KR20120042430A - 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치 - Google Patents

차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치에 관한 것으로, 메인 마그네트와 메인 감지센서를 통해 컨트롤 핑거의 위치 이동에 따른 자기장 변화를 감지하여 변속 조작 상태를 비접촉 방식으로 감지하도록 함으로써, 컨트롤 핑거의 위치 감지를 위한 기계적인 접촉이 방지되어 부품의 마찰 및 손상 방지를 통해 내구성이 향상되고 소음 발생이 방지되며, 또한, 6개의 주행 변속단, 중립 변속단 및 후진 변속단 등 다양한 변속 조작 상태를 감지할 수 있고, 더욱 정확하고 안정적으로 변속 조작 상태를 감지할 수 있는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치를 제공한다.

Description

차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치{Shift Lever Position Sensing Device for Transmission of Vehicle}
본 발명은 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 메인 마그네트와 메인 감지센서를 통해 컨트롤 핑거의 위치 이동에 따른 자기장 변화를 감지하여 변속 조작 상태를 비접촉 방식으로 감지하도록 함으로써, 컨트롤 핑거의 위치 감지를 위한 기계적인 접촉이 방지되어 부품의 마찰 및 손상 방지를 통해 내구성이 향상되고 소음 발생이 방지되며, 또한, 6개의 주행 변속단, 중립 변속단 및 후진 변속단 등 다양한 변속 조작 상태를 감지할 수 있고, 더욱 정확하고 안정적으로 변속 조작 상태를 감지할 수 있는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치에 관한 것이다.
자동차 등의 차량은 이동 수단으로서의 기능을 넘어서 사용자로 하여금 보다 안정적이면서도 편안한 주행 상태를 제공할 수 있도록 하는 다양한 기능이 추가되고 있는데, 차량의 핵심 구동 요소로서의 엔진 및 변속기에 대한 전자적 제어를 포함한 각종 구성 요소는 전자화되었거나 전자화 단계가 진행되고 있다.
일반적으로 변속기의 경우, 운전자가 변속 레버를 조작하여 원하는 변속단을 설정하는 경우, 운전자에 의해 설정된 변속단은 변속기의 제어를 담당하는 TCU(Transmission Control Unit) 및 각종 제어부로 전달되어, 차량 시동시 전원 공급 및 차단을 제어하고, 주행 중에는 변속단 설정, 해제 및 후진등 전장 제어 등의 기능을 수행하도록 구성된다.
따라서, 차량에는 이러한 변속기의 변속 조작 상태를 감지하는 변속 조작 감지 장치가 구비되며, 이를 통해 현재 설정된 변속단에 대한 정보가 TCU 및 각종 제어부로 전달되어 각종 제어 기능이 수행된다.
종래 기술에 따른 변속 조작 감지 장치는 일반적으로 중립 변속단 검출센서 및 후진 변속단 검출센서를 각각 별도로 구비하여 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인지 후진 변속단인지 또는 주행 변속단인지 등을 감지하도록 구성된다. 이러한 변속 조작 감지 장치는 각각 별도의 검출 센서를 통해 독립적으로 작동하도록 구성되며, 이에 따라 부품수 증가 및 조립 공정 시간의 증가 등의 문제를 발생시켰으며, 복잡한 구조로 인하여 장치의 컴팩트화를 위한 설계 공간 활용을 어렵게 하는 문제를 발생시켰다. 특히, 종래 기술에 따른 일반적인 변속 조작 감지 장치는 각 변속단을 감지하는 검출 센서의 검출 방식이 변속 조작에 따라 연동하는 특정 구성 요소의 기계적인 직접 접촉을 통해 변속 조작 상태를 검출하는 방식으로 구성되는바, 이러한 기계적인 접촉은 부품의 마찰 및 손상을 가져오거나 소음 발생을 유발하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 변속 레버의 조작에 따라 이동하는 컨트롤 핑거의 위치를 메인 마그네트의 자기장 변화를 이용하여 비접촉 방식으로 감지함으로써, 컨트롤 핑거의 위치 감지를 위한 기계적인 접촉이 방지되어 부품의 마찰 및 손상이 방지되며 내구성이 향상되고 소음 발생이 방지되는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 메인 마그네트와 메인 감지센서를 통해 컨트롤 핑거의 위치 이동에 따른 자기장 변화를 감지하여 변속 조작 상태를 감지하도록 함으로써, 다양한 변속 조작 상태를 감지할 수 있고, 더욱 정확하고 안정적으로 변속 조작 상태를 감지할 수 있는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 변속 레버의 조작에 따라 회전 이동 및 직선 이동하는 컨트롤 핑거의 위치를 센싱 유닛을 통해 감지하는 방식으로 변속기의 변속 조작 상태를 감지하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치에 있어서, 상기 컨트롤 핑거 및 센싱 유닛은 상호 이격되게 배치되어 어느 하나에 메인 마그네트가 장착되고, 상기 센싱 유닛에는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 감지하는 메인 감지센서가 장착되며, 상기 컨트롤 핑거의 회전 이동 및 직선 이동에 따라 상기 메인 감지센서에 의해 감지되는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 통해 상기 컨트롤 핑거의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치를 제공한다.
