KR101829853B1 - 차량의 요구 토크 제어 - Google Patents

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KR101829853B1
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마르틴 에발드손
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

본 발명은 차량의 원동기에서 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 시스템을 제공하는 것으로, 원동기는 동적 토크(Tqfw)를 전달함으로써 요구 토크(Tqdemand)에 응답하도록 구성된다. 동적 토크(Tqfw)는, 원동기를 포함하는 파워 트레인에 의해 차량의 적어도 하나의 구동륜에 전달되는 동적 휠 토크(Tqwheel)와 기어비 i로 연관되어 있다. 본 발명의 시스템은, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이가 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)의 피드백을 채용하여 적극적으로 제한되는 방식으로 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 수행하도록 구성된다. 제어를 위한 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand)는 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)보다 오프셋 값(Tqoffset , max) 만큼 초과하는 최대값(Tqdemand , max), 즉, Tqdemand,max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset , max로 제한된다. 따라서, 요구 토크(Tqdemand)는 동적 토크(Tqfw)에 따라 지속적으로 변해서, 차량의 파워 트레인 진동의 횟수 및/또는 크기가 감소된다.

Description

차량의 요구 토크 제어{CONTROL OF A REQUESTED TORQUE IN A VEHICLE}
본 발명은 제1항의 전제부에 따른 요구 토크 Tqdemand를 제어하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 제17항의 전제부에 따른 요구 토크 Tqdemand를 조정하도록 구성되는 시스템 및 본 발명에 따른 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램과 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
이하에 기재되어 있는 배경 기술의 설명은 본 발명에 대한 배경 기술의 설명을 나타내지만, 반드시 선행 기술을 나타내는 것은 아니다.
예컨대, 승용차, 버스, 트럭과 같은 차량은 차량의 원동기에 의해 전달되는 구동 토크로 구동된다. 이러한 구동 토크는 차량에 제공되는 파워 트레인에 의해 구동륜에 전달된다. 파워 트레인은 가요성이 있고, 예를 들어, 원동기에 토크를 요구한 이후에 차량이 움직이기 시작할 때, 차량 내에서 발생하는 토크 및/또는 회전 속도, 파워 트레인 진동의 변동을 허용하는 역할을 한다. 힘이 파워 트레인에 발생하고, 원동기는 토크를 전달하여 차량이 움직이기 시작할 때, 이러한 토크 및/또는 회전 속도의 변동이 발생한다. 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 파워 트레인 진동은 종 방향으로 차량을 요동시킨다. 이러한 차량의 요동은 차량 운전자에게 방해가 된다.
따라서, 파워 트레인 진동에 대한 일부 종래 기술의 해결책은 구동 토크의 요구에 대한 예방 전략을 따라간다. 구동 토크가 요구되면, 이러한 전략은 램프를 제한하는 토크를 채용할 수 있어서, 파워 트레인 진동이 감소되거나, 발생하지 않게 요구되는 구동 토크를 제한하는 구성을 갖는다.
본 발명의 목적은 이전에 공지된 방법이 갖는 문제점을 해결하도록 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본원 명세서에서 채용된 토크 램프는, 구동 토크가 요구될 때, 차량의 원동기로부터 요구될 수 있는 토크의 제한을 수반한다. 오늘날 공지된 해결책에서, 이러한 제한은 방해되는 파워 트레인 진동을 감소시키는 데에 필요하다. 오늘날 공지된 시스템에서, 운전자 및/또는 예컨대, 크루즈 컨트롤이 자유롭게 토크를 요구하는 것을 허용하면 상당하고 방해되는 파워 트레인 진동을 초래하고, 그 결과 램프를 제한하는 토크를 사용하게 된다.
오늘날의 토크 제한 램프는 보통 정적이다. 정적 토크 램프를 많이 채용하는 이유 중 하나는 복잡성이 낮다는 데에 이점이 있기 때문이다. 그러나, 정적 토크 램프는 차량에 실시될 수 있는 모든 작동 상황에 대해 최적화되지 않은 많은 단점이 있다. 임의의 작동 상황에서, 정적 토크에 기초하여 요구되는 토크는 파워 트레인 진동을 발생시키지 않으면서 큰 구동 토크가 요구될 수 있는 상황에서 불필요하게 작기 때문에, 램프를 제한하는 정적 토크는 낮은 차량 성능을 초래한다. 다른 상황에서, 토크 램프는 요구 토크를 충분히 제한하지 못해서, 파워 트레인 진동을 발생시키고, 결론적으로 차량의 흔들림을 초래한다. 따라서, 임의의 작동 상황에서, 토크 램프는 최적화된 토크를 발생시키지 못해서, 불필요한 차량의 성능 저하 및/또는 파워 트레인 진동에 의해 발생하는 흔들림으로 인한 불편함을 초래한다.
본 발명의 목적은 이전에 공지된 방법이 갖는 문제점을 해결하도록 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 제1항의 특징부에 기재된 방법에 의해 달성된다. 또한, 제17항의 특징부에 기재된 시스템, 및 컴퓨터 프로그램과 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 달성된다.
