KR101849011B1 - 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동화 수동변속기의 조립완료 후 출고 전에 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정하는 방법에 관한 것으로, 슬리브가 싱크로기어 및 클러치기어와 동기화되는 동기구간 포지션을 검출하고, 검출된 동기구간에서 힘 제어를 수행하도록 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정하여, 제품 출고시 적절한 위치에서의 기어 액츄에이터의 힘 제어를 통해 초기 차량 변속감을 개선하고 변속 충격을 줄여 차량의 초기 제품 만족도를 향상시킬 수 있게 된다.

Description

자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법{ METHOD FOR SETTING INITIAL CONTROL VALUE OF GEAR ACTUATOR IN AMT }

본 발명은 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬리브 동기화과정에서 기어 액추에이터의 제어값을 설정하는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동화 수동변속기(AMT : Automated Manual Transmission)는 운전자가 손으로 변속 레버를 조작하던 것을 동력을 사용함으로써 수동변속기의 변속동작을 자동화하여 자동변속기 기능을 구현하는 장치로, 수동변속기가 지니고 있는 연비의 장점을 그대로 살리면서 자동 변속기의 편리성 모두를 갖추고 있다.

수동변속기를 기반으로 하는 자동화 수동변속기(AMT)에서는 슬리브의 챔퍼(chamfer)와 클러치 기어의 챔퍼가 부딪혀 변속이 되지 않는 보킹(Baulking) 현상이 발생할 수 있다.

이러한 보킹 현상은 기어 액추에이터의 힘 제어가 적절하지 않은 위치에서 이루어지는 경우에 특히 발생할 수 있다.

즉, 변속시 슬리브가 싱크로 기어 및 클러치기어와 동기화될 때 동기시작점부터 동기완료점까지의 동기구간에서 큰 힘이 필요하게 되고, 동기가 완료된 후에는 큰 힘은 요구되지 않는데, 이와 같이 스트로크에 따른 힘의 변화가 기어 액추에이터의 제어에 반영되지 않아 보킹 현상을 발생시키는 원인이 되고 있다.

한국등록특허공보 제10-1395925호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법이 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 기어 액츄에이터의 힘 제어가 필요한 위치에서 힘 제어를 설정하여 초기 차량 변속감을 개선시킬 수 있는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법은, 자동화 수동변속기의 조립완료 후 출고 전에 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정하는 방법으로서, 슬리브가 싱크로기어 및 클러치기어와 동기화되는 동기구간 포지션을 검출하고, 검출된 동기구간에서 힘 제어를 수행하도록 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 있어서, 상기 동기구간 포지션 검출단계에서는 기어 액추에이터의 스트로크가 증가하다가 스트로크의 변화율이 0인 상태가 설정시간 동안 지연되는 위치를 동기시작점으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 있어서, 상기 동기구간 포지션 검출단계에서는 기어 액추에이터의 스트로크 변화율이 0인 지연상태가 종료되는 위치를 동기완료점으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 있어서, 상기 동기구간 포지션 검출단계에서는 출력회전수(Output RPM)의 변화율이 음의 값에서 양의 값으로 변화될 때 동기시작점으로 판단하고, 출력회전수가 일정한 상수값을 가질 때 동기완료점으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 있어서, 상기 동기구간 포지션 검출단계에서는 입력회전수(Input RPM)는 동기구간에서 일정한 상수값을 가질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 의하면, 출고 전에 힘 제어가 필요한 동기구간을 학습시켜 동기구간에서 기어 액츄에이터가 힘 제어를 수행할 수 있도록 설정함으로써 초기 차량 변속감을 개선하고 변속 충격을 줄여 차량의 초기 제품 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법을 설명하기 위한 그래프,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법을 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법은, 자동화 수동변속기의 조립완료 후 출고 전에 슬리브가 싱크로기어 및 클러치기어와 동기화되는 동기구간 포지션을 검출한 후, 검출된 동기구간에서 힘 제어를 수행하도록 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정한다.

슬리브가 싱크로 기어 및 클러치기어와 동기화될 때 동기구간에서 큰 힘이 필요하게 되고 동기가 완료되면 큰 힘은 요구되지 않으므로, 동기구간을 추정하여 학습한 후 기어 액추에이터의 제어값을 설정하는 것이 바람직하다.

도 1를 참조하여 동기구간 포지션 검출방법에 대해 설명한다.

각 그래프에서 가로축은 시간(t)을 나타낸다. 동기과정에서 (a)는 기어 스트로크의 변화를 나타내고, (b)는 입력회전수(Output RPM) 및 출력회전수(Input RPM)를 나타내며, (c)는 입력회전수와 출력회전수에 의한 기어비를 나타내고, (d)는 기어 액추에이터의 힘을 나타내는 그래프이다. 도 1에서 동기구간은 B~C구간이다. 즉, B지점이 동기시작점을 나타내고 C지점이 동기완료점을 나타낸다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, A~B구간에서는 기어 액추에이터의 스트로크가 증가하고, 동기시작점인 B지점에서 스트로크의 변화율이 0인 상태가 된다.

