KR101041620B1 - 변속알림 및 변속기록방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속방법에 관한 것으로써, 특히, 차량의 운전상태를 감지하는 감지단계와, 감지된 운전상태에 따라 엔진효율맵을 선정하는 선정단계와, 현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계를 포함하여, 최적의 변속시점을 알 수 있게 되어, 엔진효율도 향상되고 이로 인해 연비도 향상되는 변속방법에 관한 것이다.

엔진, 변속

Description

변속알림 및 변속기록방법{shift timing commanding and recording method}

본 발명은 변속방법에 관한 것으로써, 특히, 차량의 운전상태를 감지하는 감지단계와, 감지된 운전상태에 따라 엔진효율맵을 선정하는 선정단계와, 현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계를 포함하는 변속방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진회전속도에 따라 차량의 주행속도를 적절하게 유지 변환하기 위하여 변속장치의 구성을 필수요소로 하게 되는 것인바, 이와같은 자동차의 변속장치는 통상 기어조작 방식을 이용한 수동변속장치가 널리 이용되고 있는실정이다.

이에, 통상적으로 사용되고 있는 종래 자동차의 수동변속 장치는 도 5로 도시된 바와같은 구성 및 작용원리로서 먼저 클러치페달(10)을 밟아 리저버탱크(20)로 부터 변속라인(30)에 작동유를 공급하고, 공급되는 작동유를 마스터실린더(40)에 의해 승압시켜 재차 릴리즈실린더(50)로 전달하며, 이에 릴리즈실린더(50)는 승압 전달된 작동유에 의해 플라이휠(60)로 부터 클러치디스크(70)를 이격시켜 엔진(E)동력을 차단하게 되고, 이와같이 엔진(E)동력이 차단된 상태에서 운전자의 수동조작에 의해 변속레버(80)를 조작되게 하므로서 자동차의 변속기능을 행하도록 한 것이다.

하지만, 전술한 바와같은 종래 수동변속장치는 주행속도에 따라 운전자가 직접 차량의 엔진회전속도를 판단해야 하고, 그 판단에 의해 기어를 수동변속해야 했던 것으로, 이는 운전자들에게 숙련된 기어변속능력을 요구하게 되므로 초보운전자가 사용하기엔 적절하지 못한 문제점을 주는 것이었을 뿐만 아니라, 숙련된 운전자라 할지라도 잦은 수동변속에 의해 운전피로가 누적될수 밖에 없는 상당한 폐단을 주는 것이었다.

한편, 근래에는 상기 수동변속장치의 문제점을 해결한 것으로서, 자동차의 변속 시점을 알려주는 기술이 제시되어 있다.

그러나, 종래의 변속 시기를 알려주는 기술은 엔진의 속도만을 이용하여 변속시기를 알려줌으로써, 정확도가 떨어져서 엔진효율이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 최적의 변속시점을 알 수 있게 되어, 엔진효율도 향상되고 이로 인해 연비도 향상되는 변속방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변속방법은, 차량의 운전상태를 감지하는 감지단계와, 감지된 운전상태에 따라 엔진효율맵을 선정하는 선정단계와, 현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계를 포함한다.

이 구성에 의하면, 최적의 변속시점을 알 수 있게 되어, 엔진효율도 향상되고 이로 인해 연비도 향상되는 이점이 있다.

전술한 구성에서, 상기 비교단계 이후에, 변속 후의 엔진구동력을 계산하는 계산단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 비교단계 이후에, 변속 여부를 사용자에게 알리는 알림단계를 포함하고, 상기 알림단계 이후에, 변속이 되는지 여부를 기록하는 기록단계를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 변속방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

차량의 운전상태를 감지하는 감지단계와, 감지된 운전상태에 따라 엔진효율 맵을 선정하는 선정단계와, 현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계를 포함하여, 최적의 변속시점을 알 수 있게 되어, 엔진효율도 향상되고 이로 인해 연비도 향상된다.

상기 비교단계 이후에, 변속 후의 엔진구동력을 계산하는 계산단계를 포함하여, 변속 후의 구동력이 설정된 값보다 크면 변속을 지시하고, 설정된 값보다 작으면 변속을 지시하지 않도록 하여, 효율 측면에서 유리하다 하더라도 변속후 구동력이 부족하여 가속이 되지 않는 상황을 방지할 수 있다.

또한, 상기 비교단계 이후에, 변속 여부를 사용자에게 알리는 알림단계를 포함하여, 변속에 능숙하지 않은 초보 운전자도 쉽게 변속 시기를 알 수 있는 이점이 있다.

상기 알림단계 이후에, 변속이 되는지 여부를 기록하는 기록단계를 포함하여, 운전자가 변속지시를 몇 회 위반하였는지를 알 수 있게 되어 운전자의 운전습관을 파악할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변속방법 플로우차트이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 변속방법은, 차량의 운전상태를 감지하는 감지단계(S1)와, 차량의 운전상태에 따라 엔진효율맵을 선정하는 선정단계(S7)와, 현재효율과 변속후효율을 계산하여 비교하는 비교단계(S10)를 포함한다.

