车辆用变速装置的制作方法

1.本发明涉及车辆用变速装置，更详细地涉及一种借由磁场的变化而能够实现变速控制的车辆用变速装置。


背景技术：

2.通常，车辆的变速装置(transmission)是为了使引擎的旋转根据车辆的速度而保持恒定而使齿轮比不同的装置，驾驶者为了改变变速装置的齿轮比而可以操作位于变速装置的变速杆(shift lever)。
3.变速装置的变速模式包括：手动变速模式，驾驶者能够改变齿轮比；自动变速模式，在驾驶者选择行驶档(d)的情况下，根据车辆速度而自动改变齿轮比。
4.与此同时，能够在一个变速装置执行手动变速和自动变速的运动模式型变速装置正被使用。运动模式型变速装置原则上执行自动变速，且驾驶者能够通过增加或降低齿轮的挡位来执行手动变速。
5.这样的变速装置引导驾驶者的适当的变速操作，而且还配备有如下功能：当驾驶者操作变速杆时，提供操作感的功能；或者仅在变速杆满足特定调条件的情况下，从当前位置能够移动至其他位置的换挡锁功能。
6.当驾驶者操作变速杆时所提供的操作感随着根据变速杆的操作而位置发生变化的弹头部沿止动槽的接触面移动而产生，操作感根据止动槽的接触面的轮廓而变化。
7.并且，换挡锁功能基本具有如下功能：若变速档位在p档或者n档时不踩下刹车踏板，则不能使变速杆旋转至其他位置的一次换挡锁功能；当车辆以预定速度以上行驶时，变速杆无法旋转至r档的二次换挡锁功能。并且，为了最为完全地防止驾驶者的误操作，也会呈现针对全部的变速档位都能够实现换挡锁的全换挡锁功能。
8.这样的操作感以及换挡锁功能可以借由如弹头部和止动槽、多个齿轮等的彼此之间以物理接触的构成要素之间的相互作用而实现，在此情况下，部件数量或成本将增加，并且发生噪音或者磨损的可能性将增加。
9.因此，正需要可以减少为了提供操作感以及换挡锁功能而所需的部件数量或成本，并且可以防止产生噪音或磨损的方案。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.(专利文献1)韩国授权专利公报第10-1295007号(2013.08.09.公告)


技术实现要素：

13.技术问题
14.本发明所要解决的问题是提供一种使变速可以借由磁场变化而被控制，从而可以防止部件数量或者成本增加，并且可以防止产生噪音或者磨损的车辆用变速装置。
15.本发明的技术问题并非局限于以上提及的技术问题，本领域技术人员可通过下文
中的记载明确理解尚未提及的其他技术问题。
16.技术方案
17.为了解决上述技术问题，根据本发明的实施例的车辆用变速装置包括：把手，旋转而选择多个变速档位中的任意一个；驱动部，根据变速条件控制所述把手的旋转；以及变速控制部，施加电流以从所述驱动部产生用于控制所述把手的旋转的扭矩，其中，所述驱动部包括：磁场生成部；磁化部，包括沿所述磁场生成部的周缘以预定间距布置的多个磁性体；以及磁体部，包括沿所述磁化部的周缘布置的至少一个磁极对，其中，所述磁化部及所述磁体部中的任意一个与所述把手结合而与所述把手一体地旋转，所述驱动部以根据从所述磁场生成部生成的磁场的强度而允许所述把手的旋转的第一模式和阻止所述把手的旋转的第二模式中的任意一个模式工作。
18.并且，根据本发明的实施例的车辆用变速装置包括：把手，旋转而选择多个变速档位中的任意一个；以及驱动部，控制所述把手的旋转，其中，所述驱动部包括：磁场生成部；磁化部，包括沿所述磁场生成部的周缘以预定间距布置的多个磁性体；以及磁体部，包括沿所述磁化部的周缘布置的至少一个磁极对，其中，所述驱动部朝与所述把手由驾驶者而旋转的方向相反的方向产生阻力。
19.并且，根据本发明的实施例的车辆用变速装置包括：把手，旋转而选择多个变速档位中的任意一个；以及驱动部，产生用于控制所述把手的旋转的扭矩，其中，所述驱动部以产生第一扭矩的第一模式以及产生比第一扭矩大的第二扭矩的第二模式中的任意一个模式工作。
