KR20210153776A - 전기자동차의 주행 제어 방법 - Google Patents

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KR20210153776A
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virtual shift
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오지원
어정수
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 전기자동차의 주행 제어 방법에 관한 것으로서, 전기자동차의 운전성 향상과 가속 성능 증대를 동시에 달성할 수 있는 부스트 인가 제어 전략 및 이를 이용한 전기자동차의 주행 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 전기자동차의 주행 동안 제어기에서 기본 토크 지령과 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크를 이용하여 모터 토크 지령을 생성하는 단계; 및 제어기에서 상기 생성된 모터 토크 지령에 따라 차량 구동을 위한 모터의 작동을 제어하여 가상 변속감을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 가상 변속감을 생성하는 시간 중 적어도 일부 시간 동안, 모터 허용 토크를 초과하는 모터 토크가 생성되도록 모터의 작동을 제어하는 부스트 제어를 실시하여, 상기 가상 변속감의 생성과 상기 부스트 제어가 연동되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법이 개시된다.

Description

전기자동차의 주행 제어 방법{Driving control method of electric vehicle}
본 발명은 전기자동차의 주행 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전성 향상과 가속 성능 증대를 동시에 달성할 수 있는 부스트 인가 제어 전략 및 이를 이용한 전기자동차의 주행 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.
한편, 전기자동차에서는 모터가 발생시킬 수 있는 최대 토크 용량에 따라 차량의 가속 성능이 결정된다.
모터의 최대 토크 용량은 모터를 제어하는 인버터 및 전력을 공급하는 배터리의 최대 공급 용량이나 PE(Powertrain Electronics) 구성품 등의 영향을 받는다.
일반적으로 최대 용량은 안전이 보장되는 범위 내에서 이용될 수 있도록 제한되는데, 이 제한 값은 정상상태에서 열역학적 균형을 유지할 수 있도록 조정된다.
따라서, 제한 값 이상으로 부하를 가하면 정해진 것보다 많은 토크를 발생시켜 차량의 가속력이 향상될 수 있으나, 관련 PE 구성품들의 열 발생량이 과다하여 차량 화재로 이어질 수 있다.
여기서, 정상상태라는 전제를 살펴보면, 정상상태는 충분히 오랜 시간 동안 동일 조건이나 상태를 유지하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
그러므로 정상상태 기준으로 설정된 PE 구성품들의 최대 용량은 순간적으로 허용될 수 있는 용량 대비 낮게 보수적으로 설정되어 있다.
이에 정상상태가 아닌 단시간 동안만 사용한다는 전제가 따른다면, PE 구성품의 최대 허용 부하 용량은 정상상태 기준의 용량대비 확장하는 것이 가능하고, 이를 이용하여 모터 등 PE 구성품의 출력을 순간적으로 상승시키는 것을 '부스트(boost)'라 칭하고 있다.
하지만, 차량 주행 중 부스트를 최대한 사용하려면 부스트 사용 순간과 미사용 순간이 반복되어야 하는데, 이는 차량의 가속감이나 운전성에 있어 운전자가 기대하는 것과의 차이를 야기한다.
