KR100270746B1 - 자동 기계식변속 시프트 메커니즘 제어방법 - Google Patents

Abstract

모터(70, 72)를 가진 전기 작동 시프트 메커니즘(12)을 포함하는 자동 기계식 변속 시스템에 이용하기 위해, 모터 운동을 신속히 검출함으로써 감소된 토크 시프트 영역 동안에 변속기(10)를 기어에서 해제하여 시프트 하도록 시프트 메커니즘을 제어하는 방법을 제공한다. 시프트 메커니즘은 우선 전력 소모를 최소화하고, 모터 과열을 회피하기 위해 낮은 유효 전압 신호로 통전(100)된 다음 모터 운동을 검출(104)함에 따라 변속기(10)를 기어에서 해제하여 신속히 시프트 하도록 높은 유효 전압 신호로 통전(106)된다.

Description

자동 기계식 변속 시프트 메커니즘 제어방법

제1도는 본 발명에 이용되는 변속기, 시프트 메커니즘 및 전자 제어장치를 포함하는 변속 시스템의 블록도.

제2도는 제1도의 도시된 X-Y 시프트 메커니즘의 평면도.

제3도는 제2도의 선(3-3)을 택한 시프트 메커니즘의 부분 단면도.

제4도는 기계식 기어 변경 변속기에 이용되는 시프트 레일의 사시도.

제5도는 제2도 및 제3도에 도시된 시프트 메커니즘을 제어하는 본 발명의 단계를 설명한 흐름도.

제6도는 본 발명의 한 실시예에 따라 변속기를 기어의 해제 및 중립위치로 시프팅 하는 동안의 시간에 따라 측정된 시프트 핑거 위치, 시프트 핑거 힘, 모터 전압 펄스 폭, 드라이브 라인(drive line) 토크 및 모터 토크를 나타낸 기록 그래프.

제7도는 본 발명에 따라 시프트 핑거 위치신호를 토대로 시프트 메커니즘 모터 운동의 검출을 시간 약 t=1.9에서 약 t=2.2까지 나타낸 제6도의 부분 확대도.

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 변속기를 기어 해제 및 중립위치로 시프팅하는 동안 시간에 따라 측정된 시프트 핑거 위치, 시프트 핑거 힘, 모터 전압 펄스 폭, 드라이브 라인 토크 및 모터 토크를 나타내는 기록 그래프.

제9도는 본 발명에 따라 전압 펄스 폭을 토대로 시프트 메커니즘 모터운동의 검출을 시간 약 t=1.1에서 약 t=1.3까지 나타낸 제8도의 부분 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

44, 46, 48 : 시프트 레일(shift rail) 12 : 전기 작동시프트 메커니즘

10 : 변속기 62 : 시프트 핑거(shift finges)

70, 72 : 모터 50, 52, 54 : 시프트 포크(shift fork)

본 발명은 시프트 메커니즘을 제어하는 방법에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 자동 기계식 변속기에 이용되는 전기 작동 시프트 메커니즘을 제어하는 방법에 관한 것이다.

중장비 트럭을 위한 것과 같은 변속시스템은, 스로틀 위치(throttle position), 차량 속도, 엔진 속도 등에 근거하여 변속기를 자동으로 시프트하며 이는 선행기술에 공지되어 있다. 이 시스템에서 변속 시프팅은 여러 방법으로 수행된다. 예를 들면, 변속 시스템은 바람직한 기어비를 성취하기 위해 가압유체를 이용하여 부재를 마찰적으로 결합시킨다. 대안적으로, 이 시스템은 바람직한 기어비를 성취하기 위해 기계식 클러치를 결합하고 분리하도록 작동하는 전기 액츄에이터와 관련하여 전자논리를 일체화한다. 이 전기 액츄에이터는 전기 모터형을 취한다.

예를 들어, 변속기의 자동 시프팅에 관한 미합중국 특허는 요시무라(Yoshimura)씨 등이 발표한 제4,911,031호와 제니스(Genise)씨 등이 발표하고 본 발명의 양수인에게 양도된 제5,053,961호 및 제5,053,962호가 있다.

영구 자석 전기 모터를 위치 조정 장치로 이용하는 응용에서, 모터를 제어하여 변속기를 기어에서 해제하여 중립위치로 신속히 시프트 하는 것이 바람직하다. 그러나, 신속한 운동을 하면, 전력이 낭비되고, 토크 록(torque lock)으로 인해 모터가 정지할 때 모터가 과열될 수 있어 균형을 시켜야 한다. 전체 예압(preload)동안 기존 시스템은 동일 수준의 전류를 모터에 인가해 중립 위치로 이동하게 한다. 변속기가 기어에서 해제되어 시프트될 수 있는 속도는 시스템이 예압 동안 허용 가능한 전류의 수준에 의해 제한된다.

