KR100460868B1 - 전기 차량의 감속기 제어장치 - Google Patents

전기 차량의 감속기 제어장치 Download PDF

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KR100460868B1 KR10-2002-0022995A KR20020022995A KR100460868B1 KR 100460868 B1 KR100460868 B1 KR 100460868B1 KR 20020022995 A KR20020022995 A KR 20020022995A KR 100460868 B1 KR100460868 B1 KR 100460868B1
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Abstract

본 발명은 기계식의 컨트롤 장치 작동시 발생되는 유동 문제점을 해소할 수 있는 전기 차량의 감속기 제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 전기 차량의 감속기 제어장치에 있어서, 상기 전기 차량의 전원을 공급하는 전원 공급부와; 각각의 위치에 따라 전기의 세기가 차등되어 연결되는 컨트롤 스위치와; 상기 전원 공급부와 상기 컨트롤 스위치의 사이에서 전기적인 회로로 연결되며, 상기 전원 공급부로부터 상기 컨트롤 스위치로 공급되는 전원의 흐름을 제어하는 제어부와; 상기 컨트롤 스위치를 통해 입력되는 전기의 세기에 따라 양방향의 회전량이 각각 정해지는 전동 모터와; 상기 전동 모터의 축에 장착되는 전동 모터 기어와; 시프트 레버의 일측에서 상기 전동 모터 기어에 대응되는 피치를 갖고 상호 맞물리도록 결합되는 시프트 레버 기어와; 상기 전동 모터의 축에 연장 형성되어 감속기의 내부 기어 물림을 결정하며, 상기 전동 모터의 축 회전방향에 따라 정회전 또는 역회전되는 컨트롤 샤프트를 포함하여 구성한다.

Description

전기 차량의 감속기 제어장치{SPEED REDUCTION CONTROLLING DEVICE OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 차량에 관한 것으로서, 특히 전기 차량의 감속기 제어장치에 관한 것이다.
통상적으로, 전기 차량은 배터리(Battery)의 전원이 주 동력원으로 사용된다.
즉, 전기 차량의 배터리 전원은 전동 모터(Motor)에서 기계적인 회전력으로 변환되어 감속기로 전달되며, 드라이버 샤프트(Driver Shaft)를 거쳐 최종적으로 휠(Wheel)을 구동시켜서 차량이 전진 또는 후진하게된다.
상기한 구성품 가운데 감속기는 일반 차량에서 사용되는 변속기와는 달리 전진 및 후진을 위한 내부 기어(Gear)들만 필요하며, F.F(프론트 엔진 프론트 드라이버) 차량 방식인 경우에는 감속기 내부에 프론트 엑슬(Front Axle) 장치도 한꺼번에 조합되어있다.
전기 차량에서 감속기를 제어(Control)하는 방식은 자동 변속기가 탑재된 일반 차량과 동일한 방식으로 이루어진다.
즉, 차량 실내의 컨트롤 레버(Control Lever)를 앞뒤로 이동할 때 컨트롤 레버의 하단에 연결된 컨트롤 케이블(Cable)이 감속기의 상단에 위치하는 시프트 레버(Shift Lever)에 연결되어, 시프트 레버를 좌회전 또는 우회전시킨다.
그리고, 시프트 레버가 회전함에 따라 시프트 레버와 일체로 고정되는 시프트 축(Shift Shaft)이 동시에 회전한다.
이어서, 시프트 축에 일체로 고정되는 시프트 포크(Shift Fork)가 동시에 회전하고 시프트 포크가 맞물고있는 슬라이딩 기어(Sliding Gear)가 전진 혹은 후진으로 위치이동하면서 입력축 및 출력축 상에 일체로 형성되는 기어들과 맞물려서 동력을 전달하게 된다.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래 기술은 전기 차량의 주행시 급가속하거나 또는 급감속하면, 전동 모터의 회전력에 의해 전동 모터 및 감속기가 전후방향으로 심하게 요동치는 문제점이 있다.
이 요동에 따라 컨트롤 케이블도 전후방향으로 당겨졌다가 밀렸다하고 컨트롤 케이블에 연결된 컨트롤 레버의 상단도 앞뒤방향으로 "끄떡끄떡"하고 심하게 움직이는 문제가 발생한다.
