KR101916187B1

KR101916187B1 - 차량의 변속 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101916187B1
Application number: KR1020160177182A
Authority: KR
Inventors: 이정일
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-11-08
Also published as: KR20180073803A

Abstract

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 변속 제어 장치 및 방법은, 차량의 엔진으로 유입되는 흡입공기의 양을 측정하는 흡입공기감지부; 차량의 가속페달의 개도량을 감지하는 가속페달감지부; 차량의 평지에서의 엔진 토크맵을 저장하는 저장부; 및 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지를 판단하고, 차량이 고지에 위치하는 경우 저장부에 저장된 평지에서의 엔진 토크맵에 기초하여 토크감소율을 산출하며, 가속페달감지부로부터 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU) 입력 시 산출된 토크감소율에 따라 기 설정한 최대 목표 기어단으로 업(UP) 변속을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 변속 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SHIFT OF A VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고지환경의 엔진 토크 저하를 보상하기 위한 변속타입을 적용하는 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기가 장착되어 있는 자동차는, 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동적으로 조절하는 변속 제어 장치를 구비하고 있으며, 이러한 변속 제어 장치는 차량의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도량 및 제반 검출조건에 따라 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

다시 말해, 차량용 자동변속기는 토크 컨버터(torque converter)가 엔진의 회전동력을 변화시키고, 차량의 운행 상태에 따라 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 의해 솔레노이드 밸브가 제어되어 해당 마찰 요소가 동작될 수 있도록 유압회로를 형성하여 자동 변속 동작을 실행한다.

이와 같은 작동원리에 따라 동작되는 자동변속기는 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동변속기의 변속성능이 결정된다.

즉, 상기의 자동변속기가 탑재되는 차량은 일반 차량과 마찬가지로 다양한 주행 조건에 노출되므로, 각 차량 생산 메이커에서는 해당 차량이 운행지역에서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 엔진과 자동변속기에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 자동변속기에 있어서는 가능한 현재의 하드웨어적인 면은 유지한 상태에서 소프트웨어적인 변속제어방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

예컨대, 차량이 운행하고 있는 도로의 구배율의 변화에 따라 변속 제어방법을 달리하거나 엔진과 연동 제어하는 방법 등이 연구되고 있으며, 실제로도 도로의 조건에 따라 변속 제어가 이루어지는 차량이 출고되어 운행되고 있다.

이와 같이, 종래의 차량에 탑재되어 있는 대개의 자동변속기는 하나의 변속타입 즉, 정상적인 도로의 운행을 전제로 하여 스로틀 개도량과 차량속도에 따라 변속제어가 이루어지도록 설계되어 있는 것이 일반적이다. 즉, 종래에는 평지와 고지를 구별하지 않고 동일한 변속상태를 유지하면서 해당지역을 주행하였다.

그러나, 평지와 달리 고지에서는 공기 속의 산소량이 희박하기 때문에 동일한 출력을 얻기 위해서는 더 많은 공기를 필요로 하게 되고, 다량의 공기가 연료와 혼합되어 연소되므로 배기가스의 압력이 상승됨과 동시에 임펠러의 회전 속도도 상승되어 흡기 압력을 더욱 상승시키게 된다.

