KR100197262B1 - Automatic shift pattern algorithm using fuzzy control - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법에 관한 것으로서, 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에 의해 이루어지기 때문에 차량의 주행상태에 따라서는 운전자의 의지와는 전혀 다른 상황의 불일치한 변속이 발생될 수 있고 안전사고의 위험성 또한 내포하고 있는 종래의 문제점을 해결하고자 한다.The present invention relates to an automatic transmission control method using fuzzy control, and is made by a shift pattern programmed in a computer in a transaxle control unit (TCU). It is intended to solve the conventional problems in which inconsistent shifts may occur and also pose a risk of a safety accident.

이를 해결하기 위한 본 발명은 기존의 자동변속패턴에 의해 변속여부를 결정한 후 결정된 변속단으로 변속제어되기 전에 퍼지보정여부를 확인하여 퍼지보정한 결과 전체규칙에 의한 출력값이 변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고 출력값이 변수보다 크면 변속을 하지 않는 일반루틴으로 넘어감으로써 변속시기가 운전자의 의지에 부합되도록 한 것이다.According to the present invention for solving this problem, after determining whether to shift by the automatic shift pattern and checking fuzzy correction before shifting to the determined shift stage, if the output value according to the entire rule is equal to or smaller than the variable, When the gear shifts to the gear shifting decision part and the output value is greater than the variable, the gear shift time is shifted to the normal routine which does not shift so that the shift timing is in line with the driver's will.

Description

퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법Automatic Transmission Control Method Using Fuzzy Control

제1도는 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법을 설명하기 위해 나타낸 변속관련 입력정보 처리과정도.1 is a shift related input information processing procedure shown to explain an automatic transmission control method using fuzzy control according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 변속제어 방법의 퍼지보정 순서도.2 is a fuzzy correction flowchart of a shift control method according to the present invention.

제3도 (a)-(d)는 본 발명의 변속관련 입력정보에 대한 각각의 그래프이다.3 (a)-(d) are respective graphs of shift related input information of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

T.C.U : 트랜스 액슬 콘트롤 유니트T.C.U: Transaxle Control Unit

본 발명은 자동변속기의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 자동변속 제어방법에 퍼지제어를 이용한 자동차 변속 패턴 보정방법으로 인공지능 제어의 결합하여 기존의 자동변속기 제어방법에 가변성을 부여함으로써 변속시기가 운전자의 의지에 부합되도록 한 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of an automatic transmission, and more particularly, by combining artificial intelligence control with a vehicle shift pattern correction method using a fuzzy control to an existing automatic transmission control method by providing variability to an existing automatic transmission control method. The present invention relates to an automatic transmission control method using fuzzy control in which a shift timing is matched with a driver's will.

일반적으로, 자동변속기 차량에 있어서 변속은 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(Transaxle Control Unit : T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에 의해 이루어지거나 또는 변속패턴의 사용없이 인공지능을 사용하여 정해진 변속패턴없이 차량의 상태와 운전조건에 따라 변속이 이루어지고 있다.In general, in an automatic transmission vehicle, shifting is performed by a shift pattern programmed in a computer in a transaxle control unit (TCU), or a state of a vehicle without a shift pattern determined by using artificial intelligence without using a shift pattern. The shift is made according to the driving conditions.

상기 변속패턴은 힘이 필요할 때 사용하는 파워패턴과 연료소모를 줄이고 정숙한 작동을 할 때 사용하는 이코노미 패턴 및 미끄럼방지를 위한 홀드패턴이 입력되어 있으며, 운전자는 센터컨솔에 장착된 파워/이코노미/홀드 스위치를 사용하여 원하는 변속패턴을 선택할 수 있도록 되어 있다.The shift pattern is a power pattern used when power is required and an economy pattern used to reduce fuel consumption and quiet operation, and a hold pattern for slip prevention are input, and the driver is provided with power / economic / The hold switch can be used to select the desired shift pattern.

