KR100362020B1 - 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치 - Google Patents

Abstract

ECU 에 의해 액셀러레이터 개도 (opening) 와 차속에 의거하여 목표구동력이 산출되고, 이 목표구동력에 도달하는 과정에 있어서 구동력을 서서히 변화시킨 목표구동력 대략치 (rounded target driving force value)(수정 목표구동력) 가 구해진다. 또한, 목표구동력 대략치에 의거하여 목표출력 대략치 (rounded target power value)(수정 목표출력) 가 구해진다. 그리고, 상기 목표구동력에 의거하여 산출한 목표출력에 맞게 CVT 의 변속제어가 실시되고, 상기 목표출력 대략치에 의거하여 엔진의 부하제어가 실시되어, 엔진과 CVT 의 응답성의 차이로 인한 동력특성의 저하나 위화감이 완화된다.

Description

무단변속기를 구비한 차량의 제어장치 {CONTROL SYSTEM FOR VEHICLE HAVING CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 변속비를 연속적으로 변경할 수 있는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치에 관한 것으로서, 특히 출력요구에 의거하여 동력원 및 무단변속기를 병행하여 제어하는 제어장치에 관한 것이다.

종래, 차량용 변속기로서 무단변속기 (CVT) 가 알려져 있다. 이 무단변속기는 입력회전수와 출력회전수의 비율을 연속적으로 변화시킬 수 있는 기능을 갖는 변속기로서, 현재로서는 입력측 회전부재와 출력측 회전부재에 대한 전동부재의 접촉반경위치를 연속적으로 변화시킴으로써, 변속비를 적절히 설정하는 구성의 장치가 실용화되어 있다. 구체적으로는 벨트식 무단변속기 및 토로이달식 (혹은 트랙션식) 무단변속기가 실용화되어 있다.

전자의 벨트식 무단변속기는, 벨트가 걸쳐진 입력측 풀리와 출력측 풀리의 각각이 고정시브와 축선방향으로 이동가능한 가동시브로 구성되며, 각각의 풀리에 있어서의 가동시브를 축선방향으로 이동시킴으로써 각 풀리의 홈 폭을 변경하고, 그럼으로써 벨트의 걸침반경, 즉 변속비를 연속적으로 변화시키도록 구성되어 있다. 그리고, 출력측 풀리에 있어서의 가동시브에 대해서는 요구되는 전달토크에 맞는 축방향력을 부여함으로써 벨트의 장력을 요구토크에 맞는 장력으로 설정하고, 이에 대하여 입력측 풀리의 가동시브에 대해서는 액셀러레이터 페달의 내리누름량 (액셀러레이터 개도 (opening)) 에 의거하는 출력요구신호나 차속을 소정치로 자동적으로 설정하는 크루즈 컨트롤 등으로부터의 출력요구신호 및 차속 등의 주행상태에 의거하여 결정되는 변속비를 설정하도록 축방향력을 부여하여 입력측 풀리의 폭 홈을 변화시키고 있다.

이와 같이 무단변속기에 의하면, 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있기 때문에, 엔진 등의 동력원의 회전수를 자유롭게 변화시킬 수 있게 된다. 따라서, 무단변속기를 탑재하고 있는 차량에서는, 요구되는 구동토크를 만족시키기 위하여 변속비를 제어할 뿐만 아니라, 동력원의 효율적인 운전, 즉 연비의 저감 등을 위하여 변속비를 제어할 수 있게 된다.

그 제어의 일례가 일본 특허공보 평3-72867 호 및 일본 특허공개공보 소62-110535호에 기재되어 있다. 이 제어에서는, 우선 액셀러레이터 페달의 내리누름량 및 차속으로부터 목표구동력을 구한다. 이어서, 이 목표구동력에 대응하는 목표출력 및 스로틀 개도, 목표 엔진회전수를 각각 구하고, 다시 목표 엔진회전수와 차속에 의거하여 무단변속기의 목표변속비를 구하고 있다. 그리고, 엔진은 목표출력과 엔진회전수에 의거하여 결정되는 목표토크를 발생하도록 제어되고, 이에 대하여 무단변속기는 목표출력을 내기 위하여 가장 효율이 좋은 엔진회전수로 되도록 변속비가 제어된다.

그러나, 엔진과 무단변속기에서는 제어의 응답성이 다르다. 즉, 엔진은 흡입공기량 및 연료량을 증가시키면 즉시 토크를 변화시킬 수 있으나, 무단변속기는 유압제어에 의해 풀리의 홈 폭을 서서히 증대 혹은 감소시킴으로써 변속비를 변화시키기 때문에 목표로 하는 변속비까지 변화하는 데 시간이 걸린다. 그런데, 액셀러레이터 페달이 작동되면 이에 즉응하여 목표구동력이 변화하고, 또한 목표출력이 변화한다. 한편, 엔진토크는 (목표출력/엔진회전수) 의 연산으로 결정되기 때문에, 무단변속기의 변속의 지연이 원인으로 되어 엔진회전수가 적은 상태에 있으면, (목표출력/엔진회전수) 의 연산으로 정해지는 엔진토크가 급격하게 상승하여 가속쇼크가 발생하는 경우가 있다. 또한, 토크의 급격한 변화로 인해 동력의 전달계통에 비틀림변형이 발생하며, 이것이 원인으로 되어 차량의 전후진동 (맥동현상) 이 발생하는 경우가 있다.

한편, 무단변속기를 탑재하는 차량의 발진장치에 토크 컨버터가 사용되는 경우, 발진시의 구동토크가 최대로 되는 경우가 있다. 일례를 설명하면, 유체식 토크 컨버터는 입력회전수와 출력회전수의 비 (즉, 속도비) 가 “1 ”보다 작은 컨버터영역에서는, 토크의 증폭작용이 발생하여 토크 컨버터에서 출력되는 토크가 커진다. 발진시에는 출력회전수가 거의 제로이기 때문에, 토크의 증폭율인 토크비가 최대가 되며, 그 결과 상술한 동력원 및 무단변속기의 제어를 실시한 것에서는 발진시의 구동토크가 과대해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 급가속감을 차량의 탑승자에게 주거나 혹은 노면의 μ(마찰계수) 가 작은 경우 (압설로나 동결로, 자갈길 등) 에는 타이어 슬립을 초래할 가능성이 있다. 발진장치로서의 토크 컨버터는 기본적으로 상기와 같이 발진토크의 증대작용을 하기 때문에, 유체식의 것이 아니어도 상술한 것과 동일한 상황이 발생한다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 액셀러레이터 페달의 내리누름량에 맞는 목표구동력이 산출되어도 즉시 그 목표치로 변화시키지 않고 서서히 목표치까지 변화시키는, 소위 완만한 제어 (rounding control) 를 실시하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같은 완만한 제어에 있어서의 수정된 목표치 혹은 잠정적으로 설정된 목표치에 의거하여 제어를 실시하면, 토크의 급격한 변화가 회피되어 쇼크가 발생하지 않게 된다. 그러나, 완만한 제어는 수정된 목표치를 작게 하여 최종적인 목표치의 달성을 시간적으로 늦추는 제어이기 때문에, 제어응답성이 악화된다. 또한, 완만한 제어에 의한 목표치에 의거하여 무단변속기의 변속을 제어하면, 변속의 목표치가 서서히 변화하게 되기 때문에 무단변속기의 변속속도를 최대로 할 수없으며, 그 결과 원래 응답성이 열화된 변속응답성이 더욱 악화되어 차량조작에 대한 위화감이 증대되는 등의 문제가 발생한다.

본 발명의 주요 목적은, 엔진 및 무단변속기의 응답성이나 차량의 동력특성을 향상시킬수 있고, 또한 위화감이 없는 차량의 제어를 실시할 수 있는 제어장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 관한 제어장치를 구비하는 차량의 개략구성을 나타내는 구성개념도,

도 2 는 본 발명에 관한 제어장치에 있어서의 처리순서를 설명하는 블록도,

도 3 은 본 발명에 관한 제어장치에 있어서의 다른 처리순서를 설명하는 블록도,

도 4 는 본 발명에 관한 제어장치에 있어서의 토크 컨버터 동작영역에 있어서의 액셀러레이터 개도 (opening), 구동력, 목표출력, 엔진회전수, 엔진토크의 변화를 설명하는 설명도,

도 5 는 본 발명에 관한 제어장치에 있어서의 목표토크의 산출순서를 설명하는 흐름도,

도 6 은 본 발명에 관한 제어장치에 있어서의 목표토크의 다른 산출순서를 설명하는 흐름도,

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 목표구동력 및 목표출력, 그리고 동력원 회전수, 목표토크의 변화를 나타내는 타임차트,

