KR101612377B1 - 주사위형 전자식 변속레버 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR101612377B1
KR101612377B1 KR1020150065080A KR20150065080A KR101612377B1 KR 101612377 B1 KR101612377 B1 KR 101612377B1 KR 1020150065080 A KR1020150065080 A KR 1020150065080A KR 20150065080 A KR20150065080 A KR 20150065080A KR 101612377 B1 KR101612377 B1 KR 101612377B1
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shift lever
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KR1020150065080A
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김은식
이정섭
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 전자식 변속레버 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 콘솔면에 설치되며, 내측에 안착면 및 미리 정해진 각도로 이루어진 다수의 경사면이 형성되는 지지부, 상기 안착면에 안착(安着)되며, 하부면의 각 모서리를 기준으로 회동되어 그 측면이 경사면에 접촉 가능한 노브 및 상기 지지부에 결합되며 노브에 내장된 변속자석의 위치 변화를 인식하여 변속신호를 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 변속레버의 동적 궤적이 현저히 감소되고 콘솔 레이아웃 측면에서 유리한 주사위형 전자식 변속레버 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

주사위형 전자식 변속레버 및 그 제어방법{DICE TYPE ELECTRONIC AUTOMATIC TRANSMISSOIN LEVER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 전자식 변속레버 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안착면과 경사면이 형성된 지지부에 주사위 형태의 노브가 배치되고, 운전자가 노브를 살짝 기울이는 것만으로 차량의 변속이 이루어져 조작성이 현저히 향상되며 변속 오조작이 방지되는 주사위형 전자식 변속레버 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 변속기란 엔진에 의해 발생된 동력을 차량의 주행 상태에 알맞도록 회전력과 속도를 바꾸어 구동 바퀴에 전달하는 장치로 수동 변속기와 자동 변속기로 구분된다.
차량을 운전하는 운전자는 운전석 주위의 콘솔면 또는 핸들에 장착된 변속레버를 조작하여 수동변속기 또는 자동변속기의 변속단을 자신이 원하는 변속단으로 변경할 수 있다.
수동변속기는 운전자가 변속레버를 이용하여 차량의 주행 상태에 맞는 기어를 선택하면 케이블이나 로드 등을 통해 운전자가 원하는 움직임을 변속기에 전달하는 방식으로 작동되고, 자동변속기는 운전자가 변속레버를 움직이면 케이블을 통해 인히비터 스위치를 구동시켜 운전자가 원하는 움직임을 변속기에 전달하는 방식으로 작동된다.
특히, 최근에는 기계식 변속레버 대신 변속기와 변속레버 사이의 기계적 연결구조를 액츄에이터와 ECU를 통해 전기적 연결구조로 대체한 전자식 변속레버의 사용이 늘고 있다.
전자식 변속레버는 기계적인 케이블 연결구조가 없는 대신 운전자의 변속 의지를 전자적인 신호로 변환해 주는 위치 센서부를 구비해야 한다는 단점이 있지만 변속레버의 조작력이나 조작감이 기계식 변속레버보다 우수하며 그 조작이 간편하다는 장점이 있다.
이러한 전자식 변속레버의 종류로는, 차량의 콘솔면 위에 돌출되어 있는 전자식 변속레버를 앞뒤로 조작하는 방식의 레버 타입 전자식 변속레버, 차량의 콘솔면 상에 장착되어 있는 원통 형상의 전자식 변속레버를 좌우로 돌려서 조작하는 다이얼 타입 전자식 변속레버, 차량의 핸들 측면에 장착된 전자식 변속레버를 상하로 조작하는 컬럼 타입 전자식 변속레버 또는 차량의 변속단이 표시된 버튼을 눌러서 조작하는 버튼 타입 전자식 변속레버 등이 있다.
그러나 종래 레버 타입 전자식 변속레버는, 조작시 운전자가 팔 전체를 전후 방향이나 좌우 방향으로 움직여야 하기 때문에 직선운동 궤적이 상당히 길다는 문제점이 있고, 기계식 변속레버의 조작 방식과 유사한 방식으로 조작되어 기계식 변속레버 대비 전자식 변속레버만의 큰 장점이 없으며, 변속레버가 콘솔면 위로 돌출되어 있어 차량 충돌시 운전자의 머리가 변속레버에 부딪혀 상해를 입을 우려가 있다는 문제점이 있다..
