KR101421957B1

KR101421957B1 - 오르간 타입 전자식 변속 레버

Info

Publication number: KR101421957B1
Application number: KR1020130092893A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2014-07-22
Also published as: US9360105B2; US20150040709A1; CN104455364B; CN104455364A

Abstract

본 발명은 전자식 변속 레버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 운전석 주위에 배치된 콘솔면에 형성되는 전자식 변속 레버에 있어서, 상기 콘솔면에 결합되며, 양단에 모터 회전축이 연결된 스텝 모터, 일단이 상기 모터 회전축에 각각 결합되어 모터 회전축을 기준으로 회전되는 한 쌍의 레버 암, 상기 레버 암의 타단에 각각 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 레버 핀, 상기 레버 핀에 의해 측면부가 레버 암과 회전 가능하게 연결되며, 후단에 자석부가 결합되어 있는 변속 레버, 상기 변속 레버의 일면에 형성되는 표시부 및 상기 콘솔면의 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 자석부의 위치를 감지하는 인식 센서를 포함하는 것을 특징으로 하여, 운전자가 변속 레버를 콘솔면과 경사각을 이루도록 전후로 이동시키면 차량의 변속단이 변경되는 오르간 타입 전자식 변속 레버에 관한 것이다.

Description

오르간 타입 전자식 변속 레버{Organ-type electronic shift lever}

본 발명은 차량의 콘솔면에 형성되는 전자식 변속 레버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레버 암에 의해 스텝 모터에 연결된 변속 레버가 콘솔면과 경사각을 이루면서 전후로 이동되면 차량의 변속단이 변경되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버에 관한 것이다.

일반적으로 변속기란 엔진의 동력을 자동차의 주행 상태에 알맞도록 회전력과 속도를 바꾸어 구동 바퀴에 전달하는 장치로 수동 변속기와 자동 변속기로 구분된다. 이러한 수동변속기와 자동변속기는 차량의 내부에서 운전자가 자신이 원하는 상태를 선택할 수 있는데 이러한 것이 바로 변속 레버이다.

수동변속기는 운전자가 변속 레버를 이용하여 자동차의 주행에 맞는 기어를 선택하면 케이블이나 로드 등을 통해 변속기에 전달되어 운전자가 원하는 주행을 할 수 있게 되고, 자동변속기는 운전자가 변속 레버를 움직임으로써 케이블을 통해 인히비터 스위치를 구동시켜 운전자가 원하는 움직임을 변속기에 전달하게 된다.

특히, 최근에는 기계식 변속 레버 대신 변속기와 변속 레버의 기계적 연결구조를 전기적으로 작동시키는 액츄에이터와 ECU를 이용하여 전자적으로 변속 제어를 이루는 전자식 변속 레버의 사용이 늘고 있다.

전자식 변속 레버는 기계식 변속 레버와 달리 기계적인 케이블 연결구조가 없고 운전자의 변속 의지를 전자적인 신호로 변환해 주는 위치 센서부를 구비해야 하지만 레버 조작력이나 조작감이 우수하며 그 조작이 간편하다는 장점이 있다.

그러나 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 전자식 변속 레버는 차량의 콘솔면(1) 위에 돌출되어 있는 변속 레버(2)를 앞뒤로 조작하는 방식으로 기계식 변속 레버의 조작 방식과 유사한 방식으로 조작되며 기계식 변속 레버에 대비한 전자식 변속 레버만의 큰 장점이 없다.

즉, 변속 레버(2)가 차량의 콘솔면(1) 위로 돌출되어 있어 차량의 안전사고시 운전자의 머리가 돌출되어 있는 변속 레버(2)에 부딪혀 큰 상해를 입을 수 있는 문제점이 있고, 차량 내부의 인테리어 측면에서도 미관상 좋지 않은 문제점이 있다.

또한, 종래의 전자식 변속 레버는 차지하는 공간이 커서 변속 레버 주위에 컵홀더 등의 수납공간이나 차량을 운행하는데 필요한 버튼 기능 등을 놓을 수 없는 문제가 있다.

