KR20090111111A

KR20090111111A - 전자식 변속 장치

Info

Publication number: KR20090111111A
Application number: KR1020080036707A
Authority: KR
Inventors: 허춘영; 정영언; 유은상; 정현석
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2009-10-26
Also published as: KR100955915B1

Abstract

전자식 변속 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 전자식 변속 장치는, 일단에 마그넷이 연결되고, 이동에 의해 변속단을 선택하는 변속 레버 및 변속 레버가 쉬프트(Shift) 축 또는 셀렉트(Select) 축을 중심으로 회전함에 따라 유도되는 마그넷의 자속 밀도를 감지하여 변속 레버의 이동 위치를 감지하는 감지 센서를 구비하는 센서부를 포함한다.

변속 레버, 전자식 변속, 감지 센서, 3차원 센서, 자속 밀도

Description

전자식 변속 장치 {Apparatus for electron control transmission}

본 발명은 전자식 변속 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 감지 센서를 이용하여 전후 및 좌우 방향의 변속 레버의 이동을 감지하여 변속단을 선택할 수 있는 전자식 변속 장치에 관한 것이다.

차량용 변속기는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 할 수 있다. 이러한 변속기(Transmission)의 기어비를 바꾸기 위하여 변속기에 있는 변속 레버(Shift lever)를 작동할 수 있다. 이러한 변속기는 사용자에 의하여 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 사용자가 주행 모드(D)을 선택시에 속도에 따라 자동으로 변속단을 바꾸는 자동 변속 모드가 있었다.

이와 함께, 하나의 변속기에서 수동 변속과 자동 변속을 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속기가 사용되고 있다. 일반적으로 원칙적으로 자동 변속을 수행하면서, 사용자에 의해 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행하거나 수동 변속을 하는 변속기 옆에 자동 변속을 할 수 있는 변속기를 구비하여 수행할 수 있다.

전자식 변속기에서 사용자에 의해 선택되는 변속단은 예를 들어, 파킹(P), 후진(R), 중립(N), 전진(D) 그리고 엔진 브레이크가 작동되는 '+' 및 '-' 등이 될 수 있다.

이러한 전자식 변속기는 변속 레버의 위치를 감지하기 위해서 선형 홀(Hall) 센서 또는 스위치 홀 센서를 사용하였다. 홀 센서는 마그넷을 이용하는 센서로서, 자기력을 전기적인 신호로 바꿀 수 있는데, 이러한 전기적인 신호를 이용하여 선택된 변속단을 감지하는 것으로, 홀 센서에 의해 감지되는 전기적인 신호, 주로 전압을 이용하여 변속 레버의 위치를 알 수 있다.

종래에는 전후 또는 좌우 방향으로 움직이는 변속 레버의 위치, 즉 변속 레버의 쉬프트(Shift) 위치(P, R, N, D)와 셀렉트(Select) 위치(+, -)를 감지하기 위해서 각각의 위치에 다수의 센서를 장착해야 했는데, 그 구조가 복잡해지고, 비용이 많이 소모되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 감지 센서를 이용하여 전후 또는 좌우 방향으로 움직이는 변속 레버의 위치를 쉽게 감지할 수 있는 전자식 변속 장치를 제공하는 것이다.

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

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 변속 장치는, 일단에 마그넷이 연결되고, 이동에 의해 변속단을 선택하는 변속 레버 및 상기 변속 레버가 쉬프트(Shift) 축 또는 셀렉트(Select) 축을 중심으로 회전함에 따라 유도되는 상기 마그넷의 자속 밀도를 감지하여 상기 변속 레버의 이동 위치를 감지하는 감지 센서를 구비하는 센서부를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 전자식 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 하나의 감지 센서를 이용하여 전후 및 좌우 방향으로 움직이는 변속 레버의 위치를 쉽게 감지할 수 있다.

둘째, 하나의 감지 센서를 인쇄 회로 기판에 유니트화 함으로써 부품 수를 감소시켜 구조를 단순화하여 비용을 절감하고 설치 공간을 줄일 수 있다.

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

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 이 상의 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 전자식 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 분해 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치(1)는, 변속 레버(100), 센서부(200), 인디케이터(300) 및 베이스 브라켓(400)을 포함할 수 있다.

