KR100309012B1 - 자동차의자동변속제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 자동차의 자동 변속 제어장치는, 동작전원이 공급되는 전원신호 입력부와, 변속레버의 위치정보가 입력되는 변속단 입력부와, 진단모드 선택신호가 입력되는 진단신호 입력부와, 드로틀 밸브의 개도신호가 입력되는 드로틀 개도신호 입력부와, 차속이 입력되는 차속신호 입력부와, 엔진 회전신호 입력부와, 클럭펄스를 제공하는 발진부와, 입력신호에 따라 변속단을 설정하여 변속 제어하고, 속도처리 레지스터의 값을 초과하는 오버플로우가 발생할 때 상기 오버플로우를 별도로 처리하여 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮추고, 외부기기와 통신을 하는 마이크로 컨트롤러와, 데이터 및 프로그램이 저장되어 있는 메모리부와, 마이크로 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 변속 제어용 솔레노이드가 구동되도록 하는 출력부와, 외부기기와 변속에 관한 데이터 및 정보신호가 통신될 수 있도록 하는 통신부로 이루어져,

엔진의 공회전 제어를 엔진 제어장치(ECU)에서 하도록 함으로써 공회전 제어용 솔레노이드 밸브의 장착을 필요로 하지 않으며, 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮춤으로써 차속 정지 판정에 대한 신뢰도를 높이고, 자동 변속 제어장치와 외부기기간의 통신을 가능하도록 하는 효과를 가진 자동차의 자동 변속 제어장치를 제공한다.

Description

자동차의 자동 변속 제어장치

본 발명은 자동차의 자동 변속 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 엔진의 공회전 제어를 엔진 제어장치(ECU)에서 하도록 함으로써 공회전 제어용 솔레노이드 밸브의 장착을 필요로 하지 않으며, 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮춤으로써 차속 정지 판정에 대한 신뢰도를 높이고, 자동 변속 제어장치와 외부기기간의 통신을 가능하도록 하는 자동차의 자동 변속 제어장치에 관한 것이다.

자동차를 운전하는 사람에 따라, 특히 초보 운전자에게는 클러치 페달, 가속 페달, 변속레버 등의 연결 조작이 어렵고, 이를 숙달하게 되기까지는 많은 시간이 걸린다.

또한, 운전에 매우 능숙한 사람이라도 장거리를 주행하게 되거나, 교통량이 많고 복잡한 시가지를 주행하게 되는 경우에 이들의 조각이 빈번해지게 됨으로써 쉽게 피로해진다.

이러한 클러치와 기어 변속의 자작을 사람대신 기계가 하도록 자동화를 실현한 것이 자등 변속기(Auto Transmission)이다. 상기한 자동 변속기는 운전자가 가속페달과 브레이크 페달만으로 운전할 수 있도록 함으로써 숙련자가 아니더라도 쉽게 운전할 수 있는 이지 드라이브(Easy Drive)를 실현한 것이다.

자동 변속기를 장착한 자동 변속 차량에서는 드로틀 밸브의 개도각과 차속에 의해 정해져 있는 변속패턴에 따라 변속이 일어나게 된다. 예를 들면, 가속페달을 일정하게 밟고 있는 상태에서 차속이 감소되면, 하이기어에서 로우기어로의 변속(다운 쉬프트)이 일어나게 된다.

상기한 바와 같은 자동 변속 동작은 자동 변속 제어장치(Transmission Control Unit, TCU)에 의해서 제어되는데, 종래의 자동 변속 제어장치는 엔진의 공회전시에 솔레노이드 밸브를 제어하여 엔진의 공회전 속도를 조절하여야 하기 때문에 공회전 제어용 솔레노이드 밸브를 필요로 함으로써 원가상승 요인이 있고, 차속의 처리 능력이 5Km/h 이상이기 때문에 그 이하에서는 차속 정지 판정을 하며, 각각의 변속 제어시에 변속 제어시간을 조절할 수가 없으며, 자동 변속 제어장치와 외부기기와의 통신이 불가능한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진의 공회전 제어를 엔진 제어장치(ECU)에서 하도록 함으로써 공 회전 제어용 솔레노이드 밸브의 장착을 필요로 하지 않으며, 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮춤으로써 차속 정지 판정에 대한 신뢰도를 높이고, 자동 변속 제어 장치와 외부기기간 통신을 가능하도록 하는 자동차의 자동 변속 제어장치를 제공하는데 있다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 자동 변속 제어장치의 구성 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전원신호 입력부 20 : 변속단 입력부

