KR100476514B1 - 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치 - Google Patents

Abstract

목표 구동력에 의거하여 이 목표 구동력을 달성하기 위한 동력원의 목표 출력을 산출하고, 그 목표 출력에 의거하여 목표 출력회전수를 산출하고, 동력원의 출력회전수가 이 목표 출력회전수로 되도록 무단변속기의 변속비를 제어하고, 상기 목표 구동력에 의거하여 이 목표 구동력을 달성하기 위한 동력원의 목표 출력 토크를 산출하고, 그 목표 출력 토크에 의거하여 동력원의 부하를 제어하도록 구성된 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치로서, 동력원의 출력 토크가 목표 출력 토크에 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 출력 토크가 가산된 값으로 되도록 동력원의 부하를 제어하기 위한 제어량을 보정하는 보정기를 추가로 구비하고 있다.

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 것이다.

무단변속기는 변속비를 임의로 설정할 수 있으므로, 차량용 엔진의 출력측에 배치한 경우에는 스로틀 개방도 등의 부하별로 연비가 최적으로 되는 엔진회전수로 설정할 수 있다. 따라서, 무단변속기는 차량에 있어서의 배기가스의 삭감이나 연비의 향상을 도모하기 위한 유효한 장치이다.

차량의 변속장치로 사용되고 있는 일반적인 무단변속기는 입력측의 회전부재와 출력측의 회전부재 사이에 동력을 전달하기 위한 전동부재를 입력측 및 출력측의 부재에 접속시켜 배치하고, 그 전동부재와 각 회전부재의 접촉위치를 연속적으로 변화시킴으로써 입력측의 회전부재와 출력측의 회전부재의 회전수의 비율인 변속비를 연속적으로 변화시키도록 구성되어 있다. 그 구체적인 예가 홈폭을 변경할 수 있는 입력풀리와 출력풀리에 벨트를 감은 벨트식 무단변속기이고, 또한 토로이드형 면을 갖는 한쌍의 디스크 사이에 경동가능한 파워롤러를 삽입시킨 토로이드식 무단변속기 (toroidal type continuously variable transmission) 이다.

이 같은 무단변속기를 가솔린 엔진 등의 내연기관을 동력원으로 한 차량에 사용하면 내연기관의 회전수를 무단변속기에 의해 제어하고, 또한 내연기관의 출력 토크를 스로틀 개방도나 연료분사량 등의 부하에 의해 제어할 수 있으므로 구동력에 대한 요구를 만족시키면서 연비가 양호한 운전을 할 수 있게 된다.

무단변속기에 의하면 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있고, 또한 엔진 등과 같은 동력원의 출력도 연속적으로 변화하므로, 무단변속기의 특성을 효과적으로 이용하여 효율이 양호한 운전을 할 수 있도록 구성된 제어장치가 일본 특허공보 평3-72867 호에 기재되어 있다. 이 공보에 기재된 장치는 액셀러레이터 페달의 밟는 양 및 차속으로부터 목표 구동력을 산출하여 그 목표 구동력에 대응하는 목표 엔진 출력 및 목표 스로틀 개방도, 목표 엔진회전수를 각각 산출하고, 나아가 목표 엔진회전수와 차속에 의거하여 목표 변속비를 산출하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 공보에 기재된 장치에서는 상기 목표 엔진 출력 및 목표 변속비를 연료소비량이 최소로 되는 최적연비곡선에 의거하여 결정하도록 하고 있다.

가솔린엔진 등의 내연기관의 자율회전을 계속시키기 위하여는 최저회전수를 소정의 회전수 이상으로 유지시킬 필요가 있다. 그 아이들 회전속도제어 (Idle Speed Control : ISC) 는 내연기관의 아이들 회전수가 미리 설정된 목표 아이들 회전수가 되도록 스로틀 개방도나 연료분사량을 제어함으로써 실행된다. 이 경우, 내연기관은 차량의 전체의 동력원으로 되어 있음은 물론 내연기관의 온도에 따라 연료의 연소상태가 다르기 때문에 아이들 운전을 유지하기 위해서는 공조장치 (에어컨) 등의 보기류 (accessories) 의 부하나 내연기관 온도 등의 조건에 따라 내연기관의 제어량을 보정할 필요가 있다.

그러나, 상술한 일본 특허공보 평3-72867 호에 기재된 제어장치는 액셀러레이터 개방도 등의 출력요구량에 의거하여 동력원의 목표 출력 토크를 산출하여 내연기관의 출력 토크가 그 목표 출력 토크와 일치하도록 스로틀 개방도나 연료분사량을 제어하고 있다. 따라서, 출력요구량으로서는 거의 나타나지 않는 보기류의 부하 등에 의거한 보정량이 필요하더라도 내연기관의 출력 토크가 증대보정되지 않고, 그 결과 보기류의 부하의 증대가 있는 경우에는 아이들 운전을 안정적으로 유지하기 어려워질 가능성이 있다.

