KR20050077063A - 시프트 바이 와이어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시프트 바이 와이어 시스템에 관한 것으로써, 더욱 자세하게는 변속레버의 위치를 감지하여 변속기 제어 유니트의 명령에 따라 매뉴얼 샤프트를 작동시키는 액추에이터가 장착된 시프트 바이 와이어 시스템에 관한 것이다.

Description

시프트 바이 와이어 시스템{shift by wire system for a vehicle}

본 발명은 시프트 바이 와이어 시스템에 관한 것으로써, 더욱 자세하게는 변속레버의 위치를 감지하여 변속기 제어 유니트의 명령에 따라 매뉴얼 샤프트를 작동시키는 액추에이터가 장착된 시프트 바이 와이어 시스템에 관한 것이다.

변속기란 엔진의 회전 속도를 차량의 주행상태에 맞추어 적절히 감속하여 프로펠라 샤프트에 전달하는 장치로서, 주행 중 잦은 변속조작으로 인한 운전의 불편함을 해소하기 위하여 근래에는 이러한 변속조작이 자동으로 행해지는 자동변속기를 탑재한 차량이 점차 늘어나고 있는 추세이다. 이와 같은 자동 변속을 위해서 차량의 여러 주행상태에 따른 변속패턴을 미리 입력시켜 둔 변속기 제어 유니트(Transmission Control Unit, TCU)가 구비되며, 이 변속패턴에 따른 변속기 제어 유니트의 제어에 전기적으로 반응하여 변속조작이 이루어질 수 있도록 변속기에는 여러 밸브기구 즉, 변속조작기구들이 구비된다.

자동변속기에서도 주차(P)와 중립(N) 및 전진주행(D) 그리고 후진주행(R)을 위해서는 변속조작기구를 적절하게 조작하여야 하는 바, 이 변속조작기구는 크게 운전석의 측부에서 하단부가 피벗 지지되어 상단부가 회동되어 개별적인 변속단을 결정짓는 플로어 타입(floor type)의 변속조작기구와, 조향 컬럼 상에 일측 선단이 피벗 지지되어 타측 선단이 회동되어 개별적인 변속단을 결정짓는 컬럼 타입(column type)의 변속조작기구로 구분된다. 이러한 변속조작기구중 컬럼 타입의 변속조작기구로서, 공개 특허공개번호 제 2001-0097527호의 공보에 제시된 것이 있다.

한편, 종래의 컬럼 타입 자동변속 시스템은 스티어링 칼럼에 장착되어 운전자가 변속단을 선택할 수 있는 변속레버와, 변속레버와 자동변속기를 연결해주는 케이블로 구성되어 있다.

운전자가 변속단을 선택하고자 할 때, 변속레버를 조작하면 변속레버와 연결되어 있는 케이블에 의해 자동변속기의 매뉴얼 레버가 작동되어 변속이 이루어지는 구조이다.

그러나, 전술한 컬럼 타입 자동변속 시스템에서는 다음과 같은 문제가 있다.

케이블을 타고 엔진룸 이음이 실내로 유입되고, 케이블에 의해 중량이 커지며 이에 따른 공간상 제약도 받게 된다.

또한, 스티어링 칼럼 측이나 자동변속기 측의 고장 시 수리가 불리하며, 케이블의 교체 시에도 마찬가지이다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 케이블이 불필요하여 엔진룸 이음의 실내유입을 방지할 수 있고, 중량이 감소될 뿐만 아니라 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 설계 시 유리한 시프트 바이 와이어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 케이블의 불필요에 따라 스티어링 칼럼의 수리 시 또는 교체 시 조립성이 향상될 수 있는 시프트 바이 와이어 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 특징은 간단한 방법으로 변속레버의 위치를 감지할 수 있는 시프트 바이 와이어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 차량이 주행중일 경우 변속레버를 주차(P) 또는 후진주행(R) 변속단으로 이동하더라도 매뉴얼 샤프트를 이동시키지 않고 경고등 또는 경고음을 발생시킴으로써, 자동변속기의 파손을 방지할 수 있는 시프트 바이 와이어 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시프트 바이 와이어 시스템은 자동변속기가 장착된 시프트 바이 와이어 시스템에 있어서,