차량의 운전상태를 감지부(100)를 통해 감지한다.(S1) 감지부(100)는 각종 상태를 감지하는 센서가 될 수 있으며, 감지부(100)는 냉각수온도, 엔진오일온도, 엔진속도, 차량속도, 가속패달위치를 감지하도록 할 수 있다. 상기 가속패달(액셀) 위치를 통해서는 엔진에 가해지는 엔진부하를 알 수 있다. 상기 가속패달 위치는 가속패달이 눌린 정도를 측정하여 감지할 수 있다.

이어서, 감지된 엔진의 속도가 실험에 의해 결정된 변속최저속도보다 큰지 여부를 판단한다.(S16) 엔진의 속도가 변속최저속도보다 크면 다음 단계로 진행된다. 엔진의 속도가 변속최저속도보다 작으면 감지단계(S1)로 리턴한다.

엔진의 속도가 상기 변속최저속도보다 크면 엔진의 속도가 변속최고속도보다 작은지 여부를 판단한다.(S17) 엔진의 속도가 상기 변속최고속도보다 작으면 다음 단계로 진행된다. 엔진의 속도가 변속최고속도보다 크면 바로 변속을 지시하는 변속지시단계(S12)로 이어진다.

즉, 엔진의 속도가 변속최저속보다 작으면 변속을 지시하지 않으며, 엔진의 속도가 변속최고속도보다 크면 바로 변속을 지시한다.

ECU와 같은 통합제어장치(200)가 감지부(100)로부터 신호를 입력받아, 감지부(100)에서 감지된 차량의 운전상태에 따라 변속을 제어한다.

통합제어장치(200)는 감지된 운전상태에 따라 엔진효율맵(BSFC)을 선정하는 선정단계(S7)를 거친 후, 현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계(S10)를 거치게 된다.

선정단계(S7) 이전에 통합제어장치(200)는 엔진속도와 가속패달의 위치를 통해 엔진토크를 계산하고,(S5) 엔진속도와 차속을 이용하여 현재 기어단수를 계산한다.(S6) 전술한 바와는 다르게, 현재의 기어단수는 계산하지 않고 기어 레버의 위치를 센싱하는 센서를 구비하여 바로 검출되도록 할 수도 있다.

엔진오일의 온도가 낮을 경우에는 엔진마찰이 증가하여 엔진토크가 줄어들게 되고 이에 따라 엔진효율맵도 도 3에 도시된 바와 같이 변화하게 된다. 도 3에서 그래프1은 엔진오일온도 80도에서의 엔진효율맵을 나타내고, 그래프2는 엔진오일온도 30도에서 엔진효율맵을 나타낸다.

따라서, 선정단계(S7)에서는 엔진오일온도(엔진온도)와 보기류의 작동유무에 따라 엔진효율맵을 선정한다. 상기 보기류는 냉각팬이나 에어콘 등이 될 수 있다. 통합제어장치(200)에는 다양한 엔진 오일온도와 보기류의 작동유무에 따른 엔진효율맵이 테이블형식으로 저장되어 있고, 감지단계(S1)에서 감지된 값에 따라 엔진효율맵을 선정단계(S7)와 같이 선정할 수 있다. 이러한 데이터는 실차시험이나 연비 시뮬레이션 등을 통하여 확보될 수 있다.

한편, 엔진에 요구되는 부하가 큰 경우(언덕을 올라갈 때)에는 동일한 기울기로 가속을 하여도 엔진의 운전 영역이 달라지므로 최적의 변속 시점 또한 달라지게 된다. 따라서, 선정단계(S7)에서 엔진부하도 고려하여 엔진효율맵을 선정하도록 할 수도 있다.

여기서, 엔진효율맵은 엔진 운전 조건에 따른 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)선도로, 연료소모량을 제동동력으로 나눈 값을 나타내며, 작을수록 효율이 우수하다고 볼 수 있다.

이어서, 현재의 효율은 선정된 엔진효율맵에서 엔진속도 및 엔진토크를 이용하여 계산하고(S8), 변속 후 효율은 선정된 엔진효율맵에서 변속엔진속도와 변속엔진토크를 이용하여 계산한다.(S9) 나아가, 변속 후 효율은 계산된 현재의 기어단수보다 한단 높은 단수로 변속했을 때의 효율을 계산하여 변속했을 때에 차에 무리가 가지 않도록 한다.

