KR20240040842A

KR20240040842A - 전자식 변속장치

Info

Publication number: KR20240040842A
Application number: KR1020220119495A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-09-21
Filing date: 2022-09-21
Publication date: 2024-03-29

Abstract

본 발명은 본 발명은 수동주행모드에서의 변속조작과 자율주행모드의 설정조작을 구분하여 변속레버의 오조작을 방지하면서 조작 편의성을 향상시키는 전자식 변속장치에 관한 것으로, 본 발명에서는, 다수의 수동주행변속단과 자율주행단 중 하나의 변속단을 선택하여 변속 조작하는 변속레버; 자율주행모드의 주행설정을 선택하기 위한 버튼부가 마련되고, 자율주행단에서 변속레버로부터 펼쳐지는 형태로 돌출되어 버튼부가 노출되는 주행설정부;를 포함하여 구성되는 전자식 변속장치가 소개된다.

Description

전자식 변속장치{Shift by wire system}

본 발명은 수동주행모드에서의 변속조작과 자율주행모드의 설정조작을 구분하여 변속레버의 오조작을 방지하면서 조작 편의성을 향상시키는 전자식 변속장치에 관한 것이다.

최근 자율주행 기술들이 발전함에 따라 전자식 변속시스템(SBW : SHIFT BY WIRE)에 자율주행 모드를 선택할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.

일례로, D단에서 자율주행 모드위치로 변속기구를 1번 조작시, 크루즈컨트롤 모드에 진입하여 앞 차량과의 간격을 자동으로 조절한다.

그리고, D단에서 자율주행 모드위치로 변속기구를 2번 연속하여 조작시, 오토파일럿 모드(크로즈컨트롤+오토스티어)에 진입하여 앞 차량의 간격을 자동으로 조절할 뿐 아니라, 차선 변경도 자동으로 조절이 가능하게 된다.

이 외에도, 대부분의 기술들에서 자율주행 모드를 선택하는 기능을 D단 주변에 위치시켜, D단에서 자율주행 모드로 전환이 이루어지게 된다.

하지만, D단에서 자율주행 모드를 선택함에 따라 해당 모드로 빠르게 전환할 수 있는 반면에, 오조작 발생 가능성이 있다.

예를 들어, P단, R단, N단에서 D단으로 조작시, 변속기구가 D단에서 멈추지 않고 자율주행 모드 위치로 바로 넘어가는 오버런 등의 오조작 가능성이 있다.

또한, D단에서 오토파일럿 모드의 진입을 위해 변속기구를 2회 연속 조작했지만, 차량은 1회만 조작한 것으로 인식하여 조향 기능이 오조작될 수 있는 문제점도 있다.

즉, 변속기구의 1회 조작과 연속 2회 조작은 사람마다 조작 속도가 상이하기 때문에 2회 조작했다고 운전자는 느낄 수 있지만 1회만 조작했다고 차량이 인식한다면 오조작에 따른 위험이 발생할 수 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.

KR

10-2021-0138956

A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 수동주행모드에서의 변속조작과 자율주행모드의 설정조작을 구분하여 변속레버의 오조작을 방지하면서 조작 편의성을 향상시키는 전자식 변속장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자식 변속장치의 구성은, 다수의 수동주행변속단과 자율주행단 중 하나의 변속단을 선택하여 변속 조작하는 변속레버; 자율주행모드의 주행설정을 선택하기 위한 버튼부가 마련되고, 자율주행단에서 변속레버로부터 펼쳐지는 형태로 돌출되어 버튼부가 노출되는 주행설정부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

자율주행모드의 경우, 버튼부에서 선택된 주행설정을 변속레버의 변속방향 조작에 따라 증대 또는 감소시키도록 구성할 수 있다.

자율주행모드의 주행설정을 증대 또는 감소 조작하는 기능조작부;가 더 포함되고, 자율주행모드의 경우, 버튼부에서 선택된 주행설정을 기능조작부에 의해 증대 또는 감소시키도록 구성할 수 있다.

자율주행모드의 주행설정은 (+)방향으로 조작할 때마다 자율주행 모드의 기능이 증대되고, (-)방향으로 조작될 때마다 자율주행 모드의 기능이 감소될 수 있다.

상기 변속레버에 의해 자율주행단을 선택하는 경우 주행설정부가 펼쳐지면서 자율주행모드에 진입되고, 주행설정부가 접혀지는 경우 수동주행모드에 진입되도록 구성할 수 있다.