그러나, 상기와 같은 종래의 자동변속기 차량은, 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에 의해 이루어지기 때문에 차량의 주행상태에 따라서는 운전자의 의지와는 전혀 다른 상황의 불일치한 변속이 발생될 수 있고 안전사고의 위험성 또한 내포하고 있는 폐단이 있었다.However, the conventional automatic transmission vehicle as described above is made by a shift pattern programmed in a computer in the transaxle control unit (TCU), so that the shift of the vehicle is completely different from the driver's will depending on the driving state of the vehicle. There was a possibility that this could happen and that the risk of safety accidents also involved.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 연구개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 자동변속기의 제어방법에 있어서, 기존의 자동변속패턴에 의해 변속여부를 결정한 다음, 결정된 변속단으로 변속제어 되기 전에 퍼지보정여부를 확인하여 퍼지보정한 결과 전체규칙에 의한 출력값이 변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고, 출력값이 변수보다 크면 변속을 하지 않는 일반루틴으로 넘어가도록 하는 제어를 포함시킴으로써, 자동변속기의 변속시기가 운전자의 의지에 부합되도록 한 퍼지 제어를 이용한 자동변속기 제어방법을 제공하는데 있다.The present invention has been researched and developed in order to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention in the control method of the automatic transmission, after determining whether to shift by the existing automatic transmission pattern, and then to the determined gear stage As a result of checking fuzzy correction before shift control, if the output value according to the whole rule is equal to or less than the variable, it goes to the part of determining the target gear stage, and if the output value is larger than the variable, it goes to the normal routine without shifting. By including the control, it is to provide an automatic transmission control method using the fuzzy control so that the transmission timing of the automatic transmission in accordance with the driver's will.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 자동변속기 제어방법에 있어서; 차속, 스로틀 개도율, 현 변속단 및 스로틀 개도율 변화량을 해당 센서들로부터 입력받고, 입력되는 변화량에 따라 변속여부를 결정하는 변속여부 결정단계와; 상기 변속여부 결정단계에서 결정된 변속여부에 따라 변속제어를 수행전에 퍼지보정여부를 확인하는 퍼지보정여부 확인단계와; 상기 퍼지보정한 결과에 따라 변속을 수행하지 않고 일반루틴으로 넘어가거나, 목표 변속단 결정 파트로 넘어가는 변속여부 비교단계; 그리고, 상기 변속여부 비교단계에서 목표 변속단이 결정되면, 변속제어 파트로 넘어가 변속제어를 수행하는 변속제어 이행단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Features of the present invention for achieving the above object in the automatic transmission control method; A speed change determining step of receiving a vehicle speed, a throttle opening rate, a current speed change stage, and a throttle opening rate change amount from the corresponding sensors, and determining whether to shift according to the input change amount; A purge correction checking step of checking whether the purge correction is performed before performing the shift control according to the shift determination determined in the shift checking step; A shift comparison step of shifting to a normal routine or shifting to a target shift stage determining part without shifting according to the fuzzy correction result; And a shift control transition step of shifting to a shift control part and performing shift control when a target shift stage is determined in the shift comparison comparison step; Characterized in that it comprises a.

이하, 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법을 바람직한 일 실시예의 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the automatic transmission control method using the fuzzy control according to the present invention will be described in detail by the accompanying drawings of a preferred embodiment.

제1도 내지 제3도는 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법을 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.1 to 3 are diagrams for explaining the automatic transmission control method using the fuzzy control according to the present invention.

여기에서, 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에서는, 차속, 스로틀 개도율, 현 변속단 및 스로틀 개도율에 대한 변화량의 절대값을 해단센서로부터 입력받고, 그 입력정보들을 처리하여 기존의 변속패턴에 따라 변속을 결정할 때 퍼지규칙에 의하여 변속유무를 결정하는 결정 의지 지수를 발생시키도록 구성한다.Here, in the shift pattern programmed in the computer in the transaxle control unit (TCU), the absolute value of the change amount for the vehicle speed, the throttle opening rate, the current speed shift stage and the throttle opening rate is input from the end sensor, and the input information is processed. When the shift is determined according to the existing shift pattern, it is configured to generate a decision will index that determines whether there is a shift by a fuzzy rule.

상기 입력정보들은 퍼지화 단계와 각 입력변수들의 소속함수를 미리 작성된 변속결정규칙에 따라 행하는 추론 및 비퍼지화단계를 통하여 최종적인 변속 결정 유무가 결정된다.The input information is determined whether or not the final shift is determined through a fuzzy and inferring and defusifying step of performing a belonging function of each input variable according to a previously determined shift determination rule.

상기 퍼지화는 각각의 입력센서로 부터 입력된 각 변수들을 싱슬톤방법에 의하여 구하고 미리 작성된 변속결정 퍼지규칙에 의하여 추론을 수행한다.The fuzzy method obtains each variable inputted from each input sensor by the singleton method and performs inference according to the shift decision fuzzy rule prepared in advance.

