KR102042466B1 - 변속 제어 장치 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

변속 제어 장치 및 이를 포함하는 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치는 변속 레버 및 센서부를 포함한다. 변속 레버는 그루브가 형성된 레버 볼을 포함하고, 레버 볼을 중심으로 시프트 방향 또는 셀렉트 방향으로 회전한다. 센서부는 레버 볼의 그루브가 형성된 일측에 배치되고, 자기장을 형성하는 마그넷 및 자기장을 측정하는 감지부재를 포함한다. 변속 제어 장치는 변속 레버가 시프트 방향으로 회전하면, 마그넷의 이동에 따라 감지부재가 변화되는 자기장을 측정하고, 측정된 자기장을 이용하여 차량의 변속단을 감지한다.

Description

변속 제어 장치 및 이를 포함하는 차량{Shift Control Device and Vehicle Having The Same}
본 발명은 차량의 변속단을 감지하는 변속 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 변속단 중에서 중립 변속단을 감지하는 변속 제어 장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
변속 장치(transmission)는 엔진에서 생성한 동력을 회전력으로 변환하는 장치로, 내연 기관은 최대 토크를 얻을 수 있는 분당 회전수(Revolution Per Minute; RPM) 대역과 최대 출력을 얻을 수 있는 분당 회전수 대역이 상이하므로, 차량의 속도나 엔진의 회전수에 따라 적절한 기어를 선택해 동력을 회전력으로 변환할 필요가 있다.
여기서, 변속 제어 장치는 변속 장치를 제어하는 장치로, 변속 제어 장치는 사용자의 조작에 의해 수동으로 변속 레벨(즉, 변환에 사용되는 기어)을 변경하는 수동 변속 제어 장치(수동변속기)와 변속 레벨을 자동으로 조절해주는 자동 변속 제어 장치(자동변속기)로 나뉜다.
한편, 차량에 시동은 걸려있으나 주행하지 않는 상태를 공회전 상태라고 한다. 이러한 공회전 상태에서도 엄연히 엔진이 동작되고 있으므로 연료가 소모되고, 이로 인해 연비가 감소할 뿐만 아니라 대기오염을 일으키는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 공회전 상태를 감지하여 시동을 끄는 공회전 제한 기능(Idle Stop & Go; ISG)이 연구되고 있고, 이러한 기능을 탑재한 차량이 제조되고 있다.
수동 변속 제어 장치의 경우, 종래의 공회전 제한 기능을 구현하는 장치에서 주행하지 않는 상태를 감지하는 센서의 구조가 크고 복잡하여 협소한 공간에 설치하기 어렵다는 문제가 있다.
예를 들어, 아래의 선행기술문헌은 공회전 제한 기능을 설명하고 있으나, 주행하지 않는 상태를 감지하는 센서를 구체적으로 개시하고 있지 않아 좁은 공간에 설치할 수 있는 변속 제어 장치를 제시하지 못한다는 문제점을 여전히 갖는다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0075175호 (공개일자 2014년 06월 19일)
본 발명의 목적은 간단한 구조로 차량의 변속단을 감지할 수 있는 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 공회전 제한 기능을 수행할 수 있는 차량을 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 예에 따른 변속 제어 장치는 변속 레버 및 센서부를 포함한다. 변속 레버는 그루브가 형성된 레버 볼을 포함하고, 레버 볼을 중심으로 시프트 방향 또는 셀렉트 방향으로 회전한다. 센서부는 레버 볼의 그루브가 형성된 일측에 배치되고, 자기장을 형성하는 마그넷 및 자기장을 측정하는 감지부재를 포함한다. 변속 제어 장치는 변속 레버가 시프트 방향으로 회전하면, 마그넷의 이동에 따라 감지부재가 변화되는 자기장을 측정하고, 측정된 자기장을 이용하여 차량의 변속단을 감지한다.
일 실시 예에 의하면, 센서부는, 그루브와 접촉하는 블렛 및 블렛의 일측에 배치되는 탄성부재를 더 포함하고, 마그넷은 블렛에 배치되고, 감지부재는 마그넷으로부터 소정 거리 이격되어 배치된다. 블렛의 일측은 탄성부재에 의해 탄성 지지되고, 블렛의 타측은 그루브에 접촉하도록 배치된다. 변속 제어 장치는 변속 레버가 시프트 방향으로 회전하면, 블렛은 그루브를 따라 이동함으로써 일 방향으로 이동한다.
일 실시 예에 의하면, 변속 레버가 중립 변속단에 위치하는 경우 또는 셀렉트 방향으로 회전하는 경우, 블렛은 레버 볼에 형성된 그루브의 최저점과 접촉하고, 블렛이 그루브의 최저점과 접촉하는 경우 마그넷과 감지부재 사이의 거리가 최소값을 가진다.
