KR102621713B1 - Apparatus and method for controlling acceleration of fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지차량의 가속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 가속페달 개도량을 측정하는 가속페달 센서, 가속페달 개도량별 기준 스택요구전류가 정의된 룩업 테이블 및 운전자의 가속패턴을 저장하고 있는 메모리, 및 상기 룩업 테이블 참조하여 상기 측정된 가속페달 개도량에 따른 기준 스택요구전류를 확인하고, 상기 기준 스택요구전류에 상기 운전자의 가속패턴을 반영하여 최종지령치를 산출하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to an acceleration control device and method for a fuel cell vehicle, which includes an accelerator pedal sensor that measures the accelerator pedal opening amount, a look-up table defining the standard stack demand current for each accelerator pedal opening amount, and storing the driver's acceleration pattern. It includes a memory and a control unit that checks a reference stack demand current according to the measured accelerator pedal opening amount with reference to the look-up table, and calculates a final command value by reflecting the driver's acceleration pattern in the reference stack demand current.

Description

연료전지차량의 가속 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ACCELERATION OF FUEL CELL VEHICLE}Acceleration control device and method for fuel cell vehicle {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ACCELERATION OF FUEL CELL VEHICLE}

본 발명은 연료전지차량의 가속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an acceleration control device and method for a fuel cell vehicle.

연료전지차량은 수소 연료전지를 동력원으로 사용하는 차량을 말한다. 연료전지차량의 제어기는 운전자가 가속페달을 밟으면 가속페달위치를 검출하여 검출된 가속페달위치에 따른 고정된 요구출력을 발생시킨다. 이와 같이, 종래의 연료전지차량은 획일화된 가속 성능을 제공하고 있기 때문에 운전성향이 각기 다른 다양한 운전자에게 최적화된 가속감을 제공할 수 없다. 이에, 운전자의 운전성향을 파악하여 운전자에게 최적화된 가속 성능을 제공하는 차량 제어 기술에 대한 연구가 이어지고 있다.A fuel cell vehicle refers to a vehicle that uses hydrogen fuel cells as a power source. The controller of a fuel cell vehicle detects the accelerator pedal position when the driver steps on the accelerator pedal and generates a fixed required output according to the detected accelerator pedal position. As such, because conventional fuel cell vehicles provide uniform acceleration performance, they cannot provide an optimized sense of acceleration to various drivers with different driving tendencies. Accordingly, research is continuing on vehicle control technology that provides optimized acceleration performance to the driver by identifying the driver's driving tendency.

KRKR 10-1866028 10-1866028 B1B1

본 발명은 운전자의 운전성향을 학습하여 차량의 가속 성능을 가변적으로 제어하는 연료전지차량의 가속 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide an acceleration control device and method for a fuel cell vehicle that variably controls acceleration performance of the vehicle by learning the driver's driving tendency.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지차량의 가속 제어 장치는 가속페달 개도량을 측정하는 가속페달 센서, 가속페달 개도량별 기준 스택요구전류가 정의된 룩업 테이블 및 운전자의 가속패턴을 저장하고 있는 메모리, 및 상기 룩업 테이블 참조하여 상기 측정된 가속페달 개도량에 따른 기준 스택요구전류를 확인하고, 상기 기준 스택요구전류에 상기 운전자의 가속패턴을 반영하여 최종지령치를 산출하는 제어부를 포함한다.In order to solve the above problem, an acceleration control device for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes an accelerator pedal sensor that measures the accelerator pedal opening amount, a look-up table in which the standard stack demand current for each accelerator pedal opening amount is defined, and Referring to the memory storing the driver's acceleration pattern and the look-up table, the reference stack demand current according to the measured accelerator pedal opening amount is confirmed, and the driver's acceleration pattern is reflected in the reference stack demand current to set the final command. Includes a control unit that calculates.

상기 제어부는 주행 중 설정된 주기로 차량의 운행정보를 수집 및 분석하여 상기 운전자의 가속패턴을 학습하여 업데이트하는 것을 특징으로 한다.The control unit collects and analyzes vehicle operation information at a set cycle while driving, learns and updates the driver's acceleration pattern.

상기 운행정보는 가속페달 개도 변화량, 차속 및 스택전류를 포함하는 것을 특징으로 한다.The driving information includes the amount of change in accelerator pedal opening, vehicle speed, and stack current.

상기 제어부는 특정 차속구간에서 상기 가속페달 개도 변화량과 기준 가속페달 개도 변화량을 비교하여 운전자의 가속의지 증감을 판단하는 것을 특징으로 한다.The control unit is characterized in that it determines an increase or decrease in the driver's willingness to accelerate by comparing the amount of change in the accelerator pedal opening amount with the reference amount of change in the accelerator pedal opening amount in a specific vehicle speed range.

