KR20220096746A

KR20220096746A - 차량 구동장치의 토크 제어 방법

Info

Publication number: KR20220096746A
Application number: KR1020200189472A
Authority: KR
Inventors: 오지원; 어정수; 김성재; 조이형
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-07-07
Also published as: US20220203843A1; CN114684141A; EP4023485A1

Abstract

본 발명은 차량 구동장치의 토크 제어 방법에 관한 것으로서, 제어기의 개발에 소요되는 공수를 줄일 수 있고 상황에 따라 토크 변화량을 조정할 수 있는 동시 토크 신호 발산의 위험성을 제거할 수 있는 토크 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 제어기에 의해, 차량에서 수집된 차량 운전 정보로부터 차량 구동계 속도가 추정되고, 실제 측정된 구동계 측정 속도와 상기 추정된 구동계 추정 속도 간 속도차가 산출되는 단계; 제어기에 의해, 차량 운전 정보에 따른 기본 기울기 제한값이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 상기 산출된 속도차에 따른 실시간 기울기 보정 필요량이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 상기 결정된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 기초로 토크 지령 변화량이 결정되는 단계; 및 제어기에 의해, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령이 상기 결정된 토크 지령 변화량만큼 보정됨으로써 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령이 결정되는 단계를 포함하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법이 개시된다.

Description

차량 구동장치의 토크 제어 방법{Method for controlling torque of vehicle driving device}

본 발명은 차량 구동장치의 토크 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 구동장치의 토크 생성 및 제어를 위한 제어기의 개발에 소요되는 공수를 줄일 수 있고, 상황에 따라 토크 변화량을 조정할 수 있는 차량 구동장치의 토크 제어 방법에 관한 것이다.

차량에서 가속페달 또는 브레이크 페달 등을 통한 운전자의 운전 입력값이나 ADAS(Advanced Driver Assistance System) 등에 의한 토크 지령의 입력값에 따라 차량의 구동계는 그에 상응하는 구동력을 생성해야 한다. 이때, 구동력의 변화가 필요할 수 있는데, 구동력이 과도하게 빨리 변화하도록 설정되면 구동축의 비틀림이나 기어 백래시(backlash)로 인한 타격 문제, 또는 급변하는 토크로 인한 충격성의 운전성 저하 문제가 발생할 수 있다.

반대로, 구동력의 변화율을 과도하게 제한할 경우, 운전자나 ADAS 제어기가 요구하는 구동력이 생성되기까지 과다한 시간이 소요될 수 있고, 그로 인해 운전자의 의도와 차량의 거동이 달라질 수 있다. 또한, 답답한 반응성의 문제가 제기될 수 있는 것은 물론, 차량의 위급 상황에 대처할 수 없는 위험한 상황이 발생할 수도 있다. 이와 같이 급격한 구동력 변화로 인해 발생하는 NVH (Noise, Vibration, and Harshness) 문제의 저감 정도와 차량 가감속 반응성 확보의 정도는 서로 상충관계에 있다.

현재 차량에서는 이러한 상충관계를 해결할 수 있는 구동장치(엔진 또는 구동모터)에 대한 최적 토크 지령의 생성을 위하여 다양한 조건을 인자로 하는 기울기 제한(rate limit) 및 필터가 이용되고 있다. 추가로 모터를 차량의 구동원 또는 그 일부로서 이용하는 전동화 차량에서는, 모터를 이용하여 이미 발생한 진동을 억제하기 위한 능동 피드백 토크 보정 제어를 수행할 수 있는 제어기가 이용되고 있다. 하지만, 이러한 전략의 제어기 개발을 위해서는 과다한 개발 공수를 필요로 한다.

더욱이 사후 토크 보정 방식을 택할 경우 발생 가능한 가장 큰 문제점은, 토크의 보정량이 과다할 경우 진동 발산의 원인이 될 수 있다는 것이다. 이러한 보정 후 토크 신호의 발산 현상을 방지하기 위해서는 상황별 진동량의 차별화된 설정 전략이 필요하다. 하지만, 그로 인해 상황별로 조절해야 할 교정(calibration)의 개수가 많아지므로 개발 공수가 증가하는 문제점이 있다.

종래 기술의 경우 모두 사후 토크 보정 방법이며, 보정 후 토크 신호의 발산을 방지하기 위한 교정 설정 전략 등에 대해서 알려져 있지 않다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량의 제어기가 자율적으로 구동장치의 토크 지령 기울기를 제어하도록 하여, 토크의 생성 및 제어를 위한 제어기의 개발에 소요되는 과다한 개발 공수를 줄일 수 있고, 상황에 따라 특화된 토크 변화량을 설정할 수 있는 동시에 토크 신호 발산의 위험성을 제거할 수 있는 차량 구동장치의 토크 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어기에 의해, 차량에서 수집된 차량 운전 정보로부터 차량 구동계 속도가 추정되고, 실제 측정된 구동계 측정 속도와 상기 추정된 구동계 추정 속도 간 속도차가 산출되는 단계; 제어기에 의해, 차량 운전 정보에 따른 기본 기울기 제한값이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 상기 산출된 속도차에 따른 실시간 기울기 보정 필요량이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 상기 결정된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 기초로 토크 지령 변화량이 결정되는 단계; 및 제어기에 의해, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령이 상기 결정된 토크 지령 변화량만큼 보정됨으로써 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령이 결정되는 단계를 포함하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법을 제공한다.

여기서, 상기 토크 지령 변화량이 결정되는 단계는, 상기 결정된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 이용하여 보정 후 기울기가 결정되는 단계; 차량 운전 정보로부터 결정된 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령과 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령 간 차이값인 오버슛 방지용 기울기 제한값이 결정되는 단계; 및 상기 결정된 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값을 기초로 토크 지령 변화량이 결정되는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값은, 상기 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령에서 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령을 뺀 값으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되면, 상기 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되고, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되면, 상기 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되고, 상기 보정 후 기울기, 상기 기본 기울기 제한값, 및 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 최소값이 토크 지령 변화량으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되면, 상기 기본 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 기본 기울기 제한값이 음(-)의 값으로 변경된 뒤, 음(-)의 값으로 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되고, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되면, 상기 기본 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 기본 기울기 제한값이 음(-)의 값으로 변경된 뒤, 음(-)의 값으로 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되고, 상기 보정 후 기울기, 상기 음(-)의 값으로 변경된 기본 기울기 제한값, 및 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 최대값이 토크 지령 변화량으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 기본 기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 양(+) 또는 음(-)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정되고, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 반대 부호의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 기본 기울기 제한값의 부호가 반대로 변경된 뒤, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정될 수 있다.

또한, 상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계는, 상기 결정된 기본 기울기 제한값을 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기가 결정되는 단계; 및 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기를 역기울기 제한값을 기초로 제한한 상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 역기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 양(+) 또는 음(-)의 값이면, 역기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 역기울기 제한값의 부호가 반대로 변경되고, 상기 부호가 변경된 역기울기 제한값이 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기를 제한하는데 이용될 수 있다.

또한, 상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계는, 상기 결정된 기본 기울기 제한값을 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기가 결정되는 단계; 및 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기를, 설정된 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값 사이의 값으로 제한한 상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 최대 기울기 제한값이 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 반대 부호의 값이면 상기 최대 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 최대 기울기 제한값의 부호가 반대로 변경되고, 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 최소 기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 부호의 값이면 상기 최소 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 최대 기울기 제한값의 부호가 반대로 변경되어, 상기 부호가 변경된 최대 기울기 제한값과 상기 부호가 변경된 최소 기울기 제한값 사이의 값으로 제한한 상기 보정 후 기울기가 결정될 수 있다.

그리고 상기 속도차가 산출되는 단계에서, 상기 수집된 차량 운전 정보로부터 차량의 구동계 속도가 추정되는 과정은, 상기 제어기의 피드백 산출부에서 현재의 구동계 측정 속도와 이전 제어 주기의 추정 속도 간 속도차를 입력으로 하여 피드백 제어값이 출력되는 단계; 상기 제어기의 피드포워드 산출부에서 차량 운전 정보로부터 구동계 토크가 결정되어 출력되는 단계; 상기 피드백 산출부의 출력값과 피드포워드 산출부의 출력값을 합산한 후 합산 값을 관성 보정계수를 이용하여 구동계 각가속도로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 구동계 각가속도를 적분하여 얻어진 구동계 각속도와 기본 지령 토크의 변화율 정보로부터 구동계의 추정 속도가 구해지는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 피드백 산출부는, 상기 현재의 구동계 측정 속도와 이전 제어 주기의 추정 속도 간 속도차를 입력으로 하는 P 제어기와 I 제어기; 및 상기 P 제어기의 출력값과 I 제어기의 출력값을 합산하여 합산 값을 상기 피드백 제어값으로 출력하는 제1 합산부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 피드포워드 산출부는, 구동토크 지령인 상기 기본 토크 지령에 보정계수를 적용하여 구동토크 값을 결정하여 출력하는 가속모델부; 제동토크 지령에 보정계수를 적용하여 제동토크 값을 결정하여 출력하는 제동모델부; 및 상기 가속모델부와 제동모델부의 출력값을 합산하여 합산 값을 상기 구동계 토크로 출력하는 제2 합산부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동계의 추정 속도가 구해지는 단계에서, 상기 기본 토크 지령의 변화율이 보정계수에 의해 보정된 후 상기 구동계 각속도와 합산된 값으로 상기 구동계의 추정 속도가 구해질 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 차량 구동장치의 토크 제어 방법에 의하면, 운전자 입력(가속페달 및 브레이크 페달 조작)에 대한 반응성을 확보하는 것이 가능해지고, 급격한 토크(구동력) 변화로 인한 NVH(Noise, Vibration, and Harshness) 발생의 문제를 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의하면, 많은 인자를 고려하여 상황별 토크 지령 필터나 기울기를 설정해야 하는 번거로움이 해소될 수 있고, 실시간으로 차량 상태에 적합한 최적의 토크 지령을 생성할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, 토크 기울기의 실시간 자동 조절 범위를 설정하는 방법이 제공됨으로써 토크 발산으로 인한 진동 발생의 가능성을 일일이 시험해보지 않아도 미리 차단할 수 있는 등 개발 효율성의 향상도 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 역기울기 제한값을 음(-)의 값으로 설정함으로써 보정 후 토크 지령이 보정 전 토크 지령에 수렴한 이후에도 토크 지령을 실시간 백래시 보정의 필요에 따라 보정할 수 있다. 이에 따라 백래시로 인한 기어 화인 노이즈(gear fine noise) 등을 감지하여 적절한 양만큼 토크 지령을 감소시키는 등의 기능을 구현할 수 있으므로 추가적인 NVH 억제 효과를 기대할 수 있다.