일 실시 예에 의하면, 탄성부재는 스프링이다.
일 실시 예에 의하면, 탄성부재는 텐션을 가진 돌출부이다.
일 실시 예에 의하면, 감지부재는 홀 집적 회로(Hall Integrate Circuit; Hall IC)이다.
일 실시 예에 의하면, 레버 볼은 제1 레버 볼과 제2 레버 볼을 포함하고, 제2 레버 볼은 제1 레버 볼을 감싸고, 그루브는 제2 레버 볼에 형성된다.
상술한 실시 예들에 따른 변속 제어 장치를 포함하는 차량은, 측정된 자기장에 기초하여 차량의 변속단이 중립 변속단인지 여부를 판단하고, 변속단이 중립 변속단이면 공회전 제한 기능(Idle Stop & Go; ISG)을 수행하는 전자 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치는 변속 레버 장치의 협소한 공간에서도 변속단을 감지할 수 있고, 구조가 간단하여 설계 공간을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치가 포함된 차량은 변속단이 변화되는 도중에 변속 레버가 중립 변속단에 위치하는 경우 또는 셀렉트 방향으로 이동하는 경우를 판단할 수 있고, 나아가 이 경우에 공회전 제한 기능을 실행할 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 실시 예에 따른 변속 제어 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 변속 레버 장치에서 변속 레버, 레버 볼 및 센서부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 변속 제어 장치의 센서부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 변속 제어 장치의 센서부 및 레버 볼의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 변속 제어 장치에서 센서부의 탄성부재가 스프링인 경우에 차량의 변속단을 감지하는 작동방식을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 변속 제어 장치에서 센서부의 탄성부재가 텐션을 가진 돌출부인 경우에 차량의 변속단을 감지하는 작동방식을 나타내는 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 변속 제어 장치 및 이를 포함하는 차량에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 변속 레버 장치에서 변속 레버, 레버 볼 및 센서부를 나타내는 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 변속단을 감지하는 변속 제어 장치는 하우징(100), 변속 레버(200)(shift lever) 및 센서부(300)를 포함한다. 이하 구체적으로 각 구성요소들을 설명하도록 한다.
<하우징(100)>
하우징(100)은 본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치의 외부를 구성한다.
하우징(100)은 차량 내에 장착되고, 본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치의 각종 구성요소들이 수용되는 내부 공간을 갖는다.
하우징(100)은 하우징(100)을 구성하는 여러 구성품들의 조합(결합)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은 상부 하우징과 하부 하우징의 결합 또는 좌측 하우징과 우측 하우징의 결합 등 여러 구성품들을 조합(결합)하여 형성될 수 있다. 결합되는 방식은 특별히 한정되지 않으며, 볼트 체결방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
하우징(100)의 외부 형상은 특별히 정해지지 않았으며, 변속 제어 장치를 구성하는 각종 구성요소들이 고정 및 결합될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(100)의 내부 형상은 특별히 정해지지 않았으며, 하우징(100)의 내부는 변속 제어 장치를 구성하는 각종 구성요소들이 수용될 수 있는 수용부들을 가질 수 있고, 각종 구성요소들이 고정 및 결합될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
<변속 레버(200)>
도 3은 도 1의 변속 제어 장치의 센서부를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1의 변속 제어 장치의 센서부 및 레버 볼의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변속 레버(200)는 레버 볼(210)(lever ball)과 연장부(230)를 포함할 수 있다.
변속 레버(200)는 운전자가 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)을 선택할 수 있도록 하는 구성요소로서, 시프트(shift) 방향 또는 셀렉트(select) 방향으로 움직일 수 있다. 시프트 방향은 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)으로의 이동 방향을 나타내며, 셀렉트 방향은 시프트 방향에 수직하는 방향을 나타낸다.
운전자는 변속 레버(200)를 시프트 방향으로 이동시켜 원하는 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)을 선택할 수 있다. 변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우 및 셀렉트 방향으로 이동하는 경우에는 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)이 선택되지 않은 상태이다. 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)이 선택되지 않은 상태에서는 엔진의 동력이 바퀴에 전달되지 않는다.
변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우는 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하여 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등) 위치에 있지 않은 경우 및 셀렉트 방향으로 이동하지 않은 경우를 말한다.
변속 레버(200)는 그루브(225)(groove)가 형성된 레버 볼(210)을 포함하고, 레버 볼(210)을 중심으로 시프트 방향 또는 셀렉트 방향으로 회전할 수 있다.
변속 레버(200)는 소정의 길이로 형성된 막대와 같은 형상을 가질 수 있다. 변속 레버(200)의 일단에는 운전자의 손이 접촉하는 노브(knob)(미도시)가 배치 또는 형성될 수 있다. 운전자는 노브를 잡고 변속 레버(200)를 움직여 원하는 변속단을 선택할 수 있다.
