KR20130103311A - 간접 잠금부를 포함하는 병진식 작동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시프트-바이-와이어 차량 변속기의 변속단들을 선택하기 위한 작동 장치에 관한 것이다. 상기 작동 장치는 하우징(1)뿐 아니라, 병진 운동식 작동 노브(2)와, 잠금력 및 복귀력을 발생시키기 위한 잠금 부재들로서 잠금 핀(5) 및 잠금 윤곽부(6)를 구비한 잠금 장치(4)를 포함한다. 본 발명에 따라 작동 장치는 작동 노브(2) 상의 톱니부(12)와 맞물리는 잠금 기어 휠(11)을 특징으로 한다. 이 경우 두 잠금 부재(5, 6) 중 하나는 잠금 기어 휠(11)과 연결되어 회전형 잠금 부재를 형성한다. 제2 잠금 부재는 직접 또는 간접적으로 베이스 하우징(1)과 결합되면서 고정형 잠금 부재를 형성한다. 따라서 공간 절약적이고 소음이 적고 구조적으로 간단하게 구성되며 이동이 용이하면서도 촉각 측면에서 신뢰성 있게 작동되는 작동 장치가 제공된다. 작동 노브의 위치는 액추에이터 측면에서 최소의 노동으로 변속기 상태에 적합하게 조정될 수 있고, 오작동은 액추에이터의 노브 작동에 기초하여 촉각적 및 시각적으로 시그널링될 수 있다.

Description

간접 잠금부를 포함하는 병진식 작동 장치{TRANSLATORY ACTIVATION DEVICE WITH INDIRECT LATCHING}

본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따라 시프트-바이-와이어 제어형 기어 전환식 변속기, 예컨대 자동 변속기, 또는 액추에이터에 의해 작동되는 수동 변속기를 위한 작동 장치에 관한 것이다.

자동차의 기어 전환식 변속기는 일반적으로 운전자의 손이 닿는 영역에 배치되는 작동 장치에 의해 변속 또는 제어된다. 이를 위해, 예컨대 자동차의 앞좌석들 사이에 배치되거나, 운전석의 또 다른 영역들, 예컨대 중앙 콘솔의 영역에 배치되는, 시프트 레버, 시프트 노브, 또는 실렉터 레버와 같은 작동 부재들이 항상 이용된다.

기어 전환식 변속기를 위한 상기 작동 장치들에 대한 구조적 요건 및 특히 인체 공학적 요건은 점차 더 다양해지고 있다. 예컨대 안전성 및 인체 공학적 이유에서 전자 제어식 변속기에서도 운전자에게 실감나는 변속기 작동감을 전달하기 위해, 일반적인 작동 장치들에 대해, 기어 전환 시 변속기의 현재 변속 상태 또는 작동 상태에 대한 확실한 촉각적 피드백이 이루어지는 점이 요구된다. 이 경우 특히 운전자가 실렉터 레버를 잠깐 바라보거나 잡는 동작으로써 변속기의 순간 변속 상태를 직관적으로 감지할 수도 있어야 한다.

그럼으로써 실렉터 레버의 각각의 순간 위치에 따라 현재 변속기 상태, 또는 실제로 체결된 변속단, 또는 변속 결과에 대한 분명한 피드백을 운전자에게 전달하는 것이 요구된다.

그러나 기어 전환식 변속기의 전기식 작동 또는 시프트-바이-와이어 작동의 경우 차실 내 작동 레버와 엔진룸 내 자동차 변속기 사이에는 기계식 커플링이 존재하지 않는다. 오히려, 시프트-바이-와이어 변속기의 경우, 작동 장치로부터 자동차 변속기로의 변속 명령의 전달은 전기 신호 또는 전자 신호에 의해, 그리고 후속하여 변속기에서의 변속 명령의 전기식 또는 전기 유압식 전환에 의해 이루어진다.

그러나 변속기 구동 시스템과 작동 레버 사이에 기계식 연결이 존재하지 않음음으로써 변속기 상태, 뜻밖의 변속 잠김 또는 허용되지 않는 변속 명령이 우선 더 이상 직접적으로, 그리고 운전자가 감지할 수 있게 작동 레버의 상태에 작용할 수 없다. 그에 반해 (예컨대 작동 케이블이나 링키지에 의한) 실렉터 레버와 기어 전환식 변속기 사이의 종래의 기계식 변속기 작동 또는 기계식 커플링의 경우에는, 실렉터 레버 위치가 이미 기계식 커플링을 바탕으로 기본적으로 실제의 변속기 상태와 일치한다. 기계식으로 작동되는 변속기 자체는 일반적으로 볼 때 다중 안정적이기 때문에(다시 말하면, 변속기 변속 위치는 다수의 또는 모든 위치에서 안정적이기 때문에), 연계된 실렉터 레버도 다중 안정적이며, 그에 따라 기어 전환식 변속기와 마찬가지로 항시 운전자에 의해 당시 체결되는 위치 또는 변속단에서 그대로 유지된다.

