KR930003215B1

KR930003215B1 - 풋 클러치(foot clutch)의 자동제어장치

Info

Publication number: KR930003215B1
Application number: KR1019910005586A
Authority: KR
Inventors: 김옥수
Original assignee: 김옥수
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1993-04-23
Also published as: KR920019567A

Abstract

내용 없음.

Description

풋 클러치(foot clutch)의 자동제어장치

제 1 도는 본 발명의 제어구동계를 도시한 블럭다이어그램.

제 2 도는 본 발명의 일실시예를 도시한 계통도.

제 3 도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 계통도.

제 4 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 계통도.

제 5 도는 본 발명에 적용되는 터치스위치의 실시상태를 보여주는 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

S/S : 스피드센서 A : 터치스위치

BRK S/W : 브레이크스위치 Acc S/W : 액슬레이터스위치

Nut S/W : 중립기어스위치 Ob₁S/W : 경사스위치

IN : 입력부 CTRL : 제어부

D : 구동계 SV₁-SV₃: 솔레노이드밸브

ACT : 액취에이터

본 발명은 자동차의 클러치(clutch)에 관한 것으로, 특히 수동변속기를 사용하는 자동차의 풋클러치를 자동적으로 작동시킬 수 있도록된 풋클러치의 자동제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 경우 엔진으로 부터 발생되는 동력을 차축으로 전달하는 경우 클러치가 사용되게 된다. 수동변속기를 갖는 경우에 있어서는 풋클러치가 필수로 적용되고 있으며, 자동변속기의 경우에 있어서는 풋클러치는 없으나 이러한 자동변속기는 수동변속기에 비하여 정비 및 동력효율이 저하되는 등의 일반적인 단점을 갖게되는 것은 주지의 사실이다.

반면, 수동변속기를 갖는 경우에 있어서는 상기 단점을 해소될 수 있으나 동력전달을 행할 경우 풋클러치를 밟아야만 하므로서 조작이 번거롭고 오조작에 의한 엔진의 정지등이 문제시 되기도 한다.

이러한 수동변속기의 풋클러치는 이를 조작하는 운전자를 피로하게 하는 요인이 되고 있고, 교통체중이 심한 대도시에서는 클러치를 자주 조작하게되는 관계로 스트레스의 원인이 되고 있으며특히 초보운전자들의 경우에는 더욱더 그러하다.

결과적으로 수동변속기의 불편한 개념을 배제할 수 없는 것이다. 한편, 풋클러치 페달을 자동조작되도록 하기 위하여 종래에도 다수의 안이 개발된바 있으며 대한민국 특허출원공고 제 90-5952에 개시된 "자동차 클러치용 진공배력장치"는 누름스위치를 작동시킴으로서 진공배력장치에 장착된 일측 솔레노이드 밸브를 열어주어 부압이 진공배력장치에 작용하도록하고 원위치되는 경우에 있어서는 공기조절뚜껑과 공기 조절나사를 통하여 작동되도록하여 클러치판의 원활한 접촉을 시도하고 있어, 클러치의 이격동작이 반듯이 스위치에 의하여만 가능하게 되어 작동시기가 적절하지 못한 동시에 클러치의 접촉동작은 자동차의 주행속도에 따라서 상이하게 제어되지 못하고 자동차를 정차시킨 상태에서 적절하게 공기조절나사를 조정하여 주어야함으로 실제로는 저속에서의 양호한 출발을 보장하기 위하여 그 간극을 작게 조정하여 고속주행하는 경우에는 클러치의 마모가 심하게 나타나게 되어 실용화에 많은 문제점이 발생하게 된다. 또한 대한민국 특허출원 제 89-15903호에 개시된 기술도 있으나 상기 문제점을 극복하지 못한다.

한편, 본 출원인의 선출원 발명인 대한민국 특허출원 제 90-10920호에 의하면 상기 종래의 기술이 갖는 제문제점은 대다수 해소되고 있으나 승차감을 양호하게 하기 위한 반클러치의 조작이 조금은 거칠다는 문제가 발생되며, 정차시에는 클러치가 계속 이격된 상태에 있게되어 장시간 경과시에는 클러치 장치에 바람직스럽지 못하며, 엔진브레이크를 조금더 고려하여야 하는 문제점이 발생되고 있다.

따라서 본 발명은 상술된 바와같은 종래의 기술이 갖는 제문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 다음과 같은 목적을 갖는다.

첫째, 본 발명은 정지된 상태에서 출발을 행하는 경우에 있어서 클러치의 접촉을 반클러치 시점까지는 빠르게 구동시키고 반클러치 상태로부터 완전한 접촉이 되는 시점까지는 서서히 이루어질 수 있도록 하여 승차감과 후방슬립 현상을 완전하게 해결할 수 있도록 된 풋클러치의 자동제어장치를 제공하는데 있다.

