KR102570197B1 - 변속기 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변속기 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 편차에 의해 불완전한 변속이 이루어지는 것이 방지되도록 하는 변속기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 장치는, 단부에 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈이 형성되는 디턴트 플레이트와 연결되는 샤프트를 회전시켜 상기 샤프트와 연결되는 변속기의 변속단이 전환되도록 하는 액추에이터; 상기 복수의 변속단 각각에 대한 상기 샤프트의 위치값을 저장하는 위치 저장부; 상기 저장된 위치값에 따라 디턴트 핀이 상기 복수의 디턴트 홈 중 변속 신호에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치하도록 상기 액추에이터를 제어하는 변속 제어부; 및 적어도 하나의 보정 조건 만족 시 일정 시간 동안 상기 샤프트가 회전축을 중심으로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되도록 하는 보정 신호를 상기 변속 제어부로 전달하는 위치 보정부를 포함할 수 있다.

Description

변속기 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling transmission}
본 발명은 변속기 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 편차에 의해 불완전한 변속이 이루어지는 것이 방지되도록 하는 변속기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 변속기는 차량 속도에 따라 엔진의 회전 RPM을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 제어될 수 있으며, 차량 내부에는 운전자가 변속기의 기어비를 바꿀 수 있도록 하는 변속 레버가 구비되어 있다.
변속기의 변속 모드로는 운전자가 수동으로 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 운전자가 주행단(D)을 선택한 경우 차량 속도에 따라 자동으로 변속단이 바뀌는 자동 변속 모드가 있다.
또한, 수동 변속 모드와 자동 변속 모드를 함께 수행할 수 있는 스포츠 모드가 사용되고 있으며, 스포츠 모드는 기본적으로 자동 변속 모드를 수행하면서 운전자가 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속 모드를 수행하게 된다.
최근에는 변속기와 기계적인 케이블로 연결되는 기계식 변속 레버 대신에 전자식 변속 레버를 통해 운전자의 변속 레버 조작에 따른 변속 신호를 전달하고, 변속 신호에 따라 변속기의 제어가 이루어지도록 하는 시프트 바이 와이어(Shift By Wire) 시스템이 사용되고 있다.
시프트 바이 와이어 시스템은 운전자의 변속 레버 조작력을 기계적인 연결 구조를 통해 변속기에 전달하지 않고, 전자식 변속 레버로부터 운전자의 변속 레버 조작에 따른 변속 신호를 액추에이터 등과 같이 변속기의 제어에 필요한 각종 구성 요소를 포함하는 변속기 제어 장치가 전달받아 변속기를 제어하는 시스템을 말한다.
시프트 바이 와이어 시스템은 기계식 변속 레버와는 달리 기계적인 케이블 연결 구조가 없으며, 운전자의 변속 레버 조작을 전기적 신호로 전달하기 때문에 기계식 변속 레버와는 달리 레버 조작력이나 조작감이 우수하며 변속 조작을 위해 필요로 하는 공간이 적으며 조작이 간편한 특징을 가진다.
이때, 변속기 제어 장치는 변속기와 연결되는 샤프트를 회전시켜 변속 신호에 대응되는 변속단이 선택되도록 하게 되고, 변속기 제어 장치를 구성하는 구성 요소 간의 조립 편차가 발생하여 샤프트가 정위치를 벗어나도록 회전되는 경우에는 불완전한 변속이 이루어지게 되어 변속기의 파손이나 고장이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 조립 편차가 발생하는 경우에도 샤프트의 위치를 보정하여 불완전한 변속이 이루어지지 않도록 하는 방안이 요구되고 있다.
공개특허공보 제10-2020-0068400호 (2020.06.15. 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 샤프트의 위치 보정을 통해 조립 편차에 의한 불완전한 변속이 이루어지는 것이 방지되도록 하는 변속기 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 장치는, 단부에 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈이 형성되는 디턴트 플레이트와 연결되는 샤프트를 회전시켜 상기 샤프트와 연결되는 변속기의 변속단이 전환되도록 하는 액추에이터; 상기 복수의 변속단 각각에 대한 상기 샤프트의 위치값을 저장하는 위치 저장부; 상기 저장된 위치값에 따라 디턴트 핀이 상기 복수의 디턴트 홈 중 변속 신호에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치하도록 상기 액추에이터를 제어하는 변속 제어부; 및 적어도 하나의 보정 조건 만족 시 일정 시간 동안 상기 샤프트가 회전축을 중심으로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되도록 하는 보정 신호를 상기 변속 제어부로 전달하는 위치 보정부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 변속단 각각에 대응되는 상기 디턴트 핀의 정위치는, 상기 복수의 디턴트 홈 각각의 골일 수 있다.