본 발명의 목적은 무단변속기를 구비한 차량에 있어서 아이들 운전을 적절히 실행할 수 있는 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 아이들 운전을 안정적으로 유지할 수 있게 출력 토크를 보정하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 제어장치는 무단변속기를 탑재하고 있는 차량을 제어대상으로 하고 있고, 목표 구동력에 의거하여 이 목표 구동력을 달성하기 위한 동력원의 목표 출력을 산출하는 목표 출력 산출수단과, 그 목표 출력에 의거하여 목표 출력회전수를 산출하는 목표 출력회전수 산출수단과, 동력원의 출력회전수가 이 목표 출력회전수로 되도록 무단변속기의 변속비를 제어하는 변속비 제어수단과, 상기 목표 구동력에 의거하여 이 목표 구동력을 달성하기 위한 동력원의 목표 출력 토크를 산출하는 목표 출력 토크 산출수단과, 그 목표 출력 토크에 의거하여 동력원의 부하를 제어하는 부하제어수단을 가지고 있다. 더불어, 동력원의 출력 토크가 상기 목표 출력 토크에 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 출력 토크가 가산된 값으로 되도록 상기 동력원의 부하를 제어하기 위한 제어량을 보정하는 보정수단이 추가로 구비되어 있다.

따라서, 본 발명에서는 동력원의 목표 출력 토크가 목표 구동력에 의거하여 산출되는 한편, 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 출력 토크가 그 목표 출력 토크에 가산된 값으로 되도록 동력원의 부하가 보정된다. 그 결과, 본 발명에서는 목표 구동력 뿐아니라 아이들 운전에 필요한 부하를 반영시킨 동력원의 제어가 실행되므로 아이들 운전을 적절히 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 상기 보정수단은 상기 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 보정 출력 토크를 산출하고, 그 보정 출력 토크에 의거하여 상기 목표 출력 토크를 보정하는 수단을 포함한다.

이 같이 구성하면 목표 구동력에 의거하여 산출된 목표 출력 토크가 아이들 운전을 유지하기 위한 보정 출력 토크에 의해 보정되고, 그 보정된 목표 출력 토크에 의거하여 동력원의 부하가 제어되므로, 아이들 운전을 적절히 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 제어장치는 보기 부하 (accessory load) 에 의거하여 상기 목표 출력회전수를 보정하는 목표 회전수 보정수단을 추가로 구비할 수 있다.

이 같은 구성에서는 목표 구동력에 의거하여 산출된 목표 출력회전수가 보기 부하에 의거하여 보정되므로, 아이들 운전을 유지하기 위하여 출력 토크가 보정된 경우, 이에 수반하여 동력원의 출력회전수가 보정된다. 따라서, 무단변속기를 효과적으로 이용하여 동력원을 연비가 양호한 상태로 운전할 수 있다.

또한 나아가 본 발명에서는 상기 목표 회전수 보정수단이 상기 보기 부하를 위한 보기 부하출력 (accessory load output) 을 산출하고, 그 보기 부하출력에 의거하여 상기 목표 출력회전수를 보정하는 수단을 포함할 수 있다.

이 같은 구성에서는 동력원의 목표 출력회전수가 보기 부하출력을 가미한 값으로 되므로, 보기 부하가 있는 경우에도 동력원의 출력회전수가 적정화된다.

그리고, 본 발명은 전술한 보정수단이 상기 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 보정 출력을 산출하고, 그 보정 출력에 의거하여 상기 목표 출력을 보정하는 수단을 포함할 수 있다.

이 같은 구성이면 동력원의 목표 출력회전수를 산출하는 기초가 되는 목표 출력이 아이들 운전을 위한 보정 출력을 포함한 것이 되므로, 동력원의 출력회전수가 아이들 운전을 유지하기 위한 적정한 회전수가 되고, 결국에는 연비가 양호한 운전을 할 수 있게 된다.

그리고, 또한 본 발명은 상기 보정수단이 상기 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 보정 구동력을 산출하고, 그 보정 구동력에 의거하여 상기 목표 구동력을 보정하는 수단을 포함할 수 있다.

이 같은 구성이면 목표 구동력이 아이들 운전에 필요한 보정 구동력으로 보정되므로, 그 보정된 목표 구동력에 의거하여 동력원의 목표 출력회전수 및 목표 출력 토크를 산출하게 된다. 따라서, 아이들 운전을 유지하기 위한 부하를 가미한 출력 토크 및 출력회전수의 제어가 실행되어 아이들 운전을 적절히 유지할 수 있음은 물론, 연비가 양호한 운전을 할 수 있다.

또한 본 발명에서는 상기 어느 한 보정수단이, 주행시에 상기 제어량을 보정하기 위한 보정값이 소정값보다 커지는 경우에는 그 보정값을 작은 값으로 변경하는 수단을 포함할 수 있다.

이 같은 구성이면 목표 출력 토크 또는 목표 출력회전수 또는 목표 출력 나아가서는 목표 구동력을 보정하는 보정값이 소정값보다 큰 경우에는 그들의 보정량을 제한하므로 동력원이 바람직한 운전상태에서 크게 벗어나서 운전되는 것을 회피할 수 있다.

이어서, 본 발명을 구체적인 예에 따라 설명한다. 먼저 본 발명이 대상으로 하는 차량의 동력전달계통의 일례를 설명하면 도 6 에서 동력원 (1) 이 변속기구 (2) 에 연결되고, 그 변속기구 (2) 의 출력축 (3) 이 디퍼렌셜 (differential; 4) 을 통해 좌우의 구동륜 (5) 에 연결되어 있다. 여기서 동력원 (1) 은 가솔린엔진이나 디젤엔진 등의 내연기관 또는 모터 등의 전동기, 나아가서는 이들 내연기관과 전동기를 조합한 장치 등, 차량에 사용할 수 있는 각종 동력원을 포함한다. 이하의 설명에서는 동력원 (1) 으로서 연료를 실린더의 내부로 직접 분사하고, 그 분사량 및 타이밍을 제어함으로써 균질연소나 성층연소가 가능한 이른바 직접 분사 가솔린엔진, 또는 스로틀 개방도를 전기적으로 자유롭게 제어할 수 있는 전자스로틀밸브를 구비한 가솔린엔진을 채용한 예를 설명한다.

