KR20220164278A - 자동변속기 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

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김시욱
김진일
천재호
전민구
안도환
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현대자동차주식회사
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Abstract

자동변속기 진단 장치 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따른, 차량에 부착되어 주행 중 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 장치는, 전후진동신호(Y)를 측정하는 G센서; 주행 중 시간에 따른 G센서의 진동신호, 차량의 변속기 센서와 엔진 센서의 상태 데이터를 진단통신을 통해 검출하는 상태 검출부; 및 상기 변속기 센서의 상태 데이터로서 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 변속단별 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 상기 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 제어부;를 포함한다.

Description

자동변속기 진단 장치 및 그 방법{AUTOMATIC TRANSMISSION DIAGNOSING DEVICE AND METHOD}
본 발명은 자동변속기 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 자동변속기(Automatic Transmission, A/T)는 엔진 회전수(RPM), 차량 속도 및 차량 부하에 따라 변속비를 자동으로 변속한다.
자동변속기는 토크 컨버터와 다단 변속을 위한 작동 요소들을 포함하며 TCU(Transmission Control Unit)의 제어에 따라 유압으로 작동된다.
이러한 자동변속기는 변속 충격 등의 작동 이상 시 변속기 어셈블리(Assembly)를 교환하는 방식으로 정비되어 품질유지 비용이 과다하게 발생하고 있다. 이에 작동 이상의 원인부품을 부분적으로 교환하는 파셜(Partial) 수리를 통해 품질유지 비용을 저감하는 개선 방안이 요구되고 있다.
하지만, 정비사의 스킬 부족으로 상기 원인부품을 파악하는데 어려움이 있고, 작동 이상 판단기준의 부재에 따른 정비 서비스의 애로점이 제기되고 있다.
예컨대, 차량의 주행 중 현재 변속단 및 변속구간 확인에 어려움이 있고, 변속단별 유압 시스템의 작동 요소를 확인하기 어렵다.
또한, 변속 충격이나 울컥거림 등의 변속기 이상 작동 여부(OK/NG)의 판정 기준이 부재하여 작동 이상을 판별하거나 그에 따른 원인부품 파악하는데 어려움이 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 차량의 주행 중 G센서 및 변속기/엔진의 센서 데이터를 이용하여 이상 작동을 검출하고 그 원인의 작동 요소를 파악하여 교환이 필요한 부품을 제시하는 자동변속기 진단 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량에 부착되어 주행 중 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 장치는, 전후진동신호(Y)를 측정하는 G센서; 주행 중 시간에 따른 G센서의 진동신호, 차량의 변속기 센서와 엔진 센서의 상태 데이터를 진단통신을 통해 검출하는 상태 검출부; 및 상기 변속기 센서의 상태 데이터로서 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 변속단별 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 상기 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 변속단별 변속구간을 파악할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 변속구간에 따른 변속시작 시점과 변속완료 시점을 파악하고 각 시점에 대응되는 상기 변속단별 작동 요소를 확인할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 변속 충격 이벤트로 판정된 변속구간에 해당하는 변속단의 솔레노이드밸브와 밸브바디를 교환부품으로 판정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 변속시작 시점으로부터 변속완료 시점까지 소요된 변속시간이 설정치를 초과하면 변속 지연 이벤트로 판정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 G센서의 상하진동신호(Z)에 따른 노면 충격을 감지한 직후에 발생되는 상기 전후진동신호(Y)를 필터링하여 상기 변속 충격 이벤트 판정에서 제외할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 상태 데이터에 기초한 엔진 rpm과 터빈 rpm의 차이를 비교하여 댐퍼 클러치의 작동 상태를 파악하고, 상기 댐퍼 클러치의 직결 진입 시 상기 기준치를 초과하는 충격이 발생하면 댐퍼 클러치 충격 이벤트로 판정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 변속 충격 이벤트, 변속 지연 이벤트, 및 댐퍼 클러치 충격 이벤트 중 적어도 하나가 검출되면 해당 시점의 작동 요소를 교환 필요부품으로 판정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 검출된 이벤트 결과와 그 원인의 상기 교환 필요부품을 표시부를 통해 사용자에게 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 차량에 부착되어 