상기 제어부는 상기 운전자의 가속의지 증감에 따른 가속옵셋값을 산정하는 것을 특징으로 한다.The control unit is characterized in that it calculates an acceleration offset value according to the increase or decrease of the driver's willingness to accelerate.

상기 제어부는 특정 차속구간의 운행빈도를 고려하여 가중치를 산정하는 것을 특징으로 한다.The control unit is characterized in that it calculates the weight by considering the driving frequency of a specific vehicle speed range.

상기 제어부는 상기 기준 스택요구전류에 상기 가속옵셋값 및 상기 가중치를 반영하여 최종지시전류를 산출하는 것을 특징으로 한다.The control unit calculates the final command current by reflecting the acceleration offset value and the weight to the reference stack demand current.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지차량의 가속 제어 방법은 차량의 운행정보를 토대로 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계, 상기 차량의 운행 중 가속페달 개도량을 검출하는 단계, 상기 검출된 가속페달 개도량에 따른 기준 스택요구전류에 상기 학습된 운전자의 가속패턴을 반영하여 최종지령치를 산출하는 단계, 및 상기 최종지령치에 근거하여 차량의 가속을 제어하는 단계를 포함한다.Meanwhile, the acceleration control method of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes the steps of learning the driver's acceleration pattern based on the vehicle's operation information, detecting the accelerator pedal opening amount while the vehicle is running, and the detected It includes calculating a final command value by reflecting the learned driver's acceleration pattern in the reference stack demand current according to the accelerator pedal opening amount, and controlling acceleration of the vehicle based on the final command value.

상기 운행정보는 가속페달 개도 변화량, 차속 및 스택전류를 포함하는 것을 특징으로 한다.The driving information includes the amount of change in accelerator pedal opening, vehicle speed, and stack current.

상기 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계는, 특정 차속구간에서 상기 가속페달 개도 변화량과 기준 가속페달 개도 변화량을 비교하여 운전자의 가속의지 증감을 판단하는 것을 특징으로 한다.The step of learning the driver's acceleration pattern is characterized by determining an increase or decrease in the driver's willingness to accelerate by comparing the change amount of the accelerator pedal opening amount and the change amount of the reference accelerator pedal opening amount in a specific vehicle speed section.

상기 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계는, 상기 운전자의 가속의지 증감에 따른 가속옵셋값을 산정하는 것을 특징으로 한다.The step of learning the driver's acceleration pattern is characterized by calculating an acceleration offset value according to the increase or decrease of the driver's willingness to accelerate.

상기 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계는, 특정 차속구간의 운행빈도를 고려하여 가중치를 산출하는 것을 특징으로 한다.The step of learning the driver's acceleration pattern is characterized by calculating a weight by considering the driving frequency of a specific vehicle speed section.

상기 최종지령치를 산출하는 단계는, 상기 기준 스택요구전류에 상기 가속옵셋값 및 상기 가중치를 반영하여 최종지시전류를 산출하는 것을 특징으로 한다.The step of calculating the final command value is characterized in that the final command current is calculated by reflecting the acceleration offset value and the weight in the reference stack demand current.

본 발명에 따르면, 운전자의 운전성향을 학습하여 차량의 가속 성능을 가변적으로 제어하므로, 운전자의 운전성향에 최적화된 가속감을 제공할 수 있다.According to the present invention, the acceleration performance of the vehicle is variably controlled by learning the driver's driving tendency, thereby providing a feeling of acceleration optimized for the driver's driving tendency.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지차량의 가속 제어 장치를 도시한 블록도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 운전자의 가속패턴 학습을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지차량의 가속 제어 방법을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속 제어 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도.1 is a block diagram showing an acceleration control device for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figures 2 and 3 are diagrams for explaining learning of a driver's acceleration pattern according to the present invention.
Figure 4 is a flowchart showing an acceleration control method of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a computing system executing an acceleration control method according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing embodiments of the present invention, if detailed descriptions of related known configurations or functions are judged to impede understanding of the embodiments of the present invention, the detailed descriptions will be omitted.

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.In describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. Additionally, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지차량의 가속 제어 장치를 도시한 블록도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 운전자의 가속패턴 학습을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a block diagram showing an acceleration control device for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention, and Figures 2 and 3 are diagrams for explaining learning of a driver's acceleration pattern according to the present invention.

도 1을 참조하면, 가속 제어 장치(100)는 차속 센서(110), 가속페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)(120), 전류 센서(130), 메모리(140), 모터 제어부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the acceleration control device 100 includes a vehicle speed sensor 110, an accelerator position sensor (APS) 120, a current sensor 130, a memory 140, a motor control unit 150, and Includes a control unit 160.