이 엔진 (1) 은 전기적으로 제어할 수 있도록 구성되어 있고, 그 제어를 위한 마이크로컴퓨터를 주체로 하는 전자제어장치 (E-ECU) (6) 가 설치되어 있다. 이 전자제어장치 (6) 는 적어도 엔진 (1) 의 출력을 제어하도록 구성되어 있고, 그 제어를 위한 데이터로서 출력회전수 (엔진회전수) (Ne) 와 액셀러레이터 개방도 (θ) 등의 요구 구동량이 입력되어 있다.

이 요구 구동량은 요컨대 엔진 (1) 출력의 증대·감소를 위한 신호이고, 운전자가 조작하는 액셀러레이터 페달 등의 가감속조작장치 (7) 의 조작량신호나 그 조작량을 전기적으로 처리하여 얻은 신호를 채용할 수 있고, 또한 그 이외에 전자스로틀밸브를 구비한 엔진 (1) 의 경우에는 차속을 설정차속으로 유지하기 위한 크루즈컨트롤시스템 (도시하지 않음) 등으로부터의 요구 구동량신호를 포함한다.

또한 변속기구 (2) 는 유체전동기구 (8) 와 기어변속기구 (9) 와 무단변속기 (CVT) (10) 로 구성되어 있다. 이 유체전동기구 (8) 는 요컨대 오일 등의 유체를 통해 입력측의 부재와 출력측의 부재 사이에서 토크를 전달하도록 구성된 장치로서, 일례로서 일반적인 차량에 채용되고 있는 토크컨버터를 들 수 있다. 또한 이 유체전동기구 (8) 는 직결클러치 (11) 를 구비하고 있다. 즉, 직결클러치 (11) 는 입력측의 부재와 출력측의 부재를 마찰판 등의 기계적수단으로 직접연결하도록 구성된 클러치로서, 완충을 하기 위한 코일스프링 등의 탄성체로 이루어지는 댐퍼 (12) 를 구비하고 있다. 그리고, 차량이 정지하고 있는 상태에서도 엔진 (1) 을 계속 구동시키기 위하여 유체전동기구 (8) 를 설치하고 있는 경우에는 차량의 상태에 의거하여 자동적으로 단속되는 자동클러치를 상기 유체전동기구 (8) 에 치환하여 사용할 수 있다.

그 유체전동기구 (8) 의 입력부재가 엔진 (1) 의 출력부재에 연결되고, 또한 유체전동기구 (8) 의 출력부재가 기어변속기구 (9) 의 입력부재에 연결되어 있다. 이 기어변속기구 (9) 는 복수의 기어를 가지고, 그들 기어에 의해 형성되는 토크의 전달경로를 변경함으로써 입력부재와 출력부재의 회전수의 비율 즉, 변속비를 적절히 변경하고, 또한 출력부재를 입력부재에 대하여 반대방향으로 회전시키도록 구성되어 있다. 이 기어변속기구 (9) 로서, 예컨대 싱글피니언형 유성기어기구나 더블피니언형 유성기어기구 또는 라비뇨형 유성기어기구를 사용한 기구, 또는 항상 맞물려 있는 복수쌍의 기어쌍을 동기연결기구 (싱크로나이저) 에 의해 선택적으로 출력부재나 입력부재에 연결하도록 구성된 기구 등을 채용할 수 있다.

그리고, 이 기어변속기구 (9) 는 다음에 설명하는 무단변속기 (10) 로 설정할 수 있는 변속비의 폭이 작은 점, 및 무단변속기 (10) 에서는 그 출력측의 부재를 입력측의 부재에 대하여 반대방향으로 회전시키는 이른바 후진기능이 없는 점, 또는 무단변속기 (10) 에서는 소정의 변속비의 영역에서 동력의 전달효율이 저하하는 점을 보완하기 위해 설치되어 있다. 따라서, 무단변속기 (10) 로 설정할 수 있는 변속비가 차량에 대한 요구를 만족하는 경우에는 기어변속기구 (9) 로서 후진기능만을 구비한 기구를 채용해도 된다.

도 6 에 도시한 무단변속기 (10) 는 그 입력측의 부재의 회전수와 출력측의 부재의 회전수의 비율 즉, 변속비를 무단계로 (연속적으로) 변화시킬 수 있는 기구이며, 전술한 벨트식 무단변속기나 트로이드식 무단변속기 등을 채용할 수 있다.

상기 변속기구 (2) 의 직결클러치 (11) 의 결합·해방 및 미끄럼을 수반하는 반결합의 각 상태의 제어 및 기어변속기구 (9) 에서의 변속비의 제어 및 무단변속기 (10) 에서의 변속비의 제어는 기본적으로는 차량의 주행상태에 의해 제어되도록 되어 있다. 그 제어를 위하여 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성된 전자제어장치 (T-ECU) (13) 가 설치되어 있다.

상기 전자제어장치 (13) 는 전술한 엔진용 전자제어장치 (6) 와 데이터 통신할 수 있게 연결되는 한편, 제어를 위한 데이터로서 차속 (V) 이나 변속기구 (2) 의 출력축회전수 (No) 등의 데이터가 입력되어 있다. 또한 변속기구 (2) 를 정지상태 (파킹), 후진상태 (리버스), 중립상태 (뉴트럴), 차량의 주행상태에 따라 변속비를 자동적으로 설정하는 자동전진상태 (드라이브 : D) 즉, 자동변속모드, 변속상태를 수동조작으로 설정하는 수동상태 (매뉴얼 : M) 즉, 수동변속모드의 각 상태를 선택하는 시프트장치 (14) 가 설치되어 있고, 이 시프트장치 (14) 가 전자제어장치 (13) 에 전기적으로 연결되어 있다.

