KR20220020682A - 차량의 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속명령이 발생되면, 컨트롤러가 TCS의 작동 여부를 판단하는 단계; TCS가 작동 중이면, 상기 컨트롤러가 변속맵에 의한 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은지 판단하는 단계; 상기 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은 경우, 상기 컨트롤러가 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량에 따라, 소정의 변속단 오프셋을 산출하는 단계; 상기 컨트롤러가 상기 변속단 오프셋을 이용하여 보정 목표 변속단을 산출하는 단계; 상기 컨트롤러가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 변속 제어 방법{SHIFT CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 TCS(Traction Control System)가 탑재된 차량의 변속 제어 기술에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 변속은 Drive Mode 변경 등 사용자의 별도 입력이 없다면, 변속기제어시스템(TMS: Transmission Management System)에 입력된 변속맵을 기준으로 실시된다.

TMS는 차량의 속도와 운전자의 가속페달 조작에 따른 스로틀밸브 개도량을 변수로 하는 변속맵에 따라 Down Shift나 Up Shift를 실행한다.

따라서, 상기 TMS가 고마찰 노면을 기준으로 세팅된 변속맵을 저마찰 노면에서 적용하여 차량을 제어할 경우, 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

즉, 눈, 비, 얼음 등으로 덮힌 노면에서 운전자가 가속이나 급출발을 위해 가속페달을 밟을 경우, 낮은 노면 마찰력 때문에 일반 마른 노면에 비하여 휠 슬립(Wheel Slip)이 발생하기 쉽다.

이 때, 발생하는 휠 슬립은 엔진 RPM의 급상승, TCS 제어에 의한 엔진 출력의 제한, 구동륜 그립 상실에 의한 차량 거동 불안 등을 유발한다.

상기 TCS(Traction Control System)는 눈길이나 빗길 등과 같이 미끄러지기 쉬운 노면에서 차량을 출발하거나 가속할 때, 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 노면에서 슬립하지 않도록 차량의 구동력을 제어하는 시스템이다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1020190061749 A

본 발명은 노면 마찰계수가 작아 미끄러지기 쉬운 도로에서 TCS와의 협조제어를 통해 노면 정보를 파악하고 그 상황에 적합한 변속단으로 변속할 수 있도록 함으로써, 엔진 RPM의 급상승, TCS 제어에 의한 엔진 출력의 제한, 구동륜 그립 상실에 의한 차량 거동 불안 등을 방지하여, 차량의 NVH 성능 및 발진 성능을 향상시키고, 차량의 조종 안정성을 개선할 수 있도록 한 차량의 변속 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 변속 제어 방법은,

변속명령이 발생되면, 컨트롤러가 TCS의 작동 여부를 판단하는 단계;

TCS가 작동 중이면, 상기 컨트롤러가 변속맵에 의한 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은지 판단하는 단계;

상기 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은 경우, 상기 컨트롤러가 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량에 따라, 소정의 변속단 오프셋을 산출하는 단계;

상기 컨트롤러가 상기 변속단 오프셋을 이용하여 보정 목표 변속단을 산출하는 단계;

상기 컨트롤러가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량을 독립변수로 하는 오프셋맵으로부터 산출될 수 있다.

상기 오프셋맵은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이가 클수록 종속변수인 상기 변속단 오프셋이 커지고, 상기 가속페달 조작량이 클수록 상기 변속단 오프셋이 커지도록 설정될 수 있다.

상기 보정 목표 변속단은 상기 목표 변속단에 상기 변속단 오프셋을 더하여 산출될 수 있다.

상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이보다 작은 양의 자연수로 설정될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 변속 제어 방법은,

변속명령 발생 시, 컨트롤러가 TCS가 작동 중인지 판단하는 단계;

TCS 작동 중인 경우, 상기 컨트롤러가 변속맵에 의한 목표 변속단에 소정의 변속단 오프셋을 더하여 보정 목표 변속단을 산출하는 단계;

상기 컨트롤러가 현재 변속단으로부터 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 변속단 오프셋은 최소값이 0이고, 최대값은 상기 현재 변속단과 상기 변속맵에 의한 목표 변속단의 차이인 양의 자연수로 이루어질 수 있다.

상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이가 클수록 큰 값으로 설정될 수 있다.

상기 변속단 오프셋은 가속페달 조작량이 클수록 큰 값으로 설정될 수 있다.

상기 컨트롤러가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계는, 상기 목표 변속단이 현재 변속단 보다 낮은 경우에만 수행할 수 있다.

