KR101088690B1 - 전자식 변속 장치 - Google Patents

Abstract

전자식 변속 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 전자식 변속 장치는 상부에 변속 기어 선택을 위한 노브(knob)가 형성되며, 소정의 위치에 둘레를 따라 기어가 형성된 샤프트, 샤프트에 형성된 기어와 기어 결합을 하고 제 1 마그넷이 형성된 피니언(pinion) 기어, 내측면에 기어가 형성되어 내부에 있는 상기 피니언 기어와 기어 결합을 하는 링 기어 및 피니언 기어의 회전에 따라 마그넷의 자속을 감지하는 제 1 홀 센서(hall sensor)를 포함한다.

변속, 전자식, 기어, 자동차

Description

전자식 변속 장치{electronic control transmission}

본 발명은 전자식 변속 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적인 신호를 이용하여 기어 변속을 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 변속 장치(Transmission)는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 한다. 사용자는 변속 장치에 있는 변속 레버(Shift lever)를 동작시켜 기어비를 바꿀 수가 있다.

이러한 변속 장치로는 사용자에 의하여 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 사용자가 주행 모드(D)를 선택한 경우 차량의 속도에 따라 자동으로 변속단을 바꾸는 자동 변속 모드가 있다. 또한, 하나의 변속 장치로 수동 변속과 자동 변속을 동시에 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속 장치가 사용되고 있다. 스포츠 모드형 변속 장치는 원칙적으로는 자동 변속을 수행하면서 사용자에 의해 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행할 수 있도록 하거나, 수동 변속을 하는 변속 장치 옆에 자동 변속을 할 수 있도록 하는는 변속 장치를 별도로 구비하게 된다.

전자식 변속 장치는 기계적인 링크를 제거하고 전기적 신호를 이용하여 변속 하는 변속 장치이다. 차량용 전자식 변속 장치인 쉬프트-바이-와이어(Shift-by-wire) 시스템은 변속 장치의 기계적인 연결 구조를 전기적으로 작동하는 액츄에이터와 전자식 변속 레버 및 ECU를 통해 전자적으로 변속 제어를 이루어지도록 하는 변속 시스템을 말한다. 이러한 쉬프트-바이-와이어 시스템에서 변속 레버는 기계식 변속 레버와는 달리 기계적인 케이블 연결 구조가 없으며 사용자가 선택한 변속단의 정보를 전자적인 신호로 변환하게 된다. 따라서, 기계식 변속 레버와는 달리 더욱 신속하고 부드러운 기어 변속이 가능하고 조작감이 우수하며 변속 조작도 간편하다.

최근 전자식 변속 장치에서 선택된 변속단을 감지하기 위해 마그넷과 홀 센서(Hall sensor)를 이용하는 방식이 사용되는 데, 마그넷의 자기력을 홀 센서가 감지하여 전기적인 신호로 변환하고 이를 이용하여 변속 레버의 위치를 결정하는 방식이다. 본 발명에서는 마그넷과 홀 센서를 이용한 전자식 변속 장치의 새로운 구조를 제안하고자 한다.

본 발명이 이루고자 하는 목적은 마그넷과 홀 센서를 포함하는 간단한 구조를 이용한 전자식 변속 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 노브를 회전시키는 방법으로 사용자가 손쉽게 변속 기어를 선택할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 듀얼 센싱 구조를 채택함으로써 홀 센서에 이상이 발생한 경우에도 기어의 선택을 감지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 변속 장치는 상부에 변속 기어 선택을 위한 노브(knob)가 형성되며, 소정의 위치에 둘레를 따라 기어가 형성된 샤프트; 상기 샤프트에 형성된 기어와 기어 결합을 하고 제 1 마그넷이 형성된 피니언(pinon) 기어; 내측면에 기어가 형성되어 내부에 있는 상기 피니언 기어와 기어 결합을 하는 링 기어; 및 상기 피니언 기어의 회전에 따라 상기 마그넷의 자속을 감지하는 제 1 홀 센서(hall sensor)를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 전자식 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 노브를 회전시키는 간단한 구조로 변속 기어의 선택을 제어할 수가 있다는 장점이 있다.

