KR102011681B1 - 변속제어장치 - Google Patents

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KR102011681B1
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shift control
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김동원
김지수
주형석
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경창산업주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예들에 따른 변속제어장치는, 기본 위치에 위치하며, 기본 위치로부터 제1, 제2 및 제3 변속단에 각각 대응하는 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향되고 리턴되는 구동 스위치; 상기 구동 스위치의 회전을 지지하는 회전 샤프트; 및 상기 구동 스위치의 회전이 소정 범위 이내가 되도록 상기 구동 스위치의 좌측 및 우측 회전 경로에 배치되며, 내측면에 V자 홈을 갖는 한 쌍의 회전 스토퍼를 포함하고, 상기 구동 스위치는 상기 회전 스토퍼의 내측면에 접촉하며 상기 구동 스위치가 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향될 때 상기 V자 홈의 정점로부터 상기 V자 홈의 경사면으로 이동되는 제1 뷸렛부재, 및 상기 제1 뷸렛 부재에 연결되고 상기 제1 뷸렛 부재의 이동에 따라 수축되어 탄성력을 축적하는 제1 탄성 부재를 포함한다.

Description

변속제어장치{Shift Control Device}
본 발명은 변속제어장치에 관한 것으로, 변속단 조작 오류의 발생을 감소시킨 변속제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동변속기가 장착되어 있는 차량은 차량의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속범위 안에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단 레인지의 변속기어가 동작될 수 있도록 한다.
자동변속기는 변속을 수행하기 위해서 유압회로, 유성기어 및 마찰요소들을 사용하여 기어비를 만들어 내며, 이러한 구성부품들의 제어는 변속제어기(Transmission Control Unit; TCU)에서 담당한다.
차량용 전자식 변속시스템인 시프트 바이 와이어(Shift By Wire, 이하 SBW라 한다) 시스템은 기존의 기계식 변속시스템과는 달리 변속기와 변속레버간에 케이블과 같은 기계적인 연결구조가 없는 전자식 변속시스템으로, 전자식 변속레버 또는 버튼의 조작시 발생된 센서값이 변속제어기(TCU)에 전달되면, 변속제어기에서 명령된 전자신호에 의해 솔레노이드 또는 전기모터가 동작하고, 솔레노이드 또는 전기모터의 동작에 의해 각 변속단별 유압회로에 유압이 인가되거나 차단됨으로써, 전자적으로 변속 제어가 수행되는 시스템이다.
따라서, SBW를 기반으로 하는 자동변속기는 전자식 변속레버 또는 버튼의 간단한 조작을 통해 운전자의 변속의지를 변속제어기에 전기신호로 전달함으로써 전진(D) 및 후진(R), 중립(N) 및 파킹(P) 레인지 등으로의 변속조작이 보다 수월하게 진행되는 장점이 있고, 또한 변속레버의 소형화가 가능하여 운전석 및 조수석 사이에 넓은 공간을 확보할 수 있는 장점이 있다.
한편, 전자식 변속시스템에서 변속조작을 레버로 행하는 레버 타입은 변속레버의 조작방식이 기계식의 변속레버와 유사하여 기계식 대비 큰 장점이 없고, 콘솔을 차지하는 공간이 커서 컵홀더 등과 같은 주변부품의 공간이 상대적으로 작아지는 단점이 있으며, 특히 돌출된 레버에 의해 사고 발생시 승객의 신체가 접촉함에 따라 상해를 입을 수 있는 단점이 있다.
그리고, 변속조작을 버튼으로 행하는 버튼 타입 전자식 변속시스템은 레버 타입에 비해 변속조작이 용이하고, 콘솔 이외의 다른 위치로 설치위치의 변경이 가능함에 따라 콘솔 공간을 유용하게 활용할 수 있으며, 사고 발생시 승객의 신체와의 접촉을 없앨 수 있어서 승객의 상해를 예방할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 변속단(P,R,N,D단)마다 운전자가 조작하는 각각의 버튼이 모두 동일한 작동방식을 가지고 있어서, 운전자가 변속버튼을 직접 눈으로 보지 않고 변속버튼을 조작하는 상황에서 오조작이 발생할 수 있는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0000718호 (공개일자 2017년 01월 03일)
본 발명의 목적은 기존의 복수개의 수직 가압 푸시 버튼을 포함하는 변속제어 장치에서의 변속단 조작 오류의 발생을 감소시킨 변속제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 운전자의 변속단 조작력을 향상시키고, 변속단 조작의 필링감을 제공하는 변속제어장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 변속제어장치는, 기본 위치에 위치하며, 기본 위치로부터 제1, 제2 및 제3 변속단에 각각 대응하는 좌측 회전 방향, 우측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향되고 리턴되는 구동 스위치; 상기 구동 스위치의 회전을 지지하는 회전 샤프트; 및 상기 구동 스위치의 회전이 소정 범위 이내가 되도록 상기 구동 스위치의 좌측 및 우측 회전 경로에 배치되며, 내측면에 V자 홈을 갖는 한 쌍의 회전 스토퍼를 포함하고,상기 구동 스위치는, 상기 회전 스토퍼의 내측면에 접촉하며 상기 구동 스위치가 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향될 때 상기 V자 홈의 정점로부터 상기 V자 홈의 경사면으로 이동되는 제1 뷸렛부재, 및 상기 제1 뷸렛 부재에 연결되고 상기 제1 뷸렛 부재의 이동에 따라 수축되어 탄성력을 축적하는 제1 탄성 부재를 포함한다.
