KR100251918B1 - Transmission control system and the control method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 센서로부터의 입력 변수를 오차 감소법으로 일반화된 델타 룰(delta rule)을 사용하여 두 개의 출력값으로 하여 운전자의 의지와 퍼지 로직의 추론값과 비교하여 출력함으로써 자동 변속기 변속단 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shift stage control system and a control method of an automatic transmission for a vehicle. More particularly, the present invention relates to two output values using a delta rule generalized by an error reduction method. The present invention relates to a shift stage control system and a control method of an automatic transmission for a vehicle that can improve the reliability of the automatic transmission shift stage control by outputting the driver's will and the inference value of the fuzzy logic.
일반적으로 자동 변속기는 입력축으로 전달되는 회전력을 변화시켜 구동축으로 전달시키는 다단 변속 기어 매커니즘으로 유성 기어 셋트, 그리고 이 유성 기어 셋트에 의하여 결정되는 유압 작동 마찰 요소를 제어하는 유압 제어 시스템으로 이루어진다.In general, an automatic transmission is a multi-speed gear mechanism that changes and transmits a rotational force transmitted to an input shaft to a drive shaft. The automatic transmission includes a planetary gear set and a hydraulic control system for controlling a hydraulically operated friction element determined by the planetary gear set.
예컨대 상기한 유성 기어 셋트는 더블 피니언 유성 기어와 싱글 피니언 유성 기어로 이루어지는 것으로서, 어떤 요소를 입력 요소로 하고 다른 요소를 반력 요소로 하여 변속된 회전력을 출력 요소로 전달할 수 있도록 구성되며, 이 유성 기어 셋트의 특정 요소는 이 각 요소를 입력, 반력 그리고 출력 요소로 결정할 수 있도록 유압 작동 마찰 요소에 의하여 작동된다.For example, the planetary gear set includes a double pinion planetary gear and a single pinion planetary gear. The planetary gear set is configured to transmit a shifted rotational force to an output element using one element as an input element and another element as a reaction force element. Certain elements in the set are actuated by hydraulically actuated friction elements to determine each of these elements as input, reaction and output elements.
상기한 유압 작동 마찰 요소는 상기한 유압 제어 시스템에서 공급 또는 배출되는 유압에 의하여 작동 또는 비작동되며, 다수의 클러치와 브레이크로 구성된다.The hydraulically actuated friction element is actuated or deactivated by the hydraulic pressure supplied or discharged in the hydraulic control system and consists of a plurality of clutches and brakes.
상기한 자동 변속기는 상기한 클러치와 브레이크를 작동 또는 비작동에 의하여 변속이 이루어지며, 차량의 상태와 운전자의 조작 등에 의하여 변속단이 결정되어 차량을 주행시킨다.The automatic transmission is shifted by operating or deactivating the clutch and the brake, and the shift stage is determined by the state of the vehicle and the driver's operation to drive the vehicle.
이에 따라 종래에는 상기한 자동 변속기의 변속단 제어를 위하여, 4개의 입력층과 5개의 중간층을 이용하여 1개의 출력층으로 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용하여 그 출력값을 돌출하고, 이 출력값으로 엔진 브레이크의 적합도를 구한 뒤에 퍼지 로직에 입력시켜서 변속단 제어에 결정적인 요소로 작용된다.Accordingly, in order to control the shift stage of the automatic transmission, the output value is protruded using a neural network as one output layer using four input layers and five intermediate layers, and the engine brake is used as the output value. After determining the goodness of fit, it is input to the fuzzy logic to act as a decisive factor in shift control.
그러나 종래에는 운전자의 의지에 대한 운전자의 만족도를 반영하지 않게 되어 운전자의 의지에 일치하지 않는 변속이 발생될 수 있으며, 각 운전자에 대한 신뢰성을 저감시킨다는 문제점이 있다.However, in the related art, the driver's satisfaction with the driver's intention is not reflected, and a shift which does not match the driver's intention may occur, thereby reducing the reliability of each driver.
