KR20160149642A

KR20160149642A - 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템

Info

Publication number: KR20160149642A
Application number: KR1020150086959A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2016-12-28
Also published as: JP6641153B2; DE102015119346A1; CN106256589A; CN106256589B; KR101704218B1; US9683654B2; US20160369889A1; DE102015119346B4; JP2017009106A

Abstract

본 발명은 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템에 관한 것으로, 카드타입으로 된 스마트키(20)를 이용해서 운전자가 변속조작을 행하게 됨으로써 변속조작이 쉽고 간편하며, 레이아웃의 최소화를 도모할 수 있게 됨으로써 주변의 콘솔 공간을 유용하게 활용할 수 있도록 된 것이다.

Description

스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템{ELECTRONIC SHIFT SYSTEM FOR VEHICLE USING SMART MOBILE KEY}

본 발명은 카드타입으로 된 스마트키를 이용해서 운전자가 변속조작을 할 수 있는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동변속기가 장착되어 있는 차량은 차량의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단 레인지의 변속기어가 동작될 수 있도록 한다.

자동변속기는 변속을 수행하기 위해서 유압회로, 유성기어 및 마찰요소들을 사용하여 기어비를 만들어내며, 이러한 구성부품들의 제어는 변속제어기(Transmission Control Unit; TCU)에서 담당한다.

차량용 전자식 변속시스템인 시프트 바이 와이어(Shift By Wire, 이하 SBW라 한다) 시스템은 기존의 기계식 변속시스템과는 달리 변속기와 변속레버간에 케이블과 같은 기계적인 연결구조가 없는 전자식 변속시스템으로, 전자식 변속레버 또는 버튼의 조작시 발생된 센서값이 변속제어기(TCU)에 전달되면, TCU에서 명령된 전자신호에 의해 솔레노이드 또는 전기모터가 동작하고, 솔레노이드 또는 전기모터의 동작에 의해 각 변속단별 유압회로에 유압이 인가되거나 차단됨으로써, 전자적으로 변속 제어가 수행되는 시스템이다.

따라서, SBW를 기반으로 하는 자동변속기는 전자식 변속레버 또는 버튼의 간단한 조작을 통해 운전자의 변속의지를 TCU에 전기신호로 전달함으로써 전진(D) 및 후진(R), 중립(N) 및 파킹(P) 레인지 등으로의 변속조작이 보다 수월하게 진행되는 장점이 있고, 또한 변속레버의 소형화가 가능하여 운전석 및 조수석 사이에 넓은 공간을 확보할 수 있는 장점이 있다.

한편, 전자식 변속시스템에서 변속조작을 레버로 행하는 레버 타입은 변속레버의 조작방식이 기계식의 변속레버와 유사하여 기계식 대비 큰 장점이 없고, 콘솔을 차지하는 공간이 여전히 커서 컵홀더 등과 같은 주변부품의 공간이 상대적으로 작아지는 단점이 있으며, 특히 돌출된 레버에 의해 사고 발생시 승객의 신체가 접촉함에 따라 상해를 입을 수 있는 단점이 있다.

그리고, 변속조작을 버튼으로 행하는 버튼 타입 전자식 변속시스템은 레버 타입에 비해 변속조작이 용이하고, 콘솔 이외의 다른 위치로 설치위치(센타페시아)의 변경이 가능함에 따라 콘솔 공간을 유용하게 활용할 수 있으며, 사고 발생시 승객의 신체와의 접촉을 없앨 수 있어서 승객의 상해를 예방할 수 있는 장점이 있지만, 변속단(P,R,N,D단)마다 각각 다른 버튼을 조작하는 구성으로 버튼의 개수가 많고, 조작이 불편하며, 특히 많은 개수의 버튼으로 인해 레이아웃에 불리한 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2010-0123150호

