KR100960494B1 - 인히비터 스위치 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 변속기 레버의 작동에 따라 회전 운동하는 디텐트 플레이트와 상호 작동하는 인히비터 스위치로, 하우징부; 상기 하우징부에 직선 운동 가능하게 배치되고 일단이 상기 디텐트 플레이트와 상대 운동 가능하게 연결되는 기어 바와, 일측에 사전 설정된 각도로 복수 개의 극성을 구비하도록 착자된 패턴 마그넷을 구비하고 상기 기어 바와 맞물리어 상기 패턴 마그넷을 회전시키는 회전 기어를 포함하는 기어부; 상기 패턴 마그넷의 대응 위치에 배치되되 상기 패턴 마그넷의 회동 중심으로부터 원주 방향으로 동심 상에 배치되는 복수 개의 홀 센서를 갖는 인히비터 스위치 자기 센서부를 구비하는 인쇄회로기판;을 포함하는 인히비터 스위치와, 상기 패턴 마그넷의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 자기 센서부의 신호에 대응하는 변속기의 변속 레인지가 저장되는 메모리부와, 상기 메모리부와 접속하여 상기 패턴 마그넷의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 자기 센서부의 신호와 상기 메모리부에 저장된 변속 레인지에 대한 변속 레인지 대응 신호를 비교하여 변속 레인지를 산출하고 출력하는 제어부를 구비하는 인히비터 스위치 장치를 제공한다.

Description

인히비터 스위치 장치{INHIBITOR SWITCHING UNIT}

본 발명은 스위치 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 스티어링 휠에 장착되어 보다 정확한 작동을 가능하게 하도록 하는 인히비터 스위치 장치에 관한 것이다.

자동차 등의 차량은 이동 수단으로서의 기능을 넘어서 사용자로 하여금 보다 안정적이면서도 편안한 주행 상태를 제공할 수 있도록 하는 다양한 기능이 추가되고 있는데, 차량의 핵심 구동 요소로서의 엔진 및 변속기에 대한 전자적 제어를 포함한 각종 구성 요소는 전자화되었거나 전자화 단계가 진행되고 있다.

한편, 도심에서의 복잡한 교통 상황에서의 원활하면서도 여유있는 주행을 위하여 자동변속기를 장착한 차량의 비중이 급증하고 있는데, 운전자가 변속 레버를 통하여 원하는 변속 레인지를 설정하는 경우, 운전자의 설정 변속 레인지는 변속기의 제어를 담당하는 TCU(Transmission Control Unit) 및 각종 제어부로 전달되어, 차량 시동시 전원 공급 및 차단을 제어하고, 주행 중 설정된 변속 레인지에서의 변속단 설정, 해제 및 후진등 전장 제어를 실시한다.

이와 같은 변속 레버를 통한 변속 레인지에 대한 운전자의 의도는 인히비터 스위치를 통하여 전기적 신호로 전환되어 상기한 각종 전자적 구성 요소로 전달된다. 한국 공개 특허 공보 제2005-98617호에는복수 개의 접점 및 셀렉트 레버와의 접속을 통하여 운전자가 설정한 해당 변속 레인지 신호를 발생시키는 방식의 인히비터 스위치가 개시되어 있다. 이러한 접점과 셀렉트 레버와의 접속, 즉 고정 접점과 가동 접점의 전도체 간의 미끄럼 접속을 통해 변속 레인지 신호를 발생시키는 경우, 접점들 간의 물리적 접속이 완벽하지 못할 뿐만 아니라 반복적이 사용에 의한 마모로 인하여 접촉 불량이 발생할 가능성이 높고, 전도체로서의 접점들간의 접속시 노이즈 발생이 커서 이를 이용하여 중앙 처리 장치 등을 통한 전자적 제어가 어렵다는 문제점이 수반된다.

또한, 일본국 특허 공개 공보 실개소55-101623호에는 매뉴얼밸브 샤프트에 영구 자석이 장착된 회전자가 구비되고, 자동변속기의 하우징 측에 해당 변속 레인지에 따라 배치된 복수 개의 자기 센서가 장착되는 구조의 인히비터 스위치가 개시되어 있다. 이러한 종래 기술에 따른 인히비터 스위치는 변속 레인지의 위치마다 자기 센서가 하우징 측에 부착되어야 하는 구조를 취함으로써, 장치의 컴팩트화를 위한 설계 공간 활용이 어렵다는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 이러한 비접촉시 인히비터 스위치를 구현함에 있어, 센서의 보다 정확한 신호감지가 확보되어야 변속 레인지에 대한 정확한 신호 전달이 이루어질 수 있다는 점에서, 정확한 신호 감지는 차량의 주행 상태 및 안전 운전 제어에 필수적인 사항이다. 하지만, 종래 기술에 따른 비접촉식 인히비터 스위치는 복잡한 신호 감지 체계 구조로 구현됨으로써 각각의 변속 레인지와 감지 신호가 일대일 대응되는 구조를 구현하지 못하였다는 문제점이 수반되었다.