변속 레버(200)와 레버 볼(210)은 일체로 형성될 수 있고, 각각 분리되어 형성된 후 결합(체결)될 수 있다. 변속 레버(200)와 레버 볼(210)이 일체로 형성되는 경우에는 레버 볼(210)은 변속 레버(200)의 일 부분에 형성될 수 있고, 변속 레버(200)와 레버 볼(210)이 분리되어 형성된 후 결합(체결)되는 경우에는 레버 볼(210)은 변속 레버(200)의 일 부분에 배치될 수 있다.
변속 레버(200)는 레버 볼(210)의 중심을 회전중심으로 하여 공간 상에서 회전할 수 있다. 따라서 변속 레버(200)의 일단에 배치된 노브는 레버 볼(210)을 중심으로 회전 이동할 수 있다.
레버 볼(210)은 변속 레버(200)가 레버 볼(210)의 중심을 회전 중심으로 하여 공간 상에서 회전할 수 있도록 구형상으로 형성될 수 있다.
레버 볼(210)은 변속 레버(200)의 일 부분에 배치되거나 형성될 수 있다. 구체적으로 레버 볼(210)은 변속 레버(200)의 중간 부분에 배치될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 변속 레버(200)의 일 단부로부터 소정 거리 이격되어 중간 부분이 아닌 부분에 배치되거나 형성될 수 있다.
레버 볼(210)에는 그루브(225)가 형성될 수 있다. 레버 볼(210)의 형상이 구형상으로 형성되는 경우 그루브(225)는 구의 일부분에 형성될 수 있다.
그루브(225)는 홈의 형상으로, 가운데 부분이 들어간 원형의 홈 형상일 수 있다.
그루브(225)에는 하기에서 설명하는 블렛(320)이 접촉할 수 있다. 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하면, 블렛(320)은 그루브(225)를 따라 이동함으로써 일 방향으로 이동할 수 있다. 구체적으로, 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하면, 그에 따라 레버 볼(210)도 회전하고, 레버 볼(210)에 형성된 그루브(225)의 최저점(홈의 최저점)에 안착되어 있던 블렛(320)이 그루브(225)의 면을 따라 그루브(225)의 최저점보다 높은 지점으로 이동함으로써 일 방향으로 직선 이동할 수 있다. 반대로 시프트 방향으로 회전한 변속 레버(200)가 이미 회전한 시프트 방향의 반대 방향으로 회전하는 경우에는, 그에 따라 레버 볼(210)도 회전하고, 레버 볼(210)에 형성된 그루브(225)의 최저점보다 높은 지점에 접촉되어 있던 블렛(320)이 그루브(225)의 면을 따라 그루브(225)의 최저점(홈의 최저점)으로 이동함으로써 일 방향의 반대방향으로 직선 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 레버 볼(210)은 제1 레버 볼(211)과 제2 레버 볼(213)을 포함할 수 있다. 제2 레버 볼(213)은 제1 레버 볼(211)을 감쌀 수 있고, 그루브(225)는 제2 레버 볼(213)에 형성될 수 있다.
제1 레버 볼(211)과 제2 레버 볼(213)이 결합하여 상술한 하나로 형성된 레버 볼(210)의 기능을 수행할 수 있다. 제2 레버 볼(213)은 제1 레버 볼(211) 전체를 감쌀 수 있고, 부분적으로 감쌀 수 있다.
제2 레버 볼(213)이 제1 레버 볼(211) 전체를 감싸는 경우에는 그루브(225)는 제2 레버 볼(213)에 형성될 수 있고, 제2 레버 볼(213)이 제1 레버 볼(211)의 일부를 감싸는 경우에는 그루브(225)는 제1 레버 볼(211) 및/또는 제2 레버 볼(213)에 형성될 수 있다. 그루브(225)가 제1 레버 볼(211) 및 제2 레버 볼(213)에 형성되는 경우는, 그루브(225)의 일부는 제1 레버 볼(211)에, 그루브(225)의 다른 일부는 제2 레버 볼(213)에 형성되어 하나의 그루브(225)를 형성하는 홈이 형성되는 것을 말한다.
변속 레버(200)는 연장부(230)를 포함할 수 있다.
연장부(230)는 레버 볼(210)에 형성될 수 있다. 연장부(230)는 레버 볼(210)의 일면으로부터 변속 레버(200)의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출되거나 연장되어 형성될 수 있다. 구체적으로 연장부(230)는 레버 볼(210)의 중심으로부터 셀렉트 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라 연장부(230)는 레버 볼(210)과 분리되어 형성된 후 레버 볼(210)과 결합(체결)될 수 있다.
