KR102063959B1

KR102063959B1 - 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102063959B1
Application number: KR1020180123318A
Authority: KR
Inventors: 노진원
Original assignee: 현대오트론 주식회사
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-01-09
Also published as: US11094143B2; DE102019215927A1; US20200118353A1; CN111137297B; CN111137297A

Abstract

구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 트레일러 모드 판단 방법은, 차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 단계, 클러치 토크 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 단계, 종가속도 기반 구배도 계산값이 기 설정된 기준 구배도 이상인지 판단하는 단계, 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인지 판단하는 단계, 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인 조건을 만족하면, 종가속도 기반 구배도 계산값(d1)과 클러치 토크 기반 구배도 계산값(d2)의 차이를 계산하는 단계, 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과하는지 판단하는 단계 및 구배도 차이값(d1-d2)이 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드로 전환시키는 단계를 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치 및 방법{Trailer mode detection device and method using the slope}

본 발명은 트레일러 모드 판단 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 차량의 실제 구배도(종방향 가속도 기반 구배도)와 이론 구배도(클러치 토크 기반 구배도) 사이의 차이값을 활용하여 트레일러 장착 여부를 판단하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.

차량에 트레일러가 장착되면 차량의 주행 관성 부하가 증가하게 되고, 이 때문에 차량의 거동성, 등판 성능 및 연비 효율 등이 떨어지게 된다. 따라서 차량의 거동성, 등판 성능 및 연비 효율 등을 양호하게 유지시키기 위해서는 트레일러 장착 여부를 신속하게 판단하고, 그에 맞춰 일반적인 주행 상황과는 다른 변속 패턴 맵으로 차량을 제어할 필요가 있다.

트레일러의 장착 여부 판단을 위한 종래의 방법은 크게 두 가지 유형으로 구분될 수 있다. 하나는 트레일러와 차량 사이를 컨넥터로 연결할 때 전용 케이블의 연결 여부에 관한 전기신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 방법이며, 다른 하나는 차량의 총 중량을 계산하여 총 중량이 일정 값 이상인 경우 트레일러 모드로 판단하는 방법이다.

전용 케이블의 연결 여부에 관한 전기신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 전자의 경우, 전용 케이블 연결에 따라 출력되는 전기신호를 가지고 트레일러 장착 여부를 판단하므로 신속하고 즉각적인 트레일러 장착 여부 판단이 가능하지만, 별도의 트레일러 전용 케이블을 사용해야 하기 때문에 비용 상승이 수반되며, 따라서 원가 측면에서 불리하다는 단점이 있다.

그리고 차량의 총 중량을 이용하여 트레일러 장착 여부를 판단하는 후자의 경우에는, 기초 차량 중량에 대하여 중량이 어느 정도 증가했는지 중량 변화 정도를 파악하고, 상기 기초 차량 중량과 비교하여 계산하는 방식이기 때문에, 탑승 인원이 많은 경우 트레일러가 차량에 장착되지 않았음에도 차량에 장착된 것으로 잘못 판단하여 차량의 거동성을 오히려 악화시킬 수 있다.

한국등록특허 제10-1836290호(등록일 2018. 03. 02)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 별도의 트레일러 전용 케이블 사용으로 인한 비용 상승 요소를 제거하고, 차량 중량의 변동을 측정하여 트레일러 장착 여부를 판단하는 방법에 비해 보다 정확하게 트레일러 장착 여부를 파악할 수 있는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

차량의 속도 및 속도 변화를 검출하는 차속 검출부;

차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하는 제1 구배도 산출부;

차량의 클러치 토크 기반 구배도를 산출하는 제2 구배도 산출부;

제1 구배도 산출부에 의한 종가속도 기반 구배도와 제2 구배도 산출부에 의한 클러치 토크 기반 구배도 정보를 이용하여 트레일러 장착여부를 판단하는 판단 제어부;를 포함하며,

상기 판단 제어부는 차속 검출부에 의한 차속 및 차속 변화량이 설정값 이상인 조건을 만족하면, 상기 트레일러 장착여부 판단 결과에 따라 다른 변속 패턴 맵을 사용하여 차량 변속기의 변속을 제어하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치를 제공한다.

