KR101134338B1

KR101134338B1 - 차량 구동력 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101134338B1
Application number: KR1020087016470A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 사와다; 도시히로 후쿠마스
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2012-04-09
Also published as: US20080300760A1; US8175779B2; EP1986903A1; WO2007096768A1; KR20080077257A; EP1986903B1

Abstract

베이스 요구 구동력을 계산하는 단계 (S100); 기준 구동력을 계산하는 단계 (S200); 베이스 요구 구동력이 기준 구동력 보다 더 클 때, 진동 억제 필터링 처리가 수행된 최종 요구 구동력을 계산하는 단계 (S400); 및 베이스 요구 구동력이 기준 구동력 이하일 때, 진동 억제 필터링 처리가 수행되지 않은 최종 요구 구동력을 계산하는 단계 (S500) 를 포함한다.

구동계, 노치 필터, 구동력, 파워트레인

Description

차량 구동력 제어 장치 및 방법{VEHICLE DRIVING FORCE CONTROL APPARATUS AND METHOD}

본 발명의 배경

1. 본 발명의 분야

본 발명은 구동원 및 변속기에 의해 형성된 파워트레인 (powertrain) 을 갖는 차량의 차량 구동력 제어 장치, 및 차량 구동력 제어 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 구동계 (drivetrain) 내의 비틀림 진동을 억제하기 위해 차량의 구동력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

차량에서, 엔진 부하가 증가되는 가속 동안에, 구동계는 종종 불쾌한 진동을 발생시킨다. 이들 불쾌한 진동은, 구동계 내의 드라이브 샤프트의 비틀림 진동에 의해 주로 야기되고, 엔진 부하의 증가와 함께 증가한 엔진 토크가 구동계의 공진 주파수 성분을 포함할 때 발생된다. 이 비틀림 진동은 요구 구동력 (즉, 목표 구동력) 이 크게 될수록 더 두드러지게 된다.

일본 특허 출원 제 JP-A-2003-41987 호는, 구동계의 공진 주파수 성분의 종류를 포함하는 가속의 양태를 신뢰성 있게 검출하고, 진동을 감소시키는 제어 장치를 설명한다. 이 제어 장치는, 액셀 밟음량 (accelerator depression amount) 검출 수단, 엔진 속도 검출 수단, 엔진 부하 변화 예측 수단, 필터링 수단, 및 토 크 감소 수단을 포함한다. 액셀 밟음량 검출 수단은 액셀 밟음량에 관련된 값을 검출한다. 엔진 속도 검출 수단은 엔진 속도에 관련된 값을 검출한다. 엔진 부하 변화 예측 수단은, 액셀 밟음량을 증가시키기 위한 동작으로부터 소정의 기간 내의 엔진 부하에 관련된 값의 시간에 걸친 변화를 예측한다. 이 예측은, 액셀 밟음량을 증가시키기 위한 운전자의 동작이 액셀 밟음량 검출 수단으로부터의 검출 결과에 기초하여 검출되었을 때의 엔진 속도에 관련된 값, 및 액셀 밟음량에 관련된 값에 기초한다. 필터링 수단은, 엔진 부하 변화 예측 수단에 의해 예측된 엔진 부하에 관련된 값의 시간에 걸친 변화로부터, 차량 구동계의 공진 주파수 성분을 추출한다. 토크 감소 수단은, 필터링 수단에 의해 추출된 공진 주파수 성분에 대응하는 타이밍에서, 공진 주파수 성분에 대응하여 엔진 토크를 감소시킨다.

이러한 제어 장치에 따르면, 구동계의 공진 주파수 성분은, 실제로 발생하리라 예측된 엔진 부하에 관련된 값의 시간에 걸친 변화로부터 추출되고, 엔진 토크는 그러한 추출된 공진 주파수 성분을 감소시키기 위해 감소된다. 결과로서, 공진 주파수 성분을 포함시키기 위한 구동계 내의 진동을 발생시킬 가속의 시간을 신뢰할 수 있게 확인하고, 그러한 공진 주파수 성분에 의해 야기되는 구동계 내의 진동을 신뢰할 수 있게 감소시키는 것이 가능하다.

상술된 바와 같이, 구동계 내의 비틀림 진동은 파워트레인으로의 입력이 크게 될수록 (즉, 요구 구동력 (목표 구동력) 이 크게 될수록) 더 두드러지게 된다. 따라서, 파워트레인으로의 입력이 상대적으로 클 때, 구동계 내의 공진 주파수 성분을 추출하는 필터의 이득을 상대적으로 높게 설정하고 엔진 토크를 감소시키는 것이 유효하다. 반면에, 파워트레인으로의 입력이 작을 때에는, 대량의 비틀림 진동이 본질적으로 발생하지 않을 것이다. 따라서, 파워트레인으로의 입력이 상대적으로 클 때 사용된 이득과 동일한 이득을 사용하여 엔진 토크가 감소되는 경우에, 비틀림 진동 억제의 효과가 가시적이지 않고, 또한 엔진 토크의 감소로부터 응답성이 상당히 악화되어, 운전 용이도 (drivability) 등의 악화를 초래한다.

그러나, 전술한 특허 출원에서, 설명된 제어 장치에 대한 그러한 문제점들을 언급하지 않는다. 즉, 상술된 제어 장치는, 파워트레인으로의 입력량에 상관없이, 가속 동안 구동계 내의 비틀림 진동을 야기하는 공진 주파수 성분을 균일한 이득으로 제거하기 위해 시도한다. 결과로서, 목표 구동력이 작을 때의 응답성 악화의 문제점을 해소하는 것이 가능하지 않다.

또한, 전술한 제어 장치는, 구동계 내의 비틀림 진동을 억제하기 위해, 공진 주파수 성분에 대응하는 엔진 토크를 감소시키기 위해 시도한다. 그러나, 시프트 제어 (특히 파워-온 다운시프트) 가 실행되는 동안에, 엔진 토크를 감소시킴으로써 구동계 내의 비틀림 진동을 억제하기 위한 제어가 실행되는 경우에, 엔진 토크가 불충분할 수도 있다. 결과로서, 시프트 제어 동안에 관성 페이즈 (inertia phase) 로 시프트한 후에도 엔진 속도가 신속하게 증가하지 않을 것이고, 따라서 시프트 후의 동기 속도에 도달하는데 시간이 걸리게 된다. 결과로서, 시프트 타이밍의 지연, 시프트 동안에 느껴지는 불쾌한 기분, 및 시프트 후의 지연된 응답과 같은 발생 가능한 다양한 문제점들에 의해 양호한 시프트 제어가 실현될 수 없을 수도 있다.

개요

따라서, 본 발명은 구동계 내의 진동을 억제할 수 있는 차량 구동력 제어 장치 및 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 제 1 양태는 차량 구동력 제어 장치에 관한 것이다. 이 차량 구동력 제어 장치는, 차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 설정 수단; 목표 구동력에 기초하여, 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 예측 수단; 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 목표 구동력을 보정하는 보정 수단; 및 목표 구동력의 양에 따라, 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 변경 수단을 포함한다.

