEM OF AUTO TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기의 제어를 케이블에 의한 조작이 아닌 전자적 제어에 의하는 시프트 바이 와이어 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 차량의 조향 및 제동 기술은 주로 기계적 시스템에 의해 이루어진다.

운전자가 스티어링 휠을 움직이거나 브레이크를 밟는 등의 물리적인 힘을 가할 경우 차량은 그 힘을 기계적 운동에너지로 바꿔 구동하는 형태였다.

이를 대체하기 위한 차세대 차량 기술로 '엑스 바이 와이어(X-by-Wire)'기술이 전세계적으로 활발히 개발되고 있다.

본래 항공기의 조정 기술로 개발된 엑스 바이 와이어는 케이블이나 로드, 유압 등으로 전달해 조정하는 것을 와이어(전선)로 바꿔 컴퓨터 비행이 가능하도록 한 것으로, 차량 분야에서도 이와 같은 맥락의 기술이 적용되어 자동변속기가 탑재된 차량에서 변속레버에 의한 변속 레인지(P/R/N/D) 조작이 기계적 케이블이 아닌 와이어에 의해 동작되는 시프트 바이 와이어(Shift by Wire) 시스템이 개발되어 적용되고 있다.

이러한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템은 운전자의 변속 레버의 조작에 의한 전기적인 신호가 변속제어장치(TCU, Transmission Control Unit)에 전달되고, 변속제어장치는 솔레노이드 밸브의 유압 제어에 의해서 매뉴얼 밸브에 의한 유압통로가 변경됨에 의해 디스크 조작, 기어단 변경, 변속 과정이 수행되는 시스템이다.

그런데, 이러한 시프트 바이 와이어 시스템은 변속기 내부 솔레노이드를 통해 운전자의 의지에 해당되는 전후진 유압회로를 구성하게 되는데, 이때 변속기 내부 전기적 고장이 발생하는 경우, 차량은 전후진이 불가능하게 된다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국공개특허공보 제10-2005-0023137호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 변속기의 시프트 바이 와이어 시스템이 전기적 고장이 발생하더라도 기구적으로 차량의 전후진이 가능하게 하는 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템은, 변속기 측에 마련되며 유압을 형성하는 유압 펌프, 상기 유압 펌프로부터 공급되는 유압을 클러치 및 브레이크로 공급하기 위한 유압 회로 및 상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하여 변속 레인지가 변경되게 하는 유압 액츄에이터를 포함한다.

상기 유압 액츄에이터는 변속 레인지에 해당하는 유압 경로가 설정되도록 피스톤의 위치를 제한하는 멈춤쇠를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 상기 피스톤의 경로 상에 현출되지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 솔레노이드 밸브에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 자동변속기의 전기적 고장 상태에서 상기 멈춤쇠가 상기 피스톤의 경로 상에 기립되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 운전자 측에 마련되고 상기 멈춤쇠와 물리적으로 연결되는 레인지 버튼을 더 포함하여, 상기 레인지 버튼의 조작에 의해 상기 멈춤쇠가 제어되는 것을 특징으로 한다.

이는 상기 레인지 버튼의 1회 조작에 의해 상기 피스톤이 다음 멈춤쇠까지 이동 가능하다.

한편, 상기 유압 회로는 방향전환밸브를 포함하여, 상기 피스톤이 실린더 끝단에 위치시 상기 방향전환밸브에 의해 상기 유압 회로의 유압의 경로가 전환되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 운전자 측에 마련되는 변속 레버 및 상기 변속 레버와 와이어로 연결되는 변속제어장치(TCU)를 더 포함하여, 정상상태의 상기 자동변속기는 상기 변속제어장치에 의해 전자적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 관점에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템은, 클러치 및 브레이크의 단속을 자동적으로 수행하는 자동변속기, 운전자 측에 마련되는 변속 레버, 상기 변속 레버와 와이어로 연결되어 정상상태의 상기 자동변속기를 전자적으로 제어하는 변속제어장치(TCU), 상기 자동변속기 측에 마련되는 유압 펌프로부터 공급되는 유압을 디스크 및 브레이크로 공급하기 위한 유압 회로 및 상기 변속제어장치에 의해 상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하는 솔레노이드 제어밸브, 상기 자동변속기의 전기적 고장 상태시 상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하여 변속 레인지가 변경되게 하는 유압 액츄에이터를 포함한다.

상기 유압 액츄에이터는 변속 레인지에 해당하는 유압 경로가 설정되도록 피스톤의 위치를 제한하는 멈춤쇠를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 상기 피스톤의 경로 상에 현출되지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 솔레노이드 밸브에 의해 제어되고, 전기적 고장 상태에서 상기 멈춤쇠는 상기 피스톤의 경로 상에 기립되는 것을 특징으로 한다.

