KR102451408B1 - 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법 및 장치 - Google Patents

시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템의 제어 반응성 보상 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 제어 반응성 보상 방법은, 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하고, 측정된 소요시간과 미리 저장된 설정값의 비교를 통해 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하며, 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하고, 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 보상을 수행하는 일련의 보상 로직을 통해 모터 응답의 균일성을 확보하고, 이를 통해 제품의 품질과 신뢰도를 향상시키는 것을 요지로 한다.

Description

시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법 및 장치{Control Reactive Compensation Methods and Devices for Shift-By-Wire Systems}
본 발명은 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템의 제어 반응성 보상 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템의 제어 반응성 보상 방법 및 장치에 관한 것이다.
기존 자동 변속기의 변속 레인지 전환 방식인 SBC(Shift-By-Cable) 방식은, 시프트 레버를 이동하면 케이블에 의해 디텐트 플레이트가 회전하고 매뉴얼 밸브가 움직이며 밸브 바디 상의 P, R, N, D 유로를 열어줌으로써 원하는 변속 레인지로의 전환이 이루어진다. 그러나 기존 SBC 방식은 케이블의 위치나 배치를 고려해야 하기 때문에 설계상 제약 크고 조립 및 양산성 측면에서 불리한 단점이 있다.
이러한 기존 SBC 방식을 대체하기 위한 방식이 SBW(Shift By Wire) 방식이다. SBW 방식은 운전석 시프트 레버와 연결된 케이블 대신 디텐트 플레이트를 모터로 회전시킴으로써 조작 편의를 제공하고 안전성을 향상시킨 기술이다. 이는 시프트 레버의 조작 상황을 센서나 스위치로 검출하고, 모터(모터)로 디텐트 플레이트를 회전시켜 매뉴얼 밸브를 동작시키도록 구성된다.
이와 같은 SBW(Shift By Wire) 방식에서 상기 디텐트 플레이트에는 디텐트 롤러가 디텐트 스프링에 의해 정적 안정을 취할 수 있는 복수의 변속 레인지가 존재한다. 모터는 운전자의 시프트 레버 조작에 따른 변속 레인지 전환 요청에 따라 디텐트 플레이트를 적절한 위치까지 회전시켜 차량 시스템의 특정 기구적 상태를 체결 시킴으로써 주차, 운전 등 운전자가 원하는 상태를 만들어 준다.
시프트 레버를 통해 운전자가 원하는 변속 레인지를 입력했을 때 차량 제어기가 이를 수신하여 모터의 제어값(회전 방향 및 회전 각도(디텐트 플레이트의 변위량)을 포함하는 제어값)을 결정하고, 결정된 제어값으로 모터를 구동시켜 실제 레인지 체결 상태를 만드는 데까지는 어느 정도 시간이 소요된다. 이는 보통 모터의 응답성에 기인한다.
변속 레인지 전환 시 모터의 응답성은 운전자도 즉각적으로 확인할 수 있다. 시프트 레버 조작완료 시점과 실제 레인지 체결 후 클러스터 등을 통해 레인지 정보가 표시되는 시점 간 약간의 시간차가 존재하기 때문이다. 그런데 만약 그 응답성이 균일하지 못할 경우 품질적인 문제를 일으켜 차량의 상품성 약화로 이어질 수 있다.
이러한 모터 응답성의 비균일 문제를 해결하기 위한 종래 기술로서, 모터의 응답성에 영향을 줄 수 있는 예측 가능한 요소들, 예컨대 모터의 전압과 온도를 통한 보상을 수행하는 기술이 알려져 있다. 그러나 모터의 전압과 온도를 통한 보상 정도로는 모터의 부품 편차 또는 변속 관련 부품의 부식 등 내구적 문제에 기인한 응답성 비균일 문제 해결에는 한계가 있다.
한국공개특허 제2015-0062167호(공개일 2015. 06. 05)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 운전자 요청에 따라 변속 레인지 전환 시 반응속도에 따라 응답성을 적절히 보상하여 종래 응답성 비균일 문제를 해소할 수 있는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 실시 예에 따르면,
자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
(a) 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하는 소요시간 측정 단계;
(b) 측정된 소요시간과 미리 저장된 설정값의 비교를 통해 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단 단계;
(c) 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적 단계; 및
(d) 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보상 단계;를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법을 제공한다.
바람직하게 상기 (a) 단계에서는, 상기 모터의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고, 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료할 수 있다.