주행설정부가 펼쳐지는 방향으로 회전구동력을 제공하는 모터; 자율주행단 선택시, 주행설정부가 펼쳐지도록 모터에 작동명령을 인가하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.

버튼부에 구비된 수동주행모드버튼 선택시, 제어기가 모터에 작동명령을 인가하여 주행설정부가 접혀지는 방향으로 모터에 회전구동력을 제공할 수 있다.

상기 주행설정부는 변속레버의 변속 조작방향과 상이한 방향으로 펼쳐질 수 있다.

상기 변속레버의 단부가 X축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 변속 조작되고; 상기 주행설정부의 단부가 변속레버에 Z축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 주행설정부가 펼쳐질 수 있다.

상기 변속레버의 하단이 로드에 의해 축 결합되고, 변속레버의 상단에 레버부가 형성되어 레버부가 로드를 중심으로 변속 조작되고; 상기 주행설정부의 단부가 레버부의 하부에 축 결합되어 주행설정부가 회전되면서 펼쳐질 수 있다.

상기 레버부가 수평방향으로 형성되고; 상기 버튼부가 레버부에 의해 가려지는 형태로 구비되며; 자율주행단 진입시 주행설정부가 회전되면서 버튼부가 레버부로부터 노출될 수 있다.

상기 버튼부는 레버부와 마주하는 위치에 형성될 수 있다.

상기 버튼부는 레버부와 일정 갭을 두고 구비되어 레버부에 의한 간섭을 회피할 수 있다.

상기 변속레버의 조작에 대한 절도감을 형성하는 디텐트수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 디텐트수단은, 상기 로드에 불릿이 구비되어 변속레버와 함께 회전되고; 상기 불릿의 회전반경을 따라 요철 형상의 변속그루브가 형성되어 불릿이 변속그루브를 타고 회전하면서 절도감을 형성할 수 있다.

회전 조작된 변속레버에 탄성복원력을 제공하는 리턴수단;을 더 포함할 수 있다,

상기 변속레버에는 변속레버의 회전경로를 따라 움직이는 위치에 마그넷이 구비되고; 상기 마그넷을 인식할 수 있는 영역 내에 마그넷센서가 구비되어 변속레버의 위치를 검출할 수 있다.

수동주행변속단의 변속포지션과, 하나의 안정위치를 형성하는 변속포지션이 존재하고, 자율주행단의 변속포지션이 독립적으로 존재하지 않는 경우, 차량의 전진단 상태에서 변속레버를 안정위치에서 전진단으로 변속 조작시 자율주행단이 선택되도록 구성할 수 있다.

수동주행변속단의 변속포지션과, 하나의 안정위치를 형성하는 변속포지션과, 자율주행단의 변속포지션이 독립적으로 존재하는 경우, 차량의 현재 변속단에 관계없이 변속레버를 자율주행단으로 변속 조작시 자율주행단이 선택되도록 구성할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 이와 같이, 본 발명은 P,R,N,D,AD단은 변속레버의 조작으로 변속하고, AD단에서 자율주행모드의 주행설정은 변속레버에서 팝업된 버튼부에서 조작이 이루어짐으로써, AD단에서만 자율주행모드의 주행설정을 선택하게 하여 변속 오조작을 방지하고, 변속 조작의 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

더욱이, 주행설정부의 팝업 회전을 통해 자율주행모드의 진입 여부를 쉽게 확인할 수 있어 변속레버의 오조작을 방지하게 되고, 또한 자율주행 모드의 여러 가지 기능을 (+)/(-) 조작 개념으로 증대 또는 축소 가능함으로써, 운전자가 원하는 자율주행 모드를 쉽게 선택하여 자율주행 모드의 조작 편의성이 증대되는 장점도 있다.

또한, 변속레버에 자율주행모드의 주행설정이 가능한 주행설정부가 통합되어 자율주행모드의 조작장치를 별도로 구비할 필요가 없으므로, 변속장치의 패키지를 감소하여 실내 레이아웃을 개선하고, 원가를 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 변속장치의 제1실시예 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 주행설정부가 펼쳐진 형태를 도시한 도면.
도 3은 도 1에서 주행설정부가 펼쳐진 상태에서 변속레버를 조작하여 주행설정을 증감시키는 작동을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전자식 변속장치에서 기능조작부가 별도 마련된 제2실시예 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 전자식 변속장치를 분리하여 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 변속레버를 회전 작동시키기 위한 구성을 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 내부를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 불릿과 변속그루브의 구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에서 5개 변속포지션을 갖는 변속패턴을 예시한 도면.
도 10은 도 9의 변속패턴에 대한 변속 방식을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명에서 7개 변속포지션을 갖는 변속패턴을 예시한 도면.
도 12는 도 11의 변속패턴에 대한 변속 방식을 예시한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 전자식 변속장치를 이용하여 D단에서 자율주행단으로 변속한 후에, 자율주행단에서 D단으로 변속 작동하는 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제어기(Controller) 는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 변속장치의 제1실시예 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 주행설정부(200)가 펼쳐진 형태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 전자식 변속장치는, 다수의 수동주행변속단과 자율주행단 중 하나의 변속단을 선택하여 변속 조작하는 변속레버(100); 자율주행모드의 주행설정을 선택하기 위한 버튼부(210)가 마련되고, 자율주행단에서 변속레버(100)로부터 펼쳐지는 형태로 돌출되어 버튼부(210)가 노출되는 주행설정부(200);를 포함하여 구성이 된다.

