KR102323962B1 - 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저마찰 노면을 주행하는 차량에서 급가속시 휠 토크의 급격한 상승을 완화하여 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 방법은, (a) 차량의 현재 차속이 설정값 이하인지 여부를 판단하는 단계와; (b) 차량의 차속이 설정값 이하일 경우 차량이 급가속 상태인지 여부를 판단하는 단계와; (c) 차량이 급가속 상태일 경우 차량 휠의 슬립 발생 여부를 판단하는 단계와; (d) 차량 휠의 슬립이 발생된 경우 차량이 현재의 주행 단보다 작은 단으로 변속되었는지 여부를 판단하는 단계와; (f) 차량이 저단 변속된 경우 TCS의 작동 여부를 판단하는 단계와; (g) TCS가 작동된 것으로 판단되면, EMS로부터 입력되는 APS 정보와, 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단을 산출하는 단계와; (h) 상기 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차를 산출하고, 상기 산출된 단차와 현재의 APS를 기반으로 오프셋 기어단 결정 맵(map)을 통해 오프셋(Offset) 기어단을 산출하고, 산출된 오프셋 기어단을 상기 변속패턴 기어단에 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법 및 시스템{Shift control method and system under rapid acceleration of vehicle in low friction roads}

본 발명은 저마찰 노면에서 주행 중인 차량의 변속 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량이 미끄러운 저마찰 노면을 주행하는 중에 급가속시 휠 토크가 급격히 상승되는 것을 완화시켜 차량의 발진 성능을 향상시킬 수 있고, 그에 따른 차량의 운전성 향상을 도모할 수 있는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 눈, 비, 얼음 등이 덮인 저마찰 노면에서 차량이 주행하는 경우, 차량이 주행 중에 미끄러져 큰 사고로 이어질 가능성이 있기 때문에, 대부분의 자동 변속기 차량에는 운전자의 안전을 확보하는 차원에서 ESP(Electronic Stability Program)를 탑재하여 운용하고 있다.

이러한 ESP는 ABS(anti-lock Brake System)와 TCS(Traction Control System)를 통합 제어하여 차량이 주행 방향을 기준으로 좌측 또는 우측으로 미끄러지는 것을 방지함으로써 차량의 운전 안정성을 확보할 수 있도록 하며, 특히 ESP는 핸들(Steering wheel)의 상태를 분석하여 운전자가 가고자 하는 방향과 차량의 실제 진행 방향을 비교하고, 비교 결과 운전자가 가고자 하는 방향과 차량의 실제 진행 방향이 일치하지 않은 경우에 차량의 진행 방향을 조절하는 방식으로 차량의 미끄러짐을 방지하도록 하고 있다.

한편, 차량이 저마찰 노면에서 주행 중인 상황에서는 차량의 추월 가속이나 급출발을 위해 운전자가 엑셀을 일정수준 이상 밟게 되면, 노면의 낮은 마찰력으로 인해 정상 상태의 마른 노면에 비하여 휠(Wheel)에서 미끄러짐(스핀)이 발생하기 쉽다. 이때 발생하는 미끄러짐은 엔진 토크(속도)의 급상승을 유발하고, TCS 제어에 의한 엔진 출력 제한 및 노면에 대한 구동휠의 그립(Grip) 상실 등을 유발하여 차량의 거동 불안을 야기하게 된다.

종래 차량의 경우에는 저마찰 노면에서 차량이 급출발하거나 정상 노면에서 차량이 급출발하는 상황과 관계없이 차량의 변속단 제어가 항상 일정하게 저단 변속되는 제어 로직을 갖추고 있었기 때문에, 저마찰 노면에서 운전자의 가속 의지에 의해 차량이 급출발하는 경우에도 정상 노면의 경우와 마찬가지로 항상 동일한 변속단 제어가 이루어질 수밖에 없었다.