또한 상기 (b) 단계에서는, 상기 측정된 소요시간이 상기 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 과응답으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계에서 과응답으로 판단된 경우 (c) 단계에서 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
이와는 반대로, 상기 (b) 단계에서 저응답으로 판단된 경우 (c) 단계에서 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (d) 단계에서는 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
이와는 반대로, 상기 (d) 단계에서는 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법은,
(e) 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터의 지령치(듀티값)를 기록장치에 저장하는 보상 상태 기억 단계;를 더 포함할 수 있다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 실시 예에 따르면,
자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
(a') 디텐트 플레이트가 현재 위치에서 목표 레인지에 진입할 때까지 상기 모터의 평균 회전속도를 도출하는 속도 도출 단계;
(b') 도출된 모터의 평균 회전속도를 미리 저장된 설정값과 비교하여 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단 단계;
(c') 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적 단계; 및
(d') 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보상 단계;를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 (a') 단계에서는, 상기 모터가 구동되기 시작한 시점부터 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점까지 상기 모터 출력축 회전속도의 평균값을 계산하여 상기 평균 회전속도로 도출할 수 있다.
또한 상기 (b') 단계에서는, 상기 평균 회전속도가 상기 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 과응답으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 상관 없이 같은 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 (b') 단계에서 과응답으로 판단된 경우 (c') 단계에서 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
이와는 반대로, 상기 (b') 단계에서 저응답으로 판단된 경우 (c') 단계에서 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (d') 단계에서는 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
이와는 반대로, 상기 (d') 단계에서는 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법은,
(e') 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터의 지령치(듀티값)를 기록장치에 저장하는 보상 상태 기억 단계;를 더 포함할 수 있다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면,
자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
(a") 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하는 소요시간 측정 단계;
(b") 측정된 소요시간과 미리 저장된 설정값의 비교를 통해 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단 단계;
(c") 과응답인지 저응답인지에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보상 단계;를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법을 제공한다.
여기서 상기 (a") 단계에서는, 상기 모터의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고, 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b") 단계에서는 상기 측정된 소요시간이 상기 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 과응답으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 (b") 단계에서 과응답으로 판단되면 상기 (c") 단계에서 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시킬 수 있다.
이와는 반대로, 상기 (b") 단계에서 저응답으로 판단되면 상기 (c") 단계에서 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시킬 수 있다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,
자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
디텐트 플레이트를 목표 레인지로 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 모터;
상기 모터 측에 설치되며 상기 디텐트 플레이트의 현재 위치 및 목표 레인지 진입여부를 검출하는 홀센서 및 인코더; 및
외부에서 수신되는 신호 및 상기 홀센서와 인코더의 신호를 분석하여 목표 레인지를 설정하고, 설정된 목표 레인지를 향해 상기 디텐트 플레이트가 회전될 수 있도록 상기 모터의 구동을 제어하는 SBW 컨트롤러(Shift By Wire Controller);를 포함하며
상기 SBW 컨트롤러는,
상기 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간 또는 모터의 평균 회전속도로부터 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 반응성을 판단하고, 과응답인지 저응답인지에 따라 상기 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치를 제공한다.
바람직하게 상기 SBW 컨트롤러는, 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하거나 모터의 평균 회전속도를 도출하는 구동 정보 도출부와, 상기 구동 정보 도출부에 의한 모터의 구동 소요시간 또는 모터의 평균 회전속도를 미리 저장된 설정값과 비교하여 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단부와, 상기 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적부 및 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보정부를 포함하는 구성일 수 있다.
여기서 상기 구동 정보 도출부는, 상기 모터의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료하거나, 상기 모터가 구동되기 시작한 시점부터 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점까지 상기 모터 출력축 회전속도의 평균값을 계산하여 상기 평균 회전속도로 도출할 수 있다.
또한, 상기 반응성 판단부는 상기 측정된 소요시간 또는 도출된 모터의 평균 회전속도가 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간 또는 도출된 모터의 평균 회전속도가 설정값보다 작으면 과응답으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 반응성 판단부에서 과응답으로 판단한 경우 상기 검출 횟수 누적부는 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
이와는 반대로, 상기 반응성 판단부에서 저응답으로 판단한 경우 검출 횟수 누적부는 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
또한, 상기 모터 지령 보상부에서는 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
이와는 반대로, 상기 모터 지령 보상부에서는 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치는 또한, 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터의 지령치(듀티값)를 저장하는 보상 상태 기억부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치 및 방법은, 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요되는 모터의 구동 소요시간 또는 평균 회전속도로부터 모터의 응답성에 관한 정보를 획득하고 이를 바탕으로 모터의 지령치를 하향 또는 상향시킴으로써, 부품 편차 또는 변속 관련 부품의 부식 등 내구적 문제에 기인한 응답성 비균일 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 자동 변속기에 적용되는 시프트 바이 와이어 시스템의 레인지 전환 기구를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 레인지 전환 기구를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템에 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치의 블록 구성도.