본 발명의 목적은, 자동 기계식 변속 시프트 메커니즘을 제어하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 전력소비, 변속기 마모 또는 모터의 과열없이 변속기를 기어에서 해제하여 중립위치로 신속히 시프트 하도록 자동 기계식 변속 시프트 메커니즘을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적 및 기타 목적과 본 발명의 특징을 수행하기 위해서, 하나 이상의 시프트 레일과 전기 시프팅 메커니즘을 갖는 자동 기계식 변속 시스템을 이용하기 위해 감소된 토크 시프트 영역(torque shift window)동안 변속기를 기어에서 해제하여 시프트 하는 시프팅 메커니즘을 제어하는 방법을 제공한다. 시프팅 메커니즘은 모터에 의해 구동되는 시프트 핑거를 구비하고 있으며, 이 스프트 핑거는 시프트 레일과 협동하여 변속기를 시프팅 한다. 본 방법은, 목표 모터 전류를 얻기 위해 펄스 폭을 가진 낮은 유효 전압 신호로, 변속기가 기어에 결합되어 있는 동안에, 시프트 메커니즘을 통전 시키는 단계를 포함한다. 시프트 메커니즘은 예압력을 시프트 레일에 가하고, 변속기가 기어에 결합된 토크로 인해 모터는 회전할 수 없고 변속기를 기어로부터 끌어내는 시프트 레일을 이동하지 못한다. 또한 본 방법은 소정의 시간동안 전압신호 펄스 폭의 안정화에 근거하여 변속 토크의 감소로 인한 모터의 회전을 검출하고, 모터가 회전함에 따라 펄스 폭은 목표전류를 유지하기 위해 증가하고, 시프트 핑거 가속도 및 속도를 최대화하기 위해 모터의 회전을 검출함에 따라 높은 유효 전압 신호로써 시프트 메커니즘을 통전하여, 변속 토크의 중단 기간 동안에 변속기를 기어에 해제하여 시프트 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 수반하는 장점은 많다. 예를 들어, 본 방법은 모터 운동을 신속히 검출하고, 작은 감소된 토크 시프트 영역 동안일지라도 시프트 메커니즘이 변속기를 기어에서 해제하여 중립위치로 시프트 하는 능력을 증대시킨다.

본 발명의 상기 목적, 기타 목적 및 특징을, 첨부 도면을 참고로 한 다음의 실시예의 상세 설명으로부터 해당 기술자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

제1도를 참조하면, 변속 시스템은 변속기(10)와, 전기 작동 X-Y 시프트 메커니즘(12)과, 전자 제어 유닛(ECU)(14)을 구비하고 있다. 변속기(10)는 선행 기술에서 공지된 레인지형 복합 변속기(range-type compound transmission)이다. 복합 변속기(10)는 레인지형 보조 섹션(section)과 직렬로 연결된 다중 속도 주 변속 섹션을 포함한다. 변속기(10)는 입력 축(16)을 구비하고 있으며, 이 입력 축은, 선택적으로 분리되고, 정상적으로 결합하는 마찰 마스터 클러치(C)를 통해 내연기관(E) 같은 원동기에 의해서 구동된다. 클러치는 엔진 크랭크축(20)에 구동할 수 있게 연결된 입력 또는 구동부(18)와, 변속기 입력축(16)에 회전 가능하게 고정된 피구동부(22)를 가지고 있다. 변속기(10)와 유사한 구조 및 기능은 미합중국 특허 제3,105,395호; 제3,283,613호; 제4,754,665호 및 제5,053,962호에 매우 상세히 설명되어 있으며 이들 특허는 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 이들을 전부 참고로 여기에 결합했다.

제1도를 계속 참조하면, ECU(14)는 입력축 속도 센서(28)와 출력축 속도 센서(30)로부터 입력 신호를 수신하는 마이크로프로세서(도시되지 않음)를 포함한다. 또한 ECU(14)는 주축 속도 센서(32)와 보조 섹션 위치 센서 (34)의 입력을 수신한다. ECU(14)는 소정의 계획에 따라 센서로부터 입력신호를 처리하여, 다음에서 더욱 상세히 설명된 바와 같이, X-X 시프트 메커니즘(12)을 제어한다.

