JP2016510281A - 車両用変速レンジスイッチ装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、車両用変速レンジスイッチ装置に関するものであって、カバー部と、前記カバー部の外部に露出するノブ操作部、および前記ノブ操作部に挿入され、前記ノブ操作部によって回動し、前記ノブ操作部の回動を感知するようにする感知部を含むロータリーユニットと、変速機をパーキングレンジに変速するパーキングボタン、前記変速機の作動レンジを表示する表示部、および前記ロータリーユニットの回動を感知するセンサを含む制御部と、前記感知部に結合または解除され、前記ロータリーユニットの回動を制限するロッキング部、前記感知部の一側が挿入され、前記ノブ操作部の回動時に元の位置に復帰するようにするカム、および前記ロッキング部と前記カムとが収納されるボディを含むボディ部とを含むことにより、回動可能に設けられるノブを介して車両の変速レンジを制御し、作動する変速レンジに関係なくパーキングレンジに操作することができるものである。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用変速レンジスイッチ装置に関するものであって、より詳細には、回動可能に設けられるノブを介して車両の変速レンジを制御し、作動する変速レンジに関係なくパーキングレンジに操作可能にする車両用変速レンジスイッチ装置に関するものである。
自動車などの車両は、移動手段としての機能を越えて、使用者にとってより安定的かつ居心地の良い走行状態を提供可能にする多様な機能が追加されているが、車両の核心駆動要素としてのエンジンおよび変速機に対する電子的制御を含む各種構成要素は電子化されているか、電子化段階が進んでいる。
一方、都心における複雑な交通状況での円滑かつ余裕のある走行のために自動変速機を装着した車両の比重が急増しているが、運転者が変速レバーによって所望の変速レンジを設定する場合、運転者の設定変速レンジは、変速機の制御を担当するTCU(Transmission Control Unit)および各種制御部に伝達され、車両の始動時に電源の供給および遮断を制御し、走行中に設定された変速レンジでの変速段の設定、解除および後進などの電装制御を実施する。
このような車両用変速レンジスイッチは、韓国登録特許登録番号第10−1158612号および米国公開特許公開番号第20070261509号に開示されている。
従来技術に係る車両用変速レンジスイッチは、運転者が再始動時にノブをパーキング位置に設定して変速機をパーキングレンジに変更しなければならない不便さがあり得る。また、このような不便さを解消するためにノブの位置を自動的に調整するようにするモータおよびギヤ装置が備えられ、構成が複雑で大きさが増大する問題があり得る。
本発明は、上記の問題を解決するためのものであって、始動OFF時に自動的に変速機をパーキングレンジに変速させることにより、再始動時にノブをパーキング位置に設定しなければならない不便さを解消することができる車両用変速レンジスイッチ装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、ノブの位置または変速機の作動レンジに関係なくパーキングレンジに変速可能にする車両用変速レンジスイッチ装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、簡単な構造でノブの位置を中立固定位置にセルフリターンされるようにすることができる車両用変速レンジスイッチ装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、設定された車両の変速レンジを運転者が視覚的に認知可能にして、安全かつ操作の便利な車両用変速レンジスイッチ装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明は、カバー部と、前記カバー部の外部に露出するノブ操作部、および前記ノブ操作部に挿入され、前記ノブ操作部によって回動し、前記ノブ操作部の回動を感知するようにする感知部を含むロータリーユニットと、変速機をパーキングレンジに変速するパーキングボタン、前記変速機の作動レンジを表示する表示部、および前記ロータリーユニットの回動を感知するセンサを含む制御部と、前記感知部に結合または解除され、前記ロータリーユニットの回動を制限するロッキング部、前記感知部の一側が挿入され、前記ノブ操作部の回動時に元の位置に復帰するようにするカム、および前記ロッキング部と前記カムとが収納されるボディを含むボディ部とを含む。
また、前記カバー部は、前記ノブ操作部と前記感知部との間に配置されるミドルカバーをさらに含み、前記ミドルカバーは、一側に前記カバー部の外周面に突出しないように形成される開口部を含み、前記ミドルカバーは、前記開口部から反対側に上方傾斜して形成されることが好ましい。
また、前記感知部は、一端が前記ノブ操作部の下部に挿入され、他端の近傍に長手方向と交差する貫通ホールを含むシャフトと、両端の間に配置されるムービングブロックとを含み、前記制御部は、前記ノブ操作部と前記感知部との間に配置される基板を含み、前記パーキングボタン、前記表示部、および前記センサは、前記基板に電気的に連結されることが好ましい。
また、前記ムービングブロックは、上側にマグネットが結合され、前記マグネットは、円弧状に形成され、長手方向に両極が分けられることが好ましい。
また、前記ムービングブロックは、下側に外周面に突出形成される複数の突出部を含むことが好ましい。