자동변속기의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 방법은, a) 주행 중 시간에 따른 G센서의 진동신호, 변속기 센서와 엔진 센서의 상태 데이터를 진단통신을 통해 검출하는 단계; b) 상기 변속기 센서의 상태 데이터로서 검출된 현재 변속단, 목표 변속단, 및 변속시간을 이용하여 변속단별 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하는 단계; c) 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 상기 진동신호의 변동폭을 계산하는 단계; 및 d) 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 변속단별 변속구간을 파악하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 변속구간에 따른 변속시작 시점과 변속완료 시점을 파악하고 각 시점에 대응되는 상기 변속단별 작동 요소를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계와 d) 단계 사이에, 상기 G센서의 상하진동신호(Z)를 측정하는 단계; 및 상기 상하진동신호(Z)에 따른 노면 충격을 감지한 직후에 발생되는 상기 전후진동신호(Y)를 제외하는 필터링 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 상기 변속시작 시점으로부터 변속완료 시점까지 소요된 상기 변속시간이 설정치를 초과하면 변속 지연 이벤트로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 상기 상태 데이터에 기초한 엔진 rpm과 터빈 rpm의 차이를 비교하여 댐퍼 클러치의 작동 상태를 파악하는 단계; 및 상기 댐퍼 클러치의 직결 진입 시 상기 기준치를 초과하는 충격이 발생하면 댐퍼 클러치 충격 이벤트로 판정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 변속 충격 이벤트, 변속 지연 이벤트, 및 댐퍼 클러치 충격 이벤트 중 적어도 하나가 검출되면 해당 시점의 작동 요소를 교환 필요부품으로 판정하는 단계; 및 상기 검출된 이벤트 결과와 그 원인의 상기 교환 필요부품을 표시부를 통해 사용자에게 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따른, 주행 중 자가진단을 통해 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 차량의 자동변속기 진단 장치는, 차량의 주행 중 상하진동신호(Z)와 전후진동신호(Y)를 측정하는 G센서; 변속기의 상태 데이터를 측정하는 변속기 센서; 엔진의 상태 데이터를 측정하는 엔진 센서; 및 상기 변속기 센서의 상태 데이터로 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 주행 중 G센서 및 변속기/엔진 센서의 상태 데이터를 이용하여 변속기의 현재 변속단과 변속구간별 변속 충격, 변속 지연 및 댐퍼 충격의 이상 작동과 그 위치를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변속기의 이상 작동에 원인이 되는 작동 요소를 파악하고 교환 필요부품을 제시함으로써 파셜(Partial) 수리를 통한 품질유지 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량의 자동변속기에 대한 고객의 불만현상과 자동변속기 진단에 따라 수집된 각종 센서 데이터와 이벤트 결과를 누적하여 DB화하고 이를 재현평가에 활용함으로써 정비 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량과 자동변속기 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 방법을 설명하기 위한 전체 시나리오를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단을 위한 주행 예시를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변속 충격 판정 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 변속 지연 판정 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 댐퍼 충격 판정 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 추가 실시 예에 따른 차량의 자동변속기 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시 예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 또한 이해될 것이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관되어 나열된 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.
여기에서 사용되는 바와 같은 "차량" 또는 "차량의"와 같은 용어 또는 다른 유사한 용어는 철도 차량뿐만 아니라 스포츠 유틸리티 차량(sports utility vehicles; SUVs)를 포함하는 승용차들, 버스들, 트럭들, 다양한 상업용 차량들을 포함하는 것으로 이해된다.
명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다
추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어기에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어기"이라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍된다. 제어기는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다.
