KR100314230B1 - 무단 변속기를 위한 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연 기관과 연결된 무단 변속기의 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로, 하나 또는 다수의 제어 특성 곡선에 따라서 출력 제어 기구의 위치 alpha(t)의 비율에 따른 변속기의 전동값 i는 자동으로 조정된다. 본 발명에 의해서 내연 기관을 최적 소비점에서 운전할 수 있도록 하기 위해서, "일정한 운전 방법"으로 표현된 운전 상태를 식별하고, 운전 상태에서 더 적은 견인력 초과를 필요로 하는 것을 제시하고 있다. 이러한 상태는 조정된 전동값의 적응을 수용하고, 이로부터 내연 기관은 차량의 운전점을 위한 최소 소비 연료비로 운전된다.

Description

무단 변속기를 위한 제어 방법 및 제어 장치

본 발명은 특허 청구의 범위 독립항의 전제부에 따른 무단 변속기를 위한 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.

이러한 제어 장치에는 출력을 기초로 한 운전으로부터 최적 소비의 운전까지의 무단 변속기의 여러 가지 운전 방법을 허용하는 다수의 제어 특성 곡선이 마련된다. 차량의 단속적인 운전과 특히 가속도가 가능하도록 최적 소비의 제어 특성 곡선을 구비한 운전이 고려되어야 한다. 그러므로 최적 소비의 특성 곡선은 적은 견인력 초과에 의해서 차량의 가속도의 발생이 더 이상 가능하지 않기 때문에 선택된 운전점의 최소의 가능한 소비에 도달할 수 없다.

본 발명은 최적 소비의 점에서 내연 기관으로 운전 가능한 무단 변속기를 위한 제어 방법 및 제어 장치를 구성하는데 목적이 있다.

이 목적은 독립항의 특징부로써 해결된다. 거기서 마련된 기준으로 단지 작은 견인력 초과를 필요로 하는 "일정한 운전 방법"으로 표현된 운전 상황을 인식하는 것이다. 이러한 상황은 본 발명에 따라 내연 기관이 기존의 차량의 운전점을 위해 최소의 소비 연료비로 운전되도록 조정된 전동값이 적응되도록 되어있다. 이는 본 발명이 기본 제어를 보완하는데 작용하도록 최적의 소비 및 적절한 주행 가속도력 간의 문제점을 해결하므로, 특히 적절한 운전 상황에서 최적 소비의 운전이 조정될 수 있다.

종속항에서 본 발명의 양호한 구성이 기술되어 있다. 상술한 "일정한 운전 방법"으로 표현된 운전 상황은 조사 단계에 의해서 식별되는 것으로 제시되어있다. 견인력 초과가 있는지를 조사하고, 즉 차량은 출력 성능의 경계값에서는 운전되지 않도록 한다. 또 출력 제어 기구 예를 들면 트로틀 밸브가 구동하는 지를 검사하고 운전자가 내연 기관의 출력에 영향을 주는 위치에 있는지를 조사한다. 결국 실제로 일정한 운전인지, 즉 운전 속도의 전체 변화와 출력 제어 장치의 위치가 적은 모멘트 인지를 조사한다.

전동값을 적응시키기 위해서 최적 소비의 정격 구동 회전수를 조사하고 미리 주어진 전동값 함수에 따라 정격 구동 회전수의 실제 구동 회전수를 적응시키는 것을 제시하고 있다. 식별은 이러한 작동에 기초를 두어 차량의 운전자가 간접으로 작동과 연관되고, 출력과 차량의 운전 속도를 유지하기 위해서 출력 제어 기구의 위치를 변화시켜야만 하고 이에 따라 내연 기관의 출력은 유지된다. 양자의 경우에 전동값의 변화를 수행할 수 있도록 미리 주어진 변화 함수가 필요하고 운전자 및 속도 제어 장치는 가능한 한 출력 제어 기구의 위치의 적응을 쉽게 수행할 수 있다. 이것으로 급격한 변화나 운전자의 자극을 피할 수 있다. 변화 함수의 이상적인 해석에 의해서 전동값의 변화는 운자자가 인식하기 어렵게 행해진다.

제시된 중간 조사는 더 긴 탐지 시간 동안에 운전 속도와 출력 제어 기구의 위치의 전체 변화에 대한 적분을 탐지하여 상술한 바와 같이 전동값의 변화가 소비와 차량의 가속도력을 감소시키도록 하고 운전 상태가 실제로 허용될 때 개시된다. 이것으로 모든 변화가 양인지 음인지 간에 이를 마찬가지로 고려하기 위해서 변화의 적분이 아닌 전체 변화의 적분이 이루어진다.

