KR100328538B1 - 차량의구동유닛에의해공급되는토오크를제어하는장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 정지 또는 굴러가고 있을 때에 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 발생하는 손실을 고려해서 장기간 또는 천천히 진행하는 변화에 무관하게 정확히 제어하는 것을 목적으로 한다.

차량이 정지 또는 굴러가고 있는 경우에 구동 유닛에 의해 공급되는 차량의 토오크를 제어하는 장치가 제안되어 있다. 이러한 토오크 형성을 위해 필요한 구동 유닛의 출력 변수의 조절량(58)을 계산하는 수단(100 및 118)이 설치된다. 그 경우 주행 운전 이외의 아이들 또는 아이들 근방 운전 시에 차량의 트랜스미션 유닛의 토오크 수요(138 및 142)에 따라 토오크 보정이 수행된다. 엔진 손실 토오크 및 차량의 보조 기기의 토오크 수요에 관한 특성 영역(128 및 134)을 통해 토오크 보정이 수행된다. 특성 영역은 적용 가능하게 결정되고 또 노화 현상에 대해 적합하게 된다.

Description

차량의 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 제어하는 장치

본 발명은 차량의 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 제어하는 장치에 관한 것이다.

이런 유형의 장치는 예를 들면 미공개의 독일 출원 41 41 947호에 공지되어있다. 이러한 장치에 일어서는, 적어도 운전자의 요구에 따라 차량의 동력 전달 계열의 출력 토오크의 목표값이 형성되고 이 목표값은 트랜스미션 유닛의 변속비와 차량의 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크의 목표값으로 변환된다. 이러한 목표값은 토오크에 영향을 주는 변수들을 고려해서 구동 유닛의 출력 파라미터들을 조절함으로서 설정 목표값에 대응하는 토오크를 제공하는 다른 장치로 공급된다. 특히, 예를 들면 공조 장치, 파워 스티어링 등의 부가적인 소비 기기의 토오크 수요 가 그들의 운전을 위해 소정의 토오크를 조달해야 하는 구동 유닛에 대하여 고려되어야 한다. 구동 유닛의 손실 토오크가 각각 특성 영역과 아이들 제어기의 토오크 보정에 의해 고려된다.

특히 구동 유닛과 휠 사이에 동력이 연결되고, 차량이 정지되거나 굴러가는 경우에 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크에 관한 제어가 종래 기술에는 개시되어있지 않다.

따라서 본 발명의 과제는 차량이 정지하거나 굴러가고 있을 때에 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 발생하는 손실을 고려하며 특히 천천히 발생하는 구동 유닛의 영역 내의 장기간에 걸친 변화 및 차량 또는 제어 장치의 변화와는 무관하게, 가능한 한 정확히 제어할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

이런 과제는 적어도 차량의 트랜스미션 유닛의 토오크 수요가 결정되어 적어도 운전자의 요구가 없을 때(차량이 정지 또는 굴러갈 때) 공급되는 토오크의 설정값을 결정하는 데에 고려된다는 점에서 달성된다. 또한, 구동 유닛의 손실 토오크 및/또는 구동 유닛에 부하를 가하는 하나 이상 소비 기기의 토오크 수요가 결정 되고 고려된다. 이러한 결정을 하는 데 사용되는 특성 영역 또는 특성 곡선을 적용시킴으로써 변화와는 무관하게 달성된다.

즉, 본 발명은 특히 차량이 정지 및/또는 진행하고 있는 경우에 차량의 구동 유닛의 토오크를 제어하는 장치에 있어서, 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크의 목표값을 구하는 수단과, 구동 유닛에 작용하는 부하를 고려해서 상기 설정된 목표값을 조절하는 수단과, 구동 유닛의 아이들 또는 아이들 근방의 운전에서 차량이 정지 또는 굴러가고 있을 때 구동 유닛의 회전수가 부하와는 무관하게 일정해지도록 상기 목표값을 적어도 차량의 트랜스미션 유닛의 토오크 수요에 따라 보정하는 보진 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 차량의 구동 유닛의 토오크를 제어하는 장치에 있어서, 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크의 목표값을 구하는 수단과, 구동 유닛에 작용하는 부하를 고려해서 상기 설정된 목표값을 조절하는 수단과, 조절될 토오크를 구동 유닛의 손실 토오크 및/또는 구동 유닛에 부하를 가하는 부가적인 소비 기기의 토오크 수요에 따라 보정하는 보정 수단을 포함하고, 상기 보정 수단은 적어도 아이들 회전수 제어기의 편차 신호에 따라 결정 또는 보정되는 특성 영역 또는 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

독일 특허 출원 34 29 351호(미국 특허 제4,815,433호)에서는 내연 기관으로의 공기 공급을 제어하는 아이들 회전수의 제어와 관련되어 특성 영역을 적용하는 방법이 공지되어 있다. 이 방법에서, 작동 변수에 따라 제어 신호를 형성하는 이른바 특성 영역이 마련되어 있고, 제어 신호는 제어 회로의 작동 방향에서 보아 제어기 후방의 제어 경로의 이전에서 작용하고 부하가 급속히 변경된 경우에는 제어기의 부담을 감소시킨다. 이러한 특성 영역의 적용을 위해, 제어기의 출력 신호가 검출되고, 제어기 출력 신호가 평균값, 특히 0으로 될 때까지 특성 영역 신호가 다른 제어 회로의 영역 내에서 변경된다. 따라서 특성 영역은 적어도 하나의 작동점 내에서 현재의 변화에 적응된다. 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 제어하는 예시한 장치와 관련하여 특성 영역을 후술하는 바와 같이 적용시키는 것에 관해서는 원리적으로는 종래 기술에 기재된 방법이 사용되므로 상기 출원은 적용 방법의 원칙에 관한 설명의 일부가 된다.