나아가, 종래의 전자식 변속 레버는 변속단 표시부가 차량의 콘솔 위로 돌출되어 있는 변속 레버의 손잡이 부분에 수용되어야 하므로 변속단 표시부가 작게 형성될 수밖에 없고 이에 따라 변속단 표시부의 글씨가 작아 변속단 표시를 운전자가 인지하기 어려운 문제가 있다.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 전자식 변속 레버는 차량의 운전자가 변속단을 P단에서 R단, N단, D단으로 변경할 때 인체 공학상 운전자의 팔은 점점 아래로 향하게 되는데 전자식 변속 레버의 조작 높이는 거의 유사하여 운전자가 차량의 변속단을 변경시키는데 불편함이 따르는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 레버 암에 의해 스템 모터에 연결된 변속 레버가 콘솔면과 소정의 경사각을 이루면서 전후로 이동되고, 변속 레버 후단에 결합된 자석부의 위치를 인식 센서가 인식하여 차량의 변속단이 변경되도록 구성하여 차량의 안전사고시 운전자가 상해를 입을 위험성이 적고 변속 레버의 조작 높이와 운전자의 인체 조작 궤적을 일치시킨 오르간 타입 전자식 변속 레버를 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 운전석 주위에 배치된 콘솔면에 형성되는 전자식 변속 레버에 있어서, 상기 콘솔면에 결합되며, 양단에 모터 회전축이 연결된 스텝 모터, 일단이 상기 모터 회전축에 각각 결합되어 모터 회전축을 기준으로 회전되는 한 쌍의 레버 암, 상기 레버 암의 타단에 각각 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 레버 핀, 상기 레버 핀에 의해 측면부가 레버 암과 회전 가능하게 연결되며, 후단에 자석부가 결합되어 있는 변속 레버, 상기 변속 레버의 일면에 형성되는 표시부 및 상기 콘솔면의 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 자석부의 위치를 감지하는 인식 센서를 포함하여, 상기 변속 레버가 콘솔면과 경사각을 이루면서 전후로 이동되면 차량의 변속단이 변경되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각은, 차량의 변속단이 P단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 P단 경사각, 차량의 변속단이 R단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 R단 경사각, 차량의 변속단이 N단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 N단 경사각 및 차량의 변속단이 D단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 D단 경사각을 포함하며, 상기 P단 경사각 보다 R단 경사각은 상대적으로 작게 형성되고, 상기 R단 경사각 보다 N단 경사각은 상대적으로 작게 형성되고, 상기 N단 경사각 보다 D단 경사각은 상대적으로 작게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 차량의 시동이 걸리면 상기 스텝 모터에 연결된 모터 회전축의 회전에 의해 상기 변속 레버는 콘솔면과 P단 경사각을 이루면서 전방으로 이동되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버는, 상기 변속 레버가 미리 정해진 길이만큼 후방으로 이동되어 콘솔면과 평행하게 배치되는 시동 오프단 경사각을 더 포함하며, 상기 변속 레버가 미리 정해진 시간 동안 콘솔면과 시동 오프단 경사각을 유지하면 차량의 시동이 꺼지는 것이 좋다.

또한, 상기 변속 레버가 콘솔면과 P단 경사각 또는 N단 경사각을 이룬 상태에서 시동 오프단 경사각으로 변경되어 미리 정해진 시간 동안 유지되는 경우 차량의 시동이 꺼지고, 상기 변속 레버가 콘솔면과 R단 경사각 또는 D단 경사각을 이룬 상태에서 시동 오프단 경사각으로 변경되면 다시 R단 경사각 또는 D단 경사각으로 복귀되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 레버 핀에서 변속 레버의 후단까지 거리는 레버 핀에서 변속 레버의 전단까지 거리 보다 상대적으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스텝 모터는, 스텝 모터의 중심부에 배치되어 상기 모터 회전축과 연결되며 영구자석으로 이루어진 로터 및 상기 로터의 외부에 배치되며, 스텝 모터의 중심부 방향으로 돌출된 다수의 굴곡부를 구비하는 스테이터를 포함하며, 상기 변속 레버가 이동되어 모터 회전축이 회전되면 로터와 스테이터 사이의 거리가 달라짐에 따라 코깅토크가 형성되어 절도감이 생성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 굴곡부의 돌출 높이는 각각 다르게 형성되어 차량의 각 변속단에 따라 코깅토크가 다르게 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버는 상기 변속 레버의 후단 양측에 회전 가능하게 결합되는 롤러 및 상기 롤러를 슬라이딩 가능하게 수용하며, 콘솔면에 길이방향으로 형성된 가이드를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 종래 전자식 변속 레버의 구조에 비해 변속 레버의 구조가 단순해지므로 차량의 생산 원가가 크게 절감되고 변속 레버가 차량의 콘솔면 위로 돌출되지 않아 차량 충돌시 운전자가 입는 상해를 크게 감소시킬 수 있는 것이다.

