KR101419709B1 - 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리 - Google Patents

자동 변속기의 변속 레버 어셈블리 Download PDF

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오준규
박종원
이중희
백상훈
도진영
정성윤
장자순
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 제1 측면에 따르면, 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서, 내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징; 스틱 형태로서 상기 하우징을 관통하여 배치되되 상기 변속 라인을 따라 이동할 수 있도록 배치되는 변속 레버; 상기 변속 레버의 하단부에 배치되는 발광 수단; 상기 하우징의 내측 하부에서 상기 변속 레버의 하단부에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 복수개의 광센서; 및 복수개의 상기 광센서 중, 신호를 출력하는 상기 광센서에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리를 제공한다.
본 발명은, 자동 변속기의 조작 상태를 광센서에 의해 감지할 수 있도록 하여 변속 레버와 자동 변속기를 연결에 필요한 구성 요소의 개수가 감소될 수 있다.

Description

자동 변속기의 변속 레버 어셈블리{Shift lever assembly in automatic transmission}
본 발명은 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 레버의 조작이 광센서에 의해 감지되는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리에 관한 것이다.
자동차에서 엔진의 동력은 자동 변속기를 거쳐 출력되며, 이후 자동 변속기에 연결된 드라이브샤프트를 매개로 휠에 전달되도록 구성되어 있다.
여기서, 차량의 자동 변속기는 자동식 자동 변속기 또는 수동식 자동 변속기일 수 있다. 자동차의 자동 변속기는 일반적으로 운전자의 손이 미치는 영역에 배치된 변속 레버에 의해 시프트되거나 또는 제어된다.
여기서, 차량의 자동 변속기의 변속 레버는 스틱 형태이다. 변속 레버(120)의 일단은 운전자가 파지하고, 타단으로는 자동 변속기와 연결되는 케이블 등이 연결된다.
여기서, 변속 레버의 조작을 자동 변속기로 전달하기 위해서는 케이블과 링크 등 다양한 구성 요소를 필요로 하였다.
구성 요소의 증가는 차량 무게의 증가와 차량의 원가 상승의 원인을 제공하였다. 또한, 구성 요소의 증가는 차량 정비 시 관리에 필요한 수고가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자동 변속기의 조작 상태를 광센서에 의해 감지할 수 있도록 하여 변속 레버와 자동 변속기를 연결에 필요한 구성 요소의 개수가 감소되도록 하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1 측면에 따르면, 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서, 내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징; 스틱 형태로서 상기 하우징을 관통하여 배치되되 상기 변속 라인을 따라 이동할 수 있도록 배치되는 변속 레버; 상기 변속 레버의 하단부에 배치되는 발광 수단; 상기 하우징의 내측 하부에서 상기 변속 레버의 하단부에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 광센서; 및 상기 광센서에서 출력되는 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리를 제공한다.
상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 광센서는 복수의 단위 수광셀이 4x4 매트릭스 형태로 배치되는 포토 다이오드 어레이(PD array)일 수 있다.
상기 광센서의 열(column)은 상기 변속 라인에 대응할 수 있다.
상기 포토 다이오드 어레이는, 3열의 단위 수광셀 중, 1,2,3 및 4행의 단위 수광셀은 상기 변속 라인의 주행 패턴(P, R, N, D)에 각각 대응하고, 1열 1행과 2행의 단위 수광셀은 상기 변속 라인의 업에 대응하며, 1열 3행과 4행의 단위 수광셀은 상기 변속 라인의 다운에 대응할 수 있다.
상기 변속 레버의 하단부 일측으로 배치되는 보조 발광 수단과, 상기 하우징의 내측면에서 상기 보조 발광 수단에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 보조 광센서을 더 포함할 수 있다.
