KR101555387B1 - 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법에 관한 것으로, 엔진의 회전 속도가 증가하고 목표 구동축 속도와 실측 구동축 속도의 차이인 에러 값이 상수인 속도인자보다 크다면, 실측 구동축 속도가 목표 구동축 속도를 추종하도록 엔진 토크를 보상 하여, 변속시 구동력 제어 시스템으로 인해 엔진 토크 제어로 인해 저하 될 수 있는 차량의 가속력을 증가시킴으로써, 변속시 구동력 제어 시스템 제어로 인해서 발생하는 감속을 방지하여 가속 성능을 보완하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

Description

수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법{ENGINE CONTROL METHOD OF TRACTION CONTROL SYSTEM FOR MANUAL TRANSMISSION IN VEHICLE}

본 발명은 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 실측 구동축 속도가 목표 구동축 속도를 추종하도록 엔진 토크를 보상 하여, 변속시 구동력 제어 시스템으로 인해 엔진 토크 제어로 인해 저하 될 수 있는 차량의 가속력을 증가시킬 수 있는 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 급발진이나 급가속 시 과대한 슬립(slip)을 방지하기 위해서 엔진의 구동력을 조절하는 구동력 제어 시스템(TCS: Traction Control System)을 이용하여, 차량의 안전성을 향상시키게 된다.

이러한 구동력 제어 시스템(TCS)은 차량의 출발이나 가속시 구동륜에 슬립(slip)이 발생될 때, 구동축의 속도를 제어하여 차량의 가속도가 최대가 되도록 하는 시스템이다. 또한, 구동력 제어 시스템(TCS)은 코너 길에서 차량이 선회할 때 차량의 불안정성을 막기 위해서 엔진 토크를 제어함으로써 차량이 안전하게 선회하도록 한다.

이러한 구동력 제어 시스템(TCS)은 구동륜과 노면 사이에 발생되는 슬립의 양인 슬립 양과 노면의 마찰 계수에 따라, 차량의 구동륜에서 최적의 구동력을 얻도록 목표 구동륜 속도를 설정하고 이를 추종하도록 엔진 토크를 제어한다.

그러나 수동 변속기 차량의 경우에는 변속기가 저속 기어단에서 보다 고속 기어단으로 변경되면 변속기의 변속비가 감소하게되므로, 구동륜으로 전달되는 엔진 출력이 상대적으로 감소하여, 이때, 가속 페달을 밟아 가속하게 되면 구동력 제어 시스템의 제어로 인해서 엔진 토크를 낮추게 됨으로써, 변속 이후에 오히려 가속 성능이 저하된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실측 구동축 속도가 목표 구동축 속도를 추종하도록 엔진 토크를 보상 하여, 변속시 구동력 제어 시스템으로 인해 엔진 토크가 감소하여 저하 되는 차량의 가속력을 증가시킬 수 있는 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법은 변속 인식 모듈에서 센서를 통해 측정된 차량의 주행 속도와 엔진 회전 속도의 비인 속도 비가 급격히 변경되었을 때, 변경 유지된 시간이 임계값이상인지 여부를 확인하는 단계와, 상기 속도 비가 변경된 후에 유지된 시간이 임계값 이상이면, 차량이 변속된 것으로 인식하는 단계와, 상기 차량이 변속이 인식되면, 엔진 출력 보상 모듈에서는 상기 엔진의 회전 속도가 감소하거나 에러 값이 속도인자 미만인지 여부를 확인하는 단계 및 상기 엔진 속도의 증가하고 에러 값이 속도인자 이상이라면, 변속 후 가속할 때 엔진 출력이 구동력 제어 시스템의 동작으로 인해 저하되는 것을 방지하기 위해서 엔진 출력 보정 모듈에서 산출된 엔진 토크에 토크 보상 값을 합산한 엔진 보정 토크 값을 산출하여 엔진 제어기로 인가하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 에러값은 산출된 목표 구동축 속도와 센서를 통해 측정된 실측 구동축 속도의 차이 값일 수 있다.

상기 엔진 회전 속도가 감소하거나 에러 값이 속도인자 미만이라면, 차량이 변속후에 가속되지 않는 것으로 판단하고 주행 속도 및 구동축의 속도에 따라 산출된 엔진 토크를 엔진 제어기로 인가하여, 엔진 출력이 구동력 제어 시스템으로 인해 저하되는 것을 방지하는 단계를 실행할 수 있다.

