KR101317376B1 - 자동차 주행 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크립 토크(Creep Torque)를 최소 토크로 설정하는 단계와, 엔진과 모터의 최대 토크의 합을 최대 토크로 설정하는 단계와, APS(Accel pedal Position Sensor)값을 모니터링 하는 단계와, 상기 APS값에 따라 요구 토크값을 연산하는 단계와, 상기 요구 토크값을 필터링하기 위한 필터 계수값을 자동차의 주행상황에 따라 설정하는 단계 및 상기 설정된 필터 계수값으로 상기 요구 토크값을 필터링하는 단계를 포함하는 자동차 주행 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 자동차의 주행상황을 충실하게 반영하여 토크를 변경함으로써 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Description

자동차 주행 제어 방법{TRAVELING CONTROL METHOD OF MOTOR VEHICLE}

본 발명은 자동차 주행 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 현재 주행 상황에 따라 자동차 운전자의 요구 토크의 필터링 값을 변경할 수 있는 자동차 주행 제어 방법에 관한 것이다.

차량의 로직 구현에서, 운전자의 요구 토크를 연산하는 로직은 운전자의 의지를 정확히 반영해야 한다.

감속, 가속, 일정 속도 유지 등 운전자의 의지를 정확히 반영해야 운전자가 원하는 대로 차량이 구동될 수 있으며, 만약 운전자의 의지를 제대로 반영하지 않고 요구 토크가 연산될 경우, 운전자와 다른 의도로 차량이 구동되어 운전성 저해 및 사고의 위험성도 커지게 된다. 그러므로 운전자 요구 토크 연산의 정확성은 로직 구현에 필수적이다.

차량에서 운전자의 의지를 파악할 수 있는 요소는 APS(Accel pedal Position Sensor) 와 BPS(Brake pedal Position Sensor)의 깊이(Depth) 등으로 이루어진다.

운전 요구 토크 연산 중 가속 토크는 일반적으로 시스템의 최소 토크와 최대 토크값을 연산한 후 APS값에 따라 비례하여 연산되며, 감속토크는 BPS값에 따라 회생제동 및 유압제동량으로 결정짓게 된다.

일반적으로 운전자가 가속을 원할 경우에는 APS의 값에 비례하여 가속 요구토크값이 커지고, 감속을 원하는 경우에는 BPS의 값이 커지게 되는데 이 외의 현재 변속단이나 차속 등을 반영하여 가장 운전자의 의지에 부합하며 현재 차량 시스템에 맞는 운전자 요구 토크를 연산한다.

그러나 이러한 운전자 요구 토크 연산 시 요구 토크 값이 급격히 급변하지 않도록 필터링 되어야 하며, 필터링 되어진 요구 토크 값이 운전자의 의지를 벗어나지 않도록 제어되어야 한다. 또한, 과도한 필터링으로 운전자 요구의지를 반하지 않도록 해야 한다.

이러한 운전자 요구 토크 연산을 위한 종래기술의 경우 APS OFF시 크립(Creep) 주행이 가능하도록 크립 토크(Creep Torque)값을 최소 토크로 설정하고, 엔진과 모터 토크를 더한 값을 시스템 최대 토크로 설정한다. 상기 최소 토크를 APS 0%에 대응시키고, 최대 토크를 APS 100%에 대응시켜 차속과 APS에 따른 운전자의 가속요구 토크값을 연산하며, 운전자 요구 토크가 급변하지 않도록 일정한 필터 계수값(Filter Coefficient)으로 필터링한다.

