KR20240082705A - 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법 - Google Patents

전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법에 관한 것으로서, 전기자동차에서 내연기관 및 변속기, 클러치 등 구동계의 작동감과 내연기관 차량에서의 운전감을 구현할 수 있는 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 가상 변속 유형이 결정되고 가상 변속이 시작되는 단계; 가상 변속이 수행되는 동안 가상 효과의 크기가 결정되는 단계; 상기 가상 변속이 수행되는 동안 상기 가상 변속 유형과 상기 가상 변속 관련 상태 정보를 기초로 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계; 상기 가상 변속이 수행되는 동안 가상 효과의 크기가 가상 효과의 크기 보정량으로 보정되는 단계; 및 상기 가상 효과의 보정 후 크기를 가지는 가상 효과 신호에 따라 가상 효과 발생 장치의 작동이 제어되는 단계를 포함하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법을 제공한다.

Description

전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법{METHOD OF VIRTUALIZING CHARACTERISTICS OF INTERNAL-COMBUSTION-ENGINE VEHICLE IN ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차에서 내연기관 및 변속기, 클러치 등 구동계의 작동감과 내연기관 차량에서의 운전감을 구현할 수 있는 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 차량을 구동하는 구동장치로서 전기모터를 이용하여 주행하는 자동차이다. 전기모터를 이용하여 주행하는 넓은 의미의 전기자동차(전동화 차량) 중 하이브리드 자동차는 내연기관(Internal Combustion Engine, ICE)과 모터의 복합 동력을 이용하지만, 배터리 전기자동차(Battery Electric Vehicle, BEV)와 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle)는 모터만을 이용하여 주행하는 전기자동차이다.
모터만으로 주행하는 전기자동차의 구동계는, 모터를 구동시키기 위한 전력을 공급하는 배터리, 배터리에 연결된 인버터, 구동장치로서 인버터를 통해 배터리에 충, 방전 가능하게 연결된 모터, 그리고 모터의 회전력을 감속하여 구동륜에 전달하는 감속기를 포함한다.
이와 같이 모터만으로 주행하는 통상의 전기자동차에서는, 기존의 내연기관 자동차와 달리, 다단 변속기를 사용하지 않으며, 대신 고정 기어비를 사용하는 감속기를 모터와 구동륜 사이에 배치한다.
이는 내연기관(엔진)이 운전점에 따른 에너지 효율의 분포 범위가 넓고 고속 영역에서만 고토크를 제공할 수 있는 반면, 모터의 경우 운전점에 따른 효율의 차이가 상대적으로 적고 모터 단품의 특성만으로도 저속 고토크의 구현이 가능하기 때문이다.
또한, 기존의 내연기관 자동차에서는 저속 구동이 불가능한 내연기관의 특성 때문에 토크 컨버터나 클러치와 같은 발진 기구를 필요로 하지만, 전기자동차의 구동계에서는 모터가 저속 구동이 용이한 특성을 가짐에 따라 발진 기구가 삭제될 수 있다. 이러한 기구적 차이로 인해 전기자동차에서는 내연기관 자동차와 달리 변속 등으로 인한 운전성의 끊김이 없고 부드러운 운전성을 제공할 수 있다.
그리고, 전기자동차의 구동계는 내연기관 자동차와 같이 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 것이 아닌 배터리의 전력으로 모터를 구동하여 동력을 발생시킨다. 이에 공기역학 및 열역학적 반응에 의해 생성되는 내연기관 자동차의 토크와 달리, 전기자동차의 토크는 대체로 내연기관 자동차의 토크에 비해 정교하고 부드러우며 반응성이 빠른 특성이 있다.
또한, 기존 내연기관 구동계를 탑재한 자동차에서 주된 진동원은 내연기관(엔진)이다. 시동 온(on) 상황에서 내연기관의 주기적인 폭발력으로 인해 발생한 진동은 구동계나 마운트 등을 통해 차체와 승객에게 전달된다.
흔히 이러한 진동은 감쇠시켜야 할 부정적인 요소로 여겨진다. 이러한 측면에서 모터가 내연기관을 대체한 전기자동차에서는 진동원이 존재하지 않기 때문에 승차감 개선의 관점에서 내연기관 자동차에 비해 유리하다. 또한, 전기자동차에서 변속기의 부재는 변속으로 인한 운전성의 끊김이 없고 부드러운 운전성을 제공한다는 점에서 분명 유리한 부분으로 작용한다.
그러나, 운전 재미(fun-to-drive)를 원하는 운전자에게는 내연기관 또는 변속기에 의해 변속시 발생하는 진동이나 음향 등 변속감의 부재가 지루함을 느끼게 할 수 있다. 특히, 고성능을 지향하는 특색을 가진 전기자동차에서는 부드러운 느낌만이 아닌 거칠고 떨리는 감성을 제공해야 할 때가 있다.
하지만, 전기자동차에서는 이러한 감성적 요소를 운전자에게 제공하는데 한계가 있다. 이에 내연기관과 다단 변속기가 탑재된 내연기관 자동차에서 변속시 실제 구동계에 의해 발생하는 진동이나 음향 등 변속감을 모사한 가상 효과를 전기자동차에서 연출할 수 있는 방법이 필요하다.
특히, 운전자가 엔진, 변속기, 클러치 등이 주는 운전 감성과 재미, 박진감 및 직결감 등을 느끼기를 원할 때 내연기관 자동차나 타 차량으로 교체할 필요 없이 자신의 차량에서 원하는 감성을 체험할 수 있도록 가상 운전성 구현 기능을 제공하는 것이 필요하게 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 내연기관 및 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 내연기관 및 다단 변속기 등 기구적 요소에 의해 발생하는 것과 같은 가상의 진동이나 음향 등 가상 변속감을 생성 및 연출함으로써 운전자로 하여금 차별화된 운전 감성과 다양한 운전 재미를 느낄 수 있도록 하는 전기자동차의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어기에 의해, 차량 주행 중 취득되는 차량 운전 정보를 기초로 가상 변속 유형이 결정되고 가상 변속이 시작되는 단계; 상기 제어기에 의해, 상기 가상 변속이 수행되는 동안 취득되는 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 크기가 결정되는 단계; 상기 가상 변속이 수행되는 동안, 상기 제어기에 의해, 상기 결정된 가상 변속 유형과 상기 가상 변속 관련 상태 정보를 기초로 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계; 상기 가상 변속이 수행되는 동안, 상기 제어기에 의해, 상기 결정된 가상 효과의 크기가 상기 결정된 가상 효과의 크기 보정량으로 보정되는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 가상 효과의 보정 후 크기를 가지는 가상 효과 신호가 생성 및 출력되어, 차량에서 상기 보정 후 크기의 가상 효과를 발생시키도록, 상기 출력되는 가상 효과 신호에 따라 가상 효과 발생 장치의 작동이 제어되는 단계를 포함하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법에 의하면, 내연기관(엔진)과 변속기, 클러치 등이 부재한 전기자동차에서 내연기관 자동차의 구동계 특성을 진동과 음향을 통해 생성하여 제공할 수 있고, 전기자동차에서 실제 내연기관과 변속기, 클러치가 작동하는 듯한 작동감 및 운전감을 운전자에게 제공할 수 있다.
또한, 운전자가 내연기관 자동차로 교체할 필요 없이 자신의 차량에서 내연기관 자동차의 구동계가 제공하는 운전 감성과 재미, 박진감과 직결감 등을 느낄 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현을 위한 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 가상 엔진 속도에 따라 가상 음향의 음량을 조절하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에서 가상 효과의 크기를 조절하기 위한 게인 값의 설정 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에서 가상 음향의 음량이 가상 변속 개입 토크에 따라 결정되는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에서 시간축 맵 기반의 음량 결정 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명에서 가상 변속 진행률이 결정되는 예를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 발명에서 가상 음향의 음량이 가상 변속 진행률에 따라 결정되는 실시예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 의해 발명이 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명은 내연기관 및 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 내연기관 및 다단 변속기 등 기구적 요소에 의해 실제 변속시 발생하는 것과 같은 가상의 진동이나 음향 등 가상 변속감을 생성 및 연출할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 적용되는 전기자동차는 모터로만 주행하는 전기자동차일 수 있다. 예컨대, 본 발명이 적용되는 전기자동차는 배터리 전기자동차나 연료전지 자동차일 수 있다.
본 발명에서 가상 변속감은 내연기관 자동차의 실제 변속시 발생하는 진동과 음향을 모사한 가상 변속시의 가상 진동과 가상 음향 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것이다.
상기 가상의 진동이나 음향은 전기자동차에는 부재한 내연기관과 다단 변속기 등 내연기관 자동차의 기구적 요소에 의해 발생하는 진동이나 음향을 모사한 것이며, 이하의 설명에서 실제 내연기관 자동차의 특성을 모사 및 구현한 가상 진동과 가상 음향을 '가상 효과'라 통칭하기로 한다.
또한, 본 발명에서 실제 내연기관 자동차 특성을 모사 및 구현하기 위해 가상의 진동이나 음향을 생성 및 연출하는 기능을 '가상 효과 구현 기능'이라 칭하기로 한다.
또한, 이하의 설명에서 가상 변속 기능은, 가상 효과 구현 기능 중에서도, 상기와 같이 내연기관 자동차의 실제 변속시 발생하는 진동이나 음향 등 실제 변속감을 모사한 가상 변속감을 생성하는 기능을 의미한다.
그리고, 본 발명에서 가상 변속시의 가상 효과는 상기 가상 변속감과 동일한 의미를 가지는 것이라 할 수 있고, 내연기관 및 다단 변속기에 의해 발생하는 실제 변속감 중 실제 변속시의 진동과 음향을 모사한, 가상 진동과 가상 음향 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것이다.
가상 효과 구현 기능을 수행함에 있어서 구동계의 특성과 연동하는 가상 효과를 발생시켜야만 운전자에게 현실감 높은 감성을 제공할 수 있다. 하지만, 종래기술은 구동계의 특성과 연동하는 전략을 구현하는데 한계가 있었고, 단순히 운전자의 운전 입력값 중 하나인 가속페달 입력값(APS 값)이나, 구동계 속도 또는 차량 속도에만 연동하는 효과를 발생시키는 수준이었다.
또한, 가속페달 입력값에 상응하는 모터 토크, 또는 구동계 속도로부터 구해져 클러스터를 통해 표시되는 가상 엔진 속도만으로는 현실감 있는 가상 효과를 구현하기에 한계가 있다.
그러므로 실제 내연기관(엔진) 및 변속기로 인해 발생하는 물리적인 진동이나 음향, 변속감 등을 실제와 더욱 유사하게 모사할 수 있는 가상 진동의 진폭이나 가상 음향의 음량 등을 결정할 수 있어야 한다.
종래와 같이 단순히 가속페달 입력값(APS 값)이나 구동계 속도, 속도에만 연동하는 가상 효과를 발생시키는 것은 현실감 높은 운전 감성을 제공하기에 한계가 존재하기 때문에, 본 발명에서는 더욱 현실감 높은 가상 효과를 발생시키기 위한 구체적인 방법을 제시한다. 이에 본 발명의 목적은 아래와 같이 정의될 수 있다.