차량의 트랜스미션 유닛의 토오크 요구를 고려함으로써, 정지 상태에서뿐만 아니라 트랜스미션 유닛 특히 컨버터의 토오크 수요가 각각 주행 속도에 따라 변화 하는 경우에도, 구동 유닛의 아이들 및/또는 아이들 근방에서의 운전에 있어서 천천히 굴러가는 차량에 대하여 엔진 회전수를 정지하고 있는 차량의 값에 맞출 수있다. 이런 수단은 연료 소비의 감소에 직접 영향을 미친다.

차량이 천천히 굴러가는 경우, 아이들 회전수 제어기를 우회해서 차량의 트랜스미션 유닛의 토오크 수요를 고려함으로써 아이들 회전수 제어기가 최적의 제어영역에서 유지될 수 있어서, 실제 아이들 영역으로 이행할 때에 엔진 회전수 저하를 염려하지 않아도 되며 엔진 아이들 회전수의 안정화가 향상된다.

이에 관련된 다른 장점으로서는 차량이 천천히 굴러가는 경우에, 보상을 위해 아이들 회전수 제어기를 작동시키지 않으면서 트랜스미션 유닛의 토오크 수요와는 무관하게 구동 유닛의 회전수를 일정하게 유지시킬 수 있다는 것이다.

연료 차단 임계값이 결정될 수 있고, 트랜스미션 유닛의 토오크 수요가 임계값 이하일 때 차량이 굴러가면서 연료 공급이 차단되는 것은 특히 양호하다.

특정 교란(disturbance) 변수를 고려해서 특성 영역 또는 특성 곡선을 적용시킴으로써 정지된 차량 및 굴러가는 차량에 대한 토오크 제어의 품질을 한층 더 향상된다.

토오크 량의 교란 변수에 대한 의존성이 적용에 의해 각각의 교란 변수에 대해 개별적으로 적용될 수 있고, 적용된 특성 영역 또는 특성 곡선은 정지되거나 굴러가는 차량에 대한 토오크 제어를 위해서 뿐만 아니라 통상의 주행 운전 시에도 사용 가능한 것은 특히 유익하다.

이런 방법은 단지 공급되는 토오크를 변경시켜 영향을 미칠 뿐이고, 공기 공급 혹은 연료 공급에 직접 작용하는 것이 아니기 때문에, 본 발명의 구성은 특정 엔진 유형(오토 엔진, 디젤 엔진 등)과는 무관하다.

본 발명의 구성은 독일 특허 출원 41 41 947호의 대상 외에도 운전자의 요구를 결정하지 않는 아이들 제어와 관련해서도 효과적으로 사용될 수 있다.

다른 장점은 후술되는 실시예의 설명 및 종속 청구항에 기재되어 있다.

이하 도면에 도시된 실시예를 이용해서 본 발명이 상세히 설명된다.

도1에는 차량의 구동 유닛(10), 특히 엔진이 도시된다. 여기서 구동 유닛은 양호하게는 내연 기관이나, 다른 양호한 실시예에 있어서 구동 유닛은 그 대신에 다른 구동 기구에 기초하여 작동하는, 예를 들어 전기 모터일 수도 있다. 구동 유닛(10)은 제1 축(12)을 통해 트랜스미션 유닛(16)의 (토오크) 컨버터(14)와 연결된다. 축(12)은 제1 터빈 휠(18)과 결합되어 있고, 컨버터(14)의 제2 터빈 휠(20)은 제 2 축(22)과 연결된다. 축(22)은 트랜스미션(24)으로 연결되어 있으며, 트랜스미션의 출력축(26)은 차량의 동력 전달 계열의 출력축을 형성한다. 구동 유닛(10), 트랜스미션 유닛(16) 및 축(12, 22, 26)은 기본적으로 차량의 동력 전달 계열을 형성한다.

회전수를 측정하기 위해 다음의 측정 장치가 제공된다. 측정 장치(28)는 축(12)의 회전수와 그에 따른 구동 유닛(10)의 회전수(n_mot)를 검출한다. 접속선(30)이 측정 장치(28)에서 전자 제어 유닛(32)으로 연결되어 있다. 측정 장치(34)는 축(22)의 회전수와 그에 따른 이른바 컨버터의 터빈 회전수(n_turb)를 검출한다.

측정 장치(38)는 접속선(40)을 통해 전자 제어 유닛(32)에 접속된다. 또한, 트랜스미션(24)으로부터의 접속선(42)이 제어 유닛(32)으로 연결된다. 접속선(42)을 통해,경우에 따라서는 변속 단계를 나타내는 신호(UE)가 전송된다.

운전자 조작 요소(46)와 제어 유닛(32)을 접속시키는 제어 유닛(32)의 다른 입력선은 선(44)으로 나타난다. 또한, 구동 유닛, 동력 전달 계열 및/또는 차량의 운전 파라미터(작동 변수)를 측정하는 측정 장치(52 내지 54)와 제어 유닛(32)을 접속시키는 입력선(48 내지 50)이 제공된다, 선(56)은 하나 이상의 조절 장치(58)로 연결되는 제어 유닛(32)의 출력선을 나타낸다. 조절 장치(58)는 선(60)을 통해 구동 유닛(10)에 연결되어 구동 유닛의 출력 파라미터를 조절한다.

