KR102478130B1 - 전자식 변속시스템용 변속조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 변속시스템용 변속조작장치에 관한 것으로, 변속버튼(20)의 주변에 설치된 거치용 볼(10)에 운전자가 손(2)을 편안하게 거치한 상태에서 변속조작을 행할 수 있고, 변속 조작시 거치용 볼(10)의 조작신호와 어느 한 개의 버튼신호가 함께 발생된 상황에서만 차량의 변속단 변경이 진행되도록 함으로써 사용자의 편의성 향상 및 변속시의 오조작을 방지할 수 있도록 된 것이다.

Description

전자식 변속시스템용 변속조작장치{SHIFT CONTROL APPARATUS FOR ELECTRONIC SHIFT SYSTEM}

본 발명은 전자식 변속시스템용 변속조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속버튼의 조작에 의해 변속이 진행되는 구조에서 변속조작을 행하는 운전자의 손을 편안하게 거치할 수 있도록 함으로써 편의성을 향상시킬 수 있도록 하고, 더 나아가 변속버튼의 오조작을 방지할 수 있는 전자식 변속시스템용 변속조작장치에 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.

전자식 변속시스템에서 변속조작을 행하는 방법은 크게 레버를 이용하는 레버타입과 버튼을 이용하는 버튼타입이 있는 바, 그 중에서 변속버튼을 사용하는 버튼타입은 레버타입에 비해 변속조작이 용이하고, 특히 사고 발생시 승객의 신체와의 접촉을 없앨 수 있음에 따라 승객의 상해를 예방할 수 있는 장점이 있다.

한편, 변속버튼의 조작으로 차량의 변속이 진행되는 구조에서 종래의 구조는 변속버튼의 주변에 운전자가 손을 거치할 수 있는 별도의 구조가 마련되어 있지 않는 바, 이로 인해 운전자가 반복적으로 변속버튼을 조작함에 있어서 큰 불편함이 따르고, 이 결과 변속조작시 편의성이 크게 감소하는 단점이 있다.

또한, 종래의 구조는 변속버튼만 조작되면 변속제어기(TCU)의 제어에 의해 차량의 변속이 무조건 진행되는 구성으로, 일예로 변속버튼에 물건이 떨어지는 경우에서도 운전자의 의지와 무관하게 변속버튼이 조작되고, 이로 인해 운전자의 의지와 무관하게 차량의 변속이 진행되는 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