또한, 이러한 상태로 일정거리를 주행하고 나면 컨트롤 케이블의 와이어가 변형되어 컨트롤 레버를 정확히 조작해도 감속기의 시프트 레버를 정확한 위치로회전시키지 못하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 감속기의 치합이 불안정해지는 문제가 발생한다.
그리고, 치합이 불안정한 상태로 주행하게되면, 갑자기 기어 치합이 이탈되거나 치합 초기에 끄르르하는 기어 마찰음이 발생하기도 한다.
상기한 바와 같이 종래 기술은 컨트롤 케이블의 거리나 장착각도가 설계적으로 제한적이다.
또한, 전동 모터 및 감속기를 지지하는 마운팅 인슐레이터(Mounting Insulator)의 위치나 수량, 크기도 제한적일 수밖에 없는 구조적인 문제가 있다.
본 발명의 목적은 기계식의 컨트롤 장치 작동시 발생되는 유동 문제점을 해소할 수 있는 전기 차량의 감속기 제어장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 감속기 제어장치의 구성을 도시한 도면.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기 차량의 감속기 제어장치에 있어서, 상기 전기 차량의 전원을 공급하는 전원 공급부와; 각각의 위치에 따라 전기의 세기가 차등되어 연결되는 컨트롤 스위치와; 상기 전원 공급부와 상기 컨트롤 스위치의 사이에서 전기적인 회로로 연결되며, 상기 전원 공급부로부터 상기 컨트롤 스위치로 공급되는 전원의 흐름을 제어하는 제어부와; 상기 컨트롤 스위치를 통해 입력되는 전기의 세기에 따라 양방향의 회전량이 각각 정해지는 전동 모터와; 상기 전동 모터의 축에 장착되는 전동 모터 기어와; 시프트 레버의 일측에서 상기 전동 모터 기어에 대응되는 피치를 갖고 상호 맞물리도록 결합되는 시프트 레버 기어와; 상기 전동 모터의 축에 연장 형성되어 감속기의 내부 기어 물림을 결정하며, 상기 전동 모터의 축 회전방향에 따라 정회전 또는 역회전되는 컨트롤 샤프트를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 차량의 감속기(100) 제어장치 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예는 전기 차량의 감속기(100) 제어장치에 있어서, 전원 공급부(110), 컨트롤 스위치(120)(Control Switch), 제어부(130)(Control Unit), 전동 모터(140), 전동 모터 기어(150), 시프트 레버 기어(160)(Shift Lever Gear), 컨트롤 샤프트(170)(Control Shaft)를 포함하여 구성한다.
참고적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 구성되는 퓨즈(102), 이그니션 키(104)는 종래의 기술에서 사용되는 것과 동일한 구조 및 기능을 갖는다.
전원 공급부(110)는 전기 차량의 전원을 공급하는 배터리(Battery)이다.
컨트롤 스위치(120)는 각각의 위치에 따라 전기의 세기가 차등되어 연결되는 스위치 구성을 갖는다.
컨트롤 스위치(120)는 정방향 전원대(121), 모터 정방향 회전용 저항(122), 역방향 전원대(123), 모터 역방향 회전용 저항(124), 위치 분리대(125)를 포함하여 구성한다.
정방향 전원대(121)는 제어부(130)로부터 정방향 전원이 공급되는 경로이다.
모터 정방향 회전용 저항(122)은 도 1에 도시된 바와 같이 정방향 전원대(121)의 좌측에서 전기적인 회로를 구성한다.
모터 정방향 회전용 저항(122)은 후진(R), 중립(N), 전진(D) 위치에 전원 공급용 전기접점을 형성하며, 후진(R), 중립(N), 전진(D) 위치에 형성되는 전원 공급용 전기접점들을 연결하는 배선상에 역전류 방지용 다이오드(Diode)(126)를 연결한다.
모터 정방향 회전용 저항(122)의 크기는 후진(R)＞중립(N)＞전진(D)의 순서로 점점 작아진다.
따라서, 공급되는 전기의 크기는 반대로 후진(R)＜중립(N)＜전진(D)의 순서로 점점 강해진다.
처음에 컨트롤 스위치(120)의 위치가 주차(P)에서 후진(R)으로 이동하면 큰 저항으로 전원은 조금 공급되므로 전동 모터(140)는 정방향으로 약간만 회전한다.
