KR102516449B1 - 차량용 변속 장치 - Google Patents

Abstract

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는 외부 힘이 가해질 때 변속단이 전환되도록 위치가 가변되는 변속 조작부, 주행단에서 비주행단으로 복귀 조건을 판단하는 복귀 조건 판단부, 상기 복귀 조건이 만족될 때 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀되도록 구동력이 발생되는 구동 유닛, 상기 변속 조작부의 위치를 감지하는 감지 유닛, 상기 변속 조작부의 복귀 여부를 판단하고, 복귀하지 않을 경우, 상기 감지된 변속 조작부의 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값과 비교하여 상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비주행단 위치로 보정되도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

Description

차량용 변속 장치{Transmission for vehicle}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이얼 방식의 변속 조작이 가능한 차량용 변속 장치에 관한 것이다

변속 장치는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 할 수 있으며, 운전자는 변속 레버를 조작하여 변속기(Transmission)의 기어비를 바꾸게 된다.

이러한 변속 장치의 변속 모드로는 운전자가 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 운전자가 주행단(D) 선택시 차량 속도에 따라 자동으로 변속단이 바뀌는 자동 변속 모드가 있다.

이와 함께, 하나의 변속 장치에서 수동 변속과 자동 변속을 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속 장치가 사용되고 있다. 스포츠 모드형 변속 장치는 기본적으로 자동 변속을 수행하면서, 운전자가 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행할 수 있도록 자동 변속을 하는 변속 장치 옆에 수동 변속을 할 수 있는 변속 장치가 구비될 수 있다.

변속 레버는 운전자가 조작 가능하도록 차량 내부로 노출되어 있으며, 대부분의 변속 레버는 차량의 센터 페시아(center fascia)와 콘솔 박스(console box) 사이에 노출되어 있다.

일반적으로 운전자는 변속 레버를 이동시켜 변속단을 선택하기 때문에 변속 레버의 이동 궤적에 따른 공간이 필요하므로 주변과의 간섭이 발생하는 것이 방지되도록 설계하는 것이 요구된다.

따라서, 최근에는 다이얼 방식의 변속 조작이 가능하게 하여 변속 조작에 필요로 하는 공간을 감소시켜 차량의 공간 활용성을 높이고 변속 조작성을 향상시키고자 하는 방안이 연구되고 있다.

또한, 이러한 다이얼 방식에 따른 운전자의 안정성을 위하여, 특정 조건이 만족될 시 특정 변속단으로 자동으로 이동하는 방안도 연구되고 있다.

US 2013/0220055 (2013.08.29. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 특정 조건 만족시, 기 설정된 변속단으로 자동 복귀시킬 수 있는 차량용 변속 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는 외부 힘이 가해질 때 변속단이 전환되도록 위치가 가변되는 변속 조작부, 주행단에서 비주행단으로 복귀 조건을 판단하는 복귀 조건 판단부, 상기 복귀 조건이 만족될 때 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀되도록 구동력이 발생되는 구동 유닛, 상기 변속 조작부의 위치를 감지하는 감지 유닛, 상기 변속 조작부의 복귀 여부를 판단하고, 복귀하지 않을 경우, 상기 감지된 변속 조작부의 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값과 비교하여 상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비주행단 위치로 보정되도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

특정 조건에 따라 기 설정된 변속단으로 자동 복귀될 때, 제어부가 구동 유닛을 제어함에 따라 원활하게 변속 조작부를 복귀 시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외관이 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 상부 하우징을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이다.
도 6 및 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 단면도이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 걸림 부재를 도시한 도면이다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 기어 유닛의 도시한 도면이다.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 잠금 유닛이 도시된 도면이다.
도 17은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18 내지 도 19는 본 발명의 차량용 변속 장치의 회전 유닛을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어부를 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외관이 되는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 상부 케이스(10)를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 상부 케이스(10)와 하부 케이스로(12)로 이루어진 하우징에 상부 케이스(10)의 일측으로 노브가 노출되도록 구성되어 전자로 하여금 노브(100)를 회전시켜 원하는 변속단을 선택할 수 있도록 한다.

또한, 차량용 변속 장치(1)는 노브(100)만 차량 내부로 노출되며, 변속 기능이나 시프트 록 기능을 구현하기 위한 각종 구성 요소들을 수용하는 하우징은 자체 내부에 수용되어 차량용 변속 장치(1)가 차량 내부에서 차지하는 공간을 감소시켜 공간 활용성이 향상되도록 할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 상부 케이스(10)의 하면에 타측 방향으로 돌출된 복수의 스토퍼(12)를 포함할 수 있다. 이 복수의 스토퍼(12)는 노브와 후술한 제1 기어 유닛(200)의 회전을 제한하는 역할로, 제1 기어 유닛(200)의 제1 돌출 부재가 복수의 스토퍼(12) 사이 공간에서만 이동할 수 있다.

도 3 내지 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이고, 도 6 및 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 단면도이다.

도 3 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 노브(100), 복수의 기어 유닛(200, 300), 회전 유닛(400), 감지 유닛(500), 복귀 유닛(600), 및 잠금 유닛(700)을 포함할 수 있으며, 도 3 내지 도 10에는 도시되지 않았으나, 노브(100) 이외의 다른 구성 요소들은 본 발명의 차량용 변속 장치(1)가 차지하는 공간이 감소되도록 하우징(미도시)에 수용되어 차체 내부에 위치할 수 있다.

노브(100)는 운전자에 의해 외부 힘이 가해졌을 때 회전되어 복수의 변속단들 중에서 하나의 변속단으로 전환되어 위치가 가변될 수 있으며, 노브(100)는 선택 가능한 변속단이나 선택된 변속단을 표시하는 표시 장치(110)가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 표시 장치(110)는 고정되고 노브(100)의 외측면이 회전되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 노브(100) 및 표시 장치(110)는 함께 회전될 수도 있다.

복수의 기어 유닛(200, 300)은 운전자에 의해 노브(100)가 회전될 때 노브(100)의 회전력을 회전 유닛(400)으로 전달하거나 후술할 복귀 유닛(600)에 의한 회전력을 노브(100)로 전달하는 역할을 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서 복수의 기어 유닛(200, 300)은 각각 제1 기어 유닛(200) 및 제2 기어 유닛(300)이라 칭하기로 한다.

제1 기어 유닛(200)의 일면에는 노브(100)가 위치하여 노브(100)의 회전축선(Ax1)과 동일한 중심축선을 중심으로 회전될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 노브(100)는 제1 기어 유닛(200)의 상측에 위치하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

이때, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어 중 "회전축선" 및 "중심축선"은 모두 회전의 중심이 되는 축선을 의미하는 것으로서, 설명의 편의를 위하여 상이한 용어를 사용하였으나 그 의미는 동일한 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시예에서는 노브(100) 및 제1 기어 유닛(200)이 각각 별도로 형성되어 서로 결합되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 노브(100) 및 제1 기어 유닛(200)은 서로 일체로 구성될 수도 있으며, 본 발명의 실시예에서 노브(100) 및 제1 기어 유닛(200)은 함께 회전되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

제1 기어 유닛(200)의 외측 둘레는 함몰된 형상을 가지며 복수의 격벽(210)에 의해 구획되도록 형성될 수 있는데, 이 경우 제1 기어 유닛(200)의 중량이 감소될 수 있으면서도 복수의 격벽(210)이 제1 기어 유닛(200)에 가해지는 외부 압력을 분산시키는 역할을 하여 강성을 강화시킬 수 있게 된다.