이때, 상기 메인 마그네트는 상기 컨트롤 핑거와 일체로 이동하도록 상기 컨트롤 핑거의 외주면 일측에 장착되고, 상기 메인 마그네트 및 메인 감지센서는 상기 메인 마그네트가 상기 컨트롤 핑거와 일체로 이동함에 따라 상기 메인 감지센서에 의해 감지되는 상기 메인 마그네트의 자기장이 각각의 변속 조작 상태마다 서로 다르게 변화하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 메인 마그네트는 다수개의 자석이 다극 착자되도록 각각 일렬 배치되는 제 1 및 제 2 자석 모듈을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈은 서로 다른 극성의 자석 배치 상태를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인 감지센서는 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈의 각 자석에 대한 자기장 특성을 각각 감지할 수 있는 적어도 하나 이상의 홀 센서로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈은 각각 다수개의 자석이 상기 컨트롤 핑거의 직선 이동 방향을 따라 일렬 배치되는 형태로 형성되며, 상기 컨트롤 핑거의 회전 이동 방향을 따라 상호 이격되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 메인 감지센서는 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈의 사이 구간에 위치하도록 배치되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단 또는 후진 변속단인 상태에서는 상기 컨트롤 핑거의 회전 이동에 따라 상기 제 1 자석 모듈 또는 제 2 자석 모듈과 근접하게 위치하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈과 상기 메인 감지센서는 차량 변속기의 6개의 주행 변속단, 후진 변속단 및 중립 변속단에 대한 변속 조작 상태를 모두 감지할 수 있도록 각각 6개의 자석과 3개의 홀 센서로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈을 이루는 각 6개의 자석은 각각의 변속단에서 3개의 홀 센서에 의해 감지되는 자기장의 특성이 각각 서로 다른 극성의 배열 조합을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 핑거의 외주면에는 다수개의 자석이 상기 컨트롤 핑거의 직선 이동 방향을 따라 일렬 배치되는 제 3 자석 모듈이 장착되고, 상기 제 3 자석 모듈은 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 상기 메인 감지 센서와 근접하게 위치하도록 상기 제 1 자석 모듈과 제 2 자석 모듈 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 3 자석 모듈을 이루는 다수개의 자석은 모두 동일한 극성을 갖도록 착자될 수 있다.
한편, 상기 메인 마그네트는 상기 컨트롤 핑거와 이격되도록 상기 센싱 유닛에 장착되고, 상기 컨트롤 핑거는 회전 이동 및 직선 이동 상태에 따라 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 변화하도록 외주면 표면의 높이가 서로 다르게 형성되며, 상기 메인 감지센서는 상기 컨트롤 핑거와 상기 메인 마그네트의 수직 이격 거리 변화에 따라 발생하는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 감지하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 컨트롤 핑거는 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단, 중립 변속단 및 후진 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 각각 서로 다른 값을 갖도록 외주면이 3단계의 표면 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 핑거는 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 중간값이 되도록 외주면 일측에 기준면이 형성되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 최소값이 되도록 상기 기준면으로부터 돌출되는 돌출부가 형성되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 후진 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 최대값이 되도록 상기 기준면으로부터 함몰되는 함몰부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인 마그네트는 하나의 자석으로 구성되고, 상기 메인 감지 센서는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 감지할 수 있는 홀 센서로 구성되며, 상기 홀 센서는 상기 메인 마그네트와 상기 컨트롤 핑거 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 핑거와 상기 메인 마그네트의 수직 이격 거리 방향을 기준으로 한 상기 메인 마그네트의 길이는 상기 컨트롤 핑거와 상기 메인 마그네트의 수직 이격 거리의 최대값보다 3배 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 센싱 유닛에는 상기 메인 마그네트의 자속을 집중시킬 수 있도록 별도의 마그네틱 집속기가 장착될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 핑거는 탄소강 또는 크롬-몰리브덴 합금강으로 제작될 수 있다.
본 발명에 의하면, 변속 레버의 조작에 따라 이동하는 컨트롤 핑거의 위치를 메인 마그네트의 자기장 변화를 이용하여 비접촉 방식으로 감지함으로써, 컨트롤 핑거의 위치 감지를 위한 기계적인 접촉이 방지되어 부품의 마찰 및 손상이 방지되며 내구성이 향상되고 소음 발생이 방지되는 효과가 있다.
또한, 메인 마그네트와 메인 감지센서를 통해 컨트롤 핑거의 위치 이동에 따른 자기장 변화를 감지하여 변속 조작 상태를 감지하도록 함으로써, 6개의 주행 변속단, 중립 변속단 및 후진 변속단 등 다양한 변속 조작 상태를 감지할 수 있고, 더욱 정확하고 안정적으로 변속 조작 상태를 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 측면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거와 메인 마그네트의 결합 구조를 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 회전 이동 및 직선 이동 상태를 개념적으로 도시한 개념도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태를 개념적으로 도시한 개념도,
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태를 개념적으로 도시한 개념도,
도 10은 도 9에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태를 표로 정리해서 도시한 도면,
도 11은 도 9에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태에 따른 메인 감지 센서의 출력 상태를 그래프로 나타낸 도면,
도 12는 도 2에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태를 개념적으로 도시한 개념도,
도 13은 도 12에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태에 대해 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 변화 상태를 개념적으로 도시한 개념도,
도 14는 도 13에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태를 표로 정리해서 도시한 도면,
도 15는 도 13에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태에 따른 메인 감지 센서의 출력 상태를 그래프로 나타낸 도면,
도 16 및 도 17은 도 2에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태를 기준으로 또 다른 일 실시예에 따른 메인 마그네트의 자석 배치 상태를 각각 나타낸 도면,
도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 19는 도 18에 도시된 센싱 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 20은 도 18에 도시된 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 회전 이동 및 직선 이동 상태를 개념적으로 도시한 개념도,
도 21은 도 18에 도시된 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 동작 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거와 메인 마그네트의 결합 구조를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치는 사용자가 변속 레버(미도시)를 통해 변속기의 변속 조작 상태를 변경할 때 이를 감지하는 장치로서, 변속 레버에 연동하여 회전 이동 및 직선 이동하는 컨트롤 핑거(200)의 위치를 감지하여 변속기의 변속 조작 상태를 감지하는 방식으로 구성된다.
