KR101662542B1 - 양방향 분할형 전자식 자동변속레버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 자동변속레버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 자동변속레버를 구성하는 레버조작로드의 전방과 후방에 압력센서를 포함하는 변속단인식부를 각각 배치하고, 상기 레버조작로드의 이동에 따라 상기 변속단인식부에 가해지는 압력에 대응하여 상기 레버조작로드의 변속단 조작을 인식하는 기술에 관한 것이다.
또한, 상기와 같은 구성을 통하여 운전자의 변속 조작을 단순화하여 직관적인 조작을 가능하게 함과 동시에, 자동변속레버의 조작 스트로크를 저감하고, 자동변속레버의 크기를 최소화하여 제조원가를 절감하고 공간 효율성을 증대시키는 기술에 관한 것이다.

Description

양방향 분할형 전자식 자동변속레버 {Bidirectional Split Type Electronic Auto Shift Lever}

본 발명은 전자식 자동변속레버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 자동변속레버를 구성하는 레버조작로드의 전방과 후방에 압력센서를 포함하는 변속단인식부를 각각 배치하고, 상기 레버조작로드의 이동에 따라 상기 변속단인식부에 가해지는 압력에 대응하여 변속단 조작을 인식하는 기술에 관한 것이다.

또한, 상기와 같은 구성을 통하여 운전자의 변속 조작을 단순화하여 직관적인 조작을 가능하게 함과 동시에, 자동변속레버의 조작 스트로크를 저감하고, 자동변속레버의 크기를 최소화하여 제조원가를 절감하고 공간 효율성을 증대시키는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 변속단 제어 구조는 운전석에 위치한 변속 레버를 조작하여 운전자로 하여금 변속단을 변경하도록 이루어진다. 이와 같은 변속 레버는 크게 기계식 변속레버와 전자식 변속레버로 분류할 수 있으며, 최근 차량 부품들이 전자식으로 통합되는 추세에 발맞춰 전자식 변속레버의 사용이 나날이 증가하고 있는 추세이다.

상기 전자식 변속레버는 종래의 기계식 변속레버와 비교하여 레버의 형태 및 구성을 비교적 자유롭게 구성할 수 있는 장점이 있으며, 그 대표적인 형태로는 차량의 변속단들이 각각 할당된 복수의 버튼부를 구성하고, 상기 변속단들이 할당된 변속단들을 정해진 패턴으로 차량 실내에 배치하여 운전자로 하여금 상기 복수의 버튼부를 누르게 함으로써 단 변속을 하는 구성이 일반적이다.

도 1은 종래의 버튼식으로 구성된 전자식 변속레버 중 몇몇 실시예들을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 종래의 버튼식으로 구성된 전자식 변속레버들은 일정간격 또는 특정패턴으로 배열된 복수의 버튼부를 구비하고, 상기 복수의 버튼부 각각에 차량의 변속단, 예를 들어, P/R/N/D의 변속단들을 각각 할당하되, 운전자의 직관성 등을 고려하여 차량 실내의 적절한 위치에 배치(예를 들어, 차량 내부 콘솔면 상에 배치)되는 구성을 가진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전자식 변속레버의 구성은 다음과 같은 한계점을 가지고 있었다.

먼저, 전자식 변속레버를 조작하는 변속단 조작부의 구성이 종래의 기계식 변속레버와는 달리 복수의 버튼부를 배열한 구성로 이루어지기 때문에, 운전 중 변속단의 조작을 보다쉽고 정확하게 하도록 조작 편의성을 증가시키기 위해서는 버튼부로 이루어진 변속단 조작부의 크기를 증대시켜야 했다.

그러나, 변속단 조작부의 크기가 커지면, 차량 실내의 공간의 많은 부분이 상기 전자식 변속레버의 변속단 조작부에 할애되어야 하므로, 공간활용 면에 있어서는 불리할 수 밖에 없었다. 또한, 이 경우에는 상기 변속단 조작부의 크기가 증대됨에 따라 제조원가 및 중량이 동반상승하는 문제도 가지고 있었다.

또한, 상기와 같은 버튼식의 전자식 변속레버의 변속단 조작부의 구성은 동일한 크기를 갖는 버튼이 다수 배열되는 구성으로 인하여 자칫 운전자의 혼동을 유발할 수 있었으며, 종래의 기계식 변속레버에 익숙한 운전자에게는 버튼부가 배열된 변속단 조작부가 익숙하지 않기 때문에 새로운 조작법을 익혀야 하는 소정 기간의 적응기간이 필요한 단점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 종래의 전자식 변속레버의 구성은 종래의 기계식 변속레버에 익숙한 운전자를 포함한 많은 운전자들에게 직관적인 변속단 조작을 저해할 수 있었으며, 이로 인한 조작 편의성이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서,

