전자식 변속조작장치{ELECTRONIC SHIFT OPERATING APPARATUS}
본 발명은 차량의 전자식 변속조작장치에 관한 것으로써 더욱 상세하게는 종래의 변속레버를 대신하여 변속버튼들을 통하여 변속 조작이 이뤄지되 운전자가 팔을 올려놓을 수 있는 암레스트 전방측에 변속버튼들이 위치시켜 조작성 및 편의성을 더욱 향상시킬 수 있도록 제공된 전자식 변속조작장치에 관한 것이다.
차량의 개발에 있어 종래의 기계식 장치들을 대신하여 x-by-wire 기술이 점차적으로 채택되고 있다. x-by-wire 기술은 전기적으로 차량을 제어하는 구조를 가짐으로써 기계적으로 제어가 이뤄지던 종래의 구조와 대비하여 차량 설계의 자유도를 증대시킬 수 있을 뿐만아니라, 운전자의 판단 오류나 오작동 여부를 차량에서 감지할 수 있고, 조향장치와 제동장치 변속장치 및 서스펜션 장치를 통합적으로 연동하여 제어할 수 있는 장점이 있다. 또한, 물리적 또는 기구적 연결장치가 대폭 삭제될 수 있으므로 차량의 레이아웃 배치에 유리하며 부품의 조립이 용이해지고 차량 충돌 성능을 향상시킬 수 있으며 차체를 경량화시킬 수 있는 장점이 있다. 대표적은 x-by-wire 기술로써 Stee-by-wire시스템, brake-by-wire시스템, drive-by-wire시스템, shift-by-wire시스템 등의 개발 및 연구가 진행되고 있으며, 이중, shift-by-wire시스템(SBW 시스템)은 케이블 또는 샤프트를 통해 변속레버와 트랜스미션이 기계적으로 결합된 구조가 아니라 전기적 신호에 의해 트랜스미션의 제어가 이뤄지도록 구성된다. 상기 SBW시스템에서는 변속조작장치에서 생성된 변속조작신호를 전기적 신호로 변환하여 TCU(Transmission control unit)에 송출하고, 상기 TCU는 운전자의 변속의지와 차량의 주행 상황에 따라 트랜스미션을 조작하도록 (모터 등을 포함하여 구성된) 액추에이터를 구동시켜 실제 변속을 실행하도록 구성된다. 따라서, SBW시스템에서는 전기적 신호에 의해 트랜스미션의 제어가 이뤄지므로 종래의 변속레버 형태로 구성될 필요가 없었다. 하지만, 이전에는 SBW시스템의 변속조작장치 또한 (운전자가 이질감을 갖지 않도록) 종래의 변속레버 형태를 갖도록 제조되고 있다. 그러나, 종래의 변속레버식 변속조작장치는 기계식 변속레버와 조작 방식이 유사하여 전자식의 장점을 소비자에게 어필하기가 부족했으며, 장착공간을 많이 차지하는 관계로 컵홀더 등의 수납공간이 작아지고 다양한 편의장치의 필요한 버튼을 추가하기에 제약이 따랐다. 또한, 변속레버가 돌출된 구조이므로 미관을 저해하고 차량의 충돌 발생 시 탑승자의 상해치를 증가시킬 수 있었으며, 변속단(P, R, N, D 등)의 상태를 운전자가 인지하기 어려운 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소할 수 있으며, 조작성 및 편의성을 더욱 높일 수 있는 전자식 변속조작장치를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량 변속기(트랜스미션)의 제어를 위해 차량의 실내에 장착되며 변속버튼들의 터치 또는 누름에 의한 전기적 신호에 따라 조작이 이뤄지는 전자식 변속조작장치에 있어서, 콘솔의 상면에 장착되며 전면에 개구부가 형성된 암레스트;와 변속버튼들이 일면에 장착되며 상기 개구부에서 변속버튼들이 장착된 면이 노출되거나 숨겨질 수 있도록 암레스트에 회동가능하게 장착된 베이스플레이트; 및 상기 베이스플레이트를 회동시키는 액추에이터;를 포함하고, 상기 베이스플레이트는 변속버튼이 장착된 면이 노출되도록 회동가능한 것을 특징으로 한다. 상기 액추에이터는 전원인가에 따라 로드가 활주하는 솔레이드이고, 상기 로드의 끝단이 베이스플레이트에 결합되어 로드의 활주에 따라 베이스플레이트가 회동한다. 상기 베이스플레이트는 개구부의 상단에서 회동가능하게 결합되되, 상기 개구부의 하단에는 시프트락커버가 베이스플레이트의 전방에 놓이도록 회동가능하게 결합되어 상기 베이스플레이트가 숨겨지는 위치로 회전됐을 때 시프트락커버가 개구부의 전방을 차폐한다. 그리고, 이웃하는 변속버튼들 사이에는 가이드부가 돌출된다. 아울러, 상기 콘솔의 상면에는 활주홈이 길이방향을 따라 형성되고, 상기 암레스트에는 활주홈에 끼워지는 걸림쇠가 장착되며, 상기 걸림쇠를 활주시키는 실린더로드가 콘솔에 장착되어 실린더로드의 활주에 따라 암레스트가 이동한다.
