KR100680835B1

KR100680835B1 - 자동 변속기용 파킹장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100680835B1
Application number: KR1020050113811A
Authority: KR
Inventors: 황경원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

본 발명은 파킹기어와 스프래그의 결합차속은 경사로에 맞도록 설계하고, 셀렉트 샤프트는 별도의 셀렉팅모터와 연결하여 경사각센서와 차속센서의 검출값에 따라 셀렉팅모터의 동작시점을 제어함으로써, 경사로에서의 파킹 안정성을 확보함과 동시에, 평지에서는 결합차속 이상에서 상기 셀렉팅모터의 작동을 제어적으로 제한하여 시스템의 손상을 방지할 수 있도록 하는 자동 변속기용 파킹장치 및 그 제어방법을 제공한다.

자동 변속기, 파킹장치, 스프레그, 셀렉팅모터

Description

자동 변속기용 파킹장치 및 그 제어방법{A PARKING SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기용 파킹장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기용 파킹장치의 제어방법에 따른 흐름도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 자동 변속기용 파킹장치의 구성도이다.

본 발명은 자동 변속기용 파킹장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파킹기어와 스프래그의 결합차속은 경사로에 맞도록 설계하고, 셀렉트 샤프트는 별도의 셀렉팅모터와 연결하여 경사각센서와 차속센서의 검출값에 따라 셀렉팅모터의 동작시점을 제어함으로써, 경사로와 평지에서의 파킹 안정성을 확보하고, 시스템의 손상을 방지할 수 있도록 하는 자동 변속기용 파킹장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기에는 "P" 레인지에서 출력축 상에 고정 장착되는 파킹기어를 스프래그로 록킹시켜 차량의 정지상태를 유지하는 파킹장치가 구비되어 있다.

이러한 파킹장치는 셀렉트 레버를 "P" 레인지로 이동시키면, 이에 연동되는 파킹로드가 스프래그를 작동시켜 스프레그 선단부가 파킹기어의 외주연에 형성되는 요철부에 삽입되면서 록킹이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 상기와 같은 파킹장치의 종래 기술을 상세히 살펴보면, 도 3에서와 같이, 셀렉트 레버가 "P" 레인지로 변환되면, 이에 연동되는 셀렉트 샤프트(101)상의 디텐트 플레이트(100)가 회전하면서 파킹로드(102)를 전방으로 밀어줄 수 있도록 형성되고, 이 파킹로드(102)는 가이더(104)를 따라 전진하면서 변속기 하우징(미도시)에 힌지(H) 고정되어 있는 스프레그(106)의 후단부를 회전시켜 주게 된다.

그러면 스프레그(106)의 선단부가 파킹기어(110)의 외주연에 형성된 요철부(112)에 삽입되면서 록킹이 이루어지게 된다.

물론, 상기에서 스프래그(106)는 리턴 스프링(미도시)에 의하여 항상 선단부가 록킹 반대측으로 작용하도록 탄성력을 받는다.

이러한 자동 변속기용 파킹장치와 같이, 보편적으로 파킹 시스템(Parking System)을 설계할 때, 변속기 내부에서 여러 가지 인자를 조절하여 상기 파킹기어(110)와 스프래그(106)의 결합을 위한 결합차속(Engage Speed)를 결정하게 된다.

즉, 우선적으로 P->R 해제력을 제한하고, 파킹로드(102)의 스트로크(Stroke)와 스프래그(106)(Parking Sprag)의 형상(즉, 무게, pivot위치, Engage위치, Moment of Inertia등) 등으로 결합차속(Engage Speed)를 조절한다.

일반적으로는 경사구배 1/3에서 P->R 해제력은 50N이하로 하며, 결합차속 (Engage Speed)는 5 Km/h 이하로 하고 있다.

상기에서 설계시, 결합차속(Engage Speed)를 5Km/h로 제한하는 것은 차량이 완전 정차하지 않은 상태에서 셀렉트 레버(미도시)를 "P" 레인지로 움직이게 될 때, 차속이 너무 큰 상태에서 파킹기어(110)와 스프래그(106)가 결합(Engage)되면, 충격이 차량을 통해서 운전자에게 전달되며, 심하면 파킹 시스템에 손상(Fail)을 초래할 수도 있다.

