KR101047814B1 - 차량 구동 유닛 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 이 경우 적어도 구동 유닛의 작동 상태로부터 계산되는 제1 가속 변수(AW)와 제2 가속 변수(A)의 비교로부터 에러가 인식된다. 제2 가속 변수(A)는 차량 종축 방향으로 제1 성분(A1)을, 차량 종축에 수직으로 제2 성분(A2)을 포함한다.
가속 변수, 제1 성분, 제2 성분, 가속 센서, 기울기 센서

Description

차량 구동 유닛 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A DRIVE UNIT OF A VEHICLE}
본 발명은 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
DE 199 28 477호에는 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 또는 장치가 공지되어 있다. 상기 문서에서, 적어도 구동 유닛의 작동 상태로부터 계산되는 제1 가속 변수와 제2 가속 변수의 비교로부터, 연료 계량 공급 영역 내의 에러가 인식된다. 제2 가속 변수는 차량 가속을 직접 검출하는 가속 센서에 의해서 측정된다.
또한 DE 103 15 410 A1호로부터는 엔진의 작동 상태로부터 계산된 엔진의 소정의 모멘트 및 실제 모멘트로부터 에러가 인식되는 방법 및 장치가 공지되어 있다.
두 가지 방법에서의 단점은, 매우 높은 비용으로만 정확한 모니터링이 가능한 것이다. 예컨대 분사된 연료량과 회전수와 같은 작동 상태들에 의한 실제 모멘트의 정확한 계산은 비용이 매우 많이 든다. 이는 특히 전체 연료량이 모멘트로 변환되는 것이 아니라, 분사된 연료량의 일부가 배기 가스 후처리를 위해서 요구되는 배기 가스 후처리 시스템을 갖는 현대의 엔진에 적용된다. 이와 같은 시스템들 의 경우, 특히 적용의 범위 내에서 비용이 매우 상승한다. 즉 각각의 개별 차량을 위해서 다양한 특성 영역과 특성값이 측정되고 저장되어야 한다.
따라서 제2 가속 변수가 차량 종축 방향으로 제1 성분을, 차량 종축에 수직으로 제2 성분을 포함함으로써, 실제로 더 정확하고 간단한 모니터링이 가능하다. 차량 종축에 대해 수직인 성분이 고려됨으로써, 비탈길 출발 또는 비탈길 주행이 확실하게 인식되고 이에 상응하는 정확한 가속값이 결정될 수 있다. 즉 제2 가속 변수는 작동 상태의 인식을 위해 사용된다. 제2 가속 변수는 제2 작동 상태로서 사용되거나, 제2 가속 변수로부터 작동 상태가 인식된다.
특히, 제2 가속 변수가 적합한 센서에 의해 측정될 때 바람직하다. 이와 같은 가속 센서들은 비용면에서 저렴하게 제공된다. 상응하는 가속 센서들은 예컨대 ABS-시스템 또는 ESP-시스템과 같은 다른 시스템들에서 사용된다. 이러한 센서들은 복수의 성분들을 갖는 가속 변수들을 제공한다. 특히 상기 성분들은 차량 종축 방향으로의 성분과 차량 종축에 수직 방향으로의 성분이다.
특히 차량 종축으로의 가속만을 측정하는 단 하나의 단순한 센서가 사용되고 제2 성분은 다른 변수들에 의해서 계산될 때 바람직하다. 예컨대 제2 성분은 기울기 센서에 의해서 간단하게 검출될 수 있다. 대체예로서, 대기압 및/또는 대기압 변화를 특성화하는 신호 또는 GPS-신호로부터 상응하는 값이 유도되는 것도 제공될 수 있다.
특히 제1 가속 변수의 결정을 위해, 실질적으로 가속에 영향을 미치는 차량 질량이 사용될 때 바람직하다.
구동 유닛의 작동 상태로서 적어도 분사된 연료량을 특성화하는 변수가 고려될 때 바람직하다. 분사된 연료량을 특성화하는 이와 같은 변수는 예컨대, 조절 요소의 제어의 지속 또는, 제어 동안 크랭크 및/또는 캠 샤프트가 스캐닝하는 각이다. 이러한 변수들 외에, 바람직하게 제어 장치의 내부에 제공되며, 분사된 연료량을 특성화하는 다른 변수들도 사용될 수 있다.
간단한 실시예에서는, 고정된 차량 질량으로부터 시작된다. 각각의 실제 차량 질량이 검출되어 모니터링을 위해서 사용될 때, 모니터링이 실질적으로 개선된다. 특히 특정의 작동 상태에서 차량 질량이, 적어도 차량 전용형 특성값 및 가속으로부터 계산될 때 바람직하다.
