JP5972655B2 - 自動車走行制御システム及びその方法 - Google Patents
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Description
減速、加速、一定の速度の維持など運転者の意志を正確に反映することによって、運転者の希望どおりに車両を駆動できる。もし、運転者の意志をうまく反映せずに要求トルクが演算された場合、運転者の意図とは異なる駆動がなされて、運転性が低下し、また事故の危険性も大きくなる。このため、運転者の要求トルクを正確に演算することは、ロジック実現において必須条件である。
車両で運転者の意志を把握する要素は、APS(Accel pedal Position Sensor)とBPS(Brake pedal Position Sensor)の測定値などである。
また、減速トルクはBPSで測定された値に基づいて計算される。つまり、BPSで測定された値に基づいて回生制動量及び油圧制動量を決定し、回生制動量及び油圧制動量によって減速トルクが設定された関数によって計算される。
一般に、運転者が加速しようとする時には、APSで測定された値に比例して要求加速トルクが大きくなり、運転者が減速しようとする場合には、BPSの値が大きくなる。APSとBPSで測定された値以外に、現在の変速段や車速などを考慮して運転者の意志に添った、現在の車両システムに合う運転者の要求トルクが演算される。
従来の要求トルクを演算する方法によれば、APSの測定値が0%の時、クリープ(Creep)走行が可能なクリープトルク(Creep Torque)を最小トルクに設定し、一方、エンジントルクとモータトルクを加えた値を最大トルクに設定する。つまり、最小トルクはAPS0%に対応し、最大トルクはAPS100%に対応する。その後、車速とAPSによる運転者の要求加速トルクが演算され、運転者の要求加速トルクが急変しないように演算された要求加速トルクを一定のフィルタ係数値(Filter Coefficient)でフィルタリングする(例えば、特許文献1参照)。
走行状況それぞれに対して優先順位を設定して、優先順位が高い走行状況のイベント発生によってフィルタ係数値を設定することを特徴とする。
走行状況は、TCS(Traction Control System)作動の有無、ESP(Electronic Stability Program)作動の有無、SOC(State Of Charge)、APS変化率、及び現在のドライブモードのいずれか一つ以上を含むことを特徴とする。
走行状況それぞれに対して優先順位を設定して、優先順位が高い走行状況のイベント発生によってフィルタ係数値を設定することを特徴とする。
また、現在の自動車の走行状況に応じてフィルタ係数値を変更して、加速トルクの急変を防止することによって、燃費を向上させることができる。
図2は、本発明の実施例による自動車走行制御システムのブロック図である。
図2に示したとおり、本発明の実施例による自動車走行制御システムは、APS110、TCS120、ESP130、SOC検出部140、制御部150、エンジン160、及びモータ170を含む。
TCS120は、車両の駆動力を制御し、TCS120の制御が必要であれば、これに対する信号を制御部150に伝達する。
SOC検出部140は、バッテリのSOCを検出して、これに対する信号を制御部150に伝達する。バッテリのSOCを直接検出する代わりに、バッテリの電流及び電圧を測定して、これからバッテリのSOCを予測することも可能である。
制御部150は、APS110、TCS120、ESP130、及びSOC検出部140から伝達された信号に基づいて加速トルクを演算し、演算された加速トルクをフィルタ係数値を使用してフィルタリングする。また、制御部150は、フィルタリングされた加速トルクに基づいてエンジントルクとモータトルクを計算して、計算されたエンジントルクとモータトルクに基づいてエンジン160とモータ170を制御する。つまり、制御部150は、設定されたプログラムによって動作する一つ以上のプロセッサに具現でき、設定されたプログラムは、本発明の実施例による自動車走行制御方法の各段階を行うようにプログラムされたものである。
