KR20220001022A - 전동화 차량의 구동력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전동화 차량의 구동력 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20220001022A
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김상준
유성훈
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 전동화 차량의 구동력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 차량의 구동륜에 장착되어 구동륜 속도를 측정하는 휠속 센서, 상기 차량의 발진 상황에서 요구토크에 따른 실제 차량 거동과 차량 거동 모델을 기반으로 상기 구동륜 속도에 따른 추정된 차량 거동을 비교하여 1차 외란을 추출하는 외란관측기, 상기 1차 외란으로부터 기설정된 주파수 범위의 2차 외란을 추출하는 필터, 상기 2차 외란을 상쇄하기 위한 보상토크를 연산하는 보상기, 상기 보상토크에 기반하여 상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 히스테리시스 회로 및 상기 요구토크 및 상기 보상토크를 이용하여 보상요구토크를 연산하는 연산기를 포함한다.

Description

전동화 차량의 구동력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRACTION FORCE OF ELECTRIFICATION VEHICLE}
본 발명은 전동화 차량의 구동력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 적용되는 구동력 제어 장치(Traction Control System, TCS)는 구동륜(drive wheel)의 슬립(slip)을 방지하고, 구동륜의 구동력을 극대화하여 미끄러운 노면에서의 주행 안전성을 확보하고 고마찰 노면에서의 가속 성능을 향상시킬 수 있게 하는 장치이다. 통상적으로, 2륜구동(2-wheel drive) 차량의 구동력 제어를 위해서는 차량의 속도를 기반으로 구동륜의 속도 목표치를 설정하고, 구동륜이 설정된 목표치를 추종하도록 제어하는 것이 일반적이다. 이러한 구동력 제어 방법은 종동륜의 속도를 차량의 속도로 갈음하여 제어하는 것이 일반적이다.
4륜구동(4-wheel drive) 차량의 구동력을 제어하는 경우에는, 2륜구동 차량에서와 같이 종동륜의 속도를 사용할 수 없는 경우가 있어, 별도의 센서를 사용하여 차량의 속도를 추정할 수 있다. 그러나, 이 경우 재료비 상승이 있어, 양산측면에서 불리하다. 한편, 퍼지(fuzzy) 등의 인공지능 기술을 이용하여 차량의 속도를 추정할 수 있으나, 연산 오버헤드 측면에서 불리한 측면이 있다.
이에, 차량의 속도 추정 없이 모델 기반 방법론을 활용하여 휠 슬립을 제어하는 기술이 제시되고 있다. 이 모델 기반 구동력 제어 기술은 공칭모델을 선정하고, 파워트레인에 인가되는 토크에 따른 실제 구동륜의 회전수와 이 토크를 공칭모델에 인가하였을 때 공칭모델에서 출력되는 회전수를 비교하여 이 회전수 차이 만큼을 외란으로 인지하고 인지된 외란을 고려하여 파워트레인 토크 지령을 보상한다. 이러한 모델 기반 구동력 제어 기술의 경우에는, 공칭모델 기반 차량 거동과 실제 차량 거동의 차이를 모두 외란으로 보고 이를 보상하므로, 지속적으로 제어 시 제어가 민감하게 작용하는 문제가 있고, 관측된 외란 내 불필요한 성분이 포함되어, 제어 성능이 저하되는 문제가 있다.
이와 같이, 차량의 실제 속도를 기반으로 구동력 제어 시 속도 추정을 위한 비용적 및 기술적 문제점이 있고, 기존 모델 기반 제어는 노이즈에 취약한 문제가 있다.
KR 101448746 B1
본 발명은 주행 상황에 관계없이 안정적으로 휠 슬립을 제어할 수 있는 전동화 차량의 구동력 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 장치는 차량의 구동륜에 장착되어 구동륜 속도를 측정하는 휠속 센서, 상기 차량의 발진 상황에서 요구토크에 따른 실제 차량 거동과 차량 거동 모델을 기반으로 상기 구동륜 속도에 따른 추정된 차량 거동을 비교하여 1차 외란을 추출하는 외란관측기, 상기 1차 외란으로부터 기설정된 주파수 범위의 2차 외란을 추출하는 필터, 상기 2차 외란을 상쇄하기 위한 보상토크를 연산하는 보상기, 상기 보상토크에 기반하여 상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 히스테리시스 회로 및 상기 요구토크 및 상기 보상토크를 이용하여 보상요구토크를 연산하는 연산기를 포함한다.
