KR20120059261A - 자동변속기의 주차 제어장치 및 방법 - Google Patents

자동변속기의 주차 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경사로 주차시 차량의 밀림으로 발생되는 구동축의 비틀림을 최소화하는 자동변속기의 주차 제어장치 및 방법이 개시된다.
본 발명은 차속과 시프트 레버의 위치를 포함하는 운전정보를 검출하는 과정, 운전정보가 주차모드 전환이면 주차 기어축에 드레그를 유발시켜 구동축의 비틀림이 발생되지 않도록 하는 과정, 주차모드가 해제되면 주차 기어축의 드레그 유발을 해제하고, 선택된 변속단을 결합하는 과정을 포함한다.

Description

자동변속기의 주차 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR PARKING CONTROL OF AUTOMATIC TRANSMISSION VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사로 주차시 차량의 밀림으로 발생되는 구동축의 비틀림을 최소화하는 자동변속기의 주차 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
자동변속기가 적용되는 차량을 주차할 때 시프트 레버(Shift Lever)를 주차모드('P'레인지)에 위치시킨다.
도 5는 일반적으로 자동변속기에 적용되는 주차장치의 일측 단면도이다.
도 5를 참조하면, 자동변속기의 주차장치는 시프트 레버(102)의 주차모드 선택에 따라 회전 운동하는 디텐트 레버(104)와, 상기 디텐트 레버(104)의 일측에 연결되어 디텐트 레버(104)의 회전 운동에 따라 직선 운동하는 주차로드(106)와, 지지 브레킷(108)에 회전 가능하게 장착되어 상기 주차로드(106)가 직선 이동되면 회전 운동되는 파킹 폴 레버(110)와, 자동변속기의 유성기어 세트에 설치되고 외측 둘레면에 걸림홈(114)이 일정 간격을 형성되어 상기 파킹 폴 레버(110)가 상기 걸림홈(114)에 결합되는 주차기어(112)로 구성된다.
상기 디텐트 레버(104)의 일측에는 디텐트 레버(104)가 회전 운동할 때 걸림감을 발생시키는 디텐트 스프링(116)이 설치되며, 상기 주차로드(106)에는 복원력을 제공하는 로드 스프링(118)이 장착되고, 주차로드(106)의 끝부분에 주차로드(106)가 직선 운동할 때 파킹 폴 레버(110)를 밀어 올리는 롤러(120)가 장착된다.
상기 파킹 폴 레버(110)는 그 중간측에 변속기 내부에 회전 가능하게 지지되는 힌지 연결부(130)가 형성되고, 힌지 연결부(130)에는 주차 스프레그를 원상태로 복귀시키는 리턴 스프링(130)이 설치된다.
그리고 파킹 폴 레버(110)의 일단에는 롤러(120)와 접촉되는 일정 경사면으로 형성되고, 타단에는 주차기어(112)의 걸림홈(114)에 결합되는 물림돌기(122)가 형성된다.
이와 같이 구성되는 자동변속기의 주차장치는, 운전자가 시프트 레버(102)를 주차모드에 위치시키면 디텐트 레버(104)가 회전 운동되고, 이에 따라 디텐트 레버(104)에 연결된 주차로드(106)가 직선 이동되며 주차로드(106)의 끝부분에 장착된 롤러(120)가 파킹 폴 레버(110)의 경사면으로 들어가면서 파킹 폴 레버(110)의 한쪽 끝부분을 들어 올려준다.
이때, 파킹 폴 레버(110)의 타측에 형성된 물림돌기(122)가 하강하면서 주차기어(112)의 걸림홈(114)에 결합되어 주차기어(112)를 고정시킴으로써, 주차 상태를 유지한다.
또한, 시프트 레버(102)가 주차위치에서 변속위치로 이동되면 주차로드(106)는 로드 스프링(118)에 의해 원상태로 복귀되고, 파킹 폴 레버(110)는 리턴 스프링(132)의 탄성력에 의해 원상태로 복귀되어 물림돌기(122)가 걸림홈(114)에서 벗어나 주차상태를 해제한다.