차속 센서(110)는 차량 속도(차속)를 측정하는 센서이다. 차속 센서(110)로는 리드 스위치식 차속 센서, 광전식 차속 센서, 전자식 차속 센서, 전압 검출형 차속 센서, 주파수 검출형 차속 센서 및 모터 위치 센서 등의 센서들 중 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다.The vehicle speed sensor 110 is a sensor that measures vehicle speed (vehicle speed). The vehicle speed sensor 110 may be implemented with at least one of sensors such as a reed switch type vehicle speed sensor, a photoelectric vehicle speed sensor, an electronic vehicle speed sensor, a voltage detection type vehicle speed sensor, a frequency detection type vehicle speed sensor, and a motor position sensor.

가속페달 센서(120)는 가속페달(accelerator pedal)의 위치(밟은 정도, [%])를 검출하여 제어부(160)로 전송한다. 가속페달 위치는 가속페달 개도량 이라고도 하고, 가속페달의 위치 변화량 즉, 가속페달 개도 변화량 [△%/△sec]을 산출하는데 이용될 수 있다.The accelerator pedal sensor 120 detects the position (degree of depression, [%]) of the accelerator pedal and transmits it to the control unit 160. The accelerator pedal position is also called the accelerator pedal opening amount, and can be used to calculate the accelerator pedal position change amount, that is, the accelerator pedal opening amount change [△%/△sec].

전류 센서(130)는 연료전지(FC)의 연료전지 스택(stack)으로부터 출력되는 스택전류를 측정(감지)한다. 전류 센서(130)는 연료전지 스택의 출력단에 설치될 수 있다.The current sensor 130 measures (detects) the stack current output from the fuel cell stack of the fuel cell (FC). The current sensor 130 may be installed at the output terminal of the fuel cell stack.

연료전지(FC)는 수소를 산소와 반응시켜 전기에너지(전력)를 생성한다. 배터리(B)는 전기에너지를 저장(충전)하거나 저장된 전기에너지를 방출(방전)한다. 이러한 배터리(B)는 고전압 배터리로 구성된다. 배터리(B)에는 배터리(B)의 입출력을 제어하는 전력변환장치를 포함할 수 있다. 전력변환장치는 배터리(B)로부터 출력되는 출력전력 또는 배터리(B)로 입력되는 입력전력을 제어한다. 전력변환장치는 양방향 고전압 직류-직류 컨버터(Bidirectional High Voltage DC-DC Converter, BHDC)로 구현될 수 있다.Fuel cells (FC) generate electrical energy (power) by reacting hydrogen with oxygen. The battery (B) stores (charges) electrical energy or releases (discharges) the stored electrical energy. This battery (B) consists of a high voltage battery. The battery (B) may include a power conversion device that controls the input and output of the battery (B). The power conversion device controls the output power output from the battery (B) or the input power input to the battery (B). The power conversion device can be implemented as a bidirectional high voltage DC-DC converter (BHDC).

연료전지(FC)와 배터리(B)는 연료전지차량의 구동모터(M)의 구동에 요구되는 전력을 공급한다. 연료전지(FC)는 연료전지차량의 주동력원으로 사용되고, 배터리(B)는 보조동력원으로 사용된다.The fuel cell (FC) and battery (B) supply the power required to drive the drive motor (M) of the fuel cell vehicle. The fuel cell (FC) is used as the main power source of the fuel cell vehicle, and the battery (B) is used as an auxiliary power source.

인버터(INV)는 연료전지(FC) 및/또는 배터리(B)로부터 공급되는 고전압의 직류전력을 모터 구동에 요구되는 특정 레벨의 전력(교류 또는 직류)으로 변환한다. 예컨대, 인버터(INV)는 연료전지(FC) 및/또는 배터리(B)로부터 출력되는 고전압을 3상의 교류전압으로 변환한다.The inverter (INV) converts high-voltage direct current power supplied from the fuel cell (FC) and/or battery (B) into a specific level of power (alternating current or direct current) required to drive the motor. For example, the inverter (INV) converts the high voltage output from the fuel cell (FC) and/or battery (B) into three-phase alternating current voltage.

구동모터(M)은 인버터(INV)를 통해 공급되는 구동전력에 의해 구동되는 전기모터이다. 구동모터(M)의 구동여부에 따른 차량의 동작모드는 연료전지(FC)의 출력을 단독으로 이용하는 연료전지 모드, 배터리(B)의 출력을 단독으로 이용하여 전기자동차(Electric Vehicle, EV) 모드, 연료전지(FC)와 배터리(B)의 출력을 이용하는 하이브리드(HEV) 모드로 구분될 수 있다.The driving motor (M) is an electric motor driven by driving power supplied through an inverter (INV). The vehicle's operation mode depending on whether the drive motor (M) is driven is a fuel cell mode that exclusively uses the output of the fuel cell (FC), and an electric vehicle (EV) mode that exclusively uses the output of the battery (B). , It can be divided into hybrid (HEV) mode that uses the output of the fuel cell (FC) and battery (B).