상기 적어도 하나의 보정 조건은, 시동 여부, 시동 횟수, 주행 거리, 경과 시간, 변속단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 변속 제어부는, 상기 보정 신호 전달 시 일정 시간 동안 상기 샤프트가 양방향으로 설정 각도로 교대로 회전되도록 할 수 있다.
상기 디턴트 핀은, 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 디턴트 플레이트의 단부에 접촉되는 방향으로 힘을 받게 되며, 상기 복수의 디턴트 홈 중 어느 하나의 골과 정점 사이에 위치하는 상기 디턴트 핀은, 상기 보정 동작 수행 시 상기 디턴트 플레이트가 양방향으로 교대로 회전될 때마다 상기 탄성력에 의해 상기 골을 향하는 방향으로의 변위가 상기 정점을 향하는 방향으로 변위보다 커질 수 있다.
상기 탄성 부재의 탄성력은, 상기 디턴트 플레이트가 상기 회전축을 중심으로 양방향 중 어느 하나의 방향으로 회전될 때 상기 샤프트의 회전을 방해하는 힘으로 작용하고, 다른 하나의 방향으로 회전될 때 상기 샤프트의 회전을 도와주는 힘으로 작용할 수 있다.
상기 위치 보정부는, 상기 보정 동작 수행 이후 상기 샤프트에 구비되는 센서부를 통해 상기 샤프트의 위치값을 감지하며, 상기 저장된 위치값과 상기 감지된 위치값을 비교하여 오프셋을 산출하고, 상기 산출된 오프셋을 상기 위치 저장부에 저장된 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 반영할 수 있다.
상기 위치 보정부는, 상기 산출된 오프셋이 설정 범위에 포함되는 경우 상기 산출된 오프셋을 상기 위치 저장부에 저장된 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 반영할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 방법은, 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈이 형성되는 디턴트 플레이트와 연결되는 샤프트가 일정 시간 동안 회전축을 중심으로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되는 단계; 상기 보정 동작 수행 이후, 상기 샤프트의 위치값을 감지하는 단계; 상기 복수의 디턴트 홈 중 디턴트 핀이 삽입되어 위치되는 디턴트 홈에 대응되는 상기 샤프트의 초기 위치값과 상기 감지된 위치값을 비교하여 오프셋을 산출하는 단계; 및 상기 오프셋을 상기 초기 위치값에 반영하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정 동작이 수행되는 단계 이전에, 상기 보정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 보정 조건을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 반영하는 단계는, 상기 복수의 변속단 각각에 대한 상기 샤프트의 초기 위치값에 상기 오프셋을 반영하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반영하는 단계는, 상기 오프셋이 설정 범위에 포함되는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 오프셋이 반영된 상기 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 따라 변속 신호에 대응되는 변속단이 선택되도록 상기 샤프트를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 변속기 제어 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
적어도 하나의 보정 조건이 만족될 때 각 변속단에 대한 샤프트의 위치를 보정하기 때문에 조립 편차에 의해 샤프트가 각 변속단의 정위치로 회전되지 않아 불완전한 변속이 이루어지는 것이 방지될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 장치가 도시된 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시프트 바이 와이어 시스템이 도시된 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터가 도시된 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디턴트 플레이트가 도시된 개략도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디턴트 플레이트의 회전 시 디턴트 플레이트의 복수의 디턴트 홈 중 어느 하나에 삽입되어 위치하는 디턴트 핀이 도시된 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보정 동작이 도시된 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위치 저장부에 저장되는 샤프트의 위치값이 도시된 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 방법이 도시된 순서도.