둘째, 본 발명은 엔진이 가동중인 자동차가 정차된 상태에서 변속기어가 중립상태에 있을때는 클러치를 분리시키지 아니하고 접속된 상태로 있게하여 자동차의 부품마모와 파손을 방지할 수 있또록된 풋클러치의 자동제어장치를 제공하는데 있다.

셋째, 본 발명은 경사로를 검출하여 자동제어장치의 솔레노이드 구동출력을 제한 하므로서 엔진브레이크를 정확하게 실현할 수 있도록하여 안전성이 우수한 풋클러치의 자동제어장치를 제공하는데 있다. 이외의 다른 목적들은 본 발명을 상세하게 살펴보는 가운데보다 명백하여 질것이다.

이하, 기술된 바와같은 본 발명의 목적을 구체화하기 위하여 이루어지는 기술구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설펴보기로 한다.

제 1 도에 있어서 자동차의 주행속도를 검출하는 스피드센서(s/s), 접지신호를 발생하는 레치식스위치(A), 제동상태에 따라 양극신호를 발생하는 브레이크스위치(SRK S/W), 가속상태를 검출하여 제어부를 리셋구동되도록 접지신호를 발생하는 액슬레이터스위치(Acc S/W) 변속기의 중립상태를 검출하여 접지신호를 발생하는 중립기어스위치(Nut S/W) 및 하향경사를 검출하여 접지신호를 발생하는 경사스위치(Ob₁S/W)로서 이루어지는 입력부(IN)가 제어부(CTRL)에 입력 연결되어 이 입력요소의 상태에 따라서 출력(OP₁, OP₂, OP₃)을 발생하되 제어부(CTRL)의 각 출력단(OP₁, OP₂, OP₃)에는 3포트 2웨이유로 전환솔레노이드밸브(SV₁, SV₂, SV₃)로서 액취에이터(ACT)의 결합 구성된 구동계(D)를 접속하되 솔레노이드밸브(SV₁,SV₃)의 포트 A에는 구동매체인 전공부압(또는 공압)을 연결하고 포트 P에는 액취에이터(ACT)를 연결하여 액취에이터(ACT)의 작동력을 클러치 조작기구(CCM)의 릴리스포크에 전달하도록 이루며, 솔레노이드밸브(SV₃)의 포트 B에는 노말(normal) 상태에서 오프동작되는 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 P를 연결하고 상기 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 A, B에는 대기압이 연결되도록 포트 A에는 직경이 큰 가변 오리피스를 형성하고 포트 B에는 직경이 작은가변 오리피스를 결합구성하여서된 구동계(D)로서 이루어지는 것이다.

상기 기본구성을 토대로 자동차의 타입에 따라서 이루어지는 여러 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

제 2 도에 도시된 바와같이 클러치케이블(CC)의 중단에 배력장치인 액취에이터(ACT)를 개재하여 액취에이터의 작동력이 클러치 케이블(CC)을 밀거나 당기도록 접속하고 이 액취에이터(ACT)의 진공부압의 구동매체를 연결하기 위한 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)를 연결하고 원위치구동의 대기압을 걸기위한 솔레노이드밸브(SV₂)를 솔레노이드밸브(SV₃)에 연결하여 구성된 것을 보여준다.

한편, 제 3 도에 도시된 바와같은 유압클러치인 경우 마스터실린더(MC)의 푸쉬로드와 클러치 페달(CP)의 클레비스 사이에 배력장치인 액취에이터(ACT)를 결합하여 액취에이터의 작동력이 마스터실린더(MC)의 동작을 유발하고 마스터실린더(MC)의 작동력은 슬레이브실린더(SC)를 통하여 릴리스포크를 작동시키도록 된것이며 솔레노이드를 포함한 구성은 상기와 동일하다.

또한, 압축공기를 사용하는 경우에는 제 4 도에 도시된 바와같이 마스터실린더(MC)를 가압하는 클러치페달(CP)의 후부에 공압실린더(AC)의 액취에이터(ACT)를 마스터실린더(MC)의 푸쉬로드에 작동력을 가하도록 결합하여 구성된 것이며 이때의 구동매체는 압축공기인 공압을 걸어 사용되게 된것이다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명의 작용효과를 좀더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저 제어입력의 상태에 따른 제어부(CTRL)의 제어관계를 간단하게 살펴보면, 스피드센서(S/S)는 자동차의 주행속도를 검출하는 것이며 이는 주행속도에 따라서 솔레노이드출력(OP₁-OP₃)은 상이하다. 터치식스위치(A)는 변속기 레버상의 적정부위에 그 접촉판등을 매입설치하거나, 도금을 행하여 제공할 수 있으며 이 터치식스위치(A)의 접지신호는 제어부의 출력(OP₁, OP₃)를 독자적으로 출력되게 하는 우선회로를 갖는다.