상기 보조 광센서는 상기 광센서과 동일한 포토 다이오드 어레이(PD array)일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 광센서와 상기 보조 광센서 중 어느 하나에서 신호가 출력되면 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 광센서와 상기 보조 광센서에서 동시에 서로 다른 신호가 출력되면, 상기 광센서의 신호에 대응하여 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제2측면에 따르면, 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서, 내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징; 스틱 형태로서 상기 하우징을 관통하여 배치되되 상기 변속 라인을 따라 이동할 수 있도록 배치되는 변속 레버; 상기 하우징의 내측 하부에서 상기 변속 레버의 하단부에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 각각 광을 출력하는 복수개의 발광 수단; 상기 변속 레버의 하단부에 배치되고 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 대응하는 신호를 출력하는 광센서; 및 상기 광센서의 출력 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리를 제공한다.
상기 복수개의 발광 수단은 각각 다른 파장의 광을 출력할 수 있다.
상기 복수개의 발광 수단은 서로 다른 출력주기로서 광을 출력할 수 있다.
상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제3측면에 따르면, 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서, 내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징; 상기 하우징 상에 운전자에 의해 회전 조작될 수 있도록 배치되는 변속 노브; 상기 변속 노브의 하단부에 배치되는 발광 수단; 상기 하우징의 내측 하부에 상기 발광 수단에 대응할 수 있도록 배치되고 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 광센서; 및 상기 광센서에서 출력하는 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리를 제공한다.
상기 발광 수단은 상기 변속 노브의 중심축에 대하여 편심되게 배치될 수 있다.
상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 광센서는 복수의 단위 수광셀이 4x4 매트릭스 형태로 배치되는 포토 다이오드 어레이(PD array)일 수 있다.
상기 발광 수단의 이동 경로에 대응하는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 조작에 대응하여 수광 신호를 출력할 수 있다.
상기 포토 다이오드 어레이에 포함되는 복수의 단위 수광셀 중, 1행 3열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 파킹(P) 조작에 대응하고, 2행과 3행의 1열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 후진(R)에 대응하며, 4행의 2열과 3열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 중립(N)에 대응하고, 2행과 3행의 4열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 주행(D)에 대응할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제4측면에 따르면, 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서, 내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징; 상기 하우징 상에 운전자에 의해 회전 조작될 수 있도록 배치되는 변속 노브; 상기 변속 레버의 하단부에 배치되고 인가받은 광에 대응하는 신호를 출력하는 광센서; 상기 하우징의 내측 하부에 상기 광센서에 대응할 수 있도록 일정 간격으로 배치되고 상기 광센서에 대하여 광을 출력하는 복수개의 발광 수단; 및 복수개의 상기 광센서 중, 신호를 출력하는 상기 광센서에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리를 제공한다.
상기 광센서는 상기 변속 노브의 중심축에 대하여 편심되게 배치될 수 있다.
상기 복수개의 광센서는 상기 변속 노브의 외주면에 대응하여 배치될 수 있다.
상기 복수개의 발광 수단은 각각 다른 파장의 광을 출력할 수 있다.
상기 복수개의 발광 수단은 서로 다른 출력주기로서 광을 출력할 수 있다.
상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 자동 변속기의 조작 상태를 광센서에 의해 감지할 수 있도록 하여 변속 레버와 자동 변속기를 연결에 필요한 구성 요소의 개수가 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 일 예의 외형을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광센서 및 제어부의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1에 도시된 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광센서 및 제어부의 배치 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광 센서 및 제어부의 배치 상태를 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 일 예의 외형을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광센서 및 제어부의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 5에 도시된 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 6에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광 센서 및 제어부의 배치 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 일 예의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광 센서 및 제어부의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리(100)는 하우징(110), 변속 레버(120), 발광 수단(130), 광센서(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
하우징(110)은 내부에 소정의 공간을 제공한다. 하우징(110) 내부의 공간상에는 후술하는 구성 요소들이 배치된다. 하우징(110)의 형태는 도면에 도시된 형태 이외에도 운전자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
하우징(110)의 외주면 상부로는 소정의 변속 라인(112)이 표시된다. 도면에서는, 자동 변속기의 변속 라인(112)이 도시되어 있다. 변속 라인(112)은 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
변속 레버(120)는 스틱 형태로서, 운전자의 조작에 의해 변속 라인(112)을 따라 이동할 수 있다. 운전자가 변속 레버(120)를 조작하면, 후술하는 구성요소들은 조작 상태를 파악하여, 차량의 자동 변속기의 변속 상태에 대한 설정이 변화되도록 한다.
