KR101360044B1 - System and method of cruise control for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배압조절을 통해 미소한 차속 변화에 대하여 능동적인 차속제어를 제공하고, 단계적인 제어의 천이 영역에서 이질감이 발생되지 않도록 하는 차량의 크루즈 제어장치가 개시된다.
본 발명은 크루즈 주행에서 감속 제어조건이면 차속과 부하에 따라 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정하는 맵기반 배압결정부; 목표 차속을 추종시키기 위해 배기 매니폴더에 장착되는 배압조절밸브를 작동시켜 배압을 조절하는 배압조정부; 배압조정부로 조정된 실제 배압과 맵기반 배압결정부에서 결정된 목표 배압을 연산하여 편차를 추출하는 연산기; 연산기에서 제공되는 배압 편차를 비례적분미분 제어로 보정하고, 배압조정부를 통해 배압조절밸브의 개폐량을 제어하여 목표 차속을 추종시키는 PID제어기를 포함한다.The present invention discloses a cruise control apparatus for a vehicle that provides active vehicle speed control against a small vehicle speed change through back pressure control and prevents heterogeneity from occurring in a transition region of stepwise control.
The present invention provides a map-based back pressure determining unit for determining a target back pressure for the vehicle speed control according to the vehicle speed and load if the deceleration control conditions in cruise driving; A back pressure adjusting unit controlling a back pressure by operating a back pressure control valve mounted on the exhaust manifold to follow the target vehicle speed; A calculator for calculating a deviation from the actual back pressure adjusted by the back pressure adjusting unit and a target back pressure determined by the map-based back pressure determining unit; And a PID controller for correcting the back pressure deviation provided by the calculator by proportional integral differential control and controlling the opening / closing amount of the back pressure control valve through the back pressure adjusting unit to follow the target vehicle speed.
Description
본 발명은 차량의 크루즈(Cruise) 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배압조절을 통해 미소한 차속 변화에 대하여 능동적인 차속제어를 제공하고, 단계적인 제어의 천이 영역에서 이질감이 발생되지 않도록 하는 차량의 크루즈 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cruise control device of a vehicle, and more particularly, to provide active vehicle speed control against minor vehicle speed changes through back pressure adjustment, and to prevent heterogeneity from occurring in a transition region of stepwise control. The present invention relates to a cruise control apparatus and a method of a vehicle.
차량에는 운전자에게 편의성을 제공하기 위한 목적으로 크루즈 제어장치가 장착되고 있다.The vehicle is equipped with a cruise control device for the purpose of providing convenience to the driver.
크루즈 제어장치는 고속도로나 자동차 전용도로 등을 주행할 때 운전자가 원하는 임의의 목표 차속, 예를 들어 100KPH를 설정하게 되면 가속페달의 구동이 없는 상태에서 엔진제어수단이 공기량 및 연료량을 자동으로 조정하여 설정한 목표 차속이 유지되는 크루즈(정속)주행을 제공한다.When the cruise control device sets an arbitrary target vehicle speed, for example, 100 KPH, that is desired by the driver when driving on a highway or an exclusive road, the engine control means automatically adjusts the air volume and fuel amount without driving the accelerator pedal. Provides cruise (constant speed) driving that maintains the set target vehicle speed.
크루즈 제어장치는 제어 이득을 튜닝한 단순한 피드백 제어방식을 적용하여 목표 차속을 추종시키는 크루즈 주행에서 저항으로 작용하는 바람이나 경사도에 의해 차속 변화가 발생하는 경우 목표 차속을 추종할 수 있도록 보상 제어를 실행하여 항상 설정된 목표 차속이 유지되는 크루즈 주행이 제공될 수 있도록 한다.The cruise control device applies a simple feedback control method that tunes the control gain and performs compensation control to follow the target vehicle speed when a vehicle speed change occurs due to wind or inclination acting as a resistance during cruise driving that follows the target vehicle speed. Thus, cruise driving in which the set target vehicle speed is always maintained may be provided.
크루즈 제어장치는 설정된 목표 차속으로 정속주행하는 상태에서 경사로의 등판주행으로 판정되면 공기량 및 연료량을 추가 보정하는 가속제어를 통해 설정된 목표 차속을 추종시킨다.The cruise control apparatus follows the set target vehicle speed through an acceleration control for further correcting the air amount and fuel amount when it is determined that the ramp is traveling on the slope in the state of constant driving at the set target vehicle speed.
그리고, 경사로의 내리막 주행인 경우 중력 가속도에 의한 가속으로 인하여 설정된 목표 차속을 초과하게 되므로 엔진 출력토크의 제어를 통해 차속 제한을 실행하고 엔진 출력토크의 제한으로 목표 차속을 추종시키지 못하는 경우에는 브레이크를 작동시켜 제동제어를 실행하거나 변속단 제어를 실행하여 설정된 목표 차속을 추종시킨다.In the case of the downhill driving of the ramp, the target vehicle speed is exceeded due to the acceleration due to the acceleration of gravity, so that the vehicle speed limit is executed through the control of the engine output torque and the brake is not applied when the target vehicle speed cannot be followed by the limit of the engine output torque. Activate to perform braking control or shift stage control to follow the set target vehicle speed.