또한, 종래의 다이얼 타입 전자식 변속레버는, 조작시 직선운동 궤적은 거의 없지만 운전자가 손목을 회전하여 조작해야 하기 때문에 손목에 무리를 주고 운전자가 조작하기 불편하다는 문제점이 있다.
아울러, 종래의 컬럼 타입 전자식 변속레버는, 핸들과 거리가 가깝다는 장점이 있지만 운전자가 팔을 꺾어서 조작해야 하기 때문에 동적 궤적이 상당히 길다는 문제점이 있다.
나아가, 종래 버튼 타입 전자식 변속레버의 경우 그 조작이 직관적이라는 장점이 있는 반면, 차량의 한정된 공간에 P단, R단, N단 및 D단 버튼을 모두 표시함과 동시에 다른 기능성 버튼을 배치해야하므로 버튼 간의 간격이 좁아지고 버튼 간 구분이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 운전자가 짧은 동적 궤적으로도 쉽고 간편하게 조작할 수 있으며 운전자가 확실한 변속 의지와 조작감을 느낄 수 있는 전자식 변속레버에 대한 필요성이 점차 높아지고 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 운전자가 손가락으로 주사위 형태의 노브를 조금만 누르면 쉽게 조작되어 변속레버의 동적 궤적이 현저히 감소되는 주사위형 전자식 변속레버 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 비교적 간단한 구조로 전자식 변속레버를 구성할 수 있어 생산원가 및 작업시간이 현저히 절감되며 콘솔 레이아웃 측면에서 유리한 주사위형 전자식 변속레버 및 그 제어방법을 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.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 차량의 콘솔면에 설치되며, 내측에 안착면 및 미리 정해진 각도로 이루어진 다수의 경사면이 형성되는 지지부; 상기 안착면에 안착(安着)되며, 하부면의 각 모서리를 기준으로 회동되어 그 측면이 경사면에 접촉 가능한 노브; 및 상기 지지부에 결합되며 노브에 내장된 변속자석의 위치 변화를 인식하여 변속신호를 발생시키는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 안착면의 모서리를 따라 함몰 형성되는 슬롯홈; 및 상기 슬롯홈에 삽입될 수 있도록 노브 하부면의 각 모서리를 따라 돌출 형성되는 힌지돌기; 를 더 포함하며, 상기 노브는 힌지돌기를 기준으로 회동되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 노브의 각 측면에 내장된 변속자석과 힌지돌기에 내장된 영구자석이 일시적으로 고정될 수 있도록 경사면 및 슬롯홈에 결합되는 고정판; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 슬롯홈에 천공(穿孔)되어 안착면 및 경사면으로 유입된 이물질을 외부로 배출시키는 배출홀; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 노브의 측면과 경사면이 접촉된 상태에서, 상기 힌지돌기로부터 그 대각선 모서리까지를 이은 축과 안착면 사이의 각도(α)는 1° 내지 90° 사이인 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 노브의 하부면과 연결케이블을 매개로 연결되는 회전모터; 를 더 포함하며, 상기 노브는 측면이 경사면에 접촉된 후, 자중(自重) 또는 회전모터의 토크(torque) 또는 회전모터의 작동에 따른 연결케이블의 당겨짐에 의해 안착면에 다시 안착되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 회전모터의 로드에 결합되며, 연결케이블의 끝단과 연결되어 연결케이블에 탄성복원력을 제공하는 탄성부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는 상기 노브가 안착면에 안착된 상태에서, 상기 노브의 상부면은 콘솔면과 동일 평면상에 있거나 콘솔면보다 상대적으로 아래에 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 노브의 각 측면과 상부면에 설치되며 차량의 변속단이 표시되는 다수의 디스플레이부(display); 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 상기 콘솔면에 설치되며 노브의 측면과 경사면의 접촉시 점등(點燈)되는 변속인디케이터(indicator); 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법은, 차량의 시동시, 콘솔면에 설치되며 내측에 안착면 및 미리 정해진 각도로 이루어진 경사면이 형성된 지지부에 노브가 안착되고 P단 변속단이 유지되는 제 1 단계; 상기 노브가 하부면의 모서리를 기준으로 회동되어 그 측면이 지지부의 경사면에 접촉되는 제 2 단계; 상기 노브의 자중(自重) 또는 노브와 연결케이블을 매개로 연결된 회전모터의 토크(torque)에 의해 노브가 안착면에 안착되는 제 3 단계; 및 상기 노브에 내장된 변속자석의 위치 변화를 제어부에서 인식하여 변속신호를 발생시킨 후 TCU(Transmission Control Unit)로 전달하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법은, 상기 제 1 단계 후, 상기 노브에 의해 발생된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하는 