본 발명의 목적은, 요구 토크(Tqdemand)에 응답하여 동적 토크(Tqfw)를 전달하도록 구성되는 차량의 원동기에서 요구 토크(Tqdemand)를 제어하도록 구성되어 있는 시스템을 제공하는 것이다. 이러한 동적 토크(Tqfw)는 기어비 i에 의해 동적 휠 토크(Tqwheel)와 연관되어 있고, 원동기를 포함하는 파워 트레인은 차량의 구동륜 중 적어도 하나에 동적 토크(Tqfw)를 전달하도록 구성된다. 본 발명에 따른 시스템은, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이가 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)의 피드백을 채용하여 적극적으로 제한되는 방식으로 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 수행하기 위해 구성된다. 제어를 위해 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand)는 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)보다 오프셋 값(Tqoffset , max) 만큼 초과하는 최대값(Tqdemand , max), 즉, Tqdemand , max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset,max으로 제한된다. 요구 토크(Tqdemand)는 동적 토크(Tqfw)에 따라 지속적으로 변해서, 차량의 파워 트레인 진동의 횟수 및/또는 크기가 감소한다.
본 발명은 요구 토크(Tqdemand)를 제어해서 동적 토크(Tqfw)와 유사해지기 때문에, 본 발명을 채용하는 경우에, 차량의 파워 트레인은 실질적으로 강성인 것처럼 행동하게 된다.
즉, 본 발명은 예컨대, 동적 토크(Tqfw)의 피드백을 채용함으로써 동적 토크(Tqfw)의 패턴에 따라 요구 토크(Tqdemand)의 패턴을 만들고, 그 결과 본 발명에 따른 제어 중에 파워 트레인은 강성으로 인식된다. 따라서, 요구 토크(Tqdemand) 제어의 이전 형태에서 차량의 문제적인 흔들림을 초래하는 다양한 작동 상황에서 파워 트레인 진동의 횟수 및/또는 크기는 감소될 수 있다. 이러한 상황은, 원동기로부터 토크에 대한 요구를 개시하는 상황, 소위 "TIPIN", 원동기로부터 토크에 대한 요구를 중단하는 상황, 소위 "TIPOUT", 파워 트레인, 클러치 또는 기어 변속 동작 상황, 제어 시스템에 예컨대, 기어박스의 기어 변속 시에 구동 토크의 잘못된 보고가 제공된 상황을 포함한다. 이러한 모든 상황에서, 본 발명은 파워 트레인 진동에 의해 발생하는 차량의 흔들림에 대응할 수 있고, 결론적으로 운전자에게 편안함을 제공한다. 예컨대, 포트홀과 같은 외부 요인으로 인한 파워 트레인 진동은 본 발명에 의해 빠르게 감소되거나 및/또는 감쇠될 수 있다.
또한, 본 발명은 채용하는 경우, 차량의 파워 트레인의 마모를 상당히 감소시킨다. 본 발명에 의해 달성되는 마모의 감소는 파워 트레인에 대한 수명을 연장시킨다.
본 발명은 유사한 부품에 동일한 참조 부호를 사용하고, 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명된다.
도 1은 차량의 예를 도시한다.
도 2는 공지된 제어 형태가 적용되는 동작 상황을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 제어 형태가 적용되는 동작 상황을 도시한다.
도 4는 공지된 제어 형태가 적용되는 동작 상황을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 제어 형태가 적용되는 동작 상황을 도시한다.
도 6은 공지된 제어 형태가 적용되는 동작 상황을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 제어 형태가 적용되는 동작 상황을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제어 유닛을 도시한다.
도 1은 본 발명을 설명하는데 사용될 수 있는 트럭, 버스 등과 같은 대형 차량(100)의 예를 개략적으로 도시한다. 그러나, 본 발명은 이러한 대형 차량에 제한되지 않고, 승용차와 같은 경차에도 사용될 수 있다. 도 1에 개략적으로 도시되는 차량(100)은 한 쌍의 구동륜(110, 111)을 갖는다. 또한, 차량(100)은 예컨대, 연소 기관, 전기 모터 또는 이들의 조합, 즉 하이브리드일 수 있는 원동기(101)를 구비한 파워 트레인을 포함한다. 예컨대, 원동기(101)는 종래 방식으로 출력 샤프트(102)를 통해, 가능하면 기어박스의 클러치(106) 및 입력 샤프트(109)를 통해 기어박스(103)에 연결될 수 있다. 프로펠러 샤프트로도 지칭되는 기어박스에서의 출력 샤프트(107)는 예컨대, 종래 차동과 같이, 파이널 기어(108) 및 파이널 기어에 연결되는 구동 샤프트(104, 105)를 통해 구동륜(110, 111)을 구동시킨다.
차량(100)의 운전자가 예컨대, 가속 페달을 가압하는 것과 같이 입력 수단을 통해 원동기(101)로부터 요구 토크를 증가시키면, 파워 트레인의 토크에 비교적 급격한 변화가 발생할 수 있다. 이러한 토크는 지상에서의 마찰력 및 차량의 구름 저항 때문에 구동륜(110, 111)에 의해 저항된다. 따라서, 구동 샤프트(104, 105)는 비교적 강력한 토크를 받을 것이다.