여기서 상기 제1 구배도 산출부는, 종가속도 측정부가 제공하는 차량의 종방향 가속도와 휠 속도 측정부가 제공하는 차량의 평균의 휠 속도 변화량 계산값의 차이값에 100을 곱하고 중력가속도 9.8로 나누어 상기 차량의 종가속도 기반 구배도를 산출할 수 있다.

또한 상기 제2 구배도 산출부는, 이론적인 가속도 계산값과 차속 변화로부터 산출되는 실제 가속도 계산값의 차이값을 가지고 기록장치에 저장된 구배도 맵을 활용하여 상기 차량의 클러치 토크 기반 구배도를 산출할 수 있다.

여기서 상기 이론적인 가속도는, 현재 클러치 토크에 보상맵을 활용하여 현재 클러치 토크에 상응하는 보상값을 적용한 클러치력으로부터 클러치 속도와 현재 기어비를 고려한 회전력과 차속을 고려한 저항력을 뺀 값을 차량 무게로 나눈 값일 수 있다.

바람직하게 상기 판단 제어부는, 상기 제1 구배도 산출부에 의한 종가속도 기반 구배도의 유효성을 판단하는 제1 유효성 판단부와, 상기 제2 구배도 산출부에 의한 차량의 클러치 토크 기반 구배도의 유효성을 판단하는 제2 유효성 판단부와, 종(縱)가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도가 유효값으로 확인된 경우, 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이로부터 트레일러 모드 진입여부를 판정하는 트레일러 모드 진입 판정부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 제1 유효성 판단부는, 차량 상태가 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우 제1 구배도 산출부에 의한 상기 종가속도 기반 구배도가 유효하다고 판단할 수 있다.

상기 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우는 바람직하게, 휠 속도 상태가 정상인 경우, 종가속도 측정부의 센서 신호 상태가 정상인 경우, 종가속도가 에러값이 아닌 경우, ESP 에러 디바운싱 신호가 정상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

또한 상기 제2 유효성 판단부는, 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우 제2 구배도 산출부에 의한 상기 클러치 토크 기반 구배도가 유효하다고 판단할 수 있다.

여기서 상기 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우는 바람직하게, 변속 레버가 R, D 또는 M(Manual)단인 경우, 클러치 목표 상태가 드라이브인 경우, 일정 차속 이상인 경우, 브레이크를 밟지 않은 경우, 일정 APS 및 엔진 토크 이상인 경우, ABS_ACT가 작동하지 않은 경우, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

또한 상기 트레일러 모드 진입 판정부는, 상기 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드 진입을 위한 개시 명령을 출력할 수 있다.

이때, 상기 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면 타이머가 작동되고, 타이머에 의한 카운팅 시간이 설정 시간 이상이면 트레일러 모드로 전환시키도록 구성될 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

(a) 차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 단계;

(b) 클러치 토크 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 단계;

(c) 상기 (a) 단계에서의 종가속도 기반 구배도 계산값이 기 설정된 기준 구배도 이상인지 판단하는 단계;

(d) 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인지 판단하는 단계;

(e) 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인 조건을 만족하면, 종가속도 기반 구배도 계산값(d1)과 클러치 토크 기반 구배도 계산값(d2)의 차이를 계산하고, 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과하는지 판단하는 단계;

(f) 구배도 차이값(d1-d2)이 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드로 전환시키는 단계;를 포함하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면의 상기 (f) 단계에서는,

(f-1) 타이머 기능을 사용하여 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과한 시점부터의 시간을 카운팅 하는 단계와;

(f-2) 타이머 기능을 통한 카운팅 값을 사전에 입력된 기준값과 비교하고, 카운팅 값이 기준값을 초과하면 트레일러 모드로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 종가속도 기반 구배도는, 종가속도 측정부가 제공하는 차량의 종방향 가속도와 휠 속도 측정부가 제공하는 차량의 평균의 휠 속도 변화량 계산값의 차이값에 100을 곱하고 중력가속도 9.8로 나누어 산출되는 값일 수 있다.