단계; 및 발생된 변속신호가 하나가 아닌 경우, 제어부에 의해 오류 신호가 송출되고 차량이 안전모드로 진입되는 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법은, 상기 제 3 단계 후, 상기 노브의 조작에 의해 입력된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 노브가 안착되지 않은 경우, 회전모터가 작동되어 연결케이블이 당겨지는 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법은, 상기 연결케이블이 당겨지는 단계 후, 안착된 노브에 의해 발생된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하는 단계; 및 발생된 변속신호가 하나가 아닌 경우, 제어부에 의해 오류 신호가 송출되고 차량이 안전모드로 진입되는 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 운전자가 지지부에 안착된 주사위 형태의 노브를 손가락으로 살짝 누르는 것만으로도 차량의 변속단을 변경할 수 있어 조작이 간편하고 종래에 비해 변속레버의 동적 궤적이 현저히 줄어드는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 노브의 하부면에 돌출된 힌지돌기를 기준으로 각기 다른 방향(전후좌우)으로 노브를 회전시킴에 따라 변속단이 가변되므로 변속 오조작이 방지되고 조작감이 향상되는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 종래 전자식 변속레버에 비해 전체적으로 사이즈가 작아 콘솔 레이아웃 측면에서 매우 유리하고, 구조도 간단하여 차량의 생산원가 및 조립시간이 현저히 줄어드는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래 전자식 변속레버와 달리 차량 내부에 고정된 돌출부가 없으므로 차량 충돌사고시 두부손상에 의한 운전자의 상해 발생 가능성을 현저히 줄이는 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 기존의 고정관념을 탈피한 전자식 변속레버 조작 방식을 제공함으로써, 소비자에게 신선함을 줄 수 있으며 차량 내부의 디자인 자유도를 크게 향상시킬 수 있어 궁극적으로 차량의 상품성이 현저히 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 모습을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 각 부품이 분해된 모습을 도시한 분해 사시도.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 모습을 도시한 평면도.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 모습을 도시한 사시도.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 지지부의 모습을 도시한 평면도.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 지지부의 모습을 도시한 저면도.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 안착시 모습을 도시한 단면도.
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 회동시 모습을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전모터의 모습을 도시한 측면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 변속단 변경 방향을 도시한 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 초기 상태를 도시한 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 조작 상태를 도시한 예시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 복귀 상태를 도시한 예시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법을 도시한 순서도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 각 부품이 분해된 모습을 도시한 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주사위형 전자식 변속레버는, 차량의 콘솔면(10)에 형성된 중공(11)에 설치되는 지지부(20), 상기 지지부(20)에 회동 가능하도록 안착되는 노브(30)를 포함한다.
상기 지지부(20)의 내측에는 안착면(23) 및 미리 정해진 각도로 이루어진 다수의 경사면(21)(도시된 실시예에서는 4개의 경사면)이 형성되고, 상기 노브(30)는 초기 상태(차량의 시동시)에서 안착면(23)에 안착된다.
상기 노브(30)가 안착된 상태에서 운전자는 노브의 상부면을 전후좌우로 살짝 밀어서 노브의 측면이 경사면(21)에 접촉되도록 할 수 있으며, 이때 차량의 변속단 변경이 이루어진다.
상기 노브(30)는 경사면(21)에 접촉된 후, 다시 안착면(23)으로 복귀하게 되며, 운전자는 복귀된 노브를 다시 경사면(21)에 접촉시키는 방식으로 차량의 변속단을 변경할 수 있다.
