KR20020000017A - 도로의 경사와 차량의 가속도를 고려한 변속기의 변속 맵생성 방법 및 이를 이용한 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기를 구비한 차량에서 기어의 단수를 변경하기 위해서 사용되는 변속 맵의 생성 방법 및 이를 이용한 차량에 관한 것이다. 본 발명에 따른 변속기의 변속 맵을 생성하는 방법은, 차량의 특성에 대한 데이터를 판독하는 단계; 차량의 진행 방향에 대한 가속도와 주행속도에 대하여 차량의 출력 토크 및 출력 속도를 연산하는 단계; 상기 출력 토크 및 출력 속도에 대하여 최소의 연료소비율을 갖는 변속기의 단수를 구하는 단계를 구비한다. 또한, 본 발명에 따른 자동 변속기를 구비하는 차량은, 도로의 경사도와 차량의 가속도를 고려한 차량의 진행방향 주행 가속도와 주행 속도에 대하여 최소의 연료소비율을 나타내는 변속기의 단수에 대한 정보를 기록한 변속맵에 따라 실시간으로 변속기의 단수를 변경한다. 본 발명에서는 경사가 포함된 주행 경로를 운행할 때 연료소비량을 최소화시킬 수 있는 변환맵을 생성하는 방법을 제공한다. 본 발명을 사용할 경우, 종래에 실험에 주로 의존하던 변환맵을 보다 용이하고 저렴하게 생성할 수 있다는 효과도 있다.

Description

도로의 경사와 차량의 가속도를 고려한 변속기의 변속 맵 생성 방법 및 이를 이용한 차량{Method for producing shift map of transmission considering road grade and acceleration of vehicle and vehicle comprising the same}

본 발명은 자동 변속기를 구비한 차량에서 기어의 단수를 변경하기 위해서 사용되는 변속 맵의 생성 방법 및 이를 이용한 차량에 관한 것으로, 구체적으로는 변화하는 도로의 경사도와 차량의 가속도를 감안한 차량의 진행방향 가속도에 대하여 최소의 연료소비량을 나타낼 수 있는 변속 맵의 생성 방법 및 이러한 변속 맵을 이용하는 차량에 관한 것이다.

일반적으로, 변속맵은 차량의 구동력 선도를 기준으로 초기 변속맵이 작성되고, 연비와 배기가스 등의 제한 조건 등에 의하여 수정되어 최종적인 변속맵이 완성된다. 실제 차량의 변속 제어기에 의하여 입력되는 변속맵의 경우는 대부분의 과정을 실험에 의존하고 있다. 이와 같이 실험에 의존하게 될 경우, 많은 비용과 노력이 요구되며 최적의 성능을 발휘하는 조건이 얻어진다는 보장도 없다. 종래의 변속맵은 대부분 동력성능을 기준으로 기준 변속 선도를 결정한 뒤, 엔진의 작동영역 조건이나, 베어링, 클러치, 유압 등의 제한 조건 등을 고려하여 수정한다. 이렇게 대략적으로 결정된 변속선도에 대하여 차량을 다이나모 상에서 실험하면서 연비와 배기가스의 제한조건이 충족되는지 여부를 확인한다. 충족되지 않는 경우에는 변속선도를 변화시키면서 수정하여 최종적인 변속선도를 완성하게 된다.

이중에서, 연료의 소비를 최소화하는 연비모드(economy mode)를 위한 변속맵은 쓰로틀-차량 속도 방법이나, 차량속도-구동력 선도의 두 가지 방법에서 연비가 최소로 되는 점을 변속되는 지점으로 설정한다. 도 1 은, 쓰로틀-차량속도 방법에 의해 변속되는 지점을 각각 A, B와 C로 나타낸 것이다. 쓰로틀-차량속도 방법에서는 쓰로틀을 고정한 뒤 각 변속단의 연료소비율 곡선이 교차하는 지점에서 변속을 수행하며, 이에 따라 최적의 연비로 주행을 할 수 있다.