트랜스미션 유닛(16)이 전자 제어 컨버터를 갖는 전자제어 가능한 트랜스미션인 경우에는, 제어 유닛(32)에 대하여 제어 유닛을 제어를 목적으로 트랜스미션 (24) 또는 컨버터(14)와 연결시키는 출력선(62, 64)이 제공될 수 있다.

다른 양호한 실시예에 있어서, 제어 유닛(32)은 아이들 조정을 포함하며, 아이들 조정 범위에서 본 발명은 운전자 요구가 있는 지를 전기적으로 검출하기 위한 수단(44 및 46) 없이 실행된다.

이 장치의 기능은 전술된 독일 특허 출원 41 41 947호와 동일하다. 제어 유닛(32)은 입력선(44)을 통해 전달된 운전자 요구로부터 운전자 요구를 만족시키기 위해 동력 전달 계열에 의해 공급되는 출력 토오크를 위한 목표값을 형성한다. 제어 유닛(32)은 출력 토오크의 목표값을 트랜스미션 유닛(16)의 조절과 트랜스미션 유닛(16)의 조절 시에 출력 목표 토오크 값을 형성하기 위해 필요하고, 구동 유닛(10)에 의하여 축(12)에 공급되는 토오크와 조합해서 최소의 연료 소비 또는 최대가속이 얻어지도록 선택된 조합으로 변환된다.

바람직한 조절은 각각 트랜스미션 유닛(16)의 구조에 따라 선(62)을 거쳐 트랜스미션(24)의 소정의 속도비를 설정함으로써, 필요하다면 선(64)을 거쳐 컨버터(14)를 제어함으로써 실행된다. 구동 유닛(10)의 출력측에 필요한 토오크를 발생시키기 위해 제어 유닛(32)은 측정 장치(52 내지 54)에 의해 검출된 구동 유닛(10) 또는 동력 전달 계열 및/또는 차량의 다른 운전 변수에 기초하여 구동 유닛(10)의 출력 파라미터를 설정하기 위한 값을 계산한다. 이런 값(또는 값들)은 선(56)을 거쳐 조절 장치(58)로 전달되고, 조절 장치는 개략적으로 도시된 선(60)을 거쳐 소정의 출력 파라미터를 조절한다.

내연 기관의 경우에는 출력 조절을 위해 내연 기관으로의 공기 공급량을 제어하는 스로틀 밸브의 위치 및 분사할 연료량 내지 조절할 점화 각도가 양호하게 결정된다. 다른 실시예에서 예를 들면 전기 구동 장치의 경우에는 출력 변수에 의해 모터의 권선으로 흐르는 전류가 형성되고, 조절 장치(58)는 모터 권선에 흐르는 진류를 조절하는 회로 요소를 가진다.

수동 트랜스미션인 경우에 있어서, 제어 유닛(32)은 출력 토오크 목표값을 조절하기 위해 엔진에 의해 공급되는 토오크를 특성 영역을 이용해서 운전자 요구에 따라 결정한다.

본 발명에 따른 구성이 운전자 요구를 검출하지 않고 상기 방법으로 처리하지 않고서 아이들 조정 범위에서 적용되면, 경우에 따라서 트랜스미션 유닛의 제어는 회전수 및 부하 등과 같은 인자에 따라 달성되나, 아이들 및 아이들 근방 운전(가속 페달 해제, 연료 차단 없음)에서 아이들 제어는 활성화되어 엔진의 출력 파라미터가 실제 회전수를 목표 회전수에 접근시키도록 제어된다.

도2는 후술하는 본 발명의 구성에 관한 제어 유닛(32)의 개략적인 블록 회로를 도시한다. 이것을 내연 기관의 실시예를 이용해서 설명하나, 다른 가능한 응용예를 배제하는 것은 아니다. 이미 도1에서 설명한 바 있는 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있다.

제어 유닛(32)은 차량의 운전자에 의해 조작 가능한 조작 요소(46)로부터의 선(44)이 연결되는 제1 요소(100)를 포함한다. 요소(100)의 출력선은 트랜스미션 유닛(16)을 제어하는 선(62, 64) 및 스위치 요소(103)로 연결되는 선(102)이고, 스위치 요소(103)의 출력선(105)은 결합점(104)으로 연결된다. 결합점(104)에는 제2 결합점(108)으로부터의 다른 전(106)이 연결된다. 결합점(104)의 출력선(110)은 선(114)이 연결되어 있는 제3 결합점(112)으로 연결된다. 선(116)은 제3 결합점 (112)으로부터 선(56)으로 표시된 출력선을 갖는 요소(118)로 연결된다.

스위치 요소(103)는 제2 입력선(107)을 통해 결합점(109)에 연결된다. 선(126 및/또는 124)이 결합점(109)에 연결된다. 이 선들은 결합점(109)을 특성 영역 또는 특성 곡선(142 및/또는 138)에 연결시킨다.