설명된 방법과 방식에 의해서, 차량이 의도하지 않게 가속되는 것이 직접 모니터링될 수 있다. 상기 방법에 의해, 제어 장치의 모니터링의 복잡성이 현저히 감소하며, 이는 특히 기능 모니터링에 적용된다. 개발 시간, 적용 시간 및 비용이 현저히 줄어들며, 이와 동시에 신뢰성 및 정확성이 증가할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 연소 방법 및 구동 유형과는 무관하며, 특히 디젤 차량, 가솔린 엔진, 전기 및 하이브리드 구동기들과 같은 차량의 모든 구동기에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들이 도면에 도시되며 이하의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 장치의 블록도이다.
도2 및 도3은 본 발명에 따른 방식을 나타내기 위한 흐름도이다.
도1에는, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 장치가 도시된다. 이하에서 본 발명에 따른 방식은 디젤 엔진의 예시로 설명된다. 이 경우, 본 발명에 따른 방식은 디젤 엔진에 국한되지 않는다. 이는 기본적으로 차량들의 모든 구동기들에서 사용될 수 있다. 이 경우 상응하는 조절 변수들과 입력 변수들만 사용되어야 한다.
제어 유닛이 100으로 도시된다. 이는 예컨대 분사될 연료량이 영향을 받도록, 조절 요소(110)를 제어한다. 조절 요소(110)는 예컨대 커먼-레일-시스템의 인젝터를 통해, 또는 펌프 노즐을 통해, 분사될 연료량을 정하는 솔레노이드 밸브 또는 압전 액추에이터이다. 제어 유닛(100)이 조절 요소(110)에 제공하는 제어 신호(AS)는 제어 유닛(100)이 다양한 센서들(120)로부터 제공받는 다양한 입력 변수들(E)로부터 검출된다.
이와 같은 장치들은 종래 기술에 광범위하게 공지되어 있다. 본 발명에 따르면, 모니터링 유닛(130)은 제어 유닛(100)과 신호들(QK, K)을 교환한다. 또한 모니터링 유닛(130)에는 가속 센서(140)의 신호(A)가 제공된다.
차량의 상태 또는 구동 유닛의 작동 상태를 특성화하는 입력 변수들(E)로부터, 제어 유닛(100)은 조절 요소(110)를 제어하기 위한 제어 신호(AS)를 계산한다. 조절 요소(110)의 제어 신호에 따라, 엔진은 특정의 연료량을 계량 공급한다.
구동 유닛을 모니터링하기 위해, 모니터링 유닛(130)은 제1 가속 변수와 제2 가속 변수의 비교로부터 에러를 인식한다. 이 경우 제1 가속 변수는 구동 유닛의 작동 상태로부터 계산된다. 분사된 연료량(QK)은 특히 구동 유닛의 작동 상태를 특성화한다. 연료량(QK) 대신에, 연료량을 특성화하는 임의의 다른 변수들도 사용될 수 있다. 이는 특히 조절 요소의 제어 지속 또는, 조절 요소를 위한 제어각에 적용되어 제어된다. 이러한 변수들에 대한 대체예로서, 제어 유닛(100) 내에 제공되고 연료량을 특성화하는 모든 변수들이 사용될 수 있다.
작동 상태에 대한 이러한 변수들로부터, 모니터링 유닛(130)은 제1 가속 변수(AW)를 계산한다. 가속 센서(140)는 실제 가속에 상응하는 제2 가속 변수(A)를 제공한다. 상기 2개의 가속 변수들의 비교로부터, 모니터링 장치는 에러를 인식한다. 특히 모니터링 장치는, 실제 가속 변수(A)가 소정의 가속 변수인 제1 가속 변수(AW)보다 클 때 에러를 인식한다.
이 경우 가속 센서(140)는, 2개의 신호들을 제공할 수 있도록 형성되며, 신호의 제1 성분(A1)은 차량 종축 방향으로의 가속을, 제2 성분(A2)은 차량 종축에 대해 수직인 가속을 제공한다.
차량의 소정의 가속에 상응하는 제1 가속 변수(AW)는 식: AW = F / M에 따라 차량에 작용하는 힘과 차량 질량으로부터 계산된다. 여기서 F는 차량에 작용하는 힘이며, M은 차량의 질량이다. 이를 위해, 차량의 질량(M)을 알아야 한다.
간단한 실시예에서, 질량(M)은 차량을 특성화하는 고정된 값으로서 사전 설정된다. 일반적으로, 작동 시 차량의 질량이 정지 상태 시 차량 질량보다 더 크기 때문에, 소정의 경우와 비교할 때 기껏해야 매우 작은 실제 가속이 주어진다. 이 로써, 측정된 가속이 소정의 가속보다 더 작으므로 "불리한 가속"인 에러도 잘못 검출되지 않는다. 그러나 발생된 에러는, 측정된 가속이 소정의 가속보다 클 때 어떠한 경우에도 인식된다.