また、前記感知部は、前記貫通ホールの両側に突出するように挿入されるスライドピンと、前記スライドピンの間に介在する弾性部材とをさらに含むことが好ましい。
また、前記カムは、前記スライドピンの両端が滑り接触するように配置され、内周面に前記スライドピンが最大に突出する2つの固定位置を含み、前記固定位置の左右側は、前記固定位置に傾斜して形成されることが好ましい。
また、前記センサは、前記基板の下側で前記マグネットの近傍に配置され、前記パーキングボタンは、弾性復元力を有するスイッチを介して前記基板に連結されることが好ましい。
また、前記ロッキング部は、前記ボディ部に収納されるソレノイドと、前記ソレノイドに結合されて前後に移動するロッキング部材と、前記ロッキング部材の側面に前記ロッキング部材の前後移動をガイドするガイド部材とが形成されることが好ましい。
また、前記ロッキング部材は、前記ムービングブロックの突出部に対向するロッキング溝が形成され、前記ソレノイドによる移動で前記ロッキング溝に前記突出部が挿入され、前記ロータリーユニットの回動を制限することが好ましい。
本発明によれば、始動OFF時に自動的に変速機をパーキングレンジに変速させることにより、再始動時にノブをパーキング位置に設定しなければならない不便さを解消することができる効果がある。
また、本発明によれば、運転者の操作によって変速機をパーキングレンジに変速するパーキングボタンを備え、ノブの位置または変速機の作動レンジに関係なくパーキングレンジに変速することができる効果がある。
さらに、本発明によれば、ノブの一部が挿入されるカムの内周面に段差を形成し、ノブに結合されてカムの内周面に弾性接触するスライドピンを介して、ノブの位置を中立固定位置にセルフリターンされるようにすることができる効果がある。
また、本発明によれば、変速機の作動レンジを表示部で照明することにより、運転者が設定された車両の変速レンジを視覚的に認知可能にして、安全で便利に操作することができる効果がある。
本発明の一実施形態に係る車両用変速レンジスイッチ装置を説明する斜視図である。 図1の車両用変速レンジスイッチ装置を説明する分解図である。 図1の車両用変速レンジスイッチ装置を説明するA断面図である。 図3のミドルカバーを説明するB拡大図である。 図1のパーキングボタンを説明するC断面図である。 図3のセンサを説明するD拡大図である。 図3のカムを説明するE断面図である。 図1のロータリーユニットの回動位置に応じた感知部とカムの位置を説明する図である。 図8のロータリーユニットの回動によるセンサの電圧特性を説明する図である。 図1のノブ操作部の回動による変速レンジの変化を説明する図である。 図1のノブ操作部の回動による変速レンジの変化を説明する図である。 図1のノブ操作部の回動による変速レンジの変化を説明する図である。 図1のノブ操作部の回動による変速レンジの変化を説明する図である。 図1の感知部とロッキング部を説明する図である。 図11の感知部とロッキング部のロック状態を説明する図である。 図11の感知部とロッキング部の解除状態を説明する図である。
本発明を実施するための具体的な実施形態を、添付した図面を参照して説明する。この過程で図面に示された線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上誇張されて示されていてよい。また、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または慣例によって異なっていてよい。そのため、このような用語に対する定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われなければならない。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用変速レンジスイッチ装置を説明する斜視図であり、図2は、図1の車両用変速レンジスイッチ装置を説明する分解図であり、図3は、図1の車両用変速レンジスイッチ装置を説明するA断面図である。
図1〜図3を参照すれば、本発明の一実施形態に係る車両用変速レンジスイッチ装置10は、カバー部100と、カバー部100の外部に露出して回動可能に設けられるロータリーユニット200と、ロータリーユニット200の回動によって変速機の作動レンジを制御および表示する制御部300と、ロータリーユニット200の回動を制限するロッキング部410、およびロータリーユニット200をリターンさせるカム420が収納されるボディ部400とを含む。このような車両用変速レンジスイッチ装置10は、運転者の操作によってロータリーユニット200を回動させることにより、車両の変速レンジを変速させることができる。
カバー部100は、ロータリーユニット200と制御部300の一部が外部に露出するように形成される。カバー部100は、外側に配置されるトップカバー110と、トップカバー110に挿入されるカバーリング120と、カバーリング120の下部に結合するミドルカバー130とを含む。トップカバー110は、後述するロータリーユニット200のノブ操作部210と制御部300の表示部320の位置を固定するように取り囲む。
ミドルカバー130は、カバーリング120の下部で後述するノブ操作部210と感知部220との間に配置されるように結合し、一側にカバー部100の外周面に突出しないように形成される開口部131を含む。図4に示されるように、ミドルカバー130は、開口部131から反対側に上方傾斜して形成される。このようなミドルカバー130は、ノブ操作部210を通して流入する異物(液体類)が、傾斜によって開口部131側に流れるようにし、開口部131を通して外部に排出されるようにして、カバー部100の下部に位置する制御部300およびボディ部400への異物の流入を防止する。