둘째, 링 기어의 회전을 구속시키는 간단한 구조로 쉬프트 록(shift lock) 구조를 형성할 수가 있다는 장점도 있다.

셋째, 듀얼 센싱 구조에 의해 일부 홀 센서에 이상이 발생한 경우에도 기어의 선택을 감지할 수 있다는 장점도 있다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 전자식 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 외부 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 내부 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 내부 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 내부 평면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치에서 피니언 기어와 홀 센서 만을 따로 도시한 측면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치(100)의 외부 사시도를 도시하고 있는데, 외부의 노브(knob)(110)는 사용자에 의해 좌우로 회전할 수 있는 구조이다. 도면에서는 가운데 N단의 위치에서 우측으로 노브(110)를 회전시키면 D단이 선택되고, 좌측으로 노브(110)를 회전시키면 R단이 선택될 수가 있다. R단과 D단이 선택되는 위치는 서로 바뀌어도 무방하며, N단을 중심으로 일 방향으로 일정 각도(예를 들어 30도)로 노브(110)를 회전시키면 R단, R단과 같은 방향으로 다른 각도(예를 들어 60도)로 노브(110)를 회전시키면 D단이 각각 선택되도록 할 수도 있다. 노브(110)의 위치에 따라 변속 기어가 선택되도록 하는 방법은 이외 다양한 방법으로 당업자에 의해 변형이 가능하다. 이하, 설명에서는 도시되어 있는 것과 같이 가운데 N단이 위치하고, N단을 중심으로 좌우에 각각 R단과 D단이 위치하는 경우를 설명하기로 한다.

후술할 내용이지만, 본 발명에는 최초 노브(110)의 초기 위치에서는 Null 단으로 설정되고, 사용자가 노브(110)를 누르면 N단이 선택되도록 할 수도 있다. 이와 관련해서는 후술하기로 한다.

또한, 본 발명에서는 노브(110)를 좌우로 회전시키는 외력을 제거하면 변속 기어의 선택 후에 다시 최초의 N단 위치로 노브(110)가 리턴하는 구조일 수 있다. 이와 관련해서도 도면을 참고로 후술하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치는 샤프트(120), 피니언 기어(130), 링 기어(140), 홀 센서(185)를 포함하여 구성될 수가 있다.

도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 샤프트(120)의 상부에는 사용자에 의해 변속 기어의 선택을 위한 노브(110)가 형성되는데, 노브(110)를 회전시킴으로써 연결된 샤프트(120)를 회전시킬 수 있다. 샤프트(120) 중간의 소정 위치에는 기어(121)가 형성되는데, 이는 피니언 기어(130)와 결합을 한다. 또한, 외력이 제거되었을 때 자동으로 샤프트(120)를 최초 위치로 리턴시키기 위해서, 샤프트(120)에는 뷸렛(bullet) 부재(125)가 형성될 수 있는데, 이에 관해서는 후술하기로 한다.

샤프트(120)의 상부에 연결되는 노브(110)는 커버(160)를 관통하는 홀(162)을 통해 외부로 돌출된다. 도시되어 있는 것과 같이 노브(110)에는 양측으로 걸림부(112)가 형성되는데, 이는 노브(110)가 커버(160) 바깥으로 빠지는 것을 방지한다. 도시되어 있는 것과 같이 샤프트(120)와 노브(110) 사이에는 탄성 부재(115)가 삽입될 수 있는데, 탄성 부재(115)에 의해 사용자가 노브(110)를 누르면 노브(110)가 아래로 내려가고, 누르는 외력을 제거하면 노브(110)가 다시 위로 올라가는 구조를 형성할 수가 있다.