본 발명의 목적은 전기자동차에서 수행되는 가상 효과 구현 기능과 관련하여 현실감 높은 가상 효과를 제공할 수 있도록 가상 변속시 연출되는 진동의 진폭이나 음향의 음량을 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 내연기관 자동차 특성 구현 및 가상 효과 구현 방법은, 이질감이 없고 다이나믹한 감성적 효과를 발생시키기 위하여, 가상 엔진 속도에 따라 가상 효과의 크기를 결정하는 방법, 가상 변속 개입 토크에 따라 가상 효과의 크기를 결정하는 방법, 시간축 맵 기반의 가상 효과 크기 결정 방법, 그리고 가상 변속 진행률(shift progress) 맵 기반의 가상 효과 크기 결정 방법 중 하나를 포함할 수 있다.
기존 내연기관 및 변속기가 탑재되었던 차량에서 변속시 진동 및 음향 등을 포함하는 실제 변속감은, 내연기관이 실제로 발생시키는 물리적 부하량과, 변속기의 작동에 의해 발생하는 구동계 요소들의 실제 속도(회전속도로서 구동계 속도) 변화에 따라 발생한다.
그러나, 가상 효과 구현 기능을 수행하는 전기자동차의 경우, 상기 기구적 요소들이 물리적으로 존재하지 않기 때문에, 가상 신호를 생성하는 것만으로 가상 효과를 구현 및 연출하고 운전자에게 제공할 수는 있지만, 전기자동차의 모터 토크나 감속기 속도 정보, 가속페달 입력값(APS 값) 정보 등에만 의존하여 가상 효과 신호의 진폭이나 음량을 설정한다면, 구현하고자 하는 목표의 성질과 차이가 발생할 수 밖에 없다.
따라서, 본 발명에서는, 기존 내연기관(엔진) 및 변속기 시스템에서 발생하여야 했던 물리적 상태 변수를 가상으로 역 산출함으로써, 이를 기반으로 하여 더욱 현실감 있는 가상 효과의 크기를 설정하는 방법을 제시한다.
여기서, 가상 효과의 크기는 가상 진동의 진폭과 가상 음향의 음량 중 적어도 하나를 포함하는 것이다. 또한, 물리적 상태 변수는 변속시 엔진 개입(intervention) 토크, 구동계 등가관성, 변속 유형, 변속 진행률 등을 포함하는 것일 수 있다.
전기자동차에는 실제 엔진(내연기관) 및 변속기가 존재하지 않으므로, 본 발명에서는 상기한 물리적 상태 변수들을 가상으로 산출하여, 상기 산출된 가상 상태 변수에 기반하여 전기자동차에서 구현 및 제공하고자 하는 가상 효과의 크기(진동의 진폭, 음향의 음량)를 결정할 수 있다. 또한, 동일한 원리에 기반하여 현실성 있는 가상의 진동 및 음향 효과를 기존 내연기관 및 변속기가 탑재된 차량에서 생성 및 제공하는 것도 실시 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현을 위한 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명에서 내연기관 자동차의 특성을 구현한다는 것은, 전기자동차에서 가상 효과를 생성 및 제공한다는 것을 의미한다. 즉, 적용 대상 차량인 전기자동차에서는 구동계 작동시 실제 발생하지 않는 진동과 음향이지만, 내연기관 자동차에서 발생하는 것과 유사한 진동과 음향을 전기자동차에서 실제로 발생시키는 것을 의미한다.
좀 더 상세하게는, 본 발명에서 내연기관 자동차의 특성을 구현한다는 것은, 구동계 특성 및 구동계의 구동 상황, 차량 운전 상태 등에 따라 내연기관 자동차의 구동계에 의해 발생하는 것과 최대한 유사하게 모사한 진동과 음향을 전기자동차에서 실제로 생성 및 연출하여 제공하는 것을 의미한다.
본 발명에서 내연기관 자동차에서의 실제 진동을 모사한 진동을 '가상 진동', 그리고 내연기관 자동차에서의 실제 음향을 모사한 진동을 '가상 음향'이라 정의하고, 이하의 설명에서 '가상 효과'는 전술한 바와 같이 가상 진동과 가상 음향 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것이다.
본 발명에서 가상 효과 중 가상 진동은 실제 변속을 모사한 가상 변속시에 진동기기 또는 구동모터를 이용하여 운전자가 느낄 수 있도록 생성하고, 가상 음향은 가상 변속시에 차량에 탑재된 음향기기를 이용하여 운전자가 들을 수 있도록 생성한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성을 구현하는 장치는, 차량에 설치되는 것으로서, 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.
이하의 설명에서 제어 주체를 제1 제어기(20)와 제2 제어기(30)로 구분하여 설명하지만, 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현 및 가상 효과 구현을 위한 제어 과정은 복수 개의 제어기 대신 통합된 하나의 제어요소에 의해서도 수행될 수 있다.
복수 개의 제어기와 통합된 하나의 제어요소를 모두 제어기라 통칭할 수 있고, 이 통칭하는 제어기에 의해 본 발명의 제어 과정이 수행된다 할 수 있다. 이하의 설명에서 '제어기'는 상기 제1 제어기(20)와 제2 제어기(30)를 통칭하는 것이라 할 수 있다.
상기 운전정보 검출부(12)는 차량에서 운전자 요구 토크를 결정하고 가상 효과 구현 기능을 수행하기 위해 필요한 차량 운전 정보를 검출하는 구성부이다. 여기서, 차량 운전 정보는 차량 운전 상태를 나타내는 정보로서, 운전자의 운전 입력 정보와 차량 상태 정보를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 운전정보 검출부(12)는, 운전자의 가속페달 조작에 따른 가속페달 입력값을 검출하는 가속페달 검출부, 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 브레이크 페달 입력값을 검출하는 브레이크 페달 검출부, 그리고 차속을 검출하는 차속 검출부를 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.
차속 검출부는 휠속 센서를 포함할 수 있고, 이 휠속 센서가 출력하는 휠 속도 신호로부터 차속 정보가 얻어지는 것은 당해 기술분야에서 잘 알려진 기술 사항이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이로써, 운전정보 검출부(12)에 의해 검출되는 차량 운전 정보 중 운전자의 운전 입력 정보는 운전자의 페달 입력값일 수 있고, 구체적으로 운전자의 가속페달 조작에 따른 운전 입력값으로서 가속페달 검출부에 의해 검출되는 가속페달 입력값(APS 값), 및 운전자의 브레이크 페달 조작에 따른 운전 입력값으로서 브레이크 페달 검출부에 의해 검출되는 브레이크 페달 입력값(BPS 값)을 포함한다. 이때 차속 검출부에 의해 검출되는 차속은 차량 운전 정보 중 차량 상태 정보가 된다.
또한, 운전정보 검출부(12)는 차량 구동계의 회전속도를 검출하는 속도 검출부를 더 포함할 수 있고, 여기서 차량 구동계의 회전속도(구동계 속도)는 구동장치(41)인 모터의 회전속도(모터 속도)와 구동륜(43)의 회전속도(구동륜 속도)를 포함하는 것일 수 있다. 이에 더하여, 차량 구동계의 회전속도(구동계 속도)는 드라이브 샤프트의 회전속도(드라이브 샤프트 속도)를 더 포함하는 것일 수 있다.
이때 속도 검출부는 구동장치(41)인 모터에 설치된 모터 속도 검출부와, 구동륜(43)에 설치된 휠 속도 검출부를 포함하고, 모터 속도 검출부는 통상의 레졸버일 수 있고, 휠 속도 검출부는 통상의 휠속 센서일 수 있다.
이에 더하여, 속도 검출부는 드라이브 샤프트 속도를 검출할 수 있는 센서를 더 포함하는 것일 수 있다. 또한, 이때 차량 운전 정보는 차량 구동계의 회전속도(구동륜 속도)를 더 포함하며, 이 차량 구동계의 회전속도는 차량 운전 정보 중 차량 상태 정보가 된다.
한편, 도 1에 도시된 장치의 구성 중 제1 제어기(20)는 실시간 차량 운전 정보를 기초로 구동장치(41)의 작동을 제어하기 위한 토크 지령을 결정 및 생성하여 출력한다. 여기서, 구동장치(41)는 차량을 구동하는 모터이다.
제1 제어기(20)는, 운전정보 검출부(12)를 통해 취득되는 실시간 차량 운전 정보로부터 운전자 요구 토크를 결정하고 상기 결정된 운전자 요구 토크를 발생시키기 위한 기본 토크 지령을 생성하는 기본 토크 지령 생성부(21)를 포함한다.
이에 더하여, 제1 제어기(20)는, 실시간 구동계 상태 정보를 기초로 가상 효과의 생성 및 연출을 위한 가상 효과 지령을 생성하는 가상 효과 연출 제어부(22)를 더 포함한다.
이에 더하여, 제1 제어기(20)는, 기본 토크 지령 생성부(21)에서 생성 및 출력되는 기본 토크 지령과, 가상 효과 연출 제어부(22)에서 생성 및 출력되는 가상 효과 지령(가상 효과 신호)을 이용하여 최종 토크 지령을 생성 및 출력하는 최종 토크 지령 생성부(23)를 더 포함한다.
별도의 진동기기를 설치한 차량의 경우, 가상 효과 지령은 가상 진동을 발생시키는 진동기기(51)의 작동을 제어하기 위한 진동 효과 지령(진동 효과 신호), 및 가상 음향을 발생시키는 음향기기(54)의 작동을 제어하기 위한 음향 효과 지령(음향 효과 신호) 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.
진동기기(51)가 부재한 차량에서는 차량 주행 동안 구동장치(41)인 모터를 통해 가상 진동을 생성 및 연출할 수 있으며, 이때 가상 변속시의 진동 효과 지령은, 진동기기(51)의 작동을 제어하기 위한 것 대신, 구동장치(41)인 모터에 대한 가상 변속 개입 토크가 된다.
이와 같이 가상 변속 개입 토크는 가상 변속 수행 동안의 가상 효과를 생성 및 연출하기 위한 지령 토크(진동 효과 지령)이며, 이는 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)에서 가상 변속시 기본 토크 지령을 보정하기 위한 보정 토크로 사용된다.
본 발명에서는 가상 변속시 기본 토크 지령이 가상 변속 개입 토크에 의해 가상 진동을 발생시키기 위한 모터 토크 지령(최종 토크 지령)으로 보정된다. 즉, 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)는, 기본 토크 지령 생성부(21)에서 생성되어 입력되는 기본 토크 지령과, 가상 효과 연출 제어부(22)에서 생성되어 입력되는 가상 변속 개입 토크를 이용하여, 가사 변속시 최종 토크 지령으로서, 가상 진동을 발생시키기 위한 모터 토크 지령을 생성한다.
본 발명의 실시예에서, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는, 실시간 구동계 상태 정보를 기초로 구동계 기어의 치면 압력을 결정하고, 상기 결정된 구동계 기어의 치면 압력을 이용하여 가상 효과의 생성 및 연출을 위한 가상 효과 지령을 생성하도록 설정될 수 있다.
전기자동차에서 진동이 차량의 구동계를 통해 차체 및 캐빈으로 방사되는 정도는 구동계 기어의 치면 압력에 비례한다. 여기서, 구동계 기어는 구동장치(41)인 모터와 구동륜(43) 사이에서 토크 전달을 수행하는 기어들을 포함하고, 이러한 기어들은 전기자동차에서 모터와 구동륜 사이의 회전력 전달이 이루어지는 공지의 구동계 내 기어들을 의미하는 것일 수 있다. 전기자동차에서 대표적인 구동계 기어로는 감속기(42)의 기어들이 있다.