종래에 차량에서 실행하는 브레이크를 작동시키는 제동제어와 변속단 제어는 미세한 제어가 불가능하고, 낮은 마찰로 주행 안정성을 위협할 수 있으며 미묘한 차속 변화에 대하여 브레이크에 의한 제동제어가 실행되는 경우 이질감이 발생될 수 있다.Conventionally, the braking control and the shift stage control for operating a brake that is executed in a vehicle are impossible to control finely, and it may threaten driving stability due to low friction, and heterogeneity occurs when the braking control by the brake is executed for a subtle vehicle speed change. Can be.
또한, 변속단 제어가 실행되는 경우 빈번한 다운 변속의 실행으로 인하여 운전자에게 불쾌감을 유발시킬 수 있다.In addition, when the shift stage control is executed, it may cause discomfort to the driver due to frequent downshifting.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 내리막 길의 크루즈 주행에서 배압조절을 통해 미소한 차속 변화에 대하여 능동적인 차속 제어를 실행하고, 단계적인 제어의 천이 영역에서 이질감을 줄여 주행 고급감을 제공하고자 한다.The present invention was developed to solve this problem, the object of which is to carry out active vehicle speed control for the small vehicle speed change through the back pressure control in the cruise driving downhill, and reduce the heterogeneity in the transition region of the stepwise control I want to provide a sense of quality.
또한, 본 발명의 목적은 차속 및 부하변화의 크기에 대하여 단계적인 제어방법을 적용하여 다양한 제어전략을 제공하고자 한다.It is also an object of the present invention to provide a variety of control strategies by applying a stepwise control method for the magnitude of the vehicle speed and load change.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 크루즈 주행에서 감속 제어조건이면 차속과 부하에 따라 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정하는 맵기반 배압결정부; 목표 차속을 추종시키기 위해 배기 매니폴더에 장착되는 배압조절밸브를 작동시켜 배압을 조절하는 배압조정부; 배압조정부로 조정된 실제 배압과 맵기반 배압결정부에서 결정된 목표 배압을 연산하여 편차를 추출하는 연산기; 연산기에서 제공되는 배압 편차를 비례적분미분 제어로 보정하고, 배압조정부를 통해 배압조절밸브의 개폐량을 제어하여 목표 차속을 추종시키는 PID제어기를 포함하는 차량의 크루즈 제어장치가 제공된다.Features according to an embodiment of the present invention is a map-based back pressure determining unit for determining a target back pressure for the vehicle speed control according to the vehicle speed and load if the deceleration control condition in cruise driving; A back pressure adjusting unit controlling a back pressure by operating a back pressure control valve mounted on the exhaust manifold to follow the target vehicle speed; A calculator for calculating a deviation from the actual back pressure adjusted by the back pressure adjusting unit and a target back pressure determined by the map-based back pressure determining unit; There is provided a cruise control apparatus for a vehicle including a PID controller for correcting a back pressure deviation provided by a calculator by a proportional integral differential control and controlling a opening / closing amount of a back pressure control valve through a back pressure adjusting unit to follow a target vehicle speed.
상기 맵기반 배압결정부는 차속과 부하에 따라 학습된 배압이 맵 데이터로 설정될 수 있다.The map-based back pressure determining unit may set the learned back pressure as map data according to the vehicle speed and the load.
상기 맵기반 배압결정부는 차속 제어를 위한 목표 배압이 결정되면 오픈루프제어로 배압조정부를 제어하여 배압조절밸브의 개폐량을 조절할 수 있다.The map-based back pressure determining unit may adjust the opening and closing amount of the back pressure control valve by controlling the back pressure adjusting unit by the open loop control when the target back pressure for the vehicle speed control is determined.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 내리막 길 크루즈 주행에서 목표 차속과 실제 차속을 비교하여 차속 제어조건인지 판단하는 과정; 상기 차속 제어조건이면 차속과 부하를 학습 맵에 적용하여 목표 배압을 결정하는 과정; 배압조절밸브의 조절을 통해 목표 배압을 추종시켜 엔진에 부하로 작용시키는 과정; 배압조절밸브로 조절되는 실제 배압과 목표 배압의 편차를 검출하고, 편차에 대한 보정값을 결정하여 PID제어로 목표 배압으로 유지시켜 목표 차속을 추종시키는 과정을 포함하는 차량의 크루즈 제어방법이 제공된다.In addition, a feature according to another embodiment of the present invention is the process of determining whether the vehicle speed control condition by comparing the target vehicle speed and the actual vehicle speed in the downhill cruise; Determining a target back pressure by applying a vehicle speed and a load to a learning map under the vehicle speed control condition; Controlling the back pressure control valve to follow the target back pressure to act as a load on the engine; There is provided a cruise control method for a vehicle including detecting a deviation between an actual back pressure and a target back pressure controlled by a back pressure control valve, determining a correction value for the deviation, and maintaining the target back pressure by PID control to follow a target vehicle speed. .