도 8 은 본 발명의 다른 구체예의 제어계통을 설명하기 위한 블록도,

도 9 은 도 8 에 나타내는 구체예에서 실행되는 제어예를 설명하기 위한 흐름도,

도 10 은 그 제어예에서 카운트해야 할 시간의 판정치의 맵의 일례를 나타내는 도면,

도 11 은 그 제어예에서 수정 목표구동력을 산출하기 위한 제 1 가산량의 맵의 일례를 개념적으로 나타내는 도면,

도 12 는 그 제어예에서 수정 목표구동력을 산출하기 위한 제 2 가산량의 맵의 일례를 개념적으로 나타내는 도면,

도 13 은 도 9 에 나타내는 제어를 실시한 경우의 수정 목표구동력 및 수정 목표출력, 그리고 동력원 회전수, 수정 목표토크의 변화를 나타내는 타임차트,

도 14 는 수정 목표구동력의 변화를 그 변화도중에 일시적으로 금지하는 제어를 실시한 경우의 수정 목표구동력 및 수정 목표출력, 그리고 동력원 회전수, 수정 목표토크의 변화를 나타내는 타임차트,

도 15 는 도 8 에 나타내는 제어계통에 의해 실행되는 제어예에서 사용되는 수정 목표구동력을 산출하기 위한 관성토크를 가미한 제 1 가산량의 맵의 일례를 개념적으로 나타내는 도면, 및

도 16 은 도 8 에 나타내는 제어계통에 의해 실행되는 제어예에서 사용되는 수정 목표구동력을 산출하기 위한 관성토크를 가미한 제 2 가산량의 맵의 일례를 개념적으로 나타내는 도면.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

10 : 엔진 12 : 무단변속기

14 : 전후진 전환기구 16 : 록 업 클러치

18 : 토크 컨버터 20 : 가변풀리

22 : 벨트 24 : 액추에이터

26, 28 : 회전속도센서 30 : 전자제어장치

32 : 흡기압센서 34 : 회전센서

36 : 액셀러레이터 페달 44 : 시프트 센서

48 : 페달 센서 50 : 에어컨

52 : 목표구동력 계산수단 54 : 목표출력 계산수단

56 : CVT 변속목표 계산수단 58 : CVT 변속장치 제어수단

60 : 목표구동력 대략치 계산수단

62 : 목표출력 대략치 계산수단

64 : 엔진부하 계산수단 66 : 엔진부하 제어수단

따라서, 본 발명의 제어장치는, 동력원과 무단변속기를 출력요구에 의거하는 목표치를 향해 제어함에 있어서, 동력원과 무단변속기 중 어느 일측의 목표치에 대해서만 수정을 실시하거나 혹은 타측 목표치에 대한 수정과는 다른 수정을 실시하도록 구성되어 있다.

구체적으로 본 발명의 제어장치는, 동력원과, 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있는 무단변속기를 구비하고, 가속요구량과 차속에 의거하여 목표구동력을 산출하고, 이 목표구동력에 의거하여 동력원의 목표출력을 산출하고, 이 목표출력을 달성하도록 상기 무단변속기를 제어하는 한편, 상기 목표구동력에 의거하여 동력원의 목표토크를 산출하고, 이 목표토크를 달성하도록 상기 동력원을 제어하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치이다. 그리고, 본 발명의 제어장치에는 상기 목표구동력에 도달하는 과정에 있어서, 상기 목표토크의 변화보다 억제되어 변화하는 수정 목표토크를 구하는 수정 목표토크 산출수단이 구비되어 있고, 상기 목표출력에 의거하여 상기 무단변속기의 변속비를 제어하며 또한 상기 수정 목표토크에 의거하여 상기 동력원의 부하를 제어하도록 구성되어 있다.

이 수정 목표토크 산출수단은, 상기 목표구동력의 변화보다 억제되어 변화하는 수정 목표구동력을 구하고, 이 수정 목표구동력에 의거하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단을 포함하는 구성으로 할 수 있다.

또한 상술한 수정 목표토크 산출수단은, 상기 목표출력의 변화보다 억제되어 변화하는 수정 목표출력을 구하고, 이 수정 목표출력에 의거하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단을 포함하는 구성으로 할 수 있다.

그리고 상술한 수정 목표토크 산출수단은, 상기 목표토크에 의거하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단을 포함하는 구성으로 할 수 있다.

그리고, 상기한 것 중 어느 한 수정 목표토크 산출수단은, 상기 수정 목표토크의 변화를 그 변화도중에 소정 기간에 걸쳐 제한하도록 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단을 포함하는 구성으로 할 수 있다.

이들 목표토크나 목표구동력 혹은 목표출력에 대한 각각의 수정치를 구하는 제어는, 상술한 완만한 제어와 동등한 제어이며, 따라서 무단변속기측은 가속요구량에 의거하여 즉시 변화하는 목표출력에 의해 신속하게 변속제어를 실시할 수 있고, 또한 동력원측은 목표출력 대략치 (rounded target power value) 에 의해 변화의 완만한 제어를 실시할 수 있기 때문에, 급격한 토크발생이 회피된다. 그 결과, 무단변속기의 응답성을 양호하게 유지하면서 액셀러레이터가 갑자기 열렸을 때의 가속쇼크를 저감할 수 있게 되어 위화감이 없는 차량제어를 실시할 수 있다.

그리고, 상술한 것 중 어느 하나의 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 수정 목표토크의 변화의 억제정도를, 상기 가속요구량 혹은 가속요구량으로부터 구해지는 제어 파라미터가 클수록 작게 하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단을 포함할 수 있다.

이에 대하여, 상술한 것 중 어느 하나의 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 수정 목표토크의 변화의 억제정도를, 상기 가속요구량의 변화량 혹은 가속요구량으로부터 구해지는 제어 파라미터의 변화량이 클수록 작게 하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단을 포함할 수 있다.

따라서 이와 같은 구성이라면, 가속요구에 따른 회전변화에 의해 발생하는 관성토크에 상당하는 토크손실을 보충하도록 수정 목표토크의 변화의 억제정도가 설정된다. 이것은 가속요구량 혹은 이에 의거하는 제어 파라미터 혹은 이들의 변화량에 의거하여 정해지기 때문에, 관성손실토크를 보충하는 목표토크의 수정분에 외란으로 인한 변동이 없으며, 그 결과 출력토크의 변동이나 이에 기인하는 진동을 방지할 수 있다. 또한, 이 제어의 정도가 관성토크가 커지는 상황에 있을수록 작게 된다. 즉, 가속요구량이나 이에 의거하는 제어 파라미터 혹은 이들의 변화량이 커질수록 수정 목표토크 변화의 비율이 커지기 때문에, 관성력에 의한 회전변화의 지연을 방지하여 응답성이 좋은 변속을 실시할 수 있다.

또한 본 발명의 제어장치는, 토크 컨버터가 토크를 증폭하는 컨버터영역의 적어도 일부에 있어서, 동력원의 목표토크를 산출하기 위하여 사용하는 회전수를 소정 하한치로 하한제한하는 하한제한수단을 구비하고, 이 하한제한된 산출용 회전수에 의거하여 상기 목표토크를 산출하도록 구성되어 있는 제어장치이다.

여기서, 하한치는 일례로서 900 rpm 이다.

그리고 본 발명의 제어장치는, 토크 컨버터가 토크를 증폭하는 컨버터영역의 적어도 일부에 있어서, 동력원의 목표토크를 가속요구량에 맞는 소정 상한치로 상한제한하는 상한제한수단을 구비하고, 상기 상한제한된 목표토크에 의거하여 상기 동력원의 부하를 제어하도록 구성되어 있는 제어장치이다.

여기서, 목표토크의 상한치를 설정하는 경우, 그 상한치는 액섹 개도와 관련하여 미리 준비된 값, 예컨대 상관 맵 등을 사용함으로써 설정할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제어장치에 의하면, 목표구동력에 의거하는 목표출력이나 동력원의 회전수 등에 영향을 받지 않고, 컨버터영역에 있어서의 지나친 토크발생을 방지할 수 있기 때문에, 발진시의 급가속감이나 마찰계수 (μ) 가 작은 길에서의 타이어 슬립 등을 방지할 수 있게 되어 위화감이 없는 차량의 제어를 실시할 수 있다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적은 첨부도면을 참고로 한 하기의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 그러나, 상기 도면은 설명을 하기 위한 것이지 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

이어서, 본 발명을 도면에 나타내는 구체예에 의거하여 설명한다. 도 1 에는 본 발명에 관한 차량의 구성개념도가 나타나 있다. 여기에 나타내는 차량에서는 동력원과 구동륜 (도시생략) 사이에 무단변속기 (이하, CVT 라 함) (12) 가 배치되어 있다. 그리고, 그 동력원으로서는 가솔린엔진이나 디젤엔진 등의 내연기관이나 모터 등의 전동기 또는 이들을 조합하는 것인데, 이하의 설명에서는 예컨대 엔진 (10) 을 사용하여 설명한다.