20.并且，根据本发明的实施例的车辆用变速装置包括：把手，旋转而选择多个变速档位中的任意一个；驱动部，控制所述把手的旋转，以及变速控制部，向所述驱动部施加用于控制所述把手的旋转的电流，其中，所述驱动部以施加第一电流的第一模式以及施加比第一电流大的第二电流的第二模式中的任意一个模式工作。
21.本发明的其他具体事项包含在详细的说明以及附图。
22.根据如上所述的本发明的车辆用变速装置，具有一个或以上的如下效果。
23.由于可以根据施加电流时产生的磁场的强度而允许或阻止把手旋转，因此，相比于使用彼此物理接触的构成要素的情况，具有部件数量以及成本减少，并且可以防止产生噪音或者磨损的效果。
24.本发明的效果并不限于以上所提及的效果，本领域技术人员可通过权利要求书的记载明确理解未提及的其他效果。
附图说明
25.图1是图示根据本发明的实施例的车辆用变速装置的外观的立体图。
26.图2是图示根据本发明的实施例的车辆用变速装置的构成的框图。
27.图3是图示根据本发明的实施例的驱动部的示意图。
28.图4是图示借由根据本发明的实施例的把手的选择而能够选择的变速档位的示意图。
29.图5以及图6是图示施加根据本发明的实施例的电流的群的示意图。
30.图7是图示在根据本发明的实施例的第一模式下借由磁场生成部而生成的扭矩的
示意图。
31.图8是图示在根据本发明的实施例的第二模式下借由磁场生成部而生成的扭矩的示意图。
32.图9是图示在根据本发明的实施例的第三模式下借由磁场生成部而生成的扭矩的示意图。
33.图10是图示根据本发明的实施例的线圈的绕线方式的示意图。
34.符号说明
35.2：壳体
36.3：把手
37.100：驱动部
38.110：磁场生成部
39.111：磁芯
40.112：突出部
41.113：线圈
42.120：磁化部
43.121：磁性体
44.130：磁体部
45.131：磁极对
46.140：磁芯
47.200：变速控制部
具体实施方式
48.参阅结合附图详细后述的实施例，就会明确了解本发明的优点、特征及实现这些的方法。然而，本发明并非局限于以下披露的实施例，其可以由互不相同的多样的形态实现，提供本实施例仅仅旨在使本发明的披露得以完整并用于将本发明的范围完整地告知本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员，本发明仅由权利要求书定义。贯穿整个说明书，相同的附图标记指代相同的构成要素。
49.因此，在若干实施例中，为了避免本发明被模糊地解释，对公知的工艺步骤、公知的结构及公知的技术不予具体描述。
50.本说明书中使用的术语用于说明实施例而非旨在限定本发明。在本说明书中，除非特别说明，否则单数型在语句中也包括复数型。说明书中使用的术语“包括(comprises)”和/或“包含于(comprising)”意味着不排除所提及的构成要素、步骤、操作和/或元件之外的一个以上的其他构成要素、步骤、操作和/或元件的存在或附加。另外，“和/或”包括所提及的项目中的各者及其一个以上的所有组合。
51.并且，将会参阅作为本发明的理想化的示例图的剖视图和/或示意图而对本说明书所述的实施例进行说明。因此，根据制造技术和/或允许误差等，示例图的形态有可能变形。于是，本发明的实施例并非限定为图示的特定形态，根据制造工艺而生成的形态的变化也包含在内。而且，在本发明中图示的各个附图中，可能考虑到说明的方便性而将各个构成要素多少有些放大或缩小而图示。贯穿整个说明书，相同的附图标记指代相同的构成要素。
52.以下，基于本发明的实施例，通过参考用于描述车辆用变速装置的附图而对本发明进行说明。
53.图1是图示根据本发明的实施例的车辆用变速装置的外观的立体图。