그러나, 이러한 변속 선도는 차량이 평지를 달리고 있는 상태로 가정하여 구한 것으로, 실제 주행시에는 도 1 과 많은 차이를 나타내게 된다. 즉, 차량이 주행하는 도로의 경사도에 따라 도 1 의 A, B와 C 점은 여러개가 나오며, 현재 사용되는 일반적인 변속맵과 달리 상당히 낮은 속도에서 변속을 수행하게 된다. 도 2 는 여러 쓰로틀 값에 대하여 차량의 위와 같은 A, B와 C점을 구하여 얻어진 쓰로틀과 주행속도의 관계를 나타낸 종래의 변속맵이다.

결과적으로, 쓰로틀과 차량 속도만으로 차량의 상태를 결정할 수 없기 때문에 현재의 변속 방법에서는 엔진의 성능곡선으로만 변속시점이 결정된다. 따라서, 가속시나 언덕길 주행시에 최적의 변속단을 결정할 수 없다. 그러나, 차량의 주행 부하를 알 수 있다면 차량의 상태를 알 수 있다. 현재, 고급 변속장치에서 많이 사용되는 가변유온제어, 펴지 제어, 뉴럴 네트워크 제어 등은 기존의 많은 실험 데이터에 의존하여 저장되어 있는 패턴과 비슷한 입력이 들어오면 변속선도를 바꾸는 방식을 택하고 있지만, 이러한 방법으로는 차량의 최적 연비를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 일 목적은 차량이 주행하는 도로의 경사도와 차량의 가속도를 고려하여 최적의 연료소비율로 변속제어를 수행하기 위한 변속맵의 생성 방법 및 이러한 변속맵을 이용하는 차량을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실험에 전적으로 의존하지 않고 이론적인 연산을 통해 최적의 연료소비율을 나타낼 수 있는 변속맵의 생성 방법 및 이러한 변속맵을 사용하는 차량을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 차량의 출력 토크와 출력 속도, 이 출력 토크와 출력속도로부터 얻어진 토크 컨버터의 터빈 속도 및 터빈 토크, 토크 속도와 터빈 토크로부터 얻어진 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크, 이 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크로부터 얻어지는 엔진 토크 및 엔진 속도를 근거로 최적의 연료소비율을 나타낼 수 있는 변속맵의 생성 방법 및 이러한 변속맵을 사용하는 차량을 제공하는 것이다.

도 1 은 변속기의 각 단에 대한 엔진의 연료소비율을 나타낸 특성 곡선이다.

도 2 는 쓰로틀 값과 차량의 주행 속도에 따라 변속기의 변환점을 나타내는 종래의 변속 맵이다.

도 3 은 경사가 있는 도로에서 차량에 가해지는 각종 힘을 나타내는 도면이다.

도 4 는 토크 컨버터와 자동 변속기를 구비하는 차량에서 동력의 전달체계를 나타낸 개략도이다.

도 5 는 도로의 경사도에 따른 가속도를 고려하여 최소의 연료소비율을 얻을 수 있는 본 발명의 변속 맵을 생성하는 방법에 대한 순서도이다.

도 6 은 도 5 에서 변속기의 단수에 따른 연료소비율을 구하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 7 는 도 6 에서 펌프속도를 변경시키며 펌프 토크를 산정하는 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이다.

도 8 은 도 6 의 터빈속도로부터 엔진속도를 산정하는 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이다.

도 9 은 엔진의 출력 토크 대 속도의 관계를 나타낸 엔진맵이다.

도 10 은 엔진의 쓰로틀값과 엔진 출력속도에 대한 연료소비율 곡선이다.

도 11 은 속도비에 대한 토크 컨버터의 토크비와 용량계수를 나타내는 도면이다.

도 12 는 본 발명의 변속 맵 생성 방법에 따라 얻어진 변속 맵의 일예를 나타내는 도면이다.

도 13 은 본 발명에 따른 차량에서 변속제어기, 수평가속도계와 차량 속도계의 연결관계에 대한 개략도이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 변속기의 변속 맵을 생성하는 방법에 있어서, 차량의 특성에 대한 데이터를 판독하는 단계; 차량의 진행 방향에 대한 가속도와 주행속도에 대하여 차량의 출력 토크 및 출력 속도를 연산하는 단계; 상기 출력 토크 및 출력 속도에 대하여 최소의 연료소비율을 갖는 변속기의 단수를 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 변속기의 변속 맵을 생성하는 방법에 의하여 달성된다.

