KR20140104560A

KR20140104560A - 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 연산 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140104560A
Application number: KR1020130017485A
Authority: KR
Inventors: 서현덕
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-08-29

Abstract

본 발명은 연료분사량을 이용한 도로 경사도 측정 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출함에 따라, 상기 연료 분사량 및 연소 효율 간의 기 설정된 함수를 기반으로 경사도가 도출되므로 경사도에 대한 정확도가 증가하게 되고, 고 효율 연비 상태 의 안전적인 주행을 제공할 수 있으며, 변속 품질을 제공할 수 있게 된다.

Description

연료분사량을 이용한 도로의 경사도 연산 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING GRADIENT OF ROAD USING FUEL INJECTING AMOUNT}

본 발명은 연료 분사 신호를 이용한 구배로 연산 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료분사량을 이용하여 도로의 경사도를 도출하여 경사도에 대한 정확도를 더욱 향상시킬 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 경사도 측정 장치는, 일정 시간 동안 변속 횟수를 기준으로 도로의 구배 정도인 경사도를 판단하거나, 경사도 센서를 통해 수신되는 구배 신호값을 토대로 도로의 경사도를 측정하였다.

이러한 변속 횟수를 토대로 도로의 경사도를 판단하는 경사도 측정 로직은 구배 노면에 진입한 이 후 잦은 변속이 감지된 이후 경사도를 측정하게 되므로, 경사도 측정 시간이 오래 걸린다.

또한 경사도 센서를 이용하여 경사도롤 측정하는 경사도 측정 로직은, 속도 방지턱 등의 도로의 경사에 따라 민감하게 반응하므로 노면 구배 판정 결과값에 대한 정확도가 떨어지고 이러한 도로 구배 판정 결과에 대한 정확도를 향상시키기 위해 상기 경사도 센서로부터 공급되는 경사도 신호값에 대한 노이즈 성분을 제거하기 위한 필터가 별도로 필요하였다.

이러한 일발적인 경사도 측정 로직에 있어 경사도 신호값은 차량의 하중 등의 부하 정보에 따라 차이가 크게 발생하게 된다. 예를 들어 평지 도로임에도 불구하고 탑승자가 많거나 무서운 짐이 실어 있어 차량의 부하 정보가 크면 클수록 경사도 신호값은 실제 신호값 보다 작게 도출된다.

이러한 차량의 부하 정보를 고려한 경사도 측정 장치는 엔진 토크 정보를 기반으로 차량의 부하 정보를 도출하고 도출된 부하 정보를 반영하여 경사도를 도출한다.

그리고, 자동 변속기 차량의 경우 엔진 출력 정보가 입력축 토크로 변속기에 전달되므로, 토크 컨버터의 특성, 변속비, 및 주행 저항 및 관성을 고려하여 차량 질량에 대한 차량 부하 정보가 도출되고 도출된 부하 정보를 반영하여 경사도가 도출되므로, 보다 정확한 경사도 측정이 가능하게 된다.

그러나, 이러한 경우에도 엔진 토크 정보가 정확하여야 하고, 운전자에 의해 급 제동 및 급 가속으로 변속 실행되는 경우에는 경사도가 부정확하여 안정적인 주행에 장애로 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 엔진제어유닛에서, 인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출함에 따라, 상기 연료 분사량 및 연소 효율 간의 기 설정된 함수를 기반으로 경사도가 도출되므로 경사도에 대한 정확도가 증가하게 되고, 고 효율 연비 상태 의 안전적인 주행을 제공할 수 있으며, 변속 품질을 제공할 수 있는 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 장치 및 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 연료분사량을 이용한 경사도 측정 방법은,

인젝터를 통해 실린더로 분사되는 연료 분사량 및 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연료 효율을 기반으로 경사로(θ)를 주행하는 엔진 출력 토크(F)를 도출하는 단계; 및

상기 주행하는 엔진 출력 토크 (F), 질량(m), 속도(v), 속도에 대한 1차 미문값인 가속도(v’) 및 중력(g)을 기반으로 하여 기 설정된 함수로부터 경사도를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 엔진 출력 토크(F) 도출 단계는,

상기 연료 분사량 및 상기 연소 효율의 곱으로 도출되는 것이 바람직하다 할 것이다.