ロータリーユニット200は、カバー部100の外部に露出するノブ操作部210と、ノブ操作部210に挿入され、ノブ操作部210によって回動し、ノブ操作部210の回動を感知する感知部220とを含む。ロータリーユニット200は、運転者の操作によって回動するノブ操作部210を介して感知部220を回動させることにより、車両の変速レンジを変速させる。
ノブ操作部210は、ノブキャップ211と、上部にノブキャップ211が挿入されるノブリング212と、ノブキャップ211とノブリング212が共に結合されるノブ213とを含む。ノブ213は、運転者による回動が容易となるように外周面を取り囲む突起が形成される。
感知部220は、一端がノブ213の下側に挿入されるシャフト221と、シャフト221の両端の間でシャフト221の外周面に突出するように形成されるムービングブロック222と、シャフト221の他端の近傍に長手方向と交差するように形成される貫通ホール223とを含む。また、感知部220は、ムービングブロック222の上側に結合するマグネット224と、貫通ホール223に挿入されるスライドピン225と、スライドピン225の両端の間に介在する弾性部材226とを含む。
シャフト221は、ノブ213に挿入される一端がノブ213の回動によって共に回動するように断面が多角形の柱に形成されてもよい。また、シャフト221は、ノブ213に挿入された一端がノブ213から離脱しないようにねじ結合することができる。
ムービングブロック222は、シャフト221の両端の間で外周面に突出する円筒状に形成されてもよい。ムービングブロック222は、上側面にマグネット224が結合し、下側面にムービングブロック222の外周面に突出形成される複数の突出部222aを含む。マグネット224は、円弧状に形成され、長手方向に両極が分けられるように形成される。突出部222aは、後述するロッキング部410に挿入または解除されることにより、ロータリーユニット200の回動を不可または可能にする。
スライドピン225は、両端の間に介在する弾性部材226によって結合し、貫通ホール223の両側に突出するように挿入される。スライドピン225は、後述するカム420の内周面に滑り接触し、カム420に接触して貫通ホール223の内側に挿入可能である。また、スライドピン225は、弾性部材226によって貫通ホール223の外側に突出するように弾性力を受ける。さらに、スライドピン225は、カム420に接触する一端が半球状にラウンドに形成される。
制御部300は、ロータリーユニット200の回動を感知して変速機をパーキングレンジに変速するパーキングボタン310と、変速機の作動レンジを表示する表示部320と、ロータリーユニット200の回動を感知するセンサ330とを含む。制御部300は、ノブ操作部210と感知部220との間に配置される基板340を含み、パーキングボタン310、表示部320、およびセンサ330は、基板340に電気的に連結される。このような制御部300は、センサ330によってロータリーユニット200の回動を感知し、ロータリーユニット200の回動による変速信号を送出して車両の変速レンジを調整する。また、制御部300は、設定された変速レンジに応じてパーキングボタン310または表示部320の光源350をONまたはOFFにして、設定された変速レンジを表示する。
パーキングボタン310は、作動中の変速レンジに関係なく変速機をパーキングレンジに変速させることができる。図5に示されるように、パーキングボタン310は、下部に結合されるスイッチ360を介して基板に連結される。スイッチ360は、弾性復元力を有するように形成され、パーキングボタン310の押し操作後、パーキングボタン310が元の位置に復帰するようにする。
表示部320は、上部に変速レンジがR(後進)、N(中立)、D(前進)およびS(スロープまたは2段)で表示され、各レンジの作動状態を光源350で表示するように形成される。表示部320は、変速機によって異なる文字または数字で変速レンジが表示されてもよい。
図6に示されるように、センサ330は、基板340の下部でマグネット224に離隔するように配置される。センサ330は、ロータリーユニット200の回動によって移動するマグネット224の磁力変化に応じたセンサ330の電圧値を用いて、ロータリーユニット200の回動状態を感知する。
ボディ部400は、感知部220に結合または解除され、ロータリーユニット200の回動を制限するロッキング部410と、感知部220の一側が挿入され、ノブ操作部210の回動時に元の位置に復帰するようにするカム420と、ロッキング部410とカム420とが収納されるボディ430とを含む。
ロッキング部410は、ボディ430に収納されるソレノイド411と、ソレノイド411に結合されて前後に移動するロッキング部材412と、ロッキング部材412の側面でロッキング部材412の前後移動をガイドするガイド部材413とを含む。ロッキング部410は、ロッキング部材412にムービングブロック222の突出部222aに対向するロッキング溝412aが形成され、ソレノイド411によって移動するロッキング部材412のロッキング溝412aに突出部222aが挿入されると、ロータリーユニット200の回動が制限される。また、ロッキング溝412aから突出部222aが離脱すると、ロータリーユニット200の回動が可能になる。