예를 들어, 다수의 수동주행변속단은 운전자의 의지에 따라 수동주행모드에서 변속 및 주행이 이루어지는 변속단으로 P단, R단, N단, D단을 들 수 있다.

그리고, 자율주행단은 차량의 제어에 따라 자율주행모드에서 주행이 이루어지는 변속단으로, AD단으로 표현할 수 있다.

여기서, 버튼부(210)는 수동주행모드로 전환하는 버튼, 주행편의기능을 설정하는 버튼, 차간거리를 설정하는 버튼, 차량의 최대차속을 설정하는 버튼 등이 포함될 수 있다. 이때에, 주행설정부(200) 내에는 PCB(220)가 내장되어 버튼의 조작을 인식하고, 상기 PCB(220)는 후술하는 메인PCB(410)와 신호를 주고 받도록 설치할 수 있다.

이에, 운전자가 변속레버(100)를 조작하여 P,R,N,D,AD단 중 하나의 변속단을 선택하면, 선택된 변속단으로의 변속이 이루어진다.

특히, AD단을 선택하여 자율주행모드에 진입하는 경우, 주행설정부(200)가 변속레버(100)로부터 팝업되는 형태로 펼쳐지게 되면서, 자율주행모드의 주행설정을 변경할 수 있는 버튼부(210)가 외부로 노출된다.

따라서, 팝업 회전되는 주행설정부(200)를 통해 자율주행모드와 수동주행모드를 확실하게 구분하여 인지함으로써, 변속레버(100)의 오조작을 방지하는 것은 물론, 변속레버(100)의 조작 편의성을 향상시키게 된다.

도 3은 도 1에서 주행설정부(200)가 펼쳐진 상태에서 변속레버(100)를 조작하여 주행설정을 증감시키는 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 자율주행모드의 경우, 버튼부(210)에서 선택된 주행설정을 변속레버(100)의 변속방향 조작에 따라 증대 또는 감소시키도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 주행편의기능을 설정하는 버튼을 선택한 상태에서, 변속레버(100)를 전진 조작하면 자율주행모드에서 실시 가능한 주행편의기능이 증대되고, 변속레버(100)를 후진 조작하면 자율주행모드에서 실시 가능한 주행편의기능이 감소된다.

그리고, 차간거리를 설정하는 버튼을 선택한 상태에서, 변속레버(100)를 전진 조작하면 전방 차량과의 차간 거리가 증대되고, 변속레버(100)를 후진 조작하면 전방 차량과의 차간 거리가 감소된다.

그리고, 최대차속을 설정하는 버튼을 선택한 상태에서, 변속레버(100)를 전진 조작하면 차량의 최대차속이 증대되고, 변속레버(100)를 후진 조작하면 차량의 최대차속이 감소된다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 전자식 변속장치에서 기능조작부(140)가 별도 마련된 제2실시예 구성을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 자율주행모드의 주행설정을 증대 또는 감소 조작하는 기능조작부(140);가 더 포함되고, 자율주행모드의 경우, 버튼부(210)에서 선택된 주행설정을 기능조작부(140)에 의해 증대 또는 감소시키도록 구성할 수 있다.

예컨대, 콘솔박스를 구성하는 메인하우징(10)에 변속레버(100)와 기능조작부(140)가 각각 설치되고, 상기 기능조작부(140)는 변속레버(100)와 인접한 위치에 설치된다.

이러한, 기능조작부(140)는 증대버튼과 감소버튼을 포함하여 구성이 된다.

이때에, 기능조작부(140) 하부에는 PCB(150)가 마련되어 증대버튼과 감소버튼의 조작을 인식하고, 상기 PCB(150)는 후술하는 메인PCB(410)와 신호를 주고 받도록 설치할 수 있다.