또한 상기 토크 기반 구배도는, 이론적인 가속도 계산값과 차속 변화로부터 산출되는 실제 가속도 계산값의 차이값을 가지고 기록장치에 저장된 구배도 맵을 활용하여 산출되는 값일 수 있다.

이 경우 상기 이론적인 가속도는, 현재 클러치 토크에 보상맵을 활용하여 현재 클러치 토크에 상응하는 보상값을 적용한 클러치력으로부터 클러치 속도와 현재 기어비를 고려한 회전력과 차속을 고려한 저항력을 뺀 값을 차량 무게로 나눈 값일 수 있다.

또한 상기 (a) 단계에서는, 차량 상태가 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우 종가속도 기반 구배도 계산값이 유효하다고 판단할 수 있다.

그리고, 상기 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우는, 휠 속도 상태가 정상인 경우, 종가속도 측정부의 센서 신호 상태가 정상인 경우, 종가속도가 에러값이 아닌 경우, ESP 에러 디바운싱 신호가 정상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

또한 상기 (b) 단계에서는, 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우 클러치 토크 기반 구배도 계산값이 유효하다고 판단할 수 있다.

상기 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우는 바람직하게, 변속 레버가 R, D 또는 M(MANUAL)단인 경우, 클러치 목표 상태가 드라이브인 경우, 일정 차속 이상인 경우, 브레이크를 밟지 않은 경우, 일정 APS 및 엔진 토크 이상인 경우, ABS_ACT가 작동하지 않은 경우, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 트레일러 모드 판단 장치 및 방법에 의하면, 차량의 실제 구배도(종방향 가속도 기반 구배도)와 이론 구배도(클러치 토크 기반 구배도) 사이의 차이값을 이용하는 일련의 소프트웨어적인 처리를 통해 트레일러 모드를 판단하는 방식으로, 종래 트레일러 전용 케이블과 같은 별도의 하드웨어적인 부품 사용을 배제할 수 있어 비용 상승을 수반하지 않는 장점이 있다.

또한, 차량의 실제 구배도(종방향 가속도 기반 구배도)와 이론 구배도(클러치 토크 기반 구배도) 사이의 차이값으로부터 트레일러 모드(트레일러 장착 여부)를 판단하기 때문에, 차량 중량의 변동을 측정하여 판단하는 방법에 비해 정확한 판단이 가능하고, 그 판단 결과 맞춰 정확한 변속 제어를 행할 수 있게 되어 차량의 거동성, 등판 성능, 연비 효율 등을 양호하게 유지시킬 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 판단 제어부의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법을 구현하기 위해 적용되는 제어 순서도이다.
도 4는 도 3의 S100 단계에서 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 구체적인 알고리즘을 나타낸다.
도 5는 도 3의 S200 단계에서 클러치 토크 기반 구배도 산출을 위해 적용되는 알고리즘을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 동일 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1는 본 발명의 일 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치의 개략 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 판단 제어부의 개략 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 트레일러 모드 판단 장치는, 차속 검출부(10), 차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하는 제1 구배도 산출부(20), 차량의 클러치 토크 기반 구배도를 산출하는 제2 구배도 산출부(30) 및 제1, 제2 구배도 산출부(20, 30)의 산출 정보를 이용하여 트레일러 장착여부를 판단하는 판단 제어부(40)를 포함한다.

차속 검출부(10)는 차량의 속도 및 속도 변화를 검출한다. 차속 검출부(10)는 또한 검출된 차량의 속도 및 속도 변화와 관련된 정보를 판단 제어부(40)에 제공한다. 이러한 차속 검출부(10)는 차량의 속도 및 속도 변화를 주기적 또는 실시간으로 검출하거나, 상기 판단 제어부(40)의 제어에 따라 비주기적으로 차량의 속도 및 속도 변화를 검출할 수 있다.

제1 구배도 산출부(20)는 앞서 언급한 바와 같이, 차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출한다. 제1 구배도 산출부(20)는 종가속도 측정부(50), 바람직하게는 종가속도 센서가 제공하는 차량의 종(縱)방향 가속도와 휠 속도 측정부(60)가 제공하는 차량의 평균의 휠 속도 변화량 계산값으로부터 차량의 종가속도 기반 구배도를 산출할 수 있다.

