KR20160034769A - 자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동변속기의 변속 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 운전자의 요구가속도를 기반으로 변속 기어단을 결정하는 자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치는 변속 제어를 수행하기 위한 운전 데이터를 검출하는 데이터 검출부 및 상기 운전 데이터를 기반으로 변속 기어단을 결정하고, 상기 변속 기어단을 기반으로 변속기를 제어하는 차량 제어기를 포함하되, 상기 차량 제어기는 상기 운전 데이터를 기반으로 운전자의 요구 가속도를 설정하고, 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하며, 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하여 변속을 지령할 수 있다.

Description

자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법{SHIFT CONTROLLING APPARATUS FOR AUTOMATIC TRANSMISSION AND METHOD OF THE SAME}
본 발명은 자동변속기의 변속 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 운전자의 요구가속도를 기반으로 변속 기어단을 결정하는 자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 엔진에서 발생된 동력을 공급받아 차량의 주행속도를 조절하는 변속기가 설치되어 있다. 이러한 변속기는 운전자에 의해서 조절되는 수동 변속기, 차량의 주행 속도에 따라서 자동으로 조절되는 자동 변속기로 구분된다.
자동 변속기는 차량의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어기가 다수의 솔레노이드 밸브를 구동시켜 유압을 제어함으로써, 목표 기어단의 변속 기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.
기존의 차속과 가속페달에 대한 변속패턴에 따라 변속 기어단을 결정하는 방법은 현재 차속이 결정되면 가속페달의 조작량에 따라 상단 및 하단 변속이 이루어진다. 엔진 토크 출력의 경우에는 엔진 제어기에서 토크맵이 결정되면 목표 토크가 결정되고, 엔진에서 휠로 토크를 전달하여 변속기의 입력 토크가 된다.
그러나, 종래의 경우 변속기의 기어단을 결정하는 과정에는 유압 딜레이와 클러치 제어에 따라 시간이 지연되며, 10속 이상의 다단화 변속기로 개발 추세가 이루어지면서 변속 패턴으로 표현해야 할 라인의 수 또한 증가하고 있다.
실제로 변속패턴의 라인 설정 이외에도 변속 유압제어의 경우 각각 변속라인에 따라 매핑해야 할 인자가 기하급수적으로 증가하기 때문에 매핑 공수에 대한 시간 소모와 점검 사항에 대한 부담감이 증가하고 있다.
또한, 종래의 변속패턴에 의한 변속 기어단을 결정하는 방법은 운전자의 요구 가속도에 대한 만족을 충족시키기에 부족하였다. 이에 스포츠 모드, 노말 모드처럼 드라이빙 모드로 구분하여 운전자 성향에 따라 다른 변속패턴 맵을 추가로 설정하여 대응하고 있다.
그리고 종래의 경우에는 업힐, 다운힐 패턴과 같이 도로 구배 조건에 따라 추가적인 변속패턴을 구성하였으므로 변속 기어단을 결정하는 과정이 복잡하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
공개특허공보 제10-2008-0017621호(2008.02.27.) 등록특허공보 제10-0391724호(2003.07.03.)
본 발명의 실시 예는 운전자의 요구가속도를 기반으로 변속 기어단을 결정할 수 있는 자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시 예는 도로 구배 조건을 반영하여 운전자 요구가속도를 결정할 수 있는 자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 변속 제어를 수행하기 위한 운전 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및 상기 운전 데이터를 기반으로 변속 기어단을 결정하고, 상기 변속 기어단을 기반으로 변속기를 제어하는 차량 제어기;를 포함하되, 상기 차량 제어기는 상기 운전 데이터를 기반으로 운전자의 요구 가속도를 설정하고, 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하며, 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하여 변속을 지령하는 자동변속기의 변속 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 차량 속도 및 가속페달량에 대한 요구 가속도를 나타내는 기본 요구 가속도 맵을 설정하고, 상기 기본 요구 가속도 맵에 상기 운전 데이터의 가속페달 변화량 및 도로 구배 조건 각각에 대한 가중치를 적용하여 운전자 요구 가속도 맵을 정의할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 운전자 요구 가속도 맵 상에서 상기 운전 데이터의 차속 및 가속페달량에 매칭되는 요구 가속도를 추출하여 상기 운전자의 요구 가속도를 설정할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 차량의 복수 기어단 별로 도달 가능한 차속 및 가속도를 나타내는 가속도 맵 상에서 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 등고선 형태의 연료 소모율 정보를 나타내는 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵 상에서 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는 상기 목표 기어단을 설정하고, 지연 시간 동안 변속을 지연시킨 후 상기 목표 기어단을 기반으로 변속하도록 상기 변속기를 제어할 수 있다.
