KR102222452B1 - 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법은, 트레일러 견인 모드인지 판단하는 단계, 트레일러 견인 모드이면, G 센서 기반 도로 구배값을 이용하여 경사로 등판 상황인지 판단하는 단계, 경사로 등판 상황이면, G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값을 기초로 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단하는 단계 및 견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하는 단계를 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치{Vehicle speed control method and device when towing heavy load trailer}
본 발명은 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 트레일러를 연결한 채 경사로를 등판하는 상황처럼 주행 저항이 급격하게 증가하는 상황을 고부하 트레일러 견인으로 인식하고 적절한 후속 조치(전용 변속 맵 사용 및 차속 제한)를 취함으로써 오버히트(Over heat)를 방지하고 변속기의 안정성을 높일 수 있는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치 에 관한 것이다.
차량에 트레일러가 장착되면 차량의 주행 저항이 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.
종래 트레일러의 차량 장착 여부를 판단하는 방법에는 크게 두 가지 유형이 있다. 하나는 차량의 총 중량을 계산하여 총 중량이 일정 값 이상인 경우 트레일러 모드로 판단하는 방법이며, 다른 하나는 트레일러와 차량 사이를 컨넥터로 연결할 때 전용 케이블의 연결 여부에 관한 전기신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 방법이다.
차량의 총 중량을 이용하여 트레일러 장착 여부를 판단하는 방법은, 기초 차량 중량에 대하여 중량이 어느 정도 증가했는지 중량 변화 정도를 파악하고, 상기 기초 차량 중량과 단순 비교하는 방식이기 때문에, 탑승 인원이 많은 경우 트레일러가 차량에 장착되지 않았음에도 차량에 장착된 것으로 잘못 판단하여 차량의 거동성을 오히려 악화시킬 수 있다.
반면, 트레일러와 차량 사이를 컨넥터로 연결할 때 전용 케이블의 연결 여부에 관한 전기신호로부터 트레일러 장착 여부를 판단하는 방법은, 전용 케이블이 연결되는 시점에 전용 제어기(트레일러 제어기)가 출력하는 전기신호를 가지고 트레일러 장착 여부를 판단하기 때문에, 신속하면서도 정확하게 트레일러 장착 여부를 판단할 수 있다.
한편, 트레일러를 장착한 상태로 경사로를 등판하는 경우 평지 주행에 비해 주행 저항이 급격하게 증가한다. 변속기는 이처럼 증가된 주행 저항에 대응하기 위하여 등판 상황에서 일반적으로 다운 시프트를 실행한다. 그런데 다운 시프트가 발생하면 엔진 속도가 증가하기 때문에, 이 상태가 지속되면 냉각수온의 급격한 상승(Over heat)으로 엔진 고장이나 오작동 발생 가능성이 높아진다.
한국등록특허 제10-1836290호(등록일 2018. 03. 02)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 트레일러를 연결한 채 경사로를 등판하는 상황처럼 주행 저항이 급격하게 증가하는 상황을 고부하 트레일러 견인으로 인식하고 적절한 후속 조치(전용 변속 맵 사용 및 차속 제한)를 취함으로써 오버히트(Over heat)를 방지하고 변속기의 안정성을 높일 수 있는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,
(a) 트레일러 견인 모드인지 판단하는 단계;
(b) 트레일러 견인 모드이면, G 센서 기반 도로 구배값을 이용하여 경사로 등판 상황인지 판단하는 단계;
(c) 경사로 등판 상황이면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값을 기초로 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단하는 단계; 및
(d) 견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하는 단계;를 포함하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법을 제공한다.
바람직하게 상기 (a) 단계에서는, 트레일러 연결 신호가 수신되면 트레일러 견인 모드로 판단할 수 있다.
또한, 트레일러 연결 신호 수신 중 신호 발생 시간 경과(CAN Time out)로 인해 연결 신호가 미수신 되더라도 변속기 보호를 위해 연결 상태 유지로 인식할 수 있다.
또한 상기 (b) 단계에서는, 상기 G 센서 기반 도로 구배값(%)이 기 설정된 기준 구배값(%)을 초과하면 경사로 등판 상황인 것으로 판단할 수 있다.
