KR20200097424A - 차량의 변속 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 변속 제어 장치에 관한 것으로서, 차량의 변속 장치의 시프트 동작을 수행하는 시프트 모터를 통해 변속을 수행하는 기어 액추에이터부, 및 메인 통신 라인을 통해 시프트 모터를 제어하기 위한 제어 명령을 기어 액추에이터부로 전달하여 차량의 변속을 제어하고, 메인 통신 라인의 페일(fail)이 발생한 경우 백업 통신 라인을 통해 제어 명령을 기어 액추에이터부로 전달하여 차량의 변속을 제어하며, 메인 통신 라인의 페일 시 기어 액추에이터부를 제어하기 위한 통신 라인이 메인 통신 라인으로부터 백업 통신 라인으로 전환되는데 소요되는 과도 시간 동안의 변속 제어 오류가 방지될 수 있도록, 시프트 모터를 제어하기 위한 설정 제어 듀티가 반영된 제어 플래그를 통해 기어 액추에이터부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 변속 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 변속 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 듀얼 클러치 변속기를 제어하는 차량의 변속 제어 장치에 관한 것이다.
변속기는 차량 등에 탑재되어 엔진 또는 모터와 같은 회전력 발생 수단을 통해 적절한 크기의 회전속도 및 토크를 발생시키기 위한 장치를 의미한다. 이러한 변속기는 운전자의 매뉴얼 조작에 따라 변속이 수행되는 수동 변속기, 및 차속 또는 엔진 부하에 따라 자동으로 변속이 수행되는 자동 변속기로 대변될 수 있으며, 현재는 자동 변속기가 널리 사용되고 있는 추세이다.
이러한 자동 변속기 중 하나로, 두 개의 동력 전달 클러치가 구비된 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)가 개발되어 있다. 듀얼 클러치 변속기는 엔진으로부터 입력되는 회전력을 두 개의 클러치를 이용하여 두 개의 입력측으로 선택적으로 전달하고, 두 개의 입력측 상에 배치되는 기어의 회전력을 이용하여 변속 후 출력하게 되는 구조를 기반으로 두 개의 클러치가 번갈아 사용되면서 변속이 이루어지기 때문에 변속시에도 동력의 단절이 거의 일어나지 않는 장점을 가지며, 또한 단판 클러치 변속기에서 발생되는 가속 정지감 현상이 없기 때문에 변속감이 매우 우수한 장점을 갖는다.
듀얼 클러치 변속기와 같은 차량의 변속기는, 변속을 위한 셀렉트 동작 및 시프트 동작을 각각 수행하기 위한 셀렉트 솔레노이드 및 시프트 모터로 구성되는 기어 액추에이터(GA: Gear Actuator)와, 운전자의 가속 페달 및 브레이크 조작과 차량의 주행 상태 정보를 토대로 기어 액추에이터를 제어함으로써 전체적인 차량의 변속 제어를 수행하는 TCU(Transmission Control Unit)을 포함하며, 기어 액추에이터 및 TCU 간의 통신을 기반으로 차량의 변속 제어가 이루어진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0032628호(2016.03.24. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 목적은 차량의 변속기를 구성하는 기어 액추에이터 및 TCU 간의 통신에 장애가 발생한 경우에도 차량의 변속 제어가 정상적으로 수행되도록 함으로써 통신 장애에 따른 변속 제어 오류를 방지할 수 있는 차량의 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 변속 제어 장치는 차량의 변속 장치의 시프트 동작을 수행하는 시프트 모터를 통해 변속을 수행하는 기어 액추에이터부, 및 메인 통신 라인을 통해 상기 시프트 모터를 제어하기 위한 제어 명령을 상기 기어 액추에이터부로 전달하여 상기 차량의 변속을 제어하고, 상기 메인 통신 라인의 페일(fail)이 발생한 경우 백업 통신 라인을 통해 상기 제어 명령을 상기 기어 액추에이터부로 전달하여 상기 차량의 변속을 제어하며, 상기 메인 통신 라인의 페일 시 상기 기어 액추에이터부를 제어하기 위한 통신 라인이 상기 메인 통신 라인으로부터 상기 백업 통신 라인으로 전환되는데 소요되는 과도 시간 동안의 변속 제어 오류가 방지될 수 있도록, 상기 시프트 모터를 제어하기 위한 설정 제어 듀티가 반영된 제어 플래그를 통해 상기 기어 액추에이터부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 