무엇보다, 본 발명에 의하면, 상기의 효과들을 하드웨어 변경 없이 제어 로직으로만 구현할 수 있으므로 원가 상승 없이 차량 상품성을 개선할 수 있는 유효한 방법을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 토크 제어 과정을 수행하는 장치 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토크 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 속도차를 산출하는 제1 제어기 내 속도차 산출부의 구성 및 속도차 산출 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제6 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 차량 구동장치의 토크 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 운전 조건에 따라 차량 구동장치의 토크 변화량(또는 기울기)을 조절하는 방법에 관한 것이다. 실제 차량 제어 과정에서 제어기가 토크 지령을 생성하여 구동장치의 토크를 제어하므로, 구동장치의 토크 제어와 토크 변화량 조절은 제어 관점에서 토크 지령을 결정하고 토크 지령 변화량(또는 기울기)을 조절하는 것을 의미한다 할 수 있다. 본 발명에서는 차량 운전 조건에 따라 토크 지령 변화량을 조절하고, 토크 지령 변화량을 조절하기 위해 토크 지령 기울기를 보정한다.

본 발명에 따른 제어 방법은 차량 구동원으로 모터를 이용하는 전동화 차량에 적용 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 제어 방법은 모터를 이용하여 주행하는 순수 전기 차량이나 연료전지 차량, 또는 모터와 함께 엔진(내연기관)을 이용하여 주행하는 하이브리드 차량에 적용 가능하다.

본 발명에서는 차량의 구동계 실제 속도(측정 속도)와 구동계의 비틀림 및 백래시 등 방지해야 할 요소가 제거된 기준 속도(추정 속도) 간의 차이값을 산출하고, 이 차이값의 함수를 이용하여 토크 변화량(또는 변화율인 토크 기울기)을 조절 내지 제한하게 된다. 여기서, 차량의 구동계는 모터를 포함하거나 모터와 엔진을 포함하는 것이며, 구동계 속도는 모터의 회전속도 또는 엔진의 회전속도일 수 있다.

구동계의 실제 속도와 기준 속도, 그리고 이 둘 사이의 차이값을 산출하는 방법에 대해서는 다양하게 공지되어 있다. 일반적인 방법으로는, 휠 속도로부터 기어비를 고려하여 환산한 모터의 추정 속도(기준 속도, 모델 속도)를 모터의 실제 속도(측정 속도)와 비교하여 그 차이값을 얻는 것이다.

즉, '모터의 실제 속도 - 휠 속도×유효기어비'를 기반으로 하는 속도 차이값을 산출하여 토크 보정(토크 지령의 보정)에 이용하는 것이다. 상기 모터의 실제 속도와 휠 속도는 모두 센서에 의해 검출되는 실측값이다.

또한, 본 발명에서, 토크 기울기를 제한하는 방법으로서, 기정(旣定, nominal)값 기반의 방법과 실시간 백래시 피드백 기반의 방법을 통합적으로 이용하여 토크 지령을 보정하는 방법이 제시된다. 여기서, 실시간 피드백 구동을 위한 속도 차이값(백래시에 상응하는 값임)을 산출하는 방법으로는 공지의 방법을 이용할 수 있다.

상기 기정값은 모터의 속도 및 토크에 따른 맵이나 함수에 의해 미리 설정된 형태의 값을 말한다. 이러한 기정값 기반의 토크 보정 방법은 후술하는 바와 같이 기본(nominal) 기울기 제한값을 이용하는 것으로서, 신호 발산의 위험이 없고 반응성이 빠른 대신, 실시간으로 각 상황에 최적화된 거동이 어렵다.

이와 반대로 실시간 백래시 피드백 기반의 토크 보정 방법은 상황별로 최적화된 거동이 가능한 대신, 초기 반응성의 확보가 어렵다. 따라서, 본 발명에서 상기와 같은 특성을 고려하여 각 토크 형상 보정 방법의 장점을 모두 취할 수 있는 새로운 토크 보정 방법이 개시된다.

본 발명에서 토크는 차량을 구동하는 구동장치의 토크, 예컨대 모터의 토크, 또는 엔진의 토크와 모터의 토크를 의미한다. 또한, 토크는 제어 관점에서 토크 지령을 의미한다. 또한, 본 발명에서 구동장치의 토크는 구동방향(양(+)의 방향) 토크인 구동토크와 그 역방향(음(-)의 방향) 토크인 회생토크를 모두 포함하는 의미일 수 있다.

또한, 토크 변화율은 토크가 변화하는 기울기라 할 수 있고, 토크 변화율과 토크 기울기는 토크 지령 변화율과 토크 지령 기울기를 의미하는 것이라 할 수 있다. 본 발명에서는 토크 기울기를 맵 기반(기정값 기반)과 실시간 피드백 기반을 동시에 고려하여 제한한다.

도 1은 본 발명의 토크 제어 과정을 수행하는 차량 내 장치 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 토크 제어 과정을 수행하기 위한 장치는, 차량에서 수집되는 차량 운전 정보로부터 토크 지령을 결정 및 생성하는 제1 제어기(10), 상기 제1 제어기(10)에서 출력되는 토크 지령을 수신하여 구동장치(30)의 작동을 제어하는 제2 제어기(20), 그리고 차량 구동원으로서 제2 제어기(20)에 의해 작동이 제어되는 구동장치(30)를 포함한다.

통상의 전동화 차량에서 상기 토크 지령은 주행 중 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 결정 및 생성되는 것으로, 여기서 차량 운전 정보는 센서(31)에 의해 검출되어 차량 네트워크를 통해 제1 제어기(10)에 입력되는 센서 검출 정보일 수 있다. 상기 센서(31)는 구동장치의 속도를 검출하기 위한 센서일 수 있고, 예를 들면 엔진의 회전속도(엔진 속도)를 검출하기 위한 엔진회전수 센서이거나 모터의 회전속도(모터 속도)를 검출하기 위한 센서일 수 있다.

모터의 회전속도를 검출하기 위한 센서로는 모터의 회전자 위치를 검출하는 레졸버(resolver)가 이용될 수 있다. 그 밖에 센서는 구동계 속도를 검출하는 센서일 수 있고, 여기서 구동계 속도는 구동장치(30)와 구동륜(50) 사이의 임의의 위치에서의 부품 회전속도일 수 있다. 예를 들면, 구동계 속도는 엔진 속도, 모터 속도뿐만 아니라 드라이브 샤프트의 회전속도, 변속기나 감속기(40)의 입, 출력 위치에서의 회전속도, 구동륜(50)의 회전속도일 수 있다.

또는 차량 운전 정보는 제1 제어기(10)에서 자체적으로 결정되는 정보이거나, 차량 내 타 제어기(예, ADAS 제어기)로부터 차량 네트워크를 통해 본 발명의 제어기에 입력되는 정보(예, 요구 토크 정보)일 수 있다. 이러한 제1 제어기(10)는 통상의 전동화 차량에서 차량 운전 정보에 기초하여 토크 지령을 생성하는 차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU) 또는 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제1 제어기(10)는 상기한 차량 운전 정보로부터 기본 토크 지령을 결정하고, 상기 결정된 기본 토크 지령과 후술하는 속도차(측정 속도와 추정 속도의 차이값)를 이용하여 최종 토크 지령을 생성한다. 이 최종 토크 지령이 제1 제어기(10)에서 제2 제어기(20)로 송신되고, 제2 제어기(20)에서는 제1 제어기(10)로부터 송신된 최종 토크 지령에 따라 구동장치(30)의 작동을 제어한다.

토크 지령을 결정 및 생성하기 위한 차량 운전 정보로는, 운전자의 가속페달 입력값(APS 값, APS:Accelerator Position Sensor), 운전자의 브레이크 페달 입력값(BPS 값, BPS:Brake pedal Position sensor), 센서에 의해 검출되는 구동계 속도, 및 센서에 의해 검출되는 차속 등이 선택적으로 이용될 수 있다. 상기 차량 운전 정보에서 가속페달 입력값과 브레이크 페달 입력값은 운전자 입력 정보이고, 센서에 의해 검출되는 구동계 속도 및 차속은 차량의 운전 상태 정보이다.

전동화 차량에서 구동장치의 작동을 제어하기 위한 기본 토크 지령(후술하는 보정 전 토크 지령임)의 결정 및 생성 방법과 그 과정에 대해서는, 당해 기술분야에서 공지의 기술 사항이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

그리고 제2 제어기(20)는 제1 제어기(10)에서 생성 및 출력되는 토크 지령(보정된 최종 토크 지령임)에 따라 차량 구동원인 구동장치(30)의 작동을 제어하는 제어기로서, 통상의 전동화 차량에서 토크 지령에 따라 인버터를 통해 구동장치(30)인 모터를 구동시키고 모터의 구동을 제어하는 공지의 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 제2 제어기(20)는 하이브리드 차량에서 토크 지령에 따라 구동장치(30)인 엔진의 구동을 제어하는 공지의 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU)를 더 포함하는 것일 수 있다.

이하의 설명에서 제어 주체를 제1 제어기와 제2 제어기로 구분하여 설명하지만, 본 발명에 따른 토크 제어 과정은 복수 개의 제어기 대신 통합된 하나의 제어요소에 의해서도 수행될 수 있다. 복수 개의 제어기와 통합된 하나의 제어요소를 모두 제어기라 통칭할 수 있고, 이 제어기에 의해 이하 설명되는 본 발명의 토크 제어 과정이 수행된다 할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어기는 제1 제어기와 제2 제어기를 모두 통칭하는 것이 될 수 있다.