54.参照图1，根据本发明的实施例的车辆用变速装置1以把手3构成为朝壳体2的一侧暴露，以使驾驶者握住把手3而以旋转轴ax为中心旋转，从而可以选择变速档位的旋转式的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，也可以类似地适用于驾驶者握住把手沿前后方向或者左右方向移动，从而选择变速档位的操纵杆式。
55.本发明的实施例中，以借由把手3的旋转而能够选择的变速档位是p、r、n、d档的情形作为例子进行说明，根据把手3的旋转方向可以按照p、r、n、d档的顺序或者其相反顺序选择变速档位。
56.把手3的位置可以通过如下方式判断：当把手3旋转时，使霍尔传感器等感测根据配备于把手3或者结合于把手3的轴等的磁体的位置变化的磁力变化，并且，车辆的ecu将根据判断的把手3的位置的变速信号传送至变速器，从而可以选择变速档位。
57.本发明的实施例中，以通过当把手3旋转时位置发生变化的磁体的磁力变化而判断把手3的位置的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，把手3的位置可以通过机械式、电气式、磁式或者光学式的传感器以及接触式或者非接触式方式感测把手3的旋转方向或者旋转角度等而判断。
58.借由把手3的旋转而能够选择的变速档位并不局限于p、r、n、d档，可以增加、删除以及变更借由把手3的旋转而能够选择的变速档位，并且一部分变速档位可以借由操作单独配备的按钮或者开关等而选择。
59.本发明的车辆用变速装置1可以设置于大部分车辆的中央面板(center fascia)和控制台盒(console box)之间，以使驾驶者能够易于进行变速操作，然而并不局限于此，本发明的车辆用变速装置1可以设置于驾驶者的易接近性较好的多样的位置。
60.并且，在本发明的车辆用变速装置1中，仅将把手3设置为暴露于车辆内部，以能够确保车辆内部空间，并且收容执行变速功能或换挡锁功能等所需的各种构成要素的壳体2可以位于车体内部。
61.在驾驶者为了旋转把手3而向把手3施加力的情况下，为了防止误操作，可以根据变速条件而允许或阻止把手3以旋转轴ax为中心旋转，允许把手3旋转的情形不仅包括把手3因驾驶者施加的力而旋转地情形，而且也包括把手3在并未施加借由驾驶者的力的状态下能够旋转的情形。
62.本发明的实施例中，以换挡锁功能实现如下操作的情形作为例子进行说明：在各变速档位中满足变速条件的情况下，允许把手3旋转，在未满足变速条件的情况下，阻止把手3旋转，并且针对各变速档位的变速条件可以相同，也可以彼此不同。
63.例如，在当前变速档位为p档的状态下车辆速度在基准速度以下，并且驾驶者踩下刹车踏板的情况下，满足变速条件，因此能够允许把手3旋转，从而能够选择其他变速档位。
64.通常，允许或者阻止把手3旋转借由直接或者间接连接于把手3的多个齿轮之间的相互作用而实现，然而在此情况下，由于使用多个齿轮，不仅使部件的数量以及成本增加，并且由于多个齿轮物理性地啮合而设置，从而使产生噪音或者磨损的可能性增加。
65.因此，在本发明的实施例中，根据磁场的变化而能够允许或者阻止把手3旋转，而
不是为了允许或者阻止把手3旋转而使用物理地彼此啮合的多个齿轮，从而可以防止部件数量以及成本增加，并且可以防止产生噪音或者磨损。
66.图2是图示根据本发明的实施例的车辆用变速装置的构成的框图。
67.参照图2，根据本发明的实施例的车辆用变速装置1可以包括驱动部100以及变速控制部200。
68.驱动部100可以根据借由变速控制部200施加的电流而产生用于允许或者阻止把手3旋转的扭矩，从而可以起到控制把手3的旋转的作用。
69.借由驱动部100而产生的扭矩可以朝与驾驶者要旋转把手3的方向相反的方向作用或者朝驾驶者要旋转把手3的方向作用，借由驱动部100而产生的扭矩朝把手3借由驾驶者而旋转的方向作用，可以理解为朝与驾驶者要旋转把手3的方向相反的方向作用的扭矩变小。