상기 변속제어장치는 상기 구동 스위치가 배치되는 베이스부를 더 포함할 수 있다. 상기 베이스부는 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향을 따라 중심으로부터 상향으로 경사진 3개의 경로를 가지는 시프트 리세스를 포함할 수 있다. 상기 구동 스위치는, 상기 시프트 리세스에 접촉하며 상기 구동 스위치가 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향될 때 상기 시프트 리세스의 중심에서부터 경사면으로 이동되는 제2 뷸렛부재, 및 상기 제2 뷸렛 부재에 연결되고 상기 제2 뷸렛 부재의 이동에 따라 수축되어 탄성력을 축적하는 제2 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 시프트 리세스는 T 형상을 가질 수 있다.
상기 베이스부는 상기 구동 스위치의 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향을 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다.
상기 변속제어장치는 상기 회전 샤프트의 유격 또는 유동을 방지하는 댐퍼 부쉬를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 스위치는, 상기 구동 스위치로부터 돌출되며 상기 회전 스토퍼와 맞물리는 유격 방지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 변속제어장치는 상기 회전 샤프트의 하부에 배치되어 상기 구동 스위치의 회전을 감지하는 제1 홀센서; 및 상기 회전 샤프트의 하부에 배치되어 상기 구동 스위치의 하방 슬라이딩을 감지하는 제2 홀센서를 더 포함할 수 있다.
상기 변속제어장치는 상기 제1 홀센서의 상부에 위치하는 자석을 더 포함할 수 있다.
상기 구동 스위치는 상기 회전 샤프트를 수용하며, 상기 구동 스위치의 하방 슬라이딩 방향의 역 방향으로 연장된 타원형 슬롯을 가질 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 변속단은 변속단 R, 변속단 D, 및 변속단 N일 수 있다.
상기 변속제어장치는 제4 변속단을 선택할 수 있는 수직 푸시 버튼을 더 포함할 수 있다.
상기 제4 변속단은 변속단 P일 수 있다.
상기 구동 스위치는 반원 기둥 형상의 바디를 가지며, 상기 반원의 곡선부의 중심에 하나의 봉우리와 2개의 골짜기를 갖는 그립부를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 스위치는 광을 분산하는 프리즘을 더 포함할 수 있다.
상기 변속제어장치는 상기 프리즘에 광을 방출하는 발광소자가 배치된 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 변속제어장치는 상기 기판 상에 배치되며, 상기 발광소자의 광을 누광없이 특정 영역으로 출사시키는 격벽을 갖는 키패드를 더 포함할 수 있다.
상기 변속제어장치는 상기 구동 스위치 상부에 위치하며, 상기 회전 샤프트가 고정된 케이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 변속제어장치는 기존에 복수개의 수직적 푸시버튼을 포함한 변속제어장치에서 조작의 오류가 발생한 문제점을 해결할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 따른 변속제어장치는 복수개의 변속단을 선택할 때 서로 다른 방향으로 구동 스위치를 이동시키기 때문에, 변속단 조작 오류가 적게 되며, 또한 구동 스위치의 조작 필링감이 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 변속제어장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 스위치의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 상부 케이스를 아래쪽에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3의 구동 스위치를 위에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 3의 구동 스위치를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 장치에서의 작동 스위치의 위치와 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판과 프리즘의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1의 변속제어장치의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 사용자가 변속단을 선택할 시 변속제어장치의 조작 상태를 나타낸 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 변속제어장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 변속제어장치의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어장치(100)는 상부 케이스(110), 구동 스위치(130), 베이스부(120), 키패드(150), 기판(160), 및 하부 케이스(112)를 포함한다.
구동 스위치(130)는 베이스부(120) 상에 배치된다. 베이스부(120)는 구동 스위치(120)을 지지한다. 구동 스위치(130)는 베이스부(120) 상에서 기본 위치에 위치하며, 기본 위치로부터 3개의 변속단에 각각 대응하는 3 방향으로 편향될 수 있다. 3방향은 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향 및 하방 슬라이딩 방향을 포함한다.
