KR20210153211A - 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법 - Google Patents

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오지원
어정수
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 전기자동차의 제어 방법에 관한 것으로서, 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 다단 변속기가 장착된 차량에서와 같은 변속감을 생성 및 구현할 수 있는 전기자동차의 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 주행 동안 차량에서 수집되는 차량 운전 정보를 입력으로 하는 가상 변속 모델을 통하여 입력 변수로부터 가상 변속 개입 토크 및 가상 변속단별 한계 토크를 결정하고, 상기 결정된 가상 변속 개입 토크 및 가상 변속단별 한계 토크와 모터 토크 지령을 이용하여 모터를 제어함으로써 가상의 다단 변속감을 구현하는 전기자동차의 제어 방법이 개시된다.

Description

전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법{Control method for virtual gear shift feeling generation of electric vehicle}
본 발명은 전기자동차의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 다단 변속기가 장착된 차량에서와 같은 변속감을 생성 및 구현할 수 있는 전기자동차의 제어 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 차량 주행을 위한 구동력의 발생원으로서 모터를 이용하여 주행하는 차량이다.
전기자동차의 구동계는, 모터를 구동시키기 위한 전력을 공급하는 배터리, 상기 배터리에 연결되어 모터를 구동 및 제어하기 위한 인버터, 차량의 구동원으로서 인버터를 통해 배터리에 충, 방전 가능하게 연결된 모터, 및 상기 모터의 회전력을 감속하여 구동륜에 전달하는 감속기를 포함한다.
여기서, 인버터는 모터 구동시 배터리로부터 공급되는 직류(DC) 전류를 교류(AC)로 변환하여 전력케이블을 통해 모터에 인가하고, 모터 회생시에는 발전기로 작동하는 모터에서 생성된 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 배터리에 공급함으로써 배터리를 충전하는 역할을 한다.
또한, 통상의 전기자동차에서는 기존의 내연기관 자동차와 달리 다단 변속기를 사용하지 않으며, 그 대신 고정 기어비를 사용하는 감속기를 모터와 구동륜 사이에 배치한다.
이는 내연기관이 운전점에 따라 에너지 효율의 분포 범위가 넓고 고속 영역에서만 고토크를 제공할 수 있는 것과는 달리, 모터의 경우에는 운전점에 대한 효율의 차이가 상대적으로 작고 모터의 단품 특성만으로도 저속 고토크 구현이 가능하기 때문이다.
변속기의 부재는 변속으로 인한 운전성의 끊김이 없고 부드러운 운전성을 제공한다는 점에서 분명 유리한 부분이 있으나, 운전 재미를 원하는 운전자에게는 변속기 및 변속감의 부재가 운전자에게 지루함을 줄 수 있다.
이에 따라 다단 변속기가 부재하고 감속기가 장착된 전기자동차에서 운전자로 하여금 다단 변속기가 장착된 차량에서 제공되는 운전 감성과 재미, 박진감과 직결감 등을 느낄 수 있도록 해주는 기술이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 다단 변속기가 장착된 차량에서와 같은 변속감을 생성 및 구현할 수 있는 전기자동차의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기자동차의 주행 동안, 제어기에 의해(by controller), 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 기본 토크 지령이 실시간으로 결정되는 단계; 제어기에 의해, 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 가상 목표 변속단이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 가상 현재 변속단과 상기 결정된 가상 목표 변속단으로부터 변속 클래스가 결정되고, 설정된 변속 클래스별 가상 변속 개입 토크 프로파일 중 상기 결정된 현재의 변속 클래스에 해당하는 가상 변속 개입 토크 프로파일이 선택되는 단계; 제어기에 의해, 상기 선택된 가상 변속 개입 토크 프로파일에 따라 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크가 실시간으로 결정되고, 상기 결정된 기본 토크 지령과 가상 변속 개입 토크를 이용하여 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계; 및 제어기에 의해, 상기 생성된 최종 모터 토크 지령에 따라 차량 구동을 위한 모터의 작동이 제어되는 단계를 포함하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 전기자동차의 제어 방법에 의하면, 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 실제 다단 변속기가 장착된 차량에서와 같은 변속감을 생성 및 구현할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 제어를 위한 장치 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에서 가상 변속 기능을 구현하기 위한 가상 변속 모델의 입, 출력 변수 및 가상 변속 중간 변수를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에서 가상 변속 기능을 구현하기 위한 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명에서 가상 목표 변속단의 결정을 위한 변속 스케줄 맵을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 업시프트용과 다운시프트용으로 모두 이용할 수 있는 하나의 변속 스케줄 맵을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 모터 속도에 따른 최대 모터 토크 곡선 및 가상 변속단별 한계 토크를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명에서 가상 변속 개입 토크 프로파일의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 가상 변속 과정에서의 변속 상태 및 차량 거동 상태를 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 주행 중 모터 제어를 통해 다단 변속기가 장착된 차량에서와 같은 가상의 다단 변속감을 생성 및 모사하여 구현할 수 있는 전기자동차의 제어 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이하의 설명에서 모터는 차량을 구동하는 구동모터를 의미하고, 본 발명에서 제어 대상이 되는 차량은 내연기관(일반 엔진)과 다단 변속기가 부재하고 감속기를 탑재한 전기자동차일 수 있다.
전술한 바와 같이, 모터로 구동하는 순수 전기자동차(모터 구동 차량)의 경우, 기존의 내연기관 자동차와 달리 다단 변속기를 사용하지 않으며, 대신 고정 기어비를 사용하는 감속기를 모터와 구동륜 사이에 배치하고 있다.
그러나 다단 변속기가 부재한 경우, 변속시의 운전성 끊김이 없고 부드러운 운전성이 제공될 수 있는 이점은 있지만, 다단 변속기가 제공하는 운전 감성과 재미, 박진감과 직결감 등을 좋아하는 운전자라면 운전 동안 지루함을 느낄 수 있다.
따라서, 다단 변속기 대신 감속기가 장착된 전기자동차에서 운전자로 하여금 다단 변속기가 제공하는 운전 감성과 재미, 박진감과 직결감 등을 느낄 수 있도록 해주는 기술이 요구되고 있다.
본 발명과 같이 운전자가 변속기만의 운전 감성과 재미, 박진감과 직결감 등을 느끼기를 원할 때 차량을 교체할 필요 없이 동일한 차량에서 원하는 감성과 재미를 체험할 수 있도록 가상 변속감 구현 기능을 제공한다면, 차량의 상품성 향상 및 차별화가 가능해진다.
또한, 기존의 전기자동차에서는 운전자의 변속단 제어가 불가하고 오직 속도와 가속페달 입력만으로 차량의 거동을 제어할 수 있는데, 만약 고성능 스포츠 주행이 가능한 차량에서 가상 변속 기능이 구현된다면 운전시 선회 진입 속도와 하중 이동 관리 등이 용이해질 수 있다.
따라서, 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 가상의 다단 변속감을 구현할 수 있는 방법이 필요하고, 이에 가상 변속 모델을 구축하고 이를 이용하여 다단 변속감을 구현할 수 있는 모터 제어 방법이 개시된다.
본 발명은 주행 동안 차량에서 수집되는 차량 운전 정보를 입력으로 하는 가상 변속 모델을 통하여 입력 변수로부터 가상 변속 개입 토크 및 가상 변속단별 한계 토크를 결정하고, 상기 결정된 가상 변속 개입 토크 및 가상 변속단별 한계 토크와 모터 토크 지령을 이용하여 모터를 제어함으로써 가상의 다단 변속감을 구현할 수 있도록 한 점에 특징이 있다.
본 발명에서 가상 변속 기능은 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 주행 동안 다단 변속기 차량의 변속시 운전자가 느낄 수 있었던 다단 변속감을 모사할 수 있도록 미리 설정된 가상 변속감 생성 관련 변수(파라미터) 값을 기초로 운전자 운전 입력값 및 차량 상태에 따른 가상 변속감을 생성하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에서 가상 변속감은 다단 변속기의 변속 과정에서 운전자가 느낄 수 있는 차량 거동 및 움직임을 모사한 것일 수 있고, 본 발명에서는 이를 구동모터의 제어를 통해 생성 및 구현한다.
여기서, 다단 변속기는 자동 변속기(Automatic Transmission, AT), 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT), 및 자동화 수동 변속기(Automated Manual Transmission, AMT) 중 하나일 수 있다.