이 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 차량에서 발생되는 목표 구동력이 액셀 페달 (accelerator pedal) 밟음량 또는 크루즈 제어 등에 따라 요구 구동력으로서 설정된다. 그 후, 이 목표 구동력 (특히, 공진 주파수로부터의 구동계의 비틀림 진동) 을 출력함으로써 발생되는 진동이 예측되고, 그 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해 목표 구동력이 보정된다. 이 시점에서 진동 성분이 크게 감소되는 경우에, 구동력이 크게 저하되게 된다. 결과로서, 가속 응답이 저하된다. 반면에, 가속 응답의 저하를 방지하기 위한 시도가 행해지는 경우에, 구동력이 크게 감소될 수 없고, 진동 성분이 크게 감소될 수 없다. 따라서, 구동계의 비틀림 진동이 큰 문제가 되지 않는 목표 구동력이 작을 때에, (진동 억제 보다) 가속 응답에 우선 순위를 주기 위해, 필터 처리가 반영되는 정도가 감소된다. 반면에, 목표 구동력이 상대적으로 클 때에, (가속 응답 보다) 억제 제어에 우선 순위가 주어지고, 필터 처리가 반영되는 정도가 증가된다. 결과로서, 목표 구동력이 영향을 받지 않으면서, 실현되는 운전자의 선호도와 억제되는 구동계의 진동을 조화시키는 가속 느낌을 가능하게 하는 차량 구동력 제어 장치가 제공될 수 있다.

전술한 차량 구동력 제어 장치에서, 보정 수단은, 목표 구동력에 기초하여, 필터 처리가 수행될 대상 구동력을 계산하고, 그 대상 구동력을 필터 처리함으로써, 목표 구동력을 보정할 수도 있다.

이 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 예컨대, 목표 구동력 마이너스 발생되는 어떤 진동도 문제가 되지 않는 구동력에 대응하는 기준 구동력의 차이값인 구동력에 대해 필터 처리가 수행된다. 따라서, 적절한 필터 처리가 실행될 수 있다.

전술한 차량 구동력 제어 장치에서, 보정 수단은, 목표 구동력으로부터 기준 구동력을 감산함으로써 필터 처리가 수행될 대상 구동력을 계산하고, 그 대상 구동력을 필터 처리함으로써, 목표 구동력을 보정할 수도 있다.

이 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 목표 구동력 마이너스 기준 구동력의 차이값인 구동력에 대해 필터 처리가 수행된다. 따라서, 적절한 필터 처리가 실행될 수 있다.

전술한 차량 구동력 제어 장치에서, 목표 구동력이 기준 구동력 보다 더 큰 영역에서 목표 구동력이 클수록 대상 구동력이 커진다.

차량 구동력 제어 장치에 따르면, 목표 구동력이 클수록 필터 처리가 수행될 대상 구동력이 커진다. 따라서, 큰 목표 구동력에 대해 큰 대상 구동력을 필터 처리하는 것이 가능하다.

전술한 차량 구동력 제어 장치는, 목표 구동력이 기준 구동력 이하일 때, 필터 처리가 반영되는 것을 금지하는 수단을 또한 포함할 수도 있다.

차량 구동력 제어 장치에 따르면, 목표 구동력이 기준 구동력 (그에 의해 발생되는 임의의 진동이 문제가 되지 않는 구동력에 대응한다) 이하일 때, 필터 처리는 반영되지 않고, 예를 들어, 보정 수단에 의한 필터 처리는 방해받고, 또는, 그 정도가 변경 수단에 의해 0 으로 변경된다. 따라서, 목표 구동력이 기준 구동력 이하인 경우, 구동계의 비틀림 진동이 큰 문제가 되지 않는 시간에서 가속 응답에 우선 순위가 주어진다.

전술한 차량 구동력 제어 장치에서, 변경 수단은 필터 처리가 수행된 구동력에 대한 이득을 변경할 수도 있다.

이 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 필터 처리가 반영되는 정도는 필터 처리된 구동력에 대한 이득을 예를 들어 0 과 1 사이에서 변경함으로써 변경될 수 있다.

전술한 차량 구동력 제어 장치에서, 필터 처리가 반영되는 것을 금지하기 위해 정도를 변경할 때 변경 수단은 이득을 0 으로 설정할 수도 있다.

이 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 구동력이 기준 구동력 (그에 의해 발생되는 임의의 진동이 문제가 되지 않는 구동력에 대응한다) 이하인 경우, 필터 처리 된 구동력에 대한 이득을 0 으로 설정함으로써 필터 처리가 반영되지 않을 수 있다.

본 발명의 제 2 양태는 차량 구동력 제어 방법에 관한 것으로서, 차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 단계; 그 목표 구동력에 기초하여, 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 단계; 그 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 단계; 및 상기 목표 구동력에 기초하여, 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 3 양태는 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 장치에 관한 것이다. 이 차량 구동력 제어 장치는, 차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 설정 수단; 그 목표 구동력에 기초하여, 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 예측 수단; 그 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 상기 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 보정 수단; 자동 변속기의 시프트 동작을 검출하는 검출 수단; 및 시프트 동작에 따라, 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 변경 수단을 포함한다.

이러한 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 차량에서 발생되는 목표 구동력은 액셀 페달 밟음량 등에 기초하여 요구 구동력으로서 설정된다. 그 다음, 이 목표 구동력을 출력함으로써 발생되는 진동 (특히 공진 주파수로부터 구동계의 비틀림 진동) 이 예측되고, 예측 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해 목표 구동력이 보정되고 발생된 구동력이 감소된다. 시프트 동작이 수행되고 있다면, 특히 다운시프트의 관성 페이즈로의 시프트 후에, 스텝식 자동 변속기로의 입력 샤프트 회전 속도는 구동원에 의해 발생된 구동력의 감소로 인해 쉽게 증가하지 않는다. 따라서, 입력 샤프트 회전 속도가 시프트 후에 동기 속도에 도달하기까지는 시간이 걸리고, 이는 시프트 타이밍을 지연시킨다. 이러한 시프트 동작이 검출되는 경우, (진동 억제에 대해) 시프트 응답에 우선 순위를 주기 위해, 필터 처리가 반영되는 정도가 감소된다. 다른 임의의 경우 (즉, 시프트 동작이 검출되지 않는 경우), 진동 억제에 우선 순위가 주어지고 필터 처리가 반영되는 정도가 증가된다. 그 결과, 훌륭한 시프트 특성의 실현과 구동계의 진동 억제 양자 모두가 가능한 차량 구동 제어 장치가 제공될 수 있다.

전술한 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량 구동 제어 장치에서, 검출 수단은 자동 변속기의 다운시프트의 관성 페이즈로의 시프트를 검출할 수도 있고; 그리고, 변경 수단은 관성 페이즈로의 시프트가 검출될 때 정도를 감소시킬 수도 있다.

스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 이러한 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 다운시프트의 관성 페이즈로의 시프트 후에 필터 처리가 반영되는 정도가 감소되고, 구동원에 의해 발생된 구동력의 감소가 회피될 수 있어, 스텝식 자동 변속기로의 입력 샤프트 회전 속도가 신속하게 증가될 수 있다. 따라서, 입력 샤프트 회전 속도는 시프트 후 신속하게 동기 속도에 도달하고, 따라서, 시프트 타이밍에 지연이 존재하지 않는다.

전술한 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량 구동력 제어 장치에서, 변경 수단 은 필터 처리가 수행된 구동력에 대한 이득을 감소시킴으로써 정도를 감소시킬 수도 있다.

이러한 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 필터 처리가 반영되는 정도는 필터 처리된 구동력에 대한 이득을 예를 들어 0 과 1 사이에서 변경함으로써 변경될 수 있다. 즉, 필터 처리가 반영되는 정도는 이득을 감소시킴으로써 감소될 수 있다.