또한 상기 (c) 단계에서는, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하면 고부하 트레일러로 판단할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계에서 고부하 트레일러인지 판단함에 있어, 상기 차이값뿐 아니라 냉각수온과 ATF(Auto Transmission Fluid) 유온, 외기온 조건을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 (d) 단계는, 견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 엔진 제어기에 해당 신호를 송출하고 클러스터에도 해당 신호를 송출하여 운전자 인식 가능하게 경고 메시지를 팝업시키도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법은,
(e) 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용한 변속 제어 중 냉각수온을 지속적으로 모니터링하고, 냉각수온이 임계값을 초과하면 차속 및 엔진 속도가 기 설정된 제한값을 넘지 못하도록 제한하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, (f) 고부하 트레일러 모드로 운전 중 차량 상태가 정상 주행 모드로 복귀하는 조건에 부합되면, 고부하 트레일러 모드 해제와 함께 정상 주행 모드로 복귀하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 정상 주행 모드로 복귀하는 조건은, 냉각수온이 설정값 이하이고, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 기준 구배값(%) 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 제한값 미만일 수 있다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,
차량의 가속도를 검출하는 G 센서를 포함하며, 도로 구배값 연산에 필요한 데이터를 검출하는 데이터 검출부;
상기 데이터 검출부에서 검출된 데이터를 이용하여 트레일러 견인 여부 및 견인된 트레일러의 고부하 트레일러 여부를 판단하는 변속 제어기(TCU); 및
상기 변속 제어기로부터 고부하 트레일러 견인 여부에 관한 정보를 수신하고 엔진 출력을 제어하는 엔진 제어기;를 포함하며,
상기 변속 제어기는,
트레일러 견인 모드인지 판단하고,
트레일러 견인 모드이면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값을 이용하여 경사로 등판 상황인지 판단하며,
경사로 등판 상황이면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값을 기초로 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단하며,
견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치를 제공한다.
여기서 상기 변속 제어기는, 상기 데이터 검출부로부터 트레일러 연결 신호가 수신되면 차량에 트레일러가 연결된 트레일러 견인 모드로 판단할 수 있다.
또한 상기 변속 제어기는, 상기 트레일러 연결 신호 수신 중 신호 발생 시간 경과(CAN Time out)로 인해 연결 신호가 미수신 되더라도 변속기 보호를 위해 연결 상태 유지로 인식하도록 구성될 수 있다.
또한 상기 변속 제어기는, 상기 G 센서 기반 도로 구배값(%)이 기 설정된 기준 구배값(%)을 초과하면 경사로 등판 상황인 것으로 판단할 수 있다.
또한 상기 변속 제어기는, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하면 고부하 트레일러로 판단할 수 있다.
또한 상기 변속 제어기는, 차량에 연결된 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단함에 있어, 상기 차이값뿐 아니라 상기 데이터 검출부가 제공하는 냉각수온, ATF(Auto Transmission Fluid) 유온, 외기온 정보를 이용하여 고부하 트레일러인지 판단할 수 있다.
또한 상기 변속 제어기는, 견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 엔진 제어기에 해당 신호를 송출하고 클러스터에도 해당 신호를 송출하여 운전자 인식 가능하게 경고 메시지를 팝업시키도록 구성될 수 있다.
또한 상기 엔진 제어기는, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용한 변속 제어 중 냉각수온을 지속적으로 모니터링하고, 냉각수온이 임계값을 초과하면 차속 및 엔진 속도가 기 설정된 제한값을 넘지 못하도록 엔진 출력을 제어하고 상기 변속 제어기와 협조할 수 있다.
또한 상기 변속 제어기는, 고부하 트레일러 모드로 운전 중 차량 상태가 정상 주행 모드로 복귀하는 조건에 부합되면, 고부하 트레일러 모드를 해제하고 정상 주행 모드로 복귀시키는 작업을 수행할 수 있다.