즉, 고지(高地, highlands)와 평지(平地, sea level)에 대한 구별 없이 변속이 이루어지게 되는 경우, 고지에서의 운행 시 엔진의 출력 저하에 따른 빈번한 변속이 이루어져 확실한 구동력을 발휘할 수 없으며, 운전자 및 탑승자에게 위화감을 조성할 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1543093호(등록일 : 2015.08.03.등록)인 "차량용 주행 제어방법 및 장치"가 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 고지환경에서 리프트 풋 업 변속 시 평지에서와의 비교에 기초하여 설정된 목표 기어단으로 변속하여 엔진 토크 저하를 보상할 수 있도록 하는 차량의 변속 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 변속 제어 장치는, 차량의 엔진으로 유입되는 흡입공기의 양을 측정하는 흡입공기감지부; 상기 차량의 가속페달의 개도량을 감지하는 가속페달감지부; 상기 차량의 평지에서의 엔진 토크맵을 저장하는 저장부; 및 상기 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지를 판단하고, 상기 차량이 고지에 위치하는 경우 상기 저장부에 저장된 평지에서의 엔진 토크맵에 기초하여 토크감소율을 산출하며, 상기 가속페달감지부로부터 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU) 입력 시 상기 산출된 토크감소율에 따라 기 설정한 최대 목표 기어단으로 업(UP) 변속을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 저장부는, 상기 가속페달감지부에서 감지된 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 테이블화한 엔진 토크맵을 저장하되, 상기 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 엔진온도별로 세분화하여 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양이 일정 기준값 이상이면 상기 차량이 고지에 위치한다고 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 엔진 토크맵을 기반으로 하여, 고지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값과, 상기 고지에서의 가속페달의 개도량과 동일한 평지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값을 비교하여 토크감소율을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는, 변속제어구동부를 통해 변속을 수행한 후 다음 변속을 수행하기까지의 시간을 타이머로 카운트하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 가속페달감지부로부터 입력된 가속페달의 개도량이 0%인 경우, 상기 타이머로 카운트된 시간 및 상기 차량의 현재 기어단을 확인하여 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 타이머로 카운트된 시간이 기 설정한 딜레이시간 이상이고, 상기 차량의 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 변속 조건을 만족한다고 판단하여 다음 변속단으로 업 변속을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 차량의 차속이 기준속도 이상으로 증가하거나 내리막 기울기가 기준기울기 이상이거나 새로운 변속타입이 입력되는 경우, 다른 변속타입으로 변속을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 변속 제어 방법은, 제어부가 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지 판단하는 단계; 상기 차량이 고지에 위치하는 경우, 상기 제어부가 저장부에 저장된 평지에서의 엔진 토크맵에 기초하여 토크감소율을 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 가속페달감지부로부터 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU) 입력 시, 상기 산출된 토크감소율에 따라 기 설정한 최대 목표 기어단으로 업(UP) 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 저장부가 상기 가속페달감지부에서 감지된 상기 차량의 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 테이블화한 엔진 토크맵을 저장하는 단계;를 더 포함하되, 상기 엔진 토크맵을 저장하는 단계에서, 상기 저장부는 상기 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 엔진온도별로 세분화하여 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 고지에 위치하는지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양이 일정 기준값 이상이면 상기 차량이 고지에 위치한다고 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 토크감소율을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 엔진 토크맵을 기반으로 하여, 고지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값과, 상기 고지에서의 가속페달의 개도량과 동일한 평지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값을 비교하여 토크감소율을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 업 변속을 수행하는 단계에서, 상기 제어부는, 변속제어구동부를 통해 변속을 수행한 후 다음 변속을 수행하기까지의 시간을 타이머로 카운트하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 업 변속을 수행하는 단계는, 상기 가속페달감지부로부터 입력된 가속페달의 개도량이 0%인 경우, 상기 제어부가 상기 타이머로 카운트된 시간 및 상기 차량의 현재 기어단을 확인하여 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 타이머로 카운트된 시간이 기 설정한 딜레이시간 이상이고, 상기 차량의 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 변속 조건을 만족한다고 판단하여 다음 변속단으로 업 변속을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치 및 방법은, 고지환경에서 리프트 풋 업 변속 시 평지에서와의 비교에 기초하여 설정된 목표 기어단으로 변속함으로써, 엔진 토크 저하를 보상할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치 및 방법은, 고지환경에서 리프트 풋 업 변속 시 변속을 딜레이하여 부족한 차량 구동력을 확보함으로써, 불필요한 리프트 풋 업 변속을 제한하여 빈번한 변속을 억제시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 운전자 및 탑승자가 느낄 수 있는 위화감을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치 및 방법을 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 나타낸 블록구성도로서, 이를 참조하여 차량의 변속 제어 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치는, 흡입공기감지부(100), 가속페달감지부(200), 차속감지부(300), 변속단감지부(400), 기울기감지부(500), 제어부(600), 저장부(700), 타이머(800) 및 변속제어구동부(900)를 포함한다.