이로 인해 저마찰 노면에서 차량이 급가속될 경우 설정된 변속 제어 로직에 따라 현재의 주행 단보다 낮은 저단 변속이 이루어지게 되는데, 이러한 저단 변속이 과도하게 이루어질 경우 휠 토크(wheel torque)의 증가로 인해 휠 슬립(wheel slip)이 발생되고 엔진 RPM이 급상승되는 상황이 발생하게 된다. 이러한 상황에서 TCS가 작동되어 상기 TCS에 의한 엔진 제어에 의해 엔진 출력 제한이 이루어지게 되면, 추가적인 출력 제한이 발생하게 되어 차량의 발진성능을 크게 떨어뜨리게 되고, 그로 인한 차량의 거동 불안이 유발되어 차량 운전성을 크게 저하시키게 되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-2042825호(2019.11.04)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 차량이 미끄러운 저마찰 노면을 주행하는 중에 운전자가 엑셀을 급격하게 밟아 추월 가속 또는 급출발을 하게 될 경우, 기설정된 변속패턴의 제어 로직에 의해 결정되는 변속단 대신, 비구동휠의 속도를 기반으로 산출된 변속기의 출력속도와 현재 APS 정보를 변속패턴의 인자로 하여 새롭게 수정 계산된 최종 슬립 목표단으로 변속이 이루어지도록 제어함으로써, 휠 토크가 급격하게 상승하는 것을 완화시켜 차량의 발진성능을 개선시킬 수 있고, 그에 따른 차량의 거동불안을 안정적으로 유지시켜 차량의 운전성을 향상시킬 수 있도록 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법은, (a) 차량의 현재 차속이 설정값 이하인지 여부를 판단하는 단계와; (b) 차량의 차속이 설정값 이하일 경우 차량이 급가속 상태인지 여부를 판단하는 단계와; (c) 차량이 급가속 상태일 경우 차량 휠의 슬립 발생 여부를 판단하는 단계와; (d) 차량 휠의 슬립이 발생된 경우 차량이 현재의 주행 단보다 작은 단으로 변속되었는지 여부를 판단하는 단계와; (f) 차량이 저단 변속된 경우 TCS(Traction Control System)의 작동 여부를 판단하는 단계와; (g) TCS가 작동된 것으로 판단되면, EMS(Engine Management System)로부터 입력되는 APS(Accel Position Sensor) 정보와, 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단을 산출하는 단계와; (h) 상기 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차를 산출하고, 상기 산출된 단차와 현재의 APS를 기반으로 오프셋 기어단 결정 맵(map)을 통해 오프셋(Offset) 기어단을 산출하고, 산출된 오프셋 기어단을 상기 변속패턴 기어단에 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 (b) 단계에서는 EMS로부터 입력되는 APS 정보를 통해 차량의 급가속 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계에서는 휠 센서로부터 입력되는 주구동휠의 속도와 비구동휠의 속도를 비교하여 주구동휠의 속도가 비구동휠의 속도보다 큰 경우 휠의 슬립이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 상기 (g) 단계에서는 변속패턴 기어단 산출 시 EMS로부터 입력되는 APS 정보와 함께 EMS로부터 입력되는 엔진 속도 정보가 추가 인자로 사용될 수 있다.

또한, 상기 (h) 단계에서는 오프셋 기어단의 산출시 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차가 클수록 오프셋 기어단 결정 맵에서 큰 오프셋 값으로 적용할 수 있다.

이 경우, 상기 (h) 단계로부터 산출된 오프셋 기어단은 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차보다 작거나 같을 수 있다.