이때 상기 정상 주행 모드로 복귀하는 조건은, 냉각수온이 설정값 이하이고, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 기준 구배값(%) 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 제한값 미만일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치에 의하면, 트레일러를 연결한 채 경사로를 등판하는 상황처럼 주행 저항이 급격하게 증가하는 상황을 고부하 트레일러 견인으로 인식하고 적절한 후속 조치(전용 변속 맵 사용 및 차속 제한)를 취함으로써, 오버히트를 방지할 수 있고 차속 제한 조치로 인하여 변속기의 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 G 센서 기반 도로 구배값 연산 원리를 설명하기 위한 참고도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법에 관한 제어 흐름도.
도 4는 본 발명의 작용, 효과를 설명하기 위한 차속-엔진 속도-냉각수온 및 엔진 오일 온도 사이의 상관 관계를 도시한 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.
본 발명을 설명함에 있어 사용되는 용어의 의미부터 간단히 살펴보기로 한다.
이하 본 발명을 설명함에 있어 사용되는 용어 중 '도로 구배값'은 도로의 경사도를 나타내는 값으로 단위는 %를 사용한다. 예들 들어, 도로 구배값이 0%라는 것은 도로 경사각이 0도인 도로, 즉 평지를 의미하며, 도로 구배값이 100%라는 것은 도로 경사각이 45도인 도로를 의미한다.
또한, 이하 본 발명을 설명함에 있어 사용되는 용어 중 '토크 기반 도로 구배값'은 도로 구배에 따라 달라지는 차량 부하를 이용하여 계산되는 도로 구배값으로서 이론 구배값을 의미하며, 일정 출력에 대하여 평지 대비 차속 증가율에 차이가 발생하는 것을 도로 구배로 환산하는 방법에 의해 도출될 수 있다.
예를 들어, 일본특허공개 제2000-104614호 등에 개시된 방법으로 산출될 수 있다. 따라서 이하에서는 토크 기반 도로 구배값을 산출하는 방법에 대한 자세한 설명은 생략한다.
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또한, 'G 센서 기반 도로 구배값'은 G 센서 출력(종방향(차량 진행 방향) 가속도)을 이용하여 계산되는 도로 구배값으로서 실제 도로 구배값을 의미하며, 차량이 평지가 아닌 곳에 있을 때 수직방향 중력 성분이 종방향 G값으로 검출됨에 따른 평지 대비 종방향 G값의 차이를 차속 증가율과 비교하여 피칭 기울기를 연산하는 방법으로 도출될 수 있다.
바람직하게는, 하기와 같은 수식에 의해 결정될 수 있다.
G 센서 기반 도로 구배값 계산
구배도(%) = tanθ = k * (G - dVs)
위의 수식에서 θ는 수평면에 대한 차량의 종방향(차량의 길이 방향) 기울기를 의미하고, G는 G센서가 차량의 진행 방향에 대해 측정한 가속도값이며, dVs는 차속 변화율을 의미한다.
여기서, 상기 G는 아래와 같은 수식에 의해 결정될 수 있다.
G = dVs + gx = dVs + g sin θ(도 1 참조)
상기 k는 아래와 같은 수식에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112019124411063-pat00001
위의 수식에서 g는 차량의 중력가속도를 의미한다.
물론, 위와 같은 G 센서 출력을 기반으로 도로 구배값을 계산하는 것 역시 공지된 기술이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치의 개략 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치는, 데이터 검출부(10), 변속 제어기(TCU, 20), 그리고 엔진 제어기(ECU, 30)를 포함한다. 데이터 검출부(10)는 차량의 가속도를 검출하는 G 센서(도시 생략)를 포함하며, 도로 구배값 연산에 필요한 데이터를 검출하며, 검출된 데이터를 상기 변속 제어기(20)에 제공한다.
변속 제어기(20)는 상기 데이터 검출부(10)에서 검출된 데이터를 수신 받아 트레일러 견인 여부, 즉 차량에 트레일러가 연결되었는지 여부와 연결된 트레일러가 고부하 트레일러인지를 판단하며, 엔진 제어기(30)는 상기 변속 제어기(20)로부터 고부하 트레일러 견인 여부에 관한 정보를 수신하고, 필요에 따라 엔진 출력을 제한하고 변속 제어기(20)와 협조하여 차속을 제한한다.
