KR101393749B1 - 변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템 - Google Patents

변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템 Download PDF

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정성환
홍종호
조성현
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Abstract

본 발명은, P,R,N,D단을 이루는 경로가 형성된 자동변속경로; 상기 자동변속경로와 이어지도록 형성되며, 복수의 셀렉트 지점이 형성되고, 상기 셀렉트 지점의 양 단부에 상호 다른 변속단의 시프트 경로가 형성된 수동변속경로;를 포함하여 구성되는 변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템이 소개된다.

Description

변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템{SHIFT GATE AND SYSTEM FOR SENSING POSITION OF SHIFTING LEVER AT SHIFT GATE}
본 발명은 변속게이트와, 변속레버를 감지하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동변속모드에서는 기존의 자동 변속 성능을 유지하면서 수동변속모드에서 수동변속기를 운전하는 듯한 변속감을 구현하며, 변속게이트를 따라 조작되는 변속레버의 셀렉트 및 시프트 위치를 출력전압의 차이값을 이용하여 감지하도록 한 변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템에 관한 것이다.
자동변속기에서 수동변속모드는 자동변속모드와 달리 변속단을 운전자가 결정하여 주행하기 때문에 운전자가 도로 주행 상황에 따라 요구되는 변속단을 선택할 수 있는 기능이 있다.
특히, AMT(Automated Manual Transmission) 및 DCT(Dual Clutch Transmission)의 경우는 수동변속기를 자동화한 변속기로 변속단이 자동으로 변속되면서 주행되지만, 수동변속메커니즘에 의한 변속을 통해 기존의 자동변속기에서는 느낄 수 없는 수동변속감을 구현할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 자동화된 수동변속기의 변속게이트 형상을 나타낸 것으로, 자동변속모드는 P, R, N, D의 변속경로를 가지며, 수동변속모드는 (+)팁과 (-)팁의 상향변속경로 및 하향변속경로를 갖는다.
이에, 수동변속모드에서 변속기어를 (+)팁 측으로 상향 조작하면, 상향단으로 변속되며, 반대로 변속기어를 (-)팁 측으로 하향 조작하면, 하향단으로 변속이 이루어진다.
그러나, 상기한 변속게이트는 기존의 자동변속기에서 사용되는 변속게이트의 구조와 동일한 타입이 사용되기 때문에, 수동변속모드에서 변속시 수동변속기의 변속감을 충분히 반영하지 못하여 다이내믹하고 재미있는 변속감 구현에 한계가 있는 문제가 있었다.
또한, 일례로 수동변속모드에서 4단으로 주행 중 1단으로 변속을 하기 위해서는, (-)팁을 3번 하향 조작해야 하는바, 수동변속모드의 기어 변속조작이 직관적으로 이루어지지 못하여 변속 조작에 불편한 문제가 있었다.
한편, 종래에 한국 공개특허공보 공개번호 10-2012-0131456호의 "자동화 수동변속기의 변속장치"가 소개된바 있다.
그러나, 이같은 변속장치에 의해서도 수동변속모드에서 기어의 변속조작이 수동변속기를 운전하는 듯한 기어 변속조작이 어려운 것은 물론, 수동변속기의 변속감을 구현하기가 어려운 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0131456 A
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 자동변속모드에서는 기존의 자동 변속 성능을 유지하면서 수동변속모드에서 수동변속기를 운전하는 듯한 변속감을 구현하도록 한 변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 변속게이트를 따라 조작되는 변속레버의 셀렉트 및 시프트 위치를 출력전압의 차이값을 이용하여 감지하도록 한 변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, P,R,N,D단을 이루는 경로가 형성된 자동변속경로; 상기 자동변속경로와 이어지도록 형성되며, 복수의 셀렉트 지점이 형성되고, 상기 셀렉트 지점의 양 단부에 상호 다른 변속단의 시프트 경로가 형성된 수동변속경로;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 구성은, 상기 변속게이트 구조에서 변속레버의 위치를 감지하는 시스템으로, 변속레버; 상기 변속레버의 경로를 가이드하며 복수의 셀렉트 지점이 형성된 변속게이트; 상기 변속레버에 마련된 자기센서; 및 상기 변속게이트의 셀렉트 지점마다 마련되며 각각의 셀렉트 지점에 변속레버가 위치되었을 때 자기센서와의 간격이 상호 달라지도록 배치된 복수의 영구자석;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 변속게이트는 상기 자동변속경로의 D단 지점과 수동변속경로의 셀렉트 지점이 이어지게 형성될 수 있다.
