KR100441576B1 - 차량의전자식출력제어에있어서의측정값검출방법및장치 - Google Patents

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Abstract

전자식 엔진 출력 제어에 있어서, 명확하게 적은 비용으로 측정값 검출 범위내에서의 출력 제어 동작의 확실성을 충분히 보증하는 측정값 검출을 제공한다.
차량의 전자식 출력 제어에서의 측정값 검출 방법 및 장치에 있어서, 검출된 측정값으로부터 유도된 적어도 1개의 값이 적어도 1개의 출력 메모리 내에 기억되고, 출력 메모리는 소정 시점에 또는 소정 동작 후에 소정값으로 세트된다.

Description

차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법 및 장치
본 발명은 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
독일 특허 공개 제4133571호 공보에서 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법 및 장치가 이미 알려져 있다. 여기에서 차량의 엔진 출력은 적어도 하나의 계산 요소에 의해 운전자가 원하는 수치가 되도록 조절된다. 이 경우, 운전자가 원하는 운전 희망값은 운전자에 의해 조작되는 조작 요소, 바람직하게는 가속 페달의 조작도로부터 도출된다. 기지의 방법 내지 기지의 장치에서는 운전자의 운전 희망값은 서로 독립하여 배치된 모두 3개의 측정 장치에 의해 검출된다. 이 경우, 2개는 연속 측정하는 위치 센서이고, 다른 1개의 측정 장치는 가속 페달의 중립 위치의 범위 내에서 조작 가능한 기계식 스위치 요소이다. 측정값 검출 기능의 검사를 위하여 서로 독립된 3개의 신호가 서로 비교된다. 공차를 초과하는 편차가 있는 경우, 측정값 검출 범위에서 에러 상태가 검출되며 또한 특정된다. 전자식 엔진 출력 제어에 있어서 측정값 검출 기능은 기지의 방법에 의해 충분히 검사되며, 따라서 출력 제어 동작의 확실성을 보장하는 것이 가능하지만, 이 방법은 측정 장치의 범위 내에서 예를 들면 측정 신호를 평가하기 위한 추가 스위치 요소로 인해, 예를 들어 에러를 특정하기 위하여 행해지는 추가의 비교 작동에 기인하여, 비용이 크게 증가하는 결점이 있다.
전자식 엔진 출력 제어에 있어서, 적은 비용으로 측정값 검출 범위 내에서 출력 제어 동작의 확실성을 충분히 보장해 주는 측정값 검출을 제공하는 것이 본 발명의 과제이다.
도 1은 차량의 전자식 출력 제어의 전체 회로도.
도 2는 본 발명 방법에 의한 마이크로컴퓨터 내의 원리적 구성 및 처리 과정을 나타낸 블럭 회로도,
도 3은 본 발명에 의한 방법을 실행하기 위한 계산 프로그램의 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 마이크로컴퓨터
12, 14 : 입력단
18 : 출력단
20, 24, 28, 38, 38a, 102, 104, 114, 116, 122, 124, 128, 130, 132, 136, 140, 150,152, 154 : 라인
22 : 설정 요소
26, 30 : 위치 전송기
32 : 기계식 결합
34 : 조작 요소
36, 36a : 공급 전압
40, 40a : 슬라이더
44, 44a : 컨덴서
100 : 아날로그/디지탈 변환기
106, 108, 118, 134 : 메모리 위치
112, 120, 126, 138 : 프로그램 모듈
적어도 1개의 마이크로컴퓨터에 적어도 1개의 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 적어도 1개의 측정값이 공급되고 적어도 1개의 측정값이 전자식 출력 제어의 가이드 값을 형성할 때에 고려되는, 차량의 전자식 출력 제어에서의 측정값 검출 방법에 있어서, 측정값로부터 유도된 적어도 1개의 값이 적어도 1개의 출력 메모리에 기억되고, 이 출력 메모리가 소정 시점에 또는 소정 동작 후에 소정치에 세트된다.