메모리(140)는 제어부(160)가 정해진 동작을 수행하도록 프로그래밍된 소프트웨어를 저장할 수 있고 입력 및/또는 출력되는 데이터를 임시 저장할 수도 있다. 메모리(140)는 가속페달 위치(가속페달 개도량)에 따른 기준고정값(기준값) 즉, 기준 스택요구전류기울기가 정의된 룩업 테이블(lookup table)을 저장할 수 있다. 메모리(140)는 운행사이클별로 차속구간별 스택 요구전류 학습값 및 차속구간별 스택전류 학습값을 저장할 수 있다. 여기서, 운행사이클(cycle)은 시동부터 IG(ignition) 오프(off)까지로, 차량을 운행하는 기간을 의미한다. 스택 요구전류 학습값은 가속옵셋값으로 사용되고, 스택전류 학습값은 누적가중치(가중치)로 이용된다.The memory 140 may store software programmed to enable the control unit 160 to perform a specified operation and may temporarily store input and/or output data. The memory 140 may store a lookup table in which a reference fixed value (reference value), that is, a reference stack demand current slope, is defined according to the accelerator pedal position (accelerator pedal opening amount). The memory 140 may store the stack demand current learning value for each vehicle speed section and the stack current learning value for each vehicle speed section for each driving cycle. Here, the driving cycle (cycle) refers to the period of driving the vehicle from start to IG (ignition) off. The stack required current learning value is used as an acceleration offset value, and the stack current learning value is used as a cumulative weight.

메모리(140)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), SD 카드(Secure Digital Card), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 착탈형 디스크 및 웹 스토리지(web storage) 등의 저장매체 중 적어도 하나 이상의 저장매체(기록매체)로 구현될 수 있다.The memory 140 includes flash memory, hard disk, Secure Digital Card (SD card), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), and Read Only Memory (ROM). At least one storage medium (ROM), PROM (Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), EPROM (Erasable and Programmable ROM), registers, removable disks, and web storage. can be implemented as a recording medium).

모터 제어부(150)는 제어부(160)의 지시(지령)에 따라 구동모터(M)의 구동 및 토크를 제어한다. 모터 제어부(140)는 회생 제동 시 구동모터(M)에서 발전되는 전력을 배터리(B)에 저장할 수 있다.The motor control unit 150 controls the drive and torque of the drive motor (M) according to the instructions (commands) of the control unit 160. The motor control unit 140 may store the power generated by the driving motor (M) during regenerative braking in the battery (B).

제어부(160)는 차량의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(160)는 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 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나 이상으로 구현될 수 있다. The control unit 160 controls the overall operation of the vehicle. The control unit 160 includes application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), central processing units (CPUs), microcontrollers, and microprocessors. It can be implemented with at least one of (microprocessors).

제어부(160)는 운전자의 운전패턴(운전성향, 가속패턴)을 파악하여 운전자 맞춤 가속 성능을 제공한다. 이러한 제어부는 학습부(161) 및 연산부(162)를 포함한다.The control unit 160 provides driver-tailored acceleration performance by identifying the driver's driving pattern (driving tendency, acceleration pattern). This control unit includes a learning unit 161 and a calculation unit 162.

제어부(160)는 차량이 운행되는 동안 차속 센서(110), 가속페달 센서(120) 및 전류 센서(130)를 통해 운행정보를 수집(획득)한다. 제어부(160)는 차속(차량 속도), 가속페달 위치 변화량(가속페달 개도 변화량, [△%/△sec]) 및 스택 전류 등을 운행정보로 수집한다.The control unit 160 collects (obtains) driving information through the vehicle speed sensor 110, the accelerator pedal sensor 120, and the current sensor 130 while the vehicle is running. The control unit 160 collects vehicle speed (vehicle speed), accelerator pedal position change (accelerator pedal opening degree change, [△%/△sec]), and stack current as driving information.

학습부(161)는 수집된 차량의 운행정보를 토대로 운전자의 운전패턴 즉, 가속패턴을 학습한다. 학습부(161)는 특정 차속구간에서 가속페달 센서(120)에 의해 측정된 가속페달 개도 변화량과 특정 차속구간의 기준 가속페달 개도 변화량을 비교하여 운전자의 가속의지 증감을 판단한다. 여기서, 특정 차속구간의 기준 가속페달 개도 변화량은 메모리(140)에 기저장된 차속구간별 기준 가속페달 개도 변화량이 정의된 룩업 테이블을 참조하여 확인할 수 있다.The learning unit 161 learns the driver's driving pattern, that is, the acceleration pattern, based on the collected vehicle operation information. The learning unit 161 compares the change in accelerator pedal opening measured by the accelerator pedal sensor 120 in a specific vehicle speed section with the standard accelerator pedal opening change in a specific vehicle speed section to determine an increase or decrease in the driver's willingness to accelerate. Here, the amount of change in the standard accelerator pedal opening for a specific vehicle speed section can be confirmed by referring to a look-up table in which the amount of change in the standard accelerator pedal opening for each vehicle speed section pre-stored in the memory 140 is defined.

