JP2017009106A - スマートキーを用いた車両用電子式変速システム - Google Patents
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Abstract
Description
自動変速機は、変速を遂行するために、油圧回路、遊星ギア及び摩擦要素を用いてギア比を作り出す。このような構成部品の制御は変速制御装置(Transmission Control Unit:以下、TCUという)が担当する。
したがって、SBWを基にする自動変速機は、電子式変速レバー又はボタンの簡単な操作によって運転者の変速意志をTCUに電気信号として伝達することにより、前進(D)及び後進(R)、中立(N)及びパーキング(P)レンジなどへの変速操作がより容易になされる利点があり、また変速レバーの小型化が可能であって運転席と助手席の間に広い空間を確保することができる利点がある。
そして、変速操作をボタンで行うボタンタイプの電子式変速システムは、レバータイプに比べて変速操作が容易で、ボタンをコンソール以外の他の位置に設置することも可能なことから、設置位置(センターファシア)の変更することによってコンソール空間を有効に活用することができ、事故発生の際の変速レバーと乗客との接触を無くし、乗客の傷害を予防することができる利点があるが、変速段(P、R、N、D段)ごとに異なるボタンを操作する構成になることからボタンの数が多くなり、操作が不便である。特に、多数のボタンを設置する広いスペースが必要になることからレイアウト上で不利になるという欠点がある。
ベースブラケットは、コンソールの下側の車体に固定設置された底板、及び底板から垂直に突出した二つのガイド板を含み、二つのガイド板は、平行な状態で車両の前後方向に延び、二つのガイド板の間の空間がガイドスロットになり、二つのガイド板のいずれか一方にPCBが固定設置されたことが好ましい。
ガイドスロットは車両の前後方向又は左右方向に延設されることができる。
スマートキーは、ヒンジ軸に巻き取られた状態で両端が本体部と回転部に結合され、本体部と回転部が一直線状態になるように回転部に復元力を提供するリターンスプリングをさらに含むことが好ましい。
本体部磁石と回転部磁石は、相互間に引力が作用することがよい。
電磁石の引力区間は電磁石の長手方向の中間部位に位置し、スマートキーがガイドスロットに最初に挿入された後、回転部がコンソール側に回転したとき、引力によってリターン用磁石と結合され、電磁石の斥力区間は引力区間の両側に位置し、スマートキーがガイドスロットに沿って移動したとき、スマートキーを電磁石の引力区間に復帰させることが好ましい。
アクチュエーターロッドは、アクチュエーターの動力を受けて前進移動及び後退移動する連結ロッド、及び連結ロッドの先端に連結された上部ロッドと下部ロッドを含み、上部ロッドは、前進移動の際、回転部の下端を押圧して回転部を本体部に対して回転させ、下部ロッドは、前進移動の際、ガイド板と本体部のキースロットを貫通することが好ましい。
二つのガイド板の中で、アクチュエーターから相対的に遠く離れた一ガイド板には回転部の回転を許すための切開ホールが形成されたことがよい。
コンソール孔は、スマートキーの移動を許すためにガイドスロットに沿って延びたスロット孔、及びスロット孔に連結され、回転部の回転を許す回転孔を含むことが好ましい。
また、易しくて便利な変速操作によって早い変速の遂行が可能であり、さらに変速操作による運転者の疲労感を格段に軽減させることができる効果がある。
また、スマートキーを用いた変速操作によってスマートキーの紛失危険を減らすことができる効果もある。
本発明によるスマートキーを用いた車両用電子式変速システムは、運転者の側部に位置するコンソールに設置され、カード状に形成されたスマートキーを用いて運転者が変速操作を行う構成のものである。
すなわち、本発明の実施例は、図1〜図11に示したとおり、永久磁石10を備えたカードタイプのスマートキー20、スマートキー20が挿着され、挿着されたスマートキー20の移動を案内するガイドスロット31が形成されたベースブラケット30、及びベースブラケット30に固定設置されたスマートキー20がガイドスロット31に挿入されるとき、永久磁石10の接近有無によってスマートキー20の装着状態を認識し、スマートキー20がガイドスロット31に装着された状態でガイドスロット31に沿って移動するとき、永久磁石10の位置変化によって変速段(P、R、N、D段)を認識し、認識された変速段信号を変速制御装置(TCU)に出力するプリント基板40(Printed Circuit Board:以下、PCBという)を含む。
PCB40から変速段の信号が出力されると、この出力信号はTCUに伝達され、TCUから命令された電子信号に応じてソレノイド又は電気モーターが作動し、ソレノイド又は電気モーターの作動によって各変速段別油圧回路に油圧が印加されるとかあるいは遮断されることにより、電子的に変速制御が行われる。
本体部21はガイドスロット31に装着され、ガイドスロット31に装着された状態で、運転者の操作によってガイドスロット31に沿って移動し、ガイドスロット31と平行にキースロット23が形成され、永久磁石10が結合される。