본 발명은, 카드타입으로 된 스마트키를 이용해서 운전자가 변속조작을 행하도록 함으로써, 버튼 타입 변속시스템에서 단점으로 지적된 조작의 불편함 및 레이아웃에 불리함을 해소할 수 있도록 하고, 더 나아가 스마트키의 분실위험을 줄일 수 있는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템은, 영구자석을 구비한 카드타입 스마트키; 상기 스마트키가 삽입되어 장착되고 장착된 스마트키의 이동을 안내하는 가이드슬롯이 형성된 베이스브라켓; 및 상기 베이스브라켓에 고정 설치된 것으로 스마트키가 가이드슬롯으로 삽입될 때에 영구자석의 접근여부에 따라 스마트키의 장착상태를 인식하고, 스마트키가 가이드슬롯에 장착된 상태에서 가이드슬롯을 따라 이동할 때에 영구자석의 위치변화에 따라 변속단을 인식하면서 인식된 변속단 신호를 변속제어기로 출력하는 PCB;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스마트키는 가이드슬롯에 장착되고 가이드슬롯을 따라 이동하며 가이드슬롯과 평행한 키슬롯이 형성되고 영구자석이 결합된 몸체부; 및 상기 몸체부와 힌지축을 매개로 회전 가능하게 결합된 회전부를 포함하고; 상기 몸체부가 가이드슬롯에 장착되면 회전부는 콘솔의 위쪽으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스브라켓은 콘솔 하부의 차체에 고정되게 설치된 바닥판 및 상기 바닥판으로부터 수직하게 돌출된 2개의 가이드판을 포함하고; 상기 2개의 가이드판은 평행한 상태로 차량의 전후방향으로 연장되고; 상기 2개의 가이드판사이의 공간이 가이드슬롯이 되며; 상기 2개의 가이드판 중 어느 하나에 PCB가 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 베이스브라켓은 콘솔 하부의 차체에 고정되게 설치되고; 상기 콘솔에는 스마트키가 관통하는 콘솔구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 차량의 전후방향 또는 좌우방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스마트키는 가이드슬롯으로 최초 삽입시 가이드슬롯의 길이방향 중간위치에 장착되고 동시에 PCB는 Null단 신호를 출력하고; 상기 스마트키가 가이드슬롯을 따라 이동하면 영구자석의 위치변화에 따라 PCB는 P단, R단, N단, D단 신호 중에서 어느 하나의 변속단 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 스마트키는 힌지축에 감겨진 상태에서 양단이 몸체부와 회전부에 결합된 것으로 몸체부와 회전부가 일직선 모양을 이루도록 회전부에 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스마트키는 몸체부와 회전부가 서로 대면하는 부위에 각각 고정되게 설치된 것으로 몸체부와 회전부가 일직선 모양을 유지하도록 자석 결합되는 몸체부자석 및 회전부자석;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체부자석과 회전부자석은 서로 간에 인력이 작용하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전부의 일면에 결합된 리턴용자석 및 콘솔의 윗면에 결합된 전자석을 더 포함하고; 상기 전자석은 가이드슬롯의 길이방향을 따라 연장되게 형성되며; 상기 전자석은 리턴용자석과의 사이에 인력이 작용하도록 동일 극성을 갖는 인력구간 및 척력이 작용하도록 다른 극성을 갖는 척력구간으로 분리된 것을 특징으로 한다.

상기 전자석의 인력구간은 전자석의 길이방향 중간부위에 위치해서 스마트키가 가이드슬롯으로 최초 삽입된 후 회전부가 콘솔쪽으로 회전했을 때에 리턴용자석과 서로 자석 결합되고; 상기 전자석의 척력구간은 인력구간의 양측에 위치해서 스마트키가 가이드슬롯을 따라 이동했을 때에 스마트키를 전자석의 인력구간으로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드판과 대면하도록 베이스브라켓에 고정 설치된 것으로 PCB에 의해 동작이 제어되는 액추에이터; 및 상기 액추에이터의 동작으로 가이드판을 향해 돌출되는 전진이동과 반대방향으로 후퇴이동 하는 것으로 전진이동시에 가이드판과 스마트키를 동시에 관통해서 스마트키의 위치를 고정시키고 후방이동시에 스마트키와 가이드판으로부터 분리되는 액추에이터로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 액추에이터로드는 액추에이터의 동력을 전달받아서 전진이동과 후퇴이동하는 연결로드; 및 상기 연결로드의 선단과 연결된 상부로드와 하부로드를 포함하고; 상기 상부로드는 전진이동시에 회전부의 하단을 가압해서 회전부를 몸체부에 대해 회전시키고; 상기 하부로드는 전진이동시에 가이드판과 몸체부의 키슬롯을 관통하는 것을 특징으로 한다.