전자식 자동변속레버에 있어서, 어느 변속단에서라도 한번의 조작으로 운전자가 원하는 변속단으로 변속이 될 수 있는 직관적인 작동 방식의 자동변속레버를 구성함으로써, 운전자의 변속 조작을 단순화하여 직관적인 조작을 가능하게 함과 동시에, 자동변속레버의 조작 스트로크를 저감하고, 자동변속레버의 크기를 최소화하여 제조원가를 절감하고 공간 효율성을 증대시키는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량의 자동변속기를 제어하는 전자식 자동변속레버에 있어서, 일자형 이동경로를 따라 전후방으로 이동하도록 구성된 레버조작로드; 최소한 하나 이상의 압력센서를 포함하고 상기 레버조작로드의 전방 및 후방에 각각 배치되는 전방인식부 및 후방인식부를 포함하고, 상기 레버조작로드로부터 인가되는 압력의 크기에 따라 서로 다른 압력신호를 출력하는 변속단인식부; 및 상기 변속단인식부로부터 수신되는 최소한 하나 이상의 압력신호에 기반하여 사전 설정된 변속신호를 생성하여 자동변속레버로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전방인식부는, 상기 레버조작로드를 기준으로 순차적으로 배치되는 제1압력센서, 제2압력센서 및 제3압력센서와 제1판스프링 및 제2판스프링을 포함하고, 상기 제1판스프링 및 제2판스프링은 돌출부가 상기 레버조작로드를 향하도록 배치되되, 상기 제1판스프링의 외측에 상기 제2판스프링의 양단이 부착 고정되고, 상기 제1압력센서는 상기 제1판스프링의 외측에 배치되고, 상기 제2압력센서는 상기 제1판스프링과 상기 제2판스프링 사이에 배치되며, 상기 제3압력센서는 상기 제2판스프링의 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1압력센서는 상기 제1판스프링의 돌출부의 외측면에 고정되고, 상기 제2압력센서는 상기 제2판스프링의 돌출부의 외측면에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1압력센서의 단일 압력신호만 수신되면 N단 변속신호를 출력하고, 상기 제1압력센서 및 제2압력센서의 압력신호가 동시에 수신되면 R단 변속신호를 출력하며, 상기 제1압력센서, 제2압력센서 및 제3압력센서의 압력신호가 동시에 수신되면 P단 변속신호를 출력하도록 사전 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 현재 차량의 변속단이 D단인 경우, 상기 제1압력센서의 단일 압력신호만 수신되면 N단 변속신호를 출력하도록 사전 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후방인식부는, 상기 레버조작로드를 기준으로 순차적으로 배치되는 제4압력센서 및 제5압력센서와 제3판스프링 및 제4판스프링을 포함하고, 상기 제3판스프링 및 제4판스프링은 돌출부가 상기 레버조작로드를 향하도록 배치되되, 상기 제3판스프링의 외측에 상기 제4판스프링의 양단이 부착 고정되고, 상기 제4압력센서는 상기 제3판스프링 및 제4판스프링 사이에 배치되고, 상기 제5압력센서는 상기 제4판스프링의 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4압력센서는 상기 제4판스프링의 돌출부의 외측면에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제4압력센서의 단일 압력신호만 수신되면 N단 변속신호를 출력하고, 상기 제4압력센서 및 제5압력센서의 압력신호가 동시에 수신되면 D단 변속신호를 출력하도록 사전 설정된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 이하의 장점을 제공한다.

1) 원가 절감: 종래의 전자식 자동변속레버와 비교하여 그 구조 및 구성요소들을 단순화 하고, 크기를 감소시킬 수 있으므로, 원가 및 중량을 저감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전자식 자동변속레버의 크기가 감소됨에 따라, 차량 내부 레이아웃 확보에 매우 유리하여, 이러한 구성은 LH/RH/장애차 등과 같은 특수한 경우의 공용화 적용에 있어 큰 장점이 있다.

2) 성능 향상: 종래의 기계식 변속레버의 변속 패턴, 즉, 최초 N단에서 시작하여, P단조작시 전방으로 세게 미는 조작을 하고, R단 조작시 전방으로 약하게 미는 조작을 하며, D단 조작시 후방으로 세게 당기는 조작을 하는 변속 패턴과 동일한 구성의 자동변속레버의 변속패턴을 제공함으로써, 종래의 변속패턴이 운전습관화 되어 있는 운전자에게 직관적인 변속단 조작이 가능하도록 하는 장점이 있다.

3) 조작성 향상: 종래의 기계식 변속레버의 변속 패턴의 전후방 조작방식을 동일하게 적용하되, 일자형 동선을 따라 전방 또는 후방으로 이동하는 변속패턴 구성으로 종래의 변속패턴이 운전습관화 되어 있는 운전자는 물론, 신규 운전자들에게도 직관적인 조작이 가능하게 하는 장점이 있으며, 더 나아가, 종래의 공지의 차량들이 제공하지 않았던 독창적인 변속패턴을 제공함으로써 상품성을 향상시킬 수 있으며, 단순화된 구조로 인한 최소화된 제조비용으로 미관 향상을 가능하게 하는 장점을 제공한다.