변속 제어기(20)는 바람직하게, 데이터 검출부(10)가 제공하는 검출 데이터를 분석한다. 그리고 현재 차량의 상태가 트레일러 견인 모드인지 판단한다. 데이터 분석을 통한 트레일러 견인 모드 판단 결과, 트레일러 견인 모드로 판단되면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값을 이용하여 현재 주행 중인 도로가 경사로 인지 판단한다. 즉 경사로 등판 상황인지 판단한다.
변속 제어기(20)는 또한, 경사로 등판 상황으로 판단되면, G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산한다. 그리고 그 계산된 차이값을 기초로 고부하 트레일러인지를 판단한다. 바람직하게는, G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하면 연결된 트레일러를 고부하 트레일러로 인식할 수 있다.
여기서 고부하 트레일러로 인식한다는 의미는, 실제 고하중의 트레일러는 아니지만, 트레일러를 연결한 채 경사로를 등판하는 상황처럼 주행 저항이 급격하게 증가하는 상황이면 일시적으로 고부하 트레일러로 인식함으로써, 적절한 후속 조치(후술하는 전용 변속 맵 사용 및 차속 제한 등)가 신속하게 취해질 수 있도록 하겠다는 것으로 이해함이 바람직하다.
견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단된 경우 변속 제어기(20)는, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어한다. 여기서, 고부하 트레일러 전용 변속 맵이란, 일반 도로 주행 변속 맵에 비해 고부하 운전에 유리하게 세팅된 변속 패턴 맵으로서, APS 출력과 차속 2가지 인자에 대해 행렬 형태로 데이터화 한 것일 수 있다.
변속 제어기(20)는 바람직하게, 데이터 검출부(10)로부터 트레일러 연결 신호가 수신되면 차량에 트레일러가 연결된 트레일러 견인 모드로 판단할 수 있다. 이때 변속 제어기(20)는, 트레일러 연결 신호 수신 중 신호 발생 시간 경과(CAN Time out)로 인해 연결 신호가 미수신 되더라도 변속기 보호를 위해 연결 상태 유지로 인식하도록 구성될 수 있다.
변속 제어기(20)는 또한, G 센서 기반 도로 구배값(%)을 이용하여 경사로 등판 상황인지를 판단함에 있어서는, 상기 G 센서 기반 도로 구배값(%)이 기 설정된 기준 구배값(%)을 초과하면 경사로 등판 상황인 것으로 판단할 수 있다. 여기서 상기 기준 구배값(%)은 4%가 바람직하지만, 차량의 사양이나 환경 조건에 따라 달라질 수 있으므로 언급된 수치로 한정되는 것은 아니다.
또한 변속 제어기(20)가 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 가지고 고부하 트레일러인지 판단함에 있어서는, 두 구배값의 차이값(토크 기반 도로 구배값 - G 센서 기반 도로 구배값)이 기 설정된 임계값(%)을 초과하면 고부하 트레일러로 판단할 수 있다. 여기서 설정 임계값은 6%가 바람직하지만, 이 역시 언급된 수치로 한정되는 것은 아니다.
변속 제어기(20)는 바람직하게, 차량에 연결된 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단함에 있어 상기 차이값 외에도, 상기 데이터 검출부(10)가 제공하는 추가적인 정보를 이용하여 고부하 트레일러인지 판단할 수 있다. 이때 추가적인 정보는 바람직하게, 냉각수온 정보, ATF(Auto Transmission Fluid) 유온 정보, 외기온 정보일 수 있다.
차량에 연결된 견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 변속 제어기(20)는 엔진 제어기(30)에 해당 신호(고부하 트레일러 연결 상태 신호)를 송출한다. 그리고 운전자 인식 가능하게 경고 메시지가 팝업되도록, 클러스터(Cluster)에도 해당 신호(고부하 트레일러 연결 상태 신호)를 송출할 수 있다.