부분적으로 비용 및 중량을 이유로, 일반적으로 구동 샤프트(104, 105)는 영향을 미치지 않게 강력한 응력에 대처하도록, 즉 비교적 큰 가요성을 구비하게 설계되지 않는다. 프로펠러 샤프트(107)는 상대적으로 큰 가요성을 가질 수 있다. 또한, 파워 트레인의 다른 부품은 일부 가요성을 가질 수 있다. 구동 샤프트(104, 105)의 상대적인 가요성은, 구동 샤프트가 구동륜(110, 111)과 파이널 기어(108) 사이에서 비틀림 스프링과 같이 작용한다는 것을 의미한다. 또한, 유사한 방식으로, 파워 트레인의 다른 가요성은 구동륜(110, 111)과 다양한 부품의 위치 사이에서 비틀림 스프링와 같이 작용한다. 차량의 구름 저항이 더 이상 파워 트레인에서의 토크에 저항할 수 없을 때, 차량은 구동 샤프트(104, 105)의 비틀림 스프링 힘을 해제하면서 이동하기 시작할 것이다. 차량이 이동하면, 해제력은 종 방향, 즉 차량의 이동 방향으로 요동을 초래하는 파워 트레인 진동이 발생한다. 이러한 요동은 차량의 운전자에게 불쾌함을 준다. 운전자에게 매끈하고 안정감 있는 주행을 하게 하는 것이 바람직하고, 또한 이러한 차량은 운전자에게 세련되고 성능이 좋은 제품으로 느끼게 한다. 따라서, 가능하면 불쾌한 파워 트레인 변동을 방지하도록 하는 것이 요구된다.
본 발명은 원동기(101)에서 요구 토크(Tqdemand)의 제어에 관한 것이다. 원동기는, 원동기를 출력 샤프트(102)에 연결시키는 플라이 휠에서의 토크인 동적 토크(Tqfw)를 전달함으로써 요구 토크(Tqdemand)에 응답한다. 이러한 동적 토크(Tqfw)는 파워 트레인과 차량의 구동륜(110, 111)에 전해지는 동적 휠 토크(Tqwheel)의 기어비(i)에 연관된다. 본원 명세서에서 기어비(i)는 현재 기어 변속비를 포함하는 파워 트레인의 전체 기어비를 의미한다. 즉, 요구 토크(Tqdemand)는 구동륜(110, 111)에서 동적 휠 토크(Tqwheel)를 생성한다.
본 발명에 따르면, 요구 토크(Tqdemand)의 제어는 원동기(101)로부터의 요구 토크(Tqdemand)와 원동기로부터 전해지는 동적 토크(Tqfw)의 차이가 이전 시간 t-Δt에서 동적 토크(Tqfw(t-Δt))의 피드백을 채용함으로써 적극적으로 제한되는 방식으로 수행된다. 제어를 위해 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)는, 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크(Tqfw(t-Δt)) 보다 오프셋 값(Tqoffset , max) 만큼 초과하는 최대값(Tqdemand , max), 즉, Tqdemand , max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset , max으로 제한된다. 이러한 차이의 제한은, 요구 토크(Tqdemand)의 제어가 요구 토크(Tqdemand)에 대한 응답으로 원동기에 의해 실제로 전해지는 동적 토크(Tqfw)에 따라 계속적으로 변한다는 것을 의미한다. 이는 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 동안, 파워 트레인 실제보다 더욱 고정된 것처럼 작동한다는 것을 의미한다. 이는 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)를 제어함으로써 파워 트레인 진동을 대폭 감소시킬 수 있는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명은 차량의 요동을 초래하지 않고 성능의 관점에서 적합한 요구 토크(Tqdemand)를 쉽게 결정함으로써, 차량의 성능 및/또는 운전자의 편안함을 향상시키는 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 형태로 달성된다.
본 발명에 따른 제어를 통해, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이가 충분히 작은 경우, 파워 트레인은 실질적으로 강성 파워 트레인과 같이 행동할 것이다. 일 실시예에서, 원동기(101)에 의해 출력 샤프트(102)로 전달되는 동적 토크(Tqfw)는 요구 토크(Tqdemand), 원동기의 회전 관성(Je) 및 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00001
e)에 기초하여 결정될 수 있다. 본원 명세서에서, 동적 토크(Tqfw)는 요구 토크(Tqdemand)에 대한 예상값과 원동기의 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00002
e)에 대한 측정값을 포함하는 토크값(Je
Figure 112015091045661-pct00003
e) 사이의 차이로 결정될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 동적 토크(Tqfw)는 예상 요구 토크(Tqdemand)에 대한 신호와 원동기의 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00004
e)에 대한 측정값을 포함하는 토크 신호(Je
Figure 112015091045661-pct00005
e) 사이의 차이를 표현하는 신호로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 구동 요구 토크(Tqdemand)는 엔진(101)에 연료 분사를 실행하는 데 걸리는 시간 Tinj만큼 지연되는 구동 요구 토크(Tqdemand _ delay)의 형태를 취한다. 일반적으로 분사 시간 Tinj은 알려져 있지만, 예를 들어, 엔진에서 엔진으로 및/또는 특정 엔진의 다른 속도에서 시간이 가변적이다.