더 정확한 각각의 차량 질량 결정은 "불리한 가속"에 대한 인식을 개선시킨다. 개선된 실시예에서, 차량 질량은 특정의 상태들에서 검출되어 모니터링을 위해 사용된다. 상응하는 방식이 도2에 설명된다. 제1 단계(200)에서는, 차량의 정지 여부가 인식된다. 질문(210)은 차량의 가속 여부를 조사한다. 이를 위해 특히 가속 센서(140)의 출력 신호가 평가된다. 가속이 존재하지 않는 것을 질문(210)이 인식하면, 다시 단계(200)가 실행된다. 예컨대 가속 센서(140)의 출력 신호(A) 및 주행 방향으로의 성분(A1)이 임계값(SW)보다 크게 인식되는 바와 같이, 차량 가속의 존재 여부를 질문(210)이 인식하면, 단계(220)가 따른다.
단계(220)에서는 이하에서 설명된 바와 같이, 차량 질량(M)이 검출된다. 이어서 질문(230)이 실행된다. 질문(230)은 차량이 주행하는지의 여부를 조사한다. 그렇다면, 240이 따른다. 이 단계에서, 차량에 작용하는 힘(F) 뿐만아니라 소정의 가속(AW) 및, 가속 센서에 의해서 검출된 가속(A)도 측정된다. 이어진 질문(250)은 에러가 존재하는지의 여부를 조사한다. 특히, 가속 센서(140)에 의해서 측정된 실제 가속(A)이 소정의 가속(AW)보다 더 큰지의 여부가 조사된다. 그렇다면, 단계(260)에서 에러가 인식된다. 그렇지 않다면, 다시 새롭게 질문(230)이 실행된다. 차량이 주행하지 않는 것을 질문(230)이 인식하면, 단계(200)로 전환된다.
본 발명에 따르면 각각의 정지 상태 후, 제1 가속 시 차량 질량(M)이 계산된 다. 차량의 후속 주행 작동 중, 소정의 가속(AW)을 계산하기 위해 상기 질량이 사용된다. 소정의 가속(AW)은 차량에 작용하는 힘으로부터 주어진다. 차량이 의도하지 않게 가속된 것이 인식되면, 에러가 검출된다. 검출된 에러는 신호(X)에 의해서 제어 유닛에 피드백된다.
각각의 시동 후 차량 질량의 새로운 계산은 상기 방법의 정확성을 분명히 개선시킨다. 이 경우 차량이 정지할 때에만 통상적인 방식으로 질량의 증가 또는 감소가 실행되는 것이 고려된다. 에러 모니터링에 영향을 줄 수 있는 범위 내의 주행 시 질량의 변화는 가능하지 않다.
본 발명에 따르면, 차량에 대해 종방향으로 측정된 가속(A)과 제어 장치에 의해서 계산된 가속(AW)과의 비교에 의해 엔진 또는 제어 장치 내의 분사 시스템의 영향이 결정되며, 추후에 설명되는 타당성에 근거해서, 예컨대 센서들 또는 조절기와 같은 그 주변 장치들 또 그 기능을 포함하여 에러에 연관되거나 적절하게 기능하는 제어 장치가 결정된다.
차량 가속의 변화는 엔진 모멘트의 변화 및 주행 저항의 변화와 같은 다양항 영향 변수들에 따른다. 주행 저항에는 특히 롤링 저항, 공기 저항 및 등판 저항이 있다. 구동 트레인의 전달 저항은 일정한 것으로서 간주된다. 기상 조건, 도로 조건 및 롤링 저항의 변화는 적은 영향을 미치며 간단한 실시예에서는 고려되지 않는다. 개선된 실시예에서, 이들은 적합한 센서들에 의해서 측정되어 고려될 수 있다. 의도하지 않은 가속을 인식하는 에러 인식이 가능하도록, 계산된 설정 가속과 측정된 실제 가속 사이의 비교 또는 설정 가속 변화와 실제 가속 변화 사이의 비교가 필요하다. 설정 가속 또는 설정 가속 변화를 계산하기 위해, 차량 질량이 요구된다.
간단한 실시예의 경우, 차량 전비 중량이 질량으로서 사용되는데, 이는 질량 증가가 차량의 타성적인 반응을 이끌어 내기 때문이다. 개선된 실시예는 질량 결정을 필요로 한다. 본 발명에 따라, 차량 질량의 결정 및 저장은 의도하지 않은 가속에 대한 이전의 조사가 상응하게 의도하지 않은 가속을 인식하지 않을 때에만 실행된다.