양호한 실시예에서, 선(120, 122)은 제2 결합점(108)에 연결된다. 이들 선에 의해 결합점(108)은 특성 영역 내지 특성 곡선(128 및 134)에 연결된다. 선(120)에 의해 구동 유닛의 손실 토오크를 위한 특성 영역(128)이 결합점(108)자 접속된다. 선(30, 132)을 통해 특성 영역(128)으로 구동 유닛의 회전수(n_mot, 측정 장치(28)에 의해 검출됨) 및 엔진 온도(T_mot, 측정 장치(52 내지 54) 중 하나에 의해 검출됨)의 측정량이 공급된다. 다른 특성 영역은 차량의 부가적인 소비 기기에 관한 특성 영역(134)이다. 이 특성 영역은 선(122)을 거쳐 결합점(108)에 접속된다. 특성 영역(134)에는 선(136)이 연결되고, 이 선을 거쳐 부가적인 소비 기기의 상태 데이터(공조 장치의 경우에는 켜짐, 꺼짐 등) 또는 소비 기기에 의한 구동 유닛으로의 부하를 나타내는 값(제너레이터 전류, 가열 가능한 전면창 내지 후면창에 흐르는 전류 등)이 공급된다. 다른 실시예에서, 특성 영역을 개개의 소비 기기용 특성 곡선 내지 특성 영역으로 분할 가능하고, 또는 일군의 소비 기기를 하나의 특성 영역에 통합할 수도 있다.

또한, 선(126)을 거쳐서 결합점(109)과 접속된 계산 요소 또는 특성 영역 (142)이 도시되고, 여기에는 선(34)을 통해 터빈 회전수가, 선(146)을 통해 아이들 목표 회전수(n_ll_soll)가, 선(148)을 통해 컨버터(14)의 오일 온도(T_oil)가 전달된다. 이들 데이터로부터, 계산 요소(142)는 각각의 운전 상태에 대한 트랜스미션 유닛 또는 컨버터의 토오크 수요가 후술되는 방정식에 따라 계산한다.

다른 실시예에서, 계산 요소(142) 대신에 트랜스미션의 토오크 수요를 검출하기 위한 특성 영역(138)이 제공될 수 있다. 이런 특성 영역(138)은 선(124)을 통해서 결합점(109)과 접속된다. 변속 단계에 관한 정보는 선(42)을 통해 공급된다.

또한, 선(30)을 통해 구동 유닛(10)의 회전수를, 그리고 선(152)을 통해서 아이들 회전수 목표값을 공급받는 아이들 회전수 제어기(150)가 제공된다. 아이들 회전수 목표값은 계산 유닛(154) 내에서 측정 장치(52 내지 54)에 의해 검출되어 선(156 내지 158)을 통해서 계산 유닛(154)으로 공급된 구동 유닛 및/또는 차량의 작동 변수로부터 형성된다.

아이들 회전수 제어기(150)의 출력선(160)은 스위치 요소(162)로 공급됨과 동시에 적용 유닛(164)으로도 공급된다. 작동 신호가 차량이 정지했는지 또는 굴러 가는지를 검출하는 작동 변수에 따라 제1 기동 유닛(166)으로부터 선(168)을 거쳐 스위치 요소(162)에 공급된다. 도1에 도시된 대응하는 측정 장치에 의해 검출된 작동 변수들이 선(170 내지 172)을 거쳐 공급된다. 제2 기동 유닛(174)은 선(176)을 거쳐 적용 유닛(164)을 작동시킨다. 기동 유닛(174)에는 도1에 도시된 측정 장치에 의해 검출된 구동 유닛 또는 차량의 작동 변수가 선(178 내지 180)을 통해 전송되고, 작동 변수들로부터 적용 유닛을 기동시키기 위한 조건 유무를 식별할 수 있다. 적용 유닛(164)은 선(163, 165, 167)을 거쳐 특성 영역(128, 134, 138)과 접속되어 현재의 운전 상태에 맞추어진다.

도2에서, 명확함을 위해 각각의 작동 변수를 측정하는 측정 장치의 도시를 생략하였다.

운전자 요구를 검출하지 않는 실시예에서, 요소(62, 64, 44, 46, 100, 102,103)는 생략되고, 스위치 요소(103) 대신 점선으로 도시된 위치로 접속된다.

요소(100 내지 118)들의 작동은 앞에서 말한 독일 특허 출원 41 41 947호에 설명 되어 있다.

본 발명에 의해 제공되는 구성은 이하의 통상적인 물리적 고찰에 기초한다.선(102) 상으로 전송되며 구동 유닛(10)에 의해 공급되는 토오크를 위한 목표값은내연 기관의 경우에는 엔진 토오크의 목표값, 즉 내연 기관의 연소 작동을 기초로 발생되는 엔진 토오크를 나타낸다. 목표 출력 토오크를 발생시키기 위해 필요한 엔진 토오크는 엔진 토오크의 일부가 차량 구동에 사용되지 않고 보조 기기의 구동 및 손실 보상에 사용됨으로써 증대된다. 이러한 이유로, 엔진 토오크.의 목표값과,특성 영역에 기초해서 결정된 손실 토오크 및 보조 창치(소비 장치)의 토오크 수요의 실제 성분이 결합점(104)에서 가산된다.