상기 차량 거동 모델은, 공칭 모델 또는 역공칭 모델이 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 필터는, 저주파 필터, 고주파 필터 및 대역 필터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상기는, 상기 보상토크 연산 시 노면 경사도에 따라 게인을 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 히스테리시스 회로는, 상기 보상토크가 제1 기준 토크를 초과하는 경우 토크 보상 제어 진입을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 히스테리시스 회로는, 상기 보상토크가 제2 기준 토크 이하인 경우, 토크 보상 제어 해제를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동력 제어 장치는, 상기 요구토크 보상 시 상기 보상토크의 변화율을 제한하는 제한기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제한기는, 모터의 응답 특성을 고려하여 상기 보상토크의 상승 변화율을 단일 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제한기는, 노면 경사도 및 변속 단계 중 적어도 하나에 근거하여 상기 보상토크의 하강 변화율을 설정하는 것을 특징으로 한다.
구동력 제어 장치는, 상기 보상요구토크를 모터와 엔진에 배분하여 차량 거동을 제어하는 동력분배기를 더 포함하고, 상기 동력분배기는 상기 모터에 우선적으로 상기 보상요구토크를 분배하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 방법은, 차량의 발진 상황에서 요구토크에 따른 구동륜 속도를 검출하는 단계, 차량 거동 모델을 기반으로 상기 구동륜 속도에 따른 추정된 차량 거동과 상기 요구토크에 따른 실제 차량 거동을 비교하여 1차 외란을 추출하는 단계, 상기 1차 외란으로부터 기설정된 주파수 범위의 2차 외란을 추출하는 단계, 상기 2차 외란을 상쇄하기 위한 보상토크를 연산하는 단계, 상기 보상토크에 근거하여 상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 단계, 및 상기 보상토크를 반영하여 상기 요구토크를 보상하는 단계를 포함한다.
상기 1차 외란을 추출하는 단계는, 상기 차량 거동 모델로 공칭 모델 또는 역공칭 모델을 사용하여 상기 1차 외란을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 2차 외란을 추출하는 단계는, 저주파 필터, 고주파 필터 및 대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 1차 외란으로부터 상기 2차 외란을 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상토크를 연산하는 단계는, 상기 보상토크 연산 시 노면 경사도에 따라 게인을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 단계는, 상기 보상토크가 제1 기준 토크를 초과하는 경우 토크 보상 제어 진입을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 단계는, 상기 보상토크가 제2 기준 토크 이하인 경우, 토크 보상 제어 해제를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동력 제어 방법은, 상기 요구토크 보상 시 상기 보상토크의 변화율을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상토크의 변화율을 제한하는 단계는, 모터의 응답 특성을 고려하여 상기 보상토크의 상승 변화율을 단일 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보상토크의 변화율을 제한하는 단계는, 노면 경사도 및 변속 단계 중 적어도 하나에 근거하여 상기 보상토크의 하강 변화율을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동력 제어 방법은, 보상된 요구토크를 모터와 엔진에 배분하여 차량 거동을 제어하는 단계는 더 포함하되, 상기 보상된 요구토크를 상기 모터에 우선적으로 분배하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 차량 거동 모델에 의해 추정되는 차량 거동과 실제 차량 거동의 차이를 외란으로 추출하고 그 추출된 외란에서 특정 주파수 범위의 외란을 추출하므로 주행 상황에 관계없이 일정 수준 이상의 제어 성능을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 보상토크에 기반하여 휠 슬립 제어 진입 시점을 제어하고, 보상토크의 변화율을 제한하므로, 휠 슬립에 따른 진동, 불필요한 에너지 소모 및 구동력 손실을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 전동화 차량을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 장치를 도시한 기능블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외란관측기의 구성을 도시한 다른 일 예이다.
도 4는 본 발명과 관련된 슬립률에 따른 차량의 구동력을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 필터의 구성도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어에 따른 휠 슬립 제어 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명과 관련된 전동화 차량을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전동화 차량은 엔진(10), HSG(Hybrid Starter Generator)(20), 엔진 클러치(30), 모터(40), 변속기(50), 차동기어(Differential)(60), 엔진 제어 장치(Engine Management System, 이하, EMS)(110), 가속 페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)(120), 휠속 센서(130), 모터 제어 장치(Motor Control Unit, 이하, MCU)(140), 변속 제어 장치(Transmission Control Unit, 이하, TCU)(150), 차량 제어 장치(Hybrid Control Unit, 이하, HCU)(160) 및 구동력 제어 장치(Traction Control System, 이하, TCS)(170)를 포함한다.
엔진(10)은 연료를 연소시켜 차량을 구동시키는데 필요한 동력(엔진 토크)을 발생시킨다. 엔진(10)으로는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등 공지된 각종 엔진이 이용될 수 있다. 엔진(10)은 EMS(110)의 지령에 따라 출력 토크(즉, 엔진 토크)를 제어한다.