특히, 부스트의 사용과 미사용이 반복될 경우 운전성 저하의 문제가 발생할 수 있고, 이에 부스트 기능을 자연스럽게 이용할 수 있는 부스트 인가 전략이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 전기자동차의 운전성 향상과 가속 성능 증대를 동시에 달성할 수 있는 부스트 인가 제어 전략 및 이를 이용한 전기자동차의 주행 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기자동차의 주행 동안 제어기에서 기본 토크 지령과 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크를 이용하여 모터 토크 지령을 생성하는 단계; 및 제어기에서 상기 생성된 모터 토크 지령에 따라 차량 구동을 위한 모터의 작동을 제어하여 가상 변속감을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 가상 변속감을 생성하는 시간 중 적어도 일부 시간 동안, 모터 허용 토크를 초과하는 모터 토크가 생성되도록 모터의 작동을 제어하는 부스트 제어를 실시하여, 상기 가상 변속감의 생성과 상기 부스트 제어가 연동되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 전기자동차의 주행 제어 방법에 의하면, 감속기를 장착한 전기자동차에서 가상의 다단 변속감을 구현하면서 토크 부스트를 연동시킴으로써, 모터의 내구성 기준을 충족시키면서도 모터의 정상 토크보다 높은 토크의 생성을 가능하게 하여 차량의 가속력을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 가상의 다단 감속감을 구현하는 과정의 예상 가능한 시점에서 순간 부스트 작동이 이루어지도록 함으로써, 운전 이질감을 저감시킬 수 있는 동시에, 운전성 향상과 가속 성능 증대를 동시에 달성할 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 목표 변속단의 결정을 위한 변속 스케줄 맵을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 업시프트용과 다운시프트용으로 모두 이용할 수 있는 하나의 변속 스케줄 맵을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 모터 속도에 따른 최대 모터 토크 곡선 및 가상 변속단별 한계 토크를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 가상 변속 개입 토크 프로파일의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 가상 변속감 연동 부스트 구현 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 최대 모터 토크 곡선 대비 가상 변속단별 한계 토크의 초과분과 부족분을 예시한 도면이다.
도 9는 실제 변속기 탑재 차량의 변속시 시간에 따른 차량 가속도의 변화를 예시한 참고 도면이다.
도 10은 본 발명에서 가상 변속감의 구현을 위해 사용될 수 있는 가속 중 가상 변속 개입 토크의 상태를 예시한 도면이다.
도 11과 도 12는 본 발명에서 가상 변속감 생성시 푸시-필의 크기를 조절한 예를 나타내는 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 전기자동차의 운전성 향상과 가속 성능 증대를 동시에 달성할 수 있는 부스트 인가 제어 방법 및 이를 이용한 전기자동차의 주행 제어 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이를 위해 전기자동차의 가상 변속감 구현과 모터 부스트 모드 기능을 연동하여 운전자가 이질감을 느끼지 않도록 순간적인 부스트 토크를 효과적으로 이용할 수 있는 방법을 제시한다.
통상적으로 전기자동차를 구동하기 위한 모터, 즉 구동모터의 최대 충방전 허용 토크는 정상상태 기준으로 결정되므로, 만일 모터가 짧은 순간 작동한다면 그 짧은 순간 동안에는 정상상태를 기준으로 결정된 최대 충방전 허용 토크 대비 더 높은 토크를 발생시킬 수 있다.
즉, 모터 토크를 순간적으로, 즉 일정 수준 이내의 짧은 시간 동안 허용 토크보다 높은 토크로 증대시킬 수 있는 것이며, 이를 모터의 '부스트'라 칭하기로 한다.
이와 같이 모터 토크를 순간적으로 허용 토크보다 높게 증대시킬 수 있는 원리를 이용하여 전기자동차에서 가상 변속감의 리듬감과 연동하는 모터 부스터를 구현한다면, 모터의 내구성 기준을 충족할 수 있고, 모터의 정상 토크보다 높은 토크를 생성하여 차량의 가속력을 증대시킬 수 있다.
또한, 예상 가능한 시점에서의 순간 부스트 작동이 이루어지도록 제어할 수 있으므로 운전자가 느끼는 운전 이질감을 저감시킬 수 있다.
이와 같이 전기자동차에서 가상 변속감 기능에 연동하여 자연스러운 모터 부스트가 수행될 수 있는 것은, 가상의 다단 변속기 감성이 제공하는 차량 가감속 리듬감에 기반한다.
가상 변속감 기능이 없는 전기자동차는 변속단수라는 개념이 없으므로 연속적이고 끊김 없는 운전성을 제공한다.
그러나 전기자동차의 주행 중 가상 변속감을 부여한다면, 즉 다단 변속기 차량에서의 변속단수가 변경될 때와 같은 가상 변속 상황이 발생하여 가상 변속감을 구현한다면, 가상 변속감 구현 과정에서 차량 가감속 운전성에서의 불연속점이 발생하게 된다.
이러한 차량 가감속 운전성에서의 불연속점을 효과적으로 이용하여 부스트의 인가 및 미인가 시점을 상기 불연속점과 연동시키면, 부스트를 효과적으로, 그리고 자연스럽게 이용할 수 있는 동시에, 양호한 차량 운전성을 확보할 수 있게 된다.