자동변속기 차량을 운행하는 과정에서 경사로에서 주차하는 상황이 자주 발생되며, 경사로에서 주차한 다음 시프트 레버를 주차모드('P'레인지)에 위치하게 되면 차량의 하중에 의해 앞쪽 혹은 뒤쪽으로 밀리게 된다.
예를 들어, 경사로에 주차한 후륜 차량이 하중에 의해 뒤쪽으로 밀리게 되면 차량의 하중에 의해 힐에 토크가 가해져 주차기어 → 프로펠라 샤프트 → 드라이브 샤프트 → 휠 구동축에 비틀림이 발생되어 에너지가 축적된다.
따라서, 상기의 각각의 요소는 축적되는 에너지에 의해 응력이 분산시켜 변형이 발생되고, 내구성을 악화시키는 문제점을 발생시킨다.
또한, 상기와 같이 주차기어 → 프로펠라 샤프트 → 드라이브 샤프트 → 휠 구동축에 비틀림이 발생되어 에너지가 축적된 상태에서 주행을 위해 시프트 레버를 주차모드('P'레인지)에서 해제하는 경우 축적된 에너지가 풀리면서 구동계 비틀림 진동을 가진시키고, 이로 인하여 토크 리어 디퍼렌셜(Rear Differential)에서 심각한 충격 및 진동이 발생되어 차체를 통해 실내에 강력한 소음으로 유입되어 상품성을 악화시키는 문제점을 발생시킨다.
실험을 통해 측정한 결과 평지 주차 상태에서 주차모드를 해제하는 경우 도 6에서와 같이 특별한 충격이나 진동 및 소음이 발생되지 않으나, 경사로에서 주차를 해제할 때 해제시점에서 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 리어 디퍼렌셜의 비틀림 거동과 구동계 토크 진동 및 실내소음을 심각하게 유발시키는 것으로 검출되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 경사로에서 시프트 레버의 위치가 주차모드로 검출되면 클러치 요소 및 브레이크 요소에 일정량의 유압을 공급하여 주차 기어축에 드레그(Drag)가 유발되도록 함으로써, 차량의 밀림으로 발생되는 구동축의 에너지 축적을 최소화하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징에 따르면, 차량의 주행 차속 정보를 제어부에 제공하는 차속검출부; 시프트 레버의 위치 정보를 제어부에 제공하는 시프트 레버 검출부; 차속과 시프트 레버의 위치를 분석하여 주차모드 전환이면 브레이크 요소 및 클러치 요소에 일정량의 유압을 공급하여 주차 기어축에 드레그가 유발시키는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 클러치 요소 및 브레이크 요소에 유압을 공급하거나 배출시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어장치가 제공된다.
상기에서 운행도로의 경사도 정보를 제어부에 제공하는 경사도검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 경사도를 분석하여 경사로에서의 주차모드 전환이면 브레이크 요소 및 클러치 요소에 일정량의 유압을 공급하여 주차 기어축에 드레그를 유발시킬 수 있다.
상기 제어부는 경사도에 따라 설정되는 드레그 맵을 적용하여 주차모드 해제시 실내소음을 최소화하는 클러치 요소 및 브레이크 요소의 유압량을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 차속과 시프트 레버의 위치를 포함하는 운전정보를 검출하는 과정; 상기 운전정보가 주차모드 전환이면 주차 기어축에 드레그를 유발시켜 구동축의 비틀림이 발생되지 않도록 하는 과정; 주차모드가 해제되면 주차 기어축의 드레그 유발을 해제하고, 선택된 변속단을 결합하는 과정을 포함하는 자동변속기의 주차 제어방법이 제공된다.
상기 운전정보에 경사도 정보를 더 포함하고, 경사로에서의 주차모드 전환이면 주차 기어축에 드레그를 유발시켜 구동축의 비틀림이 발생되지 않도록 할 수 있다.
상기 주차 기어축의 드레그 유발은 클러치 요소 및 브레이크 요소에 경사도에 따라 결정되는 일정량의 유압을 공급하여 제어할 수 있다.