본 발명에서는 이들 변속기를 탑재한 차량의 변속 과정 동안 나타나는 차량 거동 및 움직임을 구동모터의 제어를 통해 생성 및 모사하여 가상 변속감을 제공하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 제어를 위한 장치 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에서 가상 변속 기능을 구현하기 위한 가상 변속 모델의 입, 출력 변수 및 가상 변속 중간 변수를 나타내는 블록도이다.
또한, 도 3은 본 발명에서 가상 변속 기능을 구현하기 위한 과정을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 제어 방법은 차량 주행 동안 모터 제어를 통해 기존 다단 변속기 차량의 다단 변속감을 모사한 가상 변속감을 생성 및 구현하는 가상 변속 방법을 포함한다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 제어 방법은, 가상 변속 기능이 온(on) 상태인지를 판단하는 단계(S11), 가상 변속 기능이 온(on) 상태일 때 기본 토크 지령을 실시간으로 산출하는 단계(S12), 가상 변속 모델에서 입력 변수로부터 가상 변속 중간 변수 값이 결정되는 단계(S13), 및 가상 변속단별 한계 토크(현재 변속단의 한계 토크임)에 의해 제한된 기본 토크 지령이 결정되는 단계(S14)를 포함한다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 제어 방법은, 가상 엔진 속도로부터 가상 레드 존에 진입하였는지를 판단하는 단계(S15), 가상 레드 존에 진입한 것으로 판단한 경우 가상 퓨얼-컷(virtual fuel-cut) 제어를 실시하는 단계(S16), 기본 토크 지령에 가상 변속 개입 토크를 합산하여 최종 모터 토크 지령을 결정하는 단계(S17), 및 최종 모터 토크 지령에 따른 모터 제어를 실시하는 단계(S18)를 더 포함한다.
상기한 가상 변속 과정을 수행하기 위한 장치 구성을 살펴보면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제어를 위한 장치는, 차량 운전 정보를 검출하는 운전정보 검출부(12), 상기 운전정보 검출부(12)에 의해 검출되는 차량 운전 정보를 기초로 토크 지령을 생성 및 출력하는 제1 제어기(20), 그리고 상기 제1 제어기(20)가 출력하는 토크 지령에 따라 구동장치(41)의 작동을 제어하는 제2 제어기(30)를 포함하여 구성된다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 제어를 위한 장치는, 운전자가 차량의 가상 변속 기능의 온(on)과 오프(off) 중 하나를 선택 입력하기 위해 이용하는 인터페이스부(11)를 더 포함할 수 있다.
이하의 설명에서 제어 주체를 제1 제어기(20)와 제2 제어기(30)로 구분하여 설명하지만, 복수 개의 제어기 또는 통합된 하나의 제어요소를 제어기라 통칭하여 이 제어기에 의해 본 발명에 따른 제어 과정이 수행되는 것으로도 이해할 수 있다.
상기 인터페이스부(11)로는 운전자가 차량에서 가상 변속 기능의 온(on)과 오프(off)를 조작할 수 있는 수단이라면 사용 가능하며, 예로서 차량에 구비되는 버튼이나 스위치 등의 조작 장치, 그 밖에 ANV(Audio, Video, Navigation) 시스템의 입력 장치나 터치 스크린 등이 될 수 있다.
상기 인터페이스부(11)는 제1 제어기(20)에 연결될 수 있고, 이에 운전자의 온 또는 오프 조작이 있게 되면, 인터페이스부(11)에서 온 조작 신호 또는 오프 조작 신호가 제1 제어기(20)에 입력될 수 있게 된다.
이에 제1 제어기(20)가 운전자에 의한 가상 변속 기능의 온, 오프 조작 상태를 인식할 수 있게 된다.
본 발명에서 차량 주행 동안 가상 변속감을 생성 및 구현하는 가상 변속 기능은 운전자가 상기 인터페이스부(11)를 통해 가상 변속 기능의 온(on)을 입력한 경우에만 실행된다(도 3의 S11 단계 참조).
또한, 상기한 인터페이스부(11)가 차량 내에 구비된 차량용 입력 장치라면, 이러한 차량용 입력 장치 대신, 도 1에는 도시되지 않았지만, 가상 변속 기능의 온, 오프 조작을 운전자가 모바일 기기(미도시)를 통해서도 할 수 있다.
상기 모바일 기기는 차량 내 장치, 예컨대 제1 제어기에 통신 가능하게 연결될 수 있는 것이어야 하며, 이를 위해 모바일 기기와 제1 제어기(20) 사이의 통신 연결을 위한 입출력 통신 인터페이스(미도시)가 이용된다.
운전정보 검출부(12)는 차량에서 모터 토크 지령을 생성하기 위해 필요한 차량 운전 정보를 검출하는 구성부로서, 여기서 운전 정보는 운전자의 운전 입력 정보와 차량 상태 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 운전정보 검출부(12)는, 운전자의 가속페달 조작에 따른 가속페달 입력 정보를 검출하는 가속페달 검출부, 및 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 페달 입력 정보를 검출하는 브레이크 페달 검출부를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 운전정보 검출부(12)는 패들 시프트(paddle shift)와 시프트 레버(shift lever) 검출부, 그리고 차량을 구동하는 구동장치(41)인 모터의 회전속도(이하 '모터 속도'라 함)를 검출하기 위한 모터 속도 검출부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 가속페달 검출부는 가속페달에 설치되어 운전자의 가속페달 조작 상태에 따른 전기적인 신호를 출력하는 통상의 가속페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)일 수 있다.
브레이크 페달 검출부는 브레이크 페달에 설치되어 운전자의 브레이크 페달 조작 상태에 따른 전기적인 신호를 출력하는 통상의 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor, BPS)일 수 있다.
또한, 모터 속도 검출부는 모터(구동모터)(41)에 설치된 공지의 레졸버일 수 있다.
이때, 운전자의 운전 입력 정보는 가속페달 검출부에 의해 검출되는 가속페달 입력값(APS 값)과, 브레이크 페달 검출부에 의해 검출되는 브레이크 페달 입력값(BPS 값)을 포함할 수 있다.
이에 더하여, 운전자의 운전 입력 정보는 운전자의 패들 시프트(paddle shift) 조작에 따른 패들 시프트 입력 정보와, 운전자의 시프트 레버 조작에 따른 시프트 레버 입력 정보(P, R, N, D단 정보)를 더 포함할 수 있다.
상기 시프트 레버 입력 정보는 시프트 레버 검출부에 의해 검출될 수 있고, 상기 패들 시프트 입력 정보는 패들 시프트로부터 제1 제어기(20)가 입력받을 수 있다.
또한, 차량 상태 정보는 모터 속도 검출부에 의해 검출되는 모터 속도를 포함할 수 있다.
또한, 토크 지령 생성부(21)에서 기본 토크 지령을 생성하는데 이용되는 운전 정보는 차량 상태 정보로서 차속을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 운전정보 검출부(12)는 도 1에 나타내지 않았으나 현재의 주행 차속을 검출하기 위한 차속 검출부를 더 포함할 수 있고, 상기 차속 검출부는 차량의 구동휠에 설치된 휠 속 센서를 포함하는 구성이 될 수 있다.
그리고, 제1 제어기(20)는 차량 운전 정보로부터 기본 토크 지령을 생성하는 토크 지령 생성부(21), 차량 운전 정보로부터 가상 변속감 생성 및 구현을 위한 보정 토크 지령(가상 변속감 구현을 위한 가상 변속 개입 토크 지령)을 생성하는 가상 변속 제어부(22), 및 상기 기본 토크 지령을 보정 토크 지령으로 보정하여 보정된 최종의 토크 지령을 생성하는 최종 토크 지령 생성부(23)를 포함한다.
상기 기본 토크 지령은 통상의 전기자동차에서 주행 중 수집되는 운전 정보에 기초하여 결정 및 생성되는 모터 토크 지령일 수 있고(S12 단계), 상기 토크 지령 생성부(21)는 통상의 전기자동차에서 운전 정보에 기초하여 모터 토크 지령을 생성하는 차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU) 또는 그 일부일 수 있다.
