KR970004000B1 - 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전 · 후진주행 인식장치 - Google Patents

차속 센서를 이용한 자동변속기용 전 · 후진주행 인식장치 Download PDF

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Abstract

요약 없음

Description

차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치
제 1 도는 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치가 적용되는 자동변속기의 구성도.
제 2 도는 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치가 적용되는 자동변속기의 각 변속단에서 작동되는 마찰요소의 작동표.
제 3 도는 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치가 적용되는 자동변속기의 속도선도.
제 4 도는 (가)의 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치의 차속 센서의 구조를 도시한 간략도,
(나)는 차속 센서에 발생되는 출력 파형을 도시한 그래프.
제 5 도는 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치의 TCU가 차량의 주행상태를 판단하는 흐름도.
제 6 도의 (가)는 종래 기술에 따른 차속 센서의 구조를 도시한 간략도,
(나)는 종래 기술에 따른 차속 센서에서 발생되는 출력 파형을 도시한 그래프이다.
[산업상의 이용분야]
본 발명은 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 전·후진을 인식하여 변속충격을 감소시켜 변속감을 향상시키는 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치에 관한 것이다.
[종래 기술]
공지된 바와 같이 종래의 유압제어식 변속기보다 정밀하게 차량을 제어하기 위하여 전자제어식 자동변속기가 사용되고 있다.
이 전자제어식 자동변속기는 변속 클러치 및 브레이크 그리고 댐퍼 클러치와 같은 마찰요소를 제어하기 위하여 차량의 각종 센서로부터 감지신호를 받아 트렌스밋션 제어 유닛(이하 TCU)로 유압회로 내의 솔레노이드 밸브를 듀티 제어하여 유로를 변경시켜 각 마찰요소의 작동시기 및 작동해제 시기를 조절한다.
이와 같이 각종 마찰요소를 정밀하게 제어하기 위한 전자제어식 자동변속기는 각종 입력센서를 통한 차량의 운전조건을 정확하게 인식하여야 하며, 이 운전조건에 따라 유압제어장치를 제어하는 TCU의 제어 로직을 세밀하게 작성해야 한다.
현재 사용되고 있는 전자제어식 자동변속기가 장착된 차량의 TCU 입력신호중 차량의 속도와 관련된 입력은 차속 센서와 펄스발생기에서 인식된다.
상기 차속 센서로 인식되는 Vss 회전수는 자기 접점식 센서로 되어 있는 차속 리드 스위치로부터 입력되는 펄스 파형을 TCU가 인식하여 차량의 속도를 계산하게 된다.
이 차속 리드 스위치는 제 6 도의 (가)에 도시된 바와 같이 변속기의 출력측 구동력을 전달받아 회전하는 스피드미터의 케이블(미도시)에 연결되어 회전하는 로터(101)와, 이 로터(101)의 외주에 좌·우, 상·하 대칭적으로 돌출된 신호발생편(103)으로 구성된다.
이 신호발생편(103)이 회전하는 주변에는 신호발생편(103)과 근접하여 차속 센서(105)가 위치하여 로터(101)의 회전수를 감지하여 TCU로 전달할 수 있도록 된다.
그런데 신호발생편(103)은 4개가 등간격으로 로터(101)의 외주에 제공되어 있기 때문에, 로터(101)가 회전시 상기 TCU로 보내지는 감지신호는 제 6 도의 (나)에 도시된 바와 같이 시간의 변화에 따라 일정하게 발생되는 펄스 파형(t1,t2,t3…tn)으로 나타나게 되어, TCU는 차량의 전진·후진 상태를 인식하지 못하게 된다.
[본 발명이 해결하려는 문제점]
그러므로 차속 센서를 이용한 종래의 자동변속기는 차량의 전·후진방향을 인식할 수 없기 때문에, 전·후진상태에 따라 자동변속기의 정밀한 제어가 불가능하여, 변속감이 떨어졌다.
즉, 주행모드에서 차량이 경사로에 정차하는 경우 차량은 중력에 의하여 운전자의 의지와는 무관하게 후진하는 상태가 된다.
이 때, TCU는 주행모드로 인식하고 있기 때문에 출발을 시도하기 위하여 가속패달을 밝는 경우 1속 제어 상태로 되면서 차량의 진행방향이 바뀌게 되므로 순간적으로 변속충격이 발생한다.