상기 D단 지점에 마련된 영구자석;을 더 포함하여 구성되며, 상기 영구자석은 상기 D단 지점에 변속레버가 위치되었을 때 자기센서와의 간격이 셀렉트 지점에 마련된 영구자석이 이루는 간격과 달라지도록 배치될 수 있다.
상기 자기센서는, 셀렉트 지점에 변속레버가 위치되었을 때 상기 셀렉트 지점을 중심으로 일단부의 시프트 경로 및 타단부의 시프트 경로 상에 각각 마련될 수 있다.
상기 자기센서는, 셀렉트 지점에 위치한 변속레버가 시프트 경로 상의 끝지점에 위치되었을 때 상기 자기센서 중 안쪽에 위치하게 되는 자기센서가 영구자석과 마주하게 배치되면서 바깥쪽에 위치하게 되는 자기센서가 영구자석을 벗어난 위치에 배치될 수 있다.
상기 영구자석은, 상기 셀렉트 지점을 중심으로 일단부의 시프트 경로 및 타단부의 시프트 경로 상에 마련되며; 일단부 및 타단부에 마련된 영구자석은 상기 자기센서와 마주하는 극성이 상호 다른 극성으로 배치될 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 수동변속기와 자동변속기의 변속게이트 특성을 융합하여 변속게이트의 구조를 마련함으로써, 수동변속모드에서 기존 자동변속기 수동변속기를 운전하는 듯이 차별화된 수동변속감의 구현이 가능하며, 특히 GSI(GSI : Gear Shift Indicator)에 대한 변속이 직관적이어서, 운전자가 원하는 변속단으로 기어를 바로 변속할 수 있는바, 수동변속에 따른 응답성이 향상되는 효과가 있다.
더욱이, 각 셀렉팅 지점에서의 영구자석들은 자기센서와의 간격이 상호 달라지게 마련됨으로써, 각 셀렉팅 지점별로 자기센서에서 출력되는 출력전압의 크기가 달라지게 되는바, 출력전압의 변화값을 감지하여 변속레버의 셀렉트 위치를 감지하며, 또한 해당 셀렉트 지점 양 단부에 마련된 영구자석의 극성은 서로 상반된 극성으로 감지됨으로써, 자기센서에서 감지되는 출력전압의 사인파곡선 방향이 상반된 방향으로 출력되는바, 변속레버의 시프트 위치를 감지하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 자동화 수동 변속기에서의 변속게이트 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 변속게이트의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템에서 변속레버의 셀렉트 위치를 감지하는 원리 및 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 변속레버 감지시스템에서 시프트 위치를 감지하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 변속레버 감지시스템에서 영구자석과 자기센서와의 간격 차이에 따라 자기센서에서 출력되는 전압을 측정하여 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 변속게이트(10)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 변속게이트(10)는 크게, 자동변속경로(12)와, 수동변속경로를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 변속게이트(10)의 구조를 구체적으로 살펴보면, P,R,N,D단으로 이루어진 경로가 형성된 자동변속경로(12); 상기 자동변속경로(12)와 이어지도록 형성되며, 복수의 셀렉트 지점이 형성되고, 상기 셀렉트 지점의 양 단부에 서로 다른 변속단의 시프트 경로가 형성된 수동변속경로;를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 변속게이트(10)의 일측부에 P단, R단, N단, D단 지점이 순차적으로 이어지는 자동변속경로(12)가 형성되며, 상기 변속게이트(10)의 타측부에는 다수의 셀렉트 지점에서 상단 및 하단으로 시프트 지점이 형성된 수동변속경로가 형성되고, 상기 자동변속경로(12)와 수동변속경로는 이어지게 됨으로써, 변속레버(20)를 자동변속경로(12) 및 수동변속경로로 가이드하게 된다.