연장부(230)의 단부는 측판부재(400)의 셀렉트 방향 유동부(410)에 수용되고, 이것에 의해 측판부재(400)는 변속 레버(200)의 셀렉트 방향으로의 유동을 수용할 수 있다. 측판부재(400)에는 리턴 스프링(도시되지 않음)이 제공되어, 셀렉트 방향에서 변속 레버(200)에 힘이 인가되지 않은 상태라면 변속 레버(200)가 중립 변속단 위치를 유지할 수 있게 한다.
<센서부(300)>
본 발명의 실시 예에 따른 센서부(300)는 레버 볼(210)의 일측에 배치될 수 있다. 구체적으로 센서부(300)는 레버 볼(210)의 그루브(225)가 형성된 일 측에 배치될 수 있다.
센서부(300)는 케이스(310)(case), 블렛(320)(bullet), 마그넷(330)(magnet), 탄성부재(340, 350) 및 감지부재(360)를 포함할 수 있다.
케이스(310)는 본 발명의 실시 예에 따른 센서부(300)의 외부를 구성한다.
케이스(310)는 하우징(100) 내에 장착되고, 센서부(300)의 각종 구성요소들(블렛(320), 마그넷(330), 탄성부재(340, 350) 및 감지부재(360)를 포함)이 수용되는 내부 공간을 갖는다.
케이스(310)는 케이스(310)를 구성하는 여러 구성품들의 조합(결합)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이스(310)는 상부 케이스와 하부 케이스의 결합 또는 좌측 케이스와 우측 케이스의 결합 등 여러 구성품들을 조합(결합)하여 형성될 수 있다. 결합되는 방식은 특별히 한정되지 않으며, 볼트 체결방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
케이스(310)의 외부 형상은 특별히 정해지지 않았으며, 센서부(300)를 구성하는 각종 구성요소들이 고정 및 결합될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
케이스(310)의 내부 형상은 특별히 정해지지 않았으며, 케이스(310)의 내부는 센서부(300)를 구성하는 각종 구성요소들이 수용될 수 있는 수용부들을 가질 수 있고, 각종 구성요소들이 고정 및 결합될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 케이스(310)는 존재하지 않을 수도 있다. 구체적으로 케이스(310)와 같은 구성요소가 하우징(100)에 일체로 형성된다면 케이스(310)는 존재하지 않을 수도 있다.
센서부(300)의 케이스(310)는 블렛(320)을 수용할 수 있다. 케이스(310)의 내부는 블렛(320)이 일 방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 수용공간을 가질 수 있다.
블렛(320)은 그루브(225)와 접촉할 수 있다. 블렛(320)의 일측에는 하기에서 설명하는 탄성부재(340, 350)가 배치될 수 있다. 따라서 블렛(320)의 일측은 탄성부재(340, 350)에 의해 탄성 지지되고, 블렛(320)의 타측은 그루브(225)에 접촉하도록 배치될 수 있다.
블렛(320)은 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하면, 그루브(225)를 따라 이동함으로써 일 방향으로 이동할 수 있다. 구체적으로, 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하면, 그에 따라 레버 볼(210)도 회전하고, 레버 볼(210)에 형성된 그루브(225)의 최저점(홈의 최저점)에 접촉되어 있던 블렛(320)은 그루브(225)의 면을 따라 그루브(225)의 최저점보다 높은 지점으로 이동함으로써 일 방향으로 이동할 수 있다. 반대로 시프트 방향으로 회전한 변속 레버(200)가 이미 회전한 시프트 방향의 반대 방향으로 회전하면, 그에 따라 레버 볼(210)도 회전하고, 레버 볼(210)에 형성된 그루브(225)의 최저점보다 높은 지점에 접촉되어 있던 블렛(320)은 그루브(225)의 면을 따라 그루브(225)의 최저점(홈의 최저점)으로 이동함으로써 일 방향의 반대방향으로 이동할 수 있다.
블렛(320)의 타측은 그루브(225)의 면을 따라 부드럽게 이동하기 위해 구형으로 형성될 수 있다. 구형으로 형성함으로써 마찰로 인한 그루브(225) 및 블렛(320)의 손상을 최소화 할 수 있다.
센서부(300)의 케이스(310)는 탄성부재(340, 350)를 수용할 수 있다. 케이스(310)의 내부는 탄성부재(340, 350)가 기능을 수행할 수 있도록 수용공간을 가질 수 있다.
탄성부재(340, 350)는 블렛(320)의 일측에 배치될 수 있고, 블렛(320)을 탄성 지지할 수 있다.
탄성부재(340, 350)는 탄성을 가진 구성요소로 다양하게 형성될 수 있다. 탄성부재(340, 350)의 실시 예가 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다.
