KR102166706B1 - 버튼 타입 전자식 변속시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버튼 타입 전자식 변속시스템에 관한 것으로, 운전자가 전자식 변속버튼(10)을 눌러준 다음 일방향으로 회전시켜서 스위치기구(30)가 전기적으로 접속된 상태에서만 변속레인지의 변경신호가 출력되는 구조로서, 버튼 타입 전자식 변속시스템에 시프트락 기능이 구비되도록 된 것이다.

Description

버튼 타입 전자식 변속시스템{BUTTON TYPE ELECTRONIC SHIFT LEVER SYSTEM}

본 발명은 버튼 타입 전자식 변속시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속조작에 대한 안전성을 높일 수 있도록 시프트락 구현이 가능한 버튼 타입 전자식 변속시스템에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동변속기가 장착되어 있는 차량은 차량의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단 레인지의 변속기어가 동작될 수 있도록 한다.

자동변속기는 변속을 수행하기 위해서 유압회로, 유성기어 및 마찰요소들을 사용하여 기어비를 만들어내며, 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, TCU에서 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 TCU에 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 변속조작의 안전성을 위해 시프트락 시스템을 구비하고 있는 바, 즉 운전자가 브레이크를 밟은 상태에서 레버의 전면 또는 측면에 구비된 언락(unlock) 버튼을 눌러야만 변속조작이 허용하는 구성으로, 이를 통해 운전자?? 잘못된 변속조작이나 또는 비의도적인 조작에 의한 변속을 예방할 수 있다.

그리고, 변속조작을 버튼으로 행하는 버튼 타입 전자식 변속시스템은 레버 타입에 비해 변속조작이 용이한 장점은 있지만, 버튼이라는 구조적인 문제로 인해 시프트락 시스템을 구현하기가 어렵고 이로 인해 레버 타입에 비해 변속조작의 안전성이 낮은 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2010-0123150호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 변속조작이 용이하면서 변속조작에 대한 안전성을 높일 수 있도록 시프트락 기능을 구비한 버튼 타입 전자식 변속시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 버튼 타입 전자식 변속시스템은, 변속조작 시 운전자의 조작으로 눌려지고 눌려진 상태에서 회전할 수 있게 설치된 전자식 변속버튼; 및 상기 전자식 변속버튼이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 전자식 변속버튼과 접촉하고 전자식 변속버튼과 접촉할 때에 전기적 접속이 이루어지며 전기적 접속이 이루어질 때 변속레인지의 변경신호를 출력할 수 있도록 PCB에 설치된 스위치기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자식 변속버튼의 밑면 중앙부에 일단이 연결되고 버튼케이스에 타단이 끼워지게 설치된 것으로 전자식 변속버튼의 누름동작 및 일방향 회전시에 전자식 변속버튼의 이동과 회전을 안내하는 버튼로드; 및 상기 버튼로드에 끼워져서 일단이 전자식 변속버튼에 결합되고 타단이 버튼케이스에 결합되게 설치된 것으로 전자식 변속버튼의 누름동작에 대해 복귀력을 제공하면서 일방향 회전에 대해 반대방향으로의 복귀력을 제공하는 버튼스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자식 변속버튼의 밑면 중앙부로부터 편심된 위치에 일단이 연결되고 타단이 PCB를 향해 돌출되게 구비된 버튼돌기를 더 포함하고; 상기 스위치기구는 전자식 변속버튼이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 버튼돌기를 통해서 전자식 변속버튼과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자식 변속버튼의 윗면에는 운전자가 전자식 변속버튼을 눌러준 상태에서 일방향으로 회전시킬 수 있도록 손가락을 삽입할 수 있는 조작홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 버튼스프링은 압축코일스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 스위치기구는 상기 PCB에 고정되고 전자식 변속버튼을 향해 연장된 안내통로를 구비한 스위치케이스; 상기 안내통로를 따라 이동할 수 있도록 스위치케이스내에 설치된 것으로 전자식 변속버튼이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 버튼돌기와 접촉하는 스위치블록; 상기 스위치케이스와 스위치블록에 양단이 지지되게 설치된 것으로 스위치블록에 복귀력을 제공하는 스위치스프링; 및 상기 PCB와 스위치블록의 밑면에 대향되게 설치되어서 서로 접촉할 때에 변속레인지의 변경신호를 출력하는 고정단자와 가동단자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 버튼돌기에서 스위치블록과 대면하는 면은 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자식 변속시스템에 의하면, 운전자가 변속조작을 위해 조작하는 부품이 막대형상의 레버가 아닌 버튼 타입으로 변속 조작시 운전자의 조작성이 용이하고, 특히 전자식 변속버튼을 눌러준 다음 반드시 일방향으로 회전시켜서 스위치기구가 전기적으로 접속된 상태에서만 변속레인지의 변경신호가 출력되는 구조로서 이를 통해 시프트락 기능을 구비할 수 있게 됨에 따라 변속조작에 대한 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따라 시프트락 기능이 구비된 버튼 타입 전자식 변속시스템의 평면도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 도 1의 상태에서 버튼돌기와 스위치기구의 관계를 보여주기 위한 도면,
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따라 시프트락 기능이 구비된 버튼 타입 전자식 변속시스템의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 버튼 타입 전자식 변속시스템에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 버튼 타입 전자식 변속시스템은 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 변속조작 시 운전자의 조작으로 눌려지고 눌려진 상태에서 회전할 수 있게 설치된 전자식 변속버튼(10); 및 상기 전자식 변속버튼(10)이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 전자식 변속버튼(10)과 접촉하고 전자식 변속버튼(10)과 접촉할 때에 전기적 접속이 이루어지며 전기적 접속이 이루어질 때 변속레인지의 변경신호를 출력할 수 있도록 PCB(20; Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)에 설치된 스위치기구(30);를 포함한다.

