KR20010077973A - 자동화된 수동 트랜스미션의 맞물린 기어 단계를감시관리하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동화된 수동 트랜스미션의 맞물린 기어 단계를 감시관리하기 위한 방법에 관한 것으롯, 스위칭 레인을 선택하고, 기어단계를 전환하기 위해 적어도 하나의 액추에이터가 장착되며, 그리고 하나의 클러치를 이용하여 하나의 구동모터와 연결 가능한 자동화된 수동 트랜스미션의 넣어진 기어단계를 감시관리하기 위해 제안된 것이다. 동시에 상기 방법에 있어서 액추에이터와 기어단계간의 기계적 동력전달 경로의 강성이 감시되며, 그리고 확인된 강성이 설정강성으로부터 편차를 나타낼 때 클러치의 차단은 억제된다.

Description

자동화된 수동 트랜스미션의 맞물린 기어 단계를 감시관리하기 위한 방법{method for monitoring the engaged gear step of the automated manual transmission}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 개념에 따라 자동화된 수동 트랜스미션(automated manual transmission)의 넣어질 기어단계를 감시관리하기 위한 방법에 관한 것이다.

자동차량용 수동 트랜스미션은 이미 많은 유형의 형태로 공지되어 있다. 수동 트랜스미션이라고 하면 지금까지 주로 수동 전용 수동 트랜스미션으로서 이해되어 왔다. 그러한 트랜스미션의 경우 상기 트랜스미션을 장착한 자동차량의 운전자는 스위칭 레인(switching lane)의 선택작동(selecting operation) 및 기어 전환 작동(switching operation) 실현 등을 시프트 레버(shift lever)를 이용하여 손으로 실행하였다. 그 동안 손으로 작동되는 수동 트랜스미션과 더불어 거의 자동화된 수동 트랜스미션이 공지되었다. 그런 경우 선택된 기어단계의 선택 및 전환 작동이 예를 들어 프로그램 제어되는 식으로 수동 트랜스미션에 장치된 액추에이터(actuator)를 통해 진행된다. 예를 들어 H-시프트 패턴(shift pattern)에서 작동되는 수동 트랜스미션의 위치를 통해 상기 수동 전용 수동 트랜스미션을 장착한 차량의 운전자는 트랜스미션이 현재 어느 기어 단계에 있는 가를 알게 된다. 만약 시프트 레버와 트랜스미션 내부의 작동 요소 사이의 동력 전달 경로에 있어서 예를 들어 시프트 레일(shift rail)이 파손되는 형태로 결함이 발생한다면, 운전자는 시프트 레버에 있어서 선택 또는 전환 시에 그러한 점을 확인할 수 있게 된다.

만약 자동화된 수동 트랜스미션에 있어서 예를 들어 트랜스미션의 작동 요소가 결함이 발생했다는 점에 근거하여 전환될 기어단계의 스위칭 레인의 선택 작동이 제 기능을 실행하지 못한다면, 이러한 점은 새로운 목표 기어단계에도 불구하고 풀리게 될 기존 기어단계로 다시 넣어진다는 점이 초래될 수 있다. 예를 들어 자동화된 수동 트랜스미션의 2개의 전기모터에 의한 선택작동 및 전환작동을 측정하기 위해 상기 두 모터들 내에서 변위(displacement) 측정이 이루어질 수 있으며, 그럼으로써 상기 모터들에 이어 직렬로 연결되는 기계장치에서의 결함은 측정될 수 없다.

그러므로 본 발명의 목적은 자동화된 수동 트랜스미션의 넣어지는 기어단계를 감시관리하기 위한 방법을 제공함으로써, 의도하지 않은 기어단계가 비의도적으로 넣어지는 것에 의한 상호 결합을 감지하며 그리고 차량의 엔진으로부터 구동모터로의 동력 흐름이 생성되는 것을 억제하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 해결하기 위해 특허청구의 범위 제1항에 제시된 특징들을 포함한다. 본 방법의 바람직한 형성예들은 그 외 종속항들에 기술되어 있다.