도 5 및 도 6은 도 1의 변속 제어 장치에서 센서부의 탄성부재가 스프링인 경우에 차량의 변속단을 감지하는 작동방식을 나타내는 도면이고, 도 7 및 도 8은 도 1의 변속 제어 장치에서 센서부의 탄성부재가 텐션을 가진 돌출부인 경우에 차량의 변속단을 감지하는 작동방식을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따라 탄성부재가 스프링(340)(spring)인 경우와 텐션(tension)을 가진 돌출부(350)인 경우를 설명하면 다음과 같다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 탄성부재는 스프링(340)일 수 있다. 스프링(340)은 블렛(320)을 탄성 지지할 수 있다.
스프링(340)의 일측은 케이스(310)의 내부를 이루는 일면에 배치될 수 있고, 스프링(340)의 타측은 블렛(320)의 일측에 배치될 수 있다. 구체적으로 스프링(340)의 일측은 케이스(310)의 내부를 이루는 일면과 접촉할 수 있고, 스프링(340)의 타측은 블렛(320)의 일측과 접촉할 수 있다.
블렛(320)은 스프링(340)의 탄성력(복원력)에 의해 움직일 수 있고, 스프링(340)에 의해 블렛(320)은 그루브(225)에 접촉한 상태를 유지할 수 있다. 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하거나 이미 회전한 시프트 방향의 반대 방향으로 회전하는 경우, 블렛(320)은 그루브(225)의 면을 따라 이동하고, 이 경우 블렛(320)은 탄성부재인 스프링(340)의 탄성력(복원력)에 의해 그루브(225)에 접촉한 상태를 유지할 수 있고, 이동할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 탄성부재는 텐션을 가진 돌출부(350)일 수 있다. 텐션을 가진 돌출부(350)는 블렛(320)을 탄성 지지할 수 있다.
돌출부(350)는 케이스(310)의 내부를 이루는 복수의 면들 중 어느 일면으로부터 케이스(310)의 내부에 형성된 공간으로 돌출되거나 연장된 막대 형상일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라 돌출부(350)는 케이스(310)와 분리되어 형성된 후 결합(체결)될 수 있다.
돌출부(350)는 하나 이상의 구부러진 형상("〈 " 및 "〉" 형상)을 가질 수 있다. 돌출부(350)의 구부러진 형상은 돌출부(350)가 외력을 받는 경우 텐션을 갖도록 할 수 있다. 구체적으로 텐션을 가진 돌출부(350)는 외력을 받는 경우 외력이 가해진 방향으로 변형이 생기고, 변형된 돌출부(350)는 복원되려는 성질에 의해 변형 전으로 되돌아갈 수 있다.
돌출부(350)의 일측은 케이스(310)의 내부를 이루는 어느 일면에 배치될 수 있고, 돌출부(350)의 타측은 블렛(320)의 일측에 배치될 수 있다. 구체적으로 돌출부(350)의 일측은 케이스(310)의 내부를 이루는 일면과 접촉할 수 있고, 돌출부(350)의 타측은 블렛(320)의 일측과 접촉할 수 있다.
블렛(320)은 돌출부(350)의 텐션(복원력)에 의해 움직일 수 있고, 텐션을 가진 돌출부(350)에 의해 블렛(320)은 그루브(225)에 접촉한 상태를 유지할 수 있다. 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하거나 이미 회전한 시프트 방향의 반대 방향으로 회전하는 경우, 블렛(320)은 그루브(225)의 면을 따라 이동하고, 이 경우 블렛(320)은 탄성부재인 돌출부(350)의 텐션(복원력)에 의해 그루브(225)에 접촉한 상태를 유지할 수 있고, 이동할 수 있다.
센서부(300)는 자기장을 형성하는 마그넷(330)을 포함할 수 있다. 마그넷(330)은 블렛(320)에 배치될 수 있다.
마그넷(330)은 블렛(320)의 일면에 배치될 수 있고, 수용될 수도 있다. 구체적으로 블렛(320)은 마그넷(330)을 수용할 수 있는 홀(hole)이나 홈과 같은 수용공간을 가질 수 있다. 수용공간의 형상은 특별히 정해지지 않으며, 마그넷(330)이 기능을 수행할 수 있다면 다양한 형상을 가질 수 있다. 따라서 마그넷(330)은 블렛(320)의 일면에 형성된 수용공간에 배치될 수 있다.
마그넷(330)은 블렛(320)에 형성된 마그넷(330) 수용공간의 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
마그넷(330)은 자기장을 생성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 마그넷(330)은 영구자석일 수 있고, 전자석일 수 있다. 전자석인 경우, 마그넷(330)이 생성하는 자기장의 세기가 마그넷(330)에 공급되는 전류에 크기에 의해 조절될 수 있다.