제2도와 제3도를 참조하면, 전기 작동 X-Y 시프트 메커니즘(12)의 평면도와 시프트 메커니즘의 부분 단면도를 나타낸다. 제3도에서 잘 나타낸 바와 같이, 시프팅 메커니즘(12)은 변속 시프트 바 하우징(42)위에서 장착 가능한 하우징(40)을 구비하고 있다. 일반적으로, 시프트 바 하우징(42)은 사실상 평행하고 공간을 두고 축 방향으로 이동 가능한 다수의 시프트 레일(44, 46 및 48)을 포함하며, 이 레일은 제4도에 도시되어 있다. 각각의 시프트 레일(44, 46, 48)은 시프트 포크(50, 52, 54)를 가지며, 이 시프트 포크는 레일에 부착되어 축 방향으로 이동한다. 공지된 바와 같이, 시프트 포크는 기어를 축에 선택적으로 결합시키고 분리하는 포지티브 클러치 메커니즘과 각각 관련이 있다. 제3도에서 잘 나타낸 바와 같이, 시프트 핑거(62)가 하우징(42)에 형성된 구멍(64)을 통해 변속기에 들어가 변속기의 시프트 레일을 선택적으로 결합시킨다.

제2도, 제3도 및 제4도를 계속해서 참조하면, 변속기(10)의 시프팅은 시프팅 핑거(62)를 X-X 축을 따라 이동하여 선택된 시프트 레일(44, 46 또는 48)에 의해 운반되는 시프트 블록(56, 58 또는 60)과 배열하여 시프트 레일(44, 46 또는 48)을 선택함으로써 성취된다. 다음, 축 방향 힘을 Y-Y축 방향으로 가해서 시프트 핑거(62)를 축 방향으로 이동시키면 선택된 시프트 레일이 축 방향으로 이동하게 된다. 상기한 바와 같이, 시프트 핑거(62)를 자동으로 이동시키기 위해, ECU(제1도에 도시)가 모터(70, 72)를 제어한다. 제2도에 도시된 회전 전위차계(74)와 같은 센서 수단은 시프트 핑거(62)의 위치를 나타내는 신호를 ECU(14)에 제공한다. 제2도와 제3도에서 잘 나타낸 바와 같이, 시프트 메커니즘(12) 위에는 제1전기 모터(70)가 장착되어 시프트 핑거(62)를 제1축 방향으로 이동하게 작동하며 또한 제2전기 모터(72)가 장착되어 시프트 핑거(62)를 제2축 방향으로 이동하게 작동한다. 모터(70, 72)는 차량 축전지와 같은 동력원에 의해 구동된다. ECU(14)에 의해 발생한 제어신호는 모터(70)를 통전시켜서 시프트 핑거를 제1방향(즉 X-X)으로 이동시키고 선택된 특정 시프트 레일과 맞물리게 한다. 다음 제어신호는 모터(72)를 통전시켜서, 시프트 핑거(62)가 선택된 시프트 레일을 제2축 방향(즉 Y-Y)으로 이동시키고 요구되는 특정 기어를 결합 또는 분리시킨다. 시프트 메커니즘(12)의 구조와 기능은 미합중국 특허 제4,873,881호에 더욱 상세히 기술되어 있으며, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되었고, 이를 여기에 참고로 포함했다.

제5도를 참조하면, 본 발명의 자동 기계식 변속 시프트 메커니즘의 제어방법의 단계를 설명한 흐름도를 나타낸다. 통상적으로, 본 발명의 방법은, 전력을 크게 소비하지 않고, 시프트 메커니즘 모터를 과열시키지 않으면서 제로 토크 영역(zero-torque window) 동안, 기어를 해제하여 변속기를 중립 위치로 신속하게 시프팅 하는 요구에 대해 성공적인 균형을 이룬다. 기어를 해제하여 중립으로의 이러한 신속한 시프트를 하게 하는 요점은, 모터 운동을 신속히 검출하는 능력이다. 실시예 1에서, 다음에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 시프트 메커니즘(12)의 전위차계(74)로부터의 시프트 핑거 위치 신호 출력을 이용하여 모터 운동을 검출한다.

제6도는 시프트 메커니즘 전위차계(74)로부터의 위치정보를 근거하여, 시프트 메커니즘(12)이 제5도의 흐름도에 따라 제어됨에 따라, 시프트 핑거위치, 시프트 핑거 힘, 모터 전압(PWM), 모터 전류 및 드라이브 라인 토크를 나타낸 기록 그래프이다.