カム420は、ロッキング部材412の下側で、内周面にスライドピン225の両端が滑り接触するように配置される。図7に示されるように、カム420は、ボディ430の内部でスライドピン225の位置に対向する位置に配置される。このようなカム420は、内周面でスライドピン225が最大に突出する2つの固定位置421を含み、固定位置421の左右側は、固定位置に傾斜して形成される。
したがって、スライドピン225は、ロータリーユニット200の回動時に固定位置を外れるようになり、弾性部材226の弾性力によってスライドピン225が最大に突出する位置に復帰する。すなわち、運転者の操作によってロータリーユニット200が回動した後、運転者の操作力が除去されると、スライドピン225は、弾性部材226の弾性力とカム420の傾斜によって最大に突出する固定位置421に復帰し、ロータリーユニット200を共に回動させて、回動前の位置にセルフリターンされるようにする。
図8は、図1のロータリーユニットの回動位置に応じた感知部とカムの位置を説明する図であり、図9は、図8のロータリーユニットの回動によるセンサの電圧特性を説明する図である。
図8および図9を参照すれば、運転者がロータリーユニット200を操作しない場合には、スライドピン225が固定位置421(cまたはe)に位置する。この時、変速機は中立レンジに位置することになる。運転者がロータリーユニット200をR(後進)レンジに操作すると、スライドピン225は、固定位置421から、運転者に作動感を与えられるように屈曲したb部分を経てa位置に移動する。この時、運転者の操作力が解除されると、弾性部材226の弾性力とカム420の内周面の傾斜によって、スライドピン225は固定位置421に復帰する。
また、運転者がロータリーユニット200をD(前進)またはS(スロープまたは2段)レンジに操作すると、スライドピン225は、固定位置421から、運転者に作動感を与えられるように屈曲したf部分を経てg位置に移動する。この時、運転者の操作力が解除されると、弾性部材226の弾性力とカム420の内周面の傾斜によって、スライドピン225は固定位置421に復帰する。
このようなロータリーユニット200の回動によって、センサ330は、図9のような信号を出力する。すなわち、センサ330は、ロータリーユニット200が最大ストロークの時に出る電圧値を、センサ330から電圧出力として出力可能な最小、最大電圧値より一定区間内に離隔して設定する。これは、センサ330がショートして、最小または最大電圧値が出力された時、動作区間での電圧値と重複してエラーの状態を区別できないことを防止するためである。
これを実現するための方法としては、プログラムの作動が可能な線形ホールセンサを用いて最大ストローク地点での電圧値を設定することができ、あるいは、センサ330の感度を考慮して最大ストロークから所望の電圧値が得られる線形ホールセンサを設定して実現することができる。
図10a〜図10bは、図1のノブ操作部の回動による変速レンジの変化を説明する図である。
図10a〜図10bを参照すれば、ノブ操作部210の回動操作によって変速機の変速レンジが決定される。ノブ操作部210は、N1固定位置から半時計方向に1回操作後、運転者の外力が除去されると、再びN1位置にセルフリターンされて、Rレンジに設定完了することができる(図10a)。
また、ノブ操作部210は、N1固定位置からDレンジに設定するために、時計方向に2回操作後、運転者の外力を除去してN2位置にセルフリターンされると、Dレンジに設定完了することができる(図10b)。
ノブ操作部210は、N2固定位置から時計方向に1回操作後、運転者の外力が除去されると、再びN2位置にセルフリターンされて、Dレンジに設定完了することができる(図10c)。また、ノブ操作部210は、N2固定位置からRレンジに設定するために、反時計方向に2回操作後、運転者の外力を除去してN1位置にセルフリターンされると、Rレンジに設定完了することができる(図10d)。さらに、Sレンジの選択は、Dレンジの選択後、Dレンジの選択過程をもう一度実行すると、Sレンジに設定可能である。
図11は、図1の感知部とロッキング部を説明する図であり、図12aは、図11の感知部とロッキング部のロック状態を説明する図であり、図12bは、図11の感知部とロッキング部の解除状態を説明する図である。
図11、図12aおよび図12bを参照すれば、感知部220は、ロッキング部410によって回動が制限できる。すなわち、感知部220の突出部222aは、ソレノイド411によって移動するロッキング部材412のロッキング溝412aに挿入され、感知部220の回動が制限できる(a)。また、突出部222aは、ロッキング部材412が後退してロッキング溝412aから離脱することにより、感知部220の回動が可能になる(b)。
上述のように、本発明は、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術の属する分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施形態が可能であることを理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は以下の特許請求の範囲によって定められなければならない。
10:車両用変速レンジスイッチ装置
100:カバー部
110:トップカバー
120:カバーリング
130:ミドルカバー
131:開口部
200:ロータリーユニット
210:ノブ操作部
211:ノブキャップ
212:ノブリング
