KR20230147966A - 차량용 변속 장치 - Google Patents

차량용 변속 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230147966A
KR20230147966A KR1020220047011A KR20220047011A KR20230147966A KR 20230147966 A KR20230147966 A KR 20230147966A KR 1020220047011 A KR1020220047011 A KR 1020220047011A KR 20220047011 A KR20220047011 A KR 20220047011A KR 20230147966 A KR20230147966 A KR 20230147966A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shift
shift lever
pawl member
gear
transmission device
Prior art date
Application number
KR1020220047011A
Other languages
English (en)
Inventor
김용현
문상호
조영재
최재구
차홍준
Original Assignee
에스엘 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스엘 주식회사 filed Critical 에스엘 주식회사
Priority to KR1020220047011A priority Critical patent/KR20230147966A/ko
Priority to CN202310332278.8A priority patent/CN116906551A/zh
Priority to US18/194,558 priority patent/US11906041B2/en
Priority to DE102023109256.1A priority patent/DE102023109256A1/de
Publication of KR20230147966A publication Critical patent/KR20230147966A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/08Range selector apparatus
    • F16H59/10Range selector apparatus comprising levers
    • F16H59/105Range selector apparatus comprising levers consisting of electrical switches or sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/08Range selector apparatus
    • F16H59/10Range selector apparatus comprising levers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/0278Constructional features of the selector lever, e.g. grip parts, mounting or manufacturing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/24Providing feel, e.g. to enable selection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/38Detents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/42Ratio indicator devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H2059/026Details or special features of the selector casing or lever support
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/0278Constructional features of the selector lever, e.g. grip parts, mounting or manufacturing
    • F16H2059/0282Lever handles with lock mechanisms, e.g. for allowing selection of reverse gear or releasing lever from park position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/22Locking of the control input devices
    • F16H2061/223Electrical gear shift lock, e.g. locking of lever in park or neutral position by electric means if brake is not applied; Key interlock, i.e. locking the key if lever is not in park position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/24Providing feel, e.g. to enable selection
    • F16H2061/247Detents for range selectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2892Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted other gears, e.g. worm gears, for transmitting rotary motion to the output mechanism

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Control Devices For Change-Speed Gearing (AREA)

Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 변속 조작 없이 변속단의 전환을 가능하게 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 변속 하우징에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 변속 레버; 상기 변속 레버에 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동 가능하게 설치되는 폴 부재; 상기 복수의 변속단 각각에 대하여 상기 폴 부재가 삽입되어 위치되도록 상기 변속 레버의 회전 방향을 따라 형성되는 복수의 디턴트 홈을 포함하는 디턴트 플레이트; 및 변속 신호에 따라 상기 복수의 변속단 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되도록 상기 변속 레버를 회전시키는 변속 제어부를 포함하며, 상기 변속 제어부는 구동부; 및 상기 구동부의 구동력에 의해 상기 회전축을 중심으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동되도록 하고, 상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 폴 부재에 힘을 가하여 상기 변속 레버가 회전되도록 하는 가동부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 변속 장치{Automotive tranmission}
본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 변속 조작 없이 변속단의 전환을 가능하게 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 변속 장치는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위하여 기어비를 달리하도록 할 수 있으며, 운전자는 변속 레버를 조작하여 기어비를 바꾸게 된다.
최근에는 운전자의 변속 레버 조작력을 기계적인 케이블로 변속기에 전달하지 않고, 운전자의 변속 레버 조작에 따른 전기적 신호를 통해 변속기가 제어되도록 하는 시프트 바이 와이어(Shift by Wire) 변속 장치와 같은 전자식 변속 장치가 차량에 장착되고 있다.
전자식 변속 장치는 변속 레버의 위치 변화에 따라 생성되는 전기적 신호를 변속기에 구비된 액추에이터로 전달하고, 액추에이터의 구동에 의해 변속기의 변속단이 전환되도록 하게 된다.
한편, 운전자의 편의성이 향상되도록 운전자의 변속 조작 없이도 원격 주행이나 원격 주차가 가능하게 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이를 위해 원격 주행이나 원격 주차 시 변속 레버의 위치가 변화되도록 하여 변속단이 자동으로 전환되도록 하는 방안이 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2020-0106233호(2020.09.04. 공개)
이러한 필요성을 감안하여 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 운전자의 변속 조작 없이 변속 레버가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전되도록 하는 차량용 변속 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 변속 하우징에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 변속 레버; 상기 변속 레버에 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동 가능하게 설치되는 폴 부재; 상기 복수의 변속단 각각에 대하여 상기 폴 부재가 삽입되어 위치되도록 상기 변속 레버의 회전 방향을 따라 형성되는 복수의 디턴트 홈을 포함하는 디턴트 플레이트; 및 변속 신호에 따라 상기 복수의 변속단 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되도록 상기 변속 레버를 회전시키는 변속 제어부를 포함하며, 상기 변속 제어부는 구동부; 및 상기 구동부의 구동력에 의해 상기 회전축을 중심으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동되도록 하고, 상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 폴 부재에 힘을 가하여 상기 변속 레버가 회전되도록 하는 가동부를 포함할 수 있다.
상기 변속 레버는, 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 상기 폴 부재를 탄성 지지하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
상기 복수의 디턴트 홈 각각은, 상기 폴 부재가 삽입되는 개구가 상기 회전축을 향하도록 위치될 수 있다.
상기 변속 제어부는, 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 현재 변속단에 대응되는 디턴트 홈으로부터 이탈되도록 상기 폴 부재가 상기 회전축에 가까워지는 방향으로 이동되도록 하여 상기 변속 레버의 회전을 가능하게 하며, 상기 변속 레버가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전된 경우 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 상기 목표 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치되도록 상기 폴 부재가 상기 회전축과 멀어지는 방향으로 이동되도록 하는
상기 복수의 변속단 중 선택된 변속단의 감지가 가능하도록 상기 변속 레버의 위치를 감지하는 위치 감지부를 더 포함하며, 상기 위치 감지부는, 상기 변속 레버에 장착되는 마그넷; 및 상기 마그넷에 의한 자력을 감지하는 감지 센서부를 포함할 수 있다.