HSG(20)는 엔진(10)에 장착되어 엔진(10)을 크랭킹(cranking)하여 시동을 걸 수 있다. HSG(20)는 엔진(10)이 시동된 상태에서 제너레이터(generator)로 작동하여 전기에너지를 생성할 수 있다. HSG(20)에서 발생되는 전기에너지는 배터리(B)를 충전하는데 사용될 수 있다.
엔진 클러치(30)는 엔진(10)과 모터(40) 사이에 배치되어 엔진(10)의 동력(출력 토크)을 단속한다. 엔진 클러치(30)는 결합(engage) 또는 해제(disengage)를 통해 엔진(10)에 의해 발생되는 동력(엔진 토크)을 구동륜(RR 및 RL)에 전달하거나 차단할 수 있다.
모터(40)는 배터리(B)로부터 전력을 공급받아 동력(모터 동력)을 발생시켜 구동륜(RR 및 RL)에 전달한다. 모터(40)는 MCU(140)의 지시(지령)에 따라 회전방향 및 회전속도(Revolution Per Minute, RPM)를 변경하여 출력 토크(모터 토크)를 제어한다. 모터(40)는 배터리 잔량(State of Charge, SOC)이 부족하거나 또는 회생 제동 시 역기전력을 발생시켜 배터리(B)를 충전하는 발전기로 사용될 수도 있다. 배터리(B)는 차량 구동에 필요한 전력을 공급하는 역할을 수행하는 것으로, 고전압 배터리로 구현된다. 모터(40)와 배터리(B) 사이에 전력변환기(power converter)(미도시)가 배치될 수 있다. 전력 변환기(미도시)는 차량 배터리(미도시)로부터 출력되는 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 공급한다. 배터리(B)는 모터(40)에서 발생되는 회생 에너지에 의해 충전될 수 있다.
변속기(50)는 모터 토크 또는 엔진 토크와 모터 토크를 변속단(기어단)에 매칭되는 변속비로 변환하여 출력한다. 변속기(50)는 TCU(150)의 지시에 따라 변속단을 변경한다.
차동기어(60)는 변속기(50)로부터 출력되는 구동 토크를 구동륜(RR 및 RL)에 전달한다. 차동기어(60)는 엔진(10) 및/또는 모터(40)에서 발생되는 동력을 양 구동륜(RR 및 RL)에 분배하여 전달한다.
EMS(110)는 엔진(10)의 동작을 전반적으로 제어한다. EMS(110)는 엔진(10)의 회전 속도 및/또는 출력 토크(엔진 토크)를 제어할 수 있다. EMS(110)는 목표 엔진 토크(target engine) 및/또는 실엔진 토크(actual engine torque)를 HCU(160)로 전송한다. 목표 엔진 토크는 TCU(150)로부터 제공받거나 EMS(110)에 의해 결정될 수 있다. 실엔진 토크는 센서에 의해 측정된 엔진 회전 속도를 이용하여 산출될 수 있다.
가속 페달 센서(120)는 가속 페달(accelerator pedal)의 위치를 검출한다. 가속 페달 센서(120)는 운전자가 가속 페달을 밟은 정도(밟은 양)을 전기 신호(예: 전압)으로 변환하여 출력한다.
휠속 센서(130)는 차륜 각각에 설치되어 휠 속도를 측정한다. 예컨대, 휠속 센서(130)는 각각의 차륜(FR, FL, RR 또는 RL)에 장착되어 각 차륜(FR, FL, RR 또는 RL)의 회전수(회전속도)를 측정할 수 있다.
MCU(140)는 HCU(160)의 지시(지령)에 따라 모터(40)의 출력 토크를 제어한다. 다시 말해서, MCU(140)는 HCU(160)로부터 목표 모터 토크를 지령으로 수신하고, 수신된 지령에 따라 모터(40)의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어할 수 있다.
TCU(150)는 변속기(50)의 전반적인 동작을 제어한다. TCU(150)는 차량 내 센서들을 통해 차량의 주행속도(즉, 차량 속도), 가속 페달 위치, 엔진 회전속도 및/또는 클러치 행정(clutch travel) 등의 정보에 근거하여 최적의 변속단을 결정할 수 있다. TCU(150)는 결정된 변속단 정보를 기반으로 기어 액추에이터를 제어하여 변속 절차를 수행한다.
HCU(160)는 차량 네트워크를 통해 EMS(110), 가속 페달 센서(120), 휠속 센서(130), MCU(140), TCU(150) 및 TCS(170)와 연결될 수 있다. 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), MOST(Media Oriented Systems Transport) 네트워크, LIN(Local Interconnect Network), 이더넷(ethernet) 및/또는 X-by-Wire(Flexray) 등으로 구현된다.