일 실시예에서, 구동 요구 토크(Tqdemand) 및 지연된 구동 요구 토크(Tqdemand _ delay)는 손실 및/또는 마찰이 보상되는 알짜 토크로 형성될 수 있고, 이에 따라 알짜 구동 요구 토크 및 지연된 구동 요구 토크가 얻어진다.
따라서, 일 실시예에서 원동기(101)에 의해 출력 샤프트(102)로 전달되는 동적 토크(Tqfw)는 요구 토크(Tqdemand)에 원동기에 대한 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00006
e)와 원동기의 회전 관성(Je)의 곱을 뺀 값에 상당하는데, 즉, Tqfw=Tqdemand-Je
Figure 112015091045661-pct00007
e이고, 구동 요구 토크(Tqdemand)는 시간 Tinj만큼 지연되는 구동 요구 토크(Tqdemand _ delay)의 형태를 취한다.
본원 명세서에서 원동기(101)에 대한 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00008
e)는 엔진/모터 속도(
Figure 112015091045661-pct00009
e)의 미분으로 측정될 수 있다. 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00010
e)는 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00011
e)와 원동기에 대한 회전 관성 토크(Je)를 곱함으로써 뉴턴의 제2 법칙에 따라 토크로 공식화 되는데, 즉 Je
Figure 112015091045661-pct00012
e이다.
다른 실시예에서, 원동기(101)에 의해 전달되는 동적 토크(Tqfw)는 차량의 파워 트레인을 따라 임의의 적합한 지점에 위치되는 토크 센서를 사용함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 이러한 센서에 의해 측정되는 토크값은 본 발명에 따른 피드백으로 채용될 수 있다. 플라이휠 이후에 토크 센서에 의해 얻어진 측정된 토크, 즉, 플라이휠과 구동륜 사이 임의의 위치에서 얻어진 토크는 동적 구동 토크(Tqfw) 형태인 물리적 토크에 상당하다. 이러한 토크 센서를 사용하여 양호한 토크 보고가 달성될 수 있는 경우, 토크 센서는 동적 토크(Tqfw)를 나타내는 토크 신호를 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파워 트레인의 다양한 부품의 회전 관성, 즉, 원동기(101)에 대한 회전 관성(Je), 기어박스(103)에 대한 회전 관성(Jg), 클러치(106)에 대한 회전 관성(Jc), 프로펠러 샤프트에 대한 회전 관성(Jp), 및 각각의 드라이브 샤프트(104, 105)에 대한 회전 관성(Jd)은 각각 다르다. 일반적으로 회전하는 모든 기구는 질량 및 회전 중심에서 얼마나 이격되어 있는지에 종속하는 회전 관성(J)를 갖는다. 명확성을 위해, 도 1은 위에 기재된 회전 관성만을 도시하고, 본 발명과의 관련성을 이하에서 설명할 것이다. 당업자는 본원 명세서에 기재된 것보다 더 많은 관성 모멘트가 파워 트레인에서 발생할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 원동기(101)의 회전 관성(Je)이 파워 트레인의 다른 회전 관성보다 크고, 따라서 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)을 지배하는 것을 가정한다. 즉, Jdl=Je+Jg+Jc+Jp+2Jd이지만, Je≫Jg, Je≫Jc , Je≫Jp, Je≫Jd일 때, 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)은 원동기의 회전 관성(Je)과 대략적으로 동일한데, 즉 Jdl
Figure 112015091045661-pct00013
Je이다. 회전 관성에 인용될 수 있는 값의 비 제한적인 예는 Je=4kgm2, Jg=0.2kgm2, Jc=0.1kgm2, Jp=7*10-4kgm2, Jd=5*10-5kgm2이고, 파워 트레인의 다른 부품들은 원동기보다 회전하기 쉽기 때문에, 원동기의 회전 관성(Je)은 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)을 지배, 즉, Jdl
Figure 112015091045661-pct00014
Je를 가정하는 것을 의미한다. 전술한 예는 기어박스의 엔진/모터 측에서의 값이고, 채용된 기어비에 대해 파워 트레인을 따라 변하는 것을 의미한다. 기어비에 관계없이, 원동기의 회전 관성(Je)은 다른 회전 관성보다 상당히 클 것이고, 따라서, 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)을 지배할 것이다.
