KR101664748B1

KR101664748B1 - 차량의 주행 제어방법

Info

Publication number: KR101664748B1
Application number: KR1020150149259A
Authority: KR
Inventors: 김진성; 남주현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: CN106608262A; US9604643B1

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 차량 정차시 및 크립속도 이하의 저속 주행 중인 경우를 판단하여, 크립모드로 제어를 개시하는 크립진입단계와; 상기 컨트롤러가 크립모드에서 APS가 기준APS 이상인지의 APS조건과 엔진토크가 기준엔진토크 이상인지의 엔진토크조건이 모두 충족되는지를 판단하여, 발진모드로 전환하는 발진진입단계와; 상기 컨트롤러가 발진모드에서 APS가 상기 기준APS 미만인지를 판단하여, 엔진토크를 점진적으로 저감시키는 팁아웃모드로 전환하는 팁아웃진입단계;를 포함한다.

Description

차량의 주행 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING OF DRIVING OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 주행 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 출발, 크립 및 발진을 포함하는 차량의 저속 주행 모드인 테이크업(TAKE-UP)모드 제어에 관한 기술이다.

차량의 크립(CREEP)은 변속레버가 D 또는 R레인지를 선택한 상태에서, 가속페달 및 브레이크페달을 밟지 않은 상태로 있을 때, 차량을 5KPH 내외로 저속 주행시키는 모드를 말한다.

차량의 발진(LAUNCH)은 정차 또는 저속의 클러치 해제 상태로부터, 아이들속도 이상의 엔진구동점에 맞도록 선정한 특정 엔진속도를 유지하면서, 클러치의 슬립제어를 통해 클러치속도를 상기 엔진속도를 향해 동기시키면서 차량을 가속시키는 모드를 말한다.

테이크업(TAKE-UP)은 이러한 크립, 발진과 같은 차량의 출발 및 저속 주행모드를 포함하는 의미로 사용되며, 건식클러치를 탑재한 차량에서는 이를 클러치의 슬립제어를 통해 구현한다.

엔진은 내연기관의 특성상 엔진의 상태 및 외부환경에 따라 매번 다른 엔진토크의 거동을 나타내게 되며, AMT(Automated Manual Transmission)나 DCT(Dual Clutch Transmission)에 사용되는 건식클러치는 종래의 자동변속기에 사용되는 토크컨버터에 비하면 이러한 토크 변동을 흡수할 수 있는 여지가 거의 없어서, 상기와 같은 토크 변동 및 엔진 속도 변화 등에 대해 안정된 성능으로 차량의 테이크업 제어를 구현하기가 쉽지 않다.

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.

KR10-2015-0008254 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건식클러치가 탑재된 차량에서, 엔진의 속도 및 토크 변동에 대해 항상 일정하고 안정된 테이크업 제어가 이루어질 수 있도록 하여 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 주행 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 주행 제어방법은,

컨트롤러가 차량 정차시 및 크립속도 이하의 저속 주행 중인 경우를 판단하여, 크립모드로 제어를 개시하는 크립진입단계와;

상기 컨트롤러가 크립모드에서 APS가 기준APS 이상인지의 APS조건과 엔진토크가 기준엔진토크 이상인지의 엔진토크조건이 모두 충족되는지를 판단하여, 발진모드로 전환하는 발진진입단계와;

상기 컨트롤러가 발진모드에서 APS가 상기 기준APS 미만인지를 판단하여, 엔진토크를 점진적으로 저감시키는 팁아웃모드로 전환하는 팁아웃진입단계;를 포함하고,

상기 크립진입단계는 상기 컨트롤러에 의해 상기 팁아웃모드에서 APS가 0이고 브레이크가 오프인 경우에도 수행되고;

상기 발진진입단계는 상기 컨트롤러에 의해 상기 팁아웃모드에서도 상기 APS조건 및 엔진토크조건이 모두 충족되면 수행되며;

상기 발진모드는 상기 컨트롤러에 의해 클러치의 슬립량이 제1기준슬립값 미만인지의 제1슬립조건 및 상기 제1슬립조건이 만족되는 상태가 기준시간 이상 유지되는지의 시간유지조건이 만족되는 것으로 판단되는 경우, 종료되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 발진진입단계가 개시된 이후에는,