차량이 정지 또는 굴러가고 있는 경우에 엔진 토오크를 형성할 때에는 트랜스미션 유닛, 특히 컨버터와 아이들 회전수 제어기의 토오크 성분을 고려해야 한다. 이러한 이유로, 선(102)은 결합점(104)으로 연결되는 출력선(105)을 갖는 스위치 요소(103)로 연결된다. 또한, 스위치 요소(103)는 입력선(107)을 가진다. 아이들 또는 아이들 근방의 영역에서, 스위치 요소(103)는 선(107)과 선(105)을 서로 접속시키고(점선으로 도시됨), 이 영역 이외에서는 선(102)과 선(105)이 접속된다(실선으로 도시). 후자는 결합점(104)에서 계산된 엔진 토오크에 각각 제어 편차에 따라 음 또는 양으로 가산된다.

아이들 회전수 제어기(150) 및 컨버터의 토오크 성분은 구동 유닛의 아이들내지 아이들 근방의 운전에서 차량이 정지 또는 굴러가고 있는 경우에만 고려된다. 이는 도2에서 스위치 요소(162)에 대하여 아이들 제어기에 대해 도시되고, 스위치 요소(162)는 대응하는 작동 신호가 선(168)을 통해 공급된 경우에만 폐쇄된다. 이 작동 신호는 예를 들면 가속 페달의 해제 및 임계값보다 낮은 차량 속도에 대하여 유닛(166)에서 발생된다. 양호한 실시예에서 아이들 회전수 제어기의 작동 영역은 상기와 같이 검출되나, 그 밖에 다른 실시예에서 당업자들의 주지의 방법, 예를 들면 스로틀 밸브 각도, 회전수 등을 이용할 수 있다.

트랜스미션 유닛의 토오크 수요는 블록(142)에서 계산되고, 아이들 및 아이들 근방 영역에서 스위치 요소(103)의 적절한 변환 위치에 의해 이 상태에서는 0인(가속 페달 비작동 위치) 커플링 토오크 목표값 대신 조달할 토오크의 설정값을 형성한다. 주행 작동에 있어서, 트랜스미션 유닛의 토오크 수요는 출력 토오크의 제어를 통해 자동으로 고려된다.

계산 요소(142)에서 구해진 트랜스미션 유닛 또는 컨버터의 아이들 시의 토오크 수요(mo_w)는 그의 오일 온도 및 출력 회전수에 따른다. 이는,

mo_w = KT(T_oil) * KMU(n_turb/n_ll_soll) * n_ll_soll * n_ll__soll

과 같이 설명될 수 있다. 또한, KT는 오일 온도에 관한 계수를 나타내고 KMU는 터빈 회전수(측정 장치(34)) 및 아이들 목표 회전수(블록(154))의 값에 관한 계수이다. 터빈 회전수는 측정 장치(34)에 의해 측정되거나, 또는 출력 회전수(측정 장치(38))와, 제어 유닛(32)의 선(42)을 통해 전달되는 변속비를 곱함으로써 계산된다.

제1 근사화에서, 오일 온도의 의존성은 무시할 수 있으므로 계수 KT는 제1 근사화에서는 상수로 생각할 수 있다.

계수(KMU)의 터빈 회전수의 아이들 목표 회전수에 대한 회전수 비에 대한 의존성은 각 트랜스미션에 대해 알려져 있고, 트랜스미션 타입의 컨버터 특성에서 특성 곡선의 형식으로 결정할 수 있다. 이러한 경우에, 컨버터의 토오크 수요는 터빈 회전수가 목표 아이들 회전수 보다 작은 경우에는 양의 값을 취하고, 터빈 회전수가 목표 아이들 회전수 보다 큰 경우에는 음의 값을 취하는 것에 주의해야 한다. 이는 토오크 수요가 대개 터빈 회전수 상승에 따라 감소하는 것을 의미한다.

이와 관련하여, 컨버터의 토오크 수요를 소정의 임계값과 비교함으로써 오버런 작동 시에 연료 차단 실행 여부의 판단 기준이 얻어지는 것이 유익하다. 컨버터의 토오크 수요가 손실 토오크와 다른 소비 기기의 토오크 성분의 합계와 혼합기가 점화될 수 있는 실현 가능한 최소 토오크와의 편차보다 작은 경우에는, 엔진 회전수가 아이들 목표 회전수로 유지될 수 없게 된다. 컨버터의 토오크 수요가 이 임계값 이하인 경우에는 연료 공급이 차단된다.

상기 설명된 수단에 의해, (동력이 전달되어) 차량이 천천히 굴러가고 있는 경우에 트랜스미션 유닛의 토오크 수요는 실제 출력 회전수 및 변속비에 따라, 즉 실제 터빈 회전수에 따라서, 즉 아이들 회전수가 아이들 회전수 제어기를 작동시킬 필요가 없이 터빈 회전수와는 무관하게 일정해지도록 계산된다.

다른 실시예에서, 트랜스미션 유닛의 토오크 수요는 특성 곡선 또는 특성 영역을 이용해서 변속 단계에 따라 결정된다.

이러한 수단의 효과는 구동 유닛의 손실 토오크 및/또는 부가적인 소비 기기의 토오크 수요를 고려하는 엔진 토오크를 위한 특성 영역을 제공함으로써 개선된다.

도2에 따르면, 엔진 손실의 토오크 수요값은 특성 영역에 의해 엔진 회전수와 엔진 온도로부터 구해지고, 공조 장치, 제너레이터, 파워 스티어링 등 보조 기기의 토오크 수요값은 입력된 상태 정보(예를 들면 공조 장치 켜짐/꺼짐) 또는 예를들면 제너레이터에 여기 전류가 흐르는 경우에는 보조 기기의 부하값으로부터 구해진다.