엔진 제어기(30)는 변속 제어기(20)가 출력하는 고부하 트레일러 상태 신호로부터 고부하 트레일러 연결을 인식한다. 그리고 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 통해 변속 제어가 수행될 때 냉각수온을 지속적으로 모니터링 한다. 그리고 냉각수온이 설정 임계값을 초과하면, 차속 및 엔진 속도가 기 설정된 제한값을 넘지 못하도록 엔진 출력을 제어하고 변속단 조정을 위해 상기 변속 제어기(20)와 협조한다.
한편, 변속 제어기(20)는 고부하 트레일러 모드(고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하는 모드)로 운전 중 차량 상태가 정상 주행 모드로 복귀하는 조건에 부합되면, 고부하 트레일러 모드를 해제하고 정상 주행 모드로 복귀시키기 위한 작업을 수행한다. 여기서 정상 주행 모드는 일반 도로 주행에 맞게 세팅된 일반 도로 주행 변속 맵을 사용하는 모드를 의미한다.
고부하 트레일러 모드에서 상기 정상 주행 모드로 복귀하기 위한 차량 조건은, 냉각수온이 설정값 이하, 바람직하게는 일반적으로 알려진 정상 범주에서의 최대값(약 95도) 이하이며, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 상기 기준 구배값(%), 바람직하게는 4% 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 상기 제한값 미만인 경우 조건에 부합하는 것으로 판단할 수 있다.
이하, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치에 의해 행해지는 고부하 트레일 차속 제어 과정을 흐름도를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법에 관한 제어 흐름도이다. 설명의 편의를 위해 앞서 도 2에 도시된 구성은 해당 도면부호를 언급하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법은, 트레일러 견인 모드인지 판단하는 단계를 포함한다. S100 단계에서는 바람직하게, 트레일러와 차량 사이를 컨넥터로 연결할 때 전용 케이블 연결 시점에 전용 제어기(트레일러 제어기)가 출력하는 신호, 즉 트레일러 연결 신호가 수신되면 트레일러 견인 모드로 판단할 수 있다.
여기서, 트레일러 연결 신호 수신 중 신호 발생 시간 경과(CAN Time out)로 인해 연결 신호가 미수신 되더라도 변속기 보호를 위해 연결 상태 유지로 인식할 수 있다
S100 단계를 통한 판단 결과, 트레일러 견인 모드로 판단되면, G 센서 기반 도로 구배값(%)을 이용하여 경사로 등판 상황인지를 판단한다(S200). S200 단계에서는 바람직하게, 상기 G 센서 기반 도로 구배값(%)이 기 설정된 기준 구배값(%)을 초과하면 경사로 등판 상황인 것으로 판단할 수 있다. 여기서 기준 구배값은 4%일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
S200 단계를 통한 판단 결과, 경사로 등판 상황으로 판단되면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산하고, 그 계산된 차이값을 기초로 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단하게 된다(S300). 바람직하게는, 상기 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하면 고부하 트레일러로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 차이값의 비교 기준이 되는 설정 임계값은 6%가 바람직하지만, 이 역시 언급된 수치로 한정되는 것은 아니다.
S300 단계, 즉 차량에 연결된 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단함에 있어서는 상기 차이값 외에도, 전술한 데이터 검출부(10)가 제공하는 추가적인 정보를 이용하여 고부하 트레일러인지 판단할 수 있다. 이때 추가적인 정보는 바람직하게, 냉각수온 정보, ATF(Auto Transmission Fluid) 유온 정보, 외기온 정보일 수 있다.
S300 단계를 통한 판단 결과, 견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하는 과정이 수행된다(S400). 고부하 트레일러 전용 변속 맵은, 일반 도로 주행 변속 맵에 비해 고부하 운전에 유리하게 세팅된 변속 패턴 맵으로서, APS 출력과 차속 2가지 인자에 대해 행렬 형태로 데이터화 한 것일 수 있다.
