KR20140080031A - 차량용 변속기 제어 장치 - Google Patents

차량용 변속기 제어 장치 Download PDF

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KR20140080031A
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임한택
강정훈
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에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명의 차량용 변속기 제어 장치는 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 차량용 변속기 제어 장치는, 차량을 파킹 상태로부터 중립 상태로 변경하는 파킹 액츄에이터와, 상기 파킹 액츄에이터와 전원 사이에 연결된 파워 스위치와, 상기 파킹 액츄에이터로부터 감지 신호를 수신하고, 상기 파킹 액츄에이터를 구동하기 위한 구동 신호를 상기 파킹 액츄에이터에 전달하는 마이크로 컨트롤 유닛과, 상기 차량용 변속기 제어 장치내의 신호들이 소정의 오류 조건을 만족하는지를 판단하는 오류 판단부와, 상기 오류 조건이 만족되는 경우, 상기 파킹 액츄에이터의 파워 스위치가 차단되도록 제어하는 스위치 컨트롤러를 포함한다.

Description

차량용 변속기 제어 장치{Apparatus for controlling a vehicle transmission}
본 발명은 차량용 변속기 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하기 위한 차량용 변속기 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 차량은, 차량의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단 레인지의 변속 기어가 동작될 수 있도록 한다. 자동 변속기는 변속을 수행하기 위해서 유압회로, 유성기어장치 및 마찰요소들을 사용하여 기어비를 만들어내며, 이러한 구성부품들의 제어는 변속기 제어부(TCU)에서 담당한다.
최근 각광받고 있는 시프트 바이 와이어(shift by wire) 방식의 자동 변속기는, 기존의 기계식 변속레버와는 달리 기계적인 케이블 연결구조가 없고, 유압펌프에서 발생된 압력을 사람의 힘으로 직접 전달하고 끊어주던 기존의 방식을 벗어나, 변속기 제어부(TCU)에서 명령된 전자신호에 의해 전기 모터를 작동하고, 이에 따라서 유압회로에 압력을 전달하고 끊어주는 역할을 하는 것으로, 전자적으로 변속 제어를 수행하는 차세대 변속기를 말한다.
따라서, 시프트 바이 와이어 기반 자동 변속기는, 운전자의 간단한 버튼조작 및 레버조작을 통해 운전자의 변속 의지를 변속기 제어부에 간편하게 전달하여 차량을 전진, 후진 혹은 주차 레인지로 조절하는 것이 가능하며, 운전석 옆의 공간도 획기적으로 줄일 수 있는 장점을 가진다.
그러나, 시프트 바이 와이어 기반 자동 변속기는 여러 가지 이유로 전기 모터가 오동작을 하는 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 시프트 바이 와이어 기반 자동 변속기에서는 그 고장발생상황을 검출하기가 어렵기 때문에, 자동 변속기의 고장으로 인해 운전자의 안전 및 편의를 위한 후속조치가 신속하게 이루어지지 못하는 문제가 있다. 또한, 고장발생상황을 검출하지 못하는 경우 운전자에게 아주 치명적인 위험을 초래할 수 있고, 운전자가 고장을 인지하지 못하는 경우에는 차량의 고장상태가 더욱 악화되는 문제점도 있다.
특히, 국내에서는 주차공간의 협소로 인하여 이중주차 또는 일렬주차가 필요한 상황이 많고, 이에 대비하여 차량이 외부의 힘으로 밀릴 수 있도록 N단 상태에서 주차가 가능하도록 해야 할 필요가 있다. 또한, 세차장치를 이용한 차량 세차시, 파킹상태를 풀어주어 차량휠이 자유회전 가능한 상태로 전환할 수 있도록 해야 할 필요가 있다.
이와 같이, P단 상태에서 N단으로의 전환은 반드시 운전자의 조작에 의하여 이루어져야 하지만, 자동 변속기, 특히 파킹 해제 액츄에이터(간단히, 파킹 액츄에이터라고 함)의 오동작으로 인하여 P단에서 N단으로 파킹 해제가 발생된다면 운전자나 타인의 안전에 치명적인 위협이 될 수 있다.