다양한 신호들의 타당성을 위해 또한 에러 인식을 위해 이하에서와 같이 실행된다: 본 발명에 따라 다양한 주행 상태들이 구별되며, 상이한 주행 상태들에서 상이한 신호들과 변수들이 서로 비교된다.
정상적인 주행 작동 시 즉, 차량이 주행하는 것을 질문(230)이 인식할 때, 제1 질문(300)은 차량이 평면에서 주행하는지의 여부를 조사한다. 이는 예컨대 가속 센서의 평가에 의해서, 제1 및 제2 성분들이 평가됨으로써 인식된다. 가속 센서가 차량의 종축 방향으로의 가속의 수치 변화를 인식하고, 이와 동시에 차량에 대해 수직인 가속 센서가 가속을 인식하지 않으면, 질문(300)은 "평면에서의 주행" 상태를 인식한다. 이 경우, 질문(310)은 코스팅 작동의 존재 여부를 조사한다.
그러하다면 즉, 차량이 코스팅 작동 시 평면에서 주행하면, 블록(410)에서는 에러의 존재 여부가 조사된다. 코스팅 작동 시 차량이 평면 내에서 이동하는 상태일 때, 코스팅 작동의 시작 시 차량 축에 대해 종방향으로 센서 요소의 음의 가속이 측정되어야 하며, 이는 이 상태에서 차량이 그 속도를 늦추기 때문이다. 이 상 태에서, 차량에 대해 종방향으로 센서 요소를 통해 측정된 차량의 양의 가속이 되면, 에러가 인식된다. 이 경우 바람직하게는 비상 주행 조치로서 분사가 중단되는데, 이는 안전 임계적인 주행 상태가 존재하기 때문이다.
작동하지 않은 가속 페달이 존재함으로써, 바람직하게 단계(310)에서 코스팅 작동이 인식된다. 모멘트 요구를 나타내는 다른 신호도 대체예로서 사용될 수 있다. 즉 질문(310)은, 모멘트 요구가 존재하는지의 여부를 조사한다. 그렇지 않다면, 평면 상에서의 주행 상태의 시작 시 차량의 지연이 발생해야 한다.
질문(310)이 코스팅 작동을 인식하지 않으면, 단계(320)에서는 클러치의 작동 여부가 조사되거나 또는, 자동 변속기의 경우 컨버터의 개폐 여부가 조사된다. 상응하는 신호들은 일반적으로 제어 유닛 내에 제공되어 상응하게 평가된다.
해제되지 않으면 즉, 차량이 평면 내에서 정상 주행 상태로 이동하면, 블록(420)에서는 이하에서와 같이 신호들이 타당성에 대해서 조사된다. 이 상태에서 운전자는 소정의 가속을 위해서 요구되는 소망 모멘트를, 페달 위치를 통해서 조절한다. 운전자가 페달값을 현저하게 변경하지 않고서도 차량 종축 방향으로 가속의 성분의 수치가 변하면, 에러가 추정된다. 즉 성분(A2)의 변화는 임계값을 초과하며, 동시에 운전자 요구의 변화가 임계값보다 작으므로, 에러가 존재한다.
차량이 계속해서 의도하지 않게 가속되면, 운전자는 일반적으로 가속 페달의 작동을 철회시킨다. 이로써 소정의 시간 후 코스팅 작동이 인식되며 즉, 블록(410)으로 전환된다. 블록(420)에서 에러가 인식되지 않은 경우, 운전자의 통상적인 반응에 의해서, 제2 모니터링이 실행되고 에러가 확실히 인식된다.
가속값 변화의 평가에 대한 대체예로서 이하에서와 같이 제시될 수 있다: 엔진에 의해서 제공된 힘은 분사된 연료량에 의거해 제어 장치로부터 계산된다. 이러한 힘은 롤링 저항, 공기 저항 및 구동 트레인 손실과 같은 외부 주행 저항들만큼 감소한다. 남아 있는 힘은 차량을 가속시킨다. 차량의 질량 및 그 힘으로부터, 소정의 가속이 계산될 수 있다. 예컨대 연료량 또는 운전자 소망과 같은 상응하는 변수들은 제어 유닛 내에 제공되며, 이들로부터 엔진력이 계산된다. 구동 트레인 손실, 롤링 저항 및 공기 저항과 같은 다른 변수들은 공지되거나 차량 특성에 맞으며, 차량의 제1 개시 시에 한 번 검출되거나 고정된 값을 취하고, 메모리 내에 저장된다.
커브 저항이 고려될 때 더욱 개선된다. 상응하는 커브 저항 및 상응하는 커브 주행은 차량 내의 요잉율 센서 또는 조향각 센서에 의해서 인식되고 고려될 수 있다. 이로써 남아 있는 구동력(F)과 차량 질량(M)으로부터 식 AW = F / M에 따라 소정의 가속(AW)이 주어진다. 이렇게 계산된 소정의 가속(AW)은 차량에 대해서 종방향인 센서 요소의 가속(A1)이 측정될 시에 비교된다. 공차, 부정확성의 고려 하에 차이가 제시된다. 상기 2개의 가속들의 차이가, 적용 가능한 임계값보다 크면, 모니터링 유닛은 에러를 인식한다.