70.变速控制部200可以起到令用于从驱动部100产生扭矩的电流施加于驱动部100的作用，变速控制部200可以根据施加用于旋转把手3的力的对象控制使直流电或者交流电施加于驱动部100。
71.例如，在驾驶者为了旋转把手3而施加力的情况下，变速控制部200使直流电被施加，从而可以产生朝针对把手3的旋转方向的相反方向作用的阻力，在把手3自动恢复至与预设的变速档位对应的位置的情况下，施加交流电，从而可以产生用于旋转把手3的扭矩，对此的详细说明将后述。
72.图3是图示根据本发明的实施例的驱动部的示意图，图3是图示驱动部100的一部分的示意图。
73.参照图3，根据本发明的实施例的驱动部100可以包括磁场生成部110、磁化部120以及磁体部130，本发明的实施例中，以磁场生成部110、磁化部120以及磁体部130为以把手3的旋转轴ax为中心的圆形形状的情形作为例子进行说明。
74.磁场生成部110可以包括：磁芯111；多个突出部112，形成为沿磁芯111的外侧周缘从磁芯111朝外侧突出形成；以及多个线圈113，绕线于多个突出部112中的每个。
75.磁场生成部110可以起到生成与施加有电流的线圈的数量以及施加的电流的强度中的至少一个对应的强度的磁场的作用，本发明的实施例中，以磁场生成部110起到位置固定的定子的作用的情形作为例子进行说明。
76.磁化部120可以利用透磁率较高的材质构成，并且可以包括沿磁场生成部110的周缘以相隔预定间距的方式设置的多个磁性体121。
77.多个磁性体121可以以如下方式相隔：具有沿把手3的旋转方向与用于从之前变速档位选择下一个变速档位的旋转角度对应的间距。
78.例如，在沿把手3的旋转方向以p、r、n、d档或者d、n、r、p档的顺序选择变速档位的情况下，如图4，多个磁性体121可以以如下方式相隔：具有与把手3为分别相互选择p档和r档、r档和n档以及n档和d档而旋转的角度(以下，称为“单位旋转角度”)对应的角度。
79.因此，当将磁性体121的数量设为m时，可以将把手3的单位旋转角度理解为360度除以m的角度，并且可以根据磁性体121的数量而使把手3的单位旋转角度变化。
80.在磁体部130中，包括n极和s极的磁极对可以沿磁化部120的周缘布置至少一个以上，本发明的实施例中以如下的情形作为例子进行说明：磁体部130使多个磁极对以磁极彼
此交替的方式布置于沿磁化部120的周缘形成的磁芯140中面向磁化部120的面。
81.即，磁体部130可以使磁极以把手3的旋转轴ax为中心沿磁化部120的周缘以n、s、n、s、...的顺序或者s、n、s、n、...的顺序交替地布置于磁芯140。
82.上述的驱动部100可以起到使磁化部120以及磁体部130中的任意一个与把手3结合而一体地旋转地转子作用，磁化部120以及磁体部130中的任意一个与把手3一体地旋转可以理解为以彼此之间并没有相对的移动的方式结合而旋转。
83.本发明的实施例中以磁化部120起到结合于把手3的转子的作用的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，可以根据所需的扭矩的强度而使磁化部120以及磁体部130中的任意一个与把手3结合而一体地旋转。
84.驱动部100的齿轮传动比可以根据绕线有线圈113的突出部112的数量和包括于磁体部130的磁极的总数量而决定，并且可以根据驱动部100的齿轮传动比而使把手3减速或者加速而旋转。
85.本发明的车辆用变速装置1中，可以根据从磁场生成部110生成的磁场的强度而使朝与把手3的旋转方向相反的方向作用的阻力的大小变化。
86.从磁场生成部110生成的磁场的强度可以根据施加有电流的线圈113的数量以及施加于线圈113的电流强度中的至少一个而变化。