양호한 실시예에서, 이들 모든 측정값이 상호 작용하여 동력 전달이 존재할때에도 정지해 있거나 굴러가는 차량에 대하여 아이들 회전수를 정확히 조절할 수 있어서, 예를 들면 PID 제어를 통해 아이들 회전수를 미세 조절하는 아이들 회전수 제어기를 작동시킬 필요가 거의 없다. 이로써, 구동 유닛의 아이들 또는 아이들 근방 운전에 있어서의 회전수가 본질적으로 일정하게 조절된다.

상기 설명된 특성 영역에서, 한편으로 값의 결정 문제가 있고, 다른 한편으로 노화 현상 문제가 있다. 특성 영역을 결정하는 한 가지 방법은 차량 적용을 위해 이들 변수를 결정하여 고정값의 형태로 저장하는 것이다. 그러나, 이는 매우 복잡하고 또 노화 현상이 고려되어 있지 않다. 따라서, 양호한 실시예에서 엔진 손실 토오크, 보조 기기의 토오크 수요 및 경우에 따라서는 변속 단계의 토오크 수요를 위한 각각의 특성 영역을 이미 존재하는 아이들 회전수 제어기를 이용해서 결정하여 변경에 적용시킨다.

상기와 같이, 엔진 토오크(mo_ind)는 엔진 손실 토오크(mo_verl), 보조 기기의 소비 토오크(mo_verbr) 및 클러치 토오크(mo_kup, 통상의 운전/주행 운전)나 또는 트랜스 미션 유닛 또는 컨버터의 토오크 수요(mo_w, 주행 운전 이외의 아이들 또는 아이들 근방 운전)들을 가산함으로서 계산된다. 통상의 주행 운전 중에 클러치 토오크는 운전자의 요구에 기초하여 결정된다.

운전자의 요구가 없는 경우에, 동력 전달이 없는 (변속 단계가 입력되지 않은) 실제 아이들 상태에 있어서는 클러치 토오크가 0이다. 이는 엔진 토오크가 엔진 내부의 손실 및 경우에 따라서는 보조 기기의 소비를 위해서만 제공된다는 것을 의미한다. 동력 전달(변속 단계 설정)에 의해 차량이 굴러가는 경우, 또는 운전자 요구가 현재의 출력 토오크보다 낮은 값을 나타내는 경우에, 클러치 토오크는 트랜스미션 유닛의 컨버터의 토오크 수요에 상응한다.

아이들 회전수 제어기가 작동하는 경우에는 상술한 합계에 아이들 회전수 제어기의 보정 토오크(d_mo_llr)가 가산된다. 이러한 보정 토오크는 엔진 회전수의 목표값 및 실제값에 관계되고 아이들 회전수 제어기에서 PID 제어 구성에 기초해서구해진다.

회전수가 최적으로 조절되어 있는 경우에는 아이들 회전수 제어기의 보정 토오크의 값은 시간 평균으로 0에서 벗어나지 않는다. 그러나, 이 값이 시간 평균으로 0에서 벗어나면, 이는 정지 또는 굴러가는 차량에 대하여 토오크 성분을 형성 할 때에 편차가 발생한 것을 나타낸다. 따라서 아이들 회전수 제어기의 보정 토오크 값의 정상적인 편차는 토오크 성분을 구하기 위한 특성 영역값의 적용을 행하기 위한 판단 기준이 된다. 이러한 방식으로, 미리 설정된 제어값에 의한 개방 루프 제어의 질이 현저히 개량되고, 따라서 아이들 회전수 제어기 자체는 예외적인 경우에만 작동하면 된다.

개개의 특성 영역의 적용을 행하는 조건을 이하에 정리해 본다. 엔진 손실 토오크에 대한 특성 영역의 적용은 엔진이 아이들 시에 목표 회전수로 정상 상태로 회전하고 있으며 보조 기기가 작동되지 않으며 엔진과 동력 전달 계열 간에 동력 전달이 없는 (변속기 중립 위치) 경우에 행해진다. 보조 기기의 토오크 수요의 특성 영역에 관한 적용은 엔진이 아이들 시에 목표 회전수로 회전하며 특정 소비 기기가 작동되고 엔진과 동력 전달 계열 간의 동력 전달이 차단(변속 단계가 중립 위치 또는 수동 트랜스미션인 경우에는 아이들 위치)되어 있을 때 행해진다. 설정된 변속 단계 위치에 관계하는 특성 영역 내지 특성 곡선의 경우에 트랜스미션 유닛의 토오크 수요를 필요에 따라 적응시키는 경우에는 엔진이 아이들 시에 목표 회전수로 회전하고, 변속 단계가 입력되고, 차량이 정지해 있는 경우에 적용이 행해진다. 상기 작동은 측정 장치로부터 대응하는 정보가 공급되는 기동 수단(174)에 의해 수행된다.

