KR100197212B1 - Engine brake control system of automatic transmission vehicle by using fuzzy control - Google Patents

Engine brake control system of automatic transmission vehicle by using fuzzy control Download PDF

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Abstract

본 발명은 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어시스템에 관한 것으로서, 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에 의해 이루어 지기 때문에 주행도중 브레이크를 밟는 경우 엔진 브레이크가 걸리지 않고 불필요한 변속이 발생하여 브레이크 효과를 얻지 못하는 경향이 있으며 결과적으로 차량의 주행상태에 따라서는 운전자의 의지와 불일치한 변속이 발생될 수 있고 안전사고의 위험성을 내포하고 있는 종래의 문제점을 해결하고자 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine brake control system for an automatic transmission vehicle using fuzzy control, and is made by a shift pattern programmed in a computer in a transaxle control unit (TCU). There is a tendency that a shift does not occur to obtain a brake effect, and as a result, a shift inconsistent with the driver's will can occur depending on the driving state of the vehicle, and a conventional problem that includes a risk of a safety accident is to be solved.

이를 해결하기 위한 본 발명은 기존의 자동변속패턴에 의해 변속여부를 결정한 후 결정된 변속단으로 변속제어되기 전에 퍼지제어를 통한 엔진 브레이크 여부를 확인하여 퍼지제어 결과 전체규칙에 의한 출력값이 변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고 출력값이 변수보다 크면 변속을 하지 않고 엔진 브레이크로 넘어감으로써 변속시기가 운전자의 의지에 부합하여 차량 주행을 보증하도록 한 것이다.The present invention to solve this problem is to determine whether the shift by the existing automatic shift pattern and then check whether the engine brake through the fuzzy control before the shift control to the determined shift stage, the output value according to the overall rule of the fuzzy control result is equal to the variable or If it is small, it shifts to the target shift stage decision part, and if the output value is larger than the variable, it shifts to the engine brake without shifting, so that the shift timing is in line with the driver's intention to guarantee vehicle driving.

Description

퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템Engine Brake Control System of Automatic Transmission Vehicle Using Fuzzy Control

제1도는 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템을 설명하기 위해 나타낸 변속관련 입력정보 처리과정도.1 is a process diagram related to shift information input for explaining an engine brake control system of an automatic transmission vehicle using fuzzy control according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 변속패턴의 퍼지보정 순서도.2 is a fuzzy correction flowchart of a shift pattern according to the present invention.

제3도 (a)-(c)는 본 발명의 변속관련 입력정보에 대한 각각의 그래프이다.3 (a)-(c) are respective graphs of shift related input information of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

T.C.U : 트랜스 액슬 콘트롤 유니트T.C.U: Transaxle Control Unit

본 발명은 퍼지 제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 자동변속패턴에 인공지능 제어의 결합으로 엔진 브레이크 함으로써 변속시기가 차량의 운행상태 및 운전자의 의지에 부합되도록 한 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an engine brake control system of an automatic transmission vehicle using fuzzy control, and more particularly, by shifting the engine by combining an AI control with an existing automatic transmission pattern, the shift timing is dependent on the driving state of the vehicle and the driver's will. The present invention relates to an engine brake control system for an automatic transmission vehicle using fuzzy control.

일반적으로, 자동변속기 차량에 있어서 변속은 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(Trans axle Control Unit : T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에 의해 이루어지거나 또는 변속패턴의 사용없이 인공지능을 사용하여 정해진 변속패턴없이 차량의 상태와 운전조건에 따라 변속이 이루어지고 있다.In general, in an automatic transmission vehicle, shifting may be performed by a shift pattern programmed in a computer in a trans axle control unit (TCU) or by using artificial intelligence without using a shift pattern. Shifts are made depending on conditions and operating conditions.