상기 차속 제어조건은 내리막 길의 중력 가속도에 의해 실제 차속이 목표 차속을 초과하여 목표 차속을 추종시키기 위한 감속 조건이다.The vehicle speed control condition is a deceleration condition for following the target vehicle speed by the actual vehicle speed exceeding the target vehicle speed by the gravity acceleration of the downhill road.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 하나의 특징은 크루즈 주행에서 감속 제어조건이면 차속과 부하에 따라 차속 제어를 위한 배압 제어값을 결정하는 모델기반 배압결정부; 상기 모델기반 배압결정부에서 결정된 배압 제어값에서 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들을 통합 제어하기 위한 목표 배압을 추정하여 피드 포워드 제어로 배압조정부를 제어하는 목표배압 추정부; 크루즈 주행에서 감속 제어조건이면 차속과 부하에 따라 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정하는 맵기반 배압결정부; 목표 배압이 유지되도록 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브와 고압 EGR밸브, 저압 EGR밸브 및 배압조절밸브를 연동시켜 개폐량을 통합 조절하는 배압조정부; 맵기반 배압결정부에서 결정된 목표 배압과 흡배기 배니폴더에 장착되는 밸브의 통합 조절로 결정되는 실제 배압을 연산하여 편차를 추출하는 제1연산기; 제1연산기에서 추출된 배압의 편차에 따라 목표 차속을 추종시키기 위한 비례적분미분 제어값을 결정하는 PID제어기; PID제어기에서 결정된 비례적분미분 제어값과 목표배압 추정부에서 제공되는 목표 배압을 연산하여 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들의 개폐량 보정값을 추출하는 제2연산기를 포함하는 차량의 크루즈 제어장치가 제공된다.In addition, another feature according to an embodiment of the present invention is a model-based back pressure determination unit for determining the back pressure control value for the vehicle speed control according to the vehicle speed and load if the deceleration control condition in cruise driving; A target back pressure estimator for estimating a target back pressure for integrally controlling the valves mounted on the intake and exhaust manifold from the back pressure control value determined by the model-based back pressure determining unit and controlling the back pressure adjusting unit by feed forward control; A map-based back pressure determining unit that determines a target back pressure for controlling the vehicle speed according to the vehicle speed and the load if the deceleration control condition is used in the cruise driving; A back pressure adjusting unit integrally controlling the opening and closing amount by interlocking a throttle valve mounted on the intake and exhaust manifold with a high pressure EGR valve, a low pressure EGR valve, and a back pressure control valve to maintain a target back pressure; A first operator for calculating a target back pressure determined by the map-based back pressure determination unit and extracting a deviation by calculating an actual back pressure determined by integrated adjustment of a valve mounted on the intake and exhaust vane folder; A PID controller for determining a proportional integral derivative control value for following a target vehicle speed according to the deviation of the back pressure extracted by the first operator; Provided is a cruise control apparatus for a vehicle including a second operator for calculating a proportional integral differential control value determined by a PID controller and a target back pressure provided by a target back pressure estimator to extract the opening / closing correction value of valves mounted on the intake and exhaust manifold. do.
상기 모델기반 배압결정부는 흡배기 매니폴더에 구성되는 스로틀 밸브, 고압 EGR밸브, 저압 EGR밸브, 배압조절밸브의 개폐량 따라 변화되는 배압정보를 포함하여 모델링 값이 설정될 수 있다.The model-based back pressure determining unit may set a modeling value including back pressure information that is changed according to opening and closing amounts of a throttle valve, a high pressure EGR valve, a low pressure EGR valve, and a back pressure control valve configured in the intake and exhaust manifold.
상기 모델기반 배압결정부는 차속과 부하의 조건에 따라 흡배기 매니폴더의 특정지점에서 형성되는 압력과 유량, 온도조건을 포함하여 모델링될 수 있다.The model-based back pressure determining unit may be modeled including pressure, flow rate, and temperature conditions formed at a specific point of the intake and exhaust manifold according to vehicle speed and load conditions.
상기 특정지점은 저압 EGR밸브를 통과한 공기와 외부에서 유입되는 공기의 합이 형성되는 터보차저의 임펄러 전단인 제1지점; 터보차저의 임펄러를 통해 과급된 공기가 형성되는 임펄러 후단인 제2지점; 고압 EGR밸브를 통과한 재순환 공기와 스로틀 밸브를 통과한 공기의 합이 형성되는 제3지점; 배기압력이 형성되는 터보 차저의 터빈 전단인 제4지점; 터보차저의 터빈을 통과한 배기압력이 형성되는 터빈 후단인 제5지점으로 설정될 수 있다.The specific point is a first point that is the impeller front end of the turbocharger is formed by the sum of the air passing through the low-pressure EGR valve and the air introduced from the outside; A second point, which is a rear end of the impeller, through which the supercharged air is formed through the impeller of the turbocharger; A third point at which a sum of recirculated air passing through the high pressure EGR valve and air passing through the throttle valve is formed; A fourth point, which is a front end of the turbine of the turbocharger in which exhaust pressure is formed; The exhaust pressure passing through the turbine of the turbocharger may be set to the fifth point, which is the rear end of the turbine.