상기 변속 레버는, 상기 폴 부재의 이동을 안내하는 이동 홀을 포함하며, 상기 이동 홀은, 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성되어 상기 폴 부재가 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동되도록 하고, 상기 변속 레버의 회전 방향으로 이동되는 것을 차단할 수 있다.
상기 변속 제어부는, 상기 구동력이 상기 가동부로 전달되도록 하는 구동력 전달부를 포함하며, 상기 구동력 전달부는, 서로 맞물리도록 위치하는 적어도 하나의 전달 기어를 포함할 수 있다.
상기 가동부는, 상기 구동부의 구동력에 의해 회전되는 기어부; 및 상기 기어부와 일체로 회전되어 상기 변속 레버가 회전되도록 하는 변속 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 기어부는, 상기 구동력에 의해 상기 회전축을 중심으로 회전되는 입력 기어; 상기 변속 가이드부가 연결되고, 상기 입력 기어의 기어치와 서로 맞물리도록 형성되는 기어치에 의해 상기 입력 기어와 일체로 상기 회전축을 중심으로 회전되는 출력 기어; 상기 입력 기어에 결합되는 기어 커버; 및 상기 입력 기어와 상기 기어 커버 사이에 위치되는 가압 부재를 포함할 수 있다.
상기 가압 부재는, 상기 입력 기어와 상기 출력 기어가 서로 맞물려 일체로 회전되도록 상기 입력 기어에 힘을 가할 수 있다.
상기 가압 부재는, 상기 출력 기어에 외부 힘이 가해지는 경우 서로 맞물리는 상기 입력 기어의 기어치 및 상기 출력 기어의 기어치 중 어느 하나가 다른 하나를 타고 넘어가는 기어 슬립 현상이 발생 가능하도록 탄성 변형되어 상기 입력 기어가 상기 회전축 방향으로 이동 가능하게 할 수 있다.
상기 변속 가이드부는, 양단이 상기 출력 기어의 서로 다른 위치에 연결되어 상기 출력 기어와 폐곡선을 형성할 수 있다.
상기 변속 가이드부는, 상기 복수의 디턴트 홈에 비하여 큰 반경을 가지도록 형성되는 제1 가이드부; 상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 제1 가이드부의 일측에 상기 복수의 디턴트 홈에 비하여 작은 반경을 가지도록 형성되는 제2 가이드부; 상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부 사이에 연결되는 연결부; 및 상기 출력 기어로부터 연장되어 상기 제2 가이드부에 연결되는 연장부를 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 제1 가이드부에 연결되는 일단에 비하여 상기 제2 가이드부의 일단에 연결되는 타단이 상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 제1 가이드부와 멀어지도록 위치하게 되며, 상기 폴 부재는, 상기 변속 가이드부의 회전 시 상기 연결부의 접촉면을 따라 상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향하여 이동될 수 있다.
상기 연장부는, 상기 변속 가이드부의 회전 시 상기 제2 가이드부에 위치한 상기 폴 부재에 힘을 가하게 되며, 상기 변속 레버는, 상기 연장부에 의해 상기 폴 부재에 힘이 가해지는 방향으로 회전될 수 있다.
상기 변속 가이드부는, 제1 방향으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 연결부의 접촉면을 따라 상기 제1 가이드부에서 상기 제2 가이드부를 향하도록 이동되도록 하여 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 현재 변속단에 대응되는 디턴트 홈으로부터 이탈되도록 하고, 상기 폴 부재가 상기 제2 가이드부에 위치한 상태에서 상기 연장부에 의해 상기 폴 부재에 상기 제1 방향으로 힘이 가해지도록 하여 상기 변속 레버가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전되도록 하며, 상기 변속 레버가 상기 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전된 경우, 제2 방향으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 연결부의 접촉면을 따라 상기 제2 가이드부에서 상기 제1 가이드부를 향하는 방향으로 이동되도록 하여 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 상기 목표 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치되도록 할 수 있다.
상기 변속 가이드부의 위치를 감지하는 위치 감지부를 더 포함하며, 상기 위치 감지부는, 상기 변속 가이드부에 장착되는 마그넷; 및 상기 마그넷에 의한 자력을 감지하는 감지 센서부를 포함할 수 있다.
상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동 가능하도록 상기 변속 레버에 구비되는 불릿; 상기 불릿을 탄성 지지하는 탄성 부재; 및 상기 변속 레버의 회전 시 조작감이 발생되도록 상기 불릿의 회전 경로를 따라 상기 불릿의 단부가 삽입되어 위치하도록 형성되는 복수의 그루브를 포함하는 디턴트 그루브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
원격 주차나 원격 주행 시 운전자의 변속 조작 없이도 변속 레버가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전되도록 할 수 있기 때문에 운전자의 편의성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외관이 도시된 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버가 도시된 단면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 운전자의 변속 조작에 의해 회전되는 변속 레버가 도시된 측면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부가 도시된 블록도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 구동부 및 가동부가 도시된 분해 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 구동부 및 가동부가 도시된 단면도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버의 회전축 방향으로 이동되는 입력 기어가 도시된 단면도.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부에 의해 회전되는 변속 레버가 도시된 측면도.
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 이상의 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 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외관이 도시된 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도로서, 도 2 내지 도 4는 변속 하우징(500)이 생략된 경우의 일 예이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 변속 레버(100), 폴 부재(200), 디턴트 플레이트(300) 및 변속 제어부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 차량용 변속 장치(1)는 휠 센서, 조향각 센서 등과 같이 차량 상태를 감지하기 위한 센서와, 카메라 센서, 라이다 센서, 레이더 센서, 초음파 센서 등과 같이 차량의 주변 상태를 감지하기 위한 센서를 통해 주차 가능한 공간을 탐색하고, 주차 가능한 공간이 존재할 때 차량이 자율적으로 주차를 수행할 수 있도록 하는 원격 주차 시스템의 용도로 사용되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 원격 주차 시스템 뿐만 아니라, 원격 주행이나 차량의 시동 오프 시 변속단이 자동으로 P단으로 전환되도록 하는 것과 같이 운전자의 변속 조작 없이도 변속단이 전환되도록 할 필요가 있는 다양한 상황에서 사용될 수 있다.