또한, 상기 운전 데이터는 차속, 가속페달량, 가속페달 변화량, 차량 가속도, 도로 구배 조건 및 주행 조건 분류표 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 운전 데이터를 기반으로 차속과 가속페달량에 대한 운전자 요구 가속도 맵을 정의하는 단계; 상기 운전자 요구 가속도 맵을 통해 상기 운전 데이터에 따른 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계; 차량의 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하는 단계; 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하는 단계; 및 상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법을 제공할 수 있다.
그리고 본 발명의 또 다른 실시 예에서는 차량 속도 및 가속페달량에 대한 요구 가속도를 나타내는 기본 요구 가속도 맵을 설정하는 단계; 차량의 운전 상태 및 운전자의 의도를 나타내는 운전 데이터를 검출하는 단계; 상기 기본 요구 가속도 맵에 상기 운전 데이터에 대한 가중치를 적용하여 운전자의 요구 가속도 맵을 정의하는 단계; 상기 운전자 요구 가속도 맵을 통해 상기 운전 데이터에 따른 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계; 가속도 맵 상에서 상기 차량의 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하는 단계; BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵 상에서 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하는 단계; 및 상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 실시간으로 운전자 요구가속도를 계산하여 변속 기어단을 결정하므로 운전자의 운전성향을 반영할 수 있으며, 변속패턴 라인과 라인 별 유압을 매핑하는 업무를 수행하지 않아도 되므로 매핑 공수에 따른 시간 절약과 매핑 인자 점검 사항 축소에 의한 시스템 제어 강건성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도로 구배 조건을 반영하여 운전자 요구가속도를 결정할 수 있으므로 도로 구배 조건에 따른 별도의 변속패턴 맵을 추가하지 않아도 변속 기어단을 결정할 수 있으며, 실제 도로 상에서 겪는 구배 조건에 대한 구동력 및 가속 성능을 보완할 수 있다.
또한, 가속페달의 급격한 변동 없이도 변속이 이루어질 수 있으므로 편안한 운전성을 제공할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주행조건표를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전자 요구 가속도 맵을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속도 맵을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 보상 맵을 나타낸 예시도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치 및 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
자동변속기의 변속 제어 장치는 데이터 검출부(100), 차량 제어기(150), 엔진(160) 및 자동변속기(170)를 포함한다.
데이터 검출부(100)는 변속 제어를 수행하기 위한 운전 데이터를 검출한다. 그리고 데이터 검출부(100)는 검출한 데이터를 차량 제어기에 제공한다. 이를 위해, 데이터 검출부(100)는 내비게이션 장치(110), 액셀 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor: APS, 115), 차속 센서(120), 가속도 센서(125), 기어단 센서(130), 조향각 센서(145), BPS(Brake Position Sensor: BPS, 140) 및 위성 항법 장치(Global Positioning System: GPS, 145)를 포함한다.
내비게이션 장치(110)는 목적지까지의 경로를 운전자에게 알려주는 장치이다. 즉, 내비게이션 장치(110)는 출발지로부터 목적지까지의 도로 안내 데이터를 생성하고, 이를 기반으로 운전자에게 경로 안내를 제공할 수 있다. 이때, 도로 안내 데이터는 경로 데이터, 도로에 대한 도로 구배 조건, 곡률 데이터, 제한속도 데이터, 실시간 교통 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 내비게이션 장치(110)는 차량의 내부에 구비되거나, 별도의 장치로 구성될 수도 있다. 또한, 내비게이션 장치(110)는 출발지로부터 목적지까지의 도로 안내 데이터를 운전자에게 알려줄 수 있으면 그 종류는 무관하다. 예를 들어, 내비게이션 장치(110)는 이동 통신 단말, 태블릿 PC, 노트북 및 넷북과 같은 이동식 컴퓨터 중 어느 하나 일 수도 있다.
APS(115)는 운전자가 가속 페달을 누른 정도를 측정한다. 즉, APS(115)는 운전자의 가속 의지에 관련된 데이터를 측정한다.