전술한 바와 같은 본 발명은 암레스트에 변속버튼이 배치되는 구조이므로 조작의 편의성이 향상되며 생산원가를 크게 절감시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 상기 암레스트는 콘솔의 전후방향을 따라 이동가능하므로 운전자의 체형에 맞춰질 수 있으며, 변속레버가 삭제되어 더 넓은 수납공간을 제공할 수 있고, 차량의 충돌 발생시 탑승자의 상해치를 낮출 수 있다. 또한, 시동상태 또는 주행 상태가 아니면 변속버튼은 시프트락커버에 의해 차폐되어 오조작을 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 변속조작장치의 사시도,
도 2 는 도 1 에 도시된 전자식 변속조작장치의 단면모습이 도시된 도면,
도 3 은 도 1 에 도시된 전자식 변속조작장치를 아랫쪽에서 바라본 모습을 도시한 도면,
도 4 는 도 1 에 도시된 전자식 변속조작장치의 내부 모습이 도시되도록 암레스트 및 콘솔이 절개된 모습을 도시한 도면,
도 5 는 베이스플레이트에 변속버튼들이 장착된 모습을 도시한 도면,
도 6 은 암레스트의 위치가 조절된 후, 변속버튼이 전방으로 노출되도록 베이스플레이트가 회동하는 모습을 도시한 도면,
도 7 은 운전자가 손가락으로 변속버튼을 조절하는 모습을 도시한 도면.
본 발명은 차량 변속기의 제어를 위해 차량의 실내에 장착되며 변속버튼들의 터치 또는 누름에 의한 전기적 신호에 따라 조작이 이뤄지는 전자식 변속조작장치에 관한 것으로써 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 도 1 내지 4 를 참조하면, 본 발명은 콘솔(20)의 상면에서 암레스트(10)가 활주가능하게 장착되되 상기 암레스트(10)에는 각 변속단(P, R, N, D 등)에 대응하는 변속버튼들(31)이 장착되는 구조를 갖는다. 상기 암레스트(10)는 콘솔(20)의 상면에서 활주가능하게 장착되며 전면에는 소정의 크기로 개구부(11)가 형성된다. 그리고, 상기 개구부의 하단에는 시프트락커버(50)가 회동가능하게 장착되며, 상단에는 베이스플레이트(30)가 회동가능하게 장착된다. 상기 베이스플레이트(30)는 변속버튼들(31)이 전방을 향하여 놓이도록 일면에 장착되어 상기 개구부에서 변속버튼들(31)이 장착된 면이 노출되거나 숨겨질 수 있도록 회전하며, 상기 시프트락커버(50)는 베이스플레이트(30)의 전방에 놓이도록 회동가능하게 결합되되 상기 베이스플레이트(30)가 숨겨지는 위치로 회전됐을 때 개구부의 전방을 차폐한다. 그리고, 상기 베이스프레이트(30) 후방에는 베이스플레이트(30)를 회동시키는 액추에이터(60)가 암레스트(10) 내부에 장착된다. 상기 액추에이터(60)는 전원인가에 따라 로드(61)가 활주하는 솔레이드이고, 상기 로드(61)의 끝단이 베이스플레이트(30)에 결합되어 로드(61)의 활주에 따라 베이스플레이트(30) 및 시프트락커버(50)의 회동이 이뤄진다. 상기 시프트락커버(50)는 개구부의 전방을 차폐하는 방향으로 탄성력이 작용하도록 스프링(미도시)과 함께 장착되어 액추에이터(60)가 베이스플레이트(30)를 개방시키면(도 6 의 세번째 그림 참조) 이에 연동하여 회전이 이뤄진다. 