87.以下，如图5，本发明的实施例中以如下情形作为例子进行说明：多个线圈113以把手3的旋转轴ax为中心分为多个群g1、g2、g3，包括于各群g1、g2、g3的线圈彼此电连接，以当施加电流时整体生成磁场。
88.并且，本发明的实施例中以多个线圈113分为3个群g1、g2、g3的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，群的数量可以根据所需的扭矩的强度等而多样地变更。
89.在上述的图5中，以包括于各群g1、g2、g3的线圈沿上述的磁场生成部110的磁芯111的周缘依次设置的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，如图6，包括于各群g1、g2、g3的线圈也可以彼此交替地设置。
90.包括于各群g1、g2、g3的线圈的数量或者位置并不局限于上述的图5以及图6，包括于各群g1、g2、g3的线圈的数量或者位置可以多样地变更。
91.随着在上述的3个群g1、g2、g3中施加电流的群增多，从磁场生成部110生成的磁场的强度可以变大，在情况下，在为了旋转把手3而借由驾驶者施加力的情况下作用为阻力的扭矩的强度可以变大。
92.并且，磁场生成部110在施加电流于同一群的状态下施加的电流的强度变大的情况下可以产生更大强度的磁场，在此情况下，在为了旋转把手3而借由驾驶者施加力的情况下作用为阻力的扭矩的强度也可以变大。
93.本发明的实施例中，分别说明了改变施加有电流的群的数量或者改变电流的强度而改变磁场的强度的情形，然而并不局限于此，也可以同时改变施加有电流的群的数量和电流的强度而改变磁场的强度。
94.此时，在借由上述的3个群g1、g2、g3中的至少一个而生成磁场的情况下，借由生成磁场的群而使多个磁性体121中的至少一部分被磁化，在此状态下把手3借由被驾驶者施加的力而旋转的情况下，引力以及排斥力中的至少一个作用于磁化的磁性体和相邻的磁极之间，以产生如图7的正弦波(sine wave)形态的扭矩，图7的扭矩可以理解为在驾驶者旋转把
手3的情况下驾驶者所感受到的阻力的大小，由于驾驶者所感受到的阻力的大小具有正弦波形态，从而可以为驾驶者提供操作感。
95.以下，在本发明的实施例中将驱动部100操作为允许把手3的旋转的模式称为第一模式，将驱动部100操作为阻止把手3的旋转的模式称为第二模式。
96.变速控制部200在第一模式以及第二模式下使直流电施加于3个群g1、g2、g3中的至少一个，以使多个磁性体121中的被磁化的磁性体在施加电流期间具有预定的磁极，从而随着把手3的旋转可以使引力以及排斥力中的至少一个周期性地作用而产生正弦波形态的扭矩。
97.上述的图7是作为在允许把手3的旋转地第一模式下产生扭矩的一例子，可知，在驾驶者旋转把手3的情况下，把手3在每一个单位旋转角度周期性地产生正弦波形态的扭矩。
98.因此，在初期，在把手3在与p档对应的位置维持停止状态的情况下，并且在并未由驾驶者施加预定大小以上的力的情况下，阻力的大小变为最大，以防止把手3旋转而选择其他变速档位，从而使把手3维持在与p档对应的位置。
99.此时，在驾驶者对把手3施加预定大小以上的力而使把手3从与p档对应的位置旋转至与r档对应的位置的期间，由于如上述的图7的正弦波形态的扭矩，驾驶者可以被提供操作感。
100.并且，在把手3旋转至与r档对应的位置的情况下，类似于上述的p档，阻力的大小将变得最大，以使把手3可以维持在与r档对应的位置。
101.因此，相比于当把手3旋转时为了提供操作感而通过当把手3旋转时与止动槽接触的位置变化的弹头部提供操作感的情况，可以防止部件数量以及成本增加，并且可以防止发生由于弹头部和止动槽的物理接触而导致的噪音或者磨损。
102.第二模式是阻止驾驶者旋转把手3的模式，如图8，相比于第一模式的扭矩(虚线)产生更大的大小的扭矩，从而在驾驶者对把手3施加力的情况下，也可以使阻力作用为把手3并不会旋转的程度。