전술한 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량 구동력 제어 장치에서, 변경 수단은 관성 페이즈로의 시프트가 검출될 때 이득을 감소시킬 수도 있고, 시프트가 완료될 때 이득을 0 으로 변경할 수도 있다.

이러한 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 장치에 따르면, 시프트가 끝나는 시점에서 이득은 0 으로 설정되고, 따라서, 시프트가 끝나는 시점에서 비틀림 진동 억제 제어로 인해 발생하는 토크 변동이 제거될 수 있다.

본 발명의 제 4 양태는, 스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 방법에 관한 것이다. 이 차량 구동력 제어 방법은, 차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 단계; 그 목표 구동력에 기초하여, 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 단계; 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 단계; 자동 변속기의 시프트 동작을 검출하는 단계; 및 그 시프트 동작에 기초하여, 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 단계를 포함한다.

도면의 간단한 설명

전술한 그리고 또 다른, 본 발명의 목적, 특징, 및 이점은, 동일한 번호가 동일한 엘리먼트들을 표현하기 위해 사용되는 첨부 도면과 관련한 바람직한 실시형태들의 이후 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 및 제 2 예시적인 실시형태들에 따른 차량 구동력 제어 장치로서 작용하는 ECU를 포함하는 제어 블록도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 예시적인 실시형태에 따른 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 예시하는 흐름도이다.

도 3은 도 2의 단계 S400의 최종 요구 구동력 계산 프로세스를 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 제 1 예시적인 실시형태에서, 요구 구동 토크가 스텝식으로 증가되는 경우의 타이밍도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 예시적인 실시형태에 따른 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조를 예시하는 흐름도이다.

도 6은 도 5의 단계 S400의 최종 요구 구동력 계산 프로세스를 도시하는 도면이다.

도 7은 관성 페이즈로의 시프트 후의 노치 필터 이득의 시간에 걸친 변화를 도시하는 그래프이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 예시적인 실시형태, 및 비교예에서, 요구 구동 토크가 스텝식으로 증가되는 경우의 타이밍도이다.

상세한 설명

이하, 본 발명의 예시적인 실시형태들이 첨부 도면들과 관련하여 상세히 설명될 것이다. 다음 설명에서, 동일한 부분들은 동일한 참조 번호들로 표시된다. 또한, 동일한 부분들은 동일한 명칭에 의해 지칭될 것이고, 동일한 기능을 가질 것이다. 따라서, 이들 부분들의 상세한 설명은 반복되지 않을 것이다.

본 발명의 제 1 및 제 2 예시적인 실시형태들에 따른 구동력 제어 장치로서 작용하는 ECU를 포함하는 차량의 파워트레인이 도 1과 관련하여 먼저 설명될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 그 차량은 엔진 (100); 토크 컨버터 (200); 자동 변속기 (300); 엔진 (100), 토크 컨버터 (200), 및 자동 변속기 (300) 를 제어하는 ECU (전자 제어 유닛 (Electronic Control Unit)) (500); 및 액셀 페달 밟음량을 나타내는 신호를 ECU (500) 에 출력하는 액셀 페달 밟음량 센서 (600) 를 포함한다. 또한, ECU (500) 는 차량 속도 정보, 및 자동 변속기 (300) 의 기어 속도에 관한 정보 (이 정보는 또한, 자동 변속기가 연속 가변 변속기를 포함하는 경우에 기어 비 (ratio) 정보일 수도 있다) 와 같은 다양한 다른 차량 정보를 입력한다.

이하 설명에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진 (100), 토크 컨버터 (200), 및 자동 변속기 (300) 를 포함하는 파워트레인에 적용되는 구동력 제어가 설명된다. 그러나, 본 발명이 그러한 구조로 한정되는 것이 아님을 주의해야 한다. 예컨대, 그 구조는 또한, 엔진 (100) 을 원조하는 모터를 포함할 수도 있다. 이러한 경우에서, 그 모터는 모터-발전기일 수도 있고, 또한 구동 휠 (wheel) 및 엔진 (100) 에 의해 구동되는 발전기로서 기능할 수도 있다.

ECU (500) 는 스로틀 개방량 명령 신호와 같은 다양한 제어 신호들을 엔진 (100) 에 출력하고, 엔진 속도 신호와 같은 다양한 검출 신호들을 수신한다.

또한, ECU (500) 는 토크 컨버터 (200) 의 록업 클러치 (lockup clutch) 에 적용하거나 또는 (슬립 상태를 포함하는) 해제하도록 명령하는 제어 신호를 출력한다. 또한, ECU (500) 는 제어 신호, 즉 유압 명령 신호를 자동 변속기 (300) 에 출력하고, 자동 변속기로부터 (300) 출력 샤프트 회전 속도 신호와 같은 검출 신호들을 수신한다. ECU (500) 는 그 출력 샤프트 회전 속도 신호에 기초하여 차량 속도를 검출할 수 있다.

통상적으로, 자동 변속기는, 유체 커플링, 및 기어 타입 스텝식 시프팅 메카니즘, 또는 벨트 또는 트랙션 타입 연속 가변 시프팅 메카니즘을 포함한다. 도 1에서, 시프팅 메카니즘은 자동 변속기 (300) 이고, 유체 커플링은 토크 컨버터 (200) 이다. 토크 컨버터 (200) 는, 록업 클러치가 적용되는 록업 영역에서, 기계식 연결을 통해, 토크 컨버터 (200) 의 구동 측 상의 부재 (즉, 엔진 (100) 측 상의 펌프 임펠러) 를 구동되는 측 상의 부재 (즉, 자동 변속기 (300) 측 상의 터빈 러너) 에 직접 연결하는 록업 클러치를 포함한다. 결과로서, 승차감 및 연료 효율의 향상 양자가 달성될 수 있다. 통상적으로, 록업 영역은 예컨대 차량 속도 및 스로틀 개방량에 기초하여 설정된다.

액셀 페달 밟음량 센서 (600) 는 운전자에 의해 동작되는 액셀 페달의 밟음량을 검출한다. 다른 방법으로, 스로틀 밸브 개방량 센서가 액셀 페달 밟음량 센서 (600) 대신 사용될 수도 있다.

이 예시적인 실시형태에 따른 ECU (500) 는 가속 동안에 비틀림 진동을 억제하기 위한 제어를 실행하고 (이하, "가속 동안의 비틀림 진동 억제 제어" 로서 간략하게 지칭함), 이는 이하 설명될 것이다. 그러나, 가속 동안의 비틀림 진동 억제 제어는 이하 설명되는 제어 모드로 한정되는 것이 아님을 주의해야 한다.

단위 시간당 액셀 페달의 밟음량의 변화량이 소정의 값을 초과하는, 응답이 소위 스테핑되는 방식으로, 차량의 액셀 페달이 밟힐 때, 본질적으로 모든 진동 주파수 성분이 엔진 (100) 에 의해 발생되는 토크에 포함된다. 따라서, 가속 동안의 구동계의 공진 주파수 성분이 또한 포함된다. 그러나, 이러한 구동계의 공진 주파수 성분은 각각의 기어 속도 내에 존재한다. 즉, 이러한 공진 주파수 성분은 제 1 속도에서 2Hz 근방, 제 2 속도에서 4Hz 근방, 제 3 속도에서 6Hz 근방, 제 4 속도에서 8Hz 근방, 및 제 5 속도에서 10Hz 근방이도록 가정될 수 있다. 액셀 페달이 스텝식으로 응답을 초래하는 방식으로 밟힐 때, 그러한 2Hz 내지 10Hz의 공진 주파수 성분들이 모두 포함된다.