도 1 에 있어서, 엔진 (10) 의 크랭크축 (10a) 이 전후진 전환기구 (14) 와 록 업 클러치 (16) 를 갖는 토크 컨버터 (18) 를 통해 벨트식 CVT (12) 의 입력축 (12a) 과 연결되어 있다. 또한, CVT (12) 의 출력축 (12b) 이 도시하지 않은 차동기어장치 등을 통해 차량의 구동륜과 연결되어 있다. 그리고, 상기 록 업 클러치 (16) 가 기계적으로 접속 (걸어맞춤) 상태로 됨으로써, 엔진 (10) 의 회전력을 구동륜으로 전달하거나, 구동륜의 회전력을 엔진 (10) 으로 전달할 수 있다. 또한, 록 업 클러치 (16) 가 절단 (걸어맞춤해제) 상태로 됨으로써, 엔진 (10) 측과 구동륜 (CVT (12)) 측이 독립 (토크 컨버터 (18) 에 의해 유체접속은 되어 있음) 하게 되어, 엔진 (10) 은 구동륜측의 필요이상의 부하를 받지 않고 자율구동 가능하게 되며, 예컨대 아이들링 회전을 유지할 수 있게 된다.

도 1 에 나타내는 CVT (12) 는, 가동회전체 (가동시브) (20a) 와 고정회전체 (고정시브) (20b) 로 구성되는 1 쌍의 가변풀리 (20) 의 홈 폭을 유압에 의해 변화시켜, 이들 가변풀리 (20) 에 대한 벨트 (22) 의 걸침반경 (windind radius) 을 그 장력이 일정하게 유지되도록 변화시킴으로써 변속비를 변경하는 것으로서, 홈 폭의 변화속도가 변속속도로 된다. 구체적으로는 출력측 가변풀리 (20) 의 가동시브 (20a) 를 구동하는 액추에이터 (24) 로 스로틀 개도 등의 변속기 입력토크와 관련한 정보에 의거하는 유압을 공급하여 벨트 (22) 의 장력을 입력토크에 맞는 장력으로 설정한다. 이 상태에서 입력측 가변풀리 (20) 에 있어서의 가동시브 (20a)를 구동하는 액추에이터 (24) 로 급배하는 라인압을 제어함으로써, 변속속도를 임의로 제어할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 상기한 벨트식 CVT 이외에 토로이달면을 구비한 1 쌍의 디스크 사이에 파워롤러를 끼워넣고, 이 파워롤러를 경사지게 이동시키고 디스크와의 접촉점의 반경을 변화시켜 변속을 실시하는 토로이달식 무단변속기를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 토크 컨버터 (18) 는 기본적으로 차량이 정지하고 있는 상태라도 엔진 (10) 을 계속적으로 동작시키도록 하기 위한 것이다. 그리고, 전후진 전환기구 (14) 는, 엔진 (10) 의 회전방향이 일방향으로 한정되어 있으며 또한 CVT (12) 가 반전동작기구를 구비하고 있지 않기 때문에 설치된 것으로서, 유성기어기구를 주체로 한 기구나 리버스 기어와 동기연결기구를 구비한 기구 등을 채택할 수 있다.

입력축 (12a) 및 출력축 (12b) 의 회전속도를 검출하기 위하여, 각각 회전속도센서 (26, 28) 가 설치되어 있다. 이들 회전속도센서 (26, 28) 는 마이크로 컴퓨터를 주체로 하여 구성된 전자제어장치 (이하, ECU 라 함) (30) 에 접속되어 있으며, 이 ECU (30) 는 회전속도센서 (26, 28) 의 검출신호에 의거하여 CVT (12) 의 변속비를 산출한다.

또한, 엔진 (10) 의 흡기배관의 근방에는 흡입압을 검지하는 흡기압센서 (32) 가 설치되어 있다. 크랭크축 (10a) 의 근방에는 엔진회전속도를 검지하기 위한 회전센서 (34) 가 설치되어 있다. ECU (30) 는 흡기압센서 (32) 가 검출한 흡입압이나 회전센서 (34) 가 검출한 엔진회전속도에 맞게 연료분사량, 점화시기를 최적으로 제어한다.

한편, 액셀러레이터 페달 (36) 의 근방에는 액셀러레이터 개도 (액셀러레이터 페달의 내리누름량) 를 검출하는 액셀러레이터 센서 (38) 가 설치되어 있으며, 그 검출결과를 ECU (30) 에 제공하고 있다. ECU (30) 는 이 액셀러레이터 센서 (38) 가 검출한 액셀러레이터 개도, 회전속도센서 (28) 가 검출한 차속 및 회전속도센서 (34) 가 검출한 엔진회전속도를 사용하여, 예컨대 연비가 가장 좋아지도록 스로틀 액추에이터 (40) 를 통해 흡입압을 제어한다.

또한, 운전석의 근방에 설치된 시프트 레버 (42) 에는 그 조작위치를 검출하기 위한 시프트 센서 (44) 가 설치되어 있으며, ECU (30) 는 이 시프트 센서 (44) 가 검출한 드라이브 레인지 등의 정보나 차속, 액셀러레이터 개도 등의 정보를 사용하여 록 업 클러치 (16) 의 동작이나 CVT (12) 의 변속비를 제어한다.

그리고, 브레이크 페달 (46) 의 근방에는 브레이크 페달 (46) 의 조작량이나 조작속도를 검출하는 브레이크 페달 센서 (48) 가 설치되어 있다. 이 브레이크 페달 센서 (48) 는 브레이크 페달 브래킷부 (도시생략) 에 배치되며, 브레이크 페달 (46) 의 내리누름량에 비례한 전압을 ECU (30) 로 공급한다.

또한, 상기 ECU (30) 에는 부속품인 공기조화장치 (이하, 에어컨이라 함) (50) 등이 접속되며, 그 구동제어를 실시하고 있다. 에어컨 (50) 의 콤프레서 (도시생략) 는 엔진 (10) 에 의해 구동되고 있다.

이 실시예의 특징적 사항은, 액셀러레이터 개도와 차속에 의해 산출된 목표구동력에 도달하는 과정에 있어서, 구동력을 서서히 변화시킨 목표구동력 대략치(rounded target driving force value) 를 구하고, 이 목표구동력 대략치에 의거하여 목표출력 대략치 (rounded target power value) 를 구한다. 그리고, 목표구동력에 대하여 산출된 엔진 (10) 의 목표출력에 의거하여 상기 CVT (12) 의 변속제어를 실시하는 한편, 상기 목표출력 대략치에 의거하여 엔진 (10) 의 부하제어를 실시하는 점에 있다.

도 2 는 ECU (30) 에 있어서의 실시형태 1 의 제어과정을 설명하는 블록도이다. ECU (30) 내의 목표구동력 계산수단 (52) 은 입력된 액셀러레이터 개도 (Acc) 및 차속 (V) 에 의거하여 목표구동력 (Ft) 을 구한다. 여기서, 액셀러레이터 개도 (Acc) 는 액셀러레이터 페달 (36) 의 내리누름량을 액셀러레이터 센서 (38) 로 전기적으로 검출하여 얻어지는 제어데이터로서, 가속 혹은 감속의 요구, 즉 구동력에 대한 요구 파라미터로서 사용된다. 따라서, 차속을 일정하게 유지하는 크루즈 컨트롤을 위한 구동요구신호를 액셀러레이터 개도 (Acc) 대신에 사용하여도 된다. 또한, 차속에 관한 입력치도 마찬가지로, 차속 (V) 과 관련한 값, 즉 차속 (V) 과 1 대 1 의 관계에 있는 다른 입력신호, 예컨대 회전부분에서 얻어지는 회전수를 차속 (V) 으로 환산하여 사용할 수도 있다. 상기 목표구동력 (Ft) 의 결정은 도 2 중에 나타내는 바와 같은 액셀러레이터 개도 (Acc) 를 파라미터로 하여 차속 (V) 과 구동력 (Ft) 의 관계를 나타내는 맵으로부터 이끌어낼 수 있다. 이 맵은 차량이나 엔진마다 미리 준비되어 있는 것이다.

계속해서, ECU (30) 내의 목표출력 계산수단 (54) 은 취득한 목표구동력 (Ft) 과 현재의 차속 (V) 을 적산함으로써, 엔진 (10) 의 목표출력 (Pt) 을 구한다. 그리고, ECU (30) 내의 CVT 변속목표 계산수단 (56) 은, CVT (12) 의 변속비를 제어하기 위하여 목표출력 (Pt) 에 대응한 목표 엔진회전수 (Net) 를 구한다. 그리고, 목표출력 (Pt) 에 대응한 목표 입력축회전수 (Nint) 를 구해도 된다. 이 목표 엔진회전수 (Net) 혹은 목표 입력축회전수 (Nint) 도 목표출력 (Pt) 에 의거하는 상관 맵으로부터 이끌어 낼 수 있다.

