KR101865962B1

KR101865962B1 - Ｄｃｔ 차량의 변속조작장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101865962B1
Application number: KR1020120141395A
Authority: KR
Inventors: 윤영민; 정성환; 홍종호; 조성현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR20140073307A

Abstract

본 발명은 DCT를 탑재한 차량에서, 자동적인 변속이 이루어지도록 하는 변속게이트패턴과 수동적인 변속 조작이 가능한 변속게이트패턴을 함께 구현함은 물론, 수동 변속게이트패턴을 종래의 MT탑재 차량과 거의 동일한 수준으로 구현할 수 있도록 함으로써, 운전자가 편리한 자동변속의 장점을 얻을 수 있으면서도 선택에 따라 보다 다이나믹하고 재미있는 변속감을 함께 느낄 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

ＤＣＴ 차량의 변속조작장치 및 그 제어방법{SHIFTING APPARATUS FOR VEHICLE WITH DCT AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 변속조작장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DCT(DOUBLE CLUTCH TRANSMISSION)를 탑재한 차량에서 사용자가 변속기를 조작하는 메커니즘 및 이에 관련된 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래 DCT를 탑재한 차량의 변속게이트패턴을 도시한 것으로서, 운전자는 변속레버를 상기 변속게이트패턴을 따라 이동시킴으로써 변속조작을 하도록 되어 있고, 상기 변속게이트패턴의 일부에는 매뉴얼모드가 구비되어, 변속단의 결정은 운전자가 결정하여 주행할 수 있도록 해주어, 운전자가 도로 주행 상황에 따라 요구되는 변속단을 선택할 수 있도록 함과 더불어 다이나믹한 운전성을 제공할 수 있다.

그러나, 상기와 같이 종래의 변속게이트패턴에 부가된 매뉴얼모드 게이트패턴은 단순히 변속레버를 조작하여 변속단을 한 단씩 증가하거나 감소시킬 수 있도록만 되어 있어서, 도 2에 도시된 바와 같은 종래 MT(MANUAL TRANSMISSION)를 탑재한 차량의 변속게이트패턴을 이용하여 변속레버를 조작하는 매뉴얼 조작감과는 많은 차이가 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2003-0006388

A

본 발명은 DCT를 탑재한 차량에서, 자동적인 변속이 이루어지도록 하는 변속게이트패턴과 수동적인 변속 조작이 가능한 변속게이트패턴을 함께 구현함은 물론, 수동 변속게이트패턴을 종래의 MT탑재 차량과 거의 동일한 수준으로 구현할 수 있도록 함으로써, 운전자가 편리한 자동변속의 장점을 얻을 수 있으면서도 선택에 따라 보다 다이나믹하고 재미있는 변속감을 함께 느낄 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 변속조작장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 DCT 차량의 변속조작장치는

일련의 P, R, N, D를 포함하는 변속레인지들을 직선상에 차례로 배치한 자동모드게이트와; 상기 자동모드게이트에 수직한 방향으로 상기 D변속레인지 위치에 중립라인이 연결되며, 상기 자동모드게이트의 적어도 일부를 중첩적으로 포함하는 수동모드게이트;로 이루어진 변속게이트패턴을 구비하고,

상기 변속게이트패턴을 이동하는 변속레버의 움직임에 의해 상기 수동모드게이트로부터 자동모드게이트로의 전환의지를 파악할 수 있도록 설치된 자동전환스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 ＤＣＴ 차량의 변속조작장치 제어방법은,

변속레버가 상기 자동모드게이트의 P 또는 N레인지에 위치한 상태에서 엔진의 시동시 자동모드로 판단하고, 상기 변속레버가 상기 수동모드게이트의 중립라인에 위치한 상태에서 엔진의 시동시 수동모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 DCT 탑재 차량의 변속게이트패턴을 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 의한 MT를 탑재한 차량의 변속게이트패턴을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 변속조작장치의 변속게이트패턴을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 변속게이트패턴의 변속레버 위치 센싱 구조를 설명한 도면,
도 5는 도 4의 센싱 구조를 회로 개념도로 표현한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 ＤＣＴ 차량의 변속조작장치 제어방법을 설명한 순서도이다.