이때, 상기 자동변속경로(12)의 D단 지점은 수동변속경로의 셀렉트 지점과 이어지게 되는바, 자동변속모드의 D단 주행 중, 수동변속모드의 셀렉트 지점, 즉 N단으로 진입되어 수동변속이 가능하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 수동변속기와 자동변속기의 변속게이트(10) 특성을 융합하여 자동변속 기능은 물론, 수동변속의 특성을 모두 반영할 수 있게 된다.
즉, 수동변속모드에서 기존 자동변속기 차량의 수동변속방법과 달리 수동변속기를 운전하는 듯이 차별화된 수동변속감의 구현이 가능하며, 특히 GSI(GSI : Gear Shift Indicator)에 대한 변속이 직관적이어서, 운전자가 원하는 변속단으로 기어를 바로 변속할 수 있는바, 수동변속에 따른 응답성이 향상되며, 또한 수동변속경로 상의 셀렉트 지점에서 시동이 가능하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 변속게이트(10)의 구조에서 변속레버(20)의 위치를 홀센서 원리를 이용하여 감지하도록 구성된다.
도 3은 본 발명에 의한 변속게이트(10)에서의 변속레버(20) 감지시스템에서 변속레버(20)의 셀렉트 위치를 감지하는 원리 및 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 변속레버(20) 감지시스템에서 시프트 위치를 감지하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 변속레버(20); 상기 변속레버(20)의 경로를 가이드하며 복수의 셀렉트 지점이 형성된 변속게이트(10); 상기 변속레버(20)에 마련된 자기센서(30); 및 상기 변속게이트(10)의 셀렉트 지점마다 마련되며 각각의 셀렉트 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 자기센서(30)와의 간격(L1~L5)이 상호 달라지도록 배치된 복수의 영구자석(40);을 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 기술에 대해 부연하면, 변속게이트(10)는 도 2에 도시된 변속게이트(10)의 구조로서, 전술한 바와 같이 수동변속경로 및 자동변속경로(12)를 포함하여 구성되며, 변속레버(20)의 경로를 가이드하는 구조로 형성된다. 특히, 상기 수동변속경로에는 복수의 셀렉트 지점이 각각 형성되며, 상기 각 셀렉트 지점은 그 상단부와 하단부에 시프트 경로가 각각 연장 형성되고, 상기 각 시프트 경로는 상호 다른 변속단을 이루는 구조로 마련된다.
상기 자기센서(30)는 바람직하게는 홀센서IC일 수 있으며, 상기 변속레버(20)의 하부측에 고정되고, 상기 변속레버(20)의 조작에 따라 후술하는 영구자석(40)의 상부 위치에서 평행하게 이동될 수 있다.
여기서, 상기 자기센서(30)는 셀렉트 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 상기 셀렉트 지점을 중심으로 일단부의 시프트 경로 및 타단부의 시프트 경로 상에 각각 한 개씩 두 개가 마련된다.
특히, 상기 자기센서(30)는, 셀렉트 지점에 위치한 변속레버(20)가 시프트 경로 상의 끝지점에 위치되었을 때 상기 자기센서(30) 중 안쪽에 위치하게 되는 자기센서(30)가 영구자석(40)과 마주하게 배치되면서 바깥쪽에 위치하게 되는 자기센서(30)가 영구자석(40)을 벗어난 위치에 배치될 수 있다.