도 3은 모터의 반응성 측정 및 모터 지령치(듀티값) 보상을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법에 관한 흐름도
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법에 관한 흐름도
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법에 관한 흐름도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 동일 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 시프트 바이 와이어 시스템에서 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요되는 모터의 구동 소요시간 또는 평균 회전속도로부터 모터의 응답성(반응속도)에 관한 정보를 획득하고, 획득된 응답성(반응속도)에 관한 정보를 바탕으로 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시킴으로써 응답의 균일성을 확보함에 특징이 있다.
먼저, 도 1을 참조하여 시프트 바이 와이어 시스템의 레인지 전환 기구의 기구적인 구성부터 개략적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 자동 변속기에 적용되는 시프트 바이 와이어 시스템의 레인지 전환 기구를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 레인지 전환 기구(13)는, 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)의 위치를 결정하도록 연동되는 디텐트 플레이트(15) 및 디텐트 플레이트(15)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 시프트 엑추에이터(16)를 포함한다. 시프트 엑추에이터(16)는 전동식일 수 있으며, 스타터 모터(미도시)와 동일한 차량 탑재 배터리로부터 전력의 공급을 받아 작동된다.
레인지 전환 기구(13)는 파킹 기구(17)와 연동 가능하게 연결된다. 레인지 전환 기구(13)의 상기 디텐트 플레이트(15)는 시프트 엑추에이터(16)에 의해 회전되어 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)이나 파킹 기구(17)의 파킹 로드(17c)를 단계적으로 밀고 당겨 위치 결정한다. 이때 디텐트 플레이트(15)와 드라이브 샤프트(15a), 그리고 디텐트 스프링(15b)으로 디텐트 기구가 구성된다.
디텐트 스프링(15b)은 도면의 예시와 같이 메뉴얼 밸브(42)의 밸브 바디(42b) 상에 지지될 수 있으며, 디텐트 플레이트(15)는 대략 부채 모양으로 형성될 수 있다. 디텐트 플레이트(15)의 회전 중심이 되는 영역을 대략 수직으로 관통하는 구조로 드라이브 샤프트(15a)이 고정되어 시프트 엑추에이터(16)에 의해 회전할 수 있도록 구성된다.
디텐트 플레이트(15)의 외주에는 연속된 곡선상의 요철로 이루어진 파형부가 형성된다. 파형부의 특정 위치의 골에 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 끼여 위치 결정된 상태(변속 레인지 전환 상태)를 유지하도록 구성된다. 바람직하게는, 디텐트 플레이트(15)의 외주의 상기 파형부에는 연동하는 매뉴얼 밸브(42)의 각 레인지 위치(P, R, N, D)에 대응하여 4개의 골이 형성될 수 있다.
운전자의 시프트 레버(11) 조작에 따라 상기 4개의 골 중 어느 하나의 골에 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 끼인다. 이로 인해 디텐트 플레이트(15)는 메뉴얼 밸브(42)의 각 위치에 대응하는 위치에서 위치 결정상태로 유지되며, 시프트 엑추에이터(16)는 전동 모터(16a)와 그 회전을 감속하는 감속 기구(16b), 그리고 인코더(16c)를 포함한다.
감속 기구(16b)의 출력축(도시 생략)이 상기의 드라이브 샤프트(15a)에 스플라인 등에 의해 일체 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 파킹 기구(17)는 자동 변속기(1)의 출력축(10)을 회전 불가능한 록(Lock) 상태 또는 회전 가능한 언록(Un-Lock) 상태로 전환시키기 위해 기능한다. 이러한 파킹 기구(17)는 출력축(10)의 외면의 파킹 기어(17a)와, 파킹 록 폴(17b)과, 파킹 로드(17c)를 포함한다.
이처럼 구성된 레인지 전환 기구(13)의 기본적인 동작에 대해 살펴보기로 한다.
차량의 운전자가 시프트 레버(11)나 파킹 스위치(12)를 수동 조작함으로써, 자동 변속기(1)의 파킹 레인지(P), 리버스 레인지(R), 뉴트럴 레인지(N), 드라이브 레인지(D) 중 어느 하나의 레인지가 선택된다. 이로 인해 시프트 레버 위치 센서(103)나 파킹 스위치(12)로부터 신호가 출력되며, 그 출력 신호를 SBW 컨트롤러(14)가 입력 받아 선택된 목표 레인지(P, R, N, D)를 인식한다.