변속 레버(Shift lever)(100)는 이동에 의해 변속단을 선택하는 역할을 할 수 있다. 보다 정확하게는, 변속 레버(100)는 변속단을 선택하기 위해 전후 또는 좌우 방향으로 일정 범위 회전할 수 있다. 변속 레버(100)가 회전하는 방향은 R(후 진), N(중립), D(전진)를 선택하기 위해 쉬프트 축(Shift axis)을 중심으로 회전하는 방향(이를 쉬프트 방향이라고 한다)과 수동 모드(M)를 선택하기 위해 셀렉트 축(Select axis)을 중심으로 회전하는 방향(이를 셀렉트 방향이라고 한다)으로 나눌 수 있다. 이에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 자세히 후술한다.

센서부(200)는 변속 레버(100)가 쉬프트 축 또는 셀렉트 축을 중심으로 회전할 때에 변속 레버(100)의 이동 위치를 감지하여 변속단을 결정하는 역할을 할 수 있다. 센서부(200)는 감지 센서(210)와 인쇄 회로 기판(220)을 포함할 수 있다.

감지 센서(210)는 변속 레버(100)의 이동에 따라 유도되는 마그넷(160)의 자속 밀도를 감지하여 변속 레버(100)의 위치를 감지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 감지 센서(210)는 마그넷(160)의 공간상의 이동에 따른 자속 밀도를 X축, Y축, Z축 방향의 값으로 각각 감지하여 이에 해당하는 전기적인 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 감지 센서(210)로는 3차원 센서(3D Sensor)를 사용할 수 있다. 3차원 센서는 3차원 공간 상에서 물체의 동작 여부 및 동작 방향을 감지하기 위한 센서로서, 본 발명의 일실시예에 따르면 변속 레버(100)의 일단에 설치된 마그넷(160)의 이동에 따른 자속 밀도를 측정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 경우, 하나의 감지 센서(210)를 이용하여 변속 레버(100)가 쉬프트 축(101)을 중심으로 회전할 때의 움직임과 셀렉트 축(102)을 중심으로 회전할 때의 움직임을 모두 감지할 수 있다. 따라서, 변속 레버(100)의 쉬프트 축(101)과 셀렉트 축(102) 주위에 각각 별도의 홀 센서를 설치하지 않아도 되므로, 전자식 변속 장치의 구조를 단순화하여 설치 공간을 줄이고 비용을 절감할 수 있다.

바람직하게는, 감지 센서(210)는 마그넷(160)의 이동을 감지하여 마그넷(160)의 위치에 따른 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 변속 레버(100)의 위치는 감지 센서(210)의 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 조합하여 결정할 수 있다. 감지 센서(210)의 동작에 대해서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 자세히 후술한다.

인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)(220)은 감지 센서(210)를 장착하고 감지 센서(210)로부터 신호를 받아 들이는 역할을 할 수 있다. 즉, 감지 센서(210)가 마그넷(160)의 이동을 감지하여 출력하는 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 분석하여 선택한 변속단을 인디케이터(300) 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 인쇄 회로 기판(220)은 감지 센서(210)의 신호를 변환할 수 있는 회로로 구성되면 어떠한 회로라 하더라도 동일하게 작동할 수 있다.

인디케이터(Indicator)(300)는 변속하고자 하는 변속단을 표시하고, 변속 레버(100)가 작동할 수 있도록 통로를 제공하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 인디케이터(300)에는

형상,

형상 또는

형상 등의 대략 H 자 형태의 통로가 형성될 수 있다. 즉, 변속 레버(100)의 이동 경로가 가로 경로와 세로 경로를 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 인디케이터에서 변속단의 일 예를 나타내는 도면이다.

예를 들어, 인디케이터(300)가

형상의 통로(301)를 구비한다고 가정하면, 인디케이터(300)에서 표시하는 변속단은 R(후진), N(중립) 및 D(전진)을 왼쪽 세로줄에 표시할 수 있고, 가운데 세로줄에는 매뉴얼 변속 메뉴인 +(Up, 단수 증가)과 -(Down, 단수 감소)를 표시할 수 있다. 이와 함께 가장 오른쪽에 위치하는 M(매뉴얼 모드) 표시는 자동 변속단 모드에서 매뉴얼 모드로 전환할 때에 이용될 수 있다. 다만, 인디케이터(300)의 통로(301)가

형상 또는

형상인 경우에는 M 변속단이 다른 부분에 위치할 수 있다. 또한, 도 3에서는 P(주차)는 도시되지 아니하였으나, 변속단의 추가로서 P를 포함시킬 수 있음은 당업자에게 자명하다.