본 발명은 내구성을 증대시키며 컴팩트한 구성을 가능하게 함과 동시에, 스위칭 기능의 보다 정확한 작동을 가능하게 하며 다양한 스위치 기능을 통합할 수 있도록 하는 구조의 인히비터 스위치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기 레버의 작동에 따라 회전 운동하는 디텐트 플레이트와 상호 작동하는 인히비터 스위치로, 하우징부; 상기 하우징부에 직선 운동 가능하게 배치되고 일단이 상기 디텐트 플레이트와 상대 운동 가능하게 연결되는 기어 바와, 일측에 사전 설정된 각도로 복수 개의 극성을 구비하도록 착자된 패턴 마그넷을 구비하고 상기 기어 바와 맞물리어 상기 패턴 마그넷을 회전시키는 회전 기어를 포함하는 기어부; 상기 패턴 마그넷의 대응 위치에 배치되되 상기 패턴 마그넷의 회동 중심으로부터 원주 방향으로 동심 상에 배치되는 복수 개의 홀 센서를 갖는 인히비터 스위치 자기 센서부를 구비하는 인쇄회로기판;을 포함하는 인히비터 스위치와, 상기 패턴 마그넷의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 자기 센서부의 신호에 대응하는 변속기의 변속 레인지가 저장되는 메모리부와, 상기 메모리부와 접속하여 상기 패턴 마그넷의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 자기 센서부의 신호와 상기 메모리부에 저장된 변속 레인지에 대한 변속 레인지 대응 신호를 비교하여 변속 레인지를 산출하고 출력하는 제어부를 구비하는 인 히비터 스위치 장치를 제공한다.

상기 인히비터 스위치 장치에 있어서, 상기 패턴 마그넷은 중심으로부터 각각의 모서리면이 60도로 각 분할되는 육각형 패턴 마그넷으로 구성될 수도 있다.

상기 인히비터 스위치 장치에 있어서, 상기 패턴 마그넷은 복수 개의 각도 영역을 구비하되, 상기 패턴 마그넷은: 상기 패턴 마그넷의 중심으로부터 120도의 각도를 구비하고 인접 각도 영역과 상이한 극성을 형성하는 제 1 각도 영역과, 상기 패턴 마그넷의 중심으로부터 120도의 각도를 구비하되 인접 각도 영역 중 어느 하나는 상기 제 1 각도 영역과 접하고, 다른 하나는 상기 제 1 각도 영역의 극성과 동일한 극성을 갖도록 배치되는 제 2 각도 영역과, 상기 제 1 각도 영역과 상기 제 2 각도 영역의 사이로 상기 제 2 각도 영역과 접하도록 배치되는 제 3 각도 영역과, 상기 제 1 각도 영역과 상기 제 3 각도 영역 사이에 배치되는 제 4 각도 영역을 구비하고, 상기 복수 개의 홀 센서는 상기 패턴 마그넷의 연속하는 모서리에 대응하도록 60도마다 연속적으로 등각 배치되는 것을 특징으로 하는 인히비터 스위치 장치를 제공할 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따르면, 변속기 레버의 작동에 따라 회전 운동하는 디텐트 플레이트와 상호 작동하는 인히비터 스위치로, 하우징부; 상기 하우징부에 직선 운동 가능하게 배치되고 일단이 상기 디텐트 플레이트와 상대 운동 가능하게 연결되는 기어 바와, 일측에 사전 설정된 각도로 배치되는 복수 개의 반사판 구비하는 패턴 반사부를 구비하고 상기 기어 바와 맞물리어 상기 패턴 반사부를 회전시키는 회전 기어를 포함하는 기어부; 상기 패턴 반사부의 대응 위치에 배치되되 상기 패턴 반사부의 회동 중심으로부터 원주 방향으로 동심 상에 배치되는 복수 개의 광 센서를 갖는 인히비터 스위치 광 센서부를 구비하는 인쇄회로기판;을 포함하는 인히비터 스위치와, 상기 패턴 반사부의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 광 센서부의 신호에 대응하는 변속기의 변속 레인지가 저장되는 메모리부와, 상기 메모리부와 접속하여 상기 패턴 반사부의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 광 센서부의 신호와 상기 메모리부에 저장된 변속 레인지에 대한 변속 레인지 대응 신호를 비교하여 변속 레인지를 산출하고 출력하는 제어부를 구비하는 인히비터 스위치 장치를 제공할 수도 있고, 상기 패턴 반사부는 중심으로부터 각각의 모서리면이 60도로 각 분할되고 상기 패턴 반사부는 패턴 반사판을 구비하되, 상기 패턴 반사판은 상기 패턴 반사부의 사전 설정된 모서리면에 배치될 수도 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치는, 단순한 마그넷을 구비하는 비접촉식 센서를 구비함으로써, 구성요소의 접촉에 의한 마모를 배제시킴으로서, 제품의 내구 연한 증대시킬 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치는, 랙/피니언의 단순한 구조를 취하는 설계 구조의 단순화를 통해, 구성 요소 개수 저감에 따른 재료비를 절감시키고 조립 공정 수 감소에 따른 공정 원가를 절감시킴으로써, 생산성 효과를 수반할 수도 있다.

셋째, 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치는, 기어비 변경 내지 회전 기어 개수 변경과 같은 단순한 설계 변경을 통해 다양한 차종의 변속기에 요구되는 다종의 인힌비터 스위치 설계가 가능하여, 인히비터 스위치 설계의 가변성과 응용성을 최대화시킬 수도 있고, 이의 제어 방법은 간단한 연산 및 제어 과정을 수반함으로써, 신속한 신호 처리를 통하여 효율적인 제어 과정이 이루어질 수도 있다.