즉, 상기 자기센서(30)는 제1센서(30a)와 제2센서(30b)를 포함하여 구성될 수 있으며, 변속레버(20)의 시프트 이동시 제1센서(30a)가 영구자석(40)과 마주하면, 제2센서(30b)는 해당 영구자석(40)으로부터 벗어난 위치, 즉 시프트 경로 상에서 스트로크 일단부 끝지점에 위치하게 되며, 또한 제2센서(30b)가 영구자석(40)과 마주하면, 제1센서(30a)는 해당 영구자석(40)으로부터 벗어난 위치, 즉 시프트 경로 상에서 스트로크 타단부 끝지점에 위치하게 된다. 따라서, 변속레버(20)가 시프트되는 경로 상에서 두 개의 자기센서(30)에서 측정되는 전압값의 차이에 따라 변속레버(20)의 스트로크 위치를 정밀하게 측정하게 된다.
상기 영구자석(40)은, N극과 S극을 갖으며, 상기 변속게이트(10)의 셀렉트 지점마다 마련될 수 있다. 이때, 상기 영구자석(40)은 각각의 셀렉트 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 자기센서(30)와의 간격(L1~L5)이 상호 달라지도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 영구자석(40)은, 상기 셀렉트 지점을 중심으로 일단부의 시프트 경로 및 타단부의 시프트 경로 상에 마련되며, 일단부 및 타단부에 마련된 영구자석(40)은 상기 자기센서(30)와 마주하는 극성이 상호 다른 극성으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 수동변속경로의 1,3,5,7단 시프트 경로 상에 설치된 영구자석(40)은 자기센서(30)와 마주하는 극성이 N극일 수 있으며, 반대로 2,4,6단 시프트 경로 상에 설치된 영구자석(40)은 자기센서(30)와 마주하는 극성이 S극일 수 있다.
또한, 상기 자동변속경로(12) 상에 형성된 D단 지점에 영구자석(40)이 더 마련되어 구성될 수 있다. 이때, 상기 D단 지점에 마련된 영구자석(40)은 상기 D단 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 자기센서(30)와의 간격이 셀렉트 지점에 마련된 영구자석(40)들과 자기센서(30)가 이루는 간격과 달라지도록 배치될 수 있다. 따라서, 자동변속경로(12)와 수동변속경로 사이에서 움직이는 변속레버(20)의 위치를 감지하게 된다.
바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 자동변속경로(12) 상에 마련된 영구자석(40)과 수동변속경로 상에 마련된 영구자석(40)은 자기센서(30)와의 간격(L1~L5)이 점차 넓어지게 형성되거나 또는 점차 좁아지게 형성될 수 있을 것이다.
이에 따라, 변속레버(20)에 설치된 자기센서(30)가 변속게이트(10)의 경로를 따라 움직이는 경우, 각 셀렉트 지점에서의 영구자석(40)들은 자기센서(30)와의 간격(L1~L5)이 상호 달라지게 됨으로써, 각 셀렉트 지점별로 자기센서(30)에서 감지되는 자기장의 세기가 달라지게 되는바, 자기센서(30)에서 출력되는 출력전압의 크기 역시 각 셀렉트 지점별로 달라지게 된다. 따라서, 출력전압의 변화값을 감지하여 변속레버(20)의 셀렉트 위치를 감지하게 된다.
더불어, 상기 영구자석(40)들이 각 셀렉트 지점 양 단부에 형성된 시프트 경로 상에 각각 마련되며, 양 단부에 마련된 영구자석(40)의 극성은 서로 상반된 극성으로 감지된다. 따라서, 자기센서(30)에서 감지되는 극성에 따라 자기장의 방향이 바뀌게 됨으로써, 자기센서(30)에서 감지되는 출력전압의 사인파곡선 방향이 바뀌게 되는바, 이를 통해 변속레버(20)의 시프트 위치를 감지하게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 변속레버(20) 감지시스템에서 영구자석(40)과 자기센서(30)와의 간격(L1~L5) 차이에 따라 자기센서(30)에서 출력되는 전압을 측정하여 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 변속레버(20)를 변속게이트(10) 상에서 변속 조작시, 셀렉팅 지점별로 자기센서(30)와 영구자석(40) 간의 간격(L1~L5)이 상호 다르게 형성되어 있는데, 그 간격(L1~L5)이 작을수록 자기센서(30)에서 측정되는 출력전압값은 높게 나타나고, 반대로 그 간격(L1~L5)이 넓을수록 자기센서(30)에서 측정되는 출력전압값은 낮게 나타나게 된다. 따라서, 이같은 출력전압값의 변화에 따라 변속레버(20)가 어느 셀렉팅 지점에 위치해 있는지를 판단하게 된다.