또한, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따르면 내리막 길 크루즈 주행에서 목표 차속과 실제 차속을 비교하여 차속 제어조건인지 판단하는 과정; 상기 차속 제어조건이면 차속 제어를 위해 모델기반을 적용하여 목표 배압을 결정하고, 학습맵을 적용하여 목표 배압을 결정하는 과정; 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브와 고압EGR밸브, 저압 EGR밸브, 배압조절밸브의 개폐량을 연동 제어하여 목표 배압을 추종시키는 과정; 학습맵에서 추출한 목표 배압과 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들의 연동 제어로 결정되는 실제 배압을 비교하여 편차를 추출하고, 편차에 대하여 비례적분미분 제어값을 결정하는 과정; 상기 모델기반을 적용하여 추출한 목표 배압과 비례적분미분 제어값을 연산하여 목표 배압 추종을 위해 보상값을 결정하고 흡배기 메니폴더에 장착되는 스로틀 밸브와 고압EGR밸브, 저압 EGR밸브, 배압조절밸브의 개폐량을 연동 제어하여 목표 차속을 추종시키는 배압 제어를 실행하는 과정을 포함하는 차량의 크루즈 제어방법이 제공된다.Further, according to another embodiment of the present invention, the process of determining whether the vehicle speed control condition by comparing the target vehicle speed and the actual vehicle speed in the downhill cruise; Determining a target back pressure by applying a model-based to control the vehicle speed under the vehicle speed control condition, and determining a target back pressure by applying a learning map; Tracking the target back pressure by interlocking and controlling the opening and closing amounts of the throttle valve, the high pressure EGR valve, the low pressure EGR valve, and the back pressure regulating valve mounted on the intake and exhaust manifold; Comparing the target back pressure extracted from the learning map with the actual back pressure determined by interlocking control of the valves mounted on the intake and exhaust manifold, extracting a deviation, and determining a proportional integral derivative value for the deviation; By calculating the target back pressure and proportional integral control value extracted by applying the model-based, the compensation value is determined to follow the target back pressure. A cruise control method for a vehicle is provided, which includes performing a back pressure control for controlling a quantity of the vehicle to follow a target vehicle speed.
이와 같이 본 발명은 내리막길의 크루즈 주행에서 배압밸브의 제어로 목표 차속을 추종시킴으로써, 미세한 차속 변화에 대하여 능동적인 차속제어를 제공할 수 있어 성능 향상을 제공할 수 있다.As described above, the present invention can follow the target vehicle speed by controlling the back pressure valve in the cruise driving downhill, thereby providing active vehicle speed control against minute vehicle speed changes, thereby providing improved performance.
또한, 배압 제어를 이용하여 목표 차속을 추종시킴으로써 제어의 진출입에 이질감이 제공되지 않고, 브레이크의 작동이 수반되지 않아 주행 안정성 및 브레이크 내구성 향상을 제공할 수 있다. In addition, by following the target vehicle speed by using the back pressure control, heterogeneity is not provided to the ingress and intake of the control, and the operation of the brake is not accompanied, so that the driving stability and the brake durability can be improved.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 크루즈 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 크루즈 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 크루즈 제어장치에서 흡배기 매니폴더를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 크루즈 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 크루즈 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is a view schematically showing a cruise control apparatus for a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a cruise control apparatus for a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view showing an intake and exhaust manifold in the cruise control apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart schematically illustrating a cruise control procedure of a vehicle according to the first embodiment of the present invention.
5 is a flowchart schematically illustrating a cruise control procedure of a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since each configuration shown in the drawings is arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
본 발명은 크루즈 주행이 실행되는 상태에서 경사로의 내리막 길 주행할 때 목표 차속을 초과하지 않도록 감속 제어를 제공하는 것이므로 이에 대해서만 구체적으로 설명한다.Since the present invention provides a deceleration control so as not to exceed the target vehicle speed when driving downhill on a slope in a state where cruise driving is performed, only this will be described in detail.
또한, 크루즈 주행이 실행되는 상태에서 경사로의 등판 주행이나 평지의 주행에 대해서는 통상적인 제어가 적용되므로 구체적인 설명은 생략한다. In addition, since the conventional control is applied to the climbing of the slope and the driving of the plain in the state where the cruise driving is performed, a detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 크루즈 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a cruise control apparatus for a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예는 맵기반 배압결정부(101), 연산기(102), PID제어기(103) 및 배압조정부(104)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a first embodiment of the present invention includes a map-based back
맵기반 배압결정부(101)는 차속과 부하의 조건에 따라 목표 차속을 추종시키는 배압이 학습을 통해 맵 데이터로 설정되며, 크루즈 주행에서 감속을 위한 차속제어의 조건이면 현재의 주행 차속과 부하를 맵 데이터에 적용하여 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정한다.The map-based back
상기 맵기반 배압결정부(101)는 차속 제어를 위해 결정되는 목표 배압으로 배압조정부(104)를 오픈루프제어(Open Loop Control)하여 배압조정부(104)를 통해 도 3에 도시된 배압밸브(309)를 작동시킨다.The map-based back
즉, 배압조정부(104)를 통해 목표 배압이 유지되도록 배압밸브(309)의 개폐량을 조절함으로써 엔진(301)에서 배출되는 배기가스의 정상적으로 배출을 차단시켜 엔진(301)에 부하로 작용하게 된다.That is, by controlling the opening and closing amount of the
따라서, 엔진(301)은 배압의 영향으로 출력 저감이 수반되어 차속 감속이 제공되며, 이에 따라 목표 차속을 추종시키게 된다.Accordingly, the
연산기(102)는 상기 맵기반 배압결정부(101)에서 결정된 목표 배압으로 배압조정부(104)를 오픈루프제어하여 목표 차속을 추종시키는 상태에서 배압조정부(104)로 조정된 실제 배압과 목표 배압을 연산하여 그 편차를 PID제어기(103)에 제공한다.The
PID제어기(103)는 연산기(102)에서 제공되는 배압의 편차에 따라 비례적분미분 제어로 배압조정부(104)를 제어함으로써, 배압조정부(104)에 의한 배압밸브(309)의 개폐량이 조절되어 목표 차속을 추종하는 목표 배압 제어를 실행한다.The
따라서, 엔진(301)의 미세한 출력 저감이 수반되어 차속 감속이 제공되며, 이에 따라 목표 차속을 추종시키게 된다.Thus, a slight reduction in power of the
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 크루즈 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart schematically illustrating a cruise control procedure of a vehicle according to the first embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명이 적용되는 차량이 경사로 내리막 길을 크루즈 주행하는 상태에서(S101) 차속과 부하 등을 포함하는 제반적인 운전정보를 검출하고(S102) 목표 차속과 실제차속을 비교한다(S103).Referring to FIG. 4, in a state in which a vehicle to which the present invention is applied is cruised down a slope (S101), general driving information including a vehicle speed and a load is detected (S102), and a target vehicle speed and an actual vehicle speed are compared. (S103).