학습부(161)는 운전자의 가속의지 증감에 따른 스택 요구전류 학습값 즉, 가속옵셋값을 산정할 수 있다. 스택 요구전류 학습값 α는 다음 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.The learning unit 161 can calculate the stack demand current learning value, that is, the acceleration offset value, according to the increase or decrease of the driver's willingness to accelerate. The stack required current learning value α can be expressed as follows [Equation 1].

Figure 112018122891309-pat00001
Figure 112018122891309-pat00001

제어부(160)는 가속 제어 시 가속옵셋값 α을 통해 특정 차속구간에서 운전자의 가속의지를 반영할 수 있다. 가속옵셋값 α은 기준 가속페달 개도 변화량 대비 가속페달 개도 변화량이 작으면 음의 수(음수)가 되어 운전자의 가속의지가 작은 것으로 판단하고, 기준 가속페달 개도 변화량 대비 가속페달 개도 변화량이 크면 양의 수(양수)가 되어 운전자의 가속의지가 높은 것으로 판단한다.When controlling acceleration, the control unit 160 may reflect the driver's intention to accelerate in a specific vehicle speed range through the acceleration offset value α. The acceleration offset value α becomes a negative number (negative number) when the change in accelerator pedal opening is small compared to the change in the standard accelerator pedal opening, which determines that the driver's will to accelerate is low. If the change in accelerator pedal opening is large compared to the change in the standard accelerator pedal opening, the acceleration offset value becomes positive. As it becomes a positive number, it is judged that the driver's willingness to accelerate is high.

학습부(161)는 차량의 차속구간별 운행빈도에 따라 스택전류 학습값 즉, 가중치(누적가중치)를 산정(판단)한다. 가중치 β는 다음 [수학식 2]와 같이 정의할 수 있다.The learning unit 161 calculates (determines) the stack current learning value, that is, the weight (accumulated weight), according to the driving frequency of each vehicle speed section. Weight β can be defined as follows [Equation 2].

Figure 112018122891309-pat00002
Figure 112018122891309-pat00002

학습부(161)는 주행 중 일정 주기로 가속옵셋값과 가중치를 업데이트하여 메모리(140)에 저장한다.The learning unit 161 updates the acceleration offset value and weight at regular intervals while driving and stores them in the memory 140.

예컨대, 학습부(161)는 도 2와 같이 운전자의 가속패턴을 학습한 결과 차속구간 20kph~30kph에서 가속옵셋값을 0.5로 판단하고, 차속구간 40kph~50kph의 가중치를 1.6으로 판단하면, [표 1]과 같이 학습된 학습값으로 메모리(140)에 저장된 학습값을 업데이트한다. For example, as a result of learning the driver's acceleration pattern as shown in FIG. 2, the learning unit 161 determines the acceleration offset value to be 0.5 in the vehicle speed range of 20 kph to 30 kph and determines the weight of the vehicle speed range of 40 kph to 50 kph to be 1.6, [Table 1], the learning value stored in the memory 140 is updated with the learned learning value.

Figure 112018122891309-pat00003
Figure 112018122891309-pat00003

도 3에 도시된 바와 같이, 컴포트(comport) 모드 기준 학습된 운전자의 가속의지 즉, 가속페달 개도 변화량에 따라 가속옵셋값과 가중치는 가변된다. 기준 가속페달 개도 변화량 대비 가속페달 개도 변화량이 클수록 가속옵셋값은 증가하고, 기준 가속페달 개도 변화량 대비 가속페달 개도 변화량이 작을수록 가속옵셋값은 감소한다. 기준 가속페달 개도 변화량과 가속페달 개도 변화량이 같으면 가속옵셋값은 0이 된다.As shown in FIG. 3, the acceleration offset value and weight are varied according to the driver's willingness to accelerate learned based on the comfort mode, that is, the amount of change in the accelerator pedal opening. The larger the accelerator pedal opening change amount compared to the standard accelerator pedal opening change amount, the greater the acceleration offset value, and the smaller the accelerator pedal opening change amount compared to the standard accelerator pedal opening change amount, the smaller the acceleration offset value is. If the standard accelerator pedal opening amount change is the same as the accelerator pedal opening amount change, the acceleration offset value becomes 0.

한편, 특정 차속구간의 운행빈도가 높을수록 가중치는 증가하고 운행빈도가 낮을수록 가중치는 감소하며, 특정 차속구간의 운행빈도가 0인 경우, 가중치도 0이고, 특정 차속구간의 운행패턴(가속패턴)이 이전사이클과 동일하다면 가중치는 1이 된다.Meanwhile, the higher the driving frequency of a specific vehicle speed section, the higher the weight, and the lower the operating frequency, the lower the weight. If the operating frequency of a specific vehicle speed section is 0, the weight is also 0, and the driving pattern (acceleration pattern) of the specific vehicle speed section is 0. ) is the same as the previous cycle, the weight is 1.