한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토크 제어 과정을 나타내는 순서도이다. 이에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량 구동장치의 토크 제어 과정은, 제어기에 의해, 토크 지령을 생성하는데 필요한 차량 운전 정보가 수집되는 단계(S1), 차량 운전 정보를 기초로 기본 토크 지령이 생성되는 단계(S2), 실시간 속도 차이값이 산출되는 단계(S3), 상기 산출된 속도 차이값 및 기본 토크 지령을 이용하여 토크 지령 기울기(또는 변화량)를 결정하는 단계(S4), 상기 결정된 토크 지령 기울기(또는 변화량)를 적용하여 최종 토크 지령을 결정하는 단계(S5)를 포함한다. 이러한 과정은 토크 지령을 결정 및 생성하는 제1 제어기(10)에 의해 수행될 수 있다. 상기와 같이 최종 토크 지령이 결정되면, 제2 제어기(20)가 최종 토크 지령에 따라 구동장치(30)의 작동을 제어하는 단계(S6)가 수행된다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 구동장치의 토크 제어 과정에서는, 상기 산출된 속도 차이값, 즉 속도차를 이용하는 기울기(또는 변화량) 제한 과정을 통해 최종 토크 지령을 생성하는 방법이 적용될 수 있다.

먼저, 속도 차이값(이하 '속도차'라 칭함)을 산출하는 방법에 대해 상술하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에서 속도차를 산출하는 제1 제어기(10) 내 속도차 산출부의 구성 및 속도차 산출 방법을 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시예에서, 속도차를 결정하기 위해 도시된 바와 같이 관측기 형태의 속도차 산출부(11)가 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 구하고자 하는 속도차는, 센서에 의해 측정되는 구동계 속도인 측정 속도와, 피드포워드 및 피드백 방식을 이용하여 추정되는 구동계 속도인 추정 속도 간 차이값으로 결정된다. 여기서, 구동계 속도는 모터 속도일 수 있고, 속도차를 산출하기 위해 측정 속도와 비교되는 추정 속도가 상기한 기준 속도가 된다. 상기 추정 속도는 구동계 속도와 차량 운전 정보로부터 구해져 이용된다.

본 발명의 실시예에서, 속도 산출부(11)에서 속도차가 산출되는 단계는 수집된 차량 운전 정보로부터 차량의 구동계 속도가 추정되는 과정을 포함한다. 또한, 상기 구동계 속도가 추정되는 과정은, 피드백 산출부(12)에서 현재의 구동계 측정 속도와 이전 제어주기의 추정 속도 간 속도차를 입력으로 하여 피드백 제어값이 출력되는 단계; 피드포워드 산출부(13)에서 차량 운전 정보로부터 구동계 토크가 결정되어 출력되는 단계; 피드백 산출부(12)의 출력값과 피드포워드 산출부(13)의 출력값을 합산한 후 관성 보정계수를 이용하여 구동계 각가속도로 변환하는 단계; 상기 변환된 구동계 각가속도를 적분하여 얻어진 구동계 각속도와 기본 지령 토크의 변화율 정보로부터 구동계의 추정 속도를 결정하는 단계를 포함한다.

도 3을 참조하여 장치 구성을 설명하면, 본 발명의 실시예에서, 속도차 산출부(11)는, 구동계 속도(추정 속도)를 결정하기 위해, 피드백 산출부(12)와 피드포워드 산출부(13)를 포함한다. 여기서, 피드백 산출부(12)는 오차 산출부(12a), P 제어기(12b), I 제어기(12c) 및 제1 합산부(12d)를 포함할 수 있다.

상기 오차 산출부(12a)는 이전 제어주기에서 관측된 추정 속도를 피드백 값으로 입력받는데, 이 오차 산출부(12a)에서는 측정 속도와 이전 제어주기의 추정 속도 간 속도차가 구해진다. 이 속도차가 속도 오차로서 P 제어기(12b)와 I 제어기(12c)의 입력이 된다. 또한, 오차 산출부(12a)에 의해 산출되는 속도차가 본 발명에서 속도차 산출부(11)를 통해 구하고자 하는 최종의 속도차가 된다.

P 제어기(12b)는 오차 산출부(12a)로부터 입력되는 속도차(속도 오차)에 P 게인에 해당하는 보정계수을 곱한 값을 제1 합산부(12d)로 출력한다. 또한, I 제어기(12c)에서는 오차 산출부(12a)로부터 입력되는 속도차가 오차 적분기(12c')에 의해 적분되는데, I 제어기(12c)에서는 상기 적분된 값에 I 게인에 해당하는 보정계수를 곱한 값이 제1 합산부(12d)로 출력된다. 제1 합산부(12d)는 P 제어기(12b)의 출력값과 I 제어기(12c)의 출력값을 합산하여 출력하며, 이 합산값이 피드백 산출부(12)의 출력값이 된다.

도 3에 나타낸 관측기 형태를 이용하여 속도차를 산출할 수 있는데, 만약 측정 속도와 측정 속도의 LPF(Low Pass Filter) 처리된 속도차를 구하면 구동계 비틀림이나 백래시로 인한 속도차를 추정할 수 있지만, LPF의 특성상 랙(lag)이 존재하게 된다. 이러한 형태는 피드포워드 산출부를 삭제한 형태로 볼 수 있고, 이때는 피드백 산출부만을 이용하게 되는데, 피드백 산출부에서 필요에 따라 P 제어기와 I 제어기 중 하나가 선택적으로 이용될 수도 있다.

필터 랙(filter lag)을 보정하려면, 피드포워드 항을 이용하는 도 3과 같은 관측기 형태가 이용될 수 있다. 피드포워드 산출부(13)는 구동토크에 따른 가속모델부(13a)와 제동토크에 따른 제동모델부(13b), 그리고 제2 합산부(13c)를 포함한다.

가속모델부(13a)는 제1 제어기(10) 내에서 가속페달 입력값(APS 값)에 기초하여 결정된 토크 지령, 즉 기본 토크 지령을 보정하여 보정된 토크 값을 제2 합산부(13c)로 출력한다. 여기서, 상기 산출되는 구동토크 값은 차량 구동륜 휠단에서의 구동토크 값으로 이해할 수 있다. 가속모델부(13a)에서 기본 토크 지령이 휠단에서의 구동토크 값 또는 그에 상응하는 값으로 환산되는 것이며, 가속모델부에서의 보정계수는 모터와 구동륜 사이의 기어비 또는 기어비에 비례하는 값이 될 수 있다.

제동모델부(13b)는 제2 제어기(10) 내에서 브레이크 페달 입력값(BPS 값)에 기초하여 결정되는 토크 지령, 즉 제동토크 지령을 보정한 뒤 보정된 제동토크(제동력) 값을 제2 합산부(13c)로 출력한다. 여기서, 제동모델부(13b)에서의 보정계수는 제동유압-제동력 간 계수 또는 그에 상응하는 값이 될 수 있다.

그 밖에, 피드포워드 산출부(13)는 노면 구배나 공기 저항 등을 입력으로 하여 토크 값을 결정한 뒤 상기 결정된 토크(주행 부하) 값을 제2 합산부(13c)로 출력하는 추가적인 모델부를 더 포함할 수 있고, 노면 구배나 공기 저항 외에도 차량의 주행 저항에 관련된 입력 변수를 이용하여 토크 값을 산출한 뒤 제2 합산부(13c)로 출력하는 추가적인 모델부를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 피드포워드 산출부(13)에서는 차량 운전 정보에 따른 차량 토크 값이 피드포워드 방식으로 구해져 출력된다.

속도차 산출부(11)는 피드백 산출부(12)와 피드포워드 산출부(13)와 함께 관측값 합산부(14)와 보정부(15), 각가속도 적분기(16), 스프링 컴플라이언스 모델부(17), 최종 합산부(18)를 더 포함할 수 있다. 상기와 같이 속도차 산출부(11)에서 피드백 산출부(12)의 출력값과 피드포워드 산출부(13)의 출력값은 관측값 합산부(14)로 입력되어 합산된다. 이 관측값 합산부(14)에서 합산되어 출력되는 값은 토크 차원의 값이 된다.

상기와 같이 관측값 합산부(14)에서 합산된 후 출력되는 값은 보정부(15)에서 관성 보정계수에 의해 각가속도로 변환된다. 상기 관성 보정계수는 차량 등가관성에 관련된 것으로서, 차량 등가관성(총 등가무게)에 반비례하는 값으로 미리 정해진다. 여기서, '등가'라는 용어를 사용한 이유는, 차량의 가감속에 관련되는 차량의 총 무게(질량)에는 선형운동요소와 서로 다른 기어비를 갖는 회전요소에 해당하는 값들이 모두 포함 내지 합산되어야 하기 때문이다.

상기 속도차 산출부(11) 내에서 관측값 합산부(14)로부터 출력된 값은 보정부(15)에서 등가관성으로 나뉘어 각가속도 값으로 구해지고, 이어 각가속도는 각가속도 적분기(16)로 입력되어 적분된다. 이로써 각가속도 적분기(16)에서는 각속도 값이 출력되고, 이 각속도 값은 최종 합산부(18)로 입력된다.

상기 최종 합산부(18)에서는 구동축의 스프링 컴플라이언스에 관한 모델부, 즉 축 컴플라이언스 모델부(17)에서 출력되는 값이 입력되어 각가속도 적분기(16)에서 출력되는 각속도 값과 합산된다. 이와 같이 최종 합산부(18)에서는 각가속도 적분기(16)에서 출력되는 각속도 값과 축 컴플라이언스 모델부(17)에서 출력되는 값이 합산되어 최종의 추정 속도 값이 구해진다.

상기 축 컴플라이언스 모델부(17)에서는 기본 토크 지령의 변화율을 입력으로 하며, 기본 토크 지령의 변화율이 보정계수에 의해 보정된 값이 출력된다. 여기서, 보정계수는 유효 스프링 상수(effective spring constant)(F = kx에서 'k'임)와 관련된 것으로, 유효 스프링 상수에 상응하는 값으로 미리 정해진다.