도 1은 종래의 버튼식으로 구성된 전자식 변속레버 중 몇몇 실시예들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버가 적용된 일 실시예에서 양방향 분할형 전자식 자동변속레버가 운전석 측방 콘솔면 상에 장착되는 방식의 운전석 내부를 나타낸다.
도 3은 상기 도 2의 실시예의 차량 내부 콘솔면의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 분할형 전자식 자동변속레버를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 분할형 전자식 자동변속레버를 나타내는 평면도이다.
도 6은 변속단인식부를 구성하는 전방인식부의 상세 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 상기 전방인식부의 상세 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력신호의 다양한 조합에 따라 제어부에 할당된 변속단을 나타내는 도표이다.

본 발명은 운전자의 자동변속레버 조작을 단순화하여 직관적인 조작을 가능하게 함과 동시에, 자동변속레버의 조작 스트로크를 저감하고, 자동변속레버의 크기를 최소화하여 제조원가를 절감하고 공간 효율성을 증대시키기 위한 발명으로써, 전자식 자동변속레버를 구성하는 레버조작로드의 전방과 후방에 압력센서를 포함하는 변속단인식부를 각각 배치하고, 상기 레버조작로드의 이동에 따라 상기 변속단인식부에 가해지는 압력에 대응하여 상기 레버조작로드의 변속단 조작을 인식하는 구성을 가진다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도면을 참조하여 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.

이하 설명에 있어서, 설명의 편의상 양방향 분할형 전자식 자동변속레버의 이동 방향을 '전방', '후방'의 단어로 기재하되, 상기 '전방'이라 함은 차량의 전방, 즉 차량의 주행 방향과 일치하는 방향, '후방'이라 함은 차량의 후방, 즉 차량의 주행 방향과 반대방향을 의미한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 발명의 기술 사상에 벗어나지 않는 범위 내에서 단지 상기 '전방' 또는 '후방' 중 어느 하나의 단어가 지시하는 방향이 임의의 방향을 의미하고, 다른 하나의 단어가 지시하는 방향은 그 반대되는 방향으로서의 '전방' 및 '후방'의 의미로서 이해될 수 있어야 한다.

도 2는 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버가 적용된 일 실시예에서 양방향 분할형 전자식 자동변속레버가 운전석 측방 콘솔면 상에 장착되는 방식의 운전석 내부를 나타내고, 도 3은 상기 도 2의 실시예의 차량 내부 콘솔면의 단면도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버는 일반적으로 차량 내부의 콘솔 상에 위치하는 전자식 변속기의 변속레버를 대신하여 배치된다.

이때, 종래의 전자식 변속레버가 기계식 변속레버와 유사한 조작감을 제공하기 위하여 유사한 변속패턴을 갖는 반면, 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버는 변속패턴에 있어서 측방의 이동요소는 배제되고, 전방 또는 후방(이하 '전후방'으로 병기함)이동만을 하도록 구성됨으로써, 전자식 자동변속레버가 차량 내부 콘솔면 상에 차지하는 공간을 최대한 저감하고 직관적인 조작이 이루어지도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버의 구성은 종래의 전자식 자동변속레버와 비교하여 그 구조 및 구성요소들을 단순화 하고, 전체적인 크기를 저감할 수 있으므로, 차량 내부 레이아웃 확보에 매우 유리하고, 제조 원가 및 중량을 저감할 수 있는 장점을 가진다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 분할형 전자식 자동변속레버를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 분할형 전자식 자동변속레버를 나타내는 평면도이다. 도 4 및 도 5는 그 내부 구성요소를 일부분 투시하여 개략적으로 나타내고 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버는 자동변속레버의 손잡이 역할을 하는 노브(10), 상기 노브(10)를 지지하고 상기 노브(10)에 가해지는 압력에 의하여 이동하도록 이루어지는 레버조작로드(20), 상기 노브(10)의 조작에 의한 상기 레버조작로드(20)의 이동에 대응하여 서로 다른 신호들의 조합을 출력하는 변속단인식부(30), 상기 변속단인식부(30)에서 출력되는 신호들의 조합을 바탕으로 변속단 제어를 수행하는 제어부(40) 및 하우징(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 노브(10)는 자동변속레버의 손잡이 역할을 하는 구성요소로서, 운전자가 손으로 파지하여 이동시킴으로써 변속단 조작을 하도록 구비된 구성요소이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 노브(10)는 구 형상의 외형을 갖는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 노브의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 구성상 공지의 어떠한 전자식 자동변속레버 또는 기계식 자동변속레버를 구성하는 노브(10)와 동일한 구성을 가질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

더 나아가, 상기 노브(10)는 편의를 위한 추가적인 구성, 예를 들어, 변속단을 표시할 수 있는 디스플레이 수단을 더 포함하고 후술할 제어부(40)와 연동함으로써 운전자에게 제공하고자 하는 정보를 디스플레이 하도록 하는 구성을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 노브(10)의 구성은 공지의 사항이므로, 더이상의 상세한 설명은 생략한다.