메인 통신 라인은 CAN(Controller Area Network) 3 통신 라인이고, 상기 백업 통신 라인은 CAN 4 통신 라인인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 변속단의 변경이 이루어지는 과정에서 상기 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우에만 상기 과도 시간 동안 상기 제어 플래그를 인에이블하여 상기 기어 액추에이터부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 메인 통신 라인을 통해 제1 제어 듀티가 반영된 제어 명령을 상기 기어 액추에이터부로 전달하여 상기 차량의 변속을 제어하는 상태에서 상기 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우, 상기 제1 제어 듀티보다 작은 값을 갖는 상기 설정 제어 듀티를 상기 제어 플래그에 반영하여 상기 기어 액추에이터부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 변속 장치는 듀얼 클러치 변속기(DCT: Dual Clutch Transmission)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 기어 액추에이터부 및 제어부 간의 메인 통신 라인의 페일을 대비하여 백업 통신 라인을 구성함과 동시에 메인 통신 라인으로부터 백업 통신 라인으로 통신 라인이 전환되는데 소요되는 과도 시간 동안 시프트 모터의 제어 듀티를 제한하는 제어 전략을 채용함으로써, 변속 시스템의 통신 장애가 발생한 경우 야기되는 변속 제어 오류를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치에서 셀렉트 동작 및 시프트 동작이 수행되는 과정을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치에서 제어 플래그를 적용하지 않고 기어 액추에이터부를 제어하는 경우 시프트 모터의 듀티 제어가 이루어지는 방식을 보인 예시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치에서 제어 플래그를 적용하여 기어 액추에이터부를 제어하는 경우 시프트 모터의 듀티 제어가 이루어지는 방식을 보인 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치에서 셀렉트 동작 및 시프트 동작이 수행되는 과정을 보인 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치에서 제어 플래그를 적용하지 않고 기어 액추에이터부를 제어하는 경우 시프트 모터의 듀티 제어가 이루어지는 방식을 보인 예시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치에서 제어 플래그를 적용하여 기어 액추에이터부를 제어하는 경우 시프트 모터의 듀티 제어가 이루어지는 방식을 보인 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치는 기어 액추에이터부(100) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다.
기어 액추에이터부(100)는 후술하는 제어부(200)의 제어에 의해 차량의 변속 장치의 셀렉트 동작 및 시프트 동작을 각각 수행하는 셀렉트 솔레노이드(110) 및 시프트 모터(120)를 통해 차량의 변속을 수행할 수 있다. 본 실시예의 변속 장치는 각각 홀수단 및 짝수단을 담당하는 두 개의 클러치를 이용하여 엔진의 동력을 전달하거나 차단하도록 동작하는 듀얼 클러치 변속기(DCT: Dual Clutch Transmission)일 수 있으며, 이에 따라 기어 액추에이터부(100)의 셀렉트 솔레노이드(110)는 홀수단 셀렉트 솔레노이드 및 짝수단 셀렉트 솔레노이드로 구분될 수 있고, 기어 액추에이터부(100)의 시프트 모터(120)는 홀수단 시프트 모터 및 짝수단 시프트 모터로 구분될 수 있다. 이하에서 표기하는 시프트 모터(120)는 홀수단 시프트 모터 및 짝수단 시프트 모터 중 현재 제어 대상이 되는 시프트 모터를 의미하는 것으로 한다.
제어부(200)는 운전자의 가속 페달 및 브레이크 조작과 차량의 주행 상태 정보를 토대로 기어 액추에이터를 제어함으로써 전체적인 차량의 변속 제어를 수행하는 TCU(Transmission Control Unit)로 구현될 수 있다.