따라서 운전자가 상기 터치식스위치(A)를 작동시키는 경우 클러치는 분리되게 된다. 브레이크스위치(BRK S/W)는 상기 스피드센서(S/S)의 속도가 충분히 떨어졌을때 제어부의 출력(OP₁, OP₃)을 발생하게 한다. 즉 주행중인 차가 정지상태로 변환되기 직전에 엔진정지 현상을 방지하기 위하여 클러치를 분리시켜 주는 것이다.

중립기어스위치(Nut S/W)는 변속기 레버를 중립상태에 두었을때 제어부의 출력(OP₁, OP₃)을 제한하여 클러치가 접속된 상태에 있게 하는 것으로서 자동차의 부품마모, 파손을 방지하게 된다. 경사스위치(Ob₁S/W)는 경사로를 내려올때 그 스위치접점이 온상태가 되게하여 제어부의 출력(OP₁, OP₃)을 제한하게 하므로서 경사로에서 클러치 자동분리에 따른 위험한 상태를 배제하고 기존의 방법대로 수동조작에 의한 엔진브레이크 실현을 가능하게 한다. 액슬레이터 스위치(Acc S/W)는 정상동작되어 출력되는 제어부(CTRL)의 SV₁과 SV₃의 출력을 리셋시키는 입력으로 작용한다.

다음으로 자동차가 정차된 상태에서 출발하여 주행하는 단계를 본 발명에 의거하여 상세하게 알아본다.

클러치 레버를 잡으면 터치스위치(A)가 동작되고 제어부(CTRL) 출력으로 솔레노이드밸브(SV₂, SV₃)가 여자되어 부압이 포트 A에서 포트 P를 통하여 액취에이터(ACT)인 배력장치에 작용하고 따라서 클러치는 분리되게 된다. 이후 기어를 저속에 넣은뒤 액슬레이터를 밝게 되면 액슬레이터스위치(Acc S/W)가 제어부(CTRL)에 리셋(접지)신호를 입력되게 하여 상기 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)는 소자되고 오프상태인 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 A를 통하여 액취에이터(ACT)에 작용중입 부압은 대기압으로 변환되면서 클러치의 디스크는 반클러치 시점까지 신속하게 이동되는바 이는 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 A에 직경이 큰 조절용 오리피스로서 가능하다. 이후 반클러치 접촉시한이 경과될때 제어부(CTRL)의 출력은 솔레노이드밸브(SV₂)를 온 구동되게하고 따라서 포트 B의 직경이 작은 조절용 오리피스를 통하여 클러치가 서서히 접속되도록하여 원활한 스타트를 할수 있다. 여기서 미도시된 제어부의 시정수(지연시간)를 조정하므로서 반클러치 시점 즉 솔레노이드밸브(SV₂)의 동작 시점은 가변조작이 가능하며 클러치의 원활한 리턴접속을 수행하는 솔레노이드밸브(SV₂)는 차량의 속도에 따라 즉 1단-2단, 2단-3단등으로 전환될때는 반클러치 시점을 수행하는 제어밸브로 사용이 가능하다.

한편, 본 발명에 의하면 일정거리만 전진하고 다시 정지할때도 클러치조작이 용이하다 즉 상기 출발의 경우와 같은 액슬레이터를 밝으면 제어부(CTRL)는 액슬레이터스위치(Acc S/W)에 의하여 출력(OP₁, OP₃)을 차단하여 클러치가 접속되어 출발하다가 다시 액슬레이터페달에서 밟을때면 액슬레이터스위치(Acc S/W)의 접지신호가 입력되지 않으므로 자동차의 속도가 저속상태에서는 솔레노이드밸브(SV₃)의 출력만이 발생하여 클러치를 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃) 2개의 작동에 의한 분리속도에 약 1/2로 서서히 분리되게하여 급격한 분리에 따른 진동을 예방하며 일정거리만 전진한뒤 정지하여도 엔진정지등을 방지할 수 있게 된다.

상기 가속동작에 의하여 출발된 자동차를 변속시에는 터치스위치(A)를 터치하면서 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)는 온구동되고 따라서 클러치는 분리되게되며 변속후 터치스위치(a)에서 손을 떼면 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)는 오프되는바 이때는 차속검출센서가 일정속도 이상을 검출하므로서 솔레노이드밸브(SV₂)는 유로를 직경이 작은 오리피스를 갖는 포트 B로 전환되지 아니하고 포트 A에 있게되어 클러치의 빠른 접촉을 유도한다. 이는 주행시 클러치 마모를 줄이기 위함이다.