운전자에 의해 노브(100)가 회전될 때 노브(100)의 회전력은 제1 기어 유닛(200)으로 전달될 수 있으며, 제1 기어 유닛(200)의 회전력은 제2 기어 유닛(300)을 통해 회전 유닛(400)으로 전달될 수 있다.

한편, 제1 기어 유닛(200)은 표시부(215)와 제1 돌출 부재(250)를 더 구비할 수 있다.

표시부(215)는 화살표로 형성되어 복수의 격벽(210) 중 적어도 한곳에 형성될 수 있다. 따라서, 표시부(215)는 제1 기어 유닛(200)가 회전함에 따라 회전 방향, 회전량, 현 변속단 등을 표시해 준다.

제1 돌출 부재(250)는 복수의 격벽(210) 사이에 공간 중 적어도 한 곳에 구비되어 상술한 상부 케이스(10)에 형성된 복수의 스토퍼(12) 사이 공간에서 이동할 수 있도록 형성된다.

따라서, 노브 및 제1 기어 유닛(200)의 회전은 제1 돌출 부재(250) 및 복수의 스토퍼(215)간의 간격에 의하여 제한될 수 있다.

예를 들어 변속단이 P, R, N, D로 구비되어, 전방 주행 시, P 단에서 D단으로 이동할 때 노브(100)가 D단 범위에 도달된 이후 더 이동하는 것을 방지할 수 있고, 다시, 정차 시 D단에서 P단으로 노브가 복귀될 때 노브(100)가 P단 범위에 도달된 이후 이동하는 것을 방지할 수 있다.

제2 기어 유닛(300)은 제1 기어 유닛(300)의 하측에 노브(100)의 회전축선(Ax1)으로부터 편심되어 위치하며, 제1 기어 유닛(200)의 샤프트(220)가 삽입되는 중공(310)을 포함할 수 있다.

또한, 제2 기어 유닛(300)은 중공(310)의 중심으로부터 서로 다른 반경을 가지며 상하 방향으로 일체로 형성되는 복수의 외접 기어(320, 330)를 포함할 수 있으며, 복수의 외접 기어(320, 330)은 동일한 중심축선을 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서 복수의 외접 기어(320, 330)를 각각 제1 외접 기어(320) 및 제2 외접 기어(330)라 칭하기로 하며, 제1 외접 기어(320)는 제1 기어 유닛(200)의 타면에 형성된 제1 내접 기어(230)와 일측이 맞물리도록 위치하고, 제2 외접 기어(330)는 회전 유닛(400)의 일면에 형성된 제2 내접 기어(410)와 일측이 맞물리게 위치할 수 있다.

따라서, 운전자에 의해 노브(100)가 회전될 때 제1 내접 기어(230)와 맞물리게 위치하는 제1 외접 기어(320)가 회전하는 동시에 제2 외접 기어(330)가 회전하게 되며, 제2 외접 기어(330)가 회전할 때 제2 외접 기어(330)와 맞물리게 위치하는 제2 내접 기어(410)에 의해 회전 유닛(400)이 회전될 수 있다.

이때, 제2 기어 유닛(300)의 중심축선(Ax2), 즉 제1 외접 기어(320) 및 제2 외접 기어(330)의 중심축선(Ax2)은 노브(100)의 회전축선(Ax1)으로부터 일측 방향으로 이격되도록 편심되어 위치하고, 제1 외접 기어(320)의 직경이 제1 내접 기어(230)의 직경(d1)보다 작으며, 제2 외접 기어(330)의 직경이 제2 내접 기어(410)의 직경(d2)보다 작게 형성될 수 있다.

이와 같이, 제1 외접 기어(320) 및 제2 외접 기어(330)의 중심축선(Ax2)이 노브(100)의 회전축선(Ax1)으로부터 일측 방향으로 이격되고, 제1 외접 기어(320) 및 제2 외접 기어(330)의 직경이 각각 제1 내접 기어(230) 및 제2 내접 기어(410)보다 작은 것은 운전자에 의해 노브(100)가 회전되어 회전 유닛(400)이 회전할 때와 후술할 구동 유닛(600)에 의해 노브(100)가 회전할 때 서로 다른 기어비를 제공하기 위한 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 회전 유닛(400)의 타면, 즉 노브(100)와 반대측 면에는 회전 유닛(400)과 마찬가지로 노브(100)의 회전축선(Ax)을 중심으로 회전하는 디턴트 유닛(420)이 위치할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 디턴트 유닛(420)은 회전 유닛(400)에 고정되어 회전 유닛(400)이 회전할 때 함께 회전될 수 있다.

디턴트 유닛(420)은 제1 기어 유닛(200)의 샤프트(220)가 삽입되는 회전 유닛(400)의 중공(430) 주변에 노브(100)의 회전축선(Ax)으로부터 소정 반경을 가지도록 위치하는 복수의 디턴트 홈(421)을 포함할 수 있으며, 디턴트 유닛(420) 일측에는 회전 유닛(400)이 회전할 때 복수의 디턴트 홈(421)에 걸리게 되는 걸림 부재(440)가 위치할 수 있다.

이때, 복수의 디턴트 홈(421) 및 걸림 부재(440)는 도 11와 같이 서로 접촉되는 면이 소정의 곡률을 가지도록 형성되어 조립 공차가 감소될 수 있고, 회전 유닛(400)이 회전하여 걸림 부재(440)가 복수의 디턴트 홈(421) 중 어느 하나로부터 인접한 다른 하나로 이동할 때 원활한 이동을 가능하게 한다.

예를 들어, 복수의 디턴트 홈(421)에서 걸림 부재(400)와 마주보는 면은 노브(100)의 회전축선(Ax)을 향하여 소정의 곡률을 가지며 오목하게 형성되고, 걸림 부재(440)는 복수의 디턴트 홈(421)과 마주보는 면이 노브(100)의 회전축선(Ax)을 향하여 소정의 곡률을 가지며 볼록하게 형성될 수 있다.

이때, 복수의 디턴트 홈(431)의 곡률과 걸림 부재(440)의 곡률은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.

따라서, 운전자에 의해 노브(100)가 회전하여 회전 유닛(400)이 회전될 때 걸림 부재(440)가 복수의 디턴트 홈(421)에 걸리게 되어 조작감이 발생될 수 있다.