흡입공기감지부(100)는 차량의 엔진으로 유입되는 흡입공기의 양을 측정하는 것으로, 흡기 매니폴드(미도시) 내로 흐르는 흡입공기의 양을 측정할 수 있다. 다시 말해, 흡입공기감지부(100)는 엔진 실린더 내에 흡입된 공기 유량을 측정하는 것으로, 이러한 목적을 위하여 센싱 저항 및/또는 가열 저항 등을 이용한 발열체를 구비하여 발열체의 온도에 따라 흡입공기의 양을 감지할 수 있다. 흡입공기감지부(100)는 흡입공기의 양을 제어부(600)로 출력한다.

본 실시예에서, 흡입공기감지부(100)는 MAF(Mass Air Flow) 센서를 포함하여 형성될 수 있으나, 가동 베인식, 카르만의 소용돌이식, 열선식, 초음파식, 이온 드리프트식, 터빈식, 고체형 등 많은 방식의 센서가 사용될 수도 있으며 이에 한정하지는 않는다.

가속페달감지부(200)는 차량의 가속페달의 개도량을 감지하는 것으로, 감지한 가속페달의 개도량을 제어부(600)로 전송하여, 운전자가 가속페달을 밟은 정도를 판단할 수 있도록 한다. 즉, 가속페달감지부(200)는 가속 페달의 개도량을 지속적으로 측정하여 그 모니터링한 신호를 제어부(600)에 전달한다. 가속 페달이 완전히 눌린 경우에는 가속 페달의 개도량이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 개도량이 0%일 수 있다.

본 실시예에서, 가속페달감지부(200)는 APS(Accelerator Position Sensor)를 포함하여 형성되어 가속페달의 위치값을 측정할 수 있으나, 흡기 통로에 장착된 스로틀 밸브 개도 센서(TPS: Throttle Position Sensor)를 사용할 수도 있다. 따라서, 가속페달감지부(200)에서 감지하는 가속페달의 개도량은 스로틀 밸브 개도 센서를 통해 감지한 스로틀 밸브의 개도를 의미하는 것일 수도 있다.

또한, 가속페달감지부(200)는 가속페달이 눌리는 것을 감지하는 것으로, 운전자의 가속 의지, 특히 변속을 위한 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU)을 감지하여 제어부(600)에 출력할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 가속페달감지부(200)에서 수신된 APS 출력 신호를 토대로 리프트 풋 업 변속을 수행할 수 있다. 여기서 리프트 풋 업은 운전자에 의해 눌려있던 가속페달에서 운전자의 발이 떨어져 가속페달의 개도량이 0%가 된 시점을 말한다.

차속감지부(300)는 차량의 속도를 감지하여 차량의 움직임을 판단한다. 또한, 차속감지부(300)는 차량의 휠에 설치되어 상기 휠의 속도를 검출하여 그에 비례하는 차량의 속도를 검출하여 제어부(600)에 전달할 수 있으며, 스피드센서를 이용하여 현재 주행 중인 차량의 속도를 검출하여 소정의 전기적 신호를 제어부(600)에 전달할 수도 있다.

변속단감지부(400)는 차량의 현재 변속단을 감지하여 제어부(600)에 출력한다.

기울기감지부(500)는 차량이 현재 주행하는 도로의 기울기(구배도)를 측정하는 것으로, 도로의 기울기는 3축 차축 및 차체 가속도 센서로부터 추출할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

또한, 본 실시예에서는 흡입공기감지부(100), 가속페달감지부(200), 차속감지부(300), 변속단감지부(400) 및 기울기감지부(500)에 한정하지 않고, 차속센서, 크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등 엔진제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 감지부를 더 포함할 수 있다. 또한, 변속 제어를 위한 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치 등 변속제어에 필요한 정보를 제공하는 감지부를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 이러한 감지 결과는 차량 네트워크를 통해 제어부(600)에 전송될 수 있으며, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay) 및 MOST(Media Oriented Sysrem Transport) 등을 포함할 수 있다.

저장부(700)는 엔진토크맵저장부(710), 목표기어단저장부(720) 및 설정저장부(730)를 포함하여 변속에 필요한 엔진 토크맵, 최대 목표 기어단 및 모든 설정사항을 저장한다.