상기 엔진 (1) 은 차량 전체의 동력원으로 되어 있으므로, 엔진 (1) 이 출력하는 동력은 차량의 주행 이외에 보기류를 구동하기 위하여 사용된다. 그 보기류는 공조장치나 파워스티어링 장치의 유압펌프 또는 교류 발전기 또는 윈도의 디포거 (defogger) (각각 도시하지 않음) 등이다. 이들 보기류를 제어하는 전자제어장치 (ACC-ECU) (15) 가 설치되고, 그 전자제어장치 (15) 가 상기 엔진용 전자제어장치 (6) 에 데이터통신할 수 있게 접속되어 있다.

본 발명에 관한 상기 제어장치는 기본적으로는 요구 구동량 및 차량의 주행상태에 의거하여 엔진 (1) 및 무단변속기 (10) 를 제어하고, 이와 더불어 아이들 운전을 위한 보정 또는 보기 부하에 의거하여 보정을 실행하도록 구성되어 있다. 도 1 은 그 엔진회전수 및 엔진토크 및 그 보정의 제어를 나타내는 블록도이며, 먼저, 제 1 블록 (B1) 에 나타내는 바와 같이 요구 구동량의 일례인 액셀러레이터 개방도 (θ) 와 차속 (V) 에 의거하여 목표 구동력 (F) 이 산출된다. 그리고, 차속 (V) 은 이와 일대일의 관계에 있는 다른 적절한 회전부재의 회전수, 예컨대 변속기구 (2) 의 출력축회전수 (No) 로 대용해도 된다.

이들 액셀러레이터 개방도 (θ) 와 차속 (V) 에 의거하는 목표 구동력 (F) 의 결정은 미리 준비한 맵에 의거하여 실시한다. 구체적으로는 액셀러레이터 개방도 (θ) 를 파라미터로 하여 차속 (V) 과 목표 구동력 (F) 의 관계를 맵으로 하여 미리 설정해 둔다. 그 경우, 대상으로 하는 차량의 특성을 반영하도록 목표 구동력 (F) 을 설정한다.

이어서, 블록 (B2) 에 나타내는 바와 같이 목표 구동력 (F) 과 차속 (V) 또는 이에 상당하는 검출값에 의거하여 목표 출력 (P) 이 산출된다. 구체적으로는 이 목표 출력 (P) 은 목표 구동력 (F) 과 차속 (V) 의 곱으로서 산출할 수 있다.

이 같이 산출된 목표 출력 (P) 은 한편으로 엔진 (1) 의 목표 출력회전수 (Net) 의 결정에 사용된다 (블록 (B3)). 즉, 소정의 출력에 대하여 연비가 최소가 되는 엔진회전수는 엔진 (1) 별로 미리 알 수 있고, 이를 맵 (또는 목표 엔진회전수 테이블) 으로서 준비할 수 있다. 따라서, 블록 (B3) 에서는 목표 출력 (P) 과 그 목표 엔진회전수 테이블에 의거하여 목표 엔진 회전수 (Net) 가 산출된다. 이 목표 엔진회전수 (Net) 와 그 시점의 실제 엔진회전수 (Ne) 에 의거하여 변속제어수단에 의해 변속비가 산출된다 (블록 (B4)). 그리고, 그 변속비가 되도록 무단변속기 (10) 가 제어된다.

한편, 목표 출력 (P) 에 의거하여 목표 엔진토크 (To) 가 산출된다 (블록 (B5)). 구체적으로는 목표 출력 (P) 을 그 시점의 실제 엔진회전수 (Ne) 로 제산함으로써 목표 엔진토크 (To) 가 산출된다 (To ＝ 30 P/π·Ne). 엔진 (1) 이 출력하는 실제 엔진토크가 그 목표 엔진토크 (To) 가 되도록 엔진토크 제어수단에 의해 엔진 (1) 이 제어된다 (블록 (B6)).

여기서, 블록 (B7) 으로 나타내는 보정엔진토크 제어수단에 의해 목표 엔진토크 (To) 에 대한 아이들 부하보정 및 보기 부하보정이 실행되고, 그 보정후의 목표 엔진토크 (To) 에 의거하여 엔진토크 제어수단이 스로틀 개방도 또는 연료분사량 등의 부하를 산출하여 그 결과에 의거하여 엔진 (1) 을 제어한다. 그 아이들 부하보정은 종래 일반적인 엔진에 대하여 실시되고 있는 보정제어와 동일한 제어로서, 예컨대 엔진 (1) 의 시동이 완료된 시점의 엔진수온이 낮은 경우에, 흡입공기량 또는 연료분사량을 증량보정하고, 그 후에 엔진수온의 상승에 따라 흡입공기량 또는 연료분사량을 차츰 감소하기 위한 제어이다. 또한 보기 부하보정은 공조장치나 파워스티어링 장치의 유압펌프 등의 보기류를 구동하는 데 수반하는 부하에 대응하기 위하여, 예컨대 상기 보기용 전자제어장치 (15) 로부터의 데이터에 의거하여 흡입공기량 또는 연료분사량을 증량하여 아이들 회전수를 목표 아이들 회전수로 유지하기 위한 보정이다. 이들의 제어는 엔진회전수에 의거한 흡입공기량 또는 연료분사량의 피드백제어, 및 피드백제어량이 소정의 임계치를 초과한 경우에 기준제어량을 변경하는 학습제어를 수반하여 실행된다.