차속 센서(120)는 차량의 속도를 측정하며, 차량의 휠에 장착되어 형성될 수도 있다. 한편, 차속 센서(120)가 구비되지 않을 경우에 차량 제어기(150)는 GPS(145)로부터 수신한 GPS 신호를 기초로 차량 속도를 연산할 수도 있다.
가속도 센서(125)는 차량의 가속도를 검출한다. 한편, 가속도 센서(125)가 데이터 검출부(100)에 포함되지 않을 경우에 차량 제어기(150)는 차속 센서(120)에서 검출된 차량 속도를 미분하여 차량의 가속도를 연산할 수도 있다.
기어단 센서(130)는 현재 체결되어 있는 기어단을 검출한다.
조향각 센서(135)는 차량의 조향각을 검출한다. 즉, 조향각 센서(135)는 차량이 진행하고자 하는 방향을 검출한다.
BPS(140)는 브레이크 페달을 밟았는지 아닌지를 검출한다. 즉, BPS(140)는 APS(115)와 함께 운전자의 가속 의지 및 감속 의지를 검출한다.
GPS(145)는 GPS 위성으로부터 송신되는 전파를 수신하여 이에 대한 신호를 기반으로 차량의 위치를 판단한다. GPS(145)는 GPS 위성으로부터 수신한 신호를 내비게이션 장치(110) 및 차량 제어기(150) 중 적어도 하나에게 전달한다.
차량 제어기(150)는 데이터 검출부(100), 엔진(160) 및 자동변속기(170)를 통합 제어하고, 데이터 검출부(100), 엔진(160) 및 자동변속기(170)들의 정보를 수집 및 분석하여 운전자의 요구와 차량에 상태에 따라 차량의 전반적인 구동을 제어한다. 이때, 차량 제어기(150)는 운전자의 요구토크 신호, 냉각수온 및 엔진 토크 등 엔진(160)의 동작 상태에 따라 엔진(160)의 전반적인 동작을 제어하는 ECU(Engine Control Unit) 및 자동변속기(170)를 제어하여 차량이 출력토르를 구동휠에 전달시켜 차량이 주행될 수 있도록 하는 TCU(Transmission Control Unit)를 포함할 수 있다.
차량 제어기(150)는 데이터 검출부(100)에서 검출된 운전 데이터를 기반으로 변속 제어를 수행한다. 구체적으로, 차량 제어기(150)는 운전 데이터를 기반으로 운전자의 요구 가속도를 설정한다. 여기서, 운전 데이터는 차속, 가속페달량(APS), 가속페달 변화량(△ APS), 차량 가속도, 도로 구배 조건 및 주행 조건 분류표를 포함한다. 차속은 차량의 속도를 나타내며, 차속 센서(120)로부터 수신한 데이터를 기반으로 확인할 수 있다. 가속페달량은 운전자가 가속페달을 밟는 정도를 나타내며, APS(115)로부터 수신한 데이터를 기반으로 확인할 수 있다. 가속페달 변화량은 일정 시간 동안 가속페달량이 변화하는 양을 나타내며, 가속페달량과 마찬가지로 APS(115)로부터 수신한 데이터를 기반으로 연산할 수 있다. 차량 가속도는 차량의 가속도를 나타내며, 가속도 센서(125)로부터 확인하거나, 차속 센서(120)로부터 수신한 데이터를 미분하여 확인할 수도 있다. 도로 구배 조건은 차량이 주행하는 도로의 구배를 나타내며, 내비게이션 장치(110)를 통해 수신한 데이터를 기반으로 확인할 수 있다. 주행 조건 분류표는 APS와 속도에 따른 운전자의 의지를 나타내며, BPS와 속도에 따른 운전자의 의지를 나타낸다. 이러한 주행 조건 분류표는 도 2에 도시된 바와 같이 설정될 수 있다.
차량 제어기(150)는 현재 기어단을 기반으로 운전자의 요구 가속에 도달 가능한 기어단 범위를 설정한다. 차량 제어기(150)는 기어단 범위에서 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정한다. 차량 제어기(150)는 목표 기어단을 기반으로 변속기를 제어하여 변속을 수행한다.
이렇게 차량 제어기(150)에서 자동변속기(170)의 변속을 제어하는 방법은 도 3 내지 도 7을 참조하여 더욱 더 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 여기서는 차량 제어기(150)가 자동변속기(170)의 변속을 제어하는 기술을 설명하지만 이에 한정되지 않으며, 자동변속기(170)의 변속 제어 방법의 일부 프로세서는 ECU의 EMS(Engine Management System)를 통해 수행될 수 있으며, 다른 일부 프로세서는 TCU의 TMS(Transmission Management System)를 통해 수행될 수도 있습니다.
