KR102027862B1 - Amt 차량의 기어빠짐 방지 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속시, 기어 빠짐 현상을 방지하기 위한 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 관한 것으로, MT의 고질적 문제 현상인 기어빠짐 방지 기술 확보할 수 있고, 운전자의 MT 조작을 제어적으로 구현하며, 운전자 가속의지를 반영한 발진성 확보 및 이로 인한 고객 불만 최소화하여 고객 클레임 감소 및 A/S 비용을 절감할 수 있다. 이를 위하여, TCU의 변속 제어를 통한 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 있어서, 상기 TCU의 변속 제어에 의하여 시프트 모터가 현재 스트로크가 목표 스트로크에 도달할 때까지 미리 설정된 듀티값을 통해 구동하도록 변속 제어하는 단계; 및 미리 저장된 각 기어단의 기어 빠짐 현상 발생 빈도에 비례하여 해당 기어 시프트 모터의 듀티값을 증가시키는 기어빠짐 방지단계를 포함한다.

Description

AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법{METHOD FOR HOW TO CONTROL GEAR SHIFT PREVENTION OF AMT VEHICLE}

본 발명은 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 관한 것으로, 특히 자동 변속시, 기어 빠짐 현상을 방지하기 위한 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 관한 것이다.

최근 운전자의 편의성 및 연비를 위한 목적의 일환으로, AMT(Automated Manual Transmission ; 자동화수동변속기)를 장착한 차량이 늘고 있다.

AMT는 AT(Automatic Transmission; 자동변속기)의 편의성과 MT(Manual Transmission ; 수동변속기)의 연비, 이 두 가지 장점을 갖춘 점에서 널리 사용되고 있다.

AMT의 대략적인 원리는 MT의 기계적 매커니즘을 AT처럼 자동화시킨 것이며, 이는 제어 시스템에 의해 구현된다.

이러한 자동 제어로 작동하기 때문에 대부분의 운전자는 AMT를 AT라고 생각하는 경우가 많다.

MT의 기계적 특성상, 변속 재시도(Shift Retry), 기어 빠짐(Jump Out) 등의 문제가 발생하기도 하는데 운전자는 이를 차량의 결함으로 인식하게 된다.

특히 기어 빠짐(Jump Out)의 경우 그 정도가 심한데, 종래의 기어 빠짐의 현상과 문제점은 도 1에 도시된 종래 차량의 기어빠짐 현상을 설명하기 위하여 모터 듀티(Duty)값을 나타낸 그래프와 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 일정 목표 스트로크로 변속 재시도시, 실제 스트로크와의 차이로 인하여 기어 치합 완료 단계에서, 기어 빠짐 발생이 발생할 수 있다.

이에 따라, 변속기가 엔진의 동력을 전달하지 못하며, 운전자의 가속 의지에도 불구하고 엔진 RPM만 상승하는 문제점이 있으며, 이러한 상황에서 운전자는 차량 가속이 안 된다고 인식할 수 밖에 없다.

한편, 변속 재시도, 기어 빠짐과 같은 현상은 MT의 기계적 특성상, 간혹 발생할 수 있는 현상들이지만, 운전자는 무의식적으로 AT라고 생각하기 때문에 이러한 현상들을 제어 시스템 측면에서 방지해야 할 필요성이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1262672호 (2013년05월03일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 자동 변속시, 기어 빠짐 현상을 방지하기 위한 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법은, TCU의 변속 제어를 통한 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 있어서, 상기 TCU의 변속 제어에 의하여 시프트 모터가 현재 스트로크가 목표 스트로크에 도달할 때까지 미리 설정된 듀티값을 통해 구동하도록 변속 제어하는 단계; 및 미리 저장된 각 기어단의 기어 빠짐 현상 발생 빈도에 비례하여 해당 기어 시프트 모터의 듀티값을 증가시키는 기어빠짐 방지단계를 포함한다.