상기 레버조작로드(20)는 상기 노브(10)를 지지하고 상기 노브(10)에 가해지는 압력에 의하여 이동가능하도록 구성된 구성요소이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 레버조작로드(20)는 상기 노브(10)의 하부에 배치되어 상기 노브(10)를 상기 하우징(50)에 고정하는 기능을 하되, 그 상단부는 상기 노브(10)와 결합되고, 그 하단부는 일자형의 가상의 이동 경로를 따라 전방 또는 후방(이하 '전후방'으로 표기함)으로 이동 가능하도록 하우징(50)에 결합된다. 따라서, 상기 레버조작로드(20)의 상단부에 결합된 노브(10)는 상기 레버조작로드(20)에 의하여 전후방으로 이동된다.

상기 노브(10)와 상기 레버조작로드(20)는 차량 내부 콘솔상에 배치되되, 바람직하게는 공지의 기계식 또는 전자식 변속 레버가 배치되는 위치와 동일한 위치에 배치된다. 따라서, 운전자로 하여금 종래에 기계식 변속 레버를 이용하여 운전하던 운전 습관과 유사한 위치에 배치됨으로써, 운전자의 혼동을 방지하고 직관적인 단 변속이 이루어질 수 있도록 구성된다.

상기 레버조작로드(20)의 전후방 이동구조는 예를 들어, 상기 레버조작로드(20)의 하단부가 하우징(50)에 힌지결합되고, 힌지축을 축으로 상기 레버조작로드(20)의 상단부가 전후방 회동되도록 구성되거나, 또는 상기 레버조작로드(20)의 하단부가 결합되는 가이드레일이 하우징에 구비되고, 상기 레버조작로드(20)가 상기 가이드레일을 따라 전방 또는 후방으로 이동되도록 구성될 수 있다.

그러나, 본 발명의 레버조작로드(20)의 이동을 위한 구성은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니며, 상기 레버조작로드(20) 또는 상기 레버조작로드(20)의 상단부에 고정된 노브(10)를 전후방으로 이동시킬 수 있도록 하우징(50)에 고정시킬 수 있는 공지의 어떠한 구성이라도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

상기 변속단인식부(30)는 상기 노브(10)의 조작에 의한 상기 레버조작로드(20)의 이동 및 가해지는 압력에 따라 서로 다른 조합을 갖는 압력신호들을 출력하기 위하여 구비되는 구성요소로서, 공지의 압력센서들을 포함하여 이루어진다.

상기 압력센서는 인가되는 압력을 감지하고, 이에 대응하여 압력신호를 생성 및 출력함으로써, 설치된 부위에 가해지는 압력 및 압력의 크기를 검출하기 위하여 사용되는 공지의 수단으로서, 상기 변속단인식부(30)에 포함되어 상기 레버조작로드(20)로부터 가해지는 압력을 검출하도록 구비된다.

본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버가 상기 레버조작로드(20)가 전후방으로 이동하도록 이루어지며 변속단 조작을 하도록 구성되기 때문에, 상기 변속단인식부(30)는 상기 레버조작로드(20)의 전방 및 후방 이동을 감지하도록 상기 레버조작로드(20)의 전방과 후방에 각각 배치되는 한쌍의 구성요소(전방인식부(31) 및 후방인식부(32))로서 구성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변속단인식부(30)를 구성하는 전방인식부(31)는 상기 레버조작로드(20)의 전방에 배치되고, 후방인식부(32)는 상기 레버조작로드(20)의 후방에 배치된다.

따라서, 운전자에 의한 상기 노브(10)의 조작에 따라 상기 레버조작로드(20)가 전방으로 이동하면, 상기 레버조작로드(20)의 전단부가 상기 전방인식부(31)에 닿고, 그 상태에서 더 압력이 가해지면 상기 전방인식부(31)에 포함된 압력센서에서 인가되는 압력을 감지하여 압력신호를 생성하여 출력한다.

반대로, 운전자에 의한 조작에 따라 상기 레버조작로드(20)가 후방으로 이동하면 상기 레버조작로드(20)의 후단부가 상기 후방인식부(32)에 닿고, 그 상태에서 더 압력이 가해지면 상기 후방인식부(32)에 포함된 압력센서에서 인가되는 압력을 감지하여 압력신호를 생성하여 출력한다.

이때, 상기 전방인식부(31) 및 후방인식부(32)에서 출력되는 압력신호는 상기 레버조작로드(20)로부터 인가되는 압력의 크기에 따라 서로 다른 압력신호를 출력하도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 변속단인식부(30)는 최소한 하나 이상의 압력센서를 포함하고, 더 바람직하게는 상기 변속단인식부(30)를 구성하는 전방인식부(31)는 세개의 압력센서를 포함하고, 상기 후방인식부(32)는 두개의 압력센서를 포함하여 이루어진다. 그러나, 상기 변속단인식부를 구성하는 압력센서들의 갯수는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 또는, 할당된 변속단의 갯수에 따라 얼마든지 가감될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

상기 변속단인식부(30)의 압력신호 출력을 위한 상세 구성은 후술하도록 한다.

