KR20150129111A

KR20150129111A - 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치 및 방법

Info

Publication number: KR20150129111A
Application number: KR1020140054646A
Authority: KR
Inventors: 배만용
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-11-19

Abstract

본 발명은 시프트 모터와 셀렉트 모터의 구동에 의해 변속기의 변속 러그들을 작동시키는 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 결정하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치로서, 변속기 케이스의 일측에 핑거를 관통되게 수용하는 핑거관통홀이 형성되고, 상기 핑거관통홀의 내측벽에 시프트방향에서의 중립위치를 결정하기 위해 핑거가 출입하는 위치결정홈이 형성된 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치에 관한 것으로, 절대적인 기준에 대하여 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 학습함으로써 보다 정확한 초기 중립위치를 설정할 수 있게 된다.

Description

기어 액츄에이터의 중립단 학습장치 및 방법{ A device and method for learning a neutral position in a gear actuator }

본 발명은 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동화 수동변속기에서 시프트 모터와 셀렉트 모터의 구동에 의해 변속기의 변속 러그들을 작동시키는 핑거의 중립단 위치를 학습하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 변속기는 운전자가 수동으로 변속을 수행하는 수동변속기와 주행 상태에 따라 자동으로 변속을 수행하는 자동변속기로 크게 구분하고 있다.

수동변속기는 초보 운전자가 조작하기 어렵고 시내 주행이나 교통 정체시 운전 피로감이 많은 문제점이 있으나 연비가 좋고 운전자가 원하는 가속 성능을 발휘할 수 있는 이점이 있다.

이와 같은 수동 및 자동변속기의 문제점을 해소하고 각각의 장점을 극대화시키기 위한 방안의 일환으로서, 구조가 간단하며 연비가 좋은 수동변속기에 자동화 변속장치를 장착하여 연비 향상과 자동변속기와 같은 운전자의 편리함 그리고 변속 충격을 완화하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이러한 변속기를 자동화 수동변속기(AMT : Automated Manual Transmission)라 한다.

자동화 수동변속기는 운전자가 손으로 변속 레버를 조작하던 것을 동력을 사용함으로써 수동변속기의 변속동작을 자동화하여 자동변속기 기능을 구현하는 장치로, 자동변속을 위한 기어 액츄에이터를 구비하고 있다. 기어 액츄에이터는 공압식이나 유압식, 전동식 등 다양하게 개발되어 있다.

전동식 기어 액츄에이터는 셀렉트 동작을 위한 셀렉트 모터와 시트프 동작을 위한 시프트 모터를 구비하고 있다. 셀렉트 모터와 시프트 모터는 핑거가 초기 중립위치에 위치한 상태에서 기 설정된 부하만큼 작동하여 핑거를 변속러그들의 작동위치까지 이동시키게 된다.

여기서, 초기 셀렉트 모터나 시프트 모터의 위치값이 잘못 설정된 경우 본래의 기어 결합 위치보다 덜 이동하여 변속이 제대로 이루어지지 않거나, 본래의 기어 결합 위치보다 더 이동하여 시프트 모터에 과부하가 발생하게 된다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 변속기에 시프트 모터와 셀렉트 모터를 조립할 때 핑거의 위치가 제대로 설치되어야 할 뿐만 아니라 핑거의 이동거리를 제어하기 위한 시프트 모터와 셀렉트 모터의 초기 위치값도 제대로 설정되어야 한다.

종래 시프트방향 중립위치를 설정함에 있어서, 기어가 중립단일 때 시프트 모터에 소정의 부하를 가하여 핑거를 시프트방향을 따라 이동시키고, 핑거가 서로 마주보는 변속러그들에 부딪힐 때의 위치값을 평균하여 중간위치값을 산출한 후, 이를 초기 기어의 시프트방향 중립위치로 설정한다.