도 1은 연속적으로 변화하는 아날로그 측정 신호를 읽어들이기 위한 적어도 2개의 입력단(12 및 14)을 갖는 마이크로컴퓨터(10)를 가리킨다. 또한 마이크로컴퓨터(10)는 적어도 1개의 출력단(18)을 포함하고, 출력단(18)에 출력 라인(20)이 접속되고, 출력 라인(20)은 마이크로컴퓨터(10)를 도시되지 않은 내연 기관의 출력 제어를 위해 전기적으로 조작 가능한 설정 요소(22), 바람직하게는 조절 밸브에 접속시키고 있다. 이 경우, 출력단(18)은 실시형태에 따라서 각각 디지탈/아날로그 변환기의 출력단 또는 펄스폭 변조로 제어되는 출력 포트 중의 어느 하나를 나타낸다. 입력단(12)에 입력 라인(24)이 접속되고, 입력 라인(24)은 위치 전송기(26)의 측정값(신호)를 마이크로컴퓨터(10)에 공급한다. 마찬가지로, 입력단(14)에 라인(28)이 접속되고, 라인(28)은 마이크로컴퓨터에 제2 위치 전송기(30)의 측정값(신호)를 공급한다. 이 경우, 위치 전송기(26 및 30)는 기계식 결합(32)을 통하여 출력을 제어하기 위해 운전자가 조작하는 조작 요소(34), 바람직하게는 가속 페달과 결합되어 있다. 바람직한 실시형태에 있어서는 위치 전송기(26 및 30)로서 전위차계가 사용되고, 전위차계의 전위차계 트랙은 라인(36 내지 36a)을 통하여 공급 전압 V에 접속되고 또한 라인(38 및 38a)을 통하여 어스에 접속되어 있다. 기계식 결합(32)은 전위차계(30 내지 26)의 슬라이더(40 내지 40a)와 결합 작동되고, 또한 조작 요소(34)의 조작에 따라서 슬라이더(40 내지 40a)를 작동시킨다. 라인(28 내지 24)은 슬라이더(40 내지 40a)로부터 저항(42 내지 42a)을 통하여 마이크로컴퓨터(10)의 입력단(14 내지 12)까지 연결되어 있다. 저항(42 내지 42a)은 저항과 마이크로컴퓨터의 입력단과의 사이에서 어스에 접속된 컨덴서(44 내지 44a)와 함께 측정 신호값을 필터링하기 위한 저감 필터를 형성하고 있다. 또한, 슬라이더와 저항(42 내지 42a) 사이가 단선되었을 때 소정 레벨로 설정하기 위하여 각각의 저항(46 내지 46a)이 어스에 접속되어 있다.