퍼지규칙1 : 입력1은 A11, 입력2는 A12, 입력3은 A13, ... 입력I는 A1I, 그래서 V1=B1 Fuzzy Rule 1: Input 1 is A 11 , Input 2 is A 12 , Input 3 is A 13 , ... Input I is A 1I , so V 1 = B 1

퍼지규칙K : 입력1은 AK1, 입력2는 AK2, 입력3은 AK3, ... 입력I는 AKI, 그래서 VK=BK Fuzzy Rule K: Input 1 is A K1 , Input 2 is A K2 , Input 3 is A K3 , ... Input I is A KI , so V K = B K

퍼지규칙N : 입력1은 AN1, 입력2는 AN2, 입력3은 AN3, ... 입력I는 ANI, 그래서 VN=BN Fuzzy Rule N: Input 1 is A N1 , Input 2 is A N2 , Input 3 is A N3 , ... Input I is A NI , so V N = B N

여기서, AKI: 퍼지규칙 K에서 입력변수의 소속정도를 표현하는 퍼지 집합으로 표현되는 퍼지라벨,Here, A KI : fuzzy label expressed as fuzzy set expressing degree of belonging of input variable in fuzzy rule K,

BK: 퍼지규칙 K에서 입력변수들에 대하여 변속의지의 정도를 표현하는 실수값,B K : Real value expressing the degree of shift will for input variables in fuzzy rule K,

입력I : 입력변수Input I: Input Variable

VK: 출력변수V K : Output variable

상기 BK의 부호는 양인 경우 현 변속수단을 유지하려는 의지 표현이고, 음인 경우 기존의 변속패턴에 따라 변속하고자 하는 의지 표현이다.The sign of B K is a will expression to maintain the current shift means when positive, and a will expression to shift according to an existing shift pattern when negative.

최소-최대(min-max)표현에 의하면 규칙 K에의 적합도는 식(1)과 같이 표현될 수 있는데 퍼지규칙 K에의 적합도는 다음과 같다.According to the min-max expression, the fitness of the rule K can be expressed as Equation (1). The fitness of the fuzzy rule K is as follows.

여기서 MAK1(X)는 X가 퍼지라벨 AAK1에 소속되는 소속정보를 의미한다.Here, M AK1 ( X ) means belonging information in which X belongs to fuzzy label A AK1 .

사용된 퍼지라벨은 제3도에 나타낸 바와같이 차속(VSS)과 스로틀 개도율(TPS)에 대하여는 로우(Low), 미드(Mid), 하이(High) 3개, 현 변속단(GP)에 대하여는 로우(Low), 하이(High) 2개, 스로틀 개도율에 대한 변화량의 절대값(｜△TPS｜ )에 대하여는 스몰(Small), 미드(Mid), 빅(Big)과 같이 사용될 수 있다.As shown in Fig. 3, the used fuzzy labels are applied to the low, mid, and high speeds (GP) for the vehicle speed (V SS ) and the throttle opening ratio (TPS). For the low value, the high value, and the absolute value of the change amount (| DELTA TPS |) with respect to the throttle opening rate, it can be used like Small, Mid, and Big.

상기와 같이 퍼지추론에 사용되는 입력변수에 대한 소속함수는 전체공간에 대하여 표현되며 전체규칙에 의한 변속지수 추론시 영향을 미치는 것이므로 신중히 선택하여야 한다.The membership function for the input variable used in the fuzzy inference as described above is expressed in the whole space and should be carefully selected because it affects the shift index inference according to the overall rule.

식(1)과 같이 K번째 규칙에 대한 적합도가 구해지면 최종적인 변속 결정 지수 V는 전체규칙에 대하여 다음과 같이 무게 중심법에 의한 계산을 할 수 있다.When the goodness of fit for the Kth rule is obtained as in Equation (1), the final shift determination index V can be calculated by the center of gravity method for the entire rule as follows.

여기서 식(2)에 의한 변속 결정 지수 V는 다음과 같은 의미를 갖는다.Here, the shift determination index V according to the formula (2) has the following meaning.

1) V＞X변수가 같거나 작으면 변속 결정 지수 V의 크기에 따라 운전자가 현 변속단을 유지하고자 하는 의지정도를 나타내며,1) If V> X is the same or less, it indicates the driver's willingness to maintain the current gear shift according to the shift determination index V.

2) V≥X변수보다 크면 변속 결정 지수 V의 크기에 따라 운전자가 기존의 변속패턴에 의거하여 변속하고자 하는 의지정도를 나타낸다.2) If V≥X, it indicates the driver's willingness to shift based on the existing shift pattern according to the size of shift determination index V.

추론결과에 따른 변속패턴의 퍼지보정 방법은, 제3도에 나타낸 바와같이, 센서 입력값을 판독하여 저장된 차량정보와 변속여부를 결정한 후 퍼지보정여부를 판단한다.In the fuzzy correction method of the shift pattern according to the inference result, as shown in FIG. 3, the sensor input value is read to determine the stored vehicle information and whether to shift or not, and then the fuzzy correction is determined.

이때, 특정영역, 예를 들어 와이드 오픈 스로틀 영역이거나 퍼지보정을 원하지 않는 경우에는 목표 변속단 결정 파트로 넘어 간다.At this time, when a specific area, for example, a wide open throttle area or fuzzy correction is not desired, the process shifts to the target shift stage determination part.

