KR102037392B1 - 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드의 상태를 파악하고, 그 상태에 맞게 적정한 제어를 수행하여 솔레노이드의 소손을 방지하고 제품의 신뢰성을 높인 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은, 솔레노이드 코일에 연결되어 모니터링 동작시 상기 솔레노이드 코일과 함께 상기 모니터링 전압을 분배하는 션트 저항을 구비하여, 상기 솔레노이드 코일의 저항으로부터 온도를 모니터링하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 있어서, a)솔레노이드 제어부가 변속 셀렉트 작동 명령에 따라 소손 방지 로직 필요 여부를 판단하는 단계; b)소손 방지 로직이 사용 되는 경우, 솔레노이드의 작동 전류와 위치 센서 신호를 활용하여 코일의 발열 정도를 추정하는 단계; c)상기 단계에서 추정된 코일 발열량으로 설정된 기준값을 초과한다고 판단될 경우, 변속 명령 중단 및 변속 불가 경고등 신호를 클러스터로 송부하는 단계; 및 d) 상기 코일 발열량이 정상 범위로 돌아올 경우, 상기 솔레노이드 제어부의 명령에 따라 정상 제어를 실시하거나 또는 발열량이 계속 기준값 이상을 유지할 경우엔 솔레노이드 보호 로직이 계속적으로 유지하는 단계를 포함한다.

Description

기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING GEAR ACTUATOR SELECT SOLENOID}

본 발명은 자동차 변속기용 솔레노이드 제어방법에 관한 것으로, 특히 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드의 상태를 파악하여 제품의 신뢰성을 향상시키기 위한 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 적용되는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit; ECU)는 차륜 속도 센서로부터 검출되는 신호에 의해 각 차륜의 속도를 검출한다. 그리고 이로부터 슬립율을 연산한 다음, 이 슬립율에 기초하여 전자 밸브를 제어함으로써 휠 실린더로 인가되는 브레이크 액압을 증가 또는 감소시켜 적정한 제동력이 발휘되도록 한다.

상기 전자 밸브의 솔레노이드 코일(solenoid coil)이 단락(short)되거나 전자 제어 장치에 에러가 발생하였을 경우 전원을 차단할 수 있는 안전 회로를 구비하여 제동 안전 및 회로 보호를 한다.

상기 안전 회로는 일반적으로 엠씨유(MCU; Micro Control Unit)의 제어 신호에 의해 제어되어 솔레노이드 코일에 인가되는 전원을 단속하고 그 코일의 소손(burn out)을 방지하는 회로(이하에서는 이를 "솔레노이드 구동 회로"라 칭함)와 솔레노이드 코일에 전원을 공급하는 배터리를 구비한다.

MCU는 브레이크 시스템의 동작시 솔레노이드 코일에 배터리 전압이 인가되도록 하고, 브레이크 시스템의 비동작시 솔레노이드 코일에 배터리 전압이 인가되지 않도록 솔레노이드 구동 회로를 제어한다.

그리고 MCU, 풀업(pull-up) 회로 및 각종 센서 등의 전원 인가단에는 정전압 레귤레이터(regulator)가 사용되고 있으며, 용량이 비교적 큰 레귤레이터가 사용되고 있는 실정이다.

그러나 상기와 같은 종래의 자동차 변속기에 적용된 솔레노이드 제어 방법은 솔레노이드의 상태, 예로서, 사용 환경, 코일의 발열 정도가 고려되지 않은 상태에서 단순히 변속 명령만을 주고 있기 때문에, 과도한 제어로 인하여 솔레노이드의 코일에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0116465호(2016년11월15일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드의 상태를 파악하고, 그 상태에 맞게 적정한 제어를 수행하여 솔레노이드의 소손을 방지하고 제품의 신뢰성을 높인 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 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 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법은, 솔레노이드 코일에 연결되어 모니터링 동작시 상기 솔레노이드 코일과 함께 상기 모니터링 전압을 분배하는 션트 저항을 구비하여, 상기 솔레노이드 코일의 저항으로부터 온도를 모니터링하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 있어서, a)솔레노이드 제어부가 변속 셀렉트 작동 명령에 따라 소손 방지 로직 필요 여부를 판단하는 단계; b)소손 방지 로직이 사용 되는 경우, 솔레노이드의 작동 전류와 위치 센서 신호를 활용하여 코일의 발열 정도를 추정하는 단계; c)상기 단계에서 추정된 코일 발열량으로 설정된 기준값을 초과한다고 판단될 경우, 변속 명령 중단 및 변속 불가 경고등 신호를 클러스터로 송부하는 단계; 및 d) 상기 코일 발열량이 정상 범위로 돌아올 경우, 상기 솔레노이드 제어부의 명령에 따라 정상 제어를 실시하거나 또는 발열량이 계속 기준값 이상을 유지할 경우엔 솔레노이드 보호 로직이 계속적으로 유지하는 단계를 포함한다.