그러므로 운전자는 한편으로 각각의 실렉터 레버 위치로부터 변속기의 현재 변속 상태를 추론할 수 있거나, 실렉터 레버 위치에 따라 변속기에서 각각 체결되는 변속단을 인지할 수 있으며, 다른 한편으로 실렉터 레버 위치가 변속기의 실제 변속 상태와 다르지 않음을 기대할 수 있다.

그에 따라 바이-와이어 작동형 기어 전환식 변속기의 경우, 변속기 구동 시스템과 실렉터 레버 사이의 기계식 연결이 존재하지 않음으로써, 원칙적으로 실렉터 레버 위치는 소정의 한계 조건들에서 변속기의 변속 상태와 더 이상 일치하지 않을 수 있다.

따라서 최근의 자동 변속기는 예컨대, 차량에서 내릴 때 경우에 따라 결과적으로 미통제 상태의 차량이 굴러가지 않도록 하기 위해, 변속기 내 파킹 로크가 자동으로 체결되게끔 하는 이른바 자동 P 기능을 구비하고 있다. 달리 말하면, 자동 P 기능은 실제로 실렉터 레버에서 각각 선택된 변속단과 무관하게 변속기 내 파킹 로크의 자동 체결을 구현한다. 예컨대 파킹 로크는, 실렉터 레버가 운전자에 의해 예컨대 중립 위치 또는 변속단 위치들 중 하나의 위치로 이동된 경우에도, 변속기 또는 차량의 자동 P 기능에 의해 자동으로 체결된다.

그러나 이런 경우에 실렉터 레버 위치는 변속기의 실제 변속 상태와 더 이상 일치하지 않는다. 그에 따라 실렉터 레버 위치의 감지에 따라 운전자는 변속기가 예컨대 중립 위치나 어느 변속단 위치에 위치해 있다는 전제에서 출발해야만 할 수도 있지만, 그에 반해 변속기에서는 실제로 파킹 로크가 체결되어 있다.

상기 문제점에 대처하기 위한 시도로서, 종래 기술에서는 종종 시프트-바이-와이어 기어 전환식 변속기의 실렉터 레버를 매 작동 이후에 항상 동일한 중립 위치로 다시 복귀하는 단안정 작동 부재들로 형성한다. 따라서 단안정 실렉터 레버의 경우 변속기의 실제 변속 상태에 대한 피드백은 별도의 기어 표시기(gear indicator)에서 계속 담당한다. 반대로 단안정 실렉터 레버의 경우 실렉터 레버 위치에 따라 변속기의 변속 상태에 대한 광학적 또는 촉각적 피드백이 운전자에게 전달될 가능성은 배제된다.

또한, 단안정 방식으로 형성된 실렉터 레버에서는 (예컨대 이른바 키 로크 및 시프트 로크 잠금 장치와 같이) 잘못된 변속을 방지하기 위해 필요한 시프팅 로크 및 기계식 시프트 논리의 구현은 복잡한 경향이 있으며, 종종 허용되지 않는 변속 명령을 선택적으로 차단하기 위한 복잡한 구동 시스템을 요구하며, 더욱이 그러한 구동 시스템은 상당한 장착 공간을 필요로 하고 그에 상응하는 비용을 야기한다. 또한, 상기 유형의 구동 시스템은 작동 장치나 실렉터 레버의 영역에서의 바람직하지 못한 소음 발생과 종종 결부된다.

그 외에도 단안정 방식으로 형성된 공지된 작동 장치들은, 이 경우 항상 중립 위치로 복귀하려고 하는 레버를 이용한 새로운 조작 개념에 운전자가 적응해야 하는 단점이 있으며, 상기 조작 개념은 안정된 실렉터 레버 위치들을 이용하는 전통적인 변속기 작동과는 현저히 상이하다.

이러한 배경에서 본 발명의 과제는, 전술한 종래 기술의 단점들이 극복되게 하는 차량 변속기 작동 장치를 제공하는 것이다. 본 발명을 통해서 특히, 안정된 실렉터 레버 위치들을 가지면서 공간 절약적이고 구조적으로 간단하며, 작동 부재를 위해 신뢰성 있고 부드럽게 작동하는 잠금부(latching)를 갖는 작동 장치들이 제공되어야 한다. 나아가, 본 발명을 통해, 변속기의 실제 변속 상태에 대해 신뢰성 있는 광학적 및 촉각적 피드백을 구현되어야 한다. 본 발명을 통해 실렉터 레버 위치에 대한 액추에이터의 작용도 간단한 방식으로 가능해야 한다.

상기 과제는 특허 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 작동 장치에 의해 해결된다.

바람직한 실시예들은 종속항들의 대상이다.

우선은 공지된 측면에서 살펴보면, 본 발명에 따른 작동 장치는, 하우징과, 병진 운동식 작동 노브(activation knob)뿐 아니라, 소정의 변속 위치에서 작동 노브의 잠금 또는 복귀를 위한 잠금력 또는 복귀력을 생성하기 위한 잠금 장치(latching device)를 포함한다. 이 경우 잠금 장치는 기본적으로 역시 공지된 방식으로 잠금 핀(latching pin)과 잠금 윤곽부(latching contour)를 포함하며, 상기 잠금 핀과 잠금 윤곽부는 잠금력 또는 복귀력을 생성하기 위한 양측 잠금 부재를 형성한다.