아울러, 상기 (h) 단계에서 오프셋 기어단의 산출시 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차가 작고 APS 값이 작을수록 작은 오프셋 값이 적용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 저마찰로에서의 차량 급가속시 변속 제어 시스템은. TCS(Traction Control System)의 작동 정보가 제공되며, 상기 TCS의 작동이 인지된 경우 기설정된 변속패턴에 따라 저단 변속이 이루어지도록 차량의 변속기를 제어하는 TCU(Transmision Control Unit)와; APS(Accel Position Sensor)로부터 검출된 차량의 APS 정보를 상기 TCU에 제공하는 EMS(Engine Management System)와; 차량의 구동휠의 속도와 비구동휠의 속도를 각각 검출하여 상기 TCU에 제공하는 휠 센서;를 포함하며, 상기 TCU는, 차량의 급가속 시 휠의 슬립이 발생된 후 상기 TCS가 작동된 것으로 인지되면, 상기 EMS로부터 입력되는 APS 정보와, 상기 휠 센서로부터 입력되는 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단을 산출한 후, 상기 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차와 현재의 APS 정보를 기반으로 오프셋 기어단 결정 맵(map)을 통해 오프셋(Offset) 기어단을 산출하고, 상기 산출된 오프셋 기어단을 변속패턴 기어단에 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명의 차량 변속 제어 방법 및 시스템에 따르면, 차량이 미끄러운 저마찰 노면을 주행하는 중에 운전자가 엑셀을 일정수준 이상으로 급격하게 밟아 추월 가속이나 급출발을 하게 될 경우, 기설정된 변속패턴에 따라 결정된 변속단 대신에, 비구동휠의 속도를 기반으로 산출된 변속기의 출력속도와 현재의 APS 정보를 인자로 하여 변속하고자 하는 새로운 목표 변속패턴 기어단을 재산출하고, 상기 재산출된 변속패턴 기어단과 현재의 주행 단과의 단차를 통해 몇 단의 차이로 저단 변속이 이루어져야 하는 지가 결정되면, 상기 결정된 단차와 현재의 APS를 인자로 하여 오프셋 기어단 결정 맵(map)을 통해 오프셋(Offset) 기어단을 결정하고, 상기 결정된 오프셋 기어단을 변속패턴 기어단에 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하고, 산출된 최종 슬립 목표단으로 차량의 최종 변속이 이루어지도록 제어함으로써, 저마찰 노면에서 차량 급가속시 설정된 변속패턴에 따라 과도하게 저단 변속되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 휠 토크가 급격히 상승되는 것을 완화하여 차량의 발진성능을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 차량의 거동 불안을 안정적으로 유지시켜 차량의 운전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 시스템의 주요 구성부를 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저마찰로에서 차량 급가속시 차량의 변속 제어 방법을 순차적으로 설명하는 플로우 차트.
도 3은 본 발명에 따른 슬립 목표단 산출을 위한 주요 제어 로직을 보여주는 블록 다이어그램.
도 4는 도 3에서 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도와 APS 정보를 인자로 하여 변속패턴 기어단이 산출되는 제어 로직을 보여주는 블록 다이어그램.
도 5는 도 4에서 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 기어 단차와 APS 정보를 인자로 하여 오프셋 기어단 결정 맵(Map)을 통해 오프셋 기어단을 산출하고, 산출된 오프셋 기어단에 변속패턴 기어단을 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 제어 로직을 보여주는 블록 다이어그램.
도 6은 도 5의 오프셋 기어단 결정 맵에서 APS 크기에 따라 오프셋 기어단차가 증가되는 예를 설명하는 예시도.

아래에서는 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 국한되지 않는다. 또한, 상세한 설명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미함을 밝혀둔다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법 및 시스템을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 시스템의 주요 구성부를 보여주는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 시스템은 차량의 자동변속기를 제어하는 TCU(Transmision Control Unit;100), 차체의 자세를 제어하는 TCS(Traction Control System;110), 차량의 엔진을 제어하는 EMS(Engine Management System;120), 차량의 전방 및 후방 휠(Wheel)의 속도를 각각 검출하는 휠 센서(130)를 포함하여 구성된다.

차량의 자세 제어장치인 TCS(110)는 TCU(100)에 TCS(110)의 온/오프(ON/OFF) 정보를 제공하게 되며, TCU(100)에서는 상기 TCS(110)로부터 제공되는 온/오프 정보에 따라 현재 TCS(110)가 작동 중인지 여부를 판단한다.

이러한 TCS(110)는 미끄러운 저마찰 노면에서 차량이 주행할 때 운전자가 추월 가속이나 급출발을 위해 엑셀을 급격히 밟는 경우에 휠 스핀과 엔진 RPM이 급상승하게 되는 상황에서 작동하여 엔진 출력을 제한하도록 한다.

엔진 제어장치인 EMS(120)는 주행 중인 차량의 현재 엔진 속도(토크) 정보와 APS(Accel Position Sensor)로부터 검출된 현재의 APS 정보를 TCU(100)에 제공하고, 또한, 휠 센서(130)는 차량의 전방 휠과 후방 휠의 각각의 속도 정보를 TCU(100)에 제공한다.