본 발명의 차량용 변속 장치(1)가 원격 주차 시스템의 용도로 사용되는 경우, 전술한 차량 상태와 차량의 주변 상태가 차량의 ECU로 전달되고, 차량의 ECU는 차량의 전진 또는 후진을 위한 변속 신호를 생성하여 후술할 변속 제어부(400)로 전달하게 되며, 변속 제어부(400)는 차량의 ECU로부터 전달된 변속 신호에 따라 변속 레버(100)를 회전시켜 변속단이 전환되도록 하게 된다.
변속 레버(100)는 운전자가 복수의 변속단 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 변속 하우징(500)에 회전축(Ax)을 중심으로 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 운전자는 변속 레버(100)의 단부에 구비되는 노브(미도시)를 잡고 전후 방향, 좌우 방향 또는 이들이 조합된 방향으로 이동시킴으로써 변속 레버(100)가 회전축(Ax)을 중심으로 회전되도록 하여 원하는 변속단을 선택할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 변속 레버(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 P, R, N, D단인 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이 경우 변속 레버(100)가 회전축(Ax)을 중심으로 제1 방향으로 회전되는 경우 D, N, R, P단의 순서로 변속단이 선택되고, 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전되는 경우 P, R, N, D의 순서로 변속단이 선택될 수 있다.
이때, 변속 레버(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 전술한 예로 한정되는 것은 아니며, 변속 레버(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 다양하게 변경될 수 있고, 전술한 변속단 중 적어도 하나는 별도로 구비된 버튼이나 스위치 등에 의해 선택될 수도 있다.
또한, 변속 하우징(500)에는 변속 레버(100)의 이동을 안내하기 위한 이동 통로(511)가 형성되는 인디케이터(510)가 구비될 수 있으며, 이동 통로(511) 주변에는 변속 레버(100)에 의해 선택 가능한 변속단이나 현재 변속단을 표시하기 위한 표시 장치(미도시)가 구비될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버가 도시된 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버(100)는 회전축(Ax)을 중심으로 하는 중심 샤프트(520)가 통과하는 통과 홀(110)이 형성될 수 있고, 이로 인해 변속 레버(100)가 회전축(Ax)을 중심으로 회전될 수 있게 된다.
폴 부재(200)는 변속 레버(100)에 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 변속 레버(100)에는 폴 부재(200)의 이동 범위가 제한되도록 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성되는 이동 홀(120)이 형성될 수 있고, 폴 부재(200)는 이동 홀(120)로 인하여 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로는 이동이 가능하게 되는 반면, 변속 레버(100)의 회전 방향으로의 이동은 차단되어 폴 부재(200)에 변속 레버(100)의 회전 방향으로 힘이 가해지는 경우 변속 레버(100)가 회전축(Ax)을 중심으로 회전될 수 있게 된다.
변속 레버(100)는 운전자의 변속 조작 시 폴 부재(200)의 이동을 가능하게 하는 변속 로드(151)의 일단부가 변속 레버(100)의 가이드 홀(130)에 삽입되어 위치될 수 있으며, 변속 로드(151)의 일단부는 제1 탄성 부재(150)에 의해 탄성 지지되도록 위치하여 운전자가 변속 조작을 위하여 변속 로드(151)의 타단부에 힘을 가하는 경우 제1 탄성 부재(150)가 압축되면서 폴 부재(200)가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)에 가까워지도록 이동하게 되고, 운전자에 의해 변속 로드(151)의 타단부에 가해지는 힘이 제거되는 경우 제1 탄성 부재(150)의 복원력에 의해 폴 부재(200)가 원래의 위치로 복귀될 수 있게 된다.
이때, 도 5는 운전자가 변속 로드(151)에 힘을 가하지 않은 상태의 폴 부재(200)의 위치가 도시된 일 예이고, 도 6은 운전자가 변속 로드(151)에 힘을 가한 상태의 폴 부재(200)의 위치가 도시된 일 예로서, 도 5의 폴 부재(200)에 비하여 도 6의 폴 부재(200)가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)에 가깝게 위치되는 것을 알 수 있다.
또한, 변속 레버(100)의 일측에는 제2 탄성 부재(160)에 의해 탄성 지지되는 불릿(161)이 위치될 수 있으며, 불릿(161)의 단부는 변속 레버(100)의 회전 방향을 따라 복수의 그루브(171)가 형성되는 디턴트 그루브(170)에 접촉되도록 위치하게 되어 변속 레버(100)의 회전 시 제2 탄성 부재(160)에 의해 탄성 지지되는 불릿(161)의 단부가 디턴트 그루브(170)에 접촉된 상태를 유지하면서 서로 인접한 그루브 사이를 이동하기 때문에 운전자가 변속 레버(100)를 조작할 때 조작감을 제공할 수 있게 된다.
즉, 제2 탄성 부재(160)에 의해 탄성 지지되는 불릿(161)의 단부가 디턴트 그루브(170)에 접촉된 상태에서 변속 레버(100)가 회전되는 경우 복수의 그루브(171)의 프로파일 형상에 따라 제2 탄성 부재(160)가 압축 또는 이완되면서 운전자에게 조작감이 제공되도록 하는 것이다.
이때, 디턴트 그루브(170)는 변속 하우징(500)에 고정 설치될 수 있고, 이로 인해 변속 레버(100)의 회전 시 불릿(161)의 단부가 서로 인접한 그루브 사이를 이동할 수 있게 된다.
디턴트 플레이트(300)는 변속 하우징(500)에 고정 설치되고, 변속 레버(100)의 회전 방향을 따라 형성되는 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)을 포함할 수 있으며, 폴 부재(200)는 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 현재 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)이 4개의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)으로 이루어지는 것은 변속 레버(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단이 4개의 변속단(P, R, N, D)이기 때문이며, 변속 레버(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단에 따라 디턴트 플레이트(300)에 형성되는 디턴트 홈의 개수는 달라질 수 있다.