구동 스위치(130)는 3 방향으로 각각 편향되면 N단, R단 및 D단이 각각 선택된다. 도 1 및 도 2에서는, 구동 스위치(130)를 기본 위치에서 우측으로 회전시키면 D단이 선택되고, 구동 스위치(130)를 기본 위치에서 좌측으로 회전시키면 R단이 선택될 수 있다. R단과 D단의 위치는 서로 바뀌어도 무방하다. 또한, 구동 스위치(130)를 기본 위치에서 아래 방향으로 슬라이딩시키면 N단이 선택될 수 있다.
이하에서 변속제어장치(100)의 구성 및 동작을 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 스위치의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 상부 케이스를 아래쪽에서 바라본 사시도이다. 또한, 도 5는 도 3의 구동 스위치를 위에서 바라본 사시도이고, 도 6은 도 3의 구동 스위치를 아래에서 바라본 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 장치에서의 작동 스위치의 위치와 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 구동 스위치(130)는 기본 위치로부터 3개의 변속단에 각각 대응하는 3 방향으로 편향될 수 있다. 기본 위치는 구동 스위치(130)를 작동하지 않는 상태에 있을 때 구동 스위치(130)의 위치이다. 구동 스위치(130)는 기본 위치로부터 3 방향으로 각각 편향되면 N단, R단 및 D단이 각각 선택된다. 구동 스위치(130)는 베이스부(120) 상에 위치된다.
베이스부(120)는 구동 스위치(130)의 변속단 방향을 지시하는 지시자(128)를 가질 수 있다. 또한, 베이스부(120)는 구동 스위치(130)가 위치하는 영역 밖에 상부 케이스(110)를 지지하는 지지 돌출부(126)를 갖는다.
구동 스위치(130)는 기본 위치로부터 좌측으로 회전시 R 변속단이 선택되고, 기본 위치로부터 우측으로 회전시 D 변속단이 선택된다. 또한, 구동 스위치(130)는 기본 위치로부터 하향으로 당겨지면, 즉 풀(pull) 작동시, N 변속단이 선택된다. 구동 스위치(130)는 반원 기둥 형상의(semicircle pillar shaped) 바디를 가지며, 소정 범위 내에서 좌측 또는 우측으로 회전되거나, 하방으로 당겨진다. 반원 기둥 형상의 바디는 반원의 곡선 부분과 반원의 평평한 부분을 가진다.
구동 스위치(130)가 소정 범위 내에서 회전되도록 구동 스위치(130)의 좌측 회전 경로 및 우측 회전 경로에 배치된 한 쌍의 회전 스토퍼(180)가 제공될 수 있다. 각 회전 스토퍼(180)는 구동 스위치(130)가 좌측 또는 우측으로 소정 범위 이상 회전되는 것을 방지한다.
본 실시예에서는 회전 스토퍼(180)가 별도로 구현되어 있지만, 예컨대, 베이스부(120)에 일체로 형성될 수도 있다.
구동 스위치(130)가 회전시 회전 스토퍼(180)에 걸리기 위해 구동 스위치(130)는 구동 스위치(130)의 반원 기둥 형상 바디의 좌측 단부 및 우측 단부를 일부 절단함으로써 생성된 걸림부(134)를 갖는다. 다시 말해, 구동 스위치(130)의 반원 기둥 형상 바디의 좌측 단부 및 우측 단부를 원주를 따라 소정 두께만큼 삭제함으로써 걸림부(134)가 생성될 수 있다.
구동 스위치(130)의 절단된 부분들에 회전 스토퍼들(180)이 각각 위치하여, 구동 스위치(130)이 소정 범위 이상 회전할 때 구동 스위치(130)의 걸림부(134)가 회전 스토퍼(180)에 걸리게 된다.
또한, 구동 스위치(130)는 좌우 방향으로 회전될 때 회전 샤프트(190)에 의해 지지된다.
도 4를 참조하면, 회전 샤프트(190)는 상부 케이스(110)의 하면으로부터 돌출되어 형성된다. 회전 샤프트(190)이 상부 케이스(110)에 고정되어 있기 때문에, 구동 스위치(130)가 좌우로 회전될 때 구동 스위치(130)를 지지할 수 있다. 회전 샤프트(190)는 원통형 바디를 가질 수 있으며, 구동 스위치(130)에 형성된 슬롯(133)에 수용된다.
한편, 구동 스위치(130)는 풀(pull) 작동시, N 변속단이 선택된다. N 변속단을 선택하기 위해 구동 스위치(130)가 당겨질 때 상부 케이스(110)에 고정된 회전 샤프트(190)가 구동 스위치(130)의 이동을 방해하지 않도록 슬롯(133)은 구동 스위치(130)의 이동 방향의 역방향, 즉, 하방 슬라이딩 방향의 역 방향으로 연장된 타원 형상을 가질 수 있다. 그에 따라, 구동 스위치(130)이 아래 방향으로 당겨질 때, 회전 샤프트(190)에 의해 방해되지 않고 구동 스위치(130)가 움직일 수 있다.