발광 수단(130)은 변속 레버(120)의 하단부에 배치되어, 소정의 광을 발광한다. 발광 수단(130)은 LED(Light emitting diode) 또는 LD(laser diode) 등 운전자의 필요에 따라 다양한 조명기구가 사용될 수 있다. 또한, 후술하는 광센서(140)에 의한 광검출이 용이하도록, 발광 수단(130)은 발광되는 광이 확산되지 않고 일정한 광속으로 즉, 후술하는 광센서(140)에 포함되는 단일의 단위 수광셀에만 광이 조사될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 발광 수단(130)은 소정의 집속 렌즈를 포함할 수 있다.
광센서(140)는 발광 수단(130)에서 발광된 빛을 수광하고, 수광된 빛에 대응하는 소정의 신호를 출력하여 후술하는 제어부(150)로 입력한다.
광센서(140)는 복수의 단위 수광셀이 매트릭스 형태로 배치된 포토 다이오드 어레이(Photo Diode array; PDA)일 수 있다. 본 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이, 광센서(140)는 4x4 매트릭스 형태일 수 있다. 여기서, 사용자의 필요에 따라 광센서(140)의 형태는 변경될 수 있다. 포토 다이오드 어레이(PD array)는 이 분야에서는 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
광센서(140)는 하우징(110)의 내측 하부에 배치된다. 그리고, 광센서(140)가 포함하는 단위 수광셀 중, 변속 레버(120)의 조작에 대응하는 위치에 배치된 단위 수광셀은 광을 수광한 후, 소정의 수광 신호를 출력한다.
이에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1에 도시된 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도면에서, 4x4로 배치된 사각형은 광센서(140)가 포함하는 단위 수광셀을 나타내고, 원은 발광 수단에서 발광된 광을 나타낸다.
이미 설명한 바와 같이, 광센서(140)는 복수의 단위 수광셀이 4x4 매트릭스 형태로 배열된 형태이고, 매트릭스를 구성하는 열(column)은 변속 라인(112)에 대응한다. 즉, 광센서(140)가 포함하는 제1 내지 제4열(c1, c2, c3, c4) 중, 소정의 열이 변속라인에 대응할 수 있다. 본 실시예에서, 광센서(140)의 제1열(c1)과 제3열(c3)이 변속 라인(112)에 대응하는 것으로 상정하여 설명하고 있으나, 광센서(140)의 제2열(c2)과 제4열(c4)이 변속 라인(112)에 대응하도록 설정할 수 있다. 또한, 광센서(1400의 다른 열이 변속 라인(112)에 대응하도록 설정될 수 있다.
여기서, 광센서(140)의 제3열(c3)의 1,2,3 및 4행(r1, r2, r3, r4)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(112)의 주행 패턴(P, R, N, D)에 각각 대응한다. 따라서, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 운전자가 변속 레버(120)를 P, R, N, D 로 차례대로 조작하면, 변속 레버(120)의 발광 수단(130)에서 발광된 광이 광센서(140)의 제3열(c3)의 1,2,3 및 4행(r1, r2, r3, r4)의 단위 수광셀에 수광된 후, 수광 신호가 출력되어, 제어부(150)로 입력된다.
그리고, 광센서(140)의 제1열(c1)의 1행과 2행(r1, r2)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(112)의 업(+)에 대응하고, 제1열(c1)의 3행과 4행(r3, r4)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(112)의 다운(-)에 대응한다. 따라서, 도 3e와 도 3f에 도시된 바와 같이, 운전자가 변속 레버(112)를 업(+) 조작하거나, 다운(-) 조작하면, 제1열(c1)의 1,2,3 및 4행(r1, r2, r3, r4)의 단위 수광셀에서 대응하는 신호가 출력되어 제어부(150)로 입력된다.
