KR101349534B1 - 팝업방식의 자동변속기용 변속레버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용시에만 콘솔의 상부면으로 노출되는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에 관한 것이다.
본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버는, 차량의 콘솔(C)에 구비되는 자동변속기용 변속레버에 있어서, 회전축(12)이 상기 콘솔(C)에 내부에 위치하고, 상기 회전축(12)을 중심으로 회전가능하게 구비되는 메인레버(11)와, 상기 메인레버(11)의 회전축(12)을 구동시켜, 상기 메인레버(11)가 사용시에 콘솔(C)의 외부로 노출되도록 상기 메인레버(11)를 회전시키는 메인레버 구동모터(13)와, 상기 메인레버 구동모터(13)와 메인레버(11)의 메인레버 회전축(12)에 연결되어 메인레버 구동모터(13)의 회전력을 메인레버(11)로 전달하는 메인레버 구동체인(14)을 포함하고, 상기 메인레버(11)는 정해진 각도만큼 회전시켜 변속하는 것을 특징으로 한다.

Description

팝업방식의 자동변속기용 변속레버{Popup type shift lever for automatic transmission}

본 발명은 자동변속기용 변속레버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용시에만 콘솔의 상부면으로 노출되는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에 관한 것이다.

자동변속기의 차량에는 운전자의 변속의지를 TCU(transmission control unit)로 전달하는 인터페이스인 변속레버는 통상적으로 1열시트와 2열시트의 사이인 콘솔의 상부면으로 노출되거나, 스티어링휠의 일측에 구비되는 형태를 갖는다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 콘솔(C)의 상부면으로 노출되는 타입의 변속레버는 콘솔(C)에 설치되는 변속레버(110)에 의해서 컵홀더, 콘솔박스와 같은 수납공간을 크게 구성하지 못하고, 각종 편의장치의 조작을 위한 조작버튼을 배치하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 변속레버(110)가 항상 노출된 상태로 있기 때문에 운전석과 조수석 사이를 이동하는데 불편이 있었다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스티어링휠(S)의 측면에 구비되는 변속레버(120)는 스티어링휠(S)의 조작시 상기 변속레버(120)를 오조작할 수 있는 위험이 있고, 변속레버(120)에 수동기능을 담당하는 수동레버를 구성할 수 없었다.

하기의 선행기술문헌은 '수동 변속 모드가 구비된 자동 변속기용 컬럼 타입 시프트레버 구조'에 관한 것으로서, 스티어링휠의 측면에 자동변속기의 변속레버가 장착된 예가 도시되어 있다.

KR 10-0461833 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 평상시에는 외부로 노출되지 않도록 콘솔의 내부에 삽입되어 보관되고 주행 중 또는 필요시에만 콘솔의 상부로 노출되어 조작할 수 있는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용자의 조작시 조작감을 부여할 수 있는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 체형에 따라 위치 또는 조작범위를 조절할 수 있는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버는, 차량의 콘솔에 구비되는 자동변속기용 변속레버에 있어서, 회전축이 상기 콘솔에 내부에 위치하고, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하게 구비되는 메인레버와, 상기 메인레버의 회전축을 구동시켜, 상기 메인레버가 사용시에 콘솔의 외부로 노출되도록 상기 메인레버를 회전시키는 메인레버 구동모터와, 상기 메인레버 구동모터와 메인레버의 메인레버 회전축에 연결되어 메인레버 구동모터의 회전력을 메인레버로 전달하는 메인레버 구동체인을 포함하고, 상기 메인레버는 정해진 각도만큼 회전시켜 변속하는 것을 특징으로 한다.

서브레버 회전축이 상기 콘솔에 내부에 위치하고, 상기 서브레버 회전축을 중심으로 회전가능하게 구비되는 서브레버와, 상기 서브레버의 회전축을 구동시켜, 상기 서브레버가 사용시에 콘솔의 외부로 노출되도록 상기 서브레버를 회전시키는 서브레버 구동모터와, 상기 서브레버 구동모터와 서브레버의 서브레버 회전축에 연결되어 서브레버 구동모터의 회전력을 서브레버로 전달하는 서브레버 구동체인을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 메인레버와 서브레버는, 실질적으로 같은 높이에 배열되고, 상기 TCU에 의해 상기 콘솔의 상부로 노출되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

한편, 메인레버의 내측에 서브레버가 위치하도록 메인레버는 서브레버보다 크게 형성된다.