그러나, 변속러그들은 변속을 위해 시프트방향으로 이동가능하게 구비되므로 핑거가 변속러그들에 부딪힐 때 변속러그들이 미동할 수 있고, 이와 같이 변속러그들이 불규칙적으로 움직이게 되면 평균값을 정확하게 산출할 수 없는 문제점이 있었다.

다시 말하면, 종래에는 유동적인 변속러그들을 대상으로 초기 위치를 산출함으로써 고정적인 정확한 값을 산출할 수 없게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기어 액츄에이터의 중립단 학습방법이 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 절대적인 기준에 대하여 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 학습함으로써 보다 정확한 초기 중립위치를 설정할 수 있는 기어 액츄에이터의 중립단 학습 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치는, 시프트 모터와 셀렉트 모터의 구동에 의해 변속기의 변속 러그들을 작동시키는 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 결정하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치로서, 변속기 케이스의 일측에 핑거를 관통되게 수용하는 핑거관통홀이 형성되고, 상기 핑거관통홀의 내측벽에 시프트방향에서의 중립위치를 결정하기 위해 핑거가 출입하는 위치결정홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 위치결정홈은 셀렉트방향을 따라 함입되어 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치에 있어서, 상기 위치결정홈은 상기 핑거관통홀을 사이에 두고 2개가 서로 마주보게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 위치결정홈은 기어의 중립위치를 중심으로 대칭되게 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치에 있어서, 상기 위치결정홈은 셀렉트방향과 평행하게 구비되고, 핑거가 시프트방향으로 이동시 접촉하는 제1내측벽 및 제2내측벽, 상기 제1내측벽과 제2내측벽의 사이에 형성된 제3내측벽을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1내측벽 및 제2내측벽은 서로 마주보는 변속러그들의 선단과 동일선상에 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치에 있어서, 핑거를 셀렉트방향을 따라 이동시켜 상기 위치결정홈에 위치시키고 핑거가 위치결정홈에 위치한 상태에서 핑거를 시프트방향으로 이동시켜 시프트방향에서의 중립위치를 결정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어부는 핑거를 시프트방향을 따라 양쪽으로 이동시켜 위치결정홈의 제1내측벽과 제2내측벽에 접촉할 때의 두 값을 평균하여 중립위치를 결정한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기어 액츄에이터의 중립단 학습방법은, 셀렉트 모터에 부하를 가하여 핑거를 셀렉트방향으로 이동시켜 위치결정홈에 위치시키는 단계(S10), 위치결정홈에 핑거가 위치한 상태에서 시프트 모터에 부하를 가하여 핑거를 시프트방향으로 이동시키고(S21) 핑거가 시프트방향 이동경로상에서 일측 끝단에 도달할 때 시프트 모터의 위치값을 검출하는 단계(S22), 상기 S22단계의 위치에서 시프트 모터에 반대부하를 가하여 핑거를 기어의 중립위치를 지나 반대편으로 이동시키고(S31) 핑거가 그 반대편 끝단에 도달할 때 시프트 모터의 위치값을 검출하는 단계(S32), 및 상기 S22단계와 S32단계에서 검출한 시프트 모터의 두 위치값을 평균하고 그 평균 위치값을 시프트방향의 중립위치로 설정하는 단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습방법에 의하면, 고정체에 의한 절대적인 기준에 대하여 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 학습함으로써 보다 정확한 초기 중립위치를 설정할 수 있게 되고, 그로 인해 자동화 수동변속기의 변속기어들의 치합불량을 최소화할 수 있으며 변속 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치를 나타낸 평면도,
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 개략적 횡단면도,
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치를 이용해 시프트방향 중립위치를 설정하는 방법을 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 도면 부호 1은 1단 변속을 위한 변속 러그이고, 2는 2단 변속 러그, 3은 3단 변속 러그, 4는 4단 변속 러그, 5는 5단 변속 러그, 6은 6단 변속 러그, R은 후진을 위한 변속 러그이다.