차량 변속기에 대한 변속 조작력 전달 구조는 일반적으로 사용자의 변속 레버(미도시) 조작에 연동하여 컨트롤 샤프트(100)가 회전 이동 및 직선 이동하게 되고, 컨트롤 샤프트(100)에 관통 결합되는 컨트롤 핑거(200)가 컨트롤 샤프트(100)와 함께 회전 이동 및 직선 이동하며 특정 변속 기어가 서로 맞물림되도록 변속 기어의 정렬 상태를 변경시키는 방식으로 이루어진다. 따라서, 변속기의 변속 조작 감지 장치는 이러한 컨트롤 핑거(200)의 위치 상태를 별도의 센싱 유닛(400)을 통해 감지하는 방식으로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변속 조작 감지 장치는 컨트롤 핑거(200)와 센싱 유닛(400)이 서로 접촉되지 않도록 상호 이격되게 배치되는 비접촉 방식으로 컨트롤 핑거(200)의 위치를 감지하도록 구성되는데, 이는 메인 마그네트(300)와 메인 마그네트(300)의 자기장 변화를 감지하는 메인 감지센서(500)를 통해 구현된다.
메인 마그네트(300)는 컨트롤 핑거(200) 및 센싱 유닛(400) 중 어느 하나에 장착되고, 메인 감지센서(500)는 센싱 유닛(400)에 장착되어 메인 마그네트(300)의 자기장 변화를 감지하도록 구성된다. 따라서, 사용자에 의한 변속 레버의 조작에 따라 컨트롤 핑거(200)가 회전 이동 및 직선 이동하게 되면, 이러한 컨트롤 핑거(200)의 이동에 따라 메인 감지센서(500)에 의해 감지되는 메인 마그네트(300)의 자기장이 변화하게 되고, 메인 감지센서(500)에 의해 측정되는 자기장 변화값을 통해 컨트롤 핑거(200)의 위치를 감지하는 방식으로 구성된다.
메인 마그네트(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 컨트롤 핑거(200)에 장착되어 컨트롤 핑거(200)와 함께 일체로 회전 이동 및 직선 이동하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 메인 마그네트(300)가 컨트롤 핑거(200)와 함께 회전 이동 및 직선 이동하게 되면, 위치 고정된 메인 감지센서(500)와의 이격 거리가 변화하게 되므로, 메인 감지센서(500)에 의해 측정되는 메인 마그네트(300)의 자기장 특성이 변화하게 된다. 이러한 자기장 특성 변화값을 각 변속 조작 상태마다 서로 다르게 측정되도록 메인 마그네트(300)와 메인 감지센서(500)를 배치함으로써, 각각의 변속 조작 상태를 감지하는 방식으로 구성될 수 있다.
한편, 메인 마그네트(300)가 메인 감지센서(500)와 함께 센싱 유닛(400)에 장착될 수도 있고(도 18 및 도 19 참조), 이 경우 컨트롤 핑거(200)의 회전 이동 및 직선 이동에 따른 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200)와의 이격 거리 변화에 따라 메인 감지센서(500)에 의해 감지되는 메인 마그네트(300)의 자기장 특성이 변화되며, 이러한 자기장 특성 변화값에 따라 각각의 변속 조작 상태를 감지하는 방식으로 구성될 수도 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 18 내지 도 21을 중심으로 후술하기로 하고, 여기서는 메인 마그네트(300)가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 컨트롤 핑거(200)에 장착되는 경우에 대해서 먼저 살펴본다.
메인 마그네트(300)는 전술한 바와 같이 컨트롤 핑거(200)와 일체로 이동하도록 컨트롤 핑거(200)의 외주면 일측에 장착되고, 메인 마그네트(300)와 메인 감지센서(500)는 메인 마그네트(300)가 컨트롤 핑거(200)와 일체로 이동함에 따라 메인 감지센서(500)에 의해 감지되는 메인 마그네트(300)의 자기장이 각각의 변속 조작 상태마다 서로 다르게 변화하도록 배치됨으로써, 각각의 변속 조작 상태를 감지할 수 있도록 구성되는데, 이때, 메인 마그네트(300)와 센싱 유닛(400)은 도 3에 도시된 바와 같이 X만큼의 이격 거리를 유지한 상태로 배치된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 감지 장치는 컨트롤 핑거(200) 및 메인 마그네트(300)와 센싱 유닛(400)이 서로 비접촉 상태로 유지되어 접촉하지 않기 때문에, 기어 변속시 상호 간의 마찰 및 이로 인한 손상이 방지되어 내구성이 향상되며 더욱 안정적인 동작이 가능하다.