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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
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, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 변속기 제어 장치 및 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 장치의 구성이 도시된 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 장치(1)는 액추에이터(100), 위치 저장부(200), 변속 제어부(300) 및 위치 보정부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 변속기 제어 장치(1)는 도 2와 같이 시프트 바이 와이어 변속 시스템에서 변속 장치(2)의 조작에 의해 생성되는 복수의 변속단 중 어느 하나에 대응되는 변속 신호를 전달받아 변속기(3)의 변속단이 전환되도록 하는 역할을 할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 변속 장치(2)로부터 P, R, N, D단 중 어느 하나의 변속단에 대응되는 변속 신호가 생성되어 전달되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
변속 장치(2)로부터 전달되는 변속 신호에 대응되는 변속단이 P, R, N, D단인 것은 변속 장치(2)를 통해 선택 가능한 변속단이 P, R, N, D단이기 때문이며, 변속 장치(2)를 통해 선택 가능한 변속단에 따라 변속 장치(2)로부터 전달되는 변속 신호에 대응되는 변속단은 달라질 수 있다.
예를 들어, 변속 장치(2)를 통해 선택 가능한 변속단이 주차단(P단)과 비주차단(Not P단)인 경우에는 변속 장치(2)로부터 전달되는 변속 신호에 대응되는 변속단은 주차단과 비주차단일 수 있는 것이다.
이때, 도 2에서는 본 발명의 변속기 제어 장치(1)가 변속 장치(2)로부터 전달되는 변속 신호에 따라 변속단이 전환되도록 하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 차량의 시동 온/오프, 도어 열림 여부 등과 같은 차량 상태에 대응되는 변속 신호를 전달받아 변속단이 전환되도록 할 수도 있다.
액추에이터(100)는 변속 장치(2)로부터 전달되는 변속 신호에 따라 변속기(3)와 연결되는 샤프트(510)를 회전시켜 변속기(3)의 변속단이 전환되도록 하는 역할을 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터가 도시된 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디턴트 플레이트가 도시된 개략도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(100)는 변속기(3)와 연결되는 샤프트(510)를 회전시켜 변속단이 전환되도록 하는 역할을 할 수 있다.
액추에이터(100)는 변속 제어부(300)의 제어에 따라 샤프트(510)가 회전축(Ax)을 중심으로 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전되도록 구동력을 제공하여 변속기(3)의 변속단이 전환되도록 할 수 있으며, 이하 본 발명의 실시예에서 액추에이터(100)에서 디턴트 플레이트(520)를 바라보는 방향을 기준으로 제1 방향은 시계 방향이고, 제2 방향은 반시계 방향인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
예를 들어, 액추에이터(100)에 의해 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전되는 경우에는 D, N, R, P단의 순서로 변속단이 전환되고, 액추에이터(100)에 의해 샤프트(510)가 제2 방향으로 회전되는 경우에는 P, R, N, D단의 순서로 변속단이 전환될 수 있으며, 샤프트(510)의 회전에 따라 전환되는 변속단은 변속 장치(2)를 통해 선택 가능한 변속단에 따라 달라질 수 있다.
이때, 샤프트(510)는 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈(521, 522, 523, 524)이 형성되는 디턴트 플레이트(520)와 연결될 수 있고, 이로 인해 샤프트(510) 및 디턴트 플레이트(520)는 서로 상대적인 움직임이 없도록 일체로 회전될 수 있다.
복수의 디턴트 홈(521, 522, 523, 524)은 디턴트 플레이트(520)의 단부에 디턴트 플레이트(520)의 회전 방향을 따라 배치되도록 형성될 수 있고, 샤프트(510)의 회전 각도에 따라 디턴트 플레이트(520)의 복수의 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 어느 하나에 디턴트 핀(530)이 삽입되어 위치될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 복수의 디턴트 홈(521, 522, 523, 524)를 시계 방향으로 제1 디턴트 홈(521), 제2 디턴트 홈(522), 제3 디턴트 홈(523) 및 제4 디턴트 홈(524)이라 칭하기로 하며, 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 각각이 P, R, N, D단에 대응되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 디턴트 플레이트(520)에 형성되는 디턴트 홈의 개수는 변속 장치(2)를 통해 선택 가능한 변속단에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전되어 디턴트 핀(530)이 제1 디턴트 홈(521)에 위치되도록 디턴트 플레이트(520)가 회전되는 경우에는 도 5와 같이 P단으로 전환되는 것으로 이해될 수 있고, 디턴트 핀(530)이 제1 디턴트 홈(521)에 삽입되어 위치된 상태에서 샤프트(510)가 제2 방향으로 회전되어 디턴트 핀(530)이 제4 디턴트 홈(524)에 위치되도록 디턴트 플레이트(520)가 회전되는 경우에는 도 6과 같이 D단으로 전환되는 것으로 이해될 수 있다.