적용 방법은 대략 앞에서 언급한 종래 기술에서 얻어진다. 그 경우 아이들 회전수 제어기의 출력 신호(보정 토오크(d_mo_llr))의 0으로부터 정상적인 편차가 검출되고, 적어도 하나의 작동점에 대해(예를 들면 엔진 손실 토오크인 경우에는 소정의 엔진 온도 및/또는 회전수의 작동점에 대해) 적용값이 계산되어 그 작동점에 대응하는 특성 영역의 값 또는 인접하는 모든 특성 영역의 값 또는 특성 곡선의 값에 가산된다. 양호하게는, 이는 종래 기술에 설명된 바와 같이 측정값에 인접한 두 온도 지원점(support point, T₁, T₂)이 구해지고, 각 지원점에 대한 정상적인 제어기 출력 신호(보정 토오크 (d_mo_llr))에 따라 각각 가산값(A₁, A₂)이 계산되어 각각 온도 지원점을 갖는 각 특성 영역의 값에 가산된다. 즉,

A₁= const. * d_mo_llr * f(T_mot - T₁)

A₂= const, * d_mo_llr * f(T_mot - T₂)

단, f(T_mot - T_1/2)는 각각의 측정값으로부티의 편차에 관한 가중함수이다.

동일한 방법이 회전수에 따른 적용과의 조합에서도 유용하다.

설정된 변속 단계에 따른 특성 영역 또는 특성 곡선에 대하여 보조 기기 또는 트랜스미션 성분과 관련하여, 적용은 아이들 회전수 제어기 출력 신호를 0으로 폐루프를 제어함으로써 달성된다.

운전자의 요구를 검출하지 않는 실시예에 있어서 클러치 토오크 목표값의 결정이 생략된다.

도3의 흐름도를 이용해서 상기 방법이 설명된다.

프로그램 부분의 개시 후에, 판단 단계(200)에서 차량의 통상 주행 운전 여부, 즉 운전자의 요구가 있는지(페달이 밟혀 있는지) 여부가 체크된다. 요구가 있는 경우에는 이 프로그램 부분은 종료된다. 차량이 통상의 주행 운전이 아닌 경우에는 단계(202)로 진행한다. 단계(202)에서, 이하의 제어값 계산 또는 폐루프 제어에 필요한 작동 변수들이 읽혀 들여진다. 이러한 작동 변수들은 터빈 회전수 (n_turb) 또는 대응하는 측정 장치가 설치되어 있지 않은 경우에는 출력 회전수 (n_ab)와, 변속비(UE), 오일 온도(T_oil), 엔진 회진수(n_mot), 엔진 온도(T_mot), 보조 기기의 상태 또는 보조 기기에 의한 부하를 나타내는 측정값 및 아이들 회전수 목표값(n_11_soll)을 포함한다.

다음의 판단 단계(204)에서, 엔진과 구동 휠 사이에 동력 전달이 있는 지(예를 들면 변속 단계가 설정되어 있는지) 여부가 체크된다. 동력 전달이 있는 경우에는 단계(206)에서 엔진 손실 토오크(mo_verl) 또는 소비 기기에 의한 토오크 수요를 나타내는 변수들이 특성 영역으로부터 읽혀 나오고, 또한 트랜스미션 유닛(컨버터)의 토오크 수요(mo_w)가 특성 영역으로부터 읽혀 나오거나 또는 전술된 식에 따라 계산된다. 단계(208)에서, 사용되는 제어 방법에 의해 엔진 회전수의 목표값과 실제값의 차이로부터 회전수 제어 신호(보정 토오크 d_mo_llr)에 의해 보정 값이 구해진다.

그 후 컨버터의 토오크 수요가 전술된 식에 의해 계산되는 경우에, 판단 단계(210)로 진행해서 계산된 컨버터의 토오크 수요값이 상기 언급된 임계값과 비교된다. 토오크 수요가 임계간 이하이면, 단계(212)에 따라 내연 기관으로의 연료 공급이 차단되어 프로그램 부분이 종료된다. 그렇지 않은 경우에는, 다시 단계(214)에서 엔진 토오크(mo_ind)가 소정의 토오크 성분을 합계로부터 계산되어 구동 유닛의 조절 수단으로 출력되고 그 후 프로그램이 종료된다.

컨버터의 토오크 수요가 특성 영역에 기초하여 정해지면, 단계(210 내지 214) 대신에 판단 단계(216)가 삽입되고, 그것을 이용해서 트랜스미션 유닛의 토오크 수요의 적용에 필요한 조건이 있는지 여부가 체크된다. 그렇지 않은 경우에는 단계(214)에 따라 계산된 토오크 성분의 합계로부터 엔진 토오크가 결정되어 출력되고, 다른 경우에는 특성 영역이 단계(220) 및 상기 설명에 따라 적용된다. 그 후에 단계(214)에 따라 토오크가 출력되고 프로그램 부분이 종료된다.

판단 단계(204)에서 동력 전달이 존재하지 않는 (예를 들면 변속 단계가 입력되지 않은) 것이 인식되면, 판단 단계(222)에서 소비 기기(보조 기기)가 구동 유닛에 부하를 가하는 지의 여부가 체크된다. 여기서, 판단 단계(222)는 각각의 소비기기에 대해 또는 일군의 소비 기기에 대해 반복될 수 있으므로 각 소비 기기의 토오크 수요 결정과 적용이 개별적으로 실시될 수 있다. 이를 도시하는 것은 복잡하기 때문에 생략하고, 이하에는 예시적으로 공조 장치와 관련하여 설명된다.