TCU(100)에서는 TCS(110)가 현재 작동 중인 것으로 인지될 경우 상기 EMS(120)로부터 제공되는 엔진 속도 및 APS 정보와, 상기 휠 센서(130)로부터 제공되는 주구동휠과 비구동휠의 속도 정보를 이용하여, 비구동휠의 속도를 기반으로 재계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단(A)을 산출하고, 산출된 변속패턴 기어단(A) 정보와 APS 정보를 이용하여 후술되는 도 2 내지 도 6에 도시된 일련의 제어 로직을 통해 최종적인 슬립 목표단(C)을 산출하여 산출된 슬립 목표단으로 변속이 이루어지도록 제어한다.

일반적으로 저마찰 노면을 주행 중인 차량에서 운전자의 가속요구가 인지될 경우 TCU는 기설정된 변속패턴에 따라 현재의 주행 단보다 낮은 저단 변속이 이루어지도록 제어하게 된다. 그러나, TCU에 의한 기존의 변속패턴 로직은 저마찰 노면이나 정상 노면의 구분 없이 차량이 급출발하는 상황에서 항상 현재 주행 단보다 낮은 저단 변속을 수행하도록 되어 있기 때문에, 미끄러운 저마찰 노면에서 차량이 급가속될 경우에도 정상 노면과 마찬가지로 기설정된 동일한 변속패턴에 따라 변속 제어가 이루어질 수밖에 없고, 이 때문에 설정된 변속패턴에 따라 현재의 주행 단에 비해 과도하게 저단 변속이 이루어지게 되면 휠 토크가 증대되어 휠 슬립이 발생하는 한편 엔진 RPM이 급상승하게 되고, 이러한 상태에서 TCS에 의한 엔진 출력 제한이 이루어질 경우 추가적인 엔진 출력 제한이 발생하여 차량의 발진성능이 크게 저하될 수 있고, 이는 차량의 거동 불안을 발생시켜 운전성을 떨어뜨릴 수 있다.

본 발명에서는 저마찰 노면에서 차량 급가속시 과도한 변속에 따라 발생되는 차량의 발진성능 저하를 개선하고자, 차량의 휠 슬립이 발생된 이후 TCS(110)가 작동된 것으로 인지되면, EMS(120)로부터 입력되는 APS 정보와 휠 센서(130)로부터 입력되는 휠의 속도 정보를 이용하여 비구동휠의 속도를 기반으로 새로운 변속기 출력속도를 계산하고, 상기 변속기 출력속도 정보와 APS 정보를 인자로 하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단(A)을 산출한 후, 상기 산출된 변속패턴 기어단(A)과 현재 주행 단과의 단차를 산출하고, 상기 산출된 단차와 현재의 APS 정보를 인자로 하여 오프셋 기어단 결정 맵(M)을 통해 오프셋 기어단(B)을 산출한 후, 산출된 오프셋 기어단(B)을 상기 변속패턴 기어단(A)에 합산하여 최종 슬립 목표단(C)을 산출하고, 산출된 슬립 목표단으로 변속이 이루어지도록 제어함으로써 저마찰 노면에서 차량의 급가속이 발생하여도 과도한 변속이 이루어지는 것을 방지하여 차량의 발진성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 전방 휠(전륜)이 구동 휠이고 후방 휠(후륜)이 비구동 휠인 차량을 실시 예로 들어 설명하였지만, 후방 휠이 구동 휠이고 전방 휠이 비구동 휠인 차량 또는 4WD 차량의 경우 2WD 모드로 작동되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저마찰로에서 차량 급가속시 차량의 변속 제어 방법을 순차적으로 보여주는 플로우 차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 슬립 목표단 산출을 위한 주요 제어 로직을 보여주는 블록 다이어그램이다. 그리고, 도 4는 도 3에서 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도와 APS 정보를 인자로 하여 변속패턴 기어단이 산출되는 제어 로직을 보여주는 블록 다이어그램이고, 도 5는 도 4에서 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 기어 단차와 APS 정보를 인자로 하여 오프셋 기어단 결정 맵(Map)을 통해 오프셋 기어단을 산출하고, 산출된 오프셋 기어단에 변속패턴 기어단을 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 제어 로직을 보여주는 블록 다이어그램이다. 또한, 도 6은 도 5의 오프셋 기어단 결정 맵에서 APS 크기에 따라 오프셋 기어단차가 증가되는 예를 보여주는 것이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 차량이 눈, 비, 얼음으로 덮인 미끄러운 저마찰 노면을 주행할 경우 TCU(100)는 휠 센서(130)로부터 차량의 전방 휠(Front Wheel) 및 후방 휠(Rear wheel)의 속도 정보를 제공받아 차량의 현재 차속이 설정값(예를 들어, 80km/h) 이하인지 여부를 판단한다.(S210)