스티어링 샤프트가 내장되어 있는 스티어링 칼럼; 상기 스티어링 칼럼에 장착되어 변속단을 조작하기 위한 변속레버; 상기 변속레버에 장착되어 상기 변속레버의 위치를 감지할 수 있는 위치감지스위치; 상기 자동변속기에 장착되어 변속기 제어 유니트의 명령에 따라 매뉴얼 샤프트를 작동시키는 액추에이터를 포함하여 이루어진다.

이 구성에 의하면, 종래의 변속레버와 자동변속기를 연결해주는 케이블이 불필요하여 엔진룸 이음의 실내유입을 방지할 수 있고, 중량이 감소될 뿐만 아니라 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 설계 시 유리하다.

또한, 케이블의 불필요에 따라 스티어링 칼럼의 수리 시 또는 교체 시 조립성이 향상된다.

전술한 구성에서, 상기 액추에이터는 모터와 기어감속장치로 구성되며, 상기 기어감속장치의 회전축 하단에는 상기 매뉴얼 샤프트가 삽입될 수 있도록 삽입홀이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 위치감지스위치는 상기 변속레버의 조작에 따라 상기 스티어링 칼럼 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되어, 각 변속단의 위치에 따른 접점을 전환시켜 위치를 감지하면, 간단한 방법으로 변속레버의 위치를 감지할 수 있다.

나아가, 상기 변속기 제어 유니트는 차속센서에 의해 차속을 감지하여, 차량이 주행중일 경우 상기 변속레버를 주차(P) 또는 후진주행(R) 변속단으로 이동하여도 상기 매뉴얼 샤프트를 이동시키지 않고 경고등 또는 경고음을 발생시키면, 자동변속기의 파손을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2은 도 1의 액추에이터와 매뉴얼 샤프트를 도시한 사시도이고, 도 3는 도 1의 위치감지스위치를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 1의 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 시프트 바이 와이어 시스템은 자동변속기가 장착된 시프트 바이 와이어 시스템에 있어서,

스티어링 샤프트(210)가 내장되어 있는 스티어링 칼럼(200)과, 이 스티어링 칼럼(200)에 장착되어 변속단을 조작하기 위한 변속레버(230)와, 변속레버(230)에 장착되는 위치감지스위치(400)와, 자동변속기(100)에 장착되는 액추에이터(500)를 포함하여 이루어진다.

스티어링 칼럼(200)에는 스티어링 칼럼(200)을 중심으로 회동 가능하게 시프트암(250)이 조립된다.

시프트암(250)에는 변속레버(230)가 연결 장착되어 시프트암(250)을 회동 조작한다.

시프트암(250)의 하단에는 리테이너(270)가 장착된다.

리테이너(270)에는 변속레버(230)의 조작에 따른 변속레버(230)의 위치를 감지할 수 있는 위치감지스위치(400)가 장착된다.

위치감지스위치(400)는 변속레버(230)의 위치를 감지한다.

액추에이터(500)는 변속기 제어 유니트(300)의 명령에 따라 매뉴얼 샤프트(110)를 작동시킨다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.

시프트암(250)에 장착된 변속레버(230)를 조작하면, 리테이너(270)에 장착된 위치감지스위치(400)가 변속레버(230)의 위치를 감지한다.

이렇게, 감지된 변속레버(230)의 위치는 변속기 제어 유니트(300)에 입력되어 변속기 제어 유니트(300)의 명령에 따라 액추에이터(500)가 매뉴얼 샤프트(110)를 작동시킨다.

즉, 종래의 변속레버(230)와 자동변속기(100)를 연결해주는 케이블 대신 위치감지스위치(400)와 액추에이터(500)를 사용함에 따라, 케이블이 불필요하여 엔진룸 이음의 실내유입을 방지할 수 있고, 중량이 감소될 뿐만 아니라 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 설계 시 유리하다.