SBW 컨트롤러(14)는 현재 위치와 새롭게 인식된 목표 레인지(P, R, N, D)와의 거리 정보를 바탕으로 시프트 액추에이터(16)의 지령치(회전 방향 및 회전 각도를 포함하는 제어값으로서 듀티값)을 결정하고, 그 결정된 지령치를 바탕으로 모터(16a) 출력축을 소정 각도만큼 정회전 또는 역회전시킨다. 이로 인해 드라이브 샤프트(15a) 및 디텐트 플레이트(15)가 소정 각도 회전된다.
예를 들어, 시프트 레버에 의해 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)로의 조작이 행하여졌을 때, 목표 레인지 신호는 N→D로 바뀐다. 이 신호를 받은 SBW 컨트롤러(14)는, 선택된 목표 레인지(D)에 대응하는 목표 회전각을 설정하고 그에 상응하는 지령치(듀티값)를 결정하며, 결정된 지령치만큼 모터(16a)에 대해 통전을 허가한다.
SBW 컨트롤러(14)는 또한, 통전에 따라 모터(16a)가 구동하여 그 출력축이 회전할 때 그 회전각에 상당하는 신호를 상기 인코더(16c)로부터 실시간 제공받는다. 그리고 제공받은 인코더(16c)의 신호로부터 모터(16a)의 회전량과 방향을 실시간 인식하며, 모터(16a) 출력축의 회전각이 상기의 목표 회전각과 일치하도록 모터(16a)를 피드백 제어한다.
이와 같은 제어에 따라, 디텐트 플레이트(15)가 소정 각도만큼 도면의 반시계 방향으로 회전함으로써 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 「N」의 골로부터 빠져 나와 인접한 마루를 1개 넘어 인접 측부의 「Ｄ」의 골에 끼이게 된다. 그 결과, 도시하지 않았으나 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)이 축방향으로 슬라이드되고 메뉴얼 밸브(42)의 레인지는 N→D로 전환된다.
운전자가 파킹 스위치(12)를 수동 조작하여 파킹 레인지(P)가 선택된 경우에는, 디텐트 플레이트(15)의 회전에 따라 파킹 로드(17c)가 밀리고, 파킹 록 폴(17b)이 들어 올려져 그 클로(17d)가 파킹 기어(17a)의 톱니 사이에 개재횐다. 그 결과 자동 변속기(1)의 출력축(10)이 구속되는 동시에 메뉴얼 밸브(42)는 「P」위치에 정지하게 된다.
도 2를 참조하여 전술한 레인지 전환 기구를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템에 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치에 대해 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치의 구성을 개략 도시한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 반응성 보상 장치는, 전술한 모터(16a)와 인코더(16c), 그리고 SBW 컨트롤러(14)를 포함한다. 모터(16a)는 디텐트 플레이트(15)를 목표 레인지로 회전시키기 위한 구동력을 발생시키고, SBW 컨트롤러(14)는 모터(16a) 측 홀센서(16d)와 상기 인코더(16c) 신호로부터 디텐트 플레이트(15)의 현재 위치 및 목표 레인지 진입여부를 인식한다.
SBW 컨트롤러(14)는 앞서 언급한 바와 같이, 시프트 레버(11) 수동 조작 시 외부에서 수신되는 신호(시프트 레버(11) 위치 신호)로부터 목표 레인지를 설정한다. 그리고 그 설정된 목표 레인지를 향해 디텐트 플레이트(15)가 회전될 수 있도록 모터(16a)의 구동을 통제하되, 모터(16a) 회전 시 회전각을 인코더(16c) 신호로부터 인식하여 그 회전각이 목표 회전각과 일치하도록 모터(16a)를 피드백 제어한다.
SBW 컨트롤러(14)는 특히, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시킴에 있어 검출되는 특정 정보를 바탕으로 모터(16a)의 반응성(응답성)을 판단한다. 그리고 그 판단 결과(반응성이 설계 당시 설정값에 비해 느린지 혹은 빠른지 판단한 결과)에 따라 상기 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 보정을 수행한다.
모터(16a)의 반응성(응답성)을 판단하는데 사용되는 특정 정보는, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 모터(16a)의 구동 소요시간 또는 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시킴에 있어 모터(16a)의 평균 회전속도일 수 있으며, SBW 컨트롤러(14)가 이러한 특정 정보를 미리 설정된 설정값과 비교함으로써 모터(16a)의 반응성을 판단한다.
모터(16a)의 구동 소요시간 또는 모터(16a)의 평균 회전속도가 각각에 대응하여 설정될 수 있는 설정값을 초과하면, SBW 컨트롤러(14)가 모터(16a)의 반응성이 느린 것(이하, '저응답'이라 함)으로 판단하여 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 특정치만큼 상향시킨다. 반대로 설정값보다 작으면 모터(16a)의 반응성이 빠른 것(이하, '과응답'이라 함)으로 판단하여 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 특정치만큼 하향시킨다.
