KR101417198B1 - 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치 - Google Patents

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루드게르 라케
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치에 관한 것이다. 작동 장치는 2개 이상의 주행 위치 및 하나의 파킹 록 위치 사이에서 이동 가능한 기어 선택 부재(1)를 포함한다. 본 발명에 따라, 작동 장치는 파킹 록을 작동시키기 위한 추가의 파킹 록 작동 부재(4)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 기어 선택 부재(1)는 동시에, 기어 선택 부재가 파킹 록 위치 밖으로 이동되면 파킹 록이 해제되는 한편, 반대의 경우 기어 선택 부재(1)가 주행 위치들 중 하나 주행 위치로부터 이전의 파킹 록 위치로 또는 이전의 파킹 록 위치를 지나서 이동되면 파킹 록이 맞물리지 않도록, 설계된다. 따라서, 파킹 록의 재맞물림은 추가의 파킹 록 작동 부재(4)의 작동에 의해 이루어질 수 있지만, 기어 선택 부재(1)의 작동에 의해서는 이루어지지 않는다. 본 발명에 의해 잘못된 작동에 대한 안전이 향상되고, 기어 선택 부재를 보지 않고도 상이한 주행 위치 사이에서 직감에 의한 시프팅이 가능해진다. 따라서, 주행 위치의 우연한 오버 시프팅에 기인한 파킹 록의 의도치않은 맞물림이 일어나지 않는다.

Description

변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치{ACTUATING DEVICE FOR SELECTING FIXED GEAR RATIOS OF A GEAR CHANGING TRANSMISSION}
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른, 변속기, 예컨대 시프트-바이-와이어 작동식 자동 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치에 관한 것이다.
자동차의 변속기는 통상 운전자의 손이 미치는 영역 내에 배치된 작동 장치에 의해 제어되거나 또는 시프트된다. 이를 위해, 예컨대 자동차의 앞좌석들 사이에 또는 중앙 콘솔 상에 배치된, 변속 레버 또는 선택 레버와 같은 작동 부재들이 사용된다.
변속기용 이러한 작동 장치 또는 변속 레버에 대한 구조적 및 인체 공학적 요구들은 다양하다. 예컨대 인체 공학적 이유로 운전자에게 변속기 작동의 실제 감각을 전달하기 위해, 작동시 변속기의 현재 시프트 또는 작동 상태에 대한 시각적 및 명확한 촉각적 확인을 운전자에게 전달할 것이 상기 방식의 작동 장치에 요구된다. 특히, 가능한 모든 조건에서, 작동 부재를 볼 필요 없이, 변속기 작동 장치의 확실한 조작 가능성이 보장되어야 한다.
이전의 순수 기계식 변속기 작동의 경우 또는 예컨대 와이어 또는 바아를 이용한 변속 레버와 변속기 사이의 기계식 연결의 경우, 변속 레버 또는 작동 부재의 위치는 작동 부재와 변속기 간의 기계식 연결로 인해 항상 실제 변속기 위치와 일치한다. 마찬가지로, 변속기 내의 작동 록은 기계식 전달에 의해 변속 레버 또는 작동 부재의 작동시에도 직접 감지될 수 있다.
그러나, 점점 더 증가하는, 변속기의 전기 유압식 작동 또는 시프트-바이-와이어 작동의 경우, 대부분 차량 내부의 작동 부재 또는 변속 레버와 엔진실 내 변속기 사이의 기계식 연결이 없다. 오히려, "시프트-바이-와이어" 변속기의 경우 변속 명령이 대부분 전기 또는 전자 신호에 의해서만 그리고 후속하는 변속기에서 변속 명령의 전기 유압식 변환에 의해 작동 장치로부터 변속기로 전달된다.
이는 부분적으로 최신 변속기에, 특히 대부분 서보 액추에이터식으로 또는 전기 유압식으로 원격 작동되는 현세대 자동 변속기에 적용된다.
특히 시프트-바이-와이어 변속기의 경우, 서보 액추에이터식 변속기 작동의 배경에서 비교적 짧은 시프팅 거리를 가지며 작은 작동력을 필요로 하는 작동 장치가 점점 더 사용되고 있다. 이 경우, 사용자가 시프팅 과정이 이루어진 것을 촉각적으로 확인하는 것은 작동 부재의 록킹의 극복으로 제한된다. 그러나, 짧은 시프팅 거리 및 작은 시프팅력을 필요로 하며 시프팅 과정에 대한 최소의 촉각적 확인만을 제공하는, 이러한 작동 장치에서는 오조작이 나타날 수 있다.
예컨대, 현재 차량 상태에서 차단되지 않은 다수의 주행 위치를 통해 신속하게 시프팅될 때 -예컨대 중립 위치 "N"을 통해 주행 위치 "D"와 "R" 간에 왕복 시프팅 시에-, 작동 부재가 실수로 주행 위치 "R"를 지나 이동됨으로써, 의도치 않게 파킹 록이 맞물리게 된다.
이러한 상황은 예컨대 낮은 속도로 파킹시 또는 예컨대 눈 속에 빠져 움직이지 못하는 차량을 빼낼 때 나타날 수 있다. 이 경우, 전진 기어와 후진 기어 사이의 시프트가 비교적 빈번하게 또는 신속하게 이루어지고, 동시에 주의는 도로를 향하기 때문에, 기어 선택 부재의 조작은 기어 선택 부재를 보지 않은 채로 순수하게 촉각으로 이루어진다.