제7도는 제6도의 부분을 확대한 것으로, 시프트 핑거 위치에 근거한 모터 운동 검출을 더욱 상세히 나타낸다.

제5도와 제6도를 같이 참조하면, ECU(14)가 변속시프트를 명령할 때, 시프트 메커니즘(12)이 단계(100)에서 통전되고, 시프트 핑거(16)가 중립위치로 “예압”된다. 이 예압 기간 동안, 모터(72)는 ECU(14)의 낮은 유효 전압 출력으로 통전되어 전류의 소정의 목표 레벨을 얻어서 저 레벨의 시프트 핑거 힘(예로 50 lbs)을 유지한다. ECU(14)는 목표 전류를 유지시키며, 실제 모터전류를 피드백(feed back)으로 활용한다. 모터(72)의 통전은, 시프트 핑거(62)를 기어 선택 방향(즉, Y-Y 방향)으로 이동시킨다. 모터(72)에 의해 발생한 예압 시프트 힘은 변속기 토크 록으로 인해 변속기를 중립위치로 시프트할 수 없다. 따라서, 시프트 핑거 운동은 시프트 블록(58)과 같은 시프트 블록내의 운동으로 통상적으로 제한된다.

시프트 핑거 운동이 토크 록으로 인해 정지될 경우, 낮은 유효 전압을 모터(72)에 유지시키는 것은, 변속기 부품 마모 및 전력 소비를 감소시킬 수 있고, 모터 및 이와 관련된 ECU 구동 회로의 과열을 방지한다.

시프트 핑거의 제한 운동을 제6도의 각종 기록을 참고로 하여 나타냈다. 포인트(point) (A) 부근에서, 시프트 핑거 위치신호는 모터(72)가 통전되고, 시프트 핑거가 시프트블록(58)내에서 이동하는 것을 표시한다. 시프트 핑거가 시프트 블록 측벽과 충돌할 때까지 시프트 핑거의 운동이 지속된다(B 포인트를 볼 것). 이때에 스트레인 게이지(strain gauge)가 측정한 시프트 핑거 힘은 최대(C 포인트를 볼 것)가 되고, 모터 전류가 피크(peak)가 된다(D 포인트를 볼 것).

이 기간동안, ECU(14)는 먼저 전압 신호의 펄스 폭을 증가시키고(E 포인트를 볼 것), 다음에 펄스 폭을 감소(F 포인트를 볼 것) 시킴으로써 시프트 핑거가 이동하는 동안 예압 목표 모터 전류를 유지시킨다. 제6도에 도시되어 있듯이, 시간이 t=0.8에서, 시프트 핑거(62)는 예압 위치에 정착되고, 시프트 블록에 대항하고, 안정된 예압력을 시프트 블록에 가한다. 이때에, 목표 모터 전류를 얻게 되고, 전압 펄스 폭은 안정된다. 제6도의 기록에 도시되어 있듯이, 제5도의 단계(102)에서, 다음에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 드라이브 라인 토크가 감소할 때까지 예압력은 유지된다.

제7도는 제6도의 시간 t=1.9로부터 근거하여 t=2.2까지의 부분 확대도로서, 시프트 핑거 위치에 근거하여 모터 운동의 검출을 설명하고 있다. 모터 운동을 신속히 검출하는 것이 바람직하므로, 드라이브 라인 토크의 강하에 의해 발생한 시프트 영역동안 모터(72)를 제어하여 변속기를 중립 위치로 신속히 시프트 하게 한다. 드라이브 라인 토크가 약 0 1b-ft까지 감소함에 따라(G 포인트를 볼 것), 시프트 핑거의 예압력이 변속기에서 기어를 해제하여 끌어당기기에 충분히 커지기 때문에, 시프트 핑거(62)가 이동하기 시작한다. 따라서, 모터(72)가 회전하기 시작함에 따라, 시프트 핑거 힘이 감소하고(H 포인트를 볼 것), ECU(14)가 목표 전류, 이에 따르는 예압력을 유지하려고 함에 따라 전압 펄스 폭이 증가한다(I 포인트를 볼 것). 시프트 메커니즘은 시프트 핑거 위치 기록(J 포인트를 볼 것)으로 나타낸 바와 같이 시프트 레일(46)을 중립위치로 계속해서 이동시킨다.