가속 동안의 구동계 내의 진동을 방지하기 위해서, ECU (500) 는 예컨대, 가속의 시작에서의 차량의 속도 및 기어 비에 기초하여, 가속에 의해 실현될 수 있는 엔진 (100) 의 부하의 시간에 걸친 변화를 예측하고, 그 예측된 시간에 걸친 변화에 의해 발생되는 진동의 주파수 성분들을 예측한다. 그 후, ECU (500) 는 발생된 진동의 주파수 성분들로부터 기어 비에 대응하는 공진 주파수 성분을 추출하고, 그 공진 주파수 성분을 제외한 모든 주파수 성분이 통과하도록 허용하는 필터 (이하 "노치 필터" 로서 또한 지칭함) 로 필터링 처리를 수행한다. 그 후, ECU (500) 는, 공진 주파수 성분을 제거하기 위해 필터링될 구동력 (이하, "필터링 대상 구동력"이라 지칭함) 과 필터링된 구동력 간의 차이에 차량 상태에 따라 변화하는 이득 (이하, "노치 필터 이득"이라 또한 지칭함) 을 곱함으로써, 공진 주파수 성분을 제거하기 위한 필터링 작용의 정도를 조정한다. 또한, 추출된 공진 주파수 성분의 토크의 양에 의해, 엔진 (100) 의 토크 (즉, 구동력) 를 감소시키기 위한 제어가 수행된다. 실제로, 엔진 (100) 의 토크는 스로틀 밸브의 개방량을 저하시킴으로써 감소된다.

제 1 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 에서, 상술된 비틀림 진동 억제 제어는, 액셀 페달 밟음량 등에 기초하여 계산된 베이스 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 클 때에만 실행된다.

이 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조가 이제 도 2와 관련하여 설명될 것이다.

단계 S100에서, ECU (500) 는 액셀 밟음량에 기초하여 베이스 요구 구동력 F(base) 를 계산한다. 그러나, 이 베이스 요구 구동력 F(base) 는 액셀 밟음량에 기초하여 계산되도록 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 베이스 요구 구동력 F(base) 는 또한, 크루즈 (cruise) 제어 시스템으로부터의 요구 구동력에 기초하여 계산될 수도 있다. 더욱이, 베이스 요구 구동력 F(base) 는 액셀 밟음량 및 크루즈 제어 시스템으로부터의 요구 구동력에 기초하여서도 또한 계산될 수도 있다.

단계 S200에서, ECU (500) 는 기준 구동력 F를 계산한다. 이 기준 구동력 F는, 요구 구동력이 타이어 축 상의 구동력으로서 실제 전달되는 경로의 응답성에 따라 (즉, 엔진 (100) 의 응답성에 따라) 결정된다. 예컨대, 더 작은 비틀림 강도 (rigidity) 는 흡수되는 진동, 따라서 더 느린 응답성을 초래하고, 따라서 기준 구동력 F가 비틀림 강도가 감소함에 따라 증가하도록 계산된다. 반면에, 엔진 (100) 의 더 양호한 응답성은 소량의 요구 구동력도 쉽게 반영될 수 있게 하고, 따라서 기준 구동력 F가 엔진 응답성이 향상됨에 따라 저하되도록 계산된다. 또한, 엔진 (100) 의 응답성은 엔진 속도에 따라 상이하고, 따라서 기준 구동력 F가 차량 속도 및 기어 비에 의해 결정되는 응답성이 향상됨에 따라 저하되도록 계산된다. 더 상세히, 기준 구동력은, 파라미터로서 엔진 속도, 또는 자동 변속기 (300) 의 출력 샤프트 회전 속도를 테스트하여 계산되고 매핑된다.

단계 S300에서, ECU (500) 는 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 큰지 여부를 결정한다. 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 큰 경우에 (즉, 단계 S300의 예), 프로세스는 단계 S400으로 진행한다. 그렇지 않은 경우에 (즉, 단계 S300의 아니오), 프로세스는 단계 S500으로 진행한다.

단계 S400에서, ECU (500) 는, 베이스 요구 구동력 F(base) 와, 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3) 간의 차이 (즉, F(base) - F(3)) 로서, 최종 요구 구동력 F(final) 을 계산한다. 이 경우에서, 차량에서 발생된 진동의 억제가 응답성 보다 우위에 있게 된다. 단계 S400의 프로세스는 도 3과 관련하여 상세 히 설명될 것이다.

단계 S500에서, ECU (500) 는 베이스 요구 구동력 F(base) 로서 최종 요구 구동력 F(final) 을 계산한다. 즉, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 이하일 때, 최종 요구 구동력 F(final) 은 베이스 요구 구동력 F(base) 와 동일하게 되고, 비틀림 진동 억제 제어가 실행되지 않는다. 즉, 요구 구동력 (즉, 베이스 요구 구동력 F(base)) 이 작기 때문에, 차량에 대한 문제를 일으키는 레벨의 진동이 발생되지 않을 것이고, 따라서 비틀림 진동 억제 제어가 실행되지 않는다. 역으로, 이 경우에서도 비틀림 진동 억제 제어가 실행되고, 노치 필터링 처리가 수행되는 경우에, 필터링 처리가 수행되어 구동력이 더 작게 되도록 한다. 결과로서, 운전자가 액셀 페달을 밟은 경우에도, 차량이 응답하지 않거나, 또는 응답한다면, 그 응답은 빈약하여 빈약한 운전 용이도를 초래할 것이다.

도 2의 단계 S400의 가속 동안의 비틀림 진동 억제 제어를 포함하는 구동력 제어가 이제 도 3과 관련하여 설명될 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 액셀 밟음량 등에 기초하여 계산된다. 그 후, 가속 동안의 비틀림 진동을 억제하기 위하여 공진 주파수 성분을 제거하기 위해 진동 억제를 위해 노치 필터링될 구동력이, 공진 주파수 성분을 제거하기 위해 필터링될 구동력 F(0) (이하, "공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)"라 지칭함) 로서 계산된다. 이 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)는, 베이스 요구 구동력 F(base) 와 기준 구동력 F 간의 차이 (즉, F(0) = F(base) - F) 로서 계산된다. 도 2의 단계 S400의 프로세스가 수행되기 위해, 베이스 요구 구동력 F(base) 는 기준 구동력 F 보다 더 커야만 한다. 따라서, 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)는 항상 양의 값이다.

진동 억제 노치 필터 (즉, 공진 주파수 성분을 제외한 모든 주파수 성분이 통과하도록 허용하는 필터) 를 사용하여, 이 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)에 대한 필터링 처리가 수행된다. 이 필터링 처리의 결과로서, 공진 주파수 성분 제거 필터링 후의 구동력 F(1)이 filter(F(0))로서 계산된다. 필터링 처리에 의해 통과하도록 허용되지 않는 주파수 범위 (즉, 차량에서 비틀림 진동을 야기하는 주파수 범위) 는 (차량 속도 및 기어 비와 같은) 차량 정보에 따라 결정된다.