예시의 경우 낮은 차량 속도에서는 후진 기어 및 파킹 록이 차단되지 않기 때문에, 종래의 시프트 패턴 레이아웃을 가진 작동 부재에서는 주행 위치 "R"을 지나 작동 부재의 파킹 록 위치로 의도치않은 오버 시프팅이 일어날 수 있다. 이로 인해, 적어도 낮은 속도에서 파킹 록이 맞물림으로써, 파킹 과정이 의도치않게 그리고 예상치않게 중단된다.
이러한 배경에서, 본 발명의 과제는 전술한 선행 기술의 단점을 극복할 수 있는, 변속기의 서보 액추에이터식 작동을 위한 작동 장치를 형성하는 것이다. 특히, 상기 작동 장치는 상이한 경계 조건에서도 변속기 작동 부재를 볼 필요 없이, 항상 확실한 촉각-직감에 의한 변속기 작동을 허용해야 한다.
상기 과제는 청구항 제 1항의 특징들을 가진 작동 장치에 의해 해결된다.
바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.
공지된 방식으로, 본 발명에 따른 작동 장치는 2개 이상의 주행 위치들과 하나의 파킹 록 위치 간에 이동 가능한, 변속기 주행 위치를 선택하기 위한 기어 선택 부재를 포함한다.
본 발명에 따라, 작동 장치는 파킹 록의 작동을 위한 추가의 파킹 록 작동 부재를 특징으로 한다. 작동 장치의 기어 선택 부재는 동시에, 기어 선택 부재가 파킹 록 위치 밖으로 이동되면 파킹 록이 해제되는 한편, 반대의 경우 기어 선택 부재가 주행 위치들 중 하나의 주행 위치로부터 기어 선택 부재의 이전의 파킹 록 위치로 또는 기어 선택 부재의 이전의 파킹 록 위치를 지나 이동되거나 또는 이동되려고 하면 파킹 록은 맞물리지 않도록, 설계된다.
달리 표현하면, 파킹 록의 맞물림은 추가의 파킹 록 작동 부재의 작동에 의해서만 이루어질 수 있고, 기어 선택 부재의 작동에 의해서는 이루어질 수 없다. 이러한 이유 때문에, 기어 선택 부재의 작동시 파킹 록의 의도치않은 맞물림이 완전히 배제된다.
한편, 맞물린 파킹 록은 종래 방식으로, 기어 선택 부재가 파킹 록 위치로부터 주행 위치들 중 하나의 주행 위치로 이동됨으로써, 해제될 수 있다.
이로 인해, 기어 선택 부재를 보지 않고도 다수의 주행 위치들 간의, 직감에 의한 시프팅이 이루어지고, 선행 기술에서 가능했던 의도치않은 소정 주행 위치의 오버 시프팅 및 이와 연관된 파킹 록의 의도치않은 맞물림은 완전히 배제된다.
차량을 주차하거나 빼낼 때, 그리고 이를 위해 필요한 주행 위치들 "R" 및 "D" 사이의 신속한 왕복 시프팅 시에, 본 발명에 의해 기어 선택 부재가 2개의 엔드 스토퍼들 사이에서 간단히 왕복 운동할 수 있고, 의도치않게 파킹 록이 맞물릴 수 없다. 따라서, 운전자의 주의는 완전히 도로 또는 주차 과정을 향할 수 있고, 기어 선택 부재를 바라보지 않아도 된다.
본 발명은 작동 장치의 시프트 패턴 또는 시프팅 각 범위 내의 어떤 위치에 기어 선택 부재용 파킹 록 시프팅 위치가 배치되는지와는 관계없이 실시될 수 있다. 파킹 록 시프팅 위치는 선행 기술에서 통상적인 위치인, 시프트 패턴의 단부에, 후진 주행 위치 "R" 가까이에 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 파킹 록 시프팅 위치는 기어 선택 부재의 나머지 시프팅 위치들의 시프팅 각 범위 내에 배치된다.
예컨대, 기어 선택 부재의 파킹 록 위치는 2개의 주행 위치들 사이, 특히 주행 위치들 "N"과 "D" 사이에 배치될 수 있다. 이로 인해, 파킹 록이 맞물린 경우, 파킹 록 위치로부터 선택적으로 2개의 주행 위치들 중 하나의 주행 위치 "N" 또는 "D"를 선택하기 위한, 매우 짧은 시프팅 거리의 장점이 얻어진다. 이에 반해, 파킹 록 위치가 통상적으로 주행 위치들의 영역 밖에 배치된 선행 기술에서는, 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "N" 또는 "D"로 시프팅을 위해, 항상 먼저 후진 주행 위치를 지나야 한다. 이로 인해, 인체 공학 및 직감에 의한 작동에 불리한 긴 시프팅 거리가 주어진다. 또한, 파킹 록 시프팅 위치가 나머지 시프팅 위치의 시프팅 각 범위 내에 배치되면, 파킹 록이 해제되었을 때 파킹 록 시프팅 위치가 액추에이터식으로 차단될 필요가 없다. 오히려, 이 경우에는 파킹 록 시프팅 위치가 논리적으로만 시프트 패턴으로부터 제거되면 된다. 즉, 파킹 록 시프팅 위치로의 기어 선택 부재의 이동은 전자 제어 장치에 의해 간단히 무시되면 된다.
