KR20140075175A - 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 isg 제어방법 - Google Patents
자동화수동변속기 차량의 내리막구간 isg 제어방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 공회전 방지장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 차량이 정지하게 되면 공회전중인 엔진을 자동으로 정지시키고 소정 조건에서 재시동이 이루어지는 ISG 로직을 개선함으로써 주행시 연비를 향상할 수 있는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법에 관한 것이다.
본 발명은, 차량이 감속되면 기어의 다운시프트가 이루어지는 다운시프트단계와, 차량이 정지되면 클러치의 연결이 해제되는 클러치해제단계와, 시동이 오프(OFF)되는 오프단계와, 기어포지션이 중립으로 인식되는 중립단계와, 내리막경사에서 차량의 출발시 타행운전이 이루어지는 타행운전단계와, 미리 설정된 기어포지션으로 인식되는 기어설정단계와, 클러치가 연결되는 클러치연결단계와, 시동이 온(ON)되는 시동단계를 포함하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법을 제공한다.
본 발명은, 차량이 감속되면 기어의 다운시프트가 이루어지는 다운시프트단계와, 차량이 정지되면 클러치의 연결이 해제되는 클러치해제단계와, 시동이 오프(OFF)되는 오프단계와, 기어포지션이 중립으로 인식되는 중립단계와, 내리막경사에서 차량의 출발시 타행운전이 이루어지는 타행운전단계와, 미리 설정된 기어포지션으로 인식되는 기어설정단계와, 클러치가 연결되는 클러치연결단계와, 시동이 온(ON)되는 시동단계를 포함하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법을 제공한다.
Description
본 발명은 공회전 방지장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 차량이 정지하게 되면 공회전중인 엔진을 자동으로 정지시키고 소정 조건에서 재시동이 이루어지는 ISG 로직을 개선함으로써 주행시 연비를 향상할 수 있는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법에 관한 것이다.
최근 환경오염의 방지 및 연료의 절감의 요청에 따라 내연기관 차량에 다양한 연비를 향상시킬 수 있는 장치가 부가되는 추세이다.
차량의 연비 향상을 위한 장치의 하나인 ISG(Idle Stop and Go) 장치의 적용이 최근 확대되고 있는데, ISG장치는 차량의 차속, 악셀(accelerator)이나 브레이크(brake) 페달의 작동, 엔진의 회전속도, 냉각수의 온도, 에어콘의 작동여부 또는 구배구간의 주행여부의 다양한 조건의 정보를 입력받아 아이들시의 엔진을 정지시킴으로써 연비를 향상하게 된다.
이러한 ISG장치는 차량이 주행하다가 정차하는 경우에 엔진을 아이들 상태로 유지하지 않고 시동을 껐다가 재출발시 모터로 엔진의 시동을 걸어 차량이 출발할 수 있도록 하거나, 모터의 힘 자체로 차량이 출발할 수 있도록 하는 장치로서, 신호 변경 후 악셀이나 브레이크 페달의 작동에 따른 소정의 제어로직에 의해 출발조건을 판단하고 재시동의 과정을 거치게 된다.
상기 ISG장치는 수동변속기(Manual Transmission)나 자동변속기(Automatic Transmisson)가 탑재된 차량에 다양하게 장착되고 있는데 주로 승용차량에 한정되었다. 최근에는 연비향상의 필요성에 의하여 버스나 초대형 트럭 등에도 장착이 이루어지고 있다.
초대형 트럭과 같은 상용차량의 경우는 차량운전시의 부하 및 연비의 문제로 인하여 수동변속기가 주로 사용되었으나, 편의성 증대의 목적을 달성하기 위하여 자동화수동변속기(Automatic Manual Transmission)가 탑재되기도 한다. 자동화수동변속기란 변속기 자체는 수동변속기의 구조를 가지나 클러치의 단속과 변속레버의 조작을 자동으로 해주는 장치를 부가하여 이루어지게 된다.