또한, 본 개시의 제어기는 프로세서에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체들의 예들은 롬(ROM), 램(RAM), 컴팩트 디스크(CD) 롬, 자기 테이프들, 플로피 디스크들, 플래시 드라이브들, 스마트 카드들 및 광학 데이터 저장 장치들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 기록 매체는 또한 컴퓨터 네트워크 전반에 걸쳐 분산되어 프로그램 명령들이, 예를 들어, 텔레매틱스 서버(telematics server) 또는 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network; CAN)와 같은 분산 방식으로 저장 및 실행될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량과 자동변속기 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량(10)에 부착되어 주행 중 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 장치(20)를 보여준다.
차량(10)은 엔진 센서(11), 변속기 센서(12) 및 OBD-II(13)을 포함한다.
엔진 센서(11)는 주행 중 엔진 rpm을 포함하는 상태 데이터를 측정하여 OBD-II(13)로 전달한다.
변속기 센서(12)는 주행 중 자동변속기(Automatic Transmission, AT)의 변속에 따른 현재 변속단과 목표 변속단을 포함하는 상태 데이터를 측정하여 OBD-II(13)로 전달한다. 여기서, 상기 자동변속기는 AT에 한정되지 않고 넓은 의미로 AMT(Automated Manual Transmission), DCT(Dual Clutch automatic Transmission)를 포함하여 본 발명의 적용이 가능하다.
또한, 상기 변속기 센서(12)는 상기 자동변속기의 터빈회전수(이하에서는, 터빈rpm이라 함)를 상기 상태 데이터로 검출하여 상기 OBD-II(13)로 전달한다.
OBD-II(13)는 차량(10)의 정비 혹은 주행평가를 위해 부착된 자동변속기 진단 장치(20)와 진단통신을 통해 연결된다. 그리고, 차량(10)의 주행 중 엔진 센서(11)와 변속기 센서(12)로부터 측정된 상태 데이터를 진단통신을 통해 자동변속기 진단 장치(20)로 전송한다.
본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 장치(20)는 차량(10)에 일시적으로 부착되어 주행 중 자동변속기의 작동 이상 및/또는 상기 자동변속기의 내 작동 요소의 작동 이상을 검출한다.
본 발명의 실시예에 따른 진단의 대상이 되는 상기 작동 요소는, 자동변속기의 변속단에 따른 작동 요소, 상기 자동변속기 내에 구비되는 댐퍼 클러치를 포함할 수 있다.
상기 자동변속기의 작동 이상은 상기 자동변속기의 변속지연을 포함할 수 있다.
자동변속기 진단 장치(20)는 G센서(21), 상태 검출부(22), 표시부(23) 및 제어부(24)를 포함한다. 이러한 자동변속기 진단 장치(20)는 차량생산공장이나 정비소 등에서 차량 정비에 활용되는 휴대형 진단 단말기나 휴대용 정보통신 단말기(예를 들면, 테블릿 PC 등)의 추가 기능으로 구현될 수 있다.
G센서(21)는 주행 중 차량(10)의 가속도에 따른 진동신호를 측정한다. 상기 진동신호는 차량(10)의 상하방향 진동에 따른 상하진동신호(Z)와 전후방향 진동에 따른 전후진동신호(Y)를 포함한다.
상태 검출부(22)는 주행 중 시간에 따른 G센서(21)의 진동신호와 차량(10)과 연결된 진단통신을 통해 변속기 센서(12)와 엔진 센서(11)의 상태 데이터를 검출한다.
표시부(23)는 자동변속기 진단 장치(20)의 동작을 위한 메뉴와 결과 데이터 등의 정보를 사용자에게 표시한다. 표시부(23)는 후술되는 제어부(24)의 자동변속기의 진단으로 판정된 각종 이벤트와 그 이벤트 발생 원인의 교환 필요부품을 사용자에게 표시할 수 있다.