상기 주차 기어축에 드레크를 유발시키는 경사도에 따른 유압량은 주차해제시 토크 크기를 최소화하는 값으로 변속기에 따라 튜닝될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 경사로 주차시 차량의 밀림으로 발생되는 구동축의 비틀림을 최소화시켜 동력전달을 제공하는 각 요소의 변형이 발생되지 않도록 함으로써, 내구성 향상을 제공할 수 있다
또한, 경사로 주차상태에서 구동축에 축적되는 에너지가 최소화되어 주차 해제시에 진동 및 소음이 발생되지 않아 차량의 상품성 향상을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 주차 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 주차 제어절차를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 주차모드 유압제어를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량에서 주차모드 해제시 실내소음 측정결과를 도시한 도면이다.
도 5는 일반적으로 자동변속기에 적용되는 주차장치의 일측 단면도이다.
도 6는 종래이 자동변속기 차량의 평지 조건에서 주차모드 해제시 발생되는 특성을 측정한 도면이다.
도 7은 종래의 자동변속기 차량의 경사로 조건에서 주차모드 해제시 발생되는 특성을 측정한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 주차 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 차속검출부(11)와 시프트 레버 검출부(12), 경사도검출부(13), 제어부(14) 및 액추에이터(15)를 포함한다.
차속검출부(11)는 변속기의 출력축 회전수로부터 차량의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(14)에 제공한다.
시프트 레버 검출부(12)는 인히비터 스위치로 구성되며, 운전자가 선택하는 시프트 레버의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(14)에 제공한다.
경사도검출부(13)는 차량이 운행되는 도로의 경사도를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(14)에 제공한다.
제어부(14)는 차속과 시프트 레버의 위치 및 경사도를 분석하여 경사로에서의 주정차를 위해 시프트 레버의 위치가 주차모드로 전환되는지를 판단하고, 시프트 레버가 주차모드로 전환되었으면 액추에이터(15)를 통해 브레이크 요소 및 클러치 요소에 일정량의 유압을 공급하여 주차 기어축에 드레그가 유발되도록 한다.
따라서, 차량의 밀림으로 발생되는 구동축의 비틀림을 최소화시켜 동력전달을 제공하는 각 요소의 변형이 발생되지 않도록 한다.
또한, 경사로 주차상태에서 구동축에 축적되는 에너지가 최소화되어 주차 해제시에 진동 및 소음이 발생되지 않도록 한다.
상기 제어부(14)는 경사도에 따라 설정되는 드레그 맵을 적용하여 주차모드 해제시 실내소음을 최소화하는 클러치 요소 및 브레이크 요소의 유압량을 결정한다.
상기 제어부(14)에서 설정되는 드레그 맵은 예를 들어 하기의 표 1과 같이 결정될 수 있다.
Figure pat00001
상기의 표 1에서 C1,C2는 클러치 요소이고, B1,B2는 브레이크 요소이다.
또한, 상기 제어부(14)는 시프트 레버의 주차모드 해제가 검출되면 주차 기어축에 드레그를 유발시키고 있는 브레이크 요소 및 클러치 요소에 공급되어 있는 유압을 해제하여 정상적인 주행이 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.
액추에이터(15)는 솔레노이드 밸브로, 제어부(14)의 제어에 따라 작동되어 클러치 요소 및 브레이크 요소에 유압을 공급하거나 배출시키는 기능을 실행한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 주차 제어동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명이 적용되는 자동변속기를 장착한 차량이 운행되는 상태에서 제어부(14)는 차속검출부(11)에서 제공되는 정보를 검출하여(S101) 차량의 정지된 상태인지를 판단한다(S102).
상기 S103의 판단에서 제어부(14)는 차량의 정지로 판단되면 시프트 레버 검출부(12)에서 제공되는 시프트 레버의 위치를 검출하여(S103) 주차모드('P'레인지)의 선택인지를 판단한다(S104).
상기 S104의 판단에서 제어부(14)는 시프트 레버가 주차모드의 선택으로 판단되면 경사도검출부(13)에서 제공되는 경사도를 검출하여 설정된 경사도, 예를 들어 5% 이상인지를 판단한다(S106).
상기 S106의 판단에서 제어부(14)는 설정된 경사도 이상인 것으로 판단되면 차량의 밀림으로 인한 구동축의 뒤틀림 발생이 최소화될 수 있도록 하기 위하여 액추에이터(15)를 통해 유압을 작동시켜(S107) 클러치 요소 및 브레이크 요소에 유압을 공급한다(S108).