또한, 가상 변속 제어부(22)는 본 발명에서 기본 토크 지령과는 별개로 가상 변속감의 구현만을 위한 보정 토크 지령인 가상 변속 개입 토크 지령을 결정 및 생성하여 출력하는 신규한 구성부이고, 이는 차량 제어기 내에 그 일부로서 부가되거나 차량 제어기와는 별도의 제어요소로서 구비될 수 있다.
최종 토크 지령 생성부(23)에서는 토크 지령 생성부(21)로부터 입력된 기본 토크 지령이 가상 변속 제어부(22)로부터 입력된 보정 토크 지령에 의해 보정되는데, 기본 토크 지령에 보정 토크 지령인 가상 변속 개입 토크 지령을 합산함으로써 최종 토크 지령을 산출할 수 있다.
제2 제어기(30)는 제1 제어기(20)에서 송신되는 토크 지령, 즉 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)에서 결정된 최종 토크 지령을 수신하여 구동장치(41)의 작동을 제어하는 제어기이다.
본 발명에서 구동장치(41)는 차량을 구동하는 모터(구동모터)이고, 제2 제어기(30)는 통상의 전기자동차에서 인버터를 통해 모터를 구동시키고 모터의 작동을 제어하는 공지의 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)일 수 있다.
한편, 본 발명에서는 차량에서 수집되는 차량 운전 정보를 입력으로 하여 가상 변속 개입 토크 지령을 결정하여 출력하는 가상 변속 모델이 설정되어 가상 변속 제어부(22)에 입력된다.
본 발명에서 가상 변속 모델의 입력 변수는 운전정보 검출부(12)에 의해 검출되는 차량 운전 정보가 되고, 이 운전 정보는 전술한 바와 같이 운전자의 운전 입력 정보와 차량 상태 정보를 포함한다.
여기서, 운전자의 운전 입력 정보는 가속페달 입력 정보(APS 값 정보), 브레이크 페달 입력 정보(BPS 값 정보), 패들 시프트 입력 정보, 및 시프트 레버 입력 정보(P, R, N, D단 정보)를 포함하고, 차량 상태 정보는 모터 속도를 포함할 수 있다.
상기 가상 변속 제어부(22)에서는 가상 변속 모델에 의해 모델 입력 변수로부터 중간 변수들의 값이 산출되고, 나아가 이 중간 변수들의 값으로부터 가상 변속감 생성 및 구현만을 위한 토크 지령, 그리고 기어비 정보가 반영된 가상 변속단별 한계 토크가 결정되어 출력된다(S13 단계 참조).
여기서, 가상 변속감 생성 및 구현만을 위한 토크 지령이 상기 가상 변속 개입 토크 지령인 동시에 기본 토크 지령을 보정하기 위한 보정 토크 지령이 된다.
도 2를 참조하면, 차량 운전 정보로서 가속페달 입력 정보(APS 값 정보), 브레이크 페달 입력 정보(BPS 값 정보), 패들 시프트 입력 정보, 시프트 레버 입력 정보(P, R, N, D단 정보), 그리고 모터 속도(OmegaM) 정보가 가상 변속 모델(M)의 입력 변수임을 볼 수 있다.
또한, 도 2에는 가상 변속 모델(M)에서 가상 변속 기능을 수행하기 위해 이용되는 중간 변수들, 즉 가상 변속 모델에서 입력 변수로부터 구해지는 가상 변속감 생성을 위한 모델 중간 변수들이 예시되어 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 입력 변수로부터 구해지는 중간 변수는, 가상 차속(SpdVir), 다운시프트(downshift)용 가상 차속(SpdVirDn), 가상 목표 변속단(TarGe), 가상 수동변속 모드 목표 변속단(TarGeMan), 가상 현재 변속단(CurGe), 가상 엔진 속도(OmegaVir), 가상 변속단별 기어비(rG1, rG2,…, rGi), 가상 종감속 기어비(rFg), 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도(OmegaTar), 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(OmegaCur), 및 가상 변속진행률(xProgress)을 포함할 수 있다.
여기서, '입력속도'는 차량에 가상 변속기와 가상 엔진이 존재한다고 가정할 때 가상 변속기의 입력속도가 되는 가상 엔진 속도를 의미한다.
이에 따라 상기 '가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도'는 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도를 의미하고, 상기 '가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도'는 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도를 의미한다.
본 발명에서 상기 가상 변속을 위한 중간 변수는 차량의 실제 하드웨어의 물리 값과는 관계가 없으며, 오직 가상의 변속감 구현을 위해서만 이용된다.
본 발명에서 실제 물리적으로 전기자동차의 구동계에 개입을 하거나 실측치로 사용되는 물리 변수는, 상기한 입력 변수들(APS 값, BPS 값, 패들 시프트 입력값, 시프트 레버 입력값)과, 모터 속도(OmegaM), 가상 변속 개입 토크(tqltv), 그리고 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)라 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 가상 변속 모델(M)의 출력 변수는 가상 변속감을 제공 및 구현하기 위한 가상 변속 개입 토크 지령(보정 토크 지령)(Tqltv)을 포함할 수 있다.
이에 더하여, 가상 변속 모델(M)의 출력 변수는 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 가상 변속 모델(M)의 출력 변수는 상기 가상 변속 중간 변수들 중 적어도 일부를 더 포함할 수 있고, 예를 들어 가상 변속 중간 변수들 중 가상 목표 변속단(TarGe), 가상 현재 변속단(CurGe) 및 가상 엔진 속도(OmegaVir)를 더 포함할 수 있다.
상기 가상 변속 모델(M)에서 출력되는 가상 목표 변속단(TarGe), 가상 현재 변속단(CurGe) 및 가상 엔진 속도(OmegaVir)는 클러스터 제어기(미도시)로 전달되어 클러스터(미도시)에 표시되는 클러스터 표시 정보가 될 수 있다.
상기 가상 변속 제어부(22)에서 출력되는 가상 변속 개입 토크 지령과 가상 변속단별 한계 토크(현재 변속단의 한계 토크임)는 최종 토크 지령 생성부(23)로 입력되고, 이후 최종 토크 지령 생성부(23)에서 기본 토크 지령으로부터 최종 토크 지령을 생성하는데 이용된다.
즉, 최종 토크 지령 생성부(23)에서는 기본 토크 지령을 필요한 경우 가상 변속단별 한계 토크로 제한하는데(S14 단계), 기본 토크 지령이 한계 토크 미만인 경우 기본 토크 지령을 그대로 사용하나, 기본 토크 지령이 한계 토크 이상인 경우 기본 토크 지령이 한계 토크 값으로 제한된다.
이와 같이 최종 토크 지령 생성부(23)에서 가상 변속단별 한계 토크 이내의 값으로 제한된 기본 토크 지령은 이후 가상 변속 개입 토크 지령과 합산되고, 이 합산된 토크 지령이 최종 모터 토크 지령이 된다(S17 단계).
기본 토크 지령이 한계 토크 이상인 경우 한계 토크 값과 가상 변속 개입 토크 지령의 합산 값으로 최종 모터 토크 지령이 결정된다.
이와 같이 최종 토크 지령 생성부(23)에서 산출된 최종 모터 토크 지령은 제2 제어기(30)로 전달되며, 제2 제어기(30)는 최종 모터 토크 지령에 따라 모터를 제어하게 된다(S18 단계).
이하에서는 가상 변속 제어부(22) 내 가상 변속 모델(M)에서의 가상 변속 중간 변수들에 대해 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서는 변속 스케줄 맵(gear shift schedule map)의 입력으로서 가상 차속(SpdVir)을 생성하는데, 이 가상 차속(SpdVir)은 가상 변속 기능에서 기준차속으로 이용된다.
이 가상 차속(SpdVir)은 모델 입력 변수 중 하나인 실제 모터 속도(OmegaM)와 가상 종감속 기어비(rFg)를 이용하여 실제 모터 속도(OmegaM)와 정비례하는 값으로 산출될 수 있다.
도 2의 예에서 가상 종감속 기어비는 가상 변속 중간 변수에 포함된 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예에서 가상 종감속 기어비는 미리 설정된 값이 될 수 있다.
또한, 가상 변속 모델에서는 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)을 생성하며, 이는 다운시프트시 변속 스케줄 맵의 입력으로 이용되는 변수로서, 가상 차속(SpdVir)에 미리 설정된 스케일 팩터(scale factor) 및 옵셋(offset) 값을 적용하여 산출할 수 있다.