결국, 감속기(100) 내부 기어의 위치가 주차(P) 위치에서 후진(R) 위치로 변속되고 다음, 후진(R) 위치에서 다시 중립(N) 위치로 이동하면, 약간 작아진 저항으로 전원은 조금 더 세게 공급되므로, 전동 모터(140)는 정방향으로 조금 더 회전한다.
결국, 감속기(100)의 기어 위치가 후진(R) 위치에서 중립(N) 위치로 변속된 후, 중립(N) 위치에서 다시 전진(D) 위치로 이동하면 저항은 거의 없고, 전원도 가장 세게 공급되므로 전동 모터(140)는 정방향으로 끝까지 회전하여, 감속기(100)의 기어 위치가 중립(N) 위치에서 전진(D) 위치로 변속된다.
역방향 전원대(123)는 정방향 전원대(121)와 설정된 간격을 두고 이격되며, 제어부(130)로부터 역방향 전원이 공급되는 경로이다.
모터 역방향 회전용 저항(124)은 도 1에 도시된 바와 같이 역방향 전원대(123)의 우측에서 모터 정방향 회전용 저항(122)과는 정 반대로 전기적인 회로를 구성한다.
모터 역방향 회전용 저항(124)은 중립(N), 후진(R), 주차(P) 위치에 전원 공급용 전기접점을 형성하며, 중립(N), 후진(R), 주차(P) 위치에 형성되는 전원 공급용 전기접점들을 연결하는 배선상에는 역전류 방지용 다이오드(Diode)(127)를 연결한다.
모터 역방향 회전용 저항(124)의 크기는 중립(N)＞후진(R)＞주차(P)의 순서로 점점 작아진다.
따라서, 공급되는 전기의 세기는 중립(N)＜후진(R)＜주차(P)의 순서로 점점 커진다.
처음에 컨트롤 스위치(120)의 위치가 전진(D)에서 중립(N)에 이동하면 큰 저항으로 전원은 조금만 공급되므로 전동 모터(140)는 역방향으로 약간만 회전한다.
결국, 감속기(100)의 기어 위치가 전진(D) 위치에서 중립(N) 위치로 변속된다.
그리고, 중립(N) 위치에서 다시 후진(R) 위치로 이동하면 약간 작아진 저항으로 전원은 조금 더 크게 공급되므로 전동 모터(140)는 역방향으로 조금 더 회전한다.
결국, 감속기(100)의 기어 위치가 중립(N) 위치에서 후진(R) 위치로 변속된다.
이어서, 후진(R) 위치에서 다시 주차(P) 위치로 이동하면 저항은 없고 전원은 가장 세게 공급되므로 전동 모터(140)는 역방향으로 끝까지 회전하여 감속기(100)의 기어 위치가 후진(R) 위치에서 주차(P) 위치로 변속된다.
위치 분리대(125)는 모터 정방향 회전용 저항(122)과 모터 역방향 회전용 저항(124) 사이에 구비된다.
위치 분리대(125)는 주차(P), 후진(R), 중립(N), 전진(D)위치를 분리하는 3개의 분리대로 형성한다.
한편, 본 발명의 실시예는 정방향 전원대(121) 및 역방향 전원대(123) 위에서 상시 접촉하여 이동하는 컨트롤 스위치 레버(180)를 더 포함하여 구성한다.
상기와 같은 구성에서 컨트롤 스위치 레버(180)의 조작은 컨트롤 스위치(120) 중간에 있는 위치 분리대(125)의 좌측부에서 주차(P) →후진(R) →중립(N) →전진(D)으로 위치를 이동시키면 각각의 위치에서 전동 모터(140)의 정방향으로 공급되는 전원이 연결되어 전동 모터(140)는 우회전한다.
이와는 반대로 컨트롤 스위치(120) 중간에 있는 위치 분리대(125)의 우측부에서 전진(D) →중립(N) →후진(R) →주차(P)로 위치를 이동시키면, 각각의 위치에서 전동 모터(140)의 역방향으로 공급되는 전원이 연결되어 전동 모터(140)는 좌회전한다.
일반적으로 조작해야되는 여러 가지 형태(R →P, N →R, D →R)의 컨트롤 스위치 레버(180) 조작의 경우 좌측부는 작동영역이고, 우측부는 복귀영역이다.