걸림 부재(440)는 도 12과 같이 일단이 지지 부재(441)에 고정되는 탄성 부재(442)의 타단에 연결될 수 있으며, 탄성 부재(442)의 타단은 일단에 비하여 노브(100)의 회전축선(Ax1)을 향하여 돌출되도록 위치하기 때문에 걸림 부재(440)는 탄성 부재(442)에 의해 탄성 지지될 수 있고, 이로 인해 걸림 부재(440)는 복수의 디턴트 홈(421)에 접촉된 상태를 유지할 수 있게 되어 회전 유닛(400)이 회전될 때 조작감이 발생될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 탄성 부재(442)는 판 스프링 등으로 이루어지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 탄성 부재(442)는 걸림 부재(422)를 탄성 지지할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 디턴트 유닛(420)은 회전 유닛(400)보다 작은 직경을 가지게 되며, 이로 인해 조작감을 발생시키기 위하여 필요한 공간이 감소될 수 있으며, 이 경우에도 걸림 부재(440)가 탄성 부재(422b)에 의해 복수의 디턴트 홈(421)에 접촉된 상태를 유지할 수 있기 때문에 본 발명의 차량용 변속 장치(1)의 중량이나 크기가 감소될 수 있다.

다시 말해서, 복수의 디턴트 홈(421)이 회전 유닛(400)의 외측단에 형성되는 경우 걸림 부재(440)도 회전 유닛(400)의 외측단 부근에 위치해야 하므로 조작감을 발생시키기 위하여 필요한 공간이 증가하게 되나, 본 발명의 실시예에서는 디턴트 유닛(420)이 회전 유닛(400)의 하측에 회전 유닛(400)의 직경보다 작게 형성되기 때문에 걸림 부재(440)가 회전 유닛(400)의 하측 부근에 위치할 수 있으므로 조작감을 발생시키기 위하여 필요한 공간이 감소될 수 있는 것이다.

본 발명의 실시예에서는 복수의 디턴트 홈(421) 및 걸림 부재(440)가 서로 마주보는 면이 소정의 곡률을 가지도록 형성되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 걸림 부재(440)는 다양한 구조를 가질 수 있다.

한편, 회전 유닛(400)의 외측 둘레에는 복수의 제2 돌출 부재(455)가 형성될 수 있고, 회전 유닛(400)에 연결되고 제2 돌출 부재(455)의 일측면을 기준으로 형성된 제2 돌출 부재의 내측 호는 일측면을 기준으로 형성된 외측 호보다 작게 형성될 수 있다.

제2 돌출 부재(455)의 내측 호와 외측 호의 길이 차이에 의하여 제2 돌출 부재의 타측면의 기울지는 일측면의 기울기보다 더 기울어지게 형성될 수 있다.

여기서, 제2 돌출 부재의 일측면은 회전 유닛(400)의 중심축에 수직하도록 형성될 수 있다.

또한, 복수의 제2 돌출 부재(455) 사이에는 복수의 고정 홈(450)이 형성될 수 있는데, 이러한 복수의 고정 홈(450)은 회전 유닛(400)을 구속하거나 구속 해제시켜 회전 유닛(400)을 회전 가능하게 하거나 회전 유닛(400)의 회전을 차단하기 위하여 사용될 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 제1 기어 유닛(200)의 샤프트(220) 일측에는 노브(100)의 회전에 의해 선택된 변속단을 판단할 수 있도록 노브(100)의 위치를 감지하는 감지 유닛(500)이 위치할 수 있다.

제1 기어 유닛(200)의 샤프트(220) 일단은 제2 기어 유닛(300)의 중공(310) 및 회전 유닛(400)의 중공(430)를 통과하여 위치할 수 있으며, 감지 유닛(500)은 일측에 마그넷(511)이 구비되고 제1 기어 유닛(200)의 샤프트(220)에 형성된 샤프트 기어(221)와 맞물리게 위치하는 기어(510) 및 기어(510)의 회전에 따른 자력 변화를 감지하는 홀 센서 등과 같은 센서(520)를 포함할 수 있다.

여기서, 마그넷은 기어 유닛에 연결되어 있으므로 기어 유닛에 의해 위치가 변경될 수 있다.

센서(520)은 노브(100)가 회전됨에 따라 마그넷(510)에 의해 유도되는 자속 밀도를 감지하고, 감지 결과에 따른 신호를 출력할 수 있으며, 컨트롤러(미도시)는 센서(520)로부터 출력된 신호에 따라 마그넷(510)의 위치를 판단하여 노브(100)에 의해 선택된 변속단을 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 마그넷(510)의 위치에 따른 자력 변화를 통해 변속단을 판단하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 발광 소자와 수광 소자 사이를 지나가는 슬릿의 개수를 감지하여 변속단을 판단하는 것과 같이 다양한 방법을 통해 변속단을 판단할 수 있다.

구동 유닛(600)은 차량의 시동이 꺼지거나 별도의 조작 명령이 있는 경우 노브(100)를 기 설정된 변속단으로 복귀시켜 운전자가 별도로 변속단을 복귀시키지 않아도 차후에 차량을 운행할 때 문제가 발생하지 않도록 복귀 조건이 만족될 때 노브(100)를 기 설정된 변속단으로 복귀시키는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 구동 유닛(600)은 비주차단에서 주차단으로의 복귀 조건이 만족될 때 노브(100)를 주차단으로 복귀시키거나 노브(100)의 오조작이 발생하였을 때 노브(100)를 이전 변속단으로 복귀시키는 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 구동 유닛(600)은 노브(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단으로서 P, R, N, D단 등이 있고, D단이 선택된 상태에서 차량의 시동이 꺼진 경우 노브(100)를 P단으로 복귀시킬 수 있다.

또한, 구동 유닛(600)은 차량이 D단 상태에서 운행하는 도중 다른 변속단이 선택된 경우 이전 변속단인 D단으로 복귀시킬 수도 있다.

구동 유닛(600)은 제3 기어 유닛(610) 및 구동부(620)를 포함할 수 있다.

제3 기어 유닛(610)은 구동부(620)에 의해 회전될 수 있으며, 제1 기어 유닛(200)의 샤프트(220)가 삽입되는 중공(611)형성될 수 있다.

제3 기어 유닛(610)의 일측에는 회전 유닛(400)의 중공(430)을 통해 제2 기어 유닛(300)의 중공(310)에 삽입되는 삽입부(612)가 형성될 수 있으며, 삽입부(612)의 중심축선(Ax2)은 제2 기어 유닛(300), 즉 제1 외접 기어(320) 및 제2 외접 기어(330)와 마찬가지로 노브(100)의 회전축선(Ax1)으로부터 일측 방향으로 이격되도록 위치할 수 있다.

구동부(620)의 회전축에는 웜 기어(621)가 구비될 수 있으며, 제3 기어 유닛(610) 및 웜 기어(621) 사이에는 입력축 기어(622a)와 출력축 기어(622b)의 기어비에 따라 감속이 이루어지도록 하는 감속 기어(622)가 위치하여 감속 효과를 얻을 수 있게 된다.