질문(320)이, 클러치가 해제되거나 컨버터가 개방된 것을 인식하면, 블록(430)에서는 이하의 조사가 실행된다. 컨버터가 개방 또는 클러치가 작동된 경우 평면에서의 주행 시, 엔진은 제어 유닛(100)의 공회전수 조절기를 통해서 공회전수로 유지된다. 에러가 있을 경우 이는 차량의 가속을 일으키지 않으므로, 모니 터링 유닛(130)에 의해서 인식되지 않을 수 있다. 이 경우 공회전수의 통상적인 모니터링은 상응하는 에러를 인식한다.
차량이 평면에서 주행하지 않는 것을 질문(300)이 인식하면, 질문(330)이 후속된다. 상기 질문은, 차량이 비탈길을 주행하는지의 여부를 조사한다. 에러로 인한, 비탈길 주행중의 가속 발생은 차량 질량 및 기울기각에 따른 내리막 하강력으로 인한 가속과는 확실히 구별될 수 있다. 엔진력은 분사된 연료량(QK)에 의해 모니터링 유닛(130)으로부터 계산된다. 외부의 주행 저항들, 구동 트레인 손실을 제하고, 남아 있는 힘은 차량의 가속 또는 지연을 제시한다. 허용된 가속(AW)은 남아 있는 구동력, 차량 질량(M)으로부터, 모니터링 유닛(130)에 의해 계산된다. 실질적으로 비탈길 주행 시 이러한 방식은, 내리막 하강력이 추가의 힘으로서 고려됨으로써 구별된다. 차량 질량 및 기울기각에 의해, 비탈길 주행 시 내리막 하강력에 따른 가속은 제어 유닛 내의 에러에 의해서 야기된 가속과는 확실히 구별될 수 있다. 본 발명에 따라, 비탈길 주행 시에도 엔진력은 분사된 연료량(QK)에 의해 모니터링 유닛(130)으로부터 계산된다. 예컨대 롤링 저항, 공기 저항, 구동 트레인 손실 및 내리막 하강력과 같은 외부 주행 저항들의 고려 하에, 차량의 남은 힘, 가속 또는 지연이 제시된다. 이러한 변수들로부터, 소정의 또는 허용된 가속(AW)이, 차량 질량의 고려 하에 모니터링 유닛(130)에 의해 계산된다. 이러한 소정의 가속이, 센서(140)에 의해서 측정된, 특히 차량 종축 방향으로의 성분(A1)에 의해 측정된 가속(A)과 다르면, 에러가 인식된다. 바람직하게, 2개의 가속들 사이의 차이 즉, 소정의 가속과 측정된 가속 사이의 차이가 계산된다. 상기 차이 가 적용된 임계 위에 있으면, 에러가 인식된다.
비탈길 주행이 실행되는 것을 질문(330)이 인식하면, 질문(340)은 체결된 상태가 존재하는지의 여부를 조사한다. 그렇지 않다면 즉, 클러치가 작동되거나 자동 변속기의 컨버터가 개방되면, 이는 모니터링 유닛(130)에 의해서 인식된다. 이 경우, 엔진의 압축력은 영향을 받지 않고 유지되며 차량은 내리막 하강력에 의해서 가속된다. 엔진은 제어 유닛(100)의 공회전수 조절기에 의해서 공회전수로 유지된다. 이 상태에서 에러가 발생하면, 차량은 가속되지 않으며 즉, 상기 에러는 본 발명에 따른 방법에 의해서 아직 인식될 수 없다. 그러나 상기 에러는, 공회전 시의 회전수가 공회전수보다 클 때 인식된다.
비탈길 주행이 실행되지 않는 것을 질문(330)이 인식하면, 단계(470)가 후속된다. 여기서 에러 모니터링은 질문(310)에서 설명된 바에 상응하게 실행될 수 있다. 즉, 평면 또는 오르막에서의 주행 시 조사는 단지 미미하게만 구별된다. 오르막 주행 시, 내리막 하강력은 이동에 반대되는 추가의 힘으로서 고려될 수 있다.
