KR101574983B1 - 내연 기관 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 변속시의 내연 기관 토크의 지연을 가능한 한 적게 하여 추종성을 양호하게 하면서, 내연 기관 토크를 차량 주행 상태에 따라 제어한다.
[해결수단] 변속시에 트랜스미션의 기어 투입 후에 또한 클러치 절단시에 엔진 토크 지시값이 출력되어 엔진 토크 제어가 개시된다. 따라서, 클러치가 절단측에서 접속측으로 이동되기 전에 엔진 토크 지시가 빨리 출력되어, 클러치의 접속 시점에서는 엔진의 출력을 엔진 토크 지시값에 추종시킬 수 있고, 실제 엔진 토크값이 비교적 신속하게 상승 가능해진다. 이것에 의해, 엔진 토크 제어가 지시될 때, 통신 수단 등에 의해 신호 전달에 약간의 지연이 생기는 경우에도, 이 지연분이 보정되어 차량이 감속하는 것을 저지할 수 있고, 엔진의 양호한 추종성을 얻을 수 있다.

Description

내연 기관 제어 장치{INTERNAL COMBUSTION CONTROL SYSTEM}
본 발명은 기계식 자동 변속기(AMT) 등의 자동 변속기의 변속 제어시에 엔진 토크 등의 내연 기관 토크를 제어하는 내연 기관 제어 장치의 기술 분야에 관한 것이다.
종래, 기계식 자동 변속기를 탑재한 버스나 트럭 등의 대형 차량에 있어서는, 기계식 자동 변속기의 변속 제어시에 내연 기관인 엔진의 출력 제어(이하, 엔진 토크 제어라고도 함)가 다양하게 행해지고 있다.
이러한 엔진의 출력 제어를 행하는 종래의 엔진 제어 장치로서, 기계식 자동 변속기의 변속 완료시에 차량이 매끄럽게 주행을 계속하도록 변속 완료시의 엔진 출력(이하, 엔진 토크라고도 함)을 제어하는 엔진 제어 장치가 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이 특허문헌 1에 기재된 엔진 제어 장치에서는, 변속기 ECU(TCU)의 시프트 신호 생성 수단이 변속의 완료를 검출하면, 엔진 출력 제어 수단이 엔진의 회전 속도에 대응하고 또한 회전 저항을 상쇄하여 변속기에 이 회전 저항에 의한 구동 토크를 전달하지 않는 엔진 출력을 미리 설정된 엔진 출력 맵인 α값 맵으로부터 얻는 동시에, 이 엔진 출력으로부터 소정의 변화율로, 드라이버의 액셀 개도에 대응하는 엔진 출력이 될 때까지 엔진 출력을 일정한 비율로(직선적으로) 증대하도록 제어한다.
[특허문헌 1]
일본 공개특허공보 특개2006-70708호
그런데, 기계식 자동 변속기에 있어서는 일반적으로 기계식 자동 변속기의 변속 종료 후에 CAN 등의 통신 수단을 사용하여 엔진 토크 제어를 실시하고 있는데, 그 제어 방법에 따라서는 엔진 토크 제어가 주행 필링(feeling)에 영향을 미치는 경우가 있다. 예를 들어, 클러치를 절단에서 접속으로 제어할 때에 엔진 토크의 변동이 크면 쇼크를 일으키는 경우가 있다. 따라서, 가능한 한 쇼크를 억제하고 또한 가속성이 좋은 엔진 토크 제어가 요구된다.
하지만, 특허문헌 1에 기재된 엔진 제어 장치에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 클러치가 어느 정도 이상 접속측 γ가 된 시점(즉, 클러치 접속 완료 직전 γ의 시점) t2에서 엔진 출력 제어를 개시하고 있다. 이 때문에, 엔진 출력 제어 개시의 타이밍이 느리다는 문제를 생각할 수 있다. 이와 같이 엔진 출력 제어 개시의 타이밍이 느리면, 도 4에서 엔진 토크가 엔진 출력 제어 개시 시점으로부터 t2로부터 드라이버의 액셀 개도값(드라이버의 요구 토크값에 대응)이 되는 시점 t3까지 요하는 시간이 길어져 버린다. 예를 들어, 추종성이 양호하지 않은 엔진의 경우에서는, 변속기 ECU에 의해 엔진 토크 제어 지시가 개시되고 나서 실제로 엔진 출력이 올라갈 때까지 시간을 요하여 지연을 발생시키는 경우를 생각할 수 있다.
또한, 엔진 출력 제어에 사용되고 있는 α값 맵은 엔진 회전수와, 회전 저항이 상쇄되는 엔진 출력값에 대응하는 스로틀 개도 또는 연료 분사량과의 관계를 나타낼 뿐인 것이므로, 엔진 출력은 단순히 회전 저항분만이 가미되어서 출력된다. 따라서, 클러치가 어느 정도 이상 접속측이 되었을 때의 엔진 출력값의 시점(始點)이 차량 부하(예를 들어, 노면 상황)에 따라 변화되지 않고 일정하다. 이 때문에, 예를 들어 급한 오르막길 주행 등의 차량 부하가 큰 경우에는 드라이버가 요구하는 가속감을 얻는 것은 어렵다.