엔진(160)은 차량 제어기(150)의 제어에 의해 출력이 제어되며, 차량 제어기(150)의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.
자동변속기(170)는 차량 제어기(150)의 제어에 따라 변속비가 조정된다. 자동변속기(170)는 출력토크를 구동휠에 전달시켜 차량이 주행될 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
차량이 주행하는 상태(S305)에서 차량 제어기(150)는 제반적인 운전 데이터를 검출한다(S310). 즉, 차량 제어기(150)는 운전 검출부로부터 변속 제어를 수행하기 위한 운전 데이터를 검출한다. 이때, 운전 데이터는 차속, 가속페달량(APS), 가속페달 변화량(△ APS), 차량 가속도, 도로 구배 조건 및 주행 조건 분류표 중, 적어도 하나를 포함한다.
차량 제어기(150)는 운전 데이터를 기반으로 운전자가 변속 제어를 요청하는지를 판단한다(S315). 즉, 차량 제어기(150)는 차속, 가속페달량, 가속페달 변화량, 차량 가속도 등의 운전 데이터를 기반으로 운전자의 변속하고자 하는 의지를 확인하여 운전자가 변속 제어를 요청하는지를 판단할 수 있다.
한편, 차량 제어기(150)는 변속 제어를 요청하지 않았으면 단계 S305로 리턴하여 주행 상태에서 운전 데이터를 검출할 수 있다.
차량 제어기(150)는 변속 제어를 요청하였으면 운전 데이터를 기반으로 운전자 요구 가속도 맵을 정의한다(S320). 구체적으로, 차량 제어기(150)는 차량 속도 및 가속페달량에 따라 변화하는 요구 가속도를 나타내는 기본 요구 가속도 맵을 설정한다.
여기서 기본 요구 가속도 맵은 단계 S325에서 설정되는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 운전자 요구 가속도 맵을 정의하기 이전에 설정되면 순서는 무관하다. 예를 들어, 기본 요구 가속도 맵은 차량이 출차될 때 작업자에 의해 미리 설정될 수도 있다.
차량 제어기(150)는 기본 요구 가속도 맵에 운전 데이터의 가중치를 적용하여 운전자 요구 가속도 맵을 정의한다. 즉, 차량 제어기(150)는 기본 요구 가속도 맵에 표시된 요구 가속도에 가속페달 변화량 및 도로 구배 조건에 대한 가중치를 적용하여 도 4에 도시된 바와 같이 차속과 가속페달량에 따라 변환하는 운전자의 요구 가속도를 나타내는 운전자 요구 가속도 맵(410)을 정의한다. 이렇게 가속페달 변화량과 도로 구배 조건에 대해 가중치를 적용하는 이유는 운전자가 요구하는 요구 가속도가 가속페달 변화량과 도로의 구배도에 따라 상이해지기 때문이다. 예를 들어, 가속페달 변화량이 기준치보다 크면 운전성향이 스포티하여 운전자가 빠르게 차속이 변화하길 원하므로 이를 반영하기 위해 기본 요구 가속도 맵에 가중치를 부여할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속 제어 장치는 기본 요구 가속도 맵에 가속페달 변화량 및 도로 구배 조건에 따른 가중치를 부여하여 운전자가 요구하는 요구 가속도를 정확하게 판단할 수 있으며, 추가적으로 운전자의 운전성향 및 도로 구배 조건에 대한 맵을 구성하지 않아도 되므로 매핑 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
차량 제어기(150)는 가속페달량이 보정 변수 이상인지를 판단한다(S325).
한편, 차량 제어기(150)는 가속페달량이 보정 변수 이상이면 엔진(160)이 출력할 수 있는 최대 토크를 설정한다(S330).
차량 제어기(150)는 기어단별로 최대로 도달할 수 있는 엔진 RPM을 설정한다(S335). 이후, 차량 제어기(150)는 엔진 최대 토크와 엔진 RPM을 기반으로 목표 기어단을 설정(S360)하고, 목표 기어단으로 변속(S365)을 지령한다.