엔진토크맵저장부(710)는 가속페달감지부(200)에서 감지된 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 테이블화한 엔진 토크맵을 저장한다. 이때, 엔진토크맵저장부(70)는 상기 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 엔진온도별로 세분화하여 저장할 수 있다. 또한, 엔진토크맵저장부(710)는 가속페달의 개도량 및 엔진온도 외에도 엔진 RPM, 기어단에 따라 구분하여 엔진 토크맵을 저장할 수 있으며, 차량의 주행모드에 따라 구분할 수도 있다. 즉, 노멀모드, 액티브에코모드, 스포츠모드를 구분하여 운전자가 요구하는 토크로 제어할 수 있도록 엔진 토크맵을 저장할 수 있다.

목표기어단저장부(720)는 평지에서의 엔진토크 대비 고지에서의 엔진토크의 감소율 즉, 토크감소율에 따라 최대 목표 기어단을 미리 설정하여 저장한다.

예컨대, 토크감소율이 30%인 경우, 최대 목표 기어단은 변속선에 의한 목표기어단(N)-1단으로 설정하여 저장할 수 있고, 토크감소율이 50%인 경우, 최대 목표 기어단은 변속선에 의한 목표 기어단(N)-2단으로 설정하여 저장할 수 있다.

즉, 차량이 고지에 위치하는 경우, 변속선에 의한 목표 기어단보다 저단으로 변속할 수 있도록 함으로써, 고지에서의 부족한 구동력을 확보할 수 있도록 한다.

설정저장부(730)는 제어부(600)의 변속 제어 과정에서 필요한 설정 사항에 대해 저장한다. 즉, 본 실시예에서는 흡입공기감지부(100)에서 감지된 흡입공기를 통해 차량이 고지에 위치하는지 여부를 판단하기 위해 흡입공기에 대한 일정 기준값을 저장할 수 있고, 변속이 완료되고 다음 변속까지의 시간인 딜레이시간을 저장할 수 있다. 또한, 설정저장부(730)는 차속에 대한 기준속도 및 내리막 기울기에 대한 기준 기울기를 저장할 수 있다.

또한, 저장부(700)는 복수의 변속 패턴을 저장할 수 있으며, 변속 패턴은 스로틀 개도와 차속 등을 포함하는 다수의 파라미터를 근거로 변속성능, 연비 및 주행성능상으로 최적인 변속단을 선택할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 저장부(700)에는 서로 다른 변속 패턴을 제공하는 복수의 변속 맵이 저장되어 있을 수 있다.

타이머(800)는 변속이 완료된 후 다음 변속까지의 딜레이시간을 카운트하는 것으로, 카운트된 시간을 제어부(600)에 출력한다.

변속제어구동부(900)는 제어부(600)에서 출력되는 변속신호를 입력으로 하여 변속단을 변화시키는 것이다. 즉, 변속제어구동부(900)는 유압의 공급 및 배출을 작동시키는 액추에이터로, 상기 제어부(600)에서 인가되는 변속신호에 의해 작도되어 결합측 작동요소 및 해방측 작동요소를 동작시켜 목표 변속단의 변속동기나 감속직결을 위한 댐퍼 클러치의 결합을 실행한다.

예컨대, LFU 변속 입력으로 제어부(600)로부터 변속신호가 입력된 경우, 변속제어구동부(900)는 유압을 일단 순간 감압하여 중립으로 한 후에 동기점 부근에서 순간 가압하여 완전 동기점을 최적으로 얻고자 하는 제어를 수행할 수 있다.

제어부(600)는 차량의 변속을 제어하는 것으로, TCU(Transmission Control Unit)일 수 있다. 즉, 제어부(600)는 자동변속기 차량의 가속 시 변속시점을 조절해주는 것으로, 스로틀 개도와 차속 등을 포함하는 다수의 파라미터를 근거로 변속성능, 연비 및 주행성능상으로 최적인 변속단을 선택하여 제어하게 된다. 이때, 제어부(600)는 저장부(700)에 저장된 복수의 변속 맵 중 최적의 변속타입을 선택하고, 선택된 변속타입에 따라 변속신호를 변속제어구동부(900)에 출력할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 제어부(600)는 고지환경에서 리프트 풋 업 변속 입력 시, 엔진 토크 저하를 보상하기 위한 변속 패턴을 적용한 변속 제어를 수행한다.