또한, 파킹 록 위치가 작동 장치의 시프트 패턴에서 다른 주행 위치들 중 하나와 동일한 위치에 배치되는 본 발명의 실시예도 가능하다. 달리 표현하면, 주행 위치들 중 하나의 주행 위치는 시프트 패턴에서 논리적으로 2중으로 배치된다. 따라서, 파킹 록의 맞물림시 시프트 패턴의 상응하는 위치에는 하나의 주행 위치가 아니라 파킹 록 위치가 신호화된다. 이 경우, 파킹 록이 맞물리는지의 여부, 또는 시프트 패턴 내의 동일한 위치에 배치된 주행 위치가 맞물리는지의 여부는 각각 주행 위치 디스플레이에 의해 명확히 표시된다. 이 경우, 기어 선택 부재에 의해 파킹 록이 맞물리면, 파킹 록으로부터 직접 주행 위치 "R" 또는 주행 위치 "D"가 선택될 수 있다. "R" 또는 "D"로부터 이전의 파킹 록 위치로 시프팅이 이루어지면, 파킹 록이 맞물려서 기어 디스플레이에 가시화되지 않고, 중립 위치 "N"가 맞물린다.
본 발명은 기본적으로 작동 장치 또는 기어 선택 부재의 모든 통상의 디자인으로 실시될 수 있다. 이러한 배경에서, 본 발명의 실시예에 따라 작동 장치의 기어 선택 부재가 규정된-다안정으로(defined-multistable) 설계된다.
상기 규정된-다안정이란 다수의 안정한 록킹 위치를 가지며 상기 안정한 록킹 위치 각각에 하나의 주행 위치가 규정되어 할당된 것을 의미하며, 종래의 기어 선택 부재에도 실시될 수 있다. 이는 예컨대 종래의 자동 변속 레버이다.
파킹 록이 본 발명에 따라 변속 레버의 이동에 의해서 파킹 록 위치로 맞물릴 수 없고 추가의 파킹 록 작동 부재에 의해서만 맞물릴 수 있다는 것을 명확히 하기 위해, 이 경우 변속 레버에 있는 기어 디스플레이는 바람직하게, 파킹 록의 해제시 디스플레이 위치 "파킹 록"이 페이드-아웃되도록 설계된다. 마찬가지로, 본 발명을 종래의 규정된-다안정 변속 레버에 적용할 때도 바람직하게는, 파킹 록의 맞물림시 변속 레버를 액추에이터식으로 파킹 록 위치로 이동시키는 액추에이터 장치가 제공된다. 변속 레버를 파킹 록 위치로 이동시킴으로써, 파킹 록의 맞물림시에도 수동으로 또는 오토-P에 의해 자동으로 변속 레버의 위치가 변속기 내에서 실제로 맞물린 주행 위치와 다시 일치하게 된다. 그러나, 선택적으로 변속 레버의 파킹 록 위치에는 전술한 바와 같이 2중으로, 예컨대 중립 위치 및 후진 주행 위치가 부과될 수 있다.
본 발명의 대안적 실시예에 따라, 작동 장치의 기어 선택 부재는 단안정으로 설계된다. 단안정으로 설계된 기어 선택 부재란, 매 작동 후에 스프링 하중에 의해 중심 위치로 되돌아 가는 자동 변속 레버를 의미하며, 변속 레버 위치를 경우에 따라 액추에이터식으로 실제로 맞물린 주행 위치와 일치시키기 위한 액추에이터 장치가 필요 없다는 장점을 갖는다. 후자는 규정된-다안정 기어 선택 부재의 경우, 예컨대 종래의 변속 레버의 경우, 특히 오토-P에 의한 파킹 록의 자동 맞물림시 필요하며, 이로 인해 오토-P의 경우에도 변속 레버 위치가 다시 변속기 상태와 일치한다.
단안정 기어 선택 부재의 경우, 변속기 상태의 자동 변경시, 변속 레버 상의 또는 계기판 내의 기어 디스플레이는 변속기 상태와 작동 장치가 다시 일치하도록 상응하게 트래킹되거나 또는 재조절되어야 한다. 이러한 이유 때문에, 단안정으로 설계된 기어 선택 부재를 가진 작동 장치가 본 발명과 관련해서 사용된다. 왜냐하면, 단안정 기어 선택 부재 또는 변속 레버에 존재하는 또는 필요한, 변속 레버 상의 또는 계기판 내의 변속기 고정 기어 비의 가변 디스플레이는 이 경우, 파킹 록이 기어 선택 부재 또는 변속 레버의 작동에 의해 해제되면 파킹 록 위치에 속한 디스플레이 위치가 시프트 패턴으로부터 없어지거나 페이드-아웃되도록 형성될 수 있기 때문이다.
다른 한편으로는 파킹 록이 본 발명에 따른 추가의 파킹 록 작동 부재의 작동에 의해 -또는 오토-P 기능에 의해 자동으로- 다시 맞물리면, 작동 장치의 기어 디스플레이는 다시 파킹 록 위치에 속한 디스플레이 위치가 시프트 패턴에서 다시 작동되고 페이드-인되도록 제어될 수 있다. 추가로, 단안정 기어 선택 부재 또는 변속 레버에 공지된 바와 같이 액추에이터식으로 조절 가능한 엔드 스토퍼가 제공됨으로써, 매 주행 위치의 맞물림 후마다 그리고 자동차에서의 다른 상태 팩터에 따라(점화 접속, 엔진 작동, 차량 속도 등) 변속 레버의 작동 범위가 제한됨으로써, 현재 허용되지 않는 주행 위치의 선택이 저지될 뿐만 아니라, 운전자에게 작동 부재에서 촉각적으로 신호화된다.