아울러, 상기 메인레버와 서브레버는 실질적으로 동일한 평면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인레버 구동모터는 운전자에게 조작감을 부여하기 위해서, 변속단 변경시 메인레버를 일시적으로 정지시키도록 작동하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에 따르면, 평상시에는 콘솔의 내부에 수납된 상태로 존재하다가, 사용시에 콘솔의 외부로 노출되어 사용할 수 있으므로, 콘솔부의 레이아웃을 다양하게 설계할 수 있다.

또한, 메인레버와 서브레버를 회전시키는 구동모터를 이용하여 상기 메인레버와 서브레버의 초기 위치와 변속변위를 조절할 수 있어서, 사용자의 체형에 맞도록 셋팅할 수 있다.

아울러, 변속시 변속에 대한 조작감을 전달할 수 있다.

한편, 사용하지 않을 때에는 콘솔의 내부에 수납되므로 불가피하게 협소한 공간에 주차를 하는 경우와 같이, 운전석과 조수석 사이를 이동해야 하는 상황에서 변속레버가 외부로 노출되지 않으므로 용이하게 이동할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 자동변속기용 변속레버의 일례를 도시한 사진,
도 2는 도 1의 자동변속기용 변속레버가 콘솔에 배치된 상태를 도시한 단면도,
도 3은 종래기술에 따른 자동변속기용 변속레버의 다른 예를 도시한 사진,
도 4는 도 1의 자동변속기용 변속레버가 스티어링휠의 측면에 구비된 상태를 도시한 평면도,
도 5은 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 도시한 평면도,
도 6는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 도시한 정면도,
도 7은 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 도시한 저면도,
도 8은 도 6의 A-A선에 따른 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 도시한 측면도,
도 10은 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에서 메인레버가 회전하여 직립된 상태를 도시한 정면도,
도 11은 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에서 메인레버가 최대로 회전한 상태를 도시한 정면도,
도 12는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에서 메인레버는 최대로 회전하고, 수도레버가 직립된 상태를 도시한 정면도,
도 13은 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버에서 메인레버를 이용하여 변속하는 과정을 도시한 정면도,
도 14는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 P단에서 M단까지 변속할 때의 조작감을 나타낸 그래프,
도 15는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 M단에서 P단까지 변속할 때의 조작감을 나타낸 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버를 상세히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버는, 회전축(12)이 상기 콘솔(C)에 내부에 위치하고, 상기 회전축(12)을 중심으로 회전가능하게 구비되는 메인레버(11)와, 상기 메인레버(11)의 회전축(12)을 구동시켜, 상기 메인레버(11)가 사용시에 콘솔(C)의 외부로 노출되도록 상기 메인레버(11)를 회전시키는 메인레버 구동모터(13)와, 상기 메인레버 구동모터(13)와 메인레버(11)의 메인레버 회전축(12)에 연결되어 메인레버 구동모터(13)의 회전력을 메인레버(11)로 전달하는 메인레버 구동체인(14)과, 서브레버 회전축(22)이 상기 콘솔(C)에 내부에 위치하고, 상기 서브레버 회전축(22)을 중심으로 회전가능하게 구비되는 서브레버(21)와, 상기 서브레버(21)의 회전축(22)을 구동시켜, 상기 서브레버(21)가 사용시에 콘솔(C)의 외부로 노출되도록 상기 서브레버(21)를 회전시키는 서브레버 구동모터(23)와, 상기 서브레버 구동모터(23)와 서브레버(21)의 서브레버 회전축(22)에 연결되어 서브레버 구동모터(23)의 회전력을 서브레버(21)로 전달하는 서브레버 구동체인(24)을 포함한다.