본 발명 DCT 차량의 변속조작장치의 실시예는, 일련의 P, R, N, D를 포함하는 변속레인지들을 직선상에 차례로 배치한 자동모드게이트(1)와; 상기 자동모드게이트(1)에 수직한 방향으로 상기 D변속레인지 위치에 중립라인(3-1)이 연결되며, 상기 자동모드게이트(1)의 적어도 일부를 중첩적으로 포함하는 수동모드게이트(3)로 이루어진 변속게이트패턴을 구비하고, 상기 변속게이트패턴을 이동하는 변속레버(9)의 움직임에 의해 상기 수동모드게이트(3)로부터 자동모드게이트(1)로의 전환의지를 파악할 수 있도록 설치된 자동전환스위치(11)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 종래의 자동모드게이트(1)와 수동모드게이트(3)를 함께 연결한 것으로서, 특히, 그 연결을 상기 자동모드게이트(1)의 D변속레인지에 상기 수동모드게이트(3)의 중립라인(3-1)을 연결하고 일부분이 중첩되도록 함으로써, 상기 자동모드의 D변속레인지에서 바로 수동모드로 진입할 수 있도록 하고 있어서, 운전자는 자동모드게이트(1)를 활용하여 차량을 운행 중 상기 D변속레인지에서 바로 상기 중립라인(3-1)으로 변속레버를 움직인 후, 종래의 수동변속기와 거의 동일한 방법으로 원하는 변속단을 선택할 수 있도록 함으로써, 종래의 수동변속기의 조작감 및 변속감을 그대로 살릴 수 있도록 하여 다이나믹하고 재미있는 변속감을 느낄 수 있게 되는 것이다.

도 3에서 상기 자동모드게이트(1)는 P, R, N, D변속레인지 이외에 Ds변속레인지를 함께 포함하고 있으며, 이들 모두가 단일 직선상에 도시된 바와 같이 배치된 구성이다.

한편, 상기 자동전환스위치(11)는 상기 수동모드게이트(3)의 중립라인(3-1)이 상기 자동모드게이트(1)로 연결되는 부위의 자동모드게이트(1) 쪽에 설치되어, 변속레버(9)를 상기 중립라인(3-1)으로부터 상기 자동모드게이트(1) 방향으로 최대로 이동시키는 것을 센싱할 수 있도록 설치된다.

즉, 상기 자동전환스위치(11)는 도시된 바와 같은 리턴스프링(13)에 의해 변속레버(9)에 의해 작동된 후 변속레버(9)를 원위치시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이며, 푸시스위치 등과 같은 구성으로 구성되어 변속레버(9)에 의해 순간적으로 온 상태가 되었다가 오프상태로 전환되면, 이를 후술하는 컨트롤러가 자동모드로 전환하려는 운전자의 의도로 파악하게 되는 것이다.

물론, 상기 리턴스프링(13)은 도시된 바와 같이 별도로 구성될 수도 있으나, 상기 자동전환스위치(11) 내에 내장될 수도 있을 것이다. 또한, 도시된 바와 같이 설치홈(15)의 내부에 자동전환스위치(11)와 리턴스프링(13)이 위치하도록 할 수 있을 것이다.

상기 수동모드게이트(3)는 상기 중립라인(3-1)이 상기 자동모드게이트(1)에 수직한 직선형으로 배치되고, 상기 중립라인(3-1)을 따라 양쪽으로 수직하게 연결되는 다수의 직선형 통로에 다수의 변속단이 하나씩 배치된 구조로서, 종래의 수동변속기 변속게이트패턴과 거의 동일한 구성이다.

또한, 본 발명에서 상기 수동모드게이트(3)는 상기 자동모드게이트(1)의 N, D, Ds변속레인지 부분을 중첩적으로 포함하는 바, 수동모드게이트(3)에서는 이 부분을 R, N, 1단으로 설정하고 있다.

즉, 상기 자동모드게이트(1)의 N, D, Ds변속레인지는 수동모드게이트(3)의 R, N, 1단 변속단과 중첩되어 지정된 것이다.