원동기의 회전 관성(Je)이 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)을 지배할 때, 즉, Jdl
Figure 112015091045661-pct00015
Je 일 때, 동적 휠 토크(Tqwheel)는 원동기로부터 전해지는 동적 토크(Tqfw)에 파워 트레인의 기어비(i)를 곱한 값, 즉, Tqwheel=Tqfw*i 에 상당할 것이다. 이는 휠에서의 동적 토크(Tqwheel)를 쉽게 결정함으로써 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 상당히 단순화시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)의 제어는 휠에서 전해지는 동적 토크(Tqwheel)에 따라 구성되게 지속적으로 변화될 수 있고, 이는 파워 트레인 진동을 현저하게 감소하거나 완전히 제거될 수 있음을 의미한다. 구동 토크는 원하는 구동 토크(Tqwheel)가 휠에 지속적으로 전해지도록 요구될 수 있고, 그 결과로 동적 토크(Tqwheel)에 대해 균일한 토크 프로파일을 초래하여, 토크 프로파일의 변동이 발생하지 않거나, 또는 이전에 공지된 구동 요구 토크(Tqdemand)의 제어 형태보다 상당히 적은 진폭이 발생한다.
본 발명은 동적 토크(Tqfw)의 피드백을 채용함으로써 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이에 대한 본 발명의 제한을 달성한다. 따라서, 원동기(101)에 의해 전해지는 동적 토크(Tqfw)에 대한 피드백 값은 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는데 이용된다. 동적 휠 토크(Tqwheel)와 원동기에 의해 전해지는 동적 토크(Tqfw)의 비, 즉, Tqwheel=Tqfw*i는 알려져 있기 때문에, 피드백은 동적 휠 토크(Tqwheel)와 관련된 것으로 볼 수 있다. 이에 따라, 동적 토크(Tqfw)의 피드백은 동적 토크(Tqfw) 및/또는 실제 차량에서 사용되는 동적 휠 토크(Tqwheel)에 대하여 지속적으로 가변하는 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 것이 가능하고, 전술한 바와 같이 파워 트레인의 진동을 최소화하는 것이 가능하다.
일 실시예에서, 동적 토크(Tqfw)의 피드백은 이전 시간 t-Δt에서 동적 토크(Tqfw(t-Δt))의 피드백에 의해 시간 t에서 발생하고, Δt는 시스템에 적절한 시간 간격이며, 예컨대, 시스템에 대한 계산 비율에 결합된다.
요구 토크(Tqdemand)를 제어함으로써, 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)는 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크(Tqfw(t-Δt)) 보다 오프셋 값(Tqoffset , max) 만큼 초과하는 최대 값(Tqdemand , max), 즉, Tqdemand , max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset , max에 제한되도록 하는 것이 가능하고, Δt는 전술한 바와 같이 시스템에 적절한 시간 간격이다.
유사한 방식으로, 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크(Tqfw(t-Δt))보다 오프셋 값(Tqoffset , min) 만큼 작은 최소 값(Tqdemand , min), 즉, Tqdemand , min(t)=Tqfw(t-Δt)-Tqoffset,min에 제한되도록 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)를 제어함으로써, 최소 값(Tqdemand , min)이 요구 토크(Tqdemand)에 대해 결정될 수 있고, Δt는 전술한 바와 같이 시스템에 적절한 시간 간격이다.
동적 휠 토크(Tqwheel)와 원동기에 의해 전해지는 동적 토크(Tqfw) 사이의 비, 즉, Tqwheel=Tqfw*i는 공지되어 있기 때문에, 이전 시간 t-Δt에서 동적 토크(Tqfw(t-Δt))는 이전 시간 t-Δt에서 동적 휠 토크(Tqwheel(t-Δt))의 크기에 대한 정보를 또한 포함한다. 전술한 바와 같이, 동적 토크(Tqfw)의 피드백은 동적 휠 토크(Tqwheel)에 대한 정보가 피드백되고, 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는데 고려되는 것을 의미한다.
일 실시예에서, 이러한 오프셋 값(Tqoffset , max, Tqoffset , min)의 크기는 가변이고, 차량의 거동에 관한 것으로, 예컨대, 오프셋 값(Tqoffset , max, Tqoffset , min)의 크기가 차량에 대해 채용/선택되는 동작 모드에 기초하여 결정되도록 동작 모드에 결합될 수 있다. 예컨대, 경제적인 모드(ECO), 강력한 모드(POWER) 및 일반 모드(NORMAL)와 같은 다양한 모드는 차량에 대해 획정된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 이러한 오프셋 값(Tqoffset , max, Tqoffset , min)의 크기는 불변이고 사전에 결정된다.
동적 토크(Tqfw)는 요구 토크(Tqdemand)에서 원동기의 회전 관성(Je)과 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00016
e)의 곱을 뺀 값, 즉, Tqfw=Tqdemand-Je
Figure 112015091045661-pct00017
e로 계산될 수 있고, 예컨대, 연소 기관 및 전기 모터와 같은 모든 유형의 원동기에 일반적으로 적용된다. Δt는 시스템에서 적절한 시간 간격이고, 동적 토크(Tqfw)의 피드백이 이전 시간 t-Δt에서 동적 토크(Tqfw(t-Δt))에 의한 것일 때, 이전 시간 t-Δt에서 동적 토크(Tqfw(t-Δt))는 이전 시간 t-Δt에서의 요구 토크(Tqdemand(t-Δt))에 원동기의 회전 관성(Je)과 이전 시간 t-Δt에서 원동기에 대한 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00018
e(t-Δt))의 곱을 뺀 값, 즉, Tqfw(t-Δt)=Tqdemand(t-Δt)-Je
Figure 112015091045661-pct00019
e(t-Δt)에 기초하여 결정된다.