30 : 진단신호 입력부 40 : 드로틀 개도신호 입력부

50 : 차속신호 입력부 60 : 엔진 회전신호 입력부

70 : 발진부 80 : 마이크로 컨트롤러

90 : 메모리부 100 : 출력부

110 : 통신부

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로써 본 발명의 구성은, 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원신호 입력부와,

변속레버의 변속레인지 신호가 입력되도록 하는 변속단 입력부화,

사용자가 진단모드를 선택하기 위한 진단신호 입력부와,

드로틀 밸브의 개도각에 대한 정보신호가 입력되도록 하는 드로틀 개도신호 입력부와,

차속에 관한 정보신호가 입력되도록 하는 차속신호 입력부와,

엔진 회전수에 관한 정보신호가 입력되도록 하는 엔진 회전신호 입력부와,

클릭펄스를 제공하는 발진부와,

상기한 변속단 입력부와, 드로틀 개도신호 입력부와, 차속신호 입력부, 및엔진 회전신호 입력부로부터 입력되는 신호를 이용하여 변속단을 설정함으로써 변속이 이루어지도록 함과 동시에, 속도처리 레지스터의 값을 초과하는 오버플로우가 발생할 때 상기 오버플로우를 별도로 처리하여 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮춤으로써 차속 정지 판정에 대한 신뢰도를 높이고, 외부기기간의 통신을 하는 마이크로 컨트롤러(Micro Controller)와,

데이터 및 프로그램이 저장되어 있는 메모리부와,

상기한 마이크로 컨트를러부터 입력되는 제어신호에 따라 변속 제어용 솔레노이드가 구동되도록 하는 출력부와,

외부기기와 변속에 관한 데이터 및 정보신호가 통신될 수 있도록 하는 통신부로 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직할 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 자동 변속 제어장치의 구성 회로도이다.

도1에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 자동 변속 제어장치의 구성은, 전원신호 입력부(10)와, 변속단 입력부(20)와, 진단신호 입력부(30)와, 드로틀 개도신호 입력부(4())와, 차속신호 입력부(50)와, 엔진 회전신호 입력부(60)와, 발진부(70)와, 마이크로 컨트롤러(80)와, 메모리부(90)와, 출력부(100)와, 통신부(110)로 이루어진다.

상기한 마이크로 컨트를러(80)는 내부에 아날로그/디지털 컨버터(analog to digital converter)가 내장되어 있는 것을 사용한다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 자동 변속 제어장치의 작용은 다음과 같다.

전원이 인가되면, 메모리부(90)의 롬(92)에 프로그램화되어 저장되어 있던 제어 프로그램이 마이크로 컨트롤러(80)에 의해 실행됨으로써 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 자동 변속 제어장치의 동작이 시작된다.

동작이 시작되면, 마이크로 컨트롤러(80)는 메모리 변수를 초기화시킨 뒤에, 변속단 입력부(20)와, 진단신호 입력부(30)와, 드로틀 개도신호 입력부(40)와, 차속신호 입력부(50)와, 엔진 회전신호 입력부(60)로부터 입력되는 신호를 읽어들인다. 이 경우에, 발진부(70)는 마이크로 컨트롤러(80)의 동작에 필요한 클럭 펄스를 공급한다.