따라서 본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 센서로부터의 입력 변수를 오차 감소법으로 일반화된 델타 룰을 사용하여 두 개의 출력값으로 하여 운전자의 의지와 퍼지 로직의 추론값과 비교하여 출력함으로써 자동 변속기 변속단 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem in the related art, and an object of the present invention is to determine the driver's will and the fuzzy logic by using the delta rule generalized by the error reduction method as an input variable from a plurality of sensors. The present invention relates to a shift stage control system for an automatic transmission for a vehicle and a method of controlling the same so as to improve the reliability of the automatic transmission shift stage control by outputting the result in comparison with the inference value.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스로틀 밸브의 개도량에 대한 정보, 차량의 속도에 대한 정보, 현재의 변속단에 대한 정보, 차량에 발생되는 부하도에 대한 정보, 차량의 감속 또는 증속에 대한 정보, 차량의 코너링에 대한 정보를 출력하는 다수의 센서로 이루어지는 입력부, 이 입력부로부터 출력되는 출력값을 받아서 운전 상황을 연산하여 퍼지 모드를 산출하며 주행 상황과 가속 및 감속에 대한 정보를 비교 연산하여 이 퍼지 모드와 비교 판단하는 트랜스미션 제어 유닛, 그리고 이 트랜스미션 제어 유닛으로부터 산출된 모드에 의하여 자동 변속기를 제어하게 되는 출력부를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides information about the opening amount of the throttle valve, information about the speed of the vehicle, information about the current shift stage, information about the load degree generated in the vehicle, deceleration of the vehicle Alternatively, the input unit includes a plurality of sensors for outputting information on speed increase and cornering of the vehicle, and calculates a driving state by receiving an output value output from the input unit, and calculates a fuzzy mode. A transmission stage control system for an automatic transmission for a vehicle comprising a transmission control unit which performs a comparison operation and compares and judges this purge mode, and an output unit which controls the automatic transmission according to a mode calculated from the transmission control unit.
그리고 본 발명은 운전 상황을 연산하기 위한 퍼지 데이터, 주행 상황을 연산하게 되는 뉴럴 데이터, 운전자의 학습 모듈을 위한 가속 및 감속 데이터를 입력하는 입력 단계, 이 입력 단계로부터 입력된 데이터로 주행 모드와 뉴럴 출력값을 산출하게 되는 연산 단계, 이 연산 단계에서 산출된 뉴럴 출력값이 주행 모드에 의하여 설정되는 설정치와 비교 판단하는 판단 단계, 그리고 판단 단계에서 결정되는 모드에 의하여 자동 변속기를 제어하게 되는 이행 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템의 그 제어 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an input step of inputting fuzzy data for calculating driving conditions, neural data for calculating driving conditions, acceleration and deceleration data for a driver's learning module, and driving mode and neural with data input from the input step. A calculation step of calculating an output value, a determination step of comparing and determining the neural output value calculated in this calculation step with a set value set by the driving mode, and a transition step of controlling the automatic transmission by the mode determined in the determination step. Provided is a control method of a shift stage control system of an automatic transmission for a vehicle.
제1도는 본 발명에 의한 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템을 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a shift stage control system for an automatic transmission for a vehicle according to the present invention.
제2도는 본 발명에 의한 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a control method of a shift stage control system of an automatic transmission for a vehicle according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 입력부 3 : 트랜스미션 제어 유닛1 input unit 3 transmission control unit
5 : 출력부 7 : 운전자 학습 모듈부5: output unit 7: driver learning module
9 : 뉴럴 제어부 11 : 퍼지 제어부9: neural control unit 11: fuzzy control unit
이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.Exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 실시예의 차량용 자동 변속기의 변속단 제어 시스템을 나타내는 구성도로서, 이 제어 시스템은 뉴럴 제어 및 퍼지 제어를 이용하여 운전자의 의도와 베스트 드라이브의 운전 성향으로 변속 제어하도록 하는 구조로 이루어진다.1 is a configuration diagram showing a shift stage control system of an automatic transmission for a vehicle according to the present embodiment, and the control system is configured to shift control according to a driver's intention and driving tendency of a best drive using neural control and fuzzy control.