핑거(2)는 시프트 모터와 셀렉트 모터의 구동에 의해 변속기의 변속 러그들을 작동시킨다. 상기 핑거(2)는 셀렉트 모터의 구동에 의해 셀렉트방향(L)으로 이동하고 시프트 모터에 의해 시프트방향(H)으로 이동하면서 변속 러그들을 밀어 변속시키게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치는 일측에 핑거(2)를 관통되게 수용하는 핑거관통홀(11)이 형성된 변소기 케이스(10)를 구비하고 있다.

상기 핑거관통홀(11)의 내측벽에는 핑거(2)가 출입하는 위치결정홈(20)이 형성되어 있다.

상기 위치결정홈(20)은 셀렉트방향(L)을 따라 함입되어 형성된다. 따라서, 핑거(2)가 기어의 중립위치(N)에서 셀렉트방향(L)을 따라 위치결정홈(20)의 내부로 이동할 수 있게 된다.

상기 위치결정홈(20)은 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22) 및 제3내측벽(23)으로 이루어진다.

상기 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)은 셀렉트방향(L)과 평행하게 구비되고, 제3내측벽(23)은 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)의 사이에 셀렉트방향(L)과 수직하게 형성되어 있다. 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22) 및 제3내측벽(23)은 전체적으로 'ㄷ'자 형상을 이루며 형성된다.

상기 제1내측벽(21) 및 제2내측벽(22)은 핑거(2)가 시프트방향(H)으로 이동시 접촉하게 된다. 제3내측벽(23)은 핑거(2)가 셀렉트방향(L)으로 이동시 접촉할 수 있게 되나, 셀렉트방향(L)으로 이동하던 핑거(2)는 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)의 사이에 위치하게 되면 제3내측벽(23)과 소정의 거리를 두고 정지하게 된다.

상기 제1내측벽(21) 및 제2내측벽(22)은 서로 마주보는 변속러그(1)들의 선단과 동일선상에 형성되어 있다. 따라서, 핑거(2)가 종래 변속러그(1)들의 선단까지 이동하여 접촉할 때처럼 시프트방향(H)을 따라 동일한 거리를 이동하게 된다. 다시 말하면, 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22) 사이의 간격은 서로 마주보는 변속러그(1)들의 사이간격과 동일하게 된다.

상기 위치결정홈(20)은 기어의 중립위치(N)를 중심으로 대칭되게 형성된다. 즉, 상기 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22) 사이의 거리를 이등분한 중심선이 기어의 중립위치(N)와 일치하도록 위치결정홈(20)이 형성된다. 기어의 중립위치(N)는 서로 마주보는 변속러그(1)들의 중심선(C)상에 형성되는 가상의 기준선으로, 핑거(2)의 시프트방향(H) 중립위치를 설정하는 절대적인 기준이 된다. 핑거(2)가 기어의 중립위치(N)에 위치하는 경우 제1내측벽(21)까지 이동하는 거리와 제2내측벽(22)까지 이동하는 거리가 동일하게 된다. 조립시 핑거(2)의 초기 위치는 대부분 기어의 중립위치(N)와 일치하지 않게 되고, 후술하는 바와 같이 위치결정홈(20)을 통해 핑거(2)가 기어의 중립위치(N)에 위치할 수 있도록 학습하게 된다.

제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)이 변소기 케이스(10)에 형성됨으로써 그 위치가 고정되고, 고정체인 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)을 대상으로 핑거(2)의 위치값을 검출하게 되므로 변속러그(1)들에 따라 달라지지 않는 불변의 중립위치값을 산출할 수 있게 된다.

상기 위치결정홈(20)은 상기 핑거관통홀(11)을 사이에 두고 2개가 서로 마주보게 형성된다. 하나의 위치결정홈(20)을 통해 핑거(2)의 중립단 위치를 학습하는 것보다 2개의 위치결정홈(20)을 통해 각각의 학습값을 산출하고 두 값을 평균하게 되면 보다 정밀한 학습값을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치는 셀렉트 모터와 시프트 모터에 제어부(도면미도시)를 포함하고 있다.