구동부(620)는 운전자에 의해 노브(100)가 회전될 때는 구동력이 발생되지 않으며, 전술한 복귀 조건이 만족될 때 구동력이 발생되어 노브(100)을 기 설정된 변속단으로 복귀시키게 된다.

구동 유닛(600)은 제2 기어 유닛(300)의 중공(310)에 삽입되는 제3 기어 유닛(610)의 삽입부(612)의 중심축선(Ax2)이 노브(100)의 회전축선(Ax1)으로부터 일측 방향으로 이격되어 있기 때문에 제2 기어 유닛(300)은 제3 기어 유닛(612)이 회전할 때 노브(100)의 회전축선(Ax1)을 기준으로 외측 방향으로 힘을 받게 되어 노브(100)의 회전축선(Ax1)을 중심으로 공전됨과 동시에 제2 기어 유닛(300)의 중심축선(Ax2)을 중심으로 자전될 수 있게 된다.

즉, 제2 기어 유닛(300)은 도 13과 같이 제1 외접 기어(320)의 일측이 제1 내접 기어(230)의 일측에 맞물리고 타측이 제1 내접 기어(230)의 타측과 이격되며, 도 14와 같이 제2 외접 기어(330)의 일측이 제2 내접 기어(410)의 일측과 맞물리고 타측이 제2 내접 기어(410)의 타측과 이격되어 위치하게 된다.

따라서, 운전자에 의해 노브(100)가 회전될 때는 구동부(620)로부터 구동력이 발생되지 않아 제3 기어 유닛(610)이 회전되지 않기 때문에 제2 기어 유닛(300)은 제3 기어 유닛(610)의 삽입부(612)를 중심으로 회전 가능한 상태가 되어 노브(100)의 회전력이 제1 기어 유닛(200) 및 제2 기어 유닛(300)을 통해 회전 유닛(400)으로 전달되어 회전 유닛(400)이 회전될 수 있다.

즉, 운전자에 의해 노브(100)가 회전될 때, 노브(100)의 회전력은 제1 기어 유닛(200)을 통해 제1 외접 기어(320)로 전달되고, 제1 외접 기어(320)로 전달된 회전력은 제2 외접 기어(330)에 의해 회전 유닛(400)으로 전달될 수 있는 것이다.

또한, 구동 유닛(600)에 의해 노브(100)가 복귀될 때는 구동부(620)로부터 구동력이 발생되어 제3 기어 유닛(612)이 회전되어 제2 기어 유닛(300)이 노브(100)의 회전축선(Ax1)을 중심으로 공전됨과 동시에 제2 기어 유닛(300)의 중심축선(Ax2)을 중심으로 자전되고, 제2 기어 유닛(300)의 회전력은 제1 기어 유닛(200)로 전달되어 노브(100)가 회전될 수 있다.

즉, 구동 유닛(600)의 구동력은 제3 기어 유닛(612)을 통해 제2 외접 기어(330)로 전달되고, 제2 외접 기어(330)로 전달된 구동력은 제1 외접 기어(320)을 통해 제1 기어 유닛(200)로 전달되어 제1 기어 유닛(200)와 결합된 노브(100)가 기 설정된 변속단으로 복귀되도록 회전될 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 제2 기어 유닛(300)의 중심축선(Ax2)이 노브(100)의 회전축선(Ax1)으로부터 이격되도록 하여 운전자에 의해 노브(100)가 회전되어 회전 유닛(400)이 회전될 때보다 구동 유닛(600)에 의해 노브(100)가 기설정된 변속단으로 복귀될 때 충분한 감속 효과를 얻을 수 있게 되며, 서로 맞물리는 기어 유닛들의 직경 차이를 크게 하지 않고도 높은 기어비를 구현할 수 있기 때문에 소형화에 유리하게 될 수 있다.

이때, 구동 유닛(600)에 의해 노브(100)가 기 설정된 변속단으로 복귀되는 경우는 일반적으로 차량의 시동이 꺼지거나 별도의 조작 명령이 있는 경우로서 조작감이 발생되는 것이 요구되지 않게 되므로, 이 경우에는 잠금 유닛(700)이 회전 유닛(400)을 구속하여 회전 유닛(400)이 회전되는 것을 차단함으로써, 불필요한 조작감 발생을 방지하여 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서는 잠금 유닛(700)이 노브(100)가 기 설정된 변속단으로 복귀될 때 회전 유닛(400)을 구속하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 잠금 유닛(700)은 P단 상태에서 브레이크 페달을 밟은 경우에만 R단으로 변경되도록 하는 시프트 록 기능을 수행할 수도 있으며, 시프트 록 기능을 수행하는 경우 구동 유닛(600)의 구동부(620)로부터 구동력이 발생되지 않게 되어 노브(100)의 회전을 방지할 수 있게 된다.

잠금 유닛(700)은 구동부(710) 및 잠금 부재(720)를 포함할 수 있다.

구동부(710)는 잠금 부재(720)의 위치를 전환시킬 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 구동부(710)는 솔레노이드로서 직선 이동하는 이동 로드(711)를 구비할 수 있으며, 잠금 부재(720)는 이동 로드(710)의 일단에 연결되어 이동 로드(710)의 이동시 회전축(721)을 중심으로 회전될 수 있다.

잠금 부재(720)의 일측이 전술한 회전 유닛(400)의 외측 둘레에 형성된 복수의 고정 홈(450) 중 어느 하나에 삽입된 경우에는 도 15와 같이 회전 유닛(400)을 구속하여 회전 유닛(400)의 회전을 차단하고, 이와 반대로 도 16과 같이 잠금 부재(720)의 일측이 복수의 고정 홈(450)으로부터 이탈되는 경우 회전 유닛(400)의 구속을 해제시켜 회전 유닛(400)의 회전을 가능하게 한다.

따라서, 잠금 부재(720)의 일측은 복수의 제2 돌출 부재에 의하여 형성된 고정 홈(450)에 삽입될 수 있도록 고정 홈(450)에 대응하여 형성될 수 있다.

또한, 잠금 부재(720)의 일측은 회전측(721) 중심으로 회전을 하면서 고정 홈(450)에 삽입 및 이탈되므로, 삽입 시 회전 반경을 고려하여 형성될 필요성이 있다.

이에 따라, 삽입되었을 경우, 잠금 부재(720)의 일측이 복수의 제2 돌출 부재(455)의 일측면과 일정 거리를 유지하도록 형성되고, 복수의 제2 돌출 부재(455)의 타측면에 접촉되도록 형성될 수 있다.

반대로, 복수의 제2 돌출 부재(455)간의 사이 간격은 잠금 부재(720)의 일측 회전 반경에 따라 형성될 수 있다.

이동 로드(711) 및 잠금 부재(720)는 연결부(712)에 의해 연결될 수 있으며, 연결부(712)의 일단은 이동 로드(711)와 연결되고, 연결부(712)의 타단은 잠금 부재(720)에 형성된 삽입 홈(722)에 삽입되며, 이동 로드(711)가 이동함에 따라 연결부(712)의 타단이 삽입 홈(722) 내부에서 유동되어 이동 로드(711)의 직선 운동이 잠금 로드(720)의 회전 운동으로 변환될 수 있다.