단, 업시프트용과 다운시프트용 변속 스케줄 맵을 별도로 구비하여 이용할 경우에는 기준속도인 가상 차속(SpdVir)만을 이용하여도 무방하고, 업시프트용과 다운시프트용의 구분없이 한 개의 변속 스케줄 맵을 구비하여 이용할 경우에는, 업시프트와 다운시프트 간의 히스테리시스(hysteresis) 효과를 추가하기 위해, 상기 기준차속인 가상 차속(SpdVir)에 더하여, 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)이 추가로 더 이용된다.
본 발명에서 통상적인 히스테리시스 효과를 구현하기 위하여 가상 차속(SpdVir)에 1보다 큰 스케일 팩터가 곱해진 뒤 상기 곱해진 값에 양수의 옵셋 값이 더해진 값으로 상기 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)이 결정되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명에서 가상 목표 변속단(TarGe)의 결정을 위한 변속 스케줄 맵을 예시한 도면으로, 별도로 구비되는 업시프트용 변속 스케줄 맵과 다운시프트용 변속 스케줄 맵을 각각 나타내고 있다.
도시된 각 변속 스케줄 맵에서, 횡축은 차속(km/h)을 나타내고, 종축은 가속페달 입력값(APS 값)을 나타내며, 이때 횡축의 차속은 상기 기준차속인 가상 차속(SpdVir)이다.
이와 같이 변속 스케줄 맵은 가상 차속(SpdVir)과 운전지 의지를 나타내는 가속페달 입력값(APS 값)을 입력으로 하며, 변속 스케줄 맵으로부터 가상 차속(SpdVir)과 가속페달 입력값(APS 값)에 해당하는 가상 목표 변속단(TarGe)이 결정된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 업시프트용 변속 스케줄 맵과 다운시프트용 변속 스케줄 맵이 각각 별도로 구비되는 경우, 가상 목표 변속단(TarGe)를 결정하기 위한 차속으로 하나의 가상 차속이 이용되고, 이때 가상 차속은 전술한 바와 같이 실제 모터 속도(OmegaM)와 가상 종감속 기어비(rFg)로부터 구해지는 기준속도인 가상 차속(SpdVir)이다.
이와 같이 업시프트용과 다운시프트용 변속 스케줄 맵을 별도로 이용하는 경우에는 상기 기준차속인 가상 차속(SpdVir)과 가속페달 입력값(APS 값)으로부터 가상 목표 변속단(TarGe)을 결정한다.
하지만, 업시프트용과 다운시프트용으로 하나의 변속 스케줄 맵을 이용하는 경우에는 상기 기준차속인 가상 차속(SpdVir)과 별도로 다운시프트용 가상 차속(SpdVir)을 이용하여 가상 목표 변속단(TarGe)을 결정한다.
도 5는 본 발명에서 업시프트용과 다운시프트용으로 모두 이용할 수 있는 하나의 변속 스케줄 맵을 예시한 도면이다.
도 5에 나타낸 하나의 변속 스케줄 맵을 업시프트와 다운시프트시에 모두 이용하는 경우, 업시프트시에는 상기 기준차속인 가상 차속(SpdVir)(업시프트용 가상 차속이 됨)이, 다운시프트시에는 상기 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)이 변속 스케줄 맵에서 가상 목표 변속단(TarGe)을 결정하기 위한 입력 변수로 이용된다.
즉, 하나의 변속 스케줄 맵을 이용하여, 업시프트시에는 기준차속인 가상 차속(SpdVir)과 가속페달 입력값(APS 값)으로부터 가상 목표 변속단(TarGe)이 결정되는 것이고, 다운시프트시에는 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)과 가속페달 입력값(APS 값)으로부터 가상 목표 변속단(TarGe)이 결정되는 것이다.
다시 말하면, 도 5의 변속 스케줄 맵에서 업시프트시인 경우 횡축의 차속이 상기 기준속도인 가상 차속(SpeVir)이고, 다운시프트시인 경우 횡축의 차속이 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)이 된다.
위의 설명에서 도 4와 도 5의 종축이 가속페달 입력값, 즉 APS 값(%)인 것으로 설명하였으나, 가속페달 입력값 대신 다른 차량 부하 값이 변속 스케줄 맵의 종축 값일 수 있다.
즉, 변속 스케줄 맵의 종축이 가속페달 입력값 대신 브레이크 페달 입력값(BPS 값)이나 기본 토크 지령이 될 수 있다.
이 가상 차속과 함께 가상 목표 변속단을 결정하기 위한 변속 스케줄 맵의 입력 변수일 수 있다.
상기 기준차속인 가상 차속(SpdVir)이 업시프트용 가상 차속이라면, 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)은 하기 식(1)과 같이 업시프트용 가상 차속(SpdVir)에 스케일 팩터(α)를 곱한 뒤 옵셋값(β)을 더한 값으로 결정될 수 있다.
SpdVir = SpdVirDn ×α + β (1)
다음으로, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서는 수동변속 모드의 진입 여부를 판단하는데, 시프트 레버의 조작이나 패들 시프트의 입력이 있는 경우, 미리 설정된 변속 스케줄에 따라 자동으로 변속이 수행되는 일반적인 자동 변속이 아닌, 운전자의 의지에 따라 변속을 수행하는 수동변속 모드의 상태인 것으로 판단한다.
운전자의 의지로 인한 목표 변속단은 자동 변속시 목표 변속단과 다를 수 있으므로, 수동변속 모드의 상태인 것으로 판단한 경우, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서는 수동변속 모드에서의 목표 변속단, 즉 가상 수동변속 모드 목표 변속단(TarGeMan)을 결정한다.
상기 가상 수동변속 모드 목표 변속단(TarGeMan)은 운전자의 시프트 레버 입력 정보 또는 패들 시프트 입력 정보에 의해 결정된다.
또한, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서 가상 변속 기능에서의 최종 목표 변속단을 산출하는데, 전술한 바와 같이, 기본적으로 자동변속 모드에서는 변속 스케줄 맵에 의해 결정된 목표 변속단을 가상 목표 변속단(TarGe)으로 결정하지만, 수동변속 모드에서는 운전자의 시프트 레버 입력 또는 패들 시프트 입력에 의해 결정되는 가상 수동변속 모드 목표 변속단(TarGeMan)을 가상 목표 변속단(TarGe)으로 결정한다.
자동변속 모드(수동변속 모드가 아닐 시)에서 변속 스케줄 맵에 의해 목표 변속단을 결정하는 방법을 설명하면, 전술한 바와 같이, 가상 차속(km/h)과 가속페달 입력값(APS 값)(%) 등 부하 값을 입력으로 하는 변속 스케줄 맵을 이용한다.
여기서, 변속 스케줄 맵은 가상 차속과 가속페달 입력값 등 차량 부하 값 정보를 입력으로 하여 각각의 조합에 해당하는 가상 목표 변속단을 미리 설정해놓은 맵이고, 상기 차량 부하 값 정보로는, 운전자의 운전 입력 정보인 가속페달 입력값(APS 값) 외에, 브레이크 페달 입력값(BPS 값) 또는 기본 토크 지령 등이 이용될 수 있다.
변속 스케줄 맵의 입력으로 이용되는 기준속도로는, 전술한 바와 같이 가상 종감속 기어비(rFg)와 실제 모터 속도(OmegaM)에 의해 결정되는 가상 차속(SpdVir)이 이용될 수 있고, 또는 상기 가상 차속으로부터 결정되는 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)이 이용될 수 있다.
상기와 같이 목표 변속단을 결정할 경우, 현 시점에서 두 가지 목표 변속단, 즉 기준속도인 상기 가상 차속(SpdVir)과 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)에 의해 각각 결정된 두 가지 목표 변속단이 존재하게 된다.
이때, 두 가지 값을 이용하여 최종의 목표 변속단을 결정할 수 있는데, 그 방법으로서, 가상 차속(SpdVir)에 의해 결정된 목표 변속단의 값이 이전 스텝(step)에서의 값보다 상승하였을 때에만(예, 1단 → 2단) 유효한 값으로 판단하여, 상기 가상 차속(SpdVir)에 의해 결정된 목표 변속단을 최종의 가상 목표 변속단(TarGe)인 것으로 결정 및 업데이트 한다.