상기 발진모드를 차례로 엔진토크증가영역, 엔진속도증가영역, 엔진속도홀드영역 및 슬립종료영역의 4개 영역으로 구분하고, 상기 각 영역들 사이는 각각의 전환 조건을 충족하는지를 판단하여 전환하도록 할 수 있고;

상기 전환 조건은 APS 신호와, 엔진토크, 엔진속도, 엔진속도변화량, 클러치슬립량 중 적어도 하나 이상의 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 엔진토크증가영역으로의 전환 조건은 상기 발진진입단계의 조건인 상기 APS조건과 엔진토크조건이 모두 만족되는 AND조건과 같고;

상기 엔진속도증가영역으로의 전환 조건은 엔진속도변화량이 기준속도변화량 이상인지의 엔진속도변화량조건, 엔진속도가 기준속도 이상인지의 엔진속도조건, 및 클러치의 슬립량이 제2기준슬립값 미만인지의 제2슬립조건 중 어느 하나만 만족하면 되는 OR조건으로 할 수 있으며;

상기 엔진속도홀드영역으로의 전환 조건은 상기 엔진속도조건과 제2슬립조건 중 어느 하나만 만족하면 되는 OR조건으로 할 수 있고;

상기 슬립종료영역으로의 전환 조건은 상기 제2슬립조건으로 할 수 있다.

상기 기준APS와 기준엔진토크는 각각 단일 상수로 정해질 수 있고;

상기 기준엔진속도변화량은 APS와 엔진속도에 따라 정해지는 2차원맵으로 정해질 수 있으며;

상기 기준엔진속도는 APS에 대한 맵으로 정해질 수 있고;

상기 제2기준슬립값은 현재슬립량에 따른 맵으로 정해질 수 있다.

상기 제1슬립조건의 제1기준슬립값은 상기 제2기준슬립값보다 작은 단일 상수로 정해질 수 있고;

상기 시간유지조건의 기준시간은 단일 상수로 정해질 수 있다.

본 발명은 건식클러치가 탑재된 차량에서, 엔진의 속도 및 토크 변동에 대해 항상 일정하고 안정된 테이크업 제어가 이루어질 수 있도록 하여 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

특히, 차량의 발진 시작시 다양한 초기 조건에도 불구하고, 안정된 발진제어 성능을 제공할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 차량의 주행 제어방법을 설명한 블록도,
도 2는 본 발명의 발진모드의 영역별 천이 조건을 설명한 블록도,
도 3은 본 발명의 발진모드의 영역별 천이 과정을 예시한 그래프,
도 4는 본 발명에 따라 정차중 APS 25%로 가속페달 조작시의 발진과정을 예시한 그래프이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 차량의 주행 제어방법의 실시예는, 컨트롤러가 차량 정차시 및 크립속도 이하의 저속 주행 중인 경우를 판단하여, 크립모드로 제어를 개시하는 크립진입단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 크립모드에서 APS가 기준APS 이상인지의 APS조건과 엔진토크가 기준엔진토크 이상인지의 엔진토크조건이 모두 충족되는지를 판단하여, 발진모드로 전환하는 발진진입단계(S20)와; 상기 컨트롤러가 발진모드에서 APS가 상기 기준APS 미만인지를 판단하여, 엔진토크를 점진적으로 저감시키는 팁아웃모드로 전환하는 팁아웃진입단계(S30);를 포함하여 구성된다.

여기서, APS(Accelerator Position Sensor)는 가속페달센서의 신호값을 의미하는 것으로서, 실질적으로는 운전자의 가속페달 조작량을 대표하는 의미로 사용되고 있다. 상기 크립속도는 약 5KPH 내외의 속도이다.

상기 크립진입단계(S10)는 상기 컨트롤러에 의해 상기 팁아웃모드에서 APS가 0이고 브레이크가 오프인 경우에도 수행되고, 상기 발진진입단계(S20)는 상기 컨트롤러에 의해 상기 팁아웃모드에서도 상기 APS조건(A) 및 엔진토크조건(B)이 모두 충족되면 수행되며, 상기 발진모드는 상기 컨트롤러에 의해 클러치의 슬립량이 제1기준슬립값 미만인지의 제1슬립조건(F) 및 상기 제1슬립조건이 만족되는 상태가 기준시간 이상 유지되는지의 시간유지조건(G)이 만족되는 것으로 판단되는 경우, 종료되도록 제어된다(S40).