시스템 자체가 이전 시간 t-Δt에서의 토크를 요구하기 때문에, 이전 시간 t-Δt에서의 요구 토크(Tqdemand(t-Δt))는 본원 명세서에 공지되어 있다. 원동기의 회전 관성(Je)은 예컨대, 특정 유형 또는 엔진/모터의 모델에 대하여 4kgm2과 같이 공지된 값을 갖는다. 이전 시간 t-Δt에서의 원동기에 대한 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00020
e(t-Δt))는 예컨대, 원동기의 회전 가속도(
Figure 112015091045661-pct00021
e(t-Δt))에 도달하도록 미분되는 엔진/모터 속도 신호를 제공하는 플라이 휠 상의 센서에 의해 이전 시간 t-Δt에서 측정된다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에서 원동기(101)의 회전 관성(Je)은 파워 트레인의 다른 회전 관성보다 매우 큰 것을 가정하는데, 즉, Je≫Jc, Je≫Jp, Je≫Jd이다.이러한 가정 하에, 파워 트레인의 다른 부품은 원동기보다 회전하기 용이하기 때문에, 원동기의 회전 관성(Je)은 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)을 지배, 즉, Jdl
Figure 112015091045661-pct00022
Je일 것이다. 이러한 경우에, 기어비(i)를 갖는 동적 휠 토크(Tqwheel)와 원동기에 의해 전해지는 동적 토크(Tqfw) 사이의 관계는 Tqwheel=Tqfw*i 일 것이다. 이는 원동기에 의해 전해지는 동적 토크(Tqfw)를 휠에 전해지는 동적 토크에 관련시키는데 용이하다.
본 발명의 일 실시예에서, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이는 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 위한 제1 측정치를 결정하는데 사용된다.
제1 측정치는, 예컨대, 절대량의 합 또는 차이의 제곱의 합에 의해 중립적인 신호를 달성하는 것이 가능하여, 시간 경과 동안에 차이의 중립적인 신호의 합(sign-neutral summation)으로 결정될 수 있고, 합산된 개별적인 용어에 대한 차이의 신호는 합의 결과/값에 영향을 미치지 않을 것이다.
이러한 제1 측정치의 크기는 작은 값이 큰 값보다 성공적인 제어를 나타낸다는 점에서, 요구 토크(Tqdemand)의 제어가 얼마나 잘 되었는지에 대한 것일 수 있다. 또한, 제1 측정은 이전에 공지된 제어의 형태와 본 발명에 따른 제어를 비교하는데 사용될 수 있다. 이러한 비교는 편안함의 관점에서 이전에 공지된 해결책보다 본 발명이 훨씬 나은 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 달성하는 것을 보여준다.
또한, 제1 측정치는, 제1 측정치가 최소화되도록 요구 토크(Tqdemand)를 제어함으로써 실제의 제어 파라미터로 이용될 수 있다. 따라서, 요구 토크(Tqdemand)의 제어는 가능한 동적 토크(Tqfw) 유사하게 제어될 수 있는데, 즉, 본 출원인이 동적 토크(Tqfw)와 유사하게 요구 토크(Tqdemand)를 설정한다. 이는 파워 트레인이 실질적으로 강성인 것처럼 행동할 것임을 의미하고, 이로써 파워 트레인 진동의 발생 정도 및 크기를 상당히 감소시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 사전에 정해진 동적 토크(ΔTqfw)의 변경에 영향을 끼친 시간을 나타내는 변경 시간(tchange)은 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 제2 측정치를 결정하는데 사용된다.
위에서 설명된 제1 측정치와 유사한 방식으로, 제2 측정치의 크기는 요구 토크(Tqdemand)의 제어가 얼마나 잘 되었는지에 대한 것 일 수 있다. 제2 측정치의 작은 값은 큰 값에 비해 더욱 성공적인 제어를 나타낼 것이다. 또한, 제2 측정치는 제1 측정치와 결합하여 사용될 수 있고, 공지된 제어의 형태와 본 발명에 따른 제어를 비교하는데 사용될 수 있다.
개별적으로, 또는 제1 측정치와의 결합으로, 제2 측정치는, 제2 측정치가 최소화되도록 요구 토크(Tqdemand)를 제어함으로써 파라미터를 제어하는데 이용될 수 있다. 이는 요구 토크(Tqdemand)가 동적 토크(Tqfw)와 가능한 유사하게 되는 것을 초래하고, 파워 트레인이 실질적으로 강성 파워 트레인과 같이 행동한다는 것을 의미한다. 강성 파워 트레인에는 파워 트레인 진동이 없다.