한편, 상기 변속단인식부(30)에서 생성되어 출력된 압력신호는 상기 제어부(40)로 전송된다.

상기 제어부(40)는 상기 변속단인식부(30)로부터 출력된 압력신호를 수신하고, 수신된 압력신호를 바탕으로 운전자에 의하여 조작된 변속단을 인식하며, 인식된 변속단으로 단 변속이 이루어지도록 변속신호를 생성 및 출력하여 자동변속기를 제어하는 하는 구성요소이다.

이를 위하여 상기 제어부(40)는 차량의 자동변속기제어부(미도시)와 연동하고, 상기 자동변속기제어부에 설정된 변속단들, 예를 들어, P/R/N/D단 에 상기 압력신호를 매칭하는 매칭정보를 사전 설정하여 저장하며, 상기 변속단인식부(30)로부터 수신된 서로다른 압력신호에 대응하여 사전 설정된 매칭정보에 따라 변속신호를 생성하고(이 과정에서 신호의 처리과정이 있을 수 있으나, 공지의 사항이므로 설명을 생략한다), 상기 변속신호를 상기 자동변속기제어부로 전송 함으로써 최종적으로 상기 자동변속기제어부가 차량의 변속단을 제어한다.

도 4에는 상기 제어부(40)가 상기 레버조작로드(20)의 하부에 결합된 것으로 도시되었으나, 이 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 지나지 않으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 제어부(40)는 공지의 전자제어유닛(ECU)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 차량의 구동을 위하여 기본적으로 설치되어 있는 차체제어모듈(BCM) 또는 전자제어유닛(ECU)과 통합된 모듈일 수도 있다.

상기 하우징(50)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레버조작로드(20)의 하부를 전후방 이동 가능하도록 체결하여 고정하는 기능을 하고, 더 나아가, 상기 제어부(40)를 내부에 실장하여 보호하기 위한 구성요소로서, 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버의 기반이 되는 구성요소이다.

상기 하우징(50)은 상기 레버조작로드(20)가 전후방 이동경로를 따라 이동 가능하도록 일자형 천공부가 그 상부에 형성된다.

도 6은 변속단인식부(30)를 구성하는 전방인식부(31)의 상세 구조를 나타내는 사시도이고, 도 7은 상기 전방인식부(31)의 상세 구조를 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예의 전방인식부(31)는 두개의 판스프링과 세개의 압력센서를 포함하여 이루어지고, 상기 레버조작로드(20)의 이동방향에 대향(opposite)하도록, 다시말해서, 그 돌출부가 상기 레버조작로드(20)를 향하도록 배치된다.

상기 전방인식부(31)의 배치는 도 6에서 도시된 바와 같이, 실질적으로는 수평방향(레버조작로드(20) 방향)으로 돌출되도록 배치되는 구성이나, 이하, 설명의 편의상 상기 전방인식부(31)를 구성하는 판스프링의 돌출된 방향을 외측(바깥쪽), 그 반대방향을 내측(안쪽)으로 기술하여 설명하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 상기 전방인식부(31)는 상기 하우징(50)의 상부에 형성된 일자형 천공부의 전단부의 내측에 배치되고, 상기 레버조작로드(20) 방향으로 지향되도록 설치된다.

따라서, 운전자가 상기 노브(10)를 조작하여 상기 레버조작로드(20)를 전방으로 이동시키는 조작을 하면, 상기 레버조작로드(20)는 일자형 경로를 따라 전방으로 이동하고, 상기 레버조작로드(20)의 전면(front side)이 상기 하우징(50)의 상부에 형성된 일자형 천공부의 전단부에 도달하면 상기 전방인식부(31)와 접촉하도록 구성된다.

도 7에 상세하게 도시된 바와 같이, 본 발명의 변속단인식부(30)의 전방인식부(31)는 서로 겹쳐지도록 배치된 제1판스프링(100)과 제2판스프링(120)을 포함하되, 상기 제2판스프링(120)의 외측에 상기 제1판스프링(100)의 양단이 부착결합되는 구조를 가진다.

상기 전방인식부(31)의 제1판스프링(100)과 상기 제2판스프링(120)은 상기 레버조작로드(20)에 의하여 압력이 인가되면 압축되어 탄성력을 제공하기 위한 구성요소로서, 각각 중심부가 외측방향으로 돌출되도록 중심부가 만곡된 형상을 가지며, 돌출부에 압력이 가해지면 도 7에 도시된 바와 같이 내측으로 압축되며 상기 레버조작로드(20)에 탄성력을 제공한다.

한편, 도시된 바와 같이, 상기 전방인식부(31)는 상기 레버조작로드(20)의 이동 경로상에 상기 레버조작로드(20)를 기준으로 순차적으로 배치되는 제1압력센서(200), 제2압력센서(220) 및 제3압력센서(230)를 포함한다.