상기 변속패턴은 힘이 필요할 때 사용하는 파워패턴과 연료소모를 줄이고 정숙한 작동을 할 때 사용하는 이코노미 패턴 및 미끄럼방지를 위한 홀드패턴이 입력되어 있으며, 운전자는 센터컨솔에 장착된 파워/이코노미/홀드 스위치를 사용하여 원하는 변속패턴을 선택할 수 있도록 되어 있다.The shift pattern is a power pattern used when power is required and an economy pattern used to reduce fuel consumption and quiet operation, and a hold pattern for slip prevention are input, and the driver is provided with power / economic / The hold switch can be used to select the desired shift pattern.

그러나, 상기와 같은 종래의 자동변속기 차량은 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에 의해 이루어지기 때문에 주행도중 브레이크를 밟는 경우 엔진 브레이크가 걸리지 않고 불필요한 변속이 발생하여 브레이크 효과를 얻지 못하는 경향이 있으며, 결과적으로 차량의 주행상태에 따라서는 차량의 운행상태 및 운전자의 의지와 불일치한 변속이 발생될 수 있고 안전사고의 위험성을 내포하고 있었다.However, such a conventional automatic transmission vehicle is made by a shift pattern programmed in a computer in a transaxle control unit (TCU), so when the brake is applied while driving, the engine brake is not applied and unnecessary shifting occurs to obtain a brake effect. As a result, shifts inconsistent with the driving state of the vehicle and the driver's intention may occur according to the driving state of the vehicle, and thus, there is a risk of a safety accident.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 연구 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 자동변속패턴에 의해 변속여부를 결정한 후 결정된 변속단으로 변속제어되기 전에 퍼지제어를 통한 엔진 브레이크 여부를 확인하여 퍼지제어 결과 전체규칙에 의한 출력값이 변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고 출력값이 변수보다 크면 변속을 하지 않고 엔진 브레이크로 넘어감으로써 변속시기가 차량의 운행상태 및 운전자의 의지에 부합하여 차량 주행을 보증하도록 한 퍼지 제어를 이용한 자동변속차량의 엔진 브레이크 제어 시스템을 제공하는데 있다.The present invention has been researched and developed to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to determine the shift by the existing automatic shift pattern and then through the fuzzy control before the shift control to the determined shift stage If the output value according to the overall rule is equal to or less than the variable as a result of purging control and the brake value is checked, the motor shifts to the target shift stage decision part. If the output value is larger than the variable, the shift time is shifted to the engine brake without shifting. And an engine brake control system for an automatic transmission vehicle using fuzzy control to ensure vehicle driving in accordance with the driver's will.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 차속, 스로틀 개도율, 브레이크 량 등의 변수들을 받아 들여 변속여부를 결정하는 변속여부 결정단계와, 상기 변속여부 결정단계에서 결정된 변속여부에 따라 변속제어를 수행전에 퍼지제어를 통한 엔진 브레이크 작동여부를 확인하는 퍼지제어여부 확인단계와, 상기 퍼지제어여부 확인단계에서 엔진 브레이크가 작동이 요구된다고 판단되면 변속을 수행하지 않고 엔진 블레이크를 실행시키는 엔진 브레이크 실행단계와, 상기 퍼지제어여부 확인단계에서 엔진 브레이크의 작동이 요구되지 않는다고 판단되면 목표 변속단을 결정하는 목표변속단 결정단계와, 상기 목표변속단 결정단계에서 결정된 목표변속단에 따라 변속을 실행시키는 변속제어 이행단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A characteristic of the present invention for achieving the above object is a shift determination step of determining whether to shift by accepting variables such as vehicle speed, throttle opening rate, brake amount, and the like, and shifting according to shift speed determined in the shift decision step. A purge control check step for checking whether the engine brake is operated through purge control before performing the control, and an engine brake that executes the engine brake without shifting if it is determined that the engine brake is required in the purge control check step. If it is determined that the engine brake operation is not required in the execution step and the purge control check step, shifting is performed according to the target shift stage determining step of determining a target shift stage and the target shift stage determined in the target shift stage determining step. It characterized in that it comprises a shift control transition step.

