KR101381434B1 - 링형 전자식 변속레버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링형 전자식 변속 레버를 스티어링 휠에 장착함으로써, 변속 모드 조작을 보다 더 용이하게 하고, 운전자의 변속 모드에 대한 시인성을 향상시키고 오조작을 방지하는 전자식 변속 레버에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명은, 링(ring)형 형상을 갖되 스티어링 휠에 장착되는 스티어링 부재의 외주면에 삽입되며, 그 자체가 일정 각도를 회전하여 차량의 변속 모드를 변경하는 변속 레버를 구비하는 전자식 변속레버를 제공한다.

Description

링형 전자식 변속레버{Ring Type Electronic Shift Lever}

본 발명은 링형 전자식 변속 레버를 스티어링 휠에 장착함으로써, 변속 모드 조작을 보다 더 용이하게 하고, 운전자의 변속 모드에 대한 시인성을 향상시키고 오조작을 방지하는 전자식 변속 레버에 관한 것이다.

통상 차량용 변속장치는 크게 자동 변속기와 수동 변속기로 구분된다. 이중 상기 자동변속기의 종류로는 유성기어를 이용하는 자동변속기와 무단 변속장치를 이용하는 무단변속기가 있다.

상기 무단변속기(Continuously Variable Transmission; CVT)는 운전자가 변속 레버로 P-R-N-D레인지를 선택하면, 차속 및 스로틀 개도에 따라 TCU(Transmission Control Unit)가 구동 풀리 및 종동 풀리의 직경을 가변시키도록 제어하게 되며, 이와 같은 동작으로 인해 상기 무단 변속기는 입력되는 회전동력과 출력되는 회전동력을 연속적으로 변속하게 된다.

한편, 최근에는 차량의 변속시스템을 기계식이 아닌 전자식으로 제어하는 시프트 바이 와이어(shift by wire) 시스템이 개발되면서 이에 대한 관심이 집중되고 있다. 시프트 바이 와이어 시스템은 변속기와 변속 레버의 기계적인 연결구조를 전기적으로 작동하는 액츄에이터와 전자식 변속 레버 및 ECU(Electronic control unit)를 이용하여 전자적으로 변속 제어를 이루는 변속시스템을 말한다.

이러한 시프트 바이 와이어 변속시스템은 변속 레버의 위치변화를 위치센서수단을 이용하여 변속 레버의 변화된 위치를 전기적인 신호로 변환하고, 이 신호를 TCU(Transmission Control Unit)로 입력하며, 상기 TCU(Transmission Control Unit)의 제어에 따라 변속이 이루어진다.

상기 시프트 바이 와이어 변속시스템은 기존의 기계식 변속 레버 시스템과 비교해 볼 때 레버 조작력이나 조작감이 우수하며, 또한 간단한 스위치 버튼 조작으로 변속조작이 가능한 장점을 갖고 있다.

종래의 전자식 변속 레버는 콘솔(console)상에 돌출되도록 형성하여 앞 뒤로 조작하는 방식을 취하고 있었는데, 이와 같은 방식에 의할 경우, 변속 레버가 콘솔 상에 고정되어 있으므로 조작의 편의성을 담보할 수 없고, 변속단 표시의 시인성이 제한받을 수 밖에 없는 단점이 있었다.

또한, 종래 기술에 의한 경우, 돌출된 형상의 변속 레버가 차지하는 공간이 커서 운전석 부근의 수납공간이 협소해지며 콘솔(console)의 레이아웃도 불리하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 운전자의 손가락 또는 손바닥만으로 간편하게 변속 모드의 조작이 가능하며, 변속 레버가 스티어링 휠에 부착되어 운전자의 시인성을 향상시키고 오조작을 방지하는 전자식 변속레버를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 기존의 변속 레버에 비해 그 구조가 간단하여 제조비용이 저감되고, 차량의 공간활용도를 향상시키는 전자식 변속레버를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 링(ring) 형태로 변속 레버를 구성하여, P(Parking) 모드에서 곧바로 D(Driving) 모드로 변속 모드 변경이 가능한 전자식 변속레버를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 링(ring)형 형상을 갖되 스티어링 휠에 장착되는 스티어링 부재의 외주면에 삽입되며, 그 자체가 일정 각도를 회전하여 차량의 변속 모드를 변경하는 변속 레버를 구비하는 전자식 변속레버를 제공한다.