마찬가지로, 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)에 의해 결정된 목표 변속단의 값이 이전 스텝(step)에서의 값보다 하락하였을 때만(예, 2단 → 1단) 유효한 값으로 판단하여, 상기 다운시프트용 가상 차속(SpdVirDn)에 의해 결정된 목표 변속단이 최종의 가상 목표 변속단(TarGe)인 것으로 결정 및 업데이트 한다.
단, 최종 결정된 가상 목표 변속단(TarGe)은 선택 가능한 최저단과 최고단 범위 내의 값으로 산출되어야 한다.
한편, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델에서는 가상 목표 변속단(TarGe)으로부터 일정 지연시간만큼 지연된 값을 갖는 지연 목표 변속단을 결정하며, 여기서 지연시간은 미리 설정된 시간이 이용되는데, 이는 목표 변속단으로 변화되어 변속될 예정이지만 가상 엔진 속도(OmegaVir)의 변속이 아직 시작되지 않는 시간을 의미한다.
이는 실제 변속기에서 이너샤 페이즈(inertia phase)가 시작되기 전 상태를 의미하는 시간이다.
그리고, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서는 가상 변속진행률(xProgress)을 계산하기 위하여 목표 변속단(TarGe)의 변화를 감지한다.
여기서, 목표 변속단의 변화는 변속 스케줄 맵 또는 수동변속 모드에서의 패들 시프트 입력이나 시프트 레버 입력 정보로부터 현재 변속단과 다른 새로운 가상 목표 변속단이 결정된 것을 의미한다.
목표 변속단이 변화된 시점(즉, 상기 새로운 가상 목표 변속단이 결정된 시점)에서 시간 0으로 카운트가 시작되어, 미리 설정된 총 변속시간에 대한 카운트된 시간의 백분율로 변속진행률(xProgress)이 결정될 수 있고, 이 변속진행률(xProgress)은 100%까지 상승한다.
상기 목표 변속단이 변화된 시점은 이전 목표 변속단인 가상 현재 변속단에서 변속 스케줄 맵에 의해 새로운 가상 목표 변속단이 결정된 시점을 의미한다.
이와 같이 목표 변속단이 변화된 시점을 시간 0으로 하여 카운트를 시작할 수 있으나, 카운트 시작 시점을 지연 목표 변속단의 변화 시점으로 대체 적용하는 것이 가능하다.
즉, 변화된 가상 목표 변속단이 결정되면, 제어기가 가상 목표 변속단이 결정된 후 상기 지연시간이 경과한 시점부터 시간을 카운트하여 그 카운트 되는 시간을 이용해 동일한 방법으로 가상 변속진행률을 결정하는 것이다.
또는 다른 방법으로서, 변속 과정 동안, 실시간으로 구해지는 현재 가상 엔진 속도(OmegaVir) 값이, 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(즉, 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaCur)와 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도(즉, 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaTar) 사이의 어느 위치에 있는가를 나타내는 백분율로도 표현 가능하다.
즉, 상기 가상 목표 변속단이 결정된 시점에서, 변속 과정 동안 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도(OmegaTar)와 가상 현재 변속단 기준 목표 입 력속도(OmegaCur) 간 속도차에 대한, 변속 과정 동안의 실시간 가상 엔진 속도(OmegaVir)와 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(OmegaCur) 간 속도차의 백분율 값으로서 가상 변속진행률이 정해질 수 있는 것이다.
그리고, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서는 기본적으로 기준차속인 가상 차속(SpdVir)과 가상 현재 변속단의 가상 기어비(rGi) 정보를 이용하여 가상 엔진 속도(OmegaCur)를 결정할 수 있다.
즉, 가상 차속(SpdVir)과 가상 현재 변속단의 가상 기어비(rGi)를 곱한 값으로부터 가상 엔진 속도(OmegaCur)가 구해질 수 있는 것이며, 또는 모터 속도 등 구동계 속도와 가상 현재 변속단의 가상 기어비(rGi)를 곱한 값으로부터 가상 엔진 속도(OmegaCur)가 구해질 수도 있다.
또한, 목표 변속단이 변화한 시점, 즉 변속이 시작된 시점부터 변속 과정 동안에는, 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(= 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaCur)와 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도(= 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaTar) 정보를 기반으로 가상 엔진 속도(OmegaVir)를 결정할 수 있다.
여기서, 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(OmegaCur)는 목표 변속단이 변화한 시점의 가상 차속(SpdVir)과 가상 현재 변속단(CurGe)의 가상 기어비(rGi) 정보를 이용하여 구해질 수 있다.
또한, 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도(OmegaTar)는 목표 변속단이 변화한 시점의 가상 차속(SpdVir)과 가상 목표 변속단(TarGe)의 가상 기어비(rGi) 정보를 이용하여 구해질 수 있다.
이후 변속이 진행되는 과정에서 가상 엔진 속도(OmegaVir)는 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도에 미리 설정된 레이트 리미트(rate limit)를 적용한 값으로 구해질 수 있다.
즉, 본 발명에서 변속 과정 동안의 현재 가상 엔진 속도(OmegaVir)는 실시간 가상 차속으로부터 구해질 수도 있지만, 현재 변속단 기준 가상 속도(상기 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도임)로부터 목표 변속단 기준 가상 속도(상기 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도임)까지 미리 설정된 레이트 리미트(변화율 제한값)을 유지하면서 변화하는 값으로 결정될 수 있다.
또한, 이후 변속이 어느 정도 진행됨에 따라 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(= 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaCur)로 설정되어 있던 가상 엔진 속도(OmegaVir)를 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도(= 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaTar)로 대체하게 된다.
다른 방법으로는, 앞서 산출된 지연 목표 변속단에 해당하는 가상 기어비(rGi)를 기준차속인 가상 차속(SpdVir)에 곱해서, 이것의 레이트 리미트(rate limit) 값을 취하는 방식으로 가상 엔진 속도(OmegaVir)를 산출할 수 있다.
한편, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에서 가상 현재 변속단(CurGe)은 현재 변속 완료 조건이 충족되기 전까지는 기본적으로 이전 시간 스텝(time step)의 현재 변속단, 즉 변속 시작 전의 현재 변속단을 의미한다.
즉, 변속 완료 조건이 충족되기 전까지 현재 변속단의 값이 유지되는 것이며, 변속 스케줄 맵에 의해 결정된 가상 목표 변속단은 변속 완료 전 상태에서 변속 후 목표로 하는 변속단으로 유지된다.
하지만, 변속 시작 후 변속 완료 조건이 충족된 때에는 충족 전의 가상 목표 변속단(TarGe)이 가상 현재 변속단(CurGe)으로 업데이트되며, 변속 완료 조건 충족 시점부터 이전의 목표 변속단은 현재 변속단이 된다.
이때, 변속 완료 조건은 아래 조건들 중 하나 또는 복수 개를 포함할 수 있다.
1) 가상 변속진행률(xProgress) 값이 100%인 조건
2) 가상 변속진행률(xProgress) 값이 0%로 리셋된 조건
3) 가상 변속진행률(xProgress) 값이 일정 값 이상인 조건
4) 가상 엔진 속도(OmegaVir)와 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도(즉, 가상 목표 변속단 기준 목표 입력속도)(OmegaTar) 간 차이가 일정값 이하인 조건
5) 지연 목표 변속단에 해당하는 가상 기어비(rGi)를 기준차속인 가상 차속(SpdVir)에 곱해서 얻은 값이, 이 값에 레이트(rate limit) 값을 취해서 얻은 가상 엔진 속도(OmegaVir)와 같거나 두 값 간의 차이가 일정값 이하인 조건
여기서, 상기 '가상 변속진행률(xProgress) 값이 0%로 리셋된 조건'에 대해 설명하면, 가상 변속진행률이 100%를 달성한 것을 기준으로 하여 이후 바로 0%로 리셋(reset)되도록 제어 로직이 구성된 경우, 상기와 같이 0%로 리셋된 시점이 곧 변속이 완료된 시점인 것으로 판단할 수 있다.
즉, 다시 변속 이벤트가 시작되기 전까지 계속 변속진행률이 0%를 유지하겠지만, 처음 0%가 된 시점 자체를 변속 완료 시점으로 판단하는 것이 가능한 것이다.