넷째, 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치는, 감지된 신호와 변속 레인지 간의 일대일 대응 구조의 단순한 신호 인식 체계를 가능하게 함으로써 보다 신속하면서도 확증적인 변속 레인지 인식이 가능하도록 하여, 안정적인 주행 성능 확보 및 주행 제어를 가능하게 할 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치에 대한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1a에는 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치(10)의 개략적인 사시도가 도시되고, 도 1b는 도 1a의 인히비터 스위치(10)에 대한 개략적인 분해 사시 도가 도시되어 있고, 도 1c는 도 1a의 인히비터 스위치(10)에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치(10)는 하우징부(100)와, 기어부(200)와, 인쇄 회로 기판(300)을 구비하는데, 하우징부(100)에는 기어부(200)와 인쇄 회로 기판(300) 등이 배치된다. 기어부(200)는 기어 바(210)와 회전 기어(220)를 포함하는데, 기어 바(210)는 하우징부(100)에 대하여 직선 운동 가능하게 배치되고 일단이 디텐트 플레이트(A, 도 3a 참조)와 상대 운동 가능하게 연결되고 회전 기어(220)는 일측에 패턴 마그넷(229)을 구비하고 기어 바(210)와 맞물리어 기어 바(210)의 직선 운동이 회전 운동으로 전환됨에 따라 패턴 마그넷(229)의 회전시킨다. 패턴 마그넷(229)은 사전 설정된 각도로 복수 개의 극성을 구비하도록 기어부(200)에 배치된다. 인쇄회로기판(300) 상에는 인히비터 스위치 자기 센서부(310)가 구비되는데, 인히비터 스위치 자기 센서부(310)는 복수 개의 홀 센서(310a,310b,310c)를 구비한다. 패턴 마그넷(229)의 대응되는 위치로 인쇄회로기판(300)의 일면 상에 패턴 마그넷(229)의 회동 중심으로부터 원주 방향으로 동심 상에 배치된다.

인쇄 회로 기판(300)에는 패턴 마그넷(229)에 대응되는 위치로 패턴 마그넷(229)을 향한 일면에 복수 개의 홀 센서(310a,310b,310c)가 구비되는데, 복수 개의 홀 센서(310a,310b,310c)는 패턴 마그넷(229)의 회동 중심으로부터 원주 방향으로 동심 상에 배치된다. 패턴 마그넷(229)이 회전함에 따라 발생하는 자기장의 변화에 의해 발생하는 복수 개의 홀 센서(310a,310b,310c)의 순차적 신호 변화에 의 한 신호 조합을 통하여 패턴 마그넷(310)의 회동 각도를 취득할 수 있다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징(100)은 기어부(200) 및 인쇄 회로 기판(300) 등의 다른 구성요소를 수용하는데, 하우징(100)은 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)를 구비할 수 있는데, 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)의 단부에는 하우징 결합 홈(115) 및 하우징 결합 돌기(125)가 형성되어 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)의 결합을 용이하게 할 수 있다. 또한, 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)는 하우징 결합 부재(130)를 통하여 결합될 수도 있는데, 하우징 결합 부재(130)를 통한 결합이 이루어지는 경우 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)에 의하여 형성되는 공간에 배치되는 기어부(200) 및 인쇄 회로 기판(300)의 적어도 일부는 안정적인 장착을 위하여 함께 체결되는 구조를 취할 수도 있다. 하우징 바디(110)의 일측에는 하기되는 인쇄 회로 기판(300)에 장착되는 커넥터(320)를 장착 배출시키기 위한 커넥터 장착홈(113)이 구비된다. 또한, 하우징 바디(110)의 외측에는 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치를 다른 외부 구성 장치에 장착시키기 위한 부싱홀(117)이 더 구비될 수도 있다.

기어부(200)는 기어 바(210)와 회전 기어(220)를 구비하는데, 기어 바(210)는 기어 바 헤드(211)와 기어 바 바디(217)를 구비할 수 있다. 기어 바 바디(217)는 하우징부(100)의 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)에 의하여 형성되는 공간 내부에 이동 가능하게 배치된다. 즉, 기어 바 바디(217)는 외력이 가해지는 경우, 기어 바 바디(217)의 길이 방향으로 하우징부(100)에 대하여 직선 변위 운동이 가능하다.