본 발명은, 변속버튼의 조작으로 차량의 변속이 진행되는 구조에서 변속버튼의 주변에 변속조작을 행하는 운전자의 손을 편안하게 거치할 수 있는 구조를 마련해서 변속조작시 운전자의 편의성을 크게 향상시킬 수 있는 전자식 변속시스템용 변속조작장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 변속버튼의 조작신호를 포함해서 복수개의 신호가 발생한 상태에서만 변속제어기(TCU)의 제어에 의해 차량의 변속이 진행되도록 함으로써, 운전자의 의지와 무관하게 변속이 진행되는 것을 방지하고, 이를 통한 사고의 발생을 미리 예방할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 운전자의 손이 거치되는 부품에 냉각모드 및 발열모드를 추가로 부가해서 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자식 변속시스템용 변속조작장치는, 콘솔을 통해서 실내쪽으로 돌출된 상부에 운전자가 변속조작을 행하는 손을 얹어서 거치시키는 것으로 운전자의 조작에 의해 상하 방향의 이동 및 전후좌우 방향의 회전과 전 방위각으로의 회전이 가능하도록 설치된 거치용 볼; 상기 거치용 볼의 전방쪽 콘솔에 위치해서 운전자의 조작에 의해 변속단 변경신호를 발생하는 변속버튼; 및 상기 콘솔에 고정되면서 거치용 볼의 조작신호 및 변속버튼의 조작신호를 전달받을 수 있게 구성된 것으로 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생시에만 변속제어기로 변속단 변경신호를 출력하는 메인PCB;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘솔의 아래쪽에 위치하고 거치용 볼이 안착되도록 원호형상의 안착돌기부가 형성된 베이스플레이트; 및 상기 거치용 볼과 안착돌기부에 설치된 것으로 거치용 볼의 하강에 따른 접촉시 거치용 볼의 조작신호를 발생해서 메인PCB로 출력하는 센서기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 거치용 볼에 일단이 고정되고 베이스플레이트에 타단이 고정되며 상부에 거치용 볼이 안착되게 설치되는 것으로 거치용 볼의 상승을 위해 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서기구는 거치용 볼의 하부로 노출되도록 거치용 볼에 결합된 접촉소자; 상기 접촉소자와 대면하도록 안착돌기부에 설치된 것으로 접촉소자의 접촉시 거치용 볼의 조작신호를 발생하는 터치센서; 및 상기 터치센서에서 출력된 신호를 메인PCB로 전달하는 제1서브PCB를 포함하고; 상기 접촉소자는 금속부재 또는 제1영구자석 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 안착돌기부에 고정되도록 설치된 제2영구자석을 더 포함하고; 상기 제2영구자석은 접촉소자가 제1영구자석인 경우에만 설치되고; 상기 제1영구자석과 제2영구자석은 서로 간에 척력이 발생하도록 동일 극성으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 거치용 볼의 상부를 통해서 실내쪽으로 노출되게 결합된 것으로 현재의 변속단을 표시하는 디스플레이; 상기 거치용 볼의 냉각모드 및 발열모드의 구현을 위해 거치용 볼에 결합된 열전소자; 및 상기 거치용 볼에 고정되면서 메인PCB와의 신호 송수신이 가능하게 설치된 것으로 디스플레이 및 열전소자의 동작을 제어하는 제2서브PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속버튼은 거치용 볼의 전방쪽 위치에서 거치용 볼의 중심을 기준으로 방사상으로 배치된 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼으로 구성되고; 상기 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼은 동일크기로 형성되면서 각각 상하로 작동하게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 거치용 볼과 변속버튼사이의 콘솔면에 형성된 것으로 운전자의 손바닥이 거치용 볼에 안착된 상태로 손가락을 변속버튼쪽으로 이동시 손가락의 촉감을 통해서 변경하는 변속단을 인식할 수 있도록 하는 음각 또는 양각의 변속단 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속단 가이드는 P단 버튼쪽으로 연결되고 2개의 줄이 평행하게 형성된 P단 가이드; 상기 R단 버튼쪽으로 연결되고 2개의 줄로 형성되며 R단 버튼을 향하는 전방쪽이 꼭지점으로 연결되고 거치용 볼을 향하는 후방쪽이 벌어지도록 형성된 R단 가이드; 상기 N단 버튼쪽으로 연결되고 1개의 줄로 형성된 N단 가이드; 상기 D단 버튼쪽으로 연결되고 2개의 줄로 형성되며 거치용 볼을 향하는 후방쪽이 꼭지점으로 연결되고 D단 버튼을 향하는 전방쪽이 벌어지도록 형성된 D단 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인PCB는 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생했을 때에만 조작된 변속버튼의 신호가 변속제어기로 출력되도록 제어하고, 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호 중 어느 하나라도 발생하지 않으면 변속을 종료하고 현재의 변속단을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속버튼은 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼으로 구성되고; 상기 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생된 상황일지라도 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼 중에서 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 발생한 상황이면 메인PCB는 변속을 종료하고 현재의 변속단을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인PCB는 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼 중에서 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 발생해서 일정시간동안 지속된 경우이거나 또는 일정시간 내에 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 다수 번 발생한 경우이면 변속버튼이 고장인 상황으로 판단해서 운전자에게 변속버튼의 고장상황을 알려주도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실시예는, 변속버튼의 주변에 설치된 거치용 볼을 이용해서 변속조작을 행하는 운전자의 손을 편안하게 거치할 수 있는 구조로, 이를 통해 변속조작시 운전자의 편의성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 거치용 볼의 조작신호와 어느 한 개의 버튼신호가 함께 발생된 상황에서만 차량의 변속단 변경이 진행되는 구성으로, 운전자의 의지와 무관하게 변속이 진행되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 오조작에 의한 사고의 발생을 미리 예방할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 운전자가 손을 거치하는 거치용 볼에 냉각모드 및 발열모드를 추가한 구성으로 이를 통해 사용자의 쾌적성 향상 및 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 변속시스템용 변속조작장치의 사시도,
도 2와 도 3은 도 1의 분해 사시도,
도 4는 도 1의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 리턴스프링의 설치구조를 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 거치용 볼이 상승된 상태의 도면,
도 7은 거치용 볼이 하강해서 접촉소자가 터치센서에 접촉한 상태의 도면,
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 전자식 변속시스템용 변속조작장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면으로, 도 8은 거치용 볼이 전방으로 회전된 상태의 도면이고, 도 9는 거치용 볼이 수직축을 중심으로 시계방향으로 회전한 상태의 도면,
도 10은 본 발명에 따른 변속조작장치에서 거치용 볼의 조작신호 및 변속버튼 조작신호의 발생여부에 따른 변속 수행 결과를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자식 변속시스템용 변속조작장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 전자식 변속시스템용 변속조작장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 콘솔(1)을 통해서 실내쪽으로 돌출된 상부에 운전자가 변속조작을 행하는 손(2)을 얹어서 거치시키는 것으로 운전자의 조작에 의해 상하 방향의 이동 및 전후좌우 방향의 회전과 전 방위각(360도)으로의 회전이 가능하도록 설치된 거치용 볼(10); 상기 거치용 볼(10)의 전방쪽 콘솔(1)에 위치해서 운전자의 조작에 의해 변속단(P,R,N,D단) 변경신호를 발생하는 변속버튼(20); 및 상기 콘솔(1)에 고정되면서 거치용 볼(10)의 조작신호 및 변속버튼(20)의 조작신호를 전달받을 수 있게 구성된 것으로 거치용 볼(10)의 조작신호와 변속버튼(20)의 조작신호가 함께 발생시에만 변속제어기(3,TCU)로 변속단 변경신호를 출력하는 메인PCB(30, Printed Circuit Board);를 포함한다.