상기 각가속도 적분기(16)에서는 필요에 따라 리셋(R)이 추가될 수 있고, 이는 변속 개입, 구동륜 전환, 정지상태 보정 등의 필요가 있을 때 사용되는데, 리셋 시 적분기(16)에서의 속도가 측정 속도로 리셋된다. 이때, 전술한 I 제어기(12c)의 오차 적분기(12c')는 0으로 리셋된다.

한편, 본 발명의 실시예로서, 상기 산출된 속도차를 이용하여 토크 지령을 보정하는 제1 실시예에 대해 상술하기로 한다.

본 발명에서 토크 지령은 구동장치(30)의 토크 지령이며, 구체적으로는 차량을 구동하는 모터의 토크 지령일 수 있고, 또는 엔진의 토크 지령일 수 있다. 그리고 본 발명에서 속도차를 이용하여 보정한 최종 토크 지령에 따라 구동장치(30)의 작동이 제어된다.

본 발명에서는 구동장치의 최종 토크 지령을 결정함에 있어 이전 제어주기의 최종 토크 지령을 토크 지령 변화량만큼 변화시켜 현재 제어주기의 최종 토크 지령을 결정하는 방식이 이용된다. 그리고 토크 지령 변화량을 결정함에 있어 상기 도 3의 구성에 의해 산출된 속도차와 기본 토크 지령(후술하는 보정 전 토크 지령임)을 이용한다.

즉, 상기 산출된 속도차와 기본 토크 지령을 기초로 하여 토크 지령 변화량을 결정한 뒤, 토크 지령 피드백 값인 이전 제어주기의 최종 토크 지령에 상기 결정된 토크 지령 변화량을 적용하여, 이 토크 지령 변화량만큼 변화된 현재 제어주기의 최종 토크 지령을 결정하는 것이다.

여기서, 토크 지령 변화량은 한 제어주기당 변화량을 의미하는 것일 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 기본 토크 지령을 보정 전 토크 지령, 그리고 최종 토크 지령을 보정 후 토크 지령이라 칭하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면으로서, 토크 지령을 보정하는 보정 로직부의 구성을 보여주고 있다. 보정 로직부는 보정 전 토크 지령(Raw Torque, TqR)을 입력으로 하고, 보정 후 토크 지령(Corrected Torque, TqC)을 출력으로 한다. 보정 로직부에서 최종 출력되는 보정 후 토크 지령은 현재 제어주기의 최종 토크 지령으로서, 기본 토크 지령인 보정 전 토크 지령을 정해진 로직에 따라 이용하여 생성하는 최종 토크 지령이며, 이 토크 지령에 따라 구동장치(30)의 작동이 제어된다.

제1 실시예에 따른 보정 로직부는 도 1의 제1 제어기(10) 내부에 구성될 수 있는 것으로, 도 4에 나타낸 바와 같이 기울기 보정부(111), 오차 산출부(112), 변화량 결정부(113), 및 지령 보정부(114)를 포함한다.

제1 실시예에서, 도 3의 구성에 의해 산출된 속도차로부터 그에 상응하는 실시간 기울기 보정 필요량이 결정되고, 이어 기울기 보정부(111)가 기설정된 기울기 제한값(이하 '기본(nominal) 기울기 제한값'이라 칭함)을 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정하여 보정 후 기울기를 결정한다. 이때, 기설정된 기울기 제한값은 보정 전 기울기라 할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 보정 후 기울기가 토크 지령 변화량을 결정하는데 이용되는데, 이때 토크 지령 변화량을 결정하기 위해 토크 수렴 오차라 할 수 있는 오버슛(overshot) 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})이 더 이용될 수 있다.

여기서, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은, 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령(TqR)과 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령 간 차이값이다. 더 구체적으로는, 오버슛 방지 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령(TqR)에서 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)을 뺀 차이값으로 정의될 수 있다. 이때, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)은, 도 4의 보정 로직부에 의해 직전 제어주기에서 최종 결정된 뒤 현재 제어주기의 토크 지령 보정을 위해 피드백되는 토크 지령 피드백 값이다.

본 발명의 제1 실시예에서, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은 오차 산출부(112)에서 결정되고, 이 오차 산출부(112)가 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령(TqR)과 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)을 입력으로 하여 두 지령의 차이값인 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})을 산출한다.

이와 같이 본 발명의 제1 실시예에서는 보정 전 기울기인 기본(nominal) 기울기 제한값, 실시간 기울기 보정 필요량, 및 그리고 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})을 이용하여 토크 지령 변화량을 결정한다.

본 발명의 제1 실시예에서, 기본 기울기 제한값은 차량 운전 상태에 따라 설정되어 있는 제한값이며, 현재의 차량 운전 정보를 기초로 설정 데이터인 맵이나 함수 등에 의해 결정되는 제한값이다. 여기서, 차량 운전 정보는 모터(또는 엔진)의 속도나 토크, 또는 모터(또는 엔진)의 속도와 토크일 수 있다. 이때, 모터(또는 엔진)의 속도나 토크에 따른 값, 또는 모터의 속도와 토크에 따른 값으로 결정되는 기본 기울기 제한값은 맵이나 함수 등에 의해 미리 설정된 제한값이다. 여기서, 토크는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령일 수 있다.

이에 차량 운전 정보에 따른 값으로 제한값이 설정된 상기 맵이나 함수 등에 의해, 현재의 차량 운전 정보에 따른 기본 기울기 제한값이 결정될 수 있고, 이렇게 결정된 기본 기울기 제한값이 토크 지령 보정을 위한 입력으로 이용될 수 있다.

실시간 기울기 보정 필요량은 도 3의 구성에 의해 산출된 속도차에 상응하는 값으로 결정될 수 있는데, 이때 속도차로부터 그에 상응하는 실시간 기울기 보정 필요량을 결정하기 위해 기설정된 데이터인 맵이나 함수 등이 이용될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서, 실시간 기울기 보정 필요량은 기본 기울기 제한값, 즉 제한값의 기울기를 보정하는데 이용하는 것으로, 기울기 보정부(111)에서 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산하여 그 합산값을 보정 후 기울기로 결정할 수 있다.

보정 전 토크 지령(TqR)은 도 1의 구성에서 제1 제어기(20)에 의해 결정되는 현재 제어주기의 기본 토크 지령이다. 또한, 토크 지령 보정을 위해 또 다른 입력으로 이용되는 보정 후 토크 지령(TqC)은, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령으로서, 이전 제어주기에서 최종 결정된 뒤 피드백되는 최종 토크 지령이다.

본 발명의 제1 실시예에서, 오차 산출부(112)가 전술한 바와 같이 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령(TqR)과 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC) 간 차이값을 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})으로 결정한다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 상기와 같이 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값이 결정되면, 도 4에 나타낸 바와 같이 변화량 결정부(113)는, 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})을 입력으로 하여, 입력되는 값 중 작은 값을 토크 지령 변화량으로 결정하도록 설정될 수 있다.

여기서, 토크 지령 변화량을 결정하기 위해 변화량 결정부(113)는 보정 전 기울기, 즉 기본 기울기 제한값을 추가로 더 이용할 수 있다. 이와 같이 변화량 결정부(113)에서 보정 전 기울기는 선택적으로 이용할 수 있다. 보정 전 기울기를 이용하는 경우, 변화량 결정부(113)는 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_Lim _{_OS}), 보정 전 기울기 중 최소값을 토크 지령 변화량으로 결정한다.

이와 같이 변화량 결정부(113)에 의해 토크 지령 변화량이 결정되면, 지령 보정부(114)가 상기 결정된 토크 지령 변화량과 피드백 값인 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령을 이용하여 현재 제어주기의 보정된 토크 지령, 즉 현재 제어주기의 새로운 보정 후 토크 지령을 결정한다.

이때, 지령 보정부(114)는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령을 토크 지령 변화량만큼 보정하여 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령을 결정하며, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령과 토크 지령 변화량을 합산하여 그 합산값을 새로운 보정 후 토크 지령으로 결정하도록 설정될 수 있다.

도 4에 나타낸 제1 실시예는 토크가 증가 중인 상황, 즉 보정 전 토크 지령(TqR)이 피드백된 보정 후 토크 지령(TqC) 보다 큰 상황에서의 토크 지령 보정 방법이다. 여기서, 보정 전 토크 지령(TqR)은 현재 제어주기의 기본 토크 지령이고, 피드백되는 보정 후 토크 지령(TqC)은 보정 로직부에서 결정된 이전 제어주기의 최종 토크 지령이다.

본 발명에서 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령(TqR)이 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqR)보다 큰 상황을 토크 증가 중인 상황으로 정의하고, 그 반대되는 상황을 토크 감소 중인 상황으로 정의한다.

도 4에 나타낸 제1 실시예는 토크 증가 상황의 실시예이므로, 제1 실시예에서 오버슛 방지용 기울기 제한값은 양(+)의 값이 된다. 이때, 기본 기울기 제한값은 양(+)과 음(-)의 값 중 오버슛 방지용 기울기 제한값과 같은 부호를 가지는 양(+)의 값으로 설정 및 결정될 수 있다. 다만, 실시간 기울기 보정 필요량은 양(+)의 값일 수도 있고, 또는 음(-)의 값일 수도 있다.

또한, 본 발명에서 기본 기울기 제한값은 방향성이 없는 스칼라(scalar)량이라 할 수 있고, 실시간 기울기 보정 필요량과 오버슛 방지용 기울기 제한값은 벡터량(vector)량이라 할 수 있다. 여기서, 벡터는 그 값에 이미 방향성이 부여된 것으로, 토크의 증가 중과 감소 중을 구분하지 않아도 되는 값을 의미한다.

반면, 스칼라는 그 값에 방향성이 부여되지 않은 것으로서, 제1 실시예에서 스칼라량인 기본 기울기 제한값은 토크가 증가 중인 상황을 기준으로 명기된 값일 수 있다. 제1 실시예에서 기본 기울기 제한값은 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 부호인 양(+)의 값으로 설정되고 있으나, 본 발명에서 스칼라량인 기본 기울기 제한값은, 상황에 상관없이, 양(+)과 음(-)의 값 중 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 다른 부호의 값으로 설정될 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 제1 실시예의 토크 지령 보정 방법 적용시 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내고 있다. 도 5a는 변화량 결정부(113)에서 보정 전 기울기의 이용 없이 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})만을 이용하여 변화량을 결정할 때의 예를 나타낸다. 도 5b는 보정 전 기울기(기본 기울기 제한값임), 보정 후 기울기, 및 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})을 모두 이용하여 변화량을 결정할 때의 예를 나타낸다.