또한, α값 맵이 변속기 ECU의 ROM에 저장되어 있는 것으로부터, 차량의 주행 상황에 상관없이 엔진 출력값이 일정하게 되어 있기 때문에, 엔진 출력값은 차량의 개체 차에 의한 오차나 차량 부하 등을 흡수하지 않고, 이들 영향을 받아버린다는 문제도 생각할 수 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로써, 그 목적은 변속시의 내연 기관 토크의 지연을 가능한 한 적게 하여 추종성을 양호하게 하면서, 내연 기관 토크를 차량 주행 속도에 따라 제어할 수 있는 내연 기관 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 체인지 레버의 시프트 위치를 판정하여 시프트 위치 신호를 출력하는 시프트 신호 생성 수단과, 클러치의 트랜스미션측의 클러치 회전수를 검출하여 클러치 회전수 신호를 출력하는 클러치 회전수 출력 수단과, 트랜스미션의 아웃풋 샤프트의 회전수를 검출하여 아웃풋 회전수 신호를 출력하는 아웃풋 회전수 출력 수단과, 상기 시프트 신호 생성 수단으로부터의 시프트 위치 신호, 상기 클러치 회전수 출력 수단으로부터의 클러치 회전수 신호, 및 아웃풋 회전수 출력 수단으로부터의 아웃풋 회전수 신호에 기초하여, 변속시에 상기 트랜스미션의 기어 투입 후에 또한 상기 클러치의 절단 상태시 내연 기관 토크 지시값을 출력하여 내연 기관 토크 제어를 개시하는 내연 기관 출력 제어 수단과, 내연 기관 토크가 상기 내연 기관 출력 제어 수단으로 출력된 내연 기관 토크 지시값이 되도록 내연 기관을 제어하는 내연 기관 제어부를 적어도 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 상기 내연 기관 출력 제어 수단이 내연 기관 토크 제어의 개시 후 상기 클러치의 클러치 접속 제어가 개시될 때까지는, 상기 내연 기관 토크 지시값을 회전 저항분의 토크값 이하로 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 상기 내연 기관 출력 제어 수단이 상기 클러치의 클러치 접속 제어 개시 후에 상기 내연 기관 토크 지시값을 상승시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 상기 내연 기관 출력 제어 수단이 상기 클러치의 클러치 접속 제어 개시 후에 상기 내연 기관 토크 지시값을 클러치 접속 속도에 기초하여 상승시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 상기 시프트 신호 생성 수단이 차량 주행 상태 정보를 판정하여 차량 주행 상태 판정 신호를 출력하는 동시에, 상기 내연 기관 출력 제어 수단은 상기 시프트 신호 생성 수단으로부터의 차량 주행 상태 판정 신호에 기초하여 클러치 접속 제어 개시 후의 상기 내연 기관 토크 지시값을 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 상기 차량 주행 상태 정보가 차량이 주행하고 있는 도로 차량 주행로 정보 또는 차량의 적재 정보인 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치에 의하면, 내연 기관 출력 제어 수단에 의해 변속시에 트랜스미션의 기어 투입 후에 또한 클러치의 절단 상태시 내연 기관 토크 지시값을 출력하여 내연 기관 토크 제어가 개시된다. 따라서, 클러치가 절단측에서 접속측으로 이동되기 전에 내연 기관 토크 지시가 빨리 출력되게 되고, 클러치의 접속 시점에서는 내연 기관의 출력을 내연 기관 토크 지시값에 추종시킬 수 있고, 실제 내연 기관 토크값을 비교적 신속하게 상승시킬 수 있게 된다. 이것에 의해, 내연 기관 토크 제어가 지시될 때, 통신 수단 등에 의해 신호 전달에 약간의 지연이 발생될 경우에도, 이 지연분이 보정되어 차량이 감속하는 것을 저지할 수 있고, 내연 기관의 양호한 추종성을 얻을 수 있다.
또한, 내연 기관 출력 제어 수단에 의해, 내연 기관 토크 제어의 개시 후 내연 기관 토크 지시값이 회전 저항분의 토크값 이하로 설정된다. 이것에 의해, 내연 기관의 회전의 상승을 억제하면서, 클러치를 접속하는 단계에서의 내연 기관 토크 지시값의 상승에 따라 실제 내연 기관 토크값이 신속하게 상승하고, 변속의 타임 로스가 적어지고, 변속 시간을 보다 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 시프트 다운시나 기어 투입 중에 내연 기관 회전수가 저하되어 버리는 경우에는, 회전 맞춤을 위해 다음단 클러치 회전수 상당으로 내연 기관 회전을 맞출 필요가 있으나, 이 회전 맞춤은 기어 투입 중에 종료하고 있는 것을 전제로 하고 있다.