이를 위해 SBW 컨트롤러(14)는 후술하게 될 일련의 반응성 보상 과정을 단계적으로 수행할 수 있도록 프로그래밍 된 프로그램에 동작하는 둘 이상 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 복수의 프로세서에는 바람직하게, 모터(16a)의 구동 정보를 도출하는 구동 정보 도출부(140)와, 모터(16a)의 반응성을 판단하는 반응성 판단부(142)를 포함한다. 또한 검출 횟수 누적부(144) 및 모터 지령 보상부(146)가 포함될 수 있다.
모터(16a)의 구동 소요시간이 반응성 판단 기준으로 설정된 경우 구동 정보 도출부(140)는, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터(16a)의 구동 소요시간을 측정한다. 그리고 그 측정된 소요시간을 구동 정보로 도출한다. 바람직하게는, 모터(16a)가 구동되기 시작한 시점에 소요시간 측정을 시작하고 모터(16a)가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료한다.
이와는 달리, 모터(16a)의 평균 회전속도가 반응성 판단 기준으로 설정된 경우에는, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시킴에 있어서 모터(16a)의 평균 회전속도를 구동 정보로 도출할 수 있다. 바람직하게는, 모터(16a)가 구동되기 시작한 시점부터 모터(16a)가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점까지 모터(16a) 회전속도의 평균값을 계산하여 상기 평균 회전속도로 도출할 수 있다.
반응성 판단부(142)는 구동 정보 도출부(140)에 의한 모터(16a)의 구동 소요시간 또는 모터(16a)의 평균 회전속도를 미리 저장된 설정값과 비교하여 상기 모터(16a)가 과응답인지 저응답인지 판단한다. 좀 더 구체적으로는, 측정된 소요시간 또는 도출된 모터(16a)의 평균 회전속도가 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 반대로 설정값보다 작으면 과응답으로 판단한다.
모터(16a)의 구동 소요시간이 반응성 판단 기준으로 설정된 경우 설정값은, 운전자의 시프트 레버(11) 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 현재 위치를 기준으로 목표 레인지가 멀게 위치할수록 큰 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, P에서 R 레인지 전환에 비해 P에서 N 레인지 전환이 큰 설정값을 가질 수 있다.
이와는 달리 모터(16a)의 평균 회전속도(디텐트 플레이트(15)가 현재 위치에서 목표 레인지에 진입할 때까지 상기 모터(16a)의 평균 회전속도)가 반응성 판단 기준이 되는 경우 상기 설정값은, 운전자의 시프트 레버(11) 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 상관 없이 같은 값으로 설정될 수 있다. 회전 변위량에 상관 없이 회전 구간 안에서의 회전속도 평균을 판단 기준으로 삼기 때문이다.
반응성 판단부(142)에 의한 판단정보(과응답 또는 저응답 판단 정보)는 검출 횟수 누적부(144)에 입력된다. 검출 횟수 누적부(144)는 반응성 판단부(142)에 의한 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적한다. 예를 들어, 반응성 판단부(142)에서 과응답으로 판단한 경우 과응답 검출 횟수를 누적하고, 저응답으로 판단한 경우에는 저응답 검출 횟수를 누적한다.
바람직하게는, 설정값과의 비교를 통한 모터(16a) 응답성 판단 결과, 반응성 판단부(142)가 과응답으로 판단한 경우 상기 검출 횟수 누적부(144)는 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화하며, 반대로 반응성 판단부(142)에서 저응답으로 판단한 경우 상기 검출 횟수 누적부(144)가 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화할 수 있다.
누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 정보는 모터 지령 보상부(146)에 제공된다. 모터 지령 보상부(146)는 누적된 저응답 또는 과응답 검출 횟수에 따라, 도 3의 예시와 같이 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 상향시킴으로써 모터(16a)의 반응속도를 현재의 반응속도보다 빠르게 하거나, 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 하향시킴으로써 모터(16a)의 반응속도를 현재의 반응속도보다 느리게 한다.
모터 지령 보상부(146)는 구체적으로, 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화한다. 반대로, 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화한다.
여기서, 모터(16a)의 지령치 보상 기준이 되는 누적 검출 횟수(과응답 또는 저응답 누적 검출 횟수)는 모터(16a)를 포함한 시프트 엑추에이터의 사양이나 실차 장착 환경 등에 따라 달라질 수 있으므로 특정 횟수로 국한되는 것은 아니다. 시프트 엑추에이터의 사양이나 실차 장착 환경 별로 지령치 보상이 필요한 최적의 횟수를 실험 또는 시뮬레이션을 도출하여 차량 별로 달리 적용할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치는 보상 상태 기억부(148)를 더 포함할 수 있다. 보상 상태 기억부(148)는 검출 횟수 누적부(144)에서 누적 계산된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 모려 지령 보상부에서 하향 또는 상향 조정된 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 저장하여 예측되지 못한 순간적 외란 또는 통계적 노이즈로 인한 위험에 대비한다.