그런데 본 발명에 따르면 작동 장치는 작동 노브의 톱니부와 맞물리는 잠금 기어 휠(latching gearwheel)을 특징으로 한다. 이 경우 작동 장치의 양 잠금 부재 중 일측 잠금 부재는 잠금 기어 휠과 연결되어, 상기 방식으로 선회형 또는 회전형 잠금 부재를 형성한다. 그에 반해 양 잠금 부재 중 타측 잠금 부재는 (직접 또는 간접적으로) 베이스 하우징과 연결되어 고정형 잠금 부재를 형성한다.

이는 달리 말하면, 본 발명에 따른 작동 장치의 병진 운동식 작동 노브가 잠금부를 보유하나, 이 잠금부는 작동 노브의 선형 가이드의 이동 용이성을 [예컨대 모서리 걸림(jamming)에 의해] 방해할 수 없음을 의미하는데, 그 이유는 본 발명에 의해 한편으로 병진식 가이드의 기능과 다른 한편으로는 잠금부의 기능이 서로 분리되기 때문이다. 그에 따라 잠금력은 종래의 잠금부에서처럼 작동 노브의 슬라이드 레일 또는 선형 가이드에 직접 작용하는 것이 아니라, 잠금 기어 휠과 고정형 잠금 부재 사이의 독립된 잠금 장치에서 생성된다.

이 경우 본 발명은 먼저 두 잠금 부재 중 어느 잠금 부재가 잠금 기어 휠과 연결되는지, 그리고 그럼으로써 작동 노브와 맞물리는지의 여부, 및 두 잠금 부재 중 어느 잠금 부재가 직접 또는 간접적으로 베이스 하우징에서 지지되는지의 여부와 무관하게 실현된다. 따라서 예컨대 잠금 핀은 잠금 기어 휠 및 그와 더불어 작동 노브와 연결될 수 있고, 한편 잠금 윤곽부는 직접 또는 간접적으로 하우징에서 지지된다. 그와 반대로, 잠금 윤곽부가 잠금 기어 휠과 연결되어 작동 노브의 위치와 연동될 수 있고, 한편 잠금 핀은 직접 또는 간접적으로 하우징에서 지지될 수도 있다.

또한, 잠금 기어 휠과 제1 잠금 부재의 연결의 방식 또는 구조적인 형성이 본 발명의 실현을 위해 우선적으로 중요한 것은 아니다. 그러나 제1 잠금 부재가 잠금 기어 휠과 일체형으로 형성되거나, 연결되는 것이 바람직하며, 그럼으로써 구조부재의 개수 및 그와 더불어 비용이 더욱 절감된다.

본 발명의 또 다른 한 실시예에 따라, 잠금 기어 휠은 기어 휠 세그먼트로서 형성된다. 상기 실시예의 배경은, 통상적으로, 작동 노브가 자신의 변위 경로 전체를 따라 이동될 때, 잠금 기어 휠이 완전한 1회전 이상을 실행할 만큼 작동 노브의 변위 경로가 크지 않다는 점에 있다. 그에 따라 잠금 기어 휠에서 불필요한 각도 범위를 생략함으로써 재료가 절약될 수 있고, 잠금 장치의 영역 내에 장착 공간이 추가로 확보될 수 있다.

기본적으로 잠금 윤곽부는, 잠금 윤곽부의 표면이 (잠금 윤곽부와 잠금 핀 사이에서 요구되는 상대 경로를 따라) 잠금 핀에 의해 충돌될 수 없는 점에 한해서, 실질적으로 임의의 형태를 취하거나, 경우에 따라 직선 또는 평면 형태도 취할 수 있다. 그러나 바람직하게는 잠금 윤곽부는 만곡된 형태로 원호 또는 원주를 따라 배치된다. 이처럼 잠금 장치 내에는 더욱 긴 잠금 경로 및/또는 더욱 많은 수의 잠금 위치가 수용되는데, 그 이유는 잠금 윤곽부가 원호 형태로, 또는 원형으로 배치되는 경우, 그리고 잠금 윤곽부와 잠금 핀 사이에서 본 발명에 따라 기본적으로 상대 회전 운동이 이루어지는 경우, 잠금 윤곽부와 잠금 핀 사이의 맞물림을 위해 사실상 무한한 각도 범위가 제공되기 때문이다.

상기 실시예 역시, 특히 잠금 윤곽부가 작동 노브와 함께 움직일 수 있게 (즉, 작동 노브와 톱니로 맞물리는 잠금 기어 휠에) 배치되는지의 여부, 또는 잠금 윤곽부가 하우징에 상대적으로 고정된 제2 잠금 부재를 형성하는지의 여부와 무관하게 선택될 수 있다.