도 1은 액추에이터에 놓이는 제어전압과, 상기 액추에이터로부터 야기되는 회전각도간의 상호연관성을 도시하기 위한 도표이다.

도 2는 강성을 도시하기 위한 도표이다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따라서, 스위칭 레인을 선택하고, 기어단계를 전환하기 위해 적어도 하나의 액추에이터를 장착하고 있으며 그리고 클러치에 의해 하나의 구동모터와 연결될 수 있는 자동화된 수동 트랜스미션의 넣어지는 기어단계를 감시관리하기 위한 방법이 설정되어 있다. 또한 본 방법에 따라서 액추에이터와 기어단계 간의 기계적 동력전달 경로의 강성(stiffness)도 감시관리되며 그리고 확인된 강성이 설정 강성(set stiffness)으로부터 일탈될 때 클러치의 차단이 억제되는 것이다.

자동화된 수동 트랜스미션을 실현하기 위해, 비용 절감의 이유에서 공지된 수동 전용 수동 트랜스미션에 추가 해결법(Add-on solution)으로 제공되는 액추에이터를 장치하는 시도가 이루어졌다. 동시에 예를 들어 선택 작동에 대해 하나의 액추에이터가 장치되며, 그리고 전환 작동에 대해 또 다른 액추에이터가 설치되는데, 상기 두 액추에이터 모두 하나의 기어비를 갖는 전기 기기를 형성할 수 있다. 이를 통해 상기 자동화된 수동 트랜스미션의 경우 액추에이터와, 예를 들어 기어휠(gear wheel)과 같은 기어축 컴포넌트(gear shaft component) 사이의 동력전달 경로에 상이한 강성이 나타나는 것을 알 수 있었다.

이때 강성은 액추에이터로부터 생성된 동력에 따라서 변형(deformation) 특성 혹은 위치일탈(dislocation) 특성을 나타냈으며, 그로 인해 상기 강성은 스프링 상수(spring constant) 또는 스프링 비(spring rate)와 비교 가능하다. 수동 전용 수동 트랜스미션은 대개 개개의 전진기어단계에서 상이한 강성을 포함하며, 동시에 전진기어의 강성은 대개 후진기어 단계의 기어와 유의적으로(significantly) 구분된다. 이번에는 본 발명에 따라 후진기어 및 전진기어가 넣어질 때, 그리고 또한 특히 1단 전진기어가 넣어질 때 강성의 유의차(significant difference)가 평가되며, 이는 비록 1단 전진기어가 프로그램 제어식으로 넣어진다고 하더라도 잘못된 방식으로 예를 들어 후진기어가 넣어지는 것을 억제하기 위한 것이다.

전진기어들과 후진기어의 강성은 트랜스미션 계열(transmission series) 내에서 제어될 수 있긴 하지만, 1단 전진기어와 후진기어 사이의 계열 내 유의차가 존재한다. 상기 유의차는 전진기어, 특히 1단 전진기어가 넣어졌는지, 혹은 후진기어가 넣어졌는지를 구분하기 위해 고려대상이 될 수 있다. 상이한 자동화된 수동 트랜스미션이 상이한 액추이에터를 갖추고 있으며, 그 강성이 1단 전진기어가 넣어질 때, 그리고 후진기어가 넣어질 때 파악된다고 한다면, 1단 전진기어에 대해 그리고 후진기어에 대한 설정 강성(set stiffness)이 측정될 수 있다. 그런 다음 이러한 설정 강성은 확인되는 강성과 설정 강성을 비교하기 위한 기준값(reference value)으로서 고려될 수 있으며, 그럼으로써 그러한 평가에 근거하여 예를 들어 실제로 1단 기어가 넣어졌는지, 그리고 올바르게 후진기어가 넣어졌는지 혹은 그 반대의 현상이 발생했는지가 확인될 수 있으며, 그런 다음에는 클러치가 차단되지 않는 식으로 반응할 수 있을 것이며, 그럼으로써 자동차량의 출발이 원하는 방향의 반대방향으로 이루어지는 것이 회피된다.