여기서, 종방향 가속도는 크기와 방향을 동시에 갖는 차량 진행 방향 가속도를 두 개의 성분벡터(Component vector)로 분해했을 때 중력 가속도 방향에 대향되는 방향으로 작용하는 가속도로서, 차량에 장착되는 종가속도 센서를 통해 측정된 측정값일 수 있다.

제1 구배도 산출부(20)에 계산되는 상기 종가속도 기반 구배도는 구체적으로, 하기 [계산식 1]과 같이 상기 종가속도 측정부(50)(종가속도 센서)가 제공하는 차량의 로우 패스 필터링 된 종방향 가속도와 휠 속도 측정부(60)가 제공하는 차량의 평균의 휠 속도 변화량 계산값의 차이값에 100을 곱하고, 이를 다시 중력가속도 9.8로 나눈 값으로 정의될 수 있다.

[계산식 1]

종가속도 구배도 = (종가속도 - 평균 휠 속도 변화량 계산값) * (100/9.8)

여기서, 위 [계산식 1]에서 종가속도는 종가속도 측정부(종가속도 센서)에 의한 측정값이고, 평균 휠 속도 변화량은 하기의 [계산식 2]를 통해 도출되는 값일 수 있다. 그리고 9.8은 중력 가속도(9.8 m/s²)이고, 중간에 곱해지는 값인 100은 종가속도와 평균 휠 속도 변화량을 측정 주기(0.01)로 나누기 위해 적용되는 값이다.

[계산식 2]

평균 휠 속도 변화량 = [{(WHL_SPD_RL + WHL_SPD_RR + WHL_SPD_FL + WHL_SPD_FR)/4} - 이전값{(WHL_SPD_RL + WHL_SPD_RR + WHL_SPD_FL + WHL_SPD_FR)/4}] * {(1000/3600) * 100}

여기서, WHL_SPD_RL, WHL_SPD_RR, WHL_SPD_FL, WHL_SPD_FR은 휠 속도 측정부(60)를 통해 검출된 좌측과 우축 전륜 및 후륜의 휠 속도를 각각 나타내며, 1000/3600은 휠 속도 단위인 km/h를 m/s로 환산하기 위해 적용되는 값이며, 100은 평균 휠 속도 변화량을 측정 주기(0.01)로 나누기 위해 적용되는 값이다.

제2 구배도 산출부(30)는 앞서 언급한 바와 같이, 차량의 클러치 토크 기반 구배도를 산출한다. 제2 구배도 산출부(30)는 바람직하게, 이론적인 가속도 계산값과 차속 변화로부터 산출되는 실제 가속도 계산값의 차이값을 가지고 기록장치에 미리 저장된 클러치 토크 구배도 맵을 활용하여 상기 차량의 클러치 토크 기반 구배도를 생성할 수 있다.

이론적인 가속도는 현재 클러치 토크에 보상맵을 활용하여 현재 클러치 토크에 상응하는 보상값을 적용한 클러치력으로부터 클러치 속도와 현재 기어비를 고려한 회전력과 차속을 고려한 저항력을 뺀 값을 차량 무게로 나눈 값일 수 있으며, 실제 가속도는 가속도 센서(70)에 의한 차량 가속도(단위 시간당 차속 변화값)값에 보정값(factor)을 반영한 값일 수 있다.

여기서, 클러치력 산출에 적용되는 상기 보상값과 실제 가속도 도출에 사용되는 보정값은 주행 또는 구동 환경 변화에 따라 달라지는 클러치 토크와 가속도 오차를 각각 보정하기 위한 값일 수 있으며, 이들 보상값과 보정값은 사전 시뮬레이션 또는 반복 실험을 통해 도출된 결과물로서 테이블 형태의 맵데이터 방식으로 기록장치에 미리 기록된 값일 수 있다.

제1 구배도 산출부(20)에 의한 전술한 종가속도 기반 구배도와 제2 구배도 산출부(30)에 의한 전술한 클러치 토크 기반 구배도는 상기 판단 제어부(40)에 제공되며, 판단 제어부(40)는 수신 받은 정보(종가속도 기반 구배도 및 클러치 토크 기반 구배도)를 이용하여 트레일러 장착여부를 판단한다. 그리고 판단 결과에 따라 다른 변속 패턴 맵을 사용하여 차량 변속기의 변속을 제어한다.

