KR20180112530A

KR20180112530A - 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법

Info

Publication number: KR20180112530A
Application number: KR1020170043724A
Authority: KR
Inventors: 이제홍; 이희용
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-10-12

Abstract

본 발명은 연비가 최적인 상태로 엔진이 작동할 수 있도록 변속선을 이동시켜 변속되도록 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법은, 차량에 장착되어 엔진으로부터 발생한 동력을 구동륜으로 변속하는 무단변속기의 변속 제어방법에 있어서, 차량이 에코모드로 주행하고 있는 지를 판단하는 에코모드 판단단계(S110)와, 상기 차량의 현재 주행상태를 유지하게 위해 엔진의 연료소비율이 최소가 되는 영역인 최적 운전 영역을 확인하는 최적 운전 영역 확인단계(S120)와, 상기 엔진의 현재 회전수와 토크를 확인하는 엔진 상태 확인 단계(S130)와, 상기 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역에 위치하는지를 판단하는 최적 운전 판단 단계(S140)와, 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에 포함되지 않으면, 상기 차량의 엑셀 개도에 따라 미리 설정된 변속선을 가변시키는 변속선 가변 제어단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법{SHIFT CONTROL METHOD CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION FOR IMPROVING FUEL EFFICIENCY}

본 발명은 차량에 장착되는 변속기 중 하나인 무단 변속기를 제어하는 무단 변속기의 변속 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연비가 최적인 상태로 엔진이 작동할 수 있도록 변속선을 이동시켜 변속되도록 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.

차량의 변속기중에서 무단변속기는 변속기의 입력측과 출력측이 정해진 기어비로만 변속되는 것이 아니라, 연속적으로 변속비가 가변되도록 한다.

상기 무단변속기는 변속충격이 발생하지 않고, 승차감이 뛰어나며, 효율이 좋은 장점이 있기 때문에 점차 적용이 확대되고 있다.

이러한 무단변속기는 도 1에 이 도시되는 바와 같은 변속선을 따라, 변속된다.

운전자가 가속패널을 조작하면, 상기 가속패널의 조작량에 따라 서로 다른 변속선을 따라 변속된다.

하지만, 종래기술에 따른 무단변속기의 변속 제어에 따르면, TCU(Transmission Control Unit)는 차량이나 엔진의 조건과 무관하게 상기 무단변속기를 초기 셋팅된 변속선만을 따라 변속을 제어한다. 예컨대, 차량이 에코모드로 주행하는 경우에는 각 엑샐개도에 대하여 변속선을 일정량만큼 하향 시킨후, 하향된 변속선을 따라 변속을 제어하였다(도 2 참조).

그러나, 상기와 같은 무단변속기의 변속 제어는 에코모드시 단순하게 변속선을 하향시켜 상기 무단변속기를 제어하므로, 변속이 연비가 최적인 조건을 반영하지 못한 상태에서 변속이 되어, 연비가 저하되는 문제점이 있었다.

이는 연비향상을 위하여 차량을 에코모드로 적용하여 운전되지만, 실제 변속시에는 일부 비효율 적인 구간에 머물게 됨으로써, 오히려 연비가 저하되는 현상이 발생하였다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '무단변속기 차량의 풀리 제어방법'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-2014-0077041 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 에코모드로 차량이 운행시, 기본 변속선을 연비가 최적이 되도록 상향 또는 하향시켜 변속을 제어하도록 한 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법은, 차량에 장착되어 엔진으로부터 발생한 동력을 구동륜으로 변속하는 무단변속기의 변속 제어방법에 있어서, 차량이 에코모드로 주행하고 있는 지를 판단하는 에코모드 판단단계와, 상기 차량의 현재 주행상태를 유지하게 위해 엔진의 연료소비율이 최소가 되는 영역인 최적 운전 영역을 확인하는 최적 운전 영역 확인단계와, 상기 엔진의 현재 회전수와 토크를 확인하는 엔진 상태 확인 단계와, 상기 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역에 위치하는지를 판단하는 최적 운전 판단 단계와, 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에 포함되지 않으면, 상기 차량의 엑셀 개도에 따라 미리 설정된 변속선을 가변시키는 변속선 가변 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속선 가변 제어단계는, 현재 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역의 내부에 위치하도록 상기 변속선을 TCU(Transmission Control Unit)에 저장된 기본값에 비하여 상승시키거나 하향시키는 방향으로 이동시키고, 상기 무단변속기 상기 이동된 변속선에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 에코모드 판단단계는 차량의 내부에 설치된 에코모드 버튼의 조작여부로 상기 차량이 에코모드로 주행하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 최적 운전 영역 확인단계는 제동연료소비율(BSFC;Brake Specific Fuel Consumption)맵으로부터 구해지는 것을 특징으로 한다.