또한, 변속 레버가 콘솔면과 소정의 경사를 이루면서 이동되어 운전자의 인체 조작 궤적과 전자식 변속 레버의 조작 높이가 일치하므로 변속 레버의 조작감이 향상되고, 변속 레버의 일면에 형성된 표시부가 경사져 있고 그 크기 또한 커져서 운전자가 표시부를 통해 현재 변속단과 차량의 상태 등을 보기 편리해 지는 효과가 있다.

또한, 레버 핀에서 변속 레버의 후단까지 거리는 레버 핀에서 변속 레버의 전단까지 거리 보다 상대적으로 길게 형성됨으로써, 변속 레버가 전체적으로 들어 올려져서 회전되지 않고 자중에 의해 변속 레버의 후단이 콘솔면에 접촉되도록 하는 효과가 발생한다.

또한, 차량의 시동이 걸리면 스텝 모터에 연결된 모터 회전축의 회전에 의해 변속 레버가 팝업되어 차량의 상품성이 향상되고, 차량의 운전자가 변속 레버를 팝다운시키면 차량의 시동이 꺼져 차량 충돌시 2차 안전 사고를 방지하는 효과가 발생한다.

또한, 스텝 모터 내부의 스테이터 굴곡부 높이를 각각 다르게 형성하여 변속단에 따른 변속 레버의 조작력을 다르게 구현할 수 있으므로 운전자가 쉽게 현재 변속단의 상태를 파악할 수 있다.

나아가, 전자식 변속 레버의 사이즈가 종래 전자식 변속 레버의 사이즈보다 작아 변속 레버 주위에 컵홀더 등을 수납할 수 있는 공간을 넓게 형성할 수 있으며 차량 내부의 인테리어 측면에서도 고급스러운 디자인을 연출할 수 있어 차량의 상품성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 1a는 종래 전자식 변속 레버가 차량에 장착된 모습을 도시한 개략도.
도 1b는 종래 전자식 변속 레버에서 변속 레버의 조작 높이와 운전자의 인체 조작 궤적의 차이를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버의 모습을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버의 모습을 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스텝 모터의 내부의 모습을 도시한 단면도.
도 5는 차량의 시동시 본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버가 팝업되는 모습을 도시한 사시도.
도 6은 차량의 주행시 본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버를 후방으로 작동시키는 모습을 도시한 측면도.
도 7은 차량의 주행시 본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버를 전방으로 작동시키는 모습을 도시한 측면도.
도 8은 차량의 시동을 끌 때 본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버가 팝다운되는 모습을 도시한 측면도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버는, 차량의 운전석 주위에 배치된 콘솔면(10)에 형성되는 전자식 변속 레버에 있어서, 상기 콘솔면(10)에 결합되며, 양단에 모터 회전축(22)이 연결된 스텝 모터(20), 일단이 상기 모터 회전축(22)에 각각 결합되어 모터 회전축(22)을 기준으로 회전되는 한 쌍의 레버 암(30), 상기 레버 암(30)의 타단에 각각 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 레버 핀(32), 상기 레버 핀(32)에 의해 측면부가 레버 암(30)과 회전 가능하게 연결되며, 후단에 자석부(42)가 결합되어 있는 변속 레버(40), 상기 변속 레버(40)의 일면에 형성되는 표시부(44) 및 상기 콘솔면(10)의 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 자석부(42)의 위치를 감지하는 인식 센서(50)를 포함하여, 상기 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 경사각을 이루면서 전후로 이동되면 차량의 변속단이 변경되는 것을 특징으로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스텝 모터(20)는 콘솔면(10) 상부에 부착된 모터 케이스(24) 내부에 횡방향으로 결합되어 있으며, 상기 스텝 모터(20)의 양단에는 모터 회전축(22)이 연결되어 모터 케이스(24) 외부로 돌출되어 있다.