따라서, 일반적인 승용차량에 구성되는 ISG로직에 대비하여 자동화수동변속기가 탑재되는 차량에서의 ISG로직은 차별화될 필요성이 존재한다. 즉, 자동화수동변속기가 탑재되는 차량은 차량의 중량이 크기 때문에 관성의 영향이 크고 기존의 수동변속기의 구조를 가지나 자동화된 부가장치들로 인해 개별적인 기어의 조정이 어려운 점을 고려한 자동화수동변속기가 탑재되는 차량에 적합한 ISG로직의 개발이 요청되는 것이다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 자동화수동변속기가 탑재된 차량에서 변속기 및 차량의 특성에 최적화된 자동화수동변속기가 탑재된 차량의 ISG 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 자동화수동변속기가 탑재된 차량의 큰 중량 및 관성을 감안한 내리막길에서의 ISG로직을 개선함으로써 연비를 더욱 향상시킬 수 있는 자동화수동변속기가 탑재된 차량의 ISG 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량이 감속되면 기어의 다운시프트가 이루어지는 다운시프트단계와, 차량이 정지되면 클러치의 연결이 해제되는 클러치해제단계와, 시동이 오프(OFF)되는 오프단계와, 기어포지션이 중립으로 인식되는 중립단계와, 내리막경사에서 차량의 출발시 타행운전이 이루어지는 타행운전단계와, 미리 설정된 기어포지션으로 인식되는 기어설정단계와, 클러치가 연결되는 클러치연결단계와, 시동이 온(ON)되는 시동단계를 포함하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법을 제공한다.
상기 시동단계는 휠의 회전이 엔진으로 역구동되어 시동이 온(ON)될 수 있다.
상기 타행운전단계 이후에, 차속과 설정된 속도를 비교하는 차속판단단계를 더 포함하고, 상기 판단단계에서 차속이 설정된 속도보다 작은 것으로 판단된 경우 설정된 속도에 도달할 때까지 타행운전이 지속될 수 있다.
상기 설정된 속도는 10kph인 것이 바람직하다.
상기 중립단계 이후에, 경사도 센서에 의하여 측정된 경사도와 설정된 경사도를 비교하는 경사도판단단계를 더 포함하고, 상기 경사도판단단계에서 측정된 경사도가 설정된 경사도보다 작은 경우 주행개시판단되면 셀프스타터에 의하여 시동이 온(ON)되는 단계를 거칠 수 있다.
상기 설정된 경사도는 2%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법은, 자동화수동변속기가 탑재된 차량에서 종래의 ISG장치를 개선하여 내리막구간에서의 정지 및 출발시에 ISG로직이 작동하되 출발의 개시단계에서 자중에 의한 타행 운전이 이루어지도록 함으로써 시동의 시간지연에 의한 연비향상의 효과가 있다.
또한, 타행운전을 소정 시간동안 지속하여 관성에 의한 휠의 회전력을 엔진으로 전달하는 역구동력에 의한 시동의 온(ON) 방식을 채택함으로써 전기부하를 감소하고 추가적인 연비 개선의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 기본적으로 자동화수동변속기가 탑재되는 상용차량을 주로 설명하나, 본 발명의 기본 개념은 자동화수동변속기가 탑재되는 승용차량이나 토크컨버터나 유체클러치가 결합되는 자동변속기 또는 수동변속기를 탑재한 다양한 형식의 차량에의 적용을 배제하는 것은 아님에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 기본적인 개념에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법을 나타내는 순서도이다. 이하, 본 발명의 설명에서 차량은 자동화수동변속기를 구비하며 ISG가 탑재된 차량을 의미하는 것으로 한다. 예를 들어, 운전석에서 조작이 가능한 대시보드 등과 같은 부위에 ISG로직이 동작되도록 하는 소정의 버튼이 구비되고, 이 버튼을 통해 ISG를 작동 또는 작동해제하도록 선택할 수 있거나, 소정의 작동 버튼이 존재하지 않는 경우에도 차량의 정차시 설정된 시간의 경과와 같은 소정의 작동조건을 만족하면 ISG로직이 작동될 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법은 기본적으로, 차량이 감속(S110)이 이루어지면 기어의 다운시프트(Down shift)가 이루어지는 다운시프트단계(S120)와, 차량이 정지(S130)되면 클러치의 연결이 해제되는 클러치해제단계(S140)와, 시동이 오프(OFF)되는 오프단계(S150)와, 기어포지션이 중립(N:Neutral)으로 인식되는 중립단계(S160)와, 내리막경사에서 차량의 출발시 중립 상태에서 타행운전이 이루어지는 타행운전단계(S210)와, 소정 조건에서 기어포지션이 미리 설정된 포지션으로 인식되는 기어설정단계(S220)와, 클러치가 연결되는 클러치연결단계(S230)와, 휠(Wheel)의 구동력이 엔진으로 전달되어 시동이 온(ON)되는 시동단계(S240)를 포함하여 이루어진다.