요약하면 본 발명에 의해서 경사, 추월 과정 또는 최고 속도에 인접한 운전이 내연 기관의 더 높은 출력 성능을 필요로 하게 하지 않고 차량이 적은 교통에서 적절한 교통까지 주행될 때 예를 들어 도로상에서 직면하는 운전 상황을 식별한다. 유용하게는 적절한 위치 장치를 필요로 하지 않고 무단 변속기를 위한 제어 장치가 별도의 비용없이 본 발명으로 대체될 수 있다. 출력 제어 기구의 위치의 필요한 재 조정은 특히 더 쉬운 방법으로 운전자에 의해서, 또는 편리한 방법으로 경우에 따라 속도 제어 장치에 의해서 행해진다.

본 발명은 도면에서 실시예에 의해 상세히 기술된다.

도시되지 않은 공지의 방법으로 차량의 무단 변속기가 배열되고, 변속기는 내연 기관과 직렬로 연결된다. 차량의 휘일 상에서 작용하는 구동 라인은 무단 변속기와 연결된다. 무단 변속기는 제어 장치와 연결되고 제어 장치는 차량의 여러가지 운전값을 조사하고 무단 변속기에서 작동을 제어한다. 실시예에서 제어 장치는 다음과 같은 값을 고려한다. 즉, 내연 기관의 출력 제어 기구의 위치로써 트로틀밸브 위치 alpha(t)와, 출력 회전수 na(t)와 같은 운전 속도 v(t)와, 운전시에 변속기의 입력 회전수 ne(t)와 같은 내연 기관의 모터 회전수 nmot(t)와, 0과 1사이의 값으로 추정되고 차량의 실제의 견인력 이용량(출력 필요 조건의 관계, 즉 운전 속도 v(t)의 변화를 위한 트로틀 밸브 위치 alpha(t)과 대응하는 견인력수 mf1(t)이다. 여기서 값 mf1=0은 매우 작은 견인력 이용을 의미하고, 값 mf1=0.5는 출력 필요 조건과 견인력 사이의 같은 중량을 의미하고, 값 mf1=1일 때는 현저한 견인력 결함을 의미한다. 결국 입력 회전수 ne(t)와 출력 회전수 na(t)의 관계로부터 변속기의 전동값 i가 얻어진다.

본 발명에 따른 방법은 함수의 형태로 구체화되고, 함수는 도시되지 않은 기본 제어의 틀에서 규칙적인 간격으로 호출된다.

함수의 표시에 따라서 제2도에 도시된 단계가 수행된다. 단계 1에서 다음과 같은 입력 조건이 조사된다.

- 단지 기본 제어만이 작동하는가 즉 대략 베르그 프로그램(Bergprogram)과 같은 특별 함수가 고단 연결을 방해하지 않는가?

- 견인력 특성수 mf1이 작은 경계값인가? 여기서는 0.1아래인가?

- 트로틀 밸브가 구동하는가, 즉 트로틀 밸브 위치 alpha(t)가 5%보다 큰가?

- 트로틀 밸브 위치의 전체 변화는 최종 1초 동안에 매우 작은가, 여기서는 2%보다 작은가?

- 운전 속도 v(t)의 전체 변화는 최종 1초 동안에 매우 작은가, 여기서는 1km/h보다 작은가?

함수 호출의 시간점에서 상술한 조건들은 모두 동시에 충족되어야만 한다. 운전 속도 v(t)와 트로틀 밸브 위치 alpha(t)의 변화의 조사를 쉽게 하기 위해서 시간은 시간에 대한 이러한 변화가 조사되도록 두개의 함수 호출 사이의 시간에 대응하고, 각 함수 호출에 의해서 운전 속도 v(t) 및 트로틀 밸브 위치 alpha(t)를 위한 실제값은 상술한 함수 호출값과 비교될 수 있고, 이러한 값들의 조사를 위한 중간에 위치한 함수 호출은 필요하지 않다.

입력 조건들이 단계 1에서 충족되지 않는다면, 함수는 직접 종료된다. 다른 경우에는 함수는 단계 2로 진행되어 실제의 일정한 운전인가를 조사한다. 운전 속도 v(t)와 트로틀 밸브 위치 alpha(t)의 전체 변화에 대한 적분이 이루어진다. 이미 단계 1에서 기술한 바와 같이, 제어 장치에서 제어 경과를 쉽게 하기 위해서 적분은 수학적이 아닌 시간 단계로 이루어지고, 시간 단계는 함수의 호출의 시간적 간격에 대응하도록 마련된다. 이것으로 엄밀한 의미해서는 두 개의 함수 호출 사이의 감시하는 값의 전체 차이에 대한 합계가 이루어진다. 실시예에서 조사는 약 10초의 시간 간격을 포함하고, 적분 및 합계 시에는 트로틀 밸브 위치 alpha(t)의 경우에 5%보다 작은 값을 포함하여야 만 하고, 속도 v(t)의 경우에는 3km/h보다 작은 값을 포함해야만 한다.