제어부(200)의 동작을 구체적으로 설명하면, 제어부(200)는 메인 통신 라인을 통해 기어 액추에이터부(100)의 시프트 모터(120)를 제어하기 위한 제어 명령을 기어 액추에이터부(100)로 전달하여 차량의 변속을 제어할 수 있으며, 메인 통신 라인의 페일(fail)이 발생한 경우에는 백업 통신 라인을 통해 제어 명령을 기어 액추에이터부(100)로 전달하여 차량의 변속을 제어할 수 있다. 여기서, 메인 통신 라인은 CAN(Controller Area Network) 3 통신 라인이고, 백업 통신 라인은 CAN 4 통신 라인일 수 있다. 이에 따라, 제어부(200)는 통신 라인을 메인 통신 라인(CAN 3) 및 백업 통신 라인(CAN 4)으로 이중화하여 기어 액추에이터부(100)를 제어함으로써 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우에도 차량의 변속 제어가 정상적으로 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 제어부(200)는 메인 통신 라인의 페일 시, 백업 통신 라인으로의 빈번한 전환을 방지하기 위해 소정의 과도 시간이 경과한 이후 백업 통신 라인으로 통신 라인을 전환할 수 있다. 즉, 본 실시예의 과도 시간은 기어 액추에이터부(100)를 제어하기 위한 통신 라인이 메인 통신 라인으로부터 백업 통신 라인으로 전환되는데 소요되는 시간으로 정의되며, 예를 들어 20ms의 시간으로 제어부(200)에 미리 설정되어 있을 수 있다.
과도 시간을 설정함으로써 통신 라인의 빈번한 전환을 방지할 수 있음과 동시에, 과도 시간 동안에는 메인 통신 라인 및 백업 통신 라인이 모두 변속 제어에 활용되지 않음으로 인해 변속 제어 오류가 야기되는 문제가 있을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예에서 제어부(200)는 메인 통신 라인의 페일 시 기어 액추에이터부(100)를 제어하기 위한 통신 라인이 메인 통신 라인으로부터 백업 통신 라인으로 전환되는데 소요되는 과도 시간 동안의 변속 제어 오류가 방지될 수 있도록, 시프트 모터(120)를 제어하기 위한 설정 제어 듀티가 반영된 제어 플래그를 통해 기어 액추에이터부(100)를 제어할 수 있다.
구체적인 실시예로 설명하면, 메인 통신 라인의 페일 발생 시, 과도 시간 동안에는 메인 통신 라인 및 백업 통신 라인이 모두 변속 제어에 활용되지 않기 때문에 시프트 모터(120)는 메인 통신 라인의 페일이 발생하기 직전에 메인 통신 라인을 통해 전달되는 제어 명령에 따른 제어 듀티에 의해 제어되게 된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이 메인 통신 라인을 통한 제어 명령에 따라 100% 듀티로 시프트 모터(120)가 제어되는 상태에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우, 과도 시간 동안에 시프트 모터(120)는 여전히 100% 듀티로 제어되게 된다.
따라서, 제어부(200)는 상기한 과도 시간 동안에는 시프트 모터(120)를 제어하기 위한 설정 제어 듀티가 반영된 제어 플래그를 통해 기어 액추에이터부(100)를 제어함으로써, 과도 시간 동안에 발생할 수 있는 변속 제어 오류를 방지할 수 있다. 도 4를 참조하면(조건: 메인 통신 라인에 따른 제어 듀티 = 100%, 백업 통신 라인에 따른 제어 듀티 = 15%), 메인 통신 라인을 통해 정상적인 변속 제어가 수행되는 과정에서 제어 플래그는 디스에이블된다(즉, 제어 플래그에 CLEAR 레벨의 제어 듀티(0%)가 반영). 도 5를 참조하면(조건: 메인 통신 라인에 따른 제어 듀티 = 100%, 백업 통신 라인에 따른 제어 듀티 = 15%), 메인 통신 라인을 통해 정상적인 변속 제어가 수행되는 과정에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우 제어 플래그는 인에이블되며(즉, 제어 플래그에 SET 레벨의 설정 제어 듀티가 반영), 이에 따라 과도 시간 동안에 기어 액추에이터부(100)는 설정 제어 듀티가 반영된 제어 플래그를 통해 제어될 수 있다.
한편, 제어부(200)는 변속단의 변경이 이루어지는 과정에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우에만 과도 시간 동안 제어 플래그를 인에이블하여 기어 액추에이터부(100)를 제어할 수 있다.