기어 바 바디(217)의 외측에는 회전 기어(220)와 맞물릴 수 있는 랙(218)이 구비된다. 상기한 기어 바 바디(217)의 직선 변위 운동은 랙(218) 및 회전 기어(220)의 기어 맞물림에 의하여 회전 기어(220)의 회전 운동으로 변환된다. 기어 바 바디(217)의 일단으로 하우징부(100)의 외부로 노출되는 일단에는 기어 바 헤드(211)가 배치되는데, 기어 바 헤드(211)는 변속기 레버(미도시)의 회전축과 동축을 이루며 변속기 레버의 회전에 따라 함께 회전하며 일측에 수 개의 변속 레인지 돌기를 구비하는 디텐트 플레이트(A, 도 3 참조)와 상대 운동 가능하도록 연결된다. 즉, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기어 바 헤드(211)에는 장방형의 직선 관통구 내지 홈 형태로 구비되는 디텐트 연결부(213)가 형성된다. 디텐트 플레이트(A)의 일면으로부터 돌출되는 디텐트 연결 돌기(C)는 디텐트 연결부(213)에 디텐트 연결부(213)의 내부에서 이동 가능하게 삽입 장착된다. 본 실시예에서, 디텐트 연결부(213)는 암형 타입으로 그리고 디덴트 플레이트에 형성된 디텐트 돌기는 수형 타입으로 형성되는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예와는 반대로 연결을 위한 관통구가 디텐트 플레이트에 그리고 연결을위한 돌기가 기어 바 헤드에 형성될 수도 있다. 또한, 디텐트 연결부(213)가 장방형의 직선 관통구로 형성되는데, 이에 국한되지 않고 디텐트 연결부와 디텐트 돌기와의 보다 원활한 작용이 가능한 곡선 관통구로 형성될 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.

회전 기어(220)는 기어 바(210)와 맞물리어 기어 바(210)의 직선 운동을 회전 운동으로 변환시키는데, 회전 기어(220)의 일측에는 패턴 마그넷(229)이 구비되 어 회전 기어(200)와 함께 패턴 마그넷(229)이 회전할 수도 있다. 본 발명에 따른 회전 기어는 일측에 패턴 마그넷을 구비하고 기어 바 바디의 랙과 맞물리는 단일의 스퍼 기어로 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서의 회전 기어(220)는 피니언 기어(223)와 스퍼 기어(221)를 구비한다. 피니언 기어(223)는 2단 형태의 제 1단 피니언(225)과 제 2단 피니언(227)을 구비하는데, 제 1단 피니언(225)은 기어 바 바디(217)의 랙(218)과 맞물리고 제 2단 피니언(227)은 제 1단 피니언(225)과 동심을 이루되 제 1단 피니언(225)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 스퍼 기어(221)는 피니언 기어(223)의 제 2단 피니언(227)과 맞물리는데, 스퍼 기어(221)의 일면으로 인쇄 회로 기판(300)을 향한 일면에는 패턴 마그넷(229)이 배치된다. 기어 바 바디(217)의 랙(218), 스퍼 기어(221), 피니언 기어(223)의 제 1단 피니언(225) 및 제 2단 피니언(227)은 사전 설정된 설계 사양에 따라 서로 일정한 기어비를 형성할 수 있다. 본 실시예에 따른 기어부의 회전 기어는 피니언 기어와 스퍼 기어를 구비하는 것으로 구현되는데, 이들 피니언 기어와 스퍼 기어는 사전 설정된 기어비로 구성되는 범위에서 다양한 구성이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 기어부는 피니언 기어와 스퍼 기어를 통하여 랙과 연동되는 구조를 취하나, 본 발명의 설명을 보다 용이하게 하기 위하여 도 3a 내지 도 3c에서의 회전 기어는 피니언 기어와 스퍼 기어의 기어비를 고려한 단순화된 등가 스퍼 기어로 도시되는 구조를 취하는 것으로 기술한다.

이와 같은 스퍼 기어 및 피니언 기어를 통한 직선 운동의 회전 운동 변환은 기어 바의 이동시 발생하는 진동을 최소화시켜 진동으로 인한 외란 발생을 최소화 시켜 오작동 가능성을 제거 내지 저하시킬 수 있다. 경우에 따라 회전 기어의 스퍼 기어와 패턴 마그넷은 각각 두개가 구비되는 구조를 취할 수도 있으나, 설계 공간 효율성 증대에 따른 스위치의 컴팩트화를 위해 단수 개로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 인히비터 스위치(10)의 기어부(200)는 기어 박스 하우징(230)을 더 구비할 수도 있다. 즉, 기어 박스 하우징(230)은 기어 박스 하우징 바디(231)와 기어 박스 하우징 커버(235)를 구비하는데, 기어 박스 하우징 바디(231)와 기어 박스 하우징 커버(235)에 의하여 형성되는 공간에 기어 바(210)와 회전 기어(220)가 배치됨으로써, 기어부(200)의 작동이 예를 들어 외부 충격으로 인하여 다른 구성 요소와의 간섭으로 발생하는 작동 오류 가능성을 최소화시켜 보다 안정적인 작동을 가능하게 한다.

특히, 기어 박스 하우징(230)의 기어 박스 하우징 바디(231) 및 기어 박스 하우징 커버(235)에는 회전 기어(220)를 안정적으로 지지할 수 있는 장착 구조를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기어 박스 하우징 바디(231)와 기어 박스 하우징 커버(235)에는 각각 스퍼 기어 장착 홈(232, 238)과 피니언 기어 장착 홈(233, 기어 박스 하우징 커버 측 미도시)이 구비되고, 스퍼 기어(221)와 피니언 기어(223)에는 각각 스퍼 기어 장착 돌기(222)와 피니언 기어 장착 돌기(224)가 구비되어, 스퍼 기어(221) 및 피니언 기어(223)가 기어 박스 하우징(230) 내에서 안정적인 회전 운동을 이루게 할 수도 있다. 특히, 스퍼 기어 장착 홈(238)은 관통 구조를 취하고, 스퍼 기어 장착 돌기(222)는 적절한 직경으로 구비되어 이에 패턴 마그넷(229)이 인쇄 회로 기판(300)을 향하여 노출되도록 하는 구조를 취할 수도 있다.