종래기술의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 필터링시 하나의 고정된 계수값(Constant)으로 필터링하였기 때문에 현재 주행상황을 충실하게 반영하지 못하는 문제가 있었다. 예를 들어, TCS나 ESP 신호 입력 시 안전을 위해 요구 토크는 운전자의 요구 그대로 즉각적으로 반영되어야 하는데 종래기술의 경우 필터 계수값이 고정되어 있기 때문에 주행상황을 신속하게 반영하지 못하여 운전자를 위험에 처하게 할 수 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현재 자동차의 주행 상황에 따라 가속 토크의 급변을 방지함과 동시에 현재 차량 주행 상황에 따라 운전자의 요구 토크를 충실하게 반영할 수 있는 자동차 주행 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에서는 자동차 주행 제어 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 상기 자동차 주행 제어 방법은, 크립 토크(Creep Torque)를 최소 토크로 설정하는 단계; 엔진과 모터의 최대 토크의 합을 최대 토크로 설정하는 단계; APS(Accel pedal Position Sensor)값을 모니터링 하는 단계; 상기 APS값에 따라 요구 토크값을 연산하는 단계; 상기 요구 토크값을 필터링하기 위한 필터 계수값을 자동차의 주행상황에 따라 설정하는 단계; 및 상기 설정된 필터 계수값으로 상기 요구 토크값을 필터링하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 주행상황은 TCS(Traction Control System), ESP(Electronic Stability Program), SOC(State Of Charge), APS 변화율 및 드라이브 모드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 TCS, ESP, SOC, APS 변화율 및 드라이브 모드를 포함하는 상기 주행상황에 대해 우선순위를 설정하고, 설정된 순위가 높은 주행상황의 이벤트 발생에 따라 상기 필터 계수값을 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법에 따르면 현재 자동차의 주행 상황에 따라 필터 계수값을 변경하여 가속 토크의 급변을 방지함과 동시에 자동차의 주행 상황을 요구 토크에 충실하게 반영할 수 있으며 이로 인해 자동차 운행의 안전성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 자동차 주행 제어 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법의 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법의 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법은 크립 토크(Creep Torque)를 최소 토크로 설정하는 단계(S10)와, 엔진과 모터의 최대 토크의 합을 최대 토크로 설정하는 단계(S20)와, 가속 페달 센서(APS; Accelerator pedal Position Sensor)값을 모니터링 하는 단계(S30)와, 상기 APS값에 따라 요구 토크값을 연산하는 단계(S40)와, 자동차의 주행상황에 따라 상기 요구 토크값을 필터링하기 위한 필터 계수값(10)을 설정하는 단계(S50) 및 상기 설정된 필터 계수값(10)으로 상기 요구 토크값을 필터링하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.

우선, 크립 토크를 최소 토크로 설정한다(S10). 크립 토크는 크립 주행시 토크를 의미하는 것이고, 크립 주행이란 가속 페달(accelerator pedal)을 밟지 않고 엔진의 아이들(idle) RPM이나 모터의 전기 동력만으로 차량이 이동하는 것을 크립(creep) 주행이라고 한다. 주로 도로가 막히는 경우 또는 운전자의 의지로 서행을 하고자 할 때 크립 주행을 하게 된다.

자동차의 주행 제어 시스템은 엑셀 포지션 페달 및 브레이크 스위치 입력 신호를 입력 받아 운전자의 주행 의지를 결정하게 된다. 특히, 하이브리드 차량에 적용되는 시스템은 운전자 요구 토크를 실현하기 위하여 엔진 제어기에 의한 엔진의 출력 토크와, 배터리 전원 상태에 따라 모터 제어기에 의한 모터 출력 토크의 조합에 의하여 최종 출력 토크를 결정하게 된다.

하이브리드 차량에서 차량이 저속 혹은 정지 상태일 때 운전자가 가속의지가 없을 경우 즉, 엑셀 페달을 밟지 않았을 때 크립 토크를 생성하기 위해 엔진의 동력을 최소한으로 사용하여 연료 소모를 줄이도록 제어 로직이 구성되어 있어서 엔진은 정지되고 모터를 이용한 전기 동력에 의해 크립 토크를 발생하게 된다. 상기 크립 토크는 배터리 전원 상태에 따라 모터에 의하여 발생되며, 크립 토크가 오래 지속될 경우 배터리의 전원 상태가 좋지 못하게 되어 엔진을 다시 시동하여 엔진에 의하여 배터리를 충전하여야 하는 상황이 발생하게 된다.