메인레버(11)는 자동변속기의 주행모드를 운전자가 결정해주면, 차량의 TCU가 주행조건에 맞게 변속하기 위해 구비된다. 상기 메인레버(11)는 일측에 형성된 메인레버 회전축(12)을 중심으로 회전가능하게 콘솔(C)에 설치된다. 이때, 상기 메인레버(11)는 사용하지 않을 때에는 콘솔(C)의 내부에 위치하여 외부로 노출되지 않는다.

상기 메인레버(11)를 조작함으로써, P단, R단, N단, D단 및 M단으로 변속하면서 차량을 조작하게 된다.

메인레버 구동모터(13)는 상기 메인레버(11)를 회전시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 메인레버 구동모터(13)가 작동하면, 그 회전력이 메인레버(11)로 전달되어, 메인레버(11)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

상기 메인레버 구동모터(13)는 외부에서 회전력이 작용하면 회전 가능하도록 구비되어, 상기 메인레버(11)에 조작력을 가하면, 역으로 메인레버 구동모터(13)가 회전할 수 있다. 그리고, 메인레버(11)의 조작시, 메인레버(11)가 회전하는 반대방향으로 반력을 발휘할 수 있도록 회전중인 메인레버(11)의 회전방향과 반대방향의 회전력을 발생하도록 하여, 변속조작에 대한 조작감을 부여하도록 할 수 있다.

또한, 메인레버 구동모터(13)에는 회전각도를 감지할 수 있는 센서(미도시)가 구비되어, 메인레버(11)의 회전각도를 외부로 출력할 수 있다.

메인레버 구동체인(14)은 상기 메인레버 구동모터(13)의 출력축과 상기 메인레버 회전축(12)에 연결되어 메인레버 구동모터(13)의 회전력을 메인레버 회전축(12)을 전달하는 역할을 수행한다. 여기서, 체인을 이용하는 이유는 메인레버 구동모터(13)의 회전력을 슬립 없이 전달해야 하기 위한 것으로서, 내측으로 치(齒)가 형성된 타이밍 벨트 또는 기어메커니즘에 의해서 연결될 수도 있다.

서브레버(21)는 상기 메인레버(11)를 통하여 N단으로 선택하여 주행하는 경우에, 운전자의 의도대로 현재 주행중인 변속단에서 고단(+) 또는 저단(-)으로 변속하기 위해 적용된다. 상기 서브레버(21)도 메인레버(11)와 마찬가지로 일측에 마련된 서브레버 회전축(22)을 중심으로 회전가능하게 구비된다. 상기 서브레버(21)도 콘솔(C)의 내부에 설치되고, 미사용시에는 콘솔(C)의 외부에 노출되지 않고, 사용시에만 콘솔(C)의 상부면으로 노출된다.

서브레버 구동모터(23)는 상기 서브레버(21)를 회전시키기 위해서, 상기 서브레버 회전축(22)과 동력전달수단을 통하여 연결된다.

서브레버 구동체인(24)은 서브레버 구동모터(23)가 서브레버(21)를 회전시키는 회전력을 전달시키는 동력전달수단의 하나로서, 구동시 슬립이 발생하지 않도록 체인의 형태로 구비된다. 상기 서브레버 구동체인(24)은 메인레버 구동체인(14)과 마찬가지로 타이밍벨트, 기어메커니즘이 적용될 수도 있다.

상기 메인레버(11)와 서브레버(21)는 각각의 변속레버를 사용하지 않을 때에는 콘솔(C)의 내부에 수용되고, 사용시에만 콘솔(C)의 상부면으로 노출된다. 특히, 상기 메인레버(11)는 서브레버(21)보다 큰 사이즈로 형성되어, 상기 메인레버(11)의 내부에 서브레버(21)가 위치하도록 함으로써, 콘솔(C)상에서 2개의 변속레버를 설치하는 공간이 절약되도록 하여, 다른 수납공간 또는 조작버튼을 배치할 수 있는 공간을 확보한다.