이 바람직한 실시예에서, 전위차계(제2도에 도시)로부터의 시프트 핑거 위치 신호는 0V~약 5V의 범위를 갖는 아날로그 전압 신호이다. 이 아날로그 신호를 ECU(14)의 마이크로프로세서가 감시하고, 약 0~1023의 범위를 가진 디지털 신호로 변환시킨다. 단계(104)에서, ECU(14)는 시프트 핑거 위치 신호에 근거하여 모터의 회전 여부를 결정한다. 바람직하게는, 마이크로 프로세서는 구배 평균화 기술을 이용하여 시프트 핑거 위치 신호의 변화를 검출함으로써 모터 운동을 검출하며, 이 구배 평균화 기술은 과거의 4개의 시프트 핑거 위치 값의 평균을 각각의 루우프 동안(약 2mS) 시프트 핑거 위치 신호의 현재 값과 비교한다. 제일 바람직하게는, 비교된 값간의 차이가 2 비트를 초과하면, ECU(14)는 모터가 운동 즉 회전하고 있다고 간주한다.

제7도를 계속 참조하면, 시프트 핑거 위치 신호 값의 구배 평균화에 근거하여 마이크로프로세서가 모터(72)가 회전하고 있다고 결정할 때, 단계(106)에서, 모터(72)는 풀온 전압 펄스 폭(full-on voltage pulse width)으로 통전되고(K 포인트를 볼 것), 이에 따라 모터 전류가 증가한다(L 포인트를 볼 것). 모터(72)를 높은 유효 전압으로 통전 시킴으로써, 모터 가속도 및 속도가 최대가 되어, 제로 토크 시프트 영역동안, 변속기를 중립위치로 신속히 시프트 한다. 과열을 방지하고, 전력 소비 및 변속기 마모를 감소시키는 것에 추가해서 이 방법은 역 토크로 인해 변속기에서 기어가 늘어붙는 것을 방지한다. 모터 운동이 시간 t=1.98에서 시작하고 중립위치가 t=2.13에서 성취되어, 모터가 회전하기 시작하는 시간부터 시프트를 완료하는 데까지 약 0.15초가 소요된다.

대안적인 실시예에서, 시프트 메커니즘은 제5도의 흐름도에 따라 제어되지만 모터 운동은, 시프트 핑거 위치 신호대신에 전압 펄스폭 신호를 이용하여 검출된다.

전압신호의 펄스폭 증가를 감시함으로써, 시프트 핑거 위치 신호를 감시하는 것 보다 모터 운동이 더 신속히 검출된다. 결과적으로, 이 방법은 중립위치로 더 신속히 시프트 되며, 매우 작은 제로 토크 영역동안일지라도, 변속기를 중립영역으로 시프트 할 가능성을 증대시킨다.

제8도를 참조하면, 시프트 메커니즘(12)이 모터 전압 펄스 폭에 근거하여 제5도의 흐름도에 따라서 제어됨에 따라, 시프트 핑거 위치, 시프트 핑거 힘, 모터 전압(PWM), 모터 전류 및 드라이브라인 토크를 나타내는 기록 그래프이다. 제9도는 제8도의 부분 확대도이며, 모터 전압 펄스 폭을 근거한 모터 운동의 검출을 더욱 상세히 나타낸다.

제5도와 제8도를 같이 참조하면, ECU(14)가 변속기 시프트를 명령할 때, 단계(100)에서 시프트 메커니즘이 통전되고, 시프트 핑거(62)가 중립위치 쪽으로 예압된다. 앞서의 실시예처럼, 이 예압 기간 동안, 모터는 낮은 유효전압으로 통전되고 모터 전류의 소정의 목표 레벨을 유지하도록 제어되어 실제 모터 전류를 피드백으로 이용하는 낮은 레벨의 시프트 핑거 힘(약 50 lbs)을 발생시킨다.

제8도에서 잘 나타낸 바와 같이, 예압과 관련된 시프트 핑거의 운동을 참고로 여러 기록으로 나타냈다. 포인트(A′) 주위에서 시프트 핑거 위치 신호는, 모터(72)가 통전되고 있다는 것과 시프트 핑거가 시프트 블록내에서 운동하는 것을 나타낸다. 시프트 핑거가 시프트 블록 벽(포인트 B′를 볼 것)과 충돌할 때까지 시프트 핑거의 운동이 지속되고, 더 이상의 이동은 드라이브라인 토크 록으로 인해 방지된다. 시프트 핑거가 최초로 변속기를 중립으로 시프트 하려고 함에 따라, 스트레인 게이지에 의해 측정된 시프트 핑거 힘은 최대(C′ 포인트를 볼 것)가 되고, 모터 전류가 피크로 된다(D′ 포인트를 볼 것).