상기와 같이 엔진토크 제어수단 및 보정엔진토크 제어수단에 의해 제어되어 엔진 (1) 이 실제로 출력하는 토크는 아이들링시의 엔진수온이나 보기 부하에 의거하여 보정된 토크가 된다. 그 토크에 출력 토크가 일치하도록 엔진 (1) 의 스로틀 개방도 또는 연료분사량 등의 부하가 제어된다. 따라서, 아이들 회전수가 목표 아이들 회전수에 일치하도록 아이들 운전이 적정하게 유지된다.

전술한 바와 같이 본 발명이 대상으로 하는 제어장치는 요구 구동량에 의거한 출력 토크가 되도록 스로틀 개방도 등의 엔진부하를 제어하는 한편, 그 요구 구동량에 의거한 최소연비가 되도록 엔진회전수를 무단변속기 (10) 에 의해 제어하도록 구성되어 있다. 이것을 선도로 도시하면 도 2 와 같으며, 주행시에는 굵은 선으로 표시한 최적운전라인을 따라 엔진회전수가 제어된다. 따라서, 상술한 바와 같이 엔진토크의 보정을 실시한 경우, 엔진토크가 증대보정되므로, 요구 구동량에 의거한 운전점이, 예컨대 도 2 의 A 점으로 나타내는 운전상태에 있는 경우, 아이들 부하보정이나 보기 부하보정에 의한 보정엔진토크가 가해짐으로써 운전상태는 B 점으로 나타내는 상태가 된다. 즉, 연비가 최소가 되는 최적운전라인에서 벗어난 운전상태가 되기 때문에, 아이들 운전을 적정하게 실행할 수는 있으나 연비가 저하된다. 이 같은 사태를 해소하기 위한 제어를 다음에 설명한다.

도 3 은 그 예를 나타내며, 여기에 나타내는 예에서는 상술한 도 1 에 나타내는 제어시스템에 있어서의 목표 엔진회전수 (Net) 를 산출하기 위한 목표 출력 (P) 을 보기 부하출력 (P aux) 에 의해 보정하도록 구성되어 있다. 즉, 공조장치 등의 보기류를 구동하기 위하여 필요해지는 보기 부하출력 (P aux) 이 산출된다 (블록 (B8)). 한편, 요구 구동력에 의거하는 목표 출력 (P) 이 블록 (B2) 에 나타내는 바와 같이 산출되어 있고, 이 목표 출력 (P) 에 보기 부하출력 (P aux) 이 가산되어 보기 부하에 의해 보정한 목표 출력 (P2) 이 산출된다 (블록 (B9)). 이 같은 방법으로 보정된 목표 출력 (P2) 에 의거하여 목표 엔진회전수 (Net) 가 산출된다 (블록 (B3)). 기타 제어는 상술한 도 1 에 나타내는 제어와 동일하다.

따라서, 도 3 에 나타내는 예에서는 보정한 목표 출력 (P2) 에 대하여 바람직한 엔진회전수 즉, 최소연비로 되는 엔진회전수가 목표 엔진회전수 (Net) 로 되고, 그 목표 엔진회전수 (Net) 를 달성하도록 무단변속기 (10) 의 변속비가 제어된다. 한편, 엔진 출력 토크는 요구 구동량에 의거하여 산출된 목표 출력 토크에 아이들 부하보정이나 보기 부하보정에 의한 보정토크를 가산한 토크로 제어된다.

이를 상기 도 2 에 의거하여 설명하면 액셀러레이터 개방도 (θ) 및 차속 (V) 에 의거하여 설정되는 운전점이 A 점으로 표시되는 경우, 목표 출력 (P) 을 보기 부하에 의해 보정하고, 그 보정후의 목표 출력 (P2) 에 의거하여 목표 엔진회전수 (Net) 를 산출하면 그 목표 엔진회전수 (Net) 는 도 2 에 Net2 로 나타내는 회전수가 된다. 액셀러레이터 개방도 (θ) 와 차속 (V) 에 의거하여 산출한 목표 엔진토크 (To) 즉, 보정전의 목표 엔진토크 (To) 와 보정한 목표 출력 (P2) 에 의거하여 산출된 목표 엔진회전수 (Net2) 에 의해 설정되는 운전점은 도 2 의 C 점이 된다. 그 C 점에서의 운전상태는 보정하지 않은 목표 출력 (P) 의 등출력선상의 점이고, 도 3 에 나타내는 예에서는 그 출력 토크에 아이들 부하보정, 보기 부하보정에 의한 보정토크가 가해지기 때문에 실제로 설정되는 운전상태는 보정한 목표 출력 (P2) 의 등출력선상이면서 연비가 최소가 되는 최적운전라인상의 D 점에서의 운전상태가 된다. 즉, 아이들 부하보정, 보기 부하보정을 실시한 경우일지라도 연비가 최소가 되는 최적운전라인상에서 엔진 (1) 을 운전할 수 있게 되며, 따라서, 도 3 에 나타내는 제어예에 따르면 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