본 발명의 이해를 돕기 위해 전기자동차의 가상 변속 기능에 대해 설명하면 다음과 같다.
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.
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 제어기 내에 구축된 가상 변속 모델을 이용하여 가상의 다단 변속감이 생성 및 구현될 수 있도록 구동모터를 제어하는 가상 변속 제어가 수행될 수 있다.
즉, 가상 변속 제어에서는 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 하고 있다.
이러한 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.
여기서, 가상 변속감은 다단 변속기의 변속 과정에서 운전자가 느낄 수 있는 차량 거동 및 움직임을 모사한 것일 수 있고, 가상 변속 제어에서는 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 제공하고, 가상 변속감 제어 동안 부스트 제어가 실행된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 주행 제어를 위한 장치 구성을 나타내는 블록도로서 가상 변속감 제어 및 부스트 제어를 수행하는 장치 구성을 보여주고 있다.
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.
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.
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, 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 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.
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, 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.
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.
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 3은 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 3에 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 4는 본 발명에서 업시프트용과 다운시프트용으로 모두 이용할 수 있는 하나의 변속 스케줄 맵을 예시한 도면이다.
도 4에 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 4의 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 3과 도 4의 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 이용하여 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 5는 본 발명에서 모터 속도에 따른 최대 모터 토크 곡선 및 가상 변속단(Gear 1, 2, 3, 4, 5,..)별 한계 토크를 예시한 도면이다.
도 5를 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 5에서는 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 5를 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 5에 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 6은 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.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명에서 부스트는 정상상태를 기준으로 결정된 최대 허용 토크에 비해 더 높은 모터 토크를 순간적으로 발생시키는 것으로 정의된다.
본 발명에서는 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)에서 결정된 최종 모터 토크 지령이 짧은 시간 동안, 즉 순간적이고 일시적으로 최대 허용 토크보다 더 큰 값으로 변경된 뒤 복원되면서 모터 부스트가 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 전기자동차의 주행 제어 방법은, 전기자동차의 주행 동안 기본 토크 지령과 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크를 이용하여 모터 토크 지령을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 모터 토크 지령에 따라 차량 구동을 위한 모터의 작동을 제어하여 가상 변속감을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 가상 변속감을 생성하는 시간 중 적어도 일부 시간 동안, 모터 허용 토크를 초과하는 모터 토크가 생성되도록 모터의 작동을 제어하는 부스트 제어를 실시하여, 상기 가상 변속감의 생성과 상기 부스트 제어가 연동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가상 변속감을 생성하는 시간 중 적어도 일부 시간은, 가상 변속 과정의 이너샤 페이즈를 모사하는 구간일 수 있다.
본 발명에서 가상 변속감 생성에 연동하여 순간 부스트를 구현하는 방법은 크게 두 가지로 구분될 수 있다.
1) 가상 변속단 최대 출력 토크 초과분 구현
2) 가속 중 가상 변속 개입 토크의 토크 페이즈(torque phase) 특성 구현 및 이너샤 페이즈(inertia phase)의 푸시-필(push-feel) 또는 드래그-필(drag-feel) 구현
도 7은 본 발명에 따른 가상 변속감 연동 부스트 구현 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 가상 변속단 최대 출력 토크 초과분 구현에 대해 설명하기로 한다.
실제 변속기가 적용된 차량에서는 저단으로부터 고단으로의 상향 변속(upshift)이 이루어짐에 따라 줄어드는 기어비로 인하여 변속기 전-후단 간 토크 증배 효과는 감소하고, 그로 인해 엔진이 같은 토크를 발생시켜도 최종적으로 얻는 가속도는 하락한다.
가상 변속 기능의 구현시 이러한 효과를 모사하여야 하는데, 가상 변속 기능의 구현을 위해서는 가상 변속단별 한계 토크를 산출하여 이용한다.
앞서 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 가상 변속단별 한계 토크는 최대 모터 토크 곡선을 포함하도록 그보다 더 큰 값을 취하는 '포함형', 최대 모터 토크 곡선과 교차되는 값을 취하는 '교차형', 그리고 최대 모터 토크 곡선 대비 토크를 깎는 '절취형' 방식으로 취해질 수 있다.