따라서, 이와 같이 시프트 바이 와이어 기반의 자동 변속기에 있어서는, 파킹 해제 액츄테이터의 오동작을 실시간으로 검출하여 의도하지 않게 파킹 상태가 해제되는 것을 방지할 필요가 있다. 또한, 종래의 파킹 해제 액츄에이터에서 파워 스위치로 릴레이가 사용되었는데, 이 경우 과전류 혹은 인러시(inrush)에 의하여 릴레이의 접점이 붙어버리는 현상이 발생하는 문제가 있었기 때문에, 새로운 파워 스위치 및 스위치 컨트롤러를 창안할 필요가 있다.
한국특허공개공보 2008-0025751호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자동 변속기의 파킹 해제 액츄에이터의 오동작을 자동으로 감지하여 운전자의 의도와 상관없이 파킹 상태에서 잠금이 해제되는 것을 방지한, 차량용 변속기 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 종래의 파킹 해제 액츄에이터에서 릴레이를 파워 스위치로 사용함으로 인하여 발생하는 문제를 해결한 차량용 변속기 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하기 위한 차량용 변속기 제어 장치에 있어서, 차량을 파킹 상태로부터 중립 상태로 변경하는 파킹 액츄에이터; 상기 파킹 액츄에이터와 전원 사이에 연결된 파워 스위치; 상기 파킹 액츄에이터로부터 감지 신호를 수신하고, 상기 파킹 액츄에이터를 구동하기 위한 구동 신호를 상기 파킹 액츄에이터에 전달하는 마이크로 컨트롤 유닛; 상기 차량용 변속기 제어 장치내의 신호들이 소정의 오류 조건을 만족하는지를 판단하는 오류 판단부; 및 상기 오류 조건이 만족되는 경우, 상기 파킹 액츄에이터의 파워 스위치가 차단되도록 제어하는 스위치 컨트롤러를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 차량용 변속기 제어 장치에서 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하는 방법에 있어서, 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 워치독 신호를 수신하는 단계; 상기 워치독 신호를 기초로 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는가를 판단하는 단계; 상기 워치독 신호의 오동작에 대비하여 상기 워치독 신호를 직접 분석하고 상기 워치독 신호 자체의 오류 여부를 판단하는 단계; 및 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는 조건과, 상기 워치독 신호 자체에 오류가 있는 조건 중 어느 하나를 만족하는 경우 상기 파킹 액츄에이터의 파워 스위치를 차단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 자동 변속기의 파킹 해제 액츄에이터를 오동작을 실시간을 감지하여 파킹 상태에서 잠금이 의도하지 않게 해제되는 것을 방지함으로써, 운전자 및 타인의 안전을 도모할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 파킹 해제 액츄에이터에 사용되는 종래의 릴레이 방식의 파워 스위치의 점접이 과전류 등에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 차량용 변속기 제어 장치의 구성을 보다 상세하게 도시한 블록도이다.
도 3은 스캔 펄스 및 리셋 신호의 예를 보여주는 타이밍 챠트이다.
도 4는 복수의 입력을 갖는 AND 게이트의 실제 구현예를 보여주는 도면이다.