제어부(150)는 광센서(140)에서 출력되는 신호를 입력받아, 운전자의 변속 레버(120) 조작 상태를 감지하고, 이에 대응하는 변속기 제어 신호를 출력한다. 즉, 제어부(150)는 변속 레버(120)가 P 로 설정되면, 변속 레버(120)의 하단부는 소정의 위치를 향하고 이에 대응하는 위치에 배치된 3열(c3) 1행(r1)의 단위 수광셀은 광 검출 신호를 출력한다.
제어부(150)에서 출력되는 변속기 제어 신호는 미도시된 자동 변속기로 입력된다. 현재 상태는 P로 설정되었으므로, 변속기는 파킹(parking)설정된다.
그리고, 변속 레버(120)가 R, N 또는 D로 설정되면, 3열(c3) 2, 3 또는 4 행(r2, r3, r4)의 단위 수광셀에서 광 검출 신호가 출력되고, 제어부(150)는 후진, 중립 또는 주행에 대한 변속기 제어 신호를 출력한다.
한편, 변속 레버(120)가 +와 - 사이에 위치된 후, 업(+) 조작되면, 광센서(140)의 1열(c1) 1행(r1)과 2행(r2)의 단위 수광셀에서 광 검출 신호가 출력된다. 또한, 다운(-) 조작되면, 광센서(140)의 1열(c1) 3행과 4행(r3, r4)의 단위 수광셀에서 광 검출 신호가 출력된다.
제어부(150)는 광센서(140)에서 출력되는 광 검출 신호에 대응하여 변속기의 기어 단수 증가 또는 감속 신호를 출력한다.
자동 변속기(미도시)는 제어부(150)의 변속 신호에 따라 엔진에서 출력되는 회전력을 소정의 회전수로 변환하여 차량 바퀴로 전달한다. 자동 변속기의 구성과 동작은 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 변속 레버 어셈블리의 조립 과정 또는 차량의 주행 중 발생되는 진동에 의해 광센서가 정규 위치에서 벗어날 수 있다.
이를 위해, 발광 수단과 광센서가 복수로 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광센서 및 제어부의 배치 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 변속 레버(120)의 하단부 측면으로는 보조 발광 수단(132)이 배치되고, 하우징(110) 내측면의 보조 발광 수단(132)에 대응하는 위치에 보조 광센서(142)이 배치될 수 있다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
보조 발광 수단(132)은 발광 수단(130)과 동일한 형태의 포토 다이오드 어레이로서, 그 작용은 광센서(140)의 작용과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제어부(150)는 광센서(140)과 보조 광센서(142) 중, 어느 한곳에서만 신호가 출력되어도 변속 제어 신호를 출력한다. 또한, 광센서(140)과 보조 광센서(142)에서 서로 다른 신호가 출력되는 경우에는, 광센서(140)의 신호를 우선으로 하여 변속 제어 신호를 출력한다.