보상 상태 기억부(148)는 통상적인 저장 매체 중 하나일 수 있다. 예컨대 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리 (예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장 매체일 수 있다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치에 의해 행해지는 제어 반응성 보상 과정을 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다. 설명의 편의를 위해 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 모터(16a)의 구동 소요시간을 기준으로 모터(16a)의 제어 반응성을 판단하고 모터(16a) 지령치를 보상하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법은, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터(16a)의 구동 소요시간을 측정하는 소요시간 측정 단계(S100)부터 시작한다. S100 단계에서는 모터(16a)의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고, 모터(16a)가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료한다.
S100 단계에서 측정된 정보(디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 모터(16a)의 구동 소요시간)는 연이어 진행되는 반응성 판단 단계(S200)에서 설정값과 비교를 위한 비교값으로 활용된다. S200 단계에서는 측정된 소요시간과 미리 저장된 설정값을 비교하여 상기 모터(16a)가 과응답인지 저응답인지 판단한다.
S200 단계에서는 구체적으로, 측정된 소요시간이 상기 설정값을 초과하면 모터(16a)의 현재 구동속도가 적정 속도(설계값)보다 느린 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 모터(16a)의 현재 구동속도가 적정 속도(설계값)보다 빠른 과응답으로 판단한다. 여기서 설정값은 운전자의 시프트 레버(11) 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.
바람직하게 상기 설정값은, 운전자의 시프트 레버(11) 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 현재 위치를 기준으로 목표 레인지가 멀게 위치할수록 큰 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, P에서 R 레인지 전환에 비해 P에서 N 레인지 전환이 큰 설정값을 가질 수 있다.
S200 단계에서 저응답 또는 과응답이 검출되는 검출된 해당 응답 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적 단계(S300)가 연이어 진행된다. S300 단계에서는 바람직하게, 과응답일 경우 그 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화하며, 반대로 저응답일 경우 그 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화한다.
본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 프로세스에서 마지막 단계는 모터(16a) 지령 보상 단계(S400)이다. 이러한 모터(16a) 지령 보상 단계(S400) 단계에서는 전술한 S300 단계에서 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 특정 지령치만큼 하향시키거나 상향시키는 지령치 보상이 수행된다.
S400 단계에서는 바람직하게, 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화하며, 이와는 달리 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화한다.
경우에 따라서는, 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기록장치에 저장하는 보상 상태 기억 단계(S500)가 포함될 수도 있다. 즉 누적 계산된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터(16a)의 지령치를 저장함으로써 예측되지 못한 순간적 외란이나 통계적 노이즈로 인한 위험에 대비할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 과정의 다른 예를 도시한 흐름도로서, 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시킬 때 모터(16a)의 평균 회전속도를 기준으로 모터(16a)의 제어 반응성을 판단하고 모터(16a) 지령치를 보상하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법은, 디텐트 플레이트(15)가 현재 위치에서 목표 레인지에 진입할 때까지 모터(16a)의 평균 회전속도를 도출하는 속도 도출 단계(S100')부터 시작한다.
이러한 S100' 단계에서는 모터(16a)가 구동되기 시작한 시점부터 모터(16a)가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점까지 상기 모터(16a) 출력축 회전속도의 평균값을 계산하여 상기 평균 회전속도로 도출할 수 있다. 이때 모터(16a) 출력축 회전속도는 인코더(16c)의 출력 신호와 감속 기구의 감속비(설계값)로부터 어렵지 않게 도출될 수 있다.
S100' 단계에서 도출된 정보(디텐트 플레이트(15)가 현재 위치에서 목표 레인지에 진입할 때까지 상기 모터(16a)의 평균 회전속도)는 연이어 진행되는 반응성 판단 단계(S200')에서 설정값과 비교를 위한 비교값으로 활용된다. S200' 단계에서는 도출된 모터(16a)의 평균 회전속도와 미리 저장된 설정값을 비교하여 상기 모터(16a)가 과응답인지 저응답인지 판단한다.
S200' 단계에서는 구체적으로, 측정된 소요시간이 설정값을 초과하면 모터(16a)의 현재 구동속도가 적정 속도(설계값)보다 느린 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 모터(16a)의 현재 구동속도가 적정 속도(설계값)보다 빠른 과응답으로 판단한다. 여기서 설정값은 운전자의 시프트 레버(11) 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 상관 없이 동일한 값으로 설정될 수 있다.