본 발명의 다른 매우 바람직한 실시예에 따라 작동 장치의 기어 선택 부재는 중립-다안정(indifferent-multistable)으로 설계되고, 바람직하게는 무제한 회전 가능한 회전 노브로서 형성된다.
중립-다안정 기어 선택 부재란, 예컨대 위치 포인터 없는 회전 대칭의 회전 노브는 단안정 기어 선택 부재로서, 예컨대 자동 변속 레버와는 다르다. 즉, 상기 자동 변속 레버는 매 작동 후에 스프링 하중에 의해 중심 위치로 되돌아 가는 반면, 상기 중립-다안정 기어 선택 부재는 특정의 안정한 위치로 되돌아가지 않는다는 차이점이 있다. 중립-다안정 기어 선택 부재는 규정된-다안정 기어 선택 부재, 즉 종래의 변속 레버 또는 위치 포인터를 가진 회전 노브와 같이, 작동시 이동되었던 위치로 유지된다.
규정된-다안정 기어 선택 부재(예컨대, 종래의 변속 레버)와 상기 중립-다안정 기어 선택 부재의 차이점은 중립-다안정 기어 선택 부재의 개별 위치에는 처음부터 규정된 시프팅 위치 또는 주행 위치가 할당되지 않는다는 것이다.
중립-다안정 기어 선택 부재의 중요한 적용 예는 전술한, 위치 포인터 없는 회전 대칭의 회전 노브이다. 변속기의 제어를 위한 기어 선택 부재인, 이러한 회전 노브에서는 회전 노브의 각 위치에 특정 시프팅 위치 또는 주행 위치가 할당되지 않는다. 오히려, 특정 회전 각만큼 회전 노브의 작동시 얻어지는 시프팅 위치 또는 주행 위치는 항상 이전에 맞물린 시프팅 위치 또는 주행 위치와의 차이와 관련해서만 또는 상기 차이로서, 그리고 중립-다안정 기어 선택 부재에서 항상 필요한 액티브한 기어 디스플레이와 관련해서 주어진다.
중립-다안정 작동 부재, 예컨대 상기 회전 노브는 기어 선택 부재가 별개의 그리고 안정한 고정 기어 비로 실시될 수 있다는 중요한 장점을 갖는다. 그러나, 규정된-다안정 작동 부재(예컨대, 종래의 변속 레버)와는 달리, 시스템 상태 또는 변속기 상태의 변경이 기어 선택 부재에 의해 야기되지 않은 경우, 기어 선택 부재의 액추에이터식 트래킹은 불필요하다. 중립-다안정 작동 부재에 대한 적용 예인 상기 회전 노브에서는 오히려 시프팅 상태의 디스플레이(및 경우에 따라 록킹 또는 엔드 스토퍼)만이 트래킹됨으로써, 변속기 상태와 기어 선택 부재의 시프팅 위치 사이의 일치가 항상 유지되거나 형성된다.
이러한 배경에서, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 작동 장치는 회전 노브의 회전 각 제한을 위한, 액추에이터식으로 조절 가능한 스토퍼 장치를 갖는다.
이로 인해, 포인터 없는 회전 노브의 사용에 의해, 종래의, 다안정 조작 부재, 예컨대 노브 스위치 또는 변속 레버의 기능 및 조작 방식이 완전히 시뮬레이트되며, 상기 다안정 조작 부재에서는 각각의 시프팅 위치에 제어할 시스템의 규정된 작동 상태가 고정 할당되고, 2개의 회전 또는 시프팅 방향에서 광학적으로 및 기계적으로 규정된 시프팅 엔드 위치 또는 엔드 스토퍼가 배치된다.
이를 실시하기 위해, 본 발명의 상기 실시예에서 액추에이터식으로 조절 가능한 스토퍼 장치에 의해 회전 노브에 대한 가변 엔드 스토퍼가 바람직하게는 2개의 회전 방향으로 실시된다. 즉, 엔드 스토퍼 또는 2개의 엔드 스토퍼들이 회전 노브의 절대 회전 각 위치와 관계없이 항상 액추에이터식으로, 회전 노브의 현재 논리적 시프팅 위치와 일치하도록 세팅되거나 또는 위치 설정될 수 있다.
예컨대, 조작자가 회전 노브를 시프팅 위치 "D"에 그대로 둔 채로 차량을 떠나면, 차량은 오토-P에 의해 자동으로 파킹 록이 맞물리게 한다. 액추에이터식으로 위치 설정 가능한, 회전 노브의 회전 각을 제한하기 위한 엔드 스토퍼에 의해, 이 경우 회전 노브의 엔드 스토퍼는 액추에이터식으로, 회전 노브의 다음 작동시 맞물린 파킹 록과 일치하는, 회전 노브의 엔드 스토퍼까지의 새로운 회전 각 범위가 운전자에게 주어지도록 새로 세팅될 수 있다.
이 실시예에 의해, 사용자는 감지 가능한 엔드 스토퍼에 의해 회전 노브를 바라볼 필요 없이 항상 직감에 의한 시프팅 작동을 할 수 있다.
액추에이터식으로 조절 가능한 엔드 스토퍼에 의해, 회전 노브의 회전 운동이 완전히 블로킹될 수 있으므로, 특히 시프트 록과 같은 안전 기능이 시뮬레이트될 수 있다. 이 경우, 회전 노브는 액추에이터식으로 조절 가능한 엔드 스토퍼에 의해, 예컨대 파킹 록 위치에서 또는 중립 위치에서, 운전자가 브레이크 페달을 밟아서 시프트 록을 취소할 때까지 블로킹된다.