또한, 각 셀렉팅 지점에서 상단부 및 하단부로 연장된 시프트 지점에 각각 N극 및 S극이 감지되도록 영구자석(40)이 마련됨으로써, 자기센서(30)가 영구자석(40)의 N극과 가까워질수록 상향되는 사인파 곡선을 그리며, 자기센서(30)가 영구자석(40)의 S극과 가까워질수록 하향되는 사인파 곡선을 그리게 된다. 따라서, 이같은 자기장 방향의 변화에 따라 변속레버(20)가 해당 셀렉팅 지점에서 어느 변속단으로 시프트되는지를 판단하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 변속게이트 12 : 자동변속경로
14 : 수동변속경로 20 : 변속레버
30 : 자기센서 40 : 영구자석

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 변속레버(20);
    상기 변속레버(20)의 경로를 가이드하며, P,R,N,D단을 이루는 경로가 형성된 자동변속경로(12);와 상기 자동변속경로(12)와 이어지도록 형성되며, 복수의 셀렉트 지점이 형성되고, 상기 셀렉트 지점의 양 단부에 상호 다른 변속단의 시프트 경로가 형성된 수동변속경로;를 포함하는 변속게이트(10);
    상기 변속레버(20)에 마련된 자기센서(30); 및
    상기 변속게이트(10)의 셀렉트 지점마다 마련되며 각각의 셀렉트 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 자기센서(30)와의 간격이 상호 달라지도록 배치된 복수의 영구자석(40);을 포함하는 변속레버 감지시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 변속게이트(10)는 상기 자동변속경로(12)의 D단 지점과 수동변속경로의 셀렉트 지점이 이어지게 형성된 것을 특징으로 하는 변속레버 감지시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 D단 지점에 마련된 영구자석(40);을 더 포함하여 구성되며,
    상기 영구자석(40)은 상기 D단 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 자기센서(30)와의 간격이 셀렉트 지점에 마련된 영구자석(40)이 이루는 간격과 달라지도록 배치된 것을 특징으로 하는 변속레버 감지시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 자기센서(30)는, 셀렉트 지점에 변속레버(20)가 위치되었을 때 상기 셀렉트 지점을 중심으로 일단부의 시프트 경로 및 타단부의 시프트 경로 상에 각각 마련된 것을 특징으로 하는 변속레버 감지시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 자기센서(30)는, 셀렉트 지점에 위치한 변속레버(20)가 시프트 경로 상의 끝지점에 위치되었을 때 상기 자기센서(30) 중 안쪽에 위치하게 되는 자기센서(30)가 영구자석(40)과 마주하게 배치되면서 바깥쪽에 위치하게 되는 자기센서(30)가 영구자석(40)을 벗어난 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속레버 감지시스템.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 자기센서(30)는 홀센서IC인 것을 특징으로 하는 변속레버 감지시스템.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 영구자석(40)은,
    상기 셀렉트 지점을 중심으로 일단부의 시프트 경로 및 타단부의 시프트 경로 상에 마련되며;
    일단부 및 타단부에 마련된 영구자석(40)은 상기 자기센서(30)와 마주하는 극성이 상호 다른 극성으로 배치되는 것을 특징으로 하는 변속레버 감지시스템.
KR1020120156299A 2012-12-28 2012-12-28 변속게이트 및 이 변속게이트에서의 변속레버 감지시스템 KR101393749B1 (ko)

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