마이크로컴퓨터(10)는 입력단(12 및 14)을 통하여 각각 조작 요소(34)의 위치를 나타내는 측정값을 읽어들이고, 이들 측정값을 아날로그/디지탈 변환기에 의해 디지탈 측정값으로 변환한다. 이 경우, 마이크로 컴퓨터(10)는 원칙적으로 1개의 ADC를 보유하고, ADC에 멀티플렉서를 통하여 양쪽의 입력값이 공급된다. ADC는 변환된 디지탈 측정값을 1개 이상의 소정의 출력 메모리에 기억한다. 이들 1개 이상의 출력 메모리에 마이크로컴퓨터(10)의 프로그램 부분이 결합되고, 프로그램 부분은 조작 요소의 위치에 대한 적어도 1개의 측정값으로부터 엔진의 출력 제어를 계산한다. 프로그램 부분은, 측정값으로부터 소정의 특성 곡선군, 소정의 특성 곡선, 표 또는 계산 스텝을 이용함으로써 경우에 따라서는 엔진 회전 속도, 기어 단 등의 그 외의 운전 변수까지 고려하여 내연 기관의 출력을 설정하기 위한 목표값을 결정한다. 이 경우 엔진 부하, 엔진 토크, 엔진 출력 또는 조절 밸브의 위치에 대한 목표값이 사용되는 것이 바람직하고, 이 목표값은 대응하는 제어 회로의 제어 범위 내에서 실제값이 이 목표값에 근접하도록 하는 제어에 이용된다. 목표값과 실제값 사이의 편차의 함수로서 제어 장치는 출력값을 형성하고, 출력값은 디지탈/아날로그 변환기를 통하여 또는 직접 펄스폭 변조 신호로서 라인(20)을 통하여 설정 요소(22)의 제어를 위하여 출력된다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 자신의 측정값이 출력 제어의 가이드값을 형성하게 되는 측정 장치(26)를 모니터링하기 위하여 여분의 측정 장치(30)가 설치되어 있다. 공지된 대로, 마이크로컴퓨터(10)는 이들 측정 장치들의 측정 신호값들을 비교하여 이들 신호값의 편차가 공차를 벗어난 경우에, 조작 요소(34)의 위치 측정범위의 에러 상태를 특정한다. 이 경우, 마이크로컴퓨터(10)는 비상 운전 수단을 도입한다.
상기 측정값의 모니터링에 의해 측정 장치 및 마이크로컴퓨터(10)로의 공급 라인 범위 내의 에러 상태가 특정된다. 그러나, 아날로그/디지탈 변환기 또는 마이크로컴퓨터(10)의 내부 신호 처리의 범위 내에서 양쪽의 측정 신호값들의 편차는 확실하게 공차 범위 내에 있지만, 운전자의 희망 운전값에 비하여 상이한(상승된) 출력이 발생하는 경우가 있다. 특히, ADC의 출력 메모리가 양쪽의 측정 신호값에 대하여 올바른 동작을 하지 않는 에러 상태가 존재하는 경우도 있다. 이와 같은 에러는 실제 운전자의 희망 운전값(조작 요소의 위치)과 마이크로컴퓨터 내에 존재하는 측정값 사이에 편차를 형성한다. 이 편차는, 예를 들면 가속 페달의 조작으로 운전자가 큰 희망 운전값 즉, 큰 출력 목표치를 요구할 때에 리셋되지 않으며, 이로 인해 마이크로컴퓨터가 출력을 그만큼 높은 목표값으로 설정하기 때문에 바람직하지 않은 운전 상태가 유도되는 경우가 있다.
이와 같은 에러 상태를 억제하기 위하여, 본 발명의 방법에 따라서 ADC의 출력 레지스터는 판독 프로그램 모듈에 의해 각 사이클마다 또는 소정의 시간 간격으로 강제적으로 소정값, 특히 값 0에 세트된다. 이에 따라, 각각의 관련 메모리셀에는 값 제로, 즉 아이들링 설정값이 미리 입력되므로 희망하지 않은 동작이 행해져 위험해지는 경우는 없다.
목표값 설정의 기초가 되는 설정값을 기억하고 있는 메모리셀 만을 목표값 설정 프로그램 모듈로서 소거하는 것은 특히 유리하다. 상기의 모니터링 수단에 의해 이때 발생된 에러는 검출된다.
그것에 비하여, 다른 유리한 실시형태에서는 상기의 모니터링 기능을 실행하는 프로그램 모듈이 가이드값 형성의 기초가 되는 측정값을 리셋할 수 있다.