상기 토크 보상값은 상기 에러값에 비례하는 값일 수 있다.

본 발명에 의한 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법은 실측 구동축 속도가 목표 구동축 속도를 추종하도록 엔진 토크를 보상 하여, 변속시 구동력 제어 시스템으로 인해 엔진 토크가 감소하여 저하 되는 차량의 가속력을 증가시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 구동축 및 차량의 속도를 도시한 타이밍도의 일예이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.

우선, 수동 변속기 차량에서, 센서를 통해 측정된 차량의 주행속도와 엔진이 회전 하는 속도의 비인 속도 비가 급격히 변경되었는지 여부를 변속 인식 모듈을 통해서 확인(S1)한다.

여기서 수동 변속기 차량의 경우에는 주행 중 차량의 주행 속도와 엔진의 회전 속도의 비인 속도 비는 변속기의 기어 단에 따라 일정한 비율로 유지된다. 예를 들어 속도 비는 1단에서 9.063, 2단에서 4.891 및 3단에서 2.766으로 일정한 비율로 유지되며, 기어가 증가할수록 속도 비는 감소한다.

그리고 변속을 위해서 운전자가 클러치를 밟으면 엔진과 변속기 사이의 동력이 분리된다. 그러면 차량은 주행하고 있는 관성으로 인해서 구동륜이 차량 주행 속도에 상응하는 속도를 유지하므로 주행 속도는 일정하게 유지된다. 또한 클러치 분리에는 운전자가 가속 페달을 밟은 상태가 아니므로 엔진의 속도는 아이들 상태를 추종하게 된다. 그러므로 클러치 동작시 차량의 주행 속도와 엔진의 회전 속도의 비는 변경되어, 이를 통해 클러치의 동작 여부를 확인한다.

그리고 차량의 주행 속도와 엔진의 회전 속도의 비가 급격히 변경되면, 변속을 위한 변경인지 단지 클러치가 일시적으로 분리된 건지 여부를 확인하기 위해서 속도 비가 변경되고 유지된 시간이 임계값 이상인지 여부를 확인(S2)한다.

여기서, 임계값은 튜닝 인자로써, 운전자가 변속하기 위해 지속 시간에 따라 상이하게 설정할 수 있다. 또한 임계값은 일시적인 클러치 분리인지 변속을 위해서 클러치가 변속되었는지 여부를 판단하기 위한 값이다. 그러므로 임계값 이상의 시간 동안 속도 비가 변경된 상태로 유지되면 차량이 변속된 것으로 인식(S3)하고, 임계값 미만의 시간 동안 속도 비가 변경된 상태로 유지되면 단지 일시적으로 클러치가 분리된 것으로 판단하고 차량 변속에 따른 엔진 제어를 종료한다.

그리고 차량이 변속된 것으로 인식(S3)되면, 엔진 출력 보상 모듈에서는 엔진 회전 속도가 감소하거나 에러 값이 속도인자 미만인지 여부를 확인(S4)한다.

여기서, 에러 값은 센서를 통해 측정된 차량 주행 속도에 비례하도록 산출된 목표 구동축 속도와, 센서를 통해 측정된 실측 구동축 속도의 차이 값이다. 예를 들어 차량의 속도, 목표 구동축 속도 및 실측 구동축 속도가 도 2에 도시된 바와 같으면, 임의의 시간(t1)에 에러 값(E)은 실측 구동축 속도(b)에서 목표 구동축 속도(a)를 뺀 차이 값(b-a=E)이다. 그리고 목표 구동축 속도와 실측 구동축 속도 사이의 속도 차가 발생될 때에는, 차량이 빙판길과 같은 저마찰 노면을 주행하는 것으로 판단하고 차량이 슬립(slip)되는 것을 방지하기 위해서 구동력 제어 시스템(TCS)은 엔진 토크 제어하여 구동축이 최대 구동력을 갖도록 제어한다.

그리고 속도 인자는 엔진 회전 모듈에 저장되어 있는 상수로, 에러 값의 크기를 통해 엔진 토크를 제어를 결정하기 위한 값이다.