그리고, ECU (30) 내의 CVT 변속장치 제어수단 (58) 은 상기 목표 엔진회전수 (Net) 와 검출된 실제의 엔진회전수 (Ne) 에 의거하여 실엔진회전수가 목표 엔진회전수로 되도록 CVT (12) 의 변속비를 제어한다. 구체적으로는 도 1 에 있어서 가변풀리 (20) 에 있어서의 가동시브 (20a) 를 구동하는 액추에이터 (24) 로 급배하는 라인압의 제어를 실시한다. 즉, 액셀러레이터 페달 (36) 이 작동되어 변화하는 목표구동력에 맞는 목표출력을 달성하도록, CVT (12) 의 변속제어를 신속하게 실시한다.

한편, 목표구동력 계산수단 (52) 이 구한 목표구동력 (Ft) 에 대하여, ECU (30) 의 목표구동력 대략치 계산수단 (60) 은, 목표구동력 (Ft) 에 도달하는 과정에 있어서 구동력을 서서히 변화시킨 목표구동력 대략치 (Fs) 를 산출한다. 이 목표구동력 대략치 (Fs) 는 이하의 1/n 정수로 나타낸 식으로 산출할 수 있다.

Fs(i) = Ft/n + (n-1)·Fs(i-1) / n

목표구동력 (Ft) 에 대한 목표구동력 대략치 (Fs) 의 변화는, 예컨대 도 2 중에 나타내는 바와 같다. 그리고, 목표구동력 대략치 (Fs) 는 이와 같은 상관 맵을 미리 준비하여 이끌어내도 된다. 또한 목표구동력 대략치 (Fs) 의 변화는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 반드시 매끄러울 필요는 없으며, 예컨대 계산주기마다 증가량 또는 감소량에 소정치로서 제한을 가함으로써 계단상으로 변화시키도록 하여도 된다.

계속해서, ECU (30) 에 포함되는 목표출력 대략치 계산수단 (62) 은, 취득한 목표구동력 (Ft) 과 현재의 차속 (V) 을 적산함으로써, 엔진 (10) 의 목표출력 대략치 (Ps) 를 구한다. 그리고, ECU (30) 에 포함되는 엔진부하 계산수단 (64) 은 엔진 (10) 을 제어하기 위하여, 목표출력 대략치 (Pt) 와 현재의 엔진회전수 (Ne) 에 의거하여 목표 엔진토크 (T) 를 이하의 식으로 구한다. 그리고, 현재의 입력축회전수 (Nin) 를 현재의 엔진회전수 (Ne) 대신에 사용하여도 된다.

T = 30 Ps/πNe

ECU (30) 의 엔진부하 제어수단 (66) 은 산출된 목표 엔진토크 (T) 로 되도록 엔진 (10) 을 제어한다. 구체적으로는, 연료분사량 혹은 전자 스로틀밸브 (도시생략) 의 개도를 제어한다. 이 때, 목표 엔진토크 (T) 의 산출에는 목표구동력 (Ft) 에 대하여 완만한 처리가 실시된 목표출력 대략치 (Ps) 가 사용되고 있기 때문에, 토크의 급격한 변화가 회피되어 액셀러레이터 페달 (36) 의 조작시 등에 쇼크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 목표출력에 의거하여 CVT (12) 의 변속제어를 실시하고, 목표출력 대략치에 의거하여 엔진 (10) 의 부하제어를 실시함으로써, 엔진 (10) 과 CVT (12) 의 응답성의 차이를 고려하여, 차량의 동력특성을 향상시키면서 위화감이 없는 차량제어, 즉 가속쇼크를 저감하면서 가속응답성 (CVT 의 변속응답성) 의 향상을 도모할 수 있게 된다.

그리고, 상술한 구체예에서는 목표구동력 (Ft) 을 완만한 처리에 의해 수정하여 목표토크의 수정을 실시하였으나, 목표출력 혹은 목표토크를 완만한 처리에 의해 수정하여 목표토크의 수정처리를 실시하여도 된다. 예컨대, 도 3 은 도 2 의 구성의 변형예로서, 목표출력 대략치 계산수단 (62) 이 목표출력 계산수단 (54) 이 산출한 목표출력 (Pt) 에 의거하여 목표출력 대략치 (Ps) 를 산출하는 예이며, 상술한 1/n 정수로 나타낸 식 (rounding formula) 을 적용하여 산출할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 엔진부하 계산수단 (64) 에 있어서, 목표출력 (Pt) 에 의거하여 산출한 목표 엔진토크 (T) 에 완만한 처리를 실시하는 기능을 부가할 수도 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

그런데, 도 1 에 나타내는 바와 같이 CVT (12) 를 탑재하는 차량에서는, 정지시나 저속시에 엔진 (10) 의 아이들링 회전을 가능하게 하고 또한 발진시 등에 있어서의 구동토크를 크게 하기 위하여, 토크 컨버터 (18) 가 사용되고 있다. 이 토크 컨버터 (18) 는 정지시 및 저속시 (발진직후 또는 정지직전) 에 록 업 클러치 (16) 의 걸어맞춤력을 저하시켜 미끄럼을 발생시킴으로써 회전상태가 다른 엔진 (10) 과 CVT (12) 의 동기화를 실시하고, 정지시에는 록 업 클러치 (16) 를 완전히 해방하여 엔진 (10) 과 CVT (12) 의 분리를 실시한다. 또한, 차속이 상승한 때에는, 록 업 클러치 (16) 를 걸어맞춤함으로써 엔진 (10) 과 CVT (12) 를 직결하여 양자 사이에서 효율적으로 동력전달을 실시하도록 하고 있다.

상술한 바와 같이, 엔진 (10) 은 액셀러레이터 페달의 내리누름량에 의거하여 산출된 목표출력과 엔진회전수 혹은 입력축회전수로부터 결정되는 엔진토크, 즉 출력요구에 맞는 엔진토크를 발생하도록 제어된다. 도 4 에 발진시, 즉 록 업 클러치 (16) 의 접속이 개시되어 엔진회전수가 상승하기 시작하는 컨버터영역의 액셀러레이터 개도, 구동력, 목표출력, 엔진회전수, 엔진토크의 변화가 예시되어 있다. 종래의 제어에서는, 발진요구가 있어서 액셀러레이터 개도가 결정되면, 액셀러레이터 개도에 맞게 목표구동력 및 목표출력이 산출된다. 이 때, 엔진회전수는 아이들링 회전상태에서 증가하게 된다 (엔진회전수 (A)). 즉, 발진시의 엔진토크가 아이들링 회전수에 의거하여 산출되기 때문에, 발진시에 큰 토크가 발생한다 (엔진토크 (B)). 이 큰 토크는 토크 컨버터 (18) 의 토크증폭작용에 의해 더욱 증대되어 구동토크로 되기 때문에, 통상의 노면상태 (건조상태 등) 에서는 급가속감을 일으키는 경우가 있다. 또한, 예컨대 압설로나 동결로 혹은 자갈길 등의 노면의 μ(마찰계수) 가 작은 도로를 주행하는 경우에는 타이어 슬립을 초래할 가능성이 있다.

상술한 바와 같이, 목표출력에 의거하여 CVT (12) 의 변속제어를 실시하는 한편, 목표출력 대략치에 의거하여 엔진 (10) 의 부하제어를 실시함으로써도, 제어개시시의 목표출력이 완만하게 되기 (수정되기) 때문에, 발진시의 급격한 토크상승을 회피할 수 있다. 또한, 그 대신에 엔진토크를 산출할 때의 계산상의 엔진회전수 혹은 입력축회전수에 하한치를 둠으로써도 발진시의 급격한 토크상승을 회피할 수 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 예컨대 엔진회전수에 토크계산시의 하한치 (C)(예컨대, 900 rpm) 를 둔다. 그 결과, 토크계산용 엔진회전수 (D) 는 하한치 (C) 이상으로 유지된다. 그리고, 발진을 위하여 액셀러레이터 페달 (36) 이 눌려도 실제의 엔진토크의 계산에는 항상 하한치 (C) 이상의 값이 사용되게 된다. 따라서, 도 4 의 하한치 적용시의 엔진토크 (E) 에 나타내는 바와 같이, 발진시의 엔진토크의 급격한 상승이 억제된다. 그리고, 하한치 적용시의 실구동력 (F) 에 나타내는 바와 같이 실구동력의 상승도 매끄러워진다. 그 결과, 노면의 μ가 작은 경우에도, 타이어 슬립 등을 초래하는 일 없이 원활한 발진동작을 실시할 수 있으므로 위화감이 없는 차량제어를 실시할 수 있다.

도 5 는 엔진회전수에 의거하여 목표토크의 산출순서를 나타내는 흐름도이다. 우선, 도 1 에 있어서의 ECU (30) 는 현재의 엔진회전수와 미리 설정한 하한회전수 (예컨대, 900 rpm) 를 비교한다 (단계 S100). 만약, ECU (30) 에 의해 (현재의 엔진회전수 ≥하한회전수) 라고 판단된 경우, 토크계산을 위한 회전수로서 회전센서 (34) 등으로부터 검출가능한 엔진회전수를 채택하고 (단계 S101), 목표토크의 계산을 검출한 실제의 엔진회전수에 의거하여 실행한다 (단계 S102).