콘솔(1)에는 거치용 볼(10)보다 직경이 작은(대략 3/2정도 크기의 직경) 관통구멍(1a)이 형성되고, 거치용 볼(10)은 관통구멍(1a)을 통해서 상측의 일부분이 실내쪽으로 돌출되게 설치된다.

메인PCB(30)는 원형 링의 모양으로 형성되어서 관통구멍(1a)의 주위를 둘러싸도록 콘솔(1)의 아랫면에 고정되게 설치된다.

본 발명은 콘솔(1)의 아래쪽에 위치하고 거치용 볼(10)이 안착되도록 원호형상의 안착돌기부(41)가 형성된 베이스플레이트(40); 및 상기 거치용 볼(10)과 안착돌기부(41)에 설치된 것으로 거치용 볼(10)의 하강에 따른 접촉시 거치용 볼(10)의 조작신호를 발생해서 메인PCB(30)로 출력하는 센서기구(50);를 더 포함한다.

베이스플레이트(40)는 콘솔(1)의 아래쪽으로 이격된 위치에서 차체쪽에 고정되도록 설치되는데, 거치용 볼(10)의 안정적인 설치 및 작동을 위해 베이스플레이트(40)는 관통구멍(1a)이 중심과 안착돌기부(41)의 중심이 수직 방향으로 일치되도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명은 거치용 볼(10)에 일단이 고정되고 베이스플레이트(40)에 타단이 고정되며 상부에 거치용 볼(10)이 안착되게 설치되는 것으로 거치용 볼(10)의 상승을 위해 탄성력을 제공하는 리턴스프링(60);을 더 포함한다.

리턴스프링(60)의 설치를 위해 거치용 볼(10)과 베이스플레이트(40)에는 리턴스프링(60)의 일단과 타단이 각각 삽입되어서 고정되는 스프링구멍이 형성된다.

리턴스프링(60)은 상단의 직경이 하단의 직경보다 작은 원추형 압축스프링으로, 거치용 볼(10)에 외력을 가함에 따라 거치용 볼(10)이 하강할 때에 압축되면서 탄성력을 축적하게 되고, 거치용 볼(10)에 가하고 있던 외력을 제거하면 형상이 복원되면서 축적된 탄성력으로 하강상태에 있던 거치용 볼(10)을 상승시키게 된다.

센서기구(50)는 거치용 볼(10)의 하부로 노출되도록 거치용 볼(10)에 결합된 접촉소자(51); 상기 접촉소자(51)와 대면하도록 안착돌기부(41)에 설치된 것으로 접촉소자(51)의 접촉시 거치용 볼(10)의 조작신호를 발생하는 터치센서(52); 및 상기 터치센서(52)에서 출력된 신호를 메인PCB(30)로 전달하는 제1서브PCB(53)를 포함한다.