상기 메인레버 회전축(12)와 서브레버 회전축(22)은 메인레버 구동모터(13) 및 서브레버 구동모터(23)와 연결될 때, 감속되도록 연결됨으로써, 메인레버 구동모터(13) 및 서브레버 구동모터(23)의 회전력이 증대되도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 팝업방식의 자동변속기용 변속레버는 시동 전까지는 메인레버(11)와 서브레버(21)가 콘솔(C)의 상부로 노출되지 않은 상태에서, 시동과 동시에 메인레버(11)가 회전하여 콘솔(C)의 상부면으로 노출되고, 메인레버(11)를 M단으로 변속하면, 서브레버(21)가 조작이 가능하도록 콘솔(C)의 상부면으로 노출된다.

먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 메인레버(11)가 팝업(pop up)되는 과정을 살펴보면, 차량이 구동되기 위해서는 반드시 기어조작을 해야 하므로, 시동과 동시에 상기 메인레버 구동모터(13)가 작동하여 메인레버(11)를 회전시켜 콘솔(C)의 외부로 노출시켜 직립된 상태로 만든다.

이때, 상기 메인레버(11)가 팝업되는 각도는 별도의 설정할 수 있는 조작버튼을 구비하여 운전자의 체형에 맞게 조절할 수도 있다. 운전자의 체형에 따라 운전석의 시트를 전방 또는 후방으로 이동하는데, 이에 따라 운전자가 용이하게 조작할 수 있는 각도가 조절할 수 있다. 큰 체형의 운전자는 운전석을 뒤로 밀게 되므로, 메인레버(11)를 약간 후방으로 기울일 수 있고, 작은 체형은 운전자는 그 반대로 약간 전방으로 기울일 수 있다.

아울러, 운전자가 메인레버(11)의 팝업을 원하지 않는 상황에서는 메인레버(11)가 콘솔(C)의 내부에 위치하도록 할 수도 있다. 예컨대, 정차중일 때에는 시동을 유지하지만, 기어변속을 할 필요가 없는 상태이다. 이때, 오디오 조작, 네비게이션 조작 등과 같이 팝업된 메인레버(11)가 운전자의 조작행위를 방해하게 되므로, 별도로 마련된 팝업토글버튼(미도시)을 조작하여 팝업된 메인레버(11)가 콘솔(C)의 내부로 다시 수납되도록 하고, 필요시 다시 메인레버(11)가 팝업되도록 할 수 있다.

서브레버(21)는 메인레버(11)를 수동모드(M단)의 위치로 조작한 이후에 팝업되도록 한다. 즉, 상기 메인레버(11)의 내부에 서브레버(21)가 수납된 형태를 갖고 있으므로, 메인레버(11)와 서브레버(21)가 동시에 팝업된 상태로 사용할 수 없다. 따라서, 상기 서브레버(21)가 수동모드로 자동변속기를 조작하기 위한 것이므로, 도 11과 같이, 상기 메인레버(11)를 수동모드로 조작한 후에 서브레버(21)가 팝업된다.

메인레버(11)가 통상적인 변속범위에서 도 11에 도시된 바와 같이, 운전자에 의해 수동모드(M단)로 변속되면, 서브레버 구동모터(23)가 서브레버(21)를 회전시켜, 도 12에 도시된 바와 같이 서브레버(21)가 직립된 상태가 된다. 이때, 상기 서브레버(21)를 전진시키거나 후진시킴으로써 수동모드로 변속할 수 있다.

한편, 상기 메인레버(11)를 이용하여 변속하는 과정을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 메인레버(11)가 도 10에 도시된 바와 같이, 직립된 상태에서, 메인레버(11)를 회전시켜 변속되도록 한다. 메인레버(11)가 직립된 상태에서, 직립된 방향으로 계속해서 메인레버(11)를 회전시키면, 상기 메인레버(11)가 일정한 각도만큼마다 변속이 된다.

이때, 운전자가 메인레버(11)를 조작하면, 메인레버 구동모터(13)가 메인레버(11)를 회전시키는 메커니즘의 반대로 메인레버(11)가 메인레버 구동모터(13)를 회전시킨다.