한편, 단계 S100 에 있어서, ECU (30) 가 (현재의 엔진회전수 ＜ 하한회전수) 라고 판단한 경우, 계산에 의해 정해지는 토크가 커질 가능성이 있기 때문에, 토크계산을 위한 회전수로서 미리 설정된 하한회전수 (예컨대, 900 rpm) 를 채택하고 (단계 S103), 목표토크의 계산을 하한회전수에 의거하여 실행한다 (단계 S102). 그 결과, 도 4 에 나타내는 바와 같이 아이들링 상태로부터의 급격한 토크의 상승이 완화되어 발진시의 급가속감이나 타이어 슬립 등의 발생이 방지된다.

그리고, 도 6 의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 액셀러레이터 개도에 의거하여 구한 제한토크에 의해 실제로 발생시키는 토크를 제한하여도 된다. 즉, 우선 엔진 (10) 의 목표토크를 액셀러레이터 개도 등에 의거하여 산출한다 (단계 S200). 동시에 액셀러레이터 개도와 관련하여 미리 준비된 상관 맵으로부터 제한토크를 이끌어낸다 (단계 S201). 그리고, 목표토크와 제한토크를 비교하고 (단계 S202), 목표토크가 제한토크보다 작은 경우 (목표토크 ＜ 제한토크인 경우), 단계 S200 에서 산출한 목표토크를 채택하여 엔진 (10) 의 제어를 실행한다. 또한, 반대로 목표토크가 제한토크 이상인 경우 (목표토크 ＜ 제한토크가 아닌 경우), 목표토크로서 제한토크를 채택하여 (단계 S203) 엔진 (10) 의 제어를 실행한다. 그 결과, 도 5 의 예와 마찬가지로 아이들링 상태로부터의 급격한 토크의 상승에 제한이 가해져서 발진시의 타이어 슬립이나 급가속감 등이 방지된다.

상술한 구체예에서는 목표구동력이나 목표출력 혹은 목표토크를 완만한 처리에 의해 수정하였으나, 그 대신에 수정 목표구동력이나 수정 목표출력 혹은 수정 목표토크의 변화경향을 거의 일정하게 유지시켜도 된다. 이것을 모식적으로 나타내면, 도 7 과 같다. 이것은, 엔진 등의 동력원의 제어응답성과 무단변속기의 변속응답성의 차에 의거하는 구동력의 급격한 변화를 시정하는 것을 주안으로 한 제어이다.

그러나, 엔진 (10) 의 제어응답성이 CVT (12) 의 변속응답성보다 빨라도, 엔진 (10) 자체에 불가피적인 응답지연이 있으며, 그 일례가 스로틀 개도의 증대에 대한 흡기량의 증대의 지연이다. 그리고, 동력의 전달계통에는 부재끼리의 연결부의 클리어런스에 의거하는 거터가 존재하며, 이것이 원인이 되어 구동토크의 변화의 지연이 발생하는 경우가 있다. 본 발명에서는 이들 지연요인을 고려하여 상기한 엔진 (10) 을 포함하는 동력원과 CVD (12) 의 제어를 실시하도록 구성할 수도 있다. 이하에 그 예를 설명한다.

도 8 에 있어서, 목표구동력 계산수단 (52) 및 목표출력 계산수단 (54) 그리고 무단변속기 (CVT) 의 변속목표 계산수단 (56), CVT 변속장치 제어수단 (변속제어수단) (58) 의 각각은, 상기한 도 2 혹은 도 3 에 나타내는 예와 동일한 것이다. 그 목표구동력 계산수단 (52) 에 의해 산출된 목표구동력 (Ft) 의 변화보다 억제된 변화를 하는 수정 목표구동력 (Fta) 을 산출하는 수정 목표구동력 산출수단 (70) 이 설치되어 있다. 이 수정 목표구동력 산출수단 (70) 에 의한 제어의 내용은 후술한다.

이 수정 목표구동력 산출수단 (70) 으로 산출된 수정 목표구동력 (Fta) 과 차속 (V) 에 의거하여 목표출력 (Pta) 을 산출하는 수단 (72) 이 설치되어 있다. 여기서 실시되는 연산의 기초데이터인 수정 목표구동력 (Fta) 이, 출력요구량의 일례인 액셀러레이터 개도 (Acc) 에 맞는 목표구동력 (Ft) 의 변화에 대해 억제되어 변화하는 수정 목표구동력 (Fta) 이기 때문에, 연산되는 값은 상기 목표출력 계산수단 (54) 에서 얻어지는 목표출력 (Pt) 에 대해 억제된 변화를 나타내는 수정 목표출력 (Pta) 으로 되며, 따라서 그 산출수단 (72) 은 수정 목표출력 산출수단 (72) 에 상당한다.

이 수정 목표출력 산출수단 (72) 에서 얻어진 수정 목표출력 (Pta) 과 엔진회전수 (Ne) 혹은 입력축회전수 (Nint) 에 의거하여 엔진 (10) 의 목표토크 (Ta) 를 산출하는 수단 (74) 이 설치되어 있다. 여기서 실시되는 연산의 기초데이터인 수정 목표출력 (Pta) 이, 상기 목표출력 계산수단 (54) 에서 계산되는 목표출력 (Pt) 에 대해 억제되어 변화하는 수정 목표출력 (Pta) 이기 때문에, 연산된 값은 수정 목표토크 (Ta) 로 되며, 따라서 그 산출수단 (74) 은 수정 목표토크 산출수단 (74) 에 상당한다. 이와 같이 하여 얻어진 수정 목표토크 (Ta) 에 상당하는 지시신호가 엔진부하 제어수단 (66) 에 입력되고, 그 수정 목표토크 (Ta) 를 달성하도록 엔진 (10) 의 부하제어 (구체적으로는 스로틀 개도나 연료공급량 등) 가 제어된다. 그리고, 이 엔진부하 제어수단 (66) 에서 상기 수정 목표구동력 산출수단 (70) 에 대하여 엔진토크의 피드 백 신호를 공급하는 피드 백 수단 (76) 이 설치되어 있다.

상기 도 8 에 나타내는 수단을 갖는 본 발명에 관한 제어장치에서는, 도 9 에 나타내는 제어가 상기 수정 목표구동력 산출수단 (70) 에서 주로 실행되어 수정 목표구동력 (Fta) 이 산출되고, 이에 의거하여 수정 목표토크 (Ta) 가 구해지며, 차량의 구동력이 최종적인 목표구동력 (Ft) 에 도달할 때까지의 동안에는 그 수정 목표토크 (Ta) 에 의거하여 엔진 (10) 의 부하제어가 실행된다. 도 9 에 있어서, 우선 목표구동력 (Ft) 이 산출된다 (단계 S301). 이것은 상기 목표구동력 계산수단 (52) 에 의해 실행되며, 액셀러레이터 개도 (Acc) 및 차속 (V) 에 의거하여 목표구동력 (Ft) 이 구해진다. 여기서, 액셀러레이터 개도 (Acc) 는 액셀러레이터 페달의 내리누름량을 전기적으로 처리하여 얻어진 제어데이터로서, 가속 혹은 감속의 요구, 즉 구동력에 대한 요구를 나타내는 제어 파라미터로서 채택되고 있다. 따라서, 차속을 소정치로 유지하는 크루즈 컨트롤을 위한 구동요구의 신호를 액셀러레이터 개도 (Acc) 를 대신하는 파라미터로서 채택할 수도 있다. 또한, 차속에 대해서도 마찬가지로 차속 (V) 과 1 대 1 의 관계에 있는 다른 적절한 회전부재의 회전수를 차속 (V) 등의 차속 (V) 과 관련하는 값 대신에 제어 파라미터로서 채택할 수도 있다.

이어서, 액셀러레이터 개도 (Acc) 의 단위시간당 변화량 (ΔAcc) 이, 미리 정한 기준치 (α) (예컨대, 0.5 deg/16ms) 이상인지의 여부가 판단된다 (단계 S302). 이것은 출력요구량이 급격하게 증대하는 급가속상태인지의 여부를 판단하는 프로세스에 상당하고, 상기 ECU (30) 에 입력되는 출력요구신호의 시간미분을 기준치와 비교함으로써 실시할 수 있다.