필터링 후의 구동력 차이 F(2) 가, 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)로부터, 공진 주파수 성분 제거 필터링 후의 구동력 F(1) (= filter(F(0))) 를 감산함으로써 계산된다 (즉, F(2) = F(0) - F(1)). 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)가, 이 필터링 후의 구동력 차이 F(2)에 노치 필터 이득 G (0≤G≤1) 를 곱함으로써 계산된다 (즉, F(3) = G x F(2)). 이 노치 필터 이득 G는 노치 필터의 유효성을 조정하기 위해 사용되고, 차량 속도, 엔진 속도 등과 같은 차량 상태에 따라 결정된다. 0인 노치 필터 이득 G는 필터링 처리가 수행되지 않는 것과 동일하다.

이 노치 필터 이득 G의 값은, 기준 구동력 F와 유사하게, 엔진 (100) 의 응답성에 따라 설정된다. 예컨대, 더 작은 비틀림 강도는 흡수되는 진동, 따라서 더 느린 응답성을 초래하고, 따라서 노치 필터 이득 G가 비틀림 강도가 저하됨에 따라 저하되도록 설정된다. 반면에, 엔진 (100) 의 더 양호한 응답성은 소량의 요구 구동력도 쉽게 반영될 수 있게 하고, 따라서 노치 필터 이득 G가 엔진 응답성이 향상됨에 따라 증가하도록 설정된다. 또한, 엔진 (100) 의 응답성은 엔진 속도에 따라 상이하고, 따라서 노치 필터 이득 G는, 차량 속도 및 기어 비에 의해 결정되는 응답성이 향상됨에 따라 증가하도록 계산된다.

최종 요구 구동력 F(final) 은, 베이스 요구 구동력 F(base) 로부터, 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)를 감산함으로써 계산된다 (즉, F(final) = F(base) - F(3)). 그 후, 이 최종 요구 구동력 F(final) 은 토크로 컨버팅되고, 엔진 (100) 이 그 토크를 출력하도록 스로틀 밸브 개방량이 제어된다.

이러한 방식으로, 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)를 사용하여, 최종 요구 구동력 F(final) 이 계산되고, 따라서 공진 주파수 성분 제거 필터링으로부터의 효과가 노치 필터 이득 G에 의해 조정된다.

제 1 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 의 동작이 전술한 구조 및 흐름도에 기초하여 설명될 것이다. 이하의 설명에서, 먼저, ECU (500) 의 동작은, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 큰 경우를 가정하여 (즉, 단계 S300의 결정이 예이고, 따라서 단계 S400 (즉, 도 3의 프로세스) 이 실행되는 경우를 가정하여) 도 4와 관련하여 설명될 것이다. 그 후, ECU (500) 의 동작은, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 이하인 경우에 대하여 설명될 것이다.

[베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 큰 경우]

차량이 주행하는 중에, 운전자가 액셀 페달을 상대적으로 대량 밟은 경우에 (액셀 페달이 스텝식으로 밟혔다고 가정 (즉, 점진적이지 않고 한번에)), 베이스 요구 구동력 F(base) 가 액셀 밟음량에 기초하여 계산된다 (단계 S100). 이 베이스 요구 구동력 F(base) 는 도 4에서 문자 (A) 로 표시된다. 베이스 요구 구동력 F(base) 는 점선으로 도시된 바와 같이 스텝식으로 증가한다.

그 후, 기준 구동력 F가, 예컨대 파라미터로서 엔진 속도, 또는 자동 변속기 (300) 의 출력 샤프트 회전 속도를 갖는 맵을 사용하여 계산된다 (단계 S200). 이 기준 구동력 F는 도 4에서 문자 (B) 로 표시된다.

이러한 설명은 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 크다고 가정하고, 따라서 필터링 대상 구동력 F(0)가, 베이스 요구 구동력 F(base) 와 기준 구동력 F 간의 차이로서 계산된다 (즉, F(0) = F(base) - F) (F(0) > 0). 이 필터링 대상 구동력 F(0)는 도 4에서 문자 (C) 로 표시된다.

이 필터링 대상 구동력 F(0)에 대한 노치 필터링 처리가 수행되고, 필터링 후의 구동력 F(1)이 filter(F(0))로서 계산된다. 이 필터링 후의 구동력 F(1)은 도 4에서 문자 (D) 로 표시된다. 이 필터링 후의 구동력 F(1)은, 길고 짧게 교번하는 점선으로 도시된 바와 같은 응답 파형이다.

필터링 후의 구동력 F(1)과 필터링 대상 구동력 F(0) 간의 차이 (즉, F(0) - F(1)) 는 필터링 후의 구동력 차이 F(2)로서 계산된다. 이 필터링 후의 구동력 차이 F(2)는 도 4에서 문자 (E) 로 표시된다.

필터링 후의 구동력 차이 F(2)에 노치 필터 이득 G를 곱한 값 (즉, G x F(2)) 은 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)로서 계산된다. 이 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)는 도 4에서 문자 (F) 로 표시된다.

베이스 요구 구동력 F(base) 와 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3) 간의 차이 (즉, F(base) - F(3)) 는 최종 요구 구동력 F(final) 로서 계산된다. 이 최종 요구 구동력 F(final) 은 도 4 에서 문자 (G) 로 표시된다. 이 최종 요구 구동력 F(final) 은 필터링 후의 구동력 F(1)보다 더 크고, 이는 실선으로 도시된 바와 같은 응답 파형이다.

도 4에 도시된 응답 파형으로부터 분명한 바와 같이, 이 예시적인 실시형태에서, 가속 동안의 비틀림 진동을 억제하기 위해 구동력 제어가 실행되고 있을 때, 필터링 대상 구동력 F(0) 마이너스 노치 필터에 의한 필터링 후의 구동력 F(1) 의 차이값인 필터링 후의 구동력 차이 F(2)에 노치 필터 이득 G를 곱함으로써, 노치 필터의 유효성이 조정된다. 이 시점에서, 노치 필터 이득 G는 차량 상태에 따라 설정된다. 결과로서, 엔진 (100) 의 응답성을 고려하는 최종 요구 구동력 F(final) 이 계산될 수 있다.

[베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 이하인 경우]

차량이 주행하는 중에, 운전자가 액셀 페달을 소량 밟은 경우에, 베이스 요구 구동력 F(base) 는 액셀 밟음량에 기초하여 계산된다 (단계 S100). 이 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 이하이기 때문에 (즉, 단계 S300의 아니오), 최종 요구 구동력 F(final) 은 베이스 요구 구동력 F(base) 로서 계산된다. 이는 비틀림 진동 억제 제어가 실행되지 않을 것임을 나타낸다. 따라서, 필터링 처리는 응답이 더 느려지게 되는 것을 방지하고, 따라서 액셀 밟음량의 작은 변화가 존재하는 경우에도, 차량에서 구동력이 여전히 발생되고, 따라서 운전 용이도가 악화되는 것을 방지한다.

상술된 바와 같이, 이 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치에 따르면, 요구되는 목표 구동력 (즉, 베이스 요구 구동력) 이 기준 구동력 이하일 때, 대량의 진동이 발생되지 않고, 따라서 진동 억제 제어 처리 (즉, 노치 필터링 처리) 가 수행되지 않아서, 진동 억제 보다 응답성에 우선 순위가 주어질 수 있다. 요구되는 목표 구동력 (즉, 베이스 요구 구동력) 이 기준 구동력 보다 더 커서 노치 필터링 처리가 수행될 때에도, 필터링 후에 노치 필터 이득에 의해 조정된 최종 요구 구동력이 계산된다. 노치 필터 이득은 차량이 주행하는 동안의 (엔진 속도, 또는 자동 변속기의 출력 샤프트 회전 속도와 같은) 차량 정보에 기초하여 설정되고, 따라서 차량의 주행 상태에 대응하는 진동 억제의 유효성이 조정될 수 있다. 즉, 요구 구동력이 작은 영역에서, 즉 구동계의 비틀림 진동이 작은 효과를 갖는 영역에서 진동 억제 노치 필터링 처리를 수행하지 않는 것은 예컨대, 액셀 밟음량이 작을 때의 응답성이 보장될 수 있게 하고, 요구 구동력이 큰 영역에서, 즉 구동계의 비틀림 진동이 큰 효과를 갖는 영역에서 진동 억제 노치 필터링 처리를 수행하는 것은 예컨대, 액셀 밟음량이 상대적으로 클 때의 진동이 억제될 수 있게 한다.

