KR20190050661A - 전자식 레인지 전환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어부와 액추에이터 및 인히비터스위치가 일체로 형성되어 공간활용도를 높이고, 다양한 차종에 적용할 수 있도록 호환성을 높인 전자식 레인지 전환 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자식 레인지 전환 시스템은 케이스와, 상기 케이스에 설치되며, 운전자가 조작하는 입력모듈의 입력신호를 수신하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 구동하는 모드선택 액추에이터와, 상기 모드선택 액추에이터의 구동에 의해 회전하며, 변속기의 매뉴얼축과 연결되어 상기 매뉴얼축을 회전시키는 출력축과, 상기 케이스에 설치되어 상기 출력축의 회전위치를 감지하여 선택된 변속기 모드를 감지하는 인히비터 스위치를 포함한다.

Description

전자식 레인지 전환 시스템 {ELECTRONIC RANGE SWITCHING SYSTEM}

본 발명은 전자식 레인지 전환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어부와 액추에이터 및 인히비터스위치가 일체로 형성되어 공간활용도를 높이고, 다양한 차종에 적용할 수 있도록 호환성을 높인 전자식 레인지 전환 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 자동변속기는 P단, R단, N단, D단, S단과 같은 순서로 작동되는 변속모드를 가지며, 주행시 자동차 속도 등에 따라 변속단이 자동으로 변경되는 자동변속기를 장착한 차량의 경우 운전자가 자동변속기의 변속모드를 운전 상황에 따라 인위적으로 변경시킬 수 있게 하는 변속레버가 설치된다.

자동변속기 차량의 운전자는 변속레버를 조작하여 자동변속기의 변속모드를 운전 상황에 따라 주차(P단), 후진(R단), 중립(N단), 주행(D단) 등의 모드로 선택적으로 조종할 수 있다.

종래에는 운전자가 조작하는 변속레버가 기계적인 메커니즘을 통해 자동변속기에 직결되어 변속레버에 가해진 조작력을 자동변속기에 직접적으로 전달하여 변속모드가 조정되는 팁트로닉 타입의 모드전환장치가 주로 사용되었으나, 이와 같이 기계적 메커니즘을 통해 변속모드가 전환되는 종래 자동변속기용 모드전환장치는 모드 전환시 변속모드 조정에 필요한 힘을 변속레버를 통해 직접 가해야 했기 때문에 운전 편의성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 변속레버가 운전석 옆측의 콘솔 중앙에 설치되기 때문에 자동차 실내공간의 활용도를 떨어뜨리는 요인이 되어 왔다.

이로 인해, 약간의 조작력만 가하면 사전 설정된 방향과 변위량으로 조작됨으로써 전자제어장치가 그 이동방향과 변위량 등을 감지한 다음 예컨대 엑츄에이터나 전동모터 등의 작동매체로써 자동변속기의 변속모드를 변경할 수 있도록 구성된 전자제어방식 자동변속기용 변속레버들이 개발된 바 있다.

종래에 전자 변속기 시스템 또는 전자식 레인지 전환 시스템은 제어 신호를 입력받고 액추에이터를 구동하게 하는 제어부와 액추에이터 및 인히비터 스위치가 개별적으로 구성되어 있어서, 장착에 많은 공간이 필요하고, 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0134881호 : 전자식 변속 장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 제어부와 모드선택 액추에이터 및 인히비터 스위치가 일체로 형성되어 공간활용도가 뛰어나며, 다양한 차량에 쉽게 호환하여 설치할 수 있는 전자식 레인지 전환 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 전자식 레인지 전환 시스템은 케이스와, 상기 케이스에 설치되며, 운전자가 조작하는 입력모듈의 입력신호를 수신하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 구동하는 모드선택 액추에이터와, 상기 모드선택 액추에이터의 구동에 의해 회전하며, 변속기의 매뉴얼축과 연결되어 상기 매뉴얼축을 회전시키는 출력축과, 상기 케이스에 설치되어 상기 출력축의 회전위치를 감지하여 선택된 변속기 모드를 감지하는 인히비터 스위치를 포함한다.