사용자가 메인레버(11)를 일정각도만큼 회전시키면 상기 메인레버 구동모터(13)가 메인레버(11)의 조작방향과 반대방향으로 반력을 주고, 그 반력에도 불구하고 계속해서 메인레버(11)를 조작하면 다음 변속모드가 적용되도록 함으로써, 운전자의 변속조작에 대하여 조작감을 부여한다.

따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, P단에서 M단으로 P-R-N-D-M의 순으로 조작을 하는 동안 메인레버 구동모터(13)가 변속조작에 의해 회전하는 구간과 반력이 발생하는 구간이 반복되고, 반력이 작용하는 순간 조작을 멈추면, 그 때의 모드로 자동변속기가 작동한다. 예컨대, 도 13에서와 같이, P단에서 M단 방향으로 메인레버(11)를 조작하는 중에 N단이후 발생하는 반력구간에서 조작이 멈추면 자동변속기는 N단으로 작동한다.

한편, 도 15에 도시된 바와 같이, M단에서 P단으로 P-R-N-D-M의 역순으로 조작하는 경우에도 각 변속 모드를 지나면 반력구간이 존재하고, 해당 반력구간에서 메인레버(11)의 조작을 멈추면, 그 때의 변속모드가 적용된다.

여기서, 상기 메인레버(11)는 별도의 변속각도 조절버튼(미도시)을 구비하여, 변속이 일어나는 각도를 설정할 수 있다. 예컨대, 변속각도 조절버튼으로 변속각도를 10도로 설정하면 상기 메인레버(11)가 10도 회전할 때마다 변속(P-R-N-D-M)되고, 20도로 설정하면 상기 메인레버(11)가 20도 회전할 때마다 변속되도록 함으로써, 운전자의 신체조건 또는 취향에 따라 변속각도를 조절할 수 있다.

11 : 메인레버 12 : 메인레버 회전축
13 : 메인레버 구동모터 14 : 메인레버 구동체인
21 : 서브레버 22 : 서브레버 회전축
23 : 서브레버 구동모터 24 : 서브레버 구동체인
110 : 변속레버 120 : 변속레버
C : 콘솔 S : 스티어링휠

Claims (6)

1. 차량의 콘솔에 구비되는 자동변속기용 변속레버에 있어서,
   회전축이 상기 콘솔의 내부에 위치하고, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하게 구비되는 메인레버와,
   상기 메인레버의 회전축을 구동시켜, 상기 메인레버가 사용시에 콘솔의 외부로 노출되도록 상기 메인레버를 회전시키는 메인레버 구동모터와,
   상기 메인레버 구동모터와 메인레버의 메인레버 회전축에 연결되어 메인레버 구동모터의 회전력을 메인레버로 전달하는 메인레버 구동체인을 포함하고,
   상기 메인레버는 정해진 각도만큼 회전시켜 변속하며,
   서브레버 회전축이 상기 콘솔의 내부에 위치하고, 상기 서브레버 회전축을 중심으로 회전가능하게 구비되는 서브레버와,
   상기 서브레버의 회전축을 구동시켜, 상기 서브레버가 사용시에 콘솔의 외부로 노출되도록 상기 서브레버를 회전시키는 서브레버 구동모터와,
   상기 서브레버 구동모터와 서브레버의 서브레버 회전축에 연결되어 서브레버 구동모터의 회전력을 서브레버로 전달하는 서브레버 구동체인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 메인레버와 서브레버는,
   실질적으로 같은 높이에 배열되고, TCU에 의해 상기 콘솔의 상부로 노출되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버.
4. 제1항에 있어서,
   메인레버의 내측에 서브레버가 위치하도록 메인레버는 서브레버보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버.
5. 제1항에 있어서,
   상기 메인레버와 서브레버는 실질적으로 동일한 평면에 구비되는 것을 특징으로 하는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버.
6. 제1항에 있어서,
   상기 메인레버 구동모터는 운전자에게 조작감을 부여하기 위해서, 변속단 변경시 메인레버를 일시적으로 정지시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 팝업방식의 자동변속기용 변속레버.

Images