또한, 도 2의 단계 S500이 수행되는 경우에 노치 필터링 처리가 수행되지 않으므로, 도 2의 단계 S500의 프로세스도 도 3의 노치 필터 이득 G를 0으로 설정하 고 수행될 수 있다.

이하, 본 발명의 제 2 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU를 포함하는 차량의 파워트레인이 도 1과 관련하여 설명될 것이다.

이 예시적인 실시형태의 ECU (500) 는 제 1 예시적인 실시형태에서 행하였던 것처럼, 동일한 검출 신호를 수신하고 동일한 제어 신호를 출력하며, 따라서 자동 변속기 (300) 의 시프트 제어가 실행되고 있는지 여부를 검출할 수 있고, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트하는 시점을 결정할 수 있다. 예컨대, 기어 비에 자동 변속기 (300) 의 출력 샤프트 회전 속도를 곱함으로써 획득되는, 시프트 이전의 자동 변속기 (300) 의 입력 샤프트 회전 속도와, 자동 변속기 (300) 의 실제 입력 샤프트 회전 속도 (즉, 터빈 속도) 간의 차이가 소정의 임계값 보다 더 클 때, ECU (500) 는 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트했다고 결정한다. 또한, ECU (500) 로부터 자동 변속기 (300) 로의 시프트 명령 출력 (유압 명령 값) 에 대하여 클러치 용량에 따른 응답 지연이 존재한다. 이 응답 지연은 예컨대 테스트를 통해 식별되고, ECU (500) 는, 이 응답 지연을 고려하여, 실제 클러치 용량이 전환할 때, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트했다고 결정할 수도 있다. 또한, ECU (500) 는, ECU (500) 가 시프트 명령 (즉, 유압 명령 값) 을 자동 변속기 (300) 에 출력한 후에 소정의 기간이 경과된 때, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트했다고 결정할 수도 있다.

이 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 에서, 자동 변속기 (300) 가 시프트 제어 동안의 관성 페이즈 내에 있을 때 이외의 시간에서, 상술된 비틀림 진동 억제 제어가 실행된다. 따라서, 비틀림 진동 억제 제어로부터 초래한 엔진 (100) 의 토크 저하가 관성 페이즈 동안 방지되고, 예컨대 다운시프트가 존재할 때, 터빈 속도가 시프트 후의 동기 속도로 신속하게 증가된다.

이 경우에서, 예컨대, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트하는 동시에, 비틀림 진동 억제 제어가 반영되는 정도가 완전히 0이 되는 경우에, 시프트 동안의 엔진 (100) 의 토크 다운 제어 (실행되고 있는 다른 제어) 를 간섭할 수도 있다. 따라서, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트한 직후에, 비틀림 진동 억제 제어가 반영되는 정도가 0이 되고, 그러나 상술된 간섭을 피하기 위해, 이후 설명될 노치 필터 이득 G가 초기 값 (대부분 1) 으로부터 0으로 느리게 변화된다. 그 후, 노치 필터 이득 G는 늦어도 시프트의 끝 (관성 페이즈의 끝) 까지 0이 되도록 설정되고, 비틀림 진동 억제 제어가 반영되는 정도는 느리게 (점근적으로) 0으로 변화된다. 이는, 이 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 에 의해 실행되는 제어의 특성이다.

제 2 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구조가 이제 도 5와 관련하여 설명될 것이다. 이하, 제 1 예시적인 실시형태의 단계들과 동일한 이 예시적인 실시형태의 단계들의 설명은 생략될 것이다.

예시적인 실시형태에 따른 ECU (500) 는, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 큰지 여부를 단계 S300에서 결정한다. 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 큰 경우에 (즉, 단계 S300의 예), 프로세스 는 단계 S310으로 진행한다. 그렇지 않은 경우에 (즉, 단계 S300의 아니오), 프로세스는 단계 S500으로 진행한다.

단계 S310에서, ECU (500) 는, 자동 변속기 (300) 에서 시프트 제어가 실행되고 있는지 여부, 및 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트하고 있는지 여부를 결정한다. 자동 변속기 (300) 에서 시프트 제어가 실행되고, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트하고 있는 경우에 (즉 단계 S310의 예), 프로세스는 단계 S320으로 진행한다. 그렇지 않은 경우에 (즉, 단계 S310의 아니오), 프로세스는 단계 S400으로 진행한다.

단계 S320에서, ECU (500) 는 노치 필터 이득 G를 감소시킨다. 관성 페이즈의 시작에서의 (자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트할 때) 초기 값 (G = 1에 한정되지 않음) 으로서 노치 필터 이득 G를 사용하여, 노치 필터 이득 G가 초기 값으로부터 0으로 변화된다. 노치 필터 이득 G의 이 초기 값 (≠0) 의 0으로의 이러한 느린 변화는 이후 상세히 설명될 것이다. 그 후, 프로세스는 단계 S400으로 진행한다.

도 5의 단계 S400의 가속 동안의 비틀림 진동 억제 제어를 포함하는 구동력 제어가 이제 도 6과 관련하여 설명될 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 액셀 밟음량 등에 기초하여 계산된다. 그 후, 가속 동안의 비틀림 진동을 억제하기 위하여 공진 주파수 성분을 제거하기 위해 진동 억제를 위해 노치 필터링될 구동력이, 공진 주파수 성분을 제거하기 위해 필터링될 구동력 F(0) (이하, "공진 주파수 성 분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)"라 지칭함) 로서 계산된다. 이 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)는, 베이스 요구 구동력 F(base) 와 기준 구동력 F 간의 차이 (즉, F(0) = F(base) - F) 로서 계산된다. 도 5의 단계 S400의 프로세스가 수행되기 위해, 베이스 요구 구동력 F(base) 는 기준 구동력 F 보다 더 커야만 한다. 따라서, 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)는 항상 양의 값이다.

필터링 후의 구동력 차이 F(2)가, 공진 주파수 성분 제거 필터링 대상 구동력 F(0)로부터, 공진 주파수 성분 제거 필터링 후의 구동력 F(1) (= filter(F(0))) 를 감산함으로써 계산된다 (즉, F(2) = F(0) - F(1)). 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)가, 이 필터링 후의 구동력 차이 F(2)에 노치 필터 이득 G (0≤G≤1) 를 곱함으로써 계산된다 (즉, F(3) = G x F(2)). 이 노치 필터 이득 G는 노치 필터의 유효성을 조정하기 위해 사용되고, 차량 속도, 엔진 속도 등과 같은 차량 상태에 따라 결정된다. 0인 노치 필터 이득 G는 필터 처리가 수행되지 않는 것과 동일하다.