도 2에 상기의 기능이 블럭 회로도에 기재되어 있다. 입력단(12 및 14)에서 읽어들여진 측정값은 멀티플렉서 A/D 변환기(ADC)(100)에 의해 디지탈값으로 변환되며, 라인(102 내지 104)을 통하여 마이크로컴퓨터 메모리의 선택된 메모리 위치(셀)(106 및 108)에 중간 기억된다. 목표값 결정을 위한 프로그램 모듈(112)은 라인(114)을 통하여 가이드값을 구할 수 있도록 하는 측정값을 메모리 위치(106)로부터 판독하여 소정의 특성 곡선군, 특성 곡선, 표 또는 계산 스텝에 의해 출력 제어를 위한 목표값을 계산하며, 라인(116)을 통하여 이 목표값을 메모리 위치(118)에 기억한다. 본 발명에 의해 이 프로그램 모듈(112)은 측정값을 판독한 후에 메모리 위치(106)의 값을 소정값, 바람직하게는 0으로 세트한다(라인 150), 이 경우, 프로그램 모듈(112)은 소정의 시간 간격, 예를 들면 10 밀리초마다 콜된다. 대응하는 시간 사이클 또는 보다 짧은 시간 사이클로 ADC는 그 출력 메모리를 변환된 값으로 세트하고, 이에 따라 메모리가 올바르게 작동하고 있는 경우에는 새로운 프로그램 라인마다 프로그램 모듈(112) 내에는 ADC에 의해 구해진 측정값이 존재한다.
다른 실시형태에 있어서는 프로그램 모듈이 제2 측정값의 메모리 위치(108)의 값도 또한 리셋한다.
제어 프로그램 모듈(목표값 판독 프로그램 모듈)(120)은 메모리 위치(118)에서 라인 122를 통하여 갱신된 목표값을 판독하고, 소정의 제어 방식에 따라 이 목표값 및 도시되어 있지 않은 실제값에 기초하여 실제값을 목표값에 근접하는 방향으로 출력 신호를 형성한다. 다음에, 출력 신호는 라인 124를 통하여 마이크로컴퓨터의 출력단(18)에 공급된다.
본 발명에 의한 방법의 유리한 실시형태에 있어서, 메모리 위치(106 내지 108)의 리셋을 보충하거나 또는 이를 대신하기 위하여 제어 프로그램 모듈(120)은 셀(118) 내의 중간 기억 목표값을 판독한 후에 셀(118)을 아이들링값으로 리셋한다. 이에 따라, 출력 메모리의 동작에 에러가 발생한 경우라도 이 범위 내에서는 상기의 이점이 달성될 것이다(라인 152).
모니터 프로그램 모듈(126)은 라인 128을 통하여 가이드값에 대한 여분의 측정값을 메모리 위치(108)에서 판독한다. 또한, 모니터 프로그램 모듈(126)은 라인 114에서 분기하는 라인 130을 통하여 라인값을 위한 측정값을 메모리 위치(106)에 대해서도 판독한다. 모니터 프로그램 모듈(126)은 양쪽의 측정값을 서로 비교하여, 편차가 공차를 벗어난 경우에 라인 132를 통하여 대응하는 정보를 메모리 위치(134)내에 기억한다. 이 정보는 제어 프로그램 모듈에 의해 라인 136을 통하여 판독되고 및/또는 비상 운전 프로그램 모듈(138)에 의해 라인 140을 통하여 판독된다. 에러 정보가 존재하였을 때, 엔진 출력의 제한 또는 연료 공급의 차단 등의 비상 운전 처리가 도입된다.
바람직한 실시형태에 있어서는 목표값 결정 프로그램 모듈(112)과 마찬가지로 모니터 프로그램 모듈(126)도 또한 메모리 위치(106)의 값을 소거할 수 있다(라인 154).
또한, 유리한 실시형태에 있어서는 목표값 결정 프로그램 모듈(112) 및/또는 모니터 프로그램 모듈(126)에 의해 양쪽의 메모리 위치(106 및 108)의 값이 소거된다.
본 발명에 의한 방법을 조작 요소의 위치 값에 대해 사용하는 것 외에도, 아날로그/디지탈 변환되고, ADC 또는 후속 프로그램 모듈에 의해 출력 메모리 내에 기억되는 모든 측정값에 대해서도 사용가능하다. 구동 유닛의 출력을 계산하기 위하여 도입된 측정값에 대해 사용하는 것이 특히 유리하다.