상기한 제어 시스템은 입력축으로 전달되는 회전력을 변화시켜 구동축으로 전달시키는 다단 변속 기어 매커니즘으로 유성 기어 셋트, 그리고 이 유성 기어 셋트에 의하여 결정되는 유압 작동 마찰 요소를 제어하는 유압 제어 시스템에 있어서, 스로틀 밸브의 개도량에 대한 정보, 차량의 속도에 대한 정보, 현재의 변속단에 대한 정보, 차량에 발생되는 부하도에 대한 정보, 차량의 감속 또는 증속에 대한 정보, 차량의 코너링에 대한 정보를 출력하는 다수의 센서로 이루어지는 입력부(1), 이 입력부(1)로부터 출력되는 출력값을 받아서 운전 상황을 연산하여 퍼지 모드를 산출하며 주행 상황과 가속 및 감속에 대한 정보를 비교 연산하여 이 퍼지 모드와 비교 판단하는 트랜스미션 제어 유닛(3), 그리고 이 트랜스미션 제어유닛으로부터 산출된 모드에 의하여 자동 변속기를 제어하게 되는 출력부(5)를 포함한다.The control system is a multi-stage gearing mechanism that changes and transmits the rotational force transmitted to the input shaft to the drive shaft. In the hydraulic control system for controlling the planetary gear set and the hydraulically actuated friction element determined by the planetary gear set, the throttle valve Outputting information about the opening amount of the vehicle, information about the speed of the vehicle, information about the current gear stage, information about the load degree generated in the vehicle, information about the deceleration or increase of the vehicle, information about the cornering of the vehicle Receives an input unit 1 composed of a plurality of sensors and an output value outputted from the input unit 1, calculates a driving situation, calculates a fuzzy mode, and compares and calculates driving conditions and information on acceleration and deceleration, and compares with this fuzzy mode. By the transmission control unit 3 and the mode calculated from this transmission control unit An output unit 5 that is to control the automatic transmission.
상기한 입력부(1)는 도시하지 않았지만 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 포지션 센서, 차량의 속도를 감지하는 차속 센서, 실린더에 공급되는 공기의 질량을 감지하는 에어 플로우 센서, 차륜의 좌측과 우측에 각각 설치되는 휠 스피드 센서, 브레이크의 작동을 감지하는 브레이크 스위치, 그리고 액셀 페달의 자동을 감지하는 엑셀 스위치 등으로 이루어진다.Although not shown, the input unit 1 includes a throttle position sensor for detecting an opening amount of a throttle valve, a vehicle speed sensor for detecting a speed of a vehicle, an air flow sensor for detecting a mass of air supplied to a cylinder, and left and right sides of a wheel It consists of a wheel speed sensor installed at each of the brakes, a brake switch for detecting brake operation, and an Excel switch for automatically detecting an accelerator pedal.
그리고 상기한 스로틀 포지션 센서로부터는 스로틀 밸브의 개도량 및 개도 변화량을 산출하게 되며, 상기한 차속 센서로부터는 현재의 차속을 산출하게 되며, 상기한 에어 플로우 센서로부터는 엔진의 충진 효율을 연산하여 크랭크샤프트의 토크를 산출함과 동시에 엔진의 부하도 및 전부하도를 산출하게 되고, 두 개 이상의 휠 스피드 센서로부터는 운전자의 스티어링에 의하여 발생되는 코너링의 정도를 산출하게 되고, 상기한 브레이크 스위치와 액셀 스위치는 운전자의 의도를 파악하는 데 이용된다.From the throttle position sensor, the opening amount and the change amount of the throttle valve are calculated, the current vehicle speed is calculated from the vehicle speed sensor, and the filling efficiency of the engine is calculated from the air flow sensor. The torque of the shaft is calculated, and the load and full load of the engine are calculated, and the degree of cornering generated by the steering of the driver is calculated from two or more wheel speed sensors. Is used to determine the driver's intention.