구동 스위치(130)이 좌측 또는 우측으로 회전될 때, 회전 샤프트(190)는 구동 스위치(130)의 슬롯(133)의 하부에 위치한다.
구동 스위치(130)가 아래로 당겨지면, 상부 케이스(110)에 고정된 회전 샤프트(190)는 움직이지 않는다. 따라서, 구동 스위치(130)가 하방으로 슬라이딩되면, 회전 샤프트(190)는 구동 스위치(130)의 슬롯(133)의 상부에 위치한다. 따라서, 슬롯(133)은 구동 스위치(130)의 하방 슬라이딩의 범위를 규정할 수 있다.
또한, 구동 스위치(130)가 좌우로 회전하거나 하방으로 당겨질 때, 회전 샤프트(190)의 유격 방지를 위한 댐퍼 부쉬(191)가 제공될 수 있다. 댐퍼 부쉬(191)는 회전 샤프트(190)에 끼워지기 때문에 상부 케이스(100)에 고정될 수 있다. 댐퍼 부쉬(191)는 회전 샤프트(190)가 작동될 때 유격/유동 및 떨림에 의한 소음을 방지할 수 있다.
구동 스위치(130)가 3개의 변속단에 각각 대응하는 3 방향으로 편향된 후 구동 스위치(130)에 인가된 외력을 제거하면 기본 위치로 리턴하는 구성을 갖는다.
구동 스위치(130)가 3개의 변속단에 각각 대응하는 3 방향으로 편향된 후 기본 위치로 리턴하기 위해 한 쌍의 제1 뷸렛 부재(196) 및 하나의 제2 뷸렛 부재(194)를 포함한다.
먼저, 제1 뷸렛 부재(196)에 대해 설명한다.
구동 스위치(130)는 구동 스위치(130)가 좌측 또는 우측으로 회전되거나 또는 하방으로 당겨지면 기본 위치로 리턴되기 위해서 한 쌍의 제1 뷸렛(bullet) 부재(196)를 포함한다. 한 쌍의 제1 뷸렛 부재(196)는 구동 스위치(130)의 좌측 및 우측에 형성된 한 쌍의 제1 수용홀(136)에 설치된다. 한 쌍의 제1 수용홀(136)은 구동 스위치(130)의 반원 기둥 형상 바디에서 반원의 평평한 부분에 인접하여 평평한 부분과 평행하게 형성된다. 또한, 한 쌍의 제1 수용홀(136)은 반원의 평평한 부분의 양단으로부터 반원의 중심을 향하여 형성되어 있다.
제1 뷸렛 부재(196)는 일측은 구동 스위치(130)의 제1 수용홀(136) 내에 위치하고, 타측은 회전 스토퍼(180)에 접촉한다. 제1 뷸렛 부재(196)와 구동 스위치(130)의 제1 수용홀(136) 사이에는 제1 탄성 부재(195)가 배치된다. 제1 탄성 부재(195)는 스프링일 수 있다.
회전 스토퍼(180)의 내측면에는 제1 뷸렛 부재(196), 구체적으로 제1 뷸렛 부재(196)의 타측과 접촉하는 홈(182)이 형성되어 있다. 제1 뷸렛 부재(196)가 소정 위치로부터 멀어질수록 제1 뷸렛 부재(196)와 회전 스토퍼(180)와 내측면 사이의 거리가 작아지도록 회전 스토퍼(180)의 내측면에 V자 홈(182)이 형성된다.
즉, 구동 스위치(130)가 회전되면, 제1 뷸렛 부재(196)는 회전 스토퍼(180)의 내측면 상의 소정 위치로부터 상기 내측면의 경사면으로 이동된다.
제1 뷸렛 부재(196)는 구동 스위치(130)에 외력이 가해지지 않는 상태이면, 즉, 구동 스위치(130)가 기본 위치에 위치하는 경우, V자 홈(182)에서 V의 정점 또는 중심에 위치한다.
구동 스위치(130)가 외력에 의해 좌측 또는 우측으로 회전되거나 하방으로 당겨지면, 제1 뷸렛 부재(196)는 회전 스토퍼(180)의 내측면 상의 V자 홈(182)에서 정점으로부터 멀어지면서 회전하거나 V자 홈(182)의 정점으로부터 하방으로 이동된다.
예를 들어, 사용자가 구동 스위치(130)에 외력을 가하여 좌측 또는 우측으로 회전시키면, 제1 뷸렛 부재(196)도 구동 스위치(130)와 함께 회전된다. 이 때, 제1 뷸렛 부재(196)는 V자 홈(182)에서 V의 정점으로부터 V자 홈을 따라 이동되며, V자 홈(182)의 경사면 상에 위치될 수 있다. 즉, 제1 뷸렛 부재(196)는 V자 홈(182)과 접촉하면서 회전된다. 이 경우, 한 쌍의 제1 뷸렛 부재(196)중 하나는 상방으로 이동되고 나머지 하나는 하방으로 이동된다.