상기한 바와 같은 변속게이트패턴을 이동하는 변속레버(9)의 위치를 간단하고 용이한 기술에 의해 정확하게 파악할 수 있어야 하는 바, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 변속게이트패턴의 자동모드게이트(1)와 수동모드게이트(3)의 전체 구간을 이동하는 변속레버(9)의 전체 변위에 걸쳐서, 상기 변속레버(9)의 위치에 따라 저항값이 가변하도록 설치된 가변저항(5)과, 상기 변속레버(9)의 위치에 따라 상기 가변저항(5)의 저항값에 의해 출력되는 전압의 크기에 따라 상기 변속레버(9)의 위치를 판단하도록 구비된 컨트롤러(7)에 의해 상기 변속게이트패턴을 이동하는 변속레버(9)의 위치를 센싱하도록 하고 있다.

상기 컨트롤러(7)로는 별도의 컨트롤러를 구비할 수도 있겠지만, 변속기를 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)가 그 기능을 겸비하도록 하는 것이 바람직할 것이며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 가변저항으로부터 아날로그 신호를 입력 받는 하나의 제2입력포트(19)와 상기 자동전환스위치(11)로부터의 디지털 신호를 입력 받는 하나의 제1입력포트(17)를 구비하도록 하면 바람직할 것이다.

본 실시예에서, 상기 자동모드게이트(1)와 상기 수동모드게이트(3)의 변속단이 배치된 다수의 직선형 통로는 서로 평행한 직선형태로 배치되고, 상기 가변저항(5)은 상기 자동모드게이트(1)와 상기 다수의 직선형통로를 따라 지그재그 형태로 연속되게 배치된 저항체를 포함하는 구성이다.

따라서, 상기 변속게이트패턴의 가변저항(5)은 도 5에 도시된 바와 같이 표시할 수 있으며, 상기 컨트롤러(7)는 상기 변속레버(9)의 위치에 따라 변화하는 저항값에 의해 출력되는 전압값의 크기에 의해 현재 선택된 변속레인지 또는 변속단을 파악할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 상기 변속레버(9)의 위치에 의해 상기 가변저항(5)을 통해 출력되는 전압이 소정의 기준값 이상인지 미만인지에 따라 현재의 모드가 자동모드인지 수동모드인지를 판단하는 것이 가능한 바, 예컨대 12V~9V는 상기 자동모드게이트(1)의 P, R, N, D, Ds변속레인지 또는 상기 수동모드게이트(3)의 1-N-R단, 9V-6V는 상기 수동모드게이트(3)의 2-N-3단, 6V~3V는 4-N-5단, 3~0V는 6-N-7단을 의미하는 것으로 판단할 수 있는 것이며, 이 경우 상기 기준값은 상기 중첩되는 부분을 제외하고 확실하게 판단할 수 있는 9V가 되는 것이다.

상기한 바와 같은 변속조작장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 변속레버(9)가 상기 자동모드게이트(1)의 P 또는 N레인지에 위치한 상태에서 엔진의 시동시에는 자동모드로 판단하고, 상기 변속레버(9)가 상기 수동모드게이트(3)의 중립라인(3-1)에 위치한 상태에서 엔진의 시동시 수동모드로 판단하도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 변속레버(9)의 위치에 의해 상기 가변저항(5)을 통해 출력되는 전압이 상기 소정의 기준값 이상인지 미만인지에 따라 현재의 모드가 자동모드인지 수동모드인지를 판단하고, 아울러 상기 변속레버(9)에 의해 상기 자동전환스위치(11)가 온되면 수동모드로부터 자동모드로의 전환으로 판단한다.

즉, 기본적으로 상기 자동전환스위치(11)의 작동이 없는 동안에는 상기 변속레버(9)의 위치에 따라 출력되는 상기 가변저항을 통한 전압값에 의해, 현재 자동모드인지 수동모드인지를 판단하되, 운전자의 변속레버(9) 조작에 의해 상기 자동전환스위치(11)가 온되면, 자동모드로 전환하도록 하는 것이다.

또한, 상기 변속레버(9)가 상기 자동모드게이트(1)와 수동모드게이트(3)가 중첩된 부분에 위치한 경우, 제어 시작시에는 자동모드게이트(1)가 선택된 것으로 판단하고, 변속레버(9)가 수동모드게이트(3)로부터 상기 중첩된 부분으로 이동된 경우에는 수동모드게이트(3)의 일부분으로 판단한다.