또한, 본 발명의 전술한 목적은, 엔진, 이 엔진에 일단이 연결된 토크 컨버터, 토크 컨버터의 타단에 연결된 자동 변속기를 구비하는 차량에 있어서, 상기 변속기는 도로의 경사도와 차량의 가속도를 고려한 차량의 진행방향 주행 가속도와 주행 속도에 대하여 최소의 연료소비율을 나타내는 변속기의 단수에 대한 정보를 기록한 변속맵에 따라 실시간으로 변속기의 단수를 변경하는 변속제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기를 구비하는 차량에 의하여 달성된다.

바람직하게, 상기 변속제어기는 수평가속도계에서 입력되는 신호와 차량 속도계에서 입력되는 신호에 의거하여 차량의 출력 토크와 출력 속도, 이 출력 토크와 출력속도로부터 얻어진 토크 컨버터의 터빈 속도 및 터빈 토크, 토크 속도와 터빈 토크로부터 얻어진 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크, 이 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크로부터 얻어지는 엔진 토크 및 엔진 속도로부터 최적의 변속단을 결정한다.

또한, 본 발명에 따른 차량은, 차량 진행 방향의 수평가속도계와 차륜의 속도계의 신호값을 입력받고, 미리 작성된 수평가속도계값과 차량 속도에 대한 변속맵에 따라 변속기의 변속단을 결정하는 변속 제어기를 포함한다.

차량의 출력 토크와 출력 속도, 이 출력 토크와 출력속도로부터 얻어진 토크 컨버터의 터빈 속도 및 터빈 토크, 토크 속도와 터빈 토크로부터 얻어진 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크, 이 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크로부터 얻어지는 엔진 토크 및 엔진 속도로부터 연료소비율이 연산된다.

본 발명은 자동 변속기를 포함하는 모든 차량에 적용될 수 있을 것이다. 예컨대, 가솔린이나 경유 등을 사용하는 엔진은 물론 전기를 동력으로 사용하는 경우나 또는 하이브리드형 엔진을 사용하는 모든 종류의 엔진에 대하여 약간의 변형을 가하여 해당 엔진에 대한 변속기의 특성에 대한 데이터를 이용한다면, 운전자의 특성에 주로 좌우되는 수동 변속기를 구비한 차량 외의 자동 변속기에 대하여 적용될 수 있을 것이다.

도 3 에 나타난 바와 같이, 경사가 있는 도로를 주행하고 있는 차량이 소정 속도로 등속운동을 할 때 가해지는 주행 저항 토오크(Tv)는 다음과 같은 식으로 구해질 수 있다.

Tv = r x (Fr + Fa + Fg) ....................................(식 1)

여기서 r은 차바퀴의 반지름이며, Fr은 차바퀴의 마찰에 의해 가해지는 힘, 즉 구름저항이고, Fa는 공기의 저항에 의해 가해지는 힘, 즉 공기저항이며, Fg는 차량의 진행방향에 대한 중력가속도의 성분, 즉 등판저항이다. 이들 힘의 성분들은 다시 다음과 같이 기술될 수 있다.

Fr = μ_f·M + M(Kc ·V + Ke ·V²)/p ....................(식 2)

(단, M은 차량의 질량이고 V는 차량의 속도이며, μ_f, Kc, Ke, p는 차량의 특성에 따라 달라지는 계수이다.)

Fa = 0.5 ρA_FC_DV²......................................(식 3)

(단, ρ는 밀도이고, A_F는 공기의 저항을 받는 차량의 면적이고, C_D는 차량의 형상에 따라 정해지는 공기의 저항에 대한 계수이다.)

Fg = Mgsinθ.........................................(식 4)

(단, g는 중력가속도, θ는 도로의 경사도이다.)

따라서, 차량의 출력 토오크가 T_out이라면, 다음과 같은 관계식이 성립한다.