図3に示したとおり、本発明の実施例による自動車走行制御方法は、クリープトルク(Creep Torque)を最小トルクに設定する段階(S10)、エンジンの最大トルクとモータの最大トルクの合計を最大トルクに設定する段階(S20)、APS(Accel pedal Position Sensor)値をモニターする段階(S30)、APS値によって要求トルクを演算する段階(S40)、自動車の走行状況に応じて要求トルクをフィルタリングするためのフィルタ係数値10を設定する段階(S50)、及び設定されたフィルタ係数値10で要求トルクをフィルタリングする段階(S60)を含む。
最初に、クリープトルクを最小トルクに設定する(S10)。クリープトルクとは、クリープ走行時に生成されるトルクを意味する。また、クリープ走行とは、加速ペダル(accelerator pedal)を踏まないで、エンジンのアイドル(idle)RPMやモータの電気動力だけで車両が移動することを意味する。クリープ走行は、主に道路の渋滞または運転者の意志で徐行しようとする時に実施される。
ハイブリッド車両で車両が低速で走行するか、または停止していて、運転者の加速意志がない場合、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでいない時には、クリープトルクを生成するために、エンジン160の動力使用を最小限に抑えることで、燃料の消耗を減らすように制御ロジックが構成されている。したがって、クリープ走行時にはエンジン160は停止し、モータ170を利用した電気動力によってクリープトルクを発生する。クリープトルクは、バッテリの電源状態によってモータによって発生し、クリープ走行が長く持続する場合、バッテリの電源状態が悪化する。この場合、エンジン160を再び始動して、エンジン160によってバッテリを充電しなければならない。
クリープトルクをシステムの最小トルクに設定することによって、APSが0%であってもクリープ走行を可能にする。
一方、エンジン160の最大トルクとモータ170の最大トルクの合計をシステムの最大トルクに設定する(S20)。
ハイブリッド車両の場合、前述のとおり、エンジン160の出力トルクとバッテリ電源状態によるモータ170の出力トルクの組み合わせによって、最終出力トルクが決定される。したがって、最終出力トルクの最大値をシステムの最大トルクに設定する。
その後、モニターされたAPS値によって運転者の要求トルクを演算する(S40)。具体的に、APS値が0%である場合、要求トルクは設定された最小トルク(クリープトルク)であり、APS値が100%である場合、要求トルクは設定された最大トルクである。
したがって、APS値によって運転者の要求トルクが演算される。
図1に示したとおり、運転者がアクセルペダルを踏んでAPS値が50%である場合、最大トルクを連結した最大トルクラインと最小トルクを連結した最小トルクラインとの間で要求トルクが決定される。一例として、図1の要求トルクは70Nmに演算される。
そして、設定されたフィルタ係数値10で要求トルク値をフィルタリングして、自動車の走行を制御する(S60)。
フィルタ係数値10は、一般的に計算された運転者の要求トルクが急激に変わらないようにフィルタリングする役割を果たす。
従来の技術の場合には、図1に示したとおり、フィルタ係数値が固定された値に設定されていて、多様な走行状況に対処できない問題があった。
本発明の実施例による自動車走行制御方法では、図3に示したとおり、自動車の走行状況に応じてフィルタ係数値10を変更して設定する。車両の多様な走行状況を反映してフィルタ係数値10が決定されるので、現在の走行状況に対する対処能力が向上する。
一つまたは種々の実施例において、TCSまたはESP制御フラグ(Controlling Flag)がオンになる場合(つまり、TCSまたはESPの制御が必要な場合)、フィルタ係数値10を小さく設定することによって、運転者の要求トルクに速かに変更されるようにする。自動車の走行状況中、TCSやESP制御フラグ(Controlling Flag)がオンになる場合は、自動車走行状況が緊急であるかまたは危険に直面している場合が多い。そこで、運転者の要求を直ちに反映する必要がある。
一つまたは種々の実施例において、APS変化率及びドライブモードによってフィルタ係数値を変更させる。
TCS(Traction Control System)作動の有無、ESP(Electronic Stability Program)作動の有無、SOC(State Of Charge)、APS変化率、及び現在のドライブモードは、自動車走行状況と係る変数の例であり、これらに限定されるものではない。したがって、これら変数以外にも多様な自動車走行状況を示す変数によってフィルタ係数値を設定することができる。