복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)은 폴 부재(200)가 삽입되는 개구가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 향하도록 위치할 수 있으며, 이는 변속 로드(151)에 외부 힘이 가해지기 이전에는 제1 탄성 부재(150)의 복원력에 의하여 폴 부재(200)가 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 어느 하나에 삽입되어 위치된 상태를 유지하도록 하기 위한 것이다.
이때, 폴 부재(200)가 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 어느 하나에 삽입되도록 위치되는 것은 운전자의 실수나 의도치 않은 외부 충격 등에 의해 변속 레버(100)가 회전되는 것이 방지되도록 하기 위한 것으로서, 운전자가 변속단의 전환을 위하여 변속 로드(151)에 힘을 가하기 이전에는 변속 레버(100)의 회전이 구속되도록 하기 위한 것이다.
복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 어느 하나는 인접한 다른 하나와 서로 다른 반경을 가지도록 형성될 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이 운전자가 변속 로드(151)에 힘을 가하기 이전에는 폴 부재(200)에 의해 운전자의 실수나 의도치 않은 외부 충격 등으로 인하여 변속 레버(100)가 회전되는 것이 방지되도록 하기 위한 것으로서, 운전자는 변속 로드(151)의 타단부에 힘을 가하여 도 7과 같이 폴 부재(200)가 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 회전축(Ax)으로부터 가장 짧은 반경을 가지는 디턴트 홈보다 작은 반경을 가지는 위치로 이동되도록 하고, 도 8과 같이 변속 레버(100)를 회전시켜 원하는 변속단을 선택하게 되며, 이 상태에서 운전자에 의해 변속 로드(151)에 가해지는 힘이 제거되는 경우 도 9와 같이 폴 부재(200)가 제1 탄성 부재(150)의 복원력으로 인하여 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 현재 선택된 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치하게 되는 것이다.
이때, 도 7 내지 도 9는 운전자가 D단에서 R단을 선택하는 경우의 일 예로서, 이에 한정되지 않고, 전술한 복수의 변속단 중 어느 하나에서 다른 변속단을 선택하는 경우 전술한 도 7 내지 도 9와 유사한 방법으로 변속단을 선택할 수 있게 된다.
이와 같이, 폴 부재(200)가 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 어느 하나에 삽입되도록 위치된 상태에서 변속 로드(151)에 외부 힘이 가해지기 전까지는 제1 탄성 부재(150)의 복원력에 의해 폴 부재(200)가 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 어느 하나에 삽입되도록 위치된 상태를 유지하게 되어 운전자의 실수나 의도치 않은 외부 충격으로 인하여 변속 레버(100)가 회전되는 것이 방지될 수 있고, 변속 로드(151)에 외부 힘이 가해지는 경우에는 폴 부재(200)가 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)으로부터 이탈되어 회전축(Ax)을 기준으로 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)에 비하여 작은 반경을 가지도록 위치되기 때문에 변속 레버(100)가 회전될 수 있는 것이다.
변속 제어부(400)는 전술한 원격 주차 시스템 등과 같이 차량의 ECU로부터 전달되는 변속 신호에 따라 운전자의 변속 조작 없이도 변속단이 전환되도록 하는 역할을 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부가 도시된 블록도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 구동부 및 가동부가 도시된 분해 사시도이며, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 구동부 및 가동부가 도시된 단면도이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부(400)는 구동부(410), 가동부(420) 및 구동 제어부(430)를 포함할 수 있다.
구동부(410)는 차량의 ECU로부터 전달받은 변속 신호에 따라 구동력이 발생되도록 하고, 구동부(410)의 구동력은 적어도 하나의 전달 기어(411a, 411b, 411c)를 포함하는 구동력 전달부(411)에 의해 가동부(420)로 전달되어 가동부(420)가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 중심으로 회전되도록 하는 역할을 할 수 있다.
가동부(420)는 구동부(410)의 구동력에 의해 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 중심으로 회전하여 폴 부재(200)가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 이동되도록 하고, 폴 부재(200)에 변속 레버(100)의 회전 방향으로 힘을 가하여 변속 레버(100)가 회전축(Ax)을 중심으로 회전되도록 하는 역할을 할 수 있다.
가동부(420)는 변속 레버(100)에 형성되는 통과 홀(110)의 일측으로부터 회전축(Ax) 방향으로 연장되도록 형성되는 장착부(140)에 장착되어 구동부(410)의 구동력에 의해 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 중심으로 회전될 수 있다.
가동부(420)는 기어부(421) 및 변속 가이드부(422)를 포함할 수 있다.
기어부(421)는 구동력 전달부(411)에 의해 구동부(410)의 구동력이 입력되는 입력 기어(421a) 및 입력 기어(421a)로 입력되는 구동력에 의해 회전되는 출력 기어(421b)를 포함할 수 있다.
입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b)는 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 중심으로 회전되도록 회전축(Ax) 방향을 따라 배치될 수 있으며, 입력 기어(421a)의 기어치(421a')와 출력 기어(421b)의 기어치(421b')가 서로 맞물리도록 위치하게 되어 입력 기어(421a)의 회전 시 출력 기어(421b)가 회전될 수 있게 된다.
입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b)는 전술한 변속 레버(100)의 장착부(140)가 삽입되어 위치되는 중공(140a, 140b)이 각각 형성될 수 있고, 장착부(140)에는 입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b)의 원활한 회전을 가능하게 하고 마모를 줄일 수 있는 부싱 부재(141)가 구비될 수 있다.
입력 기어(421a)에는 기어 커버(421c)가 결합될 수 있으며, 입력 기어(421a)와 기어 커버(421c) 사이에는 입력 기어(421a)의 위치에 따라 압축 또는 이완되도록 탄성 변형되는 가압 부재(421d)가 위치될 수 있다.
이때, 기어 커버(421c)는 변속 하우징(500) 등에 의해 위치가 고정되도록 위치되기 때문에 가압 부재(421d)의 탄성력에 의해 가해지는 압력에 의해 입력 기어(421a)가 출력 기어(421b)와 서로 맞물리는 상태를 유지하게 되어 입력 기어(421a)로 구동력이 입력되는 경우 출력 기어(421b)가 입력 기어(421a)와 일체로 회전될 수 있게 된다.