상기한 변속단 입력부(20)는 주차(P), 후진(R), 중립(N), 주행(D), 저속(2), 1속고정(L)등과 같이 운전자에 의해서 변속레버가 선택된 위치에 관한 정보신호를 전기적인 신호로서 마이크로 컨트롤러(80)에 입력될 수 있도록 한다.

상기한 진단신호 입력부(30)는 사용자가 진단모드의 동작을 요구하는 경우에 이를 전기적인 신호(DIAG)로서 마이크로 컨트롤러(80)에 입력될 수 있도록 한다.

상기한 드로틀 개도신호 입력부(40)는, 드로틀 보디의 드로틀축과 함께 회전하는 가변 저항기로 이루어진 드로틀 포지션 센서(Throttle Position Sensor, TPS)로부터 입력되는 드로틀 개도신호(TPS)가 마이크로 컨트롤러(80)에 전달될 수 있도록 한다.

상기한 차속신호 입력부(50)는 차량의 현재 차속을 검출한 뒤에 전기적인 신호로 변환되어 입력되는 신호(SP+, SPC, SP-)가 마이크로 컨트롤러(80)에 전달될 수 있도록 한다.

이러한 차속신호 입력부(50)는 차륜에 연동하여 회전하는 기어의 치산과 치골의 반복주기를 센싱하여 차속을 산정하게 된다.

그런데 차속이 저속이 되면, 기어로부터 발생하는 이와 이 사이의 간격이 넓어지게 되어 마이크로 컨트롤러(80)의 연산 처리 능력을 초과하게 되는 경우가 발생될 수 있다.

그래서 본 발명에서는 속도처리 레지스터의 값을 초과하는 오버플로우가 발생할 때 상기 오버플로우를 별도로 처리하여 차속이 5Km/h 이하의 저속인 경우에도 기어 잇수의 반복주기를 검출하여 차속을 정확하게 처리할 수 있다.

그리고 엔진 회전신호 입력부(60)는, 점화코일에 고전압을 발생시키는 1차전기단속신호로서 엔진 회전수가 전기적인 신호(E/G RPM)로 변환되면, 이를 마이크로 컨트롤러(80)에 전달될 수 있도록 한다.

마이크로 컨트롤러(80)는 상기한 변속단 입력부(20)와, 진단신호 입력부(30)와, 드로틀 개도신호 입력부(40)와, 차속신호 입력부(50)와, 엔진 회전신호 입력부 (60) 등으로부터 입력되는 신호를 이용하여 메모리부(90)의 롬(92)에 저장되어 있는 시프트 패턴으로부터 목표 변속단을 설정한다.

다음에, 마이크로 컨트롤러(80)는 허용범위에 포함되지 않은 변속단을 선별하여 변속이 금지되도록 하고, 2차 목표 변속단을 재설정하여 변속이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 허용범위내의 변속 동작이 이루어지고 있는 동안에도 급가속 또는 급감속이나 페일이 이루어지게 됨으로써 자동차의 주행상태가 변하게 되면 변속이 금지되도록 한다.

마이크로 컨트롤러(80)는 최종 목표 변속단에 따라, 출력부(1()0)의 컷백 솔레노이드 밸브, 아이들업 솔레노이드 밸브 등과 같은 변속 제어용 솔레노이드 밸브 (SOL.1~SOL.4)를 제어함으로써 변속이 이루어지도록 한다.

이때 본 발명에서는 차량의 공회전 조건시에도 자동 변속 제어에 사용되는 유압 클러치를 제어하며 기본유압인 라인압력을 제어하도록 되어 있다. 그래서 공회전시에 라인압력을 제어하기 위한 별도의 솔레노이드 밸브를 사용하지 않으며 변속레버에 의하여 공회전 조건시의 유압변화가 기구적으로 작동되도록 한다.