이에 따라, 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)의 제어는, 요구 토크(Tqdemand)의 이전 형태 제어에서 차량의 문제적인 흔들림을 초래하는 많은 작동 상황에서 파워 트레인 진동의 횟수 및/또는 크기를 감소하도록 채용될 수 있다. 이러한 하나의 상황에서는 원동기로부터 토크에 대한 요구를 개시하는데, 이를 "TIPIN"이라고 한다. 다른 상황에서는 원동기로부터 토크에 대한 요구를 중지하는데, 이를 "TIPOUT"이라고 한다.
또한, 본 발명은, 예컨대, 엔진/모터의 드래그와 토크/동력 동원을 위한 요구 사이의 전이가 발생하는 동안에, 클러치의 작동 또는 기어 변속하는 동안에와 같이, 기어박스에서 두 기어 휠 톱니가 다시 맞물리기 전 짧은 시간 동안 계합되지 않을 때, 파워 트레인의 작동을 포함하는 작동 상황에서 파워 트레인 진동을 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 클러치의 작동 또는 기어박스의 기어 변속을 포함하는 상황에서 파워 트레인 진동을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 흔들림에 대응할 수 있어서, 예컨대, 기어박스에서 기어 변속 시에 구동 토크의 잘못된 보고를 제어 시스템이 수신하는 작동 상황에서 편안함을 증가시킨다. 본 발명은 포트 홀과 같은 외부 요소에 의해 발생하는 파워 트레인 진동을 빠르게 감쇠시킬 수 있다.
이러한 작동 상황의 일부는 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 2는 요구 토크(Tqdemand), 동적 토크(Tqfw), 및 가속 제어 위치의 변경을 포함하는 상황에서 생성된 엔진/모터 속도를 도시한다. 도 2는 공지된 방법에 의해 제어되는 요구 토크(Tqdemand)를 도시한다. 당업자는 도 2에서 가속 페달 위치에 대한 곡선을 나타내는 것이고, 다른 도면은 차량의 가속 제어의 다른 형태에 대한 곡선, 또는 차량의 크루즈 컨트롤에 의해 요구되는 기준 속도에 대한 곡선을 나타내는 것으로 이해할 것이다. 이전에 공지된 해결책에서 동적 토크(Tqfw)는 요구 토크(Tqdemand)보다 더 크게 진동하기 때문에, 동력을 동원하면 요구 토크(Tqdemand) 및 동적 토크(Tqfw)가 실질적으로 다르다는 것이 도 2로부터 명백하다. 도면에 도시된 바와 같이, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이는 엔진/모터 속도의 변동을 초래하는데, 즉, 차량을 방해하는 흔들림인 것처럼 인식되는 파워 트레인 진동을 발생시킨다.
도 3은, 전술한 실시예에서 이전 시간에서의 동적 토크(Tqfw(t-Δt))에 연관된 최대값(Tqdemand , max) 및 최소값(Tqdemand,min)에 제한되는 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand), 즉, Tqfw(t-Δt)-Tqoffset ,min〈 Tqdemand(t)〈 Tqfw(t-Δt)+Tqoffset , max를 만족하는 요구 토크(Tqdemand)를 도시하고, 요구 토크(Tqdemand)는 동적 토크(Tqfw)에 대한 범위 내에서 작동할 수 있다. 가독성을 위해, 도 3(및 도 5, 도 7)의 곡선에 대한 시간 표시는 생략되었지만, 당업자는, 그래프에서 Tqdemand(t)가 시간 t에서의 Tq_demand 곡선의 값이고, Tqfw(t-Δt)가 이전 시간 t-Δt에서의 Tq_fw의 값이라는 것을 이해할 것이다.
동력 동원("TIPIN") 시에, 요구 토크(Tqdemand)는 상한값(Tqdemand , max)에 도달하여 요구 토크(Tqdemand)가 더욱 증가되는 것을 방지하고, 동력 동원의 종결("TIPOUT") 시에, 요구 토크(Tqdemand)는 하한값(Tqdemand , min)에 도달하여 요구 토크(Tqdemand)가 더욱 감소되는 것을 방지한다. 이는 요구 토크(Tqdemand)가 동적 토크(Tqfw)와 더욱 유사한 패턴을 가지는 것을 의미하고, 따라서, 그래프에서 요구 토크(Tqdemand) 및 동적 토크(Tqfw)의 곡선은 비교적 정확하게 일치할 것이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명이 채용되면 엔진/모터 속도 변동이 일어나지 않을 것이고, 그 결과 실질적으로 파워 트레인 진동이 발생하지 않는다.