이때, 입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b)가 가압 부재(421d)에 의해 가해지는 탄성력에 의해 서로 맞물리도록 하는 것은, 변속 제어부(400)에 의한 변속단 전환 과정에서 운전자가 변속 레버(100)에 가하는 힘으로 인하여 입력 기어(421a)의 회전 방향과 반대 방향으로 출력 기어(421b)에 외부 힘이 가해지거나 입력 기어(421a)의 회전 방향으로 입력 기어(421a)에 의해 전달되는 구동력보다 큰 외부 힘이 출력 기어(421b)에 가해지는 경우, 서로 맞물리는 입력 기어(421a)의 기어치(421a') 및 출력 기어(421b)의 기어치(421b') 중 어느 하나가 다른 하나를 타고 넘어갈 수 있도록 가압 부재(421d)가 탄성 변형되어 입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b) 사이의 기어 슬립이 발생되도록 함으로써, 입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b) 사이의 상대적인 움직임을 가능하게 하여 기어부(421)의 파손이나 고장이 발생되는 것이 방지되도록 하기 위함이다.
즉, 입력 기어(421a) 및 기어 커버(421c)는 가압 부재(421d)에 의해 소정 간격으로 이격되도록 위치될 수 있고, 이러한 이격 공간으로 인하여 가압 부재(421d)의 탄성 변형 시 도 14와 같이 입력 기어(421a)가 회전축(Ax) 방향으로 이동되어 입력 기어(421a)의 기어치(421a') 및 출력 기어(421b)의 기어치(421b') 중 어느 하나가 다른 하나를 타고 넘어가도록 입력 기어(421a)의 기어치(421a')와 출력 기어(421b)의 기어치(421b')가 서로 분리될 수 있기 때문에 입력 기어(421a) 및 출력 기어(421b) 사이에 상대적인 움직임이 가능하게 되는 것이다.
전술한 바와 같이, 출력 기어(421b)에 외부 힘이 가해지게 되어 입력 기어(421a)와 출력 기어(421b) 사이에 기어 슬립 현상이 발생되는 경우, 입력 기어(421a)의 기어치(421a') 및 출력 기어(421b)의 기어치(421b') 중 어느 하나가 다른 하나를 타고 넘어가는 과정에서 진동이나 소음 등이 발생하게 되고, 이로 인해 운전자가 변속 제어부(400)에 의해 변속단이 전환되는 과정이 수행 중임을 인지할 수 있는 동시에 변속 레버(100)에 가해지는 외부 힘으로 인하여 기어 슬립 현상이 발생되었음을 인지할 수 있기 때문에 이에 대하여 대처할 수 있게 되는 것이다.
변속 가이드부(422)는 양단이 출력 기어(421b)의 서로 다른 위치에 연결되도록 형성되어 출력 기어(421b)와 함께 전체적으로 폐곡선 형상을 형성하게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에서 변속 가이드부(422)가 출력 기어(421b)와 폐곡선을 형성하는 것은 변속 가이드부(422)에 의해 폴 부재(200)에 힘이 가해질 때 변속 가이드부(422)의 변형을 방지하여 제대로 힘이 가해지도록 하기 위한 것으로서, 변속 가이드부(422)의 변형이 발생하지 않는 경우에는 변속 가이드부(422)는 일부가 분리되도록 형성될 수도 있다.
변속 가이드부(422)는 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 기준으로 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)에 비하여 큰 반경을 가지도록 형성되는 제1 가이드부(422a)와 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)에 비하여 작은 반경을 가지도록 형성되는 제2 가이드부(422b)를 포함할 수 있으며, 제2 가이드부(422b)는 변속 레버(100)의 회전 방향으로 제1 가이드부(422a)의 양단부에 위치하여 연결부(422c)를 통해 제1 가이드부(422a)와 연결될 수 있다.
연결부(422c)는 제1 가이드부(422a)에 연결되는 일단에 비하여 제2 가이드부(422b)의 일단에 연결되는 타단이 제1 가이드부(422a)와 멀어지도록 위치될 수 있으며, 이로 인해 폴 부재(200)가 연결부(422c)의 접촉면을 따라 제1 가이드부(422a) 및 제2 가이드부(422b) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 이동될 수 있도록 하게 된다.
즉, 연결부(422c)의 양단이 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 일렬로 위치되는 경우에는 폴 부재(200)가 제1 가이드부(422a) 및 제2 가이드부(422b) 사이에서 이동되기 어렵기 때문에 연결부(422cb)의 양단이 서로 엇갈리게 위치시킴으로써 폴 부재(200)가 연결부(422c)를 따라 제1 가이드부(422a) 및 제2 가이드부(422b) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 이동될 수 있도록 하는 것이다.
제2 가이드부(422b)는 타단이 출력 기어(421b)로부터 연장되는 연장부(422d)와 연결될 수 있으며, 이로 인해 출력 기어(422b)의 회전 시 출력 기어(421b)에 연결되는 변속 가이드부(422)가 회전될 수 있게 된다.
제1 가이드부(422a)는 양단이 변속 레버(100)의 회전 방향으로 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)을 포함하는 길이를 가지도록 형성될 수 있고, 변속 가이드부(422)는 일반적인 차량 주행 상황에서 운전자의 변속 조작이 가능하도록 제1 가이드부(422a)의 양단 사이에 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)에 위치하는 초기 위치를 가질 수 있게 된다.
이때, 차량의 ECU로부터 변속 신호가 전달되어 구동부(410)로부터 구동력이 발생되는 경우, 기어부(421)의 회전에 의해 변속 가이드부(422)가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 중심으로 양방향 중 어느 하나의 방향으로 회전하게 되고, 이 경우 폴 부재(200)가 연결부(422c)의 접촉면을 따라 제1 가이드부(422a)에서 제2 가이드부(422b)를 향하여 이동하게 된다.
또한, 제2 가이드부(422b)는 연결부(422c)의 타단으로부터 변속 레버(100)의 회전 방향을 따라 연장되도록 형성하기 때문에 기어부(421)가 동일한 방향으로 지속적으로 회전되는 경우 제2 가이드부(422b)에 의해 폴 부재(200)가 변속 레버(100)의 회전축(Ax)을 기준으로 방사 방향으로 변속 레버(100)의 회전축(Ax)과 멀어지는 방향으로 이동되는 것이 차단될 수 있게 된다.