도 2를 참조하여 예시로서 설명하면, 6단으로부터 4단으로의 변속단 변경이 이루어질 때, 시프트 모터(120)는 6단, 중립 및 4단 순으로 그 위치가 제어되어야 하며, 시프트 모터(120)가 중립 위치로 제어될 즈음에 메인 통신 라인에 페일이 발생하면 과도 시간 동안에 시프트 모터(120)는 메인 통신 라인의 페일이 발생하기 직전의 제어 듀티(CW 방향)에 따라 제어됨으로써 목표하는 4단으로의 변속단 변경이 아닌, R단으로의 변속단 변경이 이루어지게 된다. 즉, 과도 시간 동안의 변속 제어 오류는 변속단의 변경이 이루어지는 과정에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우 야기되는 것으로 특정될 수 있으므로, 본 실시예의 제어부(200)는 변속단의 변경이 이루어지는 과정에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우에만 과도 시간 동안 제어 플래그를 인에이블하여 기어 액추에이터부(100)를 제어할 수 있다.
이때, 제어부(200)는 메인 통신 라인을 통해 제1 제어 듀티가 반영된 제어 명령을 기어 액추에이터부(100)로 전달하여 차량의 변속을 제어하는 상태에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우, 제1 제어 듀티보다 작은 값을 갖는 설정 제어 듀티를 제어 플래그에 반영하여 기어 액추에이터부(100)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 메인 통신 라인을 통해 제1 제어 듀티로서 100% 듀티가 반영된 제어 명령에 따라 기어 액추에이터부(100)가 제어되는 상태에서 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우, 제어부(200)는 제1 제어 듀티(100% 듀티)보다 작은 값을 갖는 설정 제어 듀티(예: 15%)를 제어 플래그에 반영하여 기어 액추에이터부(100)를 제어할 수 있으며, 이에 따라 시프트 모터(120)를 제어하기 위한 제어 듀티가 제한되어 목표한 변속단이 아닌 타 변속단으로 변속단 변경이 이루어지는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 기어 액추에이터부(100) 및 제어부(200) 간의 메인 통신 라인의 페일을 대비하여 백업 통신 라인을 구성함과 동시에 메인 통신 라인으로부터 백업 통신 라인으로 통신 라인이 전환되는데 소요되는 과도 시간 동안 시프트 모터(120)의 제어 듀티를 제한하는 제어 전략을 채용함으로써, 변속 시스템의 통신 장애가 발생한 경우 야기되는 변속 제어 오류를 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기어 액추에이터부
110: 셀렉트 솔레노이드
120: 시프트 모터
200: 제어부

Claims (5)

  1. 차량의 변속 장치의 시프트 동작을 수행하는 시프트 모터를 통해 변속을 수행하는 기어 액추에이터부; 및
    메인 통신 라인을 통해 상기 시프트 모터를 제어하기 위한 제어 명령을 상기 기어 액추에이터부로 전달하여 상기 차량의 변속을 제어하고, 상기 메인 통신 라인의 페일(fail)이 발생한 경우 백업 통신 라인을 통해 상기 제어 명령을 상기 기어 액추에이터부로 전달하여 상기 차량의 변속을 제어하며, 상기 메인 통신 라인의 페일 시 상기 기어 액추에이터부를 제어하기 위한 통신 라인이 상기 메인 통신 라인으로부터 상기 백업 통신 라인으로 전환되는데 소요되는 과도 시간 동안의 변속 제어 오류가 방지될 수 있도록, 상기 시프트 모터를 제어하기 위한 설정 제어 듀티가 반영된 제어 플래그를 통해 상기 기어 액추에이터부를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 통신 라인은 CAN(Controller Area Network) 3 통신 라인이고, 상기 백업 통신 라인은 CAN 4 통신 라인인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 변속단의 변경이 이루어지는 과정에서 상기 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우에만 상기 과도 시간 동안 상기 제어 플래그를 인에이블하여 상기 기어 액추에이터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 메인 통신 라인을 통해 제1 제어 듀티가 반영된 제어 명령을 상기 기어 액추에이터부로 전달하여 상기 차량의 변속을 제어하는 상태에서 상기 메인 통신 라인의 페일이 발생한 경우, 상기 제1 제어 듀티보다 작은 값을 갖는 상기 설정 제어 듀티를 상기 제어 플래그에 반영하여 상기 기어 액추에이터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변속 장치는 듀얼 클러치 변속기(DCT: Dual Clutch Transmission)인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
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