도 5는 도 1에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광 센서 및 제어부의 배치 상태를 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 변속 레버(120)의 하단부에는 광센서(240)가 배치되고, 하우징(110)의 내측 하부에 변속 레버(120)의 이동 방향에 따라 광센서(240)에 대응하는 위치에 발광 수단(230)이 배치된다. 여기서, 발광 수단(230)은 제1 내지 제6 단위 발광 수단(230a, 230b, 230c, 230d, 230e, 230f)을 포함한다. 제1 내지 제6 단위 발광 수단((230a, 230b, 230c, 230d, 230e, 230f)은 변속 라인(112)에 표시되어 있는 변속 설정 상태(P, N, R, D, +, -)에 각각 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제6 단위 발광 수단(230a, 230b, 230c, 230d, 230e, 230f)은 각각 다른 파장의 광을 발광하도록 구성될 수 있다. 이는 광센서(240)에서 광 수신 후, 신호 출력 시 검출된 발광 수단의 구분을 위함이다. 따라서, 광센서(240)는 다른 파장의 광을 검출하였을 때 파장에 대응하는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 이때, 제어부(150)는 광센서(240)에서 출력되는 신호에 따라 소정의 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 제1 내지 제6 단위 발광 수단(230a, 230b, 230c, 230d, 230e, 230f) 각각은 서로 다른 발광 주기를 가질 수 있다. 광센서(240)는 광 검출 시 발광 주기에 대응하는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 이때, 제어부(250)는 광센서(240)의 신호에 따라 소정의 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 일 예의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광센서 및 제어부의 배치 상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리(300)는 하우징(310), 변속 노브(320), 발광 수단(330), 광센서(340), 제어부(350)를 포함한다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
하우징(310)의 상부 외주면에는 변속 라인(312)이 표시된다. 변속 라인(312)은 후술하는 변속 노브(320)의 외주면의 곡률과 동일한 곡률을 갖는 원호 형태일 수 있지만, 직선 형태일 수도 있다. 여기서, 변속 라인(312) 상에는 주행 패턴(P, R, N, D)이 표시된다. 업(+)과 다운(-)은 차량의 스티어링 휠(미도시)에 별도로 표시되고, 별도의 레버에 의해 조작되므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
변속 노브(320)는 소정의 직경과 높이로서 제작되고, 중심축을 기준으로 회전될 수 있다. 따라서, 변속 노브(320)는 운전자의 조작에 따라 회전하며 운전자가 원하는 변속기의 변속이 설정되도록 한다.
발광 수단(330)은 변속 노브(320)의 하단에 배치된다. 이때, 발광 수단(330)은 변속 노브(320)의 중심축과 편심되게 배치된다. 따라서, 운전자가 변속 노브(320)를 회전 조작하면 발광 수단(330)도 변속 노브(320)와 함께 연동한다.
변속 노브(320)의 회전에 의해 발광 수단(330)의 위치가 변화되면, 광센서(340)에 4x4로 배치되어 있는 단위 수광셀 중, 소정의 단위 수광셀에서 신호가 출력된다. 출력된 신호는 제어부(350)로 입력되고, 제어부(350)는 입력된 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력한다.
도 8a 내지 도 8d는 도 5에 도시된 광센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
광센서(340)은 복수의 단위 수광셀이 4x4 매트릭스 형태로 배열된 형태이다.
광센서(340)이 포함하는 복수의 단위 수광셀 중, 변속 노브(320)의 회전에 따라 발광 수단(330)의 이동 경로에 대응하는 복수의 단위 수광셀은 광의 수광가 수광 신호를 출력하여 제어부(350)로 입력한다.
도 8a를 참조하면, 광센서(340)의 제3열(c3)의 제1행(r1)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(312)의 주행 패턴(P, R, N, D) 중, 파킹(P) 조작에 대응하여 수광 신호를 출력한다.
도 8b를 참조하면, 광센서(340)의 제1열(c1)의 제1행과 제2행(r1, r2)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(312)의 주행 패턴(P, R, N, D) 중, 후진(R) 조작에 대응하여 수광 신호를 출력한다.
도 8c를 참조하면, 광센서(340)의 제2열과 제3열(c2, c3)의 제4행(r4)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(312)의 주행 패턴(P, R, N, D) 중, 중립(N) 조작에 대응하여 수광 신호를 출력한다.
또한, 도 8d를 참조하면, 광센서(340)의 제4열(c4)의 제2행과 제3행(r2, r3)에 배치된 단위 수광셀은 변속 라인(312)의 주행 패턴(P, R, N, D) 중, 주행(D)조작에 대응하여 수광 신호를 출력한다.
변속 노브(320)는 회전 운동하므로, 광센서(340)이 포함하는 복수위 단위 수광셀 중, 변속 노브(320)의 회전에 따라 발광 수단(330)의 위치에 대응하는 단위 수광셀에서 수광 신호가 출력되도록 한다면, 상기에 기재된 단위 수광셀이 아닌 다른 단위 수광셀에서 수광 신호가 출력될 수 있다.