또한, 자동 변속기 (300) 가 시프트 제어 동안의 관성 페이즈로 시프트한 후에, 노치 필터 이득 G가 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트했을 때의 초기 값 (≠0) 으로부터 0으로 느리게 변화한다. 이 상태는 도 7에 도시된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 예컨대 (도 4의 실선 참조), 관성 페이즈로의 시프트가 검출될 때 (즉, 단계 S310의 예), 관성 페이즈로 시프트할 때 (즉, 시간 t(0)) 의 초기 값이었던 노치 필터 이득 G는, 시간 t(1) (시간 t(1) 은 관성 페이즈가 종료할 때 (즉, 시프트가 종료할 때) 의 시간 t(2) 보다 이전이다) 에서 노치 필터 이득 G가 0이 되도록 변화한다. 따라서, 노치 필터 이득 G는 적어도 시프트가 종료할 때까지 0이고, 따라서 비틀림 진동 억제로부터의 영향이 제거된다.

시프트 제어의 특성을 더 향상시키기 위해, 도 7의 점선으로 도시된 바와 같이, 노치 필터 이득 G는 더 빠르게 0으로 변화될 수도 있다. 이 노치 필터 이 득 G의 저하의 기울기는, 시프트 전이 페이즈에서 실행되는 엔진 (100) 의 토크 다운 제어 (즉, 시프팅 특성을 향상시키기 위한 (특히, 시프트 지속시간을 단축하는)) 와 (예컨대, 파워-온 다운시프트 동안의 터빈 속도의 상승으로 인한) 요구 구동력의 증가 간에 간섭이 발생하지 않도록 설정된다.

도 6에서 시프트 진행 정보는, 관성 페이즈로의 시프트를 결정하기 위한 정보이다. 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트하는 시점의 결정은 상술된 바와 같고, 따라서 그 상세한 설명은 여기서 반복되지 않을 것이다.

최종 요구 구동력 F(final) 은, 베이스 요구 구동력 F(base) 로부터, 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)를 감산함으로써 계산된다 (즉, F(final) = F(base) - F(3)). 이 최종 요구 구동력 F(3)은 토크로 컨버팅되고, 그 후 엔진 (100) 이 그 토크를 출력하도록 스로틀 밸브 개방량이 제어된다.

또한, 자동 변속기 (300) 가 시프트 제어 동안의 관성 페이즈로 시프트할 때, 노치 필터 이득 G가 0으로 변화된다.

이 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치로서 작용하는 ECU (500) 의 동작이 상술된 구조 및 흐름도에 기초하여 설명될 것이다. 이하의 설명에서, ECU (500) 의 동작은, 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 크고, 자동 변속기 (300) 가 파워-온 다운시프트에 대한 시프트 제어 동안의 관성 페이즈 내에 있다고 가정한 경우 (즉, 단계 S300 및 단계 S310의 결정이 예이므로 단계 S320의 프로세스가 실행되는 경우) 에 대하여 설명될 것이다.

차량이 주행하는 중에, 운전자가 액셀 페달을 상대적으로 대량 밟은 경우에 (액셀 페달이 스텝식으로 밟혔다고 가정), 베이스 요구 구동력 F(base) 가 액셀 밟음량에 기초하여 계산된다 (단계 S100). 이 시점에서, 시프트 선 그래프 (차량 속도 및 스로틀 개방량에 의해 설정된 맵) 의 다운시프트 선이 교차되어, ECU (500) 는 다운시프트가 수행되고 있다고 결정한다.

이러한 설명은 베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 보다 더 크다고 가정하고 (즉, 단계 S300의 예), 따라서 필터링 대상 구동력 F(0)가, 베이스 요구 구동력 F(base) 와 기준 구동력 F 간의 차이로서 계산된다 (즉, F(0) = F(base) - F) (F(0) > 0).

이 필터링 대상 구동력 F(0)에 대한 노치 필터링 처리가 수행되고, 필터링 후의 구동력 F(1)이 filter(F(0))로서 계산된다.

필터링 대상 구동력 F(0)와 필터링 후의 구동력 F(1) 간의 차이 (즉, F(0) - F(1)) 는 필터링 후의 구동력 차이 F(2)로서 계산된다.

필터링 후의 구동력 차이 F(2)에 노치 필터 이득 G를 곱한 값 (즉, G x F(2)) 은 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3)로서 계산된다.

이 시점에서, 그 설명은, 자동 변속기 (300) 가 파워-온 다운시프에 대한 시프트 제어 동안의 관성 페이즈 내에 있다고 가정한다 (즉, 단계 S310의 예). 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 관성 페이즈로 시프트할 때의 노치 필터 이득 G 를 초기값으로서 설정하여, 관성 페이즈가 종료할 때 (즉, 시프트가 완료할 때) 노치 필터 이득 G가 0이 될 때까지 그 초기 값으로부터 0으로 점근적으로 저하된다.

베이스 요구 구동력 F(base) 와 이득이 반영된 후의 요구 구동력 차이 F(3) 간의 차이 (즉, F(base) - F(3)) 가 최종 요구 구동력 F(final) 로서 계산된다.

이러한 방식으로 제어가 수행될 때의 차량 가속, 터빈 속도, 요구 구동력, 및 액셀 밟음량의 시간에 걸친 변화가 도 8a 및 도 8b에 도시된다. 도 8a는 본 발명에 의한 경우를 도시하고, 도 8b는 본 발명이 아닌 비교 기술에 의한 경우를 도시한다 (즉, 비교 기술은 도 5의 단계 S320의 프로세스를 수행하지 않는다).

도 8a에 도시된 바와 같이, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시프트하고 (시간 t(11)), 노치 필터 이득 G가 관성 페이즈로 시프트할 때의 값으로부터 0으로 점근적으로 감소될 때 (단계 S320), 비틀림 억제 제어가 반영되는 정도는, 엔진 (100) 의 토크 다운 제어가 더 큰 영향력을 갖도록, 비틀림 제어가 더 이상 수행되지 않을 때까지 감소된다. 따라서, 액셀 페달 밟음량에 대하여 요구되는 구동력이 신속하게 증가한다. 결과로서, 터빈 속도가, 다운시프트 및 시프트가 종료한 후의 기어 속도의 동기 회전 속도에 신속하게 도달한다 (시간 t(12)). 즉, 도 8a에서 화살표로 도시된 바와 같이, 구동계 비틀림 진동 억제 제어가 실행되는 시간이 더 단축되고, 따라서 엔진 (100) 의 토크가 신속하게 증가한다. 이러한 토크의 상승은 터빈 속도를 신속하게 증가시키고, 따라서 시프트가 신속하게 완료된다.

반면에, 도 8b에 도시된 바와 같이, 자동 변속기 (300) 가 관성 페이즈로 시 프트할 때에도 (시간 t(11)), 노치 필터 이득 G가 본 발명에서처럼 변화되지 않을 때, 비틀림 억제 제어가 반영되는 정도가 저하되지 않고, 엔진 (100) 의 토크 억제 제어가 시프트 제어가 실행되지 않을 때처럼 실행된다. 따라서, 액셀 밟음량에 대하여 요구되는 구동력이 신속하게 증가하지 않는다. 결과로서, 터빈 속도가 다운 시프트 후의 기어 속도의 동기 속도에 신속하게 도달하지 않는다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 시프트는 시간 t(12) 보다 이후인 시간 t(13) 에서 종료한다. 즉, 도 8b에서 화살표로 도시된 바와 같이, 구동계 비틀림 진동 억제 제어가 실행되는 시간이 증가하여, 엔진 (100) 의 토크가 신속하게 증가하지 않는다. 따라서, 토크 증가의 그러한 지연의 결과로서 터빈 속도가 신속하게 증가하지 않고, 따라서 시프트가 신속하게 완료되지 않는다.