또한, 공회전시 라인 압력 제어를 행하지 않고 단지 컷백 솔레노이드를 제어하여 변속시의 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

즉, 공회전 제어는 ECU(Electronic Control Unit)와 같은 엔진 제어장치에 의해 수행되며, 공회전 조건에서 ECU에 의한 공회전 제어가 수행될 때 마이크로 컨트롤러(80)는 솔레노이드 밸브를 이용한 라인압 제어는 수행하지 않는다.

다음에, 마이크로 컨트롤러(80)는 자체 진단 결과에 따라 출력부(10())의 진단램프(L100)가 동작되도록 함으로써 진단코드가 디스플레이 되도록 한다.

마이크로 컨트롤러(80)는 상기한 바와 같은 변속에 관한 데이터 및 정보신호를 외부기기로 전달하거나 전달받고자 하는 경우에는 통신부(110)를 이용하여 데이터의 송수신이 이루어지도록 한다.

이러한 기능을 위하여 통신부(110)는 통신포트를 통해 PC와 케이블 접속되어 일반적인 UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 통신을 수행하게 된다.

통신부(110)의 UART 통신을 통하여 외부의 PC는 마이크로 컨트를러(80)의 Rx단자로 데이터를 전달하고, Tx 단자로부터 데이터를 출력되는 데이터를 수신하여 분석 또는 해석할 수 있게 된다.

마이크로 컨트롤러(80)에 통신부(110)를 부가하는 이유는, 종래 마이크로 컨트롤러와 진단장치간의 통신수단이 존재하였지만 PC와의 통신을 지원하지 않아서 변속기 제어장치의 각종 파라미터를 수정하거나 조정하는 것이 불가능한 단점을 극복하기 위한 것이다.

그래서 하드웨어적으로 통신부(110)를 설계하고, 이러한 통신부(110)를 운용하여 UART통신을 가능케 함으로써 변속기 관련 매칭 시험이 가능하도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명은, 엔진의 공회전 제어를 엔진 제어장치(ECU)에서 하도록 함으로써 공회전 제어용 솔레노이드 밸브의 장착을 필요로 하지 않으며, 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮춤으로써 차속정지 판정에 대한 신뢰도를 높이고, 자동 변속 제어장치와 외부기기간의 통신을 가능하도록 하는 효과를 가진 자동차의 자동 변속 제어장치를 제공할 수가 있다.

이 발명의 이러한 효과는 자동 변속 제어장치 분야에서 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 변형되어 이용될 수가 있다.

Claims (2)

1. 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원신호 입릭부와,

   변속레버의 현재 위치에 정보신호가 입력되도록 하는 변속단 입력부와,

   사용자가 진단모드를 선택하기 위한 진단신호 입력부와,

   드로틀 밸브의 개도각에 대한 정보신호가 입력되도록 하는 드로틀 개도신호 입력부와,

   차속에 관한 정보신호가 입력되도록 하는 차속신호 입력부와,

   엔진 회전수에 관한 정보신호가 입력되도록 하는 엔진 회전신호 입력부와,

   클럭펄스를 제공하는 발진부와,

   상기한 변속단 입력부와, 드로틀 개도신호 입력부와, 차속신호 입력부와, 엔진 회전신호 입력부로부터 입력되는 신호를 이용하여 변속단을 설정함으로써 변속이 이루어지도록 함과 동시에, 속도처리 레지스터의 값을 초과하는 오버플로우가 발생할 때 상기 오버플로우를 별도로 처리하여 차속 처리 능력을 5Km/h 이하로 낮춤으로써 차속정지 판정에 대한 신뢰도를 높이고, 외부기기간의 통신을 하는 마이크로 컨트롤러(micrp controller)와,

   데이터 및 프로그램이 저장되어 있는 메모리부와,

   상기한 마이크로 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 따라 변속 제어용 솔레노이드가 구동되도록 하는 출력부와,

   외부기기와 변속에 관한 데이터 및 정보신호가 통신될 수 있도록 하는 통신부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 자동 변속 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마이크로 컨트롤러는 내부에 아날로그/디지털 컨버터가 내장되어 있는것을 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차의 자동 변속 제어장치.