도 5는 파워 스위치로 사용되는 MOSFET의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 차량용 변속기 제어 장치에서 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 도 6에서 이네이블 신호 조건을 판단하는 단계를 보다 자세히 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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 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.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기 제어 장치(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 상기 차량용 변속기 제어 장치(100)는 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하기 위한 장치이다. 차량용 변속기 제어 장치(100)는 스위치(110), 스위치 컨트롤러(120), 오류 판단부(130), MCU(마이크로 컨트롤 유닛, 140) 및 파킹 액츄에이터(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
파킹 액츄에이터(150)는 운전자의 조작에 의하여 차량을 파킹 상태로부터 중립 상태로 변경한다. 이러한 파킹 액츄에이터(150)는 구체적으로 모터, 모터 드라이버, 전류 센서, 모터 각도 센서 등을 포함하여 구성될 수 있는데 보다 구체적인 구성은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
MCU(140)는 상기 파킹 액츄에이터로부터 다양한 센서 신호를 수신하고, 상기 파킹 액츄에이터를 구동하기 위한 구동 신호를 상기 파킹 액츄에이터에 전달한다. 이러한 MCU(140)는 차량에 기본적으로 장착된 메인 ECU(electronic control unit)와는 구별되는 제어 유닛으로 본 발명에 따른 차량용 변속기 제어 장치(100)에서 기본적이 제어 기능을 수행한다. MCU(140)는 CAN(Controller Area Network)을 프로토콜로 하여 상기 ECU와 통신할 수 있다. 또한, 운전자의 조작 또는 명령은 상기 ECU를 통하여 MCU(140)에 전달될 수 있다. 또한, MCU(140)는 트랜스미션의 기구적인 스위치(미도시 됨)으로부터 제공되는 신호, 즉 변속단이 파킹단(P)에 있는가 이외의 단(Not P)에 있는가를 나타내는 신호를 수신한다. 이러한 신호는 파킹 액츄에이터(150)를 구동하여 P단과 다른 단(Not P) 사이에서 변환을 하여야 하는가를 판단하기 위하여 필요하다.
오류 판단부(130)는 상기 차량용 변속기 제어 장치내의 신호들이 소정의 오류 조건을 만족하는지를 판단한다. 이러한 오류 조건으로는 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는 조건을 적어도 포함한다.
스위치 컨트롤러(120)는 상기 오류 조건이 만족되는 경우, 상기 파킹 액츄에이터의 파워 스위치(110)가 차단되도록 제어한다. 여기서, 파워 스위치(110)가 차단되도록 제어한다는 의미는 모터 드라이버(154)가 오프(Off) 상태로 있으면 이를 그대로 유지하고, 모터 드라이버(154)가 온(On) 상태로 있으면 이를 오프(Off) 상태로 되도록 전환한다는 의미이다.
이에 따라, 스위치(110)는 개방되고 액츄에이터 전원은 파킹 액츄에이터(150)로 제공되지 않기 때문에, P단에서 N단으로의 변환이 억제된다.
도 2는 도 1의 차량용 변속기 제어 장치(100)의 구성을 보다 상세하게 도시한 블록도이다.
여기서, 파킹 액츄에이터(150)는 모터(152)와, 상기 모터(152)를 구동하고 그 움직임을 제어하는 모터 드라이버(154)와, 상기 모터 드라이버(154)의 전류를 감지하는 전류 센서(155)와, 상기 모터의 회전각을 검출하는 모터 각도 센서(156)를 포함할 수 있다. 상기 모터 각도 센서(156)는, 예를 들어, 모터(152) 내의 로터의 위치를 검출하기 위해 스테이터의 각 상(相)마다 3개소 배치된 3개의 홀 IC에 의해 구성될 수 있지만, 광학식 로터리 인코더나 리졸버 등의 다른 타입의 센서가 사용되어도 무방하다.
또한, 파킹 액츄에이터(150)는 MCU(140)의 제어 하에 동작함과 동시에, 이와 같은 센서들에 의하여 얻어진 감지 신호를 MCU(140)에 제공한다.
MCU(140)는 상기 파킹 액츄에이터(150)로부터 제공되는 감지 신호를 수신하여, 상기 파킹 액츄에이터(150)에 오류가 없는 경우 이네이블 신호(MCU_EN)를 생성하여 스위치 컨트롤러(120)에 전달한다. 상기 이네이블 신호(MCU_EN)는 MCU(140)가 스위치 컨트롤러(120)가 파워 스위치(110)를 연결하도록 허용하는 신호로서 이 신호가 없으면 스위치 컨트롤러(120)의 동작이 제한된다. 상기 감지 신호는 상기 모터 각도 센서(156)로부터의 신호, 상기 전류 센서(155)로부터의 신호를 포함할 수 있다. 또한, MCU(140)는 파킹 액츄에이터(150)로부터 제공되는 감지 신호 외에도, 트랜스미션의 기구적인 스위치(미도시 됨)로부터 제공되는 신호(P 또는 Not P)를 수신할 수 있다. 물론, 별도로 차량용 변속기 제어 장치(100) 내에 구비된 시프트 포지션 센서(미도시 됨)를 통해 변속단의 위치(P 또는 Not P)를 감지하여 MCU(140)에 전달하는 방식도 가능하다.