상기 솔레노이드 제어부는, 소손 방지 로직의 사용 유/무에 따라 상기 솔레노이드 코일로부터 접지로 직접 연결된 제1FET와 상기 션트 저항을 거쳐 접지로 연결된 제2FET를 선택적으로 제어하여 상기 션트 저항의 사용 유/무를 결정할 수 있다.

또한, 상기 소손 방지 로직을 사용하지 않은 경우, 접지와 바로 연결되어 있는 상기 제1FET을 온, 상기 션트 저항과 연결되어 있는 상기 제2FET을 오프하여 션트 저항에 흐르는 불필요한 전류를 차단할 수 있다.

상기 소손 방지 로직을 사용하는 경우, 상기 션트 저항과 연결되어 있는 상기 제2FET을 온하여 솔레노이드의 작동 전류를 모니터링할 수 있다.

또한, 상기 c)단계 이후, 상기 솔레노이드 제어부가 현재단 고정 또는 림프-홈 모드로 제어를 하여 솔레노이드를 보호하는 단계를 더 포함할 수 있다.

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

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 의하면, 과도한 솔레노이드 제어를 방지함으로써 운행 중 발생할 수 있는 변속 불가 상황을 사전에 막아주게 되어 운전자에게 제품의 신뢰성을 줄 수 있으며 또한, 솔레노이드 코일의 영구적인 소손을 방지하여 기어 액추에이터 수명을 늘이고 불필요한 부품 교체를 피할 수 있는 효과가 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 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어장치를 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 셀렉트 솔레노이드 제어 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어 방법을 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 1은 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 셀렉트 솔레노이드 제어 회로도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어장치는, 작동 전류 감지부(10), 솔레노이드 위치 센서부(20), 솔레노이드 제어부(30), 솔레노이드 제어 신호 출력부(40), 경고등 제어 신호 출력부(50)를 포함한다.

상기 솔레노이드 제어부(30)는 통상의 이동형 컴퓨터 장치(TCU; Transmission Control Unit) 또는 전술한 ECU, MCU 등이 적용될 수 있다. 상기 TCU는 엔진 기어비를 제어하는 트랜스미션의 전자 제어를 담당하는 유닛을 말한다.

본 발명의 솔레노이드 제어부(TCU)(30)는 솔레노이드의 발열 정도를 추정하기 위해 각각의 작동 전류 감지부(10)와 솔레노이드 위치 센서부(20)로부터 작동 전류와 솔레노이드 위치 센서 정보를 받는다.

두 입력 신호를 받은 솔레노이드 제어부(30)는 솔레노이드 코일의 발열량을 계산한 후, 솔레노이드 제어 신호 출력부(40)를 통하여 솔레노이드 제어 신호를 출력하고, 만약 코일의 발열 상태가 심각할 경우에는 경고등 제어 신호 출력부(50)를 통하여 변속 불가 경고등을 켜기 위해 클러스터에 경고등 제어 신호를 보낸다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 셀렉트 솔레노이드 제어 회로도는, 배터리 전압원(+13V)으로부터 병렬로 연결된 푸쉬-솔레노이드용 FET(FET10)와 풀-솔레노이드용 FET(FET20)가 각각의 푸쉬-솔레노이드(SL10)와 풀-솔레노이드(SL20)에 각각 직렬로 연결되고, 상기 푸쉬-솔레노이드(SL10)와 풀-솔레노이드(SL20)의 공통 연결선 하단에 접지와 바로 연결되어 있는 제1FET(C10)와, 션트(Shunt) 저항을 통하여 접지와 직렬 연결되어 있는 제2FET(C20)을 각각 병렬로 구성하여 솔레노이드의 작동 전류를 모니터링할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법의 구체적인 작용을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 제어부(30)는 먼저 시스템의 필요 여부를 판단하기 위해 변속(셀렉트 작동) 명령을 확인한 후(S10), 소손 방지 로직 필요 여부를 판단한다(S20).

소손 방지 로직은 일반적인 주행에선 작동하지 않고, 변속이 빈번한 주행 상태 또는 엔진룸 온도가 높을 경우 작동하게 된다.

본 발명에서는 소손 방지 로직의 사용 유/무에 따라 제1 및 제2FET(C10, C20)를 제어하여 션트 저항(C30)의 사용 유/무가 결정될 수 있다.

로직을 사용하지 않은 경우, 접지와 바로 연결되어 있는 제1FET(C10)을 온(On), 션트 저항(C30)과 연결되어 있는 제2FET(C20)을 오프(Off)하여 션트 저항(C30)에 흐르는 불필요한 전류를 차단할 수 있다.

반대의 경우, 션트 저항(C30)과 연결되어 있는 FET(C20)을 온하여 솔레노이드의 작동 전류를 모니터링 하게 된다.