판단 제어부(40)는 바람직하게, 전술한 차속 검출부(10)가 제공하는 차속 검출부(10)는 또한 검출된 차량의 속도 및 속도 변화와 관련된 정보, 구체적으로는 차속 및 차속 변화량이 설정값 이상인 조건을 만족하면, 상기 트레일러 장착 여부 판단 결과에 따라 기록 장치에 저장된 다른 변속 패턴 맵을 사용하여 차량 변속기의 변속을 제어한다.

예를 들어, 트레일러 모드 판단 조건을 충족하는 상태(차속 및 차속 변화량이 설정값 이상인 경우)에서, 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도를 가지고 판단한 결과 트레일러 장착으로 판단되면, 고부하 운전에 유리하게 세팅된 전용 트레일러 변속 패턴 맵을 사용하여 변속기를 제어하며, 그렇지 않은 경우 일반적인 상황에서 사용되는 변속 맵을 가지고 변속기를 제어한다.

판단 제어부(40)는 구체적으로, 제1 유효성 판단부(42)와 제2 유효성 판단부(44), 그리고 트레일러 모드 진입여부를 판정하는 트레일러 모드 진입 판정부(46)를 포함한다. 제1 유효성 판단부(42)는 전술한 제1 구배도 산출부(20)에 의한 종가속도 기반 구배도의 유효성을 판단하며, 제2 유효성 판단부(44)는 전술한 제2 구배도 산출부(30)에 의한 클러치 토크 기반 구배도의 유효성을 판단한다.

제1 유효성 판단부(42)는, 차량 상태가 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우 종가속도 기반 구배도가 유효하다고 판단할 수 있다. 반대로 차량의 상태가 초기화 조건을 만족하면 상기 제1 구배도 산출부(20)에 의한 종가속도 기반 구배도가 유효하지 않다고 판단할 수 있다. 초기화 조건을 만족하면 종가속도 기반 구배도 계산값이 초기화 되어 "0"으로 출력되기 때문이다.

종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우, 즉 종가속도 기반 구배도가 유효하다고 판단하는 조건은 바람직하게, 휠 속도 상태가 정상인 경우, 종가속도 측정부(50)의 센서 신호 상태가 정상인 경우, 종가속도가 에러값이 아닌 경우, ESP 에러 디바운싱 신호가 정상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 물론, 차량의 사양에 따라 새로운 정보가 더 부가되거나 일부 정보가 생략될 수 있다.

제2 유효성 판단부(44)는, 차량의 상태가 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우 제2 구배도 산출부(30)에 의한 상기 클러치 토크 기반 구배도가 유효하다고 판단할 수 있다. 반대로 차량의 상태가 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하면 상기 제2 구배도 산출부(30)에 의한 클러치 토크 기반 구배도가 유효하지 않다고 판단할 수 있다.

클러치 토크 기반 구배도가 유효하다고 판단하는 조건은 바람직하게, 변속 레버가 R, D 또는 M(MANUAL)단인 경우, 클러치 목표 상태가 드라이브(클러치 목표 상태가 계합)인 경우, 일정 차속 이상인 경우, 브레이크를 밟지 않은 경우, 일정 APS 및 엔진 토크 이상인 경우, ABS_ACT(Anti-Lock Brake System Actuator)가 작동하지 않은 경우, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 물론 이 역시도, 차량의 사양에 따라 새로운 정보가 더 부가되거나 일부 정보가 생략될 수 있다.

종(縱)가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도가 유효값으로 확인되면, 상기 트레일러 모드 진입 판정부(46)가 상기 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이로부터 트레일러 모드 진입여부를 판정한다. 바람직하게는, 두 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드 진입을 위한 개시 명령을 출력한다.

바람직하게는, 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면 타이머가 작동되고, 타이머에 의한 카운팅 시간이 설정 시간 이상이면 트레일러 모드로 전환시키도록 구성될 수 있다. 타이머 기능은 비탈길 등판과 같이 일시적으로 종가속도 기반 구배도가 상승했을 때 트레일러 모드로 진입하는 것을 방지하는 일종의 안전장치이다.