즉, 주행편의기능 설정버튼, 차간거리 설정버튼, 최대차속 설정버튼 중 하나를 선택한 상태에서 기능조작부(140)의 증대버튼을 누르면 선택된 버튼의 주행설정이 증대되고, 기능조작부(140)의 감소버튼을 누르면 선택된 버튼의 주행설정이 감소된다.

아울러, 자율주행모드의 주행설정은 (+)방향으로 조작할 때마다 자율주행 모드의 기능이 증대되고, (-)방향으로 조작될 때마다 자율주행 모드의 기능이 감소될 수 있다.

변속레버(100)의 경우, 전진 조작이 (+)방향의 조작이 되고, 후진 조작이 (-)방향의 조작일 수 있다.

기능조작부(140)의 경우, 증대버튼의 조작이 (+)방향의 조작이 되고, 감소버튼의 조작이 (-)방향의 조작일 수 있다.

예를 들어, 주행편의기능을 설정하는 버튼의 선택시, 자율주행모드에서 실시 가능한 기능들을 아래와 같이 단계별로 증대 또는 감소하도록 설정할 수 있다.

1단계 : 크루즈 컨트롤(차선 내 주행) 기능

2단계 : 크루즈 컨트롤 + 차선 변경 기능

3단계 : 크루즈 컨트롤 + 차선 변경 기능 + U턴 기능

4단계 : 크루즈 컨트롤 + 차선 변경 기능 + U턴 기능 수행 + 자율 주차

다른 예로서, 차간거리를 설정하는 버튼을 선택시, 크루즈 컨트롤에 의한 차간 거리를 단계별로 증대 또는 감소하도록 설정할 수 있다.

1단계 : 100m

2단계 : 90m

3단계 : 80m

4단계 : 70m

5단계 : 60m

또 다른 예로서, 최대차속을 설정하는 버튼을 선택시, 차량의 최대속도를 단계별로 증대 또는 감소하도록 설정할 수 있다.

1단계 : 30km/h

2단계 : 50km/h

3단계 : 80km/h

4단계 : 100km/h

5단계 : 150km/h

다만, 위에서 각 기능별로 기재한 수치는 단순한 예시에 불과한 것으로, 설정된 수치는 변경이 가능할 수 있다.

한편, 도 3과 같이, 본 발명은 상기 변속레버(100)에 의해 자율주행단을 선택하는 경우 주행설정부(200)가 펼쳐지면서 자율주행모드에 진입되고, 주행설정부(200)가 접혀지는 경우 수동주행모드에 진입되도록 구성하게 된다.

즉, 변속레버(100)로부터 주행설정부(200)가 팝업되는 형태로 회전하면서 펼쳐지게 되면 수동주행모드에서 자율주행모드로 전환된다.

그리고, 주행설정부(200)가 팝업 회전되기 이전의 형태로 접혀지게 되면 자율주행모드에서 수동주행모드로 전환된다.

도 5는 본 발명에 따른 전자식 변속장치를 분리하여 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 변속레버(100)를 회전 작동시키기 위한 구성을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 6의 내부를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 주행설정부(200)의 팝업 회전은 모터(300)를 이용하여 작동시킬 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 주행설정부(200)가 펼쳐지는 방향으로 회전구동력을 제공하는 모터(300); 자율주행단 선택시, 주행설정부(200)가 펼쳐지도록 모터(300)에 작동명령을 인가하는 제어기(410);를 더 포함하여 구성이 된다.

구체적으로, 변속레버(100)가 'ㄱ'형상으로 형성되고, 변속레버(100)에서 수직방향으로 형성된 회전지지부(110)가 메인하우징(10)을 관통하는 형상으로 구비되고, 회전지지부(110)의 측면에 모터(300)가 결합된다. 이때에, 모터(300)를 감싸는 형상으로 회전지지부(110)에 커버(310)가 결합되어, 모터(300)가 노출되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 모터(300)의 상방으로 모터(300)의 축이 구비되고, 모터(300)의 축이 주행설정부(200)의 회전 중심이 되는 축에 결합된다.

이에, 모터(300)의 축이 일방향으로 회전 작동되면 주행설정부(200)가 함께 일방향으로 회전 작동되면서 펼쳐지게 된다.

또한, 메인하우징(10)의 하부에 지지하우징(400)이 마련되고, 상기 지지하우징(400)의 상면에 메인PCB(410)가 구비된다. 상기 메인PCB가 제어기(410)일 수 있고, 또는 메인PCB에 제어기(410)가 구성이 되어 모터(300)를 제어하게 된다.