이때, 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524)은 각각 골(521a, 522a, 523a, 524a)과 디턴트 플레이트(520)의 회전 방향으로 골(521a, 522a, 523a, 524a)의 양측에 위치하는 정점(525a, 525b, 525c, 525d, 525d)을 가질 수 있다.
디턴트 핀(530)은 탄성 부재(531)의 탄성력에 의해 디턴트 플레이트(520)의 단부에 접촉되는 방향으로 힘을 받게 되며, 이로 인해 디턴트 플레이트(520)의 회전 시 디턴트 핀(530)은 디턴트 플레이트(520)의 단부에 접촉된 상태를 유지하면서 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 어느 하나의 디턴트 홈으로부터 인접한 다른 하나의 디턴트 홈에 위치될 수 있고, 이 경우 디턴트 핀(530)은 롤러로 구성되어 디턴트 플레이트(520)의 회전 시 디턴트 핀(530)의 원활한 이동을 가능하게 할 수 있다.
위치 저장부(200)는 복수의 변속단 각각에 대응되는 샤프트(510)의 위치값을 저장할 수 있으며, 변속 제어부(300)는 위치 저장부(200)에 저장된 위치값을 토대로 샤프트(510)가 변속 장치(2)로부터 전달되는 변속 신호에 대응되는 위치를 가지도록 액추에이터(100)를 제어하여 샤프트(510)가 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전되도록 할 수 있다.
이때, 위치 저장부(200)에 저장되는 위치값은 사전에 설정된 복수의 변속단 각각에 대응되는 샤프트(510)의 초기 위치값으로 이해될 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 실시예에서 복수의 변속단 각각의 정위치는 디턴트 핀(530)이 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 각각의 골(521a, 522a, 523a, 524a)에 위치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 위치 저장부(200)에는 디턴트 핀(530)이 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 각각의 골(521a, 522a, 523a, 524a)에 위치되도록 사전에 설정된 샤프트(510)의 초기 위치값이 저장될 수 있는 것이다.
예를 들어, 위치 저장부(200)에는 디턴트 핀(530)이 P단에 대응되는 제1 디턴트 홈(521)의 골(521a)에 위치하도록 하기 위한 위치값으로서 시계 방향으로의 회전 각도를 나타내는 위치값과 반시계 방향으로의 회전 각도를 나타내는 위치값이 각각 저장될 수 있으며, 나머지 변속단(R, N, D단)도 P단과 유사한 방식으로 제2 내지 제4 디턴트 홈(522, 523, 524) 각각의 골(522a, 523a, 524a)에 디턴트 핀(530)이 위치하도록 하기 위한 위치값이 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 복수의 변속단 각각에 대응되는 샤프트(510)의 위치값으로서 시계 방향으로의 회전 각도를 나타내는 위치값과 반시계 방향으로의 회전 각도를 나타내는 위치값을 저장하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 복수의 변속단 각각에 대한 위치값의 보완을 위한 것으로서, 이에 한정되지 않고, 위치 저장부(200)에는 복수의 변속단 각각에 대응되는 샤프트(510)의 위치값으로서 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 하나의 방향으로의 회전 각도를 나타내는 위치값이 저장될 수도 있다.
이때, 샤프트(510)에는 샤프트(510)의 회전 각도를 판단하기 위한 인히비터 센서 등의 센서부(511)가 구비될 수 있으며, 변속 제어부(300)는 센서부(511)에 의해 감지된 위치값에 따라 액추에이터(100)를 제어할 수 있게 된다.
한편, 샤프트(510)에 센서부(511)를 조립하거나 샤프트(510)에 액추에이터(100)를 조립하는 과정에서 조립 편차가 발생할 수 있으며, 이 경우 변속 제어부(300)가 위치 저장부(200)에 저장된 위치값에 따라 샤프트(510)를 회전시키는 경우에도 디턴트 핀(530)이 정위치를 벗어나 위치되도록 디턴트 플레이트(520)가 회전될 수 있고, 이는 불완전한 변속으로 이어지게 되어 변속기(3)의 파손이나 고장으로 이어질 가능성이 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에서 위치 보정부(400)는 적어도 하나의 보정 조건이 만족되는 경우 디턴트 핀(530)이 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 어느 하나의 골(521a, 522a, 523a, 524a)에 위치되도록 하기 위한 보정 동작이 수행되도록 하게 된다.