이하, 전술한 일 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치에 의해 수행되는 트레일러 모드 판단 과정을 흐름도를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법을 구현하기 위해 적용되는 제어 순서도이며, 도 4는 도 3의 S100 단계에서 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 구체적인 알고리즘을 나타낸다. 그리고 도 5는 도 3의 S200 단계에서 클러치 토크 기반 구배도 산출을 위해 적용되는 알고리즘을 나타낸다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법은 우선, 차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 과정(S100)을 포함한다. 상기 종가속도 기반 구배도 및 유효성 판단은 전술한 [계산식 1]과 [계산식 2]을 포함하는 도 4와 같은 알고리즘을 통해 수행될 수 있다.

S100 단계에서의 유효성 판단은, 차량 상태가 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우 종가속도 기반 구배도가 유효하다고 판단할 수 있다. 반대로 초기화 조건을 만족하면 산출된 종가속도 기반 구배도가 유효하지 않다고 판단할 수 있다. 초기화 조건을 만족하면 종가속도 기반 구배도 계산값이 초기화 되어 "0"으로 출력되기 때문이다.

종가속도 기반 구배도가 유효하다고 판단하는 조건은 바람직하게, 휠 속도 상태가 정상인 경우, 종가속도 측정부의 센서 신호 상태가 정상인 경우, 종가속도가 에러값이 아닌 경우, ESP 에러 디바운싱 신호가 정상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 물론, 차량의 사양에 따라 새로운 정보가 더 부가되거나 일부 정보가 생략될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법은 또한, 클러치 토크 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 과정(S200)을 포함한다. 클러치 토크 기반 구배도 산출에는 도 5와 같이, 이론적인 가속도 계산값과 차속 변화로부터 산출되는 실제 가속도 계산값의 차이값을 가지고 기록장치에 미리 저장된 클러치 토크 구배도 맵이 활용될 수 있다.

이론적인 가속도는 현재 클러치 토크에 보상맵을 활용하여 현재 클러치 토크에 상응하는 보상값을 적용한 클러치력으로부터 클러치 속도와 현재 기어비를 고려한 회전력과 차속을 고려한 저항력을 뺀 값을 차량 무게로 나눈 값일 수 있으며, 실제 가속도는 가속도 센서에 의한 차량 가속도(단위 시간당 차속 변화값)값에 보정값(factor)을 반영한 값일 수 있다.

S200 단계에서는 차량의 상태가 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우 상기 클러치 토크 기반 구배도가 유효하다고 판단할 수 있다. 반대로 차량의 상태가 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하면 산출된 클러치 토크 기반 구배도가 유효하지 않다고 판단할 수 있다.

클러치 토크 기반 구배도가 유효하다고 판단하는 조건은 바람직하게, 변속 레버가 R, D 또는 M(MANUAL)단인 경우, 클러치 목표 상태가 드라이브(클러치 목표 상태가 계합)인 경우, 일정 차속 이상인 경우, 브레이크를 밟지 않은 경우, 일정 APS 및 엔진 토크 이상인 경우, ABS_ACT(Anti-Lock Brake System Actuator)가 작동하지 않은 경우, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

다음, S100 단계에서의 종가속도 기반 구배도 계산값이 기 설정된 기준 구배도 이상인지 판단한다(S300). 판단 결과 종가속도 기반 구배도 계산값이 기 설정된 기준 구배도 이상이면, S400 단계에서 현재 차량 상태가 트레일러 모드 판단 조건에 부합하는지 판단한다. 바람직하게는, 차량의 속도 및 속도 변화 차속량이 일정값 이상인 경우 트레일러 모드 판단 조건에 부합하는 것으로 판단한다.

차량 상태가 트레일러 모든 판단 조건에 부합하면, 즉 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인 조건을 만족하면, S100 단계에서의 종가속도 기반 구배도 계산값(d1)과 S200 단계에서의 클러치 토크 기반 구배도 계산값(d2)의 차이를 계산하고, 그 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과하는지 판단한다(S500).