여기서, 상기 경사도(θ) 도출 단계는,

상기 주행하는 차량의 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 도출되며, 다음 식을 만족하는 것이 바람직하다 할 것이다.

경사도(θ)= (F-mv’+cv)/mg

여기서, c 는 댐퍼 클러치의 직결 시 엔진 출력 토크의 감소 계수이고, v’는 차량 속도에 대한 1차 미분값으로 가속도이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료 분사량을 이용한 도로 경사도 측정 장치는,

인젝터를 통해 실린더로 분사되는 연료 분사량 및 연료 성분 별로 기 설정된 연소 효율을 수신하여 소정 경사도를 가지는 도로를 주행하는 차량의 엔진 출력 토크를 도출하는 엔진 출력 도출부와,

상기 엔진 출력 도출부로 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 도로의 소정 경사도(θ)를 도출하는 경사도 도?부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동 변속기의 비상 주행단 변속 제어 장치 및 방법은, 엔진제어유닛에서, 인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출함에 따라, 상기 연료 분사량 및 연소 효율 간의 기 설정된 함수를 기반으로 경사도가 도출되므로 경사도에 대한 정확도가 증가하게 되고, 고 효율 연비 상태 의 안전적인 주행을 제공할 수 있으며, 변속 품질을 제공할 수 있는 효과를 얻는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면 들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료분사량을 이용한 도로 경사도 측정 장치의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료분사량을 이용한 도로 경사도 측정 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료 분사량을 이용한 도로 경사도 측정 장치의 구성을 볼인 도면으로서, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연료 분사량을 이용한 도로 경사도 측정 장치는 엔진제어유닛에서, 인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출하도록 구비되며, 이러한 장치는 엔진 출력 토크 도출부(10) 및 경사도 도출부(30)를 포함한다.

여기서, 엔진 출력 토크 도출부(10)는 외부로부터 공급되는 연료 분사량 및 연소 효율의 곱으로 산출되며, 산출된 엔진 출력 토크는 경사도 도출부(30)로 제공된다.

여기서, 연료 분사량은 엔진의 인젝터로 분사되는 연료량이고, 연소 효율은 연료 성분에 따라 기 설정되어 있으며 연료 성분 및 연료 온도 대비 테이블값으로 저장되어 있다.

한편, 상기 경사도 도출부(30)는 상기 엔진 출력 토크 도출부(10)의 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도(θ)를 도출한다.

상기 경사도(θ)는 상기 엔진 출력 토크(F)에서 질량(m) 및 차속(v)에 대한 1차 미분값인 가속도의 곱으로 도출된 연산값 1을 감산하고, 이 감산된 값에서 댐퍼 클러치의 직결 시 감속 계수(c)와 차속의 곱으로 도출된 연산값 2를 가산하며, 상기 가산된 값와 질량(m)과 중력(g)의 곱으로 도출된 연산값 3의 비로 도출된다.

여기서, 연산값 1은 차량을 주행하도록 질량(m)을 가지는 차량에 가해지는 힘이고, 연산값 2는 댐퍼 클러치의 직결 시 차량에 가해지는 힘이며, 연산값 3는 중력에 의해 현 위치를 유지하도록 차량에 가해지는 힘이다.

즉, 상기 경사도는 다음 식을 만족한다.

경사도(θ)= (F-mv’+cv)/mg

본 발명의 실시 예에 의하면, 엔진제어유닛에서, 인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출함에 따라, 상기 연료 분사량 및 연소 효율 간의 기 설정된 함수를 기반으로 경사도가 도출되므로 경사도에 대한 정확도가 증가하게 되고, 고 효율 연비 상태 의 안전적인 주행을 제공할 수 있으며, 변속 품질을 제공할 수 있게 된다.