더불어, 팝업 회전된 주행설정부(200)를 복귀시키는 회전 역시 모터(300)를 이용하여 작동시킬 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 버튼부(210)에 구비된 수동주행모드버튼 선택시, 제어기(410)가 모터(300)에 작동명령을 인가하여 주행설정부(200)가 접혀지는 방향으로 모터(300)에 회전구동력을 제공할 수 있다.

즉, 수동주행모드버튼을 조작하여 모터(300)의 축이 타방향으로 회전 작동되면 주행설정부(200)가 함께 타방향으로 회전 작동되면서 펼쳐지기 전의 위치로 접혀지게 된다.

다만, 수동주행모드버튼을 조작하지 않고, 펼쳐진 주행설정부(200)를 강제로 접어 폴딩시키는 경우에도 수동주행모드로 전환된다.

이처럼, 수동주행모드로 전환되면, 수동주행변속단 중 하나의 변속단으로 진입이 되고, 바람직하게는 D단으로 진입하도록 설정할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 7과 같이, 본 발명에서 상기 주행설정부(200)는 변속레버(100)의 변속 조작방향과 상이한 방향으로 펼쳐지도록 구성할 수 있다.

예컨대, 상기 변속레버(100)의 단부가 X축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 변속 조작되고; 상기 주행설정부(200)의 단부가 변속레버(100)에 Z축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 주행설정부(200)가 펼쳐질 수 있다.

구체적으로, 상기 변속레버(100)의 하단이 로드(500)에 의해 축 결합되고, 변속레버(100)의 상단에 레버부(120)가 형성되어 레버부(120)가 로드(500)를 중심으로 전후로 회전되어 변속레버(100)가 변속 조작된다.

그리고, 상기 주행설정부(200)의 단부가 레버부(120)의 하부에 축 결합되어 주행설정부(200)가 회전되면서 펼쳐지게 된다.

즉, 변속레버(100)에서 수직방향으로 형성된 회전지지부(110)의 하단에 차량의 좌우 방향인 X축 방향으로 로드(500)가 결합됨으로써, 로드(500)를 중심으로 변속레버(100)를 전후로 변속 조작하게 된다.

그리고, 회전지지부(110)의 상단에서 수평방향으로 레버부(120)가 연장되어 형성되고, 회전지지부(110)의 상단에 인접한 레버부(120)의 단부에 차량의 상하 방향인 Z축 방향으로 주행설정부(200)의 회전축이 회전 가능하게 결합된다.

이에, 주행설정부(200)의 회전축에 제공되는 모터(300)의 회전구동력에 의해 주행설정부(200)의 회전축을 중심으로 주행설정부(200)가 회전하면서 펼쳐지게 된다.

아울러, 상기 레버부(120)가 수평방향으로 형성되고; 상기 버튼부(210)가 레버부(120)에 의해 가려지는 형태로 구비되며; 자율주행단 진입시 주행설정부(200)가 회전되면서 버튼부(210)가 레버부(120)로부터 노출되는 구조가 된다.

그리고, 상기 버튼부(210)는 레버부(120)와 마주하는 위치에 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 레버부(120)가 좌우 수평방향을 따라 길고 얇은 판 형상으로 형성되고, 상기 레버부(120)의 아래에 주행설정부(200)가 결합된다.

특히, 주행설정부(200)가 상기 레버부(120)에 대응하는 형상이거나, 또는 적어도 주행설정부(200)가 레버부(120)의 평단면보다 작은 평단면을 갖는 형상으로 형성되고, 레버부(120)의 저면과 마주하는 주행설정부(200)의 상면에는 다수의 버튼이 구비된다.

따라서, 주행설정부(200)가 접혀져 있는 수동주행모드에서는 버튼이 외부로 노출되지 않고, 주행설정부(200)가 펼쳐져 있는 자율주행모드에서 주행설정부(200) 상면에 버튼이 노출됨으로써, 운전자가 버튼부(210)에 구비된 버튼들을 손쉽게 조작하게 된다.

더불어, 상기 버튼부(210)는 레버부(120)와 일정 갭을 두고 구비되어 레버부(120)에 의한 간섭을 회피하도록 구성할 수 있다.

즉, 주행설정부(200)의 상면에 홈을 형성하고, 홈 내부에 버튼부(210)를 구성한다.