이러한 액추에이터식으로 가변적인, 회전 노브용 엔드 스토퍼는 선행 기술에, 특히 출원인의 특허 공보 DE 10 2005 002 086 B3에 공지되어 있고, 상기 특허 공보의 내용이 인용되기 때문에 그 구조적 구성은 다시 설명되지 않는다.
전체적으로, 본 발명은 추가의 파킹 록 작동 부재가 어디에 배치되는지와는 관계없이 실시된다. 예컨대, 추가의 파킹 록 작동 부재는 계기판 상에 또는 중앙 콘솔 내에, 예컨대 논리적 관계로 또는 핸드 브레이크용 작동 부재 가까이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 추가의 파킹 록 작동 부재는 변속기 작동 장치의 회전 노브의 정면 중앙에 배치된다. 이로 인해, 사용자가 신뢰할 수 있는 기어 선택 부재와 파킹 록 작동 사이의 관계가 유지되면서도, 파킹 록 위치가 본 발명에 따라 기어 선택 부재에서의 시프트 패턴으로부터 떨어져 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 추가의 파킹 록 작동 부재는 또한 핸드 브레이크를 액추에이터식으로 작동하도록 설계된다. 이로 인해, 파킹 록 및 핸드 브레이크의 바람직한 기능 통합이 이루어지고, 따라서 안전성 및 조작 쾌적성이 추가로 향상된다. 파킹 록이 맞물릴 때마다 자동으로 동시에 핸드 브레이크가 작동될 수 있어서 차량이 롤링으로부터 완전히 보호된다. 따라서, 차량의 정지시 통상 추가로 필요한, 핸드 브레이크 또는 핸드 브레이크용 작동 부재의 그립은 생략될 수 있다.
본 발명은 또한 2개 이상의 주행 위치들 사이에서 이동 가능한 기어 선택 부재 및 선택된 주행 위치를 디스플레이하기 위한 기어 디스플레이 장치를 포함하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치에 관한 것이다. 작동 장치는 기어 선택 부재와는 관계없이 위치 변동 가능한, 파킹 록의 작동을 위한 파킹 록 작동 부재를 포함한다. 기어 선택 부재는 그 위치 변동이 파킹 록의 맞물림시 파킹 록의 비작동을 위한 시프팅 명령을 출력하도록 설계된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 파킹 록에 파킹 록 디스플레이가 할당되고 기어 디스플레이 장치 내에 통합된다.
기어 선택 부재는 바람직하게 회전 스위치이다. 회전 스위치는 기어 디스플레이 장치 내에 정해진 기어 선택 위치로부터 별개의 록킹 위치로 회전될 수 있다. 대안으로서, 회전 스위치가 제한된 수의 록킹 위치를 가질 수 있고 스토퍼에 의해 그 회전 운동이 제한될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 파킹 록 디스플레이는 위치 "N"과 "D" 사이의 기어 디스플레이 장치 내로 삽입된다. 파킹 록 디스플레이는 본 발명의 바람직한 실시예에서, 가능한 기어 선택 위치들의 도달 가능성을 디스플레이할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 파킹 록 작동 부재가 기어 선택 부재 내에, 측에 또는 상에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 작동 장치는 선행 기술의 단점을 극복할 뿐만 아니라 상이한 경계 조건에서도 변속기 작동 부재를 볼 필요 없이, 항상 확실한 촉각-직감에 의한 변속기 작동을 가능하게 한다.
이하에서, 본 발명이 실시예를 도시한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 선행 기술에 따른 자동 변속기용 작동 장치의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 작동 장치 실시예의 개략적인 평면도.
도 3은 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "D"로 시프팅 동안 도 2에 따른 작동 장치의, 도 2에 상응하는 도면.
도 4는 주행 위치 "D"로 시프팅 후에 도 2 및 도 3에 따른 작동 장치의, 도 2 및 도 3에 상응하는 도면.
도 5는 파킹 록 위치로부터 중립 위치 "N"로의 시프팅 동안 도 2 내지 도 4에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 4에 상응하는 도면.
도 6은 중립 위치 "N"로 시프팅 후 도 2 내지 도 5에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 5에 상응하는 도면.
도 7은 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "R"로 시프팅 동안 도 2 내지 도 6에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 6에 상응하는 도면.
도 8은 주행 위치 "R"로 시프팅 후 도 2 내지 도 7에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 7에 상응하는 도면.
도 9는 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "D"로 시프팅되기 전에, 도 2 내지 도 8에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 8에 상응하는 도면.
도 10은 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "D"로 시프팅 후, 도 2 내지 도 9에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 9에 상응하는 도면.
도 11은 주행 위치 "D"로부터 주행 위치 "N"으로 시프팅 동안, 도 2 내지 도 10에 따른 작동 장치의, 도 2 내지 도 10에 상응하는 도면.
도 1에는 자동차의 액추에이터-제어식 자동 변속기용 작동 장치가 개략도로 도시된다. 예컨대, 자동차의 중앙 콘솔 상에 배치 가능한 상기 작동 장치는 포인터 없는 회전 대칭의 회전 노브(1) 및 맞물린 주행 위치를 가시화하기 위한 기어 디스플레이 장치(2)를 포함한다. 회전 노브(1)는 무제한 회전 가능한, 중립-다안정으로 설계된 기어 선택 부재로서 형성된다.