감속(S110)이란, 소정의 운행 상태에서 신호의 대기와 같이 임시적인 정차의 필요성이 존재하고 운전자가 정지를 위하여 감속을 하는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 감속의 조건은 기어조작부가 드라이브(D) 상태로 위치되고, 악셀 페달에 전달되는 답력이 0값에 해당되거나 현재속도에 해당되는 엔진의 회전수보다 악셀의 전개가 더 적게 이루어지는 상태를 의미할 수 있다. 또한, 이러한 감속의 조건은 엔진브레이크가 동작되는 상태나 브레이크 페달에 답력을 제공하여 제동이 이루어지는 상태를 의미할 수 있다.
상기와 같이 감속(S110)이 이루어지게 되면, 감속에 필요한 기어비로 기어의 포지션이 변동될 필요성이 존재하고 바람직하게는 다운시프트(Down shift)를 통하여 설정된 포지션으로 변경된다. 이러한 기어의 포지션 설정은 자동화수동변속기의 TCU(Transmission Control Unit)에 의하여 설정될 수 있는데, 이러한 TCU는 ECU(Electronic Control Unit)와 연계되어 운전자의 조작에 따른 결과물인 엔진회전수와 속도 등의 요소를 고려하여 기어의 시프트업 또는 시프트다운을 수행하는 장치를 의미한다. 아래에서 설명될 기어의 포지션의 설정 또는 변경은 상기 TCU에서 이루어질 수 있다.
이러한 감속시의 TCU에 의한 다운시프트의 단수는 차량의 종류나 환경에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이 다운시프트가 이루어지고 소정의 위치에 차량이 정지(S130)되면, 클러치의 연결이 해제(S140)되어 구동력이 휠에 전달되지 않은 상태로 정차 대기상태가 이루어지게 된다.
이때, ISG의 기능으로서 시동이 오프(OFF)되는 단계(S150)를 거치게 되는데, 이러한 시동의 오프(OFF)상태에서 이때의 TCU는 중립(N)의 상태로 인식하게 된다.
정차가 완료되어 차량의 출발의 필요성이 존재할 때, 종래의 경우 운전자가 악셀 페달을 밟거나 브레이크 페달에서의 답력을 해제하게 되면 자동적으로 시동을 온(ON)하게 되는데, 내리막 경사의 경우 자중에 의한 가속이 가능하기 때문에 재출발시의 불필요한 에너지의 소모가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 개념에 따라 내리막경사에서 차량의 재출발시 엔진의 온(ON) 동작 없이 자중에 의한 출발이 이루어지는 내리막 타행(惰行)운전 단계(S210)를 거치게 된다. 여기서 타행이란 차량이 동력이나 제동에 의한 부하를 받지 않은 상태에서의 운전을 의미한다.
이렇게 내리막에서의 출발시 자중에 의한 타행운전이 개시되는 경우, 출발시의 가속을 위한 엔진의 시동이 불필요하므로 연료절감의 효과는 극대화될 수 있다. 특히 초대형 트럭과 같은 자중과 관성이 큰 차량의 경우는 이러한 내리막 타행운전의 효과가 더욱 향상될 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.
상기와 같이 내리막 경사에 의한 출발이 개시되면, 소정의 속도에서 TCU는 기어를 미리 설정된 포지션으로 인식(S220)하고, 클러치를 연결(S230)하게 된다. 이러한 기어의 설정된 포지션은 선택에 따라 이루어질 수 있는데, 이러한 기어의 포지션 설정은 엔진 및 트랜스미션에 과도한 부하가 걸리지 않을 수 있을 정도의 값에서 이루어지는 것이 바람직하다.