또한, 내연 기관 출력 제어 수단에 의해, 클러치의 클러치 접속 제어 개시 후에 내연 기관 토크 지시값이 상승된다. 이것에 의해, 변속시의 쇼크가 완화되어 내연 기관 토크를 단시간에 상승시킬 수 있다.
특히, 내연 기관 토크 지시값이 기어의 투입 완료 후의 클러치 접속 속도에 기초하여 증가되므로, 내연 기관 회전 속도가 증가하고 있는 상태에서, 클러치를 접속함으로써, 클러치 접속시의 감속감을 없앴을 수 있는 동시에, 내연 기관 토크를 보다 한층 단시간에 상승시킬 수 있다.
또한, 내연 기관 출력 수단에 의해, 차량 부하(도로 상황이나 적차 상황 등)에 영향을 주는 차량 주행 상태 정보에 기초하여, 클러치 접속 제어 개시 후의 내연 기관 토크 지시값이 설정된다. 따라서, 차량 부하 상황에 상관없이 내연 기관 토크 지시값을 적정 값으로 설정 가능해진다. 이것에 의해, 차량 부하 상황에 상관없이, 드라이버는 위화감이 없는 양호한 주행 필링을 얻는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치인 엔진 제어 장치의 실시형태의 일례를 모식적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 예의 엔진 제어 장치에 의한 엔진 토크 제어를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 예의 엔진 토크 제어의 플로우를 도시한 도면이다.
도 4는 특허문헌 1에 기재된 종래의 엔진 제어 장치에 의한 엔진 토크 제어를 설명하는 도면이다.
이하, 도면을 사용하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치인 엔진 제어 장치의 실시형태의 일례를 모식적으로 도시한 블럭도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 예의 내연 기관 제어 장치인 엔진 제어 장치(1)는 차량의 자동 변속기를 제어하는 변속기 ECU(2)(TCU; Transmission Control Unit), 엔진 토크를 발생하는 엔진(3)을 제어하는 엔진 ECU(4)(본 발명의 내연 기관 제어부에 상당), 체인지 레버 시프트 위치 검출 센서(5), 및 차량 주행 상태 검출 센서(6)를 갖는다. 또한, 엔진 제어 장치(1)와 함께 사용되는 자동 변속기는 변속을 행하는 트랜스미션(7), 이 트랜스미션(7)의 변속 시프트를 제어하기 위하여 트랜스미션(7)의 기어 넣기 및 기어 빼기를 행하는 시프트 액추에이터(8), 동력 전달을 온오프하는 클러치(9), 이 클러치(9)의 절단 및 접속(단접)을 행하기 위하여 클러치(9)를 작동 제어하는 클러치 액추에이터(10)를 갖는다.
체인지 레버 시프트 위치 검출 센서(5)는 체인지 레버 유닛(CLU; Change Lever Unit)에서의 체인지 레버의 시프트 위치를 검출하여 레버 시프트 위치 검출 신호를 출력한다. 또한, 차량 주행 상태 검출 센서(6)는 차량 속도나 엔진 부하 등의 차량의 주행시에서의 차량 주행 상태 정보를 검출하여 차량 주행 상태 검출 신호를 출력한다.
변속기 ECU(2)는 시프트 신호 생성 수단(11), 기어 시프트 제어 수단(12), 클러치 제어 수단(13), 클러치 접속 속도 출력 수단(14), 엔진 출력 제어 수단(15), 아웃풋 회전수 출력 수단(16), 클러치 회전수 출력 수단(17), 및 엔진 회전수 출력 수단(18)을 갖는다.
시프트 신호 생성 수단(11)은 체인지 레버 시프트 위치 검출 센서(5)로부터의 레버 시프트 위치 검출 신호에 기초하여 체인지 레버의 시프트 위치를 판정하고, 그 위치가 자동 변속 모드인 경우는 차량 주행 상태로부터 시프트 위치 판정 신호(목표 기어 위치)의 전환의 필요성을 판단하고, 수동 변속 모드인 경우에는 운전자의 레버 조작에 따라 시프트 위치 판정 신호를 바꾸는 동시에, 차량 주행 상태 검출 센서(6)로부터의 차량 주행 상태 검출 신호에 기초하여 차량 속도나 엔진 부하 등의 차량 주행시에서의 차량 주행 상태 정보를 판정하여 차량 주행 상태 판정 신호를 출력한다.