본 발명의 실시예에서 적어도 하나의 보정 조건은 차량 속도, 차량의 시동 여부, 차량의 시동 횟수, 차량의 주행 거리, 이전 보정 동작 수행 이후 경과 시간, 변속단 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 위치 보정부(400)가 보정 동작의 수행을 위하여 판단하는 보정 조건은 추가, 삭제 또는 변경될 수 있다.
위치 보정부(400)는 전술한 보정 조건들 중 어느 하나의 보정 조건이 만족되는 경우 보정 동작이 수행되도록 할 수도 있고, 둘 이상의 보정 조건이 동시에 만족되는 경우 보정 동작이 수행되도록 할 수 있다.
예를 들어, 위치 보정부(400)는 보정 동작의 수행으로 인한 차량 사고가 발생되는 것이 방지되도록 차량 속도가 기준 속도 이하이고 변속단이 P단이나 N단과 같이 비주행단일 경우 보정 조건이 만족되는 것으로 판단하여 보정 동작이 수행되도록 할 수 있다.
위치 보정부(400)는 적어도 하나의 보정 조건이 만족되는 경우 보정 동작을 위한 보정 신호를 생성하여 출력하게 되며, 변속 제어부(300)는 위치 보정부(400)로부터 보정 신호가 전달되는 경우 샤프트(510)가 일정 시간 동안 설정 각도로 제1 방향과 제2 방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되도록 액추에이터(100)를 제어할 수 있다.
디턴트 핀(530)이 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 어느 하나의 골과 정점 사이에 위치되는 경우, 변속 제어부(300)에 의해 보정 동작이 수행되는 동안 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전될 때와 제2 방향으로 회전될 때의 서로 다른 변위를 가지게 된다.
즉, 디턴트 핀(530)은 탄성 부재(531)에 의해 디턴트 플레이트(520)의 단부에 접촉되는 방향으로 힘을 받고 있는 상태이기 때문에 액추에이터(100)로부터 일정한 토크가 발생되어 샤프트(510)가 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전되는 경우에는 탄성 부재(531)의 탄성력이 샤프트(510)의 회전을 방해하는 힘으로 작용하게 되고, 다른 하나의 방향으로 회전되는 경우에는 샤프트(510)의 회전을 도와주는 힘으로 작용하게 되어 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전될 때와 제2 방향으로 회전될 때 샤프트(510)의 회전 각도가 서로 다르게 되어 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전될 때와 제2 방향으로 회전될 때 디턴트 핀(530)은 상대적으로 서로 다른 변위를 가지게 되는 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보정 동작 수행 시 디턴트 핀의 위치가 도시된 개략도로서, 도 7은 변속 장치(2)로부터 N단에 대응되는 변속 신호가 전달되어 디턴트 핀(530)이 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 N단에 대응되는 제3 디턴트 홈(523)에 삽입되어 위치된 경우의 일 예이다.
도 7을 참조하면, 액추에이터(100)나 센서부(511)의 조립 편차가 발생하는 경우, 디턴트 핀(530)은 제1 내지 제4 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 N단에 대응되는 제3 디턴트 홈(523)의 골(523a)이 아닌 제3 디턴트 홈(523)의 골(523a)과 R단 방향의 정점(525c) 사이에 위치될 수 있다.
위치 보정부(400)는 적어도 하나의 보정 조건이 만족되는 경우 샤프트(510)의 위치 보정을 위한 보정 신호를 생성하여 출력하게 되고, 변속 제어부(300)는 샤프트(510)가 제1 방향 및 제2 방향으로 설정 각도로 교대로 회전되도록 하는 동작이 수행되도록 하게 된다.