또한, 노브(110)의 아래에는 마그넷(117)이 형성될 수 있는데, 바람직하게는 걸림부(112)의 아래에 고정되어 형성될 수가 있다. 사용자가 노브(110)를 눌러 노 브(110)가 아래로 내려갈 때, 노브(110)에 고정된 마그넷(117)이 함께 아래로 이동하게 된다. 이때, 마그넷(117)의 아래에 이격되어 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Borad)(180)에 위치한 홀 센서(182)가 자속을 감지하여 노브(110)가 눌러졌는지를 감지하게 된다. 이와 관련해서는 후술하기로 한다.

피니언 기어(130)는 샤프트(120)의 외측면에 형성된 기어(121)와 기어 결합을 하여 샤프트(130)의 회전에 따라 회전을 할 수가 있다. 도시되어 있지 않지만 피니언 기어(130)의 중심의 위치를 고정시키는 샤프트(미도시)가 형성될 수 있으며, 피니언 기어(130)는 고정된 위치에서 샤프트(120)의 회전에 의해 회전을 하게 된다.

또한, 피니언 기어(130)에는 마그넷(135)이 형성될 수가 있는데, 마그넷(135)의 회전에 의해 변화되는 자속 값을 인쇄 회로 기판(180)에 형성된 홀 센서(185)가 감지하여 변속 기어의 선택을 감지할 수 있는 것이다. 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 피니언 기어(130a, 130b)는 샤프트(120)를 중심으로 좌우에 2개 형성될 수가 있다. 각각의 피니언 기어(130)에는 마그넷(135a, 135b)이 형성되고, 각각의 마그넷(135a, 135b)에 대응되는 홀 센서(185a, 185b)가 인쇄 회로 기판(180)에 형성될 수가 있다.

링 기어(140)는 중앙이 관통되는 형상으로 내부에 샤프트(120)와 피니언 기어(130)가 위치한다. 링 기어(140)의 내측면에는 기어(142)가 형성되어 피니언 기어(130)와 기어 결합을 하며, 피니언 기어(130)의 회전에 의해 회전을 할 수가 있다.

도 3에서와 같이 링 기어(140)의 외측면에는 돌기(144)와 홈(146)이 반복되는 구조일 수가 있는데, 이는 후술할 록킹 부재(190)와 함께 쉬프트 록(shift lock)을 수행하도록 한다. 이와 관련해서는 후술하기로 한다. 도면에서는 링 기어의 내측면의 원주 둘레를 따라 기어(142)가 형성되어 있는 것을 도시하고 있는데, 피니언 기어(130)와 기어 결합을 하는 일부분에 대해서만 기어(142)가 형성될 수도 있다.

홀 센서(185)는 마그넷(135)의 자속을 감지하여 감지된 신호를 출력시켜 인쇄 회로 기판(180)으로 전송한다. 홀 센서(185)는 인쇄 회로 기판(180)에 형성되는데, 홀 센서(185)로부터 발생된 출력 신호는 인쇄 회로 기판(180)으로 전송되고, 인쇄 회로 기판(180)에서 변속 기어의 선택을 판단하게 된다.

이하, 변속 기어를 선택하는 과정을 설명하기로 한다.

노브(110)를 좌측, 즉 시계 반대 방향으로 회전시키면 노브(110)에 연결된 샤프트(120)가 시계 반대 방향으로 회전을 하게 된다. 샤프트(120)가 시계 반대 방향으로 회전함에 따라서, 샤프트(120)에 형성된 기어(121)와 기어 결합을 하는 좌우측의 피니언 기어(130)는 모두 시계 방향으로 회전을 하게 된다. 피니언 기어(130)가 시계 방향으로 회전을 함에 따라서 피니언 기어(130)와 기어 결합을 하는 링 기어(140)도 시계 방향으로 회전을 하게 된다.