상기 최적 운전 판단 단계에서 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에 포함되면, 상기 변속선을 미리 설정된 기본값으로 제어하는 변속선 기본 제어단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

변속선 가변 제어단계가 수행된 이후에는 상기 상기 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고, 상기 차량이 주행중으로 판단되면 상기 에코모드 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기 에코모드 판단단계에서, 상기 차량이 에코모드로 주행하지 않는 것으로 판단되면, 상기 변속선을 미리 설정된 기본값으로 제어하는 변속선 기본 제어단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

변속선 기본 제어단계가 수행된 이후에는 상기 상기 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고, 상기 차량이 주행중으로 판단되면 상기 에코모드 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법에 따르면, 차량이 에코모드로 운행시 무단변속기의 변속패턴을 연비가 최적인 상태가 되도록 기본 변속패턴에서 가변되도록 함으로써, 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 통상적인 무단변속기의 변속패턴을 도시한 그래프.
도 2는 종래기술에 따른 무단변속기의 제어방법에 따라 에코모드시 변속패턴을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법에서 연비가 최적인 영역의 일례를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법에 따라 에코모드시 변속패턴을 도시한 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법은, 차량에 장착되어 엔진으로부터 발생한 동력을 구동륜으로 변속하는 무단변속기의 변속 제어방법에 있어서, 차량이 에코모드로 주행하고 있는 지를 판단하는 에코모드 판단단계(S110)와, 상기 차량의 현재 주행상태를 유지하게 위해 엔진의 연료소비율이 최소가 되는 영역인 최적 운전 영역을 확인하는 최적 운전 영역 확인단계(S120)와, 상기 엔진의 현재 회전수와 토크를 확인하는 엔진 상태 확인 단계(S130)와, 상기 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역에 위치하는지를 판단하는 최적 운전 판단 단계(S140)와, 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에 포함되지 않으면, 상기 차량의 엑셀 개도에 따라 미리 설정된 변속선을 가변시키는 변속선 가변 제어단계(S160)를 포함한다.

차량에 설치되어 엔진으로부터 발생된 동력을 변속하여 구동륜을 전달하는 무단변속기를 제어하는 방법으로 차량에 설치된 각종 센서 및 장치로부터 정보를 입력받은 TCU(Transmission Control Unit)가 후술되는 각 단계를 수행하여, 상기 무단변속기를 제어한다.

에코모드 판단단계(S110)는 주행중인 차량이 에코모드로 주행하고 있는지를 판단한다.

상가 차량의 내부에는 엔진이나 변속기가 성능위주보다 연비위주로 제어되는 에코모드로 차량이 주행할 수 있도록 운전자가 설정하는 버튼이 마련되어 있다. 상기 버튼을 조작하면, 차량은 성능위주보다 연비위주로 상기 엔진이나 상기 변속기가 제어된다.

상기 에코모드 판단단계(S110)에서 상기 차량이 에코모드가 적용되어 주행하고 있다면, 후술되는 각 단계가 수행된다.

만약, 상기 에코모드 판단단계(S110)에서 차량이 에코모드로 작동하지 않는다면, 상기 에코모드 판단단계(S110)를 반복하여 수해한다. 이때, 상기 에코모드 판단단계(S110)는 상기 차량이 주행중인 상태에서만 반복 수행되고, 상기 차량의 주행이 완료된 상태라면 본 로직은 종료된다.