제어부(24)는 자동변속기 진단 장치(20)의 전반적인 운용을 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 생성되는 데이터를 저장할 수 있다.
제어부(24)는 상기 변속기 센서(12)의 상태 데이터로서 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 변속단별 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서(21)의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 상기 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서(21)의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정한다.
이러한, 제어부(24)는 차량(10)의 주행 중 G센서(21) 및 변속기와 엔진의 상태 데이터를 이용하여 변속 충격, 변속 지연 및 댐퍼 충격의 이상 작동을 검출하고 그 이상 원인의 작동 요소를 파악하여 교환이 필요한 부품을 제시하는 자동변속기 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 위하여 제어부(24)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.
이러한 자동변속기 진단 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 방법을 설명하기 위한 전체 시나리오를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 방법은 생산생산공장이나 정비소에 자동변속기 검사/진단 대상 차량(10)이 입고되면, 차량(10)에 자동변속기 진단 장치(20)를 부착한다. 그리고 주행 평가를 통해 주행 중 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 시나리오를 가정하여 설명하도록 한다. 이 때, 자동변속기 진단 장치(20)는 G센서(21)의 상하진동신호(Z) 및 전후진동신호(Y) 측정을 위해 보조석의 바닥과 같이 수평 부착이 가능한 위치에 밸크로(Velcro) 움직이지 않도록 부착될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 차량에 탑재된 자동변속기 진단 장치(20)가 주행 중 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 방법을 보여주며, 이하, 제어부(24)를 주체로 설명하도록 한다.
제어부(24)는 상태 검출부(22)를 통해 차량(10)의 주행 중 시간에 따른 G센서(21)의 진동신호(Z, Y), 차량의 변속기 센서(12)와 엔진 센서(11)의 상태 데이터를 진단통신을 통해 검출한다(S10).
예컨대, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동변속기 진단을 위한 주행 예시를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 운전자는 주행 평가를 위한 전략에 따라 주행 중 차량(10)의 변속단을 다단 변경하고, 차속을 변경해 가면서 저중속 가속, 저중속 감속, 고속 가속 및 고속 감속에 따라 자동 변속되도록 한다.
제어부(24)는 상기 변속기 센서(12)의 상태 데이터로 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 변속단별 자동변속기의 작동 요소를 확인한다(S20). 이 때, 운전자가 다양한 속도로 주행하면서 상기 현재 변속단, 상기 목표 변속단, 및 상기 변속시간을 통해 상기 자동변속기를 진단함으로써, 상기 자동변속기의 변속단별 이상 여부를 진단할 수 있게 된다.
또한, 제어부(24)는 상기 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 변속단별 변속구간을 파악한다. 그리고, 제어부(24)는 상기 변속구간에 따른 변속시작 시점과 변속완료 시점을 파악하고 각 시점에 대응되는 상기 변속단별 작동 요소를 확인할 수 있다. 상기 변속구간은 현재 변속단과 목표 변속단이 상이한 구간을 말한다.
그리고, 이하 각 작동 요소에 대한 이상여부를 검출하여 변속 충격 이벤트, 변속 지연 이벤트 및 댐퍼 충격 이벤트의 발생 여부를 아래와 같이 판정한다.
예컨대, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변속 충격 판정 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제어부(24)는 차량(10)의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서(21)의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정한다(S30; 예). 이 때, 제어부(24)는 상기 G센서(21)의 상하진동신호(Z)를 측정하고, 상기 상하진동신호(Z)에 따른 노면 충격을 감지한 직후에 발생되는 상기 전후진동신호(Y)를 제외하도록 필터링함으로써, 상기 변속 충격 판정에서 제외할 수 있다.