여기서, 차량이 저마찰 노면에서 중,저차속으로 주행하는 상황에서 급가속이 일어날 경우 노면에 대한 휠의 슬립(slip) 발생 가능성이 상대적으로 높기 때문에 상기 S210 단계에서는 차량의 현재 차속이 중,저차속, 즉 80 km/h 이하인지의 여부를 판단할 수 있다.

그리고, 상기 S210 단계로부터 차량의 현재 차속이 설정값 이하의 저속 주행 상태인 것으로 판단될 경우, 운전자의 가속 요구를 반영하는 APS 정보를 EMS(120)로부터 제공받아 차량이 현재 급가속 상태인지 여부를 판단한다.(S220)

이때, 상기 EMS(120)로부터 입력되는 APS 값이 설정치(예를 들어, 50%) 이상이면 운전자에 의해 차량의 급가속 요청이 이루어진 것으로 판단하고, APS 값이 설정치 이하이면 변속 제어를 종료한다.

여기서, 차량의 급가속 판단시 APS의 절대치 외에도 APS의 변화량도 중요한 인자이기 때문에, 바람직하게는 APS > 50%, APS 변화량 > 50%의 두 조건을 동시에 만족하면 차량의 급가속이 이루어진 것으로 판단할 수도 있다.

이어서, 상기 S220 단계로부터 차량이 현재 급가속 상태인 것으로 판단되면, 휠 센서(130)로부터 제공되는 주구동휠과 비구동휠의 속도 정보를 통해 현재 차량 휠에 슬립(slip)이 발생되었는지의 여부를 판단한다.(S230)

이 경우, 상기 휠 센서(130)로부터 입력되는 주구동휠의 속도와 비구동휠의 속도를 비교하여, 상기 주구동휠의 속도가 비구동휠의 속도보다 크면 차량 휠에 슬립이 발생된 것으로 판단하고, 상기 주구동휠의 속도가 비구동휠의 속도보다 작거나 같으면 차량 휠에 슬립이 발생되지 않은 것으로 판단하게 된다.

그리고, 상기 S230 단계로부터 현재 차량 휠에 슬립이 발생된 것으로 판단되면, TCU(100)에 설정된 변속패턴 로직에 따라 차량이 현재 주행 단보다 작은 단수로 변속이 수행되었는지 여부를 판단한다.(S240)

이어서, 상기 S240 단계로부터 차량이 저단 변속이 체결된 것으로 판단될 경우, TCS(110)에서 입력되는 TCS의 온/오프(ON/OFF) 정보를 이용하여 차량의 TCS(110)가 현재 작동 중인지의 여부를 판단한다.(S250)

한편, 상기 S250 단계로부터 TCS(110)가 현재 작동 중인 것으로 인지되면, TCU(100)는 EMS(120)에서 입력되는 APS 정보와, 비구동휠의 속도를 기반으로 새롭게 계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단(A)을 산출한다.(S260)

이때, 상기 변속패턴 기어단(A)의 산출 시 상기 EMS(120)로부터 입력되는 APS 정보와 함께 엔진의 속도 정보가 추가적으로 반영될 수 있다. 여기서, 상기 엔진의 속도는 결국 변속기의 출력속도를 의미하는 것이므로 변속기의 출력속도 산출시에는 EMS(120)로부터 입력되는 엔진의 속도 정보(RPM)를 이용할 수 있다.

즉, 변속기의 출력단으로부터 구동 휠까지는 물리적으로 연결되어 있기 때문에, 구동 휠의 회전속도(KPH -> RPM 단위변환)와 최종 감속도 비를 고려하여 변속기의 출력측 회전속도(RPM)를 계산할 수 있다.