한편,

형상의 통로(301)를 가지는 인디케이터(300)에서는 널(Null)(302)을 두어 중립적인 위치로 지정할 수 있다. 이 때, 사용자에 의해 변속단을 선택한 이후에 변속 레버(100)를 놓으면 널 위치(302)로 변속 레버(100)가 복귀하도록 할 수 있다.

한편, 인디케이터(300)에 형성된 통로(301)에는 변속 레버(100)의 위치를 감지하는 별도의 홀 센서(도시되지 않음)가 설치될 수도 있다. 따라서, 감지 센서(210)를 통해 변속 레버(100)의 위치를 감지하는 기능을 보완하여 변속 레버(100)에 대한 위치 인식율을 높일 수 있고, 혹시 발생할 수 있는 감지 센서(210)에서의 오작동 또는 오류를 방지할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, LED 표시부(310)는 사용자에 의해 선택된 변속단을 사용자가 인식할 수 있도록 표시해 주는 역할을 한다. 변속 레버(100)의 작동 후에 널 위치(302)로 복귀하므로 사용자가 지금 선택한 변속단을 알 수 없는 문제가 있 을 수 있으므로, LED 표시부(310)에 의해서 인디케이터(300)의 각 변속단 중에서 사용자가 선택한 변속단을 점등하여 알려줄 수 있다.

슬라이드(Slide)(320)는 인디케이터(300) 및 베이스 브라켓(400) 내부에 이물질이 들어가는 것을 차단하고 변속 레버(100)의 작동이 매끄럽게 될 수 있도록 할 수 있다. 슬라이드(320)는 인디케이터(300)와 베이스 브라켓(400) 사이에 위치하고, 슬라이드(320)의 중앙에는 변속 레버(100)의 로드(120)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다. 또한, 변속 레버(100)를 전후 및 좌우로 움직이면 슬라이드도 함께 움직여서 변속 레버(100)의 조작에 따른 마찰력을 줄일 수 있다.

베이스 브라켓(Base bracket)(400)은 변속 레버(100)의 하부와 센서부(200)를 감싸는 형태로서 변속 레버(100)의 이동에 의해 선택된 변속단을 감지하는 부분을 보호하는 역할을 할 수 있다. 베이스 브라켓(400)은 하부에 변속 레버(100)의 멈춤쇠(150)가 지나갈 수 있는 통로를 형성하는 그루브(Groove)(410)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그루브(410)는 인디케이터(300)에 형성된 통로(301)

형상과 유사하게 파여진 형태로 제작되며, 널 위치(302)에서 가장 깊은 골을 형성하고, 널 위치(302)로부터 멀어질수록 얕은 골을 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버의 구조를 나타내는 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버의 구조를 나타내는 종단면도이다.

바람직하게는, 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치(1)의 변속 레버(100)는 로드(120), 노브(110), 멈춤쇠(150), 쉬프트 가이드(130), 셀렉트 가이 드(140) 및 마그넷(160)을 포함할 수 있다.

로드(120)(Rod)는 변속 레버(100)의 몸통을 이루며 쉬프트 축 또는 셀렉트 축을 중심으로 회전할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 로드(120)는 전체적으로 긴 막대기 형상을 가지며, 좌우 방향(셀렉트 방향)으로 일정한 범위만큼 회전할 수 있도록 그 중심부에 관통 홀 또는 샤프트와 같은 힌지부(121)가 형성될 수 있다. 또한, 로드(120)의 끝단에는 셀렉트 가이드(140)의 슬롯(142)와 연결되는 돌기(122)가 형성될 수 있다.

노브(110)(Knob)는 로드(120)의 일단에 연결되고 사용자가 변속 레버(100)를 움직일 수 있도록 손잡이의 역할을 할 수 있다. 따라서, 사용자는 노브(110)를 움직이고, 노브(110)와 연결된 로드(120)는 쉬프트 축 또는 셀렉트 축을 중심으로 회전할 수 있어 사용자가 변속단을 선택할 수 있도록 할 수 있다.