이하, 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템을 바람직한 일 실시예의 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an engine brake control system of an automatic transmission vehicle using fuzzy control according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of a preferred embodiment.

제1도 내지 제3도는 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진브레이크 제어 시스템을 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.1 to 3 are diagrams for explaining the engine brake control system of the automatic transmission vehicle using the purge control according to the present invention.

여기에서, 트랜스 액슬 콘트롤 유니트(T.C.U)내의 컴퓨터에 프로그램된 변속패턴에서는, 차속, 스로틀 개도율, 브레이크 량 등의 입력정보를 처리하여 기존의 변속패턴에 따라 변속을 할 것인지를 결정하는 변속여부 결정단계가 먼저 실행된다.Here, in the shift pattern programmed in the computer in the transaxle control unit (TCU), the transmission shift determination is performed to determine whether to shift according to the existing shift pattern by processing input information such as vehicle speed, throttle opening ratio, and brake amount. The step is executed first.

그리고, 상기 변속여부 결정단계에서 변속이 필요하고 판단되면, 변속제어를 수행하기 전에, 먼저 퍼지규칙에 의하여 엔진 브레이크의 필요성 여부를 결정하는 퍼지제어여부 확인단계를 실행하며, 이 퍼지제어여부 확인단계를 통하여 퍼지결정 의지 지수를 발생시키도록 한다.If the shift is necessary and determined in the shift determination step, before performing shift control, a purge control check step for determining whether the engine brake is necessary according to the purge rule is first executed, and the purge control check step is performed. To generate the fuzzy decision will index.

이때, 상기 입력정보들을 이용한 퍼지화 단계와, 각 입력변수들의 소속함수를 미리 작성된 변속결정규칙에 따라 행하는 추론, 및 비퍼지화단계를 통하여 최종적인 엔진 브레이크 여부가 결정된다.At this time, whether or not the final engine brake is determined through the fuzzy step using the input information, the reasoning to perform the belonging function of each input variable according to a previously determined shift determination rule, and the defuge step.

상기 퍼지화는 각각의 입력센서로 부터 입력된 각 변수들을 싱글톤방법에 의하여 구하고 미리 작성된 변속결정 퍼지규칙에 의하여 추론을 수행한다.The fuzzy method obtains each variable inputted from each input sensor by the singleton method, and performs inference according to the shift decision fuzzy rule prepared in advance.

퍼지규칙1 : 입력1은 AN1, 입력2는 AN2, 입력3은 AN3, 입력4는 AN4, 그래서VN=BN Fuzzy Rule 1: Input 1 is A N1 , Input 2 is A N2 , Input 3 is A N3 , Input 4 is A N4 , and V N = B N

여기서, AN1: 퍼지규칙 N에서 입력변수의 소속정도를 표현하는 퍼지 집합으로 표현되는 퍼지라벨,Here, A N1 : fuzzy label represented by fuzzy set expressing degree of belonging of input variable in fuzzy rule N,

BN: 퍼지규칙 N에서 입력변수들에 대하여 변속의지의 정도를 표현하는 실수값,B N : Real value expressing the degree of shift will for input variables in fuzzy rule N,

입력1 : 입력변수Input 1: Input Variable

VN: 출력변수V N : Output variable

상기 퍼지추론에 사용되는 입력변수에 대한 소속함수는 전체공간에 대하여 표현되며 전체규칙에 의한 변속지수 추론시 영향을 미치는 것이므로 신중히 선택하여야 하며, 이는 제3도에 나타낸 바와같이 차속(VSS)과 스로틀 개도율(TPS)에 대하여는 로우(Low), 미드(Mid), 하이(High) 3개, 현 변속단(GP)에 대하여는 로우(Low), 하이(High) 2개, 스로틀 개도율에 대한 변화량의 절대값(|△ TPS| )에 대하여는 스몰(Small), 미드(Mid), 빅(Big)과 같이 사용한다.Membership functions for input variables used in the fuzzy inference are expressed relative to the total area should be carefully chosen because it affects upon inference speed index by whole rules, this third degree as shown in the vehicle speed (V SS) and For the Throttle Opening Rate (TPS), Low, Mid, and High are three, and for the current shift stage GP, Low, High, and Two The absolute value (| Δ TPS |) of the change amount is used in the same manner as Small, Mid, and Big.