이후, 제어부(160)는 다음 운행사이클 시작시점에 메모리(140)에 기저장된 이전 운행사이클에서 학습된 학습값 즉, 가속옵셋값과 누적가중치를 반영하여 차량의 가속을 제어한다.Thereafter, the control unit 160 controls the acceleration of the vehicle by reflecting the learning values learned from the previous driving cycle pre-stored in the memory 140 at the start of the next driving cycle, that is, the acceleration offset value and cumulative weight.

연산부(162)는 가속페달 센서(120)에 의해 가속페달 위치(개도량)가 검출되면 검출된 가속페달 위치에 따른 기준 스택 요구전류 기울기 및 기학습된 가속옵셋값과 누적가중치를 이용하여 최종요구출력(최종지시전류, [△amp/△sec])를 연산한다. 최종지시전류 I는 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.When the accelerator pedal position (opening amount) is detected by the accelerator pedal sensor 120, the calculation unit 162 uses the reference stack required current slope according to the detected accelerator pedal position, the pre-learned acceleration offset value, and the accumulated weight to determine the final demand. Calculate the output (final command current, [△amp/△sec]). The final command current I can be expressed as [Equation 3].

Figure 112018122891309-pat00004
Figure 112018122891309-pat00004

여기서, Iref([△Amp/△sec])는 가속페달 위치 변화량(가속페달 개도 변화량)에 따른 기준 스택전류기울기(기준고정값)이다.Here, I ref ([△Amp/△sec]) is the reference stack current slope (reference fixed value) according to the change in accelerator pedal position (change in accelerator pedal opening degree).

제어부(160)는 연산부(162)에 의해 연산된 최종지시전류를 모터 제어부(150)로 전송한다. 모터 제어부(150)는 최종지시전류에 근거하여 구동모터(M)의 토크를 제어한다.The control unit 160 transmits the final command current calculated by the calculation unit 162 to the motor control unit 150. The motor control unit 150 controls the torque of the driving motor (M) based on the final command current.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료전지차량의 가속 제어 방법을 도시한 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart illustrating an acceleration control method of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 제어부(160)는 시동 후 운전자의 조작에 따라 주행을 실시한다(S110).Referring to FIG. 4, the control unit 160 performs driving according to the driver's operation after starting (S110).

제어부(160)는 주행 중 설정된 주기로 운전자의 가속패턴을 학습한다(S120).The control unit 160 learns the driver's acceleration pattern at a set cycle while driving (S120).

제어부(160)는 주행 중 차량의 운행정보를 획득한다(S121). 제어부(160)는 차속 센서(110), 가속페달 센서(120) 및 전류 센서(130)를 통해 차속, 가속페달 개도량 및 스택전류를 검출할 수 있다.The control unit 160 obtains vehicle operation information while driving (S121). The control unit 160 can detect vehicle speed, accelerator pedal opening amount, and stack current through the vehicle speed sensor 110, the accelerator pedal sensor 120, and the current sensor 130.

제어부(160)는 운행정보를 토대로 운전자의 가속패턴을 학습한다(S125). 제어부(160)는 운행정보를 기반으로 가속오프셋 및 가중치를 산출한다.The control unit 160 learns the driver's acceleration pattern based on the driving information (S125). The control unit 160 calculates acceleration offset and weight based on driving information.

또한, 제어부(160)는 주행 중 학습된 운전자의 가속패턴을 고려하여 차량의 가속을 제어한다(S130).Additionally, the control unit 160 controls acceleration of the vehicle by considering the driver's acceleration pattern learned while driving (S130).

제어부(160)는 가속페달 센서(120)를 통해 가속페달 위치 즉, 가속페달 개도량을 검출한다(S131). 가속페달 센서(120)는 운전자의 가속페달 조작에 따른 가속페달 위치를 감지한다.The control unit 160 detects the accelerator pedal position, that is, the accelerator pedal opening amount, through the accelerator pedal sensor 120 (S131). The accelerator pedal sensor 120 detects the accelerator pedal position according to the driver's operation of the accelerator pedal.

제어부(160)는 학습된 운전자의 가속패턴을 고려하여 가속페달 개도 변화량에 따른 최종지령치를 산출한다(S133). 제어부(160)는 가속페달 센서(120)에 의해 측정되는 가속페달 개도량에 기초하여 가속페달 개도 변화량을 산출한다. 제어부(160)는 메모리(140)에 기저장된 룩업 테이블을 참조하여 가속페달 개도 변화량에 따른 기준 스택요구전류기울기를 확인한다. 제어부(160)는 확인된 기준 스택요구전류기울기를 기반으로 [수학식 3]을 이용하여 최종지시전류를 산출한다.The control unit 160 considers the driver's learned acceleration pattern and calculates the final command value according to the change amount of the accelerator pedal opening (S133). The control unit 160 calculates the amount of change in the accelerator pedal opening amount based on the accelerator pedal opening amount measured by the accelerator pedal sensor 120. The control unit 160 checks the reference stack demand current slope according to the change amount of the accelerator pedal opening by referring to the lookup table previously stored in the memory 140. The control unit 160 calculates the final command current using [Equation 3] based on the confirmed reference stack required current slope.