센서부(300)는 마그넷(330)에서 형성된 자기장을 측정하는 감지부재(360)를 포함할 수 있다. 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하면, 마그넷(330)의 이동에 따라 감지부재(360)가 변화되는 자기장을 측정할 수 있고, 측정된 자기장을 이용하여 차량의 변속단을 감지할 수 있다.
감지부재(360)는 센서부(300)의 케이스(310)에 배치되거나 케이스(310) 내부에 배치될 수 있다. 또한, 감지부재(360)는 마그넷(330)으로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로 감지부재(360)는 마그넷(330)에서 발생되는 자기장을 감지할 수 있고, 자기장을 감지할 수 있도록 마그넷(330)과 마주보는 위치에 마그넷(330)으로부터 소정 거리 이격되어 케이스(310)에 배치되거나 케이스(310) 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 감지부재(360)가 마그넷(330)에서 발생되는 자기장을 감지할 수 있다면, 감지부재(360)는 케이스(310), 케이스(310) 내부 또는 케이스(310) 외부 어디든 배치될 수 있다. 감지부재(360)가 케이스(310) 내부에 배치되는 경우, 케이스(310)의 내부는 감지부재(360)가 기능을 수행할 수 있도록 수용공간을 가질 수 있다. 수용공간의 형상은 특별히 정해지지 않으며, 감지부재(360)가 기능을 수행할 수 있다면 다양한 형상을 가질 수 있다. 따라서 감지부재(360)는 케이스(310) 내부에 형성된 수용공간에 배치될 수 있다.
센서부(300)는 하우징(100)의 소정 위치에 고정됨으로써 변속 레버(200)의 움직임에 의해 움직이지 않을 수 있다. 또한, 감지부재(360)가 센서부(300)의 케이스(310) 외부에 배치되어 케이스(310) 또는 하우징(100)에 고정된 경우, 및 감지부재(360)가 센서부(300)의 케이스(310) 또는 케이스(310) 내부에 배치되어 케이스(310)에 고정된 경우, 감지부재(360)는 변속 레버(200)의 움직임에 의해 움직이지 않을 수 있다.
감지부재(360)는 마그넷(330)과의 상대적인 위치에 따라 변화되는 자기장을 측정할 수 있다. 마그넷(330) 주변에 형성되는 자기장은 마그넷(330)에서 멀어질수록 감소하므로, 마그넷(330)이 실질적으로 동일한 자기장을 생성함에도 불구하고 감지부재(360)가 자기장을 측정하는 위치에 따라 측정값이 실질적으로 상이할 수 있다. 예를 들어, 감지부재(360)가 마그넷(330)으로부터 제1 거리만큼 떨어진 위치에서 자기장의 세기를 측정한 제1 측정값은 제1 거리보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 제2 거리만큼 떨어진 위치에서 자기장의 세기를 측정한 제2 측정값보다 상대적으로 더 클 수 있다. 이를 통해, 감지부재(360)에서 측정된 자기장의 세기에 기초하여 마그넷(330)과 감지부재(360) 사이의 거리가 추정될 수 있다.
감지부재(360)는 마그넷(330)의 자기장을 감지할 수 있는 감지 센서 및 기타 회로기판 등을 포함할 수 있다. 구체적으로 감지부재(360)는 홀 집적 회로(Hall Integrate Circuit; Hall IC)일 수 있다. 홀 집적 회로는 홀 효과(hall effect)에 기초하여 자기장의 세기를 측정할 수 있다.
감지부재(360)는 블렛(320)에 배치된 마그넷(330)에서 생성된 자기장을 홀 효과에 기초하여 측정할 수 있다. 감지부재(360)가 상대적으로 고정된 위치를 유지함에 반해, 마그넷(330)은 블렛(320)의 움직임에 의해 위치가 변화될 수 있다. 따라서, 사용자가 변속 레버(200)를 움직일 경우 블렛(320)에 배치된 마그넷(330)은 블렛(320)이 그루브(225)의 면을 따라 이동하므로 블렛(320)과 함께 움직일 수 있다. 그 결과, 감지부재(360)가 측정하는 자기장의 세기가 변화될 수 있다. 이렇게 측정된 자기장의 세기에 기초하여 변속 레버(200)의 현재 위치, 즉 현재의 변속단이 추정될 수 있다.
또한, 추후 측정된 자기장에 기초하여 차량의 변속단이 중립 변속단인지 여부를 판단하고, 상기 변속단이 중립 변속단이면 공회전 제한 기능(Idle Stop & Go; ISG)이 구동될 수 있다. 구체적으로, 차량에 포함되는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit; ECU)는 측정된 자기장에 기초하여 차량의 변속단이 중립 변속단인지 여부를 판단할 수 있고, 상기 변속단이 중립 변속단이면 공회전 제한 기능을 실행시킬 수 있다.