접촉소자(51)는 금속부재 또는 영구자석(510) 중 어느 하나로 구성될 수 있는데, 상기 접촉소자(51)가 영구자석(510)인 경우에만 안착돌기부(41)에 영구자석(70)이 설치되고, 상기 영구자석(510)으로 된 접촉소자(51)와 안착돌기부(41)에 설치된 영구자석(70)은 서로 간에 척력이 발생하도록 동일 극성(N극 또는 S극)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 접촉소자(51)가 N극 또는 S극 중 어느 하나로 된 영구자석(510)으로 구성되고, 안착돌기부(41)에 동일 극성을 갖는 영구자석(70)이 설치되면, 하강한 상태의 거치용 볼(10)에서 외력 제거시 거치용 볼(10)은 리턴스프링(60)의 복원력 및 영구자석(510,70)의 척력을 모두 제공받게 되는 바, 이를 통해 거치용 볼(10)은 보다 신속하게 상승해서 원위치로 복귀할 수 있는 장점이 있다.

터치센서(52)는 거치용 볼(10)이 하강에 따른 접촉소자(51)의 접촉시 거치용 볼(10)의 조작신호를 발생하는 것으로 정전식 또는 감압식 중 어느 하나로 구성할 수 있고, 제1서브PCB(53)는 접촉소자(51)가 터치센서(52)에 접촉함에 따라 거치용 볼(10)의 조작신호 발생시 이의 신호를 메인PCB(30)로 전달할 수 있도록 제1서브PCB(53)와 메인PCB(30)는 서로 전기적으로 연결된 구성을 갖는다.

본 발명은 거치용 볼(10)의 상부를 통해서 실내쪽으로 노출되게 결합된 것으로 현재의 변속단(P,R,N,D단 중 어느 하나)을 표시하는 디스플레이(81); 상기 거치용 볼(10)의 냉각모드 및 발열모드의 구현을 위해 거치용 볼(10)에 결합된 열전소자(82); 및 상기 거치용 볼(10)에 고정되면서 메인PCB(30)와의 신호 송수신이 가능하게 설치된 것으로 디스플레이(81) 및 열전소자(82)의 동작을 제어하는 제2서브PCB(83);를 더 포함한다.

제2서브PCB(83)가 열전소자(82)로 인가되는 전류의 방향을 제어함에 따라 열전소자(82)는 냉각모드 또는 발열모드를 구현할 수 있게 되고, 거치용 볼(10)에 손(2)을 거치한 운전자는 거치용 볼(10)의 냉각 및 발열을 전달받게 됨으로써 쾌적성이 향상되고 더 나아가 차량의 상품성 향상에 큰 도움이 된다.

열전소자(82)의 온도조절은 차량의 AVN시스템에 구비된 스위치를 통해 가능한 바, 즉 사용자가 온도조절을 위한 스위치를 조작하면 메인PCB(30)를 통해서 제2서브PCB(83)로 신호가 전달되고, 제2서브PCB(83)의 제어에 의해서 열전소자(82)의 온도조절이 가능하게 된다.

변속버튼(20)은 거치용 볼(10)의 전방쪽 위치에서 거치용 볼(10)의 중심을 기준으로 방사상으로 배치된 P단 버튼(21), R단 버튼(22), N단 버튼(23), D단 버튼(24)으로 구성되는 바, P단 버튼(21), R단 버튼(22), N단 버튼(23), D단 버튼(24)은 동일크기로 형성되면서 각각 상하로 작동하게 설치된다.

본 발명은 거치용 볼(10)과 변속버튼(20)사이의 콘솔(1)면에 형성된 것으로 운전자의 손바닥이 거치용 볼(10)에 안착된 상태로 손가락을 변속버튼(20)쪽으로 이동시 손가락의 촉감을 통해서 변경하는 변속단(P,R,N,D단 중 어느 하나)을 인식할 수 있도록 하는 음각 또는 양각으로 형성된 변속단 가이드(90);를 더 포함한다.

변속단 가이드(90)는 P단 버튼(21)쪽으로 연결된 P단 가이드(91), R단 버튼(22)쪽으로 연결된 R단 가이드(92), N단 버튼(23)쪽으로 연결된 N단 가이드(93), D단 버튼(24)쪽으로 연결된 D단 가이드(94)로 구성된다.

P단 가이드(91)는 2개의 줄이 평행하게 형성된 모양으로, 2개의 평행한 줄은 확실하게 잡혀져서 고정된 파킹 상태임을 의미한다.