이 경우, 본 발명에 의한 방법을 내연 기관에 있어서의 전자식 엔진 출력 제어에의 사용에만 한정하지 않고, 다른 구동 장치, 예를 들면 전동기에도 사용가능하다.
또한, 본 발명은 2개의 여분의 측정값이 존재하는 제어에 한정되지 않고, 단 1개의 측정값이 존재하는 경우에 사용하여도 상기와 같은 이점을 얻을 수 있다.
값 0 외에도, 유리한 실시형태에 있어서는, 출력 레지스터는 아이들링값 보다도 약간 큰 값으로 세트된다. 이와 같이 하여, 예를 들면 브레이크 조작을 고려하여 차량의 비상 운전을 행하여도 된다.
단 1개의 마이크로컴퓨터가 사용되고 있는 도 2에 도시한 실시예 이외에 본 발명에 의한 방법은 적어도 2개의 마이크로컴퓨터를 갖는 시스템에서 사용하여도 유리하고, 이 때 마이크로컴퓨터는 버스 계통을 통하여 상호 접속되어 있다. 이 경우, 도 2에 도시한 방법이 양쪽 컴퓨터에서 행해져도 또는 양쪽 컴퓨터로 분할되어 행해져도 좋다.
도 3은 모니터 프로그램 모듈(112)의 실행 순서를 전체 흐름도로 도시하였다. 도3에 도시되어 있는 프로그램 모듈은 소정의 시간 간격으로, 예를 들면 10 밀리초마다 콜된다. 먼저 제1 스텝(200)에서 ADC의 출력 레지스터 내에 중간 기재된 측정값이 읽어들여진다. 그 다음에 이어지는 스텝 (202)에서 ADC의 출력 레지스터(메모리)가 소정의 값, 바람직하게는 0(아이들링 값) 또는 그것보다 높은 아이들링값으로 세트된다. 그 후 스텝 (204)에서 프로그램 모듈의 출력값 즉 출력 제어를 위한 목표값이 계산되고, 이어서 스텝 (206)에서 출력 레지스터(메모리) 내에 로드된다. 그 후, 새로운 시간 간격이 경과한 후 프로그램 부분이 재차 콜된다.
본 발명의 방법에 의해, 특히 운전자에 의해 조작 가능한 조작 요소의 위치측정을 할 때에 현저하게 적은 비용으로 측정값 검출의 범위 내에서 전자식 엔진 출력 제어 동작의 확실성을 보장할 수 있다.
이 경우, 비용이 드는 에러 검출 및 특정 수단을 이용하지 않고, 또한 하드웨어에 추가 비용이 드는 일 없이 이것을 달성하는 것은 특히 유리하다.
각각의 측정값을 읽어들이는 아날로그/디지탈 변환기(ADC)의 출력 메모리의 에러 동작에 의해 출력이 상승되지 않도록 하는 에러가 검출되는 것은 특히 유리하다.
본 발명에 의한 방법은 모니터 수단을 포함하는 모든 기능이 단 1개의 계산 요소 내에서 실행되는 전자식 엔진 출력 제어에서 특히 유리하다.
본 발명에 의한 방법은 전자식 엔진 출력 제어의 가이드값-조절해야 할 엔진 출력이 이것으로부터 결정됨-에 사용하는 것이 특히 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 특히 가속 페달 위치의 조작도에 관하여 1개의측정값에서 동일 운전 변수를 나타내는 2개의 측정값이 구해지는 전자식 엔진 출력 제어에서 사용하는 것이 특히 유리하다.
이와 같은 출력 제어에 있어서, 출력 제어의 가이드값을 위한 ADC의 출력 메모리를 소정값, 바람직하게는 아이들링값으로 세트하는 것이 유리하다. 이와 같이 하여, 에러 동작이 검출되고 그것을 표시할 수 있는 것이 유리하다.