즉, 차량의 시동이 이루어지는 등 제어의 시작시에 변속레버(9)가 상기 중첩된 부분에 있었다면, 자동모드게이트(1)가 선택된 것으로 판단하여 그에 따라 제어를 수행하며, 변속레버(9)가 수동모드게이트(3)의 다른 변속단을 선택하고 있던 상태로부터 상기 중립라인(3-1)을 통해 상기 중첩된 부분으로 이동되되 상기 자동전환스위치(11)를 작동시키지는 않은 경우에는 수동모드게이트(3)의 일부분인 R-N-1단 중 하나를 선택한 것으로 판단한다는 것이다.

상기한 바와 같은 변속조작장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 변속레버(9)를 자동모드게이트(1)에서 수동모드게이트(3)로 진입시에, 상기 자동모드에서의 변속단의 기어 체결 상태를 유지함과 아울러 상기 변속단이 연결된 클러치는 연결된 상태를 유지하고, 상기 변속레버(9)로 상기 수동모드게이트(3)의 어느 한 변속단을 선택하면, 상기 선택된 변속단의 기어변속 후, 현재의 변속단에 연결된 클러치를 해제하고 상기 선택된 변속단에 연결된 클러치를 체결하는 더블클러치변속을 수행한다.

즉, DCT를 탑재하고 있으므로, 자동모드에서 치합되어 있던 변속단의 기어 및 해당변속단이 연결된 클러치를 그대로 유지한 상태로 수동모드로 진입하여 다른 입력축에 연결된 변속단 기어를 선택하여 결합하는 것이 가능하며, 이와 같은 상태에서 두 클러치 중 새로운 변속단에 연결된 하나는 체결하고, 이전의 변속단에 연결된 다른 하나는 해제하면서 핸드오버하는 더블클러치변속이 가능한 것이다.

수동모드에서 상기 변속레버(9)의 조작에 의해 상기 변속레버(9)가 중립라인(3-1)으로 이동되면, 현재의 변속단의 기어 체결 상태를 유지함과 아울러 상기 변속단이 연결된 클러치를 연결상태로 유지한다.

즉, 수동모드에서 이미 어느 변속단을 선택한 상태에서, 다른 변속단의 선택 또는 자동모드게이트(1)로의 이동을 위해 변속레버(9)를 중립라인(3-1)으로 이동시키면, DCT이므로 지금까지 체결되어 있던 현재의 변속단의 기어 체결상태를 유지함은 물론 해당 변속단이 연결된 클러치를 연결상태로 그대로 유지해도, 다른 변속단의 선택시에는 상기한 바와 같은 더블클러치변속에 의해 변속이 이루어지도록 하고, 상기 변속레버(9)의 자동모드게이트(1)로의 이동시에도 자동적으로 요구되는 다른 변속단을 선택하여 치합한 후 더블클러치변속에 의해 변속이 이루어지도록 제어할 수 있도록 한다는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 자동모드게이트
3; 수동모드게이트
3-1; 중립라인
5; 가변저항
7; 컨트롤러
9; 변속레버
11; 자동전환스위치
13; 리턴스프링
15; 설치홈
17; 제1입력포트
19; 제2입력포트