R단 가이드(92)는 2개의 줄로 형성되지만 R단 버튼(22)을 향하는 전방쪽이 꼭지점으로 연결되고 거치용 볼(10)을 향하는 후방쪽이 좌우로 벌어진 모양인 바, 후방쪽이 전방쪽보다 넓게 형성된 것으로 후진의 의미를 갖는다.

N단 가이드(93)는 1개의 줄로 형성된 모양으로, 한 줄의 의미는 정지된 상태이기는 하지만 외력에 의해 움직일 수도 있는 중립 상태임을 의미한다.

D단 가이드(94)는 2개의 줄로 형성되지만 거치용 볼(10)을 향하는 후방쪽이 꼭지점으로 연결되고 D단 버튼(24)을 향하는 전방쪽이 좌우로 벌어진 모양인 바, 전방쪽이 후방쪽보다 넓게 형성된 것으로 전진의 의미를 갖는다.

이와 같이 본 발명은 각각의 변속버튼(21,22,23,24)마다 각기 다른 모양으로 형성된 변속단 가이드(91,92,93,94)가 연결된 구조로, 이를 통해 운전자는 변속단 가이드(90)와 접촉하는 손가락의 촉각을 통해서 변속을 위해 조작하고자 하는 변속버튼의 종류를 눈으로 직접 보지 않아도 쉽게 인지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 메인PCB(30)는 도 10에 도시된 도표와 같이 거치용 볼(10)의 조작신호와 변속버튼(20)의 조작신호가 함께 발생했을 때에만 조작된 변속버튼(20)의 신호가 변속제어기(3,TCU)로 출력되도록 제어하고(CASE 3인 경우), 거치용 볼(10)의 조작신호와 변속버튼(20)의 조작신호 중 어느 하나라도 발생하지 않으면 변속을 종료하고 현재의 변속단을 유지하도록 제어하게 된다.(CASE 1,2,4,5인 경우)

즉, 운전자는 변속조작을 위해 사용하는 손(2)을 거치용 볼(10)의 상부에 안착시킨 다음 거치용 볼(10)을 아래로 눌러주게 된다.

도 6의 상태에 있던 거치용 볼(10)이 운전자의 조작에 의해 도 7과 같이 하강하면(화살표 M1) 접촉소자(51)가 터치센서(52)에 접촉해서 거치용 볼(10)의 조작신호를 발생하고, 제1서브PCB(53)는 거치용 볼(10)의 조작신호를 메인PCB(30)로 전달하게 된다.

그리고, 운전자는 거치용 볼(10)에 안착된 손(2)을 도 8과 같이 전방으로 이동시키거나 또는 도 9와 같이 수직축(96)을 중심으로 우측으로 회전시킨 다음 손가락으로 변속을 행하기 위한 변속버튼을 눌러서 작동시키게 된다.

운전자가 거치용 볼(10)에 안착된 손(2)을 도 8과 같이 전방으로 이동시키면(화살표 M2), 거치용 볼(10)도 함께 도시된 화살표 R1과 같이 안착돌기부(41)에 안착된 상태에서 전방으로 회전하게 되고, 이 상태에서 운전자는 손가락으로 R단 버튼(22)을 눌러서 작동시키게 된다.

또는, 운전자가 거치용 볼(10)에 안착된 손(2)을 도 9와 같이 수직축(96)을 중심으로 우측방향으로 회전시키면(화살표 R2), 거치용 볼(10)도 함께 도시된 화살표 R2와 같이 안착돌기부(41)에 안착된 상태에서 우측방향으로 회전하게 되고, 이 상태에서 운전자는 손가락으로 D단 버튼(24)을 눌러서 작동시키게 된다.

전술한 바와 같이 거치용 볼(10)이 하강함에 따라 거치용 볼(10)의 조작신호가 발생하고, 또한 일예로서 D단 버튼(24)의 변속 조작신호가 함께 발생하면, 메인PCB(30)는 조작된 D단 버튼(24)의 변속 조작신호를 출력하게 되고, 변속제어기(3,TCU)는 출력된 D단의 변속 조작신호를 근거로 변속기에 구비된 솔레노이드 또는 전기모터의 동작을 제어하고, 솔레노이드 또는 전기모터의 동작에 의해 각 변속단별 유압회로에 유압이 인가되거나 차단됨으로써, 전자적으로 변속 제어가 수행된다.

운전자가 원하는 변속단으로 변속이 종료되면 현재의 변속단은 거치용 볼(10)에 구비된 디스플레이(81)에 표시된다.