체결된 상태가 존재하는 것을 질문(340)이 인식하면, 엔진이 코스팅 작동에 있는지의 여부에 대한 추가의 질문(350)이 실행된다. 그러하다면, 기울기각의 변화는 주행 저항에 영향을 미친다. 이는 주행 방향으로의 기울기각에 따른 차량 중량이 구동 트레인의 전달 효율 및 엔진의 압축력을 포함하는 주행 저항들을 극복할 때, 비탈길 주행의 경우 엔진 코스팅에서 차량 가속이 일어나는 것을 의미한다. 공회전수 아래에 있는 엔진 회전수의 경우, 제어 유닛(100)의 공회전수 조절기는, 공회전수 범위 내에 공회전수가 유지되도록 많은 연료가 분사되도록 한다. 즉, 공 회전수 조절기 범위의 상부 회전수 한계에 이를 때까지, 차량은 가속된다.
질문(350)이 코스팅 작동이 존재하지 않는 것을 인식하면 즉, 체결된 주행 상태일 때의 비탈길 주행 시 운전자가 가속을 원하면, 운전자는 소정의 가속을 위해서 필요한 소망 모멘트를 페달 위치를 통해서 조절한다. 분사를 일으키는 에러의 경우, 차량은 의도하지 않게 가속된다. 차량이 의도하지 않게 계속 가속될 때, 운전자는 가속 페달을 놓으며 제어 장치는 코스팅 작동을 인식한다.
본 발명에 따라, 제어 장치 내에 제공되고 예컨대 클러치를 작동시키거나 작동시키지 않는 다양한 변수들 및, 센서들에 의해서 측정된 변수들로부터 다양한 작동 상태들이 인식된다. 이러한 작동 상태들에서 차량에 작용하는 힘이 검출되며, 이와 같이 검출된 힘과 차량 질량으로부터 소정의 또는 허용된 가속(AW)이 결정된다. 소정의 가속은 실제 가속(A)과 비교된다. 실제 가속은 바람직하게는 센서(140)에 의해서 측정되고, 이 경우 차량 종축 방향으로의 가속의 성분(A1)이 고려된다. 차량 종축에 대해 수직인 가속의 제2 성분(A2)은 차량의 상태를 구별하기 위해서, 특히 차량이 비탈길, 오르막 또는 평면에서 주행하는지의 여부를 인식하기 위해서 사용된다.
가속을 인식하는 추가의 센서들이 제공되면, 차량에 작용하는 더 많은 힘들이 고려될 수 있다. 따라서 차량 종축에 대해 횡방향인 하나의 센서에 의해 커브 주행 및, 이 경우 발생하는 힘들이 검출되어 고려될 수 있다.
차량 질량은 가속의 계산 내에 포함된 실질적인 변수이다. 따라서 본 발명에 따라, 간단한 실시예에서, 고정된 질량이 고려된다. 개선된 실시예서, 특정의 작동 상태들에서 차량의 질량이 각각 새롭게 검출된 다음 주행 작동 시 가속을 계산하기 위해서 계산된다. 특히 정지 상태로부터 차량의 매 시동 또는 제1 가속 시 차량 질량이 검출되는 것이 바람직하게 제시된다. 차량 질량의 검출 시, 에러 검출을 위한 변수와 동일한 변수들이 사용된다.
바람직하게 제1 단계에서는, 에러가 존재하는지의 여부에 대한 대략적인 조사가 실행된다. 이는 예컨대, 공회전 상태일 때 차량의 질량에 의해서 조사가 실행됨으로써 이뤄진다. 에러가 존재하지 않는다는 결과가 제공되면, 차량 질량은 상응하는 변수들로부터 결정된 다음, 에러 모니터링을 위해서 사용된다. 대체예로서, 전비 중량 대신에 정지 시 마지막으로 사용된 질량이 차량 질량으로서 사용되거나 고정된 값이 질량으로 사용될 수 있다. 이 경우, 그 초과 시에 에러가 인식되는 임계값은 상응하게 더 큰 공차를 포함할 수 있다.
이어서, 순간적 차량 질량의 정확한 값이 계산된다. 계속된 작동 시, 순간적 차량 질량의 정확한 값으로부터 매우 정확한 에러 모니터링이 실행된다.
특히, 선택된 작동 상태들에서 차량 질량의 검출 및 에러 모니터링을 위해 측정 변수, 상수 및 특정의 변수 사이의 동일한 연관 및 관계가 사용된다. 즉, 특정의 관계로부터, 시동 후 또는 출발 후 차량의 질량이 검출된다. 이 경우, 아직 에러가 존재하지 않는 것이 추정된다. 의도하지 않은 가속에 대한 모니터링은 초기-값들에 의해서 발생한다. 이러한 초기-값들로는 예컨대 공회전 상태에 있는 차량 질량이 사용된다. 이어서 차량 주행 시, 동일한 관계로부터 차량의 소정의 가속(AW)이 계산된다. 소정의 가속은 측정된 가속(A)에 의해서 타당성이 입증된다. 이 경우 작동 상태의 검출, 차량 질량의 검출 및/또는 측정된 가속의 검출을 위해 가속 센서의 신호의 2개의 성분들이 사용될 수 있다.