상기 2개의 가이드판 중에서 액추에이터와 대면하는 어느 한 개의 가이드판에는 상부로드와 하부로드가 관통하는 상부홀 및 하부홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 2개의 가이드판 중에서 액추에이터로부터 상대적으로 멀리 떨어진 어느 한 개의 가이드판에는 회전부의 회전을 허용하기 위한 절개홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 콘솔구멍은 스마트키의 이동을 허용하기 위해 가이드슬롯을 따라 연장된 슬롯구멍; 및 상기 슬롯구멍과 연결되어서 회전부의 회전을 허용하는 회전구멍으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자식 변속시스템에 의하면, 카드타입으로 된 스마트키를 이용해서 운전자가 변속조작을 행하게 됨으로써 레버 타입 또는 버튼 타입의 변속시스템보다 변속조작이 쉽고 간편하며, 다수개의 버튼이 필요 없게 됨으로써 원가 절감 및 레이아웃의 최소화를 도모할 수 있게 되고, 이를 통해 주변의 콘솔 공간을 유용하게 활용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 쉽고 편리한 변속조작을 통해 빠른 변속 수행이 가능하고, 더 나아가 변속조작에 따른 운전자의 피로감을 크게 경감시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 스마트키를 이용한 변속조작으로 스마트키의 분실위험을 줄일 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템의 사시도,
도 2 내지 도 4는 도 1의 정면도와 좌측면도 및 분해 사시도,
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 스마트키를 설명하기 위한 도면,
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 베이스브라켓 및 리턴용자석과 전자석을 설명하기 위한 도면,
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템은 운전자의 측부에 위치한 콘솔에 설치되며, 카드모양으로 형성된 스마트키를 이용해서 운전자가 변속조작을 하는 구성이다.

즉, 본 발명에 따른 실시예는 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 영구자석(10)을 구비한 카드타입 스마트키(20); 상기 스마트키(20)가 삽입되어 장착되고 장착된 스마트키(20)의 이동을 안내하는 가이드슬롯(31)이 형성된 베이스브라켓(30); 및 상기 베이스브라켓(30)에 고정 설치된 것으로 스마트키(20)가 가이드슬롯(31)으로 삽입될 때에 영구자석(10)의 접근여부에 따라 스마트키(20)의 장착상태를 인식하고, 스마트키(20)가 가이드슬롯(31)에 장착된 상태에서 가이드슬롯(31)을 따라 이동할 때에 영구자석(10)의 위치변화에 따라 변속단(P,R,N,D단)을 인식하면서 인식된 변속단 신호를 변속제어기(TCU)로 출력하는 PCB(40; Printed Circuit Board, 인쇄회로기판);를 포함한다.

상기 PCB(40)로부터 변속단의 신호가 출력되면, 이때의 출력신호는 TCU로 전달되고, TCU에서 명령된 전자신호에 의해 솔레노이드 또는 전기모터가 동작하고, 솔레노이드 또는 전기모터의 동작에 의해 각 변속단별 유압회로에 유압이 인가되거나 차단됨으로써, 전자적으로 변속 제어가 수행된다.

상기 스마트키(20)는 몸체부(21) 및 회전부(22)를 포함한다.