이 기간동안, ECU(14)는 예압 목표 전류를 유지시키려 하며, 먼저, 전압 신호의 펄스 폭을 증가시키고(E′ 포인트를 볼 것), 다음 펄스 폭을 감소시킨다(F′ 포인트를 볼 것). 시간 t=0.8에서, 시프트 핑거(62)는 예압위치에서 점착되고, 대항하여 위치해서 시프트 노치에 안정된 예압력을 가한다. 이때, 목표 전류가 얻어지고, 전압 펄스 폭은 안정화된다. 제8도에 나타낸 기록과 같이, 단계(102)에서, 아래에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 모터 운동이 검출될 때까지(즉, 드라이브라인 토크가 감소할 때) 예압력이 유지된다. 모터 회전이 토크 록에 의해 방지될 때 낮은 유효 전압을 모터(72)에 유지하는 것은, 변속기 부품의 마모와, 전력 소비를 감소시키고, 모터 및 이와 관련된 ECU 구동 회로의 과열을 방지한다.

제9도를 추가로 참조하면, 제8도의 시간 약 t=1.1~약 t=1.3까지의 부분 확대도로서, 모터 전압 신호의 펄스 폭 증가에 근거하여 모터 운동의 검출을 나타낸 것이다. 모터 운동을 가능한 한 신속히 검출하는 것이 바람직하며, 드라이브라인 토크의 강하에 의해 발생한 시프트 영역 동안, 모터(72)를 제어하여 변속기를 중립위치로 신속히 시프트 할 수 있게 하여야 한다. 드라이브라인 토크가 약 0 1b-ft(약 시간 t=1.16에서)로 감소함에 따라, 시프트 핑거의 예압력이 변속기에서 기어를 해제하여 중립위치 쪽으로 끌어당기기 시작할 수 있을 만큼 커지기 때문에, 시프트 핑거(62)가 약간 이동하기 시작한다. 따라서 모터(72)가 회전을 시작하자마자, 시프트 핑거 힘이 감소하고(H′ 포인트를 볼 것), ECU(14)가 목표 모터 전류를 유지하려 함에 따라 전압 펄스 폭이 증가하기 시작한다(I′ 포인트를 볼 것). 시프트 메커니즘은 시프트 핑거 위치 기록(J′ 포인트를 볼 것)으로 나타낸 바와 같이 시프트 레일을 중립위치로 계속해서 이동시킨다.

바람직한 이 실시예에서, 제5도의 단계(104)에서 ECU(14)는, 전압 신호의 펄스 폭에 근거하여, 모터의 회전 여부를 결정한다. 모터가 회전하고 있으면, 목표 전류를 유지하는데 필요한 펄스 폭 변조의 레벨은 일반적으로 모터의 각속도에 비례하여 변할 것이다. 모터 운동이 방해되면(토크 록 동안)과 같음, 모터가 회전하기 시작할 까지 비교적 일정한 공급 전압이 유지되고 관련 시간 주기에서 모터 온도 상승이 심각하지 않으면, 펄스 폭이 안정되게 유지된다. 따라서, 펄스 폭 증가의 감시는 시프트 핑거 위치 신호를 이용하는 것 보다 더 민감한 모터 운동을 검출하는 계기를 발생시킨다.

더 바람직하게는 베이스라인 펄스 폭과 오프셋 펄스 폭을 이용하여 전압 펄스 폭 신호 변화를 검출함으로써, 마이크로프로세서는, 단계(104)에서 모터 운동을 검출한다. 오프셋 펄스 폭은 소정의 값(예를 들면, 약 2½%)인 반면, 바람직하게는, 베이스라인 퍼릇 폭은 구배 평균화 기술을 이용해서 확립된다. 구배 평균화에 있어서, 과거 4개의 전압 펄스 폭을, 각각의 루우프(약 매 2mS)동안 전압 폭의 현재 값에 비교한다. 현재 값과 평균값의 차이가 약 2½% 이하 또는 같으면, 펄스 폭이 안정되었다고 간주하고, 모터가 회전하지 않는다고 본다. 펄스 폭이 소정 양의 시간(약 50mS)동안 안정하다고 보면, 현재 안정된 펄스 폭 값이 베이스라인 펄스 폭이 된다. 현재 전압 펄스 폭이 베이스라인 펄스 폭과 오프셋 펄스 폭의 합을 초과하면, ECU(14)는 모터가 운동 즉 회전하고 있다고 간주한다.