MCU(140)는 파워 스위치(110)를 온(On)으로, 모터 드라이버(154)를 오프(Off)로 하면서 전류 센서(155)의 전류와 트랜스미션의 신호(P 또는 Not P)를 감지하는 제1 과정과, 파워 스위치(110) 오프(Off)로, 모터 드라이버(154)를 온(On)으로 하면서 전류 센서(155)의 전류와 트랜스미션의 신호(P 또는 Not P)를 감지하는 제2 과정을 주기적으로 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여, MCU(140)는 파워 스위치(110) 또는 모터 드라이버(154)의 고정 여부를 체크할 수 있다.
한편, 오류 판단부(130)는 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 워치독 신호를 수신하여, 상기 조건이 만족되는 경우 리셋 신호를 생성하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛을 리셋하는 조정기(regulator, 134)를 포함한다. 이러한 조정기는 별도의 워치독 회로로 구현되어도 무방하다.
도 3을 참조하면, MCU(140)는 주기적으로 상승 및 하강하는 MCU(140)의 스캔펄스(Vs), 즉 워치독 신호를 출력하는데, 조정기(134)는 상기 출력되는 워치독 신호를 수신한다. 조정기(134)는 워치독 신호(Vs)의 상승 에지(rising edge) 혹은 하강 에지(falling edge)간의 간격(도 3의 ΔT1)을 산출하여 미리 설정된 기준값 이상(도 3의 ΔT2)일 경우 MCU(140)가 비정상적으로 동작한다고 판단한다.
이에 따라 조정기(134)는 MCU(140)를 재기동하기 위하여 로우 레벨의 리셋신호 (/RESET)를 출력하며 제어부(1)는 로우 레벨인 리셋신호에 따라 리셋 동작을 실시한다. 한편 차량의 각 부분(미도시 됨)으로부터 송신되는 신호에 의해 차량에 이상이 없을 경우 MCU(140)는 출력포트를 통하여 이네이블 신호(MCU_EN)를 발생할 수 있다. 여기서, 상기 MCU(140)를 재기동하기 위한 신호는 로우 레벨의 리셋신호(/RESET)로 구현하는 것으로 설명하였으나, 하이 레벨의 리셋신호(RESET)로 구현될 수도 있다.
한편, 상기와 같이 MCU(140)로부터 제공되는 워치독 신호를 주기적으로 모니터링 함으로써 MCU(140)에 비정상적인 펄스가 발생하는지를 실시간으로 파악하고, 리셋 신호에 의하여 이러한 오류를 제거할 수 있다. 그러나, 이와 같이 MCU(140)에 의하여 제공되는 워치독 신호의 오류 여부를 조정기(134)가 판단한 결과를 완전히 신뢰할 수 없는 경우가 있을 수 있다. 즉, 실제로 MCU(140)에 이상이 발생했는데도 어떠한 알 수 없는 원인에 의해, 워치독 신호를 수신한 조정기(134)가 워치독 신호의 오류가 없는 것으로 판단할 수도 있다. 이 경우 잘못된 판단에 의하여 오동작이 일어나는 것을 방지하기 위하여 추가적인 로직이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 차량용 변속기 제어 장치(100)는 상기 워치독 신호의 오동작에 대비하여, MCU(140)로부터 제공되는 워치독 신호를 직접 분석하여 워치독 신호 자체의 오류 여부를 판단하는 워치독 분석 회로(132)를 더 포함한다. 이러한 판단 결과, 오류가 있다고 판단되면 워치독 분석 회로(132)는 스위치 컨트롤러(120)에 오류 신호(ERR)를 전달한다.