한편, 일반적인 내연기관 자동차의 경우 차량이 저속 혹은 정지 상태에서 운전자가 가속의지가 없을 경우, 즉 엑셀 페달을 밟지 않았을 때 크립(Creep) 토크만 발생하게 된다. 상기 발생되는 크립 토크는 엔진에 의하여 발생되며, 이때 엔진은 최소한의 동력으로 크립 토크를 발생하게 된다.

크립 토크를 시스템의 최소 토크로 설정함으로써 APS(Accel pedal Position Sensor)의 오프(Off)시 크립 주행이 가능하도록 한다.

그리고 엔진 및 모터의 최대 토크의 합을 시스템의 최대 토크로 설정한다(S20).

하이브리드 차량의 경우 상술한 바와 같이 엔진 제어기에 의한 엔진의 출력 토크와, 배터리 전원 상태에 따라 모터 제어기에 의한 모터 출력 토크의 조합에 의하여 최종 출력 토크를 결정하게 되는데 이 최종 출력 토크값의 최대값을 시스템의 최대 토크로 설정한다.

상기 최소 토크와 최대 토크가 설정된 상태에서 운전자의 APS값을 모니터링(Monitoring)한다(S30). 즉, 운전자가 얼마나 가속 페달을 밟는지를 APS(Accel pedal Position Sensor)를 통해 지속적으로 모니터링 하는 것이다.

그 다음 상기 모니터링된 APS값에 따라 운전자의 요구 토크값을 연산한다(S40). 구체적으로 APS값이 0%인 경우 상기 설정된 최소 토크(크립 토크)에 대응시키고, APS값이 100%인 경우를 상기 설정된 최대 토크에 대응시킴으로서 APS값에 따라 운전자의 요구 토크값을 연산한다.

도 3에 실시예로 도시된 바와 같이 최대 토크값을 연결한 최대 토크 라인과 최소 토크 값을 연결한 최소 토크 라인 사이에서 운전자가 엑셀 페달을 밟은 APS값이 50%인 경우 그에 대응되는 요구 토크값은 70Nm로 연산된다.

그 다음 상기 요구 토크값을 필터링하기 위한 필터 계수값(Filter Coefficient)(10)을 자동차의 주행상황에 따라 설정한다(S50).

그리고 상기 설정된 필터 계수값(10)으로 상기 요구 토크값을 필터링하여 자동차의 주행을 제어한다(S60).

상기 필터 계수값(10)은 일반적으로 운전자 요구 토크 연산 시에 요구 토크 값이 급격하게 급변하지 않도록 필터링하는 역할을 한다.

종래기술의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 이러한 필터 계수값이 고정된 값으로 설정되어 있어 다양한 주행 상황에 대처할 수 없는 문제가 있었다.

그러나 본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 시스템에서 자동차의 주행상황에 따라 필터 계수값(10)을 변경하여 설정한다. 따라서 차량의 다양한 주행 상황을 반영하여 필터 계수값(10)이 정해지게 되므로 현재 주행 상황에 대한 대처 능력이 향상된다.

상기 주행상황은 구동 제어 시스템(TCS; Traction Control System), 전자식 주행 안정화 프로그램(ESP; Electronic Stability Program), SOC(State Of Charge), APS 변화율 및 드라이브 모드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

하나 또는 다수의 실시예에서 TCS 또는 ESP 제어 플래그(Controlling Flag)가 온(On)되는 경우, 상기 필터 계수값(10)을 작게 설정함으로써 운전자의 요구 토크로 신속하게 변경될 수 있도록 할 수 있다. 자동차의 주행상황 중에서 TCS나 ESP 제어 플래그(Controlling Flag)가 온(On) 되는 경우는 자동차 주행상황이 긴급한 상황이거나 위험에 처한 상황일 경우가 많으므로 이때에는 운전자의 요구를 즉각적으로 반영할 필요가 있기 때문이다.