이 조정이 만족되지 않으면, 함수는 단계 2에 따라서 직접 종료된다. 다른 경우는 단계 3에서 전동값 i의 실제의 적응이 행해진다. 그 다음 특성 도표에 의해서 실제의 트로틀 밸브 alpha(t)와 실제의 모터 회전수 nmot(t)를 갖는 모터 출력 P를 결정한다. 그 다음에 정격 모터 회전수 n_soll이 조사되고, 정격 모터 회전수에 의해서 내연 기관은 주 모터 출력 P에 의해서 최소의 소비 연료비를 결정한다. 여기서 표, 특성 곡선이 이용된다. 정격 모터 회전수 n_soll로부터 출력 회전수 na(t)의 도움으로 정격 전동값 i_soll이 조사된다. 준비된 기준에 따라서 전동값 i의 적응이 행해지고 변화 함수에 따라서 실제 전동값 i는 정격 전동값 i_soll로 유도된다. 변화 함수는 차량에 따라 측정된다. 특히 모터 회전수 nmot(t)의 변화 속도와 운전 속도 v(t)의 변화 속도는 측정하기에는 너무 커서 운전자가 이 변화를 주의하여야 하고 대응하는 트로틀 밸브 위치 alpha(t)를 후치시켜야 하며, 한편 이러한 경우에는 운전자가 놀라지 않을 만큼 적다. 실시예에서, 차량은 모터 회전수의 변화를 1초당 10r.p.m.의 값으로 하여 실험하였고, 양호하게는 이 값은 공지된 필요 조건을 충족시킨다. 차량에 속도 제어 장치가 마련될 때 유사한 해석 기준이 나타난다. 그럼에도 불구하고 속도 제어 장치의 반응에 따라 중단될 수도 있기 때문에 다른 값을 수행한다.

단계 4에 도시된 바와 같이 짧은 간격으로 전술한 입력 조건을 충족시키는지를 조사한다. 그러한 경우가 아닐 때, 전동값 i의 적응은 중단되고 함수는 종료된다.

기술되지는 않았지만 제2도에 도시된 함수는 다시 변화 필터와 연결되고, 이미 전동값 i의 적응이 시작된 경우는 기본 제어로 조사된 전동값 i로 변화를 결정한다. 이 변화는 변화된 운전 변수에 따라서 결정된다. 예를 들어 이 변화, 즉 전동값의 변화는, 갑자기 추월하는 경우에 트로틀 밸브 위치 alpha(t)가 최대일 때, 매우 급격히 나빠진다.

기술된 함수의 작용은 제1도에서 공지된 모터 특성표에 도시되었는데, 모터 특성표에는 모터 회전수 nmot에 대해서 모터 모멘트 M을 도시하고 있다. 조개 모양의 폐곡선은 소비 연료비(be)의 선이고, 연료 소비가 감소하면 곡선은 한 점에 점점 더 가깝게 최소 소비 연료비에 be_min을 위치시킨다. 또, 분할선은 일정한 트로틀 밸브 위치 alpha(t)를 나타내고 점선은 일정한 모터 출력 P를 나타낸다.

내연 기관은 함수 개시점에서 운전점 A에 위치한다. 함수 개시에 따라서 즉 높은 견인력 초과와 식별된 일정한 운전을 포함하는 일정한 운전 방법에 의해서 함수는 조사되어지고, 모터 출력 P의 경우에 소비 연료비가 가장 작고 효율은 최고로 높다. 따라서 함수는 전동값 i를 변화시키도록 시작하고 모터 회전수 nmot(t)는 함수 개시에 의해서 인접한 모터 회전수 nmot 1을 감소시킨다. 운전자가 간섭하지 않는 한 모터 출력 P는 대응하는 곡선의 일정한 트로블 밸브 위치 alpha(t)를 변화시키고, 트로틀 밸브 위치는 점 A에서 교차된다. 처음에 운전 속도 v(t)의 추적가능한 하강이 나타나면, 운전자는 변화에 주의를 하고 모터 출력 P를 다시 높이기 위해서 트로틀 밸브 위치 alpha(t)를 변화시키고 결국 초기 속도 v(t)에 다시 도달된다. 이 과정은 점 B에 도달될 때까지 계속되고, 전체적으로 즉 운전자의 영향이 주어지면 대략 선 C의 경로로 이루어진다.

제1도는 본 발명에 따른 방법의 작동에 의한 모터의 성능을 나타내는 도표

제2도는 본 발명에 따른 방법의 개략적인 흐름도.