S500 단계에서의 판단 결과, 구배도 차이값(d1-d2)이 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드로 전환시킨다(S600). 바람직하게는, 타이머 기능을 사용하여 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과한 시점부터의 시간을 카운팅 하며(S602), 타이머 기능을 통한 카운팅 값을 기준값과 비교하고, 기준값을 초과하면 트레일러 모드로 판단한다(S604).

즉 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면 타이머가 작동되고, 타이머에 의한 카운팅 시간이 설정 시간 이상이면 트레일러 모드로 전환시키도록 구성될 수 있다. 이때 타이머 기능은 비탈길 등판과 같이 일시적으로 종가속도 기반 구배도가 상승했을 때 트레일러 모드로 진입하는 것을 방지하는 일종의 안전장치이다.

한편, S600 단계에서 타이머 기능을 통한 카운팅 값이 기준값에 미치지 못하는 경우, 즉 카운팅 값이 기준값보다 작으면, 트레일러 모드 타이머를 초기화(S700)하는 동시에 전술한 S100 단계로 되돌아가 처음부터 트레일러 모드 판단 과정을 거치게 된다.

이상의 본 발명에 따른 트레일러 모드 판단 장치 및 방법에 의하면, 차량의 실제 구배도(종방향 가속도 기반 구배도)와 이론 구배도(클러치 토크 기반 구배도) 사이의 차이값을 이용하는 일련의 소프트웨어적인 처리를 통해 트레일러 모드를 판단하는 방식으로, 종래 트레일러 전용 케이블과 같은 별도의 하드웨어적인 부품 사용을 배제할 수 있어 비용 상승을 수반하지 않는 장점이 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 차속 검출부
20 : 제1 구배도 산출부
30 : 제2 구배도 산출부
40 : 판단 제어부
42 : 제1 유효성 판단부
44 : 제2 유효성 판단부
46 : 트레일러 모드 진입 판정부
50 : 종가속도 측정부
60 : 휠 속도 측정부