상기와 같이 변속 완료는 가상 변속진행률(xProgress)을 기초로 판단할 수 있으나, 가상 엔진 속도를 기초로도 판단할 수 있고, 가상 엔진 속도가 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도에 차이값이 일정값 이하가 되도록 수렴한 경우에도 변속 완료 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.
다음으로, 실제 변속기가 적용된 차량에서는 상향 변속이 이루어짐에 따라 줄어드는 기어비로 인하여 변속기 전-후단 간의 토크 증배 효과가 감소하고, 결국 그로 인해 엔진이 같은 토크를 발생시켜도 최종적으로 얻는 가속도는 하락한다.
이러한 효과를 모사하기 위해, 본 발명에서는 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)를 산출하여 토크 지령을 제한하는데 이용한다.
이때, 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델에서 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)(현재 변속단의 한계 토크임)는 가상 현재 변속단(CurGe)에 해당하는 가상 기어비(rGi)와, 가상 종감속 기어비(rFg), 그리고 한계 토크 설정 파라미터를 모두 곱하여 산출할 수 있다.
또한, 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)는 모터의 구동방향과 회생방향으로 이원화되어 설정될 수 있는데, 이는 한계 토크 설정 파라미터의 이원화에 의해 구현될 수 있다.
이러한 한계 토크를 적용하여 모터 토크를 제어하기 위해서는, 구동방향의 모터 토크를 구동방향용 한계 토크(tqLmt) 값으로 제한하고, 회생방향의 모터 토크를 회생방향용 한계 토크(tqLmt) 값으로 제한할 수 있다.
또 다른 방법으로는, 회생/코스팅/구동의 3가지 종류의 모터 토크 지령을 생성하고 이를 합산하는 방식으로 기본 토크 지령을 산출한 뒤, 구동 시 토크 지령을 구동방향용 한계 토크(tqLmt) 값으로 제한하고, 차량의 타행 주행이 이루어지는 코스팅 시 및 회생 시 토크 지령을 회생방향용 한계 토크(tqLmt) 값으로 제한할 수 있다.
물론, 구동시에는 회생 토크 지령과 코스트 토크 지령이 0의 값일 수 있고, 회생이나 코스팅시에는 구동 토크 지령이 0의 값일 수 있다.
또한, 토크의 최대 크기 제한뿐만이 아닌 비례적으로 적용되는 변속단별 기어비 효과 모사를 위하여, 가속페달 입력값(APS 값)-구동토크 간 수치를 결정할 때 최대 모터 토크 대비 가속페달 입력값(APS 값) 인가 비율이 아닌, 현재 구동방향용 한계 토크(tqLmt) 값 대비 가속페달 입력값 인가 비율을 사용한다.
추가적으로, 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)의 단순 가속페달 입력값(APS 값) 비율로 토크 지령을 결정하는 방법 외에, 한계 토크(tqLmt)의 미리 설정된 가속페달 입력값의 함수인 토크 비율로 토크 지령을 결정하도록 할 수도 있다.
예를 들면, 가속페달 입력값, 즉 APS 값이 20%, 50%, 80%일 때 각각 한계 토크(tqLmt)의 20%, 50%, 80% 토크로 기본 토크 지령이 결정되도록 할 수도 있지만, APS 값이 20%, 50%, 80%일 때 각각의 APS 값에 맵핑(mapping) 된 토크 비율 값이 40%, 70%, 85%라면 각각 한계 토크(tqLmt)의 40%, 70%, 85%의 토크로 기본 토크 지령이 결정되도록 할 수도 있다.
도 6은 본 발명에서 모터 속도에 따른 최대 모터 토크 곡선 및 가상 변속단(Gear 1, 2, 3, 4, 5,..)별 한계 토크를 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 모터 속도가 큰 값일수록 변속단수(기어단수)가 증가함을 알 수 있고, 변속단수가 증가할수록, 즉 고단으로 갈수록 최대 모터 토크가 작아짐을 알 수 있다.
또한, 변속단수가 증가함에 따라 기어비가 감소하고, 고단에서 저단에 비해 최종 휠 전달 토크가 감소하게 된다.
상기 최대 모터 토크 곡선은 모터 속도별로 미리 설정된 최대 허용 토크를 나타내는 곡선이며, 변속단별 기어비 정보를 반영하여 가상 변속단별 한계 토크가 산출될 수 있다.
도 6에서는 가상 변속단별 한계 토크가 결정되는 여러 예를 보여주고 있으며, 가상 변속단별 한계 토크(현재 변속단의 한계 토크)는 전술한 바와 같이 가상 변속단(CurGe)에 해당하는 가상 기어비(rGi)와 가상 종감속 기어비(rFg), 그리고 한계 토크 설정 파라미터를 모두 곱한 값으로 산출할 수 있다.
이는 가상 변속단별 한계 토크의 크기가 한계 토크 설정 파라미터 값에 따라 설정될 수 있음을 의미하며, 도 6을 참조하면 가상 변속단별 한계 토크가 최대 모터 토크 곡선을 기준으로 위, 아래의 값으로 조절될 수 있음을 보여주고 있다.
하나의 예로서, 가상 변속단별 한계 토크는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 최대 모터 토크 곡선을 모두 포함하도록 그보다 더 큰 값으로 설정될 수 있고, 이 경우 모터 최대 성능을 사용하는 것이 가능해진다.
또는 최대 모터 토크 곡선과 교차되는 형태가 되도록 가상 변속단별 한계 토크의 선도가 설정될 수 있는데, 가상 변속단별로 모터 속도의 일부 영역에서 해당 변속단의 한계 토크가 최대 모터 토크 곡선의 값보다 높게 설정되고, 나머지 영역에서는 한계 토크가 최대 모터 토크 곡선의 값과 같거나 낮게 설정될 수 있다.
이에 가상 변속단별로 모터 속도의 일부 영역에서 모터 최대 성능을 사용하는 것이 가능하고, 또한 일부 영역에서 단간 기어비 차이의 효과를 구현하는 것이 가능해진다.
또한, 모터 속도의 전 범위에서 가상 변속단별 한계 토크를 최대 모터 토크 곡선의 값보다 모두 작은 값으로 설정하는 것이 가능하며, 이 경우 모터 최대 성능의 사용이 불가하지만 단간 기어비 차이의 효과를 최대로 구현하는 것이 가능해진다.
한편, 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)에서는 상기 토크 지령 생성부(21)로부터 상기 합산한 기본 토크 지령을 수신하고, 상기 가상 변속 제어부(22)로부터 가상 변속 개입 토크 지령을 수신한다.
또한, 최종 토크 지령 생성부(23)는 상기 가상 변속 제어부(22)에서 생성된 가상 변속 개입 토크 지령을 이용하여 상기 토크 지령 생성부(21)에서 생성된 기본 토크 지령을 보정하는데, 이때 상기 합산한 기본 토크 지령에 추가로 가상 변속감 생성을 위한 보정 토크 지령인 상기 가상 변속 개입 토크 지령을 추가로 합산하여 최종 토크 지령을 생성한다.
도 7은 본 발명에서 가상 변속 개입 토크 프로파일의 예를 나타내는 도면이다.
이로써, 제2 제어기(30)는 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)가 생성하여 출력한 최종 토크 지령을 수신한 뒤 상기 수신된 최종 토크 지령에 따라 인버터를 작동시켜 구동모터(41)를 제어하게 된다.
결국, 가상 변속시 변속 효과에 따라 나타나는 차량 저크(jerk) 현상을 실제 변속기의 변속시와 유사하게 구현할 수 있게 된다.
가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델에서 가상 변속 개입 토크(tqItv)는 가상 변속진행률(xProgress)을 독립 변수로 하는 토크 프로파일 형태로 제공될 수 있다.
또는 가상 엔진 속도(OmegaVir), 가상 현재 변속단 기준 목표 입력속도(즉, 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaCur), 및 가상 목표 변속단 기준 목표 입력숙도(즉, 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도)(OmegaTar)의 정보를 기반으로 하는 물리값 반영 모델에 의해 제공될 수도 있다.
또한, 가상 변속 개입 토크 지령을 산출함에 있어서, 변속기의 종류 및 변속 클래스(class)에 따라 가상 변속 개입 토크의 형상이 달라져야 하는데, 변속기의 종류는 자동 변속기(AT), 듀얼 클러치 변속기(DCT), 및 자동화 수동 변속기(AMT) 등으로 구분될 수 있다.