상기 S103에서 실제 차속이 목표 차속을 초과하여 감속이 필요한 차속 제어조건을 만족하는지 판단한다(S104).In step S103, it is determined whether the actual vehicle speed exceeds the target vehicle speed and satisfies a vehicle speed control condition requiring deceleration (S104).
상기 S104에서 차속 제어조건을 만족하지 않으면 현재의 운전조건을 유지하고, 차속 제어조건을 만족하면 차속과 부하를 맵기반 배압결정부(101)에 설정되는 맵 데이터에 적용하여 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정한다(S105).If the vehicle speed control condition is not satisfied in step S104, the current driving condition is maintained, and if the vehicle speed control condition is satisfied, the target back pressure for vehicle speed control is applied by applying the vehicle speed and load to the map data set in the map-based back
그리고, 차속 제어를 위해 결정되는 목표 배압으로 배압조정부(104)를 오픈루프제어하여 배압조정부(104)를 통해 도 3에 도시된 배압밸브(309)의 개폐량을 조절하여 목표 배압이 발생될 수 있도록 한다(S106).Then, the target back pressure may be generated by controlling the opening and closing amount of the
따라서, 엔진(301)에서 배출되는 배기가스의 정상적인 배출을 차단시켜 엔진(301)에 부하로 작용하게 함으로써, 엔진(301)의 출력 저감을 유도하고, 이에 따라 감속을 제공하여 목표 차속을 추종시키게 된다.Therefore, by blocking the normal discharge of the exhaust gas discharged from the
상기와 같이 오픈루프제어로 배압밸브(309)의 개폐량이 조절되어 감속을 제공하는 상태에서 연산기(102)는 피드백 검출되는 배압조정부(104)로 조정된 실제 배압과 목표 배압을 연산하여 그 편차를 PID제어기(103)에 제공한다(S107).As described above, in the state in which the opening / closing amount of the
따라서, S107에서 PID제어기(103)는 연산기(102)에서 제공되는 배압의 편차에 따라 비례적분미분 제어로 배압조정부(104)를 제어하여 배압밸브(309)의 개폐량이 목표 차속을 추종하는 목표 배압 제어를 실행함으로써(S108), 엔진(301)의 미세한 출력 저감으로 감속을 제공하여 목표 차속을 추종시키는 크루즈 주행을 유지한다(S109).Accordingly, in S107, the
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 크루즈 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing a cruise control apparatus for a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시예는 모델기반 배압결정부(201), 맵기반 배압결정부(202), 목표배압추정부(203), 제1연산기(204), PID제어기(205), 제2연산기(206) 및 배압조정부(207)를 포함한다.2, a second embodiment of the present invention includes a model-based back
모델기반 배압결정부(201)는 차속과 부하의 조건에 따라 목표 차속을 추종시키기 위한 제어값이 학습을 통해 설정되고, 크루즈 주행에서 감속을 위한 차속제어의 조건을 만족하면 배압 제어를 위한 제어값을 결정한다.The model-based back
상기 모델기반 배압결정부(201)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 흡배기 매니폴더의 각 위치에 구성되는 스로틀 밸브(306), 고압 EGR밸브(307), 저압 EGR밸브(308), 배압조절밸브(309)의 개폐량 정보를 포함하여 모델링 값이 설정된다.As shown in FIG. 3, the model-based back
상기 모델기반 배압결정부(201)는 차속과 부하의 조건에 따라 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 흡배기 매니폴더의 임의의 측정지점(P0 내지 P4)에서 형성되는 압력과 유량, 온도 등을 데이터를 바탕으로 모델링된다.As shown in FIG. 3, the model-based back
제1측정지점(P0)는 저압 EGR밸브(308)를 통과한 공기와 외부에 유입된 공기의 합이 형성되는 터보차저의 임펄러 전단으로 설정되고, 제2측정지점(P1)은 터보차저의 임펄러를 통해 과급된 공기가 형성되는 임펄러 후단으로 설정되고, 제3측정지점(P2)은 고압 EGR밸브(307)를 통과한 재순환 공기와 스로틀 밸브(306)를 통과한 공기의 합이 형성되는 지점으로 설정되며, 제4측정지점(P3)은 터보차저의 터빈을 기동시키는 배기압력이 형성되는 터빈 전단으로 설정되고, 제5측정지점(P4)은 터보차저의 터빈을 통과한 배기압력이 형성되는 터빈 후단으로 설정될 수 있다.The first measuring point P0 is set as the impeller front of the turbocharger in which the sum of the air passing through the low
맵기반 배압결정부(202)는 차속과 부하의 조건에 따라 목표 차속을 추종시키는 배압이 학습을 통해 맵 데이터로 설정되며, 크루즈 주행에서 감속을 위한 차속제어의 조건이면 현재의 주행 차속과 부하를 맵 데이터에 적용하여 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정한다.The map-based back
목표 배압추정부(203)는 모델기반 배압결정부(201)에서 제공되는 제어값에서 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들을 통합 제어하기 위한 목표 배압을 추정하여 피드 포워드 제어(Feed Forward Control)로 배압조정부(207)를 제어한다.The target back
따라서, 배압조정부(207)를 통해 목표 배압이 유지되도록 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브(306)와 고압 EGR밸브(307), 저압 EGR밸브(308) 및 배압조절밸브(309)를 상호 연동시켜 통합 조절한다.Therefore, the
따라서, 엔진(301)의 출력이 안정적으로 제어되어 목표 차속을 추종시키게 된다.Therefore, the output of the
제1연산기(204)는 상기 맵기반 배압결정부(202)에서 결정된 목표 배압과 배압조정부(204)의 제어에 따라 흡배기 배니폴더에 장착되는 밸브들이 통합 제어되어 배출되는 실제의 배압을 연산하여 그 편차를 PID제어기(204)에 제공한다.The
PID제어기(204)는 제1연산기(204)에서 제공되는 배압의 편차에 따라 목표 차속을 추종시키기 위한 비례적분미분 제어값을 결정하여 제2연산부(206)에 출력한다.The
제2연산부(206)는 PID제어기(204)에서 제공되는 목표 차속을 추종시키기 위한 비례적분미분 제어값과 목표 배압 추정부(203)에서 제공되는 목표 배압을 연산하여 배압조정부(207)에 제공한다.The
따라서, 배압조정부(207)는 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브(306)와 고압 EGR밸브(307), 저압 EGR밸브(308) 및 배압조절밸브(309)를 상호 연동시켜 통합 조절함으로써, 엔진(301)의 출력을 조절하여 목표 차속을 추종시키게 된다.Accordingly, the back