이에 근거하여, 잠금 윤곽부는 본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라 균일하게 형성될 뿐 아니라, 원주를 따라 연속해서 배치된다. 이와 동시 제2 잠금 부재는 제1 잠금 부재에 대해, 즉 잠금 기어 휠에 대해 동심으로 액추에이터에 의해 회전되어 조정될 수 있다.

상기 실시예에 의해서는 먼저, 잠금 윤곽부의 개별 잠금 위치들과 작동 노브의 개별 작동 위치들 사이에 고정된 할당이 더 이상 존재하지 않게 되는데, 그 이유는 잠금 윤곽부가 연속해서 원주방향으로 연장되면서 균일하게 반복되는 잠금 연장부와 함께 원형으로 배치되기 때문이다. 추가로, 상기 실시예의 경우, 제2 잠금 부재, 다시 말하면 하우징에서 지지되는 잠금 부재는 액추에이터에 의해 회전하는 방식으로 하우징에 대해 상대적으로 능동적으로 조정될 수 있다. 또한, 이는 먼저, 이제는 액추에이터에 의해 조정될 수 있는 제2 잠금 부재가 잠금 윤곽부인지, 또는 잠금 핀인지의 여부와 무관하게, 또는 잠금 윤곽부가 잠금 기어 휠에 배치되는지 또는 잠금 윤곽부가 제2 잠금 부재를 형성하는지의 여부와 무관하게 다시 적용된다.

달리 말하면, 상기 실시예에 의해서는 먼저, 작동 노브의 병진 위치가 (액추에이터에 의한 제2 잠금 부재의 회전 위치 조정에 의해) 작동 노브의 이동 경로를 따라 능동적으로 변경될 수 있다. 이 경우 액추에이터에 의한 작동 노브의 위치 조정은, 잠금 윤곽부와 잠금 핀으로 이루어진 잠금 장치 전체가 회전 회동되면서 이루어진다. 즉, 액추에이터에서 작동 노브로의 힘 전달은 잠금 장치를 통해 잠금 장치 전체에서 이루어지는데, 이때 잠금 윤곽부와 잠금 핀 사이의 상대 운동은 일어나지 않는다.

또한, 작동 노브의 포지셔닝은 액추에이터에 의해 힘 소모량은 가능한 한 낮고 소음 생성은 최소인 조건에서 이루어지는데, 그 이유는 잠금 장치의 회전형 베어링 장치 및 작동 노브의 슬라이드 가이드 내에서 극미한 마찰 저항만 극복되면 되고, 한편 잠금 윤곽부와 잠금 핀의 각각의 상대 위치는 변하지 않고 유지되기 때문이다. 이는, 예컨대 오직 최소의 출력 요건과 최소의 치수를 갖는 전동기형 액추에이터로도 충분히 액추에이터에 의한 작동 노브의 조정을 제공한다는 점을 의미하기도 한다.

따라서 본 발명의 이러한 실시예를 통해, (특히 노브 위치와 변속기 상태 간에 뜻밖에 큰 차이가 발생하는 경우) 액추에이터에 의한 작동 노브의 위치 재조정이 매우 간단하면서도 신뢰성 있게 실현된다. 이에 대한 가능한 용례 중 하나로 최근의 자동 변속기의 자동 P 기능이 있는데, 이 기능은 예컨대 차량에서 내릴 때, 실렉터 레버에 또는 작동 장치의 작동 노브에 어느 기어단이 체결되어 있는지와 상관 없이 자동으로 파킹 로크가 체결되도록 한다.

상기의 경우 작동 노브의 위치는 본 발명 덕분에, 변속기 내 파킹 로크의 자동 체결 이후 작동 노브가 마찬가지로 파킹 로크 위치에 있음으로써 변속기 상태에 대해 요구된, 정확한 시각적 및 촉각적 피드백이 운전자에게 제공되도록, 액추에이터에 의해 매우 간단하면서도 실제로 소음 없이 재조정될 수 있다.

또한, 본 발명은, 제2 잠금 부재가 액추에이터에 의해 회전되어 원하는 방식으로 포지셔닝되는 한, 제2 잠금 부재의 액추에이터 구동 장치가 구조적으로 어떻게 형성되는지와 무관하게 실현된다. 그러나 본 발명의 매우 바람직한 한 실시예에 따라, 제2 잠금 부재는 잠금 기어 휠에 대해 동심으로 회전 가능하게 장착된 액추에이터 휠과 연결된다. 이 경우 액추에이터 휠은 모터 구동식 액추에이터와 연동된다. 이 경우 또한, 바람직하게는 제2 잠금 부재가 액추에이터 휠과 일체형으로 구성되거나, 액추에이터 휠에 직접 성형된다.