제어부(160)는 최종지령치를 토대로 구동모터(M)를 구동시켜 차량의 가속을 제어한다(S135). 제어부(160)는 산출된 최종지시전류를 최종지령치로 모터 제어부(150)에 전송한다. 모터 제어부(150)는 최종지령치에 근거하여 구동모터(M)의 토크(출력)를 제어한다.The control unit 160 controls acceleration of the vehicle by driving the drive motor (M) based on the final command value (S135). The control unit 160 transmits the calculated final command current to the motor control unit 150 as the final command value. The motor control unit 150 controls the torque (output) of the driving motor (M) based on the final command value.

제어부(160)는 차량의 운행이 종료되기 전까지 반복적으로 S120 및 S130을 수행한다(S140).The control unit 160 repeatedly performs S120 and S130 until the vehicle operation ends (S140).

상기한 본 실시 예들에서는 가속페달 개도량을 기반으로 운전자의 가속패턴을 파악하는 것을 개시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 토크, 요구출력, 전압, 전류 및/또는 연료량 등을 이용하여 운전자의 가속패턴을 파악할 수도 있다. 또한, 본 실시 예들에서는 가속 제어 장치(100)를 연료전지차량에 적용하는 것을 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 동력원을 이용하는 차량에도 적용할 수 있다.In the above-described embodiments, the driver's acceleration pattern is identified based on the accelerator pedal opening amount, but it is not limited to this and the driver's acceleration pattern is determined using torque, required output, voltage, current, and/or fuel amount, etc. You can also figure it out. Additionally, in the present embodiments, application of the acceleration control device 100 to a fuel cell vehicle is described, but the application is not limited to this and can also be applied to vehicles using other power sources.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속 제어 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.Figure 5 is a block diagram showing a computing system executing an acceleration control method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 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. Referring to FIG. 5, the computing system 1000 includes at least one processor 1100, a memory 1300, a user interface input device 1400, a user interface output device 1500, and storage connected through a bus 1200. It may include (1600), and a network interface (1700).

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) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다. The processor 1100 may be a central processing unit (CPU) or a semiconductor device that processes instructions stored in the memory 1300 and/or storage 1600. Memory 1300 and storage 1600 may include various types of volatile or non-volatile storage media. For example, the memory 1300 may include read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

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 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.Accordingly, the steps of the method or algorithm described in connection with the embodiments disclosed herein may be directly implemented in hardware, software modules, or a combination of the two executed by the processor 1100. Software modules reside in a storage medium (i.e., memory 1300 and/or storage 1600), such as RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disk, removable disk, or CD-ROM. You may. An exemplary storage medium is coupled to processor 1100, which can read information from and write information to the storage medium. Alternatively, the storage medium may be integrated with processor 1100. The processor and storage medium may reside within an application specific integrated circuit (ASIC). The ASIC may reside within the user terminal. Alternatively, the processor and storage medium may reside as separate components within the user terminal.

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.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

100: 가속 제어 장치
110: 차속 센서
120: 가속페달 센서
130: 전류 센서
140: 메모리
150: 모터 제어부
160: 제어부
161: 학습부
162: 연산부
FC: 연료전지
B: 배터리
INV: 인버터
M: 구동모터100: acceleration control device
110: Vehicle speed sensor
120: Accelerator pedal sensor
130: current sensor
140: memory
150: motor control unit
160: control unit
161: Learning Department
162: Calculation unit
FC: fuel cell
B: battery
INV: inverter
M: Drive motor

Claims (13)