운전자는 변속 레버(200)를 시프트 방향으로 이동시켜 원하는 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)을 선택할 수 있다. 변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우 및 셀렉트 방향으로 이동하는 경우에는 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)이 선택되지 않은 상태이다. 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)이 선택되지 않은 상태에서는 엔진의 동력이 바퀴에 전달되지 않는다.
변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우는 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하여 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등) 위치에 있지 않은 경우 및 셀렉트 방향으로 이동하지 않은 경우를 말한다.
이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 감지부재(360)가 마그넷(330)의 자기장을 측정하여 차량의 변속단의 변화를 감지하는 작동방식을 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 5는 변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우 또는 셀렉트 방향으로 이동하는 경우를 나타내고, 도 6은 변속 레버(200)가 반시계 방향으로 회전하여 시프트 방향으로 이동한 경우를 나타낸다.
도 5의 경우에는 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)이 선택되지 않은 상태이므로 엔진의 동력이 바퀴에 전달되지 않고, 도 6의 경우에는 변속단이 선택된 상태이므로 엔진의 동력이 바퀴에 전달되고 있다.
도 5을 참조하면, 감지부재(360)는 마그넷(330)으로부터 제1 거리만큼 떨어진 위치에서 제1 측정값을 측정할 수 있다. 변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우 또는 셀렉트 방향으로 이동하는 경우에 블렛(320)은 레버 볼(310)에 형성된 그루브(225)의 최저점(홈의 최저점)과 접촉하고, 블렛(320)이 그루브(225)의 최저점과 접촉하는 경우에 마그넷(330)과 감지부재(360) 사이의 거리(즉, 제1 거리)가 최소값을 가질 수 있다. 따라서, 감지부재(360)에서 측정된 제1 측정값은 감지부재(360)에서 측정되는 측정값 중 최대값일 수 있다.
도 6를 참조하면, 감지부재(360)는 마그넷(330)으로부터 제2 거리만큼 떨어진 위치에서 제2 측정값을 측정할 수 있다. 이 때, 제2 측정값은 제1 측정값보다 상대적으로 작을 수 있다. 구체적으로 변속 레버(200)가 반시계 방향으로 회전하여 시프트 방향으로 이동한 경우, 즉 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 회전하면, 그에 따라 레버 볼(210)도 회전하고, 레버 볼(210)에 형성된 그루브(225)의 최저점(홈의 최저점)에 안착되어 있던 블렛(320)은 그루브(225)의 면을 따라 그루브(225)의 최저점보다 높은 지점으로 이동함으로써 일 방향으로 이동할 수 있다. 블렛(320)이 일 방향으로 이동하면, 블렛(320)에 배치된 마그넷(330)도 블렛(320)과 함께 일 방향으로 이동한다. 이 때, 마그넷(330)과 감지부재(360) 사이의 거리(즉, 제2 거리)는 제1 거리보다 상대적으로 더 크므로, 제2 측정값은 제1 측정값보다 상대적으로 작을 수 있다.
따라서, 감지부재(360)는 감지부재(360)에서 자기장의 최대값이 감지되는 때를 기준으로 변속 레버(200)가 시프트 방향으로 이동되어 변속단이 선택되었는지 여부를 감지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치를 포함하는 차량은 전자 제어 장치(Electronic Control Unit; ECU)를 포함할 수 있다.
전자 제어 장치는 측정된 자기장에 기초하여 차량의 변속단이 중립 변속단인지 여부를 판단할 수 있고, 변속단이 중립 변속단이면 공회전 제한 기능(Idle Stop & Go; ISG)을 실행시킬 수 있다. 이를 위해, 전자 제어 장치는 엔진을 기계적 및/또는 전기적으로 제어하는 제어 방법에 의해 엔진의 시동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 제어 장치는 엔진의 동력이 최종적으로 바퀴에 전달되지 않는 중립 변속단에서 측정된 자기장에 기초하여 공회전 제한 기능을 구동시킬 수 있다. 즉, 전자 제어 장치는 중립 변속단에서 엔진의 시동을 끌 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라, 전자 제어 장치는 측정된 자기장에 기초하여 변속 레버(200)가 상술한 중립 변속단에 위치하는 경우 뿐만 아니라 셀렉트 방향으로 이동하는 경우인지도 판단할 수 있고, 변속단이 셀렉트 방향으로 이동하는 경우에도 공회전 제한 기능을 실행시킬 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7은 변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우 및 셀렉트 방향으로 이동하는 경우를 나타내고, 도 8은 변속 레버(200)가 시계 방향으로 회전하여 시프트 방향으로 이동한 경우를 나타낸다.