상기 기어빠짐 방지단계는; 상기 TCU에서 기어 변속 명령을 판단하는 단계; 시프트 모터 듀티값을 결정하기 위해 TCU ROM의 고장코드 저장영역에 저장되는 목표 기어단의 기어빠짐 고장코드 누적 횟수를 체크한 후 누적 횟수가 0일 경우(a=0) 시프트 모터 듀티의 기본 설정값(A%)을 출력하고, 한번이상 발생한 경우(a>0)라면 기어빠짐 방지 로직을 통해 모터 듀티값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기어빠짐 방지 로직은, 추가 듀티값(k)을 누적 기어빠짐 횟수(a)와 곱해져서 추가 듀티값(A’ = a*k)을 결정하는 단계; 상기 기본 설정값 A와 합연산을 거친 후, 시프트 모터 듀티 최대값과 비교하여 모터 소손 방지를 위해 둘 중 작은 값을 최종 듀티값으로 결정하여 모터를 구동하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 결정된 모터 듀티값으로 제어 후 기어 빠짐 발생 유무를 다시 판단하여, 기어 빠짐 발생 시 해당 기어단의 기어 빠짐 발생 누적 횟수를 상기 고장코드 저장영역에 추가하며, 기어 빠짐이 발생하지 않았다면 후속 제어인 클러치 접합 제어로 넘어가도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 시프트 모터 듀티 최대값은, 상기 모터 내구도 및 원리 시험에 따라 결정된 최대 듀티값을 설정하여 증가되는 듀티값을 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 의하면, MT의 고질적 문제 현상인 기어빠짐 방지 기술 확보할 수 있고, 운전자의 MT 조작을 제어적으로 구현하며, 운전자 가속의지를 반영한 발진성 확보 및 이로 인한 고객 불만 최소화하여 고객 클레임(Claim) 감소 및 A/S 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 변속기 및 차량 성능 향상에 의한 상품성 확보할 수 있고, 기계적 설계 변경 없으며, 제어 로직 측면에서만 별도 원가 추가 없이 기어빠짐 현상을 보완할 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 차량의 기어빠짐 현상을 설명하기 위하여 모터 듀티를 나타낸 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 기어빠짐 방지방법을 설명하기 위하여 모터 듀티를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 기어빠짐 방지방법을 설명하기 위하여 모터 듀티를 나타낸 그래프이다.

상기 기어빠짐 현상을 방지하기 위한 개선 방향을 다루기에 앞서, MT 차량의 경우 기어빠짐 발생 시 운전자가 어떻게 조치하는지 살펴볼 필요가 있다.

일반적으로 MT차량 운전자가 수동으로 기어를 치합한 후, 기어 빠짐이 발생하면 이를 감지하고 다시 레버로 기어를 밀어 넣는 행위를 시도한다. 즉, MT의 경우 기어 빠짐 발생 시 운전자가 다시 기어를 밀어 넣음으로써 조치할 수 있다.

따라서, AMT는 MT의 기계적 구조를 가지고 있으며, 제어 시스템으로 작동을 하기 때문에 MT차량 운전자의 조치 행위를 제어로 구현함으로써 기어빠짐 현상을 방지할 수가 있다.

본 발명은 이와 같은 기어빠짐 방지 제어 방법을 구현하기 위하여, 기어빠짐이 자주 발생하는 기어단의 경우 추가 모터 듀티값을 가하여 기어 빠짐 발생률을 감소시킬 수 있도록 하였다.

즉, 기어 빠짐은 단품마다, 각 기어단별로 발생 빈도가 조금씩 상이하다. 하지만, 위와 같은 방법으로 기어빠짐이 발생한 과거 고장코드를 기록하고 이를 참조하여, 도 3에 도시된 바와 같이 기어빠짐이 자주 발생하는 기어단의 경우 추가 모터 듀티값을 가하여 기어 빠짐 발생률을 감소시키도록 한다.

이에 대한 상세한 설명은 다음의 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

AMT 차량이 주행하면서 미리 입력된 변속맵(Shifting Map)의 변속 시점이 충족되면, TCU는 다음과 같은 일련의 변속 제어를 수행한다.

“AMT 변속 제어 : 클러치 해방 - 엔진 RPM 동기화 - 기어 변경(기어 액추에이터) - 클러치 접합”

본 발명에서 개선하고자 하는 기어 빠짐 현상은 상기와 같은 변속 제어 중 “기어 변경” 단계에서 주로 발생한다.

기어 빠짐이 발생하는 원인은 여러 요인이 있으나, 제어 관점에서 분석한다면 다음과 같다.

기어 액추에이터 중 각 기어 슬리브를 밀어주는 역할을 하는 시프트 모터는 현재 스트로크가 목표 스트로크에 도달할 때까지 미리 설정된 듀티값을 통해 구동한다.

기어 빠짐 현상의 경우 기계적 편차 혹은 시프트 모터의 시프트력 부족으로 인해 목표 스트로크에 현재 스트로크가 다다르더라도 실제 기어 치합 상태에 이르지 못한 상태가 된다.

그러나 이때 TCU가 기어 치합을 완료했다고 판단하고 듀티값을 0으로 만들어 버리면, 기어 허브의 싱크로와 아웃풋 기어의 챔퍼 각도에 따라 기어 허브가 밀려나와 기어 빠짐이 발생하게 된다(기어 치합 실패의 경우는 기어 빠짐과 함께 기어 치합 불량에 속하나, 기어 스트로크가 목표 스트로크에 못미칠때 발생하는 현상으로 기어 빠짐 현상과 차이가 있다).