상기 몸체부(21)는 가이드슬롯(31)에 장착되고, 가이드슬롯(31)에 장착된 후에는 운전자의 조작으로 가이드슬롯(31)을 따라 이동하며, 가이드슬롯(31)과 평행한 키슬롯(23)이 형성되고, 영구자석(10)이 결합된다.

상기 회전부(22)는 몸체부(21)에 대해 회전하는 것으로 이를 위해 힌지축(24)을 매개로 몸체부(21)와 결합된 구조를 갖는다.

상기 몸체부(21)가 가이드슬롯(31)에 장착되면 회전부(22)는 콘솔(50)의 위쪽으로 돌출되는 구조가 되는 바, 바람직하게는 힌지축(24)을 포함해서 위쪽부분이 실내측으로 노출된 구조가 된다.

상기 스마트키(20)는 힌지축(24)에 감겨진 상태에서 일단은 몸체부(21)에 결합되고 타단은 회전부(22)에 결합된 리턴스프링(25)을 더 포함한다.

상기 스마트키(20)는 회전부(22)에 외력이 가해지지 않는 한 몸체부(21)와 회전부(22)는 항상 일직선 모양을 이루고 있어야 하는 바, 상기 리턴스프링(25)은 몸체부(21)와 회전부(22)가 일직선 모양을 이루도록 회전부(22)에 탄성력을 제공하게 된다.

회전부(22)에 외력이 가해져서 회전부(22)가 몸체부(21)에 대해 힌지축(24)을 중심으로 회전하고, 이러한 상태에서 회전부(22)에 가해주고 있던 외력을 제거하게 되면 회전부(22)는 리턴스프링(25)의 복원력을 전달받아서 몸체부(21)와 일직선 모양이 되도록 복귀하게 된다.

상기 스마트키(20)는 몸체부자석(26) 및 회전부자석(27)을 더 포함한다.

상기 몸체부자석(26)은 회전부(22)와 대면하는 몸체부(21)의 소정위치에 고정되고, 상기 회전부자석(27)은 몸체부(21)와 대면하는 회전부(22)의 소정위치에 고정되게 설치되는 것으로, 몸체부자석(26)과 회전부자석(27)의 결합에 의해서 몸체부(21)와 회전부(22)는 일직선 모양을 유지하게 된다.

즉, 리턴스프링(25)은 회전부(22)가 몸체부(21)와 일직선 모양이 되도록 회전부(22)에 탄성력을 제공하는 것이고, 몸체부자석(26)과 회전부자석(27)은 일직선을 이룬 몸체부(21)와 회전부(22)를 고정시켜서 일직선 모양을 유지시키는 역할을 하는 것으로, 이를 위해 상기 몸체부자석(26)과 회전부자석(27)은 서로 간에 인력이 작용하도록 동일 극성으로 구성된 것이 바람직하다.

상기 베이스브라켓(30)은 콘솔(50) 하부의 차체에 고정되게 설치된 바닥판(32), 및 상기 바닥판(32)으로부터 수직하게 돌출된 2개의 가이드판(33,34)을 포함한다.

상기 2개의 가이드판(33,34)은 평행한 상태로 차량의 전후방향으로 연장되고, 상기 2개의 가이드판(33,34)사이의 공간이 가이드슬롯(31)이 되며, 상기 2개의 가이드판(33,34) 중 어느 하나에 PCB(40)가 고정되게 설치되는 바, 본 발명에 따른 실시예는 액추에이터로부터 상대적으로 멀리 떨어진 가이드판(34)에 PCB(40)가 설치된 구조이지만 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 가이드슬롯(31)은 차량의 전후방향 또는 좌우방향으로 연장되게 형성된 구조이고, 본 발명은 가이드슬롯(31)이 차량의 전후방향으로 연장된 구조를 일예로서 설명한다.

상기 베이스브라켓(30)은 콘솔(50) 하부의 차체에 고정되게 설치되고, 상기 콘솔(50)에는 스마트키(20)가 관통하는 콘솔구멍(51)이 형성된다.