결과적으로, 파워 스위치 컨트롤러(120)는 MCU(140)에서 비정상적인 펄스가 발생되는 조건, 상기 워치독 신호 자체에 오류가 있는 조건을 모두 만족하지 않는 경우에 파워 스위치(110)가 연결되도록 제어한다. 물론, 이 경우에 MCU(140)로부터 이네이블 신호(MCU_EN)이 제공되는 조건이 더 포함될 수 있다. 여기서, 연결되도록 제어한다는 의미는, 어떠한 경우에도 파워 스위치(110)를 연결한다는 것이 아니라, 운전자로부터 P단에서 다른 단(예: N단)으로 전환하는 명령이 전달되는 것을 조건으로 파워 스위치(110)를 연결한다는 의미이다.
요약하면, 조정기(134)로부터 리셋 신호(/RESET)가 전달되거나, 워치독 분석 회로(132)로부터 오류 신호(ERR)가 전달되거나, MCU(140)로부터 이네이블 신호(MCU_EN)가 전달되지 않는 경우에는 차량용 변속기 제어 장치(100)에 오류가 발생되었다는 것을 의미하므로, 스위치 컨트롤러(120)는 안전을 위해 파워 스위치(110)가 차단되도록 제어하여 파킹 액츄에이터(150)로 전원이 전달되지 않게 한다.
상기 스위치 컨트롤러(120)는 예를 들면, 조정기(134), 워치독 분석 회로(132) 및 ECU(140)에서 출력되는 신호를 입력으로 하는 AND 게이트로 구현될 수 있다. AND 게이트는 복수의 입력이 모두 "TRUE"일 때에만 "TRUE"을 출력하기 때문에 전술한 바와 같이, 3개의 블록에서 출력되는 모든 신호가 차량용 변속기 제어 장치(100)에 오류가 없음을 확인할 때에만 파워 스위치(110)를 연결하도록 동작할 수 있는 것이다.
일반적으로 AND 게이트는 두 개의 입력으로부터 하나의 출력을 제공한다. 그러나, 도 4와 같이 여러 개의 AND 게이트를 직렬로 연결함으로써 얼마든지 많은 수의 입력을 갖는 AND 게이트를 구현할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 세 개의 입력 a1, a2 및 a3의 값이 모두 "TRUE"일 때에만 출력 b가 "TRUE"가 될 것이다.
한편, 도 2에서 파워 스위치는 바람직하게는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 구성된다. MOSFET은 도 5의 에서와 같이, 게이트(G)에 전원(제어 신호)이 공급될 때에만 소스(S)와 드레인(D) 사이에 전류가 흐를 수 있는 구조로 되어 있다. 이러한 MOSFET은 도 5의 (a)와 같은 p형과 (b)와 같은 n형이 있으며 이 중에서 어떠한 타입이 사용되어도 무방하다.
본 발명의 일 실시예에서는, 차량용 변속기 제어 장치(100)에 있어서, 전술한 AND 게이트와 상기 MOSFET의 조합에 의하여 스위치 컨트롤러(120) 및 파워 스위치(110)를 구현한다. 이러한 구성을 통하여, 종래의 릴레이를 사용함으로써 발생되는 접점 손상의 문제를 해결할 수 있고, 나아가 차량용 변속기 제어 장치(100)의 내구성 및 운전자의 안전을 도모할 수 있다.
한편, ECU(170)는, 마이크로 프로세서로서 구성되고, 처리 프로그램을 기억하는 ROM과, 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM과, 입출력 포트와, 통신 포트를 구비한다. ECU(170)에는, 액셀러레이터 페달의 답입량을 검출하는 액셀러레이터 페달 포지션 센서로부터의 액셀러레이터 개방도(Acc), 브레이크 페달의 답입을 검출하는 브레이크 스위치로부터의 브레이크 스위치 신호(BSW), 차속 센서로부터의 차속(V) 등이 입력 포트를 통해 입력될 수 있고, ECU(170)로부터는 경고등의 점등 신호 등이 출력 포트를 통해 출력될 수 있다. ECU(170)는, 전술한 바와 같이, MCU(140)와 통신 포트(CAN)를 통해 접속되어 있어서, MCU(140)와 각종 제어 신호(CAN_High(CAN_H), CAN_Low(CAN_L))나 데이터 의 교환을 행할 수 있다.
