KR20090061696A

KR20090061696A - 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치 및 이에적합한 제어 방법

Info

Publication number: KR20090061696A
Application number: KR1020070128599A
Authority: KR
Inventors: 오원현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-06-17
Also published as: KR101315726B1

Abstract

본 발명은 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치 및 이에 적합한 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 차량을 정속 주행하기 위해 크루즈 콘트롤을 작동시킬 때 차량 연비를 향상시키면서 차간 거리 유지를 할 수 있도록 한 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치 및 이에 적합한 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 크루즈 컨트롤 시스템에서 차간거리제어를 할 때에도 연비를 고려하여 차간거리제어를 하게 됨으로써, 경제 운전 효과를 극대화시킬 수 있도록 한 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치 및 이에 적합한 제어 방법을제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 현재 차량의 자동변속기 기어단수 그래프와 차속의 교차점을 제한 TPS값을 연산하는 제한TPS연산부와, 상기한 제한TPS값에 해당하는 연비 구간에서 연비운전 요구TPS값을 연산하는 요구TPS연산부와, 상기한 제한TPS값과 요구TPS값에서 각각 요구가속도제한값과 경제운전요구가속도값을 연산하여 출력하는 PI제어기와, 상기한 제한TPS값으로 차간거리제어기에서 출력된 차간거리제어가속도를 제한하는 요구가속도제한부와, 상기한 요구가속도제한부에서 출력된 가속도값과 요구TPS연산부 및 PI제어기에서 출력된 경제운전요구가속도값을 보정하여 최종 요구가속도를 출력하는 비교부로 구성함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 제어 방법은, 선행차와의 상대속도와 상대거리를 측정하여 차간거리제어기에서 차간거리를 유지할 수 있는 요구가속도를 연산하여 ESP에서 브레이크와 엔진을 제어하는 자동차의 차간거리 제어 방법에 있어서,

상기한 차간거리제어기에서 연산된 요구가속도를 연비운전에 적합하게 보정하기 위해 현재 기어단수와 현재 차량속도에 따라 차량의 자동변속기 변속맵에서 제한 TPS값 및 이에 따른 요구가속도제한값을 연산하는 단계와,

상기한 요구가속도 제한값에 대해 연비가 우수한 구간으로 연비운전 요구TPS값 및 요구가속도값을 추출하는 단계와,

상기한 연비운전 요구TPS값과 현재 TPS값을 비교하여 그 차이를 PI 제어기에서 연산하여 경제운전 요구가속도를 연산하는 단계와,

상기한 요구가속도값에 경제운전 요구가속도를 보정하여 최종 요구가속도를 연산하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

경제 운전, 자동차의 경제 운전 방법, 크루즈 콘트롤 제어 방법, 차간거리제어방법

Description

경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치 및 이에 적합한 제어 방법 {a distance control system and the method for a car}

일반적으로, 자동차를 운전할 때 장거리를 운행하게 되면 운전자의 피로를 감소시키기 위해 차량이 정속 주행하도록 하는 크루즈 콘트롤 시스템을 작동시키게 된다.

상기한 크루즈 콘트롤 시스템은 앞차와의 차간 거리를 유지하면서 차량이 정속 주행하도록 제어하는 것으로서, 차량의 드로틀 밸브와 브레이크를 제어하면서 차간 거리 유지 및 정속 주행을 하게 되는 것이다.

즉, 상기한 크루즈 콘트롤 시스템은 운전자의 세팅값에 의해 속도가 제어되는 정속주행제어와, 선행차와의 거리를 감지하여 일정하게 유지하도록 하는 차간거 리제어에 의해 동작하게 된다.

특히, 상기한 차간거리제어는 운전자가 정해진 다수의 세팅값을 설정하게 되면 이에 따라 선행차와의 거리를 설정하여 제어하게 되는 바, 상기한 거리에 따라 요구가속도를 계산한 후 이에 따라 ESP에서 브레이크와 드로틀 밸브를 제어하게 되는 것이다.

도5는 크루즈 컨트롤 시스템에서의 차간거리제어 방법을 도시한 블록도로서, 차간거리제어기(50)에 선행차와의 상대속도와 상대거리가 입력되면, 차간거리제어를 위한 요구가속도가 연산된다.