또한, 변속 클래스는 파워-온 업시프트(power-on upshift), 파워-오프 업시프트(power-off upshift)(lift-foot-up), 파워-온 다운시프트(power-on downshift)(kick-down), 파워-오프 다운시프트(power-off downshift), 정지 전 다운시프트(near-stop downshift) 등으로 구분될 수 있다.
가상 변속 개입 토크 지령을 산출하기 위해, 가상 변속 제어부(22)에서는 현재의 변속 클래스가 판단되는데, 그 판단 방법으로는, 가상 목표 변속단(TarGe)이 가상 현재 변속단(CurGe)보다 높은 단인 경우(즉, 가상 목표 변속단 > 가상 현재 변속단) 업시프트이고, 반대로 가상 목표 변속단이 가상 현재 변속단보다 낮은 단수 경우(즉, 가상 목표 변속단 < 가상 현재 변속단) 다운시프트이다.
또한, 기본 토크 지령이 미리 설정된 기준토크 값보다 클 때에는 파워-온(power-on)이고, 반대로 작을 때에는 파워-오프(power-off)이다.
결국, 본 발명에서 가상 현재 변속단과 가상 목표 변속단 등을 기초로 현재의 변속 클래스가 결정되면, 변속 클래스별 가상 변속 개입 토크 프로파일 중 현재의 변속 클래스에 해당하는 가상 변속 개입 토크 프로파일이 선택되고, 상기 선택된 가상 변속 개입 토크 프로파일에 따라 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크가 실시간으로 결정된다.
이때, 상기 선택된 가상 변속 개입 토크 프로파일로부터 현재의 가상 변속진행률에 상응하는 가상 변속 개입 토크 값이 결정된다.
가상 변속 개입 토크 프로파일은 가상 변속 제어부(22)의 가상 변속 모델(M)에 변속 클래스별로 미리 설정되는 정보로서, 변속 클래스에 더하여 변속기의 종류에 따라서도 차별화된 가상 변속 개입 토크 프로파일이 미리 설정될 수 있다.
가상 변속 개입 토크의 크기는, 가상 엔진 속도(OmegaVir), 가속페달 입력값(APS 값), 실제 모터 토크(즉, 토크 지령 생성부에서 생성된 모터 기본 토크 지령), 그리고 가상 현재 변속단(CurGe)과 가상 목표 변속단(TarGe) 중 하나 또는 둘의 조합 중 적어도 하나 이상을 토크 크기 설정 변수로 이용하여 조절되도록 할 수 있다.
일반적으로 모터 토크(즉, 기본 토크 지령)의 크기가 증가할수록 가상 변속 개입 토크의 크기를 크게 하고 변속단이 높을수록 감소하는 단간비로 인해 가상 변속 개입 토크의 크기를 작게 하며, 가상 엔진 속도가 증가할수록 변속시 속도 낙폭과 상승폭이 증가하므로 가상 변속 개입 토크의 크기도 크게 하는 것이 자연스럽다.
다음으로, 실제 모터 속도(OmegaM)가 낮아도 가상 엔진 속도(OmegaVir)는 높을 수 있다.
이때, 변속기가 있는 차량의 거동을 모사하기 위하여 가상 엔진 속도(OmegaVir)가 미리 설정된 임계속도 값 이상일 때 가상 레드 존(red zone)으로 판단한다.
여기서, 임계속도는 통상의 내연기관 자동차에서 미리 정해지는 엔진의 최대 허용 회전속도(rpm)를 의미하는 것으로, 가상 엔진 속도가 임계속도 이상의 값이 되면 레드 존에 진입한 것으로 판단할 수 있다(도 3의 S15 단계 참조).
자동변속 모드일 때는 레드 존(red zone)의 진입 전에 상향 변속을 수행하도록 변속 스케줄(schedule)의 사전 설정이 가능하여 가상 레드 존의 판단이 필요 없지만, 수동변속 모드로 진입한 경우에는 운전자가 변속 의지를 입력하기 전에는 가상 변속단이 고정되므로 가상 레드 존의 진입이 가능하다.
상기 가상 레드 존으로 진입한 것으로 판단되면 가상 퓨얼-컷(fuel-cut) 제어를 실시하여 엔진 퓨얼-컷 상황을 모사할 수 있고, 이는 가상 레드 존이 시작되는 임계속도를 제어 목표로 하는 모터 토크 지령을 생성하여 모터를 제어함으로써 구현될 수 있다(도 3의 S15 단계 참조)
예를 들어, 현재 가상 엔진 속도(OmegaVir)와 임계속도 간 오차를 이용한 비례(Proportional) 토크 저감 제어 혹은 PID 토크 제어가 수행될 수 있고, 다른 방법으로는 임계속도를 초과했을 때 토크 지령을 미리 지정한 값으로 설정하여 감속시키고, 임계속도 이하로 하강시 운전자 의지에 의한 토크로 복귀시킨다.
또한, 퓨얼-컷(fuel-cut) 상황의 모사를 위해 가상 레드 존에 진입한 것으로 판단한 경우 기본 토크 지령에 고의적인 토크 리플(ripple)을 추가로 합산시킬 수 있다.
이때, 미리 설정된 크기와 주기를 가지는 퓨얼-컷 시 토크 리플(ripple)이 기본 토크 지령에 합산되며, 이를 통해 가상 퓨얼-컷(fuel-cut) 상황에서의 진동을 구현할 수 있다.
또한, 모든 경우에서 가상 레드 존이 시작되는 임계속도를 가상 엔진 속도의 제어 목표로 하는 토크 지령에 비해 운전자 의지에 따른 기본 토크 지령이 더 낮은 경우 레드 존 제어용 토크를 무시하고 운전자 의지에 따른 기본 토크 지령만을 적용한다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법에 대해 설명하였는바, 도 8은 본 발명에 따른 가상 변속 과정에서의 변속 상태 및 차량 거동 상태를 예시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 모터 속도 검출부에 의해 검출되는 실제 모터 속도(OmegaM)로부터 가상 차속이 구해지면, 가속페달 입력 정보와 가상 차속으로부터 가상 목표 변속단이 결정되고, 이 가상 목표 변속단을 추종하는 변속이 실시됨을 보여주고 있다.