T_out= Iv·dW_out/dt+ Tv

= Iv·dW_out/dt + r x (Fr + Fa + Fg)....................(식 5)

(단, Iv는 회전관성모멘트이고, W_out는 차바퀴의 회전속도이다.)

차량의 가속에 필요한 각가속도 α는 다음과 같은 식에 의하여 계산된다.

α= a/r .........................................(식 6)

(단, a는 차량의 선가속도이다)

따라서, 차량의 출력 토오크가 T_out이라면, 다음과 같은 관계식이 성립한다.

T_out= Iv·α+ Tv ................................(식 7)

(단, Iv는 회전관성모멘트이다.)

여기서, 구름저항과 공기저항은 근사적으로 차량속도의 함수로 볼 수 있으며, 나머지 등판저항과 관성저항의 합은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Iv·dW_out/dt + r·Fg = Mra + Mgsinθ......................(식 8)

= Mr(a + gsinθ).........................................(식 9)

이로부터 알 수 있듯이, 차량의 등판저항과 관성저항의 합은 a + gsingθ의 함수가 되며, 이 값은 차량의 진행방향의 가속도를 측정할 수 있는 가속도계를 이용하여 측정할 수 있다. 이하에서는 a + gsingθ값을 H 파라미터라고 칭하도록 한다.

이하에서는 도 4와 관련하여 출력토오크 T_out, 차바퀴 회전수 W_out=V/r와 기타 차량의 동력전달계와의 관계를 살펴보도록 한다.

만약 T_out이 주어진다면, 종감속기어(12)를 통과하기 전, 변속기 출력측의 토크 T_tm와 각속도 W_tm은 각각 다음과 같은 식에서 알 수 있다.

T_tm= T_out/(종감속기어효율 x 종감속기어비) ..............(식 10)

W_tm= W_outx 종감속기어비 ...............................(식 11)

변속기의 변속 기어열의 단수를 알면, 이에 대한 토크 컨버터의 터빈측 각속도 W_t와 토크 T_t를 구할 수 있다. 이렇게 얻어진 W_t와 토크 T_t로부터 토크 컨버터의펌프측 각속도 W_p와 토크 T_p는 토크 컨버터의 성능에 대한 데이터를 이용하여 구할 수 있다. W_p와 T_p가 구해지면, 엔진과 토크 컨버터 사이의 동력전달요소의 효율과 속도비를 감안하여, 엔진의 토크 T_E와 각속도 W_E를 구할 수 있다. 이어서, 현재의 쓰로틀 값을 엔진의 토크 T_E와 각속도 W_E로부터 엔진의 성능에 대한 데이터를 이용하여 구할 수 있고 최종적으로 엔진맵을 이용하여 해당 기어열의 단수에 대한 엔진의 열료소비율을 산정할 수 있다.

본 발명에서는, 이와 같은 방법을 통하여 일정한 H 파라미터와 차량의 속도에 대한 각 변속기에 대한 연료소비율을 계산하고, 이중에서 가장 연료소비율이 적은 기어열 단수를 기록한 변속맵을 생성한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예를 도면과 관련하여 살펴보도록 한다. 그러나, 이 실시예는 단지 예시적인 의미로 해석하여야 하며, 본 발명의 권리범위를 한정하는 의미로 파악해서는 안될 것이다.

도 4 에서는 본 실시예에서 사용한 차량(2)과 동력전달체계를 도시하고 있다. 속도(W_E)와 토크(T_E)의 출력으로 엔진(4)에서 동력이 나와서 동력전달장치(6)를 통해서 토크 컨버터(8)의 펌프(16)쪽으로 전달된다. 여기서, 펌프(16)의 입력측 토크(T_p)와 속도(W_p)가 유체를 통해 터빈(18)쪽으로 전달되어 속도(T_t)와 토크(W_t)의 속도로 변속기의 기어열(10)로 전달된다. 변속기의 기어열(10)에서는 단수에 따라 소정의 기어열을 통해 출력된 뒤(속도: W_tm, 토크: T_tm), 종감속기어(12)에서차바퀴(14)로 출력된다(속도: W_out, 토오크: T_out).