도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은 양(+)의 값이고, 이때 기본 기울기 제한값도 양(+)의 값으로 설정 및 결정될 수 있으며, 실시간 기울기 보정 필요량은 양(+) 또는 음(-)의 값이 될 수 있다. 도 5b에 나타낸 바와 같이, 보정 전 기울기(기본 기울기 제한값임)를 추가로 이용할 경우, 실시간 기울기 보정 가능 범위는 보정 전 기울기인 기본 기울기 제한값을 초과할 수 없다. 보정 시 토크 지령의 기울기 및 변화량이 기본 기울기 제한값으로 제한될 수 있는 것이다.

도 5a 및 도 5b에서 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})이 기본 기울기 제한값보다 크게 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 오버슛 방지용 기울기 제한값은 기본 기울기 제한값보다 작은 값이 될 수도 있다.

이와 같이 하여, 제1 실시예에서는 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 기본 기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 양(+) 또는 음(-)의 값으로 설정 또는 결정될 수 있고, 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되도록 할 수 있다.

그리고 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정되고, 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정되도록 할 수 있다.

다음으로, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면으로서, 도 4에 나타낸 제1 실시예가 토크 증가 중인 상황의 보정 방법에 관한 것이라면, 도 6에 나타낸 제2 실시예는 토크 감소 중인 상황의 보정 방법에 관한 것이다.

제2 실시예에서도 기본 기울기 제한값은 스칼라량으로 정해질 수 있고, 이때 스칼라량인 기본 기울기 제한값은 제1 실시예와 마찬가지로 양(+)의 값으로 설정 및 결정될 수 있다. 이에 제2 실시예와 같이 토크가 감소 중인 상황에서는 기본 기울기 제한값의 경우 양(+)과 음(-)의 부호 변경(sign change)을 통해 증가 중인 상황과 반대되는 부호의 값을 사용한다. 즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 기본 기울기 제한값에 '-1'을 곱한 제한값을 보정 로직부의 입력으로 사용할 수 있다.

요컨대, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 기본 기울기 제한값이 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 반대 부호의 값이면, 기본 기울기 제한값에 '-1'을 곱하여 기본 기울기 제한값의 부호를 반대로 변경한 뒤, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값을 사용한다. 즉, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산하여 보정 후 기울기를 결정하는 것이다.

도 6을 참조로 설명하면, 도시된 바와 같이, 토크 지령을 보정하는 보정 로직부는, 제1 실시예와 마찬가지로, 보정 전 토크 지령(Raw Torque, TqR)을 입력으로 하고, 보정 후 토크 지령(Corrected Torque, TqC)을 출력으로 한다. 또한, 보정 로직부에서 최종 출력되는 보정 후 토크 지령은 기본 토크 지령인 보정 전 토크 지령을 정해진 로직에 따라 이용하여 생성하는 최종 토크 지령이며, 이 토크 지령에 따라 구동장치(30)의 작동이 제어된다.

제2 실시예에 따른 보정 로직부 또한 도 1의 제1 제어기(10) 내부에 구성될 수 있는 것으로, 도 6에 나타낸 바와 같이 기울기 보정부(111), 오차 산출부(112), 변화량 결정부(113), 및 지령 보정부(114)를 포함한다. 이에 더하여, 제2 실시예에 따른 보정 로직부는 기본 기울기 제한값의 부호를 변경하는 변환부(101)를 더 포함할 수 있다.

제2 실시예에서는, 제1 실시예와 비교하여, 기본 기울기 제한값의 부호를 변경하여 변화량 결정부(113)에 입력하는 변환부(101)를 추가로 이용하는 점, 그리고 변화량 결정부(113)가 변환부(101)에 의해 부호가 변경된 기본 기울기 제한값을 이용하는 점, 그리고 토크 감소 상황이므로 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})이 음(-)의 값이라는 점, 그리고 변화량 결정부(113)에서 입력되는 값 중 최소값이 아닌 최대값을 토크 지령 변화량으로 결정하는 점에서 차이가 있다. 또한, 기울기 보정부(111)에서 기본 기울기 제한값의 부호를 변경한 뒤 부호가 변경된 제한값의 기울기를 보정하는 점에서 차이가 있다.

구체적으로 설명하면, 제2 실시예에서, 도 3의 구성에 의해 산출된 속도차로부터 그에 상응하는 실시간 기울기 보정 필요량이 결정되고, 이어 기울기 보정부(111)가 기본 기울기 제한값의 부호를 변경한 뒤, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값을 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정하여 보정 후 기울기를 결정한다.

이때, 기울기 보정부(111)는 입력되는 기본 기울기 제한값의 부호를 반대로 변경, 즉 양(+)의 값에서 음(-)의 값으로 변경하여 이용하는데, 입력되는 기본 기울기 제한값에 '-1'을 곱하는 방식으로 부호를 변경할 수 있다. 또한, 기울기 보정부(111)는 부호가 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산하여 그 합산값을 보정 후 기울기로 결정한다.

그리고 변화량 결정부(113)에서는 변환부(101)에 의해 부호가 변경된 기본 기울기 제한값을 입력받아 보정 전 기울기로 이용하게 된다. 변환부(101)에서 기본 기울기 제한값의 부호 변경은, 입력되는 부호 변경 전의 기본 기울기 제한값에 '-1'을 곱해주는 것으로 실시될 수 있다.

또한, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값, 즉 보정 전 기울기는, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 실시예에서도 선택적으로 이용 가능하다. 즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 변화량 결정부(113)는 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})만을 입력으로 하여 입력되는 값 중 가장 큰 값을 토크 지령 변화량으로 결정하도록 설정될 수 있다.

여기서, 토크 지령 변화량을 결정하기 위해 변화량 결정부(113)는 보정 전 기울기, 즉 부호가 변경된 기본 기울기 제한값을 추가로 더 이용할 수 있다. 이와 같이 변화량 결정부(113)에서 보정 전 기울기는 선택적으로 이용될 수 있으며, 보정 전 기울기, 보정 후 기울기, 및 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_Lim _{_OS}) 중 최대값이 토크 지령 변화량으로 결정될 수 있다.

제2 실시예는 토크 감소 상황이므로, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})이 음(-)의 값이다. 또한, 기본 기울기 제한값은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 실시예에서도 양(+)의 값일 수 있다. 즉, 제2 실시예에서 기본 기울기 제한값이 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 반대 부호의 값일 수 있고, 이때 부호가 변경된 기본 기울기 제한값인 보정 전 기울기가 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 음(-)의 값이 된다.

단, 실시간 기울기 보정 필요량은 양(+)의 값일 수도 있고 음(-)의 값일 수도 있다. 또한, 변화량 결정부(113)에서 입력값들 중 최대값이 토크 지령 변화량으로 결정된다는 것은, 입력값들이 모두 음의 값이라면 절대값이 최소인 값이 토크 지령 변화량으로 결정된다는 것을 의미한다.

이와 같이 변화량 결정부(113)에 의해 토크 지령 변화량이 결정되면, 지령 보정부(114)가 상기 결정된 토크 지령 변화량과 피드백 값인 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령을 이용하여 현재 제어주기의 보정된 최종 토크 지령, 즉 현재 제어주기의 새로운 보정 후 토크 지령을 결정한다.

이때, 지령 보정부(114)는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령을 토크 지령 변화량만큼 보정하여 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령을 결정하는 구성부로서, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령과 토크 지령 변화량을 합산하여 그 합산값을 새로운 보정 후 토크 지령으로 결정할 수 있다.

제2 실시예를 정리하면, 오버슛 방지용 기울기 제한값과 기본 기울기 제한값이 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 반대 부호의 값으로 결정되면, 기본 기울기 제한값에 '-1'을 곱하여 기본 기울기 제한값의 부호를 반대로 변경한 뒤, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값을 보정 후 기울기로 결정한다.

이때, 제2 실시예에서, 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면, 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정되고, 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면, 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.

이상으로 토크 증가 중인 상황에서의 토크 지령 보정 방법과 토크 감소 중인 상황에서의 토크 지령 보정 방법에 대해 설명하였는바, 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령(TqR)과 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)을 비교하여 토크 증가 중 혹은 토크 감소 중의 상황을 판단할 수 있고, 이 판단 결과에 따라 제1 실시예의 방법 또는 제2 실시예의 방법이 선택되어 이용될 수 있다.

이러한 제1 실시예 및 제2 실시예는 기본 기울기 제한값을 결정하기 위해 동일 설정 데이터(맵 또는 수식 등)를 이용할 경우의 예로서, 두 실시예의 기본 기울기 제한값이 동일 부호의 값, 예컨대 모두 양의 값으로 설정되었을 때의 토크 지령 보정 방법이라 할 수 있다. 또한, 두 실시예는 토크 증가 중인 상황과 토크 감소 중인 상황의 기본 기울기 제한값이 동일 차량 운전 조건일 때 서로 동일한 값으로 설정된 경우의 방법이라 할 수 있다.

이와 같이 기본 기울기 제한값이 모두 양의 값으로 설정되었다면, 토크 증가 상황인지, 토크 감소 상황인지에 따라 제1 실시예와 제2 실시예의 방법 중 하나가 선택되어 이용된다. 이 경우, 구동장치의 토크나 속도 등을 입력으로 하여 그에 따른 기본 기울기 제한값을 결정하도록 제어기에 미리 설정되는 설정 데이터(맵, 수식 등)로는, 제1 실시예와 제2 실시예의 구분없이 하나의 설정 데이터가 이용될 수 있다.

하지만, 구동장치의 토크나 속도 등에 따른 값으로 미리 설정되는 기본 기울기 제한값 자체가, 토크 증가 중인 경우와 토크 감소 중인 경우로 구분되어 두 경우에서 서로 반대되는 부호의 값으로 설정될 수도 있다. 이 경우 토크 증가 중인 상황에서 기본 기울기 제한값을 결정하기 위한 설정 데이터와, 토크 감소 중인 상황에서 기본 기울기 제한값을 결정하기 위한 설정 데이터가 별도로 필요하다.