최종적인 엔진 브레이크 여부 및 변속 결정 지수 V는 전체규칙에 대하여 다음과 같이 계산되어 진다.The final engine brake status and shift determination index V are calculated as follows for the whole rule.

여기서 변속 결정 지수 V는 다음과 같은 의미를 갖는다.Here, the shift determination index V has the following meaning.

1) V>X변수가 변속 결정 지수 V와 같거나 작으면 변속 결정 지수 V의 크기에 따라 운전자가 현 변속단을 유지하고자 하는 의지정도를 나타내며,1) If V> X is equal to or smaller than the shift determination index V, it indicates the driver's willingness to maintain the current shift stage according to the shift determination index V.

2) V≤X변수가 변속 결정 지수 V보다 크면 변속 결정 지수 V의 크기에 따라 운전자가 기존의 변속패턴에 의거하여 변속하고자 하는 의지정도를 나타낸다.2) If V≤X is greater than the shift determination index V, it indicates the driver's willingness to shift based on the existing shift pattern according to the shift determination index V.

추론결과에 따라 변속패턴의 퍼지보정 순서도는 제3도에 나타낸 바와같이 센서 입력값을 판독하여 저장된 차량정보와 비교하여 변속여부를 결정한 후 퍼지제어여부를 결정한다. 이때, 특정영역 예를 들어 와이드 오픈 스로틀 영역이거나 퍼지보정을 원하지 않는 경우에는 목표 변속단 결정 파트로 넘어 간다.As shown in FIG. 3, the fuzzy correction flowchart of the shift pattern is determined based on the inferred result by reading the sensor input value and comparing the stored vehicle information with the stored vehicle information, and then determining whether the fuzzy control is performed. At this time, if a specific area, for example, a wide open throttle area or no fuzzy correction is desired, the process shifts to the target shift stage determination part.

상기 퍼지제어여부 확인단계에서의 퍼지제어 결과, 전체규칙에 의한 출력값인 변속 결정 지수 V가 X변수 보다 크면 변속을 수행하지 않고 엔진 브레이크 실행단계로 넘어가서 엔진 브레이크 작동을 실행시킨다.As a result of the purge control in the purge control check step, if the shift determination index V, which is the output value according to the overall rule, is larger than the X variable, the engine brake operation is executed without shifting to the engine brake execution step.

그리고, 상기 퍼지제어 결과, 전제규칙에 의한 출력값인 변속 결정 지수 V가 X변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정단계로 넘어가서 목표 변속단을 결정한 다음, 결정된 목표 변속단에 따라 변속제어를 이행시키는 변속제어 이행단계를 실행시킨다.As a result of the fuzzy control, if the shift determination index V, which is an output value according to the premise rule, is equal to or smaller than the X variable, the process shifts to the target shift stage determination step to determine the target shift stage, and then performs shift control according to the determined target shift stage. A shift control transition step is executed.

그러므로, 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템은 기존의 자동변속패턴에 의해 변속이 이루어져 차량의 주행상태에 따른 운전자의 의지와 불일치한 변속이 발생될 수 있는 선행기술에 비해 기존의 변속패턴에 인공지능 제어의 결합을 통해 엔진 브레이크 제어 효과를 부여함으로써 운전자의 의지에 부합하고 이에 따라서 차량의 주행을 보증할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the engine brake control system of the automatic transmission vehicle using the fuzzy control according to the present invention is a prior art that the shift is made by the existing automatic shift pattern can be shifted inconsistent with the driver's will according to the driving state of the vehicle. Compared to the existing shift pattern, the artificial intelligence control is combined to give the engine brake control effect, thereby meeting the driver's will and thereby ensuring the driving of the vehicle.