Claims

일련의 P, R, N, D를 포함하는 변속레인지들을 직선상에 차례로 배치한 자동모드게이트(1)와;
상기 자동모드게이트(1)에 수직한 방향으로 상기 D변속레인지 위치에 중립라인(3-1)이 연결되며, 상기 자동모드게이트(1)의 적어도 일부를 중첩적으로 포함하는 수동모드게이트(3);로 이루어진 변속게이트패턴을 구비하고,
상기 변속게이트패턴을 이동하는 변속레버(9)의 움직임에 의해 상기 수동모드게이트(3)로부터 자동모드게이트(1)로의 전환의지를 파악할 수 있도록 설치된 자동전환스위치(11);를 포함하여 구성되고,
상기 자동전환스위치(11)는 상기 수동모드게이트(3)의 중립라인(3-1)이 상기 자동모드게이트(1)로 연결되는 부위의 자동모드게이트(1) 쪽에 설치되어, 변속레버(9)를 상기 중립라인(3-1)으로부터 상기 자동모드게이트(1) 방향으로 최대로 이동시키는 것을 센싱할 수 있도록 설치된 것
을 특징으로 하는 ＤＣＴ 차량의 변속조작장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 수동모드게이트(3)는
상기 중립라인(3-1)이 상기 자동모드게이트(1)에 수직한 직선형으로 배치되고;
상기 중립라인(3-1)을 따라 양쪽으로 수직하게 연결되는 다수의 직선형 통로에 다수의 변속단이 하나씩 배치되며;
상기 자동모드게이트(1)의 N, D변속레인지 부분을 중첩적으로 포함하는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속조작장치.
청구항 3에 있어서,
상기 변속게이트패턴의 자동모드게이트(1)와 수동모드게이트(3)의 전체 구간을 이동하는 변속레버(9)의 전체 변위에 걸쳐서, 상기 변속레버(9)의 위치에 따라 저항값이 가변하도록 설치된 가변저항(5)과;
상기 변속레버(9)의 위치에 따라 상기 가변저항(5)의 저항값에 의해 출력되는 전압의 크기에 따라 상기 변속레버(9)의 위치를 판단하고, 상기 자동전환스위치(11)의 입력에 따라 자동모드로의 전환을 파악하도록 구비된 컨트롤러(7);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속조작장치.
청구항 4에 있어서,
상기 자동모드게이트(1)와 상기 수동모드게이트(3)의 변속단이 배치된 다수의 직선형 통로는 서로 평행한 직선형태로 배치되고;
상기 가변저항(5)은 상기 자동모드게이트(1)와 상기 다수의 직선형통로를 따라 지그재그 형태로 연속되게 배치된 저항체를 포함하여 구성되는 것
을 특징으로 하는 ＤＣＴ 차량의 변속조작장치.
청구항 4항의 변속조작장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 변속레버(9)가 상기 자동모드게이트(1)의 P 또는 N레인지에 위치한 상태에서 엔진의 시동시 자동모드로 판단하고, 상기 변속레버(9)가 상기 수동모드게이트(3)의 중립라인(3-1)에 위치한 상태에서 엔진의 시동시 수동모드로 판단하는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속조작장치 제어방법.
청구항 6에 있어서,
상기 변속레버(9)의 위치에 의해 상기 가변저항(5)을 통해 출력되는 전압이 소정의 기준값 이상인지 미만인지에 따라 현재의 모드가 자동모드인지 수동모드인지를 판단하고;
상기 변속레버(9)에 의해 상기 자동전환스위치(11)가 온되면 수동모드로부터 자동모드로의 전환으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속조작장치 제어방법.
청구항 7에 있어서,
상기 변속레버(9)가 상기 자동모드게이트(1)와 수동모드게이트(3)가 중첩된 부분에 위치한 경우, 제어 시작시에는 자동모드게이트(1)가 선택된 것으로 판단하고, 변속레버(9)가 수동모드게이트(3)로부터 상기 중첩된 부분으로 이동된 경우에는 수동모드게이트(3)의 일부분이 선택된 것으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 ＤＣＴ 차량의 변속조작장치 제어방법.
청구항 8에 있어서,
상기 변속레버(9)를 자동모드게이트(1)에서 수동모드게이트(3)로 진입시에, 상기 자동모드에서의 변속단의 기어 체결 상태를 유지함과 아울러 상기 변속단이 연결된 클러치는 연결된 상태를 유지하고;
상기 변속레버(9)로 상기 수동모드게이트(3)의 어느 한 변속단을 선택하면, 상기 선택된 변속단의 기어변속 후, 현재의 변속단에 연결된 클러치를 해제하고 상기 선택된 변속단에 연결된 클러치를 체결하는 더블클러치변속을 수행하는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속조작장치 제어방법.
청구항 9에 있어서,
수동모드에서 상기 변속레버(9)의 조작에 의해 상기 변속레버(9)가 중립라인(3-1)으로 이동되면, 현재의 변속단의 기어 체결 상태를 유지함과 아울러 상기 변속단이 연결된 클러치를 연결상태로 유지하는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속조작장치 제어방법.