回転部22は本体部21に対して回転可能に結合し、このためにヒンジ軸24を介して本体部21と結合される構造を持つ。
スマートキー20は、ヒンジ軸24に巻き取られた状態で、一端は本体部21に結合され、他端は回転部22に結合されたリターンスプリング25をさらに含む。
スマートキー20は、回転部22に外力が加わらない限り、本体部21と回転部22が常に一直線の状態をなさなければならないので、リターンスプリング25は本体部21と回転部22が一直線状態になるように回転部22に復元力を提供する。
スマートキー20は、ヒンジ軸が貫通する本体部側面と回転部側面のそれぞれに本体部磁石26及び回転部磁石27をさらに含む。
本体部磁石26は回転部22と対面する本体部21の所定位置に固定され、回転部磁石27は本体部21と対面する回転部22の所定位置に固定され、互いに引き合うように設置され、本体部磁石26と回転部磁石27の引力によって本体部21と回転部22は一直線状態を維持する。
ベースブラケット30は、コンソール50の下側の車体に固定設置された底板32、及び底板32から垂直に突出した二つのガイド板33、34を含む。
二つのガイド板33、34は平行な状態で車両の前後方向に伸び、二つのガイド板33、34間の空間がガイドスロット31になる。二つのガイド板33、34のいずれか一方にPCB40が固定設置されることが好ましい。本発明の実施例はアクチュエーターから相対的に遠く離れたガイド板34にPCB40が設置された構造であるが、これに限定されるものではない。
ベースブラケット30はコンソール50の下部の車体に固定設置され、コンソール50にはスマートキー20が貫通するコンソール孔51が形成される。
コンソール孔51は、ガイドスロット31に装着されたスマートキー20が運転者の操作によってガイドスロット31に沿って移動するとき、スマートキー20の移動を許すため、ガイドスロット31に沿って延びたスロット孔51a、及びスロット孔51aに連結され、スマートキー20の回転部22が回転するために必要な幅を有する回転孔51bを含む。
また、本発明は、スマートキー20の回転部22の一面に結合されたリターン用磁石60及びコンソール50の上面に結合された電磁石70をさらに含む。
電磁石70はガイドスロット31の長手方向にガイドスロット31と平行に延設され、また電磁石70は、リターン用磁石60との間に引力が作用するように、互いに反対の極性が対面する引力区間71、及び斥力が作用するように互いに同一の極性が対面する斥力区間72に区画された構成を持つことが好ましい。
そして、電磁石70の斥力区間72は引力区間71の両側に位置し、スマートキー20がガイドスロット31に沿って引力区間71から離脱して移動したとき、リターン用磁石60との間に斥力が発生し、これにより、スマートキー20から外力を除去されたときにスマートキー20を電磁石70の引力区間71に復帰させる。
また、本発明は、ガイド板33と対面する位置にベースブラケット30に固定設置され、PCB40によって作動が制御されるアクチュエーター80、及びアクチュエーター80の作動によってガイド板33に向かって前進移動、又は反対方向に後退移動するアクチュエーターロッド90をさらに含む。アクチュエーターロッド90は前進移動の際、ガイド板33とスマートキー20を同時に貫通してスマートキー20の位置を固定させ、また、後退移動の際、スマートキー20及びガイド板33から分離される。
アクチュエーター80は直線移動する可動子を備えたリニアモーターであることが好ましいが、これに限定されるものではない。
上部ロッド92は、前進移動の際、回転部22の下端を押圧して回転部22を本体部21に対して回転させる。下部ロッド93は、前進移動の際、ガイド板33と本体部21のキースロット23を貫通してスマートキー20の位置を固定させる。
上部ロッド92は、前進移動の際、ヒンジ軸24を基準にヒンジ軸24の下側の回転部22の下端を押圧し、上部ロッド92の押圧によって回転部22はヒンジ軸24を中心に回転して本体部21に対して直角となる。
また、スマートキー20の回転部22が本体部21に対して回転して直角形態をなすと、それ以後は運転者が回転部22を摘まんで変速操作を行うとき、手の平との接触面積が増大することによって変速操作をより易しく行うことができる利点がある。
本体部21に対して回転した回転部22を運転者が摘まんで変速操作を行うとき、本体部21に形成されたキースロット23及びキースロット23に挿入された下部ロッド93はスマートキー20の移動をガイドする役目をする。
そして、二つのガイド板33、34の中で、アクチュエーター80と対面する一つのガイド板33には上部ロッド92と下部ロッド93が貫通する上部ホール33a及び下部ホール33bが形成され、二つのガイド板33、34の中でアクチュエーター80から相対的に遠く離れたガイド板34には、スマートキー20の回転部22の回転に必要な幅を有する切開ホール34aが形成される。