상기 인히비터 스위치는 상기 출력축의 단부를 감쌀 수 있도록 상기 케이스의 일측에 설치되는 센서커버와, 상기 출력축에 끼워져 상기 출력축의 회전시 함께 회전하며, 일측에 자성체가 마련되어 있는 마그네트블럭과, 상기 센서커버에 마련되며, 상기 마그네트블럭의 위치를 감지하기 위한 포지션센서를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 센서커버의 일측에는 상기 포지션센서와 접속될 수 있는 접속커넥터의 삽입부가 마련되어 있으며, 상기 포지션센서는 상기 삽입부를 통해 삽입되는 접속커넥터에 연결되어 상기 포지션센서에서 감지된 마그네트블럭의 위치정보를 전달하기 위한 터미널이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 센서커버의 내측에는 상기 마그네트블럭이 감지영역을 벗어나지 않도록 주차(P) 포지션 및 주행(D) 포지션에 대응하는 위치의 가장자리에 상기 마그네트블럭의 회전을 차단하기 위한 회전스토퍼가 각각 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 출력축의 중립위치 설정을 위해 상기 출력축의 상단에 제1 표시홈이 형성되어 있으며, 상기 출력축 및 마그네트블럭이 중립(N) 포지션에 위치할 때 상기 제1 표시홈의 형성위치에 대응하도록 상기 센서커버에 제2 표시홈이 형성되어 있고, 상기 제1 표시홈과 제2 표시홈이 일치된 상태에서 신호조정을 통해 중립(N) 포지션을 설정하도록 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 출력축의 제1 표시홈은 상기 출력축의 상단으로부터 측면을 따라 하방으로 연장되도록 형성되고, 상기 마그네트블럭에는 상기 제1 표시홈으로 삽입되어 상기 마그네트블럭이 상기 출력축과 일체로 회전하도록 체결되는 체결돌기가 내부로 소정길이 돌출되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전자식 레인지 전환 시스템은 제어부와 모드선택 액추에이터 및 인히비터 스위치가 모두 하나의 몸체에 일체로 형성되기 때문에 컴팩트하여 장착이 용이하며 공간 활용도가 뛰어난 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 레인지 전환 시스템의 일 실시예의 사시도,
도 2는 모드선택 액추에이터의 구성을 개략적으로 도시한 개념도,
도 3은 도 1의 전자식 레인지 전환 시스템의 분리사시도,
도 4는 센서커버의 저면도,
도 5는 출력축의 회전에 의한 마그네트블럭의 포지션을 표시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자식 레인지 전환 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면을 참조하면, 본 발명의 전자식 레인지 전환 시스템(10)은 케이스(100)와, 상기 케이스(100)에 설치되는 제어부(200)와, 제어부(200)에 의해 구동하는 모드선택 액추에이터(300)와, 상기 모드선택 액추에이터(300)에 의해 회전하는 출력축(400)과, 선택된 변속기 모드를 감지하는 인히비터 스위치(500)를 포함한다.

케이스(100)는 상기 모드선택 액추에이터(300)와 제어부(200)가 설치될 수 있는 설치공간을 제공하는 것으로, 전체적으로 원통형의 형상을 갖는다.

케이스(100)의 일측에는 운전자가 선택하는 선택모드를 입력하기 위한 입력모듈의 입력신호를 전달할 수 있도록 입력커넥터가 연결되는 커넥터 연결부(110)가 형성되어 있으며, 이 커넥터 연결부(110)를 통해 입력커넥터가 삽입되어 제어부(200)로 입력신호를 전달할 수 있다.

상기 커넥터 연결부(110)를 통해 연결되는 입력커넥터는 입력신호의 전달 뿐 아니라 모드선택 액추에이터(300)의 구동을 위한 전원을 공급하는 역할을 한다.

상기 모드선택 액추에이터(300)의 구성은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.

모드선택 액추에이터(300)는 제어부(200)에 의해 구동하는 구동모터(310)와, 상기 구동모터(310)에 의해 회전하는 구동축(320)과, 구동축(320)에 연결되는 선기어(330)와, 상기 선기어(330)와 치합될 수 있는 고정된 링기어(340)를 포함한다.

상기 구동축(320)은 일측에 편심 회전하는 편심부(321)가 형성되어 있고, 선기어(330)는 상기 편심부(321)에 결합되어 구동축(320)의 회전에 의해 편심 회전한다.

상기 선기어(330)에는 보스부(331)가 형성되어 있고, 상기 출력축(400)이 상기 보스부(331)에 결합되어 회전력을 전달받아 회전한다.

상기 모드선택 액추에이터(300)는 구동모터(310)가 구동하면서 구동축(320)이 회전하면, 구동축(320)의 회전력이 편심부(321)에 결합되어 있는 선기어(330)로 전달되고, 고정되어 있는 링기어(340)에 대하여 선기어(330)가 요동운동을 하게 된다. 그리고 선기어(330)의 보스부(331)를 통해서 출력축(400)으로 회전력이 전달된다.