一つまたは種々の実施例において、第一に、TCSまたはESPが動作する場合、第二に、バッテリのSOC放電制限がある場合、第三に、エコドライブモードで走行する場合、第四に、市内の道路(City way)を走行している場合、第五に、高速道路(Highway)を走行している場合、の順序に優先順位を定めることができる。
制御部150は、フィルタリングされた要求トルクをエンジン160とモータ170に負担させる。エンジン160で出力可能な最大トルクをTm,engとし、モータ170で出力可能な最大トルクをTm,motとすれば、エンジン160が負担するトルク(Teng)と、モータ170が負担するトルク(Tmot)は、次の式によって計算することができる。
Teng=T×Tm,eng/(Tm,eng+Tm,mot)
〔式2〕
Tmot=T×Tm,mot/(Tm,eng+Tm,mot)
ここで、Tは車両の要求トルクを表す。
実際ハイブリッド自動車に本発明の実施例によるシステムと方法を採用してテストした結果、多様な走行状況に応じてフィルタ係数値を設定して運転者の要求トルクを変更することによって、安全性と燃費が向上することが実証された。
110 APS(Accelpedal Position Sensor)
120 TCS(Traction Control System)
130 ESP(Electronic Stability Program)
140 SOC(State Of Charge)検出部
150 制御部
160 エンジン
170 モータ
Claims (2)
- 自動車走行制御方法において、
クリープトルク(Creep Torque)を最小トルクに設定する段階、
エンジンの最大トルクとモータの最大トルクの合計を最大トルクに設定する段階、
APS(Accelpedal Position Sensor)値をモニターする段階、
前記APS値によって要求トルクを演算する段階、
前記要求トルクをフィルタリングするためのフィルタ係数値を自動車の走行状況に応じて設定する段階、及び
設定された前記フィルタ係数値で前記要求トルクをフィルタリングする段階、を含み、
前記走行状況は、TCS(Traction Control System)作動の有無、ESP(Electronic Stability Program)作動の有無、SOC(State Of Charge)、APS変化率、及び現在のドライブモードを含み、
前記走行状況それぞれに対して優先順位を設定して、前記優先順位が高い走行状況のイベント発生によって前記フィルタ係数値を設定し、
前記TCSまたは前記ESPの制御が必要な場合、前記フィルタ係数値を小さく設定することにより、前記要求トルクが迅速に変更されるようにし、
前記SOCが低い場合、前記フィルタ係数値を大きく設定することにより、前記要求トルクが徐々に変化されるようにし、
前記優先順位が高い走行状況は、前記TCSまたは前記ESPである、
ことを特徴とする自動車走行制御方法。 - エンジンとモータによって駆動される自動車走行制御システムにおいて、
前記システムは、前記エンジンと前記モータを制御する制御部を含み、
前記制御部はAPS(Accelpedal Position Sensor)値によって要求トルクを演算し、前記要求トルクを自動車の走行状況に応じたフィルタ係数値によってフィルタリングし、
前記走行状況は、TCS(Traction Control System)作動の有無、ESP(Electronic Stability Program)作動の有無、SOC(State Of Charge)、APS変化率、及び現在のドライブモードを含み、
前記走行状況それぞれに対して優先順位を設定して、前記優先順位が高い走行状況のイベント発生によって前記フィルタ係数値を設定し、
前記TCSまたは前記ESPの制御が必要な場合、前記フィルタ係数値を小さく設定することにより、前記要求トルクが迅速に変更されるようにし、
前記SOCが低い場合、前記フィルタ係数値を大きく設定することにより、前記要求トルクが徐々に変化されるようにし、
前記優先順位が高い走行状況は、前記TCSまたは前記ESPである、
ことを特徴とする自動車走行制御システム。
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