유사하게, 사용자가 구동 스위치(130)에 외력을 가하여 하방으로 당기면, 제1 뷸렛 부재(196)도 구동 스위치(130)와 함께 하방으로 이동된다. 이 때, 제1 뷸렛 부재(196)는 V자 홈(182)에서 V의 정점으로부터 V자 홈을 따라 하방으로 이동되며, V자 홈(182)의 경사면 상에 위치될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 제1 뷸렛 부재들(196)은 모두 하나는 하방으로 이동된다.
제1 뷸렛 부재(196)가 회전하거나 하방으로 이동됨에 따라 회전 샤프트(190)의 중심과 V자 홈(182)에 제1 뷸렛 부재(196)가 접촉하는 지점 사이의 거리가 가까워짐에 따라서, 제1 뷸렛 부재(196)에 연결된 제1 탄성 부재(195)가 눌려지게 된다. 제1 탄성 부재(195)가 눌러지면 즉, 수축되면, 탄성력이 축적된다. 이후, 구동 스위치(130)에 가해지는 힘이 제거되면 제1 탄성 부재(195)에 축적된 탄성력에 의해 제1 뷸렛 부재(196)가 V자 홈(182)의 경사면으로부터 V자 홈(182)의 정점 위치로 밀리게 된다. 그에 따라, 제1 뷸렛 부재(196)가 자연스럽게 V자 홈(182)의 정점 위치로 리턴된다.
이어서, 제2 뷸렛 부재(194)에 대해 설명한다.
제2 뷸렛 부재(194)는 구동 스위치(130)에 형성된 제2 수용홀(131)(도 6 참조)에 설치된다. 제2 수용홀(131)은 구동 스위치(130)의 반원 기둥 형상 바디의 하측면에서 곡선 부분의 중심에 인접하여 형성될 수 있다. 제2 수용홀(131)은 반원 기둥 형상 바디의 하측면으로부터 상향으로 형성되어 있다.
제2 뷸렛 부재(194)는 일측은 구동 스위치(130)의 제2 수용홀(131) 내에 위치하고, 타측은 베이스부(120)의 시프트 리세스(122)에 접촉한다. 제2 뷸렛 부재(194)와 베이스부(120)의 시프트 리세스(122) 사이에는 제2 탄성 부재(193)가 배치된다. 제2 탄성 부재(193)는 스프링일 수 있다.
베이스부(120)의 시프트 리세스(122)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 변속단 R, N, 및 D에 대응하여 3 개의 경로 r, n, 및 d를 갖는다. 본 실시예에서는 시프트 리세스(122)는 T자 형상을 갖는다. 베이스부(120)의 시프트 리세스(122)는 중심으로부터 3 방향 경로 r, n, 및 d를 따라 상향으로 경사지도록 형성되어 있다.
다시 말해, 시프트 리세스(122)는 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향을 따라 중심으로부터 상향으로 경사져 있다. 그에 따라, 베이스부(120)의 시프트 리세스(122)는 중심이 가장 깊고, 3개의 경로 r, n, 및 d으로 갈수록 얇아진다.
제2 뷸렛 부재(194)는 구동 스위치(130)에 외력이 가해 지지 않는 상태이면, 즉, 구동 스위치(130)가 기본 위치에 위치하는 경우, 시프트 리세스(122)의 중심에 위치한다.
구동 스위치(130)가 외력에 의해 좌측 또는 우측으로 회전되거나 하방으로 당겨지면, 제2 뷸렛 부재(194)는 시프트 리세스(122)에서 각각의 변속단 R, N, 및 D에 대응하여 3 방향의 경로 r, n, 및 d중 하나를 따라 이동된다. 즉, 제2 뷸렛 부재(194)는 시프트 리세스(122)에서 중심으로부터 멀어지면서 3 방향의 경로 r, n, 및 d중 하나를 따라 이동된다.
제2 뷸렛 부재(194)는 시프트 리세스(122)에서 중심으로부터 시프트 리세스(122)의 경사면 상에 위치될 수 있다. 이 경우, 제2 뷸렛 부재(194)에 연결된 제2 탄성 부재(193)가 눌려지게 된다. 제2 탄성 부재(193)가 눌러지면 탄성력이 축적된다. 이후, 구동 스위치(130)에 가해지는 힘이 제거되면 제2 탄성 부재(193)에 축적된 탄성력에 의해 제2 뷸렛 부재(194)가 시프트 리세스(122)의 경사면으로부터 중심으로 밀리게 된다. 그에 따라, 제2 뷸렛 부재(194)가 자연스럽게 시프트 리세스(122)의 중심으로 리턴된다.