전기자동차와 내연기관 자동차에서 구동계 기어는 상호 맞물림 및 동시 회전을 통해 토크(및 힘) 전달을 수행하며, 내연기관 자동차의 구동계에서 기어의 치면 압력의 크기가 클수록 구동계의 여러 운동부품 간 진동 전달 특성이 강체에 가까워지므로 내연기관에서 발생한 진동의 전달률이 상승한다.
반대로, 구동계 기어의 치면 압력의 크기가 작을수록 인접한 운동부품 간 스트레스(stress)가 낮아 진동이 전달되기 어려우므로 주위 윤활부에 의해 진동 에너지가 감쇠되어 진동 전달률이 낮아진다. 즉, 구동계 기어의 치면 압력의 크기(압력의 절대값)이 클수록 진동의 크기가 커지고 구동계 기어의 치면 압력의 크기가 작을수록 진동의 크기가 작아지는 것이다.
이를 고려하여, 본 발명에서 구동계 기어의 치면 압력(압력의 절대값)의 크기가 클수록 가상 효과의 크기(진동의 진폭 및 음향의 음량)가 더 커지고, 구동계 기어의 치면 압력의 크기가 작을수록 상기 가상 효과의 크기가 더 작아지도록 할 수 있다.
본 발명에서 구동계 기어의 치면 압력은 구동계 상태 정보인 구동계에서의 축 비틀림 속도와 백래시 속도, 입력 토크를 이용하여 결정될 수 있다. 여기서, 입력 토크는 모터로부터 구동계에 인가되는 토크를 의미하는 것이며, 이러한 입력 토크로는 모터 토크 지령, 즉 제1 제어기(20)의 기본 토크 지령 생성부(21)에서 결정되는 기본 토크 지령이 이용될 수 있다.
또한, 축 비틀림 속도와 백래시 속도 역시 실시간 차량 운전 정보로부터 결정될 수 있는데, 모터 토크 지령과 더불어 모터 속도 및 휠 속도(구동륜 속도)를 이용하여 산출될 수 있다.
상기 축 비틀림 속도는 모터로부터 구동계에 인가되는 입력 토크와 구동계 스프링 강성으로부터 결정될 수 있고, 여기서 입력 토크는 모터 토크 지령(기본 토크 지령)일 수 있다. 이때 축 비틀림 속도는 입력 토크인 모터 토크 지령과 구동계 스프링 강성을 곱한 값으로 결정될 수 있다. 구동계 스프링 강성은 모터와 구동륜 사이에서 발생한 구동계 회전속도 차이 및 상기 입력 토크로부터 수식에 의한 연산 과정을 통해 결정될 수 있다.
상기 구동계 회전속도 차이는 모터 속도 검출부에 의해 검출되는 모터 속도와 등가 휠 속도 사이의 차이값으로 결정될 수 있고, 상기 등가 휠 속도는 휠 속도 검출부에 의해 검출되는 휠 속도(구동륜 속도)로부터 모터와 구동륜 간 기어비를 이용하여 결정되는 모터에서의 등가적인 휠 속도이다.
상기 백래시 속도는 모터와 구동륜 사이에서 발생한 구동계 회전속도 차이로 인한 것으로서, 구동계 회전속도 차이와 축 비틀림 속도 사이의 차이값을 필터링한 값으로 결정될 수 있다.
한편, 최종 토크 지령 생성부(23)에서 생성된 최종 토크 지령은 제2 제어기(30)로 전달되고, 제2 제어기(30)는 최종 토크 지령에 따라 차량을 구동하는 구동장치(41)의 작동을 제어하게 된다. 여기서, 구동장치(41)는 차량을 구동하는 모터이다.
상기 구동장치(41)인 모터가 출력하는 토크 및 회전력은 도 1에 나타낸 바와 같이 감속기(42)에 의해 감속된 뒤 구동륜(43)에 전달되는데, 제2 제어기(30)에 의해 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령에 따라 모터의 작동이 제어되면, 상기 모터에 의한 가상 효과 및 가상의 내연기관 구동계 특성이 구현될 수 있다.
이때 제1 제어기(20)에서 생성 및 출력되는 최종 토크 지령은 차량 주행 중 가상의 내연기관 구동계 특성을 구현할 수 있는 모터 토크 지령이며, 상기 최종 토크 지령에 따라 차량의 구동장치(41)인 모터의 작동이 제어되면, 실제 내연기관 자동차에서의 차량 진동 및 거동 상태를 모사한 가상의 차량 진동 및 거동을 유발할 수 있는 모터 토크의 출력이 이루어질 수 있다.
이와 더불어 내연기관 자동차의 실제 변속시 진동 및 거동 상태를 모사한 가상 변속시에는 기본 토크 지령과 가상 변속 개입 토크를 이용하여 최종 토크 지령을 생성할 수 있고, 이러한 최종 토크 지령에 의해 모터의 작동이 제어되면, 상기 모터에 의한 가상 변속시 차량 진동 및 거동 상태가 구현 및 연출될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 더 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 제1 제어기(20)는 통상의 전기자동차에서 차량 운전 정보에 기초하여 모터 토크 지령을 생성하는 차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU)일 수 있고, 제2 제어기(30)는 모터 토크 지령에 따라 모터의 작동을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)일 수 있다.
본 발명에서 가상 효과 연출 제어부(22)는, 기본 토크 지령 생성부(21) 및 이에 의해 생성되는 기본 토크 지령과는 별개로, 가상 진동과 가상 음향을 생성 및 연출하기 위한 가상 효과 신호를 지령으로서 생성하여 출력하는 신규한 구성부이고, 이는 차량 제어기(VCU) 내에 그 일부로서 부가되거나 차량 제어기와는 별도의 제어요소로서 구비될 수 있다.
여기서, 가상 효과 신호(가상 진동 신호 및 가상 음향 신호)는 구동계 상태, 그 예로서 구동계 기어의 치면 압력에 상응하는 가상 효과의 크기(진폭 및 음량)를 가지는 파형 신호일 수 있고, 이때 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 상기 파형 신호의 값을 가지는 지령(가상 효과 지령, 즉 가상 진동 지령 및 가상 음향 지령)을 생성하여 출력할 수 있다.
본 발명에서 가상 효과 연출 제어부(22)는 구동계 상태(예, 구동계 기어의 치면 압력)에 상응하는 크기(진폭 및 음량)를 가지는 가상 효과 신호에 대해, 가상 변속 동안에는, 후술하는 바와 같이 가상 변속 동안 수집되는 정보를 이용하여 가상 효과의 크기(진폭 및 음량)를 보정한 후, 보정 후 크기를 가지는 가상 효과 신호를 상기 최종 토크 지령 생성부(23)에 전달한다.
최종 토크 지령 생성부(23)에서는 기본 토크 지령 생성부(21)로부터 입력된 기본 토크 지령이 가상 효과 연출 제어부(22)로부터 입력된 가상 효과 지령(크기가 보정된 지령)에 의해 보정된다. 이때 기본 토크 지령에 가상 효과 지령을 합산하는 보정이 이루어질 수 있다. 결국, 가상 효과 지령에 의해 보정된 토크 지령이 모터 제어를 위한 최종 토크 지령이 된다.
본 발명에서 가상 효과 연출 제어부(22)가 가상 변속 수행 동안 결정하여 최종 토크 지령 생성부(23)로 전달하는 가상 효과 지령은 가상 변속 개입 토크이며, 이에 대해서는 뒤에서 상세하게 설명하기로 한다.
이로써, 차량을 구동하는 모터에 의해 구동계 상태에 연동하는 가상 진동이 생성될 수 있고, 이는 기존 내연기관 자동차에서 발생할 수 있는 진동을 모사한 진동으로서, 최종 토크 지령에 따라 모터의 작동이 제어될 때 모터에 의해 차량에서 실제 생성되는 진동이다. 이와 같이 모터는 차량을 구동하기 위한 구동장치이지만, 가상 효과를 발생시킬 수 있는 가상 효과 발생 장치의 기능도 하게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 내연기관 차량의 특성을 구현하는 장치는, 운전자가 가상 효과 구현 기능의 온(on)과 오프(off) 중 하나를 선택 입력하기 위해 이용하는 인터페이스부(11)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 인터페이스부(11)로는 운전자가 차량에서 온(on)과 오프(off)를 선택적으로 조작할 수 있는 수단이면서 온(on)과 오프(off)에 따른 전기적인 신호를 출력할 수 있는 것이라면 사용 가능하며, 예로서 차량에 구비되는 버튼이나 스위치 등의 조작 장치, 그 밖에 AVN(Audio, Video and Navigation) 시스템의 입력 장치나 터치 스크린 등이 될 수 있다.
상기 인터페이스부(11)는 제1 제어기(20)에 연결될 수 있고, 더 구체적으로는 제1 제어기(20)에서도 가상 효과 연출 제어부(22)에 연결될 수 있다. 이에 따라 인터페이스부(11)를 통한 운전자의 온(on) 또는 오프(off) 조작이 있게 되면, 인터페이스부(11)에서 온 신호 또는 오프 신호가 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에 입력될 수 있다. 결국, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 운전자에 의한 가상 효과 구현 기능의 온 또는 오프 조작 상태를 인식할 수 있게 된다.
본 발명에서 가상 효과 구현 기능은 운전자가 인터페이스부(11)를 통해 가상 효과 구현 기능의 온(on)을 입력한 경우에만 실행되도록 할 수 있다. 또한, 상기 인터페이스부(11)가 차량에 설치된 입력 장치라면, 이러한 차량의 입력 장치 대신, 도 1에는 도시되지 않았지만, 인터페이스부(11)로서 모바일 기기(미도시)가 이용될 수 있고, 가상 효과 구현 기능의 온, 오프 조작을 운전자가 모바일 기기를 통해서도 할 수 있다.
상기 모바일 기기는 차량 내 장치, 예컨대 제1 제어기(20)에 통신 가능하게 연결될 수 있는 것이어야 하며, 이를 위해 모바일 기기와 제1 제어기(20) 사이의 통신 연결을 위한 입출력 통신 인터페이스(미도시)가 이용된다.
그 밖에, 운전자가 인터페이스부(11)를 이용하여 설정값 등 가상 효과 적용 조건을 설정할 수 있고, 상기 가상 효과 적용 조건을 만족하면 본 발명에 따른 가상 효과 구현 기능이 수행되도록 할 수도 있다(도 2의 S1 단계 참조).
그리고, 본 발명에 따른 내연기관 차량의 특성을 구현하는 장치는, 가상 진동을 생성하는 진동기기(51), 및 가상 음향을 생성 및 출력하는 음향기기(54) 중 하나 또는 둘을 더 포함할 수 있다.
상기 진동기기(51)와 음향기기(54) 또한, 구동장치(41)인 모터와 함께, 가상 효과를 생성하기 위한 가상 효과 발생 장치가 되는 것으로서, 본 발명에서 모터와 진동기기(51) 중 하나가 가상 진동을 생성하는데 이용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서 차량을 구동하는 모터를 이용하여 가상 진동을 생성할 수 있으나, 모터 대신 차량에 설치된 별도 진동기기(51)를 이용하여 가상 진동을 생성할 수도 있다.
상기 진동기기(51)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에서 출력되는 전기 신호, 즉 가상 효과를 생성 및 연출하기 위한 가상 효과 신호(가상 효과 지령)에 따른 진동을 발생시키도록 구비된다.
상기 진동기기(51)는 가상 효과 신호를 입력받아 증폭된 진동 신호를 출력하는 진동 앰프(52), 및 상기 진동 앰프(52)에서 출력되는 증폭된 진동 신호에 의해 진동을 발생시키는 진동 액추에이터(53)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 진동 앰프(52)와 진동 액추에이터(53)로는 진동을 발생시키기 위한 공지의 앰프 및 액추에이터가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 진동기기(51)의 진동 액추에이터(53)는 그로부터 발생한 진동을 운전자가 느낄 수 있는 차량의 정해진 위치에 설치될 수 있다.