차량 제어기(150)는 가속페달량이 보정 변수 미만이면 운전자의 요구 가속도를 설정한다(S340). 즉, 차량 제어기(150)는 운전자 요구 가속도 맵 상에서 운전 데이터의 가속페달량 및 차속에 매칭되는 요구 가속도를 추출하고, 추출한 요구 가속도를 기반으로 운전자 요구 가속도를 설정한다.
차량 제어기(150)는 차량의 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정한다(S345). 다시 말하면, 차량 제어기(150)는 데이터 검출부(100)의 기어단 센서(130)를 통해 차량의 현재 기어단을 확인할 수 있다. 차량 제어기(150)는 가속도 맵 상에서 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 운전자 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정한다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이 가속도 맵(510)은 복수의 기어단 별로 도달 가능한 차속 및 가속도를 나타낸 맵이다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 현재 기어단이 2단이고, 운전자의 요구 가속도가 2단과 1단 사이에 해당하면 차량 제어기(150)는 다운(down) 변속에 해당하는 1단으로 기어단 범위를 설정할 수 있다. 또한, 운전자의 요구 가속도가 4단과 5단 사이에 해당하면 차량 제어기(150)는 업(up) 변속에 해당하는 3단 및 4단으로 기어단 범위를 설정할 수도 있다.
차량 제어기(150)는 기어단 범위 중 연료 소모량이 최소로 하는 연비 최소점을 설정한다(S350). 구체적으로, 차량 제어기(150)는 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵 상에서 기어단 범위 중 연료 소비량이 최소로 하는 엔진 토크 및 엔진 속도(RPM)을 추출한다. 차량 제어기(150)는 추출한 엔진 토크 및 엔진 속도를 기반으로 연비 최소점을 결정할 수 있다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이 BSFC 맵(610)은 등고선 형태의 연료 소모율 정보를 나타내는 맵이며, 엔진 속도와 엔진 토크에 따른 BSFC를 나타낸다. BSFC은 시간당 소비되는 연비율을 일률로 나눈 값으로, 엔진(160)의 효율을 측정하는 지표이다. BSFC의 값이 낮을수록 엔진(160)의 효율은 좋다.
차량 제어기(150)는 연비 최소점이 존재하는지를 판단한다(S355).
만약, 차량 제어기(150)는 BSFC 맵 상에서 연비 최소점을 추출하지 못했으면 단계 S330으로 리턴하여 엔진(160)의 최대 토크를 설정할 수 있다.
차량 제어기(150)는 연비 최소점이 존재하면 연비 최소점에 해당하는 기어단을 확인하고, 확인한 기어단을 기반으로 목표 기어단을 설정한다(S360).
차량 제어기(150)는 목표 기어단을 기반으로 변속을 지령한다(S365). 즉, 차량 제어기(150)는 지연 시간 동안 변속을 지연시킨 후 목표 기어단으로 변속을 수행하도록 자동변속기(170)를 제어한다. 예를 들어, 차량 제어기(150)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 임의의 시간(710)에 해당하는 시간에 목표 기어단으로 변속하도록 변속을 지령하고, 지연 시간(720) 동안 지연된 제2 임의의 시간(720)에 변속기를 제어하여 변속을 수행할 수 있다.
이렇게 지연 시간 동안 변속을 지연시킨 후 변속을 지령하는 이유는 변속이 자주 일어나면 하드웨어 적으로 변속이 불가능하므로 이를 방지하기 위함이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 데이터 검출부
110: 내비게이션 장치
115: APS
120: 차속 센서
125: 가속도 센서
130: 기어단 센서
135: 조향각 센서
140: BPS
145: GPS
150: 차량 제어기
160: 엔진
170: 변속기

Claims (20)

  1. 변속 제어를 수행하기 위한 운전 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및
    상기 운전 데이터를 기반으로 변속 기어단을 결정하고, 상기 변속 기어단을 기반으로 변속기를 제어하는 차량 제어기;
    를 포함하되,
    상기 차량 제어기는 상기 운전 데이터를 기반으로 운전자의 요구 가속도를 설정하고, 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하며, 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하여 변속을 지령하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    차량 속도 및 가속페달량에 대한 요구 가속도를 나타내는 기본 요구 가속도 맵을 설정하고, 상기 기본 요구 가속도 맵에 상기 운전 데이터의 가속페달 변화량 및 도로 구배 조건 각각에 대한 가중치를 적용하여 운전자 요구 가속도 맵을 정의하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 운전자 요구 가속도 맵 상에서 상기 운전 데이터의 차속 및 가속페달량에 매칭되는 요구 가속도를 추출하여 상기 운전자의 요구 가속도를 설정하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 차량의 복수 기어단 별로 도달 가능한 차속 및 가속도를 나타내는 가속도 맵 상에서 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    등고선 형태의 연료 소모율 정보를 나타내는 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵 상에서 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 목표 기어단을 설정하고, 지연 시간 동안 변속을 지연시킨 후 상기 목표 기어단을 기반으로 변속하도록 상기 변속기를 제어하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 운전 데이터는 차속, 가속페달량, 가속페달 변화량, 차량 가속도, 도로 구배 조건 및 주행 조건 분류표 중 적어도 하나를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 장치.