도시된 것처럼, 상기 노브(30)의 하부면은 연결케이블(15)을 매개로 회전모터(13)와 연결되며, 상기 연결케이블(15)을 통해 노브 또는 후술되는 제어부(40) 등으로 전원이 공급된다.
상기 회전모터(13)는 자체적인 토크(torque)로 연결케이블(15)을 잡아당겨 노브(30)의 복귀를 보조하거나 노브가 정위치에 안착되어 있지 않을 때 작동되어 노브를 강제적으로 복귀시키는 역할을 한다.
즉, 차량의 주행 중 위험 상황이 발생하였거나 노브(30)가 정위치로 복귀하지 않는 경우, 상기 회전모터(13)의 작동에 의해 노브는 강제 복귀되며 변속단은 가장 마지막에 인식된 변속단이 표시된다(복귀 상태는 Null단이기 때문임).
상기 콘솔면(10)에는 중공(11)을 기준으로 전후좌우에 변속인디케이터(indicator, 12)가 설치되는 것이 바람직하며, 상기 변속인디케이터(12)는 노브(30)의 측면과 경사면(21)의 접촉시 즉, 운전자가 노브를 작동했을 때, 점등(點燈)되어 운전자에게 변속단 변경을 인지시켜준다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 모습을 도시한 평면도이며, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 모습을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 노브(30)는 전체적으로 정육면체 즉, 주사위와 유사한 형태로 형성되고, 상기 노브(30)의 각 측면에는 변속자석(31)이 내장되어 노브의 위치 변화를 알려준다.
상기 노브(30)의 각 측면과 상부면(즉, 하부면을 제외한 모든 면)에는 디스플레이부(display, 33)가 설치되며, 상기 디스플레이부에는 차량의 변속단이 표시되며 운전자는 디스플레이부를 통해 현재 변속단을 인지할 수 있다.
상기 디스플레이부(33)는 노브(30)의 각 측면과 상부면의 표면보다 상대적으로 안쪽으로 살짝 들어간 위치에 설치되는데, 이는 노브의 회동시 디스플레이부가 파손되거나 오염되는 것을 방지하기 위해서이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 노브(30)의 하부면 각 모서리(즉, 4개의 모서리)에는 영구자석(미도시)이 내장된 힌지돌기(32)가 돌출 형성되어 후술되는 슬롯홈(24)에 삽입된다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 지지부의 모습을 도시한 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 지지부의 모습을 도시한 저면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 안착면(23)에는 그 모서리를 따라 다수의 슬롯홈(24)(도시된 실시예에서 4개의 슬롯홈)이 형성되며, 상기 힌지돌기(32)는 슬롯홈(24)에 삽입되어 노브의 회전중심이 된다.
또한, 상기 지지부(20)의 하부면에는 PCB(Printed Circuit Board) 기판 등으로 이루어진 제어부(40)가 결합되며, 상기 제어부(40)는 노브에 내장된 변속자석(31)의 위치 변화를 인식하여 변속신호를 발생시킨 후 차량의 TCU(Transmission Control Unit)로 전달한다.
도시된 실시예에서 상기 제어부(40)는 경사면(21)의 하부면에 각각 4개 그리고 안착면(23)의 하부면에 1개가 결합되며, 변속자석(31)의 자력을 인식하여 변속단을 디스플레이부(33)로 출력하는 역할도 한다.
한편, 상기 슬롯홈(24)에는 배출홀(24a)이 천공(穿孔)되는 것이 바람직한데, 이는 안착면(23) 및 경사면(21)이 콘솔면(10)보다 상대적으로 낮은 위치에 형성되어 이물질이 쌓이기 쉬운 구조이므로 유입된 이물질이 외부로 쉽게 배출되도록 하기 위해서이다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 안착시 모습을 도시한 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 노브의 회동시 모습을 도시한 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 노브(30)의 안착시, 4개의 힌지돌기(32)는 모두 슬롯홈(24)에 삽입되어 있으며, 노브(30)의 모든 측면은 경사면(21)으로부터 이격된 상태를 유지한다.