한편, 메인 마그네트(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 자석(301,302)이 다극 착자되도록 각각 일렬 배치되는 형태의 제 1 자석 모듈(310)과 제 2 자석 모듈(320)을 포함하여 구성될 수 있고, 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 동일한 극성의 자석이 다수개 착자되는 제 3 자석 모듈(330)을 더 포함하여 구성될 수도 있다. 여기서, 각 자석 모듈(310,320,330)은 각각 독립적으로 착자된 자석을 다수개 일렬 배치하는 방식의 분리형으로 형성될 수도 있고, 이와 달리 하나의 일체형으로 착자 방식을 통해 다수개의 극성이 착자되는 형태로 형성될 수도 있다. 한편, 각각의 자석 모듈(310,320,330)은 각각 서로 다른 극성의 자석 배치 상태를 갖도록 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 자석 배치 상태와 메인 감지센서(500)와의 상호 관계에 대해서는 후술한다. 또한, 메인 감지센서(500)는 이러한 자석 모듈의 각 자석에 대한 자기장 특성을 각각 감지할 수 있도록 적어도 하나 이상, 바람직하게는 3개의 홀 센서(501,502,503)로 구성될 수 있으며, 센싱 유닛(400)의 내부에 배치된다.
센싱 유닛(400)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 수용 공간이 형성되도록 일측면이 개방된 케이스 바디(410)와, 케이스 바디(410)의 개방된 면에 결합되는 케이스 커버(420)와, 케이스 바디(410)의 내부에 배치되는 PCB 기판(430)과, PCB 기판(430)을 지지함과 동시에 커넥터 핀(442)이 연결된 지지 프레임(440)을 포함하여 구성된다. 지지 프레임(440)과 PCB 기판(430)은 스크류(T)를 통해 상호 결합되며, 상호 결합된 상태로 케이스 바디(410)의 내부 공간에 장착된다. 이때, 지지 프레임(440)의 커넥터 핀(442)은 PCB 기판(430)과 전기적으로 소통되도록 솔더링 용접된다. 케이스 커버(420)에는 외부 돌출되는 커넥터부(421)가 형성되어 커넥터 핀(442)이 관통 삽입되도록 구성되며, 이를 통해 외부 전자 기기와 전기적 신호가 송수신된다. 한편, 메인 감지센서(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 홀 센서(501,502,503)로 구성될 수 있으며, 이는 PCB 기판(430)에 실장되어 케이스 바디(410)의 내부에 배치된다. 이때, 지지 프레임(440)에는 이러한 홀 센서(501,502,503)가 각각 삽입 지지되도록 별도의 지지홈(441)이 형성될 수 있다.
메인 마그네트(300)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320) 또는 제 1, 제 2 및 제 3 자석 모듈(310,320,330)의 형태로 구성될 수 있으며, 컨트롤 핑거(200)의 외주면 일측에 일부가 외부 노출되도록 장착된다. 즉, 컨트롤 핑거(200)의 외주면에는 컨트롤 핑거(200)의 직선 이동 방향을 따라 길게 형성된 마그네트 안착홈(210)이 자석 모듈의 개수에 상응하게 형성되고, 이러한 마그네트 안착홈(210)에 각 자석 모듈이 삽입 결합된다. 각 자석 모듈(310,320,330)이 마그네트 안착홈(210)에 삽입된 상태에서 각 자석 모듈(310,320,330)의 고정 지지를 위해 별도의 지지 플레이트(220)가 컨트롤 핑거(200)의 일단에 스크류(T)를 통해 결합된다.
이때, 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)은 마그네트 안착홈(210)의 형상에 대응하여 각각 다수개의 자석(301,302)이 컨트롤 핑거(200)의 직선 이동 방향을 따라 일렬 배치되는 형태로 형성되며, 컨트롤 핑거(200)의 회전 이동 방향을 따라 상호 이격되게 배치된다. 이 경우 제 3 자석 모듈(330)은 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)의 사이에 위치하도록 배치된다. 이러한 배치 상태에 따라 컨트롤 핑거(200)가 회전 및 직선 이동하게 되면, 메인 감지센서(500)에 서로 다른 자석 모듈이 감지되며 서로 다른 자기장 특성을 나타내게 된다.
즉, 변속 레버의 조작에 연동하여 컨트롤 핑거(200)가 회전 이동 및 직선 이동하게 되면, 컨트롤 핑거(200)와 함께 메인 마그네트(300)가 회전 이동 및 직선 이동하게 되고, 메인 마그네트(300)의 위치가 이동함에 따라 메인 감지센서(500)에 의해 감지되는 메인 마그네트(300)의 자기장이 변화하므로, 이러한 자기장 변화에 따라 현재 변속 조작 상태를 감지하게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 회전 이동 및 직선 이동 상태를 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태를 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태를 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 10은 도 9에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태를 표로 정리해서 도시한 도면이고, 도 11은 도 9에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태에 따른 메인 감지 센서의 출력 상태를 그래프로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤 핑거(200)는 변속 조작 상태에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 회전 운동 및 직선 운동하는데, 이는 컨트롤 핑거(200)의 가장 일반적인 상태를 예시적으로 도시한 것으로, 이와 달리 다양한 회전 운동 및 직선 운동 상태를 가질 수 있을 것이다. 도 7에 도시된 변속 조작 상태에 대한 일반적인 구조는 6단의 주행 변속단과, 후진 변속단 및 중립 변속단을 갖는데, 중립 상태에서 기어 변속을 위해 컨트롤 핑거(200)가 시프트 직선 이동을 하고 이후 특정 변속단으로 선택 회전 이동을 함에 따라 특정 변속단이 선택되게 된다.