한편, 잠금 유닛(700)은 잠금 부재(720)의 위치를 감지하는 위치 감지부(730)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 위치 감지부(730)가 복수의 포토 센서(731, 732)로 구성되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

예를 들어, 잠금 부재(720)가 전술한 도 15와 같이 회전 유닛(400)을 구속하는 경우 전술한 도 2와 같이 삽입 돌기(712)의 일단은 복수의 포토 센서(731, 732) 중 어느 하나(731)에 위치하게 되고, 전술한 도 16과 같이 잠금 회전 유닛(400)을 구속 해제시키는 경우 삽입 돌기(712)는 복수의 포토 센서(731, 732) 중 다른 하나(732)에 위치하게 되어 잠금 부재(720)의 위치를 감지할 수 있는 것이다.

또한, 예를 들어 위치 감지부(730)가 고정 홈(450)에 잠금 부재(720)의 위치가 삽입되어 있다는 것을 감지할 경우, 고정 신호를 후술한 제어부로 보내고, 제어부는 잠금 부재에 의하여 노브의 위치를 변경할 수 없다는 알림 신호를 사용자에게 알릴 수 있다. 반대로 위치 감지부(730)가 고정 홈(450)으로부터 잠금 부재(720)의 위치가 이탈되어 있다는 것을 감지할 경우, 이탈 신호를 제어부로 보내고, 제어부는 노브의 위치를 변경할 수 있다는 알림 신호를 사용자에게 알릴 수 있다.

여기서 고정 신호는 '10', 이탈 신호는 '01' 등과 디지털 신호로 제어부에 송부될 수 있다. 또한, 알림 신호는 LED, 알람 등으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 잠금 부재(720)의 위치를 감지하기 위하여 복수의 포토 센서(731, 732)를 사용하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 단일의 포토 센서가 사용될 수도 있으며, 포토 센서 대신에 삽입 돌기(712)에 마그넷을 구비하고, 마그넷에 의한 자력 변화를 감지하는 홀 센서 등이 사용될 수도 있다.또한, 본 발명의 실시예에서 잠금 유닛(700)의 구동부(710)는 양방향 솔레노이드로서 이동 로드(711)가 이동되는 동안에는 전원이 공급되고, 이동 로드(711)의 이동이 완료된 후에는 전원 공급이 중지되어도 이동 로드(711)가 이전 위치로 복귀하지 않고 위치를 유지하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

다시 말해서, 일반적인 솔레노이드는 전기 신호를 직선 운동으로 변환하는 단방향 솔레노이드로서 플런저를 일측 방향으로 이동시키는 경우에는 지속적으로 전원이 공급되고, 원래의 위치인 타측 방향으로 이동시키는 경우에는 전원 공급이 중지되기 때문에 소모 전력이 발열이 증가하게 된다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 이동 로드(711)가 이동되는 동안에만 전원이 공급되는 양방향 솔레노이드를 구동부(710)로 사용하여 소모 전력 및 발열을 감소시키게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 노브(100)의 회전축선(Ax1)을 중심으로 회전하는 기어 유닛과 노브(100)의 회전축선(Ax1)과 서로 다른 축선을 중심으로 회전하는 복수의 기어 유닛이 서로 맞물려 회전하도록 하여 운전자에 의해 노브(100)가 회전되어 회전 유닛(400)이 회전할 때와 구동 유닛(600)에 의해 기설정된 변속단으로 복귀되도록 노브(100)가 회전할 때 서로 다른 기어비를 제공하면서도 소형화가 가능하게 되고, 운전자가 노브(100)를 조작할 때 조작감을 발생시키는 디턴트 유닛(420)이 회전 유닛(400)보다 작은 직경을 가지기 때문에 조작감 발생을 위하여 필요한 공간이 감소될 수 있기 때문에 중량이나 크기를 감소시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)의 노브(100)의 위치가 특정 조건에 따라 특정 변속단으로 자동 복귀되는 경우를 설명하겠으나, 이에 한정하지 않고, 기타 다양한 변속 레버 등 다양한 변속 조작부에 의하여 변속단 위치가 가변되는 구성에서도 사용될 수 있다. 이에 따라 변속 조작부는 노부와 같이 외부 힘이 가해질 때 복수의 변속단들 중에서 하나의 변속단으로 전환되도록 위치가 가변될 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 구성을 도시된 블록도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 전술한 감지 유닛(500), 구동 유닛(600)에 복귀 조건 판단부(800)와 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.

복귀 조건 판단부(800)는 노브(100) 혹은 변속 조작부를 기 설정된 변속단으로 복귀시키기 위한 하나 이상의 복귀 조건을 판단할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 복귀 조건이 차량의 시동이 꺼질 때 변속단인 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 복귀 조건 판단부(800)는 노브(100) 혹은 변속 조작부가 주행단에서 차량의 시동이 꺼졌을 때 노브(100)를 비주행단으로 복귀시키기 위한 복귀 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다.

이때, 주행단은 전술한 복수의 변속단 중 R단이나 D단으로 이해될 수 있고, 비주행단은 주차단인 P단이나 중립단인 N단으로 이해될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서 노브(100) 혹은 변속 조작부가 복귀되는 기 설정된 변속단이 비주행단인 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 기 설정된 변속단은 다양하게 변경될 수 있다.

복귀 조건 판단부(800)의 판단 결과 복귀 조건이 만족될 때 구동 유닛(300)은 노브(100)가 비주행단으로 복귀되도록 구동력을 발생시키게 된다.

제어부(900)는 복귀 조건에 따라 구동 유닛을 제어하며, 감지 유닛(500)의 감지 결과에 따라 노브(100)가 기 설정된 변속단으로 복귀되었는지 판단할 수 있다.

즉, 제어부(900)는 감지 유닛(500)로부터 출력되는 감지 신호 혹은 출력값에 대응하는 변속단에 대한 정보를 사전에 보유할 수 있으며, 감지 신호 혹은 출력값에 따라 노브(100) 혹은 변속 조작부의 위치에 대응되는 변속단을 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(900)는 감지 유닛(500)로부터 전술한 하나의 펄스 신호가 출력되거나 전압 신호가 출력되는 경우, 출력되는 감지 신호에 대응되는 변속단의 위치를 판단할 수 있는 것이다.

따라서, 제어부(900)는 복귀 조건에 따라 구동 유닛(300)을 제어하며, 노브(100)의 복귀 여부를 판단하고, 구동 유닛(300)의 구동부는 제어부(900)에 의하여 정방향으로 회전하여 구동력을 발생키켜 노브(100)를 기 설정된 변속단으로 복귀 시킨다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)의 제1 기어 유닛(200)와 회전 유닛(400)를 나타낸 도면이다.