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 크루즈 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating a cruise control procedure of a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명이 적용되는 차량이 경사로 내리막 길을 크루즈 주행하는 상태에서(S201) 차속과 부하 등 제반적인 운전정보를 검출하고(S202) 목표 차속과 실제차속을 비교한다(S203).Referring to FIG. 5, in a state in which a vehicle to which the present invention is applied is cruised down a slope (S201), general driving information such as a vehicle speed and a load is detected (S202), and a target vehicle speed and an actual vehicle speed are compared (S203). .
상기 S303에서 실제 차속이 목표 차속을 초과하여 감속이 필요한 차속 제어조건을 만족하는지 판단한다(S204).In step S303, it is determined whether the actual vehicle speed exceeds the target vehicle speed and satisfies a vehicle speed control condition requiring deceleration (S204).
상기 S204에서 차속 제어조건을 만족하지 않으면 현재의 운전조건을 유지하고(S205), 차속 제어조건을 만족하면 차속과 부하의 조건을 모델기반 배압결정부(201)에 적용하여 목표 차속을 추종시키기 위한 제어값을 결정한다(S206).If the vehicle speed control condition is not satisfied in S204, the current driving condition is maintained (S205). If the vehicle speed control condition is satisfied, the vehicle speed and load conditions are applied to the model-based back
그리고, 차속과 부하를 맵기반 배압결정부(202)에 설정되는 맵 데이터에 적용하여 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정한다(S207).Then, the vehicle speed and the load are applied to the map data set in the map-based back
이후, 목표 배압추정부(203)는 모델기반 배압결정부(201)에서 제공되는 제어값에서 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들을 통합 제어하기 위한 목표 배압을 추정하여 피드 포워드 제어로 배압조정부(207)를 제어한다.Thereafter, the target back
따라서, 배압조정부(207)는 목표 차속을 추종하는 배압을 제어하기 위해 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브(306)와 고압 EGR밸브(307), 저압 EGR밸브(308) 및 배압조절밸브(309)를 상호 연동시켜 통합 조절함으로써, 엔진(301)의 출력을 제어하여 목표 차속을 추종시킨다(S208).Accordingly, the back
이때, 제1연산기(204)는 상기 맵기반 배압결정부(202)에서 결정된 목표 배압과 배압조정부(207)의 제어에 따라 흡배기 배니폴더에 장착되는 밸브들이 통합 제어되어 배출되는 실제의 배압을 연산하여 그 편차를 PID제어기(204)에 제공한다.At this time, the
PID제어기(204)는 제1연산기(204)에서 제공되는 배압의 편차에 따라 목표 차속을 추종시키기 위한 비례적분미분 제어값을 결정하여 제2연산부(206)에 출력하고, 제2연산부(206)는 PID제어기(204)에서 제공되는 목표 차속을 추종시키기 위한 비례적분미분 제어값과 목표 배압 추정부(203)에서 제공되는 목표 배압을 연산하여 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들의 개폐량을 조절하기 위한 보정값을 결정하여 배압조정부(207)에 제공한다(S209).The
따라서, 배압조정부(207)는 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브(306)와 고압 EGR밸브(307), 저압 EGR밸브(308) 및 배압조절밸브(309)를 상호 연동시켜 통합 조절함으로써(S210), 엔진(301)의 출력을 조절하여 목표 차속을 추종시키는 크루즈 주행을 제공한다(S211).Accordingly, the back
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
101,202 : 맵기반 배압결정부 102,204 : 제1연산기
103,205 : PID제어기 104,207 : 배압조정부
203 : 목표배압 추정부 206 : 제2연산기 101,202: map-based back pressure determining unit 102,204: first operator
103,205: PID controller 104,207: Back pressure adjusting unit
203: target back pressure estimator 206: second operator
Claims (10)
목표 차속을 추종시키기 위해 배기 매니폴더에 장착되는 배압조절밸브를 작동시켜 배압을 조절하는 배압조정부;
배압조정부로 조정된 실제 배압과 맵기반 배압결정부에서 결정된 목표 배압을 연산하여 편차를 추출하는 연산기;
연산기에서 제공되는 배압 편차를 비례적분미분 제어로 보정하고, 배압조정부를 통해 배압조절밸브의 개폐량을 제어하여 목표 차속을 추종시키는 PID제어기;
를 포함하는 차량의 크루즈 제어장치.A map-based back pressure determining unit that determines a target back pressure for controlling the vehicle speed according to the vehicle speed and the load if the deceleration control condition is used in the cruise driving;
A back pressure adjusting unit controlling a back pressure by operating a back pressure control valve mounted on the exhaust manifold to follow the target vehicle speed;
A calculator for calculating a deviation from the actual back pressure adjusted by the back pressure adjusting unit and a target back pressure determined by the map-based back pressure determining unit;
A PID controller for correcting the back pressure deviation provided by the calculator by proportional integral differential control and controlling the opening / closing amount of the back pressure control valve through the back pressure adjusting unit to follow the target vehicle speed;
Cruise control device of the vehicle comprising a.