이러한 컨트롤 핑거(200)는 각각 단계적으로 동일한 이동 거리를 따라 직선 이동 및 회전 이동하기 때문에, 변속 조작 상태에 따라 각각 항상 동일한 위치 상태를 갖게 된다. 따라서, 이와 같은 이동 상태에 대응하여 메인 마그네트(300)와 메인 감지센서(500)의 배치 상태를 도 8에 도시된 바와 같이 배치한다.
즉, 메인 감지센서(500)는 도 8에 도시된 바와 같이 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)의 사이 구간에 위치하도록 배치되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단 또는 후진 변속단인 상태에서는 컨트롤 핑거(200)의 회전 이동에 따라 제 1 자석 모듈(310) 또는 제 2 자석 모듈(320)과 근접하게 위치하도록 배치된다.
다시 말하면, 메인 감지센서(500)를 구성하는 3개의 홀 센서(501,502,503)는 중립 변속단에서 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)과 멀어진 상태로 위치하기 때문에 단순히 기준값을 출력하게 되고, 주행 변속단 또는 후진 변속단에서는 제 1 자석 모듈(310) 또는 제 2 자석 모듈(320)과 근접한 상태로 위치하기 때문에, 제 1 자석 모듈(310)에 의한 자기장 특성 또는 제 2 자석 모듈(320)에 의한 자기장 특성을 출력하게 된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 감지 장치는 차량 변속기의 6개의 주행 변속단과, 후진 변속단 및 중립 변속단에 대한 변속 조작 상태를 모두 각각 감지할 수 있도록 도 8에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)이 각각 6개의 자석(301,302)으로 구성되고, 이에 대응하여 메인 감지센서(500)는 3개의 홀 센서(501,502,503)로 구성된다. 이때, 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)을 이루는 각 6개의 자석(301,302)은 각각의 변속단에서 3개의 홀 센서(501,502,503)에 의해 감지되는 자기장의 특성이 각각 서로 다른 극성의 배열 조합을 이루도록 배치된다.
예를 들면, 제 1 자석 모듈(310)은 도 8에 도시된 바와 같이 N-S-S-S-N-N 극성으로 다극 착자되도록 자석(301,302)이 배치되고, 제 2 자석 모듈(320)은 N-N-N-S-N-S 극성으로 다극 착자되도록 자석(301,302)이 배치될 수 있다. 이러한 구성에 따라 각각의 변속 조작 상태로 컨트롤 핑거(200)가 회전 및 직선 이동하게 되면, 3개의 홀 센서(501,502,503)에 의해 각각 감지되는 자기장 극성이 서로 다른 극성의 배열 조합을 갖게 되므로, 각각의 변속단에 대한 변속 조작 상태를 감지할 수 있게 된다.
이에 대한 각 변속단에서의 배치 상태는 도 9에 도시되며, 도 10에는 3개의 홀 센서(501,502,503)를 통해 감지되는 자석 배열 상태가 표로 도시되고, 도 11에는 각 변속 조작 상태에 따라 3개의 홀 센서(501,502,503)에 대한 출력 신호가 그래프화하여 도시된다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 3개의 홀 센서(501,502,503)는 1단 주행 변속단에서 제 2 자석 모듈(320)의 N-S-N극 자석과 근접하며 이에 해당하는 신호를 출력하게 된다. 이때, 홀 센서(501,502,503)는 각각 N극 자석과 근접할 때 고출력(H:High)을 나타내고 N극 자석과 멀어지며 S극 자석과 근접할 때 저출력(L:Low)을 나타내도록 구성될 수 있는데, 이에 따라 3개의 홀 센서(501,502,503)에서 각각 나타나는 출력은 H(고출력)-L(저출력)-H(고출력)의 조합으로 나타나게 된다. 마찬가지로, 2단 주행 변속단에서는 3개의 홀 센서(501,502,503)가 제 1 자석 모듈(310)의 S-S-N극 자석과 근접하며 L(저출력)-L(저출력)-H(고출력)의 출력 신호를 출력하게 된다. 계속해서 마찬가지 방식으로, 도 8에 도시된 바와 같이 3단 주행 변속단에서는 N-N-S극, H-H-L 출력 신호, 4단 주행 변속단에서는 S-S-S극, L-L-L 출력 신호, 5단 주행 변속단에서는 N-N-N극, H-H-H 출력 신호, 6단 주행 변속단에서는 N-S-S극, H-L-L 출력 신호를 나타내고, 후진 변속단에서는 S-N-S극, L-H-L 출력 신호를 나타내며, 중립 변속단에서는 3개의 홀 센서(501,502,503)가 제 1 및 제 2 자석 모듈(310,320)과 모두 멀어지도록 위치하기 때문에 홀 센서(501,502,503)의 출력의 모두 기준값을 출력하는 방식으로 구성된다.
따라서, 이와 같은 자석 배치와 홀 센서(501,502,503)의 배치 상태를 통해 각각의 변속단에서 모두 서로 다른 조합의 출력 신호가 생성되므로, 이에 따라 각 변속단에 해당하는 변속 감지 상태를 감지하게 된다. 물론, 이상에서 설명한 자석 배치 상태는 예시적인 것으로, 이와 달리 다양한 다른 조합을 통해서도 구성될 수 있을 것이다.