이때, 상기 노브(30)의 상부면은 콘솔면(10)과 동일 평면상에 있거나 콘솔면(10)보다 상대적으로 아래에 배치되는데, 이는 운전자가 의도적으로 노브를 잡아 이탈시키려는 행동을 최대한 방지하기 위해서이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 노브(30)의 회동시, 노브는 하나의 힌지돌기(32)를 기준으로 회전되고 나머지 힌지돌기는 슬롯홈(24)으로부터 이탈되며, 노브(30)의 측면과 경사면(21)은 서로 접촉된다.
상기 경사면(21) 및 슬롯홈(24)에는 스틸 재질로 이루어진 고정판(22)이 내장되며, 상기 고정판(22)은 노브(30)의 측면에 배치된 변속자석(31)과 힌지돌기(32)에 내장된 영구자석이 자력에 의해 일시적으로 고정될 수 있도록 하는 역할을 한다.
운전자가 상기 노브(30)를 경사면(21) 쪽으로 살짝 밀어 노브의 측면과 경사면이 접촉되면, 변속자석(31)과 고정판(22)에 의해 노브가 일시적으로 경사면에 고정되고, 힌지돌기(32)에 내장된 영구자석에 의해 노브의 이탈이 방지된다.
즉, 상기 노브(30)는, 힌지돌기(32)와 슬롯홈(24)에 의한 기계적인 이탈 방지 구조와 더불어 영구자석과 고정판(22)에 의한 자력 이탈 방지 구조에 의해 슬롯홈으로부터의 이탈이 방지된다.
또한, 상기 노브(30)의 측면과 경사면(21)이 접촉된 상태에서, 상기 힌지돌기(32)로부터 그 대각선 모서리까지를 이은 축(도 5b에 일점쇄선으로 도시)과 안착면(23) 사이의 각도(α)는 90° 이내인 것이 바람직하다.
이는, 상기 힌지돌기(32)로부터 그 대각선 모서리까지를 이은 축과 안착면(23) 사이의 각도(α)가 90°보다 크면, 노브가 회동 후 자중(自重)에 의해 다시 복귀되지 않기 때문이다.
따라서, 상기 지지부의 경사면(21)의 기울기 역시 이를 고려하여 결정되어야 하며, 상기 노브(30)의 자중은 변속자석과 고정판 사이의 자력을 이겨낼 수 있을 만큼 충분히 큰 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전모터의 모습을 도시한 측면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전모터(13)의 로드(13a)에는 탄성부(14)가 결합될 수 있으며, 상기 탄성부(14)는 연결케이블(15)의 끝단과 연결되어 연결케이블에 탄성복원력을 제공한다.
상기 탄성부(14)는, 토션스프링 등의 탄성력을 가지는 재료로 구성되고, 이에 따라 상기 노브(30)는 그 측면이 경사면(21)에 접촉된 후 탄성부의 탄성복원력에 의해 안착면(23)으로 다시 복귀한다.
즉, 전술한 것과 같이, 상기 노브(30)는 자중 또는 회전모터(13) 자체의 토크 또는 탄성부(14)의 탄성복원력과 같은 3가지 방식에 의해 안착면으로 복귀할 수 있으며, 이러한 방식은 함께 사용되거나 각각 별개로 사용될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 변속단 변경 방향을 도시한 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 초기 상태를 도시한 예시도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 조작 상태를 도시한 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 복귀 상태를 도시한 예시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버에서 상기 노브(30)를 차량 전방으로 회동시키면 차량은 D단 변속단으로 변경되고, 노브(30)를 차량 후방으로 회동시키면 차량은 R단 변속단으로 변경된다.
이는, 운전자가 차량의 주행 방향과 변속단의 변경을 더욱 직관적으로 인지할 수 있도록 하기 위해서이다.
또한, 상기 노브(30)를 기준으로 좌측에는 N단 변속단이 배치되고 우측에는 P단 변속단이 배치되는데, 이러한 배치는 차량의 종류나 운전자의 취향 등을 반영하여 충분히 바뀔 수 있다.