즉, 보정 동작 수행 이전에 제3 디턴트 홈(523) 내에서 디턴트 핀(530)이 접촉되는 지점을 I라 할 때, 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전하는 경우 디턴트 핀(530)의 변위(d1)에 비하여 샤프트(510)가 제2 방향으로 회전하는 경우의 디턴트 핀(530)의 변위(d2)가 더 커지기 때문에 샤프트(510)가 시계 방향과 반시계 방향으로 각각 1회씩 회전되는 1사이클이 지난 시점에서는 이전 시점에 비하여 디턴트 핀(530)이 I를 기준으로 제3 디턴트 홈(523)의 골(523a)에 더 가깝게 위치하게 되고, 이후 매 사이클이 지날 때마다 점차적으로 디턴트 핀(530)이 제3 디턴트 홈(523)의 골(523a)에 가까워지게 위치되어 결과적으로 디턴트 핀(530)이 제3 디턴트 홈(523)의 골(523a)에 위치할 수 있게 되어 샤프트(510)가 N단에 대응되는 정위치로 회전된 상태를 가지게 되는 것이다.
이와 같이, 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전할 때 디턴트 핀(530)의 변위와 샤프트(510)가 제2 방향으로 회전할 때 디턴트 핀(530)의 변위가 서로 다른 것은 샤프트(510)가 제1 방향으로 회전할 때는 탄성 부재(531)이 탄성력이 샤프트(510)의 회전을 방해하는 힘으로 작용하고 샤프트(520)가 제2 방향으로 회전할 때는 탄성 부재(531)의 탄성력이 샤프트(510)의 회전을 도와주는 힘으로 작용하여 샤프트(510)의 회전 각도라 서로 달라지기 때문이다.
이때, 도 7은 샤프트(510)가 시계 방향과 반시계 방향으로 각각 1회씩 회전되는 1사이클이 도시된 경우의 일 예로서, 보정 동작이 수행되는 동안 도 7의 과정이 반복적으로 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
위치 보정부(400)는 보정 동작이 수행된 이후, 센서부(511)를 통해 샤프트(510)의 위치를 감지하게 되고, 위치 저장부(200)에 저장된 위치값 중 디턴트 핀(530)이 위치한 디턴트 홈에 대응되는 변속단의 위치값과 보정 동작 이후 샤프트(510)의 감지된 위치값을 비교하여 오프셋을 산출하게 된다.
예를 들어, 초기에 위치 저장부(200)에 저장된 위치값 중 N단에 대응되는 위치값이 시계 방향으로 c이고, 반시계 방향으로 100-c라 가정하고, 보정 동작 수행 이후 위치 보정부(400)에 의해 감지된 샤프트(510)의 위치값이 시계 방향으로 +α가 추가적으로 회전된 경우, 위치 보정부(400)는 위치 저장부(200)에 저장된 N단에 대응되는 위치값을 시계 방향으로 a+α, 반시계 방향으로 100-a-α로 보정하게 되는 것이다.
이때, a와 100-a는 360도를 100이라 가정할 때 시계 방향과 반시계 방향으로 샤프트(510)의 회전 각도를 나태는 위치값으로 이해될 수 있다.
또한, 위치 보정부(200)는 N단 뿐만 아니라 나머지 변속단에 대응되는 위치값도 전술한 N단의 위치값과 유사한 방법으로 보정하게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위치 저장부에 저장된 위치값이 도시된 개략도로서, 도 8은 위치 보정부(400)에 의해 산출된 오프셋이 시계 방향으로 +α인 경우의 일 예이다.
도 8을 참조하면, 보정 동작 수행 전에는 P, R, N, D단 각각에 대한 샤프트(510)의 시계 방향으로의 위치값(S1)이 a, b, c, d이고, 반시계 방향으로의 위치값(S2)이 100-a, 100-b, 100-c, 100-d인 것을 알 수 있다.
이때, 위치 보정부(400)에 의해 산출된 오프셋이 시계 방향으로 +α인 경우 산출된 +α가 각 변속단에 대응되는 위치값에 동일하게 적용되어 보정 동작 이후에는 P, R, N, D단 각각에 대한 샤프트(510)의 시계 방향으로의 위치값(S1)은 a+α, b+α, c+α, d+α이고, 반시계 방향으로의 위치값(S2)은 100-a-α, 100-b-α, 100-c-α, 100-d-α로 보정되는 것이다.
도 8에서 반시계 방향으로의 위치값에 -α가 적용된 것은 시계 방향으로의 회전 각도가 증가하는 경우 반시계 방향으로의 회전 각도는 감소되기 때문이다.
한편, 위치 보정부(400)는 보정 동작의 수행 이후 산출된 오프셋이 설정 범위에 포함되는지를 판단하고, 산출된 오프셋이 설정 범위에 포함되는 경우 산출된 오프셋을 위치 저장부(200)에 저장된 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 반영하여 위치값이 보정되도록 할 수 있다.