따라서, 운전자가 변속 노브(320)를 회전시켜 P, R, N, D 로 차례대로 조작하면, 변속 노브(320)가 회전하면서 발광 수단(330)에서 발광된 광이 광센서(340)에 수광된 후 소정의 신호가 출력되어, 제어부(350)로 입력된다.
도 9는 도 6에 도시된 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리의 발광 수단, 광 센서 및 제어부의 배치 상태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 측면에 따른 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리(300 하우징(310), 변속 노브(320), 발광 수단(430), 광센서(440) 및 제어부(450)를 포함한다.
변속 노브(320)의 하단부에는 광센서(440)가 배치된다. 광센서(440)는 후술하는 발광 수단(430)에서 발광되는 광을 검출하고, 대응하는 신호를 출력한다.
광센서(440)는 변속 노브(320)의 중심축과 편심되게 배치된다. 따라서, 운전자가 변속 노브(320)의 회전 조작하면 광센서(440)도 변속 노브(320)와 함께 연동한다.
발광 수단(430)은 하우징(310)의 내측 저면에 광센서(440)의 회전에 대응할 수 있도록 복수개로 배치된다. 발광 수단(430)은 제1 내지 제6 단위 발광 수단(430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f)을 포함한다.
광센서(440)는 변속 노브(320)의 회전에 연동하므로, 제1 내지 제6 단위 발광 수단(430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f)은 변속 노브(320)의 외주면의 곡률에 대응하는 곡선을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 제1 내지 제6 단위 발광 수단(430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f)은 광센서(440)의 직하방에 배치되는 것이 보다 바람직하다.
여기서, 제1 내지 제6 단위 발광 수단(430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f)은 각각 다른 파장의 광을 발광하도록 구성될 수 있다. 이는 광센서(440)에서 광 수신 후, 신호 출력 시 검출된 발광 수단의 구분을 위함이다. 따라서, 광센서(440)는 광을 검출하였을 때 검출된 광의 파장에 대응하는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 이때, 제어부(450)는 광센서(440)의 신호에 따라 소정의 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한, 제1 내지 제6 단위 발광 수단(430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f) 각각은 서로 다른 발광 주기를 가질 수 있다. 광센서(440)은 광 검출 시 발광 주기에 대응하는 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 이때, 제어부(450)는 광센서(440)의 신호에 따라 소정의 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
변속 노브(320)의 회전에 의해 광센서(440)의 위치가 변화되면, 광센서(440)는 제1 내지 제6 단위 발광수단(430a, 430b, 430c, 430d, 430e, 430f) 중, 어느 하나의 단위 발광 수단에서 출력되는 광을 검출하여 검출된 신호에 대응하는 신호를 출력한다. 출력된 신호는 제어부(450)로 입력되고, 제어부(450)는 입력된 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력한다.
상기와 같은 본 발명은 자동 변속기에 적용할 수 있지만, 이 분야의 기술자라면 수동 변속기의 변속 레버에도 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명은, 자동 변속기의 조작 상태를 광센서에 의해 감지할 수 있도록 하여 변속 레버와 자동 변속기를 연결에 필요한 구성 요소의 개수가 감소될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 300: 변속 레버 어셈블리
110, 310: 하우징
120, 320: 변속 레버
130, 230, 330, 430: 발광 수단
140, 240, 340, 440: 광센서
150, 350: 제어부

Claims (25)

  1. 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서,
    내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징;
    스틱 형태로서 상기 하우징을 관통하여 배치되되 상기 변속 라인을 따라 이동할 수 있도록 배치되는 변속 레버;
    상기 변속 레버의 하단부에 배치되는 발광 수단;
    상기 하우징의 내측 하부에서 상기 변속 레버의 하단부에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 광센서; 및
    상기 광센서에서 출력되는 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하고,
    상기 광센서는 복수의 단위 수광셀이 4x4 매트릭스 형태로 배치되는 포토 다이오드 어레이(PD array)인 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광센서의 열(column)은 상기 변속 라인에 대응하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포토 다이오드 어레이는,
    3열의 단위 수광셀 중, 1,2,3 및 4행의 단위 수광셀은 상기 변속 라인의 주행 패턴(P, R, N, D)에 각각 대응하여 수광 신호를 출력하고,
    1열 1행과 2행의 단위 수광셀은 상기 변속 라인의 업에 대응하여 수광 신호를 출력하며,
    1열 3행과 4행의 단위 수광셀은 상기 변속 라인의 다운에 대응하여 수광 신호를 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변속 레버의 하단부 일측으로 배치되는 보조 발광 수단과,