쉬프트 가이드(Shift guide)(130)는 로드(120)가 쉬프트 축울 중심으로 회전할 수 있도록 안내하는 역할을 할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 쉬프트 가이드(130)의 양 측면에는 로드(120)가 쉬프트 축을 중심으로 회전할 수 있도록 샤프트(131)가 형성될 수 있다. 이 때, 도 4에서는 샤프트(131)가 형성된 예를 도시하고 있으나, 힌지 홀이 형성될 수도 있다. 또한, 쉬프트 가이드(130)는 그 내부에 로드(120)가 삽입될 수 있도록 관통되는 홈(132)이 형성되고, 로드(120)와 힌지 결합을 할 수 있도록 대략 중앙부에 관통 홀 또는 샤프트와 같은 힌지부(133)가 형성될 수 있다.

셀렉트 가이드(Select guide)(140)는 로드(120)가 셀렉트 축을 중심으로 회 전할 수 있도록 안내하는 역할을 할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 셀렉트 가이드(140)는 쉬프트 가이드(130)를 감싸도록 대략 'ㄷ' 형태로 형성되며, 중앙부에는 로드(120)의 힌지부(121) 및 쉬프트 가이드(130)의 힌지부(133)와 힌지 결합할 수 있도록 힌지부(141)이 형성될 수 있다. 셀렉트 가이드(140)의 끝단에는 로드(120)의 돌기(122)와 연결되는 슬롯(142)이 형성될 수 있다. 또한, 셀렉트 가이드(140)의 상단부에는 마그넷(160)을 체결하기 위한 결합 홈(143)이 형성될 수 있다.

한편, 쉬프트 가이드(130) 또는 셀렉트 가이드(140)에는 쉬프트 축(101) 또는 셀렉트 축(102)을 중심으로 변속 레버(100)의 쉬프트 방향 또는 셀렉트 방향의 위치를 감지하는 별도의 홀 센서(도시되지 않음)가 설치될 수도 있다. 따라서, 감지 센서(210)를 통해 변속 레버(100)의 위치를 감지하는 기능을 보완하여 변속 레버(100)에 대한 위치 인식율을 높일 수 있고, 혹시 발생할 수 있는 감지 센서(210)에서의 오작동 또는 오류를 방지할 수 있다.

멈춤쇠(150)(Detent bullet)는 변속 레버(100)의 하부, 즉 로드(120)의 하단에 연결되어 베이스 브라켓(400)의 그루브(410)에 맞닿도록 위치할 수 있다. 이러한 멈춤쇠(150)에 의해 변속 레버(100)는 널 위치(302)로 복귀할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 멈춤쇠(150)는 로드(120)의 하단에 형성된 홈(123)에 삽입되어 장착되며 스프링 등의 탄성 부재(152)에 의해 그루브(410)가 있는 아래 방향으로 밀려날 수 있다. 따라서, 멈춤쇠(150)는 변속 레버(100)가 그루브(410)에 형성된 통로에 따라 이동할 수 있도록 유도하고, 사용자가 변속 레버(100)를 놓는 경우에 는 탄성 부재(152)의 작용에 의해 널 위치(302)에 대응하는 그루브(410)의 가장 깊은 곳으로 복귀할 수 있다.

마그넷(160)은 N극과 S극으로 이루어지고, 로드(120)의 움직임에 따른 자속 밀도의 변화를 통해 센서부(200)의 감지 센서(210)가 로드(120)의 이동 위치를 감지할 수 있도록 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 마그넷(160)은 변속 레버(100), 보다 정확하게는 셀렉트 가이드(140)의 상단부 측면에 형성된 결합 홈(143)에 결합될 수 있다. 따라서, 로드(120)가 쉬프트 축을 중심으로 회전할 때에는 마그넷(160)은 전후로 이동하고, 로드(120)가 셀렉트 죽을 중심으로 회전할 때에는 마그넷(160)은 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치에서는 하나의 마그넷(160)을 통해 변속 레버(100)가 쉬프트 축(101)을 중심으로 회전할 때의 움직임과 셀렉트 축(102)을 중심으로 회전할 때의 움직임을 모두 구현할 수 있으므로, 그 구조를 단순화할 수 있다. 바람직하게는, 마그넷(160)의 S극은 셀렉트 가이드(140)에 연결되고, N극은 센서부(200)의 감지 센서(210)를 향하도록 배치될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버의 동작을 나타내는 사시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 변속 레버(100)가 회전하는 방향은 쉬프트 축(101)을 중심으로 회전하는 방향과 셀렉트 축(102)을 중심으로 회전하는 방향으로 나눌 수 있다.