본 발명에서 상기 스티어링 부재는 그 외주면에 복수의 안착홈과 걸림돌기를 구비하되, 상기 변속 레버는 그 내주면에 상기 안착홈에 안착될 수 있는 판스프링을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 변속레버는, 각 변속 모드에 대응하는 판스프링을 분리하여 각각 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 스티어링 부재는, 상기 변속 레버의 위치 및 회전각을 판별하는 위치 센서부를 그 내부에 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 변속 레버는, 그 외면에 디스플레이부를 형성하여, 변속 모드를 표시하는 문자가 사용자에게 현시되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 디스플레이부는, 스티어링 부재의 외주면에 형성되는 전원공급판 및 판스프링을 통해 전원을 공급받는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 변속 레버는, 상측 또는 하측으로 90°씩 연속적 또는 단속적으로 회전함으로써 변속모드를 연속적 또는 단속적으로 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 변속 레버는, 상기 링(ring)형 형상을 4등분하여 회전시P(Parking), D(driving), N(Neutral) 및 R(Reverse)의 변속 모드 순서대로 변속되도록 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 변속 레버는 자화(磁化)되되, 각 변속단별로 자화의 세기가 다르도록 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 변속 레버의 단면 중심은 상기 스티어링 부재가 장착되는 스티어링 휠의 단면 중심보다 차체 쪽에 가깝도록 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 링형 전자식 변속 레버에 의하면, 운전자의 손가락 또는 손바닥만으로 간편하게 변속 모드의 조작이 가능하며, 변속 레버가 스티어링 휠에 부착되어 운전자의 시인성을 향상시키고 오조작을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기존의 변속 레버에 비해 그 구조가 간단하여 제조비용이 저감되고, 차량의 콘솔(console)상에 변속 레버가 설치되지 아니하므로, 콘솔에 수납공간을 형성하는 등 차량의 공간활용도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 링(ring) 형태로 변속 레버를 구성하므로, 기존의 P-R-N-D의 3단계를 거쳐서 P(Parking) 모드에서 D(Driving) 모드로 변속할 필요없이 P(Parking) 모드에서 곧바로 D(Driving) 모드로 변속 모드 변경이 가능한 장점이 있다.

아울러 본 발명에 의하면, 전원공급판 및 판스프링을 통해 디스플레이부에 전원을 공급하므로, 변속 레버 구조 내에 별로의 와이어링 구조를 형성할 필요가 없으므로, 변속 레버의 구조 형성이 용이하고, 안정적으로 전원이 공급되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 변속레버의 예시도.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버의 구성도.
도 3내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버를 통해 변속모드를 변경하는 모습을 나타낸 예시도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버를 스티어링 휠에 장착한 모습을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 변속레버의 예시도이다.

최근 시프트 바이 와이어(shift by wire) 전자식 변속 레버는 크게 3가지 타입으로 개발되고 있다.

이와 같은 전자식 변속레버는 종래의 기계식 변속 레버에 비하여 조작 거리(스트로크)가 작아서 조작감이 좋지만 인체공학적으로 동적 궤적이 상대적으로 크기 때문에 획기적인 방향의 신개념 변속 레버 개발이 필요한 실정이다.

도 1의 (a)는 종래의 레버 타입의 변속 레버를 도시하고 있는데, 변속 레버의 조작시 팔 전체를 전후방이나 좌우로 움직여야 하기 때문에 그 직선 운동 궤적이 큰 단점이 있었다.

도 1의 (b)는 종래의 다이얼 타입의 변속 레버를 도시하고 있는데, 다이얼 타입의 경우 직선운동 궤적은 없지만 손목을 회전해야 하는 문제점이 있다

도 1의 (c)는 종래의 컬럼 타입의 변속 레버를 도시하고 있는데, 컬럼 타입의 경우 스티어링 휠과의 거리가 가깝지만 팔을 꺽어서 조작해야 하기 때문에 동적 궤적이 상당히 큰 문제점이 있었다.

또한, 상기 다이얼 타입 및 컬럼 타입의 변속 레버는 레버 측에 H-MATIC의 형성이 힘든 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 인체공학적으로 변속 레버의 조작을 용이하게 하도록 하는데 착안되어 고안되었다.

도 2a 는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버의 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버의 측면도이다.

본 발명은 스티어링 부재(110)에 링형 전자식 변속 레버를 삽입하여 스티어링 휠을 구성함으로써, 변속 레버의 조작을 더욱 간편하게 하며, 차량의 주행 중 운전자가 전면을 응시하면서 변속 모드를 확인하거나 변경하도록 할 수 있다.