나아가, 상기 노브(30)가 경사면(21)에 접촉되었다가 안착면(23)에 안착되었을 때, 즉 노브의 복귀시 차량의 변속단은 Null단이 되고, 이때에는 복귀 전 작동된 변속단이 표시된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 초기 상태(차량의 시동이 온(ON) 되었을 때)에서 상기 노브(30)는 안착면(23)에 안착되고, 차량은 P단 변속단으로 유지되며, 상부면 디스플레이부(33)에는 P단이 표시된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 운전자가 노브(30)를 전방으로 밀어 조작하였을 때, 노브는 전방 경사면(21)에 접촉되고, 차량은 D단 변속단으로 변경되며, 상부면 디스플레이부(33) 및 후측면 디스플레이부에는 D단이 표시되고, 전방 변속인디케이터(12)가 점등된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 변속이 마무리되어 노브(30)가 안착면(23)으로 복귀하였을 때, 상부면 디스플레이부(33)에는 D단이 표시되고, 후측면 디스플레이부는 오프(OFF)되며, 차량은 D단 변속단 상태를 유지한다.
도시된 실시예에서는 초기 상태(P단 변속단)에서 D단 변속단으로 차량의 변속단을 변경시키는 것을 기준으로 설명하였지만, 나머지 변속단 역시 유사한 방식으로 조작된다는 것을 통상의 기술자는 알 수 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법은, 차량의 시동시, 콘솔면에 설치되며 내측에 안착면 및 미리 정해진 각도로 이루어진 경사면이 형성된 지지부에 노브가 안착되고 P단 변속단이 유지되는 제 1 단계(S100), 상기 노브가 하부면의 모서리를 기준으로 회동되어 그 측면이 지지부의 경사면에 접촉되는 제 2 단계(S200), 상기 노브의 자중(自重) 또는 노브와 연결케이블을 매개로 연결된 회전모터의 토크(torque)에 의해 노브가 안착면에 안착되는 제 3 단계(S300) 및 상기 노브에 내장된 변속자석의 위치 변화를 제어부에서 인식하여 변속신호를 발생시킨 후 TCU(Transmission Control Unit)로 전달하는 제 4 단계(S400)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 제 1 단계(S100)에서 상기 노브는 경사면의 안착면에 안착되어 있으며, 상부면 디스플레이부에는 P단이 표시되고, 차량은 P단 변속단을 유지한다.
상기 제 1 단계(S100) 후, 제어부는 노브에 의해 발생된 변속신호가 하나 인지 즉, P단 인지 여부를 판단하고(S110), 만약 발생된 변속신호가 하나가 아닌 경우(예를 들어, 여러 개의 변속신호가 입력되거나 입력된 변속신호가 없는 경우), 제어부에서 오류 신호가 송출되고 차량은 안전 모드(차량에 이상이 생겼을 때 사용자에게 어떤 문제점이 발생했는지를 확인해볼 수 있도록 진단 도구 등이 제공되는 모드)에 진입한다(S120).
상기 노브가 제대로 안착되어 P단 변속신호가 올바르게 입력되면, 운전자는 노브를 회동시켜 변속 조작을 할 수 있으며(S200), 변속 조작 후 노브는 다시 안착면으로 복귀한다(S300).
상기 제 3 단계(S300) 후, 다시 제어부는 노브의 조작에 의해 입력된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하고(S310), 만약 입력된 변속신호가 여러 개(예를 들어, 노브가 제대로 안착되지 않은 경우)이거나 입력된 변속신호가 없는 경우, 회전모터를 작동시켜 연결케이블을 잡아당김으로써 노브를 정위치에 안착시킨다(S320).
그 다음, 다시 안착된 노브에 의해 발생된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하고(S330), 만약 입력된 변속신호가 하나가 아닌 경우에는 제어부 자체의 문제 등이 발생한 것이므로 제어부에 의해 오류 신호가 송출되고 차량은 안전 모드로 진입한다(S340).
상기 노브의 조작에 의해 입력된 변속신호가 하나 이거나(S310), 회전모터의 작동 후 입력된 변속신호가 하나인 경우(S330) 제어부는 입력된 변속신호를 차량의 TCU로 전달하고 차량은 해당 변속단으로 변경된다.
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.