즉, 본 발명에 따른 전자식 변속시스템은 운전자가 변속조작을 위해 조작하는 부품이 막대형상의 레버가 아닌 버튼 타입이고, 전자식 변속버튼(10)을 눌러준 상태에서 일방향으로 회전시에 스위치기구(30)가 전기적으로 접속되면서 변속레인지의 변경신호를 출력하는 구조인 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 전자식 변속시스템은 전자식 변속버튼(10)을 단순히 눌러준 상태에서는 변속레인지의 변경신호가 출력되지 않고, 반드시 전자식 변속버튼(10)을 눌러준 상태에서 일방향으로 회전시 스위치기구(30)가 전기적으로 접속된 상태에서만 변속레인지의 변경신호가 출력됨으로써, 시프트락 기능을 구비함에 따라 변속조작에 대한 안전성을 높일 수 있는 장점이 있다.

스위치기구(30)가 전기적으로 접속됨에 따라 변속레인지의 변경신호가 출력되면, 이때의 출력신호는 변속제어기(TCU)로 전달되고, TCU에서 명령된 전자신호에 의해 솔레노이드 또는 전기모터가 동작하고, 솔레노이드 또는 전기모터의 동작에 의해 각 변속단별 유압회로에 유압이 인가되거나 차단됨으로써, 전자적으로 변속 제어가 수행된다.

또한, 본 발명은 전자식 변속버튼(10)의 밑면 중앙부에 일단이 연결되고 버튼케이스(40)에 타단이 끼워지게 설치된 것으로 전자식 변속버튼(10)의 누름동작 및 일방향 회전시에 전자식 변속버튼(10)의 이동과 회전을 안내하는 버튼로드(50); 및 상기 버튼로드(60)에 끼워져서 일단이 전자식 변속버튼(10)에 결합되고 타단이 버튼케이스(40)에 결합되게 설치된 것으로 전자식 변속버튼(10)의 누름동작에 대해 복귀력을 제공하면서 일방향 회전에 대해 반대방향으로의 복귀력을 제공하는 버튼스프링(60);을 더 포함한다.

상기 버튼스프링(60)은 버튼로드(50)의 길이방향을 따라 탄력적인 압축과 복귀가 가능하고 동시에 원주??향을 따라 일방향으로 회전시에 압축되면서 탄성력을 축적하고 축적된 탄성력으로 타방향으로 복귀가 가능한 스프링으로, 압축코일스프링을 사용하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

PCB(20)에는 버튼로드(60)와 버튼스프링(60)이 동시에 관통하는 PCB홀이 형성되고, 버튼케이스(40)에는 PCB홀과 대응하는 위치에 버튼로드(60)이 끼워지는 케이스홈이 형성되며, 케이스홈의 단차부에 버튼스프링(60)의 타단이 고정되게 설치된다.

버튼케이스(40)에는 버튼커버(41)가 결합되고, 버튼커버(41)에 전자식 변속버튼(10)이 누름동작 및 회전동작이 가능하도록 설치되는 바, 전자식 변속버튼(10)은 전진(D)과 후진(R) 및 중립(N)과 파킹(P)레인지 등의 신호를 각각 출력할 수 있는 다수개로 구성된다.