상기한 바와 같이 여러 가지 형태의 컨트롤 스위치 레버(180) 조작들은 각 분리대의 중간에 위치하는 관통부를 따라서 컨트롤 스위치 레버(180)를 우측 또는 좌측으로 이동한 다음 원하는 위치로 변환시킨다.
예를 들면, 전기 차량의 주행중 정지하여 다시 후진을 할 경우(전진(D) →중립(N) →후진(R)) 컨트롤 스위치 레버(180) 조작은 좌측부의 전진(D) 위치에서 우측부의 전진(D) 위치로 통과되는 관통부를 거쳐서 우측부의 전진(D) 위치로 이동하고, 다시 우측부의 중립(N) 위치로 이동한 다음, 다시 우측부의 후진(R) 위치로 이동하면 된다.
이런 후진상태에서 정지하여 주차할 경우(후진(R) →주차(P))의 컨트롤 스위치 레버(180) 조작은 좌측부의 후진(R) 위치에서 우측부의 후진(R) 위치로 통과되는 관통부를 거쳐서 우측부의 후진(R) 위치로 이동하고, 다시 우측부의 주차(P) 위치로 이동하면 된다.
제어부(130)는 전원 공급부(110)와 컨트롤 스위치(120)의 사이에서 전기적인 회로로 연결되며, 전원 공급부(110)로부터 컨트롤 스위치(120)로 공급되는 전원의 흐름을 제어한다.
전동 모터(140)는 컨트롤 스위치(120)를 통해 입력되는 전기의 세기에 따라 양방향의 회전량이 각각 정해지는 양방향 회전식 모터이다.
전동 모터(140)에는 컨트롤 스위치(120)의 후진(R), 중립(N), 전진(D) 위치에 형성된 전원 공급용 전기접점에서 나온 전원이 입력되는 정방향 회전접점과; 컨트롤 스위치(120)의 중립(N), 후진(R), 주차(P) 위치에 형성된 전원 공급용 전기접점에서 나온 전원이 입력되는 역방향 회전접점이 형성된다.
전동 모터(140)는 감속기(100)에 브라켓(142)(Bracket)으로 고정 결합된다.
전동 모터 기어(150)는 전동 모터(140)의 축에 장착된다.
시프트 레버 기어(160)는 시프트 레버의 일측에서 전동 모터 기어(150)에 대응되는 피치를 갖고 상호 맞물리도록 결합된다.
시프트 레버 기어(160)는 종래 기술에서 감속기(100)의 컨트롤 케이블이 연결되어 컨트롤 샤프트(170)를 회전시켜주는 시프트 레버와 동일한 기능을 갖는다.
다만, 그 형태는 적절한 크기와 두께 및 강도를 갖는 "부챗살"모양으로 형성하며, 끝단에는 전동 모터(140)의 축에 장착되는 기어와 동일한 피치를 갖는 기어를 형성하고 적절한 원주율을 갖는다.
시프트 레버 기어(160)는 전동 모터 기어(150)와 맞물려 전동 모터(140)의 좌측 또는 우측방향으로 회전함에 따라 동시에 회전한다.
시프트 레버 기어(160)가 회전하면 여기에 고정되는 컨트롤 샤프트(170)도 회전한다.
시프트 축에 일체로 고정되는 시프트 포크도 동시에 회전하고, 시프트 포크가 맞물고있는 슬라이딩 기어(Sliding Gear)가 전진 또는 중립, 후진으로 위치이동하면서, 입력축 및 출력축 상에 일체로 형성되는 기어들과 맞물려서 전동 모터(140)에서 입력된 동력을 전달하여 전진 또는 후진하거나, 동력을 차단하여 중립위치로써 정지하거나, 또는 주차되는 작동을 한다.
컨트롤 샤프트(170)는 전동 모터(140)의 축에 연장 형성되어 감속기(100)의 내부 기어 물림을 결정하며, 전동 모터(140)의 축 회전방향에 따라 정회전 또는 역회전된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 차량의 감속기 제어장치는 기계식의 컨트롤 장치 작동시 발생되는 유동 문제점을 해소할 수 있다.