이하에서는, 도 5 과 관련하여 본 발명의 방법에 따라 변속맵을 생성하는 전체적인 수순을 설명하도록 한다. 일단, 엔진의 특성을 기록한 엔진 맵, 연료소비율 곡선, 차량의 무게 등 차량의 각종 특성에 대한 데이터를 판독한다(S2). 그 다음, H 파라미터와 주행속도를 0으로 설정한다(S4). 이어서, 출력 토크 T_out및 출력 속도 W_out을 연산하고(S6), 각 변속기 단수에 대한 연료소비율을 연산한다(S8). 이렇게 구해진 각 변속기의 단수에 대한 연료소비율 중에서 최소 연료소비율을 갖는 변속기 단수를 선택한다(S10). 그 다음, H 파라미터 값이 종료값인지 확인하여(S12), 종료값이 아니면 H 파라미터 값을 증가시켜(S13) 다시 출력 토크 및 출력 속도를 연산하는 단계(S6)으로 복귀한다. 반면, H 파라미터가 종료값인 경우, H 파라미터를 초기값인 0으로 설정하고(S14), 주행속도가 종료값인지 여부를 파악하며(S16), 이때 주행속도가 종료값이 아니면 주행속도를 증가시키면서(S17) 출력토크와 출력 속도를 연산하는 단계(S6)으로 복귀하고, 주행속도가 종료값인 경우 절차를 종료한다. 이와 같이, 소정 간격으로 주행속도와 H 파라미터에 대하여 출력 토크 및 출력속도(S6)를 연산하는 단계로부터, 최소 연료소비율을 갖는 변속기 단수를 선택하는 단계(S10)까지 반복하여, 모든 구간에 걸친 최적의 변속기 단수를 구한다.

이하에서는 연료소비율을 산정하는 단계를 도 6 와 관련하여 더욱 상세하게 설명한다. 우선, 변속기의 단수를 가정한다(S18). 주행 모드에 대한 데이터에는 차량의 속도가 주어져 있으므로 이로부터 차량의 각속도(W_out= V/r)를 연산하고, 종감속기어(12)의 입력측 토크(T_tm)와 각속도(W_tm), 즉 변속기의 출력측 토크와 각속도를 식 10 과 식 11 을 이용하여 구하며, 가정된 변속기의 단수에 따른 토크 컨버터(8)의 터빈(18)측 토크(T_t)와 각속도(W_t)를 구한다(S20).

그 다음, 토크 컨버터(8)의 펌프(16)측 속도(W_p)와 토오크(T_p)를 시행오차법에 의하여 산정한다(S22). 시행오차법에 의하여 토크 컨버터(8)의 펌프(16)측 속도(W_p)와 토크(T_p)를 구하는 방법은 도 7 및 도 11 과 관련하여 뒤에서 상세하게 설명하도록 한다. 그 다음, 펌프측 속도(W_p)와 펌프측 토크(T_p)로부터 엔진(4)과 토크 컨버터(8) 사이의 동력전달장치(6)를 감안하여 엔진(4)의 출력 토크(T_E)와 각속도(W_E)를 산정한다(S24). 엔진 토크(T_E)와 각속도(W_E)가 구해지면, 도 9 와 같은 엔진 맵에서 쓰로틀 값을 결정한다(S26). 엔진 맵은 특정한 쓰로틀 값에 대한 엔진의 출력 토크(T_E)와 각속도(W_E)를 선도로 나타낸 것으로 엔진 제작업체에서 실험을 통해 정리한 것을 사용하였다. 그 다음으로, 도 10과 같은 곡선을 이용하여 엔진의 속도(W_E)와 쓰로틀값으로부터 연료소비율을 얻는다.