마찬가지로 노브(110)를 우측, 즉 시계 방향으로 회전시키면 노브(110)에 연결된 샤프트(120)가 시계 방향으로 회전을 하게 된다. 샤프트(120)가 시계 방향으로 회전함에 따라서 샤프트(120)에 형성된 기어(121)와 기어 결합을 하는 좌우측의 피니언 기어(130)는 모두 시계 반대 방향으로 회전을 하게 된다. 피니언 기어(130)가 시계 반대 방향으로 회전을 함에 따라서 피니언 기어(130)와 기어 결합을 하는 링 기어(140)도 시계 반대 방향으로 회전을 하게 된다.

도 6에 도시되어 있는 것과 같이 피니언 기어(130)와 이격된 위치에 기판(180)이 형성되고, 기판(180)에 형성된 홀 센서(185)가 피니언 기어(130)의 회전 위치를 감지하게 된다. 좌측과 우측의 피니언 기어(130a, 130b)에 대하여 각각 대응하는 기판(180)의 위치에 홀 센서(185a, 185b)가 각각 형성될 수가 있다.

예를 들어, N단의 위치에 있을 때에는 피니언 기어(130)에 형성된 마그넷(135)의 자속을 감지하는 홀 센서(185)가 20mT의 자속 값을 감지하도록 하고, 시계 반대 방향인 R단의 위치에 있을 때에는 10mT의 자속값을 감지하도록 하고, 시계 방향인 D단의 위치에 있을 때에는 30mT의 자속값을 감지하도록 마그넷(135)과 홀 센서(185)를 형성시킴으로써, 자속의 변화에 따라 변속 기어의 선택을 판단할 수 가 있는 것이다. 보다 자세하게는, 홀 센서(185)는 변화된 자속 값을 감지하고, 감지된 자속 신호를 인쇄 회로 기판(180)으로 출력하며, 인쇄 회로 기판(180)에서 출련된 신호를 분석하여 변속 기어의 선택을 감지할 수가 있다.

또한, 전술한 바와 같이 노브(120)의 아래에도 마그넷(117)이 형성될 수 있고, 노브(110)에 형성된 마그넷(117)의 자속을 감지하는 홀 센서(182)가 인쇄 회로 기판(180)에 형성될 수가 있다. 노브(110)를 누름에 따라서 마그넷(117)과 홀 센서(182) 사이의 거리가 가까워짐에 따라, 홀 센서(182)는 자속의 변화를 감지할 수가 있다. 따라서, 감지된 자속 값을 이용하여 노브(110)가 눌러졌는지를 판단할 수 가 있는 것이다. 즉, 초기 Null 상태에서 노브(110)를 누르면 노브(110)에 형성된 마그넷(117)과 마그넷(117)의 자속을 감지하는 홀 센서(182)를 통해 N단의 기어가 선택되었음을 판단할 수가 있는 것이다.

또한, 본 발명에서는 노브(110)를 좌우로 회전시킴으로써 변속 기어를 선택한 후에 노브(110)에 가하는 외력을 제거하면, 노브(110)가 다시 N단의 위치로 리턴할 수 있는 구조일 수가 있다. 즉, 사용자가 노브(110)를 왼쪽으로 회전시켜 R단을 선택한 후에 노브(110)를 놓으면 노브(110)가 다시 처음 위치인 N단의 위치로 리턴할 수가 있는 것이다.

도 2에 도시되어 있는 것과 같이 샤프트(120)의 외측면에서 돌출되도록 뷸렛 부재(125)가 형성될 수 있다. 뷸렛 부재(125)와 샤프트(120) 사이에는 탄성 부재(126)가 삽입되는데, 따라서 뷸렛 부재(125)는 버튼과 같이 샤프트(120)에 수직한 방향으로 이동을 할 수가 있다. 즉, 외력에 의해 뷸렛 부재(125)를 누르면 뷸렛 부재(125)는 샤프트(120)와 가까워지는 방향으로 이동을 하게 되고, 외력이 제거되면 다시 탄성 부재(126)에 의해 샤프트(120)와 멀어지는 방향으로 이동을 하게 된다.