또한, 본 발명은 전자식 변속버튼910)의 밑면 중앙부로부터 편심된 위치에 일단이 연결되고 타단이 PCB(20)를 향해 돌출되게 구비된 버튼돌기(70)를 더 포함하는 바, 따라서 스위치기구(30)는 전자식 변속버튼(10)이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 버튼돌기(70)를 통해서 전자식 변속버튼(10)과 접촉하는 구조가 된다.

상기 전자식 변속버튼(10)의 윗면에는 운전자가 전자식 변속버튼(10)을 눌러준 상태에서 용이하게 일방향으로 회전시킬 수 있도록 손가락을 삽입할 수 있는 조작홈(11)이 형성된다.

상기 조작홈(11)이외에 전자식 변속버튼(10)의 위쪽으로 돌출된 조작돌기를 형성할 수도 있지만, 외관상 조작돌기보다 조작홈(11)을 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기 스위치기구(30)는 상기 PCB(20)에 고정되고 전자식 변속버튼(10)을 향해 연장된 안내통로(31a)를 구비한 스위치케이스(31); 상기 안내통로(31a)를 따라 이동할 수 있도록 스위치케이스(31)내에 설치된 것으로 전자식 변속버튼(10)이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 버튼돌기(70)와 접촉하는 스위치블록(32); 상기 스위치케이스(31)와 스위치블록(32)에 양단이 지지되게 설치된 것으로 스위치블록(32)에 복귀력을 제공하는 스위치스프링(33); 및 상기 PCB(20)와 스위치블록(32)의 밑면에 대향되게 설치되어서 서로 접촉할 때에 변속레인지의 변경신호를 출력하는 고정단자(34)와 가동단자(35);를 포함한다.

상기 스위치스프링(33)은 압축스프링인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 버튼돌기(70)에서 스위치블록(32)과 대면하는 면은 경사면(71)으로 형성된 것이 바람직한 바, 상기 경사면(71)은 버튼돌기(70)가 스위치블록(32)을 보다 용이하게 눌러줄 수 있는 역할을 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 3은 운전자가 변속조작을 행하기 전의 상태로, 이때의 전자식 변속버튼(10)은 버튼스프링(60)의 탄성력으로 지지되고 있고, 버튼돌기(70)는 스위치블록(32)에 대해 상측으로 이격되면서 동시에 일측으로 떨어진 상태를 유지하고 있게 된다.

상기의 상태에서 변속조작을 위해 운전자가 전자식 변속버튼(10)을 눌러주면 도 4 내지 도 5와 같이 전자식 변속버튼(10)이 하강하고, 동시에 버튼돌기(70)도 하강하게 되는 바(화살표 M1), 이때 버튼돌기(70)는 스위치블록(32)에 대해 일측으로 떨어진 상태는 그대로 유지하지만 버튼돌기(70)의 단부는 도 5에서 실선으로 도시한 우측상태(P1)와 같이 스위치블록(32)보다 더 아래쪽으로 위치한 상태가 된다.

상기 버튼돌기(70)가 P1인 상태에서 운전자가 눌러준 전자식 변속버튼(10)을 일방향(일예로 시계방향)으로 회전시켜 주면, 동시에 버튼돌기(70)도 시계방향으로 회전하게 되는 바(화살표 R1), 이로 인해 버튼돌기(70)의 경사면(71)은 도 5에서 점선으로 도시한 좌측상태(P2)와 같이 스위치블록(32)과 접촉하게 된다.

상기 버튼돌기(70)가 P2인 상태에서 운전자가 전자식 변속버튼(10)을 일방향(시계방향)으로 더 회전시켜 주면, 도 6 내지 도 7과 같이 스위치블록(32)이 시위치케이스(31)의 안쪽으로 하강 이동하게 되고, 결국에는 가동단자(35)가 고정단자(34)에 접촉하게 되는 바, 이때에 전기적 접속이 이루어지면서 변속레인지의 변경신호를 출력하게 되고, 이때의 출력신호는 변속제어기(TCU)로 전달되고, TCU에서 명령된 전자신호에 의해 솔레노이드 또는 전기모터가 동작하고, 솔레노이드 또는 전기모터의 동작에 의해 각 변속단별 유압회로에 유압이 인가되거나 차단됨으로써, 전자적으로 변속 제어가 수행된다.