이때, 스트로크 변화율이 0, 즉 스트로크가 일정한 상수값을 나타내는 시간이 미리 설정된 소정시간 동안 지연되는 경우, 그 시작위치를 동기시작점으로 추정한다. 이후 기어 액추에이터의 스트로크 변화율이 0인 지연상태가 종료되는 위치를 동기완료점으로 추정한다.

(b)에 도시된 바와 같이, A~B구간에서 출력회전수(Output RPM)의 변화율은 음의 값을 나타내다가 B지점에 양의 값으로 변화된다. 즉 출력회전수(Output RPM)의 변화율이 음의 값에서 양의 값으로 변화되는 B지점을 동기시작점으로 추정한다. 이후 출력회전수가 일정한 상수값을 가질 때, 즉 출력회전수 = 변속단 기어비 * 입력회전수를 만족할 때 동기완료된 것으로 판단한다. 동기화과정에서 입력회전수(Input RPM)는 일정한 상수값을 가진다.

(c)에 도시된 바와 같이, 기어비는 입력회전수가 상수인 상태에서 출력회전수의 변화량을 나타내므로, 동기구간에서 음의 값을 나타내게 된다. 즉, 동기구간에서 출력회전수가 증가하므로 이를 분모로 취하는 기어비는 음의 값을 나타내게 된다.

이와 같은 방법으로 동기구간이 검출되면 동기구간에서 기어 액추에이터의 모터가 힘 제어를 수행하도록 학습한 후 제품을 출고한다. (d)에 도시된 바와 같이, 힘 제어는 일정한 양의 기울기를 갖도록 전류를 인가하는 Ramp 제어를 의미한다.

도 2를 참조하여 동기구간 학습과정을 설명하면,

변속기 조립을 완료한 후에는 각 변속기의 특성에 맞게 제품 불량을 검출하는 EOL(End of Line) 테스트 공정을 수행한다. 테스트가 시작되면 TCU의 전원이 온(On) 되고(S100), 기어 액추에이터의 제어기가 EOL 장비로부터 EOL 시작 명령을 수신하여 학습모드를 시작한다(S110).

학습모드에서 EOL 장비와 변속기가 특정 조건을 만족하는지 여부를 판단한 후 동기구간 학습을 실행한다. AMT 기어 액츄에이터 동기구간 학습 시작 조건은 EOL 장비 Input Motor의 회전수 = 0 RPM, Output Motor = 0 RPM(무부하), 기어는 중립상태, 클러치는 해제(Disengage)상태이다.

상기 조건 충족시 EOL 장비의 동기 구간 포지션 학습 명령에 의해 TCU가 학습을 실행하고(S120), 조건이 충족되지 않을 경우 테스트는 실행되지 않는다. 학습 실행시 각 단에 대해 클러치를 연결(Engage)한 후 설정된 회전수(Input RPM)를 인가한다. 이때 도 1(a)의 A~B구간에 도시된 바와 같이 기어 스트로크는 양의 기울기를 갖는 Ramp 제어를 하게 된다.

미리 설정된 입력회전수로 기어 액츄에이터가 작동하면 슬리브가 목표단으로 움직이다가 동기결합하게 되고, 동기시작 시 스트로크 이동량의 지연이 발생한다. 도 1(a)의 B~C구간 참조.

상술한 동기구간 포지션 검출방법에 따라 동기시작점과 동기완료점을 검출하면 학습을 완료하고(S130), 학습값을 제어기에 저장한 후(S140), 제어 및 EOL의 결과값(학습값)으로 회신을 해준다(S150).

동기구간이 학습되면 동기구간에서 힘 제어가 이루어지도록 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정한다. 힘이 크게 필요 없는 구간에서는 신속하게 포지션 제어를 하고, 힘을 크게 필요로 하는 동기구간에서는 힘 제어를 하게 된다.

이와 같이 각 제품마다 차이가 있는 동기구간을 생산라인에서 학습시키고 동기구간에서 힘 제어를 설정함으로써 초기 변속감을 개선하고 변속 충격을 줄여 차량의 초기 제품 만족도를 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (6)

1. 자동화 수동변속기의 조립완료 후 출고 전에 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정하는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법에 있어서,
   슬리브가 싱크로기어 및 클러치기어와 동기화되는 동기구간 포지션을 검출하는 단계, 및
   검출된 동기구간에서 힘 제어를 수행하도록 기어 액추에이터의 초기 제어값을 설정하는 단계를 포함하고,
   상기 동기구간 포지션 검출단계에서는, 출력회전수(Output RPM)의 변화율이 음의 값에서 양의 값으로 변화될 때 동기시작점으로 판단하고, 출력회전수가 일정한 상수값을 가질 때 동기완료점으로 판단하며,
   입력회전수(Input RPM)는 상기 동기구간에서 일정한 상수값을 가지는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 동기구간 포지션 검출단계에서는,
   기어 액추에이터의 스트로크가 증가하다가 스트로크의 변화율이 0인 상태가 설정시간 동안 지연되는 위치를 동기시작점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 동기구간 포지션 검출단계에서는,
   기어 액추에이터의 스트로크 변화율이 0인 지연상태가 종료되는 위치를 동기완료점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 동기구간에서의 힘 제어는,
   일정한 양의 기울기를 갖도록 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 기어 액추에이터 초기 제어값 설정방법.

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