게다가 이러한 상태에서 작동하는 마찰요소(클러치 및 브레이크)는 큰 부하가 작동하게 되므로 슬립현상이 나타나게 되고, 이러한 현상이 심화되는 경우 이들 마찰요소의 손상을 초래하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 전·후진 방향을 인식하여 이에 대응할 수 있도록 자동변속기의 각 마찰요소를 제어하여, 자동변속기의 변속감을 향상시켜 정밀한 제어가 가능케 하는 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치를 제공한다.
[문제점을 해소하기 위한 수단]
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치는, 차속 리드 스위치의 로터가 변속기의 메인 샤프트의 회전에 종동·회전되는 스피드미터의 케이블의 선단에 연결되고, 상기 로터의 외주에 비대칭적으로 신호발생편이 돌출·형성되고, 상기 신호발생편의 선단이 회전하는 가상의 원주에 차속 센서가 TCU와 연결되어 제공된다.
[작용]
상기와 같이 구성된 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치에 있어서, 변속기의 메인샤프트에 치합된 스피드미터 케이블이 차량의 전·후진 상태에 따라 정·역회전되므로, 이 스피드미터 케이블의 선단에 장착된 로터가 정·역회전된다.
이 로터의 회전으로 로터의 외주에 형성된 신호발생편이 로터가 회전할 때마다 차속 센서가 차량의 전·후진 상태를 인지하여 각각의 다른 펄스 파형을 발생시켜 TCU에 보낸다.
그러면 TCU는 각 마찰요소로 공급되는 유압라인을 변경시켜 자동변속기를 차량의 전·후진 상태에 상응하도록 정밀하게 제어한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
제 1 도는 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치가 적용되는 자동변속기의 구성도로서, 엔진(1)으로부터 동력을 트렌스밋션에 전달하는 토오크 컨버터부(3)와, 이 동력을 적절한 회전력으로 변속시키는 변속기구(5)와 유성기어세트, 그리고 이 변속기구(5)에 유압을 공급하는 유압제어부(7)와, 이 유압제어부(7)를 제어하는 전자제어부(9)로 구성된다.
상기 토오크 컨버터부(3)에는 댐퍼 클러치(11)가 장착되어 토오크 컨버터부(13)의 슬립에 의한 동력손실을 적게 한다.
그리고 상기 변속기구(5)는 2조 또는 3조로 구성되는 다판 클러치(C1,C2,C3)와, 밴드 브레이크(B1), 그리고 1조의 다판 브레이크(B2) 및 원웨이 클러치(OWC), 유성기어제트로 구성된다.
상기에서 2·3조의 다판 클러치(C1,C2,C3)는 유성기어세트에의 입력을 제어하는 마찰요소이고, 1조의 다판 브레이크(B2)와 밴드 브레이크(B1) 그리고 원웨이 클러치(OWC)는 유성기어세트 각 부의 회전을 고정 또는 저지시키는 마찰요소이다.
상기 원웨이 클러치(OWC)는 변속제어를 용이하게 하고, 변속충격을 줄여 변속감을 향상시키기 위하여 제공되는 것으로서, 유성케리어(PC)가 엔진(1)의 회전 방향으로는 작동이 자유로우나, 엔진(1)의 역방향의 회전은 저지하도록 구성된다.
그리고 유압제어부(7)는 각종 스풀밸브(미도시)의 작동으로 각 마찰요소에 유압을 공급·제어하며, 전자제어부(9)는 각종 입력센서(미도시)들의 입력신호(15)를 받아 유압제어부(7)의 스풀밸브가 작동되도록 TCU를 제공하여 각종 솔레노이드 밸브(17)를 제어한다.
이와 같이 구성된 자동변속기는 제 2 도에 도시된 바와 같이 각 변속단에 따라 각각의 마찰요소(C1,C2,C3,B1,B2,OWC)를 작동시킨다.
그래서 제 3 도에 도시된 바와 같이 같은 레버 해석법에 따라 1,2,3,4속 라인(L1,L2,L3,L4)과 후진속 라인(L5)의 속도선도를 얻게 되므로, 차량은 각각 1,2,3,4속(S1,S2,S3,S4) 그리고 후진속(S5)의 크기 만큼의 속도로 전·후진주행하게 된다.
이와 같이 차량이 주행할 때, 변속기의 제어를 보다 정밀하게 수행하기 위하여 차속 센서는 차량의 전·후진주행상태를 인식하여 TCU로 보낸다.
이러한 차속 센서는 제 4 도의 (가)에서 도시된 바와 같이, 스피드미터의 케이블(미도시)에 연결되어 회전하는 로터(19)와, 이 로터(19)의 외주에 부착되어 회전하는 다수개의 신호발생편(21)으로 구성된다.
이들 신호발생편(21)중 어느 하나의 신호발생편(21)은 등간격으로 위치에서 벗어난 위치에 제공된다.