즉, 회전 노브(1)의 회전 각 위치와 자동 변속기의 시프팅 상태 또는 변속기에서 맞물린 주행 위치 사이에 정해진 관계가 없다. 오히려, 기어 디스플레이 장치(2)가 회전 노브(1)의 각각의 작동 및 자동 변속기의 현재 시프팅 상태와 논리적 일치하게 제어됨으로써, 회전 노브(1)의 회전 각 위치와 자동 변속기 내의 시프팅 상태 사이의 관계는 작동 장치의 전자 제어 장치에 의해 형성된다.
추가로, 도 1에 따른 작동 장치는 회전 노브(1)의 이용 가능한 회전 각을 가변적으로 제한하기 위해 액추에이터-제어식 엔드 스토퍼(end stopper)를 포함한다. 가변 엔드 스토퍼에 의해, 회전 노브는 그 절대 회전 각 위치와 관계없이, 기어 디스플레이 장치(2)에 현재 디스플레이되는 그리고 동시에 변속기에서 실제로 맞물린 또는 허용된 주행 위치에 상응하는 정도로만 회전될 수 있는 것이 보장된다.
달리 표현하면, 회전 노브(1)의 엔드 스토퍼들은 시스템 상태의 변화시 또는 변속기들에서 맞물린 주행 위치의 변화시(상기 변화가 운전자에 의해 야기되었는지 또는 자동으로, 예컨대 오토-P에 의해 이루어졌는지의 여부와 관계 없이) 작동 장치의 전자 제어 장치에 의해 각각 새롭게 세팅될 수 있어서, 회전 노브가 새로운 시스템 상태에서도 각각 다시 현재 허용된 주행 위치 범위 내에서만 왕복 회전될 수 있다.
그러나, 도 1에 도시된 작동 장치는 선행 기술의 전술한 단점을 갖는다. 특히, 전진 주행 위치 "D"와 후진 주행 위치 "R" 사이의 신속한 왕복 시프팅시 -동시에 운전자의 주의가 도로를 향하고 있는 동안- 의도치 않게 후진 주행 위치 "R" 밖으로 시프팅됨으로써 실수로 파킹 록이 작동될 수 있다.
이로 인해, 현재 주차 조작이 예기치 않게 중단되고, 자동차가 운전자의 예상 밖으로 정지되며, 이는 바람직하지 않다. 이와 달리, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작동 장치를 개략적인 평면도로 도시한다.
도 2에 따른 작동 장치는 포인터 없는 회전 노브(1) 및 기어 디스플레이 장치(2)를 포함한다. 도 1에 따른 선행 기술의 작동 장치와 마찬가지로, 도 2에 따른 본 발명의 작동 장치의 회전 노브는 무제한 회전 가능한 기어 선택 부재로서 형성된다. 따라서, 도 2에 따른 작동 장치는 중립-다안정(indifferent-multistabil) 기어 선택 부재를 형성하고, 이 기어 선택 부재는 다수의 안정한, 그러나 특정 변속기 상태에 할당되지 않은 기어 선택 부재의 절대 각 위치를 갖는다.
도 2에 따른 회전 노브에 배치된 리세스를 갖는 그립은 단지 하나의 가능한 실시예를 도시하며 작동 부재로서 회전 노브(1)의 기능을 나타낸다. 물론, 회전 노브(1)는 완전히 회전 대칭이거나 둥근 것이 바람직하고 다루기 편한 널(knurl) 또는 고무 코팅을 가질 수 있어서, 회전 노브(1)의 특정 절대 각 위치에 특정 기어 위치 또는 고정 기어 비가 할당되지 않는다는 것이 조작자에게 매우 명확히 나타내진다.
선행 기술에 공지된, 도 1에 따른 작동 장치와는 달리, 본 발명에 따른, 도 2의 작동 장치에서, 파킹 록 위치는 시프트 패턴 및 기어 디스플레이 장치(2)로부터 떨어져 있다.
시프트 패턴에 그리고 기어 디스플레이 장치(2)의 범주에, 맞물린 파킹 록의 신호화를 위한 LED 디스플레이(3)가 제공된다. 그러나, LED 디스플레이(3)는 파킹 록이 실제로 맞물린 경우에만 파킹 록의 가시화를 위해 사용된다. 파킹 록은 - 한번 해제되면- 더 이상 회전 노브(1)의 회전에 의해 다시 이전의 파킹 록 위치로 작동될 수 없다. 오히려, 파킹 록의 맞물림은 이 실시예에서 회전 노브(1)의 중앙에 배치된, 추가의 작동 노브(4)에 의해서만 이루어질 수 있다.
달리 표현하면, -파킹 록이 해제되면- 소정 주행 위치가 회전 노브(1)에 의해서 매우 간단히 그리고 회전 노브(1)의 회전에 의해 직감적으로 예컨대 위치 "R" 및 위치 "D"에 세팅된 회전 노브(1)의 엔드 스토퍼들 간에 선택될 수 있고, 파킹 록 위치로 원하지 않는 오버 시프팅의 위험이 생기지 않는다.
파킹 록이 다시 작동되어야 하면, 이는 지금 맞물린 변속기 주행 위치와 전혀 관계없이 그리고 회전 노브(1)의 회전 각 위치와 관계없이, 추가의 파킹 록 작동 노브(4)를 누름으로써 간단히 이루어진다. 이로 인해, (현재의 주행 상태에서, 특히 현재 차량 속도에서 허용된다면) 변속기에서 파킹 록이 맞물림되고, 도 2에 따른 작동 장치 상의 LED 디스플레이(3)가 다시 작동된다.
도 3 내지 도 8에는 도 2에 따른 본 발명의 작동 장치를 사용할 때 나타나는 가능한 작동 과정들이 도시된다.