제어부(24)는 상기 변속 충격 이벤트의 원인이 되는 해당 작동 요소를 확인하여 교환필요 부품을 파악한다(S40). 예컨대, 제어부(24)는 상기 변속 충격 이벤트로 판정된 변속구간에 해당하는 계합 요소 및 해방 요소의 솔레노이드밸브와 밸브바디를 교환부품으로 파악할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 변속 지연 판정 방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 제어부(24)는 제어부(24)는 상기 변속시작 시점으로부터 변속완료 시점까지 소요된 상기 변속시간이 설정치를 초과하면 변속 지연 이벤트로 판정하고(S50), 해당 변속 지연 구간과 해당 작동 요소를 파악한다(S60). 여기서, 상기 변속시간은 현재 변속단과 목표 변속단이 상이한 시간을 말한다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 댐퍼 충격 판정 방법을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 제어부(24)는 상기 상태 데이터에 기초한 엔진 rpm과 터빈 rpm의 차이를 비교하여 댐퍼 클러치의 작동 상태를 파악한다. 그리고, 상기 댐퍼 클러치의 직결 진입 시 상기 기준치를 초과하는 충격이 발생하면 댐퍼 클러치 충격 이벤트로 판정되면(S70), 해당 댐핑 충격 구간과 해당 작동 요소를 파악한다(S80). 여기서, 상기 직결구간은 엔진 rpm과 터빈 rpm이 동일해지는 구간을 말한다.
이처럼, 제어부(24)는 상기 변속 충격 이벤트, 변속 지연 이벤트, 및 댐퍼 클러치 충격 이벤트 중 적어도 하나가 검출되면 해당 구간의 작동 요소를 교환 필요부품으로 판정한다. 그리고, 제어부(24)는 상기 검출된 이벤트 결과와 그 원인의 상기 교환 필요부품을 선정하고 표시부(23)를 통해 사용자에게 표시한다(S90).
예를 들면, 도 4와 같이, 변속단을 4단에서 5단으로 변속 시 5단 계합 솔레노이드 밸브 및 4단 해방 솔레노이드 밸브의 교환을 제시할 수 있다. 같은 방식으로 변속단을 5단에서 6단으로 변속 시 6단 계합 솔레노이드 밸브 및 4단 해방 솔레노이드 밸브의 교환을 제시할 수 있다.
또한, 도 6과 같이, 댐퍼 직결 시 해당 밸브바디 어셈블리(ASSY) 교환을 제시할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차량의 주행 중 G센서 및 변속기/엔진 센서의 상태 데이터를 이용하여 변속기의 현재 변속단과 변속구간별 변속 충격, 변속 지연 및 댐퍼 충격의 이상 작동과 그 위치를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변속기의 이상 작동에 원인이 되는 작동 요소를 파악하고 교환 필요부품을 제시함으로써 파셜(Partial) 수리를 통한 품질유지 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량의 자동변속기에 대한 고객의 불만현상과 자동변속기 진단에 따라 수집된 각종 센서 데이터와 이벤트 결과를 누적하여 DB화하고 이를 재현평가에 활용함으로써 정비 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.
예컨대, 도 1에 도시한 본 발명의 실시 예에서는 별도로 구성된 자동변속기 진단 장치(20)를 차량(10)에 부착한 후 자동변속기 진단 방법을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며 자가진단을 위해 차량에 일체로 탑재될 수 있다.
예컨대, 도 8은 본 발명의 추가 실시 예에 따른 차량의 자동변속기 진단 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 추가 실시 예에 따른 주행 중 자가진단을 통해 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 차량의 자동변속기 진단 장치(30), 그리고 이와 무선 네트워크로 연결된 텔레매틱스 서버(Telematics Server, TMS)(40)를 나타내고 있다.