본 발명은 노면 마찰계수가 작아 미끄러지기 쉬운 도로에서 TCS와의 협조제어를 통해 노면 정보를 파악하고 그 상황에 적합한 변속단으로 변속할 수 있도록 함으로써, 엔진 RPM의 급상승, TCS 제어에 의한 엔진 출력의 제한, 구동륜 그립 상실에 의한 차량 거동 불안 등을 방지하여, 차량의 NVH 성능 및 발진 성능을 향상시키고, 차량의 조종 안정성을 개선할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 개념을 설명한 블록도,
도 4는 직진 주행 상황에서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 효과를 종래와 비교하여 도시한 도면,
도 5는 선회 주행 상황에서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 효과를 종래와 비교하여 도시한 도면,
도 6은 선회 주행 상황에서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 효과를 설명한 도면이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 구성을 설명한 개념도로서, 엔진(E)의 동력은 변속기(TM)를 통해 구동륜(DW)으로 전달되며, 컨트롤러(CLR)는 차량의 주행상황 등을 고려하여 상기 변속기(TM)를 제어하도록 구성된다.

상기 차량에는 TCS 장치가 구비되어 있으며, 상기 컨트롤러(CLR)는 상기 TCS로부터 정보를 제공받고 그에 따라 상기 변속기(TM)를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 차량의 변속 제어 방법의 실시예는, 변속명령이 발생되면, 컨트롤러(CLR)가 TCS의 작동 여부를 판단하는단계(S10); TCS가 작동 중이면, 상기 컨트롤러(CLR)가 변속맵에 의한 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은지 판단하는단계(S20); 상기 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은 경우, 상기 컨트롤러(CLR)가 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량에 따라, 소정의 변속단 오프셋을 산출하는단계(S30); 상기 컨트롤러(CLR)가 상기 변속단 오프셋을 이용하여 보정 목표 변속단을 산출하는단계(S40); 상기 컨트롤러(CLR)가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 TCS가 작동하는 상황에서 현재 변속단 보다 하위의 변속단으로 변속이 요구되면, 종래에 차속과 가속페달 조작량(스로틀밸브 개도량)에 따른 변속맵에 의해 결정되는 목표 변속단에 상기 변속단 오프셋을 적용하여, 새로운 보정 목표 변속단을 산출하고, 실질적인 변속은 상기 보정 목표 변속단으로 수행하도록 하는 것이다.

상기 보정 목표 변속단은 상기 목표 변속단에 상기 변속단 오프셋을 더하여 산출된다.

또한, 상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이보다 작은 양의 자연수로 설정된다.

따라서, TCS가 작동하는 상황에서는 운전자의 가속페달 조작에 의해 하위 변속단으로 변속이 수행됨에 있어서, TCS가 작동되지 않아도 되는 일반적인 고마찰 노면인 경우에 비해, 실질적으로 덜 낮은 변속단으로 변속이 수행되도록 함으로써, 구동륜(DW)에 과도한 구동력이 제공되지 않도록 하여, 구동륜(DW)의 슬립을 방지하게 되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 변속단 오프셋은 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량을 독립변수로 하는 오프셋맵으로부터 산출되도록 하였다.

여기서, 상기 오프셋맵은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이가 클수록 종속변수인 상기 변속단 오프셋이 커지고, 상기 가속페달 조작량이 클수록 상기 변속단 오프셋이 커지도록 설정된다.

예컨대, 현재 차량이 8단으로 주행 중, 운전자의 가속페달 조작량이 50%가 되어, 일반적인 고마찰 노면을 기준으로 세팅된 변속맵에 의할 때, 목표 변속단이 5단으로 계산되더라도, 본 발명에 의하면, 도 3의 오프셋맵을 사용하는 경우 변속단 오프셋은 +1이되므로, 상기 보정 목표 변속단은 5단에 1단을 더하여 6단이 되므로, 실질적인 변속은 5단이 아니라 6단으로 이루어지는 것이다.

따라서, 구동륜(DW) 작용하는 구동력은 5단으로 변속되는 경우에 비해 작아지게 되어, 구동륜(DW)과 노면 사이의 슬립은 상대적으로 저감되거나 방지되게 되는 것이다.

참고로, 도 4는 직진 주행 상황에서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 효과를 종래와 비교하여 도시한 도면이고, 도 5는 선회 주행 상황에서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 효과를 종래와 비교하여 도시한 도면이다.

참고로, 도 4와 도 5에서 목표토크는 구동륜(DW) 목표토크를 의미하며, APS는 APS(Accelerator Position Sensor의 출력 신호로서, 가속페달 조작량을 의미하며, 이는 가솔린 엔진이 탑재된 차량에서는 실질적으로 스로틀밸브 개도량에 상당하는 것으로 볼 수 있다.