예를 들면, 상기 진동기기(51)의 진동 액추에이터(53)는 차체 또는 시트에 설치될 수 있는데, 구동시 생성된 진동이 차체 또는 시트를 통해 운전자에게 전해질 수 있는 위치에 설치될 수 있다.
상기 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에서 출력되는 전기 신호, 즉 가상 효과를 생성 및 연출하기 위한 가상 효과 신호에 따른 음향을 발생시키도록 구비된다.
상기 음향기기(54)는 가상 효과 신호를 입력받아 증폭된 음향 신호를 출력하는 음향 앰프(55), 및 상기 음향 앰프(55)에서 출력되는 증폭된 음향 신호에 의해 음향을 출력하는 스피커(56)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 음향 앰프(55)와 스피커(56)로는 음향을 생성 및 출력하기 위한 공지의 앰프 및 스피커가 이용될 수 있고, 이는 차량에 기 설치된 것이 이용될 수 있다. 상기 스피커(56)는 차량 실내 또는 실외에 음향을 출력하도록 장착된 스피커일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 내연기관 차량의 특성을 구현하는 장치는, 가상 효과 구현과 관련된 정보를 표시하여 운전자에게 제공하는 표시장치(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시장치(60)는 운전석 전방에 배치된 표시장치일 수 있고, 이는 차량에 기 설치된 것일 수 있다.
구체적으로 표시장치(60)는 운전석 전방에 배치된 클러스터일 수 있다. 표시장치(60)를 통해 표시되는 가상 효과 구현 관련 정보는 가상 엔진 속도와 가상 현재 변속단을 포함할 수 있다.
본 발명에서 가상 효과의 연출 및 구현을 위해 차량 운전 정보가 이용됨을 설명하였으며, 가상 효과 신호(가상 효과 지령)를 생성하기 위해 실제 운전 변수 정보인 차량 운전 정보로부터 구해지는 가상 변수 정보가 이용될 수 있다. 구체적으로 차량에서 센서에 의해 검출되는 실제 구동계 속도로부터 구해지는 가상 변수 정보인 가상 엔진 속도가 이용될 수 있다.
상기 가상 엔진 속도는 제어기, 즉 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에서 실제 운전 변수 정보인 구동계 속도로부터 결정되는 가상의 속도이다. 본 발명의 실시예에서 전기자동차에서의 실제 운전 변수로부터 가상 엔진 속도를 취득하는데 있어 미리 설정된 가상 내연기관 모델이 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 가상 엔진과 가상 변속기를 포함하는 가상 내연기관 모델이 이용될 경우 가상 엔진 속도는 가상 변속기의 입력속도가 된다. 이때 가상 엔진 속도 및 가상 변속기의 입력속도는 실제 모터 속도에 연동되는 값으로 결정될 수 있다. 즉, 가상 엔진 속도는 속도 검출부에 의해 검출되는 구동계 속도의 가변 배수 값으로 결정될 수 있고, 여기서 구동계 속도가 모터 속도일 수 있다.
이와 같이 모터 속도에 계수를 곱하여 모터 속도의 배수 값으로 가상 엔진 속도가 결정될 수 있는 것이며, 이때 가상 엔진 속도를 결정하기 위해 모터 속도에 곱해지는 가변 계수의 값은 가상 변속기 및 기어비 모델과 가상 현재 변속단에 따라 정해지는 값일 수 있다. 또한, 이와 같이 산출되는 가산 엔진 속도가 표시장치(60)를 통해 표시될 수 있다.
그리고, 구동장치(41)인 모터의 토크 제어를 통해 다단 변속감을 생성 및 구현할 수 있도록 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법을 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 본 발명과 함께 적용하는 것이 가능하다. 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 과정에서 다단 변속감을 생성 및 구현하는데 필요한 가상 변수 정보 중 하나로서 가상 엔진 속도가 이용될 수 있다.
또한, 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 차속과 가상 현재 변속단의 기어비 정보를 이용하여 가상 엔진 속도를 결정할 수도 있는데, 여기서 가상 차속은 실제 운전 변수 정보 중 하나인 실제 모터 속도와 가상 종감속 기어비를 이용하여 실제 모터 속도와 정비례하는 값으로 산출될 수 있다. 상기 가상 종감속 기어비는 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 설정되는 값이다.
이와 같이 차량 주행 동안 측정되는 실제 모터 속도와 가상 종감속 기어비를 이용하여 가상 차속이 계산될 수 있으며, 가상 차속에 의해 가상 엔진 속도가 실시간으로 계산될 수 있다. 이때, 가상 차속과 가상 현재 변속단의 가상 기어비를 곱한 값으로부터 가상 엔진 속도가 구해질 수 있으며, 또는 모터 속도 등 구동계 속도와 가상 현재 변속단의 가상 기어비를 곱한 값으로부터 가상 엔진 속도가 구해질 수도 있다.
또한, 가상 현재 변속단은 가상 차속과 가속페달 입력값(APS 값)으로부터 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 설정된 변속 스케줄 맵에 따라 결정될 수 있다. 또한, 이와 같이 결정되는 가상 현재 변속단이 표시장치(60)인 클러스터를 통해 표시될 수 있다. 상기와 같이 가상 현재 변속단이 결정되면, 그 변속단에 해당하는 가상 기어비와 가상 차속 또는 모터 속도를 이용하여 가상 엔진 속도를 실시간으로 산출할 수 있다.
그리고, 전기자동차의 주행 동안 기본 토크 지령 생성부(21)가 차량에서 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 기본 토크 지령을 실시간으로 결정하고, 이와 별도로 가상 효과 연출 제어부(22)에서는 현재의 가상 차속과 가속페달 입력값으로부터 변속 스케줄 맵에 의해 구해지는 가상 변속단이 이전의 가상 변속단과 달라지는지를 확인한다.
가상 변속단이 달라지면 변속 이벤트가 시작되는 것으로 판단한다. 즉, 변속 스케줄 맵에 의해 구해지는 가상 변속단이 변경되는지를 확인하는 것으로, 가상 변속단의 변경은 현재의 가상 변속단과 다른 새로운 가상 변속단이 결정되는 것을 의미한다.
변속 이벤트가 시작된 것으로 판단한 경우, 가상 효과 연출 제어부(22)는 변속 스케줄 맵에 의해 새로이 구해지는 가상 변속단을 가상 목표 변속단으로 결정하고, 가상 현재 변속단(변경 전 변속단)과 가상 목표 변속단으로부터 변속 클래스(class)을 결정한다.
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 있고, 상기 가상 현재 변속단과 가상 목표 변속단으로부터 상기한 변속 클래스 중 하나가 선택되어 결정된다.
본 발명의 실시예에서, 가상 변속시 가상 효과 지령의 토크 값으로서 상기 가상 변속 개입 토크를 산출하기 위해, 가상 효과 연출 제어부(22)에서는 현재의 가상 변속 클래스(가상 변속 유형)를 판단한다.
예를 들어, 가상 목표 변속단이 가상 현재 변속단보다 높은 단인 경우(즉, 가상 목표 변속단 > 가상 현재 변속단) 업시프트이고, 반대로 가상 목표 변속단이 가상 현재 변속단보다 낮은 단인 경우(즉, 가상 목표 변속단 < 가상 현재 변속단) 다운시프트이다. 또한, 기본 토크 지령이 미리 설정된 기준 토크 값보다 클 때에는 파워-온(power-on)이고, 반대로 작을 때에는 파워-오프(power-off)이다.
결국, 본 발명에서 가상 현재 변속단과 가상 목표 변속단을 기초로 현재의 변속 클래스(가상 변속 유형)가 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 결정될 수 있다. 이때, 상기 선택된 가상 변속 개입 토크 프로파일로부터 현재의 가상 변속 진행률에 상응하는 가상 변속 개입 토크 값이 결정되도록 할 수 있다.
가상 변속 개입 토크 프로파일은 가상 효과 연출 제어부(22)의 가상 변속기 모델에 변속 클래스별로 설정되는 정보이며, 가상 변속 개입 토크 프로파일에서 가상 변속 개입 토크의 크기는, 가상 엔진 속도, 가속페달 입력값(APS 값), 모터 토크(기본 토크 지령 생성부에서 생성된 기본 토크 지령), 그리고 가상 현재 변속단과 가상 목표 변속단 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 토크 크기 설정을 위한 변수로 이용하여 조절되도록 할 수 있다.
또한, 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 변속단이 변경된 시점(즉, 새로운 가상 목표 변속단이 결정된 시점)을 0으로 하여 그 시점부터 시간을 카운트하기 시작하고, 이후 시간이 경과함에 따라 미리 설정된 총 변속시간에 대한 카운트된 시간의 백분율을 가상 변속 진행률(%)로 결정할 수 있다. 전기자동차에서는 실제 변속이 이루어지지 않으므로 상기 변속 진행률(%)은 가상의 진행률이다.
또는, 가상 변속 완료시까지의 전체 예상 소요 시간(TimeTot)을 계산하고, 가상 수행 동안 가상 변속 완료시까지의 남은 예상 소요 시간을 실시간으로 계산한 뒤, 전체 예상 소요 시간과 남은 예상 소요 시간을 이용하여 가상 변속이 완료될 때까지 가상 변속 진행률을 실시간으로 결정할 수 있다. 이러한 가상 변속 진행률 결정 방법에 대해서는 뒤에서 도 7a를 참조로 더 상세히 설명하기로 한다.
상기 가상 변속 진행률(%)은 시간이 경과함에 따라 100%까지 증가한다. 이와 같이 가상 변속 진행률이 실시간으로 결정되면, 가상 효과 연출 제어부(22)는 상기 결정된 가상 변속 진행률에 해당하는 가상 변속 개입 토크 값을 상기 가상 변속 개입 토크 프로파일을 이용하여 결정한다.
결국, 가상 변속 개입 토크(가상 효과 연출용 개입 토크)가 실시간으로 결정되면, 전술한 바와 같이 최종 토크 지령 생성부(23)가, 기본 토크 지령 생성부(21)에서 결정된 기본 토크 지령을 가상 효과 연출 제어부(22)에서 결정된 가상 변속 개입 토크만큼 보정하여 최종 토크 지령을 실시간으로 결정 및 생성하고, 이후 최종 모터 토크 지령에 따라 모터의 토크 출력이 제어될 수 있도록 한다.
이러한 모터의 토크 출력 제어에 의해 모터에서는 실시간으로 가상 변속 개입 토크가 반영된 토크 출력이 이루어지고, 이때의 모터 토크 출력에 의해 가상 변속감이 구현 및 제공될 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현 방법은, 가상 변속 유형이 결정되고 가상 변속이 시작되는 과정, 가상 변속이 수행되는 동안 취득되는 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 기본 크기가 실시간으로 결정되는 과정, 상기 결정된 가상 변속 유형, 및 가상 변속 수행 동안 수집되는 가상 변속 관련 상태 정보를 기초로 가상 효과의 크기 보정량이 실시간으로 결정되는 과정, 그리고 상기 가상 효과의 기본 크기가 상기 가상 효과의 동시간의 크기 보정량으로 보정되는 과정을 포함한다.