다른 하나 또는 다수의 실시예에서는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 낮은 경우 상기 필터 계수값을 다소 크게 설정함으로써 상기 요구 토크 값이 천천히 변화될 수 있도록 할 수 있으며, 기타 APS 변화율 및 드라이브 모드에 따라서도 필터 계수값을 변경시킬 수 있다.

상기 TCS(Traction Control System), ESP(Electronic Stability Program), SOC(State Of Charge), APS 변화율 및 드라이브 모드는 자동차 주행상황과 관련된 변수의 일 실시예이므로 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 상기 변수들 이외에도 다양한 자동차 주행상황의 변수에 따라 상기 필터 계수값을 설정할 수 있다.

한편, 상기 TCS(Traction Control System), ESP(Electronic Stability Program), SOC(State Of Charge), APS 변화율 및 드라이브 모드를 포함하는 다양한 주행상황에 대해서 상기 필터 계수값(을 설정하기 위한 우선순위를 정할 수 있으며, 설정된 순위가 높은 주행상황의 이벤트 발생에 따라 상기 필터 계수값을 변경하여 설정할 수 있다.

하나 또는 다수의 실시예에서, 1. TCS 또는 ESP 동작하는 경우, 2. 배터리 SOC 방전제한이 있는 경우, 3. Eco 드라이브 모드로 주행하는 경우, 4. 시내도로(City way) 주행 중인 경우, 5. 고속도로(Highway) 주행 중인 경우 순서로 우선순위를 정할 수 있다.

예를 들어, 5. 고속도로 주행 중인 경우 이에 따라 필터 계수값(10)이 설정되어 이에 따라 운전자의 요구 토크를 필터링하여 주행 중인 상황에서, 도로의 장애물 등으로 인해 긴급하게 운전함으로써 자동차의 1. TCS나 ESP가 동작하게 되는 경우를 가정해 볼 수 있다. 이때, 5번 보다 우선순위가 높은 1번의 TCS 또는 ESP에 따른 필터 계수값을 적용하여 요구 토크를 필터링함으로써 운전자의 요구를 즉각적으로 반영하여 긴급 상황을 신속하게 벗어날 수 있도록 한다.

실제 하이브리드 자동차의 시스템에 채택하여 테스트한 결과 다양한 주행상황에 따라 필터 계수값을 설정하여 운전자의 가속 요구 토크를 변경함으로써 안전성이 향상되고 연비 측면에서도 유리한 효과가 있었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동차 주행 제어 방법에 따르면 현재 자동차의 주행 상황에 따라 필터 계수값을 변경하게 되므로 자동차의주행 상황이 요구 토크에 충실하게 반영될 수 있으며 이로 인해 자동차 운행의 안전성이 향상되는 효과가 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 필터 계수값

Claims (3)

1. 자동차 주행 제어 방법에 있어서,
   크립 토크(Creep Torque)를 최소 토크로 설정하는 단계;
   엔진과 모터의 최대 토크의 합을 최대 토크로 설정하는 단계;
   가속 페달 센서(APS; Accelerator pedal Position Sensor)값을 모니터링 하는 단계;
   상기 APS값에 따라 요구 토크값을 연산하는 단계;
   상기 요구 토크값을 필터링하기 위한 필터 계수값을 자동차의 주행상황에 따라 설정하는 단계; 및
   상기 설정된 필터 계수값으로 상기 요구 토크값을 필터링하는 단계;를 포함하되,
   상기 주행상황은 구동 제어 시스템(TCS; Traction Control System), 전자식 주행 안정화 프로그램(ESP; Electronic Stability Program), SOC(State Of Charge), APS 변화율 및 드라이브 모드 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 주행 제어 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 TCS, ESP, SOC, APS 변화율 및 드라이브 모드를 포함하는 상기 주행상황에 대해 우선순위를 설정하고, 설정된 순위가 높은 주행상황의 이벤트 발생에 따라 상기 필터 계수값을 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차 주행 제어 방법.

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