모터 구동식 액추에이터에서 액추에이터 휠로의 힘 전달 그리고 그에 따른 제2 잠금 부재로의 힘 전달은 기본적으로 임의의 방식으로, 예컨대 마찰에 의해, 또는 치형 벨트에 의해 이루어질 수 있다. 그러나 바람직하게는 액추에이터 휠은 모터 구동식 액추에이터에 의해 기어 휠 맞물림을 통해 구동된다. 이 경우 액추에이터와 액추에이터 휠 사이의 기어 휠 맞물림부는 바람직하게는 자동 잠금 방식으로, 특히 웜기어의 형태로 형성된다.

웜기어는 최소의 공간에서 변속비가 크다는 장점을 가지며, 더욱이 원칙적으로 자동 잠금 방식이므로 (예컨대 시프트 노브의 수동 작동 중에) 액추에이터 휠을 차단하기 위한 추가의 조치가 생략될 수 있다. 모터 구동식 액추에이터의 정지 시 액추에이터 휠 및 그와 더불어 액추에이터 휠에 연결된 제2 잠금 부재는 웜기어를 통해 오히려 근본적으로 회전 차단된다. 따라서 시프트 노브가 수동으로 작동되면, 그 결과로 제1 잠금 부재와 제2 잠금 부재 사이의 상대 운동이 야기되고, 그에 따라 시프트 노브가 그의 선형 이동 경로를 따라 이동할 때 요구된 잠금 작용이 구현된다.

본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 작동 장치의 위치 센서 시스템을 위한 감지가 잠금 기어 휠의 샤프트에서 이루어진다. 위치 센서 시스템에 의해 작동 장치의 컨트롤러가 이동 경로를 따라 이동하는 작동 노브의 현재의 실제 위치를 검출한다. 이와 같은 실시예를 통해, 작동 노브의 위치 검출은 매우 공간 적약적으로, 각도 센서에 의해 신뢰성 있게 이루어질 수 있으며, 각도 센서의 감지는 잠금 기어 휠의 샤프트에서 회전 방식으로 이루어진다.

선택적으로, 본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에서도 제공되는 것처럼, 잠금 기어 휠의 샤프트로부터의 작동 장치의 위치 센서 시스템을 위한 감지는, 잠금 기어 휠의 샤프트 상에 피니언이 배치되고 이 피니언이 자신의 회전을 추가의 피니언으로 전달함으로써 간접적으로 이루어질 수 있다.

이 경우, 잠금 기어 휠의 회전 위치( 및 그와 더불어 작동 노브의 위치)를 검출하기 위한 각도 센서는 상기 추가의 피니언과 연결된다. 상기 실시예는 매우 공간 절약적인데, 그 이유는 상기 방식으로 센서 시스템이 잠금 기어 휠의 샤프트 상에서 필요로 하는 축 방향 장착 공간이 작기 때문이다. 또한, 상기 실시예를 통해 잠금 기어 휠의 베어링 장치의 안정성이 향상된다.

잠금 기어 휠이 기어 휠 세그먼트로서 형성되는 경우, 상기 실시예에서는 위치 센서 시스템이 역시 매우 공간 절약적인 방식으로 기어 휠 세그먼트에 의해 충돌되지 않는 각도 세그먼트 내에 장착될 수 있다. 그 결과 전체적으로 매우 유연하게 차량의 실내 공간 패키지 내에 통합되는, 최소의 외부 치수를 갖는 작동 장치가 제공된다.

하기에서 본 발명은 실시예들만을 포함하는 도면에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 작동 노브가 P 위치에 있는, 본 발명에 따른 작동 장치에 대한 일 실시예를 개략적으로 도시한 등각투상도이다.
도 2는 작동 노브가 R 위치에 있는, 도 1에 따른 작동 장치를 도시한 등각투상도이다.
도 3은 작동 노브가 N 위치에 있는, 도 1 및 도 2에 따른 작동 장치를 도시한 도 2에 상응하는 도이다.
도 4는 작동 노브가 D 위치에 있는, 도 1 내지 도 3에 따른 작동 장치를 도시한 도 2 및 도 3에 상응하는 도이다.
도 5는 각도 센서를 위한 기어 휠 감지부 및 센서 플레이트를 포함하는, 도 1 내지 도 4에 따른 작동 장치를 도시한 도 2 내지 도 4에 상응하는 도이다.
도 6은 밀폐된 하우징을 포함하는, 도 1 내지 도 5에 따른 작동 장치를 도시한 도 2 내지 도 5에 상응하는 도이다.

도 1에는 작동 장치의 구동 시스템 및 잠금 장치를 식별할 수 있도록 하우징이 개방되어 있는, 본 발명에 따른 작동 장치에 대한 일 실시예가 등각투상도로 도시되어 있다.

우선은 도면을 기준으로 뒤쪽에 있는 하우징 반부(1) 외에 작동 노브(2)도 확인되며, 이 작동 노브는 슬라이드 가이드(3)에 의해 선형 병진 운동을 할 수 있게 하우징(1) 내에 장착된다. 그에 따라 차량 변속기의 변속단들의 제어 용례에서는 작동 노브(2)의 선형 이동에 의해 변속기의 여러 변속 상태, 특히 변속단 P, R, N, D가 운전자에 의해 선택될 수 있다.