한편, 전술한 바와 같이 거치용 볼(10)의 조작신호와 변속버튼(20)의 조작신호 중에서 어느 하나라도 발생하지 않으면 메인PCB(30)의 제어에 의해서 변속을 위한 동작이 강제로 종료되고 차량의 변속단은 현재의 변속단을 유지하게 된다.

그리고, 전술한 바와 같이 거치용 볼(10)의 조작신호와 변속버튼(20)의 조작신호가 함께 발생된 상황일지라도, P단 버튼(21), R단 버튼(22), N단 버튼(23), D단 버튼(24) 중에서 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 발생한 상황이면(일예로 N단 버튼(23)과 D단 버튼(24)이 동시에 눌려져서 N단 버튼(23)의 신호와 D단 버튼(24)의 신호가 동시에 발생한 상황), 메인PCB(30)는 변속을 종료하고 현재의 변속단을 유지하도록 제어하게 된다.

특히, P단 버튼(21), R단 버튼(22), N단 버튼(23), D단 버튼(24) 중에서 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 발생해서 일정시간동안 지속된 경우이거나 또는 일정시간 내에 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 다수 번 발생한 경우이면 메인PCB(30)는 변속버튼(20)이 고장인 상황으로 판단하게 되고, 이와 같은 변속버튼의 고장상황을 청각 또는 시각적으로 운전자에게 알려주도록 제어하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 변속버튼(20)의 주변에 거치용 볼(10)을 설치하고, 거치용 볼(10)을 이용해서 변속조작을 행하는 운전자의 손(2)을 편안하게 거치할 수 있는 구조로, 이를 통해 변속조작시 운전자의 편의성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 거치용 볼(10)의 조작신호와 어느 한 개의 버튼신호가 함께 발생된 상황에서만 차량의 변속단 변경이 진행되는 구성으로, 운전자의 의지와 무관하게 변속이 진행되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 오조작에 의한 사고의 발생을 미리 예방할 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명은 운전자가 손(2)을 거치하는 거치용 볼(10)에 냉각모드 및 발열모드를 추가한 구성으로 이를 통해 사용자의 쾌적성 향상 및 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

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.

1 - 콘솔 2 - 손
3 - 변속제어기(TCU) 10 - 거치용 볼
20 - 변속버튼 30 - 메인PCB
40 - 베이스플레이트 50 - 센서기구
60 - 리턴스프링 70,510 - 영구자석
81 - 디스플레이 82 - 열전소자
83 - 제2서브PCB 90 - 변속단 가이드
96 - 수직축

Claims (12)