상기 맵기반 배압결정부는 차속과 부하에 따라 학습된 배압이 맵 데이터로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 크루즈 제어장치. The method of claim 1,
The map-based back pressure determination unit cruise control apparatus of a vehicle, characterized in that the back pressure learned in accordance with the vehicle speed and load is set as map data.
상기 맵기반 배압결정부는 차속 제어를 위한 목표 배압이 결정되면 오픈루프제어로 배압조정부를 제어하여 배압조절밸브의 개폐량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 크루즈 제어장치.The method of claim 1,
The map-based back pressure determining unit cruise control device for a vehicle, characterized in that for controlling the opening and closing amount of the back pressure control valve by controlling the back pressure control unit by the open loop control when the target back pressure for vehicle speed control is determined.
상기 차속 제어조건이면 차속과 부하를 학습 맵에 적용하여 목표 배압을 결정하는 과정;
배압조절밸브의 조절을 통해 목표 배압을 추종시켜 엔진에 부하로 작용시키는 과정;
배압조절밸브로 조절되는 실제 배압과 목표 배압의 편차를 검출하고, 편차에 대한 보정값을 결정하여 PID제어로 목표 배압으로 유지시켜 목표 차속을 추종시키는 과정;
을 포함하는 차량의 크루즈 제어방법. Determining whether the vehicle speed is controlled by comparing the target vehicle speed with the actual vehicle speed during the downhill cruise;
Determining a target back pressure by applying a vehicle speed and a load to a learning map under the vehicle speed control condition;
Controlling the back pressure control valve to follow the target back pressure to act as a load on the engine;
Detecting a deviation between the actual back pressure and the target back pressure controlled by the back pressure control valve, determining a correction value for the deviation, and maintaining the target back pressure by PID control to follow the target vehicle speed;
Cruise control method of the vehicle comprising a.
상기 차속 제어조건은 내리막 길의 중력 가속도에 의해 실제 차속이 목표 차속을 초과하여 목표 차속을 추종시키기 위한 감속 조건인 것을 특징으로 하는 차량의 크루즈 제어방법. 5. The method of claim 4,
The vehicle speed control condition is a cruise control method for a vehicle, characterized in that the deceleration condition for following the target vehicle speed by the actual vehicle speed exceeds the target vehicle speed by the acceleration of the downhill road.
상기 모델기반 배압결정부에서 결정된 배압 제어값에서 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들을 통합 제어하기 위한 목표 배압을 추정하여 피드 포워드 제어로 배압조정부를 제어하는 목표배압 추정부;
크루즈 주행에서 감속 제어조건이면 차속과 부하에 따라 차속 제어를 위한 목표 배압을 결정하는 맵기반 배압결정부;
목표 배압이 유지되도록 흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브와 고압 EGR밸브, 저압 EGR밸브 및 배압조절밸브를 연동시켜 개폐량을 통합 조절하는 배압조정부;
맵기반 배압결정부에서 결정된 목표 배압과 흡배기 배니폴더에 장착되는 밸브의 통합 조절로 결정되는 실제 배압을 연산하여 편차를 추출하는 제1연산기;
제1연산기에서 추출된 배압의 편차에 따라 목표 차속을 추종시키기 위한 비례적분미분 제어값을 결정하는 PID제어기;
PID제어기에서 결정된 비례적분미분 제어값과 목표배압 추정부에서 제공되는 목표 배압을 연산하여 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들의 개폐량 보정값을 추출하는 제2연산기;
를 포함하는 차량의 크루즈 제어장치.A model-based back pressure determining unit determining a back pressure control value for controlling the vehicle speed according to the vehicle speed and the load if the deceleration control condition is performed in the cruise driving;
A target back pressure estimator for estimating a target back pressure for integrally controlling the valves mounted on the intake and exhaust manifold from the back pressure control value determined by the model-based back pressure determining unit and controlling the back pressure adjusting unit by feed forward control;
A map-based back pressure determining unit that determines a target back pressure for controlling the vehicle speed according to the vehicle speed and the load if the deceleration control condition is used in the cruise driving;
A back pressure adjusting unit integrally controlling the opening and closing amount by interlocking a throttle valve mounted on the intake and exhaust manifold with a high pressure EGR valve, a low pressure EGR valve, and a back pressure control valve to maintain a target back pressure;
A first operator for calculating a target back pressure determined by the map-based back pressure determination unit and extracting a deviation by calculating an actual back pressure determined by integrated adjustment of a valve mounted on the intake and exhaust vane folder;
A PID controller for determining a proportional integral derivative control value for following a target vehicle speed according to the deviation of the back pressure extracted by the first operator;
A second operator for calculating the proportional integral control value determined by the PID controller and the target back pressure provided by the target back pressure estimator to extract the opening / closing correction value of the valves mounted on the intake / exhaust manifold;
Cruise control device of the vehicle comprising a.