10 : 콘솔면
11 : 콘솔면의 중공
12 : 변속인디케이터
13 : 회전모터
13a : 회전모터의 로드
14 : 탄성부
15 : 연결케이블
20 : 지지부
21 : 경사면
22 : 고정판
23 : 안착면
24 : 슬롯홈
24a: 배출홀
30 : 노브
31 : 변속자석
32 : 힌지돌기
33 : 디스플레이부
40 : 제어부

Claims (14)

  1. 차량의 콘솔면에 설치되며, 내측에 안착면 및 미리 정해진 각도로 이루어진 다수의 경사면이 형성되는 지지부;
    상기 안착면에 안착(安着)되며, 하부면의 각 모서리를 기준으로 회동되어 그 측면이 경사면에 접촉 가능한 노브; 및
    상기 지지부에 결합되며 노브에 내장된 변속자석의 위치 변화를 인식하여 변속신호를 발생시키는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안착면의 모서리를 따라 함몰 형성되는 슬롯홈; 및
    상기 슬롯홈에 삽입될 수 있도록 노브 하부면의 각 모서리를 따라 돌출 형성되는 힌지돌기; 를 더 포함하며,
    상기 노브는 힌지돌기를 기준으로 회동되는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노브의 각 측면에 내장된 변속자석과 힌지돌기에 내장된 영구자석이 일시적으로 고정될 수 있도록 경사면 및 슬롯홈에 결합되는 고정판; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬롯홈에 천공(穿孔)되어 안착면 및 경사면으로 유입된 이물질을 외부로 배출시키는 배출홀; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 노브의 측면과 경사면이 접촉된 상태에서, 상기 힌지돌기로부터 그 대각선 모서리까지를 이은 축과 안착면 사이의 각도(α)는 1° 내지 90° 사이인 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노브의 하부면과 연결케이블을 매개로 연결되는 회전모터; 를 더 포함하며,
    상기 노브는 측면이 경사면에 접촉된 후, 자중(自重) 또는 회전모터의 토크(torque) 또는 회전모터의 작동에 따른 연결케이블의 당겨짐에 의해 안착면에 다시 안착되는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전모터의 로드에 결합되며, 연결케이블의 끝단과 연결되어 연결케이블에 탄성복원력을 제공하는 탄성부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노브가 안착면에 안착된 상태에서, 상기 노브의 상부면은 콘솔면과 동일 평면상에 있거나 콘솔면보다 상대적으로 아래에 있는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노브의 각 측면과 상부면에 설치되며 차량의 변속단이 표시되는 다수의 디스플레이부(display); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘솔면에 설치되며 노브의 측면과 경사면의 접촉시 점등(點燈)되는 변속인디케이터(indicator); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버.
  11. 차량의 시동시, 콘솔면에 설치되며 내측에 안착면 및 미리 정해진 각도로 이루어진 경사면이 형성된 지지부에 노브가 안착되고 P단 변속단이 유지되는 제 1 단계;
    상기 노브가 하부면의 모서리를 기준으로 회동되어 그 측면이 지지부의 경사면에 접촉되는 제 2 단계;
    상기 노브의 자중(自重) 또는 노브와 연결케이블을 매개로 연결된 회전모터의 토크(torque)에 의해 노브가 안착면에 안착되는 제 3 단계; 및
    상기 노브에 내장된 변속자석의 위치 변화를 제어부에서 인식하여 변속신호를 발생시킨 후 TCU(Transmission Control Unit)로 전달하는 제 4 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 단계 후,
    상기 노브에 의해 발생된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하는 단계; 및
    발생된 변속신호가 하나가 아닌 경우, 제어부에 의해 오류 신호가 송출되고 차량이 안전모드로 진입되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 3 단계 후,
    상기 노브의 조작에 의해 입력된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 노브가 안착되지 않은 경우, 회전모터가 작동되어 연결케이블이 당겨지는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 연결케이블이 당겨지는 단계 후,
    안착된 노브에 의해 발생된 변속신호가 하나 인지 여부를 판단하는 단계; 및
    발생된 변속신호가 하나가 아닌 경우, 제어부에 의해 오류 신호가 송출되고 차량이 안전모드로 진입되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사위형 전자식 변속레버의 제어방법.
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