그리고, 도 2와 같이 샤프트(120), 피니언 기어(130), 링 기어(130) 등을 내부에 수용하는 브라켓(200)이 형성될 수 있는데, 브라켓(200)의 내측면에는 뷸렛 부재(125)와 접촉을 하는 홈(groove)(205)이 형성될 수가 있다. 홈의 모양은 도 5와 같이 V자 홈으로 형성하는 것이 바람직하다.

노브(110)에 외력이 가해지지 않은 상태, 즉 N단의 위치에 있을 때에는 뷸렛 부재(125)가 V자 홈(205)의 중앙 위치에 위치하도록 하며, 노브(110)에 외력을 가하여 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전시킬 때에는 뷸렛 부재(125)가 V가 홈(205)의 경사면에 위치하도록 홈(205)을 형성할 수가 있다. 예를 들어, N단에서 노브(110)를 시계 방향으로 회전시키면 뷸렛 부재(125)도 함께 시계 방향으로 이동을 하게 되는데, 이때 뷸렛 부재(125)는 V자 홈을 따라 이동을 하며 V자 홈(205)의 경사면에 위치할 수 있다. 이때, 뷸렛 부재(125)는 V자 홈(205)과 접촉을 하며 회전을 하게 된다. 뷸렛 부재(125)가 회전함에 따라서 샤프트(120)의 중심과 V자 홈(205)에 뷸렛 부재(125)가 접촉하는 위치 사이의 거리가 가까워짐에 따라서, 뷸렛 부재(125)는 탄성 부재(126)의 탄성력에 의해 샤프트(120) 방향으로 이동하며 눌려지게 된다. 이때, 노브(110)에 가해지는 힘을 제거하면 탄성 부재(126)에 축적된 탄성력에 의해 뷸렛 부재(125)는 샤프트(120)와 멀어지는 방향으로 튀어나오려고 하고, 따라서 자연스럽게 V자 홈(205)의 중앙 위치로 샤프트(120)가 리턴을 하게 된다.

도 5에 도시되어 있는 것과 같이 뷸렛 부재(125)는 샤프트(120)를 중심으로 좌우에 두 개 형성될 수 있다. 이때, 브라켓(200)에 형성된 홈(205)도 두 개 될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 간단한 구조로 쉬프트 록(shift lock)을 구성할 수가 있다.

기어변속 잠금장치라고 불리우는 쉬프트 록 장치는, 급발진 사고가 자주 일어나면서 이를 막기 위해 개발된 장치로, 변속 레버가 파킹(P) 상태이거나 중립(N) 상태일 때도 브레이크 페달을 밟지 않으면 변속 레버가 다른 위치로 이동하지 않도 록 해 주는 장치를 말한다.

상기 링 기어(140)의 외측면에는 홈(146) 또는 돌기(144)가 형성될 수가 있다. 도 3에서는 기어 형태로 홈(146)과 돌기(144)가 반복적으로 형성되는 구조를 도시하고 있다.

도 3에 도시되어 있는 것과 같이 링 기어(140)의 외측에는 링 기어의 회전을 구속하는 록킹 부재(190)가 형성될 수가 있다. 록킹 부재(190)에도 홈(192) 또는 돌기가 형성될 수 있는데, 링 기어(140)의 외측면에 돌기(144)에 대응되도록 록킹 부재(190)에는 홈(192)이 형성되도록 할 수가 있고, 링 기어(140)의 외측면에 홈에 대응되도록 록킹 부재(190)에는 돌기가 형성되도록 할 수가 있다. 도 3에서는 홈(192)이 형성된 록킹 부재(190)를 도시하고 있다.

록킹 부재(190)는 전후로 이동이 가능한데, 록킹 부재(190)가 전후로 이동함에 따라서 록킹 부재(190)에 형성된 홈(192)과 링 기어(140)의 외측면에 형성된 돌기(144) 또는 록킹 부재(190)에 형성된 돌기와 링 기어(140)의 외측면에 형성된 홈이 결합 또는 분리되도록 하여 링 기어(140)의 회전을 구속하도록 제어할 수 있다. 록킹 부재(190)에 솔레노이드(195)가 연결되어 록킹 부재(190)를 전후로 이동시킬 수가 있다. 물론, 록킹 부재(190)를 이동시키기 위해 솔레노이드(195) 외에 공지된 다른 기술을 이용할 수 있음은 물론이다.