최적 운전 영역 확인 단계(S120)는 주행중인 상기 차량이 최소의 연료소비율을 갖는 영역을 확인하는 단계이다.

상기 차량의 엔진의 운전조건, 예컨대 상기 엔진의 회전수와 토크를 기초로 하여, 상기 차량이 현재 주행상태를 유지하면서 상기 엔진이 최소의 연료소비율을 갖는 영역을 확인한다.

상기 차량이 현재 주행상태를 유지하기 위해 필요한 상기 엔진의 회전수와 토크를 구하고 상기 엔진의 회전수와 토크가 최소로 연료가 소비되는 최적 운전 영역를 확인한다. 상기 최적 운전 영역은 제동은 도 5에 도시된 바와 같은 제동연료소비율(BSFC;Brake Specific Fuel Consumption)맵으로부터 구할 수 있다. 즉, 제동연료소비율은 제동출력(N_e) 1kW에 대한 단위시간 당 연료소비량(B[g/h])으로 정의된 것으로서, 엔진의 회전수와 토크에 따른 최적의 운전 영역을 알 수 있다. 도 5에서는 A로 도시된 영역이 연료소비율이 최소가 되는 영역이다.

엔진 상태 확인 단계(S130)는 현재 운전중인 상기 엔진의 회전수와 토크를 확인한다.

상기 엔진에 설치된 각종 센서로부터 상기 엔진의 회전수와 토크를 측정할 수 있다. 또한, 상기 엔진으로 유입되는 공기량과 연료의 양에 의해 상기 엔진의 회전수와 토크에 대한 정보를 획득할 수도 있다.

최적 운전 판단단계(S140)는 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에서 운전 중인지를 판단한다.

상기 최적 운전 판단단계(S140)는 상기 엔진 상태 확인 단계(S130)에서 구한 엔진의 토크와 회전수가 상기 최적 운전 영역 확인단계(S120)에서 구한 최적 운전 영역에 포함되는지를 판단하여, 상기 엔진이 최적의 상태, 즉 연료소비율을 최소인 상태로 운전중인지를 판단한다.

만약, 상기 최적 운전 판단단계(S140)에서 상기 엔진이 최적 운전 단계에 위치하고 있다면 후술되는 변속선 기본 제어단계(S150)가 수행되고, 상기 엔진이 최적 운전 단계에 위치하지 않으면 후술되는 변속선 가변 제어단계(S160)가 수행된다.

변속선 기본 제어단계(S150)는 상기 최적 운전 판단 단계(S140)에서 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역의 내부에서 운전되고 있을 때 수행된다. 상기 변속선 기본 제어단계(S150)는 차량의 속도와 상기 무단변속기의 입력축 회전속도 및 엑셀 개도에 따라 등파워를 갖는 변속선이 미리 설정되어 상기 무단변속기를 제어하는 TCU에 저장되고, 상기 TCU는 상기 변속선을 따라 상기 무단변속기의 조절한다. 이때, 상기 변속선 기본 제어단계(S150)에서는 상기 TCU에 미리 저장된 상기 변속선을 따라 상기 무단변속기의 풀리비를 조절하는 것이다.

변속선 가변 제어단계(S160)는 상기 최적 운전 판단 단계(S140)에서 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역의 내부에 위치하지 않은 상태에서 운전되고 있을 때 수행된다. 상기 변속선 가변 제어단계(S160)에서는 상기 TCU에 미리 저장된 변속선을 상향시커거나 하향시켜 상기 무단변속기를 제어한다.

상기 변속선 가변 제어단계(S160)는 상기 TCU에 저장된 기본 변속선을 사용하지 않고, 상기 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역의 내부에 위치하도록 상기 기본 변속선을 상향시키거나 하향시켜 가변된 등파워선, 즉 변속선을 따라 상기 무단변속기가 제어되도록 한다. 상기 변속선 가변 제어단계(S160)에 의하면, 상기 엔진은 도 5에서 화살표 방향으로 운전영역이 이동되어 최적 운동 영역이 된다.