상기 제어부는 셀렉트 모터에 소정의 부하를 인가하여 핑거(2)를 셀렉트방향(L)을 따라 이동시킨다. 셀렉트 모터의 작동에 의해 핑거(2)가 위치결정홈(20)에 위치하게 되고, 핑거(2)가 위치결정홈(20)에 위치한 상태에서 제어부는 시프트 모터에 소정의 부하를 인가하여 핑거(2)를 시프트방향(H)으로 이동시킨다.

상기 제어부는 핑거(2)를 시프트방향(H)을 따라 양쪽으로 이동시켜 위치결정홈(20)의 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)에 접촉할 때의 두 값을 평균하여 중립위치를 결정한다.

이하 상술한 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치를 이용해 시프트방향 중립위치를 학습하는 방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 1의 초기 조립위치에서 셀렉트 모터에 부하를 가하여 핑거(2)를 셀렉트방향(L)으로 이동시켜 도 3에 도시된 바와 같이 위치결정홈(20)에 위치시킨다(S10).

상기 S10단계에 의해 위치결정홈(20)에 핑거(2)가 위치하게 되면, 시프트 모터에 부하를 가하여 핑거(2)를 시프트방향(H)으로 이동시킨다(S21).

핑거(2)가 시프트방향(H) 이동경로상에서 일측 끝단에 도달할 때 시프트 모터의 위치값을 검출하고(S22), 상기 S22단계의 위치에서 시프트 모터에 반대부하를 가하여 핑거(2)를 기어의 중립위치를 지나 반대편으로 이동시키고(S31) 핑거가 그 반대편 끝단에 도달할 때 시프트 모터의 위치값을 검출한다(S32).

가령, 먼저 시프트 모터에 소정의 부하를 가하여 핑거(2)를 제1내측벽(21) 쪽으로 이동시키고(S21), 핑거(2)가 제1내측벽(21)에 접촉할 때의 시프트 모터의 위치값을 검출한다(S22). 핑거(2)가 제1내측벽(21)에 도달하게 되면 더 이상 이동하지 못하게 되므로 시프트 모터의 부하가 증가하게 되고 그 때의 시프트 모터의 위치값을 검출하게 된다.

이후 핑거(2)를 제2내측벽(22) 쪽으로 이동시키고(S31), 핑거(2)가 제2내측벽(22)에 접촉할 때 시프트 모터의 위치값을 검출한다(S32). 핑거(2)가 제2내측벽(22)에 도달하게 되면 핑거(2)가 정지되면서 시프트 모터의 부하가 증가하게 되고 이 때의 시트트 모터의 위치값을 검출하게 된다.

여기서, 시프트 모터의 부하가 증가하는 경우는 시프트 모터에 전류가 계속해서 인가되고 있는 상태이므로 모터의 수명을 단축시킬 우려가 있다. 따라서, 부하가 증가하였다가 소정 부하만큼 감소한 때, 가령 부하가 제거된 0 부하 상태에서 시트트 모터의 위치값을 검출하는 것이 바람직하다. 시프트 모터에 부하를 가한 후 소정 시간이 경과하면 부하가 0으로 감소하게 된다.

만약 시프트 모터의 부하가 증가한 상태에서 위치값을 검출한 경우, 실제 변속 모드에서는 학습값 대비 소정의 이동거리만큼 감소시킨 위치를 제어위치로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 S22단계와 S32단계에서 검출한 시프트 모터의 두 위치값을 평균하고 그 평균 위치값을 핑거(2)의 시프트방향(H) 중립위치로 설정한다(S40).

가령, 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)에서 각각 검출한 위치값을 평균하여 핑거(2)의 시프트방향(H) 중립위치값으로 설정하게 된다.