도 3에서는 록킹 부재(190)에 형성된 홈(192)과 링 기어(140)의 외측면에 형성된 돌기(144)가 분리되어 있는 것을 도시하고 있다. 예를 들어, 최초 시동을 켜고, 브레이크를 밟지 않은 상태에서는 록킹 부재(190)에 형성된 홈(192)과 링 기 어(140)의 외측면에 형성된 돌기(144)가 결합되도록 할 수가 있다. 따라서, 이 때에는 록킹 부재(190)에 의해 링 기어(140)의 회전이 구속된 상태이므로 노브(110)를 회전시킬 수가 없다. 링 기어(140)와 피니언 기어(130), 피니언 기어(130)와 샤프트(120)가 각각 연결되어 있기 때문이다.

하지만, 사용자가 브레이크를 밟는 순간 솔레노이드(195)에 의해 록킹 부재(190)를 링 기어(140)와 멀어지는 방향으로 이동시킬 수가 있다. 따라서, 록킹 부재(190)에 형성된 홈(192)과 링 기어(140)의 외측면에 형성된 돌기(144)의 결합이 해제되어 록킹을 해제할 수가 있다. 즉, 록킹 부재(190)가 링 기어(140)의 회전을 구속하지 않으므로 노브(110)를 자유롭게 회전시키면서 R단 또는 D단을 선택할 수 있는 것이다.

도 7a와 도 7b는 각각 피니언 기어에 형성된 마그넷을 감지하는 홀 센서가 단일 센싱 구조일 때와 듀얼 센싱 구조일 때의 동작을 도시한 도면이다.

본 발명에서 피니언 기어(130)의 회전을 감지하는 홀 센서(185)는 듀얼 센싱 구조일 수가 있다. 즉, 듀얼 센싱 구조는 하나의 홀 센서에서 두 개의 출력값을 보내는 구조이다.

도 7a는 단일 센싱 구조를 도시하고 있는데, 좌측의 피니언 기어(130a)에 형성된 마그넷(135a)의 회전을 감지하는 홀 센서(185a)와 우측의 피니언 기어(130b)에 형성된 마그넷(135b)의 회전을 감지하는 홀 센서(185b)가 있을 때, 자속을 감지한 각각의 홀 센서(185a, 185b)는 단일의 출력값을 인쇄 회로 기판(180)으로 보낸다. 따라서, 도 7a에서와 같이 좌측의 홀 센서(185a)로부터 출력된 값과 우측의 홀 셀서(185b)로부터 출력한 값을 비교하여 어느 하나의 홀 센서(185a, 185b)에 고장이 발생하였음(fail)을 알 수 있느나, 어느 홀 센서(185a, 185b)로부터 출력된 신호가 참값을 나타내는 신호인지는 알 수 없다. 따라서, 둘 중 어느 하나의 홀 센서(185a, 185b)가 고장이 발생한 경우에 정상적으로 작동하지 않을 수가 있다.