그런데 주행중에 있어서의 액셀러레이터 개방도 등의 엔진부하는 상술한 아이들 부하 및 보기 부하를 액셀러레이터 개방도 등의 요구 구동량에 의거한 부하로 이른바 상승시킨 부하가 된다. 따라서, 도 1 을 참조하여 설명한 바와 같이 단지 보정토크를 목표 엔진토크에 가한 것만으로는 연비가 최소로 되는 최적운전라인을 벗어나서 운전하게 된다. 또한 한편 아이들 운전을 유지하기 위한 흡입공기량 (즉, 스로틀 개방도나 아이들 스피드 컨트롤 밸브의 개방도 등) 이나 연료분사량 등의 아이들 부하는 엔진 (1) 의 회전을 확실하게 하기 위하여 처음에는 비교적 높은 값으로 설정하고, 그 후 실제 아이들 운전시에 학습제어를 실시하여 차츰 저하시킨다. 통상 배터리 등의 전원이 해제되어 학습제어에 의해 기억한 데이터가 소실된 경우나 차량이 처음으로 주행하는 경우에 사용하는 아이들 부하로서 엔진 (1) 의 회전의 확실성을 예상한 상당히 높은 부하를 설정하고 있다. 따라서, 예컨대 배터리를 교환한 후, 충분히 아이들 운전에서의 학습제어가 실행되지 않은 채로 주행한 경우, 아이들 부하로서 당초의 큰 값이 유지되므로, 흡입공기량 또는 연료분사량이 상대적으로 많은 상태 즉, 고부하상태로 주행을 계속하게 되기 때문에 연비가 악화될 가능성이 있다.

이 같은 문제를 해소하기 위하여 본 발명의 제어장치는 다음과 같이 구성할 수 있다. 즉, 아이들 회전수를, 예컨대 스로틀밸브 (구체적으로는 전자스로틀밸브) 에 의해 제어하는 경우, 주행시에는 아이들 운전을 유지하기 위하여 설정되어 있는 개방도 (아이들 부하) 를 소정의 값으로 제한한다. 도 4 는 그 제어예를 설명하기 위한 흐름도이고, 여기에 나타내는 예는 스로틀 개방도에 의해 엔진토크를 제어하는 예이다. 도 4 에서 우선 요구 구동량 즉, 액셀러레이터 개방도 (θ) 와 차속 (V) 에 의거하여 목표 구동력 (F) 이 산출된다 (스텝 (S1)). 이는 도 1 및 도 3 에 나타내는 블록 (B1) 의 제어와 동일한 제어이다. 이어서, 그 목표 구동력 (F) 과 차속 (V) 에 의거하여 목표 출력 (P) 이 산출된다 (스텝 (S2)). 이는 도 1 및 도 3 에 나타내는 블록 (B2) 의 제어와 동일한 제어이다. 또한 목표 출력 (P) 과 엔진회전수 (Ne) 에 의거하여 목표 엔진토크 (To) 가 산출된다 (스텝 (S3)). 이는 도 1 및 도 3 에 나타내는 블록 (B5) 의 제어와 동일한 제어이다.

이어서, 아이들 회전수제어 (ISC) 에 의거하여 ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 가 미리 설정된 기준값 (α) 보다 작은지의 여부가 판단된다 (스텝 (S4)). 이 ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 는 그 시점에서 설정되어 있는 기본 개방도에 수온보정 등에 의한 보정 개방도를 가한 값이며, 또한 그 기본 개방도는 당초 설정되어 있는 초기값 또는 이를 학습제어에 의해 보정한 값이다. 또한 그 판단의 기준이 되는 값 (α) 은 아이들 회전수제어에서의 표준적인 스로틀 개방도 (T An) 에 안전값을 가한 미리 설정되어 있는 값이다.

배터리를 일단 해제한 경우 및 그 후에 아이들 운전이 충분히 실행되지 않고 있는 경우에는 아이들 회전수제어에서의 초기값 (T Ai) 또는 그 초기값 (T Ai) 을 학습제어에 의해 약간 저하시킨 값이 기본 개방도로 되어 있으므로, ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 가 큰 값이 된다. 따라서, 이 같은 경우에는 ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 가 기준값 (α) 보다 커져서 스텝 (S4) 에서 부정적으로 판단된다.

주행중에 엔진회전수가 어느 정도 높아져 있고, 또한 구동력이 필요한 때에는 액셀러레이터 페달이 밟히므로 아이들 회전수제어에 의한 스로틀 개방도를 특별히 크게 하지 않아도 엔진 (1) 의 회전을 유지할 수 있다. 따라서, ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 가 기준값 (α) 보다 커서 스텝 (S4) 에서 부정적으로 판단된 경우에는 아이들 회전수제어에서의 표준적인 스로틀 개방도 (T An) 중의 상한값 (T An1) 이 채용되어, 이것이 목표 엔진토크 (To) 와 엔진회전수 (Ne) 에 의거하여 설정되는 스로틀 개방도에 가해져서 요구 토크 스로틀 개방도 (T Arq) 가 산출된다 (스텝 (S5). 여기서 상기 상한값 (T An1) 은 상기 기준값 (α) 보다 작은 값으로서, 미리 설정되어 있는 값이다.

이에 대하여 ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 가 상기 기준값 (α) 보다 작아서 스텝 (S4) 에서 긍정적으로 판단된 경우에는 아이들 회전수제어에서의 표준적인 스로틀 개방도 (T An) 가 목표 엔진토크 (To) 와 엔진회전수 (Ne) 에 의거하여 설정되는 스로틀 개방도에 가해져서 요구 토크 스로틀 개방도 (T Arq) 가 산출된다 (스텝 (S6). 그리고, 스텝 (S5) 또는 스텝 (S6) 에서 산출되는 요구 토크 스로틀 개방도 (T Arq) 를 달성하도록 스로틀밸브의 개방도가 제어된다 (스텝 (S7)).