앞서 기술된 순차적 평가와 더불어, 개개의 트랜스미션에서 자동화된 수동 트랜스미션의 선택 및 전환을 위한 순차제어 시스템(sequential control system)은 개개의 기어단계 고유의 강성을 적응시키며, 예를 들어 개개의 기어단계를 여러 번에 걸쳐 전환함으로써 기어 단계의 고유 강성을 결정하며, 그런 다음 상기 강성들은 개개의 전환단계에서 확인된 강성들과 차후 비교를 위한 설정 강성들로서 고려 대상이 된다. 상기 방식으로 설정 강성들로서 강성값을 초기화하는 작업은 예를 들어 자동화된 수동 트랜스미션을 자동차량에 조립 시 짧은 검사대 작동 시에 이루어질 수 있다. 그런 다음 이러한 강성값들은 확인된 강성과의 비교를 위해 차후 필요한 경우를 대비해서 도표로 제시될 수 있으며, 그리고 데이터로 저장될 수 있다.

본 방법의 바람직한 실시예에 따라서 강성은 기어 단계의 전환 시에 감시관리된다. 즉 다시 말해, 강성은 새로이 넣어지게 될 기어단계가 넣어지는 동안 감시관리되며, 또한 슬라이드 슬리브(sliding sleeve) 또는 실렉터 슬리브(selector sleeve)를 밀어 이동시키는 동안에도 감시관리되며, 그럼으로써 선택작동의 종료 후에 강성의 감시관리가 실행된다. 그리고 또한 거의 선택작동이 이루어지는 동안에도 선택작동을 실행하는 액추에이터와 트랜스미션 내 작동요소 사이의 기계적 동력전달 경로의 강성이 감시관리될 수도 있다. 그럼으로써 예를 들어 실렉터 액터기술(selector actor technology)의 결함, 실렉터 액추에이터와 예를 들어 트랜스미션 내의 중심 전환축 사이의 기계적 동력전달 경로의 결함 등이 확인될 수 있다.

동시에 본 발명에 따라 강성 감시관리를 위해 액추에이터 또는 각각의 액추에이터들로부터 발생한 선택 작동력 및/또는 전환 작동력의 측정과 변위(displacement) 측정 등이 실행되는 점도 제공된다.

그러므로 각각의 액추에이터로부터 선택 및/또는 전환을 위해 발생한 동력이 확인되며 그리고 액추에이터에 의해 동력이 발생하는 동안 되돌아가는 변위(displacement)도 측정된다. 그로 인해 측정된 동력과 그 때 되돌아가는 변위로부터 강성은 동력 및 경로간격으로부터 발생한 비율로서 결정될 수 있다. 만약 그렇게 하여 확인된 강성이 예를 들어 풀리게 될 후진기어에서 넣어지게 될 1단기어로의 전환 작동 시에 일정한 한계값 내에서 1단기어 단계로 넣어지기 위한 강성과 일치하지 않는다면, 넣어지게 될 1단 기어단계가 놓이는 스위칭 레인에 도달하기 위한 선택 작동이 이루어질 수 없었다. 이러한 점은 예를 들어 트랜스미션 내부의 작동 요소가 파손될 시에, 계속해서 후진기어와 1단 전진기어의 전환방향이 동일할 시에 후진기어가 다시금 넣어질 수 있는 경우가 될 수 있다. 그러나 후진기어를 넣는 것은 1단 전진기어를 넣을 시 강성과 구분되는 강성과 연결되는데, 이러한 점은 본 발명에 따른 방법에 따라서 확인되며, 계속해서 구동모터를 차량의 동력전달장치와 연결하는 클러치의 차단이 억제되고, 그럼으로써, 결과적으로 차량은 전진하는 것 대신에 후진하여 출발하지는 않게 된다.