또 한편, 기어 바 바디(217)의 직선 변위 운동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 기어 바 바디 가이드(219)와 기어 바 바디 가이드 맞물림부(237)이 더 구비될 수도 있다. 즉, 도 1c의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 개략적인 단면인 도 1d에 도시된 바와 같이, 기어 바 바디(217)에는 요홈 타입의 기어 바 바디 가이드(219)가 구비되고, 이의 대응되는 위치로 기어 박스 하우징 커버(235)에는 기어 바 바디 가이드(219)와 맞물릴 수 있는 기어 바 바디 가이드 맞물림부(237)이 구비된다. 따라서, 기어 바 바디 가이드(219)와 기어 바 바디 가이드 맞물림부(237)의 상호 작용에 의하여 기어 바(217)가 직선 변위 운동을 하는 경우, 종횡비가 큰 기어 바 바디(217)를 길이 방향으로 안내함으로써 보다 안정적인 운동을 가능하게 하고, 기어 바 바디의 직선 변위를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.

본 일예에서 기어 바 바디를 안내하는 가이드 구조는 기어 바 바디와 기어 박스 하우징 커버에 각각 암형/수형 타입으로 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 이와 반대로 수형/암형 타입으로 형성될 수도 있으며, 가이드 구조의 장착 위치가 기어 바 바디와 기어 박스 하우징 바디에 형성되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