여기서, 도 18 및 19의 (a) 내지 도 18(c)는 P단 상태에서 D단 상태로 이동 후, 복귀 조건에 의하여 제1 기어 유닛이 P단 상태로 복귀한 것을 나타낸 도면이고, 도 18 및 19의 (d) 내지 도 18(F)은 복귀 이후 다시 D단 상태로 갔다가 복귀 시 백래쉬, 모터의 관성 등에 의하여 제대로 복귀하지 못했을 경우의 D단 상태를 나타낸 도면이다.

도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 현 변속단은 표시부(215)를 통하여 알 수 있으며, 변속단이 D단일 경우 제1 기어 유닛(200) 및 회전 유닛(400)이 동시에 회전이 되고, 복귀 조건이 만족할 경우, 회전 유닛(400)은 잠금 부재에 의하여 회전이 안되고, 제1 기어 유닛(200)이 회전이 되어 P단으로 복귀된다. 한편, 상술한 바와 같이 제1 기어 유닛(200)은 노브(100)와 연결되어 있으므로 노브(100)도 P단으로 복귀된다.

다만, 전술한 바와 같이 구동 유닛의 관성, 백래쉬에 의하여 제1 기어 유닛(200)으로 복귀 시, 설정된 P단 위치에 도달하지 못하거나 넘어갈 경우, 문제가 생길 수 있다.

예를 들어, 1820(e)에 도시된 바와 같이, 복귀되는 제1 기어 유닛의 회전이 부족하거나 구동 유닛의 관성에 의하여 최종 위치가 설정된 P단 위치에 도달하지 못할 경우, 도 18(f)에 도시된 바와 같이, D단으로 이동시 도달하지 못한 위치만큼 제1 기어 유닛을 이동해야 정상적으로 회전 유닛(400)이 회전을 하게 되어, 잠금 부재(720)의 일측이 고정 홈(450)에 삽입될 수 있지만, 설정된 D단 위치를 넘어가게 된다.

이에 따라, 실질적으로 노브(100)가 설정된 D단에 위치하기 위하여 제1 기어 유닛(200)의 회전은 적게 회전하게 되므로 제1 기어 유닛(200)에 의하여 회전되는 회전 유닛(400)도 적게 회전할 수 있다. 다만, 고정 홈의 형상에 잠금 부재가 정확하게 삽입 되기 위해서는 회전 유닛(400)이 일정한 회전량을 유지하면서 회전을 해야 된다.

즉, 제1 기어 유닛(200)이 적게 회전할 경우, D단에서 복귀 조건에 따라 설정된 P단으로 복귀 시, 잠금 부재(720)가 잠금 홈(450)에 삽입되지 않거나 삽입되더라도 잠금 부재 혹은 회전 유닛에 파손을 초래할 수 있다.

반대로, 예를 들어 도 19(e)에 도시된 바와 같이, 구동 유닛의 관성, 백레쉬 등에 의하여, 복귀되는 제1 기어 유닛의 최종 위치가 설정된 P단 위치를 넘어갈 경우, 도 19(f)에 도시된 바와 같이, D단으로 이동시 넘어가서 위치한 만큼 제1 기어 유닛이 이동해야 정상적으로 회전 유닛(400)이 회전을 하게 되어, 잠금 부재(720)의 일측이 고정 홈(450)에 삽입될 수 있지만, 설정된 D단 위치를 도달하지 못하게 된다.

이에 따라, 실질적으로 노브(100)가 설정된 D단에 위치하기 위하여 제1 기어 유닛(200)이 더 많이 회전하게 되고, 제1 기어 유닛(200)에 의하여 회전되는 회전 유닛(400)도 많이 회전될 수 있다. 다만, 고정 홈의 형상에 잠금 부재가 정확하게 삽입 되기 위해서는 회전 유닛(400)이 일정한 회전량을 유지하면서 회전을 해야 된다.

즉, 이 경우도, 제1 기어 유닛(200)이 많이 회전할 경우, D단에서 복귀 조건에 따라 설정된 P단으로 복귀 시, 잠금 부재(720)가 잠금 홈(450)에 삽입되지 않거나 삽입되더라도 잠금 부재 혹은 회전 유닛에 파손을 초래할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 복귀 시에는 회전 유닛(400)은 구동 유닛의 구동력이 전달이 안되고, 잠금 부재(720)에 의하여 회전이 구속될 수 있다. 또한, 제1 기어 유닛(200)의 제1 돌출 부재(250)는 상부 케이스(10)의 복수의 스토퍼(12) 사이 공간에서만 움직이도록 형성되므로, 제1 기어 유닛(200)이 움직이는 회전 범위에 한계가 있다.

따라서, 복귀 시 구동 유닛(600)의 관성, 백래쉬 등에 의하여 제1 기어 유닛이 회전하는 반경이 한계보다 커져 제1 돌출 부재(250)가 스토퍼(12)에 접촉하게 될 경우, 이에 대한 반작용으로 제1 기어 유닛(200)의 회전 방향의 반대방향으로 이동될 수 있다. 그 결과, 반작용으로 회전 유닛(200)이 잠금 장치에 구속된 상태에서 움직이게 될 수 있다.

잠금 장치에 구속된 상태에서 회전 유닛(200)이 움직이게 되면 앞서 상술한 복수의 제2 돌출 부재(455) 중 어느 하나의 일측면과의 거리가 좁혀져 접속하거나, 타측면에 더욱 접촉하여 추후 잠금 부재(720)의 이탈이 어려워져 차량 자체를 견인해 가야하는 상황이 올 수 있다.

이와 같이, 제1 기어 유닛(200)의 최종적 위치가 기 설정된 비주행단 위치에 정확하게 위치하지 않을 경우, 회전 유닛의 파손 혹은 차량 견인이 될 수 있으므로 비 주행단으로 복귀 시, 구동 유닛의 구동력과 제1 기어 유닛의 최종적 위치를 설정된 비주행단 위치에 대응되도록 제어할 필요성이 있다.

따라서, 제어부(900)는 노브(100)의 위치가 비주행단 위치로 복귀하지 않을 경우, 감지된 노브(100)의 위치와 미리 설정된 위치값을 비교하여 변속 조작부의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치로 보정되도록 구동 유닛을 제어 할 수 있다. 여기서, 설정된 위치값은 제어부에 미리 설정된 비주행단 위치값을 나타낼 수 있다. 또한, 제어부(900)는 노브(100)의 감지된 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값이 일정 시간 이상동안 대응하지 않거나, 미리 설정된 범위 내에 도달하지 못한 경우, 노브(100)의 위치가 비주행단으로 복귀되지 않은 것으로 판단할 수 있다.

구동 유닛(600)은 복귀 조건에 따라 제어부(900)에 의하여 정방향으로 회전하여 구동력을 발생시킨다면, 제어부(900)는 노브(100)의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위를 초과했다고 판단될 경우, 변속 조작부의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치에 대응되도록 구동 유닛을 역방향으로 회전하도록 제어할 수 있고, 노브(100)의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위에 미달했다고 판단될 경우, 변속 조작부의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치에 대응되도록 구동 유닛을 정방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 여기서 설정된 위치값보다 혹은 범위를 초과한 경우는 복귀 시 노브(100) 혹은 제1 기어 유닛(200)의 회전이 커 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위를 넘어간 경우를 나타내고, 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위에 미달한 경우는 복귀 시 노브(100) 혹은 제1 기어 유닛(200)의 회전이 작아 미리 설정된 비주행단 위치값 또는 범위에 도달하지 못한 경우를 나타낸다.