또한, 기계식의 컨트롤 레버의 크기보다 작은 전기식 컨트롤 스위치를 구성함으로써 공간확보의 용이성 및 경량화의 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 전기 차량의 감속기 제어장치에 있어서,
    상기 전기 차량의 전원을 공급하는 전원 공급부와;
    각각의 위치에 따라 전기의 세기가 차등되어 연결되는 컨트롤 스위치와;
    상기 전원 공급부와 상기 컨트롤 스위치의 사이에서 전기적인 회로로 연결되며, 상기 전원 공급부로부터 상기 컨트롤 스위치로 공급되는 전원의 흐름을 제어하는 제어부와;
    상기 컨트롤 스위치를 통해 입력되는 전기의 세기에 따라 양방향의 회전량이 각각 정해지는 전동 모터와;
    상기 전동 모터의 축에 장착되는 전동 모터 기어와;
    시프트 레버의 일측에서 상기 전동 모터 기어에 대응되는 피치를 갖고 상호 맞물리도록 결합되는 시프트 레버 기어와;
    상기 전동 모터의 축에 연장 형성되어 감속기의 내부 기어 물림을 결정하며, 상기 전동 모터의 축 회전방향에 따라 정회전 또는 역회전되는 컨트롤 샤프트를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤 스위치는
    상기 제어부로부터 정방향 전원이 공급되는 경로인 정방향 전원대와;
    상기 정방향 전원대의 일측에서 전기적인 회로를 구성하는 모터 정방향 회전용 저항과;
    상기 정방향 전원대와 설정된 간격을 두고 이격되며, 상기 제어부로부터 역방향 전원이 공급되는 경로인 역방향 전원대와;
    상기 역방향 전원대의 일측에서 전기적인 회로를 구성하는 모터 역방향 회전용 저항과;
    상기 모터 정방향 회전용 저항과 상기 모터 역방향 회전용 저항 사이에 구비되는 위치 분리대를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모터 정방향 회전용 저항은 후진(R), 중립(N), 전진(D) 위치에 전원 공급용 전기접점을 형성하며, 상기 후진(R), 중립(N), 전진(D) 위치에 형성되는 전원 공급용 전기접점들을 연결하는 배선상에 역전류 방지용 다이오드(Diode)를 연결하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 모터 정방향 회전용 저항의 크기는 후진(R)＞중립(N)＞전진(D)의 순서로 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 모터 역방향 회전용 저항은 중립(N), 후진(R), 주차(P) 위치에 전원 공급용 전기접점을 형성하며, 상기 중립(N), 후진(R), 주차(P) 위치에 형성되는 전원 공급용 전기접점들을 연결하는 배선상에는 역전류 방지용 다이오드(Diode)를 연결하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 모터 역방향 회전용 저항의 크기는 중립(N)＞후진(R)＞주차(P)의 순서로 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 위치 분리대는 주차(P), 후진(R), 중립(N), 전진(D)위치를 분리하는 3개의 분리대로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  8. 제2항 내지 제7항 가운데 어느 한 항에 있어서, 상기 정방향 전원대 및 역방향 전원대 위에서 상시 접촉하여 이동하는 컨트롤 스위치 레버를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  9. 제3항 또는 제5항에 있어서, 상기 전동 모터에는
    상기 컨트롤 스위치의 후진(R), 중립(N), 전진(D) 위치에 형성된 전원 공급용 전기접점에서 나온 전원이 입력되는 정방향 회전접점과;
    상기 컨트롤 스위치의 중립(N), 후진(R), 주차(P) 위치에 형성된 전원 공급용 전기접점에서 나온 전원이 입력되는 역방향 회전접점이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전동 모터는 감속기에 브라켓으로 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 시프트 레버 기어는 부챗살모양으로 형성하며, 끝단에는 전동 모터의 축에 장착되는 기어와 동일한 피치를 갖는 기어를 형성하고, 전동 모터 기어와 맞물려 전동 모터의 좌측 또는 우측방향으로 회전함에 따라 동시에 회전하는 것을 특징으로 하는 전기 차량의 감속기 제어장치.
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Citations (4)

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JPS61122038A (ja) * 1984-11-17 1986-06-10 Isuzu Motors Ltd 車両のギヤ駐車装置
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KR970046481A (ko) * 1995-12-22 1997-07-26 김태구 오토 트랜스미션(at)이 장착된 차량의 버튼식 시프트 제어장치

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