이 경우 인체 공학 및 촉각 기술의 이유에서 요구되는 작동 노브의 감지 가능한 잠금은 본 발명에 따라 슬라이드 가이드(3) 내에서 직접 이루어지는 것이 아니라, 잠금 장치(4) 내에서 간접적으로 이루어진다. 이를 위해 잠금 장치(4)는 잠금 핀(5)과 잠금 윤곽부(6)를 포함하며, 잠금 핀(5)은 스프링 하중에 의해 잠금 윤곽부(6)와 맞물린다. 잠금 윤곽부(6)는 균일하게 형성되어 액추에이터 기어 휠(7)의 내부면을 따라 연속으로 배치되며, 상기 액추에이터 기어 휠(7)은 웜기어(8)에 의해 전동식 액추에이터(9)와 연동된다. 잠금 핀(5)의 스프링 하우징(10)은 액추에이터 기어 휠(7)에 대해 동심으로 장착됨에 따라 액추에이터 기어 휠(7)에 대해 동축으로 회전 회동될 수 있다.

잠금 기어 휠(11)은 잠금 핀(5)의 스프링 하우징(10)과 일체형으로 연결되며, 상기 잠금 기어 휠은 작동 노브(2)의 선형 톱니부(12)와 맞물린다. 이 경우 한편으로 잠금 기어 휠(11)은 본 실시예의 경우 작동 노브(2)의 슬라이드 운동 시 실제로 발생하는 회전각만을 커버하는 기어 휠 세그먼트로서 형성되며, 다른 한편으로 도 1의 도해에서는, 잠금 기어 휠(11)의 뒤쪽에 배치되는 잠금 핀(5)을 확인할 수 있도록, 잠금 기어 휠(11)의 부분들이 제거된 상태로 도시되어 있다. 기어 휠 세그먼트로서 형성되는 잠금 기어 휠(11)의 실제 형상은 도 2 내지 도 5에서 확인할 수 있다.

그에 따라 운전자에 의한 노브(2)의 정상적인 작동 시 [잠금 기어 휠(11)과 선형 톱니부(12)의 톱니 맞물림을 통해] 잠금 기어 휠(11)의 회전 및 그에 따른 스프링 하우징(10)과 잠금 핀(5)의 회전 회동이 이루어진다. 그럼으로써 잠금 핀(5)이 [웜기어(8)에 의해 회전 차단되는] 액추에이터 기어 휠(7)의 내부면에 형성된 잠금 윤곽부(6)에 접촉함으로써 작동 노브(2)에서 운전자에 의해 감지될 수 있는 요구된 잠금력 또는 복귀력을 발생시킨다.

노브(2)의 변속 작동의 순서는 도 2 내지 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 도 2에서 작동 노브(2)는 도 1에 따른 위치 P로부터 위치 R로 이동하였다. 그에 상응하게 잠금 기어 휠(11), 또한 잠금 기어 휠(11)과 일체형으로 연결된 스프링 하우징(10), 그리고 이 스프링 하우징 내에 배치된 [여기서는 확인되지 않지만, 잠금 기어 휠(11)의 뒤쪽에 가려진] 잠금 핀(5)(도 1 참조)이 회전 회동되었으며, 그럼으로써 잠금 핀(5)은 도 1에 따른 잠금 윤곽부(6) 내 잠금 위치로부터 도 2에 따른 잠금 윤곽부(6)의 인접한 잠금 위치로 이동되었다. 그에 따라 작동 노브(2)도 (변속기 변속 위치 R에 상응하게) 슬라이드 가이드(3)를 따라 다시 감지 가능하게 맞물려 고정된다.

유사한 방식으로 작동 노브(2)는 도 3에 따른 위치 N으로 이동되고, 마지막으로 도 4에 따른 위치 D로 이동된다. 이런 경우 잠금 기어 휠(11)과 이에 연결된 잠금 핀(5)이 각각 잠금 윤곽부(6) 내 추가의 잠금 위치를 중심으로 회전 회동된다. 각각의 잠금력은 잠금 기어 휠(11) 및 선형 톱니부(12)를 통해 작동 노브(2)로 전달된다.

도 1 내지 도 4에 따라 설명한 노브(2)의 작동 시 모터 구동식 액추에이터(9)는 항상 스위치오프된다. 또한, 그에 따라 액추에이터 기어 휠(7)은 액추에이터(9)의 웜기어(8) 내로 맞물림으로써 그 회전이 차단되며, 액추에이터 기어 휠(7)의 내부면에 배치된 잠금 윤곽부(6)도 마찬가지로 회전 차단된다. 그에 따라 여기까지는 잠금 핀(5)과 잠금 윤곽부(6)로 이루어진 잠금 장치(4)(도 1 참조)가 보통의 패시브형 잠금 장치처럼 작용한다.