또한, 구체적으로 상술한 바와 같이, 감지 유닛은 제1 기어 유닛에 의하여 위치가 변경되는 마그넷과 마그넷의 자력 변화를 감지하는 센서를 포함할 수 있다,

이에 따라, 제어부는 센서를 통하여 제1 기어 유닛의 위치값을 산출하고, 제1 기어 유닛의 위치값과 미리 설정된 비주행단 위치값과 비교할 수 있다. 그 결과, 제어부는 기어 유닛의 위치값이 미리 설정된 비주행단 위치값보다 작을 경우 변속 조작부 혹은 노브가 비주행단 위치에 미달한 것으로 판단할 수 있고, 제1 기어 유닛의 위치값이 미리 설정된 비주행단 위치값보다 클 경우, 변속 조작부 혹은 노브가 비주행단 위치를 초과한 것으로 판단할 수 있다.

여기서, 미리 설정된 비주행단 위치값은 일정한 범위로 이루어진 각도로 설정될 수 있으며, 기어 유닛의 위치값은 구동부에 의하여 회전되는 제1 기어 유닛의 각도로 설정될 수 있다.

도 20는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 치의 동작 방법이 도시된 순서도이다.

도 20를 참조해보면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 동작 방법은 먼저 노브(100)를 비주행단으로 복귀시키기 위한 복귀 조건을 판단하게 된다(S110).

예를 들어 복귀 조건 판단부(800)는 차량의 시동이 꺼질 때 변속단을 복귀 조건으로 하며, 주행단에서 차량의 시동이 꺼지 경우 복귀 조건을 만족한 것으로 판단할 수 있다.

복귀 조건이 만족될 때 구동 유닛(300)으로부터 구동력이 발생되어 노브(100)를 비주행단으로 복귀시키게 된다(S120).

전술한 S120 단계에서 변속단이 비주행단인 경우에는 별도의 복귀 동작을 수행하지 않게 되며, 변속단이 주행단인 경우 노브(100)를 비주행단으로 복귀시키게 된다.

이에 따라, 제어부(900)는 노브(100)가 비주행단으로 복귀되었는지를 판단한다(S130).

예를 들어 제어부는 감지된 노브(100)의 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위에 일정 시간 이상 대응하지 않을 경우, 노브(100)가 비주행단으로 복귀되지 않은 것으로 판단할 수 있다.

제어부(900)는 노브가 비주행단으로 복귀되지 않은 것으로 판단할 경우, 감지된 노브의 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값을 비교한다(S400).

이에 따라, 노브의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치값보다 미달했다고 판단될 경우, 제어부(900)는 구동 유닛이 정방향으로 회전하여 구동력을 발생하도록 제어한다(S500)

또한, 노브의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치값을 초과했다고 판단될 경우, 제어부(900)는 구동 유닛이 역방향으로 회전하여 구동력을 발생하도록 제어한다(S600).

이후, 제어부(900)는 노브의 위치와 기 설정된 위치값을 비교하여 복귀 여부를 재 판단하게 된다(S700).

여기서 복귀 시 구동 유닛은 제어부에 의하여 정방향으로 회전하여 구동력을 발생시킨다.

이하, 도 21을 참고하여 상술한 구성에 따라 본 발명의 제어부에 대하여 자세히 설명하도록 하겠다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어부를 나타낸 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어부는 제1 센서부, 제2 센서부 솔레노이드, 구동 유닛, 계기판, 바디 컨트롤 모듈, 배터리, 도어, 스위치, 파워트레인 컨트롤 모듈, 변속기와 신호를 주고 받으며 이들을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

먼저, 제1 센서부는 변속 조작부 또는 노브에 대한 센싱을 할 수 있다.

예를 들어, 제1 센서부는 전술한 노브 또는 변속 조작부의 위치를 감지하는 감지 유닛(500)을 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 제1 센서부에서 센싱된 신호를 받아 변속 조작부의 위치값을 산출하므로, 사용자가 변속 조작부 여부, 변속 조작부 조작량 산출, 복귀 조건에 따른 변속 조작부 복귀 여부 등을 판단할 수 있다.

제2 센서부는 차량에 위치한 각종 센서를 포함할 수 있다.

예를 들어 전술한 위치 감지부(730)를 포함할 수 있다. 따라서, 솔레노이드인 잠금 유닛(700)의 구동부(710) 구동에 따른 잠금 부재(720)의 위치를 센싱할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 센싱된 잠금 부재(720)의 위치에 따라, 변속 조작부 또는 노브(100)의 구속 여부를 판단할 수 있다.

바디 컨트롤 모듈은 변속 장치에 별도로 구비된 표시기 또는 계기판에 표시되는 각종 조명을 컨트롤 하는 역할을 한다. 예를 들어 계기판과 변속 장치에는 전술한 알람신호에 따른 LED 조명, 각종 경고 조명, 배터리 상태 조명, 변속단의 위치 표시 조명 등을 포함 할 수 있다. 이에 따라 제어부에서 제1 센서부에 의하여 센싱된 변속 조작부의 위치에 따라 계기판 또는 바디 컨트롤 모듈에 신호를 보내 센싱된 변속 조작부 위치에 대응하는 계기판 또는 변속 장치의 위치 표시 조명에 불이 들어오거나, 비 선택된 변속단과 색을 다르게 표시하여 사용자에게 알릴 수 있다.

배터리는 제어부, 계기판, 바디 컨트롤 모듈, 센서부 등 상술한 구성들에 전원을 공급하고, 제어부는 배터리의 잔량에 따른 배터리 표시가 계기판에 표시될 수 있도록 제어할 수 있다.

도어는 차량의 문을 나타내는 것으로 문이 열려있거나 닫혀있는 상태를 제어부에 알려주며, 제어부는 상태에 따른 표시가 계기판에 표시되도록 계기판 또는 바디 컨트롤 모듈을 제어할 수 있다.

또한, 제어부는 복귀 조건에 대하여 판단하므로, 상술한 바와 같이 변속 조작부의 위치가 주행단에 위치에서 차량의 시동이 꺼질 경우, 구동 유닛을 조작하여 변속 조작부가 비 주행단 위치로 이동되는데, 차량의 도어가 열릴 경우에도 변속 조작부의 위치가 비 주행단 위치로 이동되도록 제어부가 구동 유닛을 제어할 수 있다.

파워트레인 컨트롤 모듈은 차량에 구비된 변속기를 조작하는 역할을 한다. 따라서, 복귀 조건 또는 사용자에 의하여 변속 조작부가 이동되거나 구동 유닛이 구동될 경우, 제어부는 파워트레인 컨트롤 모듈에 신호를 보내어 실질적으로 변속기가 변속되어 차량을 주행 상태 또는 비 주행상태로 변경할 수 있다.