또한, 케이블의 불필요에 따라 스티어링 칼럼(200)의 수리 시 또는 교체 시 조립성이 향상된다.

한편, 액추에이터(500)는 도 2에 도시한 바와 같이, 모터(510)와 기어감속장치(530)로 구성되어 있다.

이렇게 모터(510)와 기어감속장치(530)로 구성된 액추에이터(500)는 한국 실용신안 공개번호 제 2000-0003458호에 상세히 제시되어 있으며, 이것은 본 명세서에 속하는 것으로 한다.

즉, 모터(510)의 축에 축설된 웜 및, 웜과 치합되어 모터(510)의 구동력을 감속하는 웜휠과, 웜휠과 연설되고 출력기어와 치합되어 구동력을 재차 감속전달하는 나선기어부가 일체로 형성된 감속기어체로 구성된다.

모터(510)의 측면에는 장착브래킷(511)이 설치되어 자동변속기(100)에 장착된다.

기어감속장치(530)의 하단부에도 장착브래킷(531)이 설치되어 자동변속기(100)에 장착되며, 기어감속장치(530)의 회전축(533) 하단에는 매뉴얼 샤프트(110)가 삽입되는 삽입홀(535)이 형성되어 있다.

이렇게 형성된 회전축(533)의 삽입홀(535)에 매뉴얼 샤프트(110)가 끼워진다.

매뉴얼 샤프트(110)는 인히비터 스위치(700)에 회전 가능하도록 장착되어 있다.

인히비터 스위치(700)는 매뉴얼 샤프트(110)의 위치를 검출하여 변속기 제어 유니트(300)에 전달하는 스위치로서, 고정접점 상을 매뉴얼 샤프트(110)의 작동에 의해 가동접점이 접촉함에 따라 이에 의한 전기신호를 단자부(710)를 통해 변속기 제어 유니트(300)에 전달한다.

이러한, 인히비터 스위치(700)는 한국 특허 공개번호 제 2003-0026138호에 상세히 제시되어 있으며, 이것은 본 명세서에 속하는 것으로 한다.

한편, 액추에이터(500)는 모터(510)와 기어감속장치(530)에 설치된 장착브래킷(511,531)에 의해 자동변속기(100)에 장착되는 것이다.

이로써, 위치감지스위치(400)에 의해 감지된 변속레버(230)의 위치는 변속기 제어 유니트(300)에 입력되어 변속기 제어 유니트(300)의 명령에 따라 액추에이터(500)의 모터(510)가 구동된다.

이에 따라, 기어감속장치(530)의 회전축(533)에 결합되어 있는 매뉴얼 샤프트(110)가 작동되어 변속이 이루어진다.

한편, 위치감지스위치(400)는 도 3에 도시한 바와 같이, 주차(P), 후진주행(R), 중립(N), 전진주행(D), 3단(3), 2단(2), 저속주행(L)의 7가지 변속단의 각 위치에 따라 접점을 전환시켜 변속레버(230)의 위치를 감지할 수 있는 접점방식의 스위치이다.

가령, 현재 변속레버(230)의 위치가 주차(P) 변속단인데 운전자가 후진주행(R) 변속단의 위치로 변속레버(230)를 조작하면 위치감지스위치(400)의 공통단자(common terminal,410)와 후진주행(R) 단자가 연결되고 이 신호를 변속기 제어 유니트(300)가 감지하게 된다.

이에 따라, 변속기 제어 유니트(300)는 도 4에 도시한 바와 같이, 인히비터 스위치(700)로부터 매뉴얼 샤프트(110)의 현재 위치(각도)와 변속레버(230)의 감지된 신호를 비교하여 액추에이터(500)를 구동시킨다.

후진주행(R) 변속단에서 전진주행(D) 변속단으로 변속레버(230)를 조작할 경우도 상기와 마찬가지이다.

이렇게, 접점방식의 스위치를 사용하여 변속레버(230)의 위치를 감지함으로써, 간단한 방법으로 변속레버(230)의 위치를 감지할 수 있다.