S200' 단계에서 저응답 또는 과응답이 검출되는 검출된 해당 응답 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적 단계(S300')가 연이어 진행된다. S300' 단계에서는 바람직하게, 과응답일 경우 그 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화하며, 반대로 저응답일 경우 그 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화한다.
본 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 프로세스에서 마지막 단계는 마찬가지로 모터(16a) 지령 보상 단계(S400')이다. 이러한 모터(16a) 지령 보상 단계(S400') 단계에서는 전술한 S300' 단계에서 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 특정 지령치만큼 하향시키거나 상향시키는 지령치 보상이 수행된다.
S400' 단계에서는 바람직하게, 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화하며, 이와는 달리 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화한다.
경우에 따라서는, 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터(16a)의 지령치(듀티값)를 기록장치에 저장하는 보상 상태 기억 단계(S500')가 포함될 수도 있다. 즉 누적 계산된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터(16a)의 지령치를 저장함으로써 예측되지 못한 순간적 외란이나 통계적 노이즈로 인한 위험에 대비할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 과정의 또 다른 예를 도시한 흐름도이다.
도 6에 도시된 또 다른 실시 예는, 앞선 도 4의 실시 예와 마찬가지로 디텐트 플레이트(15)를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 모터(16a)의 구동 소요시간을 기준으로 모터(16a)의 제어 반응성을 판단하고 모터(16a) 지령치를 보상하도록 구성된다. 다만 검출 횟수 누적 단계 없이 과응답 또는 저응답이 검출되면 실시간으로 모터(16a) 지령치를 하향 또는 상향 조정할 수 있도록 프로그래밍된 제어 흐름도이다.
즉 검출 횟수 누적 단계가 생략되고, 과응답 또는 저응답이 검출되면 그 때마다 실시간으로 모터(16a) 지령치를 하향 또는 상향 조정시키는 점을 제외하고는 기본적인 개념이나 구성은 도 4의 일 실시 예와 동일하다. 따라서 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
모터 응답성의 비균일 문제를 해결하기 위한 종래 기술로서, 모터의 응답성에 영향을 줄 수 있는 예측 가능한 요소들, 예컨대 모터의 전압과 온도를 통한 보상을 수행하는 기술이 알려져 있다. 그러나 모터의 전압과 온도를 통한 보상 정도로는 모터의 부품 편차 또는 변속 관련 부품의 부식 등 내구적 문제에 기인한 응답성 비균일 문제 해결에는 한계가 있다.
반면, 본 발명에 따른 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치 및 방법은, 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요되는 모터의 구동 소요시간 또는 평균 회전속도로부터 모터의 응답성에 관한 정보를 획득하고 이를 바탕으로 모터의 지령치를 하향 또는 상향시킴으로써, 모터의 부품 편차 또는 변속 관련 부품의 부식 등 내구적 문제에 기인한 응답성 비균일 문제도 해결이 가능하다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 출력축 13 : 레인지 전환 기구
14 : SBW 컨트롤러 15 : 디텐트 플레이트
15a : 드라이브 샤프트 15b : 디텐트 스프링
15c : 롤러 16 : 시프트 엑추에이터
16a : 모터 16b : 감속기구
16c : 인코더 16d : 홀센서
17 : 파킹 기구 140 : 구동 정보 도출부
142 : 반응성 판단부 144 : 검출 횟수 누적부
146 : 모터 지령 보상부 148 : 보상 상태 기억부

Claims (34)

  1. 자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
    (a) 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하는 소요시간 측정 단계;
    (b) 측정된 소요시간과 미리 저장된 설정값의 비교를 통해 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단 단계;
    (c) 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적 단계; 및
    (d) 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보상 단계;를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서는,
    상기 모터의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고, 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서는,
    상기 측정된 소요시간이 상기 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 과응답으로 판단하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정되는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 과응답으로 판단된 경우 (c) 단계에서 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 저응답으로 판단된 경우 (c) 단계에서 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서는 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서는 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    (e) 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터의 지령치(듀티값)를 기록장치에 저장하는 보상 상태 기억 단계;를 더 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  10. 자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
    (a') 디텐트 플레이트가 현재 위치에서 목표 레인지에 진입할 때까지 상기 모터의 평균 회전속도를 도출하는 속도 도출 단계;
    (b') 도출된 모터의 평균 회전속도를 미리 저장된 설정값과 비교하여 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단 단계;
    (c') 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적 단계; 및
    (d') 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보상 단계;를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (a') 단계에서는,
    상기 모터가 구동되기 시작한 시점부터 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점까지 상기 모터 출력축 회전속도의 평균값을 계산하여 상기 평균 회전속도로 도출하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b') 단계에서는,
    상기 평균 회전속도가 상기 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 과응답으로 판단하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 상관 없이 같은 값으로 설정되는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b') 단계에서 과응답으로 판단된 경우 (c') 단계에서 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 (b') 단계에서 저응답으로 판단된 경우 (c') 단계에서 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 (d') 단계에서는 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 (d') 단계에서는 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    (e') 누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터의 지령치(듀티값)를 기록장치에 저장하는 보상 상태 기억 단계;를 더 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  19. 자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
    (a") 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하는 소요시간 측정 단계;
    (b") 측정된 소요시간과 미리 저장된 설정값의 비교를 통해 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단 단계;
    (c") 과응답인지 저응답인지에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보상 단계;를 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 (a") 단계에서는,
    상기 모터의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고, 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 (b") 단계에서는,
    상기 측정된 소요시간이 상기 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간이 상기 설정값보다 작으면 과응답으로 판단하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정되는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 (b") 단계에서 과응답으로 판단되면 상기 (c") 단계에서 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 (b") 단계에서 저응답으로 판단되면 상기 (c") 단계에서 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 방법.