스위치는 Override Switch로 차량이 주차된 상태인 비 주행 상태에서 차량의 고장 또는 변속 조작부의 고장이 발생할 경우, 강제적으로 차량을 주행상태로 변화할 수 있는 역할을 한다.

따라서, 사용자에 의하여 스위치가 조작될 경우, 제어부는 스위치에 대한 신호를 파워트레인 ??트롤 모듈로 송부하여 변속기가 변속되어 차량이 주행 상태로 변할 수 있다.본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 상부 케이스 12: 스토퍼
20: 하부 케이스 100: 노브
200: 제1 기어 유닛 210: 격벽
220: 샤프트 230: 제1 내접 기어
250: 제1 돌출 부재 300: 제2 기어 유닛
320: 제1 외접 기어 330: 제2 외접 기어
400: 회전 유닛 410: 제2 내접 기어
420: 디턴트 유닛 421: 디턴트 홈
440: 걸림 부재 450: 고정 홈
455: 제2 돌출 부재 500: 감지 유닛
510: 기어 520: 센서
600: 구동 유닛 610: 제3 기어 유닛
612: 삽입부 620: 구동부
700: 잠금 유닛 710: 구동부
720: 잠금 부재 800: 복귀 조건 판단부
900: 제어부

Claims (14)

1. 복수의 변속단들 중에서 하나의 변속단으로 전환되도록 위치가 가변되는 변속 조작부;
   주행단에서 비주행단으로 복귀 조건을 판단하는 복귀 조건 판단부;
   상기 복귀 조건이 만족될 때 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀되도록 구동력을 제공하는 구동 유닛;
   상기 변속 조작부의 위치를 감지하는 감지 유닛; 및
   상기 복귀 조건에 따라 상기 구동 유닛를 제어하며, 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀되었는지를 판단하고, 미 복귀로 판단될 경우 상기 감지된 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값과 비교하여 상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비주행단 위치로 보정되도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
   상기 변속 조작부는
   회전하여 변속단을 선택하는 노브; ,
   상기 노브가 회전할 때 회전하는 회전 유닛; 및
   상기 회전 유닛의 회전을 구속하는 잠금 유닛을 포함하고,
   상기 회전 유닛의 외측 둘레에는 일정한 간격으로 복수의 돌출 부재가 구비되고,
   상기 복수의 돌출 부재의 각 사이에는 고정 홈이 형성되고,
   상기 잠금 유닛은 잠금 부재를 포함하고,
   상기 회전 유닛의 회전을 구속할 경우, 상기 잠금 부재가 상기 고정 홈에 삽입되며,
   상기 돌출 부재의 일측면을 기준으로 상기 회전 유닛에 연결되는 상기 돌출 부재의 내측 호는 상기 일측면을 기준으로 형성된 상기 돌출 부재의 외측 호보다 작게 형성되어, 상기 돌출 부재의 타측면이 상기 일측면보다 더 기울어지도록 형성되는 차량용 변속 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 변속 조작부의 위치와 상기 미리 설정된 비주행단 위치값이 일정 시간 이상동안 대응하지 않은 경우, 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀하지 않은 것으로 판단하는 차량용 변속장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동 유닛은
   상기 복귀 조건에 따라, 상기 제어부에 의하여 정방향으로 회전하여 구동력을 발생시키고,
   상기 제어부는
   상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비주행단 위치값을 초과했다고 판단될 경우, 상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비 주행단 위치에 대응되도록 상기 구동 유닛을 역방향으로 회전하도록 제어하는 차량용 변속 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동 유닛은
   상기 복귀 조건에 따라, 상기 제어부에 의하여 정방향으로 회전하여 구동력을 발생시키고,
   상기 제어부는
   상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비주행단 위치값에 미달했다고 판단될 경우, 상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비 주행단 위치에 대응되도록 상기 구동 유닛을 정방향으로 회전하도록 제어하는 차량용 변속 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 복귀 조건은
   차량의 시동이 꺼질 때의 변속단인 차량용 변속 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 비주행단은
   주차단 및 중립단 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 변속 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은
    상기 구동력을 제공하는 구동부; 및
    상기 구동부에 연결되고, 상기 구동력에 의하여 상기 변속 조작부를 복귀시키는 기어 유닛을 포함하고,
    상기 기어 유닛은 상기 구동력에 의하여 회전 시, 회전 위치를 나타내는 표시부를 더 포함하는 차량용 변속 장치.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 감지 유닛은
    상기 기어 유닛에 의하여 위치가 변경되는 마그넷;
    상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서를 통하여 상기 기어 유닛의 위치값을 산출하고, 상기 기어 유닛의 위치값과 상기 미리 설정된 비주행단 위치값과 비교하는 차량용 변속 장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기어 유닛의 위치값이 상기 미리 설정된 비주행단 위치값보다 작을 경우, 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치에 미달한 것으로 판단하는 차량용 변속 장치.
13. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기어 유닛의 위치값이 상기 미리 설정된 비주행단 위치값보다 클 경우, 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치를 초과한 것으로 판단하는 차량용 변속 장치.
14. 복수의 변속단들 중에서 하나의 변속단으로 전환되도록 위치가 가변되는 변속 조작부;
    주행단에서 비주행단으로 복귀 조건을 판단하는 복귀 조건 판단부;
    상기 복귀 조건이 만족될 때 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀되도록 구동력을 제공하는 구동 유닛;
    상기 변속 조작부의 위치를 감지하는 감지 유닛; 및
    상기 복귀 조건에 따라 상기 구동 유닛를 제어하며, 상기 변속 조작부가 상기 비주행단 위치로 복귀되었는지를 판단하고, 미 복귀로 판단될 경우 상기 감지된 위치와 미리 설정된 비주행단 위치값과 비교하여 상기 변속 조작부의 위치가 상기 미리 설정된 비주행단 위치로 보정되도록 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 변속 조작부는
    회전하여 변속단을 선택하는 노브; ,
    상기 노브가 회전할 때 회전하는 회전 유닛; 및
    상기 회전 유닛의 회전을 구속하는 잠금 유닛을 포함하고,
    상기 잠금 유닛은,
    상기 회전유닛을 구속하거나 구속을 해제하는 잠금 부재; 및
    상기 잠금 부재의 위치를 감지하는 위치 감지부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 위치 감지부의 신호에 따라 상기 노브의 위치 변경 여부에 따른 알림 신호를 제어하고,
    상기 제어부는 상기 노브의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위를 초과했다고 판단될 경우, 상기 변속 조작부의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치에 대응되도록 상기 구동 유닛을 역방향으로 회전하도록 제어하고, 상기 노브의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치값 혹은 범위에 미달했다고 판단될 경우, 상기 변속 조작부의 위치가 미리 설정된 비주행단 위치에 대응되도록 상기 구동 유닛을 정방향으로 회전하도록 제어하는, 차량용 변속 장치.

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