출력축(400)은 도시되지는 않았으나 변속을 위한 변속기의 매뉴얼축과 연결되어 출력축(400)의 회전에 의해 매뉴얼축이 회전하면서 변속모드를 조절한다.

상기 제어부(200)는 상술한 것처럼 운전자가 모드 선택을 위해 입력모듈을 통해 입력하는 입력신호를 수신하고, 수신된 입력신호에 따라 모드선택 액추에이터(300)가 구동하도록 제어한다.

상기 인히비터 스위치(500)는 출력축(400)의 회전위치를 감지해 선택된 변속기 모드를 감지하는 역할을 한다.

이를 위해 인히비터 스위치(500)는 출력축(400)의 단부를 감쌀 수 있도록 케이스(100)에 설치되는 센서커버(510)와, 출력축(400)에 설치되는 마그네트블럭(520)과, 센서커버(510)에 마련되는 포지션센서(530)를 포함한다.

상기 센서커버(510)는 체결부재를 통해 상기 케이스(100)에 결합된다.

센서커버(510)는 상기 출력축(400)의 단부가 외부로 노출되어 매뉴얼축과 결합이 이루어질 수 있도록 상기 출력축(400)의 단부를 노출시킬 수 있는 관통홀(511)이 형성되어 있으며, 상기 포지션센서(530)가 설치되는 일측에는 삽입부(512)가 마련되어 있다.

상기 삽입부(512)는 포지션센서(530)에서 감지된 정보를 차량의 메인제어부(200)로 전달하기 위한 접속커넥터가 체결될 수 있도록 형성되어 있다.

상기 마그네트블럭(520)은 상기 출력축(400)에 끼워져 출력축(400)과 함께 회전하는 것으로서, 상기 출력축(400)을 감싸는 링 형상으로 형성되며, 일측에는 포지션센서(530)에서 출력축(400)의 회전위치를 인지할 수 있도록 자성체(521)가 마련되어 있다.

그리고 마그네트블럭(520)의 내주면에는 내측으로 소정길이 돌출 형성된 체결돌기(522)가 마련되어 있는데, 상기 체결돌기(522)는 후술하는 출력축(400)의 제1 표시홈(410)으로 삽입되어 마그네트블럭(520)이 출력축(400)과 일체로 회전할 수 있다.

상기 포지션센서(530)는 상술한 것처럼 센서커버(510)에 설치되는데, 상기 마그네트블럭(520)의 자성체(521) 위치를 감지할 수 있으며, 상기 삽입부(512)를 통해 체결되는 접속커넥터와 연결될 수 있는 터미널(531)이 형성되어 있다.

상기 센서커버(510)의 내부에는 상기 마그네트블럭(520)이 감지영역을 벗어나지 않도록 주차(P) 포지션 및 주행(D) 포지션에 대응하는 위치의 가장자리에 상기 마그네트블럭(520)의 회전을 차단하기 위한 회전스토퍼(513)가 각각 형성되어 있다.

따라서 상기 회전스토퍼(513)에 의해 마그네트블럭(520)은 감지영역 내에서만 위치할 수 있으며, 감지영역을 벗어날 수 없다.

도시된 것처럼 상기 출력축(400)의 회전에 의해 자성체(521)가 일측 가장자리로 이동한 상태에서는 매뉴얼축이 출력축(400)에 의해 회전하여 주차(P) 포지션에 위치하도록 변속기를 제어하며, 포지션센서(530)는 해당위치정보를 감지하여 변속기의 모드가 주차(P) 포지션에 있음을 감지한다.

모드선택 액추에이터(300)에 의해 출력축(400)이 도면상에서 시계방향으로 회전하면 출력축(400)의 회전에 따라 매뉴얼축은 변속기의 변속모드를 중립(N) 및 주행(D) 모드가 되도록 조절한다.

이 때, 상기 출력축(400)과 함께 회전하는 마그네트블럭(520)의 자성체(521) 위치는 각각 중립(N) 포지션과 주행(D) 포지션에 위치하게 되고, 이를 포지션센서(530)가 감지한다.

아울러 출력축(400)의 중립위치 설정을 위해 출력축(400)과 센서커버(510)에는 각각 제1 표시홈(410)과 제2 표시홈(514)이 형성되어 있다.

상기 마그네트블럭(520)이 중립(N) 포지션에 위치할 때 상기 출력축(400)의 제1 표시홈(410)이 센서커버(510)의 제2 표시홈(514)과 대응하는 위치에 오도록 세팅한 다음 신호조정을 통해 중립(N) 포지션의 위치를 설정한다.