이때에, 버튼부(210)에 구비된 버튼의 최상단과 레버부(120) 사이에 일정 갭을 유지함으로써, 버튼이 레버부(120)의 저면에 닿지 않게 되어 주행설정부(200)의 회전 작동을 원활하게 구현하게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 변속레버(100)의 조작에 따라 형성하는 각 변속단에 대해 절도감을 형성하는 디텐트수단;을 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 불릿(510)과 변속그루브(420)의 구성을 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 디텐트수단은, 상기 로드(500)에 불릿(510)이 구비되어 변속레버(100)와 함께 회전되고; 상기 불릿(510)의 회전반경을 따라 요철 형상의 변속그루브(420)가 형성되어 불릿(510)이 변속그루브(420)를 타고 회전하면서 절도감을 형성할 수 있다.

구체적으로, 지지하우징(400)이 'U'형상으로 형성되어 지지하우징(400)의 양측에 로드(500)가 회전 가능하게 지지되고, 상기 로드(500)의 일단에 로드(500)의 반경방향으로 불릿(510)이 구비되어 불릿(510)이 로드(500)와 함께 회전된다.

상기 불릿(510)의 그 끝단이 반구형의 형상으로 형성된 것으로, 고정된 상태로 구성할 수도 있지만, 반경방향으로 탄력적으로 진출입 가능하게 구성할 수도 있다.

그리고, 지지하우징(400)의 바닥면에는 불릿(510)의 회전반경을 따라 변속그루브(420)가 형성되고, 상기 변속그루브(420) 내에 불릿(510)의 끝단이 지지된다.

따라서, 변속레버(100)의 회전 조작에 따라 로드(500)와 불릿(510)이 함께 회전됨으로써, 불릿(510)의 끝단이 변속그루브(420)를 따라 이동하는 과정에서 변속그루브(420)의 요철 형상에 의해 절도감을 형성하게 된다.

더불어, 회전 조작된 변속레버(100)에 탄성복원력을 제공하는 리턴수단;을 더 포함할 수 있다.

상기 리턴수단으로 토션스프링(600)이 적용될 수 있는 것으로, 상기 토션스프링(600)이 로드(500)의 타단에 삽입된다.

그리고, 토션스프링(600)의 일단이 지지하우징(400)에 고정되고, 토션스프링(600)의 타단이 변속레버(100) 또는 로드(500)에 고정될 수 있다.

이에, 변속레버(100)가 회전 조작되면 토션스프링(600)의 탄성복원력에 의해 변속레버(100)가 후술하는 Null 위치로 복귀하게 된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에서 상기 변속레버(100)에는 변속레버(100)의 회전경로를 따라 움직이는 위치에 마그넷(130)이 구비되고; 상기 마그넷(130)을 인식할 수 있는 영역 내에 마그넷센서(430)가 구비되어 변속레버(100)의 위치를 검출할 수 있다.

구체적으로, 변속레버(100)의 회전지지부(110) 하단에 마그넷(130)이 고정되고, 마그넷센서(430)는 지지하우징(400)에 구비된 메인PCB(410) 상에 설치된다.

따라서, 변속레버(100)의 회전 조작시 마그넷(130)이 함께 회전하게 되면, 마그넷센서(430)에서 마그넷(130)을 인식하여 변속레버(100)의 위치를 검출하게 된다.

한편, 도 9는 본 발명에서 5개 변속포지션을 갖는 변속패턴을 예시한 도면이고, 도 10은 도 9의 변속패턴에 대한 변속 방식을 예시한 도면이다.

도면을 참조하면, 수동주행변속단의 변속포지션과, 하나의 안정위치를 형성하는 변속포지션이 존재하고, 자율주행단의 변속포지션이 독립적으로 존재하지 않는 경우, 차량의 전진단 상태에서 변속레버(100)를 안정위치에서 전진단으로 변속 조작시 자율주행단이 선택되도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 5개의 변속포지션을 형성하는 변속패턴의 경우, P단은 차량에 별도의 버튼 형식으로 마련되고, D단, N단, R단과 함께 Nd단, Nr단의 수동주행변속단 변속포지션이 존재하며, 안정위치로서 Null이 존재한다.

변속포지션은 R-Nr-Null-Nd-D의 순서로 형성되어 5개의 변속포지션이 형성되고, 자율주행단인 AD단의 변속포지션은 독립적으로 존재하지 않는다.

이러한 변속패턴의 경우, 변속단이 D단인 상태에서 AD단으로 변속하도록 구성할 수 있다.

즉, 변속레버를 D단의 변속포지션으로 변속 조작하면 D단으로 변속된다.