예컨대, 토크 증가 중인 상황일 경우 기본 기울기 제한값은 설정 데이터(맵이나 수식 등)로부터 양(+)의 값으로 결정되도록 하고, 토크 감소 중인 상황에서는 기본 기울기 제한값이 설정 데이터로부터 음(-)의 값으로 결정되도록 할 수 있다. 이 경우 도 4의 방법으로 토크 지령의 보정이 수행될 수 있다.

또한, 토크 증가 중인 상황에서 이용되는 기본 기울기 제한값의 설정 데이터와, 토크 감소 중인 상황에서 이용되는 기본 기울기 제한값의 설정 데이터가 별도로 설정된 경우일 때, 두 설정 데이터의 기본 기울기 제한값은, 부호가 반대인 것뿐만 아니라, 동일 입력값 조건에서의 설정값 자체가 서로 다르게 설정될 수도 있다. 예컨대, 설정 데이터가 맵인 경우, 동일 입력값에 해당하는 맵 값이, 두 맵에서 서로 다르게 설정될 수 있는 것이다.

도 7a 및 도 7b는 제2 실시예의 토크 지령 보정 방법 적용시 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내고 있다. 도 7a 및 도 7b에서 기본 기울기 제한값은 부호가 반대로 변경된 기본 기울기 제한값이다. 도 7a는 변화량 결정부(113)에서 보정 전 기울기의 이용 없이 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})만을 이용하여 변화량을 결정할 때의 예를 나타낸다. 도 7b는 보정 전 기울기(부호가 변경된 기본 기울기 제한값임), 보정 후 기울기, 및 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})을 모두 이용하여 변화량을 결정할 때의 예를 나타낸다.

도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은 음(-)의 값이고, 이때 부호가 변경된 기본 기울기 제한값도 음(-)의 값이며, 이때 실시간 기울기 보정 필요량은 양(+) 또는 음(-)의 값이 될 수 있다. 하지만, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 보정 전 기울기, 즉 부호가 변경된 기본 기울기 제한값을 추가로 이용할 경우, 실시간 기울기 보정 가능 범위는 부호가 변경된 기본 기울기 제한값보다 더 작은 값이 될 수 없다. 보정 시 부호가 변경된 기본 기울기 제한값으로 토크 지령의 기울기 및 변화량이 제한되는 것이다.

도 7a 및 도 7b에서 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})이 부호가 변경된 기본 기울기 제한값보다 작게 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 오버슛 방지용 기울기 제한값은 기본 기울기 제한값보다 큰 값이 될 수도 있다.

위에서 설명한 제1 실시예와 제2 실시예에 대해 정리하면, 기본적으로, 실시간 기울기 보정 필요량이 없을 때, 변화량 결정부(113)의 입력이 되는 보정 후 기울기는 기본 기울기 제한값이 된다. 또한, 기본 기울기 제한값은 실시간 기울기 보정 필요량만큼 증가되거나 감소되어 변화량 결정부(113)에 입력된다.

도 6에 나타낸 제2 실시예의 경우, 만약 기본 기울기 제한값의 크기와 실시간 기울기 보정 필요량의 크기가 같다면, 보정 후 기울기는 '0'이 된다. 이 '0'의 값인 보정 후 기울기는 음(-)의 값인 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})보다 큰 값이므로, 변화량 결정부(113)에서 토크 지령 변화량은 '0'이 되고, 이에 보정 전 토크 지령이 최종 보정 후 토크 지령이 된다.

나아가, 제2 실시예에서, 기본 기울기 제한값의 크기보다 실시간 기울기 보정 필요량의 크기가 더 크다면, 보정 후 토크 지령(TqC)이 보정 전 토크 지령(TqR)에 수렴하는 방향이 아닌, 오히려 역행하는 방향으로 움직일 수 있다.

또한, 위와 같이 보정 후 기울기를 구하기 위해 기본 기울기 제한값(제2 실시예의 경우 부호가 변경된 기본 기울기 제한값임)과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산하는 방식 외에도, 실시간 기울기 보정 필요량에 상응하는 값으로 결정된 스케일 팩터(scale factor)가 기울기 보정부(111)에서 상기 기본 기울기 제한값에 곱해짐으로써 보정 후 기울기가 구해지도록 하는 방법 등도 적용 가능하다. 여기서, 스케일 팩터는, 제어기(10) 내 기울기 보정부(111)에서, 상기 실시간 기울기 보정 필요량의 함수로 설정된 값이 이용될 수 있다.

또한, 실시간 기울기 보정 필요량이 기본 기울기 제한값을 해제시키는 방향으로 작용한다고 하여도, 오버슛 방지용 기울기 제한값에 의해 기울기의 최대치가 제한된다. 따라서, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)이 이미 보정 전 토크 지령(TcR)에 수렴하였을 때(TqC==TcR)에는, 기본 기울기 제한값이나 실시간 기울기 보정 필요량에 관계없이, 토크 지령의 기울기 및 변화량은 '0'이 된다.

변화량 결정부(113)에서 보정 전 기울기를 이용하는 것과 이용하지 않는 것의 차이는, 도 5a와 도 5b, 도 7a와 7b에서 알 수 있듯이, 실시간 보정되는 기울기를 기본 기울기 제한값으로 제한할 것인지 아닌지의 여부이다. 보정 전 기울기를 이용하지 않을 경우, 도 5a 및 도 7a에 나타낸 바와 같이, 기본 기울기 제한값을 최대 허용 기울기로 고려하지 않고 있으며, 이에 따라 보정된 기울기는 기본 기울기 제한값을 초과하여 보정 후 토크 지령(TqC)을 산출할 수 있다.

그러나 보정 전 기울기를 이용하는 경우, 도 5b 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 기본 기울기 제한값을 최대 허용 기울기로 이용하게 되며, 결국 보정 후 기울기는 실시간 기울기 보정 필요량의 값과 상관없이 기본 기울기 제한값을 초과할 수 없게 된다.

정리하면, 보정 전 기울기를 이용하지 않는 경우, 토크 지령의 보정 기울기 및 변화량은, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 보정 후 기울기 중, 토크 지령 수렴 상태인 'TqC==TcR'을 가장 저지하는 기울기가 선택되어 이용된다. 반면, 보정 전 기울기를 이용하는 경우, 토크 지령의 보정 기울기 및 변화량은, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 보정 전 기울기, 보정 후 기울기 중, 토크 지령 수렴 상태인 'TqC==TcR'을 가장 저지하는 기울기가 선택되어 이용된다.

다음으로, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다. 제3 실시예에서는 역기울기 제한값이 추가로 설정되어 이용된다. 여기서, 역기울기 제한값 또한 방향성이 없는 스칼라량으로 설정되어 이용된다. 또한, 역기울기 제한값은, 미리 설정된 상수이거나, 도 3의 구성에 의해 산출되는 속도차, 또는 구동계 속도, 또는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)으로부터 맵이나 함수 등의 설정 데이터에 의해 결정되는 값이 될 수 있다.

여기서, 구동계 속도는 구동장치와 구동륜 사이의 임의의 위치에서의 부품 회전속도일 수 있다. 예를 들면, 구동계 속도는 엔진 속도, 모터 속도뿐만 아니라 드라이브 샤프트의 회전속도, 변속기나 감속기의 입, 출력 회전속도, 또는 구동륜의 회전속도일 수 있다.

제3 실시예는 제1 실시예와 마찬가지로 토크 증가 중인 상황에서의 토크 지령 보정 방법이며, 도 4의 제1 실시예와 비교하였을 때 기울기 보정부(111)와 변화량 결정부(113) 사이에 기울기 제한부(103)가 추가된다. 즉, 기울기 보정부(111)에서 기본 기울기 제한값이 실시간 기울기 보정 필요량에 의해 보정된 후, 이 보정된 기울기가 기울기 제한부(103)에서 역기울기 제한값에 의해 제한된 값으로 상기 보정 후 기울기가 최종 결정된다.

제3 실시예에서 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은 양(+)의 값이고, 이때 역기울기 제한값은 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 반대 부호인 음(-)의 값으로 설정될 수 있다.

또한, 제3 실시예의 기울기 제한부(103)에서는, 실시간 기울기 보정 필요량에 의해 보정된 기울기와 역기울기 제한값 중 큰 값이 보정 후 기울기로 결정된다. 요컨대, 제3 실시예는 기울기 보정부(111)에 의해 보정된 기울기가 기울기 제한부(103)에서 역기울기 제한값에 의해 제한될 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 역기울기 제한값이 적용되는 점, 그리고 보정 후 기울기를 결정하기 위해 기울기 제한부(103)가 추가로 이용되는 점을 제외하고는, 제3 실시예의 나머지 과정은 도 4에 나타낸 제1 실시예와 비교하여 차이가 없다. 또한, 제3 실시예에서 보정 전 기울기가 변화량 결정부(113)의 입력으로 이용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 실시간 기울기 보정 가능 범위는 역기울기 제한값과 기본 기울기 제한값 사이의 범위로 제한되고, 이때 오버슛 방지용 기울기 제한값이 기본 기울기 제한값보다 작다면, 기본 기울기 제한값 대신 오버슛 방지용 기울기 제한값에 의해 기울기 제한이 이루어진다. 이는 도 5b에 나타낸 제1 실시예에서도 그러하다.

다음으로, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다. 제4 실시예에서도 제3 실시예와 마찬가지로 역기울기 제한값이 추가로 설정되어 이용되는데, 제4 실시예의 역울기 제한값 또한 방향성이 없는 스칼라량으로 설정되어 이용될 수 있다. 또한, 제4 실시예에서의 역기울기 제한값 역시, 미리 설정된 상수이거나, 속도차, 또는 구동계 속도, 또는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)으로부터 맵이나 함수 등의 설정 데이터에 의해 결정되는 값이 될 수 있다.