이때 본 방법의 또 다른 형성예에 따라 액추에이터로부터 되돌아가는 회전각도 증분의 측정으로서 변위측정이 이루어진다. 이러한 실시예의 경우는, 상기 액추에이터는 전기기기이며, 그러나 만약 예를 들어 그러한 전기기기 대신에 선택 작동 및 전환작동을 위해 유압식 요소(hydraulic element)가 설치된다면, 변위측정은 유압식 액추에이터 피스톤의 도달거리로서 이루어질 수도 있다는 점에서 출발한다.

이때 본 발명에 따른 방법의 또 다른 형성예에 따라서 동력측정이 액추에이터의 전압 및 전류값 측정으로 실행된다. 유압식 액추에이터의 경우 동력 측정은 유효 피스톤 영역의 가압(pressurization)을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 확인된 동력과, 그리고 예를 들어 앞서 명시한 회전각도 증분 측정의 형태로 변위측정 등으로부터, 전압 및/또는 전류값 그리고 회전각도 증분간에, 개개의 기어단계에 대한 특성을 지우는 상호 연관성이 나타나며, 그럼으로써 액추에이터에 존재하는 전압 및/또는 액추에이터에 공급되는 전류값 그리고 되돌아가는 회전각도 증분간의 상호 연관성을 통해, 선택작동 또는 전환작동이 감시관리될 때 설정값 할당(setpoint assignment)으로부터, 다시 말해 회전각도 증분과 전압 내지 전류간에 획득된 상호연관성으로부터 유의적인 편차가 발생하는 지의 여부가 확인될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 또 다른 형성예에 따라서 강성의 감시관리가 액추에이터의 회전방향에 따라 실행된다. 그러므로 본 방법은 모든 기어에 있어서 거의 동일한 엔드 스톱 강성(end stop stiffness)을 포함하는 게이트 스토퍼(gate stopper)를 장착한 트랜스미션의 경우에서도 실행될 수 있다. 그러나 상기 기어들의 경우 기계적 경로간격의 전환방향에 따른 상이한 강성이 존재한다.상기 방법의 형성예는 예를 들어 자동화된 수동 트랜스미션에 경우에도 이점이 있을 수 있다. 그 이점에 있어서 1단 기어단계가 후진기어단계와 같이 동일한 스위칭 레인 내에 놓이긴 하지만, 그러나 그에 반대하는 전환방향으로 전환되어진다. 그러므로 기전력식 액추에이터의 경우, 1단기어의 전환이 후진기어단계의 전환과 다른 회전방향으로 이루어지며, 그럼으로써 반전현상(reversing)에 근거하여, 만약 후진기어 및 1단 기어의 엔드 스톱의 개시가 동일한 엔드스톱 강성과 연결된다면, 상이한 강성들이 확인될 수 있게 된다.

본 발명에 따른 방법은 특히 자동화된 수동 트랜스미션의 전진주행방향과 후진주행방향간의 전환에 대한 전환 방지로서 적용하기 위해 제공된다.

본 발명은 다음에서 실시예와 도면에 따라서 더 자세히 설명된다.

본 발명은 다음에서, 후진기어와 1단 기어에 대한 상이한 스위칭 레인을 포함하는 자동화된 수동 트랜스미션에 따라 기술된다.

이때 출력상태는 후진기어가 넣어진 상태이며, 그리고 차량의 주행을 위해 앞쪽으로 1단 기어가 넣어져야 할 단계에 있다. 실렉터 액추에이터로부터 트랜스미션의 중심 전환축으로 동력이 전달되는 범위에 예를 들어 실렉터 액추에이터에 이어 연결되는 웜기어(warm gear)의 파손의 형태로 장애가 존재한다.