차량의 자동변속기 진단 장치(30)는 차량의 주행 중 상하진동신호(Z)와 전후진동신호(Y)를 측정하는 G센서(31), 자동변속기의 상태 데이터를 측정하는 변속기 센서(32), 엔진의 상태 데이터를 측정하는 엔진 센서(33), 및 상기 변속기 센서(32)의 상태 데이터로 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서(31)의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서(31)의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 제어부(35)를 포함한다. 여기서, 상기 자동변속기 진단 장치(20)의 동작을 위한 메뉴와 결과 데이터 등의 정보를 사용자에게 표시하는 표시부(34)와 무선 안테나(36)를 더 포함할 수 있다.
이하, 차량의 자동변속기 진단 장치(30)의 각 구성의 역할을 앞선 도 1의 실시 예에서 설명한 자동변속기 진단 장치(20)의 구성을 동일하므로 중복되는 설명을 생략하고 다른 점을 위주로 설명한다.
차량의 자동변속기 진단 장치(30)는 차량 내 AVN(Audio Video Navigation system) 혹은 클러스터와 같은 정보통신단말기에 자동변속기 자가진단 기능이 추가될 수 있다. 그러므로, 도 1과는 달리 외부로부터 진단통신 연결을 위한 외부의 별도의 상태 검출부(22)를 생략할 수 있다.
G센서(31)는 기존 차량의 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 기능 지원을 위해 적용된 센서를 활용할 수 있다.
차량의 자동변속기 진단 장치(30)는 평상시의 주행 중 자가진단을 통해 자동변속기의 변속 충격, 변속 지연 및 댐퍼 충격 중 하나 이상의 작동 이상 이벤트를 검출한다. 그리고, 그 이벤트의 원인인 작동 요소를 파악하여 AVN 혹은 클러스터 표시부(34)를 통해 알람 할 수 있다.
또한, 차량의 자동변속기 진단 장치(30)는 상기 검출된 이벤트 결과와 그 원인의 상기 교환 필요부품을 무선 안테나(36)를 통해 외부에서 차량의 운행상태를 관리하는 TMS(40)로 전송할 수 있다.
따라서, TMS(40)는 차량의 자동변속기에 대한 고객의 불만현상과 자동변속기 진단에 따라 수집된 각종 센서 데이터와 이벤트 결과를 누적하여 DB화하고, 이를 고객 차량관리 및 재현평가에 활용할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 차량 11: 엔진 센서
12: 변속기 센서 13: OBD-II
20: 자동변속기 진단 장치 21: G센서
22: 상태 검출부 23: 표시부
24: 제어부

Claims (17)

  1. 차량에 부착되어 주행 중 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 장치에 있어서,
    전후진동신호(Y)를 측정하는 G센서;
    주행 중 시간에 따른 G센서의 진동신호, 차량의 변속기 센서와 엔진 센서의 상태 데이터를 진단통신을 통해 검출하는 상태 검출부; 및
    상기 변속기 센서의 상태 데이터로서 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 변속단별 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 상기 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 제어부;
    를 포함하는 자동변속기 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 변속단별 변속구간을 파악하는 자동변속기 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속구간에 따른 변속시작 시점과 변속완료 시점을 파악하고 각 시점에 대응되는 상기 변속단별 작동 요소를 확인하는 자동변속기 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속 충격 이벤트로 판정된 변속구간에 해당하는 변속단의 솔레노이드밸브와 밸브바디를 교환부품으로 판정하는 자동변속기 진단 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속시작 시점으로부터 변속완료 시점까지 소요된 변속시간이 설정치를 초과하면 변속 지연 이벤트로 판정하는 자동변속기 진단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 G센서의 상하진동신호(Z)에 따른 노면 충격을 감지한 직후에 발생되는 상기 전후진동신호(Y)를 필터링하여 상기 변속 충격 이벤트 판정에서 제외하는 자동변속기 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 상태 데이터에 기초한 엔진 rpm과 터빈 rpm의 차이를 비교하여 댐퍼 클러치의 작동 상태를 파악하고, 상기 댐퍼 클러치의 직결 진입 시 상기 기준치를 초과하는 충격이 발생하면 댐퍼 클러치 충격 이벤트로 판정하는 자동변속기 진단 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속 충격 이벤트, 변속 지연 이벤트, 및 댐퍼 클러치 충격 이벤트 중 적어도 하나가 검출되면 해당 시점의 작동 요소를 교환 필요부품으로 판정하는 자동변속기 진단 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 검출된 이벤트 결과와 그 원인의 상기 교환 필요부품을 표시부를 통해 사용자에게 표시하는 자동변속기 진단 장치.