도 12는 도 2에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태를 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 13은 도 12에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태에 대해 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 변화 상태를 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 14는 도 13에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태를 표로 정리해서 도시한 도면이고, 도 15는 도 13에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 변화 상태에 따른 메인 감지 센서의 출력 상태를 그래프로 나타낸 도면이고, 도 16 및 도 17은 도 2에 도시된 메인 감지 유닛과 메인 마그네트의 배치 상태를 기준으로 또 다른 일 실시예에 따른 메인 마그네트의 자석 배치 상태를 각각 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변속 감지 장치는 전술한 바와 같이 3개의 자석 모듈(310,320,330)을 구비한 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 제 3 자석 모듈(330)은 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 자석 모듈(310)과 제 2 자석 모듈(320) 사이에 배치되어 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 3개의 홀 센서(501,502,503)와 근접하게 위치하도록 구성되며, 제 3 자석 모듈(330)을 구성하는 다수개의 자석은 모두 동일한 극성, 예를 들면 N극성을 갖도록 착자된다. 따라서, 변속 조작 상태가 중립 변속단인 경우, 3개의 홀 센서(501,502,503)의 출력값은 도 8 내지 도 11에 도시된 홀 센서(501,502,503)와 달리 모두 고출력(H:High) 신호를 출력하게 된다. 이때, 도 12 내지 도 15에 도시된 제 1 자석 모듈(310) 및 제 2 자석 모듈(320)의 자석 배치는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 도 8 내지 도 11에 도시된 자석 배치 형태와 달리 다른 배치 형태로 도시된다.
컨트롤 핑거(200)의 회전 및 직선 이동 상태 또는 각 홀 센서(501,502,503)에 의해 각 변속단에서 감지되는 출력값에 대한 원리는 전술한 바와 동일하므로, 마찬가지 원리에 의해 1단 주행 변속단에서는 N-S-S극, H-L-L 출력 신호, 2단 주행 변속단에서는 N-N-S극, H-H-L 출력 신호, 3단 주행 변속단에서는 S-N-S극, L-H-L 출력 신호, 4단 주행 변속단에서는 S-N-N극, L-H-H 출력 신호, 5단 주행 변속단에서는 S-S-N극, L-L-H 출력 신호, 6단 주행 변속단에서는 N-S-N극, H-L-H 출력 신호를 나타내고, 후진 변속단에서는 S-S-S극, L-L-L 출력 신호를 나타내며, 중립 변속단에서는 3개의 홀 센서(501,502,503)가 제 3 자석 모듈(330)과 근접하게 위치하기 때문에, N-N-N극, H-H-H 출력 신호를 나타낸다. 이러한 출력 신호는 기준값 출력이 없기 때문에, 도 15와 같은 그래프 형태로 나타난다.
한편, 이상에서 설명한 제 1 자석 모듈(310)과 제 2 자석 모듈(320)에 대한 자석 극성의 배치는 예시적인 것으로, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 또 다른 배치 형태를 가질 수 있으며, 이외에도 다양한 배치 형태로 변경 가능할 것이다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 메인 마그네트(300)가 센싱 유닛(400)에 장착되는 경우에 대해 살펴본다.
도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 19는 도 18에 도시된 센싱 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 20은 도 18에 도시된 컨트롤 핑거의 변속 조작 상태에 따른 회전 이동 및 직선 이동 상태를 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 21은 도 18에 도시된 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치의 동작 원리를 개념적으로 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변속 감지 장치는 도 18에 도시된 바와 같이 메인 마그네트(300)가 센싱 유닛(400)에 장착되고, 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200)와의 이격 거리 변화에 따른 메인 마그네트(300)의 자기장 변화를 메인 감지센서(500)가 감지하는 방식으로 변속 조작 상태를 감지하도록 구성된다.
즉, 메인 마그네트(300)는 컨트롤 핑거(200)와 이격되도록 센싱 유닛(400)에 장착되고, 컨트롤 핑거(200)는 회전 이동 및 직선 이동 상태에 따라 메인 마그네트(300)와의 수직 이격 거리가 변화하도록 외주면 표면 높이가 서로 다르게 형성되며, 메인 감지센서(500)는 컨트롤 핑거(200)와 메인 마그네트(300)의 수직 이격 거리 변화에 따라 발생하는 메인 마그네트(300)의 자기장 변화를 감지하도록 형성된다.