그리고, 운전자가 눌러주고 있던 전자식 변속버튼(10)에서 손을 떼면 버튼스프링(60)과 스위치스프링(33)의 복귀력에 의해 전자식 변속버튼(10)은 타방향(반 시계방향)으로 회전하면서 복귀하고 동시에 버튼커버(41)를 향해 이동하면서 복귀하게 됨으로써, 다음 번의 동작을 준비할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자식 변속시스템은 운전자가 변속조작을 위해 조작하는 부품이 막대형상의 레버가 아닌 버튼 타입으로, 이를 통해 운전자의 조작성이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자식 변속시스템은 전자식 변속버튼(10)을 단순히 눌러준 상태에서는 변속레인지의 변경신호가 출력되지 않고, 반드시 전자식 변속버튼(10)을 눌러준 상태에서 일방향으로 회전시 스위치기구(30)가 전기적으로 접속된 상태에서만 변속레인지의 변경신호가 출력되는 구조로서, 이를 통해 시프트락 기능을 구비할 수 있게 됨에 따라 변속조작에 대한 안전성을 높일 수 있는 장점도 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 운전자가 전자식 변속버튼(10)을 눌러준 상태에서 변속버튼을 일방향으로 회전시 스위치기구(30)가 전기적으로 접속하면서 변속레인지의 변경신호를 출력하는 것에 대해서만 설명하였지만, 반대로 운전자가 전자식 변속버튼(10)을 먼저 일방향으로 회전시켜 주고 그 상태에서 변속버튼을 눌러주어서 스위치기구(30)의 전기적 접속을 유도할 수 있다면 이러한 실시예도 충분히 구현 가능할 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 전자식 변속버튼 20 - PCB
30 - 스위치기구 31 - 스위치케이스
32 - 스위치블록 33 - 스위치스프링
34- 고정단자 35 - 가동단자
50 - 버튼로드 60 - 버튼스프링
70 - 버튼돌기

Claims (7)

1. 변속조작 시 운전자의 조작으로 눌려지고 눌려진 상태에서 회전할 수 있게 설치된 전자식 변속버튼; 및
   상기 전자식 변속버튼이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 전자식 변속버튼과 접촉하고 전자식 변속버튼과 접촉할 때에 전기적 접속이 이루어지며 전기적 접속이 이루어질 때 변속레인지의 변경신호를 출력할 수 있도록 PCB에 설치된 스위치기구;를 포함하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자식 변속버튼의 밑면 중앙부에 일단이 연결되고 버튼케이스에 타단이 끼워지게 설치된 것으로 전자식 변속버튼의 누름동작 및 일방향 회전시에 전자식 변속버튼의 이동과 회전을 안내하는 버튼로드; 및
   상기 버튼로드에 끼워져서 일단이 전자식 변속버튼에 결합되고 타단이 버튼케이스에 결합되게 설치된 것으로 전자식 변속버튼의 누름동작에 대해 복귀력을 제공하면서 일방향 회전에 대해 반대방향으로의 복귀력을 제공하는 버튼스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자식 변속버튼의 밑면 중앙부로부터 편심된 위치에 일단이 연결되고 타단이 PCB를 향해 돌출되게 구비된 버튼돌기를 더 포함하고;
   상기 스위치기구는 전자식 변속버튼이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 버튼돌기를 통해서 전자식 변속버튼과 접촉하는 것을 특징으로 하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자식 변속버튼의 윗면에는 운전자가 전자식 변속버튼을 눌러준 상태에서 일방향으로 회전시킬 수 있도록 손가락을 삽입할 수 있는 조작홈이 형성된 것을 특징으로 하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 버튼스프링은 압축코일스프링인 것을 특징으로 하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 스위치기구는 상기 PCB에 고정되고 전자식 변속버튼을 향해 연장된 안내통로를 구비한 스위치케이스;
   상기 안내통로를 따라 이동할 수 있도록 스위치케이스내에 설치된 것으로 전자식 변속버튼이 눌려진 상태에서 일방향으로 회전할 때에 버튼돌기와 접촉하는 스위치블록;
   상기 스위치케이스와 스위치블록에 양단이 지지되게 설치된 것으로 스위치블록에 복귀력을 제공하는 스위치스프링; 및
   상기 PCB와 스위치블록의 밑면에 대향되게 설치되어서 서로 접촉할 때에 변속레인지의 변경신호를 출력하는 고정단자와 가동단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 버튼돌기에서 스위치블록과 대면하는 면은 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 버튼 타입 전자식 변속시스템.

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