즉, 차량의 테이크업 제어의 상태를 상기 크립모드, 발진모드 및 팁아웃모드의 3가지 모드로 나누고, 이들 각 모드로 진입하는 조건을 상기한 바와 같이 특정해 둠으로써, 차량의 주행상황 변화에 따라 상기 컨트롤러가 자동적으로 상기 3가지 모드 중 하나로 차량을 제어하도록 하고, 상기 발진모드가 종료되는 경우에는 본 발명의 테이크업 제어를 완료하고 일반적인 주행상태로 제어하도록 하는 것이다.

본 발명에서는 특히, 상기 발진진입단계가 개시된 이후에는, 상기 발진모드를 차례로 엔진토크증가영역(1), 엔진속도증가영역(2), 엔진속도홀드영역(3) 및 슬립종료영역(4)의 4개 영역으로 구분하고, 상기 각 영역들 사이는 각각의 전환 조건을 충족하는지를 판단하여 전환하도록 한다.

여기서, 상기 전환 조건은 APS 신호와, 엔진토크, 엔진속도, 엔진속도변화량, 클러치슬립량 중 적어도 하나 이상의 상태를 판단하도록 구성된다.

상기 엔진토크증가영역(1)은 운전자의 가속페달 조작량에 따라 엔진의 토크를 증가시키기 시작하는 영역이며, 상기 엔진속도증가영역(2)은 증가된 엔진토크에 따라 엔진의 속도가 운전자의 가속페달 조작량에 따라 정해지는 목표속도로 상승하도록 제어하는 영역이고, 상기 엔진속도홀드영역(3)은 엔진속도를 목표속도로 유지하면서 클러치를 점차 접합시켜서 클러치속도를 엔진속도를 향해 상승시키는 영역이고, 상기 슬립종료영역(4)은 클러치속도와 엔진속도의 차이, 즉 클러치 슬립량이 후술하는 제2기준슬립값 미만으로 줄어들면, 엔진속도를 약간 상승시키면서 클러치를 체결시키는 영역이다.

상기 엔진토크증가영역(1)으로의 전환 조건은 상기 발진진입단계의 조건인 상기 APS조건(A)과 엔진토크조건(B)이 모두 만족되는 AND조건과 같다.

즉, 상기 발진진입단계의 조건 자체가 발진모드로의 진입이므로 APS가 상기 기준APS 이상이고, 엔진토크가 기준엔진토크 이상이면, 엔진토크증가영역 내에 진입한 것으로 판단하는 것이다.

여기서, 상기 기준APS는 0가 되고, 상기 기준엔진토크는 약 5Nm로 설정되어, 운전자의 가속페달 조작으로 엔진이 실질적으로 토크를 발생시키고 있는 상태를 확인하도록 할 수 있을 것이다.

상기 엔진속도증가영역(2)으로의 전환 조건은 엔진속도변화량이 기준속도변화량 이상인지의 엔진속도변화량조건(C), 엔진속도가 기준속도 이상인지의 엔진속도조건(D), 및 클러치의 슬립량이 제2기준슬립값 미만인지의 제2슬립조건(E) 중 어느 하나만 만족하면 되는 OR조건이고, 상기 엔진속도홀드영역(3)으로의 전환 조건은 상기 엔진속도조건(D)과 제2슬립조건(E) 중 어느 하나만 만족하면 되는 OR조건이며, 상기 슬립종료영역(4)으로의 전환 조건은 상기 제2슬립조건(E)이다.