종래에는 에코모드가 적용되면, 무조건 상기 변속선을 하향시켰으나, 본 발명에서는 차량의 엔진의 운전상태가 최적 운전 영역에서 운전되고 있는지를 판단하여, 상기 엔진의 운전상태가 최적 운전 영역에서 운전되도록 한다.

상기 변속선을 상향시키거나 하향시키면, 상기 무단변속기의 변속시점이 가변되고, 이를 통하여 상기 엔진의 운전 영역이 가변될 수 있다.

따라서, 상기 변속선 가변 제어단계(S160)에서 상기 엔진이 최적 운전 영역에서 운전되도록 상기 변속선을 상향시커나 하향시킴으로써, 변속시점이 가변되고, 이를 통하여 상기 엔진이 연료 소모 최적점, 즉 최소로 연료로 소비하는 영역에서 운전되도록 한다.

상기 변속선 기본 제어단계(S150)와 상기 변속선 가변 제어단계(S160)가 완료되면, 상기 차량이 주행중인지 판단하는 차량 주행 판단단계(S170)가 수행된다.

상기 차량 주행 판단단계(S170)에서 상기 차량이 주행중이면, 상기 에코모드 판단단계(S110)로 리턴되어, 상기의 과정이 상기 차량이 주행중인 상태에서는 반복 수행되도록 한다.

한편, 상기 차량 주행 판단단계(S170)에서 상기 차량이 주행중이 아니라면, 상기 로직은 종료된다.

S110 : 에코모드 판단단계
S120 : 최적 운전 영역 확인단계
S130 : 엔진 상태 확인 단계
S140 : 최적 운전 판단 단계
S150 : 변속선 기본 제어단계
S160 : 변속선 가변 제어단계

Claims

차량에 장착되어 엔진으로부터 발생한 동력을 구동륜으로 변속하는 무단변속기의 변속 제어방법에 있어서,
차량이 에코모드로 주행하고 있는 지를 판단하는 에코모드 판단단계와,
상기 차량의 현재 주행상태를 유지하게 위해 엔진의 연료소비율이 최소가 되는 영역인 최적 운전 영역을 확인하는 최적 운전 영역 확인단계와,
상기 엔진의 현재 회전수와 토크를 확인하는 엔진 상태 확인 단계와,
상기 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역에 위치하는지를 판단하는 최적 운전 판단 단계와,
상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에 포함되지 않으면, 상기 차량의 엑셀 개도에 따라 미리 설정된 변속선을 가변시키는 변속선 가변 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 변속선 가변 제어단계는,
현재 엔진의 회전수와 토크가 상기 최적 운전 영역의 내부에 위치하도록 상기 변속선을 TCU(Transmission Control Unit)에 저장된 기본값에 비하여 상승시키거나 하향시키는 방향으로 이동시키고, 상기 무단변속기 상기 이동된 변속선에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 에코모드 판단단계는 차량의 내부에 설치된 에코모드 버튼의 조작여부로 상기 차량이 에코모드로 주행하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 최적 운전 영역 확인단계는 제동연료소비율(BSFC;Brake Specific Fuel Consumption)맵으로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 최적 운전 판단 단계에서 상기 엔진이 상기 최적 운전 영역에 포함되면, 상기 변속선을 미리 설정된 기본값으로 제어하는 변속선 기본 제어단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제1항에 있어서,
변속선 가변 제어단계가 수행된 이후에는 상기 상기 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고,
상기 차량이 주행중으로 판단되면 상기 에코모드 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 에코모드 판단단계에서,
상기 차량이 에코모드로 주행하지 않는 것으로 판단되면, 상기 변속선을 미리 설정된 기본값으로 제어하는 변속선 기본 제어단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.
제7항에 있어서,
변속선 기본 제어단계가 수행된 이후에는 상기 상기 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고,
상기 차량이 주행중으로 판단되면 상기 에코모드 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 연비 향상을 위한 무단 변속기의 변속 제어방법.