  8. 운전 데이터를 기반으로 차속과 가속페달량에 대한 운전자 요구 가속도 맵을 정의하는 단계;
    상기 운전자 요구 가속도 맵을 통해 상기 운전 데이터에 따른 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계;
    차량의 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하는 단계;
    상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하는 단계; 및
    상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 운전자 요구 가속도 맵을 정의하는 단계는
    차량 속도 및 가속페달량에 대한 요구 가속도를 나타내는 기본 요구 가속도 맵을 설정하는 단계; 및
    상기 기본 요구 가속도 맵에 상기 운전 데이터의 가속페달 변화량 및 도로 구배 조건 중 적어도 하나에 대한 가중치를 적용하여 상기 운전자 요구 가속도 맵을 정의하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계는
    상기 운전자 요구 가속도 맵 상에서 상기 운전 데이터의 차속 및 가속페달량에 매칭되는 요구 가속도를 추출하여 설정하는 단계인 자동변속기의 변속 제어 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계는
    상기 운전 데이터의 가속페달량이 보정 변수 이상인지를 판단하는 단계; 및
    상기 운전 데이터의 가속페달량이 보정 변수 보다 미만이면 상기 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 기어단 범위를 설정하는 단계는
    상기 차량의 복수 기어단 별로 도달 가능한 차속 및 가속도를 나타내는 가속도 맵 상에서 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하는 단계인 자동변속기의 변속 제어 방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 목표 기어단을 설정하는 단계는
    등고선 형태의 연료 소모율 정보를 나타내는 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵 상에서 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 연비 최소점을 결정하는 단계; 및
    상기 연비 최소점에 해당하는 기어단을 확인하여 목표 기어단을 설정하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 지령하는 단계는
    지연 시간 동안 변속을 지연시킨 후 상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계인 자동변속기의 변속 제어 방법.
  15. 제8 항에 있어서,
    상기 운전 데이터는 차속, 가속페달량, 가속페달 변화량, 차량 가속도, 도로 구배 조건 및 주행 조건 분류표 중 적어도 하나를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  16. 차량 속도 및 가속페달량에 대한 요구 가속도를 나타내는 기본 요구 가속도 맵을 설정하는 단계;
    차량의 운전 상태 및 운전자의 의도를 나타내는 운전 데이터를 검출하는 단계;
    상기 기본 요구 가속도 맵에 상기 운전 데이터에 대한 가중치를 적용하여 운전자의 요구 가속도 맵을 정의하는 단계;
    상기 운전자 요구 가속도 맵을 통해 상기 운전 데이터에 따른 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계;
    가속도 맵 상에서 상기 차량의 현재 기어단을 기반으로 전체 기어단 중 상기 운전자의 요구 가속도에 도달 가능한 기어단 범위를 설정하는 단계;
    BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵 상에서 상기 기어단 범위 중 연료 소모량을 최소로 하는 목표 기어단을 설정하는 단계; 및
    상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계;
    를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 운전자의 요구 가속도를 설정하는 단계는
    상기 운전자 요구 가속도 맵 상에서 상기 운전 데이터의 차속 및 가속페달량에 매칭되는 요구 가속도를 추출하여 설정하는 단계인 자동변속기의 변속 제어 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계는
    미리 설정된 지연 시간 동안 변속을 지연시킨 후 상기 목표 기어단을 기반으로 변속을 수행하는 단계인 자동변속기의 변속 제어 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 가속도 맵은 상기 차량의 복수 기어단 별로 도달 가능한 차속 및 가속도를 나타내는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 운전 데이터는 차속, 가속페달량, 가속페달 변화량, 차량 가속도, 도로 구배 조건 및 주행 조건 분류표 중 적어도 하나를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.

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