계속해서, 제9도를 참조하면, 모터(72)가 전압 펄스 폭에 근거하여 회전하고 있다고 마이크로프로세서가 결정할 때, 마이크로프로세서는, 단계(106)에서 풀 온 전압 펄스 폭으로 모터(72)를 통전시키고(K′ 포인트를 볼 것), 이에 따라 모터 전류가 상승된다(L′ 포인트를 볼 것). 모터 운동을 검출하는 이 방법을 이용하면, 시프트 메커니즘은 제로-토크 상태가 존재한 후, 더 일찍 완전하게 통전될 수 있고, 역 토크로 인한 변속기의 기어에 걸림은 방지하며, 작은 제로-토크 영역 동안일지라도, 변속기를 기어에서 해제하는 기회를 증대시킨다. 모터 운동이 시간 약 t=1.16에서 시작하고, 중립위치가 시간 약 t=1.26에서 성취되면, 모터 운동이 시작될 때부터 시프트를 완료하는데 약 0.10초가 걸린다. 그러나, 변속기를 중립위치에 시프트하는데 필요한 시간은 전압 펄스 폭에 근거한 모터 운동을 검출하는 시간보다 매우 적다. 이 방법은 센서가 모터 운동을 검출하는 필요성을 감소시키고, 운동을 검출하는 필요시간을 감소시킨다는 뚜렷한 장점을 제공한다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 물론, 위에서 설명한 본 발명의 형태는 본 발명의 바람직한 실시예를 구성할지라도, 전의 설명은 모든 가능한 형태를 설명한 것은 아님을 이해해야 한다. 또한, 사용된 단어는 한정보다는 설명하는 단어이며, 다음의 청구범위에 따라 해석되는, 본 발명의 기본 취지 및 범주에서 벗어나지 않는 한 각종 변경이 가능함을 이해하여야 한다.

Claims (9)