그리고, 변속기 출력속도 산출은 차량의 주구동휠의 속도를 기반으로 산출되는 것이 일반적이지만, 본 발명과 같이 저마찰 노면에서 차량 휠의 슬립이 발생된 상황에서는 변속기의 출력속도가 슬립이 발생하는 주구동휠의 속도와 동일하여 차량의 실제 주행속도와 부합하지 않기 때문에, 본 발명에서는 주구동휠의 속도를 기반으로 변속기의 출력속도를 계산하는 대신에, 비구동휠의 속도를 기반으로 변속기의 출력속도를 재계산하게 된다. 그런 다음, 상기 재계산된 변속기의 출력속도 정보와 EMS(120)로부터 제공되는 현재의 APS 정보를 인자로 하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단(A)을 재산출하게 된다.(도 4 참조)

한편, 상기 S260 단계로부터 새로운 변속패턴 기어단(A)dl 산출되면, TCU(100)에서는 도 5와 같이 상기 S260 단계로부터 재산출된 변속패턴 기어단(A)과 차량의 현재 주행 단의 차이를 계산하여 현재 주행 단에서 몇 단의 기어 단차로 저단 변속되어야 하는지를 계산한 후, 상기 계산된 기어 단차와 현재의 APS 값을 인자로 하여, TCU(100)에 프로그램화되어 있는 도 6과 같은 오프셋 기어단 결정 맵(M)을 통해 새로운 오프셋(Offset) 기어단(B)을 결정하게 되고, 상기 결정된 오프셋 기어단(B)을 상기 변속패턴 기어단(A)에 합산하여 최종 슬립 변속 목표단(C)을 산출한다.(S270)

상기 오프셋 기어단 결정 맵(M)을 이용한 오프셋 기어단(B) 산출 시 상기 변속패턴 기어단(A)과 현재 주행 단과의 기어 단차 차이가 클수록 큰 오프셋 값을 적용하게 되며, 상기 변속패턴 기어단(A)과 현재 주행 단과의 기어 단차 차이가 작고 APS 값이 작을수록 작은 오프셋 값을 적용하여 오프셋 기어단(B)을 산출할 수 있다.

여기서, 오프셋 기어단 결정 맵(M)은 변속패턴 기어단(A)과 현재 주행 단과의 기어 단차와 APS를 축으로 하는 오프셋(Offset) 기어단 결정 맵으로서, 상기 기어 단차와 APS 값이 클수록 오프셋(Offset) 값이 커지게 되지만, 상기 기어 단차보다 클 수는 없다. 따라서, 상기 S270 단계로부터 산출된 오프셋 기어단(B)은 변속패턴 기어단(A)과 현재 주행 단과의 기어 단차 차이보다 작거나 또는 같을 수 있다.

상기의 제어과정에 대한 일 예를 들어보면, 차량이 70km/h, 8단, APS=10%로 주행 중인 상황에서 운전자의 가속 의지에 의해 APS=100%의 급가속이 이루어질 경우, 기설정된 변속패턴에 의해 목표 변속단이 3단으로 변경되는 8->3 변속이 이루어지게 되지만, 본 발명에서는 상기의 8->3 변속 중 구동 휠의 휠 슬립 발생으로 인해 TCS가 작동되면 비구동 휠의 차속을 기반으로 계산된 패턴 기어단(3단)과 오프셋 기어단 결정 맵(M)을 통해 결정된 오프셋 기어단(2단)을 합산한 최종 슬립 변속 목표단(5단)으로 슬립 목표단을 수정하는 8->5변속을 수행할 수 있는 것이다.

이와 같은 일련의 과정을 거쳐 최종 슬립 목표단(C) 산출이 완료되면, TCU(100)는 상기 산출된 슬립 목표단(C)으로 변속이 이루어지도록 제어하게 됨으로써, 저마찰로에서 운전자의 가속요구에 의해 급가속이 발생되어도 과도한 저단 변속을 방지하게 됨으로써 휠 토크가 급격하게 상승하는 것을 완화시켜 차량의 발진성능을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 차량의 운전성 향상에 기여할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다

100 : TCU 110 : TCS
120 : EMS 130 : 휠 센서

Claims (14)