상기 스텝 모터(20)는 모터 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되어 모터 제어부에서 전달되는 전기 신호에 따라 회전될 수 있으며, 후술되는 바와 같이, 차량의 운전자가 직접 변속 레버(40)를 이동시켜 회전될 수 있다.

상기 모터 회전축(22)에는 길이방향으로 길게 형성된 한 쌍의 레버 암(30)이 결합되어 모터 회전축(22)을 기준으로 회전되고, 구체적으로 상기 레버 암(30)은 스텝 모터(20)가 전기 신호에 따라 회전됨에 따라 회전되거나 운전자가 변속 레버(40)를 전후로 이동시킴에 따라 회전된다.

상기 레버 암(30)의 타단에는 레버 핀(32)이 회전 가능하게 각각 결합되어 있으며, 상기 레버 핀(32)에 의해 레버 암(30)과 변속 레버(40)가 서로 연결된다.

도시된 실시예에서, 상기 변속 레버(40)는 직육면체 형태로 형성되고, 특히 변속 레버(40)의 후단부는 콘솔면(10)과 직접 접촉하는 부분으로써 둥글게 라운딩 처리되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 변속 레버(40)의 후단 내부에는 자석부(42)가 횡방향으로 길게 형성되어 결합되고, 변속 레버(40)의 상측면에는 표시부(44)가 형성되어 현재 변속단의 상태, 현재 차량의 상태 또는 각종 경고 멘트 등을 표시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 콘솔면(10)의 하부에는 자석부(42)와 반응하여 자석부(42)의 위치 변화를 감지하는 인식 센서(50)가 형성되며, 상기 인식 센서(50)는 내부에 철판을 구비하여 변속 레버(40)가 위로 들려 올라가지 않도록 자석부(42)가 변속 레버(40)의 중심추 역할을 할 수 있게 한다.

또한, 상기 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 이루는 경사각은, 차량의 변속단이 P단일 때 상기 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 이루는 경사각인 P단 경사각, 차량의 변속단이 R단일 때 상기 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 이루는 경사각인 R단 경사각, 차량의 변속단이 N단일 때 상기 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 이루는 경사각인 N단 경사각 및 차량의 변속단이 D단일 때 상기 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 이루는 경사각인 D단 경사각을 포함하며, 상기 P단 경사각 보다 R단 경사각은 상대적으로 작게 형성되고, 상기 R단 경사각 보다 N단 경사각은 상대적으로 작게 형성되고, 상기 N단 경사각 보다 D단 경사각은 상대적으로 작게 형성된다.

즉, P단 경사각이 가장 크게 형성되고 운전자가 변속 레버(40)를 후방으로 당기면 차량의 변속단이 R단, N단, D단으로 바뀌면서 변속 레버(40)와 콘솔면(10) 사이의 경사각은 R단 경사각, N단 경사각, D단 경사각으로 변경되며 점점 작아지게 된다.

반대로, 운전자가 변속 레버(40)를 전방으로 밀면 차량의 변속단이 D단, N단, R단, P단으로 바뀌면서 변속 레버(40)와 콘솔면(10) 사이이 경사각은 D단 경사각, N단 경사각, R단 경사각, P단 경사각으로 변경되며 점점 커지게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레버 핀에서 변속 레버 후단까지의 거리(B)는 레버 핀에서 변속 레버 전단까지의 거리(A) 보다 상대적으로 길게 형성되고, 즉 B 부분의 자중이 A 부분의 자중보다 상대적으로 크게 형성되어 변속 레버(40)가 전체적으로 위로 들려지지 않고 레버 핀(32)을 중심으로 시계방향으로 회전하면서 전방으로 이동하게 된다.