쉬프트 축(101)은, 예를 들어 도 3에서 도시하는

형상의 통로(301)를 가 진 인디케이터(300)에서 상하로 배열되어 있는 R, N, 또는 D 변속단을 선택하거나 Up(+) 또는 Down(-)을 선택하기 위해 변속 레버(100)를 전후로 이동할 때에 작용하는 회전축을 의미한다. 또한, 셀렉트 축은 M, N 등의 변속단을 선택하기 위해 변속 레버(100)를 좌우로 이동할 때에 작용하는 회전축을 말한다. 따라서, 변속 레버(100)를 전후 방향(103)으로 이동시킨다는 의미는 변속 레버(100)를 쉬프트 축(101)을 중심으로 회전시킨다는 의미일 수 있고, 변속 레버(100)를 좌우 방향(104)으로 이동시킨다는 의미는 변속 레버(100)를 셀렉트 축(102)을 중심으로 회전시킨다는 의미일 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버가 쉬프트 축을 중심으로 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 사용자가 변속 레버(100)를 쉬프트 축을 중심으로 회전시키게 되면 셀렉트 가이드(140)에 결합된 마그넷(160)은 쉬프트 축(101), 즉, 쉬프트 가이드(130)의 샤프트(131)를 중심으로 마그넷(160)의 끝단까지의 거리를 반경(d)으로 하는 원주를 따라 이동할 수 있다. 따라서, 변속 레버(100)가 R, N, D 또는 +, - 변속단을 선택하기 위해 전후로 이동하는 것을 감지할 수 있다. 후술하겠지만, 변속 레버(100)가 R, N, D 변속단을 선택하기 위해 이동할 때의 마그넷(160)의 이동 반경(d1)은 변속 레버(100)가 +, - 변속단을 선택하기 위해 이동할 때의 마그넷(160)의 반경(d2)과 다르므로, 두 가지 경우를 구분할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버가 셀렉트 축을 중심으로 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 사용자가 변속 레버(100)를 셀렉트 축을 중심으로 회전시키게 되면 셀렉트 가이드(140)에 결합된 마그넷(160)은 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 변속 레버(100)가 M 또는 N 변속단을 선택하기 위해 좌우로 이동하는 것을 감지할 수 있다. 도 8에서는 M에서 N으로 선택할 때에 마그넷(160)은 아래로 이동하는 경우를 예로 들고 있으나, 이와 반대의 경우도 가능하다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치에서 변속 레버의 이동에 따른 마그넷의 이동을 나타내는 도면이다.

도 3에서와 같은

형상의 통로(301)를 구비하는 인디케이터(300)를 따라 변속 레버(100)를 이동시키는 경우, 센서부(200) 상에서의 마그넷(160)의 이동을 나타내면 도 9와 같이 표현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 사용자가 변속 레버(100)를 쉬프트 축을 중심으로 회전시키게 되면 셀렉트 가이드(140)에 결합된 마그넷(160)은 쉬프트 축(101), 즉, 쉬프트 가이드(130)의 샤프트(131)를 중심으로 마그넷(160)의 끝단까지의 거리를 반경(d)으로 하는 원주를 따라 이동할 수 있다. 도 8에서와 같이, M에서 N으로 선택할 때에 마그넷(160)은 아래로 이동하는 경우에는, 변속 레버(100)가 R, N, D 변속단을 선택하기 위해 이동할 때의 마그넷(160)의 이동 반경(d1)은 변속 레버(100)가 +, - 변속단을 선택하기 위해 이동할 때의 마그넷(160)의 반경(d2)보다 작게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이, R, N, D 또는, M, +, - 변속단을 선택하는 변속 레버(100)의 위치에 따라 마그넷(160)의 위치도 달라지는 데, 감지 센서(210)는 마그넷(160)의 위치에 따른 자속 밀도의 변화를 감지하여 신호를 출력함으로써 변속 레버(100)의 위치를 감지할 수 있다. 여기서, 마그넷(160)의 위치는 간단하게 X 방향과 Y 방향으로 나누어 정의할 수 있는데, 예를 들면, X 방향은 변속 레버(100)의 전후 방향, 즉 쉬프트 축(101)을 중심으로 회전하는 방향에 대응하는 마그넷(160)의 전후 방향을 의미하고, Y 방향은 변속 레버(100)의 좌우 방향, 즉 셀렉트 축(102)을 중심으로 회전하는 방향에 대응하는 마그넷(160)의 상하 방향을 의미할 수 있다.