1. (a) 차량의 현재 차속이 설정값 이하인지 여부를 판단하는 단계;
   (b) 차량의 차속이 설정값 이하일 경우 차량이 급가속 상태인지 여부를 판단하는 단계;
   (c) 차량이 급가속 상태일 경우 차량 휠의 슬립 발생 여부를 판단하는 단계;
   (d) 차량 휠의 슬립이 발생된 경우 차량이 현재의 주행 단보다 작은 단으로 변속되었는지 여부를 판단하는 단계;
   (f) 차량이 저단 변속된 경우 TCS(Traction Control System)의 작동 여부를 판단하는 단계;
   (g) TCS가 작동된 것으로 판단되면, EMS(Engine Management System)로부터 입력되는 APS(Accel Position Sensor) 정보와, 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단을 산출하는 단계;
   (h) 상기 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차를 산출하고, 상기 산출된 단차와 현재의 APS를 기반으로 오프셋 기어단 결정 맵(map)을 통해 오프셋(Offset) 기어단을 산출하고, 산출된 오프셋 기어단을 상기 변속패턴 기어단에 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 단계; 를 포함하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서는 상기 EMS로부터 입력되는 APS 정보를 통해 차량의 급가속 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서는 휠 센서로부터 입력되는 주구동휠의 속도와 비구동휠의 속도를 비교하여 주구동휠의 속도가 비구동휠의 속도보다 큰 경우 휠의 슬립이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 (g) 단계에서의 변속패턴 기어단 산출 시 EMS로부터 입력되는 APS 정보와 함께 EMS로부터 입력되는 엔진 속도 정보가 추가 인자로 사용되는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 (h) 단계에서 상기 오프셋 기어단의 산출시 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차가 클수록 오프셋 기어단 결정 맵에서 큰 오프셋 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 (h) 단계에서 산출되는 상기 오프셋 기어단은 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 (h) 단계에서 상기 오프셋 기어단은 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차가 작고 APS 값이 작을수록 작은 오프셋 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 방법.
   
8. TCS(Traction Control System)의 작동 정보가 제공되며, 상기 TCS의 작동이 인지된 경우 기설정된 변속패턴에 따라 저단 변속이 이루어지도록 차량의 변속기를 제어하는 TCU(Transmision Control Unit);
   APS(Accel Position Sensor)로부터 검출된 차량의 APS 정보를 상기 TCU에 제공하는 EMS(Engine Management System);
   차량의 구동휠의 속도와 비구동휠의 속도를 각각 검출하여 상기 TCU에 제공하는 휠 센서;를 포함하며,
   상기 TCU는, 차량의 급가속 시 휠의 슬립이 발생된 후 상기 TCS가 작동된 것으로 인지되면, 상기 EMS로부터 입력되는 APS 정보와, 휠 센서로부터 입력되는 비구동휠의 속도를 기반으로 계산된 변속기 출력속도 정보를 이용하여 기설정된 변속패턴으로부터 새로운 변속패턴 기어단을 산출한 후, 상기 산출된 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차와 현재의 APS 정보를 기반으로 오프셋 기어단 결정 맵(map)을 통해 오프셋(Offset) 기어단을 산출하고, 상기 산출된 오프셋 기어단을 변속패턴 기어단에 합산하여 최종 슬립 목표단을 산출하는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 TCU에서 차량의 급가속 여부에 대한 판단은 상기 EMS로부터 입력되는 APS 정보를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.
   
10. 제8항에 있어서, 상기 TCU에서 차량 휠의 슬립 발생 여부에 대한 판단은 상기 휠 센서로부터 입력되는 주구동휠의 속도와 비구동휠의 속도를 비교하여 주구동휠의 속도가 비구동휠의 속도보다 큰 경우 휠의 슬립이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.
    
11. 제8항에 있어서, 상기 TCU에서 변속패턴 기어단의 재산출시 상기 EMS로부터 입력되는 APS 정보와 함께 상기 EMS로부터 입력되는 차량의 엔진 속도 정보가 추가인자로 사용되는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.
    
12. 제8항에 있어서, 상기 TCU에서 상기 오프셋 기어단의 산출시 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차가 클수록 상기 오프셋 기어단 결정 맵에서 큰 오프셋 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.
    
13. 제8항에 있어서, 상기 TCU에서 산출되는 오프셋 기어단은 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.
    
14. 제8항에 있어서, 상기 TCU에서 산출되는 오프셋 기어단은 상기 변속패턴 기어단과 현재 주행 단과의 단차가 작고 APS 값이 작을수록 작은 오프셋 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저마찰로에서 차량 급가속시 변속 제어 시스템.

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