한편, 하나의 위치결정홈(20)에서 시프트 모터의 위치값 평균을 구한 경우, 셀렉트 모터에 반대부하를 가하여 반대쪽 위치결정홈(20)으로 핑거(2)를 이동시킨 후, 그 위치결정홈(20)의 제1내측벽(21)과 제2내측벽(22)에서 동일한 과정을 수행함으로써 두번째 위치값 평균을 산출한다. 이와 같이 산출한 두개의 위치결정홈(20)에서의 평균값을 적용하게 되면 보다 정확한 핑거(2)의 시프트방향(H) 중립위치값을 얻을 수 있게 된다.

시프트 모터의 위치값은 모터 속도 검출 신호의 모터 속도 검출치를 적분하여 구해질 수 있으며, 모터의 위치값을 검출하고 입력하는 것은 일반적으로 널리 알려진 공지기술에 해당하므로 자세한 설명은 생략한다.

10 : 변속기 케이스
11 : 핑거관통홀
20 : 위치결정홈
21 : 제1내측벽
22 : 제2내측벽
23 : 제3내측벽
1 : 변속러그
2 : 핑거
N : 기어의 중립위치
C : 변속러그들의 중심선
L : 셀렉트방향
H : 시프트방향

Claims

시프트 모터와 셀렉트 모터의 구동에 의해 변속기의 변속 러그들을 작동시키는 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 학습하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치에 있어서,
변속기 케이스의 일측에 핑거를 관통되게 수용하는 핑거관통홀이 형성되고, 상기 핑거관통홀의 내측벽에 시프트방향에서의 중립위치를 결정하기 위해 핑거가 출입하는 위치결정홈이 형성된 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제1항에 있어서, 상기 위치결정홈은,
셀렉트방향을 따라 함입되어 형성된 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제2항에 있어서, 상기 위치결정홈은,
상기 핑거관통홀을 사이에 두고 2개가 서로 마주보게 형성된 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제2항에 있어서, 상기 위치결정홈은,
기어의 중립위치를 중심으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제2항에 있어서, 상기 위치결정홈은,
셀렉트방향과 평행하게 구비되고, 핑거가 시프트방향으로 이동시 접촉하는 제1내측벽 및 제2내측벽;
상기 제1내측벽과 제2내측벽의 사이에 형성된 제3내측벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제5항에 있어서, 상기 제1내측벽 및 제2내측벽은,
서로 마주보는 변속러그들의 선단과 동일선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제5항에 있어서,
핑거를 셀렉트방향을 따라 이동시켜 상기 위치결정홈에 위치시키고, 핑거가 위치결정홈에 위치한 상태에서 핑거를 시프트방향으로 이동시켜 시프트방향에서의 중립위치를 결정하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는,
핑거를 시프트방향을 따라 양쪽으로 이동시켜 위치결정홈의 제1내측벽과 제2내측벽에 접촉할 때의 두 값을 평균하여 중립위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치.
상기 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항의 기어 액츄에이터의 중립단 학습장치를 이용하여 핑거의 시프트방향에서의 중립위치를 학습하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습방법에 있어서,
셀렉트 모터에 부하를 가하여 핑거를 셀렉트방향으로 이동시켜 위치결정홈에 위치시키는 단계(S10);
위치결정홈에 핑거가 위치한 상태에서 시프트 모터에 부하를 가하여 핑거를 시프트방향으로 이동시키고(S21), 핑거가 시프트방향 이동경로상에서 일측 끝단에 도달할 때 시프트 모터의 위치값을 검출하는 단계(S22);
상기 S22단계의 위치에서 시프트 모터에 반대부하를 가하여 핑거를 기어의 중립위치를 지나 반대편으로 이동시키고(S31), 핑거가 그 반대편 끝단에 도달할 때 시프트 모터의 위치값을 검출하는 단계(S32); 및
상기 S22단계와 S32단계에서 검출한 시프트 모터의 두 위치값을 평균하고, 그 평균 위치값을 핑거의 시프트방향 중립위치로 설정하는 단계(S40);를 포함하는 기어 액츄에이터의 중립단 학습방법.