계산된 현재의 효율보다 변속 후 효율이 높으면 다음 단계로 진행하고, 현재의 효율보다 변속후 효율이 낮으면 다시 감지단계(S1)로 리턴된다.(S10)

도 4는 엔진효율맵 중에 하나이며, 등효율선이라고 표시된 선(실선)이 엔진효율이 같은 지점이다. 도4에서 가장 작은 타원의 효율이 가장 좋고 그 지점을 벗어남에 따라 효율이 점차 감소한다. 엔진파워는 엔진토크와 엔진속도의 곱이므로 등파워선(점선)은 토크와 속도의 곱이 일정한 지점이다. 차량이 정지상태에서 가속할 경우 운전 상황을 굵은 선으로 표시하였다. 1단으로 출발하여 운전하다가 기어변속 후 2단으로 운전되는 상황이 표시되었다. 1단에서 2단으로 변속을 하게 될 경우 변속시점(A, B, C, D)에 따라 운전 조건이 달라지게 된다. 도 4에서는 2단으로 변속했을 때의 효율이 1단일 때의 효율보다 높아지기 시작하는 B지점에서 변속하는 것이 연비 관점에서 최적의 운전을 하게 된다.

상기 비교단계 이후에, 변속 후의 엔진구동력을 계산하는 계산단계(S11)를 포함하여, 변속 후의 구동력이 설정된 값보다 큰지 여부를 판단한다. 변속 후의 구동력이 설정된 값보다 크면 다음 단계로 진행하고, 설정된 값보다 작으면 변속을 지시하지 않고 다시 감지단계(S1)로 리턴된다.(S11) 이와 같이 계산단계(S11)를 포함하여 효율 측면에서 유리하다 하더라도 변속후 구동력이 부족하여 가속이 되지 않는 상황을 방지할 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 변속이 결정되어, 다양한 운전조건에서 최적의 변속시점을 알려주어 엔진의 효율을 높일 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 변속이 결정되면 변속여부 및 변속할 기어단수를 디스플레이 장치 등을 통해 변속을 사용자에게 지시한다. (S12) 변속할 기어단수는 현재의 기어단수보다 한단 높은 기어단수로 한다. 이와 같이 변속 시점을 사용자에게 알려서 변속에 능숙하지 않은 초보 운전자도 쉽게 변속 시기를 알 수 있다.

상기 알림단계(S12) 이후에, 실제로 사용자가 변속을 하였는지 여부를 감지한다.(S13) 사용자가 변속을 하였으면 변속 여부를 저장하고,(S15) 사용자가 변속을 하지 않았으면 변속지시한 것을 저장한다.(S14) 이를 통해 운전자가 변속지시를 몇 회 위반하였는지를 알 수 있게 되어, 운전자의 운전습관을 파악할 수 있다.

감지된 차량 운전상태를 통해 변속을 통합적으로 정밀하게 제어할 수 있어서 엔진의 효율이 향상되어 연비가 향상된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로 부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 변속방법은, 특히, 버스, 트럭, 등 디젤엔진 상용차량에 적합하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부 블럭도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변속방법 플로우차트.

도 3은 엔진효율맵 예시.

도 4는 엔진온도에 따른 엔진효율맵 예시.

도 5는 종래의 수동 변속 작동원리 및 구성을 나타내는 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 감지부 200 : 통합제어장치

Claims (4)

1. 차량의 운전상태를 감지하는 감지단계;

   감지된 운전상태에 따라 엔진효율맵을 선정하는 선정단계;

   현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계;

   변속 후의 엔진구동력을 계산하는 계산단계;

   변속 시점을 사용자에게 알리는 알림단계를 포함하며,

   상기 감지단계에 이어서, 감지된 엔진의 속도가 실험에 의해 결정된 변속최저속도보다 큰지 여부를 판단하여, 엔진의 속도가 변속최저속도보다 크면 다음단계로 진행되고, 엔진의 속도가 변속최저속도보다 작으면 상기 감지단계로 리턴하며,

   상기 계산단계에서, 변속후의 구동력이 설정된 값보다 큰지 여부를 판단하여, 변속후의 구동력이 설정된 값보다 크면 다음단계로 진행하고, 설정된 값보다 작으면 변속을 지시하지 않고 다시 상기 감지단계로 리턴되는 변속알림방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 차량의 운전상태를 감지하는 감지단계;

   감지된 운전상태에 따라 엔진효율맵을 선정하는 선정단계;

   현재의 엔진효율과 변속 후의 엔진효율을 계산하여 비교하는 비교단계;

   변속 후의 엔진구동력을 계산하는 계산단계;

   변속 시점을 사용자에게 알리는 알림단계;

   변속이 되는지 여부를 기록하는 기록단계를 포함하며,

   상기 감지단계에 이어서, 감지된 엔진의 속도가 실험에 의해 결정된 변속최저속도보다 큰지 여부를 판단하여, 엔진의 속도가 변속최저속도보다 크면 다음단계로 진행되고, 엔진의 속도가 변속최저속도보다 작으면 상기 감지단계로 리턴하며,

   상기 계산단계에서, 변속후의 구동력이 설정된 값보다 큰지 여부를 판단하여, 변속후의 구동력이 설정된 값보다 크면 다음단계로 진행하고, 설정된 값보다 작으면 변속을 지시하지 않고 다시 상기 감지단계로 리턴되는 변속알림 및 변속기록방법.

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