기어 시프트 제어 수단(12)은 시프트 신호 생성 수단(11)으로부터의 시프트 위치 판정 신호에 기초하여 시프트 액추에이터(8)의 작동 제어 조건을 설정하고, 설정한 작동 제어 조건에 기초한 시프트 액추에이터 작동 제어 신호를 시프트 액추에이터(8)에 출력한다. 시프트 액추에이터(8)는 시프트 액추에이터 작동 제어 신호에 기초하여 대응하는 트랜스미션(7)의 기어 넣기 또는 기어 빼기를 행함으로써, 트랜스미션(7)을 시프트 신호 생성 수단(11)으로부터의 시프트 위치 판정 신호에 기초한 기어 위치로 설정한다. 그 경우, 변속 시프트의 설정의 피드백 신호가 시프트 액추에이터(8)로부터 기어 시프트 제어 수단(12)으로 출력된다.
클러치 제어 수단(13)은 시프트 신호 생성 수단(11)으로부터의 시프트 위치 판정 신호 및 차량 주행 상태 판정 신호에 기초하여 클러치 액추에이터(10)의 작동 제어 조건을 설정하고, 설정한 작동 제어 조건에 기초한 클러치 액추에이터 작동 제어 신호를 클러치 액추에이터(10)에 출력한다. 클러치 액추에이터(10)는 클러치 액추에이터 작동 제어 신호에 기초하여 클러치(9)의 단접 제어를 행한다. 그 경우, 클러치(9)의 단접 제어의 피드백 신호가 클러치 액추에이터(10)로부터 클러치 제어 수단(13)으로 출력된다. 또한, 클러치 제어 수단(13)은 설정한 클러치 액추에이터(10)의 작동 제어 조건 중, 클러치(9)의 접속 속도의 조건에 기초한 설정 클러치 접속 속도 신호를 클러치 접속 속도 출력 수단(14)에 출력한다. 그리고, 클러치 접속 속도 출력 수단(14)은 클러치 제어 수단(13)로부터의 설정 클러치 접속 속도 신호에 기초하여 클러치 접속 속도 신호를 출력한다.
엔진 출력 제어 수단(15)은 시프트 신호 생성 수단(11)으로부터의 레버 시프트 위치 검출 신호 및 차량 주행 상태 검출 신호에 기초하여 엔진 출력 지시값(엔진 토크 지시값)을 설정하고, 설정한 엔진 토크 지시값에 기초한 엔진 출력 신호를 엔진 ECU(4)에 출력한다. 그리고, 엔진 ECU(4)는 엔진 출력 제어 수단(15)으로부터의 엔진 출력 신호에 기초한 엔진 토크 지시값으로 엔진(3)을 구동 제어한다. 이 때, 엔진 ECU(4)는 엔진 회전수 신호를 출력한다.
아웃풋 회전수 출력 수단(16)은 트랜스미션(7)에서의 아웃풋 샤프트의 회전수를 검출하고, 그 아웃풋 회전수 신호를 엔진 출력 제어 수단(15)에 출력한다. 또한, 클러치 회전수 출력 수단(17)은 클러치(9)의 종동(從動)측(트랜스미션측)의 클러치 회전수를 검출하고, 그 클러치 회전수 신호를 엔진 출력 제어 수단(15)에 출력한다. 또한, 엔진 회전수 출력 수단(18)은 엔진 ECU(4)로부터의 엔진 회전수 신호를 엔진 출력 제어 수단(15)에 출력한다. 그리고, 엔진 출력 제어 수단(15)은 이것들의 아웃풋 회전수 신호, 클러치 회전수 신호, 및 엔진 회전수 신호에 기초하여 엔진 토크 지시값을 재설정하고, 재설정한 엔진 토크 지시값에 기초한 엔진 출력 신호를 엔진 ECU(4)에 재출력한다.
그리고, 본 예의 엔진 제어 장치(1)의 엔진 출력 제어 수단(15)은 다음과 같이 엔진 토크 지시값을 결정하여 엔진 ECU(4)에 출력하는 동시에, 엔진 ECU(4)는 결정한 엔진 토크 지시값이 되도록 엔진(3)을 구동 제어하고 있다. 즉, 엔진 출력 제어 수단(15)은 엔진 토크 지시값을 결정할 때에, 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차, 차량 부하(즉, 변속 중의 차량 가속도 변화량에 상당), 및 기어의 변속 시프트 완료 후의 클러치 접속 속도의 3개의 차량 정보를 사용하여 엔진 토크 지시값을 결정하도록 하고 있다.
우선, 엔진 출력 제어 수단(15)은 엔진 회전수 출력 수단(18)으로부터의 엔진 회전수와 클러치 회전수 출력 수단(17)으로부터의 클러치 회전수의 차에 기초하여 엔진 토크 지시값을 결정한다. 이와 같이 엔진 토크 지시값이 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차를 이용하여 결정됨으로써, 도 2에 도시한 바와 같이 엔진 토크 지시값은 클러치(9)의 절단 중에 결정(조절) 가능하게 되고, 클러치(9)의 클러치 접속 제어의 개시 후에 클러치 접속 전에 결정(조절)되는 경우가 없어진다. 엔진 토크 지시값이 클러치 접속 제어의 개시 후에 클러치(9)의 접속 전에 결정되는 경우에는, 엔진 토크 지시값이 클러치 접속 전에 올라갈 수 있는 가능성이 있다. 이와 같이 엔진 토크 지시값이 클러치 접속 전에 올라가면, 엔진(3)의 회전이 급격히 올라가 버릴 가능성이 생긴다. 그러나, 본 예의 엔진 제어 장치(1)에서는 상기한 바와 같이 엔진 토크 지시값이 클러치 접속 제어의 개시 후에 클러치 접속 전에 결정되지 않으므로, 엔진(3)의 회전이 급격히 올라가는 것은 없어진다.