제4 실시예는 제2 실시예와 마찬가지로 토크 감소 중인 상황에서의 토크 지령 보정 방법이며, 도 6의 제2 실시예 비교하였을 때 기울기 보정부(111)와 변화량 결정부(113) 사이에 기울기 제한부(103)가 추가되고, 도 8의 제3 실시예와 비교하였을 때 기울기 제한부(103)의 입력단에 역기울기 제한값의 부호를 변경해주는 변환부(이하 '제2 변환부'라 칭함)(102)가 추가된다. 이에 기울기 제한부(103)에는 제2 변환부(102)에 의해 부호가 변경된 역기울기 제한값이 입력된다.

제2 변환부(102)에 의해 역기울기 제한값은 음(-)의 값에서 양(+)의 값으로 부호가 변경될 수 있고, 결국 역기울기 제한값이 양(+)의 값으로 변경된 후 기울기 제한부로 입력될 수 있다.

제4 실시예는 토크 감소 상황이므로, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})이 음(-)의 값이다. 또한, 기본 기울기 제한값은 제3 실시예와 마찬가지로 양(+)의 값일 수 있다. 즉, 제4 실시예에서 기본 기울기 제한값이 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 반대 부호의 값일 수 있고, 이때 변환부(이하 '제1 변환부'라 칭함)(101)에 의해 부호가 변경된 기본 기울기 제한값인 보정 전 기울기가 오버슛 방지용 기울기 제한값과 같은 부호인 음(-)의 값이다.

제4 실시예에서 역기울기 제한값은 제3 실시예와 마찬가지로 음(-)의 값일 수 있다. 이와 같이 제4 실시예에서 역기울기 제한값은 음(-)의 값인 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 부호의 값일 수 있고, 이때 부호가 변경된 역기울기 제한값은 양(+)의 값으로서 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 반대 부호의 값이 된다. 이와 같이 역기울기 제한값이 오버슛 방지용 기울기 제한값과 같은 부호의 값이면 '-1'을 곱하여 반대 부호의 값으로 변경하고, 만약 제3 실시예와 같이 역기울기 제한값이 오버슛 방지용 기울기 제한값과 반대 부호의 값이면 부호 변경 없이 역기울기 제한값을 그대로 사용한다.

또한, 제4 실시예에서는, 기울기 보정부(111)에서 부호가 변경된 기본 기울기 제한값이 실시간 기울기 보정 필요량에 의해 보정된 후, 이 보정된 기울기가 기울기 제한부(103)에서 제2 변환부(102)에 의해 부호가 변경된 역기울기 제한값에 의해 제한된 값으로 보정 후 기울기가 결정된다.

이때, 기울기 제한부(103)에서는, 실시간 기울기 보정 필요량에 의해 보정된 기울기와 부호가 변경된 역기울기 제한값 중 작은 값이 보정 후 기울기가 결정된다. 요컨대, 제4 실시예는 기울기 보정부(111)에 의해 보정된 기울기가 부호가 변경된 역기울기 제한값에 의해 제한될 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 역기울기 제한값이 적용되는 점, 그리고 보정 후 기울기를 결정하기 위해 기울기 제한부(103)가 추가로 이용되는 점을 제외하고는, 나머지 과정은 도 6에 나타낸 제2 실시예와 비교하여 차이가 없다. 또한, 제4 실시예에서 보정 전 기울기가 변화량 결정부(113)의 입력으로 이용된다. 이때, 보정 전 기울기는 제1 변환부(101)에 의해 부호가 반대로 변환된 기본 기울기 제한값이다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 실시간 기울기 보정 가능 범위는 부호가 변경된 역기울기 제한값과 기본 기울기 제한값 사이의 범위로 제한되고, 이때 오버슛 방지용 기울기 제한값이 기본 기울기 제한값보다 크다면, 기본 기울기 제한값 대신 오버슛 방지용 기울기 제한값에 의해 기울기 제한이 이루어진다. 이는 도 7b에 나타낸 제2 실시예에서도 그러하다.

이와 같이 제3 실시예 및 제4 실시예는 역기울기 제한값을 추가로 이용함으로써 기울기가 역행하는 폭을 제한하는 기능을 추가로 가지게 된다. 따라서 실시간 기울기 보정 필요량이 기본 기울기 제한값을 보정하더라도 그 범위가 역기울기 제한값 또는 부호가 변경된 역기울기 제한값을 초과하지 못하게 된다. 또한, 역기울기 제한값이 음(-)의 값일 때에는 토크 지령 수렴 상태인 'TqC==TcR'에서도 실시간 기울기 보정 필요량에 따라 TqC가 TqR에서 디레이트(derate) 되면서 역행하도록 설정하는 것이 가능하다.

정리하면, 제3 실시예와 제4 실시예에서 토크 지령의 보정 기울기 및 변화량은, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 보정 전 기울기, 보정 후 기울기 중, 토크 지령 수렴 상태인 'TqC==TcR'을 가장 저지하는 기울기가 선택되어 이용된다. 단, 보정 후 기울기는 역기울기 제한값을 벗어나는 값으로 정해질 수 없다.

다음으로, 도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다. 제5 실시예에서는 제1 실시예와 비교하여 최대 기울기 제한값 및 최소 기울기 제한값을 추가로 이용한다. 상기 최대 기울기 제한값 및 최소 기울기 제한값 또한 방향성이 없는 스칼라량으로 설정되어 이용될 수 있다.

또한, 최대 기울기 제한값 및 최소 기울기 제한값은, 제3 실시예 및 제4 실시예에서의 역기울기 제한값과 마찬가지로, 미리 설정된 상수이거나, 속도차, 또는 구동계 속도, 또는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)으로부터 맵이나 함수 등의 설정 데이터에 의해 결정되는 값이 될 수 있다.

제5 실시예는 제1 실시예와 마찬가지로 토크 증가 중인 상황에서의 토크 지령 보정 방법이며, 도 4의 제1 실시예 비교하였을 때 기울기 보정부(111)와 변화량 결정부(113) 사이에 기울기 제한부(104)가 추가된다. 이때, 기울기 제한부(104)에 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값이 입력된다.

제5 실시예에서 최대 기울기 제한값은 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 부호인 양(+)의 값으로 설정될 수 있고, 최소 기울기 제한값은 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 반대 부호인 음(-)의 값으로 설정될 수 있다.

제5 실시예에서, 제1 실시예와 동일하게 기울기 보정부(111)에는 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 부호인 양(+)의 값의 기본 기울기 제한값이 입력되고, 이와 함께 양(+)의 값이거나 음(-)의 값일 수 있는 실시간 기울기 보정 필요량이 기울기 보정부(111)에 입력된다. 기울기 보정부(111)에서 기본 기울기 제한값이 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정되고, 이렇게 보정된 기울기는 기울기 제한부(104)에 입력된다.

결국, 기울기 제한부(104)에서 출력되는 최종의 보정 후 기울기는, 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값 사이의 값이면서, 상기 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값에 의해 제한이 이루어진 값이 된다. 이때, 양(+)의 값인 최대 기울기 제한값이 실링(Ceiling) 값으로, 음(-)의 값인 최소 기울기 제한값이 플로어(Floor) 값으로 이용된다.

이렇게 기울기 제한부(104)에서 출력되는 보정 후 기울기가 변화량 결정부(113)로 입력되고, 변화량 결정부(113)에서는 제1 실시예와 마찬가지로 오버슛 방지용 기울기 제한값과 보정 후 기울기 중 작은 값으로 토크 지령 변화량이 결정된다. 또한, 지령 보정부(114)에서는 피드백된 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)과 변화량 결정부(113)로부터 출력된 토크 지령 변화량을 합산하여 그 합산값을 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령으로 결정하여 출력한다.

이와 같이 제5 실시예에서는 최소 기울기 제한값과 최대 기울기 제한값이 추가로 이용되는데, 앞에서 설명한 방법에서는 보정 후 기울기의 최대 범위가 기본 기울기 제한값이나 오버슛 방지용 기울기 제한값에 의해 제한되었다. 반면, 제5 실시예에서는 기울기가 보정되는 범위가 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값에 의해 제한된다. 이때, 최대 기울기 제한값이 기본 기울기 제한값이나 오버슛 방지용 기울기 제한값보다 낮은 최대 범위를 지정할 수 있게 된다. 또한, 최소 기울기 제한값은 역기울기 제한값의 상위 개념의 것으로서 기울기 역행을 막을 수도 있고, 더 나아가 최소 기울기를 제한하는데 이용된다.

도 13은 본 발명의 제5 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다. 제1 실시예와 달리, 제5 실시예에서는 실시간 기울기 보정 가능 범위가 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값 사이로 정해진다.

다음으로, 도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 토크 지령 보정 방법을 나타내는 도면이다. 제6 실시예에서는 제2 실시예와 비교하여 최대 기울기 제한값 및 최소 기울기 제한값을 추가로 이용한다. 제6 실시예의 최대 기울기 제한값 및 최소 기울기 제한값도, 제5 실시예와 마찬가지로, 방향성이 없는 스칼라량으로 설정되어 이용될 수 있다.

또한, 제6 실시예에서, 최대 기울기 제한값 및 최소 기울기 제한값은, 제5 실시예에와 마찬가지로, 미리 설정된 상수이거나, 속도차, 또는 구동계 속도, 또는 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)으로부터 맵이나 함수 등의 설정 데이터에 의해 결정되는 값이 될 수 있다.

제6 실시예는 제2 실시예와 마찬가지로 토크 감소 중인 상황에서의 토크 지령 보정 방법이며, 도 6의 제2 실시예 비교하였을 때 기울기 보정부(111)와 변화량 결정부(113) 사이에 기울기 제한부(104)가 추가된다. 이때, 기울기 제한부(104)에 제1 변환부와 제2 변환부에 의해 각각 부호가 변경된 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값이 입력된다.

제6 실시예에서 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})은 음(-)의 값이 되고, 최대 기울기 제한값은 제5 실시예와 마찬가지로 양(+)의 값으로 설정될 수 있다. 또한, 최소 기울기 제한값은 제5 실시예와 마찬가지로 음(-)의 값으로 설정될 수 있다.