Claims (10)

1. 내연 기관 기관과 연결되고 제어 장치는 하나 또는 다수의 제어 특성 곡선에 따라서 출력 제어 기구의 위치 alpha(t)의 비율에 따른 변속기의 전동값 i가 자동적으로 조정되는 무단 변속기의 제어 방법에 있어서,

   전동값 조정에 영향을 주기 위해서, 일정한 운전 방법의 식별 단계(1)와, 최소 소비 연료비 be_min이 출력 P에 도달하는 한 동일 출력 P에 의해 내연 기관이 더 적은 소비 연료비 be를 포함하는 전동값 방향으로 전동값을 변화시키는 단계(3,4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 일정한 운전 방법의 식별 단계(1)는 견인력 초과가 있는지를 조사하는 단계와, 출력 제어 기구가 구동하는 지를 조사하는 단계와, 실제의 출력 제어 기구의 위치 alpha(t)의 변화 속도가 작은 지를 조사하는 단계와, 운전 속도 v(t)의 실제 변화 속도가 작은 지를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 전동값의 조정 단계(3)는 출력 제어 기구의 위치 alpha(t)와 출력 회전수 na(t)에 따라 최적 소비의 정격 구동 회전수 n_soll을 조사하는 단계와, 정격 구동 회전수 n_soll과 실제 구동 회전수 nmot(t)와의 차이가 미리 주어진 변화 속도로 제한되도록 전동값 i의 적응 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는제어 방법.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 일정 운전 방법의 식별 단계(1)와 전동값의 조정 단계(3)사이에 일정 운전의 다음 식별 단계(2)를 마련하고, 이 단계는 미리 주어진 탐지 시간 동안에 출력 제어 기구의 위치 alpha(t)의 전체 변화에 대한 적분이 경계값보다 더 작은지를 조사하고 미리 주어진 탐지 시간동안에 운전 속도 v(t)의 전체 변화에 대한 적분이 경계값보다 더 적게 되는 지를 조사하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
5. 제1항 있어서, 일정한 운전 방법의 식별이 더 이상 이루어지지 않을 때 전동값의 조정 단계(3)를 중단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
6. 하나 또는 다수의 제어 특성 곡선에 따라서 출력 제어 기구의 위치 alpha(t)의 비율에 다른 변속기의 전동값 i가 자동적으로 조정되는 내연 기관과 연결된 무단 변속기의 제어 장치에 있어서,

   일정한 운전 방법을 식별하는 비교 장치와, 정격 전동값 i_soll을 조정하는 계산 장치를 마련하고,

   계산 장치는 비교 장치의 신호에 따라 최소 소비 연료비 be_min이 출력 P에 도달하는 한 동일 출력 P에 의해 내연 기관이 더 적은 소비 연료비 be를 포함하는 전동값 방향으로 전동값을 조정시키는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
7. 제6항에 있어서,

   일정한 운전 방법의 식별을 위한 견인력 특성수 mf1(t)를 위한 제1 부 비교 장치와, 출력 제어 기구 alpha(t)의 위치를 위한 제2 부 비교 장치와, 출력 제어 기구 alpha(t)의 위치의 변화 속도를 위한 제3 부 비교 장치와, 운전 속도 v(t)의 변화 속도를 위한 제4 부 비교 장치와, 부 비교 장치들의 신호를 위한 연결 장치를 포함하고,

   경계값이 미달될 때는 제1, 제3 및 제4 부 비교 장치가 신호를 전달하고,

   경계값이 초과될 때는 제2 부 비교 장치가 신호를 전달하고,

   모든 부 비교 장치에 의해서 신호가 있을 때는 연결 장치가 비교 장치의 출력 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
8. 제6항에 있어서, 계산 장치는 전동값 i의 조정을 위해서 출력 제어 기구의 위치 alpha(t) 및 변속기의 출력 회전수 na(t)에 따라 최적소비의 정격 구동 회전수 n_soll을 조사하고, 전동값 i는 정격 구동 회전수 n_soll과 실제 구동 회전수 nmot(t)를 미리 주어진 변화 속도로 제한하도록 계산되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   비교 장치와 계산 장치 사이에 보충적으로 조사 장치를 마련하고,

   일정한 운전 방법이 식별될 때만 조사 장치는 비교 장치의 신호를 전달하고,

   상기 조사 장치는 출력 제어 기구 alpha(t)의 위치의 전체 변화에 대한 적분을 위한 제1 적분기와, 운전 속도 v(t)의 전체 변화에 대한 적분을 위한 제2 적분기와, 상한치와 제1 적분기의 신호와의 비교를 위한 제5 부 비교 장치와, 상한치와 제2 적분기의 신호와 비교하기 위한 제6 부 비교 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
10. 제6항에 있어서, 계산 장치는 탐지 장치를 포함하고, 탐지 장치는 일정한 운전 방법의 조사를 위한 다른 조사 장치를 포함하고 계산 장치가 직접 구동하지 않도록 조사 장치로부터 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.