그리고, 엔진 출력 제어 수단(15)은 클러치 회전수 출력 수단(17)으로부터의 클러치 회전수, 아웃풋 회전수 출력 수단(16)으로부터의 아웃풋 회전수, 및 클러치 접속 속도 출력 수단(14)으로부터의 클러치 접속 속도에 기초하여 클러치(9)가 접속되는 동시에 기어의 변속 시프트 완료 후의 클러치 접속 속도에 기초하여 엔진 토크 지시값을 증가시킨다. 이와 같이 클러치의 접속과 동시에 엔진 토크 지시값을 증가시킴으로써, 변속 시간의 로스가 저감되므로, 변속 시간(변속 개시로부터 엔진 토크 지시값이 드라이버에 의한 액셀 개도값(드라이버 요구 토크값)에 도달할 때까지, 즉 변속 종료까지의 시간)이 단축된다. 게다가, 엔진 토크 지시값이 기어의 변속 시프트 완료 후의 클러치 접속 속도에 기초하여 증가되므로, 엔진 회전 속도가 증가하고 있는 상태에서 클러치를 접속함으로써, 클러치 접속시의 감속감이 없어지고, 엔진 출력이 단시간에 증대한다.
또한, 엔진 출력 제어 수단(15)은 차량 부하(변속 중의 차량 가속도 변화량)에 따라 엔진 토크 지시값을 조절하고 있다. 그 경우, 엔진 출력 제어 수단(15)은 차량 가속도 변화량을, 아웃풋 회전수 출력 수단(16)으로부터의 트랜스미션(7)에서의 아웃풋 샤프트의 아웃풋 회전수에 기초하여 계산해서 구한다. 이 아웃풋 회전수는 변속시의 클러치 절단 중에서의 아웃풋 샤프트의 회전수이며, 구해진 차량 가속도 변화량은 이 클러치 절단 중에 엔진 출력 제어 수단(15)에 기억된다. 그리고, 차량 가속도 변화량에 기초하여 차량에 걸리는 부하가 검출된다.
이와 같이 엔진 토크 지시값을 결정할 때에, 차량 부하(차량 가속도 변화량)를 사용하는 이유는 다음과 같다. 즉, 변속시의 엔진 출력은 예를 들어 오르막길 주행시나 적차(만재) 주행시, 내리막길 주행시나 빈 차 주행시, 또는 평지 주행시나 통상의 적차 주행시 등의 차량 부하(변속 중의 차량 가속도 변화량)에 따라 변화한다. 오르막길 주행시나 적차(만재 또는 거의 만재) 주행시의 경우에서는 차량 부하가 크기 때문에 엔진 부하도 커지는 것으로부터, 이 경우에서의 변속에서는 엔진 토크값을 강하게 설정할 필요가 있다. 이 경우에는 계산으로 얻어진 변속 중의 차량 가속도 변화량은 마이너스가 되고, 마이너스가 클수록 엔진 토크값이 커지도록 올린다. 또한, 내리막길 주행시나 빈차 주행시의 경우에서는 차량 부하가 작기 때문에 엔진 부하도 작아지는 것으로부터, 이 경우에서의 변속에서는 엔진 토크값을 약하게 설정할 필요가 있다. 이 경우에는 변속 중의 차량 가속도 변화량은 플러스가 되고, 플러스가 클수록 엔진 토크값이 작아지도록 내릴 수 있다. 그래서, 상기한 바와 같이 엔진 토크 지시값이 차량 부하(변속 중의 차량 가속도 변화량)에 따라 조절됨으로써, 차량 부하 상황(노면 상황이나 적차 상황 등)에 상관없이 엔진 토크 지시값이 적정값으로 설정된다. 이것에 의해, 차량 부하 상황(노면 상황이나 적차 상황 등)에 상관없이, 드라이버는 위화감이 없는 양호한 주행 필링을 얻을 수 있게 된다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이 엔진 제어 장치(1)는 변속시의 엔진 토크 제어 개시의 타이밍을 클러치(9)가 절단 상태에서 트랜스미션의 기어의 변속 시프트(기어 넣기, 기어 빼기) 완료 직후 (도 2에 도시한 예에서는, 기어 투입 완료 직후)에 개시하도록 하고 있다. 변속기 ECU(2)가 엔진 ECU(4)에 대하여 엔진 토크 제어를 지시하는, 예를 들어 2페달의 기계식 자동 변속기(AMT) 등의 자동 변속기에서는 엔진 ECU(4)에 대한 엔진 토크 제어가 지시될 때, 통신 수단 등에 의해 신호 전달에 약간의 지연이 생길 경우가 있다. 이 때문에, 이 지연분을 보정할 필요가 있다. 그래서, 클러치(9)가 절단측에서 접속측으로 이동되기 전에 엔진 토크 지시를 빨리함으로써 클러치(9)의 접속 시점에서는 엔진 출력이 엔진 토크 지시값에 추종하므로 실제 엔진 토크값이 상승하고, 차량이 감속하지 않게 된다. 이와 같이 엔진 토크 제어 개시의 타이밍이 제어됨으로써, 엔진 토크 제어 개시 후에 실제 엔진 토크값이 비교적 신속하게 상승하게 되고, 엔진(3)의 추종성이 양호해진다.
