KR101786677B1 - 차량의 변속 제어 장치 및 이를 이용한 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법은 차량의 변속 제어 장치가 타력 주행 중인 차량의 변속을 제어하는 방법에서, 타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시하는 단계, 소정 시간 동안 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 개도량의 변화량을 검출하는 단계, 그리고 검출된 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 상기 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

차량의 변속 제어 장치 및 이를 이용한 변속 제어 방법{DEVICE FOR CONTROLLING SHIFT OF VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING SHIFT USING THE SAME}

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 이를 이용한 변속 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 주행 중 운전자가 가속 페달에서 발을 떼는 경우 차량은 관성에 의해 타력 주행(Coasting)을 한다. 통상적으로 타력 주행 조건이 되면 엔진 제어장치는 차량 속도 및 엔진회전수가 특정 값 이상인 경우 엔진으로 분사되는 연료를 차단(Fuel Cut-off)하여 연료 절감을 통한 연비 향상을 도모한다.

차량의 타력 주행 중에 연료를 차단하게 되면 엔진이 구동계의 회전 부하로 작용하여 차량의 속도가 급격하게 저하되며, 이는 전방 차량이나 정지신호 등으로 인해 자연스럽게 감속을 해야 하는 경우 문제가 되지 않는다.

그러나, 운전자가 타력 주행을 통해 일정한 속도(이하, 항속이라 명명함)를 유지하고자 하는 경우 가속 페달을 다시 밟아 일정한 속도까지 상향해야 하는 번거로움이 있으며, 빈번한 재 가속 조작으로 인해 장거리 항속 주행 시 오히려 연비가 악화되는 문제가 발생한다.

이러한 이유로 운전 경험이 많은 수동변속기 운전자의 경우 타력 주행시 의도적으로 변속기를 중립(N) 상태로 조작하여 자연스러운 차량 관성에 의해 주행되도록 하고 있다. 반면에 자동변속기의 경우 타력 주행 조건이 판단되면 변속기의 동력 흐름이 차단되지 않은 상태에서 연료가 자동 차단되므로 주행 저항이 증가하여 의도하지 않은 감속량 발생하는 문제점이 있는 것이다.

한편, 이러한 문제를 극복하기 위해 종래에는 차량의 타력 주행이 판단되면 변속기를 자동으로 중립화하고 운전자가 다시 가속하거나 제동하는 경우에 다시 변속기를 체결하는 중립 제어 방식이 개발되었다.

그러나, 종래의 중립 제어 방식은 단순히 운전자의 가속 페달과 브레이크 조작에만 의존하여 중립 제어를 수행하기 때문에 운전자가 가속페달과 브레이크를 빈번히 조작하는 경우 변속기 전진단 클러치의 해방과 체결이 빈번하게 반복되는 문제점이 있다.

즉, 빈번하게 클러치의 해방과 체결을 반복하는 경우 클러치가 체결되는 순간의 울컥거림이 발행되며, 가속 지연으로 운전성이 떨어지게 되므로 고객 불만이 가중되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 중립 제어 방식은 운전자의 가속 조작으로 전진단으로 복귀를 하는 경우 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 개도량에 따라 복귀단을 구분하여 설정하고 있지 않았다. 따라서, 종래에는 중립 상태에서 고단으로 복귀 후 가속 페달 조작에 의해 다시 저단으로 변속되는 어려움이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 차량의 타력 주행 시 운전자의 가속 조작에 따라 변속을 제어할 수 있는 차량의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 차량의 변속 제어 방법은 차량의 변속 제어 장치가 타력 주행 중인 차량의 변속을 제어하는 방법에서, 타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시하는 단계, 소정 시간 동안 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 개도량의 변화량을 검출하는 단계, 그리고 검출된 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 상기 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 변속단을 결정하는 단계는, 상기 APS 개도량이 기설정된 해제 지연 시간 이상 유지되는 경우, 상기 중립제어의 해제를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 변속단을 결정하는 단계는, 상기 차량의 주행 속도에 따라 기설정된 상기 중립제어 해제시의 목표 변속단을 검출하는 단계, 그리고 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 보정 변속단을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 변속단을 결정하는 단계는, 상기 목표 변속단에서 상기 보정 변속단을 차감하여 최종 변속단을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 차량의 변속 제어 방법은 상기 중립제어를 종료하고, 상기 최종 변속단으로 변속하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 차량의 변속 제어 장치는 타력 주행 중인 차량의 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부, 그리고 타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시하도록 제어하고, 소정 시간 동안 검출된 상기 운전정보의 변화량을 이용해서 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 제어부를 포함한다.