상기 콘솔구멍(51)은 가이드슬롯(31)에 장착된 스마트키(20)가 운전자의 조작으로 가이드슬롯(31)을 따라 이동할 때에 스마트키(20)의 이동을 허용할 수 있도록 가이드슬롯(31)을 따라 연장된 슬롯구멍(51a), 및 상기 슬롯구멍(51a)과 연결되어서 스마트키(20)의 회전부(22)의 회전을 허용하는 회전구멍(51b)으로 구성된다.

상기 스마트키(20)는 가이드슬롯(31)으로 최초 삽입시 가이드슬롯(31)의 길이방향 중간위치에 장착되고 이때에 PCB(40)는 Null단 신호를 출력하게 되며, 상기 가이드슬롯(31)에 장착된 스마트키(20)가 운전자의 조작으로 가이드슬롯(31)을 따라 이동하면 이때에 PCB(40)는 영구자석(10)의 위치변화에 따라 P단, R단, N단, D단 신호 중에서 어느 하나의 변속단 신호를 출력하게 된다.

또한, 본 발명은 스마트키(20)의 회전부(22)의 일면에 결합된 리턴용자석(60) 및 콘솔(50)의 윗면에 결합된 전자석(70)을 더 포함한다.

상기 전자석(70)은 가이드슬롯(31)의 길이방향을 따라 연장되게 형성되며, 또한 상기 전자석(70)은 리턴용자석(60)과의 사이에 인력이 작용하도록 동일 극성을 갖는 인력구간(71) 및 척력이 작용하도록 다른 극성을 갖는 척력구간(72)으로 분리된 구성을 갖는다.

즉, 상기 전자석(70)의 인력구간(71)은 전자석(70)의 길이방향 중간부위에 위치하며, 스마트키(20)가 가이드슬롯(31)으로 최초 삽입된 후 회전부(22)가 콘솔(50)쪽으로 회전했을 때에 리턴용자석(60)과 서로 자석 결합되는바, 이를 통해 스마트키(20)의 초기 위치가 결정된다.

그리고, 상기 전자석(70)의 척력구간(72)은 인력구간(71)의 양측에 위치해서 스마트키(20)가 가이드슬롯(31)을 따라 인력구간(71)을 벗어나도록 이동했을 때에 리턴용자석(60)과의 사이에 척력이 발생하게 되고, 이를 통해 스마트키(20)로부터 외력 제거시에 스마트키(20)를 전자석(70)의 인력구간(71)으로 복귀시키게 된다.

또한, 본 발명은 가이드판(33)과 대면하도록 베이스브라켓(32)에 고정 설치된 것으로 PCB(40)에 의해 동작이 제어되는 액추에이터(80); 및 상기 액추에이터(80)의 동작으로 가이드판(33)을 향해 돌출되는 전진이동과 반대방향으로 후퇴이동 하는 것으로 전진이동시에 가이드판(33)과 스마트키(20)를 동시에 관통해서 스마트키(20)의 위치를 고정시키고 후방이동시에 스마트키(20)와 가이드판(33)으로부터 분리되는 액추에이터로드(90);를 더 포함한다.

상기 액추에이터(80)는 직선 이동하는 가동자를 구비한 리니어모터인 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 액추에이터로드(90)는 액추에이터(80)의 동력을 전달받아서 전진이동과 후퇴이동하는 연결로드(91), 및 상기 연결로드(91)의 선단과 연결된 상부로드(92)와 하부로드(93)를 포함한다.

상기 상부로드(92)는 전진이동시에 회전부(22)의 하단을 가압해서 회전부(22)를 몸체부(21)에 대해 회전시키게 되고, 상기 하부로드(93)는 전진이동시에 가이드판(33)과 몸체부(21)의 키슬롯(23)을 관통해서 스마트키(20)의 위치를 고정시키게 된다.