도 3 및 도 4는 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "D"로 시프팅 시에 또는 시프팅 후에 작동 장치의 상태를 나타내고, 도 5 및 도 6은 파킹 록 위치로부터 중립 위치 "N"로 시프팅 시에 또는 시프팅 후에 작동 장치의 상태를 나타내며, 도 7 및 도 8은 파킹 록 위치로부터 주행 위치 "R"로의 시프팅 시에 또는 시프팅 후에 작동 장치의 상태를 나타낸다.
도 3, 도 5 및 도 7에는 파킹 록의 맞물림시, 파킹 록에 대한 LED 디스플레이(3)만이 작동되거나 또는 밝혀지는 반면, "R", "N" 및 "D"에 대한 다른 LED 디스플레이는 작동되지 않거나 또는 어둡게 된다는 것이 나타난다.
이로 인해, 맞물린 파킹 록이 운전자에게 명확히 신호화된다. 추가로, 파킹 록의 맞물림시 및 LED 디스플레이(3)의 작동시, 2중 화살표(5)가 디스플레이됨으로써, 회전 노브(1)가 파킹 록의 해제를 위해 그리고 주행 위치들 중 하나의 주행 위치로 시프팅을 위해 선택적으로 좌측으로 또는 우측으로 회전될 수 있다는 것이 운전자에게 명확히 나타내진다. 이는 도 3, 도 5 및 도 7에서 회전 노브(1) 가까이에 있는(작동 장치에 없는) 방향 화살표로 표시된다. 따라서, 운전자는 브레이크 페달을 밟을 때(시프트 록 기능) 시프팅 위치 "P"로부터 시프팅 위치 "D", "N" 또는 "R"를 선택할 수 있다.
이를 위해 필요한, 도 3, 도 5 또는 도 7에 따른 회전 노브(1)의 회전 작동의 결과가 도 4, 도 6 또는 도 8에 도시되어 있다. 회전 노브(1)의 작동 및 그와 연관된 상응하는 주행 위치 "D", "N" 또는 "R"의 맞물림 후에, 파킹 록 LED 디스플레이(3) 및 2중 화살표(5)가 작동되지 않고, 그 대신 각각 맞물린 주행 위치에 상응하는 LED 디스플레이가 작동된다.
파킹 록 LED 디스플레이(3)의 비작동은 LED 디스플레이(2)에 의해 가시화되는 시프트 패턴 및 작동 장치의 논리적 시프트 패턴으로부터 시프팅 위치 "P"의 제거와 함께 이루어진다.
도 9 내지 도 11은 "P"로부터 "D"로의 시프팅(도 3 및 도 4에 이미 도시된 바와 유사하게) 및 후속해서 "D"로부터 "N"으로의 시프팅 작동시의 과정을 도시한다. 처음에, 변속기 및 작동 장치는 시프팅 상태 "P"에 있고, 상응하는 파킹 록 LED 디스플레이가 작동된다(도 9).
후속해서, 운전자는 회전 노브를 작동시키고 그것을 록킹 위치를 중심으로 시계 방향으로 회전시킨다(도 10 참고). 변속기에서 파킹 록이 해제되고, 변속기는 주행 위치 "D"로 시프팅되며, 파킹 록 LED 디스플레이 "P"가 차단되고 그 대신 주행 위치 "D"의 LED 디스플레이가 작동된다.
운전자가 이제 다시 회전 노브를 작동시키고 그것을 록킹 위치를 중심으로 반시계 방향으로 회전시키면(도 11 참고), 이전에 도 9에 따라 회전 노브의 상기 회전 각 위치에 상응할 것인, 파킹 록 위치가 더 이상 맞물리지 않는다. 오히려, 회전 노브를 "D"로부터 록킹 위치를 중심으로 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 파킹 록 위치 대신에, 직접 중립 위치 "N"이 맞물리는데, 그 이유는 본 발명에 따라 파킹 록 위치가 파킹 록의 비작동 후에 작동 패턴으로부터 제거되었기 때문이다.
회전 노브는 파킹 록의 맞물림시 원래 4개의 안정한 시프팅 위치 "P", "R", "N" 및 "D"를 가지며, 상기 시프팅 위치들은 회전 노브(1)가 좌측 또는 우측으로 하나 또는 2개의 위치만큼 상응하게 회전됨으로써 선택될 수 있다. 이 경우, 시프팅 위치 "R" 및 "D"에서 회전 노브의 엔드 스토퍼들은 각각 액추에이터식으로 세팅되는 차단 장치로 형성된다.
파킹 록의 비작동 후에 그리고 주행 위치들 "R", "N" 또는 "D" 중 하나의 주행 위치의 처음 맞물림 후에, 시프팅 위치 "P"가 시프트 패턴으로부터 제거되고, 그 다음에 회전 노브(1)의 회전에 의해 3개의 안정한 위치 "R", "N" 또는 "D"가 선택될 수 있다. 따라서, 파킹 록의 재맞물림은 중앙의 "P"-키의 작동에 의해서만 (또는 차량의 정지시 경우에 따라 오토-P에 의해 자동으로) 가능하다.
결과적으로, 본 발명에 의해, 선행 기술에 비해 특히 기어 선택 부재를 보지 않고도 상이한 주행 위치들 간의 확실하고 직감에 의한 시프팅이 이루어지는 장점을 갖는, 작동 장치가 형성된다. 선행 기술에서 가능했던, 소정 주행 위치의 오버 시프팅 및 파킹 록의 의도치않은 맞물림은 본 발명에 의해 배제된다. 따라서, 운전자가 기어 선택 부재를 바라볼 필요가 없기 때문에, 운전자의 주의는 지속적으로 도로를 향해 있을 수 있다.