이때, 위치 보정부(400)가 산출된 오프셋이 설정 범위를 벗어나는지를 판단하는 것은, 산출된 오프셋이 설정 범위를 벗어나는 경우에는 과도한 오프셋으로 인하여 보정 동작 수행 이후에도 디턴트 핀(530)이 정위치에 위치되지 않을 가능성이 높기 때문이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 방법이 도시된 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변속기 제어 방법은, 먼저 위치 보정부(400)가 적어도 하나의 보정 조건이 만족되는지를 판단하게 된다(S110).
즉, 위치 보정부(400)는 차량 속도, 차량의 시동 여부, 시동 횟수, 주행 거리, 경과 시간, 변속단 등을 포함하는 다양한 보정 조건 중 적어도 하나가 만족되는지를 판단하고, 그 판단 결과 적어도 하나의 보정 조건이 만족되는 경우 보정 동작의 수행을 위하여 보정 신호를 생성하여 출력하게 된다.
변속 제어부(300)는 위치 보정부(400)로부터 전달되는 보정 신호에 따라 샤프트(510)가 회전축(Ax)을 중심으로 설정 각도로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 일정 시간 동안 반복적으로 수행되도록 하게 된다(S120).
위치 보정부(400)는 보정 동작 수행 이후 샤프트(510)의 위치값을 감지하고(S130), 위치 저장부(200)에 저장된 사전 설정된 위치값과 감지된 위치값을 비교하여 오프셋을 산출하게 된다(S140).
위치 보정부(400)는 산출된 오프셋이 설정 범위에 포함되는지를 판단하고(S150), 산출된 오프셋이 설정 범위에 포함되는 경우 산출된 오프셋을 위치 저장부(200)에 저장된 사전 설정된 위치값에 반영하여 복수의 변속단 각각에 대한 샤프트(510)의 위치값이 보정되도록 하게 된다(S160).
이때, S150 단계에서 산출된 오프셋이 설정 범위를 벗어나는 경우, 위치 보정부(400)는 전술한 S120 내지 S150 단계의 보정 동작이 반복 수행되도록 하게 되며, 설정된 반복 횟수의 보정 동작이 수행된 이후에도 산출된 오프셋이 설정 범위를 벗어난 경우에는 운전자에게 이를 통지하여 수리 등의 신속한 대처가 이루어지도록 할 수 있다.
또한, S160 단계에서 샤프트(510)에 대한 위치 보정이 완료된 이후 변속 제어부(300)는 오프셋이 반영된 복수의 변속단 각각에 대한 보정된 위치값에 따라 변속 신호에 대응되는 변속단이 선택되도록 액추에이터(100)를 제어할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 변속기 제어 장치 및 방법은 적어도 하나의 보정 조건이 만족되는 경우 디턴트 핀(530)이 복수의 디턴트 홈(521, 522, 523, 524) 중 어느 하나의 골에 위치하도록 샤프트(510)의 위치가 보정되도록 하여 서로 조립되는 구성 요소 간의 조립 편차로 인하여 불완전한 변속이 이루어지는 것이 방지될 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 액추에이터
200: 위치 저장부
300: 변속 제어부
400: 위치 보정부
510: 샤프트
520: 디턴트 플레이트
521, 522, 523, 524: 디턴트 홈
521a, 522a, 523a, 524a: 골
525a, 525b, 525c, 525d, 525e: 정점
530: 디턴트 핀
531: 탄성 부재

Claims (13)

  1. 단부에 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈이 형성되는 디턴트 플레이트와 연결되는 샤프트를 회전시켜 상기 샤프트와 연결되는 변속기의 변속단이 전환되도록 하는 액추에이터;
    상기 복수의 변속단 각각에 대한 상기 샤프트의 위치값을 저장하는 위치 저장부;
    상기 저장된 위치값에 따라 디턴트 핀이 상기 복수의 디턴트 홈 중 변속 신호에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치하도록 상기 액추에이터를 제어하는 변속 제어부; 및
    적어도 하나의 보정 조건 만족 시 일정 시간 동안 상기 샤프트가 회전축을 중심으로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되도록 하는 보정 신호를 상기 변속 제어부로 전달하는 위치 보정부를 포함하며,
    상기 디턴트 핀은,
    탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 디턴트 플레이트의 단부에 접촉되는 방향으로 힘을 받게 되며,
    상기 복수의 디턴트 홈 중 어느 하나의 골과 정점 사이에 위치하는 상기 디턴트 핀은,