이때, 상기 제1압력센서(200)는 상기 제1판스프링(100)의 돌출부의 외측면에 고정되고, 상기 제2압력센서(220)는 상기 제2판스프링(120)의 돌출부의 외측면에 고정되며, 상기 제3압력센서(230)는 상기 제2판스프링(120)의 내측의 바닥면, 즉, 상기 하우징(50)의 일자형 천공부의 내측면에 부착된다.

이러한 배치는,

1) 상기 전방인식부(31)에 압력이 가해지면 최초 상기 제1압력센서(200)에 압력이 가해지고,

2) 이후 더 큰 압력이 가해지면 해당 압력이 상기 제1판스프링(100)을 압축시키며, 압축에 의하여 변형된 상기 제1판스프링(100)의 돌출부가 상기 제2판스프링(120)의 돌출부와 접촉시 상기 제2압력센서(220)를 누르게 하고,

3) 여기에서 더 큰 압력이 가해지면 상기 제2판스프링(120)의 돌출부마저 압력에 의하여 압축변형되고, 상기 제3압력센서(230)를 누르게 하여, 가해지는 압력에 따라 단계적으로 압력센서에서 출력신호가 출력되도록 하는 구성이다.

상기 전방인식부(31)의 작동 단계는 아래와 같이 이루어진다.

① 운전자의 노브(10) 조작에 의하여 상기 레버조작로드(20)가 전방으로 이동하고 제일 먼저 상기 제1압력센서(200)에 압력이 가해지는 단계;

②상기 제1압력센서(200)가 인가된 압력에 대응하여 출력신호(압력신호)를 생성하여 상기 제어부(40)로 전송하는 단계(이 경우, 상기 제1압력센서(200)로부터 수신된 압력신호 하나만 상기 제어부에 수신되며, 이에 할당된 변속단은 N단이다);

③운전자가 R단 변속을 위하여 상기 노브(10)에 힘을 더 가하고, 상기 레버조작로드(20)로부터 더 큰 힘이 가해지면, 상기 제1판스프링(100)이 상기 레버조작로드(20)에 의하여 압력을 받아 압축되며 디텐트감을 발생시키는 단계(여기에서 디텐트감이라 함은 상기 판스프링이 압력에 의하여 눌리면서 발생하는 탄성력에 의한 조작감을 말한다);

④ 동시에, 상기 제1판스프링(100)은 그 내측면이 압축변형되며 상기 제2압력센서(220)를 누르는 단계;

⑤ 상기 제2압력센서(220)가 출력신호를 생성하여 상기 제어부(40)로 전송하는 단계(이 경우, 상기 제1압력센서(200)으로부터 수신된 압력신호와 상기 제2압력센서(220)로부터 수신된 압력신호가 동시에 상기 제어부에 수신되며, 이에 할당된 변속단은 R단이다);

⑥ 운전자가 P단 변속을 위하여 상기 노브(10)에 힘을 더 가하고, 상기 레버조작로드(20)로부터 더 큰 힘이 가해지면, 상기 제1판스프링(100)이 압축변형되어 상기 제2판스프링(120)의 돌출부에 압력을 가하는 단계;

⑦ 따라서, 상기 제2판스프링(120)은 상기 제1판스프링(100)에 의해 압력을 받아 압축변형되며 디텐트감을 발생시키는 단계;

⑧ 상기 제2판스프링(120)은 압축 변형되며 상기 제3압력센서(230)를 누르는 단계;

⑨ 상기 제3압력센서(230)는 압력신호를 생성하여 상기 제어부(40)로 전송하는 단계(이 경우에 상기 제1압력센서(200), 상기 제2압력센서(220) 및 상기 제3압력센서(230)로부터 압력신호가 동시에 상기 제어부(40)에 수신되며, 이에 할당된 변속단은 R단이다);

상기 단계들을 통하여 상기 제1압력센서(200), 제2압력센서(220) 및 제3압력센서(230)로부터 하나 이상의 신호가 입력되면, 상기 제어부(40)는 각 센서의 입력신호들의 조합에 각각 할당된 변속단으로 변속신호를 생성하여 차량의 자동변속기 제어부로 전송하여 단 변속이 이루어지도록 제어한다.

한편, 후방인식부(32)의 작동 단계는 아래와 같이 이루어진다.

여기에서 상기 후방인식부(32)의 구성요소, 즉, 제3판스프링, 제4판스프링, 제4압력센서(제2압력센서에 대응) 및 제5압력센서(제3압력센서에 대응)는 각각 순서대로 상기 전방인식부(31)의 제1판스프링(100), 제2판스프링(120), 제2압력센서(220) 및 제3압력센서(230)에 대응하는 구성으로 이해되어야 한다.