HCU(160)는 차량의 주행 상황(예: 가속 상황)을 인식하고 주행 상황에 따라 각 제어 장치(110, 140, 150 및/또는 170)를 통해 차량의 거동을 제어할 수 있다. HCU(160)는 가속 페달 센서(120)를 이용하여 획득한 가속 페달 위치 정보에 근거하여 운전자 요구토크를 연산할 수 있다. HCU(160)는 TCS(170)가 작동하는 경우 운전자 요구토크를 TCS(170)에 전송할 수 있다. 예컨대, HCU(160)는 차량 가속 시 각 차륜(FR, FL, RR 또는 RL)에 장착되는 휠속 센서(130)를 통해 차륜 간의 속도를 비교하여 차륜 간의 속도차이를 감지하면 TCS(170)를 활성화시킨다. HCU(160)는 TCS(170)가 작동하는 동안 운전자 요구토크를 TCS(170)에 제공할 수 있다.
TCS(170)는 차량이 가속하는 상황(즉, 발진 상황)에서 차량의 구동을 위해 요구되는 토크(요구토크)에 따라 구동륜(RR 및 RL)의 구동력(traction force 또는 driving force)을 제어한다. TCS(170)는 운전자에 의한 요구토크(또는 파워트레인의 목표 토크)에 따라 차량 거동 시 차량 거동에 영향을 미치는 외란(disturbance)을 추정하고, 추정된 외란이 상쇄되도록 요구토크를 보상한다. TCS(170)는 보상된 요구토크에 기반하여 엔진 토크 지령과 모터 토크 지령을 EMS(110)와 MCU(140)에 각각 전송할 수 있다. EMS(110) 및 MCU(140)는 TCS(170)의 지령에 따라 엔진 토크 및 모터 토크를 조절할 수 있다.
도 1에 도시하지 않았지만, EMS(110), MCU(140), TCU(150), HCU(160) 및 TCS(170) 각각은 적어도 하나의 프로세서, 메모리 및 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 프로세서는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor), PLD(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), CPU(Central Processing unit), 마이크로 컨트롤러(microcontrollers) 및/또는 마이크로 프로세서(microprocessors)로 구현될 수 있다. 메모리는 다양한 종류의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(RAM: Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM: Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 캐시 및/또는 착탈형 디스크 등의 저장매체(기록매체)를 포함할 수 있다
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 장치를 도시한 기능블록도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외란관측기의 구성을 도시한 다른 일 예이다. 도 4는 본 발명과 관련된 슬립률에 따른 차량의 구동력을 나타내는 그래프이다. 도 5는 도 2에 도시된 필터의 구성도를 도시한다.
전동화 차량의 구동력 제어 장치(TCS)(170)는 TCS(170)의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서 및 프로세서에 의해 실행되는 구동력 제어 로직을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 구동력 제어 로직은 외란관측기(disturbance observer)(171), 필터(172), 보상기(compensator)(173), 히스테리시스(hysteresis) 회로(174), 제한기(rate limiter)(175), 연산기(176) 및 동력분배기(177)로 구성될 수 있다.
외란관측기(171)는 차량 거동 모델을 기반으로 차량 가속 시 차량의 거동에 영향을 미치는 외란(이하, 1차 외란)을 추정(관측)할 수 있다. 외란관측기(171)는 차량 거동 모델에 의해 추정된 차량 거동과 실제 차량 거동의 차이에 기반하여 1차 외란을 추출할 수 있다. 외란관측기(171)는 역공칭모델(1711) 및 연산기(1712)를 포함할 수 있다.
역공칭 모델(1711)은 차량 하드웨어(plant)(P)의 공칭 모델(nominal model)의 역모델로, 구동륜 속도를 입력으로 받아 구동륜(RR 및 RL)에 공급되는 구동토크(공급구동토크)를 추정할 수 있다. 여기서, 구동륜 속도는 휠속 센서(130)에 의해 측정되는 구동륜의 회전수로부터 산출될 수 있다. 역공칭 모델(1711)은 구동륜 속도를 이용하여 차량의 구동륜(RR 및 RL)에 공급되는 엔진 토크와 모터 토크의 합(공급구동토크)을 추정할 수 있다.
연산기(1712)는 역공칭 모델(1711)로부터 출력되는 공급구동토크로부터 차량의 구동을 위해 요구된 구동토크(요구구동토크)를 차감하여 공급구동토크와 요구구동토크의 차이를 연산한다. 여기서, 공급구동토크와 요구구동토크의 차이는 1차 외란으로 인식된다. 연산기(1712)는 역공칭 모델(1711)에 의해 추정(예측)된 차량 거동과 실제 차량 거동의 차이를 1차 외란으로 출력할 수 있다.