여기서, 최대 모터 토크 곡선은 정상상태를 기준으로 모터 속도별로 미리 설정된 최대 허용 토크를 나타내는 곡선이고, 부스트가 사용되지 않았을 때 최대 토크 곡선이다.
본 발명에서 가상 변속단을 이용한 효과적인 부스트 사용을 위해서는 가상 변속단별 한계 토크를 최대 모터 토크 곡선과 교차하도록 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서 부스트 제어를 위해 전술한 가상 변속단별 한계 토크 산출 방법 중 최대 모터 토크 곡선과 교차되는 형태가 되도록 설정된 가상 변속단별 한계 토크의 선도를 이용하는 '교차형'의 적용이 가능하다.
교차형에서는 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.
도 8은 본 발명의 실시예에서 '교차형'의 이용시 모터 속도에 따른 최대 모터 토크 곡선 대비 가상 변속단별 한계 토크의 초과분과 부족분을 예시한 도면이다.
예시된 바와 같이, 가상 변속단별 한계 토크가 현재 모터 속도에 해당하는 최대 모터 토크를 초과하는 토크 초과 구간은 부스트를 인가하는 구간으로, 가상 변속단별 한계 토크가 현재 모터 속도에 해당하는 최대 모터 토크 미만인 토크 부족 구간은 부스트를 미인가하고 부하를 조정하는 구간으로 설정 및 제어함으로써, 가상 변속감과 부스트 온(on)/오프(off)를 연동시킬 수 있다.
이때, 모터의 사양에 따라, 부스트를 인가하는 초과 구간의 토크 초과분과 부스트를 인가하지 않는 부족 구간의 토크 부족분 간 비율을 조정할 수 있는데, 이는 '교차형'을 기본으로 하되, 앞서 설명한 가상 변속단별 한계 토크를 '포함형'에 더 가깝게 설정할지, 아니면 '절취형'에 더 가깝게 설정할지로 결정될 수 있다.
이는 가속 방향(모터 방전 및 구동 방향) 토크뿐만 아니라, 동일한 원리로 감속 방향(모터 충전 및 회생 방향)에도 적용될 수 있다.
추가로, PE 구성품의 상태, 즉 모터 등 PE 구성품의 현재 온도 또는 냉각제(coolant)의 온도 등에 따라 가상 변속단별 한계 토크를 조절하여 초과분 대 부족분 간의 비율을 조정할 수 있다.
예를 들어, 토크 초과분과 부족분이 반복적으로 번갈아 발생하도록 모터 속도에 따른 가상 변속단별 한계 토크의 크기는 기본적으로 '교차형'이 되도록 설정되되, 온도가 높아 부스트 사용이 제한될 때에는 상대적으로 '절취형'에 더 가깝게, 그리고 반대로 온도가 낮고 냉각이 용이할 때에는 '포함형'에 더 가깝게 설정할 수 있다.
앞서 가상 변속단별 한계 토크(tqLmt)는 가상 현재 변속단(CurGe)에 해당하는 가상 기어비(rGi)와, 가상 종감속 기어비(rFg), 그리고 한계 토크 설정 파라미터를 모두 곱하여 산출됨을 설명하였고, 상기와 같은 가상 변속단별 한계 토크의 조절은 한계 토크 설정 파라미터를 조절하는 것에 의해 구현 가능하다.
다음으로, 가속 중 가상 변속 개입 토크의 토크 페이즈 특성 구현과 이너샤 페이즈의 푸시-필(push-feel) 또는 드래그-필(drag-feel)의 구현에 대해 설명하기로 한다.
도 9는 실제 변속기 탑재 차량의 변속시 시간에 따른 차량 가속도의 변화를 예시한 참고 도면이고, 도 10은 본 발명에서 가상 변속감의 구현을 위해, 즉 변속시 도 9와 같은 차량 가속도의 변화를 모사하기 위해 사용될 수 있는 가속 중 가상 변속 개입 토크의 상태를 예시한 도면이다.