상기한 요구가속도가 설정되면 이 값에 의해 ESP(51)에서 요구 TPS값을 연산함과 아울러 브레이킹 요구량을 연산하여 ECU(엔진제어)(52)와 BCU(브레이크제어)(53)를 통해 브레이크와 드로틀 밸브를 조절하게 됨으로써, 차량 속도를 조절하여 선행차와의 차간 거리를 일정하게 유지하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 크루즈 컨트롤 시스템에서 차간 거리제어를 위해 선행차와의 상대속도와 상대거리만을 고려하여 요구가속도를 설정하게 되면, 차량의 연비와 관계없이 브레이크와 드로틀 밸브를 제어하기 때문에, 차량 연비가 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 크루즈 컨트롤 시스템에서 차간거리제어를 할 때에도 연비를 고려하여 차간거리제어를 하게 됨으로써, 경제 운전 효과를 극대화시킬 수 있도록 한 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치 및 이에 적합한 제어 방법을 제공함에 있다.

이상과 같이 본 발명은 크루즈 컨트롤 시스템에서 차간거리제어기를 통해 연산된 선행차와의 거리 유지에 적절한 요구가속도값을 경제운전요구가속도값으로 보정하고 이를 통해 브레이크와 엔진을 제어하으로써, 크루즈 컨트롤 시스템에서 차간거리유지와 함께 연비를 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치를 도시한 블록도로서, 현재 차량의 자동변속기 기어단수 그래프와 차속의 교차점을 제 한 TPS값을 제한TPS연산부(1)와, 상기한 제한TPS값에 해당하는 연비구간에서 최적의 연비운전 요구TPS값을 연산하는 요구TPS연산부(2)와, 상기한 제한TPS값과 요구TPS값에서 각각 요구가속도제한값과 경제운전요구가속도값을 연산하여 출력하는 PI(비례적분제어)제어기(3)와, 상기한 제한TPS값으로 차간거리제어기(50)에서 출력된 차간거리제어가속도값을 제한하는 요구가속도제한부(4)와, 상기한 요구가속도제한부(4)에서 출력된 가속도값과 요구TPS연산부(2) 및 PI제어기(3)에서 출력된 경제운전요구가속도값을 비교하여 최종 요구가속도를 출력하는 비교부(5)로 이루어져 있다.

즉, 현재 차량의 TPS값에 비해 동일 차속에서 변속그래프와 차속의 교차점의 연비보다 더 우수한 구간으로 TPS값을 갖도록 요구가속도값을 연산한 후, 이를 차간거리제어기(50)에서의 요구가속도값과 비교하여 경제 운전 TPS값에 따른 최종 가속도값을 ESP(51)로 전송하여 브레이크 및 ECU(52)를 제어하게 됨으로써, 경제 운전이 가능한 차간거리 제어가 이루어지는 것이다.

여기서, 상기한 제한TPS 연산부(1)와 요구TPS 연산부(2)가 경제운전 가속도 연산부(6)를 이루게 되고, 상기한 제한TPS값 및 요구TPS값은 자동 변속기에 탑재되어 있는 변속맵에서 구하게 된다.

도2는 제한TPS값 및 요구TPS값을 변속맵에서 연산하는 것을 도시한 그래프로서, 그래프의 TPS개도율을 a, b, c 구간으로 구분할 수 있는 바, a 구간은 연비우수구간이고, b 구간은 가감속 구간으로서 연비가 a 구간에 비해 저하된 구간이며, c 구간은 급가감속 구간으로서 연비가 가장 나쁜 구간이다.

상기한 그래프에서 예를 들어 현재 차속이 70㎞/h이고 기어단수가 3단이며 TPS 개도율이 80%라고 가정하면, 현재 차량은 급가감속구간인 c 구간인 바, 3속-2속 그래프와 차속의 교차점에서 제한TPS값이 결정되고, 요구TPS값은 b 구간으로 선정된다.

요구TPS값이 현재 TPS값보다 연비가 우수한 b 구간으로 선정되면 여기에서 요구가속도를 연산한 후 적절한 값으로 보정하여 경제운전 요구가속도를 연산하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 도3과 도4에 따라 설명하면 차량이 시동(IGNITION ON)되면 제어기가 준비(READY)되고, 이에 따라 소정 센서에 의해 선행차와의 상대속도와 상대거리가 측정된다.

선행차와의 상대속도와 상대거리가 측정되면 이를 차간거리제어기(50)로 전송하여 요구가속도를 구함과 아울러 제한TPS연산부(1)에서 차량의 변속맵에 따른 제한 TPS값을 연산하게 된다.