① 운전자의 노브(10) 조작에 의하여 상기 레버조작로드(20)가 후방으로 이동하고 제일 먼저 상기 제4압력센서에 압력이 가해지는 단계;

②상기 제4압력센서는 인가된 압력에 대응하여 출력신호를 생성하여 상기 제어부(40)로 전송하는 단계(이 경우, 상기 제4압력센서로부터 수신된 압력신호 하나만 상기 제어부(40)에 수신되며, 이에 할당된 변속단은 N단이다);

③운전자가 D단 변속을 위하여 상기 노브(10)에 후방으로 힘을 더 가하고, 상기 레버조작로드(20)로부터 더 큰 힘이 가해지면, 상기 제3판스프링이 상기 레버조작로드(20)에 의하여 압력을 받아 압축되며 디텐트감을 발생시키는 단계;

④ 동시에, 상기 제3판스프링은 그 내측면이 압축변형되며 상기 제5압력센서를 누르는 단계;

⑤ 상기 제5압력센서가 출력신호를 생성하여 상기 제어부(40)로 전송하는 단계(이 경우, 상기 제4압력센서로부터 수신된 압력신호와 상기 제5압력센서로부터 수신된 압력신호가 동시에 상기 제어부(40)에 수신되며, 이에 할당된 변속단은 D단이다);

상기 단계들을 통하여 상기 제4압력센서 및 제5압력센서로부터 하나 이상의 신호가 입력되면, 상기 제어부(40)는 각 센서의 입력신호들의 조합에 각각 할당된 변속단으로 변속신호를 생성하여 차량의 자동변속기 제어부로 전송하여 단 변속이 이루어지도록 제어한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 최소한 하나 이상의 압력신호에 대응하여 상기 제어부(40)에 할당된 변속단 중 N단에 해당하는 입력은, 기본적으로, 상기 제4압력센서로부터 수신된 단일 압력신호에 해당한다.

그러나, 상기 제어부(40)는 상기 제1압력센서로부터 수신된 단일 압력신호의 경우에도 N단에 해당하는 입력이 이루어지는 것으로 설정되는 것에 유의하여야 한다.

이러한 구성은 D단과 R단 사이에 N단이 존재해야 한다는 법규를 만족하기 위한 것으로, 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버의 기본 구성이 N단 및 D단 변속을 위한 조작에 있어, 기본적으로 레버조작로드(20)를 후방으로 당기는 조작을 하도록 구성되어 있으나,

예외적으로 현재 D단 변속 조작 상태, 즉, 상기 제4압력센서 및 제5압력센서의 압력신호들이 모두 수신되는 상태에서, 상기 변속조작로드(20)의 전방이동 조작에 의하여 상기 제1압력센서(200)에 압력이 가해진다면, N단 조작이 이루어진 것으로 판단하여 상기 제어부(40)에서 N단 변속신호를 출력하도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 상기와 같은 구성은 현재 변속단 조작 상태와 무관하게 R단과 D단 사이에 N단이 존재하게 되어 현행 법규를 만족할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력신호의 다양한 조합에 따라 제어부에 할당된 변속단을 나타내는 도표이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양방향 분할형 전자식 자동변속레버는 현재 설정되어 있는 변속단(도 8의 표의 좌측 1열)에서 상기 제1압력센서 내지 제5압력센서로부터 입력되는 최소한 하나 이상의 압력신호의 조합에 따라 사전 설정되어 할당된 변속단의 변속신호(도 8의 표의 우측 1열)를 상기 제어부(40)에서 출력하도록 구성되며, 그 구성은 개략적으로 아래와 같다.(이하, 기재되지 않은 압력센서로부터 수신되는 압력신호의 입력은 없는 것으로 가정)

1) 제1압력센서의 단일 압력신호가 제어부로 수신되는 경우, 상기 제어부는 변속단 N단 조작이 이루어진 것으로 판단

2) 제1압력센서 및 제2압력센서의 압력신호가 동시에 제어부로 수신되는 경우, 상기 제어부는 변속단 R단 조작이 이루어진 것으로 판단

3) 제1압력센서 내지 제3압력센서의 압력신호가 모두 제어부로 수신되는 경우, 상기 제어부는 변속단 P단 조작이 이루어진 것으로 판단

4) 제4압력센서의 단일 압력신호가 제어부로 수신되는 경우, 상기 제어부는 변속단 N단 조작이 이루어진 것으로 판단

5) 제4압력센서 및 제5압력센서의 압력신호가 제어부로 수신되는 경우, 상기 제어부는 변속단 D단 조작이 이루어진 것으로 판단

예를 들어, 현재 설정되어 있는 변속단이 P단일 때, 후방인식부(32)를 구성하는 제4압력센서 및 제5압력센서로부터 압력신호가 모두 수신(ON)되면 상기 제어부(40)는 입력변속단이 D단으로 조작된 것으로 판단하고, D단 변속신호를 출력한다.