액셀러레이터 페달이 급격하게 눌려졌기 때문에 단계 S302 에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 타이머 (Tm) 를 제로리셋하여 스타트시킨다 (단계 S303). 이어서, 이 타이머 (Tm) 로 카운트해야 할 시간, 즉 액셀러레이터 페달이 크게 눌려진 후의 경과시간의 판정치 (τ) 를 구한다 (단계 S304). 이 판정치 (τ) 는 차속 (V) 혹은 변속비에 맞게 증감하는 값이고, 또한 스로틀 개도를 변화 (증대) 시킨 후에 그 개도에 맞는 흡기량으로 될 때까지의 지연시간과 관련한 값이다. 그리고, 이 판정치 (τ) 는 차속 (V) 혹은 변속비를 파라미터로 한 맵을 미리 준비하고, 이 맵으로부터 판독하여 채택하면 되며, 그 맵의 예를 도 10 에 나타내고 있다. 즉, 고차속일수록 혹은 변속비가 작을수록 판정치 (τ) 가 작아지도록 설정되어 있다.

이에 이어지는 단계 S305 에서는, 타이머 (Tm) 의 카운트값이 판정치 (τ) 이하인지의 여부가 판단된다. 즉, 액셀러레이터 개도의 급격한 증대가 판정된 후의 경과시간이 판정치 (τ) 에 도달해 있는지의 여부가 판단된다. 이 단계 S305 에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 액셀러레이터 페달이 급격하게 작동되어 스로틀 개도가 증대한 직후의 상태로서, 예컨대 흡기량이 아직 충분히 증대되지 않거나 혹은 스로틀 개도의 증대에 맞는 엔진출력의 증대가 확실하게는 개시되어 있지 않는 상태이다. 이 경우에는, 수정 목표구동력 (Fta) 의 변화의 정도 (변화구배) 를 결정하는 제 1 가산량 (Fta1) 을 채택한다 (단계 S306). 이 가산량 (Fta1) 은 도 9 에 나타내는 흐름도에 의거하는 제어를 실행하는 사이클 타임마다의 수정 목표구동력 (Fta) 의 증대량으로서, 이것은 도 11 에 나타내는 차속 (V) 을 파라미터로 한 1 차원 맵으로서 미리 준비한 값이 채택된다.

이에 대하여, 단계 S305 에서 부정적으로 판단된 경우, 즉 타이머 (Tm) 의 카운트값이 판정치 (τ) 를 넘은 경우에는, 엔진 (10) 에 대한 흡기량이 스로틀 개도에 맞는 양으로 증대하기 시작하거나 혹은 엔진출력이 스로틀 개도에 맞는 출력으로 증대하기 시작하는 상태이며, 따라서 이 경우에는 수정 목표구동력 (Fta) 의 변화의 정도 (변화구배) 를 결정하는 가산량으로서 상기 값 (Fta1) 보다 작은 제 2 가산량 (Fta2) 을 채택한다 (단계 S307). 이 가산량 (Fta2) 은 도 9 에 나타내는 흐름도에 의거하는 제어를 실행하는 사이클 타임마다의 수정 목표구동력 (Fta) 의 증대량이며, 이것은 도 12 에 나타내는 차속 (V) 을 파라미터로 한 1 차원 맵으로서 미리 준비한 값이 채택된다.

이들 가산량 (Fta1,Fta2) 의 각각은 차속이 고차속일수록 작아지도록 설정되어 있으며, 또한 후자의 제 2 가산량 (Fta2) 이 전자의 제 1 가산량 (Fta1) 보다 작은 값으로 설정되어 있다. 이와 같이 하여 결정된 가산량 (Fta1,Fta2) 이 직전 (전회) 의 수정 목표구동력 (Fta1) 에 가산되어 수정 목표구동력 (Fta) 이 점차 증대하도록 변화하며, 목표구동력 (Ft) 에 도달할 때까지 계속된다 (단계 S308). 즉,

Fta(i) = Fta(i-1) + Fta1 (혹은 Fta2) ≤Ft

의 연산이 목표구동력 (Ft) 에 도달할 때까지 계속된다. 그리고, 도 9 에 나타내는 제어예에서는 액셀러레이터 개도의 변화량 (ΔAcc) 이 기준치 (α) 보다 작음으로써 단계 S302 에서 부정적으로 판단된 경우에는, 단계 S307 로 진행하여 수정 목표구동력 (Fta) 의 변화를 당초부터 완만하게 하도록 제어된다.

따라서, 도 9 에 나타내는 제어를 실시한 경우에는, 수정 목표구동력 (Fta) 이 목표구동력 (Ft) 에 이르는 과정에 있어서 그 변화경향이 1 회 굴곡하여 보다 완만하게 변화하게 된다. 이것을 도면에 나타내면, 도 13 과 같다. 즉, 도 13 에 있어서, t0 시점에 액셀러레이터 페달이 크게 눌려지며, 그 시간당 변화량이 기준치 이상임이 t1 시점에 판정되면, 그 시점 (t1) 에서 판정치 (τ) 가 경과하는 t2 시점까지는 1 사이클마다의 가산량으로서 큰 값의 Fta1 을 채택하여 수정 목표구동력 (Fta) 이 설정된다. 이것은 도 13 에 실선으로 나타나 있으며, 이와 같은 수정 혹은 완만함을 실시하지 않는 목표구동력 (Ft), 즉 상기 목표구동력 계산수단 (52) 에서 얻어지는 목표구동력 (Ft) (도 13 에 파선으로 나타나 있음) 의 변화에 대해 억제된 변화를 하는 목표치로 된다.

상기 판정치 (τ) 가 경과한 t2 시점 이후에는, 수정 목표구동력 (Fta) 의 가산량으로서 작은 값의 가산량 (Fta2) 이 채택되기 때문에, 수정 목표구동력 (Fta) 의 변화가 더욱 억제된 완만한 것으로 된다. 다시 말하면, 판정치 (τ) 가 경과한 후에는, 수정 목표구동력 (Ft) 의 변화가 그 이전의 변화와 비교하여 제한된 것으로 된다.

그리고, 이와 같이 변화가 억제된 수정 목표구동력 (Ft) 에 의거하여 수정 목표출력 (Pta) 이 구해지기 때문에, 수정 목표출력 (Pta) 은 도 13 에 실선으로 나타낸 바와 같이 된다. 이것은, 상기 목표출력 계산수단 (54) 에서 구해진 파선으로 나타내는 목표출력 (Pt) 에 대하여 억제된 변화를 나타내고, 또한 그 변화도중에 1 회 굴곡하며, 이 굴곡점 이후에서는 변화가 더욱 제한된 것으로 된다. 그리고, 수정 목표토크 (Ta) 가 그 수정 목표출력 (Pta) 에 의거하여 구해지기 때문에, 도 13 에 실선으로 나타내는 바와 같이 극단적인 오버 슈트가 없이 매끄럽게 변화하는 목표치로 된다.

그리고, 상기 판정치 (τ) 를 스로틀 개도의 증대에 대한 흡기량의 증대의 지연에 대응하는 값으로서 설정하면, 엔진토크의 피크값이 목표토크를 크게 넘는 것이 회피되어 가속쇼크를 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 도 13 에 나타내는 바와 같이 수정 목표구동력 (Fta) 의 굴곡점과 수정 목표출력의 굴곡점 및 수정 목표토크의 피크값은, 시간적으로 일치하고 있어서 t2 시점에 발생하기 때문에, 수정 목표구동력 (Fta) 에 대한 가산량을 Fta1 에서 Fta2 로 변경하는 제어를, 상기 타이머 (Tm) 에 의하지 않고 구동력 혹은 출력에 의거하여 실행하는 것으로 하여도 된다.

따라서, 도 9 에 나타내는 제어에 의하면, 구동력 및 출력 그리고 엔진토크의 각 수정 목표치를, 제어개시 당초는 상대적으로 크게 변화하는 값으로 하고, 소정 시간의 경과후에 그 변화를 상대적으로 억제한 것으로 하기 때문에, 엔진 (10) 의 흡기의 지연 혹은 출력의 응답지연에 의해 제어개시후에 엔진출력이 증대하려고 하는 시점에서의 수정 목표치의 변화를 제한할 수 있다. 그 결과, 엔진 (10) 의 지나친 응답지연을 일으키는 일 없이 또한 실엔진토크의 급격한 증대를 일으키는 일 없이 나아가서는 연비를 악화시키는 일 없이 발진시 등의 가속제어를 실시할 수 있다.

그런데, 본 발명에서는 상기한 각 수정 목표치의 변화의 정도를 그 변화의 과정에서 억제하는 제한에 더하여, 변화를 일시적으로 일으키지 않는 제한을 실시할 수도 있다. 이와 같은 제어를 실시한 경우의 타임차트를 도 14 에 나타내고 있다. 즉, 이 제어에서는 목표토크의 중간값으로서 동력원에서 구동륜에 이르는 동력전달계통에 있어서의 백래시를 해소하는 데 필요한 정도의 값을 토크가이드값으로서 미리 설정해 두고, 엔진토크가 그 토크가이드값에 도달할 때까지는 목표구동력의 변화량, 즉 제 1 가산량 (Fta1) 을 큰 값으로 하고, 엔진토크가 토크가이드값에 도달한 때에 토크가이드 실행중 플래그를 세운다. 이 토크가이드 실행중 플래그를 세우고 있는 동안은, 수정 목표구동력을 일정하게 유지하고 변화시키지 않는다. 또한, 그 기간은 타이머에 의해 제어하며, 소정 시간이 경과함으로써 토크가이드 실행중 플래그를 OFF 로 하고, 다시 수정 목표구동력 (Fta) 을 변화시킨다. 이 경우, 동력전달계통의 백래시가 막혀서 동력원의 출력이 그대로 동력전달계통으로 전달되는 상태로 되어 있기 때문에, 수정 목표구동력 (Fta) 을 변화시키는 가산량을 상술한 작은 값의 제 2 가산량 (Fta2) 으로 한다.