한편, 구동 스위치(130)가 좌/우측 회전시 또는 푸쉬 작동시 유격/유동 또는 떨림을 방지하기 위해 구동 스위치(130)의 일부 절단된 부분에 유격 방지 부재(137)가 배치된다. 유격 방지 부재(137)는 구동 스위치(130)이 좌측 또는 우측으로 회전하거나 당겨질 때 회전 스토퍼(180)와 맞물려, 유격/유동 또는 떨림을 방지한다.
구동 스위치(130)의 움직임을 검출하기 위해 구동 스위치(130)의 이동시 이동하는 자석(192)이 베이스부(120) 상에 배치된다. 자석(192)이 구동 스위치(130)의 움직임에 연동하도록 구동 스위치(130)의 하면에는 자석 안착부(139)(도 6 참조)가 형성되어 있다. 자석 안착부(139)는 구동 스위치(130)의 하면으로부터 돌출되어 형성되어 있다.
베이스부(120)는 구동 스위치(139)의 자석 안착부(139)를 수용하는 슬라이딩 홈(124)를 갖는다. 슬라이딩 홈(124)의 깊이는 자석 안착부(139)의 높이와 동일할 수 있으며, 바람직하게는 약간 클 수 있다. 구동 스위치(139)는 베이스부(120) 상에서 유연하게 슬라이딩할 수 있다.
구동 스위치(130)가 움직이면, 자석(192)에 의해 생성된 자기장이 변화하며, 자기장의 변화를 홀센서들(hall sensors)(165, 166)이 검출한다. 홀센서들(165, 166)은 기판(160) 상에 배치되어 있다. 홀센서들(165, 166)은 구동 스위치(191)의 회전을 검출하기 위한 제1 홀센서(165) 및 구동 스위치(191)의 하방 슬라이딩을 검출하기 위한 제2 홀센서(166)를 포함한다. 제1 홀센서(165)는 회전 인식을 위한 2D(two-dimensional) 센서일 수 있다. 제2 홀센서(166)는 하방 슬라이딩 인식을 위한 1D(one-dimensional) 센서일 수 있다. 제1 홀센서(165) 및 제2 홀센서(166)는 하나의 인덕티브 센서로 대체될 수 있다.
또한, 구동 스위치(130)는 사용자가 구동 스위치(130)를 잡고 작동시킬 때, 구동 스위치(130)을 손쉽게 조작하는 것을 돕기 위해 하나의 봉우리와 2개의 골짜기를 갖는 그립부(138)를 포함한다. 그립부(138)는 사용자의 구동 스위치(130)의 필링감을 샹한시킨다.
다시 도 2를 참조하면, 키패드(150)는 판형 형상을 갖는다. 키패드(150)는 변속제어장치의 케이스(110, 112) 내에 배치된다. 키패드(150)는 베이스부(120)와 기판(160) 사이에 배치된다. 기판(160) 상에는 홀센서들(165,166) 및 복수개의 발광소자(161, 162)가 배치되어 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판과 프리즘의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 복수개의 발광소자(161, 162)는 적어도 하나의 제1 발광소자(161)와 적어도 하나의 제2 발광소자(162)를 포함한다. 적어도 하나의 제1 발광소자(161)는 구동 스위치(130)의 움직임에 따라 변속단 R, N 또는 D의 선택을 표시한다. 적어도 하나의 제2 발광소자(162)는 프리즘(140)을 조명한다. 프리즘(140)은 제2 발광소자(162)로부터 방출되는 광을 분산시켜 변속제어장치를 조명할 수 있다.
도 5를 참조하면, 프리즘(140)은 구동 스위치(130)에 형성된 개구부(132)에 수용된다. 프리즘(140)은 그 하부에 배치된 제2 발광 소자(162)로부터의 광을 수신하도록 다리(142)를 가질 수 있다. 예컨대, 프리즘(140)의 다리의 개수는 프리즘(140)의 하부에 배치된 제2 발광 소자(162)의 개수와 동일할 수 있다. 그에 따라, 어두운 곳에서도 변속제어장치(100)가 프리즘(140)에 의해 조명되어 사용자가 구동 스위치(130)를 조작하여 변속단을 선택할 수 있다. 또한, 프리즘(140)는 구동 스위치(130)의 개구부(132)에 배치된 상태에서 구동 스위치(130)로부터 쉽게 분리되지 않도록 프리즘(140)의 양단부에 교차부(144)를 포함할 수 있다. 프리즘(140)은 당업자에 의해 다양한 형상을 가질 수 있음은 자명하다.