도 7의 경우에는 변속단(후진, 1단, 2단, 3단 등)이 선택되지 않은 상태이므로 엔진의 동력이 바퀴에 전달되지 않고, 도 8의 경우에는 변속단이 선택된 상태이므로 엔진의 동력이 바퀴에 전달되고 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 감지부재(360)가 마그넷(330)의 자기장을 측정하여 차량의 변속단의 변화를 감지하는 작동방식은 도 5 및 도 6에서 설명한 작동방식과 동일하다.
도 4 내지 도 8에 도시된 도면에는 마그넷(330)은 블렛(320)에 배치되어 있고, 감지부재(360)는 케이스(310) 내부에 배치되어 있지만, 본 발명의 실시 예에 따라, 감지부재(360)가 소형화될 수 있다면 감지부재(360)가 블렛(320)에 배치되고 마그넷(330)이 센서부(300)의 케이스(310)에 배치되거나 케이스(310) 내부에 배치될 수도 있다. 이 경우 마그넷(330)은 감지부재(360)로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로 감지부재(360)는 케이스(310)에 배치되거나 케이스(310) 내부에 배치된 마그넷(330)에서 발생되는 자기장을 감지할 수 있고, 자기장을 감지할 수 있도록 마그넷(330)과 마주보는 위치에 마그넷(330)으로부터 소정 거리 이격되어 블렛(320)에 배치될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치는 변속 레버 장치의 협소한 공간에서도 변속 레버(200)의 위치를 감지할 수 있고, 구조가 간단하여 설계 공간을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변속 제어 장치가 포함된 차량은 변속단이 변화되는 도중에 변속 레버(200)가 중립 변속단에 위치하는 경우 또는 셀렉트 방향으로 이동하는 경우를 판단할 수 있고, 나아가 이 경우에 공회전 제한 기능을 실행할 수 있다.
또한, 구조가 간단한 변속 제어 장치를 이용하여 공회전 제한 기능을 수행할 수 있으므로, 공회전 제한 기능이 포함된 변속 제어 장치를 제조하는 데 있어 제조 공정이 간소화되고, 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 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: 하우징 200: 변속 레버
210: 레버 볼 211: 제1 레버 볼
213: 제2 레버 볼 225: 그루브
230: 연장부 300: 센서부
310: 케이스 320: 블렛
330: 마그넷 340: 스프링, 탄성부재
350: 돌출부, 탄성부재 360: 감지부재
400: 측판부재 410: 유동부

Claims (8)

  1. 그루브가 형성된 레버 볼을 포함하고, 상기 레버 볼을 중심으로 시프트 방향 또는 셀렉트 방향으로 회전하는 변속 레버; 및
    상기 레버 볼의 상기 그루브가 형성된 일측에 배치되고, 자기장을 형성하는 마그넷 및 상기 자기장을 측정하는 감지부재를 포함하는 센서부;를 포함하고,
    상기 변속 레버가 상기 시프트 방향으로 회전하면, 상기 마그넷의 이동에 따라 상기 감지부재가 변화되는 자기장을 측정하고, 측정된 상기 자기장을 이용하여 차량의 변속단을 감지하고,
    상기 센서부는,
    상기 그루브와 접촉하는 블렛; 및
    상기 블렛의 일측에 배치되는 탄성부재;를 더 포함하고,
    상기 마그넷은 상기 블렛에 배치되고,
    상기 감지부재는 상기 마그넷으로부터 소정 거리 이격되어 배치되고,
    상기 블렛의 일측은 상기 탄성부재에 의해 탄성 지지되고, 상기 블렛의 타측은 상기 그루브에 접촉하도록 배치되고,
    상기 변속 레버가 상기 시프트 방향으로 회전하면, 상기 블렛은 상기 그루브를 따라 이동함으로써 일 방향으로 이동하는, 변속 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 레버가 중립 변속단에 위치하는 경우 또는 상기 셀렉트 방향으로 회전하는 경우, 상기 블렛은 상기 레버 볼에 형성된 상기 그루브의 최저점과 접촉하고,
    상기 블렛이 상기 그루브의 최저점과 접촉하는 경우 상기 마그넷과 상기 감지부재 사이의 거리가 최소값을 가지는, 변속 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 스프링인, 변속 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 텐션을 가진 돌출부인, 변속 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부재는 홀 집적 회로(Hall Integrate Circuit; Hall IC)인, 변속 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 레버 볼은 제1 레버 볼과 제2 레버 볼을 포함하고,
    상기 제2 레버 볼은 상기 제1 레버 볼을 감싸고,
    상기 그루브는 상기 제2 레버 볼에 형성된, 변속 제어 장치.
  8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 변속 제어 장치를 포함하는 차량에 있어서,
    측정된 상기 자기장에 기초하여 상기 차량의 변속단이 중립 변속단인지 여부를 판단하고, 상기 변속단이 중립 변속단이면 공회전 제한 기능(Idle Stop & Go; ISG)을 수행하는 전자 제어 장치를 포함하는, 차량.
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