또한 주행중이던 차가 브레이크를 밟음으로서 충분히 감속된후 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)가 온구동되게 되어 엔진정지를 방지하는 것은 본인의 선원에서 이미 잘 알려져 있어 상세한 설명은 생략한다.

그러나 차속이 정지상태일때 솔레노이드 출력(OP₁, OP₃)은 계속 발생하게 되는바 장시간 경과시 이는 자동차의 변속기에 드러스트 베어링, 삼발이등의 마모와 파손을 초래할 수 있다.

따라서 공지의 중립기어 스위치(Nut S/W)의 접지신호를 제어부(CTRL)에 연결하여 상기 출력(OP₁, OP₃)을 패스시켜 제한되게 함으로서 클러치는 접촉된 상태를 유지하도록 작용한다. 동시에 경사스위치(Ob₁S/W)는 경사로에서 온동작되어 제어부(CTRL)에 접지신호를 인가하여 중립기어 스위치(Nut S/W)와 함께 출력(OP₁, OP₃)을 제한하여 주게된다. 이는 하향경사로에서의 자동적인 클러치 분리를 제한하여 엔진브레이크를 사용하기 위함이다.

이러한 본원발명은 복수의 구동솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)와 리셋용 솔레노이드밸브(SV₂)를 액취에이터(ACT)에 결합하고, 케이블식 또는 유압식 및 공압식 클러치등에 다양하게 적용할 수 있으며 가요성을 갖는 케이블 또는 마스터 실린더에 작용하는 클레비스는 본 발명에 의한 자동제어와 수동제어를 겸할 수 있게 되어 신뢰성 및 안전성이 우수한 동시에 반클러치 시점을 경과할때에는 액취에이터를 서서히 복귀되도록 하여 출발이 원활하게 되고 일정거리만을 전진하고자 하는 경우에 있어서도 클러치 조작이 정확하여 안정된 승차감을 제공하며 장시간 정차시에는 중립상태를 검출하여 클러치를 접속된 상태에 있게하므로 기계적인 악영향을 방지할 수 있으며 경사로에는 자동제어를 제한되게하여 안전도가 크게 향상되는등의 여러효과를 갖는 우수한 발명인 것이다.

Claims

자동차의 클러치를 자동으로 단속할 수 있도록된 풋클러치의 자동제어장치를 형성함에 있어서, 스피드센서(S/S), 터치스위치(A), 브레이크스위치(BRK S/W) 액슬레이터스위치(Acc S/W)와 변속기의 중립상태를 검출하여 접지신호를 발생하는 중립기어스위치(Nut S/W) 및 하향경사를 검출하여 접지신호를 발생하는 경사스위치(Ob₁S/W)로서 이루어지는 입력부(IN)가 제어부(CTRL)에 입력연결되어 이 입력요소의 상태에 따라서 출력(OP₁, OP₂, OP₃)을 발생하되 제어부(CTRL)의 각 출력단(OP₁, OP₂, OP₃)에는 3포트 2웨이 솔레노이드밸브(SV₁, SV₂, SV₃)를 각각 연결하여 이에 액취에이터(ACT)를 결합한 구동계(D)로서 이루어지되, 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)의 포트 A에는 구동매체를 연결하고 포트 P에는 액취에이터(ACT)를 연결하여 액취에이터(ACT)의 작동력을 클러치 조작기구(CCM)의 릴리스포크에 전달하도록 이루며, 솔레노이드밸브(SV₃)의 포트 B에는 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 P를 연결하고 상기 솔레노이드밸브(SV₂)의 포트 A, B에는 상이한 속도조절용 오리피스가 결합되어 대기압에 연결되도록 구성된 것을 특징으로하는 풋클러치의 자동제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 액취에이터(ACT)는 부압을 구동매체로하며 클러치케이블(CC) 중단에 개재되어 결합구성된 것을 포함하는 풋클러치의 자동제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 액취에이터(ACT)의 마스터실린더(MC)의 푸쉬로드와 클러치 페달(CP)의 클레비스 사이에 결합구성된 것을 포함하는 풋클러치의 자동제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 액취에이터(ACT)는 공압을 구동매체로하는 공압실린더(AC)로 이루어 마스터 실린더(MC)의 푸쉬로드에 작동력을 가하도록 결합구성된 것을 포함하는 풋클러치의 자동제어장치.
제 1 항에 있어서, 중립기어스위치(Nut S/W)와 경사스위치(Ob₁S/W)가 접지신호를 제어부(CTRL)에 입력시킬때 출력(OP₁, OP₃)이 제한되어 솔레노이드밸브(SV₁, SV₃)가 동작치 아니하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 풋클러치의 자동제어장치.