한편 상기한 트랜스미션 제어 유닛에는 운전자의 감속 또는 가속 의도를 감지하는 브레이크 페달 또는 액셀 페달을 밟게 되면 신호를 운전자 학습 모듈부(7)에서 출력하게 되고, 엔진의 부하도 및 전부하도, 차량의 가속도를 연산하여 산출되는 브레이크력, 현재 차량의 속도, 차륜의 좌우 스피드를 이용하여 산출되는 코너링의 5개 입력층과 이 입력측을 토대로 7개의 중간층을 경유하여 손실함수 오차감소법으로 일반화된 델타 룰에 의하여 2개의 출력층으로 산출되는 뉴럴 제어부(9)가 이 운전자 학습 모듈부(7)에서 출력되는 신호를 비교하게 되며, 스로틀 개도량, 스로틀 개도 변화량, 현재 차량의 속도, 현재의 변속단에 대한 정보를 받아서 운전 상황에 대한 데이터를 토대로 산출된 퍼지 멤버십 함수로 이 정보를 연산하여 주행 모드를 결정하는 퍼지 제어부(11)가 이 뉴럴 제어부(9)의 출력값을 비교 판단하는 구조로 이루어진다.On the other hand, the transmission control unit outputs a signal from the
도 2는 본 실시예의 제어 방법을 나타내는 흐름도로서, 본 실시예의 제어 방법은 운전 상황을 연산하기 위한 퍼지 데이터, 주행 상황을 연산하게 되는 뉴럴 데이터, 운전자의 학습 모듈을 위한 가속 및 감속 데이터를 입력하는 입력 단계, 이 입력 단계로부터 입력된 데이터로 주행 모드와 뉴럴 출력값을 산출하게 되는 연산 단계, 이 연산 단계에서 산출된 뉴럴 출력값이 주행 모드에 의하여 설정되는 설정치와 비교 판단하는 판단 단계, 그리고 판단 단계에서 결정되는 모드에 의하여 자동 변속기를 제어하게 되는 이행 단계로 대별된다.2 is a flowchart illustrating a control method of the present embodiment, in which the control method of the present embodiment inputs fuzzy data for calculating driving conditions, neural data for calculating driving conditions, and acceleration and deceleration data for a driver's learning module. In the input step, the calculation step of calculating the driving mode and the neural output value from the data input from the input step, the judgment step of comparing and judging the neural output value calculated in this calculation step with the set value set by the driving mode, and in the determination step The determined mode is roughly divided into transition stages that control the automatic transmission.
운전 상황을 연산하기 위하여 스로틀 밸브의 개도량, 스로틀 밸브의 개도 변화량, 차량의 속도, 현재 변속기의 변속단에 대한 데이터와 같은 퍼지 데이터를 입력한다(S10).In order to calculate the driving situation, fuzzy data such as the amount of opening of the throttle valve, the amount of change in the opening of the throttle valve, the speed of the vehicle, and the data of the shift stage of the current transmission are input (S10).
주행 상황을 연산하기 위하여 엔진의 부하도, 엔진의 전부하도, 브레이크력, 차량의 속도, 코너링 정도에 대한 데이터와 같은 뉴럴 데이터를 입력한다(S20).In order to calculate the driving situation, neural data such as data on the load of the engine, the full load of the engine, the braking force, the speed of the vehicle, and the cornering degree are input (S20).
그리고 주행 상황에 포함되는 운전자의 의도를 사용하기 위하여 브레이크 스위치 또는 액셀 스위치의 단속과 같은 가속 및 감속 데이터를 입력한다(S30).Then, in order to use the driver's intention included in the driving situation, acceleration and deceleration data such as an interruption of the brake switch or the accelerator switch are input (S30).
상기한 퍼지 데이터를 받아서 퍼지 멤버십 함수로 수치화하는 주행 모드를산출한다(S40).The driving mode that receives the fuzzy data and digitizes the fuzzy membership function is calculated (S40).
상기한 뉴럴 데이터를 받아서 손실 함수 오차 감소법의 델타 룰을 사용하여 업힐(UP-HILL)과 다운힐(DOWN-HILL)을 산출한다(S50).The neural data is received to calculate the uphill and downhill using the delta rule of the loss function error reduction method (S50).
그래서 상기한 단계(S40,S50)에서 결정된 모드를 이행하기 위하여 뉴럴 출력값이 주행 모드에 의하여 설정되는 설정치 이상인지를 판단한다(S60).Thus, in order to implement the modes determined in the above-described steps (S40, S50), it is determined whether the neural output value is equal to or larger than a set value set by the driving mode (S60).
상기한 단계(S60)를 만족하게 되면 퍼지 제어부에서 결정되는 주행 모드에 의하여 자동 변속기를 제어하게 되며, 상기한 단계(S60)를 만족하기 않으면 시스템을 다시 연산하게 하여 다시 판단하게 한다.When the step S60 is satisfied, the automatic transmission is controlled by the driving mode determined by the fuzzy controller, and when the step S60 is not satisfied, the system is recalculated to determine again.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 다수의 센서로부터의 입력 변수를 오차 감소법으로 일반화된 델타 룰을 사용하여 두 개의 출력값으로 출력하고 이에 운전자의 의지와 퍼지 로직의 추론값과 비교 출력하게 되므로 운전자의 의지와 많은 주행 상황에 따라 작동하게 되며 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.As described above, the present invention outputs the input variables from a plurality of sensors as two output values using the delta rule generalized by the error reduction method and compares them with the inference value of the driver's will and fuzzy logic. It works according to the will and many driving situations, and has the advantage of improving reliability.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
Claims (5)
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