본 실시 예에서는 외란관측기(171)가 차량 거동 모델로 역공칭모델(1711)을 이용하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 차량 거동 모델로 공칭모델을 이용할 수도 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 외란관측기(310)는 공칭모델(311) 및 연산기(312)로 구현될 수 있다. 공칭모델(311)은 차량의 구동을 위한 요구토크를 입력으로 받고, 입력된 요구토크에 따른 구동륜 속도를 추정할 수 있다. 연산기(312)는 공칭모델(311)에 의해 추정된 구동륜 속도와 실제 구동륜 속도를 연산하여 1차 외란을 추출할 수 있다. 연산기(312)는 추정된 구동륜 속도에서 실제 구동륜 속도를 차감하여 구동륜 속도차를 연산한다. 여기서, 연산된 구동륜 속도차는 1차 외란으로 인식될 수 있다.
이어서, 공칭모델 Gn(s)을 선정하는 방법을 설명한다.
도 4를 참조하면, 노면(도로 상태)에 따라 절대적인 구동력의 피크(peak)는 차이가 있으나, 슬립률(slip ratio)이 안정적인 영역(stable region) 내인 경우 최대 구동력을 유지할 수 있다. 그러나, 슬립률이 커져 불안정 영역(unstable region)으로 이동하는 경우 최대 구동력을 유지할 수 없다. 슬립률 λ은 다음 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Reff는 타이어 동반경이고, ω는 휠 회전수이고, v는 차량 속도(차속)다.
슬립률 λ와 관련 지어 등가관성모멘트 Jeq를 정리하면 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
여기서, Jwhl은 휠의 관성모멘트이고, m은 차량의 무게이다.
슬립률이 '0'이라 가정하여 제어하면, 공칭모델의 관성모멘트 Jn은 [수학식 3]과 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00003
본 실시 예에서는 슬립률을 기반으로 공칭모델의 관성모멘트 Jn을 선정하는 것을 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 가속 데이터를 기반으로 공칭 모델의 관성모멘트 Jn을 선정할 수도 있다.
[수학식 3]에 기반하여 공칭모델 Gn(s)을 [수학식 4]와 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00004
여기서, s는 복소수 주파수 파라미터이다.
필터(172)는 외란관측기(171)에서 추출된 1차 외란으로부터 기정해진 특정 주파수 범위의 외란(즉, 2차 외란 또는 최종 외란)을 필터링(추출)한다. 필터(172)는 저주파 필터(Low Pass Filter, LPF), 고주파 필터(High Pass Filter, HPF) 및 대역 필터(Band Pass Filter, BPF) 중 적어도 하나를 이용하여 2차 외란(최종 외란)을 추출할 수 있다. 필터(172)는 특정 시정수를 가지는 저역 통과 필터(저주파 필터)를 사용하여 고주파 노이즈를 제거하고 저주파 외란만 필터링할 수 있다. 또한, 필터(172)는 고주파 필터를 사용하여 특정 주파수 이상의 고주파 외란만 통과시키도록 하여 최종 외란을 추출할 수 있다. 또한, 필터(172)는 대역 필터를 사용하여 특정 주파수 범위 내의 외란만 통과시키도록 하여 최종 외란을 추출할 수도 있다. 대역 필터 설계 시 LPF의 조합으로 처리할 수 있다.
도 5를 참조하면, 필터(172)는 제1 필터(1721), 제2 필터(1722), 연산기(1723) 및 제3 필터(1724)를 포함할 수 있다. 제1 필터(1721)는 휠 슬립 발생 시 감지되는 외란을 필터링한다. 제1 필터(1721)는 외란관측기(171)로부터 출력되는 1차 외란으로부터 휠 슬립에 의한 외란을 추출할 수 있다. 휠 슬립 발생 시 감지되는 외란은 높은 주파수 성분이므로, 제1 필터(1721)를 통과한 외란은 높은 주파수 성분을 포함할 수 있다. 제2 필터(1722)는 외란관측기(171)로부터 출력되는 1차 외란으로부터 주행저항을 감지하기 위한 주파수 성분을 추출한다. 제2 필터(1722)는 노면 경사도, 차량의 무게 변화 및/또는 기타 주행 부하의 변동 등에 의한 외란을 추출(필터링)한다. 제2 필터(1722)에서 출력되는 외란은 낮은 주파수 성분을 포함한다. 연산기(1723)는 제1 필터(1721)의 높은 주파수 성분에서 제2 필터(1722)의 낮은 주파수 성분을 차감하므로써 휠 슬립을 발생시키는 외란을 추출할 수 있다. 제3 필터(1724)는 연산기(1723)에서 출력되는 외란에서 노이즈 성분을 제거하여 최종 외란을 출력한다.