제6 실시예에서 기울기 보정부(111)에는, 제2 실시예와 동일하게, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 부호인 양(+)의 값의 기본 기울기 제한값이 입력될 수 있고, 이와 함께 양(+)의 값이거나 음(-)의 값일 수 있는 실시간 기울기 보정 필요량이 입력된다. 기울기 보정부(111)에서 기본 기울기 제한값의 부호가 변환된 뒤 부호가 변환된 기본 기울기 제한값이 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정되고, 이렇게 보정된 기울기가 기울기 제한부(104)에 입력된다. 도 14를 참조하면, 기울기 보정부(111)에서 기울기 보정을 위해, 제2 실시예와 마찬가지로, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량의 합산이 이루어짐을 알 수 있다.

결국, 기울기 제한부(104)에는 제1 변환부(101a)에 의해 음(-)에서 양(+)으로 부호가 변경된 최소 기울기 제한값, 제2 변환부(102a)에 의해 양(+)에서 음(-)으로 부호가 변경된 최대 기울기 제한값, 그리고 기울기 보정부(111)에 의해 기본 기울기 제한값에서 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정된 기울기가 입력된다. 이와 같이 최대 기울기 제한값이 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 반대 부호의 값이면 '-1'을 곱하여 부호를 변경하고, 최소 기울기 제한값이 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 같은 부호의 값이면 '-1'을 곱하여 부호를 변경한다.

이로써, 기울기 제한부(104)에서 출력되는 최종의 보정 후 기울기는, 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값 사이의 값이면서, 상기 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값에 의해 제한이 이루어진 값이 된다. 이때, 양(+)의 값으로 부호가 변경된 최소 기울기 제한값이 실링(Ceiling) 값으로, 음(-)의 값으로 부호가 변경된 최대 기울기 제한값이 플로어(Floor) 값으로 이용된다.

이렇게 기울기 제한부(104)에서 출력되는 보정 후 기울기는 변화량 결정부(113)로 입력되고, 변화량 결정부(113)에서는 제2 실시예와 마찬가지로 오버슛 방지용 기울기 제한값과 보정 후 기울기 중 큰 값으로 토크 지령 변화량이 결정된다. 또한, 지령 보정부(114)에서는 피드백된 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령(TqC)과 변화량 결정부(113)으로부터 출력된 토크 지령 변화량을 합산하여 그 합산값을 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령으로 결정하여 출력한다.

이와 같이 제6 실시예에서는 최소 기울기 제한값과 최대 기울기 제한값이 추가로 이용되며, 부호가 변경된 최소 기울기 제한값과 부호가 변경된 최대 기울기 제한값에 의해 기울기가 보정되는 범위가 제한된다. 따라서, 실시간 기울기 보정 필요량이 기본 기울기 제한값을 보정하여도, 보정된 기울기가 최소 기울기 제한값과 최대 기울기 제한값에 의해 정해지는 보정 가능 범위를 벗어나지 못하게 된다.

도 15는 본 발명의 제6 실시예에서 실시간 기울기 보정 가능 범위를 나타내는 도면이다. 제2 실시예와 달리, 제6 실시예에서는 실시간 기울기 보정 가능 범위가 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값 사이로 정해진다.

정리하면, 제5 실시예와 제6 실시예에서 토크 지령의 보정 기울기 및 변화량은, 오버슛 방지용 기울기 제한값(R_{Lim_OS})과 보정 후 기울기 중, 토크 지령 수렴 상태인 'TqC==TcR'을 가장 저지하는 기울기가 선택되어 이용된다. 단, 보정 후 기울기는 최소 기울기 제한값과 최대 기울기 제한값에 의해 정해지는 보정 가능 범위를 벗어나는 값으로 정해질 수 없다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 제1 제어기 11 : 속도차 산출부
12 : 피드백 산출부 12a : 오차 산출부
12b : P 제어기 12c : I 제어기
12c' : 오차 적분기 12d : 제1 합산부
13 : 피드포워드 산출부 13a : 가속모델부
13b : 제동모델부 13c : 제2 합산부
14 : 관측값 합산부 15 : 보정부
16 : 각가속도 적분기 17 : 축 컴플라이언스 모델부
18 : 최종 합산부 20 : 제2 제어기
30 : 구동장치 31 : 센서
40 : 감속기 또는 변속기 50 : 구동륜
101, 102 : 변환부 101a : 제1 변환부
102a : 제2 변환부 103, 104 : 기울기 제한부
111 : 기울기 보정부 112 : 오차 산출부
113 : 변화량 결정부 114 : 지령 보정부

Claims

제어기에 의해, 차량에서 수집된 차량 운전 정보로부터 차량 구동계 속도가 추정되고, 실제 측정된 구동계 측정 속도와 상기 추정된 구동계 추정 속도 간 속도차가 산출되는 단계;
제어기에 의해, 차량 운전 정보에 따른 기본 기울기 제한값이 결정되는 단계;
제어기에 의해, 상기 산출된 속도차에 따른 실시간 기울기 보정 필요량이 결정되는 단계;
제어기에 의해, 상기 결정된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 기초로 토크 지령 변화량이 결정되는 단계; 및
제어기에 의해, 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령이 상기 결정된 토크 지령 변화량만큼 보정됨으로써 현재 제어주기의 보정 후 토크 지령이 결정되는 단계를 포함하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 토크 지령 변화량이 결정되는 단계는,
상기 결정된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 이용하여 보정 후 기울기가 결정되는 단계;
차량 운전 정보로부터 결정된 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령과 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령 간 차이값인 오버슛 방지용 기울기 제한값이 결정되는 단계; 및
상기 결정된 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값을 기초로 토크 지령 변화량이 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계에서, 상기 실시간 기울기 보정 필요량에 상응하는 값으로 결정된 스케일 팩터(scale factor)가, 상기 결정된 기본 기울기 제한값에 곱해진 값으로 상기 보정 후 기울기가 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값은, 상기 현재 제어주기의 보정 전 토크 지령에서 이전 제어주기의 보정 후 토크 지령을 뺀 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되면,
상기 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되고, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값으로 결정되고, 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)의 값으로 결정되면,
상기 기본 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 기본 기울기 제한값이 음(-)의 값으로 변경된 뒤, 음(-)의 값으로 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되고, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 기본 기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 양(+) 또는 음(-)의 값으로 결정되고,
상기 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정되고,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면, 상기 보정 후 기울기, 상기 기본 기울기 제한값, 및 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 최소값이 토크 지령 변화량으로 결정되고,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면, 상기 보정 후 기울기, 상기 기본 기울기 제한값, 및 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 최대값이 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 기본 기울기 제한값이 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 반대 부호의 값으로 결정되고,
상기 기본 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 기본 기울기 제한값의 부호가 반대로 변경된 뒤, 부호가 변경된 기본 기울기 제한값과 실시간 기울기 보정 필요량을 합산한 값이 보정 후 기울기로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 작은 값이 토크 지령 변화량으로 결정되고,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면, 상기 보정 후 기울기와 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 큰 값이 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 양(+)의 값이면, 상기 보정 후 기울기, 상기 기본 기울기 제한값, 및 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 최소값이 토크 지령 변화량으로 결정되고,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값이 음(-)의 값이면, 상기 보정 후 기울기, 상기 기본 기울기 제한값, 및 상기 오버슛 방지용 기울기 제한값 중 최대값 토크 지령 변화량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계는,
상기 결정된 기본 기울기 제한값을 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기가 결정되는 단계; 및
상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기를 역기울기 제한값을 기초로 제한한 상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 역기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 양(+) 또는 음(-)의 값이면, 역기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 역기울기 제한값의 부호가 반대로 변경되고,
상기 부호가 변경된 역기울기 제한값이 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기를 제한하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계는,
상기 결정된 기본 기울기 제한값을 상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기가 결정되는 단계; 및
상기 실시간 기울기 보정 필요량만큼 보정한 기울기를, 설정된 최대 기울기 제한값과 최소 기울기 제한값 사이의 값으로 제한한 상기 보정 후 기울기가 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 최대 기울기 제한값이 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 반대 부호의 값이면 상기 최대 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 최대 기울기 제한값의 부호가 반대로 변경되고,
상기 오버슛 방지용 기울기 제한값과 상기 최소 기울기 제한값이 모두 양(+)과 음(-)의 값 중 서로 같은 부호의 값이면 상기 최소 기울기 제한값에 '-1'이 곱해져 최대 기울기 제한값의 부호가 반대로 변경되어,
상기 부호가 변경된 최대 기울기 제한값과 상기 부호가 변경된 최소 기울기 제한값 사이의 값으로 제한한 상기 보정 후 기울기가 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 속도차가 산출되는 단계에서, 상기 수집된 차량 운전 정보로부터 차량의 구동계 속도가 추정되는 과정은,
상기 제어기의 피드백 산출부에서 현재의 구동계 측정 속도와 이전 제어 주기의 추정 속도 간 속도차를 입력으로 하여 피드백 제어값이 출력되는 단계;
상기 제어기의 피드포워드 산출부에서 차량 운전 정보로부터 구동계 토크가 결정되어 출력되는 단계;
상기 피드백 산출부의 출력값과 피드포워드 산출부의 출력값을 합산한 후 합산 값을 관성 보정계수를 이용하여 구동계 각가속도로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 구동계 각가속도를 적분하여 얻어진 구동계 각속도와 기본 지령 토크의 변화율 정보로부터 구동계의 추정 속도가 구해지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 피드백 산출부는,
상기 현재의 구동계 측정 속도와 이전 제어 주기의 추정 속도 간 속도차를 입력으로 하는 P 제어기와 I 제어기; 및
상기 P 제어기의 출력값과 I 제어기의 출력값을 합산하여 합산 값을 상기 피드백 제어값으로 출력하는 제1 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 피드포워드 산출부는,
구동토크 지령인 상기 기본 토크 지령에 보정계수를 적용하여 구동토크 값을 결정하여 출력하는 가속모델부;
제동토크 지령에 보정계수를 적용하여 제동토크 값을 결정하여 출력하는 제동모델부; 및
상기 가속모델부와 제동모델부의 출력값을 합산하여 합산 값을 상기 구동계 토크로 출력하는 제2 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 구동계의 추정 속도가 구해지는 단계에서, 상기 기본 토크 지령의 변화율이 보정계수에 의해 보정된 후 상기 구동계 각속도와 합산된 값으로 상기 구동계의 추정 속도가 구해지는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치의 토크 제어 방법.