이렇게 출력축(400)과 센서커버(510)에 형성된 제1 표시홈(410)과 제2 표시홈(514)에 의해 마그네트블럭(520)의 중립(N) 포지션 초기 설정을 용이하게 실시할 수 있다.

본 실시예의 경우 인히비터 스위치(500)가 출력축(400)의 전단부에 설치되어 변속 레인지의 전환을 감지하도록 되어 있으나, 인히비터 스위치(500)의 설치위치는 본 실시예에 한정되지 않고 출력축(400)의 회전을 통해 변속 레인지의 전환을 감지할 수 있는 다양한 위치에 마련될 수 있다. 즉, 인히비터 스위치가 케이스(100)의 내부에서 상기 출력축(400)과 일체로 회전하면서 변속 레인지를 검출하도록 형성될 수도 있고, 출력축(400)이 모드선택 액추에이터(300)의 후방으로 연장되어 케이스(100)의 후단부에 인히비터 스위치가 마련될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 전자식 레인지 전환 시스템(10)은 제어부(200)와 모드선택 액추에이터(300) 및 인히비터 스위치(500)가 하나의 몸체 내에 일체형으로 형성되어 있기 때문에 공간활용도가 뛰어나며, 기존의 연결방식보다 설치 및 연결이 간소화되어 설치 편의성이 뛰어나다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 전자식 레인지 전환 시스템
100: 케이스
110: 커넥터 연결부
200: 제어부
300: 모드선택 액추에이터
310: 구동모터 320: 구동축
321: 편심부 330: 선기어
331: 보스부 340: 링기어
400: 출력축 410: 제1 표시홈
500: 인히비터 스위치
510: 센서커버 511: 관통홀
512: 삽입부 513: 회전스토퍼
514: 제2 표시홈 520: 마그네트블럭
521: 자성체 530: 포지션센서
531: 터미널

Claims (6)

1. 케이스와;
   상기 케이스에 설치되며, 운전자가 조작하는 입력모듈의 입력신호를 수신하는 제어부와;
   상기 제어부에 의해 구동하는 모드선택 액추에이터와;
   상기 모드선택 액추에이터의 구동에 의해 회전하며, 변속기의 매뉴얼축과 연결되어 상기 매뉴얼축을 회전시키는 출력축과;
   상기 케이스에 설치되어 상기 출력축의 회전위치를 감지하여 선택된 변속기 모드를 감지하는 인히비터 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 레인지 전환 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 인히비터 스위치는 상기 출력축의 단부를 감쌀 수 있도록 상기 케이스의 일측에 설치되는 센서커버와,
   상기 출력축에 끼워져 상기 출력축의 회전시 함께 회전하며, 일측에 자성체가 마련되어 있는 마그네트블럭과,
   상기 센서커버에 마련되며, 상기 마그네트블럭의 위치를 감지하기 위한 포지션센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 레인지 전환 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 센서커버의 일측에는 상기 포지션센서와 접속될 수 있는 접속커넥터의 삽입부가 마련되어 있으며,
   상기 포지션센서는 상기 삽입부를 통해 삽입되는 접속커넥터에 연결되어 상기 포지션센서에서 감지된 마그네트블럭의 위치정보를 전달하기 위한 터미널이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 레인지 전환 시스템.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 센서커버의 내측에는 상기 마그네트블럭이 감지영역을 벗어나지 않도록 주차(P) 포지션 및 주행(D) 포지션에 대응하는 위치의 가장자리에 상기 마그네트블럭의 회전을 차단하기 위한 회전스토퍼가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 레인지 전환 시스템.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 출력축의 중립위치 설정을 위해 상기 출력축에 제1 표시홈이 형성되어 있으며,
   상기 출력축 및 마그네트블럭이 중립(N) 포지션에 위치할 때 상기 제1 표시홈의 형성위치에 대응하도록 상기 센서커버에 제2 표시홈이 형성되어 있고,
   상기 제1 표시홈과 제2 표시홈이 일치된 상태에서 신호조정을 통해 중립(N) 포지션을 설정하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전자식 레인지 전환 시스템.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 출력축의 제1 표시홈은 상기 출력축의 상단으로부터 측면을 따라 하방으로 연장되도록 형성되고,
   상기 마그네트블럭에는 상기 제1 표시홈으로 삽입되어 상기 마그네트블럭이 상기 출력축과 일체로 회전하도록 체결되는 체결돌기가 내부로 소정길이 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 레인지 전환 시스템.
   

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