따라서, 결합차속이 5Km/h이하에서만 파킹기어(110)에 스프래그(106)가 결합되도록 하고, 5Km/h를 초과하면 벗팅(Butting) 되어 결합되지 않도록 설계를 한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 설계에 의하면, 경사구배 조건 1/3에서 차량을 정지한 후, 파킹한 상태에서는 다음과 같은 문제점을 수반한다.

즉, 파킹기어(110)와 스프래그(106)의 결합차속을 5Km/h이하로 낮게 설계되면, 1/3구배 경사로에서 셀렉트 레버를 "P" 레인지로 작동시켰으나 파킹기어(110)에 스프래그(106)가 완전히 결합되지 않고, 벗팅(Butting)되어 있거나 스프래그(106)가 파킹기어(110)의 상단부에 걸쳐지게 되는 경우, 차량의 파킹이 완전하지 않고 앞 혹은 뒤로 순간적으로 밀리게 된다. 이 때 발생하는 차량의 순간속도가 5Km/h를 넘게 되는 경우가 많은데, 이로 인하여 파킹기어(110)와 스프래그(106)는 결합되지 않고, 연속적으로 파킹기어(110)와 스프래그(106)는 벗팅(Butting) 되어 차량이 전방 또는 후방으로 굴러 사고 발생의 원인이 된다.

또한, 상기와 같은 경사로 구배를 고려하여 파킹기어(110)와 스프래그(106)의 결합차속(Engage Speed)을 5Km/h이상으로 높게 설정하여 설계하면, 일반적으로 파킹기어(110)와 스프래그(106)를 결합할 때, 차량이 비교적 큰 차속을(경사구배가 없는 경우) 가질 때도 결합될 가능성이 있으며, 이때의 충격이 크게 발생하여 파킹 시스템의 손상을 유발시킬 수 있는 문제점도 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파킹기어와 스프래그의 결합차속은 경사로에 맞도록 설계하고, 셀렉트 샤프트는 별도의 셀렉팅모터와 연결하여 경사각센서와 차속센서의 검출값에 따라 셀렉팅모터의 동작시점을 제어함으로써, 경사로에서의 파킹 안정성을 확보함과 동시에, 평지에서는 결합차속 이상에서 상기 셀렉팅모터의 작동을 제어적으로 제한하여 시스템의 손상을 방지할 수 있도록 하는 자동 변속기용 파킹장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 자동 변속기용 파킹장치는, 셀렉트 샤프트 상의 하단에 설치되는 디텐트 플레이트가 파킹로드를 밀어줄 수 있도록 형성되고, 상기 파킹로드는 가이더를 따라 전진하면서 변속기 하우징에 힌지 결합되어 있는 스프레그의 후단부를 회전시켜 그 선단부가 파킹기어의 외주연에 형성된 요철부에 삽입되면서 파킹 작동을 이루는 자동 변속기용 파킹장치에 있어서,

상기 변속기 하우징의 외부 일측에 장착되며, 그 회전축는 상기 셀렉트 샤프트의 상단과 일체로 연결 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 셀렉트 샤프트를 회전시키는 셀렉팅모터; 차체의 경사각을 실시간 검출하여 그 신호를 제어기로 출력 하는 경사각센서; 차량의 차속을 실시간 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 차속센서; 셀렉트 레버의 파킹단 조작에 의해 파킹신호를 상기 제어기로 출력하는 파킹 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 셀렉팅모터는 상기 제어기의 제어신호에 따라 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 파킹기어와 스프래그의 결합차속은 10 Km/h로 설계되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 자동 변속기용 파킹장치의 제어방법은 경사각센서와 파킹 스위치를 통하여 실시간 차체의 경사각 신호와 파킹 조작신호를 검출하는 제1단계; 상기 파킹 스위치로부터 파킹 조작신호가 있는가를 판단하는 제2단계; 상기 제2단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1단계로 리턴되며, 상기 제2단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1단계에서 실시간 검출된 차체 경사각이 설정각 미만인가를 판단하는 제3단계; 상기 제3단계에서의 조건을 만족하면, 차속센서로부터 실시간 차량의 차속을 검출하는 제4단계; 상기 제3단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 차량이 설정각 이상의 경사로에 위치한 것으로 판단하고, 셀렉팅모터의 작동을 제어하여 셀렉트 샤프트를 통해 디텐트 플레이트를 회전시켜 파킹로드를 전진시킴으로써 스프레그가 파킹기어에 치합되도록 파킹동작을 수행하는 제5단계; 상기 제4단계에 이어서, 검출된 현재 차속이 설정 결합속도 이상인가를 판단하는 제6단계; 상기 제6단계에서의 조건을 만족하면, 상기 셀렉팅모터가 작동하지 않도록 정지 제어하는 제7단계; 상기 제6단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 차량이 설정각 이하의 평지에 위치한 것으로 판단하고, 상기 셀렉팅모터의 작동을 제어하여 셀렉트 샤프트를 통해 디텐트 플레이트를 회전시켜 파킹로드를 전진시킴으로써 스프레그가 파킹기어에 치합되도록 파킹동작을 수행하는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 도 1에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기용 파킹장치는 셀렉트 샤프트(1) 상의 하단에 설치되는 디텐트 플레이트(3)가 파킹로드(5)를 밀어줄 수 있도록 형성되고, 상기 파킹로드(5)는 가이더(7)를 따라 전진하면서 변속기 하우징(10)에 힌지 결합되어 있는 스프레그(9)의 후단부를 회전시켜 그 선단부가 파킹기어(11)의 외주연에 형성된 요철부(13)에 삽입되면서 파킹 작동을 이루도록 구성된다.