따라서, 이와 같이 제어함으로써, 동력전달계통의 백래시가 막혀 있지 않음으로써 동력의 전달이 완전하게 실시되고 있지 않는 상태에서는, 제 1 가산량 (Fat1) 을 더욱 큰 값으로 할 수 있게 되어 엔진출력 혹은 엔진토크의 변화가 상대적으로 급격해져서 신속한 제어가 실시되고, 백래시가 막힌 후에는 엔진출력 혹은 엔진토크의 변화가 상대적으로 완화된다. 따라서, 응답성을 향상시키면서 동력전달계통에 발생하는 탄성적인 비틀림변형이 억제되어 차량의 전후진동 (맥동현상) 이 방지된다.

여기서, 상술한 구체예 혹은 변형예와 본 발명의 관계를 설명하면, 도 2 에 나타내는 목표구동력 대략치 계산수단 (60) 및 목표출력 대략치 계산수단 (62) 그리고 엔진부하 계산수단 (64) 과, 도 8 에 나타내는 수정 목표구동력 산출수단 (70) 및 수정 목표출력 산출수단 (72) 그리고 수정 목표토크 산출수단 (74) 이 본 발명에 있어서의 수정 목표토크 산출수단에 상당하고, 도 3 에 나타내는 목표출력 대략치 계산수단 (62) 및 엔진부하 계산수단 (64) 이 본 발명에 있어서의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다. 또한, 목표토크에 완만한 처리를 실시하는 기능을 부가한 엔진부하 계산수단 (64) 이 본 발명에 있어서의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다. 그리고, 도 9 에 나타내는 단계 S305 내지 단계 S308 까지의 제어를 실행하는 기능적 수단, 즉 수정 목표구동력 산출수단 (70) 과, 도 14 에 나타내는 바와 같이 수정 목표구동력 (Fta) 을 그 변화도중에 일시적으로 일정치로 유지하는 기능적 수단이 본 발명에 있어서의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다.

한편, 본 발명에 있어서의 하한제한수단에는 도 5 에 나타내는 단계 S103 을 실행하는 기능적 수단이 상당하고, 또한 본 발명에 이어서의 상한제한수단에는 도 6 에 나타내는 단계 S203 을 실행하는 기능적 수단이 상당하고 있다.

상술한 구체예는 목표토크가 급격하게 증대됨에 따른 쇼크를 방지하기 위하여, 목표구동력의 완만한 처리를 실시하거나 혹은 목표토크의 연산에 사용하는 엔진회전수나 입력회전수에 하한치를 두고, 나아가서는 목표구동력이나 목표출력, 목표토크의 변화구배를 결정하는 가산치를 흡입공기량의 지연이나 구동계통의 거터 등을 고려한 맵값으로서 미리 결정해 두도록 구성한 예인데, 본 발명에서는 이들에 더하여 관성토크를 가미한 수정을 실시하도록 구성할 수 있다.

즉, 액셀러레이터 페달의 내리누름 등에 의해 출력요구량 (가속요구량) 이 증대하여 변속이 실행되면, 엔진 (10) 이나 CVT (12) 를 포함하는 동력계통을 구성하고 있는 회전부재의 회전수가 변화하기 때문에, 그 각가속도 및 관성모멘트에 맞는 관성토크가 그 회전변화를 억제하는 방향으로 작용한다. 따라서, 이 관성토크에 의한 손실을 보충하여 가속요구량에 맞는 토크를 출력하기 위해서는, 상술한 각 구체예에 나타낸 목표토크의 변화의 억제정도를 관성손실토크에 맞게 작게 할 필요가 있다. 그 일례는 상술한 도 2 에 나타내는 목표구동력 대략치 계산수단(60) 에서 얻어지는 목표구동력의 1/n 의 정수로 나타낸 값 (Fs) 에 관성손실토크에 맞는 수정치 (ΔF) 를 가산하는 예이다. 이 수정치 (ΔF) 는 가속요구량인 액셀러레이터 개도 등의 차량의 주행상태를 나타내는 제어 파라미터에 의거하여 미리 정해진 값이다. 그리고, 가속요구량이 클수록 큰 값으로 설정되어 있다. 그리고, 액셀러레이터 개도의 변화량이 클수록 수정치 (ΔF) 를 크게 하여도 된다.

이와 같은 수정치 (ΔF) 를 가산한 경우의 목표구동력의 변화를 도 2 에 파선으로 나타내고 있으며, 그 수정치 (ΔF) 를 가산한 목표구동력 대략치에 의거하여 목표출력 대략치 계산수단 (62) 에서 목표출력이 계산되며, 그리고 그 목표출력에 의거하여 엔진부하 계산수단 (64) 에서 스로틀 개도 등의 엔진부하가 계산된다. 그 결과, 산출되는 목표출력토크가 상기 수정치 (ΔF) 를 가산한 만큼 커진다. 다시 말하면, 목표출력토크의 변화의 억제정도가 상기 수정치 (ΔF) 를 가산함으로써 작아지고, 그 수정치 (ΔF) 가 가속요구량이 클수록 혹은 가속요구량의 변화량이 클수록 크기 때문에, 목표출력토크의 변화의 억제정도가 가속요구량이 클수록 혹은 출력요구량의 변화량이 클수록 작아진다.

따라서, 상기 관성손실토크에 맞는 수정치 (ΔF) 를 가산하는 기능을 부가한 상기 목표구동력 대략치 계산수단 (60) 및 그 산출치에 의거하여 목표출력을 계산하는 목표출력 대략치 계산수단 (62) 그리고 엔진부하 계산수단 (64) 의 기능적 수단이 본 발명의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다.

이와 같은 수정을 실시하면, 얻어지는 목표토크가 변속에 따른 관성손실토크만큼 커지기 때문에, 회전변화를 관성력의 영향을 가급적 저감하여 신속하게 일으킬 수 있으며, 그 결과 가속응답성이 양호해진다. 또한, 목표토크의 수정에 사용되는 관성토크에 대응하는 수정치 (ΔF) 가 엔진회전수 등의 변동요인을 포함한 것이 아니라 미리 정한 값이기 때문에, 목표토크가 외란으로 인해 변동하거나 이에 따라 흔들림이 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

그리고, 상술한 관성손실토크를 가미한 목표토크의 수정은, 목표구동력의 수정에 의해 실시하지 않고 목표출력 혹은 목표토크를 수정함으로써 실시할 수도 있다. 즉, 도 3 에 나타내는 목표출력 대략치 계산수단 (62) 에 있어서, 목표출력의 완만한 처리를 실시할 때에, 액셀러레이터 개도 등의 가속요구량 혹은 그 변화량에 맞게 정한 값을, 목표출력이 관성토크에 맞는 만큼 증대하도록 가산하면 된다. 목표출력 대략치 계산수단 (62) 을 이와 같은 구성으로 한 경우에는, 이 목표출력 및 도 3 에 나타내는 엔진부하 계산수단 (64) 의 기능적 수단이 본 발명의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다. 또한, 엔진부하 계산수단 (64) 에 있어서, 목표 엔진토크 (T) 의 완만한 처리를 실시할 때에, 액셀러레이터 개도 등의 가속요구량 혹은 그 변화량에 맞게 미리 정한 관성토크에 맞는 값을 가산하여도 된다. 엔진부하 계산수단 (64) 을 이와 같은 구성으로 한 경우에는, 엔진부하 계산수단 (64) 의 기능적 수단이 본 발명의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다.

그리고, 상술한 관성토크를 가미한 목표토크의 수정은 도 9 에 나타내는 흡기량의 증대의 지연이나 동력전달계통의 거터 등을 고려한 제어에도 참작할 수 있다. 즉, 도 9 의 단계 S306 에서 산출되는 수정 목표구동력 가산량으로서 도 11 에 나타내는 맵값 대신에 도 15 에 나타내는 맵값 (Fta11) 이 채택되고, 또한단계 S307 에서 산출되는 수정 목표구동력 가산량으로서 도 12 에 나타내는 맵값 대신에 도 16 에 나타내는 맵값 (Fta12) 이 채택된다. 즉, 이들 도 15 및 도 16 에 나타내는 수정 목표구동력 가산량 (Fta11, Fta12) 은 가속시의 회전변화에 따른 관성토크를 고려한 것으로서, 차속이 작을수록 또한 가속요구량인 액셀러레이터 개도가 클수록 큰 값으로 설정되어 있다. 그리고, 이들 값은 액셀러레이터 개도의 변화량이 클수록 큰 값으로 하여도 된다.