즉, 본 발명은 링(ring)형 형상을 갖되 스티어링 휠에 장착되는 스티어링 부재(110)의 외주면에 삽입되며, 그 자체가 일정 각도를 회전하여 차량의 변속 모드를 변경하는 변속 레버(100)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 변속 레버(100)는 링(ring) 형태로 형성되므로, 상기 스티어링 부재(110)에 끼워져서 스티어링 휠에 장착될 수 있다.

상기 변속 레버(100)는, 링(ring)형 형상을 4등분하여 회전시P(Parking), D(driving), N(Neutral) 및 R(Reverse)의 변속 모드 순서대로 변속되도록 형성할 수 있으며, 상측 또는 하측으로90°씩 연속적 또는 단속적으로 회전함으로써 변속 모드를 연속적 또는 단속적으로 변경할 수 있다.

이를 위해, 상기 스티어링 부재(110)는 그 외주면에 복수의 안착홈(111)과 걸림돌기(112)를 구비하며, 상기 변속 레버(100)는 그 내주면에 상기 스티어링 부재의 안착홈(111)에 안착될 수 있는 판스프링(120)을 형성하게 된다.

도 2a에서 도시하는 바와 같이, 상기 변속레버(100)는 P(Parking), D(driving), N(Neutral) 및 R(Reverse)의 각 변속 모드에 대응하는 판스프링(120)을 분리하여 각각 구비하게 된다.

즉, 운전자가 변속레버(100)를 상측 또는 하측으로 회전시킬 때, 변속 레버의 내주면에 형성되는 판스프링(120)이 걸림돌기(112)에 의해 움츠려들면서 회전하게 안착홈(111)에 안착하게 되므로, 절도감을 느끼며 변속 모드를 변경할 수 있을 것이다.

한편, 상기 변속 레버(100)는 자화(磁化)되어 형성되고, 상기 스티어링 부재(110)는, 상기 변속 레버의 위치 및 회전각을 판별하는 위치 센서부(130)를 그 내부에 구비할 수 있다.

즉, 상기 변속 레버(100)의 P, R, N, D단은 자석으로 자화되어 상기 위치 센서부(130)는 P, R, N, D단에 매칭되는 자력의 세기를 인식하여 변속 모드의 변경 정보를 TCU(Transmission Control Unit)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 P, R, N, D단 중 P단을 N극으로 구성하고 N단을 S극으로 구성하여 각 변속단의 자화의 세기를 다르게 구성할 수 있을 것이다.

그리고, 상기 변속 레버(100)는 그 외면에 디스플레이부(150)를 형성하여 변속 모드를 표시하는 문자가 사용자에게 현시토록 할 수 있다. 이를 위해 상기 디스플레이부(150)는, 스티어링 부재(110)의 외주면에 형성되는 전원공급판(140) 및 판스프링(120)을 통해 전원을 공급받게 된다.

즉, 상기 디스플레이부(150)는 운전자의 변속 모드 표시에 대한 시인성 향상을 위한 발광구조라 할 수 있는데, 스티어링 부재(110) 내부의 전원공급선을 통해 전원공급판(140)에 전원이 공급되게 되고, 상기 판스프링(120)이 스티어링 부재의 안착홈(111)에 안착되면 상기 전원공급판(140)으로부터 전원을 공급받아 디스플레이부(150)의 변속 모드 표시 문자를 발광시키게 된다.

상기 전원공급판(140)은 스티어링 부재의 안착홈(111) 영역에 형성되는 것이 바람직하며, 도 2a에서는 편의상 현재 발광되고 있는 P단을 디스플레이부(150)로 표시하였으나, R단, N단 및 D단에도 디스플레이부가 형성되어 있음은 당연하다.

이와 같이 본 발명은, 링형 변속 레버를 스티어링 휠에 장착하여 변속 모드의 확인 및 조작을 용이하게 할 수 있으므로, 종래 구조의 변속 레버가 장착되던 콘솔(console)의 공간활용도를 높일 수 있으며, H-MATIC 기능은 패들 시프터(paddle shifer)를 이용하여 형성함으로써 변속 모드 조정을 더욱 더 용이하게 할 수 있을 것이다.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버를 통해 변속모드를 변경하는 모습을 나타낸 예시도이다.

도 3은 P단에서 R단으로 변경하는 모습을 도시하고 있는데, 운전자가 손가락 또는 손바닥으로 변속 레버(100)를 돌리면 변속 레버의 내주면에 장착된 판스프링(120)이 걸림돌기(112)에 의해 움츠려들면서 회전하여 안착홈(111)에 안착하게 되면 위치센서부(130)가 변속단의 위치를 파악한 후 TCU에 변속 모드 정보를 전송하게 된다.