인쇄 회로 기판(300)은 기어부(200)를 향한 일면으로 패턴 마그넷(229)에 대응되는 위치에 인히비터 스위치 자기 센서부(310)를 구비한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 인히비터 스위치 자기 센서부(310)는 패턴 마그넷(229)의 대응되는 위치 로 패턴 마그넷(229)의 외주에 이격 등각 배치된다. 상기한 바와 같은 기어부(200)의 사전 설정된 기어비로 형성된 기어 구조를 통하여, 쉬프트 레버(미도시)가 회동하는 경우 이와 연결된 랙(228)의 직선 이동 변위, 즉 P,R,N,D,L과 같은 변속 레인지 확보를 위한 직선 이동 변위와 스퍼 기어(221)의 패턴 마그넷(229)의 회전이 이루어진다. 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 쉬프트 레버(미도시)의 회동에 따른 랙(228)의 직선 이동 변위를 변속 레인지 P로부터 R,N,D,L의 순서로 각각 l01,lc1,lc12,lc2로 표시하는 도표가 도시되는데, 본 실시예에서 l01,lc1,lc12,lc2는 각각 15.4, 23.2,30.7.37.7 (단위 mm)의 값을 갖는다. 따라서, 이들 각각의 변속 레인지 간의 사이 거리는 15.4:7.8:7.6:7의 값을 가지고 이들의 상대 거리 비는 대략 2.2: 1.11: 1.07: 1의 값의 비를 형성한다. 즉, 랙(228)이 변속 레인지 P로부터 L까지 직선 이동하는 경우 패턴 마그넷(229)은 1회전을 이루는 기어비로 설정된다고 할 때, 상기 변속 레인지 간의 사이 상대 거리의 비는 각각의 기어 변속 레인지에 대한 상대 회전 각도의 비와 동일하고 이에 의하여 P,R,N,D,L의 기어 변속 레인지에 대한 패턴 마그넷(229)의 회전 상대 각도는 147°: 74.5°: 72.5°: 67°로 설정된다. 한편, 패턴 마그넷(229)은 중심으로부터 각각의 모서리면이 60도로 각 분할되는 육각형 패턴 마그넷으로 구성되는데, 각각의 모서리면은 사전 설정된 착자 패턴에 의한 극성을 구비할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 패턴 마그넷(229)은 제 1 각도 영역(229a,229b), 제 2 각도 영역(229c,229d), 제 3 각도 영역(229e), 제 4 각도 영역(229f)을 구비하는데, 도면 부호 229a,229b,229c,229d,229e,229f로 표시되는 각각은 육각형 패턴 마그넷의 각 각의 모서리면을 나타낸다. 여기서, 제 1 각도 영역(229a,229b)은 패턴 마그넷(229)의 중심으로부터 120도의 각도 범위를 구비하도록 설정되는데, 제 1 각도 영역(229a,229b)의 인접 각도 영역과 상이한 극성을 갖는다. 즉, 제 1 각도 영역(229a,229b)의 인접 각도 영역의 극성이 N극으로 착자된 경우 제 1 각도 영역(229a,229b)은 S극으로 착자 형성되고, 인접 각도 영역의 극성이 S극인 경우 제 1 각도 영역(229a,229b)의 극성은 N극으로 형성된다. 제 2 각도 영역(229c,229d)는 120도의 각도 범위를 이루는데, 제 1 각도 영역(229a,229b)와 접한다. 제 2 각도 영역(229c,229d)은 제 1 각도 영역(229a,229b)의 반대편에 접하는 각도 영역과는 상이한 극성을 갖는다. 또한, 제 3 각도 영역(229e)은 제 1 각도 영역과 제 2 각도 영역의 사이에 배치되는데, 제 2 각도 영역(229c,229d)과 접하도록 배치되고 제 3 각도 영역(229e)은 제 2 각도 영역과 상이한 극성을 갖는다. 제 4 각도 영역(229f)은 제 1 각도 영역(229a,229b)과 제 3 각도 영역(229e) 사이에 배치되는데, 제 4 각도 영역(229f)은 제 1 각도 영역(229a,299b)과 상이한 극성을 갖는다. 따라서, 제 1 및 제 2 각도 영역은 각각 120도의 각도 범위를 구비하고, 제 3 및 제 4 각도 영역은 각각 60도의 각도 범위를 구비하는데, 제 1, 2, 3, 4 각도 범위의 각각의 극성은 (N,S,N,S) 또는 (S,N,S,N)으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 복수 개의 홀 센서(310a,310b,310c)는 인쇄회로기판(300) 상으로 패턴 마그넷(229)의 대응되는 위치로 패턴 마그넷(229)의 회동 중심과 동심을 이루며 패턴 마그넷(229)의 외주 상에 배치된다(도 2a 및 도 2b 참조). 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서(310a,310b,310c)는 패턴 마그넷(229)의 연 속하는 모서리에 대응하도록 60도마다 연속적으로 등각 배치된다. 즉, 도 2 a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 홀 센서(310a,310b,310c)는 세 개가 구비되고 각각 패턴 마그넷(299)의 도면 부호 229d, 229e, 229f로 지시되는 모서리에 대응하는 위치에 배치된다. 물론, 패턴 마그넷(229)의 회동하는 경우 홀 센서와 마주하는 패턴 마그넷의 모서리 면은 변화되나 상기한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 홀 센서(310a,310b,310c)는 패턴 마그넷(229)의 외주 상으로 패턴 마그넷(229)의 외주 모서리면으로부터 이격되어 패턴 마그넷(229)과 동심을 이루며 연속적으로 등각 배치된다. 따라서, 쉬프트 패턴(미도시)의 변속 레인지 P에서 L까지의 이동시 기어부(200)의 맞물림에 의하여 패턴 마그넷(229)은 대체적인 일회전을 이루고 이에 따라 패턴 마그넷(229)의 외곽에 연속적으로 60도의 등각 배치되는 세 개의 홀 센서(310a,310b,310c)는 (010),(001),(100),(110),(011),(101)으 순서로 신호 변화가 발생하는데, 본 실시예에서 총 5개의 변속 레인지는 각각의 신호 변화에 일대일 대응되도록 설정될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일예에 따른 인히비터 스위치의 하우징부는 기어 바의 기어 바 헤드를 수용할 수 있는 기어 바 헤드 수용부를 더 구비할 수도 있다. 도 1b 등에 도시된 바와 같이, 하우징부(100)의 하우징 바디(110)와 하우징 커버(120)의 일측에는 기어 바(210)가 인출 가능한 방향으로 연장되는 하우징 연장부가 형성되고 하우징 연장부에 의하여 구획되는 기어 바 헤드 수용부(111,121)가 구비된다. 기어 바 헤드 수용부(111,121)는 하우징 바디(110)에 형성되는 기어 바 헤드 바디 수용부(111)와 하우징 커버(120)에 형성되는 기어 바 헤드 커버 수용부(121)가 구 비된다. 이와 같은 기어 바 헤드 수용부 구조를 통하여, 예를 들어 변속 레인지가 P인 경우와 같이, 기어 바 바디가 하우징에 완전하게 수용되는 경우 기어 바 헤드를 안정적으로 가이드하여 외부 충격 등으로 인한 기어 바의 변형 등을 방지할 수도 있다. 또한, 하우징 연장부를 통하여 기어 바 헤드 수용부가 형성되는 경우, 하우징 연장부에는 록킹 탭이 이동 가능하게 장착될 수도 있다. 즉, 도 1a의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도인 도 1e에 도시된 바와 같이, 록킹 탭(400)은 록킹 탭 바디(410)와 록킹 탭 걸림부(420)를 구비하는데, 록킹 탭 걸림부(420)는 하우징 바디(110)의 하우징 연장부의 일단에 형성된 록킹 탭 수용부(119)에 기어 바(210)의 이동 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하도록 장착되고, 기어 바 헤드(211)의 일측으로 기어 바 바디(217)가 하우징부(100)에 완전하게 수용되고 기어 바 헤드(211)가 기어 바 헤드 수용부(111,121)로 수용되는 경우 록킹 탭(400)의 록킹 탭 걸림부(420)의 대응 위치에는 록킹 탭 맞물림부(215)가 형성된다. 따라서, 록킹 탭(400)이 수직 방향으로 이동하여 록킹 탭(400)의 록킹 탭 걸림부(420)의 일단이 록킹 탭 맞물림부(215)에 수용되는 경우, 기어 바(210)의 직선 변위 운동은 제한될 수 있어, 변속 레인지 P 상태에서 다른 변속 레인지 상태로의 변동시 사용자에 의한 록킹 탭의 해제를 요하게 하여 안정적인 변속을 가능하게 할 수도 있다.