보상기(173)는 필터(172)로부터 출력되는 2차 외란(즉, 최종 외란)이 '0'이 되도록 운전자 요구토크를 보상한다. 보상기(173)는 최종 외란을 상쇄하기 위한 보상토크를 연산한다. 보상기(173)는 보상토크 연산 시 게인(gain)을 설정할 수 있다. 여기서, 게인은 노면 경사도에 따라 차별화될 수 있다. 예컨대, 보상기(173)는 오르막길의 경사도가 클수록 게인을 증가시켜 빠른 보상이 가능하게 한다. 보상기(173)는 PID(Proportional Integral Differential) 형태로 구현될 수 있다. 보상기(173)로는 기타 외란이 '0'이 되도록 하는 레귤레이터 문제(regulator problem)을 해결 할 수 있는 어떤 제어기든 상관없이 적용 가능하다.
히스테리시스 회로(174)는 구동력 제어 진입 시점을 조정하여 제어 민감도를 제어한다. 히스테리시스 회로(174)는 보상기(173)로부터 출력되는 보상토크에 근거하여 보상여부를 결정할 수 있다. 히스테리시스 회로(174)는 보상토크가 제1 기준 토크를 초과하는 경우 토크 보상 제어 진입을 결정한다. 제1 기준 토크는 휠 슬립 여부를 감지하고 제1 기준 토크에 의해 제어 진입이 민감하지 않도록 설정한다. 히스테리시스 회로(174)는 보상토크가 제2 기준 토크 이하인 경우 토크 보상 제어 해제를 결정한다. 제2 기준 토크는 통상적으로 '0'으로 설정될 수 있다.
제한기(175)는 구동력 제어에 의한 2차 충격(shock) 등을 방지하기 위한 것으로, 보상토크의 변화율을 제한할 수 있다. 제한기(175)는 보상토크의 상승 및 하강에 따라 보상토크의 변화율을 설정할 수 있도록, 상승 제한기와 하강 제한기를 포함할 수 있다. 상승 제한기는 휠 슬립을 빠르게 제어해야 하므로, 모터(40)의 응답 특성을 고려하여 보상토크의 상승 변화율을 단일 값으로 설정할 수 있다. 하강 제한기는 토크 보상을 위해 차감한 양을 급하게 복귀시킬 경우 이에 따른 충격(진동)이 유발될 수 있으므로, 노면 경사도 및/또는 변속 단계에 근거하여 보상토크의 하강 변화율을 결정할 수 있다. 통상적으로, 평지에서는 전륜(FR 및 FL)과 후륜(RR 및 RL)의 무게 배분 균형이 맞으나, 오르막 경사로에서는 그렇지 않기 때문에, 오르막 경사도가 심할수록 하강 변화율을 작게 설정해야 한다. 또한, 변속 단계에 따라서도 하강 변화율을 상이하게 설정해야 한다.
연산기(176)는 운전자 요구토크와 보상토크를 입력으로 받는다. 연산기(176)는 운전자 요구토크에서 보상토크를 차감하여 운전자 요구토크를 보상한다.
동력분배기(177)는 연산기(176)에서 연산된 요구토크에 기반하여 엔진 토크와 모터 토크를 분배한다. 동력분배기(177)는 엔진(10)과 모터(40) 중 어느 하나에 우선적으로 구동토크를 배분할 수 있다. 예를 들어, 동력분배기(177)는 우선적으로 모터(40)를 이용하여 요구토크에 해당하는 구동토크를 발생시키도록 제어하고, 모터(40)만으로 요구토크를 발생시킬 수 없는 경우 요구토크에서 모터(40)에 의해 발생되는 모터 토크를 뺀 나머지 토크를 엔진(10)에서 발생시키도록 제어할 수 있다. 동력분배기(177)는 요구토크에 기반한 토크 분배가 결정되면 엔진 토크 지령 및 모터 토크 지령을 EMS(110) 및 MCU(140)로 전송하여 차량 하드웨어(P)를 제어할 수 있다. 이때, HCU(160)는 차륜에 장착된 휠속 센서들을 통해 각 차륜의 회전속도를 측정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
전동화 차량의 구동력 제어 장치(이하, TCS)(170)는 차량의 가속 시작을 인식한다(S110). TCS(170)는 HCU(160)를 통해 가속 상황(발진 상황)을 인식할 수 있다. HCU(160)는 운전자가 가속 페달을 밟으면 가속 페달 센서(120)를 통해 가속 페달 위치 정보를 획득한다. HCU(160)는 획득한 가속 페달 위치 정보에 기반하여 운전자 요구토크를 연산하여 TCS(170)로 전송할 수 있다. TCS(170)는 HCU(160)로부터 운전자 요구토크를 수신하면 가속 상황으로 인식한다. 본 실시 예에서는 TCS(170)가 HCU(160)로부터 운전자 요구토크를 제공받는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 TCS(170)가 가속 페달 센서(120)를 통해 직접 운전자 요구토크를 획득할 수도 있다.