이때, 컨트롤 핑거(200)는 도 18에 도시된 바와 같이 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단, 중립 변속단 및 후진 변속단인 상태로 회전 이동 및 직선 이동 한 상태에서 메인 마그네트(300)와의 수직 이격 거리가 각각 서로 다른 값을 갖도록 외주면이 3단계의 표면 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
따라서, 도 19에 도시된 바와 같이 컨트롤 핑거(200)가 각 변속단에 따라 회전 이동 및 직선 이동하게 되면, 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200) 사이의 수직 이격 거리는 각 변속단에 따라 서로 달라지게 된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 감지 장치는 단순히 주행 변속단, 후진 변속단 및 중립 변속단의 상태만 서로 구별하여 감지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 6개 주행 변속단에서 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200)의 수직 이격 거리는 모두 동일하게 형성하고, 주행 변속단과 중립 변속단에서만 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200)와의 수직 이격 거리가 차등 적용되도록 높이를 3단계로 하여 3가지 상태에 대한 변속 조작 상태를 감지할 수 있다. 물론, 이 경우 6개 주행 변속단에서 각각의 주행 변속단에 대한 변속 조작 상태를 감지할 수 있도록 컨트롤 핑거(200)에 6단계의 높이를 추가적으로 적용할 수 있으나, 메인 감지센서(500)의 감도 등을 고려하여 주행 변속단, 후진 변속단 및 중립 변속단의 변속 조작 상태만을 감지하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이러한 변속 조작 감지 장치에 적용되는 센싱 유닛(400)은 전술한 바와 같이 케이스 바디(410), 케이스 커버(420), PCB 기판(430) 및 지지 프레임(440)을 포함하여 구성될 수 있는데, 도 19에 도시된 바와 같이 PCB 기판(430)에 메인 감지센서(500)가 장착되며 이러한 메인 감지센서(500)와 근접한 위치에 메인 마그네트(300)가 장착된다. 이때, 메인 감지센서(500)는 하나의 홀 센서로 단순하게 구성되며, 메인 마그네트(300) 또한 하나의 자석으로 단순한 형태로 구성될 수 있다. 지지 프레임(440)의 일단에는 메인 감지센서(500)가 삽입 압착되도록 지지홈(441)이 형성되며, 도시되지는 않았으나 지지 프레임(440)의 하면에는 메인 마그네트(300)가 삽입 안착되도록 별도의 마그네트 지지홈(미도시)이 형성될 수 있다. 한편, 지지 프레임(440)의 상면에는 메인 마그네트(300)의 자속을 집속시킬 수 있도록 별도의 마그네틱 집속기(450)가 스크류(T)를 통해 결합될 수 있으며, 이러한 마그네틱 집속기(450)는 메인 마그네트(300)로부터 발생하는 자속을 집중시켜 메인 감지센서(500)의 감도를 향상시킬 수 있는 것으로, 이는 공지되어 널리 사용되는 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이러한 센싱 유닛(400)에 대응하는 컨트롤 핑거(200)의 외주면 형상을 살펴보면, 컨트롤 핑거(200)는 도 18 및 도 20에 도시된 바와 같이 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단인 상태에서 메인 마그네트(300)와의 수직 이격 거리가 중간값이 되도록 외주면 일측에 기준면(201)이 형성되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 메인 마그네트(300)와의 수직 이격 거리가 최소값이 되도록 기준면(201)으로부터 돌출되는 돌출부(202)가 형성되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 후진 변속단인 상태에서 메인 마그네트(300)와의 수직 이격 거리가 최대값이 되도록 기준면(201)으로부터 함몰되는 함몰부(203)가 형성된다.
이러한 구조에 따라 중립 변속단, 주행 변속단, 후진 변속단의 순서로 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200)와의 수직 이격 거리가 3단계로 증가하게 되므로, 이에 따라 메인 마그네트(300)에 의한 자기장의 세기가 3단계로 증가하게 되므로, 메인 감지센서(500)는 각각 3단계의 서로 다른 출력값을 출력하게 된다. 이때, 메인 마그네트(300)의 자기력 세기에 대한 감도가 더욱 향상될 수 있도록 컨트롤 핑거(200)의 재질은 더욱 강자성체 성질을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들면, 탄소강(SM45C) 혹은 크롬-몰리브덴 합금강(SCM 계열)으로 제작될 수 있으며, 물론 이외에도 주철(FCD600)도 가능하며 다양한 다른 금속도 가능할 것이다.
한편, 이와 같이 메인 마그네트(300)의 자기장은 컨트롤 핑거(200)와의 수직 이격 거리의 변화에 따라 변화하게 되며, 또한 컨트롤 핑거(200)와의 사이 공간으로 강하게 작용하기 때문에, 메인 마그네트(300)의 자기장 변화를 감지하는 메인 감지센서(500)는 감도 향상을 위해 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 메인 마그네트(300)와 컨트롤 핑거(200) 사이에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 변속 조작 감지 장치의 동작 상태를 좀 더 자세히 살펴보면, 도 21의 (a)에 도시된 바와 같이 변속 조작 상태가 중립 변속단인 경우, 컨트롤 핑거(200)의 돌출부(202)가 센싱 유닛(400)과 최대 근접하며 Y1 만큼의 이격 거리를 갖게 된다. 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이 변속 조작 상태가 주행 변속단인 경우, 컨트롤 핑거(200)의 기준면(201)이 센싱 유닛(400)과 최대 근접하며 Y2 만큼의 이격 거리를 갖게 되고, 도 21의 (c)에 도시된 바와 같이 변속 조작 상태가 후진 변속단인 경우, 컨트롤 핑거(200)의 함몰부(203)가 센싱 유닛(400)과 최대 근접하며 Y3 만큼의 이격 거리를 갖게 된다. 따라서, 중립 변속단 상태에서 메인 마그네트(300)의 자기장이 가장 세고, 그 다음 주행 변속단, 마지막으로 후진 변속단으로 3단계로 형성되기 때문에, 메인 감지센서(500)에 의해 출력되는 출력값은 3단계의 서로 다른 값을 가지게 되며, 이에 따라 각각의 변속단을 감지하게 된다.