다시 도 2를 참조하면, 키패드(150)는 기판(160) 상에 배치된 하나 이상의 발광소자(161, 162)에 대응하여 위치되어 하나 이상의 발광소자(161, 162)로부터 방출되는 광이 누설되는 것을 방지하는 복수개의 차벽(151,152)을 포함한다. 차벽(151,152)은 발광소자(161, 162) 바로 위에 배치되어 발광소자(161, 162)로부터의 광이 베이스부(120)의 특정 영역을 향하여 또는 프리즘(140)을 향하여 누광없이 출사되도록 한다. 복수개의 차벽(151, 152)은 제1 발광소자(161)로부터의 광이 누설되지 않도록 하는 적어도 하나의 제1 차벽(151) 및 제2 발광소자(162)로부터의 광이 누설되지 않도록 하는 적어도 적어도 제2 차벽(152)를 포함한다. 제1 발광소자(161) 및 제1 차벽(151)은 베이스부(120)의 특정 영역, 즉 베이스부(120)의 상면에 위치하는 변속단 지시자(문자 R, N, 및 D)(128)에 대응한 위치에 배치된다. 그에 따라, 베이스부(120)의 지시자(128)은 제1 발광소자(161)에 의해 조명될 수 있다.
제2 발광소자(162) 및 제2 차벽(152)은 프리즘(140)에 대응한 위치에 배치된다. 프리즘(140)은 제2 발광소자(162)에 의해 조명될 수 있다.
도 2에서는 차벽(151,152)이 중공을 갖는 사각 기둥 형상이지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 발광소자로부터 방출된 광이 누광되지 않는다면 어떠한 형상으로도 가능하다. 차벽(151, 152)의 개수는 기판(160) 상에 배치된 발광소자(161, 162)의 수와 동일할 수 있다.
키패드(150)는 또한, 변속단 P에 대응한 클릭 플레이트(172)가 배치될 수 있다. 클릭 플레이트(172)는 기판(160)의 단자(163)에 접촉하는 전도성 접점모재를 포함할 수 있다. 클릭 플레이트들(172)의 전도성 접점모재가 기판(160)의 단자에 접촉하면 P 변속단 신호가 출력될 수 있다.
상부 케이스(110) 및 하부 케이스(112)는 서로 조립되어 하나의 케이스를 구성하고 내부에 공간을 형성한다. 본 발명의 실시 예에 따른 변속제어장치(100)의 외관을 구성한다. 케이스의 내부 공간에는 구동 스위치(130), 베이스부(120), 키패드(150), 및 기판(160)이 수납된다.
상부 케이스(110)와 하부 케이스(112)를 조립하는 다양한 방식이 존재하며, 본 발명이 이에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.
본 발명의 실시 예들에 따른 변속제어장치(100)는 기존에 복수개의 수직적 푸시버튼을 포함한 변속제어장치에서 조작의 오류가 발생한 문제점을 해결할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 따른 변속제어장치(100)는 복수개의 변속단을 선택할 때 서로 다른 방향으로 구동 스위치를 이동시키기 때문에, 변속단 조작 오류가 적게 되며, 또한 구동 스위치의 조작 필링감이 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 1의 변속제어장치의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 사용자가 변속단을 선택할 시 변속제어장치의 조작 상태를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속제어장치(100)는 사용자가 3개의 변속단을 선택할 때, 서로 다른 방향으로 구동 스위치(130)을 조작하여 선택할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속제어장치(100)는 사용자가 4개의 변속단 중 하나를 수직 푸시 버튼(170)을 이용하여 선택할 수 있도록 한다.
그에 따라, 사용자가 4개의 서로 다른 변속단을 선택할 때, 변속제어 장이(100)가 서로 다른 조작감을 사용자에게 제공하기 때문에, 변속단의 조작 오류의 가능성을 제거하고, 사용자의 조작력을 향상시킨다.
도 9에서, 사용자는 구동 스위치(130)을 좌측으로 회전하면 변속단 R을 선택할 수 있고, 구동 스위치(130)을 우측으로 회전하면 변속단 D를 선택할 수 있다. 또한, 사용자는 구동 스위치(130)을 하방으로 당기면 변속단 N을 선택할 수 있다.
도 10을 참조하면, 구동 스위치(130)에 외력이 가해지지 않는 상태이면, 즉, 구동 스위치(130)가 기본 위치에 위치하는 경우, 제1 뷸렛 부재(196)는 V자 홈(182)에서 V의 정점 또는 중심에 위치하고, 제2 뷸렛 부재(194)는 시프트 리세스(122)의 중심에 위치한다.
구동 스위치(130)가 외력에 의해 좌측 또는 우측으로 회전되거나 하방으로 당겨지면, 제1 뷸렛 부재(196)는 회전 스토퍼(180)의 내측면 상의 V자 홈(182)에서 정점으로부터 멀어지면서 회전하거나 V자 홈(182)의 정점으로부터 하방으로 이동된다.
또한, 제2 뷸렛 부재(194)는 시프트 리세스(122)에서 각각의 변속단 R, N, 및 D에 대응하여 3 방향의 경로 r, n, 및 d중 하나를 따라 이동된다. 즉, 제2 뷸렛 부재(194)는 시프트 리세스(122)에서 중심으로부터 멀어지면서 3 방향의 경로 r, n, 및 d중 하나를 따라 이동된다.