물론, 상기에서 스프래그(9)는 리턴 스프링(미도시)에 의하여 항상 선단부가 록킹 반대측으로 작용하도록 탄성력을 받는다.

이러한 구성의 자동 변속기용 파킹장치에서 상기 변속기 하우징(10)의 외부 일측에는 셀렉팅모터(15)가 장착되며, 상기 셀렉팅모터(15)의 회전축은 상기 셀렉트 샤프트(1)의 상단과 일체로 연결 구성되어 제어기(17)의 제어신호에 따라 셀렉 트 샤프트(1)를 회전시키도록 구성된다.

그리고 차체의 경사각을 실시간 검출하여 그 신호를 제어기(17)로 출력하는 경사각센서(19)가 구비되고, 차량의 차속을 실시간 검출하여 그 신호를 제어기(17)로 출력하는 차속센서(21)가 구비된다.

또한, 셀렉트 레버(23)의 파킹단 조작에 의해 파킹신호를 상기 제어기(17)로 출력하는 파킹 스위치(25)가 별도로 구비된다.

여기서, 상기 셀렉팅모터(15)는 상기 제어기(17)의 제어신호에 따라 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 파킹기어(11)와 스프래그(9)의 결합차속은 10 Km/h로 설계되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 자동 변속기용 파킹장치의 제어방법은 도 2에서 도시한 바와 같이, 먼저, 제어기(17)는 상기 경사각센서(19)와 파킹 스위치(25)를 통하여 실시간 차체의 경사각 신호와 파킹 조작신호를 검출하게 된다.(S1)

그리고 제어기(17)는 상기 파킹 스위치(25)로부터 파킹 조작신호가 있는가를 실시간 판단하게 되는데,(S2) 상기 단계(S2)에서의 조건을 만족하지 않으면, 상위 단계(S1)로 리턴되며, 상기 단계(S2)에서 조건을 만족하면, 제어기(17)는 상기 단계(S1)에서 실시간 검출된 차체 경사각이 설정각 미만인가를 판단하게 된다.(S3)

여기서, 상기 설정각은 경험치에 의해 약 10도로 설정하는 것이 바람직할 것이다.

그리고 상기 단계(S3)에서의 조건을 만족하면, 제어기(17)는 차속센서(21)로부터 실시간 차량의 차속을 검출하게 된다.(S4)

반면, 상기 단계(S3)에서의 조건을 만족하지 않으면, 제어기(17)는 차량이 설정각 이상의 경사로에 위치한 것으로 판단하고, 셀렉팅모터(15)의 작동을 제어하여 셀렉트 샤프트(1)를 통해 디텐트 플레이트(3)를 회전시켜 파킹로드(5)를 전진시킴으로써 스프레그(9)가 파킹기어(11)에 치합되도록 파킹동작을 수행하게 된다.

그리고 상기 단계(S4)에 이어서, 제어기(17)는 검출된 현재 차속이 설정 결합속도 이상인가를 판단하게 된다.(S6)

상기 단계(S6)에서의 조건을 만족하면, 제어기(17)는 상기 셀렉팅모터(15)가 작동하지 않도록 정지 제어를 수행하게 되며,(S7) 상기 단계(6)에서의 조건을 만족하지 않으면, 제어기(17)는 차량이 설정각 이하의 평지에 위치한 것으로 판단하고, 상기 셀렉팅모터(15)의 작동을 제어하여 셀렉트 샤프트(1)를 통해 디텐트 플레이트(3)를 회전시켜 파킹로드(5)를 전진시킴으로써 스프레그(9)가 파킹기어(11)에 치합되도록 파킹동작을 수행하게 된다.