이렇게, 클러치의 연결(S230)이 이루어지게 되면, 차속에 따른 휠의 회전력이 소정의 샤프트를 통하여 트랜스미션으로 전달되고, 상기 트랜스미션의 입력축에 연결되는 엔진으로 역구동력이 전달되어 시동의 온(ON)이 이루어지는 것이다.(S240)
상기와 같이 휠의 회전에 의한 역구동력에 의하여 엔진의 시동의 온(ON)이 이루어지는 경우, 종래의 ISG장치가 소정의 전동모터를 통하여 회전력을 발생하여 시동의 온(ON)을 하는 방식에 대비하여 전기부하가 감소될 수 있어 추가적인 에너지 소비의 저감이 가능한 이점을 가지게 된다.
도 2는 상기된 본 발명의 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 더욱 구체적인 실시예를 나타내는 순서도이다.
상기한 바와 같이 정차를 위하여 감속(S110)이 이루어지게 되면 TCU는 설정된 기어포지션으로 다운시프트(S121)를 수행하도록 하는데, 이러한 설정된 감속의 기어포지션은 3단인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이렇게 다운시프트가 이루어지게 되면 차량이 정지(S130)되고, 클러치의 연결이 해제(S140)된 이후에 시동이 자동적으로 오프(OFF, S150)되며, TCU는 중립(N)의 상태로 인식하게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 조건에서는 내리막에서의 차량의 정지 및 재출발시의 ISG의 작동을 제시하는바, 재출발시에 자중에 의한 내리막 타행운전(S210)이 개시된다.
여기서 타행운전(S210)의 단계가 소정 시간동안 지속되고 상기한 바와 같이 구동계통이 연결되어 역구동력에 의한 시동의 온(ON)이 이루어져야 하는데, 기어의 설정포지션 인식 및 클러치의 연결 개시를 위한 소정의 조건이 요구된다.
이러한 소정의 조건은 차속에 의하여 결정될 수 있고, 따라서 상기 내리막 타행운전(S210) 이후에 차속을 판단하는 단계(S211)를 더 포함할 수 있다.
상기 차속의 판단단계(S211)는 미리 설정된 값과 속도 계측장치를 통하여 입력된 값을 비교하여 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 지나친 엔진 또는 구동계통의 부하를 방지하기 위하여 설정된 값은 10kph로 이루어지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 상기 차속의 판단단계(S211)에서 차속이 설정된 값 이상인 경우에는 상기된 바와 같이 기어포지션이 설정된 값으로 인식(S220)되고, 클러치가 연결(S230)됨으로써 역구동력에 의한 시동의 온(ON, S240))이 이루어지는 것이다.
또한, 상기 차속의 판단단계(S211)에서 차속이 설정된 값 이하인 경우에는 내리막 타행운전(S210)이 차속의 설정된 값에의 도달시까지 지속되도록 할 수 있다.
도 3은 상기된 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법의 다른 실시예를 나타낸다.
상기된 감속(S110), TCU에 의한 설정된 기어포지션의 변경(S121), 차량의 정지(S130), 클러치의 연결해제(S140), 시동의 오프(OFF, S150) 및 TCU에 의한 기어의 중립인식(S160)의 단계들은 상기와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 추가적인 개념에서는 정지 후 재출발시 경사도를 판단하는 단계를 더 구비할 수 있다. 따라서, TCU에 의한 기어의 중립인식(S160) 이후에 경사도 판단단계(S310)를 더 구비할 수 있다. 이러한 경사도 판단단계는 차량에 구비되는 소정의 경사도 센서에 의하여 이루어질 수 있는데, 이러한 경사도는 차량이 자중에 의하여 내리막 타행운전이 가능한 소정의 값으로 설정되어 실제의 경사도와의 비교가 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 설정되는 경사도의 값은 2%정도로 이루어질 수 있는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 설정되는 경사도의 값이 2%이고, 경사도 센서에 의하여 측정되는 내리막 경사가 2%보다 작은 경우에는 타행운전이 실질적으로 불가능한 것으로 보아 주행개시판단(S320)을 하게 되고, 시동을 강제로 온(ON)하는 단계(S330)를거치게 된다.