運転者がカード状に形成されたスマートキー20を持って車両に乗った後、車両の始動をオン(on)させた後、図2のとおり、スマートキー20の本体部21をガイドスロット31に挿入するか、又はスマートキー20の本体部21をガイドスロット31に先に挿入した後に車両の始動をオン(on)させると、PCB40は永久磁石10によってスマートキー20が装着された状態を認識する。
そして、PCB40がスマートキー20の装着状態を認識し、PCB40はアクチュエーター80を制御してアクチュエーター80を作動させる。アクチュエーター80の作動によってアクチュエーターロッド90は、図9のとおり、スマートキー20の方向に前進移動する。
アクチュエーターロッド90が前進移動すると、上部ロッド92は上部ホール33aを貫通して回転部22の下端を押圧する。このとき、回転部22はヒンジ軸24を中心に電磁石70の方向に回転する。回転が完了した回転部22は、図10のとおり、本体部21に対して直角をなすことになる。この際、リターン用磁石60は、図8のとおり、磁石の引力によって電磁石70の引力区間71に結合する。これにより、運転者が変速操作を行えるスマートキー20の初期位置がセットされる。
スマートキー20がガイドスロット31に挿入されると、最初にスマートキー20は、図8及び図11のとおり、ガイドスロット31の長手方向の中間位置に位置する。このとき、リターン用磁石60は磁石の引力によって電磁石70の引力区間71に結合し、PCB40はNull段信号又はP段信号を出力する。
そして、スマートキー20をガイドスロット31に沿って移動させた状態で回転部22から運転者が手を放すと、リターン用磁石60と電磁石70の斥力区間72との間に発生する斥力によってスマートキー20は再びNull段に復帰する。Null段に復帰したスマートキー20はリターン用磁石60と電磁石70の引力区間71との間に発生する引力によってNull段の位置を維持する。
そして、車両の走行を終了し、運転者が始動をオフ(off)させると、電磁石70に流れていた電流が遮断されることによって電磁石70が磁性を失う。アクチュエーター80の作動によってアクチュエーターロッド90は後退移動し、本体部21に対して直角に回転した回転部22はリターンスプリング25の復元力によって本体部21に対して一直線になるように復帰する。これと同時に本体部磁石26と回転部磁石27の引力結合によって本体部21と回転部22は一直線状態を維持して図2の状態に復帰し、図2に示した復帰状態になると運転者がガイドスロット31からスマートキー20を抜き出すことができる。
また、易しくて便利な変速操作によって早い変速操作が可能であり、さらに変速操作による運転者の疲労感を格段に軽減させることができる利点もある。
また、スマートキー20を用いた変速操作によってスマートキー20の紛失危険を減らすことができる利点もある。
20 スマートキー
21 本体部
22 回転部
23 キースロット
24 ヒンジ軸
25 リターンスプリング
26 本体部磁石
27 回転部磁石
30 ベースブラケット
31 ガイドスロット
32 底板
33、34 ガイド板
33a 上部ホール
33b 下部ホール
34a 切開ホール
40 プリント基板(PCB)
50 コンソール
51 コンソール孔
51a スロット孔
51b 回転孔
60 リターン用磁石
70 電磁石
71 引力区間
72 斥力区間
80 アクチュエーター
90 アクチュエーターロッド
91 連結ロッド
92 上部ロッド
93 下部ロッド
Claims (16)
- 永久磁石を備えたカードタイプのスマートキー、
該スマートキーが挿着されたとき、装着されたスマートキーの移動を案内するガイドスロット、
該ガイドスロットが形成されたベースブラケット、及び
該ベースブラケットに固定設置され、前記スマートキーがガイドスロットに装着されるとき、永久磁石の接近の有無によってスマートキーの装着状態を認識し、前記スマートキーがガイドスロットに装着された状態でガイドスロットに沿って移動するとき、永久磁石の位置変化によって変速段を認識し、認識された変速段信号を変速制御装置に出力するプリント基板(Printed Circuit Board:以下、PCBという)を含むことを特徴とするスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記スマートキーは、
前記ガイドスロットに装着され、ガイドスロットに沿って移動し、ガイドスロットと平行に形成されたキースロットと永久磁石が結合された本体部、及び
前記本体部にヒンジ軸を介して回転可能に結合された回転部を含み、
前記本体部がガイドスロットに装着されると、前記回転部はコンソールの上方に突出することを特徴とする請求項1に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記ベースブラケットは、コンソールの下側の車体に固定設置された底板、及び該底板から垂直に突出した二つのガイド板を含み、
該二つのガイド板は、平行な状態で車両の前後方向に延び、
前記二つのガイド板の間の空間がガイドスロットになり、