베이스 요구 구동력 F(base) 가 기준 구동력 F 이하일 때 (즉, 단계 S300의 아니오), 최종 요구 구동력 F(final) 이 베이스 요구 구동력 F(base) 로서 계산된다. 이는, 비틀림 진동 억제 제어가 실행되지 않을 것임을 나타낸다. 따라서, 필터링 처리는, 엔진 응답이 느리게 되어 운전 용이도가 악화되지 않으면서, 액셀 밟음량의 작은 변화가 존재하는 경우에도, 차량에서 구동력이 발생될 수 있게 한다.

상술된 바와 같이, 이 예시적인 실시형태에 따른 제어 장치에 의해, 요구되는 목표 구동력 (즉, 베이스 요구 구동력) 이 기준 구동력 이하일 때, 대량의 진동이 발생되지 않고, 따라서 진동 억제 제어 처리 (즉, 노치 필터링 처리) 가 수행되지 않는다. 결과로서, 진동 억제 보다 엔진 응답성에 우선 순위가 주어질 수 있다. 요구되는 목표 구동력 (즉, 베이스 요구 구동력) 이 기준 구동력 보다 더 크고, 노치 필터링 처리가 수행될 때에도, 시프트 제어가 수행되고 자동 변속기가 관성 페이즈로 시프트하고 있을 때, 노치 필터 이득 G가 0이 되도록 변화된다. 이러한 방식으로, 자동 변속기가 관성 페이즈로 시프트한 후에, 저하되는 노치 필터 이득 G에 의해 조정된 최종 요구 구동력이 계산된다. 차량의 시프트 진행의 상태에 따라 진동 억제의 유효성이 조정될 수 있다. 즉, 요구 구동력이 작은 영역에서, 즉 구동계의 비틀림 진동이 작은 효과를 갖는 영역에서 진동 억제 노치 필터링 처리를 수행하지 않는 것 (즉, 금지하는 것) 은 예컨대, 액셀 밟음량이 작을 때의 응답성이 보장될 수 있게 하고, 요구 구동력이 큰 영역에서, 즉 구동계의 비틀림 진동이 큰 효과를 갖는 영역에서 진동 억제 노치 필터링 처리를 수행하는 것은 예컨대, 액셀 밟음량이 상대적으로 클 때의 진동이 억제될 수 있게 한다. 또한, 진동 억제 노치 필터링 처리가 실행되는 경우에도, 자동 변속기가 시프트 제어 동안의 관성 페이즈로 시프트한 후에 노치 필터 이득 G가 0을 향해 변화된다. 결과로서, 구동계 비틀림 진동 억제 제어에 의한 엔진 토크 감소 제어가 감소되어, 터빈 속도가 시프트 후의 동기 속도에 신속하게 도달하고, 시프트가 신속하게 완료될 수 있다.

덧붙여 말하자면, 도 5의 단계 S500 의 경우 노치 필터링 처리가 수행되지 않기 때문에, 도 5의 단계 S500 에서의 프로세스는 도 6 및 도 7의 노치 필터 이득이 0 으로 설정된 상태에서 수행된다.

또한, 전술한 설명에서, (파워-온) 다운시프트가 시프트의 일례로서 사용되 었지만, 이 예시적인 실시형태는 다운시프트에만 한정되는 것이 아니다.

본원에 개시된 예시적인 실시형태들은 모든 점에서 단지 예일 뿐이고 어떠한 방식으로도 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 전술한 설명에 의해 나타내어 지는 것이 아니고, 특허 청구범위의 범위에 의해 나타내어 지며, 특허 청구범위의 범위와 동등한 범위 및 의미 내에 속하는 모든 변경들을 포함하도록 의도된다.

Claims

차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 설정 수단;

상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 예측 수단;

상기 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 상기 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 보정 수단; 및

상기 목표 구동력의 양에 따라, 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 변경 수단을 포함하고,

상기 목표 구동력이 클 때에는 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 크게 하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차량의 자동 변속기 (300) 의 시프트 동작을 검출하는 검출 수단을 더 포함하고,

상기 변경 수단은 상기 검출된 시프트 동작 및 상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 장치로서,

상기 차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 설정 수단;

상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 예측 수단;

상기 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 상기 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 보정 수단;

상기 자동 변속기의 시프트 동작을 검출하는 검출 수단; 및

상기 시프트 동작에 따라, 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 변경 수단을 포함하고,

쉬프트 동작이 검출되는 경우, 필터 처리가 반영되는 정도가 감소되는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보정 수단은, 상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 필터 처리가 수행될 대상 구동력을 계산하고, 상기 대상 구동력을 필터 처리함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보정 수단은, 상기 목표 구동력으로부터 기준 구동력 (F) 을 감산함으로써 상기 필터 처리가 수행될 대상 구동력을 계산하고, 상기 대상 구동력을 필터 처리함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 목표 구동력이 상기 기준 구동력 (F) 보다 더 큰 영역에서, 상기 목표 구동력이 클수록 상기 대상 구동력이 커지는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 목표 구동력이 상기 기준 구동력 (F) 이하일 때, 상기 필터 처리가 반영되는 것을 금지하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변경 수단은, 상기 필터 처리가 수행된 구동력에 대한 이득을 변경하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 변경 수단은, 상기 필터 처리가 반영되는 것을 금지하는 정도를 변경할 때, 상기 이득을 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 설정 수단은, 상기 차량의 차량 정보에 기초하여 상기 목표 구동력을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 차량 정보는 상기 차량의 액셀 페달 (accelerator pedal) 의 밟음량 (depression amount) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진동의 주파수 성분은 상기 차량의 구동계 (drivetrain) 의 공진 주파수인 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 검출 수단은, 상기 자동 변속기 (300) 의 다운시프트의 관성 페이즈 (inertia phase) 로의 시프트를 검출하고;

상기 변경 수단은, 상기 관성 페이즈로의 시프트가 검출될 때 상기 정도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변경 수단은, 상기 필터 처리가 수행된 구동력에 대한 이득을 감소시킴으로써, 상기 정도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 변경 수단은, 관성 페이즈로의 시프트가 검출될 때 상기 이득을 감소시 키고, 상기 시프트가 완료될 때 상기 이득을 0으로 변경하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 장치.
차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 단계;

상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 단계;

상기 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 상기 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 단계; 및

상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 단계를 포함하고,

상기 목표 구동력이 클 때에는 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 크게 하는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 방법.
스텝식 자동 변속기가 제공된 차량의 차량 구동력 제어 방법으로서,

상기 차량에서 발생되는 목표 구동력을 설정하는 단계;

상기 목표 구동력에 기초하여, 상기 차량에서 발생되는 진동을 예측하는 단계;

상기 예측된 진동의 주파수 성분을 감소시키기 위해, 상기 목표 구동력에 대해 필터 처리를 수행함으로써, 상기 목표 구동력을 보정하는 단계;

상기 자동 변속기의 시프트 동작을 검출하는 단계; 및

상기 시프트 동작에 기초하여, 상기 필터 처리가 반영되는 정도를 변경하는 단계를 포함하고,

쉬프트 동작이 검출되는 경우, 필터 처리가 반영되는 정도가 감소되는 것을 특징으로 하는 차량 구동력 제어 방법.
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