또한, 변속 레버(100)는 상측 또는 하측으로 회전시키는 것이 가능한데(도 3에서는 시계방향 또는 반시계방향), 변속 모드가 P단이 있는 경우 상측으로 90° 회전하면 R단이 정면으로 오게 되는데 R단의 자석 세기로 위치센서부에서 R단을 인식하게 된다.

더 나아가, 변속 모드가 P단이 있는 경우 상측으로 180°회전하면 N단, 270°회전하면 D단으로 변속 모드를 변경할 수 있다.

한편, 도 3은 변속레버를 P단에서 하측으로 90°회전하여 D단으로 변속 모드를 변경하는 모습을 도시하고 있다. 종래의 변속 레버 구조는 P단에서 R단, N단을 거쳐서 D단으로 레버를 이동하여야 주차 모드에서 드라이빙 모드로 기어를 변경할 수 있으나, 본 발명에서는 링형 형태로 변속레버를 구성하므로, 주차 모드에서 바로 드라이빙 모드로 변경할 수 있어 고객만족도를 높일 수 있다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속레버를 스티어링 휠에 장착한 모습을 나타낸 예시도이다.

종래의 전자식 레버는 콘솔 또는 플로워 측에 장착되며, 특히 LHD 차량의 경우 운전자의 오른팔 쪽에만 전자식 레버가 형성될 수 있는 단점이 있었다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 변속 레버(100)는 스티어링 휠의 스티어링 부재(110)에 삽입되어 형성되므로, 운전자의 오른팔 쪽은 물론 왼팔 쪽에도 장착될 수 있어, 고객만족도를 향상시킬 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 변속 레버(100)의 단면 중심은 상기 스티어링 부재(110)가 장착되는 스티어링 휠의 단면 중심보다 차체(클러스터) 쪽에 가깝도록 형성할 수 있다. 이는 운전자가 스티어링 휠을 조작할 때, 변속 레버(100)의 오조작이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

즉, 스티어링 휠의 외경보다 변속 레버의 외경이 작고, 변속 레버의 중심축이 스티어링 휠의 중심축보다 후방에 위치하여 스티어링 휠 조작시 운전자의 손바닥이 변속레버(100)에 닿지 않도록 구성하게 된다.

도 6에서 볼 수 있듯이 변속 레버(100)의 단면 중심이 스티어링 휠의 단면 중심보다 후방에 위치하여, '스티어링 휠의 단면 중심과 변속 레버(100)의 단면 중심간 거리(d)'가 유지되면, 운전자의 손바닥 조작시 간격(D)이 유지되어 스티어링 휠 조작시 변속 레버(100) 오조작이 발생되지 않게 된다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 변속레버
110: 스티어링 부재
111: 안착홈
112: 걸림돌기
120: 판 스프링
130: 센서부
140: 전원공급판
150: 디스플레이부

Claims (10)

1. 링(ring)형 형상을 갖되 스티어링 휠에 장착되는 스티어링 부재의 외주면에 삽입되며, 그 자체가 일정 각도를 회전하여 차량의 변속 모드를 변경하는 변속 레버를 구비하되,
   상기 스티어링 부재는 그 외주면에 복수의 안착홈과 걸림돌기를 구비하고,
   상기 변속 레버는 그 내주면에 상기 안착홈에 안착될 수 있는 판스프링을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 변속레버는,
   각 변속 모드에 대응하는 판스프링을 분리하여 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스티어링 부재는,
   상기 변속 레버의 위치 및 회전각을 판별하는 위치 센서부를 그 내부에 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
5. 제 1항에 있어서, 상기 변속 레버는,
   그 외면에 디스플레이부를 형성하여, 변속 모드를 표시하는 문자가 사용자에게 현시되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
6. 제 5항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
   스티어링 부재의 외주면에 형성되는 전원공급판 및 판스프링을 통해 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
7. 제 1항에 있어서, 상기 변속 레버는,
   상측 또는 하측으로 90°씩 연속적 또는 단속적으로 회전함으로써 변속모드를 연속적 또는 단속적으로 변경하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
8. 제 1항에 있어서, 상기 변속 레버는,
   상기 링(ring)형 형상을 4등분하여 회전시P(Parking), D(driving), N(Neutral) 및 R(Reverse)의 변속 모드 순서대로 변속되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 변속 레버는 자화(磁化)되되, 각 변속단별로 자화의 세기가 다르도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 변속 레버의 단면 중심은 상기 스티어링 부재가 장착되는 스티어링 휠의 단면 중심보다 차체 쪽에 가깝도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속레버.

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