    상기 하우징의 내측면에서 상기 보조 발광 수단에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 보조 광센서을 더 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보조 광센서는
    상기 광센서과 동일한 포토 다이오드 어레이(PD array)인 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광센서와 상기 보조 광센서 중 어느 하나에서 신호가 출력되면 변속 제어 신호를 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광센서와 상기 보조 광센서에서 동시에 서로 다른 신호가 출력되면, 상기 광센서의 신호에 대응하여 변속 제어 신호를 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  10. 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서,
    내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징;
    스틱 형태로서 상기 하우징을 관통하여 배치되되 상기 변속 라인을 따라 이동할 수 있도록 배치되는 변속 레버;
    상기 하우징의 내측 하부에서 상기 변속 레버의 하단부에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 각각 광을 출력하는 복수개의 발광 수단;
    상기 변속 레버의 하단부에 배치되고 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 대응하는 신호를 출력하는 광센서; 및
    상기 광센서의 출력 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 발광 수단은 각각 다른 파장의 광을 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 발광 수단은 서로 다른 출력주기로서 광을 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  14. 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서,
    내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징;
    상기 하우징 상에 운전자에 의해 회전 조작될 수 있도록 배치되는 변속 노브;
    상기 변속 노브의 하단부에 배치되는 발광 수단;
    상기 하우징의 내측 하부에 상기 발광 수단에 대응할 수 있도록 배치되고 상기 발광 수단에서 출력되는 광을 인가받아 해당하는 신호를 출력하는 광센서; 및
    상기 광센서에서 출력하는 신호에 대응하는 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발광 수단은 상기 변속 노브의 중심축에 대하여 편심되게 배치되는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 광센서는 복수의 단위 수광셀이 4x4 매트릭스 형태로 배치되는 포토 다이오드 어레이(PD array)인 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발광 수단의 이동 경로에 대응하는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 조작에 대응하여 수광 신호를 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 포토 다이오드 어레이에 포함되는 복수의 단위 수광셀 중,
    1행 3열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 파킹(P) 조작에 대응하고,
    2행과 3행의 1열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 후진(R)에 대응하며,
    4행의 2열과 3열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 중립(N)에 대응하고,
    2행과 3행의 4열에 배치되는 상기 단위 수광셀은 상기 변속 노브의 주행(D)에 대응하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  20. 차량 운전자에 의해 조작되고, 차량 엔진에서 출력되는 회전력이 운전자가 필요로 하는 회전수로 변환되어 전달될 수 있도록 하는 자동 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리로서,
    내부에 공간을 제공하고 외주면에는 변속 라인이 표시되는 하우징;
    상기 하우징 상에 운전자에 의해 회전 조작될 수 있도록 배치되는 변속 노브;
    상기 변속 레버의 하단부에 배치되고 인가받은 광에 대응하는 신호를 출력하는 광센서;
    상기 하우징의 내측 하부에 상기 광센서에 대응할 수 있도록 일정 간격으로 배치되고 상기 광센서에 대하여 광을 출력하는 복수개의 발광 수단; 및
    상기 광센서의 신호를 입력받고, 복수개의 상기 발광 수단 중, 상기 광센서에서 출력되는 신호에 대응하는 발광 수단의 변속 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 변속 노브의 중심축에 대하여 편심되게 배치되는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 복수개의 발광 수단은 상기 변속 노브의 외주면에 대응하여 배치되는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 복수개의 발광 수단은 각각 다른 파장의 광을 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 복수개의 발광 수단은 서로 다른 출력주기로서 광을 출력하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 발광 수단은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 포함하는 자동 변속기의 변속 레버 어셈블리.
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