상기 운전정보는, 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 개도량을 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 APS 개도량을 이용해서 상기 중립제어의 해제여부를 결정하는 중립제어 해제 결정부, 그리고 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 상기 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 변속단 결정부를 포함할 수 있다.

상기 중립제어 해제 결정부는, 상기 APS 개도량의 변화가 기설정된 해제 지연 시간 이상 유지되는 경우, 상기 중립제어의 해제를 결정할 수 있다.

상기 변속단 결정부는, 상기 차량의 주행 속도에 따라 결정된 목표 변속단을 검출하고, 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 보정 변속단을 도출할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 목표 변속단에서 상기 보정 변속단을 차감하여 최종 변속단을 결정하고, 상기 최종 변속단으로 변속하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 타력 주행 중 운전자의 가속 조작으로 중립제어를 해제하는 경우, 지연 해제 시간 동안의 APS 개도량의 변화량을 이용해 최종 변속단을 결정하고, 결정된 최종 변속단으로 변속하도록 제어함으로써, 킥다운 변속을 방지해 운전성 불만을 최소화하고 연비를 극대화할 수 있는 환경을 제공한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따라 중립제어 해제시의 변속 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 중립제어 해제시 변속단 결정 영역을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 중립제어 해제시의 변속 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 중립제어 해제시 변속단 결정 영역을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 목표 변속단 및 APS 개도량에 따른 변속단 보정량을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 중립제어 해제시 차량의 변속을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

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.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.

추가적으로, 몇몇 방법들은 적어도 하나의 제어기에 의하여 실행될 수 있다. 제어기라는 용어는 메모리와, 알고리즘 구조로 해석되는 하나 이상의 단계들을 실행하도록 된 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급한다. 상기 메모리는 알고리즘 단계들을 저장하도록 되어 있고, 프로세서는 아래에서 기재하는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위하여 상기 알고리즘 단계들을 특별히 실행하도록 되어 있다.

더 나아가, 본 발명의 제어 로직은 프로세서, 제어기 또는 이와 유사한 것에 의하여 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단 상의 일시적이지 않고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단의 예들은, 이에 한정되지는 않지만, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 플래쉬 드라이브, 스마트 카드 및 광학 데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 재생 매체는 네트웍으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 예를 들어 텔레매틱스 서버나 CAN(Controller Area Network)에 의하여 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다.

이제 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 차량의 변속 제어 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량 중립 제어 시스템(100)은 운전정보 검출부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.

운전정보 검출부(110)는 차량의 운전정보를 수집한다. 운전정보는 차량의 주행 속도, APS 개도량 및 변속단 정보 등을 포함한다.

그리고, 운전정보 검출부(110)는 차속 센서(11), 가속도 센서(12), 전방 레이더 센서(13), 가속페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS)(14), 브레이크 페달 위치 센서(Brake pedal Sensor, BPS)(15), 변속 위치 센서(Transmission Position Sensor, TPS)(16), 스티어링 휠 센서(17), 차량위치 센서(GPS/GIS)(18) 중 적어도 하나와 연동하여 차량의 운전정보를 검출한다.

운전정보 검출부(110)는 차속 센서(11)를 통한 차량 속도와 가속도 센서(12)를 통한 차량의 가속도를 수집하고, 전방 레이더 센서(13)를 통해 전방 차량과의 차간 거리를 검출한다.