인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출하는 일련의 과정을 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 연료 분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 장치의 동작 과정을 보인 흐름도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연료 분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 과정을 설명한다.

우선 상기 엔진 출력 토크 도출부(10)는 단계(101)를 통해 연료 분사량과 연소 효율을 수신하고 수신되 연료 분사량 및 연소 효율의 곱으로 엔진 출력 토크를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크는 경사도 도출부(30)로 제공된다(단계 103).

상기 경사도 도출부(30)는 단계(105)을 통해 질량(m) 및 차속(v)를 기반으로 차량을 주행하기 위해 차량에 가해지는 힘(F1)인 연산값 1을 도출한다.

한편, 상기 경사도 도출부(30)는 단계(107)를 통해 감소 계수(c) 및 차속(v)를 토대로 댐퍼 클러치의 직결에 따라 차량에 가해지는 힘(F2)인 연산값 2를 도출한다.

상기 경사도 도출부(30)는 단계(109)를 통해 질량(m) 및 중력(g)를 토대로 차량이 현 위치를 유지하려는 힘(F3)인 연산값 3를 도출한다.

이러한 단계(105) 내지 단계(109)로부터 도출된 연산값 1 내지 연산값 3을 토대로 경사도 도출부(30)에서 단계(111)를 통해 경사도(θ)를 도출한다.

상기 경사도(θ)는 다음 식을 만족한다.

경사도(θ)= (F-mv’+cv)/mg

본 발명의 실시 예에 따르면, 인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출하게 된다.

따라서, 상기 연료 분사량 및 연소 효율 간의 기 설정된 함수를 기반으로 경사도가 도출되므로 경사도에 대한 정확도가 증가하게 되고, 고 효율 연비 상태 의 안전적인 주행을 제공할 수 있으며, 변속 품질을 제공할 수 있게 된다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

인젝터로 공급되는 연료분사량과 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연소 효율을 토대로 엔진 출력 토크(F)를 도출하고 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 기 설정된 식을 토대로 경사도를 도출함에 따라, 상기 연료 분사량 및 연소 효율 간의 기 설정된 함수를 기반으로 경사도가 도출되므로 경사도에 대한 정확도가 증가하게 되고, 고 효율 연비 상태 의 안전적인 주행을 제공할 수 있으며, 변속 품질을 제공할 수 있는 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims

인젝터를 통해 실린더로 분사되는 연료 분사량 및 연료 성분에 대응되는 기 설정된 연료 효율을 기반으로 경사로(θ)를 주행하는 엔진 출력 토크(F)를 도출하는 단계; 및
상기 주행하는 엔진 출력 토크 (F), 질량(m), 속도(v), 속도에 대한 1차 미분값인 가속도(v’) 및 중력(g)을 기반으로 하여 기 설정된 함수로부터 경사도를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 방법.
제1항에 있어서, 상기 엔진 출력 토크(F) 도출 단계는,
상기 연료 분사량 및 상기 연소 효율의 곱으로 도출되는 것을 특징으로 하는 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 방법.
제2항에 있어서, 상기 경사도(θ) 도출 단계는,
상기 주행하는 차량의 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 도출되며, 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 방법.
경사도(θ)= (F-mv’+cv)/mg
여기서, c 는 댐퍼 클러치의 직결 시 엔진 출력 토크의 감소 계수이다.
인젝터를 통해 실린더로 분사되는 연료 분사량 및 연료 성분 별로 기 설정된 연소 효율을 수신하여 소정 경사도를 가지는 도로를 주행하는 차량의 엔진 출력 토크를 도출하는 엔진 출력 도출부와,
상기 엔진 출력 도출부로 도출된 엔진 출력 토크(F), 질량(m), 속도(v), 가속도(v’) 및 중력(g)으로부터 도로의 소정 경사도(θ)를 도출하는 경사도 도?부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사량을 이용한 도로의 경사도 측정 장치.