Claims (11)

  1. 적어도 1개의 마이크로컴퓨터(10)에 적어도 1개의 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 적어도 1개의 측정값이 공급되고 상기 적어도 1개의 측정값이 전자식 출력 제어의 가이드값의 형성시에 고려되는, 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법에 있어서,
    측정값에서 유도된 적어도 1개의 값이 적어도 1개의 출력 메모리 내에 기억되고, 상기 출력 메모리가 미리 주어진 시간 간격에서 또는 판독된 후에 미리 주어진 값으로 세트되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측정값은 변환된 측정값이고, 상기 출력 메모리는 상기 아날로그/디지탈 변환기의 출력 메모리인 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터 내에 프로그램 모듈이 설치되고, 상기 마이크로컴퓨터의 프로그램 모듈은 상기 변환된 측정값에서 출력 제어를 위한 목표값을 구하고, 상기 변환된 측정값을 읽어들인 후에 출력 메모리를 미리 주어진 값으로 세트하는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미리 주어진 값은 0, 또는 차량 구동 유닛의 아이들링 출력 또는 그것보다 높은 아이들링 출력을 유도하는 값인 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변환된 측정값인 제1 측정값에 대해 여분의 제2 측정값이 상기 마이크로컴퓨터의 상기 적어도 1개의 아날로그/디지탈 변환기를 통하여 읽어들여지고, 또한 상기 출력 메모리 내에 중간 기억되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터는 프로그램 모듈을 포함하고, 상기 마이크로 컴퓨터의 프로그램 모듈은 상기 제1 및 제2 측정값이 서로 공차 이상으로 차이가 날 때 측정값 검출 범위 내에서 에러 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터는 목표값 결정 프로그램 모듈을 포함하고, 상기 마이크로컴퓨터의 목표값 결정 프로그램 모듈은 상기 제1 측정값에 대한 출력 메모리만을 미리 주어진 값으로 세트하는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 마이크로컴퓨터는 모니터 프로그램 모듈을 포함하고, 상기 마이크로컴퓨터의 모니터 프로그램 모듈은 상기 제1 측정값을 위한 출력 메모리만을 미리 주어진 값으로 세트하는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  9. 제3항에 있어서, 구해진 목표값이 출력값, 토크값, 부하값 또는 위치값이며, 이것들이 제어 회로의 범위 내에서 구동 유닛의 출력을 제어하기 위하여 조절되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  10. 제1항에 있어서, 측정값으로부터 유도된 값이며 또한 중간 기억된 값이 계산된 목표값이고, 상기 마이크로컴퓨터의 목표값 판독 프로그램 모듈이 이 값을 판독했을 때에 상기 마이크로컴퓨터의 목표값 결정 프로그램 모듈의 출력 메모리가 미리 주어진 값으로 세트되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자식 출력 제어에 있어서의 측정값 검출 방법.
  11. 적어도 1개의 아날로그/디지탈 변환기(100)를 갖는 적어도 1개의 마이크로컴퓨터(10)를 포함하고, 아날로그/디지탈 변환기(100)에 적어도 1개의 측정값이 공급되고, 상기 측정값을 상기 아날로그/디지탈 변환기가 디지탈값으로 변환하고, 상기 측정값을 고려하여 상기 마이크로컴퓨터가 출력 제어를 위한 가이드값을 형성하는, 차량의 전자식 출력 제어의 측정값 검출 장치에 있어서,
    상기 마이크로 컴퓨터가, 측정값으로부터 유도된 적어도 1개의 값을 적어도 1개의 출력 메모리 내에 기억하는 수단을 포함하고, 상기 출력 메모리가 미리 주어진 시간 간격에서 또는 판독된 후에 미리 주어진 값으로 세트되는 것을 특징으로 하는 전자식 출력 제어의 측정값 검출 장치.
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