한편, 운전자 측에 마련되고 상기 멈춤쇠와 물리적으로 연결되는 레인지 버튼을 더 포함하여, 상기 레인지 버튼의 조작에 의해 상기 멈춤쇠가 제어되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 레인지 버튼의 1회 조작에 의해 상기 피스톤이 다음 멈춤쇠까지 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템에 의하면, 평상시에는 시프트 바이 와이어에 의해서 변속 조작의 편의성을 부여하고, 추가되는 유압 액츄에이터에 의해 고장이 있더라도 기구적으로 차량의 전후진이 가능하게 한다.

그리고, 이는 변속기 내부에서 형성되는 유압 방식을 사용하므로 고장률이 낮아 전기식 모터 방식보다 신뢰성 있는 시스템을 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템을 개략적으로 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템의 액츄에이터 동작 방식을 설명하기 위해 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템을 개략적으로 도식화한 것이고, 도 2는 본 발명에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템의 액츄에이터 동작 방식을 설명하기 위해 도시한 것이다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템을 설명하기로 한다.

본 발명의 자동변속기의 시프트 바이 와이어(Shift by Wire) 시스템은 운전자 측에 마련되는 변속 레버와 자동 변속기의 제어를 위한 변속제어장치(TCU, Transmission Control Unit)가 와이어(wire)로 연결되어 전기적 통신에 의해서 운전자의 변속 의지대로 자동 변속기를 제어하여 변속 레인지가 변경이 가능하도록 구성되는 시스템이다.

이와 같은 전자적 제어를 위해 자동 변속기에는 솔레노이드 제어밸브가 마련되어 유압회로의 유압 경로를 제어함으로써 유압펌프로부터 형성된 유압이 설정된 유압 경로를 따라 클러치 및 브레이크를 단속함으로써 조작된 변속 레인지에 맞는 변속이 수행되게 한다.

본 발명은 이와 같은 시프트 바이 와이어 시스템을 기반으로 정상상태에서는 변속 조작이 이루어지고, 솔레노이드 제어밸브 등의 전기적 고장 시에는 변속 레인지를 별도의 방식으로 조작 가능하게 하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 유압 액츄에이터(10)가 구비되고, 이와 물리적으로 연결되는 레인지 버튼을 포함한다.

본 발명의 시스템은 고장시 솔레노이드 제어 밸브의 제어가 불가능하여 변속 레인지 변경이 되지 않아 차량의 전진 또는 후진이 불가한 경우, 이를 대신하여 유압 액츄에이터(10)가 유압 회로의 유압 경로를 설정하게 함으로써 변속 레인지의 변경이 가능하도록 구성된다.

유압 액츄에이터(10)는 실린더 내부에 피스톤이 유압에 의해 동작하게 구성되고, 유압은 자동변속기에 마련되는 유압펌프에 의해 공급된다.

유압 액츄에이터(10)로 공급된 유압은 피스톤의 위치에 따른 유압 회로의 해당 경로로 공급되어 클러치 또는 브레이크를 단속하여 변속 레인지를 변경시킨다.

이를 위해 유압 액츄에이터(10)에는 멈춤쇠(11)가 마련되어 피스톤의 위치를 제한하고, 멈춤쇠(11)에 의해 제한되는 각각의 피스톤의 위치는 유압이 P/R/N/D 레인지에 맞게 유압 회로로 공급될 수 있는 위치에 대응된다.

이러한 멈춤쇠(11)는 정상시에는 유압 액츄에이터(10) 측에 마련되는 솔레노이드 밸브에 의해서 실린더 내부 경로에 현출되지 않는 상태가 된다.

즉, 정상 동작하는 솔레노이드 밸브에 의해 멈춤쇠(11)는 눌러진 상태에 있게 된다.

전기적 고장에 의한 정상적이지 못한 상태의 자동변속기 시스템에서 솔레노이드 밸브는 멈춤쇠(11)를 누름 제어하지 못하여 멈춤쇠(11)는 기립하게 되어 유압 펌프로부터 유압을 받는 피스톤의 경로 변경을 저지시키게 된다.

멈춤쇠(11)가 기립되어 유압 액츄에이터(10)에 의해 특정 변속 레인지로 고정된 상태에서 이러한 유압 경로를 변경 설정하기 위해 운전자가 조작 가능한 레인지 버튼이 마련된다.

레인지 버튼은 변속 레버와는 별도로 구비되고, 이는 멈춤쇠(11)와 물리적으로 연결되어 레인지 버튼의 조작에 의해 멈춤쇠(11)를 제어하게 하는 것이다.

나아가, 운전자가 레인지 버튼을 1회 푸쉬(push)하는 조작에 의해서 멈춤쇠(11)는 정상상태와 같이 눌러졌다 다시 복원되는 동작이 수행되게 하는 것이 바람직하다.