소손 방지 로직이 사용 되는 경우, 솔레노이드 제어부(30)는 솔레노이드의 작동 전류와 위치 센서 신호를 활용하여 코일의 발열 정도를 추정하게 된다(S30).

위에서 언급한 위치센서 신호는 솔레노이드의 작동 시간(전류 인가 시간)을 파악하기 위해 사용되어 진다.

상기 S30단계에서 추정된 코일 발열량으로 설정된 기준값 또는 전류 인가 시간 기준값의 초과 여부를 판단한다(S40).

상기 S40단계에서 기준값을 초과하지 않는다고 판단된다면 솔레노이드 작동 신호를 인가하여 정상적으로 동작되도록 한다(S50).

반면에, 상기 S40단계에서 기준값을 초과한다고 판단된다면 솔레노이드의 소손 방지를 위해 변속 명령 중단 및 변속 불가 경고등 신호를 클러스터로 송부 한다(S60).

그 후, 발열이 심화된 솔레노이드 사용을 금지하기 위해 솔레노이드 제어부(30)에서 현재단 고정 또는 림프-홈 모드로 제어를 하여 솔레노이드를 보호하게 한다(S70).

보호 로직이 작동된 이후 코일 발열량이 정상 범위로 돌아올 경우, 솔레노이드 제어부(30)의 명령에 따라 정상 제어를 실시할 수 있게 되며, 반대로 발열량이 계속 기준값 이상을 유지할 경우엔 솔레노이드 보호 로직이 계속적으로 유지하게 된다(S80).

따라서, 본 발명에 따른 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 의하면, 과도한 솔레노이드 제어를 방지함으로써 운행 중 발생할 수 있는 변속 불가 상황을 사전에 막아주게 되어 운전자에게 제품의 신뢰성을 줄 수 있으며 또한, 솔레노이드 코일의 영구적인 소손을 방지하여 기어 액추에이터 수명을 늘이고 불필요한 부품 교체를 피할 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.

10 : 작동 전류 감지부
20 : 솔레노이드 위치 센서부
30 : 솔레노이드 제어부
40 : 솔레노이드 제어 신호 출력부
50 : 경고등 제어 신호 출력부
C10 : 제1FET
C20 : 제2FET
C30 : 션트 저항

Claims (5)

1. 배터리 전압원으로부터 병렬로 연결된 푸쉬-솔레노이드용 FET 및 풀-솔레노이드용 FET가 각각의 푸쉬-솔레노이드 및 풀-솔레노이드에 각각 직렬로 연결되고, 상기 푸쉬-솔레노이드 및 풀-솔레노이드의 공통 연결선 하단에 접지와 바로 연결되어 있는 제1FET와, 션트(Shunt) 저항을 통하여 접지와 직렬 연결되어 있는 제2FET을 각각 병렬로 구성하여 솔레노이드의 작동 전류를 모니터링하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법에 있어서,
   a)솔레노이드 제어부가 변속 셀렉트 작동 명령에 따른 변속상태 또는 엔진룸 온도에 기초하여 소손 방지 로직 필요 여부를 판단하는 단계;
   b)소손 방지 로직이 사용되는 경우, 상기 션트 저항과 연결되는 상기 제2FET를 온하여 솔레노이드의 작동전류를 모니터링하고, 상기 모니터링된 작동전류와 위치 센서 신호를 활용하여 코일의 발열 정도를 추정하는 단계;
   c)상기 단계에서 추정된 코일 발열량으로 설정된 기준값을 초과한다고 판단될 경우, 변속 명령 중단 및 변속 불가 경고등 신호를 클러스터로 송부하는 단계; 및
   d) 상기 코일 발열량이 정상 범위로 돌아올 경우, 상기 솔레노이드 제어부의 명령에 따라 정상 제어를 실시하거나 또는 발열량이 계속 기준값 이상을 유지할 경우엔 솔레노이드 보호 로직이 계속적으로 유지하는 단계;를 포함하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 솔레노이드 제어부는
   소손 방지 로직의 사용 유/무에 따라 상기 솔레노이드 코일로부터 접지로 직접 연결된 제1FET와 상기 션트 저항을 거쳐 접지로 연결된 제2FET를 선택적으로 제어하여 상기 션트 저항의 사용 유/무를 결정하는 것을 특징으로 하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 소손 방지 로직을 사용하지 않은 경우, 접지와 바로 연결되어 있는 상기 제1FET을 온, 상기 션트 저항과 연결되어 있는 상기 제2FET을 오프하여 션트 저항에 흐르는 불필요한 전류를 차단하는 것을 특징으로 하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 c)단계 이후, 상기 솔레노이드 제어부가 현재단 고정 또는 림프-홈 모드로 제어를 하여 솔레노이드를 보호하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 액추에이터 셀렉트 솔레노이드 제어방법.

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