지금까지 도 1 및 도 2의 각 구성요소는 소프트웨어(software) 또는, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만 상기 구성요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 구성요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성요소들을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성요소로 구현할 수도 있다.
도 6은 차량용 변속기 제어 장치에서 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
먼저, 조정기(134)는 MCU(140)로부터 워치독 신호를 수신하고, 상기 워치독 신호를 기초로 MCU(140)에서 비정상적인 펄스가 발생되는가를 감지한다(S61). 조정기(134)가 이를 감지한 경우 MCU(140)에 리셋 신호를 전달하여 MCU(140)를 초기화한다(S62). 또한, 워치독 분석 회로(132)는 상기 워치독 신호를 직접 분석하고 상기 워치독 신호 자체의 오류를 감지한다(S63).
한편, MCU(140)는 파킹 액츄에이터(150)로부터 제공된 감지 신호를 분석하여 파킹 액츄에이터(150)에 오류가 없는지를 체크한다. 상기 감지 신호는 파킹 액츄에이터(150) 내의 모터 각도 센서(156)로부터의 신호, 전류 센서(155)로부터의 신호를 포함한다. 즉, MCU(140)는 오류가 없다고 판단된 경우(MCU_EN 조건), 이네이블 신호를 제공한다(S64).
결국, 스위치 컨트롤러(120)는 MCU(140)에서 비정상적인 펄스가 발생되지 않는 조건과, 상기 워치독 신호 자체에 오류가 없는 조건과, MCU(140)로부터 이네이블 신호가 제공되는 조건 모두를 만족하는 경우에 차량용 변속기 제어 장치(100)에 오류가 발생하지 않은 것으로 판단한다(S65).
이러한 오류가 발생한 경우(S65의 Y), 스위치 컨트롤러(120)는 파워 스위치(110)가 차단되도록 제어하고(S66), 상기 오류가 발생하지 않은 경우(S65의 N), 스위치 컨트롤러(120)는 파워 스위치(110)가 연결되도록 제어한다(S67).
도 7은 도 6에서 단계 S64를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.
먼저, MCU(140)는 파워 스위치(110)에 대한 온/오프 체크(S71)와, 파킹 액츄에이터(150) 내의 모터 드라이버(154)에 대한 온/오프 체크(S72)를 주기적으로 수행한다. 또한, MCU(140)는 전류 센서(155)에 의해 모터 전류 체크를 수행하고(S73), 모터 각도 센서(156)에 의해 모터 위치 체크를 수행한다(S74). MCU(140)는 S73 및 S74에서 운전자의 조작과 상기 감지 신호가 일치하는가를 기준으로 파킹 액츄에이터(150)의 오류 여부를 판단할 수 있다.
이상의 S71 내지 S74 단계 중에서 하나의 단계라도 오류가 감지된다면(S75의 Y), 스위치 컨트롤러(120)로 이네이블 신호(MCU_EN)는 전달되지 않고 종료된다. 한편, S71 내지 S74 단계 모두에서 오류가 감지되지 않으면(S75의 N), MCU(140)는 스위치 컨트롤러(120)에 이네이블 신호(MCU_EN)를 전달한다(S76). 이러한 이네이블 신호(MCU_EN)가 없으면 스위치 컨트롤러(120)로 제공되는 다른 신호와 상관없이 스위치 컨트롤러(120)는 파워 스위치(110)가 차단되도록 제어한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 이해해야 한다.