S400 단계에서는 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하는 것에 더하여, 변속 제어기(20)가 엔진 제어기(30)에 해당 신호(고부하 트레일러 연결 상태 신호)를 송출하고, 운전자 인식 가능하게 경고 메시지가 팝업되도록, 클러스터(Cluster)에도 해당 신호(고부하 트레일러 연결 상태 신호)를 송출하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법은 또한, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속 제어를 수행하는 중에도 냉각수온을 지속적으로 모니터링하며, 모니터링 도중 냉각수온이 임계값을 초과하면 차속 및 엔진 속도가 기 설정된 제한값을 넘지 못하도록 제한하는 과정(S500)을 더 포함할 수 있다.
또한, 고부하 트레일러 모드로 운전 중 차량 상태가 정상 주행 모드로 복귀하는 조건에 부합되면, 고부하 트레일러 모드 해제와 함께 정상 주행 모드로 복귀하는 단계(S600)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 정상 주행 모드로 복귀하는 조건은, 냉각수온이 설정값 이하이고, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 기준 구배값(%) 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 제한값 미만일 수 있다.
여기서 정상 주행 모드는 일반 도로 주행에 맞게 세팅된 일반 도로 주행 변속 맵을 사용하는 모드를 의미한다.
S600 단계에서 고부하 트레일러 모드에서 상기 정상 주행 모드로 복귀하기 위한 차량 조건은, 냉각수온이 설정값 이하, 바람직하게는 일반적으로 알려진 정상 범주에서의 최대값(약 95도) 이하이며, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 상기 기준 구배값(%), 바람직하게는 4% 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 상기 제한값 미만인 경우 조건에 부합하는 것으로 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 작용, 효과를 설명하기 위한 차속-엔진 속도-냉각수온 및 엔진 오일 온도 사이의 상관 관계를 도시한 그래프이다.
트레일러를 장착한 상태로 경사로를 등판하는 경우 평지 주행에 비해 주행 저항이 급격하게 증가한다. 변속기는 이처럼 증가된 주행 저항에 대응하기 위하여 등판 상황에서 일반적으로 다운 시프트를 실행하게 되는데, 다운 시프트가 발생하면 도 4의 ①번 영역처럼 엔진 속도가 급격하게 상승하며, 이 상태가 지속되면 냉각수온 및 엔진 오일 온도가 급격하게 상승하여 오버히트(Over heat)가 발생하고 엔진 FAIL 발생 가능성이 높아진다.
본 발명의 실시 예에 따른 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법 및 장치에 의하면, 트레일러를 연결한 채 경사로를 등판하는 상황처럼 주행 저항이 급격하게 증가하는 상황을 고부하 트레일러 견인으로 인식하고 적절한 후속 조치(전용 변속 맵 사용, 엔진 속도 및 차속 제한(②번 라인 참조))를 취함으로써, 오버히트를 방지할 수 있고 차속 제한 조치로 인하여 변속기의 안정성을 높일 수 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 : 데이터 검출부
20 : 변속 제어기(TCU)
30 : 엔진 제어기(ECU)

Claims (20)

  1. (a) 트레일러 연결 시 발생하는 연결 신호를 이용하여 트레일러 견인 모드인지 판단하는 단계;
    (b) 트레일러 연결 신호가 인식되어 트레일러 견인 모드로 판단되면, G 센서 기반 도로 구배값을 이용하여 경사로 등판 상황인지 판단하는 단계;
    (c) G 센서 기반 도로 구배값(%)이 기 설정된 기준 구배값(%)을 초과하는 경사로 등판 상황이면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값에 기초하여 현재 연결된 견인 트레일러를 고부하 트레일러로 인식할지 판단하는 단계; 및
    (d) 현재 연결된 견인 트레일러를 고부하 트레일러로 인식하면, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하는 단계;를 포함하며,
    상기 연결 신호 수신 중 신호 발생 시간 경과(CAN Time out)로 인해 연결 신호가 미수신 되더라도 변속기 보호를 위해 연결 상태가 유지되는 것으로 인식하고,
    상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하면, 현재 연결된 견인 트레일러를 마치 고부하 트레일러인 것처럼 인식하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법.