상기 주행개시판단(S320)은 운전자에 의한 소정의 동작을 감지하는 방식으로 이루어질 수 있고, 예를 들면 브레이크 페달에서의 답력의 해제 또는 악셀 페달에의 답력의 제공이 주행개시로 판단될 수 있다.
여기서 시동을 온(ON)하는 단계(S330)는 타행운전시와 달리 셀프스타터(Self-starter)와 같은 전동회전수단에 의하여 이루어지게 된다.
시동의 온(ON)이 이루어진 이후에 정상적인 출발시와 마찬가지로 기어가 소정의 포지션에 위치(S340)되고 클러치가 연결(S350)되어 주행이 이루어지게 된다.
또한, 경사도 센서에 의하여 측정되는 내리막 경사가 설정되는 경사도의 값보다 큰 경우에는 타행운전이 가능하고, 상술된 바와 같이 내리막 타행운전 단계(S210)와, 차속의 설정된 속도와의 비교단계(S211)와, TCU에 의한 설정된 기어포지션의 인식단계(S220)와, 클러치의 연결단계(S230)와, 역구동력에 의한 시동의 온(ON)단계(S240)를 거치게 된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법은, 자동화수동변속기가 탑재된 차량에서 종래의 ISG장치를 개선하여 내리막구간에서의 정지 및 출발시에 ISG로직이 작동하되 출발의 개시단계에서 자중에 의한 타행 운전이 이루어지도록 함으로써 시동의 시간지연에 의한 연비향상의 이점을 가진다.
또한, 타행운전을 소정 시간동안 지속하여 관성에 의한 휠의 회전력을 엔진으로 전달하는 역구동력에 의한 시동의 온(ON) 방식을 채택함으로써 전기부하를 감소하고 추가적인 연비 개선의 이점을 가진다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
S120... 다운시프트단계 S140...클러치해제단계
S150...오프단계 S160...중립단계
S210...타행운전단계 S220...기어설정단계
S230...클러치연결단계 S240...시동단계
S150...오프단계 S160...중립단계
S210...타행운전단계 S220...기어설정단계
S230...클러치연결단계 S240...시동단계
Claims (6)
- 차량이 감속되면 기어의 다운시프트가 이루어지는 다운시프트단계(S120);
차량이 정지되면 클러치의 연결이 해제되는 클러치해제단계(S140);
시동이 오프(OFF)되는 오프단계(S150);
기어포지션이 중립으로 인식되는 중립단계(S160);
내리막경사에서 차량의 출발시 타행운전이 이루어지는 타행운전단계(S210);
미리 설정된 기어포지션으로 인식되는 기어설정단계(S220);
클러치가 연결되는 클러치연결단계(S230); 및
시동이 온(ON)되는 시동단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법. - 제1항에 있어서,
상기 시동단계(S240)는, 휠의 회전이 엔진으로 역구동되어 시동이 온(ON)되는 것을 특징으로 하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법. - 제1항에 있어서,
상기 타행운전단계(S210) 이후에, 차속과 설정된 속도를 비교하는 차속판단단계(S211)를 더 포함하고,
상기 차속판단단계(S211)에서 차속이 설정된 속도보다 작은 것으로 판단된 경우 설정된 속도에 도달할 때까지 타행운전이 지속되는 것을 특징으로 하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법. - 제3항에 있어서,
상기 설정된 속도는 10kph인 것을 특징으로 하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법. - 제1항에 있어서,
상기 중립단계(S160) 이후에, 경사도 센서에 의하여 측정된 경사도와 설정된 경사도를 비교하는 경사도판단단계(S310)를 더 포함하고,
상기 경사도판단단계(S310)에서 측정된 경사도가 설정된 경사도보다 작은 경우 주행개시판단되면 셀프스타터에 의하여 시동이 온(ON)되는 단계(S330)를 거치는 것을 특징으로 하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법. - 제5항에 있어서,
상기 설정된 경사도는 2%인 것을 특징으로 하는 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 ISG제어방법.
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KR1020120143261A KR20140075175A (ko) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 자동화수동변속기 차량의 내리막구간 isg 제어방법 |
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KR20180138052A (ko) | 2017-06-20 | 2018-12-28 | 경창산업주식회사 | 변속 레벨의 변화를 감지하는 변속 제어 장치 및 이를 포함하는 자동차 |
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