실제 변속기가 적용된 차량에서는 변속시 마찰요소들의 상호 작용 및 변속기 입력 토크의 변화로 인하여 변속기 출력 토크가 변하고, 이는 변속 중 토크 페이즈 및 이너샤 페이즈에 걸쳐서 나타난다.
또한, 이너샤 페이즈에서는 변속할 때 변속기 전단의 관성의 속도 변화로 인하여 변속기 후단 쪽으로 입력 토크 외의 추가적인 가감속 토크를 인가하는 경우가 있다.
실제 변속기 적용 차량에서 업시프트(upshift) 시 변속기 전단의 관성이 감속할 때 출력축 쪽에 가속방향의 토크를 인가하며, 이를 푸시-필(push-feel)이라 한다.
반대로 다운시프트(downshift) 시 변속기 전단의 관성이 가속할 때에는 출력축 쪽에 감속방향 토크를 인가하며, 이를 드래그-필(drag-feel)이라 한다.
도 10은 가상 변속감이 구현되는 차량에서 본 발명에 따라 변속시 차량 가속도를 모사하기 위한 부스트 온/오프(on/off) 제어의 예를 보여주고 있으며, 푸시-필을 생성하기 위해 토크 초과분의 부스트가 사용되는 예를 나타내고 있다.
도 10에서 점선은 정상상태를 기준으로 결정된 부스트 미사용시의 최대 허용 토크를 나타내며, 토크 초과분은, 점선이 나타내고 있는 최대 허용 토크에 비해, 실선이 나타내고 있는 모터 토크가 초과하고 있는 분량을 의미한다.
또한, 토크 부족분은, 점선이 나타내고 있는 최대 허용 토크에 비해, 실선이 나타내고 있는 모터 토크가 부족한 분량을 의미한다.
도 10에서 실선은 본 발명에서 도 9와 같은 변속기 탑재 차량의 변속시 가속도를 모사하기 위한 모터 토크를 나타내는 것으로, 이 실선의 모터 토크는 가상 변속감 구현을 위한 가상 변속 개입 토크(보정 토크)이다.
또한, 도 10에서 실선이 나타내는 토크는 토크 지령일 수 있으며, 본 발명에서 가상 변속감과 연동하여 부스트를 실행하기 위한 가상 변속 개입 토크 지령이 된다.
구체적으로, 도 10의 실선이 나타내는 토크는 도 1의 장치 구성 중 제1 제어기(20)의 가상 변속 제어부(22)가 출력하는 토크 지령이다.
본 발명에서 제1 제어기(20)에서 생성된 최종 토크 지령에 따라 제2 제어기(30)가 모터의 작동을 제어하게 되면 도 9와 같은 차량 가속도 상태를 모사할 수 있게 된다.
본 발명에서 가상 변속감의 구현에 있어서도 위와 같은 토크의 변화를 모사할 수 있으므로 이와 연동하여 부스트를 온/오프(on/off) 하는 방안을 제시한다.
이는 변속감의 모사를 위하여 최대 허용 방전토크 및 충전토크를 초과하는 방향으로 부스트 사용 전략을 양방향 적용할 수 있다.
도 10을 참조하면, 정상상태를 기준으로 결정된 기존 최대 허용 토크보다 모터 토크를 감소시키는 부스트 미사용 구간(부스트 오프 구간)과, 기존 최대 허용 토크보다 모터 토크를 증가시키는 부스트 사용 구간(부스트 온 구간)이 교대로 반복됨을 볼 수 있다.
도 10에서 가상 변속감 생성시 부스트 미사용 구간의 토크 부족분은 최대 허용 토크 대비 부족한 모터 토크(토크 지령임)으로서, 가상 변속 과정에서 토크 부족분만큼 최대 허용 토크 이내의 값으로 모터 토크 지령에 여유를 두며, 이는 모터 등 PE 구성품의 냉각에 기여한다.