도 6은 선회 주행 상황에서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법의 효과를 개념적으로 설명한 도면이다.

즉, 저마찰 노면에서 선회 중 운전자가 가속을 요구하는 경우, 본 발명에 의하면, 상대적으로 단계적으로 저단으로 변속을 수행하게 됨에 따라, 구동륜(DW)인 전륜이 노면 그립 상태를 유지할 수 있도록 함에 의해 적절한 뉴트럴 스티어(Neutral Steer) 상태를 확보할 수 있는 반면, 본 발명이 적용되지 않는 종래의 경우에는 언더 스티어(Under Steer)가 발생하여, 차량이 주행 코스를 이탈하게 되는 것을 설명하고 있는 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명 차량의 변속 제어 방법은 다음과 같이 표현될 수도 있을 것이다.

즉, 본 발명 차량의 변속 제어 방법은, 변속명령 발생 시, 컨트롤러(CLR)가 TCS가 작동 중인지 판단하는 단계; TCS 작동 중인 경우, 상기 컨트롤러(CLR)가 변속맵에 의한 목표 변속단에 소정의 변속단 오프셋을 더하여 보정 목표 변속단을 산출하는 단계; 상기 컨트롤러(CLR)가 현재 변속단으로부터 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 변속단 오프셋은 최소값이 0이고, 최대값은 상기 현재 변속단과 상기 변속맵에 의한 목표 변속단의 차이인 양의 자연수로 이루어진다.

즉, 여기서는 상기와는 약간 다르게, 상기 변속단 오프셋의 최대값이 상술한 바와 같이 현재 변속단과 목표 변속단의 차이가 될 수 있도록 하여, 상기 변속단 오프셋을 적용하여 보정 목표 변속단을 산출하는 경우, 상기 보정 목표 변속단이 현재 변속단과 같아져서, 결과적으로는 변속을 수행하지 않게 되도록 하는 결과를 가져올 수 있는 바, 필요에 따라서는 즉각적인 변속을 회피하여, 차량의 주행 안정성을 극대화할 수 있도록 하는 것이다.

상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이가 클수록 큰 값으로 설정된다.

상기 변속단 오프셋은 가속페달 조작량이 클수록 큰 값으로 설정된다.

또한, 상기 컨트롤러(CLR)가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계는, 상기 목표 변속단이 현재 변속단 보다 낮은 경우에만 수행하도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

E; 엔진
TM; 변속기
DW; 구동륜
CLR; 컨트롤러

Claims (10)

1. 변속명령이 발생되면, 컨트롤러가 TCS의 작동 여부를 판단하는 단계;
   TCS가 작동 중이면, 상기 컨트롤러가 변속맵에 의한 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은지 판단하는 단계;
   상기 목표 변속단이 현재 변속단보다 낮은 경우, 상기 컨트롤러가 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량에 따라, 소정의 변속단 오프셋을 산출하는 단계;
   상기 컨트롤러가 상기 변속단 오프셋을 이용하여 보정 목표 변속단을 산출하는 단계;
   상기 컨트롤러가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이와 가속페달 조작량을 독립변수로 하는 오프셋맵으로부터 산출되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 오프셋맵은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이가 클수록 종속변수인 상기 변속단 오프셋이 커지고, 상기 가속페달 조작량이 클수록 상기 변속단 오프셋이 커지도록 설정된 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 보정 목표 변속단은 상기 목표 변속단에 상기 변속단 오프셋을 더하여 산출되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이보다 작은 양의 자연수로 설정되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
6. 변속명령 발생 시, 컨트롤러가 TCS가 작동 중인지 판단하는 단계;
   TCS 작동 중인 경우, 상기 컨트롤러가 변속맵에 의한 목표 변속단에 소정의 변속단 오프셋을 더하여 보정 목표 변속단을 산출하는 단계;
   상기 컨트롤러가 현재 변속단으로부터 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 변속단 오프셋은 최소값이 0이고, 최대값은 상기 현재 변속단과 상기 변속맵에 의한 목표 변속단의 차이인 양의 자연수로 이루어진 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 변속단 오프셋은 상기 현재 변속단과 목표 변속단 사이의 변속단 차이가 클수록 큰 값으로 설정되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 변속단 오프셋은 가속페달 조작량이 클수록 큰 값으로 설정되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 보정 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계는, 상기 목표 변속단이 현재 변속단 보다 낮은 경우에만 수행하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
    
    

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