즉, B 부분이 길어지고 A 부분이 짧아질수록 상기 변속 레버(40)는 자중에 의해 도시된 실시예에서 시계 방향으로 회전되려는 경향이 강해지지만, 차량의 종류, 변속 레버의 경사각 기준, 전체 전자식 변속 레버의 형태 등에 따라 레버 핀(32)의 위치는 다양하게 형성될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 시동이 걸리면 상기 변속 레버(40)가 스텝 모터(20)에 연결된 모터 회전축(22)의 회전에 의해 콘솔면(10)과 미리 정해진 경사각 즉, P단에 해당하는 경사각을 이루면서 전방으로 이동된다.

즉, 차량의 시동이 걸리면 모터 제어부(미도시)에 일정한 신호가 전달되고, 모터 제어부는 스텝 모터(20)에 신호를 전달하여 모터 회전축(22)을 반시계 방향으로 회전시키며, 상기 모터 회전축(22)에 연결된 레버 암(30)도 반시계 방향으로 회전되어 변속 레버(40)가 콘솔면(10)과 소정의 경사각을 이루면서 팝업되도록 한다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 운전자가 상기 변속 레버(40)를 미리 정해진 길이만큼 이동시켜 미리 정해진 시간 동안 변속 레버(40)를 콘솔면(10)과 평행하게 유지시키면 차량의 시동이 꺼지게 된다.

즉, 운전자가 변속 레버(40)를 눌러 팝다운 시키면 레버 암(30) 및 레버 암(30)에 연결된 모터 회전축(22)이 시계 방향으로 회전되고, 모터 회전축(22)의 동작에 따라 스텝 모터(20)에 연결된 모터 제어부에 의해 일정한 신호가 생성되어 차량의 시동이 꺼지게 된다.

또한, 상기 변속 레버(40)의 팝다운시 운전자의 의도와는 다른 오작동을 고려하여 변속 레버(40)는 미리 정해진 시간, 예를 들어 3초 이상의 시간 동안 계속해서 팝다운되어 있어야 하며, 미리 정해진 시간 이내에 운전자가 변속 레버(40)에서 손을 떼면 변속 레버(40)는 종전의 상태로 복귀된다.

또한, 차량의 주행중 즉, 변속단이 D 단인 상태에서 차량의 시동이 갑자기 꺼지는 것을 방지하기 위해 변속 레버(40)가 미리 정해진 길이만큼 즉, P 단 또는 N 단 등 정지단에 해당하는 변속 레버(40)의 위치로부터 시동 오프(off)단에 해당하는 변속 레버(40)가 최후방으로 이동된 위치까지 이동되는 경우에 차량의 시동이 꺼지게 되고, P 단 또는 N 단 등 정지단에 해당하지 않을 때 팝다운이 되면 변속 레버(40)는 다시 종전의 상태로 복귀된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스텝 모터(20)는 스텝 모터(20)의 중심부에 배치되어 상기 모터 회전축(22)과 연결되며 영구자석으로 이루어진 로터(26) 및 상기 로터(26)의 외부에 배치되며, 스텝 모터(20)의 중심부 방향으로 돌출된 다수의 굴곡부(28)를 구비하는 스테이터(27)를 포함한다.

구체적으로 상기 로터(26)는 스텝 모터(20)의 중심부에 배치되고 N극과 S극으로 이루어진 영구자석으로 형성되고, 스테이터(27)는 로터(26)의 외부에 원형으로 배치된 코일이 감겨있는 철심으로 형성된다.

따라서, 운전자가 변속 레버(40)를 전후로 이동시키면 변속 레버(40)에 의해 모터 회전축(22)이 회전되고 모터 회전축(22)에 연결된 로터(26)가 회전하게 되며, 상기 로터(26)는 회전하면서 스테이터(27)의 굴곡부(28)를 넘어가게 되는데 이때 로터(26)와 스테이터(27) 사이의 거리가 달라짐에 따라 토크의 변화량이 생기는데 이를 코깅토크(cogging torque)라 한다.