TCS(170)는 차량이 가속을 시작하는 경우 각 구동륜에 장착되는 휠속 센서를 이용하여 구동륜 속도를 검출한다(S120). 여기서, 휠속 센서는 구동륜의 회전수를 카운팅하여 출력할 수 있다.
TCS(170)는 차량 거동 모델을 기반으로 검출된 구동륜 속도에 따른 차량 거동을 추정하고 추정된 차량 거동과 실제 차량 거동을 비교하여 1차 외란을 추출한다(S130). TCS(170)는 차량 거동 모델로 역공칭모델 또는 공칭모델을 이용하여 추정한 차량 거동과 실제 차량 거동 간의 오차를 1차 외란으로 추출한다. TCS(170)는 역공칭모델에 기반한 구동륜 속도에 따른 공급구동모터와 차량의 구동에 요구되는 구동토크(요구구동토크)의 차이를 연산하여 1차 외란을 추출한다. 또한, TCS(170)는 공칭모델을 이용하여 요구구동토크에 따른 구동륜 속도를 추정하고 추정된 구동륜 속도와 실제 구동륜 속도의 차이를 연산하여 그 연산결과를 1차 외란으로 인식할 수 있다.
TCS(170)는 1차 외란으로부터 특정 주파수 범위의 2차 외란을 추출한다(S140). TCS(170)는 저주파 필터, 고주파 필터 및 대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 2차 외란을 추출할 수 있다. 여기서, 특정 주파수 범위는 관성력이 급변하는 주파수 영역으로 사전에 시스템 설계자에 의해 설정될 수 있다.
TCS(170)는 2차 외란을 상쇄시키기 위한 보상토크를 연산한다(S150). TCS(170)는 보상토크 연산 시 게인(gain)을 설정할 수 있다. 여기서, 게인은 노면 경사도에 따라 차별화될 수 있다.
TCS(170)는 연산된 보상토크가 보상 진입 조건을 만족하는지를 확인한다(S160). TCS(170)는 보상토크가 제1 기준 토크를 초과하는 경우 토크 보상 제어 진입을 결정한다. 제1 기준 토크는 휠 슬립 여부를 감지하고 제1 기준 토크에 의해 제어 진입이 민감하지 않도록 설정한다. TCS(170)는 보상토크가 제2 기준 토크 이하인 경우 토크 보상 제어 해제를 결정한다. 제2 기준 토크는 통상적으로 '0'으로 설정될 수 있다.
TCS(170)는 연산된 보상토크가 보상 진입 조건을 만족하는 경우, 보상토크의 상승 또는 하강에 따라 보상토크 변화율을 제한한다(S170). TCS(170)는 모터(40)의 응답 특성을 고려하여 보상토크의 상승 변화율을 단일 값으로 설정한다. 또한, TCS(170)는 노면 경사도 및/또는 변속 단계에 근거하여 보상토크의 하강 변화율을 설정할 수 있다.
TCS(170)는 보상토크 및 보상토크 변화율에 근거하여 운전자 요구토크를 보상한다(S180). TCS(170)는 운전자 요구토크에서 보상토크를 차감하여 운전자 요구토크를 보상한다. 여기서, 보상토크는 보상토크 변화율에 의해 제한된다. TCS(170)는 보상된 요구토크에 기반하여 차량 거동을 제어할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어에 따른 휠 슬립 제어 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 명세서에서 제시한 구동력 제어 방법을 적용하기 전에는 고마찰로 평지 주행 시 전륜(FR 및 FL)에서 슬립이 발생하였으나, 구동력 제어 방법을 적용한 후에는 모든 차륜(FR, RL, RR 및 RL)의 휠 속도가 유사하다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 구동력 제어 후 휠 슬립 제어 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.
도 8을 참조하면, 저마찰로를 주행하는 상황에서, 토크 보상 전에는 전륜(FR 및 FL)과 후륜(RR 및 RL) 간의 휠 속도 차이가 크므로, 슬립 발생 확률이 높다. 토크 보상 후에는 차륜 간의 휠 속도 차이가 현저히 작아져 휠 슬립 제어 성능이 개선될 수 있다.