즉, 상기 엔진토크증가영역(1)에 일단 진입한 이후에는, 상기 엔진속도변화량조건(C)과 엔진속도조건(D) 및 제2슬립조건(E)에 따라 이후의 각 영역으로의 천이가 달라지게 되는데, 결과적으로 상기 제2슬립조건(E)이 만족되면 중간의 엔진속도증가영역(2) 및 엔진속도홀드영역(3)을 수행하지 않고 통과하여 바로 슬립종료영역(4)으로 진입하게 되며, 상기 엔진속도조건(D)이 만족하면, 상기 엔진속도증가영역(2)을 수행하지 않고 통과하여 상기 엔진속도홀드영역(3)으로 진입하고, 엔진속도변화량조건(C)만 만족하는 경우에만 상기 엔진속도증가영역(2)으로 진입하는 것이다.

이는, 차량이 발진모드로 진입할 당시의 차량 주행 상황에 따라 상기 조건들이 충족되는 경우가 달라지게 되므로, 이러한 다양한 상태에 대하여 일관성 있고 안정된 상태로 유연하게 발진제어를 완료하도록 하기 위한 것이다.

상기 기준APS와 기준엔진토크는 상기한 바와 같이 각각 단일 상수로 정해지고, 상기 기준엔진속도변화량은 APS와 엔진속도에 따라 정해지는 2차원맵으로 정해지며, 상기 기준엔진속도는 APS에 대한 맵으로 정해진다.

상기 제2기준슬립값은 슬립변화량에 따른 맵으로 정해진다. 따라서, 현재 슬립변화량에 따라 상기 맵으로부터 제2기준슬립값을 얻어, 현재의 슬립량이 얻어진 제2기준슬립값 미만이면, 제2슬립조건(E)가 만족된 것으로 판단하는 것이다.

여기서, 상기 맵들은 상기한 차량의 발진모드 제어 상황의 필요에 따라, 각 차종의 상황에 맞게 다수의 실험 및 해석을 통하여 적절하게 미리 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1슬립조건(F)의 제1기준슬립값은 상기 제2기준슬립값보다 작은 단일 상수로 정해져서, 클러치가 완전히 접합된 것으로 판정할 수 있는 수십 RPM 미만의 매우 작은 값으로 정해지며, 상기 시간유지조건(G)의 기준시간도 클러치의 완전 접합을 확신할 수 있도록 해석 및 실험에 의해 설계적으로 정해지는 단일 상수로서, 몇초 이내의 값에서 정해질 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 다양한 차량 주행의 상황에 따라 살펴보면 다음과 같다.

상기와 같은 발진모드의 영역별 천이 제어에 의하면, 정지상태에서 출발하는 일반 발진의 경우, 도 4에 예시한 바와 같이, 상기 엔진토크증가영역(1), 엔진속도증가영역(2), 엔진속도홀드영역(3) 및 슬립종료영역(4)을 시간의 경과에 따라 차례로 수행하게 된다.

한편, 예컨대, 차량이 4 내지 5 KPH의 속도로 크립모드 주행을 하는 중간에, 가속페달을 살짝 밟아 APS신호가 10% 정도로 발생되는 상황이면, 상기 발진진입단계(S20)가 수행되어 발진모드로 진입하여, 상기 엔진토크증가영역(1), 엔진속도증가영역(2)을 거쳐 바로 슬립종료영역(4)을 수행하게 되어 부드러운 가속도 변화를 가져오도록 하는데, 이는 크립모드에서 주행중이었으므로 상기 엔진토크증가영역(1) 및 엔진속도증가영역(2)을 거치면 이미 클러치의 슬립량이 제2기준슬립값 미만이 되기 때문에, 이 경우 바로 슬립종료영역(4)의 제어를 수행하여 부드럽고 신속하게 발진제어가 완료될 수 있도록 하는 것이다.

한편, 차량이 내리막길에서 발진을 하게 되는 경우에는 엔진의 동력 없이도 차속이 증가하게 되고, 작은 엔진토크만으로도 클러치의 슬립은 상기 제2기준슬립값 미만으로 될 수 있으므로, 이런 경우에는 상기 엔진토크증가영역(1)을 수행한 후 바로 상기 슬립종료영역(4)으로 천이하여 신속하고 안정된 발진제어를 완료하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 제어방법에서 특히, 상기 발진모드를 상기 4개의 시간적인 선후관계가 있는 영역별로 구분하여 순차적으로 상기 전환 조건들에 따라 제어하여, 상대적으로 선행하는 영역으로는 전환되지 않으며, 상대적으로 후행하는 영역의 조건이 충족되는 경우에는 중간 영역을 그대로 통과하도록 하고, 그에 따라 클러치의 결합이 완료되면 현재의 영역이 어떤 영역이든 관계없이 발진모드를 신속히 종료할 수 있게 함으로써, 다양한 차량의 발진 시작 조건에 대해서도 가장 적합한 형태로 신속하고 안정되게 부드러운 가속감을 형성하면서 유연하게 차량의 발진제어를 완료할 수 있게 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.