그러나 예컨대 운전자가 차량을 주차한 다음, 먼저 파킹 로크를 걸어놓지 않고 차량에서 내릴 경우, 예컨대 차량 변속기의 자동 P 기능이 활성화되는 즉시 자동차 변속기에서 자동으로 체결된 파킹 로크의 작동 노브(2)의 위치가 [액추에이터(9)에 의해] 재조정될 수 있다. 그에 따라 운전자는 차량으로 되돌아왔을 때 변속기 상태와 다시 일치하는 위치 P에 작동 노브(2)가 있음을 발견하게 되며, 그럼으로써 운전자가 변속기의 변속 상태의 불분명성을 느끼지 않게 된다.

변속기 상태와 일치하는 노브 위치로의 작동 노브(2)의 자동 재조정은 도들에 도시된 실시예의 경우 모터 구동식 액추에이터(9)에 의해 이루어진다. 이를 위해 액추에이터(9)는 웜기어(8)를 이용하여 액추에이터 기어 휠(7) 및 그와 더불어 액추에이터 기어 휠(7)의 내부면에 배치된 잠금 윤곽부(6)를 회전시킨다. 상기 잠금 윤곽부(6)의 회전에 이어서 잠금 핀(5)도 회전하며(도 1 참조), 그럼으로써 액추에이터 기어 휠(7), 잠금 윤곽부(6) 및 잠금 핀(5)의 회전이 잠금 핀(5)과 연결된 잠금 기어 휠(11)로도 전달된다. 잠금 기어 휠(11)의 회전에 의해서는 다시 잠금 기어 휠(11)과 선형 톱니부(12) 사이의 톱니 맞물림부를 통해 변속기 상태와 일치하는 변속 위치로 작동 노브(2)의 요구된 선형 슬라이딩이 야기된다.

따라서, 상기 방식으로 작동 노브(2)가 액추에이터에 의해 복귀하는 경우 잠금 핀(5)과 잠금 윤곽부(6) 사이의 잠금 상태가 그대로 유지되며, 해제될 필요가 없기 때문에, 이를 위해서는 최소로 치수화된 액추에이터(9)로도 충분하다.

동일한 이유에서 액추에이터에 의해 작동 노브(2)가 (예컨대 위치 P로) 복귀할 때 실제로 어떠한 간섭 소음도 발생하지 않는다.

본 발명의 도시된 실시예의 경우 [액추에이터에 의해 작동 노브(2)를 복귀 또는 이동시키기 위한] 조정력은 액추에이터(9)로부터 액추에이터 기어 휠(7)과 함께 회전하는 잠금 윤곽부(6)를 통해, 그리고 마찬가지로 함께 회전하는 잠금 핀(5)을 통해 전달되고, 이때 잠금 윤곽부(6)와 잠금 핀(5) 사이의 상대 운동은 실시되지 않기 때문에, 이런 형태의 작동 장치는 이미 오사용될 경우에 대한 과부하 방지 장치를 포함한다.

예컨대 작동 노브(2)가 액추에이터에 의해 이동되거나 복귀되는 도중에 운전자에 의해 고정되었을 수도 있다면[또는 작동 노브(2)가 예컨대 임의의 물체에 의해 차단되었을 수도 있다면], 이런 경우 잠금 핀(5)과 잠금 윤곽부(6)로 구성된 잠금 장치는, 잠금 윤곽부(6)가 차단된 잠금 핀(5) 아래로 통과하여 활주함으로써, 작동 노브(2)로 전달되는 힘을 제한한다. 따라서 작동 장치의 개별 구조부재들의 과부하는 이미 구조적으로 배제되므로, 종래 기술에서 (예컨대 온도 퓨즈의 형태로) 필요한 것과 같은, 특히 액추에이터(9)의 과부하 방지를 위한 추가의 조치는 생략될 수 있다.

또한, 액추에이터에 의해 변경될 수 있는 작동 노브(2)의 위치는 작동 장치의 추가의 기능들을 실현하기 위해서도 이용될 수 있다. 그에 따라 특히 자동 변속기의 이른바 시프트 로크 및 키 로크 기능들도 제공될 수 있으며, 이런 기능들에서는 운전자에 의해 결정된 작동 조건들, 예컨대 엔진의 시동 또는 변속기 변속단의 체결 이전의 브레이크 페달 밟기가 충족될 때까지, 변속기는 결정된 변속 상태에서 유지된다. 운전자가 (안전의 이유에서 요구되는) 상기 작동 조건들을 충족시키지 못하면, 작동 노브(2)는 현재의, 다시 말해 허용되지 않는 변속 위치로부터 액추에이터에 의해 현재 변속기 상태에 상응하는 위치로 복귀될 수 있다. 이처럼 현재 허용되지 않는 변속기 작동은 운전자에게 분명하게 시그널링된다.