    상기 보정 동작 수행 시 상기 샤프트에 의해 상기 디턴트 플레이트가 양방향으로 교대로 회전될 때마다 상기 탄성력에 의해 상기 골을 향하는 방향으로의 변위가 상기 정점을 향하는 방향으로 변위보다 커지게 되는 변속기 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 변속단 각각에 대응되는 상기 디턴트 핀의 정위치는,
    상기 복수의 디턴트 홈 각각의 골인 변속기 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보정 조건은,
    차량 속도, 시동 여부, 시동 횟수, 경과 시간, 주행 거리, 변속단 중 적어도 하나를 포함하는 변속기 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 제어부는,
    상기 보정 신호 전달 시 일정 시간 동안 상기 샤프트가 양방향으로 설정 각도로 교대로 회전되도록 하는 변속기 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 탄성력은,
    상기 디턴트 플레이트가 상기 회전축을 중심으로 양방향 중 어느 하나의 방향으로 회전될 때 상기 샤프트의 회전을 방해하는 힘으로 작용하고, 다른 하나의 방향으로 회전될 때 상기 샤프트의 회전을 도와주는 힘으로 작용하는 변속기 제어 장치.
  7. 단부에 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈이 형성되는 디턴트 플레이트와 연결되는 샤프트를 회전시켜 상기 샤프트와 연결되는 변속기의 변속단이 전환되도록 하는 액추에이터;
    상기 복수의 변속단 각각에 대한 상기 샤프트의 위치값을 저장하는 위치 저장부;
    상기 저장된 위치값에 따라 디턴트 핀이 상기 복수의 디턴트 홈 중 변속 신호에 대응되는 디턴트 홈에 삽입되어 위치하도록 상기 액추에이터를 제어하는 변속 제어부; 및
    적어도 하나의 보정 조건 만족 시 일정 시간 동안 상기 샤프트가 회전축을 중심으로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되도록 하는 보정 신호를 상기 변속 제어부로 전달하는 위치 보정부를 포함하며,
    상기 위치 보정부는,
    상기 보정 동작 수행 이후 상기 샤프트에 구비되는 센서부를 통해 상기 샤프트의 위치값을 감지하고, 상기 저장된 위치값과 상기 감지된 위치를 비교하여 그 차이에 따른 오프셋을 산출하고, 상기 산출된 오프셋을 상기 위치 저장부에 저장된 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 반영하는 변속기 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 산출된 오프셋이 설정 범위에 포함되는 경우 상기 산출된 오프셋을 상기 위치 저장부에 저장된 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 반영하는 변속기 제어 장치.
  9. 복수의 변속단 각각에 대응되는 복수의 디턴트 홈이 형성되는 디턴트 플레이트와 연결되는 샤프트가 일정 시간 동안 회전축을 중심으로 양방향으로 교대로 회전되도록 하는 보정 동작이 수행되는 단계;
    상기 보정 동작 수행 이후, 상기 샤프트의 위치값을 감지하는 단계;
    상기 복수의 디턴트 홈 중 디턴트 핀이 삽입되어 위치되는 디턴트 홈에 대응되는 상기 샤프트의 초기 위치값과 상기 감지된 위치값을 비교하여 오프셋을 산출하는 단계; 및
    상기 오프셋을 상기 초기 위치값에 반영하는 단계를 포함하는 변속기 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보정 동작이 수행되는 단계 이전에,
    상기 보정 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 보정 조건을 판단하는 단계를 더 포함하는 변속기 제어 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 반영하는 단계는,
    상기 복수의 변속단 각각에 대한 상기 샤프트의 초기 위치값에 상기 오프셋을 반영하는 단계를 포함하는 변속기 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반영하는 단계는,
    상기 오프셋이 설정 범위에 포함되는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 변속기 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 오프셋이 반영된 상기 복수의 변속단 각각에 대응되는 위치값에 따라 변속 신호에 대응되는 변속단이 선택되도록 상기 샤프트를 회전시키는 단계를 더 포함하는 변속기 제어 방법.
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