213:ノブ
220:感知部
221:シャフト
222:ムービングブロック
222a:突出部
223:貫通ホール
224:マグネット
225:スライドピン
226:弾性部材
300:制御部
310:パーキングボタン
320:表示部
330:センサ
340:基板
350:光源
360:スイッチ
400:ボディ部
410:ロッキング部
411:ソレノイド
412:ロッキング部材
412a:ロッキング溝
413:ガイド部材
420:カム
421:固定位置
430:ボディ

Claims (15)

  1. カバー部と、
    前記カバー部の外部に露出するノブ操作部、および前記ノブ操作部に挿入され、前記ノブ操作部によって回動し、前記ノブ操作部の回動を感知するようにする感知部を含むロータリーユニットと、
    変速機をパーキングレンジに変速するパーキングボタン、前記変速機の作動レンジを表示する表示部、および前記ロータリーユニットの回動を感知するセンサを含む制御部と、
    前記感知部に結合または解除され、前記ロータリーユニットの回動を制限するロッキング部、前記感知部の一側が挿入され、前記ノブ操作部の回動時に元の位置に復帰するようにするカム、および前記ロッキング部と前記カムとが収納されるボディを含むボディ部とを含むことを特徴とする、車両用変速レンジスイッチ装置。
  2. 前記カバー部は、
    前記ノブ操作部と前記感知部との間に配置されるミドルカバーをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  3. 前記ミドルカバーは、
    一側に前記カバー部の外周面に突出しないように形成される開口部を含むことを特徴とする、請求項2に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  4. 前記ミドルカバーは、
    前記開口部から反対側に上方傾斜して形成されることを特徴とする、請求項3に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  5. 前記感知部は、一端が前記ノブ操作部の下部に挿入され、他端の近傍に長手方向と交差する貫通ホールを含むシャフトと、両端の間に配置されるムービングブロックとを含み、
    前記制御部は、前記ノブ操作部と前記感知部との間に配置される基板を含み、前記パーキングボタン、前記表示部、および前記センサは、前記基板に電気的に連結されることを特徴とする、請求項1に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  6. 前記ムービングブロックは、
    上側にマグネットが結合されることを特徴とする、請求項5に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  7. 前記マグネットは、
    円弧状に形成され、長手方向に両極が分けられることを特徴とする、請求項6に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  8. 前記ムービングブロックは、
    下側に外周面に突出形成される複数の突出部を含むことを特徴とする、請求項5に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  9. 前記感知部は、
    前記貫通ホールの両側に突出するように挿入されるスライドピンと、前記スライドピンの間に介在する弾性部材とをさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  10. 前記カムは、
    前記スライドピンの両端が滑り接触するように配置されることを特徴とする、請求項9に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  11. 前記カムは、
    内周面に前記スライドピンが最大に突出する2つの固定位置を含み、前記固定位置の左右側は、前記固定位置に傾斜して形成されることを特徴とする、請求項10に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  12. 前記センサは、
    前記基板の下側で前記マグネットの近傍に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  13. 前記パーキングボタンは、
    弾性復元力を有するスイッチを介して前記基板に連結されることを特徴とする、請求項5に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  14. 前記ロッキング部は、
    前記ボディ部に収納されるソレノイドと、前記ソレノイドに結合されて前後に移動するロッキング部材と、前記ロッキング部材の側面に前記ロッキング部材の前後移動をガイドするガイド部材とが形成されることを特徴とする、請求項5に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
  15. 前記ロッキング部材は、
    前記ムービングブロックの突出部に対向するロッキング溝が形成され、前記ソレノイドによる移動で前記ロッキング溝に前記突出部が挿入され、前記ロータリーユニットの回動を制限することを特徴とする、請求項14に記載の車両用変速レンジスイッチ装置。
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