그리고, 본 발명에서는 암레스트(10)의 전후방향 활주가 가능하도록 상기 콘솔(20)의 상면에는 활주홈(21)이 길이방향을 따라 형성되고, 상기 암레스트(10)에는 활주홈(21)에 끼워지는 걸림쇠(12)가 장착되며, 상기 걸림쇠(12)를 활주시키는 실린더로드(41)가 콘솔(20)에 장착된다. 즉, 실린더로드(41)의 활주에 따라 암레스트(10)가 전후방향 이동이 이뤄진다. 상기 실린더로드(41)를 활주시키는 실린더(40)는 모터와 랙기어 또는 웜기어 등을 포함하도록 구성되며, 실린더(40)를 전후방향으로 활주시키는 조작버튼(미도시)은 콘솔(20) 또는 대시보드, 핸들 등에 위치될 수 있다. 한편, 도 5 에는 본 발명에 따른 베이스플레이트(30)의 전면모습이 도시되었다. 도시된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(30)에는 각 변속단에 대응하는 변속버튼들(31)이 이격되어 장착되되, 각각의 변속버튼들(31) 사이에는 오조작을 방지하기 위하여 소정의 높이로 표면에서 돌출된 가이드부(32)가 형성된다(도 4 에서 가이드부가 돌출된 부분 참조). 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 변속조작장치는 도 6 에 도시된 바와 같이, 운전자가 운전석에 착석한 후 실린더로드(41)를 활주시키는 버튼들(미도시)을 조절하여 자신의 신체에 맞는 위치로 암레스트(10)를 최적의 위치로 이동시킨 다음에, 운전자가 암레스트(10)의 위치를 확정하면 액추에이터(60)는 로드(61)를 활주시켜 베이스플레이트(30)를 개방된 위치로 회전시킨다. 그리고, 도 7 과 같이 운전자가 팔을 암레스트(10) 위에 거치한 상태에서 손가락으로 원하는 변속버튼(31)을 터치하면 변속조작이 이뤄진다. 참고적으로, 각 변속단(P, R, N, D 등)의 조작상태는 차량의 계기판 또는 별도의 디스플레이 상에 연동하여 표시되도록 구성될 수 있으며, 변속단의 위치는 암레스트(10) 상면 위에 프린팅 또는 LED 표시등 등으로 안내될 수 있다. 전술한 바와 같은 본 발명은 암레스트(10)에 변속버튼(31)이 배치되되 상기 암레스트(10)는 콘솔(20)의 전후방향을 따라 이동가능하므로 운전자의 체형에 맞게 최적의 위치로 조절될 수 있으며, 손가락의 터치만으로 변속이 조작되므로 조작의 편의성이 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 종래의 변속레버를 삭제할 수 있으므로 생산원가를 절감시킬 수 있으며, 더 넓어진 공간 만큼 수납공간을 확장하거나 편의장치를 추가적으로 탑재할 수 있는 효과를 갖을 뿐만아니라 차량의 충돌 발생시 탑승자의 상해치를 낮출 수 있다. 그리고, 본 발명의 구조에서는 시동상태 또는 주행 상태가 아니면 변속버튼(31)은 시프트락커버(50)에 의해 차폐되고, 베이스플레이트(30)에는 가이드부(32)가 돌출되므로 운전자가 의도하지 않은 오조작 발생을 억제하거나 최소화할 수 있다. 이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 암레스트
11 : 개구부
12 : 걸림쇠
20 : 콘솔
21 : 활주홈
30 : 베이스플레이트
31 : 변속버튼
40 : 실린더
50 : 시프트락커버
60 : 액추에이터 |