엔진 토크 제어가 개시되면, 도 2에 도시한 바와 같이 토크 지시값이 상승된다. 이 때, 엔진 회전수가 클러치 회전수와 동일 또는 거의 동일하게 될 때까지는 토크 지시값은 회전 저항분의 토크값 α보다 작은 토크값 β까지 상승된 후, 이 토크값 β로 유지된다. 이것에 의해, 토크 지시값이 엔진(3)의 회전이 급격히 올라가지 않을 정도로 조정된다. 이 상태에서는 클러치(9)는 접속 제어가 개시되어 있지 않지만 완전하게 절단되어 있지 않고 약간 접속된 상태(반 클러치에서의 접속 상태보다는 약한 접속 상태;반 클러치로의 대기 상태)가 된다. 이와 같이 토크 지시값은 회전 저항분 α보다 작은 토크값 β로 유지됨으로써 클러치를 접속하는 단계에서의 토크 지시값의 상승에 따라 실제 엔진 토크가 신속하게 상승하고, 변속의 타임 로스가 적어지고, 변속 시간이 보다 짧아진다. 또한, 시프트 다운시나 기어 투입 중에 내연 기관 회전수가 저하되어 버리는 경우에는 회전 맞춤을 위해 다음 단(段) 클러치 회전 상당으로 내연 기관 회전을 맞출 필요가 있지만, 이 회전 맞춤은 기어 투입 중에 종료하고 있는 것을 전제로 하고 있다.
엔진 회전수가 클러치 회전수와 동일 또는 거의 동일하게 되면, 클러치(9)의 접속 제어가 개시된다. 이것에 의해, 클러치(9)가 반 클러치 상태로 되는 동시에, 이 반 클러치 상태에서 토크 지시값이 소정량 조금 크게 상승된다. 이 때, 상승되는 토크 지시값의 소정량은 상기한 바와 같이 차량의 오르막길 주행시, 차량의 평지 주행시, 및 차량의 내리막길 주행시의 차량의 주행 상태에 따라 다르다. 즉, 이 토크 지시값의 소정량은 오르막길 주행시에서는 크고, 또한 내리막길 주행시에서는 작고, 평지 주행시에서는 오르막길 주행시와 내리막길 주행시의 중간값으로 설정된다. 그리고, 클러치(9)가 완전하게 접속되면, 토크 지시값은 차량의 주행 상태에 따라 포물선상(2차 곡선상)으로 상승된다. 이와 같이 토크 지시값이 포물선상으로 상승됨으로써 변속시의 쇼크가 완화되어 엔진 토크값이 단시간으로 상승된다.
다음에, 본 예의 엔진 제어 장치(1)에 의한 엔진 토크 제어의 구체적인 일례에 대하여 설명한다. 도 3은 본 예의 엔진 토크 제어의 플로우를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 스텝 S1에서 변속 지령에 의해 변속 제어(즉, 변속시의 엔진 토크 제어)가 개시되어 토크 지시값이 거의 0이 되고, 실제 엔진 토크값이 낮은 상태가 되면, 스텝 S2에서 클러치(9)의 절단 제어가 개시된다. 스텝 S3에서 클러치(9)의 절단이 완료하면 동시 또는 거의 동시에 스텝 S4에서 변속을 위해 트랜스미션(7)의 기어의 변속 시프트 제어(기어 빼기 후, 기어 투입의 시프트 제어)가 개시된다. 다음에, 스텝 S5에서 기어 투입이 완료했는지 여부가 판단된다. 기어 투입이 완료했다고 판단되면, 스텝 S6에서 엔진(3)의 엔진 토크 제어가 개시된다. 다음에, 스텝 S7에서 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차가 미리 규정된 제 1 규정값 P1 이상인지의 여부가 판단된다. 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차가 제 1 규정값 P1 이상이라고 판단되면, 스텝 S8에서 엔진 회전수가 감소를 계속할 정도로 엔진 토크 지시값(회전 저항 α보다 작은 상기한 토크값 β)이 출력된다 (0<토크 지시값(토크값 β)<저항 토크분).