Claims

차량의 속도 및 속도 변화를 검출하는 차속 검출부;
차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하는 제1 구배도 산출부;
차량의 클러치 토크 기반 구배도를 산출하는 제2 구배도 산출부;
제1 구배도 산출부에 의한 종가속도 기반 구배도와 제2 구배도 산출부에 의한 클러치 토크 기반 구배도 정보를 이용하여 트레일러 장착여부를 판단하는 판단 제어부;를 포함하며,
상기 판단 제어부는 차속 검출부에 의한 차속 및 차속 변화량이 설정값 이상인 조건을 만족하면, 상기 트레일러 장착여부 판단 결과에 따라 다른 변속 패턴 맵을 사용하여 차량 변속기의 변속을 제어하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 구배도 산출부는,
종가속도 측정부가 제공하는 차량의 종방향 가속도와 휠 속도 측정부가 제공하는 차량의 평균의 휠 속도 변화량 계산값의 차이값에 100을 곱하고 중력가속도 9.8로 나누어 상기 차량의 종가속도 기반 구배도를 산출하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 구배도 산출부는,
이론적인 가속도 계산값과 차속 변화로부터 산출되는 실제 가속도 계산값의 차이값을 가지고 기록장치에 저장된 구배도 맵을 활용하여 상기 차량의 클러치 토크 기반 구배도를 산출하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 이론적인 가속도는,
현재 클러치 토크에 보상맵을 활용하여 현재 클러치 토크에 상응하는 보상값을 적용한 클러치력으로부터 클러치 속도와 현재 기어비를 고려한 회전력과 차속을 고려한 저항력을 뺀 값을 차량 무게로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 판단 제어부는,
상기 제1 구배도 산출부에 의한 종가속도 기반 구배도의 유효성을 판단하는 제1 유효성 판단부와;
상기 제2 구배도 산출부에 의한 차량의 클러치 토크 기반 구배도의 유효성을 판단하는 제2 유효성 판단부와;
종(縱)가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도가 유효값으로 확인된 경우, 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이로부터 트레일러 모드 진입여부를 판정하는 트레일러 모드 진입 판정부;를 포함하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 유효성 판단부는,
차량 상태가 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우 제1 구배도 산출부에 의한 상기 종가속도 기반 구배도가 유효하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우는,
휠 속도 상태가 정상인 경우, 종가속도 측정부의 센서 신호 상태가 정상인 경우, 종가속도가 에러값이 아닌 경우, ESP 에러 디바운싱 신호가 정상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 유효성 판단부는,
클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우 제2 구배도 산출부에 의한 상기 클러치 토크 기반 구배도가 유효하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우는,
변속 레버가 R, D 또는 M(MANUAL)단인 경우, 클러치 목표 상태가 드라이브인 경우, 일정 차속 이상인 경우, 브레이크를 밟지 않은 경우, 일정 APS 및 엔진 토크 이상인 경우, ABS_ACT가 작동하지 않은 경우, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 트레일러 모드 진입 판정부는,
상기 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드 진입을 위한 개시 명령을 출력하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 종가속도 기반 구배도와 클러치 토크 기반 구배도의 차이가 미리 설정된 정상 범위를 초과하면 타이머가 작동되고, 타이머에 의한 카운팅 시간이 설정 시간 이상이면 트레일러 모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 장치.
(a) 차량의 종(縱)가속도 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 단계;
(b) 클러치 토크 기반 구배도를 산출하고 산출된 계산값이 유효한지 판단하는 단계;
(c) 종가속도 기반 구배도 계산값이 기 설정된 기준 구배도 이상인지 판단하는 단계;
(d) 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인지 판단하는 단계;
(e) 차속 및 차속 변화량이 일정값 이상인 조건을 만족하면, 종가속도 기반 구배도 계산값(d1)과 클러치 토크 기반 구배도 계산값(d2)의 차이를 계산하고, 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과하는지 판단하는 단계; 및
(f) 구배도 차이값(d1-d2)이 정상 범위를 초과하면, 트레일러 장착으로 판단하고 트레일러 모드로 전환시키는 단계;를 포함하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 (f) 단계에서는,
(f-1) 타이머 기능을 사용하여 구배도 차이값(d1-d2)이 기 설정된 정상 범위를 초과한 시점부터의 시간을 카운팅 하는 단계와;
(f-2) 타이머 기능을 통한 카운팅 값을 사전에 입력된 기준값과 비교하고, 카운팅 값이 기준값을 초과하면 트레일러 모드로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 종가속도 기반 구배도는,
종가속도 측정부가 제공하는 차량의 종방향 가속도와 휠 속도 측정부가 제공하는 차량의 평균의 휠 속도 변화량 계산값의 차이값에 100을 곱하고 중력가속도 9.8로 나누어 산출되는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 클러치 토크 기반 구배도는,
이론적인 가속도 계산값과 차속 변화로부터 산출되는 실제 가속도 계산값의 차이값을 가지고 기록장치에 저장된 구배도 맵을 활용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 이론적인 가속도는,
현재 클러치 토크에 보상맵을 활용하여 현재 클러치 토크에 상응하는 보상값을 적용한 클러치력으로부터 클러치 속도와 현재 기어비를 고려한 회전력과 차속을 고려한 저항력을 뺀 값을 차량 무게로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 (a) 단계에서는,
차량 상태가 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우 종가속도 기반 구배도 계산값이 유효하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 종가속도 기반 구배도 계산 초기화 조건을 만족하지 않는 경우는,
휠 속도 상태가 정상인 경우, 종가속도 측정부의 센서 신호 상태가 정상인 경우, 종가속도가 에러값이 아닌 경우, ESP 에러 디바운싱 신호가 정상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서는,
클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우 클러치 토크 기반 구배도 계산값이 유효하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 클러치 토크 기반 구배도 유지 조건을 만족하지 않는 경우는,
변속 레버가 R, D 또는 M(MANUAL)단인 경우, 클러치 목표 상태가 드라이브인 경우, 일정 차속 이상인 경우, 브레이크를 밟지 않은 경우, 일정 APS 및 엔진 토크 이상인 경우, ABS_ACT가 작동하지 않은 경우, 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상인 경우 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구배도를 이용한 트레일러 모드 판단 방법.