즉, 한번의 레인지 버튼 조작마다 P에서 R, R에서 N, N에서 D로 피스톤이 이동하여 멈춤쇠(11)에 의해 위치 고정됨으로써 유압 액츄에이터(10)에 의해 유압 회로로 해당 레인지에 맞게 유압이 공급되어 변속 레인지가 조작될 수 있게 하는 것이다.

본 발명은 시프트 바이 와이어 시스템에 의해 자동변속기가 정상 구동되며, 전기적 고장 상태에서도 이와 같이 유압 경로의 설정이 가능하게 하여 비상시 차량의 전진 및 후진 조작이 가능할 수 있게 하는 것이다.

나아가, 유압 회로에는 방향전환밸브(20)가 구비됨으로써, 피스톤이 실린더 끝단에 위치되면 방향전환밸브(20)가 동작하여 유압 회로의 유압의 경로가 바뀔 수 있게 한다.

이에 의해 끝단의 P 또는 D 레인지에서는 방향이 전환되어 다시 반대 방향으로 조작이 가능해지는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템은 시프트 바이 와이어 본연의 전자적 제어에 의해 자동변속기의 변속 조작이 가능함은 물론, 자동변속기의 전기적 고장 상황에서 물리적으로 유압 경로의 조작이 가능하게 하여 고장시에도 차량의 전진 및 후진이 가능하게 하여 차량 및 인명의 안전에 크게 기여할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 : 유압 액츄에이터
11 : 멈춤쇠
20 : 방향전환밸브

Claims (15)

1. 변속기 측에 마련되며 유압을 형성하는 유압 펌프;
   상기 유압 펌프로부터 공급되는 유압을 클러치 및 브레이크로 공급하기 위한 유압 회로; 및
   상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하여 변속 레인지가 변경되게 하는 유압 액츄에이터를 포함하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유압 액츄에이터는 변속 레인지에 해당하는 유압 경로가 설정되도록 피스톤의 위치를 제한하는 멈춤쇠를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 상기 피스톤의 경로 상에 현출되지 않는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 솔레노이드 밸브에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 자동변속기의 전기적 고장 상태에서 상기 멈춤쇠가 상기 피스톤의 경로 상에 기립되는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   운전자 측에 마련되고 상기 멈춤쇠와 물리적으로 연결되는 레인지 버튼을 더 포함하여, 상기 레인지 버튼의 조작에 의해 상기 멈춤쇠가 제어되는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 레인지 버튼의 1회 조작에 의해 상기 피스톤이 다음 멈춤쇠까지 이동 가능한 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 유압 회로는 방향전환밸브를 포함하여, 상기 피스톤이 실린더 끝단에 위치시 상기 방향전환밸브에 의해 상기 유압 회로의 유압의 경로가 전환되는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
9. 청구항 6에 있어서,
   운전자 측에 마련되는 변속 레버; 및
   상기 변속 레버와 와이어로 연결되는 변속제어장치(TCU);를 더 포함하여,
   정상상태의 상기 자동변속기는 상기 변속제어장치에 의해 전자적으로 제어되는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
10. 클러치 및 브레이크의 단속을 자동적으로 수행하는 자동변속기;
    운전자 측에 마련되는 변속 레버;
    상기 변속 레버와 와이어로 연결되어 정상상태의 상기 자동변속기를 전자적으로 제어하는 변속제어장치(TCU);
    상기 자동변속기 측에 마련되는 유압 펌프로부터 공급되는 유압을 디스크 및 브레이크로 공급하기 위한 유압 회로; 및
    상기 변속제어장치에 의해 상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하는 솔레노이드 제어밸브;
    상기 자동변속기의 전기적 고장 상태시 상기 유압 회로의 유압 경로를 설정하여 변속 레인지가 변경되게 하는 유압 액츄에이터를 포함하는,
    자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유압 액츄에이터는 변속 레인지에 해당하는 유압 경로가 설정되도록 피스톤의 위치를 제한하는 멈춤쇠를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
12. 청구항 11에 있어서,
    정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 상기 피스톤의 경로 상에 현출되지 않는 것을 특징으로 하는,
    자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
13. 청구항 12에 있어서,
    정상 상태에서 상기 멈춤쇠는 솔레노이드 밸브에 의해 제어되고,
    전기적 고장 상태에서 상기 멈춤쇠는 상기 피스톤의 경로 상에 기립되는 것을 특징으로 하는,
    자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
14. 청구항 13에 있어서,
    운전자 측에 마련되고 상기 멈춤쇠와 물리적으로 연결되는 레인지 버튼을 더 포함하여, 상기 레인지 버튼의 조작에 의해 상기 멈춤쇠가 제어되는 것을 특징으로 하는,
    자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 레인지 버튼의 1회 조작에 의해 상기 피스톤이 다음 멈춤쇠까지 이동 가능한 것을 특징으로 하는,
    자동변속기의 시프트 바이 와이어 시스템.

Images