이어서, 스텝 S9에서 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차의 절대값이 미리 규정된 제 2 규정값 P2 이하인지의 여부가 판단된다. 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차의 절대값이 제 2 규정값 P2 이하(즉, 엔진 회전수와 클러치 회전수가 거의 동일)라고 판단되면, 스텝 S10에서 클러치(9)의 클러치 접속 제어가 개시된다. 그리고, 스텝 S11에서 실제 엔진 토크값을, 클러치 접속 속도 증가분의 토크값과, 드라이버 요구 토크값(액셀 개도)과 전회 토크 지시값의 차에 제어 카운터(변속 제어 개시 후의 카운트값)의 자승, 제어 주기의 자승 및 차량 가속도 변화량으로부터 결정된 게인값을 곱한 값의 합으로서 계산한다. 즉, 엔진 토크 제어 지시 개시 후에 클러치의 접속 속도에 따라 토크 지시값을 상승시키는 동시에, 시간 적분값에 차량 가속도 변화량에 따른 게인값을 곱함으로써 토크 지시값을 더욱 상승시킨다. 그리고, 스텝 S12에서 드라이버 요구 토크값과 실제 엔진 토크값의 차의 절대값이 미리 규정된 제 3 규정값 P3 이하인지 여부가 판단된다. 드라이버 요구 토크값과 실제 엔진 토크값의 차의 절대값이 제 3 규정값 P3 이하라고 판단되면, 스텝 13에서 변속 제어(즉, 변속시의 엔진 토크 제어)가 종료한다.
스텝 S12에서 드라이버 요구 토크값과 실제 엔진 토크값의 차의 절대값이 제 3 규정값 P3보다 크다고 판단되면, 스텝 S11로 이행하고, 스텝 S11 이후의 처리가 실행된다. 또한, 스텝 S9에서 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차의 절대값이 제 2 규정값 P2보다 크다고 판단되면, 스텝 S8로 이행하고, 스텝 S8 이후의 처리가 실행된다. 또한 스텝 S7에서 엔진 회전수와 클러치 회전수의 차가 제 1 규정값 P1보다 작다고 판단되면, 스텝 S14에서 그때의 클러치 회전수와 제 1 규정값 P1과의 합의 회전수가 될 때까지 엔진 회전수를 끌어올리도록 엔진 토크 지시값을 출력한다. 그 후, 스텝 S7로 이행하고, 스텝 S7 이후의 각 처리가 실행된다. 또한, 스텝 S5에서 기어 투입이 완료되어 있지 않다고 판단되면, 그대로 스텝 S5의 처리가 계속해서 실행된다.
본 예의 엔진 제어 장치(1)에 의하면, 엔진 출력 제어 수단(15)에 의해 변속시에 트랜스미션(7)의 기어 투입 후에 또한 클러치(9)의 절단 상태시 엔진 토크 지시값을 출력하여 엔진 토크 제어가 개시된다. 따라서, 클러치(9)가 절단측에서 접속측으로 이동되기 전, 즉 클러치 접속 제어 개시 전에 엔진 토크 지시가 빨리 출력되게 되고, 클러치(9)의 접속 시점에서는 엔진(3)의 출력을 엔진 토크 지시값에 추종시킬 수 있고, 실제 엔진 토크값이 비교적 신속하게 상승 가능해진다. 이것에 의해, 엔진 토크 제어가 지시될 때, 통신 수단 등에 의해 신호 전달에 약간의 지연이 생길 경우에도, 이 지연분이 보정되어 차량이 감속하는 것을 저지할 수 있고, 엔진(3)의 양호한 추종성을 얻을 수 있다.
또한, 엔진 출력 제어 수단(15)에 의해, 엔진 토크 제어의 개시 후 클러치(9)의 클러치 접속 제어가 개시될 때까지는, 엔진 토크 지시값이 회전 저항분의 토크값 α 이하의 토크값 β로 설정된다. 이것에 의해, 클러치를 접속하는 단계에서의 토크 지시값의 상승에 따라 실제 엔진 토크값이 재빨리 상승하고, 변속의 타임 로스가 적어지고, 변속 시간을 보다 짧게 하는 것이 가능해진다.
또한 엔진 출력 제어 수단(15)에 의해, 클러치(9)의 클러치 접속 제어 개시 후에 엔진 토크 지시값이 상승된다. 이것에 의해, 변속시의 쇼크가 완화되어 엔진 토크를 단시간에 상승시킬 수 있다.
특히, 엔진 토크 지시값이 기어의 투입 완료 후의 클러치 접속 속도에 기초하여 증가하고, 엔진 회전 속도가 증가하고 있는 상태에서 클러치를 접속함으로써, 클러치 접속시의 감속감을 없앨 수 있는 동시에, 엔진 토크를 보다 한층 단시간에 상승시킬 수 있다.