이에 더하여, 내연기관 차량 특성 구현 방법은, 상기 보정된 가상 효과의 크기를 가지는 가상 효과 신호를 생성 및 출력하여, 차량에서 상기 크기의 가상 효과를 발생시키도록, 상기 출력되는 가상 효과 신호에 따라 가상 효과 발생 장치의 작동이 제어되도록 하는 과정을 더 포함할 수 있다.
여기서, 가상 변속 관련 상태 정보는 가상 엔진 속도, 가상 변속 개입 토크, 가상 변속 시작 시점부터의 경과 시간, 가상 변속 진행률 맵 중 하나일 수 있다.
이에 따르면, 본 발명에 따른 내연기관 차량 특성 구현 방법에서는, 가상 효과의 크기를 결정 및 보정하기 위해, 가상 엔진 속도에 따라 가상 효과의 크기를 결정하는 방법, 가상 변속 개입 토크에 따라 가상 효과의 크기를 결정하는 방법, 시간축 맵을 이용하여 가상 효과의 크기를 결정하는 방법, 그리고 가상 변속 진행률 맵을 이용하여 가상 효과의 크기를 결정하는 방법 중 하나가 이용될 수 있다.
상기 각 가상 효과의 크기를 결정하는 방법에서, 가상 효과의 크기 보정량을 결정한 후, 상기 결정된 가상 효과의 크기 보정량을 이용하여 가상 효과의 크기를 실시간으로 보정하게 된다. 여기서, 가상 효과의 크기 보정량은, 가상 진동의 진폭을 보정하기 위한 진폭 보정량과, 가상 음향의 음량을 보정하기 위한 음량 보정량 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
이하에서는 이러한 내연기관 차량 특성 구현 방법에 대해 더 상세히 설명하기로 한다. 이하의 설명에서 음량은 가상 음향의 음량을 의미하고, 음량은 가상 효과의 크기에 해당한다. 이하의 설명에서 음량은 가상 효과의 크기 또는 가상 진동의 진폭으로 대체할 수 있다.
먼저, 가상 엔진 속도에 따라 가상 효과의 크기, 예로서 가상 음향의 음량(또는 가상 진동의 진폭)을 조절하는 실시예에 대해 설명하기로 한다.
가상 음향의 음량을 조절하는 방법으로서, 가상 엔진 속도에 따라 결정되는 음량 보정량(음량 가감량)만큼 가상 음향의 음량을 보정하는 것이 가능하다. 이때 가상 변속 유형과 가상 엔진 속도의 변화율을 기초로 가상 효과의 크기 보정량인 음량 보정량을 결정하고, 차량 운전 정보로부터 결정되는 기존 가상 음향의 기본 음량을 상기 결정된 음량 보정량만큼 보정하는 방법이 적용 가능하다.
기존의 내연기관 및 변속기 탑재 차량에서 변속을 수행할 때에는 실제 엔진 속도의 변동을 동반한다. 이때 발생하는 물리적 특성에 의해 운전자가 느끼는 변속시 진동이나 음향(소리)이 영향을 받게 된다.
일반적으로 엔진 속도의 증가 및 감소를 변속 수행 동안에서 유도하는 제어를 실시함에 있어, 엔진의 추가 토크 발생이나 토크 단절을 수반하는 제어를 실시한다. 이러한 제어를 실시하는 이유는 변속 구간 중 구동계 속도의 증가 및 감소로 인해 발생하는 관성에너지를 상쇄하기 위함인데, 이는 속도가 증가하거나 감소하는 구동계의 등가관성과 비례한다.
예를 들어, 구동계 속도가 증가할 때에는 속도가 증가하는 만큼 가속하는 구동계 요소의 등가관성에 비례하는 양의 에너지를 해당 구동계가 흡수하여야 하며, 흡수되는 에너지를 차량 운동에너지에서 제공하게 되면 의도치 않은 차량 감속으로 이어지기 때문에, 이를 방지하기 위하여 엔진이 추가 토크를 발생시켜 에너지를 발생하는 제어를 실시하게 된다.
반대로 구동계의 속도가 감소할 때에는 속도가 감소하는 만큼 감속하는 구동계 요소의 등가관성에 비례하는 양의 에너지를 해당 구동계가 방출하여야 하며, 방출되는 에너지를 차량 운동에너지에 더하게 되면 의도치 않은 차량 가속으로 이어지기 때문에, 이를 방지하기 위하여 엔진의 토크 단절을 발생시켜 방출된 에너지를 상쇄하는 제어를 실시하게 된다.
이러한 과정을 통해 발생하는 변속감을 모사하기 위하여, 전기자동차에서 엔진이 발생시키는 추가 토크 혹은 토크 단절에 의한 진동이나 음향 특성을 가상으로 연출하려면, 그 개입폭이 가감속되는 구동계 요소의 등가관성과 가감속량에 비례한다는 사실을 이용할 수 있다.
구동계 요소의 등가관성의 가감속폭에 비례하는 토크 효과는 다음의 일반적인 구동계 입출력 토크 식인 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
여기서, Toutput은 구동계 입력 토크이고, Tinput은 구동계 출력 토크이며, J는 구동계 등가관성, 는 구동계 속도를 미분한 값인 각가속도이다.
위의 설명에서 '개입폭'이란, 엔진이 발생시키는 추가 토크 혹은 토크 단절을 모사한 진동이나 음향 특성을 가상으로 연출할 수 있도록 진동의 진폭 또는 음향의 음량을 기본 진폭이나 기본 음량 대비 가감하는 보정량(가감량, 개입량)을 의미하는 것이라 할 수 있다.
구동계 등가관성이 일정값이라 가정한다면, 가상 효과의 크기, 즉 가상 음향의 음량은 가감속폭과 연동하도록 설정될 수 있으며, 이러한 가감속폭은 가상 엔진 속도의 변화율(gradient)에 상응하는 것이라 할 수 있다.
따라서, 가상 변속을 수행하는 상태가 감지되면, 가상 변속 시작 시점부터 가상 엔진 속도의 변화율을 산출하고, 상기 산출된 가상 엔진 속도의 변화율에 미리 설정된 게인 값을 곱한 값(음량 보정량임)을 기본 음량에 합산하여 그 합산한 값을 가상 음향의 최종 음량 값으로 결정할 수 있다.
이를 식으로 나타내면 하기 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
여기서, 기본 음량은 가상 변속이 수행되는 동안 취득되는 차량 운전 정보, 예컨대 가속페달 입력값(APS 값)이나 모터 속도, 차속 등 차량 운전 상태를 나타내는 정보로부터 맵에 의해 결정되는 기존 가상 변속 기능에서의 가상 음향의 음량일 수 있다. 또는, 기본 음량은 구동계 기어의 치면 압력으로부터 결정되는 기존 가상 효과의 크기로서 가상 음향의 음량일 수 있다.
수학식 2에서 게인으로는 가상 유형별로 미리 설정된 값이 사용될 수 있고, 가상 엔진 속도의 변화율에 게인 값을 곱한 결과가 가상 음향의 기본 음량을 보정하기 위한 음량 보정량에 해당한다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 가상 엔진 속도에 따라 가상 음향의 음량을 조절하는 실시예를 나타낸 도면으로서, 도면의 횡축은 시간(time)을 나타낸다. 또한, 도면의 상측에 변속단(i단, i+1단)별 설정된 기준 속도(rpm)와 실제 모터 속도, 가상 엔진 속도를 선도로 예시하고 있다.
또한, 도 3에는 차량의 주행 동안 가상 변속 수행 여부가 나타나 있으며, 'on'은 가상 변속 수행 상태를, 'off'는 가상 변속이 이루어지지 않는 상태를 나타낸다.
또한, 도 3에는 차량 운전 상태를 나타내는 정보, 즉 차량 운전 정보로부터 결정되는 가상 음향의 기본 음량, 그리고 가상 변속 수행 동안의 가상 엔진 속도 변화율에 상응하는 값으로 결정되는 음량 보정량이 예시되어 있으며, 기본 음량을 음량 보정량만큼 보정한 음량('보정 후 음량')이 예시되어 있다.
도 3에 예시된 바와 같이, i+1단(가상 현재 변속단)에서 i단(가상 목표 변속단)으로 변속단이 변경되는 다운시프트인 경우 기본 음량에 양(+)의 값인 음량 보정량을 합산하는 음량 증가 보정을 한다.
가상 엔진 속도가 증가하는 다운시프트인 경우 가상 엔진 속도 변화율이 양(+)의 값이므로 음량 보정량이 양(+)의 값이 되며, 따라서 기본 음량에 음량 보정량을 합산하는 보정을 할 때 가상 음향의 음량을 기본 음량 대비 증가시키게 된다.
반대로, i단(가상 현재 변속단)에서 i+1(가상 목표 변속단)으로 변속단이 변경되는 업시프트인 경우 기본 음량에 음(-)의 값인 음량 보정량을 합산하는 음량 감소 보정을 한다.
가상 엔진 속도가 감소하는 업시프트인 경우 가상 엔진 속도 변화율이 음(-)의 값이므로 음량 보정량이 음(-)의 값이 되며, 따라서 기본 음량에 음량 보정량을 합산하는 보정을 할 때 가산 음향의 음량을 기본 음량 대비 감소시키게 된다.
이와 같이 가상 현재 변속단(변경 전 변속단)과 가상 목표 변속단(변경 후 변속단)을 기초로 변속 유형(변속 클래스)을 결정한 뒤, 업시프트와 다운시프트 여부에 따라 기본 음량에 음량을 가감하는 보정이 수행된다.
구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에서, 업시프트인 경우 음량 보정량이 음(-)의 값으로 결정되고, 다운시프트인 경우 음량 보정량이 양(+)의 값으로 결정된다.
또한, 음량 보정량이 가상 엔진 속도의 변화율에 상응하는 값으로 결정될 수 있고, 가상 엔진 속도의 변화율이 클수록 음량 보정량의 절대값이 더 큰 값일 수 있다. 이때 가상 엔진 속도의 변화율과 음량 보정량의 절대값이 비례하도록 설정될 수 있다.
결국, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 보정 후 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령(음향 효과 지령)을 음향기기(54)로 출력하고, 이에 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 출력하는 지령에 따라 가상 음향을 출력하도록 제어된다.
본 발명에서 음향기기(54)를 이용하여 가상 음향을 출력하는 것과 별개로 진동기기(51)를 이용하여 가상 진동을 출력하도록 할 수 있으며, 진동기기(51)에 의한 가상 진동의 생성 및 구현 방법의 경우에도 위의 설명을 참조할 수 있다.
위의 설명에서 가상 음향은 가상 효과로 대체할 수 있고, 진동기기(51)에 의한 가상 진동의 생성 및 구현 방법의 경우 위의 설명 중 가상 음향을 가상 효과 중 하나인 가상 진동으로 대체할 수 있다. 또한, 위의 설명에서 음량은 가상 효과의 크기라 할 수 있는 것으로, 가상 진동의 경우 진폭으로 대체할 수 있다.
다음으로 가상 변속 개입 토크를 기초로 가상 효과의 크기, 예로서 가상 음향의 음량(또는 가상 진동의 진폭)을 조절하는 실시예에 대해 설명하기로 한다.
가상 음향의 음량을 결정하는 방법으로서, 전술한 가상 엔진 속도 변화율에 연동하는 음량 가감 방법 대신, 가상 변속 개입 토크에 연동하여 가상 음향의 음량을 결정하는 방법을 적용할 수 있다.