도 4 에 나타내는 제어를 실시한 경우의 운전상태를 도 5 에 나타내는 연료소비율 선도에 의해 설명하면 액셀러레이터 개방도 (θ) 와 차속 (V) 에 의거하여 목표 엔진회전수 (Net) 및 목표 엔진토크 (To) 를 산출하고, 또한 아이들 회전수제어에서의 표준적인 스로틀 개방도 (T Ah) 를 가하여 엔진 (1) 을 제어한 경우, 주행중의 운전점은 연비가 최소가 되는 최적운전라인과 거의 일치하여 연비가 가장 양호한 운전상태가 된다. 이에 대하여 ISC 요구 스로틀 개방도 (T Aisc) 로서 초기값 (T Ai) 을 채용한 경우에는 도 5 에 파선으로 나타낸 바와 같이 운전점이 최적운전라인에서 높은 토크측으로 크게 벗어난다. 그러나, 상기 도 4 의 스텝 (S5) 의 제어를 실행함으로써 아이들 회전수제어에 의해 가해지는 스로틀 개방도가 상기 표준적인 스로틀 개방도 (T An) 로 억제되므로, 최적운전라인으로부터의 벗어남은 도 5 에 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 미미한 벗어남이 된다. 따라서, 도 4 에 나타내는 제어를 실행하도록 구성함으로써 아이들 운전을 적정하게 유지할 수 있음과 동시에 주행시의 연비를 향상시킬 수 있다.

여기서 상기 구체예와 본 발명의 관계를 간단히 설명하면 도 1 및 도 3 의 블록 (B2) 의 기능적인 수단이 본 발명의 목표 출력 산출수단에 상당하고, 또한 블록 (B3) 의 기능적인 수단이 본 발명의 목표 출력회전수 산출수단에 상당하고, 그리고, 블록 (B4) 의 기능적인 수단이 본 발명의 변속비 제어수단에 상당하고, 또한 나아가 블록 (B5) 의 기능적인 수단이 본 발명의 목표 출력 토크 산출수단에 상당하고, 그리고 블록 (B6) 의 기능적인 수단이 본 발명의 부하제어수단에 상당한다. 이와 더불어 도 1 및 도 3 에 나타내는 블록 (B7) 의 기능적인 수단이 본 발명의 보정수단에 상당한다.

한편, 도 3 에 나타내는 블록 (B8,B9) 및 블록 (B3) 의 기능적인 수단이 본 발명의 목표 회전수보정수단에 상당한다. 그리고, 도 4 에 나타내는 스텝 (S5) 의 기능적인 수단이 본 발명의 보정수단에 상당한다.

그리고, 도 1 에 나타내는 예에서는 요구 구동량에 의거하여 산출된 목표 엔진토크 (To) 에, 아이들 부하보정 또는 보기 부하보정에 의한 보정토크를 가하여 목표 엔진토크를 보정하도록 구성하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 예컨대 상기 목표 출력 (P) 을 아이들 부하보정 또는 보기 부하보정에 의한 보정 출력으로 보정하도록 해도 된다. 이와 같은 출력의 보정은 아이들 부하토크 또는 보기 부하토크로부터 보정 출력을 연산함으로써 실시할 수 있고, 그 출력보정을 실시하는 기능적 수단이 본 발명의 보정수단에 상당한다. 이와 같은 방법으로 목표 출력을 보정한 경우, 그 보정된 목표 출력에 의거하여 목표 엔진회전수 (Net) 를 산출하여 무단변속기 (10) 의 변속비를 제어할 수 있으므로, 연비가 최소가 되는 최적운전라인을 따라 엔진 (1) 의 제어를 실시할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 목표 구동력 (F) 을 아이들 부하보정 또는 보기 부하보정에 의거하여 보정하도록 해도 된다. 이 같은 구동력의 보정은 아이들 부하토크 또는 보기 부하토크로부터 보정 구동력을 연산함으로써 실시할 수 있고, 그 구동력보정을 실시하는 기능적수단이 본 발명의 보정수단에 상당한다. 이 같은 방법으로 목표 구동력을 보정한 경우, 그 보정된 목표 구동력에 의거하여 목표 출력 및 목표 엔진회전수 (Net) 를 산출하여 무단변속기 (10) 의 변속비를 제어할 수 있으므로, 연비가 최소가 되는 최적운전라인을 따른 엔진 (1) 의 제어를 실행할 수 있게 된다.

또한, 도 4 및 도 5 에 나타내는 예에서는 스로틀 개방도를 제한하도록 구성하였으나, 본 발명은 요컨대 보정에 수반하여 동력원의 운전점이 바람직한 운전상태에서 크게 벗어나는 것을 억제하도록 제어하면 되는 것으로서, 따라서, 목표 구동력이나 목표 출력 또는 목표 토크의 보정량을 제한하도록 구성해도 된다. 또한 그 제한은 요컨대 이미 알고 있는 값을 사용하여 실시하면 되고, 상기 구체예로 나타낸 것에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명은 동력원으로서 내연기관만을 탑재한 차량 뿐아니라 전동기 등의 다른 동력원을 단독으로 또는 복합적으로 탑재한 하이브리드 차 등의 다른 형식의 차량의 제어장치에 적용할 수 있다.