상기 모델기반 배압결정부는 흡배기 매니폴더에 구성되는 스로틀 밸브, 고압 EGR밸브, 저압 EGR밸브, 배압조절밸브의 개폐량 따라 변화되는 배압정보를 포함하여 모델링 값이 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 크루즈 제어장치.The method according to claim 6,
The model-based back pressure determination unit cruise control of the vehicle, characterized in that the modeling value is set, including the back pressure information is changed according to the opening and closing amount of the throttle valve, high pressure EGR valve, low pressure EGR valve, back pressure control valve configured in the intake and exhaust manifold Device.
상기 모델기반 배압결정부는 차속과 부하의 조건에 따라 흡배기 매니폴더의 특정지점에서 형성되는 압력과 유량, 온도조건을 포함하여 모델링되는 것을 특징으로 하는 차량의 크루즈 제어장치.The method according to claim 6,
The model-based back pressure determining unit is a cruise control apparatus for a vehicle, characterized in that the model including the pressure, flow rate, temperature conditions formed at a specific point of the intake and exhaust manifold according to the conditions of the vehicle speed and load.
상기 특정지점은 저압 EGR밸브를 통과한 공기와 외부에서 유입되는 공기의 합이 형성되는 터보차저의 임펄러 전단인 제1지점;
터보차저의 임펄러를 통해 과급된 공기가 형성되는 임펄러 후단인 제2지점;
고압 EGR밸브를 통과한 재순환 공기와 스로틀 밸브를 통과한 공기의 합이 형성되는 제3지점;
배기압력이 형성되는 터보 차저의 터빈 전단인 제4지점;
터보차저의 터빈을 통과한 배기압력이 형성되는 터빈 후단인 제5지점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량의 크루즈 제어장치.9. The method of claim 8,
The specific point is a first point that is the impeller front end of the turbocharger is formed by the sum of the air passing through the low-pressure EGR valve and the air introduced from the outside;
A second point, which is a rear end of the impeller, through which the supercharged air is formed through the impeller of the turbocharger;
A third point at which a sum of recirculated air passing through the high pressure EGR valve and air passing through the throttle valve is formed;
A fourth point, which is a front end of the turbine of the turbocharger in which exhaust pressure is formed;
A cruise control apparatus for a vehicle, characterized in that it is set at a fifth point, which is a rear end of the turbine, in which exhaust pressure passing through the turbine of the turbocharger is formed.
상기 차속 제어조건이면 차속 제어를 위해 모델기반을 적용하여 목표 배압을 결정하고, 학습맵을 적용하여 목표 배압을 결정하는 과정;
흡배기 매니폴더에 장착되는 스로틀 밸브와 고압EGR밸브, 저압 EGR밸브, 배압조절밸브의 개폐량을 연동 제어하여 목표 배압을 추종시키는 과정;
학습맵에서 추출한 목표 배압과 흡배기 매니폴더에 장착되는 밸브들의 연동 제어로 결정되는 실제 배압을 비교하여 편차를 추출하고, 편차에 대하여 비례적분미분 제어값을 결정하는 과정;
상기 모델기반을 적용하여 추출한 목표 배압과 비례적분미분 제어값을 연산하여 목표 배압 추종을 위해 보상값을 결정하고 흡배기 메니폴더에 장착되는 스로틀 밸브와 고압EGR밸브, 저압 EGR밸브, 배압조절밸브의 개폐량을 연동 제어하여 목표 차속을 추종시키는 배압 제어를 실행하는 과정;
을 포함하는 차량의 크루즈 제어방법.Determining whether the vehicle speed is controlled by comparing the target vehicle speed with the actual vehicle speed during the downhill cruise;
Determining a target back pressure by applying a model-based to control the vehicle speed under the vehicle speed control condition, and determining a target back pressure by applying a learning map;
Tracking the target back pressure by interlocking and controlling the opening and closing amounts of the throttle valve, the high pressure EGR valve, the low pressure EGR valve, and the back pressure regulating valve mounted on the intake and exhaust manifold;
Comparing the target back pressure extracted from the learning map with the actual back pressure determined by interlocking control of the valves mounted on the intake and exhaust manifold, extracting a deviation, and determining a proportional integral derivative value for the deviation;
By calculating the target back pressure and proportional integral control value extracted by applying the model-based, the compensation value is determined to follow the target back pressure. Executing back pressure control to follow the target vehicle speed by interlocking control the amount;
Cruise control method of the vehicle comprising a.
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