1; 엔진토크증가영역
2; 엔진속도증가영역
3; 엔진속도홀드영역
4; 슬립종료영역
S10; 크립진입단계
S20; 발진진입단계
S30; 팁아웃진입단계

Claims

컨트롤러가 차량 정차시 및 크립속도 이하의 저속 주행 중인 경우를 판단하여, 크립모드로 제어를 개시하는 크립진입단계와;
상기 컨트롤러가 크립모드에서 APS가 기준APS 이상인지의 APS조건과 엔진토크가 기준엔진토크 이상인지의 엔진토크조건이 모두 충족되는지를 판단하여, 발진모드로 전환하는 발진진입단계와;
상기 컨트롤러가 발진모드에서 APS가 상기 기준APS 미만인지를 판단하여, 엔진토크를 점진적으로 저감시키는 팁아웃모드로 전환하는 팁아웃진입단계;를 포함하고,
상기 크립진입단계는 상기 컨트롤러에 의해 상기 팁아웃모드에서 APS가 0이고 브레이크가 오프인 경우에도 수행되고;
상기 발진진입단계는 상기 컨트롤러에 의해 상기 팁아웃모드에서도 상기 APS조건 및 엔진토크조건이 모두 충족되면 수행되며;
상기 발진모드는 상기 컨트롤러에 의해 클러치의 슬립량이 제1기준슬립값 미만인지의 제1슬립조건 및 상기 제1슬립조건이 만족되는 상태가 기준시간 이상 유지되는지의 시간유지조건이 만족되는 것으로 판단되는 경우, 종료되도록 제어되는 것
을 특징으로 하는 차량의 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기 발진진입단계가 개시된 이후에는,
상기 발진모드를 차례로 엔진토크증가영역, 엔진속도증가영역, 엔진속도홀드영역 및 슬립종료영역의 4개 영역으로 구분하고, 상기 각 영역들 사이는 각각의 전환 조건을 충족하는지를 판단하여 전환하도록 하고;
상기 전환 조건은 APS 신호와, 엔진토크, 엔진속도, 엔진속도변화량, 클러치슬립량 중 적어도 하나 이상의 상태를 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 주행 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 엔진토크증가영역으로의 전환 조건은 상기 발진진입단계의 조건인 상기 APS조건과 엔진토크조건이 모두 만족되는 AND조건과 같고;
상기 엔진속도증가영역으로의 전환 조건은 엔진속도변화량이 기준속도변화량 이상인지의 엔진속도변화량조건, 엔진속도가 기준속도 이상인지의 엔진속도조건, 및 클러치의 슬립량이 제2기준슬립값 미만인지의 제2슬립조건 중 어느 하나만 만족하면 되는 OR조건이며;
상기 엔진속도홀드영역으로의 전환 조건은 상기 엔진속도조건과 제2슬립조건 중 어느 하나만 만족하면 되는 OR조건이고;
상기 슬립종료영역으로의 전환 조건은 상기 제2슬립조건인 것
을 특징으로 하는 차량의 주행 제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 기준APS와 기준엔진토크는 각각 단일 상수로 정해지고;
상기 엔진의 기준속도변화량은 APS와 엔진속도에 따라 정해지는 2차원맵으로 정해지며;
상기 엔진의 기준속도는 APS에 대한 맵으로 정해지고;
상기 제2기준슬립값은 슬립변화량에 따른 맵으로 정해지는 것;
을 특징으로 하는 차량의 주행 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제1슬립조건의 제1기준슬립값은 상기 제2기준슬립값보다 작은 단일 상수로 정해지며;
상기 시간유지조건의 기준시간은 단일 상수로 정해지는 것
을 특징으로 하는 차량의 주행 제어방법.