하지만, 도 7b와 같이 홀 센서(185a, 185b)가 듀얼 센싱 구조로 형성되는 경우에는 어느 하나의 홀 센서(185a, 185b)에 이상이 발생하더라도 정상적으로 작동시킬 수가 있다. 도 7b에서와 같이 좌측의 피니언 기어(130a)에 형성된 마그넷(135a)의 자속을 감지하는 홀 센서(185a)로부터 두 개의 신호가 출력되어 인쇄 회로 기판(180)으로 전송된다. 마찬가지로 우측의 피니언 기어(130b)에 형성된 마그넷(135b)의 자속을 감지하는 홀 센서(185b)로부터도 두 개의 신호가 출력되어 인쇄 회로 기판(180)으로 전송된다. 이때, 전체 4개의 출력값을 비교하여 변속 기어의 선택을 판단하게 되는데, 어느 하나의 출력값에 이상이 생기면 홀 센서(185)에 고장이 발생하였음을 감지할 수 있으며, 또한 4 개의 값 중에서 하나의 값을 버리고 나머지 값으로부터 참 값을 인식하여 정상적으로 동작시킬 수가 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변 형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 외부를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 분리 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 내부를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 내부 측면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치의 내부 평면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 변속 장치에서 피니언 기어와 홀 센서 만을 따로 도시한 측면도이다.

도 7a와 도 7b는 각각 피니언 기어에 형성된 마그넷을 감지하는 홀 센서가 단일 센싱 구조일 때와 듀얼 센싱 구조일 때의 동작을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 노브(knob) 112: 걸림부

115: 탄성 부재 117: 마그넷

120: 샤프트 121: 기어

125: 뷸렛 부재 126: 탄성 부재

130: 피니언 기어 135: 마그넷

140: 링기어 144: 돌기

160: 커버 180: 인쇄 회로 기판

182: 홀 센서 185: 홀 센서

190: 록킹 부재 195: 솔레노이드

200: 브라켓 205: 홈(groove)

Claims (10)

1. 상부에 변속 기어 선택을 위한 노브(knob)가 형성되며, 소정의 위치에 둘레를 따라 기어가 형성된 샤프트;

   상기 샤프트에 형성된 기어와 기어 결합을 하고 제 1 마그넷이 형성된 피니언(pinon) 기어;

   내측면에 기어가 형성되어 내부에 있는 상기 피니언 기어와 기어 결합을 하는 링 기어;

   상기 링 기어의 외측에 형성되어 변속단에 따라 상기 링 기어의 회전을 구속하는 록킹 부재; 및

   상기 피니언 기어의 회전에 따라 상기 마그넷의 자속 변화를 감지하는 제 1 홀 센서(hall sensor)를 포함하며,

   상기 링 기어의 외측면에는 돌기 또는 홈이 형성되고,

   상기 록킹 부재는 전후로 이동 가능하며, 상기 링 기어의 돌기 또는 홈에 체결되는 홈 또는 돌기가 형성되어 상기 링 기어의 회전을 구속하는 전자식 변속 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피니언 기어는 상기 샤프트를 중심으로 좌우에 두 개 형성되는 전자식 변속 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 홀 센서는 듀얼 센싱 구조인 전자식 변속 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 샤프트의 외측면에 돌출되도록 형성된 뷸렛(bullet) 부재;

   상기 샤프트와 상기 뷸렛 부재 사이에 형성되어, 외력에 의해 상기 샤프트에 수직한 방향으로 상기 뷸렛 부재가 이동 가능하도록 하는 탄성 부재; 및

   상기 뷸렛 부재와 접촉하여 상기 샤프트의 회전을 가이드하는 홈(groove)이 형성된 브라켓을 더 포함하는 전자식 변속 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 홈은 V자로 형성되어 V자 홈의 중앙 위치로 상기 샤프트를 리턴시키는 전자식 변속 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 노브와 상기 샤프트 사이에 형성된 탄성 부재;

   상기 노브의 아래에 형성된 제 2 마그넷; 및

   상기 탄성 부재에 의해 상기 노브가 상기 샤프트를 향하여 이동함에 따라 상기 제 2 마그넷의 자속 변화를 감지하는 제 2 홀 센서를 더 포함하는 전자식 변속 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   최초 상기 노브에 외력이 가해지지 않은 상태는 Null 단이고,

   외력에 의해 상기 노브를 누르면 상기 제 2 홀 센서가 상기 제 2 마그넷을 감지하여 N단으로 바뀌는 전자식 변속 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 록킹 부재는 솔레노이드에 의해 전후로 이동하는 전자식 변속 장치.

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