상기 상부로드(92)는 전진이동시에 힌지축(24)을 기준으로 힌지축(24) 아래부분의 회전부(22) 하단을 가압하게 되고, 상부로드(92)의 가압에 의해 회전부(22)는 힌지축(24)을 중심으로 회전해서 몸체부(21)에 대해 직각형태를 이루게 된다.

상기와 같이 스마트키(20)의 몸체부(21)를 베이스브라켓(30)의 가이드슬롯(31)으로 삽입시켰을 때에 회전부(22)가 몸체부(21)에 대해 회전하게 되면, 운전자는 스마트키(20)가 가이드슬롯(31)에 올바르게 꽂힌 상태임을 인지할 수 있게 된다.

또한, 스마트키(20)의 회전부(22)가 몸체부(21)에 대해 회전해서 직각형태를 이루게 되면, 이후 운전자가 회전부(22)를 잡고 변속조작을 행할 때에 손바닥과의 접촉면적이 커짐에 따라 변속조작을 더 쉽게 행할 수 있는 장점이 있다.

몸체부(21)에 대해 회전된 회전부(22)를 운전자가 잡고 변속조작을 행할 때에 몸체부(21)에 형성된 키슬롯(23) 및 키슬롯(23)에 꽂혀진 하부로드(93)는 스마트키(20)의 이동을 가이드하는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 2개의 가이드판(33,34) 중에서 액추에이터(80)와 대면하는 어느 한 개의 가이드판(33)에는 상부로드(92)와 하부로드(93)가 관통하는 상부홀(33a) 및 하부홀(33b)이 형성되고, 상기 2개의 가이드판(33,34) 중에서 액추에이터(80)로부터 상대적으로 멀리 떨어진 어느 한 개의 가이드판(34)에는 스마트키(20)의 회전부(22)의 회전을 허용하기 위한 절개홀(34a)이 형성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용에 대해 설명한다.

운전자가 카드모양으로 형성된 스마트키(20)를 소지하고 차량에 탑승한 다음, 차량의 시동을 온(on)시키고 그 후에 도 2와 같이 스마트키(20)의 몸체부(21)를 가이드슬롯(31)으로 삽입시키거나 또는 스마트키(20)의 몸체부(21)를 가이드슬롯(31)으로 먼저 삽입시키고 그 후에 차량의 시동을 온(on)시키게 되면, PCB(40)는 영구자석(10)을 통해서 스마트키(20)가 장착된 상태를 인식하게 된다.

한편, 차량의 시동을 온(on)되면 콘솔(70)에 장착된 전자석(70)으로 전류가 흐르게 되고, 이를 통해 전자석(70)은 자성을 띠게 된다.

그리고, PCB(40)가 스마트키(20)의 장착상태를 인식하고 나면, PCB(40)는 액추에이터(80)를 제어해서 액추에이터(80)를 동작시키게 되고, 액추에이터(80)의 동작에 의해 액추에이터로드(90)는 도 9와 같이 스마트키(20)가 있는 방향으로 전진 이동하게 된다.

액추에이터로드(90)가 전진 이동하면 상부로드(92)는 상부홀(33a)을 관통해서 회전부(22)의 하단을 가압하게 되고, 회전부(22)는 힌지축(24)을 중심으로 전자석(70)이 있는 방향으로 회전하게 되며, 회전이 완료된 회전부(22)는 도 10과 같이 몸체부(21)와 직각을 이루게 되고, 이때 리턴용자석(60)은 도 8과 같이 전자석(70)의 인력구간(71)은 자석 결합되는 바, 이를 통해 운전자가 변속조작을 할 수 있는 스마트키(20)의 초기위치가 셋팅된다.

스마트키(20)가 가이드슬롯(31)으로 최초 삽입되면 스마트키(20)는 도 8 및 도 11과 같이 가이드슬롯(31)의 길이방향 중간위치에 위치하고, 이때 리턴용자석(60)은 전자석(70)의 인력구간(71)과 자석 결합되며, PCB(40)는 Null단 신호 또는 P단 신호를 출력하게 된다.