반면, 부스트 사용 구간의 토크 초과분은 최대 허용 토크를 초과하는 모터 토크(토크 지령임)로서, 가상 변속 과정에서 가상 변속감을 생성하는 동안 최대 허용 토크를 일시적으로 초과하도록 모터 토크 지령을 생성하고, 이를 통해 가상 변속감 구현 과정에서 최대 허용 토크를 초과하는 모터 토크가 출력되도록 함으로써, 모터 부스트가 실행될 수 있는 동시에 푸시-필이 구현될 수 있게 된다.
도 11과 도 12는 본 발명에서 가상 변속감 생성시 푸시-필의 크기를 조절한 예를 나타내는 도면으로서, 모두 업시프트 시의 가상 변속 개입 토크를 나타내는 모터 토크 곡선(가상 변속 개입 토크 지령의 곡선)을 예시하고 있다.
도 11과 도 12에서 최대 허용 토크 곡선은 최대 허용 방전토크 곡선이 된다.
다운시프트 시에는 예시된 업시프트 시의 모터 토크 곡선과 비교하여 상하 반전된 형상의 모터 토크 곡선(가상 변속 개입 토크 지령의 곡선)이 되고, 이때 최대 허용 토크 곡선은 최대 허용 충전토크 곡선이 된다.
다운시프트 시에는 가상 변속 개임 토크에 있어 최대 허용 충전토크를 초과하는 토크 초과분에 의해 드래그-필이 구현될 수 있다.
즉, 업시프트 시에는 최대 허용 방전토크를 초과하는 토크 초과분에 의해 이너샤 페이즈의 푸시-필이 구현되지만, 다운시프트 시에는 최대 허용 충전토크를 초과하는 토크 초과분(충전토크 절대값의 초과분임)에 의해 이너샤 페이즈의 드래그-필이 구현될 수 있다.
추가로, 본 발명에서는 PE 구성품의 작동 상태, 즉 모터 등 PE 구성품의 현재 온도 또는 모터 등 PE 구성품의 냉각을 위한 냉각제(coolant)의 온도 등에 따라 가상 변속 개입 토크의 프로파일을 조절하여 초과분 대 부족분 간의 비율을 조정할 수 있다.
예를 들어, 온도가 낮고 냉각이 용이할 때에는 도 11의 예와 같이 푸시-필 또는 드래그-필의 크기를 더 크게 설정할 수 있고, 온도가 높아 부스트 사용이 제한될 때에는 도 12의 예와 같이 푸시-필 또는 드래그-필의 크기를 더 작게 설정할 수 있다.
또한, 푸시-필이나 드래그-필의 크기를 조절하는 방식 외에도, 이들의 지속 폭(토크 초과 유지 시간)을 조절하거나, 전체적인 가상 변속 개입 토크 프로파일의 옵셋(offset)을 조정하는 등의 방법으로 제한 토크 초과분 대 부족분 간의 비율을 조절할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명하면, 가상 변속 기능 온(on) 시 모터 부스트 기능의 사용 또한 온(on) 될 수 있고, 가상 변속 기능 및 부스트 사용 온 시, 부스트 추가 확보 가능 또는 부스트 사용 제한 필요 상태를 확인한다.
또한, 부스트 추가 확보 가능시에는 도 11과 같이 부스트 온 영역 및 토크 추가분을 더 크게 하고, 부스트 제한 시에는 도 12와 같이 부스트 온 영역 및 토크 추가분을 상대적으로 더 작게 한다.