폴 부재(200)는 제2 가이드부(422b)에 위치된 상태에서, 출력 기어(421b)와 제2 가이드부(422b) 사이에 연결되는 연장부(422d)에 의해 변속 가이드부(422)의 회전 방향으로 힘을 받게 되고, 이 경우 폴 부재(200)는 이동 홀(130)에 의해 변속 레버(100)의 회전 방향으로의 이동이 차단되기 때문에 변속 레버(100)가 변속 가이드부(422)와 동일한 방향으로 회전하게 되어 변속 레버(100)가 회전될 수 있게 되는 것이다.
예를 들어, 변속 가이드부(422)가 제1 방향으로 회전되는 경우, 연장부(422d)에 의해 폴 부재(200)가 제1 방향으로 힘을 받기 때문에 변속 레버(100)도 제1 방향으로 회전되는 것으로 이해될 수 있다.
이때, 변속 가이드부(422)의 회전에 의해 변속 레버(100)가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전된 경우, 구동부(410)는 변속 가이드부(422)가 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전하도록 하는 구동력이 발생되고, 이 경우 폴 부재(200)가 제1 탄성 부재(150)의 복원력에 의해 연결부(422b)를 따라 제2 가이드부(422b)에서 제1 가이드부(422a)를 향하는 방향으로 이동되어 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 목표 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치하게 되는 것이다.
구동 제어부(430)는 차량의 ECU로부터 전달되는 변속 신호에 따라 구동부(410)를 제어하여 변속 가이드부(422)가 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전되도록 할 수 있다.
구동 제어부(430)는 변속 레버(100)의 위치를 감지하는 제1 위치 감지부(440)와 변속 가이드부(422)의 위치를 감지하는 제2 위치 감지부(450)의 감지 결과에 따라 구동부(410)를 제어할 수 있다.
제1 위치 감지부(440)는 변속 레버(100)에 장착되는 제1 마그넷(441)과 제1 마그넷(441)에 의한 자력을 감지하는 제1 감지 센서부(442)를 포함할 수 있고, 제2 위치 감지부(450)는 변속 가이드부(422)에 장착되는 제2 마그넷(451)과 제2 마그넷(451)에 의한 자력을 감지하는 제2 감지 센서부(452)를 포함할 수 있다.
구동 제어부(430)는 제1 위치 감지부(440)의 감지 결과에 따라 변속 레버(100)가 목표 변속단에 대응되는 위치에 도달하였는지를 판단할 수 있고, 제2 위치 감지부(450)의 감지 결과에 따라 변속 가이드부(422)의 위치를 감지할 수 있으며, 구동 제어부(430)는 변속 레버(100)가 목표 변속단에 대응되는 위치에 도달된 이후 운전자에 의한 변속 조작이 가능하도록 변속 가이드부(422)가 초기 위치로 복귀되도록 구동부(410)를 제어할 수 있다.
이때, 구동 제어부(430)는 제1 위치 감지부(440)에 의해 감지되는 변속 레버(100)의 위치에 따른 변속단에 대응되는 변속 제어 신호를 생성하게 되고, 생성된 변속 제어 신호가 변속기로 전달되어 변속단이 전환될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 변속 제어부(400)가 구동 제어부(430)를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 차량의 ECU 등이 구동 제어부(430)의 역할을 할 수도 있으며, 이 경우 구동 제어부(430)는 생략될 수 있다.
한편, 전술한 차량용 변속 장치(1)는 변속 조건이 만족될 때 현재 변속단으로부터 다른 변속단으로의 변속을 가능하게 하는 변속 잠금부(600)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 변속 잠금부(600)는 일방향으로 이동 가능한 이동 로드(611)를 포함하는 솔레노이드 등과 같은 적어도 하나의 액추에이터(610)와, 변속 레버(100)에 이동 로드(611)의 단부가 삽입되어 위치되도록 하는 적어도 하나의 삽입 홈(620)을 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에서는 변속 잠금부(600)가 복수의 액추에이터(610)를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 둘 이상의 서로 다른 변속단에서 변속 잠금 기능이 구현될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이에 한정되지 않고, 변속 잠금 기능이 필요한 변속단에 따라 액추에이터(610)의 개수는 달라질 수 있다.
이러한 변속 잠금부(600)는 이동 로드(611)의 단부가 삽입 홈(620)에 삽입되어 위치되는 경우 변속 잠금 기능이 활성화되도록 할 수 있으며, 차량 속도나 브레이크 페달 조작 여부 등과 같은 변속 조건이 만족될 때 이동 로드(611)의 단부가 삽입 홈(620)으로부터 이탈되도록 액추에이터(610)가 구동되어 운전자 또는 변속 제어부(400)에 의한 변속 레버(100)의 회전이 가능하게 된다.
전술한 변속 제어부(400)에 의해 변속단이 전환되는 과정을 도 13 내지 도 16을 참고하여 살펴보면 다음과 같으며, 도 13 내지 도 16은 변속 제어부(400)에 의해 변속 레버(100)가 D단에 대응되는 위치에서 R단에 대응되는 위치로 회전되는 경우의 일 예이다.
변속 레버(100)가 D단에 위치된 상태에서 R단으로의 전환을 위한 변속 신호가 전달되는 경우, 구동 제어부(430)는 변속 가이드부(422)가 제1 방향으로 회전되도록 구동부(410)를 구동시키게 되고, 이 경우 도 15와 같이 폴 부재(200)가 연결부(422c)의 접촉면을 따라 제1 가이드부(422a)에서 제2 가이드부(422b)를 향하는 방향으로 이동되어 도 16과 같이 폴 부재(200)가 제2 가이드부(422b)에 위치하게 된다.