이하, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명에 따른 인히비터 스위치의 작동 과정에 대하여 설명하는데, 도 3a 내지 도 3c는 회전 기어가 단일의 스퍼 기어 구성을 취한다는 점을 제외하고는 앞선 실시예에 설명된 구성요소와 모두 동일한 구성을 취한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 변속기 레버(미도시)의 회전 축 중심(O) 과 동축을 이루며 배치되는 디텐트 플레이트(A)의 일단에는 복수 개의 디텐트가 형성되는데, 각각은 예를 들어 P,R,N,D,L과 같은 변속 레인지를 나타내고, 이는 디텐트 스프링(미도시)의 일단에 연결된 디텐트 롤러(B)와의 탄성 맞물림에 의하여 일정한 변속 레인지를 유지하게 된다. 디텐트 플레이트(A)의 일측에는 디텐트 돌기(C)가 형성되고 이는 기어 바 헤드(211)의 디텐트 연결부(213)와 슬라이딩 운동 가능하게 맞물린다.

운전자가 변속 레인지를 변화시키고자 하는 경우, 변속 레버(미도시)를 회전시키는데, 변속 레버의 회전에 따라 디텐트 플레이트(A)도 함께 중심(O)를 기준으로 회전한다. 이 때, 디텐트 플레이트 중심(O)으로부터 디텐트 돌기(C)까지의 거리(rc)를 반경으로 디텐트 돌기(C)는 회전 운동을 하게 되고, 상대 슬라이딩 운동 가능하도록 디텐트 연결부(213)에 맞물린 디텐트 돌기(C)는 디텐트 연결부(213) 내에서 이동하게 된다. 운전자에 의하여 다양한 변속 레인지가 설정됨에 따라, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이 기어 바(210)의 기어 바 헤드(211)는 다양한 거리(lc1, lc2)만큼 직선 운동하게 된다. 이 때, 기어 바(210)의 기어 바 바디에 형성된 랙과 맞물리는 회전 기어(220)는 기어 바(210)의 직선 변위에 해당하는 거리만큼 회전함으로써, 회전 기어(220)에 장착된 패턴 마그넷(229)도 함께 동일한 각변위만큼 회전하게 된다. 이 때, 패턴 마그넷(229)과 인접하게 인쇄 회로 기판(300, 도 1b 및 도 2a 참조)에 형성된 인히비터 자기 센서부(310)의 패턴 마그넷(229)의 대응되는 위치로 패턴 마그넷(299)의 외주에 연속적으로 이격 등각 배치되는 세 개의 홀 센서(310a,310b,310c)는 패턴 마그넷(229)의 회전에 따라 각각의 신호 변화를 감지하는데, 이러한 신호 조합은 각각의 변속 레인지에 일대일 대응되도록 사전 설정된다. 홀 센서의 감지된 신호는 인쇄 회로 기판(300)의 커넥터(320)를 따라 외부 전기 요소로 출력된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 블록도가 도 5에 도시되는데, 인히비터 스위치 장치(1)는 인히비터 스위치(10), 제어부(30), 연산부(40) 및 제어부(50)를 구비하고, 이로부터 제어된 신호는 출력부(60)를 통하여 외부 전기 요소로 출력된다.

변속기 레버의 디텐트 플레이트(A, 도 3a 참조)와 기어 바 헤드(211)와 맞물리는 회전 기어(220)에 장착된 패턴 마그넷(229)이 변속기 레버의 회전에 의하여 회전하는 경우 패턴 마그넷(229)과 마주하도록 배치된 인히비터 자기 센서부(310)의 복수 개의 홀 센서(310a,310b,310c)로부터 생성된 전기적 신호는 인쇄 회로 기판(30))의 커넥터(320)를 통하여 출력됨은 앞선 실시예에 대하여 기술된 바와 같다.

제어부(30)는 홀 센서로부터 출력된 신호를 입력받고, 하기되는 메모리부(50) 및 연산부(40)와 접속하여 이들의 처리 순서를 제어한다. 또한, 하기되는 패턴 마그넷의 회전에 따른 홀 센서의 신호와 사전 설정되어 저장된 변속 레인지에 대응하는 홀 센서의 신호 조합값을 비교하여 사용자에 의하여 설정된 변속 레인지를 판단한다.

메모리부(50)는 초기 설정된 홀 센서의 신호 조합과 변속 레인지에 대한 사전 설정된 신호 조합을 저장하거나 내지는 하기되는 연산부(40)에서 연산된 중간 값들은 임시 저장하는 임시 저장소로서의 기능을 수행할 수 있다.

연산부(40)는 홀 센서로부터의 신호 조합을 통하여 사용자에 의하여 설정된 변속 레인지를 연산하고, 이를 제어부(30)로 출력한다.

제어부(50)로부터 판단된 운전자에 의하여 조작된 변속 레버를 통한 변속 레인지 신호는 출력부(60)를 통하여 TCU(Transmission Control Unit) 변속기 전자 유압 제어 모듈(TEHCM;Transmission Electro-Hydraulic Control Module), 트랙션 파워 인버터 모듈(TPIM;Traction Power Inverter Module) 등으로 출력되어, 시동 및 주행시 변속기/엔진의 작동 제어 및 후진시 후진등 온/오프 작동이 제어된다.

본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치는 도 6에 도시된 바와 같은 블록선도로 표현될 수 있으나, 경우에 따라 단일의 로직 소자로 구현될 수도 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 홀 센서로부터 입력되는 전기적 신호(X,Y,Z)는 프로그램 가능 논리 소자(PLD, Programmable Logic Devices)와 같은 단일 칩을 통하여 즉각적인 출력값을 산출하는 구조를 취할 수도 있다.