선택 작동을 실행하기 위해 실렉터 액추에이터에 전류가 공급된다. 이러한 점은 전기 실렉터 모터(electrical selector motor)의 전기자 축(armature shaft)을 회전시키게 된다. 회전각도 증분이 측정되며, 이러한 점은 실렉터 모터의 순차 제어 시스템이 선택 작동의 올바른 기능을 가지고 시작하게 해 준다. 그러나 앞서기술된, 실렉터 액추에이터의 웜기어에 있어서 파손에 근거하여 전기자 축의 회전운동은 1단 기어의 올바른 스위칭 레인 선택을 위해 요구되는 중신 전환축의 작동을 초래하지 않는다. 그럼으로써 중심 전환축의 실렉터 핑거(selector finger)가 후진기어의 스위칭 레인에 여전히 존재하게 된다. 올바르게 이루어졌다고 생각되는 선택 작동의 종료 후에 실렉터 모터, 다시 말해 실렉터 액추에이터는 전류를 공급받으며, 그럼으로써 1단 기어 대신에 다시금 후진기어가 넣어진다.

1단 기어를 넣는 것은 후진기어가 넣어졌을 시의 강성과 유의적으로 구분되는 하나의 강성과 연결된다. 실렉터 모터의 순차 제어 시스템은 1단 기어의 전환 및 후진기어의 전환에 할당된 강성들을 획득하게 되거나, 혹은 상기 강성을 도표값의 형태로 사용하게 된다. 그럼으로써 잘못된 방식으로 후진기어가 넣어질 때 확인되는 강성이, 전진주행방향으로 1단 기어가 넣어지는 것을 특징짓는 강성과 비교된다. 그러한 확인된 강성과 설정 강성간의 유의차는 본 방법에 따라 확인되며, 그리고 자동화된 수동 트랜스미션과 구동모터간의 클러치의 차단은 억제된다. 그로 인해 뒤쪽으로 차량의 주행을 시작하는 것은 저지되었다.

도면의 도 1은 실렉터 모터, 다시 말해 전환작동에 대해 관련되는 액추에이터의 회전각도에 관한 도표로, 액추에이터에 존재하는 제어 전압에 대한 윤곽선이 표시되어 있다. 또한 도표에서 분명히 알 수 있는 것과 같이, 위쪽 연속선(1)은 아래쪽 연속선(2)보다 분명 더욱 높은 상승을 나타낸다. 이때 위쪽 연속선은 1단 기어에 할당된 것이며, 반면에 아래쪽 연속선(2)은 후진기어에 할당된 것이다. 도시된 상대적 제어전압과 그리고 그에 대해 윤곽선 표시된 상대 회전각도의 경우 또한 분명히 알 수 있는 점은 연속선(2), 다시 말해 후진기어의 경우 실렉터 모터의 상대 회전각도는 제어전압이 동일한 경우 분명히 위쪽 연속선(1), 다시 말해 1단 기어에 할당된 연속선보다 낮다.

반대의 결과로 본다면 상기 사항은, 후진기어가 넣어질 때 강성이 1단 기어가 넣어질 때의 강성보다 높다는 것을 의미하며, 이러한 점은 앞서 명시한 실시예의 경우 1단 기어에 대해 기대되는 강성보다 분명히 더욱 높은 강성이 확인되며, 다시 말해 1단 전진기어 대신에 후진기어로 전환되어짐을 의미하는 것이다.

도면의 도 2는 다양한 액추에이터를 포함하는 자동화된 수동 트랜스미션의 일련의 검사에서 그에 상응하는 강성들을 도시한 것이다.

이때 자세한 설명을 위해, 1단 기어(기어 1)와 후진기어(기어 R)의 강성을 더욱 강조해 두었다. 도에서 분명히 알 수 있듯이, 액추에이터와 트랜스미션 내부의 작동 요소간의 기계적 동력전달 경로의 강성은, 트랜스미션과 상이한 액추에이터들의 모든 검사된 조합에 있어서, 1단 기어의 그에 상응하는 강성보다 더욱 높다. 그러므로 1단 기어와 후진기어의 강성들 사이에 유의차가 존재하며, 그럼으로써 그러한 전환된 1단 기어와 전환된 후진기어간의 차이는 구분될 수 있다.