상기와 같은 코깅토크에 의해 모터의 회전축이 회전될 경우 스텝 모터(20)는 부드럽게 회전되지 않고 약간 '떡떡'하면서 불균일하게 회전되며, 이에 따라 운전자는 변속 레버(40)를 이동시킬 때 절도감을 느끼게 된다.

또한, 상기 스테이터(27)의 굴곡부(28)는 스텝 모터(20)의 중심부 방향 즉, 로터(26) 방향으로 돌출되어 있으며, 그 돌출 높이가 각각 다르게 형성되어 운전자가 변속 레버(40)를 조작할 때 각각 다른 조작력을 구현한다.

도시된 실시예에서, P 단, N단 및 시동 오프(off)단에 해당하는 굴곡부(28)의 돌출 높이는 R 단 및 D 단에 해당하는 굴곡부(28)의 돌출 높이 보다 더 길게 형성되며, 이에 따라 운전자가 P 단, N 단 및 시동 오프단으로 변속단을 변경할 때는 상대적으로 더 강한 토크를 변속 레버(40)를 통해 스텝 모터(20)에 주어야 변속단이 변경된다.

나아가, 상기 변속 레버(40)의 후단 양측면에는 원형의 회전 가능한 롤러(미도시)가 더 결합되고, 콘솔면(10)에 길이방향으로 롤러를 슬라이딩 가능하게 수용하는 가이드(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 롤러 및 가이드를 더 구비함으로써, 변속 레버의 자중 및 자석부(42)에 의해 변속 레버(40)가 들려지는 것을 방지하는 것보다 더욱 확실하게 변속 레버(40)가 들려지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 오르간 타입 전자식 변속 레버의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 운전자가 차량에 시동을 걸면 상기 스텝 모터(20)에 전기적 신호가 전달되고 스텝 모터(20)의 모터 회전축(22)이 반시계 방향으로 회전하게 되며 모터 회전축(22)의 회전에 의해 레버 암(30)이 반시계 방향으로 회전하게 된다.

상기 레버 암(30)의 회전에 의해 변속 레버(40)는 팝업되어 콘솔면(10)과 일정한 경사각을 이루며 P 단에 해당하는 위치까지 전방으로 이동되고 운전자가 팝업된 변속 레버(40)를 조작함으로써 차량의 변속단을 변경시킬 수 있도록 준비를 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스텝 모터(20)의 회전에 의해 팝업된 변속 레버(40)를 운전자가 후방으로 당기면 레버 암(30)은 시계 방향으로 회전하게 되고 레버 암(30)의 회전에 의해 모터 회전축(22)는 시계 방향으로 회전되며 모터 회전축(22)에 연결된 로터(26)도 시계 방향으로 회전된다.

따라서, 상기 로터(26)가 스테이터(27)의 코깅토크를 이겨내고 회전함에 따라 운전자는 절도감을 느끼게 되며, 인식 센서(50)는 변속 레버(40) 후단에 위치한 자석부(42)의 위치를 감지하여 차량의 현재 변속단을 인지하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 반대로 운전자가 변속 레버(40)를 전방으로 밀어주면 레버 암(30), 모터 회전축(22) 및 로터(26)는 반시계 방향으로 회전되고, 이때 인식 센서(50)가 자석부(42)의 위치를 감지하여 차량의 현재 변속단을 인지하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 운전자는 변속 레버(40)를 P단 또는 N단으로 바꾸고 시동 버튼을 눌러서 차량의 시동을 끌 수도 있지만, 변속 레버(40)를 팝다운시켜 차량의 시동을 끌 수 있다.