도 9를 참조하면, 경사도가 20%인 등판로를 주행하는 상황에서, 토크 보상 전에는 전륜(FR 및 FL)에서 슬립이 발생하나, 구동력 제어 방법을 적용한 후에는 차륜(FR, RL, RR 및 RL) 간의 휠 속도 차이가 발생하지 않으므로 휠 슬립 제어 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 주행 상황에 무관하게 휠 슬립 제어 성능을 향상시킬 수 있고, 별도의 차속 센싱을 위한 부가적인 센서가 불필요한 장점이 있어 비용 측면에서도 유리하다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동화 차량의 구동력 제어 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory)(1310) 및 RAM(Random Access Memory)(1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서(1100) 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서(1100) 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 차량의 구동륜에 장착되어 구동륜 속도를 측정하는 휠속 센서;
    상기 차량의 발진 상황에서 요구토크에 따른 실제 차량 거동과 차량 거동 모델을 기반으로 상기 구동륜 속도에 따른 추정된 차량 거동을 비교하여 1차 외란을 추출하는 외란관측기;
    상기 1차 외란으로부터 기설정된 주파수 범위의 2차 외란을 추출하는 필터;
    상기 2차 외란을 상쇄하기 위한 보상토크를 연산하는 보상기;
    상기 보상토크에 기반하여 상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 히스테리시스 회로; 및
    상기 요구토크 및 상기 보상토크를 이용하여 보상요구토크를 연산하는 연산기를 포함하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량 거동 모델은,
    공칭 모델 또는 역공칭 모델이 사용되는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터는,
    저주파 필터, 고주파 필터 및 대역 필터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보상기는,
    상기 보상토크 연산 시 노면 경사도에 따라 게인을 설정하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히스테리시스 회로는,
    상기 보상토크가 제1 기준 토크를 초과하는 경우 토크 보상 제어 진입을 결정하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히스테리시스 회로는,
    상기 보상토크가 제2 기준 토크 이하인 경우, 토크 보상 제어 해제를 결정하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 요구토크 보상 시 상기 보상토크의 변화율을 제한하는 제한기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제한기는,
    모터의 응답 특성을 고려하여 상기 보상토크의 상승 변화율을 단일 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제한기는,
    노면 경사도 및 변속 단계 중 적어도 하나에 근거하여 상기 보상토크의 하강 변화율을 설정하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보상요구토크를 모터와 엔진에 배분하여 차량 거동을 제어하는 동력분배기를 더 포함하고,
    상기 동력분배기는 상기 모터에 우선적으로 상기 보상요구토크를 분배하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 장치.
  11. 차량의 발진 상황에서 요구토크에 따른 구동륜 속도를 검출하는 단계;
    차량 거동 모델을 기반으로 상기 구동륜 속도에 따른 추정된 차량 거동과 상기 요구토크에 따른 실제 차량 거동을 비교하여 1차 외란을 추출하는 단계;
    상기 1차 외란으로부터 기설정된 주파수 범위의 2차 외란을 추출하는 단계;
    상기 2차 외란을 상쇄하기 위한 보상토크를 연산하는 단계;
    상기 보상토크에 근거하여 상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 보상토크를 반영하여 상기 요구토크를 보상하는 단계를 포함하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 1차 외란을 추출하는 단계는,
    상기 차량 거동 모델로 공칭 모델 또는 역공칭 모델을 사용하여 상기 1차 외란을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 2차 외란을 추출하는 단계는,
    저주파 필터, 고주파 필터 및 대역 필터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 1차 외란으로부터 상기 2차 외란을 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 보상토크를 연산하는 단계는,
    상기 보상토크 연산 시 노면 경사도에 따라 게인을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 단계는,
    상기 보상토크가 제1 기준 토크를 초과하는 경우 토크 보상 제어 진입을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 요구토크의 보상 여부를 결정하는 단계는,
    상기 보상토크가 제2 기준 토크 이하인 경우, 토크 보상 제어 해제를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 요구토크 보상 시 상기 보상토크의 변화율을 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보상토크의 변화율을 제한하는 단계는,
    모터의 응답 특성을 고려하여 상기 보상토크의 상승 변화율을 단일 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 보상토크의 변화율을 제한하는 단계는,
    노면 경사도 및 변속 단계 중 적어도 하나에 근거하여 상기 보상토크의 하강 변화율을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    보상된 요구토크를 모터와 엔진에 배분하여 차량 거동을 제어하는 단계는 더 포함하되,
    상기 보상된 요구토크를 상기 모터에 우선적으로 분배하는 것을 특징으로 하는 전동화 차량의 구동력 제어 방법.

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GB2544763B (en) * 2015-11-25 2019-03-27 Jaguar Land Rover Ltd Controller for a motor vehicle and method
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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