작동 노브(2)의 각각의 현재 위치를 검출하기 위해 요구되는 센서 장치가 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 여기서는 피니언 쌍(13, 14)과 센서 플레이트(15)를 확인할 수 있다. 피니언 쌍(13, 14)을 통해 잠금 기어 휠(11)의 현재 회전각 위치[그리고 그에 따라 작동 노브(2)의 현재 직선 위치]가 감지되어 센서 플레이트(15) 상의 (미도시된) 각도 센서로 전달된다. 이 경우 각도 센서는 특히 도면을 기준으로 센서 플레이트(15)의 배면에 [잠금 기어 휠(11)의 세그먼트에 의해 충돌되지 않는 공간 영역에] 배치될 수 있으며, 그럼으로써 작동 장치의 도시된, 특히 콤팩트하고 평평한 구현이 제공된다.

마지막 사항은 특히 도 6으로부터 알 수 있다. 여기서는 내재된 잠금 장치 및 구동 시스템을 포함하여 작동 장치 전체가 최소의 장착 공간을 차지하며, 특히 매우 평평하다는 점을 알 수 있다. 그럼으로써 본 발명에 따른 작동 장치는 높은 유연성을 가지면서 차량 내 각각 원하는 위치에 장착될 수 있다. 또한, 액추에이터에 의해 작동 노브(2)가 이동할 때 최소의 소음 발생을 바탕으로, 소음 감쇠 조치도 전반적으로 생략될 수 있다.

따라서 결과적으로 분명한 점은, 본 발명을 통해 시프트-바이-와이어 작동형 기어 전환식 변속기를 위해 전체적으로 매우 공간 절약적이고 소음이 적으며 구조적으로 간단하게 구성되는 작동 장치가 제공된다. 이 경우 작동 노브에 간접적으로 작용하는 독립된 잠금 장치를 바탕으로 작동 노브의 선형 가이드 내에서 작동 노브의 경직성 또는 걸림이 방지된다. 그와 동시 잠금 장치에 의해서는 체결된 변속기 상태에 대한 확실한 촉각적 피드백이 실현된다. 마지막으로 본 발명에 의해서는, 시프트-바이-와이어 제어형 차량 변속기에서 실렉터 레버 위치가 광학적으로나 촉각적으로 항상 변속기의 실제 변속 상태를 반영하게끔 할 수 있음으로써 특히 시프트-바이-와이어 제어형 차량 변속기를 위한 종래의 단안정 작동 장치들에 비해 결정적인 장점을 제공한다.

그에 따라 본 발명은, 특히 최근에 자동차의 전자 제어식 변속기 작동의 분야에서의 적용 시 인체 공학적 특성, 조작의 편의성, 장착 공간 및 비용의 효율성의 향상에 주된 기여를 하고 있다.

1: 하우징
2: 작동 노브
3: 슬라이드 가이드
4: 잠금 장치
5: 잠금 핀
6: 잠금 윤곽부
7: 액추에이터 기어 휠
8: 웜기어
9: 액추에이터
10: 스프링 하우징
11: 잠금 기어 휠
12: 선형 톱니부
13, 14: 피니언
15: 센서 플레이트

Claims (12)

1. 시프트-바이-와이어 기어 전환식 변속기의 변속단들을 선택하기 위한 작동 장치이며, 베이스 하우징(1)과, 병진 운동식 작동 노브(2)뿐 아니라, 잠금력 또는 복귀력을 발생시키기 위한 잠금 부재로서 잠금 핀(5) 및 잠금 윤곽부(6)를 구비한 잠금 장치(4)를 포함하는 작동 장치에 있어서,
   작동 노브(2)의 톱니부(12)와 맞물리는 잠금 기어 휠(11)이 제공되고, 상기 두 잠금 부재(5, 6) 중 제1 잠금 부재는 상기 잠금 기어 휠(11)과 연결되어 회전형 잠금 부재를 형성하는 한편, 제2 잠금 부재는 직접 또는 간접적으로 상기 베이스 하우징(1)과 연결되어 고정형 잠금 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
2. 제1항에 있어서, 제1 잠금 부재(5)는 잠금 기어 휠(11)에 일체형으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잠금 기어 휠(11)은 기어 휠 세그먼트로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 잠금 윤곽부(6)는 원호 또는 원주를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 잠금 윤곽부(6)는 균일하게 형성되어 원주를 따라 연속으로 배치되며, 이때 상기 제2 잠금 부재(6)는 잠금 기어 휠(11)에 대해 동심으로 액추에이터에 의해 회전되어 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 잠금 부재(6)는 잠금 기어 휠(11)에 대해 동심으로 회전 가능한 액추에이터 휠(7)과 연결되고, 이 액추에이터 휠은 모터 구동식 액추에이터(9)와 연동되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
7. 제6항에 있어서, 제2 잠금 부재(6)는 액추에이터 휠(7)과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 액추에이터 휠(7)은 기어 휠 맞물림부에 의해 액추에이터(9)와 연결되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 기어 휠 맞물림부는 자동 잠금 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 기어 휠 맞물림부는 웜기어(8)로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 장치의 위치 센서 장치(15)를 위한 감지는 상기 잠금 기어 휠(11)의 샤프트에서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 잠금 기어 휠의 샤프트로부터의 상기 작동 장치의 위치 센서 장치를 위한 감지는 피니언 쌍(13, 14)을 통해 간접적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 작동 장치.

Images