1. 하나 이상의 시프트 레일(44, 46, 48)과 전기 시프팅 메커니즘(12)을 포함하는 자동 기계식 변속 시스템에 이용하기 위해, 시프팅 메커니즘은 모터(70, 72)에 의해 구동되는 시프팅 핑거(62)를 포함하며, 이 시프팅 핑거는 시프트 레일과 협동하여, 변속기(10)를 시프팅 하는, 시프팅 메커니즘을 제어하는 방법에 있어서, 변속기가 기어에 결합되어 있는 동안, 목표 모터 전류를 얻기 위해 펄스 폭을 가진 낮은 유효 전압 신호로 시프트 메커니즘을 통전시켜서, 이 시프트 메커니즘은 예압력을 시프트 레일에 가하고, 기어 결합 변속기 토크때문에 모터는 회전할 수 없고, 시프트 레일을 이동시켜 변속기에서 기어를 해제하여 끌어낼 수 없는 시프트 메커니즘의 통전 단계(100) ; 및 소정의 시간 동안 전압 신호 펄스 폭의 안정화를 근거하여, 변속기 토크의 감소로 인한 모터의 회전을 검출하여서, 변속기 토크가 중단되는 동안에 기어를 해제하여 변속기를 시프팅 하기 위해 모터가 회전함에 따라 목표 전류를 유지하도록 펄스 폭을 증가시키는, 모터 회전 검출 단계(104)를 포함하는, 시프팅 메커니즘 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 모터의 회전을 검출함에 따라 높은 유효 전압 신호로 시프트 메커니즘을 통전시켜서 시프트 핑거의 가속도 및 속도를 최대로 하여, 변속기 토크가 중단되는 동안에, 기어를 해제하여 변속기를 시프트 하도록 시프트 메커니즘을 통전하는 단계(106)를 추가로 포함하는 시프팅 메커니즘 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 모터의 회전은, 현재 펄스 폭을 베이스라인 펄스 폭 및 오프셋 펄스 폭의 합에 비교함으로써 검출되고, 오프셋 펄스 폭은 소정의 값을 가지며, 베이스라인 펄스 폭은 사실상 모터 회전에 관계가 없는 안정된 펄스 폭 값을 나타내는 시프팅 메커니즘 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 베이스라인 펄스 폭은, 전의 전압 신호 펄스 폭의 소정 수의 구배 평균화에 의해 얻어지는 시프팅 메커니즘 제어방법.
5. 하나 이상의 시프트 레일(44, 46, 48)과 전기 시프팅 메커니즘(12)을 포함하는 자동 기계식 변속 시스템에 이용하기 위해, 시프팅 메커니즘은 모터(70, 72)에 의해 구동되는 시프팅 핑거(62)를 포함하고, 이 시프트 핑거는 시프트 레일과 협동하여 변속기(10)를 시프팅 하며, 감소된 토크 시프트 영역 동안, 변속기(10)를 기어에서 해제하여 시프트하기 위해 시프팅 메커니즘을 제어하는 방법에 있어서 ; 위치 신호를 얻기 위해 시프트 핑거(62)의 위치를 감지하는 단계와 ; 시프트 핑거가 예압력을 시프트 레일(118)에 가하도록 낮은 유효 전압 신호로 시프트 메커니즘을 통전시켜서, 변속기 토크 때문에 모터는 회전할 수 없고 시프트 레일을 이동시켜 변속기에서 기어를 해제하여 끌어 낼수 없는, 시프트 메커니즘 통전 단계(100)와 ; 예압력이 시프트 레일을 이동시키도록 허용하는 변속기 토크의 감소로 인한 모터의 회전을 검출하도록 시프트 핑거 위치 신호를 감시하는 단계(104)와 ; 모터의 회전을 검출함에 따라 시프트 메커니즘을 높은 유효 전압 신호로 통전시켜, 시프트 핑거 가속도와 속도를 최대화하여, 변속기 토크가 중단되는 동안 변속기를 기어에서 해제하여 시프트 하게 하는 시프트 메커니즘 통전 단계(106)를 포함하는 시프팅 메커니즘 제어방법.
6. 제5항에 있어서, 감시단계는 현재 시프트 핑거 위치를 베이스라인 시프트 핑거 위치에 비교하는 것을 포함하고, 베이스라인 시프트 핑거 위치는 전의 시프트 핑거 위치의 소정의 수를 구배 평균화에 의해 얻어지는 시프팅 메커니즘 제어방법.
7. 하나 이상의 시프트 레일(44, 46, 48)과 변속기(10)의 시프팅을 제어하는 전기 시프팅 메커니즘(12)을 포함하는 자동 기계식 변속 시스템에 이용하기 위해, 시프팅 메커니즘은 모터(70, 72)에 의해 구동되는 시프트 핑거(62)를 포함하고, 이 시프트 핑거는 시프트 레일과 협동하여 변속기(10)를 시프팅 하며, 변속기(10)를 기어에서 해제하여 시프팅 하기 위한 시프팅 메커니즘을 제어하는 방법에 있어서 ; 변속기가 기어에 결합되어 있는 동안 시프트 레일에 예압력을 중립위치 쪽으로 제공하기 위해, 제1펄스 폭을 갖는 낮은 유효 전압 신호로 모터를 통전시켜, 변속기 토크가 모터를 회전시키지 못하게 하는 모터 통전 단계(100)와 ; 시프트 레일의 예압력이 시프트 레일을 중립위치 쪽으로 이동을 시작하기에 충분한 동안에 시프트 영역을 발생시키도록 변속기 토크를 감소시켜, 모터가 시프트 레일 운동의 시작에 따라 회전하는 변속기 토크 감속 단계와 ; 소정의 시간동안 전압 신호 펄스 폭의 안정화에 근거하여 모터의 회전을 검출하고, 펄스 폭은 모터가 회전함에 따라 증가하는 모터 회전 검출 단계 및 ; 모터가 회전함에 따라 제2펄스 폭을 갖는 높은 유효 전압 신호로 모터를 통전시켜, 시프트 핑거의 가속도와 속도를 최대화함으로써 시프트 영역 동안 변속기를 기어에서 해제하여 시프팅 하는 것을 보장하는 모터 통전 단계(106)를 포함하는 시프팅 메커니즘 제어방법.
8. 제7항에 있어서, 모터의 회전 검출 단계는 현재 전압 신호 펄스 폭을 베이스라인 펄스 폭 및 오프셋 펄스 폭의 합에 비교하는 것을 포함하고, 오프셋 펄스 폭은 소정의 값을 가지며 베이스라인 펄스 폭은 사실상 모터 회전과 관계가 없는 안정된 펄스 폭 값을 갖는 시프팅 메커니즘 제어방법.
9. 제8항에 있어서, 베이스라인 펄스 폭은 전의 전압 신호 펄스 폭의 소정의 수를 구배 평균화에 의해 얻어지는 시프팅 메커니즘 제어방법.