1. 콘솔을 통해서 실내쪽으로 돌출된 상부에 운전자가 변속조작을 행하는 손을 얹어서 거치시키는 것으로 운전자의 조작에 의해 상하 방향의 이동 및 전후좌우 방향의 회전과 전 방위각으로의 회전이 가능하도록 설치된 거치용 볼;
   상기 거치용 볼의 전방쪽 콘솔에 위치해서 운전자의 조작에 의해 변속단 변경신호를 발생하는 변속버튼;
   상기 콘솔에 고정되면서 거치용 볼의 조작신호 및 변속버튼의 조작신호를 전달받을 수 있게 구성된 것으로 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생시에만 변속제어기로 변속단 변경신호를 출력하는 메인PCB;
   상기 콘솔의 아래쪽에 위치하고 거치용 볼이 안착되도록 원호형상의 안착돌기부가 형성된 베이스플레이트; 및
   상기 거치용 볼과 안착돌기부에 설치된 것으로 거치용 볼의 하강에 따른 접촉시 거치용 볼의 조작신호를 발생해서 메인PCB로 출력하는 센서기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 거치용 볼에 일단이 고정되고 베이스플레이트에 타단이 고정되며 상부에 거치용 볼이 안착되게 설치되는 것으로 거치용 볼의 상승을 위해 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서기구는 거치용 볼의 하부로 노출되도록 거치용 볼에 결합된 접촉소자;
   상기 접촉소자와 대면하도록 안착돌기부에 설치된 것으로 접촉소자의 접촉시 거치용 볼의 조작신호를 발생하는 터치센서; 및
   상기 터치센서에서 출력된 신호를 메인PCB로 전달하는 제1서브PCB를 포함하고;
   상기 접촉소자는 금속부재 또는 제1영구자석 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 안착돌기부에 고정되도록 설치된 제2영구자석을 더 포함하고;
   상기 제2영구자석은 접촉소자가 제1영구자석인 경우에만 설치되고;
   상기 제1영구자석과 제2영구자석은 서로 간에 척력이 발생하도록 동일 극성으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 거치용 볼의 상부를 통해서 실내쪽으로 노출되게 결합된 것으로 현재의 변속단을 표시하는 디스플레이;
   상기 거치용 볼의 냉각모드 및 발열모드의 구현을 위해 거치용 볼에 결합된 열전소자; 및
   상기 거치용 볼에 고정되면서 메인PCB와의 신호 송수신이 가능하게 설치된 것으로 디스플레이 및 열전소자의 동작을 제어하는 제2서브PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 변속버튼은 거치용 볼의 전방쪽 위치에서 거치용 볼의 중심을 기준으로 방사상으로 배치된 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼으로 구성되고;
   상기 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼은 동일크기로 형성되면서 각각 상하로 작동하게 설치된 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 거치용 볼과 변속버튼사이의 콘솔면에 형성된 것으로 운전자의 손바닥이 거치용 볼에 안착된 상태로 손가락을 변속버튼쪽으로 이동시 손가락의 촉감을 통해서 변경하는 변속단을 인식할 수 있도록 하는 음각 또는 양각의 변속단 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 변속단 가이드는 P단 버튼쪽으로 연결되고 2개의 줄이 평행하게 형성된 P단 가이드;
   상기 R단 버튼쪽으로 연결되고 2개의 줄로 형성되며 R단 버튼을 향하는 전방쪽이 꼭지점으로 연결되고 거치용 볼을 향하는 후방쪽이 벌어지도록 형성된 R단 가이드;
   상기 N단 버튼쪽으로 연결되고 1개의 줄로 형성된 N단 가이드;
   상기 D단 버튼쪽으로 연결되고 2개의 줄로 형성되며 거치용 볼을 향하는 후방쪽이 꼭지점으로 연결되고 D단 버튼을 향하는 전방쪽이 벌어지도록 형성된 D단 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
10. 콘솔을 통해서 실내쪽으로 돌출된 상부에 운전자가 변속조작을 행하는 손을 얹어서 거치시키는 것으로 운전자의 조작에 의해 상하 방향의 이동 및 전후좌우 방향의 회전과 전 방위각으로의 회전이 가능하도록 설치된 거치용 볼;
    상기 거치용 볼의 전방쪽 콘솔에 위치해서 운전자의 조작에 의해 변속단 변경신호를 발생하는 변속버튼; 및
    상기 콘솔에 고정되면서 거치용 볼의 조작신호 및 변속버튼의 조작신호를 전달받을 수 있게 구성된 것으로 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생시에만 변속제어기로 변속단 변경신호를 출력하는 메인PCB를 포함하고;
    상기 메인PCB는 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생했을 때에만 조작된 변속버튼의 신호가 변속제어기로 출력되도록 제어하고, 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호 중 어느 하나라도 발생하지 않으면 변속을 종료하고 현재의 변속단을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
11. 콘솔을 통해서 실내쪽으로 돌출된 상부에 운전자가 변속조작을 행하는 손을 얹어서 거치시키는 것으로 운전자의 조작에 의해 상하 방향의 이동 및 전후좌우 방향의 회전과 전 방위각으로의 회전이 가능하도록 설치된 거치용 볼;
    상기 거치용 볼의 전방쪽 콘솔에 위치해서 운전자의 조작에 의해 변속단 변경신호를 발생하는 변속버튼; 및
    상기 콘솔에 고정되면서 거치용 볼의 조작신호 및 변속버튼의 조작신호를 전달받을 수 있게 구성된 것으로 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생시에만 변속제어기로 변속단 변경신호를 출력하는 메인PCB를 포함하고;
    상기 변속버튼은 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼으로 구성되고;
    상기 거치용 볼의 조작신호와 변속버튼의 조작신호가 함께 발생된 상황일지라도 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼 중에서 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 발생한 상황이면 메인PCB는 변속을 종료하고 현재의 변속단을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 메인PCB는 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼 중에서 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 발생해서 일정시간동안 지속된 경우이거나 또는 일정시간 내에 두 개 이상의 버튼 신호가 동시에 다수 번 발생한 경우이면 변속버튼이 고장인 상황으로 판단해서 운전자에게 변속버튼의 고장상황을 알려주도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속시스템용 변속조작장치.

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