이 신호발생편(21)이 회전되는 일측에는 신호발생편(21)과 근접하게 제공되어 신호발생편(21)이 회전하는 것을 감지하는 차속센서(23)가 TCU와 연결되어 있다.
이와 같이 구성된 차속 센서(23)는 리드 스위치의 신호발생편(21)이 로터(19)의 회전에 의하여 회전하게 되면, 그 감지신호를 TCU로 보낸다.
상기 TCU로 보내진 감지신호는 제 4 도의 (나)에 도시된 바와 같이 시간의 변화에 따라 불규칙하게 발생되는 펄스 파형(t1,t2,t3…tn)으로 나타나게 된다.
이 펄스 파형은 상기 신호발생편(21)이 정·역회전 방향에 따라 A,B와 같이 다르게 발생되어 TCU로 보내어진다.
그러므로 TCU는 차량의 전·후진 상태를 인식하게 되어, 그에 상응할 수 있도록 유압제어부(7)와 변속기구(5)를 제어하여 자동변속기의 각 마찰요소들의 변속충격을 저감시킨다.
아울러 TCU가 전·후진 상태를 인식하는 방법은 아래 표와 같다.
즉, 차속 리드 스위치의 로터(19) 회전 방향에 따른 출력 파형이 각각의 시간 간격의 크기로 TCU 내의 마이크로 컴퓨터에 보내져 체크됨으로써, 이 시간 간격의 변화분으로 TCU는 차량의 회전 방향을 인식하게 된다.
좀더 구체적으로 TCU가 차량의 전·후진 방향을 인식하는 방법을 살펴보면, 제 5 도에 도시한 바와 같이, 차속 센서에서 보내지는 1차 펄스 발생기간(t1)이 "중"임을 확인한다.
이 1차 펄스 발생기간(t1)이 중이면, 이어서 2차 펄스 발생기간(t2)이 "소"인지, 아닌지를 판단한다.
이 2차 펄스 발생기간(t2)이 "소"이면, 그 다음 3차 펄스 발생기간(t3)이 "대"인지를 판단하여 "대"인 것이 확인되면, TCU는 차량이 전진 주행상태임을 판단하게 된다.
상기의 2차 펄스 발생기간(t2)이 "소"가 아니면, "대"인지를 확인한다.
이 2차 펄스 발생기간(t2)이 "대"이면, 이어서 3차 펄스 발생기간(t3)이 "소"인지를 확인하고, "소"인 것이 확인되면, TCU는 차량이 변속기의 주행 모드와는 관계없이 후진상태임을 판단하게 된다.
이와 같이 차속 센서가 차량의 전·후진 상태를 인식함으로써 원웨이 클러치(OWC)가 작동되는 "D"레인지 1속이나 "2" 레인지 1속 상태로 언덕길을 주행하다가 정지한 후, 다시 출발할 때 차량이 뒤로 밀렸다가 출발할 경우 변속 충격을 줄일 수 있게 된다.
즉, 제 3 도에 도시된 바와 같이 차량의 변속기가 "D" 레인지(S1) 크리프(creep) 상태에 있을 때, 언덕길 등에서는 뒤로 후진할 수 있다.
이 때, 상기 속도 센서가 이 차량의 후진(S5)을 감지하여 TCU에 제 4 도의 (나)와 같은 펄스 파형을 보낸다.
그러면 TCU는 각종 솔레노이드 밸브(17)를 작동시켜 유압제어부(7)로부터 유압을 각 마찰요소에 공급하여 차량이 전진할 수 있는 상태, 즉 "D" 레인지 2속이나 "2"레인지 2속 상태로 유성기어세트를 재정렬시킨다.
이렇게 재정렬된 유성기어세트는 차량의 재출발시 변속충격이 발생되지 않으므로 마찰요소(C1,C2,C3,C4,B1,B2,OWC)들의 마모를 방지한다.
[발명의 효과]
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치에 있어서, 차량 센서가 차량의 전·후진 상태를 인지하여 각각의 다른 신호를 TCU에 제공함으로써, 이에 대응되도록 자동변속기의 각 마찰요소를 정밀하게 제어하여, 변속충격을 저감시키고 마찰요소의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 엔진의 동력을 트렌스밋션에 전달하는 토오크 컨버터부와, 상기 동력을 적절한 회전력으로 변화시키는 변속기구와 유성기어세트, 그리고 이 변속기구에 유압을 공급하는 유압제어부와, 이 유압제어부를 제어하는 전자제어부를 포함하는 차량용 자동변속기에 있어서, 차속 리드 스위치의 변속기의 메인 샤프트의 회전에 종동·회전되는 스피드미터의 케이블의 선단에 연결되고, 상기 로터의 외주에 비대칭적으로 신호발생편이 돌출·형성되고, 상기 신호발생편의 선단이 회전되는 가상의 원주에 차속 센서가 제공되어 TCU와 연결되는 차속 센서를 이용한 자동변속기용 전·후진주행 인식장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호발생편은 로터의 외주에 수평, 수직 방향중 한쪽 방향으로는 좌우 대칭적으로 제공되지만, 나머지 한쪽 방향으로는 비대칭적으로 형성됨을 특징으로 하는 차속 센서를 이용한 자동차변속기용 전·후진주행 인식장치.
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