운전정보 검출부(110)는 APS(14)를 통해 운전자의 가속 패달 작동 상태를 검출하고, BPS(15)를 통해 브레이크 작동 상태를 검출한다.

운전정보 검출부(110)는 TPS(16)를 통해 기어 변속 위치(변속단)를 검출하고, 스티어링 휠 센서(17)를 통해 차량의 조향 상태를 검출한다.

운전정보 검출부(110)는 차량 위치 센서(18)를 통해 GPS/GIS 기반 차량의 위치정보와 도로종류, 굴곡, 구배 정보를 검출한다.

제어부(120)는 타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시하도록 제어한다. 여기서, 중립제어의 작동 조건은 변속단이 D단이고, 주행 속도가 일정속도 이상이며, 가속페달과 브레이크가 오프(OFF)인 조건을 포함한다.

그리고, 제어부(120)는 소정 시간 동안 검출된 상기 운전정보의 변화량을 이용해서 중립제어 해제를 결정하고, 중립제어 해제시의 변속단을 결정한다. 여기서, 제어부(120)는 APS 개도량을 이용해서 중립제어 해제 여부 및 중립제어 해제시의 변속단을 결정할 수 있다.

제어부(120)는 차량의 주행 속도를 이용해서 중립제어 해제시의 목표 변속단을 검출하고, APS 개도량의 변화량에 따라 보정 변속단을 도출한다. 그리고, 제어부(120)는 목표 변속단에서 상기 보정 변속단을 차감하여 최종 변속단을 결정하고, 상기 최종 변속단으로 변속하도록 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(120)는 본 발명의 한 실시예에 따라 중립제어 해제 결정부(122) 및 변속단 결정부(124)를 포함한다.

중립제어 해제 결정부(122)는 상기 APS 개도량을 이용해서 상기 중립제어의 해제여부를 결정한다. 그리고, 변속단 결정부(124)는 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 상기 중립제어 해제시의 최종 변속단을 결정한다.

이러한 목적을 위하여, 제어부(120)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

도 2는 종래 기술에 따라 중립제어 해제시의 변속 과정을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에서 중립제어 해제시 변속단 결정 영역을 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 종래 기술은 가속페달을 밟는 직후 중립제어가 해제된다. 따라서, 중립제어 해제시 목표 변속단은 도 3과 같이, 현재 차속에서 APS가 아주 낮은 상태의 영역에서 결정된다.

그리고, 종래 기술은 N단에서 D단으로 변속된 이후, APS 개도량에 따라 추가 킥다운 변속이 발생하고, 이로 인해 가속 응답이 지연되는 문제가 생긴다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 중립제어 해제시의 변속 과정을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 중립제어 해제시 변속단 결정 영역을 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)는 중립제어 상태에서 APS 개도량에 따라 중립제어의 해제 조건을 판단한다.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)는 해제 지연 시간(예를 들어, 100ms 이내) 동안 APS 개도량의 변화량(ΔAPS)을 검출하고, APS 개도량의 변화량에 따라 중립제어 해제시의 변속단을 결정한다.

따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)는, 도 5에서와 같이, APS 개도량이 높은 영역에서 중립제어 해제시의 변속단을 결정함으로써, 운전자의 가속 조작으로 인한 중립제어 해제시 불필요한 킥다운 변속 발생을 방지한다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 목표 변속단 및 APS 개도량에 따른 변속단 보정량을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 변속 제어 장치는 차속을 기준으로 목표 변속단을 결정하고, 목표 변속단에서 변속단 보정량을 차감하여 최종 변속단을 결정한다.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 변속 제어 장치는 APS 개도량의 변화량에 따라 단계별로 변속단을 보정하여 전진단으로 복귀함으로써, 불필요한 킥다운 변속 발생과 가속 응답 불만을 해소한다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 중립제어 해제시 차량의 변속을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)는 차량 운행 중에 차량의 운전정보를 검출한다(S102). 여기서, 운전정보는 차량의 주행 속도, APS 개도량 및 변속단 정보 등을 포함한다.

변속 제어 장치(100)는 타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시한다(S104).