즉, 제어부(600)는 흡입공기감지부(100)로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지 여부를 판단하고, 상기 차량이 고지에 위치하는 경우 저장부(700)에 저장된 평지에서의 엔진 토크맵에 기초하여 토크감소율을 산출하며, 가속페달감지부(200)로부터 리프트 풋 업 입력 시 상기 산출된 토크감소율에 따라 기설정한 최대 목표 기어단으로 업 변속을 수행한다.

이를 보다 자세히 살펴보면, 제어부(600)는 흡입공기감지부(100)로부터 입력받은 흡입공기의 양이 설정저장부(730)에 저장된 일정 기준값 이상이면 차량이 고지에 위치한다고 판단할 수 있다. 즉, 고지에서는 평지 대비 더 많은 흡입공기가 필요하므로 흡입공기의 양이 기준치보다 많을 경우 고지에 위치한다고 판단할 수 있는 것이다.

그리고, 제어부(600)는 저장부(700)에 저장된 엔진 토크맵을 기반으로 하여, 고지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값과, 상기 고지에서의 가속페달의 개도량과 동일한 평지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값을 비교하여 토크감소율을 산출한다. 즉, 제어부(600)는 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 저장부(700)에 미리 저장하여 엔진 토크맵을 생성하고, 이를 토대로 고지에 위치하는 차량에서 평지에서와 동일한 가속페달의 개도량 즉, 평지에서와 동일하게 가속페달이 눌렸을 때 엔진토크가 감소한 정도를 산출할 수 있다.

이때, 제어부(600)는 고지에서의 토크감소율에 따른 변속 제어를 수행하는데, 고지환경이더라도 토크감소율이 기준치 이하인 경우에는 고지에서의 토크감소율에 따른 변속 제어를 수행하지 않고, 정상적인 변속 패턴에 의해 변속 제어를 수행할 수 있다.

제어부(600)는 가속페달감지부(200)로부터 리프트 풋 업에 대한 신호를 입력받으면, 고지에서의 토크감소율에 따른 최대 목표 기어단을 선정한다. 즉, 제어부(600)는 저장부(700)에 저장된 최대 목표 기어단에 기초하여 현재 산출된 토크감소율에 따른 최대 목표 기어단을 선정하여, 최대 목표 기어단으로 변속을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 제어부(600)는 리프트 풋 업 입력 시, 변속을 수행하기 위해 타이머(800)를 이용하여 딜레이시간을 카운트할 수 있다.

이때, 제어부(600)는 가속페달감지부(200)로부터 가속페달의 개도량을 입력받아, 가속페달의 개도량이 0%인 경우 즉, 가속페달이 눌리지 않은 경우에 시간을 계속 카운트하고, 가속페달의 개도량이 0%를 초과하는 경우 즉, 가속페달이 눌린 경우에는 타이머(800)를 리셋할 수 있다.

즉, 제어부(600)는 가속페달이 눌리지 않은 경우, 타이머(800)로 카운트된 시간 및 차량의 현재 기어단을 확인하여 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제어부(600)는 타이머(800)로 카운트된 시간이 기 설정한 딜레이시간 이상이고, 차량의 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 변속 조건이 만족하였다고 판단할 수 있다.

따라서, 제어부(600)는 변속 조건이 만족하는 경우, 변속제어구동부(900)에 변속 신호를 출력하여 다음 변속단으로 업 변속을 수행한다.