즉, 현재 기어단수와 현재 차량속도에 따라 연비우수구간, 가감속구간, 급가감속구간의 변속점에서 제한TPS값이 설정되는 바, 제한TPS값이 설정되면 이에 따른 요구가속도제한값이 PI 제어기(3)를 통해 연산된다.

연산된 요구가속도제한값은 요구가속도 제한부(4)에 입력되고, 또한, 제한TPS값에 비해 연비가 우수한 구간에서 연비운전요구TPS값을 추출함과 아울러 현재 차량의 TPS값과 연비운전요구TPS값을 비교하여 그 차이를 통해 경제운전 요구가속도값을 연산하게 된다.

상기한 요구가속도제한부(4)에서 연산된 요구가속도와 경제운전 요구가속도를 대비하여 최적 경제 운전 가속도로 보정하고, 최종 요구가속도를 연산함과 아울러 이를 ESP(51)에 전송하여 브레이크 및 엔진을 제어하게 된다.

상기한 바와 같이 기존의 크루즈 컨트롤에서 차간거리 제어기(50)에서 출력된 요구가속도값을, 변속맵상에서 구해진 제한TPS값 및 요구TPS값에 의해 연산된 요구가속도제한값 및 경제운전요구가속도에 의해 보정하여 드로틀 밸브 제어 시 요구TPS값을 낮춤으로써, 선행차와의 차간거리를 유지하면서도 연비 절감 효과가 향상될 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치를 도시한 블럭도,

도 2는 도 1에서 요구 TPS값 및 요구제한 TPS값을 구하는 방법을 나타낸 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 최종 요구가속도를 구하는 방법을 도시한 플로우차트,

도 4는 도 3에서 요구가속도를 연산하는 단계를 도시한 플로우차트,

도 5는 일반적인 자동차용 크루즈 컨트롤 시스템에서 차간거리제어 방법을 도시한 블럭도.

Claims

현재 차량의 자동변속기 기어단수 그래프와 차속의 교차점을 제한 TPS값을 연산하는 제한TPS연산부와, 상기한 제한TPS값에 해당하는 연비 구간에서 연비운전 요구TPS값을 연산하는 요구TPS연산부와, 상기한 제한TPS값과 요구TPS값에서 각각 요구가속도제한값과 경제운전요구가속도값을 연산하여 출력하는 PI제어기와, 상기한 제한TPS값으로 차간거리제어기에서 출력된 차간거리제어가속도를 제한하는 요구가속도제한부와, 상기한 요구가속도제한부에서 출력된 가속도값과 요구TPS연산부 및 PI제어기에서 출력된 경제운전요구가속도값을 보정하여 최종 요구가속도를 출력하는 비교부로 구성함을 특징으로 하는 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 장치.
선행차와의 상대속도와 상대거리를 측정하여 차간거리제어기에서 차간거리를 유지할 수 있는 요구가속도를 연산하여 ESP에서 브레이크와 엔진을 제어하는 자동차의 차간거리 제어 방법에 있어서,

상기한 차간거리제어기에서 연산된 요구가속도를 연비운전에 적합하게 보정하기 위해 현재 기어단수와 현재 차량속도에 따라 차량의 자동변속기 변속맵에서 제한 TPS값 및 이에 따른 요구가속도제한값을 연산하는 단계와,

상기한 요구가속도 제한값에 대해 연비가 우수한 구간으로 연비운전 요구TPS값 및 요구가속도값을 추출하는 단계와,

상기한 연비운전 요구TPS값과 현재 TPS값을 비교하여 그 차이를 PI 제어기에서 연산하여 경제운전 요구가속도를 연산하는 단계와,

상기한 요구가속도값에 경제운전 요구가속도를 보정하여 최종 요구가속도를 연산하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 방법.
제 2항에 있어서,

상기한 제한 TPS값과 연비운전 요구TPS값을 구하기 위해 현재 차속에 따른 기어단수의 그래프에서 차속과의 교차점을 제한TPS값으로 설정하는 단계와,

상기한 제한TPS값보다 현재 TPS값이 연비가 나쁜 구간이면 제한TPS값으로 현재TPS값을 제한하고 현재 TPS값의 연비 구간내에서 요구TPS값을 추출하는 단계로 구성함을 특징으로 하는 경제 운전을 위한 자동차의 차간거리 제어 방법.