100: 차량용 변속기 제어 장치
110: 파워 스위치
120: 스위치 컨트롤러
130: 오류 판단부
132: 워치독 분석 회로
134: 조정기
140: MCU
150: 파킹 액츄에이터
152: 모터
154: 모터 드라이버
155: 전류 센서
156: 모터 각도 센서
160: CAN 송수신기
170: ECU
172: 시프트 레버

Claims (13)

  1. 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하기 위한 차량용 변속기 제어 장치에 있어서,
    차량을 파킹 상태로부터 중립 상태로 변경하는 파킹 액츄에이터;
    상기 파킹 액츄에이터와 전원 사이에 연결된 파워 스위치;
    상기 파킹 액츄에이터로부터 감지 신호를 수신하고, 상기 파킹 액츄에이터를 구동하기 위한 구동 신호를 상기 파킹 액츄에이터에 전달하는 마이크로 컨트롤 유닛;
    상기 차량용 변속기 제어 장치내의 신호들이 소정의 오류 조건을 만족하는지를 판단하는 오류 판단부; 및
    상기 오류 조건이 만족되는 경우, 상기 파킹 액츄에이터의 파워 스위치가 차단되도록 제어하는 스위치 컨트롤러를 포함하는, 차량용 변속기 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오류 조건은 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는 조건을 포함하는, 차량용 변속기 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오류 판단부는
    상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 워치독 신호를 수신하여, 상기 조건이 만족되는 경우 리셋 신호를 생성하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛을 리셋하는 조정기(regulator)를 포함하는, 차량용 변속기 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 오류 판단부는
    상기 워치독 신호의 오동작에 대비하여 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 워치독 신호를 직접 분석하여 워치독 신호 자체의 오류 여부를 판단하는 워치독 분석 회로를 더 포함하며,
    상기 오류 조건은 상기 워치독 신호 자체에 오류가 있는 조건을 더 포함하는, 차량용 변속기 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마이크로 컨트롤 유닛은
    상기 파킹 액츄에이터로부터 제공되는 감지 신호를 수신하여, 상기 파킹 액츄에이터에 오류가 없는 경우 이네이블 신호를 생성하며,
    상기 파킹 액츄에이터의 오류 여부는 운전자의 조작과 상기 감지 신호가 일치하는가를 기준으로 판단되는, 차량용 변속기 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 파킹 액츄에이터는
    모터와, 상기 모터의 움직임을 제어하는 모터 드라이버와, 상기 모터 드라이버의 전류를 감지하는 전류 센서와, 상기 모터의 회전각을 검출하는 모터 각도 센서를 포함하며,
    상기 감지 신호는 상기 모터 각도 센서로부터의 신호, 상기 전류 센서로부터의 신호를 포함하는, 차량용 변속기 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 파워 스위치 컨트롤러는
    상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는 조건, 상기 워치독 신호 자체에 오류가 있는 조건 및 상기 이네이블 신호가 존재하지 않는 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우에 상기 파워 스위치를 차단하는, 차량용 변속기 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 컨트롤러는 상기 오류 판단부에서 출력되는 신호를 입력으로 하는 AND 게이트이고, 상기 파워 스위치는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인, 차량용 변속기 제어 장치.
  9. 차량용 변속기 제어 장치에서 파킹 액츄에이터의 오동작에 의해 파킹 상태가 해제되는 것을 방지하는 방법에 있어서,
    마이크로 컨트롤 유닛으로부터 워치독 신호를 수신하는 단계;
    상기 워치독 신호를 기초로 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는가를 판단하는 단계;
    상기 워치독 신호의 오동작에 대비하여 상기 워치독 신호를 직접 분석하고 상기 워치독 신호 자체의 오류 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는 조건과, 상기 워치독 신호 자체에 오류가 있는 조건 중 어느 하나를 만족하는 경우 상기 파킹 액츄에이터의 파워 스위치를 차단하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 비정상적인 펄스가 발생되는 경우 상기 마이크로 컨트롤 유닛을 리셋하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 파킹 액츄에이터로부터 감지 신호를 수신하여 상기 파킹 액츄에이터의 오류가 있는 경우 상기 파워 스위치를 차단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 감지 신호는 상기 파킹 액츄에이터 내의 모터 각도 센서로부터의 신호, 전류 센서로부터의 신호를 포함하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 파워 스위치를 온/오프 함에 의하여 상기 파워 스위치의 오류 여부를 체크하는 단계;
    상기 파킹 액츄에이터 내의 모터 드라이버의 온/오프 함에 의하여 상기 모터 드라이버의 오류 여부를 체크하는 단계; 및
    상기 파워 스위치에 오류가 있거나 상기 모터 드라이버에 오류가 있는 경우 상기 파워 스위치가 차단되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
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