  25. 자동 변속기의 변속 레인지 전환이 모터에 의해 구현되는 시프트 바이 와이어(SBW, Shift By Wire) 시스템에 있어서,
    디텐트 플레이트를 목표 레인지로 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 모터;
    상기 모터 측에 설치되며 상기 디텐트 플레이트의 현재 위치 및 목표 레인지 진입여부를 검출하는 홀센서 및 인코더; 및
    외부에서 수신되는 신호 및 상기 홀센서와 인코더의 신호를 분석하여 목표 레인지를 설정하고, 설정된 목표 레인지를 향해 상기 디텐트 플레이트가 회전될 수 있도록 상기 모터의 구동을 제어하는 SBW 컨트롤러(Shift By Wire Controller);를 포함하며
    상기 SBW 컨트롤러는,
    상기 디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간 또는 모터의 평균 회전속도로부터 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 반응성을 판단하고, 과응답인지 저응답인지에 따라 상기 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 SBW 컨트롤러는,
    디텐트 플레이트를 현재 위치에서 목표 레인지까지 회전시키는데 소요된 상기 모터의 구동 소요시간을 측정하거나 모터의 평균 회전속도를 도출하는 구동 정보 도출부와,
    상기 구동 정보 도출부에 의한 모터의 구동 소요시간 또는 모터의 평균 회전속도를 미리 저장된 설정값과 비교하여 상기 모터가 과응답인지 저응답인지 판단하는 반응성 판단부와,
    상기 과응답 또는 저응답의 검출 횟수를 누적하는 검출 횟수 누적부 및
    누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수에 따라 모터의 지령치(듀티값)를 하향 또는 상향시키는 모터 지령 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 구동 정보 도출부는,
    상기 모터의 구동 시작 시점에 소요시간 측정을 시작하고 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점에 측정을 종료하거나,
    상기 모터가 구동되기 시작한 시점부터 모터가 목표 레인지에 진입 또는 도달한 시점까지 상기 모터 회전속도의 평균값을 계산하여 상기 평균 회전속도로 도출하는 것을 특징으로 하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 반응성 판단부는
    상기 측정된 소요시간 또는 도출된 모터의 평균 회전속도가 설정값을 초과하면 저응답으로 판단하고, 측정된 소요시간 또는 도출된 모터의 평균 회전속도가 설정값보다 작으면 과응답으로 판단하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  29. 제 26 항 내지 제 28 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 설정값은 운전자의 시프트 레버 조작으로 설정되는 목표 레인지의 위치에 따라 다른 값으로 설정되거나 목표 레인지의 위치에 상관 없이 같은 값으로 설정되는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 반응성 판단부에서 과응답으로 판단한 경우 상기 검출 횟수 누적부는 과응답 검출 횟수를 누적하고 저응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 반응성 판단부에서 저응답으로 판단한 경우 상기 검출 횟수 누적부는 저응답 검출 횟수를 누적하고 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 모터 지령 보상부에서는 누적된 과응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 하향시키고 누적된 과응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 모터 지령 보상부에서는 누적된 저응답 검출 횟수가 설정 횟수를 초과하면, 이전 모터의 지령치(듀티값)를 기 설정된 특정 지령치(보상 듀티값)만큼 상향시키고 누적된 저응답 검출 횟수를 초기화하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
  34. 제 26 항에 있어서,
    누적된 과응답 또는 저응답 검출 횟수 및 하향 또는 상향 조정된 모터의 지령치(듀티값)를 저장하는 보상 상태 기억부;를 더 포함하는 시프트 바이 와이어 시스템의 제어 반응성 보상 장치.
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