이로써, 본 발명은 자동차 변속기용 작동 장치의 분야에서 인체 공학 및 조작 쾌적성의 개선에 결정적으로 기여한다.
1 기어 선택 부재, 회전 노브
2 기어 디스플레이 장치
3 파킹 록 디스플레이
4 파킹 록 키
5 2중 화살표

Claims (18)

  1. 2개 이상의 주행 위치들과 하나의 파킹 록 위치 사이에서 이동 가능한 기어선택 부재(1)를 포함하는, 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치에 있어서,
    상기 기어 선택 부재(1)는 회전가능한 기어 선택 부재로서 적어도 2개의 주행 위치 사이에 위치하는 파킹 록 위치를 구비하며 상기 기어 선택 부재는 2개의 주행 위치 중의 제1 위치로부터 제2 위치로 회전되는 때에 파킹 록 위치를 동작시킴이 없이 회전이 이루어지고, 상기 작동 장치는 파킹 록의 작동을 위한 추가의 파킹 록 작동 부재(4)를 포함하고, 상기 기어 선택 부재(1)는 기어 선택 부재(1)의 회전에 의해 상기 파킹 록 위치 밖으로 회전시 상기 파킹 록의 비작동을 위한 시프팅 명령을 출력하도록 설계되는 한편, 상기 기어 선택 부재(1)는 상기 주행 위치들 중 하나의 주행 위치로부터 이전의 파킹 록 위치로 또는 이전의 파킹 록 위치를 지나 회전시 파킹 록 시프팅 명령을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기어 선택 부재(1)의 파킹 록 시프팅 위치는 나머지 시프팅 위치들의 시프팅 각 범위 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 작동 장치의 상기 기어 선택 부재(1)는 다수의 안정한 록킹 위치를 가지며 상기 안정한 록킹 위치 각각에 하나의 주행 위치가 규정되어 할당된 규정된-다안정으로 설계되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 작동 장치의 상기 기어 선택 부재(1)는 매 작동 후에 스프링 하중에 의해 중심 위치로 되돌아 가는 단안정으로 설계되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 작동 장치의 상기 기어 선택 부재(1)는 작동시 이동되었던 위치로 유지되며 개별 위치에 규정된 시프팅 위치나 주행 위치가 할당되지 않는 중립-다안정으로 설계되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기어 선택 부재(1)는 무제한 회전 가능한 회전 노브인 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 작동 장치는 상기 회전 노브(1)의 회전 각을 제한하기 위한, 액추에이터-조절 가능한 스토퍼 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 추가의 파킹 록 작동 부재(4)는 상기 회전 노브(1)의 정면 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 추가의 파킹 록 작동 부재(4)는 핸드 브레이크를 액추에이터식으로 작동시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  10. 2개 이상의 주행 위치들 사이에서 이동 가능한 기어 선택 부재(1) 및 선택된 주행 위치를 디스플레이하기 위한 기어 디스플레이 장치(2)를 포함하는, 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동장치에 있어서,
    상기 기어 선택 부재(1)는 기어 선택 부재(1)의 회전만에 의해서 주행 위치의 선택이 이루어지고, 상기 디스플레이장치(2)는 적어도 2개의 주행 위치 사이에 위치하는 파킹 록 위치를 구비하며 상기 기어 선택 부재는 2개의 주행 위치 중의 제1 위치로부터 제2 위치로 회전되는 때에 파킹 록 위치를 동작시킴이 없이 회전이 이루어지며, 상기 작동 장치는 상기 기어 선택 부재(1)와는 관계없이 위치 변동이 가능한, 파킹 록을 작동시키기 위한 파킹 록 작동 부재(4)를 포함하고, 상기 기어 선택 부재(1)는 맞물린 파킹 록 위치로부터 다른 선택된 주행 위치로 기어 선택 부재(1)의 회전 위치 변동시 파킹 록의 비작동을 위한 시프팅 명령을 출력시킴과 아울러 기어 선택 부재(1)의 회전 위치 변동으로 파킹 록 위치로 되거나 파킹 록 위치를 통과시 파킹 록 시프팅 명령을 발생시키지 않도록 설계되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 파킹 록에 파킹 록 디스플레이(3)가 할당되고 상기 기어 디스플레이 장치(2) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 기어 선택 부재는 회전 스위치(1)인 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 회전 스위치(1)는 상기 기어 디스플레이 장치(2) 내에 정해진 기어 선택 위치를 지나 별개의 록킹 위치로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 회전 스위치(1)는 제한된 수의 록킹 위치를 가지며 스토퍼들에 의해 그 회전 운동이 제한되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 파킹 록 디스플레이(3)는 위치 "N" 과 "D" 사이에서 상기 기어 디스플레이 장치(2) 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  16. 제 10항 또는 제 15항에 있어서, 상기 파킹 록 디스플레이(3)는 가능한 기어 선택 위치의 도달 가능성을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  17. 제 10항 또는 제 12항에 있어서, 상기 파킹 록 작동 부재(4)는 상기 기어 선택 부재(1) 내에, 측에 또는 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
  18. 제 7항에 있어서, 상기 추가의 파킹 록 작동 부재(4)는 상기 회전 노브(1)의 정면 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속기의 고정 기어 비를 선택하기 위한 작동 장치.
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