또한, 각 가상 변속시마다 실제 변속시와 같은 차량 거동을 나타내는 가속도 상태를 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
11 : 인터페이스부
12 : 운전정보 검출부
20 : 제1 제어기
21 : 토크 지령 생성부
22 : 가상 변속 제어부
23 : 최종 토크 지령 생성부
30 : 제2 제어기
41 : 구동장치(모터)
42 : 감속기
43 : 구동륜
M : 가상 변속 모델

Claims (23)

  1. 전기자동차의 주행 동안, 제어기에 의해(by controller), 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 기본 토크 지령이 실시간으로 결정되는 단계;
    제어기에 의해, 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 가상 목표 변속단이 결정되는 단계;
    제어기에 의해, 가상 현재 변속단과 상기 결정된 가상 목표 변속단으로부터 변속 클래스가 결정되고, 미리 설정된 변속 클래스별 가상 변속 개입 토크 프로파일 중 상기 결정된 현재의 변속 클래스에 해당하는 가상 변속 개입 토크 프로파일이 선택되는 단계;
    제어기에 의해, 상기 선택된 가상 변속 개입 토크 프로파일에 따라 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크가 실시간으로 결정되고, 상기 결정된 기본 토크 지령과 가상 변속 개입 토크를 이용하여 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계; 및
    제어기에 의해, 상기 생성된 최종 모터 토크 지령에 따라 차량 구동을 위한 모터의 작동이 제어되는 단계를 포함하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기자동차는 감속기를 탑재하고 모터만으로 주행하는 모터 구동 차량인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 목표 변속단이 결정되는 단계에서, 상기 차량 운전 정보에 기초하여 기준속도인 가상 차속이 결정되고, 미리 설정된 변속 스케줄 맵에 의해 상기 결정된 가상 차속과 차량 부하 값으로부터 가상 목표 변속단이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 차량 부하 값은 운전자에 의한 가속페달 입력값, 또는 브레이크 페달 입력값, 또는 기본 토크 지령 중 하나인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가상 차속은 모터 속도 검출부에 의해 검출되는 실제 모터 속도와 미리 설정된 가상 종감속 기어비로부터 결정되는 것을 특징으로 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 변속 스케줄 맵은,
    업시프트시 이용되는 업시프트용 변속 스케줄 맵; 및
    다운시프트시 이용되는 다운시프트용 변속 스케줄 맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 기준속도인 가상 차속이 업시프트용 가상 차속이고,
    업시프트시에는 상기 업시프트용 가상 차속을 이용하여 상기 변속 스케줄 맵에 의해 가상 목표 변속단이 결정되며,
    다운시프트시에는 상기 업시프트용 가상 차속에 스케일 팩터와 옵셋 값을 적용하여 계산되는 다운시프트용 가상 차속을 이용하여 상기 변속 스케줄 맵에 의해 가상 목표 변속단이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 다운시프트용 가상 차속은 상기 업시프트용 가상 차속에 1보다 큰 스케일 팩터가 곱해지고 상기 곱해진 값에 양수의 옵셋 값이 더해진 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 목표 변속단이 결정되는 단계에서,
    상기 가상 목표 변속단을 결정하는데 이용되는 차량 운전 정보는,
    운전자에 의한 패들 시프트 입력 정보; 및
    운전자에 의한 시프트 레버 입력 정보를 포함하고,
    운전자에 의한 패들 시프트 입력 또는 시프트 레버 입력이 있는 경우, 제어기는 수동변속 모드로 판단하여 패들 시프트 입력 정보 또는 시프트 레버 입력 정보에 따라 가상 목표 변속단을 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제어기에 의해, 가상 현재 변속단에 해당하는 가상 기어비, 미리 설정된 가상 종감속 기어비와 한계 토크 설정 파라미터를 곱한 값으로 현재 변속단의 한계 토크가 산출되는 단계를 더 포함하고,
    상기 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계에서, 상기 기본 토크 지령이 상기 산출된 한계 토크 값 이상인 경우, 상기 한계 토크에 의해 제한된 값의 기본 토크 지령이 최종 모터 토크 지령을 생성하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 한계 토크는,
    구동 방향의 기본 토크 지령을 제한하기 위한 구동방향용 한계 토크; 및
    회생 방향의 기본 토크 지령을 제한하기 위한 회생방향용 한계 토크를 포함하고,
    상기 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계에서, 상기 구동방향용 한계 토크와 회생방향용 한계 토크 중 하나에 의해 제한되는 기본 토크 지령이 이용되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 기본 토크 지령이 실시간으로 산출되는 단계에서, 회생 토크 지령과 코스팅 토크 지령, 구동 토크 지령을 합산한 값으로 기본 토크 지령을 산출하고,
    상기 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계에서, 구동 시에는 상기 합산된 기본 토크 지령이 구동방향용 한계 토크 값으로 제한되고, 코스팅 시와 회생 시에는 상기 합산된 기본 토크 지령이 회생방향용 한계 토크 값으로 제한되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 목표 변속단이 결정되면, 변속 과정 동안, 제어기가 가상 목표 변속단이 결정된 시점부터 시간을 카운트하고 카운트 되는 시간을 이용하여 가상 변속진행률을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가상 변속진행률은 설정된 총 변속시간에 대한 상기 카운트 된 시간의 백분율(%) 값로 결정되며,
    상기 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계에서, 제어기는 가상 변속 개입 토크 프로파일로부터 현재의 가상 변속진행률에 상응하는 가상 변속 개입 토크 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 목표 변속단이 결정되면, 변속 과정 동안, 제어기가 가상 목표 변속단이 결정된 후 설정된 지연시간이 경과한 시점부터 시간을 카운트하고 카운트 되는 시간을 이용하여 가상 변속진행률을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가상 변속진행률은 설정된 총 변속시간에 대한 상기 카운트된 시간의 백분율(%) 값으로 결정되며,
    상기 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계에서, 제어기는 가상 변속 개입 토크 프로파일로부터 현재의 가상 변속진행률에 상응하는 가상 변속 개입 토크 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    제어기가 모터 속도 검출부에 의해 검출된 실제 모터 속도와 미리 설정된 가상 종감속 기어비로부터 가상 차속을 결정하는 단계;
    제어기가 상기 가상 목표 변속단이 결정된 시점의 가상 차속과 가상 현재 변속단의 가상 기어비 정보를 이용하여 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도를 결정하는 단계;
    제어기가 상기 가상 목표 변속단이 결정된 시점의 가상 차속과 가상 목표 변속단의 가상 기어비 정보를 이용하여 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도를 결정하는 단계; 및
    상기 가상 목표 변속단이 결정된 후 변속 과정 동안, 제어기가 상기 결정된 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도와 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도, 그리고 변속 과정 동안 구해지는 현재 가상 엔진 속도로부터 가상 변속진행률을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 최종 모터 토크 지령을 생성하는 단계에서, 제어기는 가상 변속 개입 토크 프로파일로부터 현재의 가상 변속진행률에 상응하는 가상 변속 개입 토크 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 가상 변속진행률을 결정하는 단계에서, 상기 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도와 상기 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도 간 속도차에 대한, 상기 현재 가상 엔진 속도와 상기 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도 간 속도차의 백분율(%) 값으로 가상 변속진행률이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 목표 변속단이 결정된 시점에서, 제어기가 모터 속도 검출부에 의해 검출된 실제 모터 속도와 미리 설정된 가상 종감속 기어비로부터 가상 차속을 결정하는 단계;
    상기 가상 목표 변속단이 결정된 시점에서, 제어기가 상기 결정된 가상 차속과 가상 현재 변속단의 가상 기어비 정보를 이용하여 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도를 결정하는 단계;
    상기 가상 목표 변속단이 결정된 시점에서, 제어기가 상기 결정된 가상 차속과 가상 목표 변속단의 가상 기어비 정보를 이용하여 가상 목표 변속단의 가상 엔진 속도를 결정하는 단계; 및
    상기 가상 목표 변속단이 결정되면, 변속 과정 동안, 제어기가 상기 결정된 가상 현재 변속단의 가상 엔진 속도에 정해진 레이트 리미트(rate limit)를 적용한 값으로 가상 엔진 속도를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    제어기에서 모터 속도 검출부에 의해 검출된 실제 모터 속도와 미리 설정된 가상 종감속 기어비로부터 가상 차속이 결정되는 단계;
    제어기에서 상기 결정된 가상 차속과 가상 현재 변속단의 가상 기어비 정보를 이용하여 가상 엔진 속도가 결정되는 단계; 및
    제어기가 상기 결정된 가상 엔진 속도를 클러스터에 표시하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  19. 청구항 1에 있어서,
    제어기가 가상 현재 변속단과 상기 결정된 가상 목표 변속단을 클러스터에 표시하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  20. 청구항 1에 있어서,
    제어기에서 모터 속도 검출부에 의해 검출된 실제 모터 속도와 미리 설정된 가상 종감속 기어비로부터 가상 차속이 결정되는 단계;
    제어기에서 상기 결정된 가상 차속과 가상 현재 변속단의 가상 기어비 정보를 이용하여 가상 엔진 속도가 결정되는 단계;
    제어기에서 상기 결정된 가상 엔진 속도와 설정된 임계속도를 비교하여 가상 엔진 속도가 상기 임계속도 이상이면 가상 레드 존으로 진입한 것으로 판단하는 단계; 및
    가상 레드 존의 진입을 판단한 상태에서, 제어기가 상기 임계속도를 목표로 하여 가상 엔진 속도를 감소시키기 위한 토크 지령을 생성하여 모터 작동을 제어하는 가상 퓨얼-컷 제어를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 가상 퓨얼-컷 제어 동안, 제어기는 상기 가상 엔진 속도를 감소시키기 위한 토크 지령에 설정된 크기 및 주기를 가지는 퓨얼-컷 시 토크 리플(ripple)을 합산한 토크 지령을 이용하여 모터 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  22. 청구항 1에 있어서,
    제어기는 차량 내 인터페이스부 또는 모바일 기기로부터 운전자에 의한 가상 변속 기능의 온(on) 조작 신호가 입력되는 경우 상기 각 단계들을 실시하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
  23. 청구항 1에 있어서,
    제어기는 차량 내 인터페이스부 또는 모바일 기기로부터 운전자에 의한 가상 변속 기능의 온(on) 조작 신호가 입력되는 경우 상기 각 단계들을 실시하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법.
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