한편, 상기 실시예에서 기어부에는 패턴 마그넷이 구비되고 이에 대응되도록 홀 센서를 구비하는 인히비터 스위치 자기 센서부를 구비하는 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명에 따른 인히비터 스위치 장치가 이의 구성에 한정되는 것은 아니다. 즉, 기어부의 회전 기어의 회전과 변속 레인지의 변화 범위가 일대일 대응되도록 하는 구성을 취하는 범위에서 다양한 구성이 가능하다. 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 기어부의 회전 기어(220)는 패턴 반사부(299')를 구비하고, 패턴 반사부(299')에 대응되는 인히비터 스위치 광센서부(310')가 인쇄회로기판(300) 상에 배치되는 구성을 취할 수도 있다. 여기서, 상기 실시예에서와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면 부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.

패턴 반사부(299')는 인히비터 스위치 광센서부(310')와 대응되는 구성을 취하는데, 패턴 반사부(299')는 중심으로부터 각각의 모서리면이 60도로 각 분할되는 육각형 패턴 반사부로 구현되는데, 패턴 반사부(299')는 소정의 사전 설정된 각도 범위를 이루는 각도 영역에 대하여 패턴 반사판이 배치된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 패턴 반사판(299a-1',299b-1',299d-1')은 패턴 반사부(299')의 사전 설정된 각도 영역(299a'299b',299d')에 대하여 배치된다. 즉, 패턴 반사부(299')는 패턴 반사판이 배치되는 각도 영역과, 패턴 반사판이 배치되지 않는 각도 영역(299c',299e',299f')로 구현된다. 패턴 반사판이 배치되지 않은 각도 영역의 모서리면에는 빛을 흡수하고 반사되지 않도록 하는 구조를 취한다.

인쇄회로기판(300)의 일면으로 패턴 반사부(299')의 외주 상에 이격 등각 배치되는 복수 개의 광 센서(310a',310b',310c')를 구비하는 인히비터 스위치 광센서부(310')가 배치된다. 인히비터 스위치 광센서부(310')는 여기서 명확하게 도시되지는 않았으나 발광부(미도시)와 수광부(미도시)를 모두 구비하고, 발광부로부터 방출되는 광 신호는 패턴 반사부의 패턴 반사판이 형성된 각도 영역에 대하여는 반사된 광신호에 의하여 수광부가 이를 수신하게 되고 패턴 반사판이 형성되지 않은각도 영역에 대하여는 광신호가 반사되지 않음으로써 서로 상이한 신호 출력이 이루어지도록 하는 구성을 취할 수도 있다.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되지 않고, 휠 정전기 스위치와 휠 광 근접 스위치를 구비하는 인히비터 스위치 장치를 제공하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 개략적인 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 개략적인 분해 사시도이다.

도 3은 도 2의 인쇄회로기판에 대한 개략적인 부분 사시도이다.

도 4는 도 3의 도면 부호 Ai에 대한 개략적인 부분 평면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 작동 상태를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 작동 상태를 나타내는 개략적인 부분 상태도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 휠 로터리 스위치에 대한 개략적인 부분 단면도이다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 인히비터 스위치 장치의 로터리 회동 스위치의 일부 구성요소에 대한 개략적인 사시도이다.

도 10은 본 발명의 인히비터 스위치 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 개략적인 블록선도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100...하우징부 110...하우징 바디

120...하우징 커버 200...기어부

210...기어 바 220...회전 기어

300...인쇄 회로 기판 310...인히비터 스위치 자기 센서부

310'...인히비터 스위치 광센서부

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 변속기 레버의 작동에 따라 회전 운동하는 디텐트 플레이트와 상호 작동하는 인히비터 스위치로, 하우징부; 상기 하우징부에 직선 운동 가능하게 배치되고 일단이 상기 디텐트 플레이트와 상대 운동 가능하게 연결되는 기어 바와, 일측에 사전 설정된 각도로 배치되는 복수 개의 반사판 구비하는 패턴 반사부를 구비하고 상기 기어 바와 맞물리어 상기 패턴 반사부를 회전시키는 회전 기어를 포함하는 기어부; 상기 패턴 반사부의 대응 위치에 배치되되 상기 패턴 반사부의 회동 중심으로부터 원주 방향으로 동심 상에 배치되는 복수 개의 광 센서를 갖는 인히비터 스위치 광 센서부를 구비하는 인쇄회로기판;을 포함하는 인히비터 스위치와,

   상기 패턴 반사부의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 광 센서부의 신호에 대응하는 변속기의 변속 레인지가 저장되는 메모리부와,

   상기 메모리부와 접속하여 상기 패턴 반사부의 회전에 따른 상기 인히비터 스위치 광 센서부의 신호와 상기 메모리부에 저장된 변속 레인지에 대한 변속 레인지 대응 신호를 비교하여 변속 레인지를 산출하고 출력하는 제어부를 구비하고,

   상기 패턴 반사부는 중심으로부터 각각의 모서리면이 60도로 각 분할되고 상기 패턴 반사부는 패턴 반사판을 구비하되, 상기 패턴 반사판은 상기 패턴 반사부의 사전 설정된 모서리면에 배치되는 것을 특징으로 하는 인히비터 스위치 장치.
5. 삭제

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