  10. 차량에 부착되어 자동변속기의 이상을 검출하는 자동변속기 진단 방법에 있어서,
    a) 주행 중 시간에 따른 G센서의 진동신호, 변속기 센서와 엔진 센서의 상태 데이터를 진단통신을 통해 검출하는 단계;
    b) 상기 변속기 센서의 상태 데이터로서 검출된 현재 변속단, 목표 변속단, 및 변속시간을 이용하여 변속단별 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하는 단계;
    c) 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 상기 진동신호의 변동폭을 계산하는 단계; 및
    d) 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 단계;
    를 포함하는 검출하는 자동변속기 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 변속단별 변속구간을 파악하는 단계;를 포함하는 자동변속기 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 변속구간에 따른 변속시작 시점과 변속완료 시점을 파악하고 각 시점에 대응되는 상기 변속단별 작동 요소를 확인하는 단계를 포함하는 자동변속기 진단 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 c) 단계와 d) 단계 사이에,
    상기 G센서의 상하진동신호(Z)를 측정하는 단계; 및
    상기 상하진동신호(Z)에 따른 노면 충격을 감지한 직후에 발생되는 상기 전후진동신호(Y)를 제외하는 필터링 단계;
    를 포함하는 자동변속기 진단 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 변속시작 시점으로부터 변속완료 시점까지 소요된 상기 변속시간이 설정치를 초과하면 변속 지연 이벤트로 판정하는 단계를 포함하는 자동변속기 진단 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 상태 데이터에 기초한 엔진 rpm과 터빈 rpm의 차이를 비교하여 댐퍼 클러치의 작동 상태를 파악하는 단계; 및
    상기 댐퍼 클러치의 직결 진입 시 상기 기준치를 초과하는 충격이 발생하면 댐퍼 클러치 충격 이벤트로 판정하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기 진단 방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 d) 단계 이후에,
    상기 변속 충격 이벤트, 변속 지연 이벤트, 및 댐퍼 클러치 충격 이벤트 중 적어도 하나가 검출되면 해당 시점의 작동 요소를 교환 필요부품으로 판정하는 단계; 및
    상기 검출된 이벤트 결과와 그 원인의 상기 교환 필요부품을 표시부를 통해 사용자에게 표시하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기 진단 방법.
  17. 주행 중 자가진단을 통해 자동변속기 작동 요소의 이상을 검출하는 차량의 자동변속기 진단 장치에 있어서,
    차량의 주행 중 상하진동신호(Z)와 전후진동신호(Y)를 측정하는 G센서;
    변속기의 상태 데이터를 측정하는 변속기 센서;
    엔진의 상태 데이터를 측정하는 엔진 센서; 및
    상기 변속기 센서의 상태 데이터로 검출된 현재 변속단, 목표 변속단 및 변속시간을 이용하여 상기 자동변속기의 작동 요소를 확인하고, 상기 주행 중 상기 G센서의 전후진동신호(Y)를 측정하여 작동 요소별 시간에 따른 진동신호의 변동폭을 계산하며, 상기 차량의 주행 가속도를 기초로 보정한 후의 상기 G센서의 전후진동신호(Y) 값이 기준치를 초과하면 변속 충격 이벤트로 판정하는 제어부;
    를 포함하는 자동변속기 진단 장치.
KR1020210072833A 2021-06-04 2021-06-04 자동변속기 진단 장치 및 그 방법 KR20220164278A (ko)

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