그리고, 제어부(600)는 차량의 차속이 기준속도 이상으로 증가하거나 내리막 기울기가 기준기울기 이상이거나 새로운 변속타입이 입력되는 경우, 다른 변속타입으로 변속을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 리프트 풋 업 입력 시 고지에서의 변속 패턴이 더 이상 필요하지 않다고 판단되는 경우를 제외하고, 고지에서 리프트 풋 업 시 변속을 지연시키고 최대 목표 기어단(변속선에 의한 목표기어단보다 저단)까지 변속하는 과정을 반복함으로써, 불필요한 리프트 풋 업 변속을 제한하여 빈번한 변속을 억제시킬 수 있고, 고지환경에서 저단 운행을 실시하여 부족한 차량 구동력을 확보할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는, 리프트 풋 업 입력 시 바로 변속을 수행하지 않고 시간을 카운트하여 딜레이시간에 만족하는 경우 변속하는 것으로 설명하고 있으나, 리프트 풋 업 입력 시 바로 최초 변속을 수행하고, 변속이 완료된 후부터 시간을 카운트하여 다음 변속을 수행하도록 제어할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 차량의 변속 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법은, 먼저 제어부(600)가 흡입공기감지부(100)로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지 판단한다(S11).

즉, 제어부(600)는 흡입공기의 양이 저장부(700)에 저장된 일정 기준값 이상이면 상기 차량이 고지에 위치한다고 판단할 수 있다. 다시 말해, 고지에서는 평지 대비 더 많은 흡입공기가 필요하므로 흡입공기의 양이 기준치보다 많을 경우 고지에 위치한다고 판단할 수 있는 것이다.

이때, 흡입공기의 양이 일정 기준값 미만인 경우에는 종료할 수 있다.

S11 단계에서, 차량이 고지에 위치한다고 판단한 경우, 제어부(600)는 고지에서의 가속페달 개도량에 따른 토크감소율을 산출한다(S12).

즉, 제어부(600)는 저장부(700)에 저장된 엔진 토크맵을 기반으로 하여, 고지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값과, 상기 고지에서의 가속페달의 개도량과 동일한 평지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값을 비교하여 토크감소율을 산출할 수 있다.

이때, 저장부(700)의 엔진토크맵저장부(710)는, 가속페달감지부(200)에서 감지된 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 테이블화한 엔진 토크맵을 저장한다.

즉, 제어부(600)는 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 엔진토크맵저장부(710)에 미리 저장하여 엔진 토크맵을 생성하고, 이를 토대로 고지에 위치하는 차량에서 평지에서와 동일한 가속페달의 개도량 즉, 평지에서와 동일하게 가속페달이 눌렸을 때 엔진토크가 감소한 정도를 산출할 수 있다.

다음으로, 제어부(600)는 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU) 변속이 입력되었는지 판단한다(S13).

즉, 제어부(600)는 가속페달감지부(200)로부터 가속페달의 개도량을 입력받는데, 이를 토대로 운전자에 의해 눌려있던 가속페달의 개도량이 0% 즉, 운전자가 가속페달에서 발을 뗀 시점에 대한 신호를 입력받으면, 리프트 풋 업이 입력되었다고 판단할 수 있다.

이때, 리프트 풋 업 입력이 되지 않은 경우에는 종료할 수 있다.

S13 단계에서, 리프트 풋 업 입력 시, 제어부(600)는 토크감소율에 따른 최대 목표 기어단을 선정한다(S14).

즉, 제어부(600)는 저장부(700)의 목표기어단저장부(720)에 저장된 최대 목표 기어단에 기초하여 현재 산출된 토크감소율에 따른 최대 목표 기어단을 선정하여, 최대 목표 기어단으로 변속을 수행할 수 있도록 한다.

여기서, 목표기어단저장부(720)는 평지에서의 엔진토크 대비 고지에서의 엔진토크의 감소율 즉, 토크감소율에 따라 최대 목표 기어단을 미리 설정하여 저장하는 것으로, 예컨대, 토크감소율이 30%인 경우, 최대 목표 기어단은 변속선에 의한 목표기어단(N)-1단으로 설정하여 저장할 수 있고, 토크감소율이 50%인 경우, 최대 목표 기어단은 변속선에 의한 목표 기어단(N)-2단으로 설정하여 저장할 수 있다. 다시 말해, 제어부(600)는 고지에서의 토크감소율이 30%인 경우, 변속선에 의한 목표 기어단이 5단이면 최대 목표 기어단을 4단으로 선정하여 4단까지의 업 변속을 수행할 수 있도록 한다.

다음으로, 제어부(600)는 리프트 풋 업 입력에 따른 변속을 수행하기 위해 타이머(800)를 이용하여 딜레이시간을 카운트한다(S15).