리턴용자석(60)이 전자석(70)의 인력구간(71)과 자석 결합된 상태에서 운전자가 회전부(22)를 잡고 가이드슬롯(31)을 따라 전방 또는 후방으로 스마트키(20)를 이동시키게 되면, 영구자석(10)의 위치가 변하게 되는 바, 이때 PCB(40)는 영구자석(10)의 위치변화에 따라 P단, R단, N단, D단 신호 중에서 어느 하나의 변속단 신호를 출력하게 된다.

그리고, 가이드슬롯(31)을 따라 이동시켰던 회전부(22)로부터 운전자가 손을 떼면, 리턴용자석(60)과 전자석(70)의 척력구간(72)사이에 발생하는 척력으로 스마트키(20)는 다시 Null단으로 복귀하게 되고, Null단으로 복귀된 스마트키(20)는 리턴용자석(60)과 전자석(70)의 인력구간(71)사이에 발생하는 인력으로 Null단에서의 위치를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 차량의 주행을 마치고 운전자가 시동을 오프(off)시키면 전자석(70)으로 흐르던 전류가 차단됨에 따라 전자석(70)은 자성을 잃게 되고, 액추에이터(80)의 동작으로 액추에이터로드(90)는 후퇴 이동하게 되며, 몸체부(21)에 대해 직각으로 회전된 회전부(22)는 리턴스프링(25)의 복원력으로 몸체부(21)와 일직선이 되게 복귀하고, 동시에 몸체부자석(26)과 회전부자석(27)의 자석결합에 의해 몸체부(21)와 회전부(22)는 일직선 상태를 유지해서 도 2의 상태로 복귀하게 되고, 도 2와 같은 복귀상태에서는 운전자가 가이드슬롯(31)으로부터 스마트키(20)를 뽑을 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자식 변속시스템은, 카드타입으로 된 스마트키(20)를 이용해서 운전자가 변속조작을 하는 구성으로, 레버 타입 또는 버튼 타입의 변속시스템보다 변속조작이 쉽고 간편하며, 다수개의 버튼이 필요 없게 됨으로써 원가 절감 및 레이아웃의 최소화를 도모할 수 있게 되고, 이를 통해 주변의 콘솔 공간을 유용하게 활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 쉽고 편리한 변속조작을 통해 빠른 변속 수행이 가능하고, 더 나아가 변속조작에 따른 운전자의 피로감을 크게 경감시킬 수 있는 장점도 있다.

또한, 스마트키(20)를 이용한 변속조작으로 스마트키(20)의 분실위험을 줄일 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 영구자석 20 - 스마트키
30 - 베이스브라켓 40 - PCB
50 - 콘솔 60 - 리턴용자석
70 - 전자석 80 - 액추에이터
90 - 액추에이터로드