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

Claims (12)

  1. 전기자동차의 주행 동안 제어기에서 기본 토크 지령과 가상 변속감 생성을 위한 가상 변속 개입 토크를 이용하여 모터 토크 지령을 생성하는 단계; 및
    제어기에서 상기 생성된 모터 토크 지령에 따라 차량 구동을 위한 모터의 작동을 제어하여 가상 변속감을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 가상 변속감을 생성하는 시간 중 적어도 일부 시간 동안, 모터 허용 토크를 초과하는 모터 토크가 생성되도록 모터의 작동을 제어하는 부스트 제어를 실시하여, 상기 가상 변속감의 생성과 상기 부스트 제어가 연동되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속감을 생성하는 시간 중 적어도 일부 시간은, 가상 변속 과정의 이너샤 페이즈를 모사하는 구간인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부스트 제어는 최대 허용 토크보다 큰 가상 변속 개입 토크를 이용하여 생성한 모터 토크 지령으로 모터의 작동을 제어하는 것임을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 가상의 업시프트 변속시에는 모터의 최대 허용 방전토크보다 큰 가상 변속 개입 토크를 이용하여 생성한 모터 토크 지령으로 모터의 작동을 제어함으로써 차량의 푸시-필을 구현하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 가상의 다운시프트 변속시에는 모터의 최대 허용 충전토크보다 큰 가상 변속 개입 토크를 이용하여 생성한 모터 토크 지령으로 모터의 작동을 제어함으로써 차량의 드래그-필을 구현하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  6. 청구항 3에 있어서
    상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 상기 제어기는,
    가상 변속감을 생성하는 시간 중 상기 적어도 일부 시간을 제외한 나머지 시간 동안, 상기 모터의 최대 허용 토크보다 작은 가상 변속 개입 토크를 이용함으로써, 상기 모터의 최대 허용 토크보다 큰 가상 변속 개입 토크를 이용하는 부스트 온(on) 제어와, 상기 모터의 최대 허용 토크보다 작은 가상 변속 개입 토크를 이용하는 부스트 오프(off) 제어가 교대로 수행하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서
    상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 상기 제어기는,
    PE(Powertrain Electronics) 구성품의 작동 상태에 따라, 상기 가상 변속 개입 토크가 모터의 최대 허용 토크보다 큰 토크 초과분과, 상기 가상 변속 개입 토크가 모터의 최대 허용 토크보다 작은 토크 부족분의 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서
    상기 PE(Powertrain Electronics) 구성품의 작동 상태는 모터 온도 또는 모터를 냉각하는 냉각제의 온도인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  9. 청구항 6에 있어서
    상기 가상 변속감을 생성하는 단계에서, 상기 제어기는,
    PE(Powertrain Electronics) 구성품의 작동 상태에 따라, 상기 가상 변속 개입 토크가 모터의 최대 허용 토크보다 큰 토크 초과분의 크기 또는 토크 초과 유지 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서
    상기 PE(Powertrain Electronics) 구성품의 작동 상태는 모터 온도 또는 모터를 냉각하는 냉각제의 온도인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 부스트 제어는,
    상기 기본 토크 지령을 제한하기 위해 설정되는 가상 변속단별 한계 토크에 있어, 모터 최대 곡선의 토크 값보다 큰 값의 한계 토크로 제한한 기본 토크 지령에 의해 생성된 모터 토크 지령을 이용하여 모터의 작동을 제어하는 것임을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속단별 한계 토크는,
    상기 가상 변속단별로 모터 속도의 일부 영역에서 해당 변속단의 한계 토크가 최대 모터 토크 곡선의 값보다 높게 설정되고, 상기 가상 변속단별로 상기 모터 속도의 일부 영역을 제외한 나머지 영역에서는 해당 변속단의 한계 토크가 최대 모터 토크 곡선의 값과 같거나 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080060861A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-13 Andrew Baur Entertainment vehicle that simulates a vehicle with an internal combustion engine and multiple gear ratios
GB2479707B (en) * 2010-02-19 2012-10-24 Lotus Car A land vehicle
CN102255282B (zh) * 2011-07-18 2014-01-08 重庆长安汽车股份有限公司 一种纯电动车用永磁同步电机和控制器系统的温度保护方法
DE102011108956A1 (de) * 2011-07-29 2013-01-31 Audi Ag Verfahren zur Information eines Fahrers bezüglich des Betriebszustands eines Kraftfahrzeuges und Kraftfahrzeug
IT201600096737A1 (it) * 2016-09-27 2018-03-27 I E T S P A Veicolo a motore con simulatore di prestazioni di un cambio meccanico di velocita'
CN109177742B (zh) * 2018-08-17 2020-06-23 北京航空航天大学 一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法
US11813981B2 (en) * 2019-08-22 2023-11-14 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle with selectable vehicle profiles
JP7298566B2 (ja) * 2020-08-07 2023-06-27 トヨタ自動車株式会社 電気自動車
JP7294272B2 (ja) * 2020-08-07 2023-06-20 トヨタ自動車株式会社 電気自動車

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