폴 부재(200)가 제2 가이드부(422b)에 위치되는 경우, 폴 부재(200)는 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340)에 비하여 짧은 반경을 가지는 위치를 가지게 되어 폴 부재(200)에 의한 변속 레버(100)의 회전이 구속 해제된 상태가 되고, 변속 가이드부(422)가 제1 방향으로 지속적으로 회전되는 경우, 도 17과 같이 연장부(422d)가 폴 부재(200)에 제1 방향으로 힘을 가하게 되어 변속 레버(100)가 R단에 대응되는 위치로 회전될 수 있게 된다.
변속 레버(100)가 R단에 대응되는 위치로 회전되는 경우, 구동 제어부(430)는 변속 가이드부(422)가 제2 방향으로 회전되도록 구동부(410)를 제어하게 되고, 이 경우 폴 부재(200)가 제1 탄성 부재(150)의 복원력에 의해 연결부(422c)의 접촉면을 따라 제2 가이드부(422b)에서 제1 가이드부(422a)를 향하는 방향으로 이동되어 도 18과 같이 복수의 디턴트 홈(310, 320, 330, 340) 중 R단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치되어 변속 레버(100)의 회전이 구속될 수 있게 된다.
전술한 도 15 내지 도 18에서는 D단에서 R단으로 변속단이 전환되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 전술한 복수의 변속단 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되도록 하는 경우에도 유사하게 적용될 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 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 변속 레버
110: 통과 홀
120: 이동 홀
130: 가이드 홀
140: 장착부
141: 부싱 부재
150: 제1 탄성 부재
151: 변속 로드
160: 제2 탄성 부재
161: 불릿
170: 디턴트 그루브
171: 그루브
200: 폴 부재
300: 디턴트 플레이트
310, 320, 330, 340: 디턴트 홈
400: 변속 제어부
410: 구동부
411: 구동력 전달부
420: 가동부
421: 기어부
421a: 입력 기어
421a': 기어치
421b: 출력 기어
421b': 기어치
421c: 기어 커버
421d: 가압 부재
430: 구동 제어부
500: 변속 하우징
510: 인디케이터
520: 중심 샤프트
600: 변속 잠금부
610: 액추에이터
620: 삽입 홈

Claims (18)

  1. 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 변속 하우징에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 변속 레버;
    상기 변속 레버에 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동 가능하게 설치되는 폴 부재;
    상기 복수의 변속단 각각에 대하여 상기 폴 부재가 삽입되어 위치되도록 상기 변속 레버의 회전 방향을 따라 형성되는 복수의 디턴트 홈을 포함하는 디턴트 플레이트; 및
    변속 신호에 따라 상기 복수의 변속단 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되도록 상기 변속 레버를 회전시키는 변속 제어부를 포함하며,
    상기 변속 제어부는
    구동부; 및
    상기 구동부의 구동력에 의해 상기 회전축을 중심으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동되도록 하고, 상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 폴 부재에 힘을 가하여 상기 변속 레버가 회전되도록 하는 가동부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 레버는,
    상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 상기 폴 부재를 탄성 지지하는 탄성 부재를 포함하는 차량용 변속 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 디턴트 홈 각각은,
    상기 폴 부재가 삽입되는 개구가 상기 회전축을 향하도록 위치되는 차량용 변속 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 제어부는,
    상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 현재 변속단에 대응되는 디턴트 홈으로부터 이탈되도록 상기 폴 부재가 상기 회전축에 가까워지는 방향으로 이동되도록 하여 상기 변속 레버의 회전을 가능하게 하며, 상기 변속 레버가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전된 경우 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 상기 목표 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치되도록 상기 폴 부재가 상기 회전축과 멀어지는 방향으로 이동되도록 하는 차량용 변속 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 변속단 중 선택된 변속단의 감지가 가능하도록 상기 변속 레버의 위치를 감지하는 위치 감지부를 더 포함하며,
    상기 위치 감지부는,
    상기 변속 레버에 장착되는 마그넷; 및
    상기 마그넷에 의한 자력을 감지하는 감지 센서부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 레버는,
    상기 폴 부재의 이동을 안내하는 이동 홀을 포함하며,
    상기 이동 홀은,
    상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 연장되도록 형성되어 상기 폴 부재가 상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동되도록 하고, 상기 변속 레버의 회전 방향으로 이동되는 것을 차단하는 차량용 변속 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 제어부는,
    상기 구동력이 상기 가동부로 전달되도록 하는 구동력 전달부를 포함하며,
    상기 구동력 전달부는,
    서로 맞물리도록 위치하는 적어도 하나의 전달 기어를 포함하는 차량용 변속 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동부는,
    상기 구동부의 구동력에 의해 회전되는 기어부; 및
    상기 기어부와 일체로 회전되어 상기 변속 레버가 회전되도록 하는 변속 가이드부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기어부는,
    상기 구동력에 의해 상기 회전축을 중심으로 회전되는 입력 기어;
    상기 변속 가이드부가 연결되고, 상기 입력 기어의 기어치와 서로 맞물리도록 형성되는 기어치에 의해 상기 입력 기어와 일체로 상기 회전축을 중심으로 회전되는 출력 기어;
    상기 입력 기어에 결합되는 기어 커버; 및
    상기 입력 기어와 상기 기어 커버 사이에 위치되는 가압 부재를 포함하는 차량용 변속 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가압 부재는,
    상기 입력 기어와 상기 출력 기어가 서로 맞물려 일체로 회전되도록 상기 입력 기어에 힘을 가하는 차량용 변속 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 가압 부재는,
    상기 출력 기어에 외부 힘이 가해지는 경우 서로 맞물리는 상기 입력 기어의 기어치 및 상기 출력 기어의 기어치 중 어느 하나가 다른 하나를 타고 넘어가는 기어 슬립 현상이 발생 가능하도록 탄성 변형되어 상기 입력 기어가 상기 회전축 방향으로 이동 가능하게 하는 차량용 변속 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 변속 가이드부는,
    양단이 상기 출력 기어의 서로 다른 위치에 연결되어 상기 출력 기어와 폐곡선을 형성하는 차량용 변속 장치.