Claims

영구자석을 구비한 카드타입 스마트키;
상기 스마트키가 삽입되어 장착되고 장착된 스마트키의 이동을 안내하는 가이드슬롯이 형성된 베이스브라켓; 및
상기 베이스브라켓에 고정 설치된 것으로 스마트키가 가이드슬롯으로 삽입될 때에 영구자석의 접근여부에 따라 스마트키의 장착상태를 인식하고, 스마트키가 가이드슬롯에 장착된 상태에서 가이드슬롯을 따라 이동할 때에 영구자석의 위치변화에 따라 변속단을 인식하면서 인식된 변속단 신호를 변속제어기로 출력하는 PCB;를 포함하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트키는 가이드슬롯에 장착되고 가이드슬롯을 따라 이동하며 가이드슬롯과 평행한 키슬롯이 형성되고 영구자석이 결합된 몸체부; 및
상기 몸체부와 힌지축을 매개로 회전 가능하게 결합된 회전부를 포함하고;
상기 몸체부가 가이드슬롯에 장착되면 회전부는 콘솔의 위쪽으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 베이스브라켓은 콘솔 하부의 차체에 고정되게 설치된 바닥판 및 상기 바닥판으로부터 수직하게 돌출된 2개의 가이드판을 포함하고;
상기 2개의 가이드판은 평행한 상태로 차량의 전후방향으로 연장되고;
상기 2개의 가이드판사이의 공간이 가이드슬롯이 되며;
상기 2개의 가이드판 중 어느 하나에 PCB가 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 베이스브라켓은 콘솔 하부의 차체에 고정되게 설치되고;
상기 콘솔에는 스마트키가 관통하는 콘솔구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드슬롯은 차량의 전후방향 또는 좌우방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트키는 가이드슬롯으로 최초 삽입시 가이드슬롯의 길이방향 중간위치에 장착되고 동시에 PCB는 Null단 신호를 출력하고;
상기 스마트키가 가이드슬롯을 따라 이동하면 영구자석의 위치변화에 따라 PCB는 P단, R단, N단, D단 신호 중에서 어느 하나의 변속단 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 스마트키는 힌지축에 감겨진 상태에서 양단이 몸체부와 회전부에 결합된 것으로 몸체부와 회전부가 일직선 모양을 이루도록 회전부에 탄성력을 제공하는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 스마트키는 몸체부와 회전부가 서로 대면하는 부위에 각각 고정되게 설치된 것으로 몸체부와 회전부가 일직선 모양을 유지하도록 자석 결합되는 몸체부자석 및 회전부자석;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 몸체부자석과 회전부자석은 서로 간에 인력이 작용하는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 회전부의 일면에 결합된 리턴용자석 및 콘솔의 윗면에 결합된 전자석을 더 포함하고;
상기 전자석은 가이드슬롯의 길이방향을 따라 연장되게 형성되며;
상기 전자석은 리턴용자석과의 사이에 인력이 작용하도록 동일 극성을 갖는 인력구간 및 척력이 작용하도록 다른 극성을 갖는 척력구간으로 분리된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 전자석의 인력구간은 전자석의 길이방향 중간부위에 위치해서 스마트키가 가이드슬롯으로 최초 삽입된 후 회전부가 콘솔쪽으로 회전했을 때에 리턴용자석과 서로 자석 결합되고;
상기 전자석의 척력구간은 인력구간의 양측에 위치해서 스마트키가 가이드슬롯을 따라 이동했을 때에 스마트키를 전자석의 인력구간으로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 가이드판과 대면하도록 베이스브라켓에 고정 설치된 것으로 PCB에 의해 동작이 제어되는 액추에이터; 및
상기 액추에이터의 동작으로 가이드판을 향해 돌출되는 전진이동과 반대방향으로 후퇴이동 하는 것으로 전진이동시에 가이드판과 스마트키를 동시에 관통해서 스마트키의 위치를 고정시키고 후방이동시에 스마트키와 가이드판으로부터 분리되는 액추에이터로드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 액추에이터로드는 액추에이터의 동력을 전달받아서 전진이동과 후퇴이동하는 연결로드; 및
상기 연결로드의 선단과 연결된 상부로드와 하부로드를 포함하고;
상기 상부로드는 전진이동시에 회전부의 하단을 가압해서 회전부를 몸체부에 대해 회전시키고;
상기 하부로드는 전진이동시에 가이드판과 몸체부의 키슬롯을 관통하는 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 2개의 가이드판 중에서 액추에이터와 대면하는 어느 한 개의 가이드판에는 상부로드와 하부로드가 관통하는 상부홀 및 하부홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 2개의 가이드판 중에서 액추에이터로부터 상대적으로 멀리 떨어진 어느 한 개의 가이드판에는 회전부의 회전을 허용하기 위한 절개홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 콘솔구멍은 스마트키의 이동을 허용하기 위해 가이드슬롯을 따라 연장된 슬롯구멍; 및
상기 슬롯구멍과 연결되어서 회전부의 회전을 허용하는 회전구멍으로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트키를 이용한 차량용 전자식 변속시스템.