상기 클러치 요소 및 브레이크 요소에 공급되는 유압은 경사도의 조건이 적용되어 예를 들어 상기 표 1에 의해 결정될 수 있다.
따라서, 주차 기어축에 드레그를 유발시켜 구동축의 뒤틀림 발생이 억제되고, 이에 따라 축적되는 에너지가 최소화되어 주차모드의 해제시 진동 소음의 발생되지 않게 된다(S109).
상기 제어부(14)는 주차 기어축에 가장 효과적인 드래그를 주기 위해 클러치 요소 및 브레이크 요소의 여러 조합을 고려하여 표 1에서와 같이 주차모드의 해제 토크가 최대로 줄어드는 케이스를 찾아 실행한다.
일 예를 들어, 주차모드의 선택이고, 경사도가 5%로 인지되면 클러치 요소 및 브레이크 요소에 전체 유압의 30% 정도만 인가하며 드레그가 발생될 수 있도록 한다.
상기 경사도에 따른 드레그 발생 유압량은 적절한 튜닝에 의해 최적값으로 결정될 수 있다.
상기와 같이 경사로에서 주차모드의 선택에 따라 주차 기어측에 드레그를 유발시키는 주차 상태에서 시프트 레버의 위치가 주차모드의 해제로 검출되는지 판단한다(S110).
사이 S110의 판단에서 제어부(14)는 주차모드의 해제가 검출되면 액추에이터(15)를 통해 클러치 요소 및 브레이크 요소에 공급된 유압을 배출시키고(S111) 동시에 시프트 레버로 선택된 변속단을 결합하는 유압을 작동시킨다(S112).
상기한 바와 같이 자동변속기에 경사로 주차에 대하여 주차 기어축에 드레그를 유발시키는 제어를 적용한 결과 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 차량에서는 주차모드를 해제할 때 "A"와 같은 강력한 실내소음이 계측되었으나, 본 발명에 따른 자동변속기를 적용한 차량에서는 주차모드를 해제할 때 "B"와 같은 실내소음이 계측되어 안정성 및 신뢰성의 향상을 제공한다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.
11 : 차속검출부 12 : 시프트 레버 검출부
13 : 경사도검출부 14 : 제어부
15 : 액추에이터

Claims (8)

  1. 차량의 주행 차속 정보를 제어부에 제공하는 차속검출부;
    시프트 레버의 위치 정보를 제어부에 제공하는 시프트 레버 검출부;
    차속과 시프트 레버의 위치를 분석하여 주차모드 전환이면 브레이크 요소 및 클러치 요소에 일정량의 유압을 공급하여 주차 기어축에 드레그가 유발시키는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라 클러치 요소 및 브레이크 요소에 유압을 공급하거나 배출시키는 액추에이터;
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    운행도로의 경사도 정보를 제어부에 제공하는 경사도검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 경사도를 분석하여 경사로에서의 주차모드 전환이면 브레이크 요소 및 클러치 요소에 일정량의 유압을 공급하여 주차 기어축에 드레그를 유발시키는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 경사도에 따라 설정되는 드레그 맵을 적용하여 주차모드 해제시 실내소음을 최소화하는 클러치 요소 및 브레이크 요소의 유압량을 결정하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어장치.
  5. 차속과 시프트 레버의 위치를 포함하는 운전정보를 검출하는 과정;
    상기 운전정보가 주차모드 전환이면 주차 기어축에 드레그를 유발시켜 구동축의 비틀림이 발생되지 않도록 하는 과정;
    주차모드가 해제되면 주차 기어축의 드레그 유발을 해제하고, 선택된 변속단을 결합하는 과정;
    을 포함하는 자동변속기의 주차 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 운전정보에 경사도 정보를 더 포함하고, 경사로에서의 주차모드 전환이면 주차 기어축에 드레그를 유발시켜 구동축의 비틀림이 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주차 기어축의 드레그 유발은 클러치 요소 및 브레이크 요소에 경사도에 따라 결정되는 일정량의 유압을 공급하여 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 주차 기어축에 드레크를 유발시키는 경사도에 따른 유압량은 주차해제시 토크 크기를 최소화하는 값으로 변속기에 따라 튜닝되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 주차 제어방법.
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