또한, 엔진 출력 제어 수단(15)에 의해, 상기한 바와 같이 엔진 토크 지시값이 차량 부하(변속 중의 차량 가속도 변화량)에 따라 조절됨으로써, 차량 부하 상황(노면 상황이나 적차 상황 등)에 상관없이 엔진 토크 지시값이 적정 값으로 설정된다. 이것에 의해, 차량 부하 상황(노면 상황이나 적차 상황 등)에 상관없이, 드라이버는 위화감이 없는 양호한 주행 필링을 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기한 예에 한정되지 않고, 다양한 설계 변경이 가능하다. 예를 들어 상기한 도 2에 도시한 예에서는, 토크 지시값이 다른 설정에 있어서 차량 주행 정보로서 차량의 주행로를 사용하고 있지만, 예를 들어 차량의 적재 상태를 차량 주행 정보로서 사용할 수 있다. 그 경우에는, 토크 지시값의 소정량은 차량의 만재 또는 거의 만재 주행시에서는 크고, 또한 차량의 빈 차 주행시에서는 작고, 차량의 통상의 적재 주행시에서는 만재 주행시와 차량의 빈 차 주행시의 중간값으로 설정한다. 또한 주행로나 적재 상태에 한정되지 않고, 일반적으로 토크 지시값의 소정량은 큰 차량 부하의 주행시에서는 크고, 또한 작은 차량 부하의 주행시에서는 작고, 통상의 차량 부하의 주행시에서는 큰 차량 부하 주행시와 작은 차량 부하 주행시의 중간값으로 설정한다.
요는, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 사항의 범위 내에서 다양한 설계 변경이 가능하다.
본 발명에 따른 내연 기관 제어 장치는 기계식 자동 변속기(AMT) 등의 자동 변속기의 변속 제어시에 엔진 토크 등의 내연 기관 토크를 제어하는 내연 기관 제어 장치에 적절히 이용 가능하다.
1: 엔진 제어 장치
2: 변속기 ECU(TCU)
3: 엔진
4: 엔진 ECU
5: 체인지 레버 시프트 위치 검출 센서
6: 차량 주행 상태 검출 센서
7: 트랜스미션
8: 시프트 액추에이터
9: 클러치
10: 클러치 액추에이터
11: 시프트 신호 생성 수단
12: 기어 시프트 제어 수단
13: 클러치 제어 수단
14: 클러치 접속 속도 출력 수단
15: 엔진 출력 제어 수단
16: 아웃풋 회전수 출력 수단
17: 클러치 회전수 출력 수단
18: 엔진 회전수 출력 수단

Claims (6)

  1. 체인지 레버의 시프트 위치를 판정하여 시프트 위치 신호를 출력하는 시프트 신호 생성 수단과,
    클러치의 트랜스미션측의 클러치 회전수를 검출하여 클러치 회전수 신호를 출력하는 클러치 회전수 출력 수단과,
    트랜스미션의 아웃풋 샤프트의 회전수를 검출하여 아웃풋 회전수 신호를 출력하는 아웃풋 회전수 출력 수단과,
    상기 시프트 신호 생성 수단으로부터의 시프트 위치 신호, 상기 클러치 회전수 출력 수단으로부터의 클러치 회전수 신호, 및 아웃풋 회전수 출력 수단으로부터의 아웃풋 회전수 신호에 기초하여, 변속시에 상기 트랜스미션의 기어 투입 후에 또한 상기 클러치의 절단 상태시 내연 기관 토크 지시값을 출력하여 내연 기관 토크 제어를 개시하는 내연 기관 출력 제어 수단과,
    내연 기관 토크가 상기 내연 기관 출력 제어 수단에서 출력된 내연 기관 토크 지시값이 되도록 내연 기관을 제어하는 내연 기관 제어부를 적어도 구비하고,
    상기 내연 기관 출력 제어 수단은 상기 클러치의 클러치 접속 제어 개시 후에 상기 내연 기관 토크 지시값을 클러치 접속 속도에 기초하여 상승시키는 것을 특징으로 하는 내연 기관 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 내연 기관 출력 제어 수단은, 내연 기관 토크 제어의 개시 후 상기 클러치의 클러치 접속 제어가 개시될 때까지는, 상기 내연 기관 토크 지시값을 회전 저항분의 토크값 이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 시프트 신호 생성 수단은 차량 주행 상태 정보를 판정하여 차량 주행 상태 판정 신호를 출력하는 동시에, 상기 내연 기관 출력 제어 수단은 상기 시프트 신호 생성 수단으로부터의 차량 주행 상태 판정 신호에 기초하여 클러치 접속 제어 개시 후의 상기 내연 기관 토크 지시값을 설정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 차량 주행 상태 정보는 차량이 주행하고 있는 도로의 차량 주행로 정보 또는 차량의 적재 정보인 것을 특징으로 하는 내연 기관 제어 장치.
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