상술한 바와 같이, 감지 센서(210)는 마그넷(160)의 위치에 따라 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 출력할 수 있는데, 예를 들면, 제1 출력 신호는 마그넷(160)의 X 방향의 위치에 따른 신호를, 제2 출력 신호는 마그넷(160)의 Y 방향의 위치에 따른 신호를 의미할 수 있다. 즉, 제1 출력 신호는 변속 레버(100)가 쉬프트 축(101)을 중심으로 회전할 때의 위치에 따른 정보를 포함하고, 제2 출력 신호는 변속 레버(100)가 셀렉트 축(102)을 중심으로 회전할 때의 위치에 따른 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 감지 센서(210)에서 출력된 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 조합하면 마그넷(160)의 X 방향 및 Y 방향의 위치를 알 수 있고, 이를 통해 변속 레버(100)의 위치를 알 수 있으므로 선택한 변속단을 알게 되는 것이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치에서 변속 레버의 위치에 따른 감지 센서의 출력 신호의 예를 나타내는 도면이다.

감지 센서(210) 상에서의 마그넷(160)의 위치에 따른 감지 센서(210)의 출력 신호는 전압의 형태로 나타낼 수 있다. 따라서, 도 10 및 도 11에서의 가로축은 변속 레버(100)의 위치를 의미하고, 세로축은 마그넷(160)의 X 방향 또는 Y 방향의 위치에 따른 감지 센서(210)의 출력 전압을 의미할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 출력 신호는 마그넷(160)의 X 방향의 위치에 따른 신호를, 제2 출력 신호는 마그넷(160)의 Y 방향의 위치에 따른 신호를 의미할 수 있으므로, 도 10 및 도 11에서는 실선(211)이 제1 출력 신호를, 점선(212)이 제2 출력 신호를 나타낸다고 가정한다.

먼저 도 10에서는 변속 레버(100)가 R, N, D 변속단을 선택할 때에 출력 신호를 나타낸다. 변속 레버(100)가 초기 위치인 널 위치(302)에 있는 경우에는 제1 출력 신호의 전압이 Ve, 제2 출력 신호의 전압은 Vf이다. 변속 레버(100)가 초기 널 위치(302)에서 D, N, R로 각각 이동하는 경우의 출력 전압을 비교해 보면, Y 방향의 이동을 나타내는 제2 출력 신호(212)는 커다란 변화가 없으나, X 방향의 이동을 나타내는 제1 출력 신호(211)는 D, N, R로 이동할 때에 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 이는 도 9에 도시된 바와 같이, D, N, R로의 이동은 Y 방향의 위치 변화는 거의 없고 X 방향의 위치 변화는 많기 때문이다.

또한, 도 11에서는 변속 레버(100)가 M, +, - 변속단을 선택할 때에 출력 신호를 나타낸다. 변속 레버(100)가 초기 위치인 널 위치(302)에 있는 경우에는 제1 출력 신호의 전압이 Ve, 제2 출력 신호의 전압은 Vf인 것은 상술한 바와 같다. 변속 레버(100)가 초기 널 위치(302)에서 M, +, -로 각각 이동하는 경우의 출력 전압을 비교해 보면, Y 방향의 이동을 나타내는 제2 출력 신호(212)는 커다란 변화가 없으나, X 방향의 이동을 나타내는 제1 출력 신호(211)는 M, +, -로 이동할 때에 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 다만, M 변속단의 경우, +, - 변속단보다 약간 위쪽 에 위치하게 되므로, M 변속단의 제2 출력 신호의 전압이 +, - 변속단의 제2 출력 신호의 전압보다 상대적으로 크게 나타나게 된다. 이와 같이, 제1 출력 신호(211)과 제2 출력 신호(212)를 조합하면, 변속 레버(100)의 위치를 알 수 있다.