또한, 현재 설정되어 있는 변속단이 D단일 때, 전방인식부(31)를 구성하는 제1압력센서, 또는, 후방인식부(32)를 구성하는 제4압력센서 중 어느 하나로부터 단일 압력신호가 수신되면 상기 제어부(40)는 입력변속단이 N단으로 조작된 판단하고, N단 변속신호를 출력한다. (현행 법규를 만족하기 위한 구성)

상기와 같은 구성을 통하여, 본 발명은 종래의 기계식 변속레버의 변속 패턴, 즉, 최초 N단에서 시작하여, P단조작시 전방으로 세게 미는 조작을 하고, R단 조작시 전방으로 약하게 미는 조작을 하며, D단 조작시 후방으로 세게 당기는 조작을 하는 변속 패턴과 동일한 구성의 자동변속레버의 변속패턴을 제공함으로써, 종래의 변속패턴이 운전습관화 되어 있는 운전자에게 직관적인 변속단 조작을 가능하게 하고,

또한, 종래의 기계식 변속레버의 변속 패턴의 전후방 조작방식을 동일하게 적용하되, 일자형 동선을 따라 전방 또는 후방으로 이동하는 변속패턴 구성으로 종래의 변속패턴이 운전습관화 되어 있는 운전자는 물론, 신규 운전자들에게도 직관적인 조작이 가능하게 하는 장점이 있으며,

더 나아가, 종래의 공지의 차량들이 제공하지 않았던 독창적인 변속패턴을 제공함으로써 상품성을 향상시킬 수 있으며, 단순화된 구조로 인한 최소화된 제조비용으로 미관 향상을 가능하게 하는 장점을 제공할 수 있다.

이상으로 본 발명의 양방향 분할형 전자식 자동변속레버의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 노브
20: 레버조작로드
30: 변속단인식부
31: 전방인식부
32: 후방인식부
40: 제어부
50: 하우징
100: 제1판스프링
120: 제2판스프링
200: 제1압력센서
220: 제2압력센서
230: 제3압력센서

Claims (8)

1. 차량의 자동변속기를 제어하는 전자식 자동변속레버에 있어서,
   일자형 이동경로를 따라 전후방으로 이동하도록 구성된 레버조작로드;
   최소한 하나 이상의 압력센서를 포함하고 상기 레버조작로드의 전방 및 후방에 각각 배치되는 전방인식부 및 후방인식부를 포함하고, 상기 레버조작로드로부터 인가되는 압력의 크기에 따라 서로 다른 압력신호를 출력하는 변속단인식부; 및
   상기 변속단인식부로부터 수신되는 최소한 하나 이상의 압력신호에 기반하여 사전 설정된 변속신호를 생성하여 자동변속레버로 전송하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전방인식부는,
   상기 레버조작로드를 기준으로 순차적으로 배치되는 제1압력센서, 제2압력센서 및 제3압력센서와 제1판스프링 및 제2판스프링을 포함하고,
   상기 제1판스프링 및 제2판스프링은 돌출부가 상기 레버조작로드를 향하도록 배치되되, 상기 제2판스프링의 외측에 상기 제1판스프링의 양단이 부착 고정되고,
   상기 제1압력센서는 상기 제1판스프링의 외측에 배치되고,
   상기 제2압력센서는 상기 제1판스프링과 상기 제2판스프링 사이에 배치되며,
   상기 제3압력센서는 상기 제2판스프링의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1압력센서는 상기 제1판스프링의 돌출부의 외측면에 고정되고,
   상기 제2압력센서는 상기 제2판스프링의 돌출부의 외측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1압력센서의 단일 압력신호만 수신되면 N단 변속신호를 출력하고,
   상기 제1압력센서 및 제2압력센서의 압력신호가 동시에 수신되면 R단 변속신호를 출력하며,
   상기 제1압력센서, 제2압력센서 및 제3압력센서의 압력신호가 동시에 수신되면 P단 변속신호를 출력하도록 사전 설정된 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   현재 차량의 변속단이 D단인 경우,
   상기 제1압력센서의 단일 압력신호만 수신되면 N단 변속신호를 출력하도록 사전 설정된 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 후방인식부는,
   상기 레버조작로드를 기준으로 순차적으로 배치되는 제4압력센서 및 제5압력센서와 제3판스프링 및 제4판스프링을 포함하고,
   상기 제3판스프링 및 제4판스프링은 돌출부가 상기 레버조작로드를 향하도록 배치되되, 상기 제4판스프링의 외측에 상기 제3판스프링의 양단이 부착 고정되고,
   상기 제4압력센서는 상기 제3판스프링 및 제4판스프링 사이에 배치되고,
   상기 제5압력센서는 상기 제4판스프링의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제4압력센서는 상기 제4판스프링의 돌출부의 외측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.
   
8. 제 6항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제4압력센서의 단일 압력신호만 수신되면 N단 변속신호를 출력하고,
   상기 제4압력센서 및 제5압력센서의 압력신호가 동시에 수신되면 D단 변속신호를 출력하도록 사전 설정된 것을 특징으로 하는 양방향 분할형 전자식 자동변속레버.

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