따라서 상기 파킹기어(11)와 스프래그(9)의 결합차속은 경사로에 맞도록 미리 설계하고, 셀렉트 샤프트(1)는 별도의 셀렉팅모터(15)와 연결하여 경사각센서(19)와 차속센서(21)의 검출값에 따라 셀렉팅모터(15)의 동작시점을 제어함으로써, 경사로에서의 파킹 안정성을 확보함과 동시에, 평지에서도 결합차속 이상에서 상기 셀렉팅모터(15)의 작동을 제한하는 등의 능동적으로 제어하여 시스템의 손상을 방지하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자동 변속기용 파킹장치에 의하면, 파킹기어와 스프래그의 결합차속은 경사로에 맞도록 설계하고, 셀렉트 샤프트는 별도의 셀렉팅모터와 연결하여 경사각센서와 차속센서의 검출값에 따라 셀렉팅모터의 동작시점을 제어함으로써, 경사로에서의 파킹 안정성을 확보함과 동시에, 평지에서는 결합차속 이상에서 상기 셀렉팅모터의 작동을 제한하여 능동적으로 제어함으로써 시스템의 손상을 방지할 수 있는 등, 어떠한 노면조건에서도 안전한 파킹성능을 제공하게 된다.

Claims

셀렉트 샤프트 상의 하단에 설치되는 디텐트 플레이트가 파킹로드를 밀어줄 수 있도록 형성되고, 상기 파킹로드는 가이더를 따라 전진하면서 변속기 하우징에 힌지 결합되어 있는 스프레그의 후단부를 회전시켜 그 선단부가 파킹기어의 외주연에 형성된 요철부에 삽입되면서 파킹 작동을 이루는 자동 변속기용 파킹장치에 있어서,

상기 변속기 하우징의 외부 일측에 장착되며, 그 회전축은 상기 셀렉트 샤프트의 상단과 일체로 연결 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 셀렉트 샤프트를 회전시키는 셀렉팅모터;

차체의 경사각을 실시간 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 경사각센서;

차량의 차속을 실시간 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 차속센서;

셀렉트 레버의 파킹단 조작에 의해 파킹신호를 상기 제어기로 출력하는 파킹 스위치;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 파킹장치.
제1항에 있어서,

상기 셀렉팅모터는 상기 제어기의 제어신호에 따라 그 회전수 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 파킹장치.
제1항에 있어서,

상기 파킹기어와 스프래그의 결합차속은 10 Km/h로 설계되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 파킹장치.
경사각센서와 파킹 스위치를 통하여 실시간 차체의 경사각 신호와 파킹 조작신호를 검출하는 제1단계;

상기 파킹 스위치로부터 파킹 조작신호가 있는가를 판단하는 제2단계;

상기 제2단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1단계로 리턴되며, 상기 제2단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1단계에서 실시간 검출된 차체 경사각이 설정각 미만인가를 판단하는 제3단계;

상기 제3단계에서의 조건을 만족하면, 차속센서로부터 실시간 차량의 차속을 검출하는 제4단계;

상기 제3단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 차량이 설정각 이상의 경사로에 위치한 것으로 판단하고, 셀렉팅모터의 작동을 제어하여 셀렉트 샤프트를 통해 디텐트 플레이트를 회전시켜 파킹로드를 전진시킴으로써 스프레그가 파킹기어에 치합되도록 파킹동작을 수행하는 제5단계;

상기 제4단계에 이어서, 검출된 현재 차속이 설정 결합속도 이상인가를 판단하는 제6단계;

상기 제6단계에서의 조건을 만족하면, 상기 셀렉팅모터가 작동하지 않도록 정지 제어하는 제7단계;

상기 제6단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 차량이 설정각 이하의 평지에 위치한 것으로 판단하고, 상기 셀렉팅모터의 작동을 제어하여 셀렉트 샤프트를 통해 디텐트 플레이트를 회전시켜 파킹로드를 전진시킴으로써 스프레그가 파킹기어에 치합되도록 파킹동작을 수행하는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 파킹장치의 제어방법.