한편, 전진주행(D) 변속단에서 주차(P) 변속단 또는 후진주행(R) 변속단으로 변속레버(230)를 조작할 경우에는 변속기 제어 유니트(300)는 변속레버(230)의 위치감지 신호, 인히비터 스위치(700)의 신호뿐만 아니라, 차속센서(600)를 이용하여 차속 신호를 감지함으로써, 매뉴얼 샤프트(110)를 이동시키지 않고 경고등(800) 또는 경고음(900)을 발생시킨다.

이렇게, 변속기 제어 유니트(300)는 차속을 감지하여 차량이 주행중일경우에 변속레버(230)를 주차(P) 또는 후진주행(R) 변속단으로 이동하더라도 매뉴얼 샤프트(110)를 이동시키지 않고 경고등 또는 경고음을 발생시킴으로써, 자동변속기(100)의 파손을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 시프트 바이 와이어 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

종래의 변속레버와 자동변속기를 연결해주는 케이블 대신 위치감지스위치와 액추에이터를 사용함에 따라, 케이블이 불필요하여 엔진룸 이음의 실내유입을 방지할 수 있고, 중량이 감소될 뿐만 아니라 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 설계 시 유리하다.

또한, 케이블의 불필요에 따라 스티어링 칼럼의 수리 시 또는 교체 시 조립성이 향상된다.

한편, 위치감지스위치는 각 변속단의 위치에 따른 접점을 전환시켜 위치를 감지하는 접점방식의 스위치를 사용함으로써, 간단한 방법으로 변속레버의 위치를 감지할 수 있다.

나아가, 변속기 제어 유니트는 차속을 감지하여 차량이 주행중일경우에 변속레버를 주차(P) 또는 후진주행(R) 변속단으로 이동하더라도 매뉴얼 샤프트를 이동시키지 않고 경고등 또는 경고음을 발생시킴으로써, 자동변속기의 파손을 방지할 수 있다.

도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템을 도시한 사시도.

도 2은 도 1의 액추에이터와 매뉴얼 샤프트를 도시한 사시도.

도 3는 도 1의 위치감지스위치를 도시한 사시도.

도 4는 도 1의 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 자동변속기 110 : 매뉴얼 샤프트

200 : 스티어링 칼럼 210 : 스티어링 샤프트

230 : 변속레버 250 : 시프트암

270 : 리테이너 300 : 변속기 제어 유니트

400 : 위치감지스위치 410 : 공통단자

500 : 액추에이터 510 : 모터

511,531 : 장착브래킷 530 : 기어감속장치

533 : 회전축 535 : 삽입홀

600 : 차속센서 700 : 인히비터 스위치

710 : 단자부 800 : 경고등

900 : 경고음 P : 주차 변속단

R : 후진주행 변속단 N : 중립 변속단

D : 전진주행 변속단 3 : 3단 변속단

2 : 2단 변속단 L : 저속 변속단

Claims (4)

1. 자동변속기가 장착된 시프트 바이 와이어 시스템에 있어서,

   스티어링 샤프트가 내장되어 있는 스티어링 칼럼;

   상기 스티어링 칼럼에 장착되어 변속단을 조작하기 위한 변속레버;

   상기 변속레버에 장착되어 상기 변속레버의 위치를 감지할 수 있는 위치감지스위치;

   상기 자동변속기에 장착되어 변속기 제어 유니트의 명령에 따라 매뉴얼 샤프트를 작동시키는 액추에이터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 액추에이터는 모터와 기어감속장치로 구성되며,

   상기 기어감속장치의 회전축 하단에는 상기 매뉴얼 샤프트가 삽입될 수 있도록 삽입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 위치감지스위치는 상기 변속레버의 조작에 따라 상기 스티어링 칼럼 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되어,

   각 변속단의 위치에 따른 접점을 전환시켜 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속기 제어 유니트는 차속센서에 의해 차속을 감지하여,

   차량이 주행중일 경우 상기 변속레버를 주차(P) 또는 후진주행(R) 변속단으로 이동하여도 상기 매뉴얼 샤프트를 이동시키지 않고 경고등 또는 경고음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템.