즉, 가상 변속 개입 토크에 따라 결정되는 음량 보정량만큼 가상 음향의 음량을 보정하는 것이며, 이때 가상 변속 유형과 가상 변속 개입 토크를 기초로 결정되는 음량 보정량만큼 차량 운전 정보로부터 결정되는 기존 가상 음향의 기본 음량을 보정하는 방법이 적용 가능하다. 여기서, 기븐 음량에 대해서는 전술한 바와 같다.
가상 변속 개입 토크는 가상 변속 기능을 구현함에 있어 가상 변속감을 구동장치(41)인 모터를 이용하여 생성할 수 있도록 최종 토크 지령을 결정하는 역할을 한다. 이때 가상 변속감 생성 및 구현을 위한 가상 변속 개입 토크의 형상은 실제 변속기가 존재하는 차량의 변속감을 모사할 수 있도록 생성된다.
여기서, 실제 변속기가 존재하는 차량의 변속감이란, 전술한 바와 같이 변속 중인 구동계 가감속도 혹은 구동계 속도 변화율(gradient)과 깊은 연관이 있음을 고려할 때, 가상 변속 개입 토크를 이용하는 방법 또한 현실적인 음량 조절(가감) 및 보정 방법이 될 수 있다.
가상 변속 개입 토크에 기반하여 가상 음향의 음량을 조절하는 방법의 실시예는 도 4 및 도 5를 참조로 설명할 수 있다. 가상 변속시 최종 토크 지령은 기본 토크 지령에 가상 변속 개입 토크를 합산하는 방법으로 보정하여 생성할 수 있다.
이때 가상 변속감을 생성할 목적으로 합쳐지는 토크 성분이 가상 변속 개입 토크이며, 이 가상 변속 개입 토크에 가상 변속 유형(변속 클래스)별로 구해지는 게인을 곱한 값으로 음량 보정량이 결정될 수 있다.
상기 게인은 현재의 변속 유형에 따라 양(+)의 값과 음(-)의 값 중 하나로 결정될 수 있고, 이를 위해 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에는 도 4와 같은 변속 유형별 게인 값이 미리 설정 및 저장되어 이용될 수 있다.
상기 변속 유형을 결정하는 것은, 상술한 변속 클래스를 결정하는 과정, 즉 가상 현재 변속단과 가상 목표 변속단을 기초로 변속 클래스를 결정하는 것에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 변속 유형은 도 4에 예시된 바와 같이 파워-온(power-on)과 파워-오프(power-off) 중 하나, 그리고 업시프트(upshift)와 다운시프트(downshift) 중 하나로 결정될 수 있다.
게인 설정 및 결정 방법에 대해 좀 더 설명하면, 가상 효과가 지향하는 목표, 변속 유형, 차량 유형(내연기관 자동차와 전기자동차) 등을 고려하여 게인 값을 설정할 수 있다.
예를 들어, 파워-오프 다운시프트(power-off downshift)의 경우, 가상 효과를 설정함에 있어, 스포티(sporty)하고 다이나믹(dynamic)한 감성을 연출하고자 한다면 레브 매칭(rev matching, 회전수 정합) 기능을 모사하도록 설정할 수 있다. 하지만, 정숙하고 컴포트(comfort)한 변속을 모사하도록 하고자 한다면 레브 매칭 기능을 모사하도록 설정하면 안된다.
따라서, 같은 파워-오프 다운시프트인 상황이라 하더라도, 전자의 경우에는 가상 효과의 크기, 예로서 가상 음향의 음량이 순간적으로 증가하도록 게인을 설정해야 하고, 후자의 경우 가상 효과의 크기가 감소하도록 설정해야 한다.
그런데, 가상 변속 개입 토크의 형상에 기반하여 가상 음향의 음량을 변동시키는 방법에 있어, 음량을 증가하도록 설정하고 싶다면, 일반적으로 전기자동차의 경우 파워-오프 다운시프트시 가상 변속 개입 토크가 음(-)의 값일 것이므로, 게인은 음(-)의 값이어야 한다. 즉, 음량 보정량이 양(+)의 값으로 결정될 수 있도록 서로 곱해지는 변속 개입 토크 값과 게인 값이 모두 음(-)의 값이 되도록 해야 하는 것이다.
하지만, 내연기관(ICE) 자동차의 경우에는 변속 개입 토크가 양(+)의 값일 것이기 때문에 게인이 양(+)의 값이어야 한다. 이는 내연기관 자동차와 전기자동차 간 변속 개입 토크의 용도가 다르기 때문이다. 이와 같이 가상 효과의 목표, 변속 유형, 차량 유형에 따라 게인 값을 설정하는 방법이 달라질 수 있다. 일반적인 케이스별 게인 설정 방법이 도 4에 예시되어 있다.
참고로, 내연기관 자동차와 전기자동차 사이에 변속 개입 토크의 용도가 다른 이유를 간단히 설명하면 다음과 같다.
내연기관 자동차에서는 실제 변속기가 존재하고, 변속이 진행되는 동안 수반되는 엔진 및 구동계 회전관성 요소들의 속도 변화로 인해 발생하는 반력 토크가 차량 가감속에 영향을 미치기 때문에(변속 충격 발생), 이러한 현상을 완화시키기 위해 엔진이 추가적인 토크를 발생시키거나 이미 발생되고 있는 토크를 저감하는 보정을 한다. 즉, 차량 운전 정보를 기초로 결정되는 기본 토크 지령을 변속 개입 토크로 보정하는 것이다.
그러나, 전기자동차에서는 일반적으로 변속기가 부재하여 변속 토크 또한 발생하지 않지만, 감성적 요소의 부가를 위해 의도적으로 변속 토크를 적절한 시점에서 생성할 수 있다. 이 경우, 내연기관 자동차의 경우와 반대로 변속 충격을 생성하기 위해 모터 토크에 변속 개입 토크가 가감된다.
도 4는 전기자동차('EV')에서 가상 효과의 크기(예, 음량)를 조절하기 위한 게인 값의 설정 예를 나타낸 것으로, 본 발명에서 적용하지 않아 불필요한 것이지만 내연기관 자동차('ICE')의 실제 변속시를 가정한 게인 값도 함께 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명이 적용되는 전기자동차(EV)에서, 가상 변속 모드로서, 상대적으로 다이나믹한 감성을 연출하는 다이나믹 모드와, 상대적으로 컴포트한 감성을 연출하는 컴포트 모드가 구분 설정될 수 있다.
이때, 다운시프트의 경우, 즉 파워-온 다운시프트와 파워-오프 다운시프트의 경우 다이나믹 모드에서의 게인과 컴포트 모드에서의 게인이 음(-)과 양(+)의 값 중 서로 반대되는 값으로 설정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 파워-온 다운시프트와 파워-오프 다운시프트인 경우 다이나믹 모드의 게인 값은 음(-)의 값으로, 컴포트 모드의 게인 값은 상기 다이나믹 모드와는 음과 양이 반대인 양(+)의 값으로 설정된 것을 볼 수 있다.
이와 달리, 파워-온 업시프트와 파워-오프 업시프트인 경우 도 4에 나타낸 바와 같이 게인 값의 음과 양에 있어 다이나믹 모드와 컴포트 모드를 구분하지 않는다.
예를 들면, 파워-온 업시프트인 경우 게인 값은 모드에 상관 없이 양(+)의 값으로, 파워-오프 업시프트인 경우 게인 값은 모드에 상관 없이 음(-)의 값으로 설정될 수 있다.
상기 다이나믹 모드와 컴포트 모드는 운전자가 인터페이스부(11)를 조작하여 선택하는 모드일 수 있고, 또는 차량 출고 전 차량이나 차종에 따라 다이나믹한 특성과 컴포트한 특성 중 정해진 하나의 특성을 나타내도록 적용 대상 차량에 미리 구분하여 설정되는 것일 수 있다.
도 5는 본 발명에서 가속 효과의 크기가 가상 변속 개입 토크에 따라 결정되는 실시예를 나타낸 도면으로, 각 선도에서 횡축은 시간(time)을 나타낸다. 도 5는 파워-오프 다운시프트(power-off downshift) 이후 파워-온 업시프트(power-on upshift)의 가상 변속이 수행되는 예를 보여주고 있다.
전술한 바와 같이 기본 토크 지령은 차량 운전 정보를 기초로 결정되는 토크 지령이며, 가상 변속 개입 토크는 가상 변속시 구동장치(41)인 모터에 의한 가상 변속감을 생성 및 연출하기 위해 기본 토크 지령을 보정하기 위한 보정 토크로서, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에서 결정되는 토크이다.
가상 효과 연출 제어부(22)에서 결정된 가상 변속 개입 토크는 제1 제어기(20)의 최종 토크 지령 생성부(23)로 입력되고, 이때 최종 토크 지령 생성부(23)에서는 제1 제어기(20)의 기본 토크 지령 생성부(21)로부터 입력되는 기본 토크 지령을 가상 변속 개입 토크로 보정하여 최종 모터 지령을 생성한다.
도 5의 실시예는 모터에 의한 가상 변속감의 생성 및 연출이 수행됨과 동시에 가상 음향의 생성과 연출이 수행되는 실시예로서, 최종 토크 지령은 전술한 바와 같이 기본 토크 지령에 가상 변속 개입 토크를 합산한 값으로 결정될 수 있고, 상기와 같이 결정된 최종 토크 지령에 따라 가상 변속감을 생성하도록 모터의 작동이 제어된다.
도 5에서 기본 음량은 상술한 바와 같다. 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에서는 가상 변속 수행 동안 가상 변속 유형별 게인 값이 구해지면, 가상 변속 개입 토크에 게인을 곱한 값으로 음량 보정량('음량 가감량')이 결정된다.
이어 가상 효과 연출 제어부(22)에서는 기본 음량을 음량 보정량으로 보정하는 음량 보정이 수행되는데, 이때 기본 음량에 음량 보정량을 합산하는 보정이 수행된다.
가상 변속 유형에 따라 게인 값이 음(-)과 양(+)의 값 중 하나로 결정되므로 시간에 따른 음량 보정량 또한 음(-) 또는 양(+)의 값을 가지는바, 상기 음량 보정시 음량 보정량의 절대값만큼 기본 음량이 가감되는 것이며, 도 5에서는 가감이 이루어진 보정 후 음량이 예시되어 있다.
이에 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 보정 후 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령(음향 효과 지령)을 음향기기(54)로 출력하고, 이에 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 출력하는 지령에 따라 가상 음향을 출력하도록 제어된다.
다음으로 시간축 맵을 기반으로 가상 효과의 크기를 결정하는 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
시간축 맵은 시간을 독립변수로 하는 맵으로서, 가상 변속이 수행되는 동안 가상 변속 시작 시점부터의 경과 시간을 입력으로 하여 가상 효과의 크기 보정량(예, 음량 보정량)을 결정하는데 이용될 수 있다.
이와 같이 결정되는 가상 효과의 크기 보정량은, 가상 변속이 수행되는 동안 가상 효과의 기본 크기를 보정하는데 이용되거나, 후술하는 바와 같이 기본 크기를 대체하는 가상 효과의 크기로서 이용될 수 있다.
이하에서는 가상 효과로서 가상 음량의 예를 들어 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명에서 시간축 맵 기반의 음량 결정 방법을 나타내는 도면으로서, 가상 변속 동안 시간축 맵 기반의 음량 보정이 이루어지는 것을 나타내고 있다.
시간축 맵 기반의 실시예에서 기본 음량은 상술한 바와 같으며, 음량 보정량 또한 가상 변속 수행 동안 생성 및 결정되는 것으로서, 음량 보정량이 가상 변속 수행 동안 기본 음량을 보정하는데 이용될 수 있는 것은 도 5의 실시예와 차이가 없다.