이하, 토크 컨버터(8)의 펌프(16)측 속도(W_p)와 토오크(T_p)를 구하는 단계(S22)를 도 5와의 관계에서 더욱 상세히 설명하도록 한다. 우선, 펌프측 속도(W_p)를 가정하도록 한다(S50). 한편, 차량의 주행 속도로부터 차바퀴의각속도(W_out)를 산정하고, 종감속기어(12)의 기어비와 가정한 변속기의 기어열(10)의 단수를 통해 토크 컨버터(8)의 터빈측(18) 각속도(W_t)를 연산하고, 이를 통해 속도비(W_r)을 얻는다(S52). 그 다음, 도 11 의 속도비(Wr)에 대한 토크비 (Tr=T_t/T_P)의 곡선으로부터 1차 펌프측 토크(T_P1)을 산정한다(S54). 이어서, 용량계수(Cp = T_P/W_p ²)와 속도비에 대한 도 11 의 곡선으로부터 2차 펌프측 토크(T_P2)를 산정한다(S56). 이와 같이 계산된 2개의 펌프측 토크(T_P1, T_P2)이 일치하는지 여부를 판단하여(S58), 일치하지 않으면 가정한 Wp의 값을 변경(S60)하여 소정 오차 한도내에서 일치하는 펌프측 토크 값이 얻어질 때까지 전술한 과정을 반복한다. 그 결과 만족스러운 펌프측 토크값이 얻어지면 T_P= T_P1= T_P2로 설정하고(S62) 이때 해당 W_P값을 사용한다. 본 실시예에서는 펌프측 각속도(Wp)를 가정하는 방법을 사용하였지만, 반대로 펌프측 토크(Tp)를 가정하고 적절한 펌프측 각속도(Wp)가 존재하는지 여부를 판단하는 방법을 사용하거나 기타 대응되는 변수를 사용할 수도 있을 것이다.

그 다음으로, 터빈 속도(W_t)로부터 엔진 속도(W_E)를 산정하는 단계(S24)를 도 8 과 관련하여 더욱 상세히 설명하도록 한다. 일단 가능한 엔진의 속도 범위 내에서 엔진의 속도를 가정한다(S80). 그 다음, 쓰로틀 값이 0일 때 도 9의 엔진 맵으로부터 엔진 토크(T_E)를 산정하고 이로부터 동력전달장치(6)을 통과한 후의토크(T_P3), 즉 펌프측 토크를 구한다(S82). 이어서, 차량의 주행 속도로부터 차바퀴의 각속도(W_out)를 산정하고 종감속기어(12)와 가정된 변속기의 기어열(10) 단수에 따른 터빈측 각속도(W_t)로부터 속도비(Wr)을 얻으며, 도 11의 용량계수(Cp)에 대한 곡선으로부터 토크비(Tr)와 이에 따른 펌프측 토크(T_p4)를 산정한다(S84). 이제 얻어진 두 펌프측 토크값이 소정 오차범위 내에서 일치하는지 여부를 확인하여(S86), 만약 일치하면 가정된 엔진 속도(W_E)로 특정하고, 만약 틀리다면 일치할 때까지 엔진속도(W_E)를 계속 변경시키면서 전술한 과정을 반복한다.

이와 같은 방법에 의하여 얻어진 변속맵이 도 12에 도시되어 있다. 여기서 실선으로 표시한 부분은 상단 변속을 의미하며, 점선으로 표시한 부분은 하단 변속을 의미한다.

본 발명의 실시예에서는 또한, 이와 같이 얻어진 변속맵에 따라 차량의 주행을 제어하는 장치가 차량에 설치되었다. 변속맵은 차량의 변속기와 엔진을 제어하기 위해 통상 사용하는 변속 제어부에 기록되어 있어서, 차량은 이 변속맵에 따라 운행을 할 수 있다. 제어부에는 사용자의 선택에 의하거나 자동으로 이 발명에 따른 변속맵과 다른 변속맵 사이에서 절환되도록 구성될 수 있다.

도 13 은 본 발명에 따른 차량에서 변속제어기, 수평가속도계와 차량 속도계의 연결관계에 대한 개략도를 나타내고 있다. 차량의 진행방향 가속도를 측정하는 수평가속도계(20)의 신호는 저역통과 필터(22)를 통과하면서 노이즈가 제거된 뒤변속제어기(24)에 입력된다. 또한, 차량의 차륜 속도를 측정하는 차량속도계(26)의 신호가 역시 저역통과 필터(24)를 통과하면서 노이즈가 제거된 뒤 변속제어기(24)에 입력된다. 변속제어기(24)는 상기 두 센서(20)(26)를 이용해 H 파라미터와 차량의 주행속도를 연산한 다음, 전술한 방법에 따라 형성한 도 12 와 같은 변속맵에 의거하여 변속기의 변속단을 제어한다.