103.此时，在第二模式下产生相比于第一模式更大的扭矩可以理解为增加从磁场生成部110生成的磁场的强度。
104.例如，在第一模式下对3个群g1、g2、g3中的一个群施加电流的情况下，在第二模式下可以对3个群g1、g2、g3中的两个以上的群施加电流而增加磁场的强度，与此不同，在第一模式和第二模式下对相同数量的群施加电流的情况下，也可以通过增加在第二模式下施加的电流的强度而使磁场的强度增加。
105.另外，在本发明的车辆用变速装置1中，可以提供当满足从当前的变速档位恢复至预设的变速档位的条件时使把手3自动恢复至与预设的变速档位对应的位置的第三模式。
106.例如，在非驻车档时使车辆熄火或者从驾驶者输入单独的操作的情况下，本发明的车辆用变速装置1可以起到使把手3恢复至对应于驻车档的位置的作用。
107.本发明的实施例中，由于以多个线圈113分为3个群g1、g2、g3的情形作为例子进行说明，因此从变速控制部200对磁场生成部110可以施加三相交流(例如，u相、v相、w相)，在此情况下，如图9，在磁场生成部110产生旋转磁场，以使驱动部100可以产生用于使把手3恢复至与预设的变速档位对应的位置的扭矩。
108.此时，本发明的实施例中，由于多个线圈113分为3个群g1、g2、g3而对向磁场生成部110施加三相交流电的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，在多个线圈113分为n个群的情况下，可以施加n相交流电。
109.并且，本发明的实施例中，以在第三模式下旋转把手3以恢复至驻车档的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，也可以类似地适用于如下情形：当在自动驾驶模式等下满足变速条件时，使把手3旋转至对应于适当的变速档位的位置。
110.此时，由于借由施加于磁场生成部110的交流电的相位差而产生旋转磁场，从而使对应于转子的构成要素(即磁化部120)旋转的技术对于本领域技术人员而言已经是公知的技术，因此将省略对此的详细的说明。
111.在上述的实施例中，以使用向绕线于多个突出部112中的每个的线圈113施加n相中的任意一个相电流的方式的情形作为例子进行说明，然而并不局限于此，也可以以n相中的两个以上的相电流施加于多个突出部112中的每个的方式绕线。
112.例如，如图10，可以以u相、v相以及w相中的两个相电流施加于多个突出部112中的每个的方式绕线，然而这仅仅是助于了解本发明的一例子，并不局限于此，线圈可以以2个以上的相电流施加于多个突出部112中的每个的方式绕线。
113.此时，图10中的箭头是表示u相、v相以及w相电流中的每个流动的方向的一例子，u相、v相以及w相电流中的每个所流动的方向或者线圈的数量可以多样地变更。
114.如上所述，由于本发明的车辆用变速装置1根据磁场的变化而能够允许或者阻止把手3旋转，并且使把手3恢复至预设的变速档位，而不是使用彼此物理性地啮合的多个齿轮，从而可以防止部件数量以及成本增加，并且可以防止产生噪音或者磨损。
115.并且，由于本发明的车辆用变速装置1可以通过借由施加于磁场生成部110的电流而使从磁场生成部110生成的磁场改变而改变扭矩，因此根据需要可以产生多种强度的扭矩，因此无需根据所需的扭矩的强度而单独制造，从而可以减少成本。
116.本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员想必理解可在不改变技术思想或必要特征的前提下以其他具体形态实施本发明。因此，以上记载的实施例在所有方面均为示例性的，应当理解其并非为限定性的。本发明的范围并非由前述详细描述来限定，而是由权利要求书的范围所限定，可从权利要求书所记载的含义、范围及其等同概念中推导得出的所有变更或变形的形态均应解释为包含于本发明的范围中。