목표구동력 가산량 (Fta11, Fta12) 을 상기한 바와 같이 설정하는 것 이외에는, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이 엔진 (10) 및 CVT (12) 가 제어된다. 따라서, 관성토크를 고려하여 목표토크를 수정한 경우의 수정 목표구동력 및 수정 목표출력 그리고 수정 목표토크는, 도 13 에 일점쇄선으로 병기하고 있는 바와 같이 변화한다. 즉, 목표토크의 변화의 억제정도가 작아진다.

따라서, 이와 같이 제어하는 장치에 있어서도, 쇼크가 변화하지 않는 범위 혹은 발생하지 않는 범위에서 가급적 신속하게 출력토크가 증대되어 가속응답성이 양호해지고, 또한 관성토크를 가미한다 하더라도 외란이 없는 기정치를 채택하기 때문에 맥동현상을 방지할 수 있다. 따라서, 도 15 및 도 16 에 나타내는 목표구동력 가산량 (Fta11, Fta12) 을 산출하도록 구성한 상기 단계 S306, S307 의 기능적 수단 및 이에 의거하여 수정 목표구동력을 산출하는 단계 S308 의 기능적 수단 그리고 그 수정목표 구동력에 의거하여 목표토크를 산출하는 도 8 의 산출수단 (74) 의 기능적 수단이 본 발명의 수정 목표토크 산출수단에 상당한다.

그리고, 상기 도 15 및 도 16 에 나타내는 목표구동력 가산량 (Fta11,Fta12) 은, 각 수정 목표치의 변화를 그 도중에 일시적으로 멈추는 도 14 에 나타내는 제어에서도 채택할 수 있다. 이 경우에도, 상술한 예와 동일한 작용을 한다. 또한, 상술한 바와 같이 목표구동력 및 목표출력 그리고 목표토크는 액셀러레이터 개도로 대표되는 가속요구량에 의거하여 산출되기 때문에, 상술한 관성토크를 가미한 수정을 실시할 경우, 액셀러레이터 개도 혹은 그 변화량에 맞게 수정 목표토크의 변화의 억제정도를 산출하는 것으로 한정되지 않으며, 목표구동력이나 목표출력 등의 다른 제어 파라미터에 맞게 혹은 그 변화량에 맞게 수정 목표토크의 변화의 억제정도를 산출하는 것으로 하여도 된다.

여기서, 본 발명에서 얻어지는 이점을 총괄적으로 설명한다. 이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 무단변속기보다 제어응답성이 좋은 동력원의 제어데이터로서, 출력요구량에 의거하여 정해지는 목표치보다 변화가 완만한 수정 목표치를 설정하고, 이 수정목표치에 의거하여 동력원을 제어하기 때문에, 구동력의 증대요구가 있은 경우에 동력원과 무단변속기를 상대적인 지연을 일으키지 않고 제어할 수 있으며, 그 결과 무단변속기의 응답성을 양호하게 유지하면서 액셀러레이터가 갑자기 열렸을 때의 가속쇼크를 저감할 수 있게 되므로 위화감이 없는 차량제어를 실시할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 수정 목표토크의 변화도중에 그 변화경향을 완화 혹은 일시적으로 정지하는 등의 제한을 실시하기 때문에, 동력원의 출력증대요구에 대한 지연 혹은 동력전달계통의 백래시 등으로 인한 응답지연후의 토크의 증대에대해서도 그 급격한 변화를 억제하도록 제어할 수 있으며, 그 결과 소위 가속쇼크를 방지할 수 있음은 물론, 동력전달계통의 비틀림변형을 억제하여 맥동현상 등의 진동을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 가속요구에 따른 회전변화에 의해 발생하는 관성토크에 상당하는 토크소실을 보충하도록, 수정 목표토크의 변화의 억제정도가 설정되며, 또한 그 억제정도는 가속요구량 혹은 이에 의거하는 제어 파라미터 혹은 이들의 변화량에 의거하여 정해지기 때문에, 관성손실토크를 보충하는 목표토크의 수정분에 외란으로 인한 변동이 없으며, 그 결과 출력토크의 변동이나 이에 기인하는 맥동현상을 방지할 수 있다. 또한, 그 억제정도가 관성토크가 커지는 상황에 있을수록 작아지며, 즉 가속요구량이나 이에 의거하는 제어 파라미터 혹은 이들의 변화량이 커질수록 수정 목표토크 변화의 비율이 커지기 때문에, 관성력에 의한 회전변화의 지연을 방지하여 응답성이 좋은 변속을 실시할 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 목표토크를 산출함에 있어서, 그 산출을 위한 동력원의 회전수에 하한치를 설정하였기 때문에, 발진시 등에 산출되는 목표구동력이 과대해지는 것을 회피할 수 있으며, 그 결과 컨버터영역에서의 구동토크의 지나친 증대나 이에 기인하는 급격한 가속감을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 목표토크에 상한치를 설정하기 때문에, 산출된 목표토크가 커도 제어되는 토크가 억제되며, 그 결과 컨버터영역에서의 구동토크의 지나친 증대나 이에 기인하는 급격한 가속감을 방지할 수 있다.

Claims (9)

1. 동력원 (10) 과, 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있는 무단변속기 (12) 를 구비하고, 가속요구량과 차속에 의거하여 목표구동력을 산출하고, 이 목표구동력에 의거하여 동력원의 목표출력을 산출하고, 이 목표출력을 달성하도록 상기 무단변속기를 제어하는 한편, 상기 목표구동력에 의거하여 동력원의 목표토크를 산출하고, 이 목표토크를 달성하도록 상기 동력원을 제어하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치에 있어서,

   상기 목표구동력에 도달하는 과정에 있어서, 상기 목표토크의 변화보다 억제되어 변화하는 수정 목표토크를 구하는 수정 목표토크 산출수단 (30, 60, 62, 64, 70, 72, 74) 을 구비하고,

   상기 목표출력에 의거하여 상기 무단변속기의 변속비를 제어하며 또한 상기 수정 목표토크에 의거하여 상기 동력원의 부하를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 목표구동력의 변화보다 억제되어 변화하는 수정 목표구동력을 구하고, 이 수정 목표구동력에 의거하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단 (30, 60, 62, 64, 70, 72, 74) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 목표출력의 변화보다 억제되어 변화하는 수정 목표출력을 구하고, 이 수정 목표출력에 의거하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단 (62, 64) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 목표토크에 의거하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단 (64) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 수정 목표토크의 변화를 그 변화도중에 소정 기간에 걸쳐 제한하도록 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단 (70) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 수정 목표토크의 변화의 억제정도를, 상기 가속요구량 혹은 가속요구량으로부터 구해지는 제어 파라미터가 클수록 작게 하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단 (64) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수정 목표토크 산출수단이, 상기 수정 목표토크의 변화의 억제정도를, 상기 가속요구량의 변화량 혹은 가속요구량으로부터 구해지는 제어 파라미터의 변화량이 클수록 작게 하여 상기 수정 목표토크를 산출하는 수단 (64) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
8. 동력원 (10) 과, 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있는 토크 컨버터 (18) 부착 무단변속기 (12) 를 구비하고, 가속요구량과 차속에 의거하여 목표구동력을 산출하고, 이 목표구동력에 의거하여 동력원의 목표출력을 산출하고, 이 목표출력을 달성하도록 상기 무단변속기를 제어하는 한편, 상기 목표구동력과 동력원의 회전수에 의거하여 동력원의 목표토크를 산출하고, 이 목표토크를 달성하도록 상기 동력원을 제어하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치에 있어서,

   토크 컨버터가 토크를 증폭하는 컨버터영역의 적어도 일부에 있어서, 상기 목표토크의 산출용 회전수를 소정 하한치로 하한제한하는 하한제한수단 (S103) 을 구비하고,

   이 하한제한된 산출용 회전수에 의거하여 상기 목표토크를 산출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
9. 동력원 (10) 과, 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있는 토크 컨버터 (18) 부착 무단변속기 (12) 를 구비하고, 가속요구량과 차속에 의거하여 목표구동력을산출하고, 이 목표구동력에 의거하여 동력원의 목표출력을 산출하고, 이 목표출력을 달성하도록 상기 무단변속기를 제어하는 한편, 상기 목표구동력과 동력원의 회전수에 의거하여 동력원의 목표토크를 산출하고, 이 목표토크를 달성하도록 상기 동력원을 제어하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치에 있어서,

   토크 컨버터가 토크를 증폭하는 컨버터영역의 적어도 일부에 있어서, 상기 목표토크를 가속요구량에 맞는 소정 상한치로 상한제한하는 상한제한수단 (S203) 을 구비하고,

   이 상한제한된 목표토크에 의거하여 상기 동력원의 부하를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.