이상과 같은 실시예로부터 여러가지 변형 및 수정이 가능할 것이다. 예를 들면, 본 실시예에 사용된 엔진 맵과 토크 컨버터의 특성 곡선에 대응되는 다른 종류의 특성 데이터가 사용될 수 있다. 아울러, 본 실시예에 대하여 주변 온도, 도로의 마찰 특성, 차량 내부 각종 기계 요소의 손실 등을 고려하여 보다 정확하게 최적의 변속기 단수로 절환하도록 변형될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 변속맵을 동일한 조건에서 다양한 주행 모드에 대하여 실험해 본 결과, FTP75 주행 모드에서는 대략 0.59%, J1015에서는 0.40%, NEDC에서는 0.19%의 연료소비율 향상이 있었다. 또한, 한국자동차공학회 추계학술대회논문집 제 2 권(1999년 11월 26일 내지 27일, 대구효성카톨릭대학교에서 발표)에서 본 발명과 동 발명자가 제시한 Nambu모드와 SNU 모드에서는 각각 1%, 2%의 연료소비율 향상이 있었다. Nambu 모드와 SNU 모드는 모두 도로의 경사도를 감안한 주행모드이며, 이들 모드에서 연료소비율의 향상이 특히 높은 것은 본 발명에 따라 생성된 변속맵이 우리나라와 같이 도로의 경사 변화가 심한 장소에서 더욱 효과적이라는 사실을 나타낸다.

본 발명에서는 경사가 포함된 주행 경로를 운행할 때 연료소비량을 최소화시킬 수 있는 변속맵을 생성하는 방법을 제공한다. 본 발명을 사용할 경우, 종래에 실험에 주로 의존하던 변속맵을 보다 용이하고 저렴하게 생성할 수 있다는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 변속기의 변속 맵을 생성하는 방법에 있어서,

   차량의 특성에 대한 데이터를 판독하는 단계;

   차량의 진행 방향에 대한 가속도와 주행속도에 대하여 차량의 출력 토크 및 출력 속도를 연산하는 단계;

   상기 출력 토크 및 출력 속도에 대하여 최소의 연료소비율을 갖는 변속기 단수를 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 변혹기의 변속 맵을 생성하는 방법.
2. 엔진, 이 엔진에 일단이 연결된 토크 컨버터, 토크 컨버터의 타단에 연결된 자동 변속기를 구비하는 차량에 있어서,

   상기 변속기는 도로의 경사도를 고려한 차량의 진행방향 주행 가속도와 주행 속도에 대하여 최소의 연료소비율을 나타내는 변속기의 단수에 대한 정보를 기록한 변속맵에 따라 실시간으로 변속기의 단수를 변경하는 변속제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기를 구비하는 차량.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 변속제어기는 수평가속도계에서 입력되는 신호와 차량 속도계에서 입력되는 신호에 의거하여 차량의 출력 토크와 출력 속도, 이 출력 토크와 출력속도로부터 얻어진 토크 컨버터의 터빈 속도 및 터빈 토크, 토크 속도와 터빈 토크로부터 얻어진 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크, 이 토크 컨버터의 펌프 속도 및 토크로부터 얻어지는 엔진 토크 및 엔진 속도로부터 최적의 변속단을 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기를 구비하는 차량.
4. 엔진, 이 엔진에 일단이 연결된 토크 컨버터, 토크 컨버터의 타단에 연결된 자동 변속기를 구비하는 차량에 있어서,

   차량 진행 방향의 수평가속도계와 차륜의 속도계의 신호값을 입력받고, 미리 작성된 수평가속도계값과 차량 속도에 대한 변속맵에 따라 변속기의 변속단을 결정하는 변속 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량