또한, 차량정보로 부터 퍼지추론을 하여 변속패턴에 엔진 브레이크 제어가 선택적으로 실행되도록 구성시킴으로써 불필요한 변속횟수를 줄일 수 있고 최적의 변속단으로 차량의 주행을 가능하게 하며, 이에 따라 자동 변속 차량의 엔진 브레이크 효과 부여는 물론, 연비개선 및 배기가스 감소와 차량의 수명연장을 기대할 수 있는 것이다.In addition, by performing fuzzy inference from the vehicle information, the engine brake control is selectively executed in the shift pattern, thereby reducing unnecessary shifts and enabling the vehicle to run at an optimum shift stage. In addition to providing the brake effect, fuel economy, exhaust gas reduction and life expectancy of the vehicle can be expected.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템에 의하면, 기존의 자동변속패턴에 의해 변속여부를 결정한 후 결정된 변속단으로 변속제어되기 전에 퍼지제어를 통한 엔진 브레이크 여부를 확인하여 퍼지제어 결과 전체 규칙에 의한 출력값이 변수와 같거나 작으면 목표 변속단 결정 파트로 넘어가고 출력값이 변수보다 크면 변속을 하지 않고 엔진 브레이크로 넘어감으로써, 변속시기가 차량의 운행상태 및 운전자의 의지에 부합하여 차량 주행을 보증할 수 있는 효과가 있다.According to the engine brake control system of the automatic transmission vehicle using the fuzzy control according to the present invention as described above, after determining whether to shift by the existing automatic shift pattern, whether the engine brake through the purge control before the shift control to the determined shift stage? If the output value according to the overall rule is equal to or smaller than the variable, the controller shifts to the target gear stage determination part. If the output value is larger than the variable, the gear shifts to the engine brake without shifting. According to the driver's will, the driving of the vehicle can be guaranteed.

Claims (1)

차속, 스로틀 개도율, 브레이크 량 등의 변수들을 받아 들여 변속여부를 결정하는 변속여부 결정단계와, 상기 변속여부 결정단계에서 결정된 변속여부에 따라 변속제어를 수행전에 퍼지제어를 통한 엔진 브레이크 작동여부를 확인하는 퍼지제어여부 확인단계와, 상기 퍼지제어여부 확인단계에서 엔진 브레이크가 작동이 요구된다고 판단되면 변속을 수행하지 않고 엔진 브레이크를 실행시키는 엔진 브레이크 실행단계와, 상기 퍼지제어여부 확인단계에서 엔진 브레이크의 작동이 요구되지 않는다고 판단되면 목표 변속단을 결정하는 목표변속단 결정단계와, 상기 목표변속단 결정단계에서 결정된 목표변속단에 따라 변속을 실행시키는 변속제어 이행단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지제어를 이용한 자동변속 차량의 엔진 브레이크 제어 시스템.A shift determination step of determining whether to shift by accepting variables such as a vehicle speed, a throttle opening ratio, and a brake amount, and whether the engine brake is operated by purging control before performing the shift control according to the shift decision determined in the shift decision step. A purge control check step for checking, an engine brake execution step for executing the engine brake without shifting if it is determined that the engine brake is required to be operated in the purge control check step, and an engine brake in the purge control check step Purge comprising a target shift stage determining step of determining a target shift stage and a shift control transition step of executing a shift in accordance with the target shift stage determined in the target shift stage determination step, when it is determined that the operation of the target shift stage is not required. Brake control system for automatic transmission vehicle .
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US8506021B2 (en) 2009-09-25 2013-08-13 Mando Corporation Electronic parking brake system and control method thereof

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