그리고, 변속 제어 장치(100)는 운전정보 중 APS 개도량을 검출하고, APS 개도량의 변화(ΔAPS)가 검출되는 시간(Ta)을 측정한다(S106, S108).

그리고, 변속 제어 장치(100)는 ΔAPS가 검출되는 시간(Ta)을 기설정된 해제 지연 시간(Tb)와 비교하고, ΔAPS가 검출되는 시간(Ta)이 해제 지연 시간(Tb)보다 큰 경우 중립제어의 해제를 결정한다(S110).

그리고, 변속 제어 장치(100)는 차량의 주행 속도에 따른 목표 변속단을 검출하고, APS 개도량의 변화량에 따라 목표 변속단을 보정해 최종 변속단을 결정한다(S112, S114).

그리고, 변속 제어 장치(100)는 보정된 변속단으로 전진단 클러치를 체결하여 D단의 변속 제어를 실시한다(S116).

이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치는 타력 주행 중 운전자의 가속 조작으로 중립제어를 해제하는 경우, 지연 해제 시간 동안의 APS 개도량의 변화량을 이용해 최종 변속단을 결정하고, 결정된 최종 변속단으로 변속하도록 제어함으로써, 킥다운 변속을 방지해 운전성 불만을 최소화하고 연비를 극대화할 수 있는 환경을 제공한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

1. 차량의 변속 제어 장치가 타력 주행 중인 차량의 변속을 제어하는 방법에서,
   타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시하는 단계,
   소정 시간 동안 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 개도량의 변화량을 검출하는 단계, 그리고
   검출된 상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 상기 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 단계
   를 포함하며,
   상기 변속단을 결정하는 단계는,
   상기 차량의 주행 속도에 따라 기설정된 상기 중립제어 해제시의 목표 변속단을 검출하는 단계,
   기설정된 해제 지연 시간 동안의 APS 개도량의 변화량을 이용해서 보정 변속단을 도출하는 단계, 그리고
   상기 목표 변속단에서 상기 보정 변속단을 차감하여 최종 변속단을 결정하는 단계를 포함하는 차량의 변속 제어 방법.
2. 제1항에서,
   상기 변속단을 결정하는 단계는,
   상기 APS 개도량이 상기 기설정된 해제 지연 시간 이상 유지되는 경우, 상기 중립제어의 해제를 결정하는 단계
   를 포함하는 차량의 변속 제어 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에서,
   상기 중립제어를 종료하고, 상기 최종 변속단으로 변속하도록 제어하는 단계
   를 더 포함하는 차량의 변속 제어 방법.
6. 타력 주행 중에 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 개도량을 포함하는 차량의 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부, 그리고
   타력 주행 중 중립제어의 작동 조건을 충족하면 클러치를 해제하여 중립제어를 실시하도록 제어하고, 소정 시간 동안 검출된 상기 운전정보의 변화량을 이용해서 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 제어부
   를 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 APS 개도량의 변화량을 이용해서 상기 중립제어 해제시의 변속단을 결정하는 변속단 결정부를 포함하며,
   상기 변속단 결정부는,
   상기 차량의 주행 속도에 따라 결정된 목표 변속단을 검출하고, 기설정된 해제 지연 시간 동안의 APS 개도량의 변화량을 이용해서 보정 변속단을 도출하며, 상기 목표 변속단에서 상기 보정 변속단을 차감하여 최종 변속단을 결정하고, 상기 최종 변속단으로 변속하도록 제어하는 차량의 변속 제어 장치.
7. 삭제
8. 제6항에서,
   상기 제어부는,
   상기 APS 개도량을 이용해서 상기 중립제어의 해제여부를 결정하는 중립제어 해제 결정부
   를 더 포함하는 차량의 변속 제어 장치.
9. 제8항에서,
   상기 중립제어 해제 결정부는,
   상기 APS 개도량의 변화가 기설정된 해제 지연 시간 이상 유지되는 경우, 상기 중립제어의 해제를 결정하는 차량의 변속 제어 장치.
10. 삭제
11. 삭제

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