前記二つのガイド板のいずれか一方にPCBが固定設置されたことを特徴とする請求項2に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記ベースブラケットはコンソールの下側の車体に固定設置され、
前記コンソールには、前記スマートキーが貫通するコンソール孔が形成されたことを特徴とする請求項2に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記ガイドスロットは車両の前後方向又は左右方向に延設されたことを特徴とする請求項1に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
- 前記スマートキーは、前記ガイドスロットに最初に挿入されるとき、ガイドスロットの長手方向の中間位置に装着され、これと同時に前記PCBはNull段信号を出力し、
前記スマートキーがガイドスロットに沿って移動すると、永久磁石の位置変化によって前記PCBはP段、R段、N段、D段信号のいずれか一変速段信号を出力することを特徴とする請求項1に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記スマートキーは、ヒンジ軸に巻き取られた状態で両端が前記本体部と回転部に結合され、本体部と回転部が一直線状態になるように回転部に復元力を提供するリターンスプリングをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
- 前記スマートキーは、ヒンジ軸が貫通する本体部側面と回転部側面で前記本体部と回転部が互いに対面する部位にそれぞれ固定設置され、磁力によって前記本体部と回転部が一直線状態を維持する本体部磁石及び回転部磁石をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
- 前記本体部磁石と回転部磁石は、相互間に引力が作用することを特徴とする請求項8に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
- 前記回転部の一面に結合されたリターン用磁石、及び前記コンソールの上面に結合された電磁石をさらに含み、
該電磁石はガイドスロットの長手方向に延設され、
前記電磁石は、リターン用磁石との間に引力が作用するように互いに反対の極性が対面する引力区間、及び斥力が作用するように互いに同一の極性が対面する斥力区間に区画されたことを特徴とする請求項2に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記電磁石の引力区間は電磁石の長手方向の中間部位に位置し、前記スマートキーがガイドスロットに最初に挿入された後、前記回転部がコンソール側に回転したとき、引力によってリターン用磁石と結合され、
前記電磁石の斥力区間は引力区間の両側に位置し、前記スマートキーがガイドスロットに沿って移動したとき、スマートキーを電磁石の引力区間に復帰させることを特徴とする請求項10に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記ガイド板と対面するようにベースブラケットに固定設置され、前記PCBによって作動が制御されるアクチュエーター、及び
該アクチュエーターの作動によって前記ガイド板に向かって前進移動、又は反対方向に後退移動し、前進移動の際、前記ガイド板とスマートキーを同時に貫通してスマートキーの位置を固定させ、後退移動の際、前記スマートキーとガイド板から分離されるアクチュエーターロッドをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記アクチュエーターロッドは、
前記アクチュエーターの動力を受けて前進移動及び後退移動する連結ロッド、及び
該連結ロッドの先端に連結された上部ロッドと下部ロッドを含み、
前記上部ロッドは、前進移動の際、前記回転部の下端を押圧して回転部を本体部に対して回転させ、
前記下部ロッドは、前進移動の際、前記ガイド板と本体部のキースロットを貫通することを特徴とする請求項12に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。 - 前記二つのガイド板の中で、アクチュエーターと対面する一つのガイド板には上部ロッドと下部ロッドが貫通する上部ホール及び下部ホールが形成されたことを特徴とする請求項13に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
- 前記二つのガイド板の中で、前記アクチュエーターから相対的に遠く離れた一ガイド板には前記回転部の回転を許すための切開ホールが形成されたことを特徴とする請求項3に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
- 前記コンソール孔は、
前記スマートキーの移動を許すために前記ガイドスロットに沿って延びたスロット孔、及び
該スロット孔に連結され、前記回転部の回転を許す回転孔を含むことを特徴とする請求項4に記載のスマートキーを用いた車両用電子式変速システム。
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