본 발명의 앞서 개개의 더욱 자세히 설명되지는 않은 특징들과 관련해서 대체로 명확하게는 청구항들과 도면이 참조된다.

출원과 더불어 제출된 특허 청구 범위는 계속되는 특허 보호의 목적에 대한 가결정을 포함하지 않는 명세 제안사항이다. 본 출원인은 계속해서 지금까지 단지 명세서 및/또는 도면에서 명백한 특징들의 조합에 대해 청구하는 것을 유보한다.

종속청구항에서 적용되는 재관계(re-relation)들은 각 종속항의 특징들에 의한 주요 청구항 대상의 또 다른 형성예를 지시하는 것이다; 그러한 재관계가 재관계를 갖는 종속항들의 특징 조합에 대한 독립적인 대상의 보호에 대한 목적을 포기하는 것으로서 간주되어서는 안 된다.

종속항의 대상들은 선행기술을 고려하여 우선권 결정일에 자체의 그리고 독립적인 발명 사항을 형성할 수 있기 때문에 본 출원인은 상기 대상들을 독립 청구항 또는 분할 명세의 대상으로 하는 것을 유보한다. 상기 대상들은 계속해서 선행하는 종속항들의 대상에 따르지 않는 형성예를 포함하는 독립적인 발명사항들을 또한 포함할 수도 있다.

본 실시예들은 본 발명의 제한사항으로서 간주되어서는 안 된다. 오히려 선행하는 명세서의 테두리에서 무수한 수정 및 변경도 가능하다. 즉 다시 말해 특히 그러한 변형예, 구성요소 그리고 조합 및/또는 재료들은, 예를 들어, 생산방법, 검사방법 및 가공방법에 관한 것에 한해서는, 일반 명세서 및 실시예 그리고 청구항들에 기술되며, 도면에 포함되는 특징 내지 요소 혹은 처리 단계 등과 관련하여 각각을 조합 또는 변경함으로써 본 목적을 해결한다는 점에서 전문가들이 발췌하여 이용할 수 있으며 그리고 조합 가능한 특징들에 의해서는 새로운 대상 혹은 새로운 처리단계 내지 처리단계 결과 등으로 유도된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 자동화된 수동 트랜스미션의 넣어지는 기어단계를 감시관리하기 위한 방법을 제공함으로써, 의도하지 않은 기어단계가 비의도적으로 넣어지는 것에 의한 상호 결합을 감지하며 그리고 차량의 엔진으로부터 구동모터로의 동력 흐름이 생성되는 것을 억제하는 효과를 가진다.

Claims (8)

1. 스위칭 레인의 선택 및 기어단계 선택을 위해 적어도 하나의 엑추에이터가 장착되며 그리고 하나의 클러치를 이용하여 구동모터와 연결 가능한 자동화된 수동 트랜스미션의 넣어진 기어단계를 감시관리하기 위한 방법에 있어서,

   액추에이터와 기어단계간의 기계적 동력전달 경로의 강성이 감시관리되며 그리고 확인된 강성이 설정강성으로부터 편차를 나타낼 때, 클러치의 차단이 억제되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 기어단계를 전환할 때의 강성이 감시관리되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서 선택과정 시의 강성이 감시관리되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 강성을 감시관리하기 위해 액추에이터로부터 발생한 선택 작동력 및/또는 전환 작동력의 측정과 변위측정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 변위측정이 액추에이터로부터 되돌아가는 회전각도 증분의측정으로서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제4항에 있어서, 동력측정이 액추에이터의 전압 및/또는 전류값을 측정하는 것으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 강성의 감시관리가 액추에이터의 회전방향에 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 자동화된 수동 트랜스미션의 전진주행 방향과 후진주행방향간의 전환에 대해 전환방지 방법으로서 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.