이하에서는, 도3b에 따른 흐름도에 의해 질량 검출이 설명된다. 다양한 질문들에서는, 차량이 어떠한 주행 상태에 있는지가 조사된다. 상기 질문들은 도3a의 질문들에 상응하며 또한 상응하게 도시된다.
질문들(300, 320)이, 차량이 평면에서 이동하고 엔진이 해제된 것을 인식하면, 단계(520)에서는 이하와 같이 질량이 계산된다. 이러한 상태에서는 차량에 작용하는 힘에 대해 이하의 방정식이 적용된다:
0 = FT - FL - FRo
FT = M * A
FL = 0.5 * K1 * K2(V-V0)2
FRo = K3 * M
M = FL/(A-K3)
이 경우 FT는 차량의 관성력, FL은 공기 저항력, FR0는 롤링 저항력을 나타낸다. 변수들 K1, K2 및 K3은 바람직하게는 차량 전용형인 상수들이다. 변수 V는 차량의 실제 속도이며, V0은 상수들 K1 및/또는 K2가 검출된 차량의 속도이다.
전개 및 적용 단계에서, 상기 상수들은 차량 전용형으로 결정되며 제어 장치(100) 또는 모니터링 유닛(130) 내에 저장되므로, 주행 속도만이 유일한 변수이 다. 롤링 저항(FR0)의 경우, 간단한 실시예에서는 가장 작은 롤링 저항값이 취해진다. 제어 장치가 "불리한 경로 인식"을 하면, 롤링 저항값 즉, 상수(K1)는 상응하게 적응될 수 있다.
차량 질량(M)에 대한 식으로부터 차량 질량이 계산되어 메모리 내에 저장되며 후속하는 주행 사이클에서 사용된다. 주행 사이클 동안에도 업데이트가 실행될 때 바람직하다. 이는 예컨대 차량이 정지한 후에도 엔진이 운행중일 때 중요하다.
엔진이 체결되고 운전자 가속 요구가 있는, 평면에서의 주행 상태를 질문(300, 320)이 인식하면, 단계(530)에서는 차량 질량이 다음과 같이 계산된다. 상기 상태에서는, 차량에 대한 힘에 이하의 방정식이 적용된다.
Figure 112007080386613-pct00001
이 경우 변수 FM는 엔진 구동력이며 FU는 구동 트레인의 전달 저항력이다.
엔진 구동력(FM)은 분사된 연료량(QK)에 의거해서 제어 장치에 의해 계산된다. 구동 트레인 손실(FU)은 실질적으로 구동 트레인의 전달 효율로 표현되며, 이는 차량 전용형으로 공지되고 차량 전용형인 파라미터로서 처리되는데 즉, 적용의 범위 내에서 검출되어 제어 장치 내에 저장된다.
차량 질량(M)을 위한 식으로부터 차량 질량이 계산되어 메모리 내에 저장되고 후속하는 주행 사이클에서 사용된다. 주행 사이클 동안에도 업데이트가 실행될 때 바람직하다. 이는 예컨대 차량이 정지한 후에도 엔진이 운행중일 때 중요하다.
질문(300, 330)이 비탈길 주행을 인식하면, 이하에서 설명되는 상태들에서와 마찬가지로 차량 질량이 계산된다.
질문(300, 330 및 340)이, 엔진이 체결되고 코스팅 주행을 갖는 비탈길 주행 상태가 제공되는 것을 인식하면, 이하의 방정식이 적용된다.
Figure 112007080386613-pct00002
이 경우, 변수 FH는 내리막 하강력이다. 변수 S는 시간 t동안 되돌아간 경로이다. VM은 휠 회전수 센서들에 의해서 측정된 속도를 제공하며, 측정의 시작 시, 경사각으로서도 표현되는 기울기각(W)에 존재한다. 변수 KG는 상수이다.
차량 질량(M)을 위한 식으로부터, 차량 질량이 계산되어 메모리 내에 저장되며 후속하는 주행 사이클에서 사용된다. 이 경우 각(W)은 변수(S)를 위한 식으로부터 결정된다. 주행 사이클 동안에도 업데이트가 실행될 때 바람직하다. 이는 예컨대 차량이 정지한 후에도 엔진이 운행중일 때 중요하다.
질문(300, 330, 340, 350)이 코스팅 작동 시 해제된 비탈길 주행 상태를 인식하면, 단계(540)에서 질량은 다음과 같이 계산된다.