또한, 가상 변속 수행 동안 생성된 음량 보정량을 기본 음량에 합산하는 방식으로 가상 음향의 음량을 조절하는 음량 보정이 수행되는 점 또한 도 5의 실시예와 차이가 없다.
도시된 바와 같이, 시간축 맵의 입력은 시간이며, 상기 시간은 가상 변속 시작 시점(가상 변속단 변경 시점)을 기점으로 하는 시간, 즉 가상 변속 시작 시점부터 경과되는 시간이다
시간축 맵의 출력은 가상 변속 동안 기본 음량을 가감하고 조절하기 위한 음량 보정량이다. 즉, 시간축 맵은 시간이 경과함에 따라 변화하는 음량 보정량이 설정된 맵이다.
상기와 같이 음량 보정량이 시간에 따른 값으로 설정되어 있는 시간축 맵을 이용하여 가상 변속 시작 시점부터 시간이 경과함에 따라 현재의 경과된 시간에 해당하는 음량 보정량이 실시간으로 결정되도록 할 수 있다.
이러한 시간축 맵은 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 입력 및 저장된 상태에서 가상 변속 시작 후 실시간으로 음량 보정량을 결정하는데 이용된다.
또한, 가상 변속 동안의 음량 결정 과정에서 변속 시작 신호를 기준으로 맵 출력이 시작되면, 변속 시작 후 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 맵 출력인 음량 보정량을 이용하여 실시간으로 기본 음량을 보정한다.
또한, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 보정 후 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령(음향 효과 지령)을 음향기기(54)로 출력하고, 이에 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 출력하는 지령에 따라 가상 음향을 출력하도록 제어된다.
이후 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 변속이 완료되는 시점에서 맵의 출력을 중지하고, 변속 완료 시점부터 음량 보정 없이 기본 음량을 최종 음량으로 결정하여 최종 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령을 음향기기(54)로 출력한다. 이와 같이 가상 변속이 완료되면 음량 보정 없이 가상 음향을 기본 음량으로 출력하도록 음향기기(54)의 작동이 제어된다.
만약, 시간축 맵에서 음량 보정량이 설정되어 있는 전체 시간(입력변수 전 구간)이 가상 변속 동안의 시간보다 길더라도 가상 변속이 완료되는 시점에서 맵 출력이 강제로 종료되어 가상 음향의 음량이 기본 음량으로 복귀된다.
이와 같이 가상 변속 완료 시점까지 가상 변속 동안 가상 변속 시작 시점을 기점으로 하여 경과된 시간에 해당하는 음량 보정량이 맵으로부터 실시간으로 추출되어 사용된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서, 변속 유형별로 설정된 복수 개의 시간축 맵이 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 입력 및 저장된 상태로 가상 변속 동안의 음량 보정량을 결정하는데 이용될 수 있다.
이때 변속 유형에 따른 가상 음향을 생성 및 구현할 수 있도록 현재의 변속 유형에 해당하는 시간축 맵이 선택되어 그로부터 현재의 변속 유형에 해당하는 음량 보정량이 가상 변속 동안 실시간으로 결정되고, 이에 변속 유형에 따라 차별화된 음량 보정이 수행될 수 있는바, 변속 유형에 따른 가상 음향을 생성 및 구현하는 것이 가능해진다.
위의 설명에서 가상 변속 동안 맵에 의해 실시간으로 결정되는 음량 보정량이 음(-) 또는 양(+)의 값으로서 기본 음량에 합산되면서 가상 효과의 음량이 조잘됨을 설명하였다.
하지만, 음량 보정량이 기본 음량에 합산되는 방법 대신, 가상 변속 동안에만 가상 음향의 음량을 상기 시간축 맵에 의해 결정되는 음량 보정량으로 대체하는 방법도 적용 가능하다. 또는 가상 변속 동안에만 기본 음량과 음량 보정량 중 최저치 또는 최대치를 취하여 가상 음향의 음량으로 결정하는 방법도 적용 가능하다.
또한, 위에서 가상 변속 유형별(예, 파워-오프 다운시프트, 파워-온 업시프트 등)로 맵이 차별화되어 현재의 변속 유형에 해당하는 맵이 선택 및 사용됨을 설명하였으나(도 6 참조), 상기 변속 유형에 더하여, 가상 변속 동안의 가상 변속단 단수별, 가속페달 입력값(APS 값) 구간별, 모터 토크 구간별, 구동계 속도 구간별 및 차속 구간별 중 적어도 하나를 기준으로 맵을 추가로 차별화하는 것이 가능하다.
또한, 상기와 같이 추가적으로 차별화된 맵 대신에, 가상 변속 동안의 가상 변속단 단수별, 가속페달 입력값 구간별, 모터 토크 구간별, 구동계 속도 구간별 및 차속 구간별로 미리 설정된 가중치 또는 게인을 상기 시간축 맵의 출력값에 상황별로 곱하여, 상기 곱한 값을 최종의 실시간 음량 보정량 또는 상기 기본 음량을 대체하는 가상 음향의 음량으로 사용하는 방법도 적용 가능하다.
추가적으로, 가상 변속 시작 시점부터 시간이 맵의 독립변수로 작용하므로 가상 변속 완료 시점에서 맵 출력값과 기본 음량값 사이의 불연속점이 발생할 수 있다.
이에 대비하여 가상 변속 완료 시점에서 가상 음향의 음량을 기본 음량으로 강제 복귀시킬 때 음량 기울기 제어를 적용할 수 있으며, 예로서 미리 설정된 기울기 제한(rate limit)을 적용하여 복귀하는 음량의 기울기가 제한되도록 할 수 있다.
이상으로 시간축 맵 기반의 실시예에서도 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 보정 후 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령(음향 효과 지령)을 음향기기(54)로 출력하고, 이에 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 출력하는 지령에 따라 가상 음향을 출력하도록 제어된다.
본 발명에서 음향기기(54)를 이용하여 가상 음향을 출력하는 것과 별개로 진동기기(51)를 이용하여 가상 진동을 출력하도록 할 수 있으며, 진동기기(51)에 의한 가상 진동의 생성 및 구현 방법의 경우에도 위의 설명을 참조할 수 있다.
위의 설명에서 가상 음향은 가상 효과로 대체할 수 있고, 진동기기(51)에 의한 가상 진동의 생성 및 구현 방법의 경우 위의 설명 중 가상 음향을 가상 효과 중 하나인 가상 진동으로 대체할 수 있다. 또한, 위의 설명에서 음량은 가상 효과의 크기라 할 수 있는 것으로, 가상 진동의 경우 진폭으로 대체할 수 있다.
다음으로 가상 변속 진행률(shift progress) 맵을 기반으로 가상 효과의 크기를 결정하는 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
가상 변속 진행률 맵은 가상 변속 진행률(%)을 독립변수로 하는 맵이며, 가상 변속이 수행되는 동안 가상 변속 진행률을 입력으로 하여 가상 효과의 크기 보정량(예, 음량 보정량)을 결정하는데 이용될 수 있다. 이와 같이 결정되는 가상 효과의 크기 보정량은 가상 변속이 수행되는 동안 가상 효과의 기본 크기를 보정하는데 이용될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서, 변속 유형별로 설정된 복수 개의 가상 변속 진행률 맵이 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 입력 및 저장된 상태로 가상 변속 동안의 음량 보정량을 결정하는데 이용될 수 있다.
이때 변속 유형에 따른 가상 음향을 생성 및 구현할 수 있도록 현재의 변속 유형에 해당하는 가상 변속 진행률 맵이 선택되어 그로부터 현재의 변속 유형에 해당하는 음량 보정량이 가상 변속 동안 실시간으로 결정되고, 이에 변속 유형에 따라 차별화된 음량 보정이 수행될 수 있는바, 변속 유형에 따른 가상 음향을 생성 및 구현하는 것이 가능해진다.
이하에서는 가상 효과로서 가상 음량의 예를 들어 설명하기로 한다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명에서 가상 변속 진행률 맵 기반의 음량 결정 방법을 나타내는 도면으로서, 가상 변속 동안 가상 변속 진행률 맵 기반의 음량 보정이 이루어지는 것을 나타내고 있다.
가상 변속 진행률 맵 기반의 실시예에서 기본 음량은 상술한 바와 같으며, 음량 보정량 또한 가상 변속 수행 동안 생성 및 결정되는 것으로서, 음량 보정량이 가상 변속 수행 동안 기본 음량을 보정하는데 이용될 수 있는 것은 도 5 및 도 6의 실시예와 차이가 없다.
또한, 가상 변속 수행 동안 생성된 음량 보정량을 기본 음량에 합산하는 방식으로 가상 음향의 음량을 조절하는 음량 보정이 수행되는 점 또한 도 5 및 도 6의 실시예와 차이가 없다.
도시된 바와 같이, 맵의 입력은 가상 변속 진행률(%)이며, 가상 변속 진행률(%)의 정의는 전술한 바와 같다. 맵의 출력은 가상 변속 동안 기본 음량을 가감하고 조절하기 위한 음량 보정량이다. 즉, 가상 변속 진행률 맵은 가상 변속 진행률이 증가함에 따라 변화하는 음량 보정량이 설정된 맵이다.
상기와 같이 음량 보정량이 가상 변속 진행률(%)에 따른 값으로 설정되어 있는 맵을 이용하여, 가상 변속 시작시(가상 변속 진행률 0%)부터 가상 변속 완료시(가상 변속 진행률 100%)까지, 가상 변속 진행률이 점차 증가함에 따라 현재의 가상 변속 진행률에 해당하는 음량 보정량이 실시간으로 결정되도록 할 수 있다.
가상 변속 진행률 맵 기반의 실시예에서는, 가상 변속 진행률(0~100%)의 함수로 맵 출력값인 가상 효과의 크기 보정량이 결정되므로, 가상 변속 시작 시점과 가상 변속 완료 시점에서, 의도한 맵 출력값이 결정되도록 하는 것이 용이하다. 다만, 가상 변속 진행률 맵에서 시간축이 독립변수가 아니므로 실제 보정 후 음량의 형상이 가상 엔진 속도의 변화율이 변함에 따라 왜곡될 수 있다.
제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 입력 및 저장된 상태에서 가상 변속 시작시(가상 변속 진행률 0%)부터 가상 변속 완료시(가상 변속 진행률 100%)까지 실시간으로 음량 보정량을 결정하는데 이용된다.
또한, 가상 변속 동안의 음량 결정 과정에서 가상 변속 시작 후 가상 변속 진행률이 0%일 때부터 맵 출력이 시작되면, 변속 시작 후 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 맵 출력인 음량 보정량을 이용하여 실시간으로 기본 음량을 보정한다.
또한, 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 보정 후 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령(음향 효과 지령)을 음향기기(54)로 출력하고, 이에 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 출력하는 지령에 따라 가상 음향을 출력하도록 제어된다.
이후 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 변속 진행률이 100%에 도달하였을 때 맵의 출력을 중지하고, 변속 완료시부터 음량 보정 없이 기본 음량을 최종 음량으로 결정하여 최종 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령을 음향기기(54)로 출력한다. 이와 같이 가상 변속이 완료되면 음량 보정 없이 가상 음향을 기본 음량으로 출력하도록 음향기기(54)의 작동이 제어된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서, 변속 유형별로 설정된 복수 개의 가상 변속 진행률 맵이 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)에 미리 입력 및 저장된 상태로 가상 변속 동안의 음량 보정량을 결정하는데 이용될 수 있다.