본 발명은 위에 서술한 기어 빠짐 현상을 개선하기 위한 방법으로, 각 기어단의 기어 빠짐 현상 발생 빈도에 비례하여 해당 기어 시프트 모터의 듀티값을 증가시키는 원리이며, 모터 내구도 및 원리 시험에 따라 결정된 최대 듀티값을 설정하여 증가되는 듀티값에 제한을 두는 방법까지 포함한다.

이를 구현하기 위하여 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, TCU에서 기어 변속 명령을 판단하게 되면(S10), 시프트 모터 듀티값을 결정하기 위해 TCU ROM의 고장코드 저장영역에 저장되는 목표 기어단의 기어빠짐 고장코드 누적 횟수(표1 참조)를 체크한 후 누적 횟수가 0일 경우((a=0) 시프트 모터 듀티의 기본 설정값(A%)을 출력하고(S30), 한번이상 발생한 경우(a>0)라면 기어빠짐 방지 로직(S40)을 통해 모터 듀티값을 결정한다(S20).

기어단	1	2	3	4	5	6	R
기어빠짐DTC	0	0	3	2	0	0	0

기어빠짐 방지 로직(S40)은 총 두 파라미터와 두 번의 연산으로 이루어져 있다.

두 파라미터 중 첫번째 파라미터는 추가 듀티값(이하, k값)으로써, 누적 기어빠짐 횟수(a)와 곱해져서 추가 듀티값(A’ = a*k)을 결정한다.

그 후 S30단계에서의 기본 설정값 A와 합연산(S41)을 거친 후, 두번째 파라미터인 시프트 모터 듀티 최대값과 비교하여 모터 소손 방지를 위해 둘 중 작은 값을 최종 듀티값으로 모터를 구동한다(S42, S50).

결정된 모터 듀티값으로 제어 후 기어 빠짐 발생 유무를 다시 판단하여(S60), 기어 빠짐 발생 시 해당 기어단의 기어 빠짐 발생 누적 횟수를 고장코드 저장영역에 추가하며(S21, S22), 기어 빠짐이 발생하지 않았다면 후속 제어인 클러치 접합 제어로 넘어간다(S70).

따라서, 본 발명은 MT의 고질적 문제 현상인 기어빠짐 방지 기술 확보할 수 있고, 운전자의 MT 조작을 제어적으로 구현하며, 운전자 가속의지를 반영한 발진성 확보 및 이로 인한 고객 불만 최소화하여 고객 클레임 감소 및 A/S 비용을 절감할 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. TCU의 변속 제어를 통한 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법에 있어서,
   상기 TCU의 변속 제어에 의하여 시프트 모터가 현재 스트로크가 목표 스트로크에 도달할 때까지 미리 설정된 듀티값을 통해 구동하도록 변속 제어하는 단계; 및
   미리 저장된 각 기어단의 기어 빠짐 현상 발생 빈도에 비례하여 해당 기어 시프트 모터의 듀티값을 증가시키는 기어빠짐 방지단계;를 포함하며,
   상기 기어빠짐 방지단계는, 상기 TCU에서 기어 변속 명령을 판단하는 단계; 시프트 모터 듀티값을 결정하기 위해 TCU ROM의 고장코드 저장영역에 저장되는 목표 기어단의 기어빠짐 고장코드 누적 횟수를 체크한 후 상기 누적 횟수가 0일 경우(a=0) 시프트 모터 듀티의 기본 설정값(A%)을 출력하고, 누적 횟수가 한번이상 발생한 경우(a>0)라면 기어빠짐 방지 로직을 통해 모터 듀티값을 결정하되,
   상기 기어빠짐 방지 로직은, 추가 듀티값(k값)을 누적 기어빠짐 횟수(a)와 곱해져서 추가 듀티값(A' = a*k)을 결정하는 단계; 상기 기본 설정값 A와 합연산을 거친 후, 시프트 모터 듀티 최대값과 비교하여 모터 소손 방지를 위해 둘 중 작은 값을 최종 듀티값으로 결정하여 모터를 구동하는 단계를 포함하는 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 결정된 모터 듀티값으로 제어 후 기어 빠짐 발생 유무를 다시 판단하여, 기어 빠짐 발생 시 해당 기어단의 기어 빠짐 발생 누적 횟수를 상기 고장코드 저장영역에 추가하며, 기어 빠짐이 발생하지 않았다면 후속 제어인 클러치 접합 제어로 넘어가도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 시프트 모터 듀티 최대값은, 모터 내구도 및 원리 시험에 따라 결정된 최대 듀티값을 설정하여 증가되는 듀티값을 제한하는 것을 특징으로 하는 AMT 차량의 기어빠짐 방지 제어방법.

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