가속페달 개도량을 측정하는 가속페달 센서,
가속페달 개도량별 기준 스택요구전류가 정의된 룩업 테이블 및 운전자의 가속패턴을 저장하고 있는 메모리, 및
상기 룩업 테이블을 참조하여 상기 측정된 가속페달 개도량에 따른 기준 스택요구전류를 확인하고, 상기 기준 스택요구전류에 상기 운전자의 가속패턴을 반영하여 최종지령치를 산출하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 특정 차속구간에서 가속페달 개도 변화량과 기준 가속페달 개도 변화량을 비교하여 운전자의 가속의지 증감을 판단하고, 상기 운전자의 가속의지 증감에 따른 가속옵셋값을 산정하고, 상기 기준 스택요구전류에 상기 가속옵셋값를 반영하여 상기 최종지령치를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 장치.
Accelerator pedal sensor that measures the accelerator pedal opening amount,
A look-up table defining the standard stack demand current for each accelerator pedal opening amount and a memory storing the driver's acceleration pattern, and
A control unit that checks the reference stack demand current according to the measured accelerator pedal opening amount with reference to the look-up table and calculates a final command value by reflecting the driver's acceleration pattern in the reference stack demand current,
The control unit determines an increase or decrease in the driver's willingness to accelerate by comparing the amount of change in the accelerator pedal opening and the amount of change in the standard accelerator pedal opening in a specific vehicle speed section, calculates an acceleration offset value according to the increase or decrease in the driver's willingness to accelerate, and calculates the acceleration offset value according to the increase or decrease in the driver's willingness to accelerate. An acceleration control device for a fuel cell vehicle, characterized in that the final command value is calculated by reflecting the acceleration offset value.
 제1항에 있어서,
상기 제어부는 주행 중 설정된 주기로 차량의 운행정보를 수집 및 분석하여 상기 운전자의 가속패턴을 학습하여 업데이트하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 장치.
According to paragraph 1,
An acceleration control device for a fuel cell vehicle, wherein the control unit collects and analyzes vehicle operation information at a set cycle while driving and learns and updates the driver's acceleration pattern.
 제2항에 있어서,
상기 운행정보는 가속페달 개도 변화량, 차속 및 스택전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 장치.
According to paragraph 2,
An acceleration control device for a fuel cell vehicle, wherein the driving information includes accelerator pedal opening degree change, vehicle speed, and stack current.
 삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 제어부는 특정 차속구간의 운행빈도를 고려하여 가중치를 산정하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 장치.
According to paragraph 3,
An acceleration control device for a fuel cell vehicle, wherein the control unit calculates a weight considering the operating frequency of a specific vehicle speed section.
 제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 기준 스택요구전류에 상기 가속옵셋값 및 상기 가중치를 반영하여 최종지시전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 장치.
According to clause 6,
The acceleration control device for a fuel cell vehicle, wherein the control unit calculates a final command current by reflecting the acceleration offset value and the weight to the reference stack demand current.
 차량의 운행정보를 토대로 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계,
상기 차량의 운행 중 가속페달 개도량을 검출하는 단계,
상기 검출된 가속페달 개도량에 따른 기준 스택요구전류에 상기 학습된 운전자의 가속패턴을 반영하여 최종지령치를 산출하는 단계, 및
상기 최종지령치에 근거하여 차량의 가속을 제어하는 단계를 포함하고,
상기 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계는,
특정 차속구간에서 가속페달 개도 변화량과 기준 가속페달 개도 변화량을 비교하여 운전자의 가속의지 증감을 판단하는 단계, 및
상기 운전자의 가속의지 증감에 따른 가속옵셋값을 산정하는 단계를 포함하고,
상기 최종지령치를 산출하는 단계는,
상기 기준 스택요구전류에 상기 가속옵셋값를 반영하여 상기 최종지령치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 방법.
A step of learning the driver's acceleration pattern based on the vehicle's operation information,
Detecting an accelerator pedal opening amount while driving the vehicle,
Calculating a final command value by reflecting the learned driver's acceleration pattern in the reference stack demand current according to the detected accelerator pedal opening amount, and
A step of controlling acceleration of the vehicle based on the final command value,
The step of learning the driver's acceleration pattern is,
A step of determining an increase or decrease in the driver's willingness to accelerate by comparing the change amount of the accelerator pedal opening amount and the change amount of the standard accelerator pedal opening amount in a specific vehicle speed range, and
Comprising the step of calculating an acceleration offset value according to the increase or decrease of the driver's willingness to accelerate,
The step of calculating the final command value is,
An acceleration control method for a fuel cell vehicle, comprising calculating the final command value by reflecting the acceleration offset value in the reference stack demand current.
 제8항에 있어서,
상기 운행정보는 가속페달 개도 변화량, 차속 및 스택전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 방법.
According to clause 8,
An acceleration control method for a fuel cell vehicle, wherein the driving information includes a change in accelerator pedal opening, vehicle speed, and stack current.
 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 운전자의 가속패턴을 학습하는 단계는,
특정 차속구간의 운행빈도를 고려하여 가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 방법.
According to clause 9,
The step of learning the driver's acceleration pattern is,
An acceleration control method for a fuel cell vehicle, characterized in that weights are calculated by considering the operating frequency of a specific vehicle speed range.
 제12항에 있어서,
상기 최종지령치를 산출하는 단계는,
상기 기준 스택요구전류에 상기 가속옵셋값 및 상기 가중치를 반영하여 최종지시전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지차량의 가속 제어 방법.According to clause 12,
The step of calculating the final command value is,
An acceleration control method for a fuel cell vehicle, characterized in that the final command current is calculated by reflecting the acceleration offset value and the weight in the reference stack demand current.
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