단계(222)에서 소비 기기가 작동되는 것이 검출되면, 단계(224)에서 저장된 특성값에 대응하여 엔진 손실 토오크(mo_verl₁) 성분 및 소비 기기의 토오크 수요(mo_verbr) 값이 결정되다. 단계(226)에서 아이들 회전수 제어의 보정 토오크값 (d_mo_llr)이 결정되고, 단계(228)에서 토오크 성분의 합계로부터 엔진 토오크 (mo_ind)가 계산되어 출력된다. 다음의 판단 단계(230)에서, 소비 기기에 대한 특성 영역의 적용을 위해 필요한 조건이 존재하는지 여부가 체크된다. 그렇지 않은 경우에는 프로그램 부분이 종료되고, 그러한 경우이면 단계(232)에 따라 상기 설명에 기초해서 하나 또는 복수의 소비 기기의 특성 영역의 적용이 행해지고, 그 후 프로그램 부분이 종료된다.

단계(222)에서 구동 유닛에 부하가 되는 소비 기기가 작동되지 않는 것이 검출되면, 단계(234)에 기초해서 엔진 토오크 손실(mo_verl)이 특성 영역으로부터 결정되고, 그 후에 단계(236)에서 아이들 회전수 제어의 보정 토오크 성분(d_mo_llr)이 계산되고, 단계(238)에서 발생될 토오크(mo_ind)가 계산된다. 프로그램 부분의 다른 분기에 따라, 다음 단계(240)에서 특성 영역의 적용에 필요한 조건이 있는지 여부가 체크된다. 그렇지 않은 경우에는 프로그램 부분은 종료되고, 그러한 경우이면 단계(242)에 따라 아이들 회전수 제어기의 출력 신호에 따른 적용이 실행된다. 이로써, 프로그램 부분이 종료된다.

상기 특성 영역 또는 특성 곡선은 주행 운전 동안에도 주어진 토오크 보정을 위해 활성화되어 있다. 그러나 아이들 제어기는 차단되어 있다.

또한 상기 구성은 각각 개개로 또는 임의로 조합해서 동력 전달 계열의 제어에 사용할 수 있다. 예를 들면 상술한 식을 이용해서 트랜스미션 유닛의 토오크 수요만을 계산할 수 있고, 또는 이들 구성의 적용 또는 조합을 이용해서 손실 토오크및/또는 보조 기기를 기초로 하는 보정도 가능하다.

제1도는 동력 전달 계열에 의해 공급되는 출력 토오크를 제어하는 장치의 개략적인 블록 선도.

제2도는 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 제어하는 기본 장치의 블록회로도.

제3도는 차량이 정지해 있는 경우 또는 굴러가는 경우에 있어서 본 발명의 구성을 설명하는 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 구동 유닛 14 : 컨버터

16 : 트랜스미션 유닛 24 : 트랜스미션

32 : 제어 유닛

Claims (12)

1. 차량의 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 제어하는 장치에 있어서,

   구동 유닛에 의해 공급되는 토오크의 목표값을 구하는 수단과,

   구동 유닛에 작용하는 부하를 고려해서 상기 설정된 목표값을 조절하는 수단과,

   구동 유닛의 아이들 또는 아이들 근방의 운전에서 차량이 정지 또는 굴러가고 있을 때 구동 유닛의 회전수가 부하와는 무관하게 일정해지도록 상기 목표값을 적어도 차량의 트랜스미션 유닛의 토오크 수요에 따라 보정하는 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보정 수단이 적어도 구동 유닛의 손실 토오크 및/또는 구동 유닛에 부하를 가하는 부가적인 소비 기기의 토오크 수요에 따라 공급되는 토오크의 목표값을 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   자동 트랜스미션의 트랜스미션 유닛 또는 컨버터의 토오크 수요를 적어도 아이들 회전수 제어의 회전수 목표값 및 컨버터의 터빈 회전수예 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 컨버터의 토오크 수요가 그의 오일 온도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제2항에 있어서,

   손실 토오크의 성분이 적어도 하나의 특성 영역 또는 특성 곡선을 통해 엔진 온도 및 엔진 회전수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   트랜스미션 유닛의 토오크 수요가 입력된 변속단계, 경우에 따라서는 트랜스미션 유형에 따른 하나의 특성 영역 또는 특성 곡선으로부터 선택적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제2항에 있어서,

   공조 장치, 파워 스티어링, 제너레이터 등의 소비 기기의 토오크 수요가 부하를 나타내는 변수에 따라 적어도 하나의 특성 영역 또는 특성 곡선으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   아이들 회전수 제어기가 설치되고 이 제어기가 실제 회전수와 목표 회전수에 따라 공급되는 토오크를 보정하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   토오크의 목표값이 운전자의 요구 및/또는 동력 전달 계열(트랜스미션, 컨버터)의 토오크 수요에 따르는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 차량의 구동 유닛에 의해 공급되는 토오크를 제어하는 장치에 있어서,

    구동 유닛에 의해 공급되는 토오크의 목표값은 구하는 수단과,

    구동 유닛에 작용하는 부하를 고려해서 상기 설정된 목표값을 조절하는 수단과,

    조절될 토오크를 구동 유닛의 손실 토오크 및/또는 구동 유닛에 부하를 가하는 부가적인 소비 기기의 토오크 수요에 따라 보정하는 보정 수단을 포함하고,

    상기 보정 수단은 적어도 아이들 회전수 제어기의 편차 신호에 따라 결정 또는 보정되는 특성 영역 또는 특성 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제10항에 있어서,

    소정 조건이 존재하는 경우에 보정 수단에 의한 보정이 각 변수에 대하여 또는 일군의 변수에 대하여 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 목표값이 운전자의 요구 및/또는 동력 전달 계열(트랜스미션, 컨버터)의 토오크 수요에 따르는 것을 특징으로 하는 장치.