여기서 본 발명에서 얻어지는 이점을 총괄적으로 기술하면, 본 발명에 따르면 동력원의 목표 출력 토크가 목표 구동력에 의거하여 산출되는 한편, 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위한 출력 토크가 그 목표 출력 토크에 가산된 값이 되도록 동력원의 부하가 보정되므로, 목표 구동력 뿐아니라 아이들 운전에 필요한 부하를 반영시킨 동력원의 제어가 가능해지며, 그 결과, 아이들 운전을 적절하게 유지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 목표 구동력에 의거하여 산출된 목표 출력 토크가 아이들 운전을 유지하기 위한 보정 출력 토크에 의해 보정되고, 그 보정된 목표 출력 토크에 의거하여 동력원의 부하가 제어되므로, 아이들 운전을 적절하게 유지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 목표 구동력에 의거하여 산출된 목표 출력회전수가 보기 부하에 의거하여 보정되므로, 아이들 운전을 유지하기 위한 출력 토크가 보정된 경우, 그에 수반하여 동력원의 출력회전수가 보정되고, 따라서, 무단변속기를 유효하게 이용하여 연비가 양호한 상태로 동력원을 운전할 수 있게 된다.

또한 나아가 본 발명에 의하면 동력원의 목표 출력회전수가 보기 부하출력을 가미한 값으로 되므로, 보기 부하가 있었던 경우에도 동력원의 출력회전수를 적정화할 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면 동력원의 목표 출력회전수를 산출하는 기초가 되는 목표 출력이 아이들 운전을 위한 보정 출력을 포함한 것으로 되기 때문에, 동력원의 출력회전수가 아이들 운전을 유지하기 위한 적정한 회전수가 되고, 결국에는 연비가 양호한 운전을 실시할 수 있게 된다.

그리고, 또한 본 발명에 의하면 목표 구동력이 아이들 운전에 필요한 보정 구동력으로 보정되기 때문에, 그 보정된 목표 구동력에 의거하여 동력원의 목표 출력회전수 및 목표 출력 토크를 산출하게 되고, 따라서, 아이들 운전을 유지하기 위한 부하를 가미한 출력 토크 및 출력회전수의 제어를 실행할 수 있고, 그 결과, 아이들 운전을 적절히 유지할 수 있음은 물론 연비가 양호한 운전을 실시할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 목표 출력 토크 또는 목표 출력회전수 또는 목표 출력 나아가서는 목표 구동력을 보정하는 보정값이 소정값 이상으로 큰 경우에는 그들 보정량을 제한하므로, 동력원이 바람직한 운전상태에서 크게 벗어나서 운전되는 것을 회피하고, 연비의 악화를 방지할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 관한 제어장치로 실행되는 제어의 과정을 나타내는 블록도로서, 목표 엔진토크를 보정하도록 구성한 제어예를 나타내는 블록도이고,

도 2 는 본 발명의 제어장치로 제어를 실행한 경우의 운전점을 나타내는 선도이고,

도 3 은 본 발명에 관한 제어장치로 실행되는 제어의 과정을 나타내는 블록도로서, 목표 엔진토크를 보정함과 더불어 목표 출력을 보정하여 목표 엔진회전수를 산출하도록 구성한 제어예를 나타내는 블록도이고,

도 4 는 본 발명에 관한 제어장치로 실행되는, ISC 요구 스로틀 개방도를 억제하도록 구성한 제어예를 설명하기 위한 흐름도이고,

도 5 는 도 4 에 나타내는 제어를 실행한 경우의 운전점을 나타내는 선도이고,

도 6 은 본 발명의 제어장치가 대상으로 하는 차량의 구동계통 및 제어계통을 개념적으로 나타내는 블록도이다.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

1 : 엔진 (동력원) 2 : 변속기구

6, 13, 15 : 전자제어장치 10 : 무단변속기 (CVT)

Claims (7)

1. 목표 구동력에 의거하여 이 목표 구동력을 달성하기 위한 동력원의 목표 출력을 산출하는 목표 출력 산출수단과,

   그 목표 출력에 의거하여 목표 출력회전수를 산출하는 목표 출력회전수 산출수단과,

   동력원의 출력회전수가 이 목표 출력회전수로 되도록 무단변속기의 변속비를 제어하는 변속비 제어수단과,

   상기 목표 구동력에 의거하여 이 목표 구동력을 달성하기 위한 동력원의 목표 출력 토크를 구하는 목표 출력 토크 산출수단과,

   상기 목표 출력 토크에 의거하여 동력원의 부하를 제어하는 부하 제어수단과,

   상기 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위해 보정 출력 토크를 산출하고, 상기 동력원의 출력 토크가 상기 목표 출력 토크에 상기 보정 출력 토크가 가산된 값으로 되도록 아이들 운전에 있어서의 상기 동력원의 부하를 제어하기 위한 제어량을 보정하는 보정수단과,

   보기 부하에 의거하여 상기 목표 출력회전수를 보정하는 목표 회전수 보정수단을 구비하고,

   상기 목표 회전수 보정수단은, 상기 보기 부하를 위한 보기 부하출력을 구하고, 또한 상기 보기 부하출력에 의거하여 상기 목표 출력회전수를 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위해 보정 출력 토크에 의거하여 보정 출력을 산출하고, 그 보정 출력에 의거하여 상기 목표 출력을 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 동력원의 아이들 운전을 유지하기 위해 보정 출력 토크에 의거하여 보정 구동력을 산출하고, 그 보정 구동력에 의거하여 상기 목표 구동력을 보정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.
7. 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보정수단은, 주행시에 상기 제어량을 보정하기 위한 보정값이 소정값보다 커지는 경우에는 그 보정값을 작은 값으로 변경하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무단변속기를 구비한 차량의 제어장치.