여기서, 딜레이시간은 변속이 완료된 후 다음 변속이 수행되기까지의 시간을 미리 설정하여 설정저장부(730)에 저장한 것이다.

그 다음, 제어부(600)는 가속페달감지부(200)로부터 입력된 가속페달 개도량이 0%를 초과하는지 판단한다(S16).

이때, 제어부(600)는 가속페달감지부(200)로부터 입력받은 가속페달의 개도량이 0%를 초과한다고 판단한 경우, 운전자가 리프트 풋 업 입력 후 가속페달을 다시 밟아 변속의지가 없다고 판단하여 타이머(800)를 리셋할 수 있다(S21).

반면, S16 단계에서, 가속페달의 개도량이 0%인 경우에는, 제어부(600)가 타이머(800)를 통해 카운트된 시간이 딜레이시간 이상인지 판단한다(S17).

즉, 제어부(600)는 가속페달의 개도량이 0%인 경우 즉, 가속페달이 눌리지 않은 경우 시간을 계속 카운트하여, 딜레이시간에 도달하였는지 판단할 수 있다.

이때, 카운트된 시간이 딜레이시간 미만인 경우에는, 카운트된 시간이 딜레이시간에 도달할 때까지 시간을 카운트할 수 있다.

S17 단계에서, 카운트된 시간이 딜레이시간 이상인 경우, 제어부(600)는 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인지 판단한다(S18).

즉, 제어부(600)는 가속페달의 개도량이 0%인 경우, 타이머(800)로 카운트된 시간 및 차량의 현재 기어단을 확인하여 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 다음 변속을 수행하기까지의 딜레이시간이 만족되었을 경우, 현재 기어단이 최대 목표 기어단에 아직 도달하지 못하였는지 판단할 수 있다.

이때, 현재 기어단이 최대 목표 기어단과 동일하거나 최대 목표 기어단 이상일 경우에는 종료할 수 있다.

S18 단계에서, 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 제어부(600)는 다음 변속단으로 업(UP) 변속을 수행한다(S19).

즉, 제어부(600)는 타이머(800)로 카운트된 시간이 기 설정한 딜레이시간 이상이고, 차량의 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 변속 조건이 만족하였다고 판단하고, 변속제어구동부(900)에 변속 신호를 출력하여 다음 변속단으로 업 변속을 수행한다.

다음으로, 제어부(600)는 차속감지부(300)로부터 입력받은 차량의 차속, 기울기감지부(500)로부터 입력받은 내리막 기울기 및 변속단감지부(400)로부터 입력받은 새로운 변속타입 입력 여부 중 적어도 하나 이상에 기초하여 현재 변속타입을 유지할지 여부를 판단한다(S20).

즉, 제어부(600)는 차량의 차속이 기준속도 이상으로 증가하거나 내리막 기울기가 기준기울기 이상이거나 새로운 변속타입이 입력되는 경우, 현재 변속타입을 종료하고, 다른 변속타입으로 변속을 수행할 수 있다.

반면, 차량의 차속이 기준속도 미만이거나, 내리막 기울기가 기준기울기 미만이거나 새로운 변속타입이 입력되지 않은 경우에는, 제어부(600)가 현재 변속타입을 유지하여 다시 타이머(800)를 카운트한다. 즉, 제어부(600)는 리프트 풋 업 입력 시 고지에서의 변속 패턴이 더 이상 필요하지 않다고 판단되는 경우를 제외하고, 고지에서 리프트 풋 업 시 변속을 지연시키고 최대 목표 기어단(변속선에 의한 목표기어단보다 저단)까지 변속하는 과정(S15 내지 S21)을 반복할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치 및 방법은, 고지환경에서 리프트 풋 업 변속 시 평지에서와의 비교에 기초하여 설정된 목표 기어단으로 변속함으로써, 엔진 토크 저하를 보상할 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 흡입공기감지부 200 : 가속페달감지부
300 : 차속감지부 400 : 변속단감지부
500 : 기울기감지부 600 : 제어부
700 : 저장부 710 : 엔진토크맵저장부
720 : 목표기어단저장부 730 : 설정저장부
800 : 타이머 900 : 변속제어구동부