이때 운전자의 오조작을 고려하여 변속 레버(40)가 미리 정해진 길이만큼, 즉 P단 또는 N단에 해당하는 위치에서 팝다운되는 위치까지 이동하고, 미리 정해진 시간 동안, 즉 수초의 시간 동안 팝다운된 상태를 유지하여야 차량의 시동이 꺼지도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

A : 레버 핀에서 변속 레버 전단까지의 거리
B : 레버 핀에서 변속 레버 후단까지의 거리
10 : 콘솔면
20 : 스텝 모터
22 : 모터 회전축
24 : 모터 케이스
26 : 로터
27 : 스테이터
28 : 굴곡부
30 : 레버 암
32 : 레버 핀
40 : 변속 레버
42 : 자석부
44 : 표시부
50 : 인식 센서

Claims

차량의 운전석 주위에 배치된 콘솔면에 형성되는 전자식 변속 레버에 있어서,
상기 콘솔면에 결합되며, 양단에 모터 회전축이 연결된 스텝 모터;
일단이 상기 모터 회전축에 각각 결합되어 모터 회전축을 기준으로 회전되는 한 쌍의 레버 암;
상기 레버 암의 타단에 각각 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 레버 핀;
상기 레버 핀에 의해 측면부가 레버 암과 회전 가능하게 연결되며, 후단에 자석부가 결합되어 있는 변속 레버;
상기 변속 레버의 일면에 형성되는 표시부; 및
상기 콘솔면의 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 자석부의 위치를 감지하는 인식 센서; 를 포함하여,
상기 변속 레버가 콘솔면과 경사각을 이루면서 전후로 이동되면 차량의 변속단이 변경되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 1 항에 있어서, 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각은,
차량의 변속단이 P단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 P단 경사각;
차량의 변속단이 R단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 R단 경사각;
차량의 변속단이 N단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 N단 경사각; 및
차량의 변속단이 D단일 때 상기 변속 레버가 콘솔면과 이루는 경사각인 D단 경사각; 을 포함하며,
상기 P단 경사각 보다 R단 경사각은 상대적으로 작게 형성되고, 상기 R단 경사각 보다 N단 경사각은 상대적으로 작게 형성되며, 상기 N단 경사각 보다 D단 경사각은 상대적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 2 항에 있어서,
차량의 시동이 걸리면 상기 스텝 모터에 연결된 모터 회전축의 회전에 의해 상기 변속 레버가 콘솔면과 P단 경사각을 이루면서 전방으로 이동되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 2 항에 있어서,
상기 변속 레버가 미리 정해진 길이만큼 후방으로 이동되어 콘솔면과 평행하게 배치되는 시동 오프단 경사각; 을 더 포함하며,
상기 변속 레버가 미리 정해진 시간 동안 콘솔면과 시동 오프단 경사각을 유지하면 차량의 시동이 꺼지는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 4 항에 있어서,
상기 변속 레버가 콘솔면과 P단 경사각 또는 N단 경사각을 이룬 상태에서 시동 오프단 경사각으로 변경되어 미리 정해진 시간 동안 유지되는 경우 차량의 시동이 꺼지고,
상기 변속 레버가 콘솔면과 R단 경사각 또는 D단 경사각을 이룬 상태에서 시동 오프단 경사각으로 변경되면 다시 R단 경사각 또는 D단 경사각으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 1 항에 있어서,
상기 레버 핀에서 변속 레버 후단까지의 거리는 레버 핀에서 변속 레버 전단까지의 거리 보다 상대적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 1 항에 있어서, 상기 스텝 모터는,
스텝 모터의 중심부에 배치되어 상기 모터 회전축과 연결되며 영구자석으로 이루어진 로터; 및
상기 로터의 외부에 배치되며, 스텝 모터의 중심부 방향으로 돌출된 다수의 굴곡부를 구비하는 스테이터; 를 포함하며,
상기 변속 레버가 이동되어 모터 회전축이 회전되면 로터와 스테이터 사이의 거리가 달라짐에 따라 코깅토크가 형성되어 절도감이 생성되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 7 항에 있어서,
상기 굴곡부의 돌출 높이는 각각 다르게 형성되어 차량의 각 변속단에 따라 코깅토크가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.
제 1 항에 있어서,
상기 변속 레버의 후단 양측에 회전 가능하게 결합되는 롤러; 및
상기 롤러를 슬라이딩 가능하게 수용하며, 콘솔면에 길이방향으로 형성된 가이드; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오르간 타입 전자식 변속 레버.