이때, 도 21에 도시된 바와 같이 컨트롤 핑거(200)와 메인 마그네트(300)의 수직 이격 거리 방향을 기준으로 한 메인 마그네트(300)의 길이(L)는 메인 마그네트(300)의 자기력이 가장 약한 상태인 컨트롤 핑거(200)와 메인 마그네트(300)의 수직 이격 거리의 최대값보다 3배 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 실험적으로 판단된 값으로 메인 감지센서(500)에 대한 감도 향상을 위해 메인 마그네트(300)는 일정 크기 이상의 자기장을 형성해야 하므로, 이러한 기준에 따라 설계되는 것이 바람직할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 컨트롤 핑거 300: 메인 마그네트
310: 제 1 자석 모듈 320: 제 2 자석 모듈
330: 제 3 자석 모듈 400: 센싱 유닛
500: 메인 감지센서

Claims (16)

  1. 변속 레버의 조작에 따라 회전 이동 및 직선 이동하는 컨트롤 핑거의 위치를 센싱 유닛을 통해 감지하는 방식으로 변속기의 변속 조작 상태를 감지하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치에 있어서,
    상기 컨트롤 핑거 및 센싱 유닛은 상호 이격되게 배치되어 어느 하나에 메인 마그네트가 장착되고, 상기 센싱 유닛에는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 감지하는 메인 감지센서가 장착되며, 상기 컨트롤 핑거의 회전 이동 및 직선 이동에 따라 상기 메인 감지센서에 의해 감지되는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 통해 상기 컨트롤 핑거의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 마그네트는 상기 컨트롤 핑거와 일체로 이동하도록 상기 컨트롤 핑거의 외주면 일측에 장착되고, 상기 메인 마그네트 및 메인 감지센서는 상기 메인 마그네트가 상기 컨트롤 핑거와 일체로 이동함에 따라 상기 메인 감지센서에 의해 감지되는 상기 메인 마그네트의 자기장이 각각의 변속 조작 상태마다 서로 다르게 변화하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메인 마그네트는 다수개의 자석이 다극 착자되도록 각각 일렬 배치되는 제 1 및 제 2 자석 모듈을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈은 서로 다른 극성의 자석 배치 상태를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인 감지센서는 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈의 각 자석에 대한 자기장 특성을 각각 감지할 수 있는 적어도 하나 이상의 홀 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자석 모듈은 각각 다수개의 자석이 상기 컨트롤 핑거의 직선 이동 방향을 따라 일렬 배치되는 형태로 형성되며, 상기 컨트롤 핑거의 회전 이동 방향을 따라 상호 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 메인 감지센서는 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈의 사이 구간에 위치하도록 배치되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단 또는 후진 변속단인 상태에서는 상기 컨트롤 핑거의 회전 이동에 따라 상기 제 1 자석 모듈 또는 제 2 자석 모듈과 근접하게 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 자석 모듈과 상기 메인 감지센서는 차량 변속기의 6개의 주행 변속단, 후진 변속단 및 중립 변속단에 대한 변속 조작 상태를 모두 감지할 수 있도록 각각 6개의 자석과 3개의 홀 센서로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 자석 모듈을 이루는 각 6개의 자석은 각각의 변속단에서 3개의 홀 센서에 의해 감지되는 자기장의 특성이 각각 서로 다른 극성의 배열 조합을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤 핑거의 외주면에는 다수개의 자석이 상기 컨트롤 핑거의 직선 이동 방향을 따라 일렬 배치되는 제 3 자석 모듈이 장착되고, 상기 제 3 자석 모듈은 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 상기 메인 감지 센서와 근접하게 위치하도록 상기 제 1 자석 모듈과 제 2 자석 모듈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 자석 모듈을 이루는 다수개의 자석은 모두 동일한 극성을 갖도록 착자되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 마그네트는 상기 컨트롤 핑거와 이격되도록 상기 센싱 유닛에 장착되고, 상기 컨트롤 핑거는 회전 이동 및 직선 이동 상태에 따라 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 변화하도록 외주면 표면의 높이가 서로 다르게 형성되며, 상기 메인 감지센서는 상기 컨트롤 핑거와 상기 메인 마그네트의 수직 이격 거리 변화에 따라 발생하는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 감지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤 핑거는 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단, 중립 변속단 및 후진 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 각각 서로 다른 값을 갖도록 외주면이 3단계의 표면 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤 핑거는 차량 변속기의 변속 조작 상태가 주행 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 중간값이 되도록 외주면 일측에 기준면이 형성되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 중립 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 최소값이 되도록 상기 기준면으로부터 돌출되는 돌출부가 형성되고, 차량 변속기의 변속 조작 상태가 후진 변속단인 상태에서 상기 메인 마그네트와의 수직 이격 거리가 최대값이 되도록 상기 기준면으로부터 함몰되는 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 마그네트는 하나의 자석으로 구성되고, 상기 메인 감지 센서는 상기 메인 마그네트의 자기장 변화를 감지할 수 있는 홀 센서로 구성되며, 상기 홀 센서는 상기 메인 마그네트와 상기 컨트롤 핑거 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 컨트롤 핑거와 상기 메인 마그네트의 수직 이격 거리 방향을 기준으로 한 상기 메인 마그네트의 길이는 상기 컨트롤 핑거와 상기 메인 마그네트의 수직 이격 거리의 최대값보다 3배 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 센싱 유닛에는 상기 메인 마그네트의 자속을 집중시킬 수 있도록 별도의 마그네틱 집속기가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 컨트롤 핑거는 탄소강 또는 크롬-몰리브덴 합금강으로 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 조작 감지 장치.
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