이어서, 변속레버의 조작력을 해제하면 리턴수단의 탄성력에 의해 변속레버가 자동으로 Null위치(초기위치)로 복귀하게 된다.

이처럼, 현재 변속단이 D단을 형성하고 있는 상태에서 변속레버를 다시 D단 변속포지션으로 변속 조작하면 AD단으로 변속이 이루어지게 된다.

이는, D단에서만 AD단으로 전환하여 변속하는 차량에 유리할 수 있다.

도 11은 본 발명에서 7개 변속포지션을 갖는 변속패턴을 예시한 도면이고, 도 12는 도 11의 변속패턴에 대한 변속 방식을 예시한 도면이다.

도면을 참조하면, 수동주행변속단의 변속포지션과, 하나의 안정위치를 형성하는 변속포지션이 존재하고, 자율주행단의 변속포지션이 독립적으로 존재하는 경우, 차량의 현재 변속단에 관계없이 변속레버를 자율주행단으로 변속 조작시 자율주행단이 선택되도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 7개의 변속포지션을 형성하는 변속패턴의 경우, P단, D단, N단, R단과 함께, Nd단, Nr단의 수동주행변속단 변속포지션이 존재하며, 안정위치로서 Null이 존재하는 것은 물론, AD단의 자율주행단 역시 독립적으로 존재한다.

변속포지션은 P-R-Nr-Null-Nd-D-AD의 순서로 형성되어 7개의 변속포지션이 형성된다.

이러한 변속패턴의 경우, P단, R단, N단, D단 중 어느 변속단에서든 AD단으로 변속이 이루어질 수 있다.

이는, AD단을 많이 사용하는 차량에서 적용시 유리할 수 있다.

한편, 도 13은 본 발명에 따른 전자식 변속장치를 이용하여 D단에서 자율주행단으로 변속한 후에, 자율주행단에서 D단으로 변속 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하여, 수동주행모드와 자율주행모드로의 변속과정을 설명하면, 현재 변속단이 수동주행모드인 D단인 경우, 운전자가 변속레버(100)를 조작하여 AD단으로 조작할 수 있다.

이때에, 변속그루브(420)를 따라 이동하는 불릿(510)에 의해 운전자에게 변속 절도감을 부여하게 되고, 변속레버(100)는 리턴수단에 의해 Null위치로 복귀하게 된다.

이처럼, AD단으로 변속 조작하면, 모터(300)가 작동되어 주행설정부(200)가 팝업 회전되면서 펼쳐지게 됨에 따라 AD단으로 진입하게 된다. 주행설정부(200)의 회전에 의해 버튼부(210)가 외부로 노출되는 상태가 된다.

이 상태에서, 운전자가 미리 셋팅되어 있는 자율주행모드의 주행설정을 변경하고자 하는 경우, 원하는 주행설정의 버튼을 선택한 후 변속레버(100)를 전진하여 해당 기능을 증대하거나, 변속레버(100)를 후진하여 해당 기능을 축소 설정하고, 설정된 기능으로 차량의 자율주행이 이루어지게 된다.

이어서, 자율주행모드에서 수동주행모드로 전환하려면, 운전자가 버튼부(210)의 수동주행모드버튼을 조작하면 모터(300)가 작동되어 팝업 회전된 주행설정부(200)가 다시 팝업 전 위치로 회전하여 접혀지게 되어 수동주행모드로 전환되고, 이에 수동주행변속단인 D단으로 진입하게 된다.

이 외에도, 운전자가 주행설정부(200)를 팝업 전 위치로 강제로 접는 경우에도 수동주행모드로 전환된다.

이와 같이, 본 발명은 P,R,N,D,AD단은 변속레버(100)의 조작으로 변속하고, AD단에서 자율주행모드의 주행설정은 변속레버(100)에서 팝업된 버튼부(210)에서 조작이 이루어짐으로써, AD단에서만 자율주행모드의 주행설정을 선택하게 하여 변속 오조작을 방지하여 변속 조작의 편의성을 증대시키게 된다.

더욱이, 주행설정부(200)의 팝업 회전을 통해 자율주행모드의 진입 여부를 쉽게 확인할 수 있어 변속레버(100)의 오조작을 방지하게 되고, 또한 자율주행 모드의 여러 가지 기능을 (+)/(-) 조작 개념으로 증대 또는 축소 가능함으로써, 운전자가 원하는 자율주행 모드를 쉽게 선택하여 자율주행 모드의 조작 편의성이 증대된다.