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  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 고부하 트레일러인지 판단함에 있어, 상기 차이값뿐 아니라 냉각수온과 ATF(Auto Transmission Fluid) 유온, 외기온 조건을 더 포함하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 엔진 제어기에 해당 신호를 송출하고 클러스터에도 해당 신호를 송출하여 운전자가 인식 가능하게 경고 메시지를 팝업시키도록 하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (e) 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용한 변속 제어 중 냉각수온을 지속적으로 모니터링하고, 냉각수온이 임계값을 초과하면 차속 및 엔진 속도가 기 설정된 제한값을 넘지 못하도록 제한하는 단계;를 더 포함하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    (f) 고부하 트레일러 모드로 운전 중 차량 상태가 정상 주행 모드로 복귀하는 조건에 부합되면, 고부하 트레일러 모드 해제와 함께 정상 주행 모드로 복귀하는 단계;를 더 포함하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정상 주행 모드로 복귀하는 조건은,
    냉각수온이 설정값 이하이고, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 기준 구배값(%) 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 제한값 미만인 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 방법.
  11. 차량의 가속도를 검출하는 G 센서를 포함하며, 도로 구배값 연산에 필요한 데이터를 검출하는 데이터 검출부;
    상기 데이터 검출부에서 검출된 데이터를 이용하여 트레일러 견인 여부 및 견인된 트레일러의 고부하 트레일러 여부를 판단하는 변속 제어기(TCU); 및
    상기 변속 제어기로부터 고부하 트레일러 견인 여부에 관한 정보를 수신하고 엔진 출력을 제어하는 엔진 제어기;를 포함하며,
    상기 변속 제어기는,
    트레일러 연결 시 발생하는 연결 신호를 이용하여 트레일러 견인 모드인지 판단하고,
    트레일러 연결 신호가 인식되어 트레일러 견인 모드로 판단되면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값을 이용하여 경사로 등판 상황인지 판단하며,
    G 센서 기반 도로 구배값(%)이 기 설정된 기준 구배값(%)을 초과하는 경사로 등판 상황이면, 상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값에 기초하여 현재 연결된 견인 트레일러를 고부하 트레일러인지로 인식할지 판단하되,
    상기 G 센서 기반 도로 구배값과 토크 기반 도로 구배값의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하면 현재 연결된 견인 트레일러가 마치 고부하 트레일러인 것처럼 인식하며,
    현재 연결된 견인 트레일러를 고부하 트레일러로 인식하면, 고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용하여 변속을 제어하고,
    상기 연결 신호 수신 중 신호 발생 시간 경과(CAN Time out)로 인해 연결 신호가 미수신 되더라도 변속기 보호를 위해 연결 상태가 유지되는 것으로 인식하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치.
  12. 삭제
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  15. 삭제
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 변속 제어기는,
    차량에 연결된 견인 트레일러가 고부하 트레일러인지 판단함에 있어, 상기 차이값뿐 아니라 상기 데이터 검출부가 제공하는 냉각수온, ATF(Auto Transmission Fluid) 유온, 외기온 정보를 이용하여 고부하 트레일러인지 판단하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 변속 제어기는,
    견인 트레일러가 고부하 트레일러로 판단되면, 엔진 제어기에 해당 신호를 송출하고 클러스터에도 해당 신호를 송출하여 운전자가 인식 가능하게 경고 메시지를 팝업시키도록 하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 엔진 제어기는,
    고부하 트레일러 전용 변속 맵을 사용한 변속 제어 중 냉각수온을 지속적으로 모니터링하고, 냉각수온이 임계값을 초과하면 차속 및 엔진 속도가 기 설정된 제한값을 넘지 못하도록 엔진 출력을 제어하고 상기 변속 제어기와 협조하는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 변속 제어기는,
    고부하 트레일러 모드로 운전 중 차량 상태가 정상 주행 모드로 복귀하는 조건에 부합되면, 고부하 트레일러 모드를 해제하고 정상 주행 모드로 복귀시키는 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 정상 주행 모드로 복귀하는 조건은,
    냉각수온이 설정값 이하이고, G 센서 기반 도로 구배값이 기 설정된 기준 구배값(%) 이하이며, 엔진 속도가 기 설정된 제한값 미만인 고부하 트레일러 견인 시 차속 제어 장치.

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