이와 같이, 사용자가 구동 스위치(130)를 3개의 방향으로 이동시킴으로써, 변속단 R, N, 및 P를 선택할 수 있다. 또한, 사용자가 수직 푸시 버튼(170)를 누르면 변속단 P를 선택할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 변속제어장치는 운전자가 하나의 구동 스위치를 서로 다른 방향으로 이동시켜 3개의 변속단중 하나를 한번의 작동으로 선택할 수 있도록 한다. 따라서, 운전자는 변속단 R, N, D를 구동 스위치를 풀(Pull) 작동, 좌측 회전, 밍 우측 회전하여 간단하게 변속단을 선택할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 변속제어장치
110: 상부 케이스
112: 하부 케이스
120: 베이스부
130: 구동 스위치
150: 키패드
160: 기판

Claims (17)

  1. 기본 위치에 위치하며, 기본 위치로부터 제1, 제2 및 제3 변속단에 각각 대응하는 좌측 회전 방향, 우측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향되고 리턴되는 구동 스위치;
    상기 구동 스위치의 회전을 지지하는 회전 샤프트; 및
    상기 구동 스위치의 회전이 소정 범위 이내가 되도록 상기 구동 스위치의 좌측 및 우측 회전 경로에 배치되며, 내측면에 V자 홈을 갖는 한 쌍의 회전 스토퍼를 포함하고,
    상기 구동 스위치는,
    상기 회전 스토퍼의 내측면에 접촉하며 상기 구동 스위치가 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향될 때 상기 V자 홈의 정점로부터 상기 V자 홈의 경사면으로 이동되는 제1 뷸렛부재, 및
    상기 제1 뷸렛 부재에 연결되고 상기 제1 뷸렛 부재의 이동에 따라 수축되어 탄성력을 축적하는 제1 탄성 부재를 포함하는, 변속제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스위치가 배치되는 베이스부를 더 포함하며,
    상기 베이스부는 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향을 따라 중심으로부터 상향으로 경사진 3개의 경로를 가지는 시프트 리세스를 포함하며,
    상기 구동 스위치는,
    상기 시프트 리세스에 접촉하며 상기 구동 스위치가 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향으로 편향될 때 상기 시프트 리세스의 중심에서부터 경사면으로 이동되는 제2 뷸렛부재, 및
    상기 제2 뷸렛 부재에 연결되고 상기 제2 뷸렛 부재의 이동에 따라 수축되어 탄성력을 축적하는 제2 탄성 부재를 더 포함하는, 변속제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시프트 리세스는 T 형상을 갖는 변속제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부는 상기 구동 스위치의 우측 회전 방향, 좌측 회전 방향, 또는 하방 슬라이딩 방향을 지시하는 지시자를 더 포함하는 변속제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 샤프트의 유격 또는 유동을 방지하는 댐퍼 부쉬를 더 포함하는 변속제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스위치는, 상기 구동 스위치로부터 돌출되며 상기 회전 스토퍼와 맞물리는 유격 방지 부재를 더 포함하는 변속제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전 샤프트의 하부에 배치되어 상기 구동 스위치의 회전을 감지하는 제1 홀센서; 및
    상기 회전 샤프트의 하부에 배치되어 상기 구동 스위치의 하방 슬라이딩을 감지하는 제2 홀센서를 더 포함하는 변속제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 홀센서의 상부에 위치하는 자석을 더 포함하는 변속제어장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스위치는 상기 회전 샤프트를 수용하며, 상기 구동 스위치의 하방 슬라이딩 방향의 역 방향으로 연장된 타원형 슬롯을 갖는 변속제어장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 변속단은 변속단 R, 변속단 D, 및 변속단 N인, 변속제어장치.
  11. 제1항에 있어서,
    제4 변속단을 선택할 수 있는 수직 푸시 버튼을 더 포함하는 변속제어장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4 변속단은 변속단 P인 변속제어장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스위치는 반원 기둥 형상의 바디를 가지며, 상기 반원의 곡선부의 중심에 하나의 봉우리와 2개의 골짜기를 갖는 그립부를 더 포함하는, 변속제어장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스위치는
    광을 분산하는 프리즘을 더 포함하는 변속제어장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프리즘에 광을 방출하는 발광소자가 배치된 기판을 더 포함하는 변속제어장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 발광소자의 광을 누광없이 특정 영역으로 출사시키는 격벽을 갖는 키패드를 더 포함하는 변속제어장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스위치 상부에 위치하며, 상기 회전 샤프트가 고정된 케이스를 더 포함하는 변속제어장치.
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KR20170000718A (ko) 2015-06-24 2017-01-03 현대자동차주식회사 버튼 타입 전자식 변속시스템
JP2017019341A (ja) * 2015-07-08 2017-01-26 アルプス電気株式会社 車両用シフト装置

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