상기와 같이, 감지 센서(210)를 통해 출력되는 제1 출력 신호와 제2 출력 신호는 ECU(Engine Control Unit) 등과 같은 차량 통합 제어 시스템(Vehicle Integrated Control System)으로 전송되고, ECU 등은 제1 출력 신호와 제2 출력 신호의 전압값을 조합하여 변속 레버(100)의 위치를 감지하여 사용자가 선택한 변속단을 결정할 수 있다. 그리고, ECU 등은 인디케이터(300)로 이러한 변속단의 정보를 전송하여 LED 표시부(310)를 통해 사용자가 선택한 변속단을 표시할 수 있다. 또한, ECU 등은 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호의 전압값을 CAN 통신 등으로 변환하여 제어 신호를 액츄에이터에 전송하여 변속기가 변속을 수행할 수 있게 된다.

한편, 도 10 및 도 11에서는 감지 센서(210)의 출력 신호에 대한 하나의 예를 나타낸 것일 뿐, 이에 한정되지 않으며 여러 가지 방법으로 구현될 수 있다.

종래에는 전후 또는 좌우 방향으로 움직이는 변속 레버의 위치를 감지하기 위해 다수의 센서를 이용해야 했으므로 변속 장치의 구조가 복잡해지고, 비용이 많이 소모되는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명에 일실시예에 따른 전자식 변속 장치에 의하면, 하나의 감지 센서를 사용하여 쉬프트 방향 및 셀렉트 방향으로 움직이는 변속 레버의 위치를 모두 감지하게 함으로써, 구조를 단순화하여 설치 공간을 줄일 수 있다. 또한, 가속 페달 작동 장치의 구조를 단순화하여 비용을 절감할 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 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 변속 장치의 변속 레버의 구조를 나타내는 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전자식 변속 장치

100: 변속 레버

110: 노브 120: 로드

130: 쉬프트 가이드 140: 셀렉트 가이드

150: 멈춤쇠 160: 마그넷

200: 센서부

210: 감지 센서 220: 인쇄 회로 기판

300: 인디케이터

400: 베이스 브라켓 410: 그루브

Claims

일단에 마그넷이 연결되고, 이동에 의해 변속단을 선택하는 변속 레버; 및

상기 변속 레버가 쉬프트(Shift) 축 또는 셀렉트(Select) 축을 중심으로 회전함에 따라 유도되는 상기 마그넷의 자속 밀도를 감지하여 상기 변속 레버의 이동 위치를 감지하는 감지 센서를 구비하는 센서부를 포함하는 전자식 변속 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 변속 레버는,

상기 변속 레버의 몸통을 이루며 상기 쉬프트 축 또는 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전하는 로드;

상기 로드의 일단에 연결되고 손잡이의 역할을 하는 노브;

상기 로드가 상기 쉬프트 축을 중심으로 회전하도록 안내하는 쉬프트 가이드; 및

상기 로드가 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전하도록 안내하는 셀렉트 가이드를 더 포함하는 전자식 변속 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 쉬프트 가이드 또는 상기 셀렉트 가이드에는 상기 쉬프트 축 또는 상기 셀렉트 축을 중심으로 상기 변속 레버의 이동 위치를 감지하는 적어도 하나의 홀 센서가 설치된 전자식 변속 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 변속 레버는,

상기 변속 레버를 실질적으로 수직으로 유지하는 멈춤쇠; 및

상기 멈춤쇠를 하부로 밀어내어 상기 변속 레버가 널(Null) 위치로 복귀되도록 하는 탄성부재를 더 포함하는 전자식 변속 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 감지 센서는 상기 마그넷의 이동에 따른 상기 자속 밀도를 감지하여 상기 마그넷의 위치에 따른 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 출력하는 전자식 변속 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 변속 레버의 위치는 상기 감지 센서의 상기 제1 출력 신호와 상기 제2 출력 신호를 조합하여 결정되는 전자식 변속 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제1 출력 신호는 상기 변속 레버가 상기 쉬프트 축을 중심으로 회전할 때의 위치에 따른 정보를 포함하고, 상기 제2 출력 신호는 상기 변속 레버가 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전할 때의 위치에 따른 정보를 포함하는 전자식 변속 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마그넷은 N극과 S극으로 이루어지고, 상기 S극은 상기 변속 레버에 연결되고, 상기 N극은 상기 감지 센서를 향하도록 배치되는 전자식 변속 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 센서부는 상기 감지 센서를 장착하고 상기 감지 센서로부터 신호를 받아 들이는 인쇄 회로 기판을 더 포함하는 전자식 변속 장치.