또한, 변속레버(100)에 자율주행모드의 주행설정이 가능한 주행설정부(200)가 통합되어 자율주행모드의 조작장치를 별도로 구비할 필요가 없으므로, 변속장치의 패키지를 감소하여 실내 레이아웃을 개선하고, 원가를 절감하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 메인하우징
100 : 변속레버
110 : 회전지지부
120 : 레버부
130 : 마그넷
140 : 기능조작부
150 : PCB
200 : 주행설정부
210 : 버튼부
220 : PCB
300 : 모터
310 : 커버
400 : 지지하우징
410 : 제어기(메인PCB)
420 : 변속그루브
430 : 마그넷센서
500 : 로드
510 : 불릿
600 : 토션스프링

Claims

다수의 수동주행변속단과 자율주행단 중 하나의 변속단을 선택하여 변속 조작하는 변속레버;
자율주행모드의 주행설정을 선택하기 위한 버튼부가 마련되고, 자율주행단에서 변속레버로부터 펼쳐지는 형태로 돌출되어 버튼부가 노출되는 주행설정부;를 포함하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
자율주행모드의 경우, 버튼부에서 선택된 주행설정을 변속레버의 변속방향 조작에 따라 증대 또는 감소시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
자율주행모드의 주행설정을 증대 또는 감소 조작하는 기능조작부;가 더 포함되고,
자율주행모드의 경우, 버튼부에서 선택된 주행설정을 기능조작부에 의해 증대 또는 감소시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
자율주행모드의 주행설정은 (+)방향으로 조작할 때마다 자율주행 모드의 기능이 증대되고, (-)방향으로 조작될 때마다 자율주행 모드의 기능이 감소되는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변속레버에 의해 자율주행단을 선택하는 경우 주행설정부가 펼쳐지면서 자율주행모드에 진입되고, 주행설정부가 접혀지는 경우 수동주행모드에 진입되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
주행설정부가 펼쳐지는 방향으로 회전구동력을 제공하는 모터;
자율주행단 선택시, 주행설정부가 펼쳐지도록 모터에 작동명령을 인가하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 6에 있어서,
버튼부에 구비된 수동주행모드버튼 선택시, 제어기가 모터에 작동명령을 인가하여 주행설정부가 접혀지는 방향으로 모터에 회전구동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
상기 주행설정부는 변속레버의 변속 조작방향과 상이한 방향으로 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변속레버의 단부가 X축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 변속 조작되고;
상기 주행설정부의 단부가 변속레버에 Z축을 중심으로 회전 가능하게 결합되어 주행설정부가 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변속레버의 하단이 로드에 의해 축 결합되고, 변속레버의 상단에 레버부가 형성되어 레버부가 로드를 중심으로 변속 조작되고;
상기 주행설정부의 단부가 레버부의 하부에 축 결합되어 주행설정부가 회전되면서 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 10에 있어서,
상기 레버부가 수평방향으로 형성되고;
상기 버튼부가 레버부에 의해 가려지는 형태로 구비되며;
자율주행단 진입시 주행설정부가 회전되면서 버튼부가 레버부로부터 노출되는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 11에 있어서,
상기 버튼부는 레버부와 마주하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 11에 있어서,
상기 버튼부는 레버부와 일정 갭을 두고 구비되어 레버부에 의한 간섭을 회피하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변속레버의 조작에 대한 절도감을 형성하는 디텐트수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 10에 있어서,
상기 로드에 불릿이 구비되어 변속레버와 함께 회전되고;
상기 불릿의 회전반경을 따라 요철 형상의 변속그루브가 형성되어 불릿이 변속그루브를 타고 회전하면서 절도감을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 15에 있어서,
회전 조작된 변속레버에 탄성복원력을 제공하는 리턴수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 10에 있어서,
상기 변속레버에는 변속레버의 회전경로를 따라 움직이는 위치에 마그넷이 구비되고;
상기 마그넷을 인식할 수 있는 영역 내에 마그넷센서가 구비되어 변속레버의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
수동주행변속단의 변속포지션과, 하나의 안정위치를 형성하는 변속포지션이 존재하고, 자율주행단의 변속포지션이 독립적으로 존재하지 않는 경우, 차량의 전진단 상태에서 변속레버를 안정위치에서 전진단으로 변속 조작시 자율주행단이 선택되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.
청구항 1에 있어서,
수동주행변속단의 변속포지션과, 하나의 안정위치를 형성하는 변속포지션과, 자율주행단의 변속포지션이 독립적으로 존재하는 경우, 차량의 현재 변속단에 관계없이 변속레버를 자율주행단으로 변속 조작시 자율주행단이 선택되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자식 변속장치.