차량 질량은 상기 작동 상태일 때 이하와 같이 계산될 수 있다:
0 = FT + FH - FL - FRo
M = FL/(A + KG * SIN(W)-K3)
차량 질량(M)을 위한 식으로부터 차량 질량이 계산되어 메모리 내에 저장되 며, 후속하는 주행 사이클에서 사용된다. 주행 사이클 동안에도 업데이트가 실행될 때 바람직하다. 이는 예컨대 차량이 정지한 후에도 엔진이 운행중일 때 중요하다.
질문(300, 330, 340, 350)이 해제되고 코스팅 작동이 아닌 비탈길 주행 상태를 인식하면, 도시된 실시예의 단계(550)에서는 질량 계산이 실행되지 않는다.
질문(300, 330, 340)이, 운전자 가속 요구가 체결된 비탈길 주행 상태를 인식하면, 단계(560)에서 질량은 이하와 같이 계산된다.
운전자는 소정의 가속을 위해서 필요한 소망 모멘트를 페달 위치를 통해서 조절한다. 에러에 연관된 제어 장치 또는 센서들과 같은 그 주변 장치, 또는 분사와 같은 기능 시, 차량은 의도하지 않게 가속될 수 있다. 차량이 계속해서 의도하지 않게 가속될 때 운전자는, 가속 페달을 완전히 뗄 때까지 가속 페달을 통해서 조절하려고 하며 제어 장치는 코스팅 작동을 인식한다.
적절한 경우 차량 질량은 이하와 같이 제어 장치에 의해서 계산될 수 있다:
Figure 112007080386613-pct00003
변수 FM는 엔진력이다. 이는 분사된 연료량에 의해서 제어 장치로부터 계산된다.
질문(330)이 오르막 주행을 인식하면, 도시된 실시예에서 단계(570)에서는 질량 계산이 실행되지 않는다. 단계(550, 570)에서의 질량 계산은 상기 식들의 결합에 의해서 가능하다.
차량 질량(M)을 위한 식으로부터 차량 질량이 계산되어 메모리 내에 저장되며, 후속하는 주행 사이클에서 사용된다. 주행 사이클 동안에도 업데이트가 실행될 때 바람직하다. 이는 예컨대 차량이 정지한 후에도 엔진이 운행중일 때 중요하다.
추가의 실시예의 경우, 차량에 대해서 종방향인 센서 요소의 가속 벡터의 계산된 가속(AW) 및/또는 측정된 가속(A1)이, 측정된 휠 회전수 변화로부터 검출된 가속에 의해서 타당성이 입증되는 것이 제공될 수 있다.
또한 일 실시예에서, 차량에 대해서 수직인 센서 요소의 가속 벡터의 계산된 그리고/또는 측정된 가속은, 대기압 센서에 의해서 측정된 대기압의 변화로부터 타당성이 입증되는 것이 제공될 수 있다.
일 실시예서, 가속 센서들이 제공되는 것이 아니라, 휠 회전수 변화(종축) 및 대기압(수직축)의 변화로부터 가속이 계산될 수도 있다.

Claims (9)

  1. 적어도 구동 유닛의 작동 상태로부터 계산되는 제1 가속 변수(AW)와 제2 가속 변수(A)의 비교로부터 에러가 인식되며, 제2 가속 변수(A)는 차량 종축 방향으로 제1 성분(A1)을 포함하며, 차량 종축에 수직으로 제2 성분(A2)을 포함하는, 차량 구동 유닛 제어 방법에 있어서,
    구동 유닛의 작동 상태로서, 분사된 연료량(QK)을 특성화하는 적어도 하나의 변수 및 제2 가속 변수 중 적어도 하나가 고려되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 제2 가속 변수(A)는 적어도 하나의 센서(140)에 의해서 측정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 성분들(A1, A2)은 적어도 하나의 가속 센서(140)에 의해서 측정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제1 성분(A1)은 가속 센서(140)에 의해서, 제2 성분(A2)은 기울기 센서에 의해서 측정되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1 가속 변수(AW)는 적어도 차량 질량(M)으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 특정의 작동 상태들에서 차량 질량(M)은 적어도, 차량 가속(A) 및 추가의 차량 전용형 특성값으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서, 특정의 작동 상태들에서 차량 질량(M)은 적어도, 제2 가속 변수로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛 제어 방법.
  9. 적어도 구동 유닛의 작동 상태로부터 계산되는 제1 가속 변수(AW)와 제2 가속 변수(A)의 비교로부터 에러가 인식되며, 차량 종축 방향으로 제1 성분(A1)을 포함하며, 차량 종축에 수직으로 제2 성분(A2)을 포함하도록 제2 가속 변수(A)를 제공하는 수단이 제공되는, 차량 구동 유닛 제어 장치에 있어서,
    구동 유닛의 작동 상태로서, 분사된 연료량(QK)을 특성화하는 적어도 하나의 변수 및 제2 가속 변수 중 적어도 하나를 고려하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 차량 구동 유닛 제어 장치.
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