  13. 제 9 에 있어서,
    상기 변속 가이드부는,
    상기 복수의 디턴트 홈에 비하여 큰 반경을 가지도록 형성되는 제1 가이드부;
    상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 제1 가이드부의 일측에 상기 복수의 디턴트 홈에 비하여 작은 반경을 가지도록 형성되는 제2 가이드부;
    상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부 사이에 연결되는 연결부; 및
    상기 출력 기어로부터 연장되어 상기 제2 가이드부에 연결되는 연장부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 제1 가이드부에 연결되는 일단에 비하여 상기 제2 가이드부의 일단에 연결되는 타단이 상기 변속 레버의 회전 방향으로 상기 제1 가이드부와 멀어지도록 위치하게 되며,
    상기 폴 부재는,
    상기 변속 가이드부의 회전 시 상기 연결부의 접촉면을 따라 상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부 중 어느 하나로부터 다른 하나를 향하여 이동되는 차량용 변속 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 연장부는,
    상기 변속 가이드부의 회전 시 상기 제2 가이드부에 위치한 상기 폴 부재에 힘을 가하게 되며,
    상기 변속 레버는,
    상기 연장부에 의해 상기 폴 부재에 힘이 가해지는 방향으로 회전되는 차량용 변속 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 변속 가이드부는,
    제1 방향으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 연결부의 접촉면을 따라 상기 제1 가이드부에서 상기 제2 가이드부를 향하도록 이동되도록 하여 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 현재 변속단에 대응되는 디턴트 홈으로부터 이탈되도록 하고, 상기 폴 부재가 상기 제2 가이드부에 위치한 상태에서 상기 연장부에 의해 상기 폴 부재에 상기 제1 방향으로 힘이 가해지도록 하여 상기 변속 레버가 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전되도록 하며,
    상기 변속 레버가 상기 목표 변속단에 대응되는 위치로 회전된 경우, 제2 방향으로 회전되어 상기 폴 부재가 상기 연결부의 접촉면을 따라 상기 제2 가이드부에서 상기 제1 가이드부를 향하는 방향으로 이동되도록 하여 상기 폴 부재가 상기 복수의 디턴트 홈 중 상기 목표 변속단에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치되도록 하는 차량용 변속 장치.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 변속 가이드부의 위치를 감지하는 위치 감지부를 더 포함하며,
    상기 위치 감지부는,
    상기 변속 가이드부에 장착되는 마그넷; 및
    상기 마그넷에 의한 자력을 감지하는 감지 센서부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축을 기준으로 방사 방향으로 이동 가능하도록 상기 변속 레버에 구비되는 불릿;
    상기 불릿을 탄성 지지하는 탄성 부재; 및
    상기 변속 레버의 회전 시 조작감이 발생되도록 상기 불릿의 회전 경로를 따라 상기 불릿의 단부가 삽입되어 위치하도록 형성되는 복수의 그루브를 포함하는 디턴트 그루브를 더 포함하는 차량용 변속 장치.
KR1020220047011A 2022-04-15 2022-04-15 차량용 변속 장치 KR20230147966A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220047011A KR20230147966A (ko) 2022-04-15 2022-04-15 차량용 변속 장치
CN202310332278.8A CN116906551A (zh) 2022-04-15 2023-03-30 车辆用变速装置
US18/194,558 US11906041B2 (en) 2022-04-15 2023-03-31 Transmission for vehicle
DE102023109256.1A DE102023109256A1 (de) 2022-04-15 2023-04-13 Getriebe für Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220047011A KR20230147966A (ko) 2022-04-15 2022-04-15 차량용 변속 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230147966A true KR20230147966A (ko) 2023-10-24

Family

ID=88191842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220047011A KR20230147966A (ko) 2022-04-15 2022-04-15 차량용 변속 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11906041B2 (ko)
KR (1) KR20230147966A (ko)
CN (1) CN116906551A (ko)
DE (1) DE102023109256A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200106233A (ko) 2019-02-25 2020-09-14 현대자동차주식회사 차량의 원격 주차 제어 장치 및 그 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014156153A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Tokai Rika Co Ltd シフト装置
US11236818B2 (en) * 2019-12-10 2022-02-01 Kuster North America, Inc. Lever shifter with auto return to park and lock function
KR20220047011A (ko) 2020-10-08 2022-04-15 삼성중공업 주식회사 수중 방사소음 감소용 추진체를 구비하는 선박

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200106233A (ko) 2019-02-25 2020-09-14 현대자동차주식회사 차량의 원격 주차 제어 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US11906041B2 (en) 2024-02-20
US20230332681A1 (en) 2023-10-19
DE102023109256A1 (de) 2023-10-19
CN116906551A (zh) 2023-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6732847B1 (en) Shift-by-wire shifter assembly with mechanical override
US10495211B2 (en) Shifter assembly having a pivot mechanism
KR101088690B1 (ko) 전자식 변속 장치
KR102439105B1 (ko) 전자식 변속조작장치의 변속제어방법
US10704670B2 (en) Automotive transmission
KR20100038468A (ko) 상태 절환 요소의 작동 장치, 자동 변속기의 레인지 절환 장치, 및 파킹 장치
CN101903689B (zh) 带有闭锁辊的操纵装置
KR102402603B1 (ko) 액츄에이터 및 이를 포함하는 차량용 변속 장치
CN109798355B (zh) 车辆用变速装置
KR102360997B1 (ko) 전자식 변속 시스템
US10920879B2 (en) Vehicular transmission
KR102584386B1 (ko) 차량용 변속 장치
US20180142784A1 (en) Actuator for shift by wire automatic transmission
CN213808814U (zh) 电子换挡杆
US20200103022A1 (en) Shift-by-wire (sbw) column shifter
KR20230147966A (ko) 차량용 변속 장치
KR102239345B1 (ko) 전자식 변속레버 장치
KR101846714B1 (ko) 전자식 변속시스템용 변속레버장치
KR20200115702A (ko) 다이얼 타입 변속레버 장치
US10626981B2 (en) Gear shift for automotive transmission
KR102380639B1 (ko) 차량용 기어 시프트 장치
KR20220065468A (ko) 전자식 변속시스템용 스피어타입 변속조작장치
KR101959797B1 (ko) 차량용 변속기 제어 장치
KR102673158B1 (ko) 차량용 변속 장치
KR102289737B1 (ko) 차량용 변속 장치