퍼지보정한 결과, 전체규칙에 의한 출력값이 변속 결정 지수 V가 X변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고, 출력값인 변속 결정 지수 V가 X변수보다 크면 변속을 수행하지 않고 일반루틴으로 넘어간다.As a result of fuzzy correction, if the output value according to the overall rule is the shift determination index V is less than or equal to X variable, it goes to the target shift stage decision part.If the output shift determination index V is greater than X variable, the normal routine is not performed without shifting. To the next.

그리고, 상기 퍼지보정한 결과 목표 변속단이 결정되면, 변속제어 파트로 넘어가 변속제어가 이루어지게 되는 것이다.When the target shift stage is determined as a result of the fuzzy correction, the control shifts to the shift control part to perform shift control.

그러므로, 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법은 기존의 자동변속패턴에 의해 변속이 이루어져 차량의 주행상태에 따른 운전자의 의지와 불일치한 변속이 발생될 수 있는 선행기술에 비해 기존의 변속패턴에 인공지능 제어의 결합을 통해 가변성을 부여함으로써 변속시기가 운전자의 의지에 부합되게 된 것이다.Therefore, the automatic transmission control method using the fuzzy control according to the present invention is shifted by the conventional automatic shifting pattern compared to the prior art that the shift can be generated inconsistent with the driver's will according to the driving state of the vehicle The combination of AI control in the pattern gives variability so that the shift timing meets the driver's will.

또한, 차량정보로 부터 퍼지추론을 하여 변속패턴에 가변성을 주어 변속시기를 결정함으로써 불필요한 변속횟수를 줄일 수 있고 최적의 변속단으로 차량의 주행을 가능하게 하며 이에 따라서 운전자의 의지에 좀더 부합된 주행을 할 수 있고 차량의 잦은 변속을 지양할 수 있어 연비개선 및 배기가스 감소와 차량의 수명연장을 기대할 수 있는 것이다.In addition, fuzzy inference is made from the vehicle information to give the shift pattern a variable speed to determine the shift time, thereby reducing unnecessary shift times and enabling the vehicle to travel at the optimum shift stage, thereby driving more in line with the driver's will. In addition, it is possible to avoid frequent shifting of the vehicle, and thus it is expected to improve fuel economy, reduce exhaust gas, and extend the life of the vehicle.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법에 의하면, 기존의 자동변속패턴에 의해 변속여부를 결정한 후 결정된 변속단으로 변속제어되기 전에 퍼지보정여부를 확인하여 퍼지보정한 결과 전체 규칙에 의한 출력값이 변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고 출력값이 변수보다 크면 변속을 하지 않는 일반루틴으로 넘어가도록 자동변속기를 제어함으로써, 변속시기가 운전자의 의지에 부합되는 효과가 있다.As described above, according to the automatic transmission control method using the fuzzy control according to the present invention, after determining whether to shift by the existing automatic shift pattern, check the fuzzy correction before the shift control to the determined shift stage, the result of the overall fuzzy correction If the output value by the rule is equal to or smaller than the variable, the automatic transmission is shifted to the target shift stage decision part, and when the output value is larger than the variable, the automatic transmission is transferred to the normal routine without shifting. have.

Claims (1)

자동변속기 제어방법에 있어서; 차속, 스로틀 개도율, 현 변속단 및 스로틀 개도율 변화량을 해당 센서들로부터 입력받고, 입력되는 변화량에 따라 변속여부를 결정하는 변속여부 결정단계와; 상기 변속여부 결정단계에서 결정된 변속여부에 따라 변속제어를 수행전에 퍼지보정여부를 확인하는 퍼지보정여부 확인단계와; 상기 퍼지보정한 결과에 따라 변속을 수행하지 않고 일반루틴으로 넘어가거나, 목표 변속단 결정 파트로 넘어가는 변속여부 비교단계; 그리고, 상기 변속여부 비교단계에서 목표 변속단이 결정되면, 변속제어 파트로 넘어가 변속제어를 수행하는 변속제어 이행단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지제어를 이용한 자동변속기 제어방법.In the automatic transmission control method; A speed change determining step of receiving a vehicle speed, a throttle opening rate, a current speed change stage, and a throttle opening rate change amount from the corresponding sensors, and determining whether to shift according to the input change amount; A purge correction checking step of checking whether the purge correction is performed before performing the shift control according to the shift determination determined in the shift checking step; A shift comparison step of shifting to a normal routine or shifting to a target shift stage determining part without shifting according to the fuzzy correction result; And a shift control transition step of shifting to a shift control part and performing shift control when a target shift stage is determined in the shift comparison comparison step; Automatic transmission control method using a fuzzy control, characterized in that it comprises a.
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