여기서, 엔진 회전 속도가 감소하거나, 에러 값이 속도인자 미만이거나, 엔진 회전 속도가 감소하고 에러 값이 속도인자 미만일 경우에는, 변속후에 차량이 가속되지 않는 것으로 판단하고 변속시 엔진 출력이 저하되는 것을 방지하기 위해서 엔진 출력 보정 모듈에서는 차량의 속도 및 구동축 토크로 부터 산출된 엔진 토크를 그대로 유지(S5)시킨다. 즉, 변속시 구동력 제어 시스템으로 인해서 엔진 토크가 저하되는 것을 방지하기 위해서, 엔진 출력 보정 모듈에서 산출된 엔진 토크를 그대로 유지하고 이를 엔진 제어기를 통해 엔진으로 인가한다.

그리고 엔진 출력 보상 모듈에서는 측정된 엔진의 회전 속도가 증가하고, 에러 값이 엔진 회전 모듈에 저장되어 있는 상수인 속도 인자보다 더 크다면 이를 보상하기 위해서 엔진 토크 보정(S6)을 실행한다. 이때, 엔진 출력 보상 모듈에서는 엔진의 회전 속도가 증가하였다면, 차량의 수동 변속기가 변속된 이후에 운전자가 가속 페달을 밟아서 가속됨을 인식한다. 그리고 에러 값이 속도 인자보다 더 크다면, 에러 값을 보상하기 위해서 엔진 토크 보정을 실행한다.

여기서, 엔진 보정 토크 값은 엔진 출력 보정 모듈에서 산출된 엔진 토크와, 에러 값에 따라 산출된 토크 보상 값을 더한 값이다. 이때, 토크 보상 값은 수학식 1과 같은 식을 통해 산출한다.

즉, 토크 보상 값은 목표 구동축 속도와 실제 구동축 속도의 차이인 에러 값의 비율에 비례하는 값이 된다.

그러므로 이러한 토크 보상 값을 통해 실측 구동축 속도가 목표 구동축 속도를 추종하도록 엔진 토크를 보상 하여, 변속시 구동력 제어 시스템으로 인해 엔진 토크 제어로 인해 저하 될 수 있는 차량의 가속력을 증가시킬 수 있다. 즉, 변속시 구동력 제어 시스템 제어로 인해서 발생하는 감속을 방지하여 가속 성능을 보완하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

S1; 차량 주행 속도와 엔진 회전 속도 비 변경 여부 확인 단계
S2; 유지된 시간이 임계값 이상인지 여부 확인 단계
S3; 변속 인식 단계
S4; 엔진 회전 속도 감소 또는 에러 값 확인 단계
S5; 엔진 토크 유지 단계
S6; 엔진 토크 보정 단계

Claims (4)

1. 변속 인식 모듈에서 센서를 통해 측정된 차량의 주행 속도와 엔진 회전 속도의 비인 속도 비가 급격히 변경되었을 때, 변경 유지된 시간이 임계값이상인지 여부를 확인하는 단계;
   상기 속도 비가 변경된 후에 유지된 시간이 임계값 이상이면, 차량이 변속된 것으로 인식하는 단계;
   상기 차량이 변속이 인식되면, 엔진 출력 보상 모듈에서는 상기 엔진의 회전 속도가 감소하거나 에러 값이 속도인자 미만인지 여부를 확인하는 단계; 및
   상기 엔진 속도의 증가하고 에러 값이 속도인자 이상이라면, 변속 후 가속할 때 엔진 출력이 구동력 제어 시스템의 동작으로 인해 저하되는 것을 방지하기 위해서 엔진 출력 보정 모듈에서 산출된 엔진 토크에 토크 보상 값을 합산한 엔진 보정 토크 값을 산출하여 엔진 제어기로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 에러값은 산출된 목표 구동축 속도와 센서를 통해 측정된 실측 구동축 속도의 차이 값인 것을 특징으로 하는 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 엔진 회전 속도가 감소하거나 에러 값이 속도인자 미만이라면, 차량이 변속후에 가속되지 않는 것으로 판단하고 주행 속도 및 구동축의 속도에 따라 산출된 엔진 토크를 엔진 제어기로 인가하여, 엔진 출력이 구동력 제어 시스템으로 인해 저하되는 것을 방지하는 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 토크 보상값은 상기 에러값에 비례하는 값인 것을 특징으로 하는 수동 변속기 차량용 구동력 제어 시스템의 엔진 제어 방법.

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