Claims

차량의 엔진으로 유입되는 흡입공기의 양을 측정하는 흡입공기감지부;
상기 차량의 가속페달의 개도량을 감지하는 가속페달감지부;
상기 차량의 평지에서의 엔진 토크맵을 저장하는 저장부; 및
상기 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지를 판단하고, 상기 차량이 고지에 위치하는 경우 상기 저장부에 저장된 평지에서의 엔진 토크맵에 기초하여 토크감소율을 산출하며, 상기 가속페달감지부로부터 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU) 입력 시 상기 산출된 토크감소율에 따라 기 설정한 최대 목표 기어단으로 업(UP) 변속을 수행하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는,
변속제어구동부를 통해 변속을 수행한 후 다음 변속을 수행하기까지의 시간을 타이머로 카운트하고, 상기 가속페달감지부로부터 입력된 가속페달의 개도량이 0%인 경우, 상기 타이머로 카운트된 시간 및 상기 차량의 현재 기어단을 확인하여 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단하며, 상기 타이머로 카운트된 시간이 기 설정한 딜레이시간 이상이고, 상기 차량의 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 변속 조건을 만족한다고 판단하여 다음 변속단으로 업 변속을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 저장부는,
상기 가속페달감지부에서 감지된 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 테이블화한 엔진 토크맵을 저장하되, 상기 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 엔진온도별로 세분화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양이 일정 기준값 이상이면 상기 차량이 고지에 위치한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 저장부에 저장된 엔진 토크맵을 기반으로 하여, 고지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값과, 상기 고지에서의 가속페달의 개도량과 동일한 평지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값을 비교하여 토크감소율을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
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제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량의 차속이 기준속도 이상으로 증가하거나 내리막 기울기가 기준기울기 이상이거나 새로운 변속타입이 입력되는 경우, 다른 변속타입으로 변속을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
제어부가 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양에 기초하여 현재 차량이 고지에 위치하는지 판단하는 단계;
상기 차량이 고지에 위치하는 경우, 상기 제어부가 저장부에 저장된 평지에서의 엔진 토크맵에 기초하여 토크감소율을 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 가속페달감지부로부터 리프트 풋 업(Lift Foot Up, LFU) 입력 시, 상기 산출된 토크감소율에 따라 기 설정한 최대 목표 기어단으로 업(UP) 변속을 수행하는 단계;를 포함하되,
상기 업 변속을 수행하는 단계에서, 상기 제어부는,
변속제어구동부를 통해 변속을 수행한 후 다음 변속을 수행하기까지의 시간을 타이머로 카운트하고,
상기 업 변속을 수행하는 단계는,
상기 가속페달감지부로부터 입력된 가속페달의 개도량이 0%인 경우, 상기 제어부가 상기 타이머로 카운트된 시간 및 상기 차량의 현재 기어단을 확인하여 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하며,
상기 변속 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 타이머로 카운트된 시간이 기 설정된 딜레이시간 이상이고, 상기 차량의 현재 기어단이 최대 목표 기어단 미만인 경우, 변속 조건을 만족한다고 판단하여 다음 변속단으로 업 변속을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
제 9항에 있어서,
상기 저장부가 상기 가속페달감지부에서 감지된 상기 차량의 평지에서의 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 테이블화한 엔진 토크맵을 저장하는 단계;를 더 포함하되,
상기 엔진 토크맵을 저장하는 단계에서, 상기 저장부는 상기 가속페달의 개도량별 엔진 토크값을 엔진온도별로 세분화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
제 9항에 있어서,
상기 고지에 위치하는지 판단하는 단계에서,
상기 제어부는, 상기 흡입공기감지부로부터 입력받은 흡입공기의 양이 일정 기준값 이상이면 상기 차량이 고지에 위치한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
제 9항에 있어서,
상기 토크감소율을 산출하는 단계에서,
상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 엔진 토크맵을 기반으로 하여, 고지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값과, 상기 고지에서의 가속페달의 개도량과 동일한 평지에서의 가속페달의 개도량에 따른 엔진 토크값을 비교하여 토크감소율을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
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