이때 변속 유형에 따른 가상 음향을 생성 및 구현할 수 있도록 현재의 변속 유형에 해당하는 가상 변속 진행률 맵이 선택되어 그로부터 현재의 변속 유형에 해당하는 음량 보정량이 가상 변속 동안 실시간으로 결정되고, 이에 변속 유형에 따라 차별화된 음량 보정이 수행될 수 있는바, 변속 유형에 따른 가상 음향을 생성 및 구현하는 것이 가능해진다.
도 7a는 가상 변속 진행률이 결정되는 예를 나타낸 도면으로, 가상 변속 진행률을 결정하는 방법에 대해 좀 더 설명하면, 가상 변속 진행률은 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(23)에서 가상 변속 시작(가상 변속 진행률 0%) 이후 가상 변속 수행 동안 실시간 가상 엔진 속도를 기초로 가상 변속이 완료(가상 변속 진행률 100%)될 때까지 정해진 주기마다 계산될 수 있다.
먼저, 가상 변속이 시작된 시점을 기준으로 가상 현재 변속단의 기준 속도와 가상 목표 변속단의 기준 속도의 차이값을 계산한 뒤, 상기 차이값을 가상 엔진 속도의 변화율(gradient)로 나눈 값을 가상 변속 완료시까지의 전체 예상 소요 시간(TimeTot)으로 결정한다.
이와 같이 가상 변속이 시작되는 시점에서 계산된 예상 소요 시간은 가상 변속이 시작되어 가상 변속이 완료될 때까지 소요되는 전체 예상 시간이 된다.
이어 상기와 같은 계산 과정을 정해진 주기마다 반복적으로 수행하는데, 실시간으로 변화하는 가상 엔진 속도를 기초로 현재의 가상 엔진 속도로부터 가상 목표 변속단의 기준 속도에 도달할 때까지 상기 정해진 주기마다 가상 변속 완료시까지의 남은 예상 소요 시간(TimeRem)을 지속적으로 계산한다.
이와 같이 남은 예상 소요 시간이 계산되는 동시에, 가상 변속이 완료될 때까지, 상기 정해진 주기마다 계산되는 남은 예상 소요 시간과 상기 가상 변속 시작 시점에서 결정된 전체 예상 소요 시간을 이용하여, 하기 수학식 3과 같이 가상 변속 진행률(%)을 결정할 수 있다.
[수학식 3]
가상 변속 진행률 = [(TimeTot - TimeRem)/TimeTot]×100
수학식 3에서 TimeTot은 가상 변속 시작 시점에서 계산된 전체 예상 소요 시간을 나타내고, TimeRem은 가상 변속이 완료될 때까지 실시간 가상 엔진 속도를 기초로 계산되는 가상 변속 완료 시점까지의 남은 예상 소요 시간을 나타낸다.
도 7b를 참조하면, 변속 유형별로 상이한 가상 변속 진행률 맵이 예시되어 있으며, 구체적으로 파워-오프 다운시프트(power-off dowmshift)시의 가상 변속 진행률 맵과 파워-온 업시프트(power-on upshift)시의 가상 변속 진행률 맵이 예시되어 있다.
가상 변속이 시작된 후 가상 변속이 완료될 때까지, 가상 변속 진행률(%)이 증가함에 따라 가상 변속 진행률 맵에서 현재의 가상 변속 진행률에 해당하는 음량 보정량(맵 출력값)이 결정되고, 실시간으로 결정되는 음량 보정량을 동시간의 기본 음량에 합산한 값으로 보정 후 음량이 결정되고 있다.
결국, 가상 변속 진행률 맵 기반의 실시예에서도 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)는 가상 효과 신호로서 보정 후 음량의 가상 음향을 발생시키기 위한 지령(음향 효과 지령)을 음향기기(54)로 출력하고, 이에 음향기기(54)는 제1 제어기(20)의 가상 효과 연출 제어부(22)가 출력하는 지령에 따라 가상 음향을 출력하도록 제어된다.
본 발명에서 음향기기(54)를 이용하여 가상 음향을 출력하는 것과 별개로 진동기기(51)를 이용하여 가상 진동을 출력하도록 할 수 있으며, 진동기기(51)에 의한 가상 진동의 생성 및 구현 방법의 경우에도 위의 설명을 참조할 수 있다.
위의 설명에서 가상 음향은 가상 효과로 대체할 수 있고, 진동기기(51)에 의한 가상 진동의 생성 및 구현 방법의 경우 위의 설명 중 가상 음향을 가상 효과 중 하나인 가상 진동으로 대체할 수 있다. 또한, 위의 설명에서 음량은 가상 효과의 크기라 할 수 있는 것으로, 가상 진동의 경우 진폭으로 대체할 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 : 기본 토크 지령 생성부
22 : 가상 효과 연출 제어부 23 : 최종 토크 지령 생성부
30 : 제2 제어기 41 : 구동장치
42 : 감속기 43 : 구동륜
51 : 진동기기 52 : 진동 앰프
53 : 진동 액추에이터 54 : 음향기기
55 : 음향 앰프 56 : 스피커
60 : 표시장치

Claims (17)

  1. 제어기에 의해, 차량 주행 중 취득되는 차량 운전 정보를 기초로 가상 변속 유형이 결정되고 가상 변속이 시작되는 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 가상 변속이 수행되는 동안 취득되는 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 크기가 결정되는 단계;
    상기 가상 변속이 수행되는 동안, 상기 제어기에 의해, 상기 결정된 가상 변속 유형과 상기 가상 변속 관련 상태 정보를 기초로 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계;
    상기 가상 변속이 수행되는 동안, 상기 제어기에 의해, 상기 결정된 가상 효과의 크기가 상기 결정된 가상 효과의 크기 보정량으로 보정되는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 가상 효과의 보정 후 크기를 가지는 가상 효과 신호가 생성 및 출력되어, 차량에서 상기 보정 후 크기의 가상 효과를 발생시키도록, 상기 출력되는 가상 효과 신호에 따라 가상 효과 발생 장치의 작동이 제어되는 단계를 포함하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 효과가 내연기관 자동차에서 변속이 수행되는 동안 발생하는 음향을 모사한 가상 음향이고,
    상기 가상 효과 발생 장치가 차량에서 가상 음향을 생성 및 출력하는 음향기기이며,
    상기 가상 효과의 크기가 가상 음향의 음량인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 효과가 내연기관 자동차에서 변속이 수행되는 동안 발생하는 진동을 모사한 가상 진동이고,
    상기 가상 효과 발생 장치가 차량에서 가상 진동을 생성 및 출력하는 진동기기이며,
    상기 가상효과의 크기가 가상 진동의 진폭인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 효과의 크기를 보정하는 단계에서,
    상기 결정된 가상 효과의 보정 전 크기에 상기 가상 효과의 크기 보정량을 합산하여 상기 합산된 값의 크기를 상기 가상 효과의 보정 후 크기로 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속 유형은 파워-오프 다운시프트, 파워-온 업시프트, 파워-오프 업시프트, 및 파워-온 다운시프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속 관련 상태 정보는 센서에 의해 검출되는 차량의 구동계 속도로부터 결정되는 가상 엔진 속도이고,
    상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계에서, 상기 가상 변속 유형과 상기 가상 엔진 속도의 변화율을 기초로 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계에서,
    상기 가상 엔진 속도의 변화율에 게인 값을 곱한 값으로 결정되고,
    상기 게인 값은 가상 변속 유형에 따라 미리 설정된 값인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가상 효과의 크기 보정량은,
    상기 가상 변속 유형이 업시프트인 경우 음(-)의 값으로 결정되고,
    상기 가상 변속 유형이 다운시프트인 경우 양(+)의 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속 관련 상태 정보는 차량을 구동하는 모터에 의한 가상 변속감을 생성하기 위한 보정 토크인 가상 변속 개입 토크이고,
    상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계에서 상기 가상 변속 유형과 상기 가상 변속 개입 토크를 기초로 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계에서,
    상기 가상 변속 개입 토크에 게인 값을 곱한 값으로 결정되고,
    상기 게인 값은 가상 변속 유형에 따라 미리 설정된 값인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    가상 변속 모드로서, 상대적으로 다이나믹한 감성을 연출하는 다이나믹 모드와, 상대적으로 컴포트한 감성을 연출하는 컴포트 모드가 상기 제어기에 설정되고,
    상기 제어기에서,
    상기 가상 변속 유형이 파워-온 다운시프트와 파워-오프 다운시프트인 경우,
    상기 다이나믹 모드에서의 게인 값이 음(-)의 값으로 설정되고,
    상기 컴포트 모드에서의 게인 값이 양(+)의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어기에서,
    상기 가상 변속 유형이 파워-온 업시프트인 경우, 상기 다이나믹 모드와 컴포트 모드에서의 게인 값이 모두 양(+)의 값으로 설정되고,
    상기 가상 변속 유형이 파워-오프 업시프트인 경우, 상기 다이나믹 모드와 컴포트 모드에서의 게인 값이 모두 음(-)의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 차량 주행 동안 취득되는 차량 운전 정보를 기초로 차량을 구동하는 모터에 대한 기본 토크 지령이 결정되는 단계;
    상기 제어기에 의해, 상기 가상 변속이 수행되는 동안 상기 기본 토크 지령에 상기 가상 변속 개입 토크가 합산된 최종 토크 지령이 결정되는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 최종 토크 지령에 따라 상기 모터의 작동이 제어되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 가상 효과가 내연기관 자동차에서 변속이 수행되는 동안 발생하는 음향을 모사한 가상 음향이고,
    상기 가상 효과 발생 장치가 차량에서 가상 음향을 생성 및 출력하는 음향기기이며,
    상기 가상 효과의 크기가 가상 음향의 음량인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속 관련 상태 정보는 상기 가상 변속 시작 시점부터의 경과 시간이고,
    상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계에서,
    시간을 독립변수로 하면서 상기 독립변수인 시간에 따른 값으로 가상 효과의 크기 보정량이 미리 설정된 복수 개의 가상 변속 유형별 시간축 맵이 이용되며,
    상기 가상 변속 수행 동안, 상기 가상 변속 시작 시점부터의 경과 시간을 입력으로 하여 현재의 가상 변속 유형에 해당하는 시간축 맵으로부터 상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 가상 변속이 완료되는 시점부터 이후에는,
    상기 시간축 맵의 출력이 강제로 종료되고,
    상기 가상 효과의 크기가, 보정되지 않은 크기인, 상기 차량 운전 정보를 기초로 결정된 크기로 결정되어, 상기 보정되지 않은 크기를 가지는 가상 효과 신호가 상기 가상 효과 발생 장치의 작동을 제어하기 위해 생성 및 출력되는 것을 특징으로 하는 내연기관 차량 특성 구현 방법.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 가상 변속 관련 상태 정보는 상기 가상 변속 시작 시점을 기점으로 하여 실시간으로 결정되는 가상 변속 진행률(%)이고,
    상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 단계에서,
    상기 가상 변속 진행률에 따른 값으로 가상 효과의 크기 보정량이 미리 설정된 복수 개의 가상 변속 유형별 가상 변속 진행률 맵이 이용되며,
    상기 가상 변속 수행 동안, 상기 가상 변속 진행률을 입력으로 하여 현재의 가상 변속 유형에 해당하는 가상 변속 진행률 맵으로부터 상기 가상 효과의 크기 보정량이 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 내연기관 차량 특성 구현 방법.
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