본 발명에 의해, 최대 토크는 더욱 빠르게 도달될 수 있는데, 공지된 해결책은 대략 0.6초에 도달하는 반면에 본 발명은 대략 0.4초에 도달될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 요구 토크(Tqdemand)가 상한값(Tqdemand , max)에 의해 제한되기 때문에, 동적 토크(Tqfw)의 크기가 증가 될 때까지 0 Nm보다 약간 큰 Tqdemand,s 수준에서 요구 토크(Tqdemand)는 멈추고, "고착"된다. 요구 토크(Tqdemand)가 Tqdemand,s에 멈춰있는 시간 동안에, 파워 트레인의 작동에 영향을 끼치고, 동적 토크(Tqfw)가 Tqdemand , inc의 크기로 빠르게 증가하는 것을 보여준다. 이러한 급격한 증가는 또한 상한값(Tqdemand , max)을 빠르게 증가한다는 것을 의미한다. 요구 토크(Tqdemand)는 구동으로 영향을 끼치기 전에 큰 값을 채택하는 것을 허용하지 않기 때문에, 매끈한 구동 전이를 제공한다. 따라서, 구동이 영향을 끼치기 전에, 요구 토크(Tqdemand)는 0 Nm보다 큰 Tqdemand ,s 수준과 실질적으로 대응하는 값을 갖는다. 가속 제어가 해제될 때, 즉, 가속 페달 위치가 작은 값으로 복귀할 때에는 반대 방식으로 작동하게 되고, 구동은 반대 방향으로 영향을 끼쳐서 요구 토크(Tqdemand)는 하한값(Tqdemand , min)에 의해 제한된다. 도시된 바와 같이, 본 발명이 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는데 채용되면, 엔진/모터 속도 곡선에는 진동이 발생하지 않는다.
도 4는, 기어 변속 중에 가속 페달 위치의 변화가 실질적으로 없을 때, 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 공지된 방법에서 기어를 변속할 때의 작동 상황을 도시한다. 요구 토크(Tqdemand)는 실제 기어변속이 발생하기 전에 0 Nm 쪽으로 감소된다. 그 후, 요구 토크(Tqdemand)는 다시 비교적 높은 수준으로 증가된다. 동적 토크(Tqfw)가 항상 O Nm에 비교적 근접하기 때문에, 요구 토크(Tqdemand) 및 동적 토크(Tqfw)는 기어 변속 동안에 실질적으로 다르다는 것이 명백하다. 그러나, 공지된 해결책에서 동적 토크(Tqfw)는 요구 토크(Tqdemand)보다 더욱 진동하기 때문에, 공지된 방법에서 감소 및 증가되는 동안에 모두 요구 토크(Tqdemand) 및 동적 토크(Tqfw) 또한 실질적으로 다르다는 것이 그래프 상에서 명백하다. 이는 파워 트레인이 비-강성 파워 트레인과 같이 행동한다는 것을 의미하고, 결과적으로 엔진/모터 속도 변동, 즉 파워 트레인 진동을 발생시킨다.
도 5는, 본 발명이 채용되어 그 기능이 토크 감소일 때에는 작동하지 않고, 증가할 때("TIPIN") 작동하는 경우의 기어 변속을 도시한다. 가속 페달 위치는 감소 및 실제 기어 변속 중에 실질적으로 변경되지 않고 유지되지만, 이후에 떨어진다. 실제 기어 변속이 발생한 이후에, 요구 토크(Tqdemand)는 0 Nm 쪽으로 감소한다. 그 후에, 본 발명이 채용된 경우, 요구 토크(Tqdemand)는 다시 비교적 높은 수준으로 증가된다. 증가되는 동안에, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)는 일치할 것이 명확하다. 증가되는 동안에 본 발명을 채용하는 경우, 요구 토크(Tqdemand)는 상한값(Tqdemand , max)에 의해 제한되고, 이는 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw) 차이의 크기가 제한되는 것을 의미해서, 파워 트레인은 실질적으로 강성으로 행동하여 매우 작은 엔진/모터 속도 변동을 초래한다.
이러한 실시예에서, 최대 토크는 본 발명을 채용함으로써 다시 더욱 빠르게 도달될 수 있는데, 공지된 해결책은 대략 1초에 도달하는 반면에 본 발명은 대략 0.5초에 도달될 수 있다.
도 6은 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 이전의 공지된 방법이 차량의 토크 보고에서 에러에 의해 어떻게 영향을 받는지에 대한 예를 도시한다. 이 예에서, 300 Nm 만큼의 실질적인 토크 보고 에러가 기어 변속 중에 발생한다. 따라서, 제어 시스템은 동적 토크(Tqfw)의 실제 값이 대략 0 Nm이지만 대략 300 Nm로 인식한다. 도시된 바와 같이, 오류 보고는 동적 토크(Tqfw)의 큰 변동을 초래하는 반면, 요구 토크(Tqdemand)는 유사하게 변동하지 않는다. 이는 동적 토크(Tqfw)와 요구 토크(Tqdemand) 사이의 큰 누적 차이를 초래하고, 결과적으로 엔진/모터의 큰 속도 변동을 발생시키며, 이는 도면으로부터 명백하다.
도 7은 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)의 제어가 도 6에 도시되어 있는 이전에 공지된 방법의 토크 오류 보고에 의해 어떻게 영향을 받는지를 도시한다. 이 경우에도, 제어 시스템은 실제 기어 변속 중에 동적 토크(Tqfw)의 실제 값은 대략 0 Nm 이지만 대략 300 Nm로 인식한다. 이는 본 발명에 따른 상한값(Tqdemand , max)은 오프셋(Tqoffset , max)에 의한 값을 초과하는데, 예컨대, 300+100= 400 Nm이다. 동적 토크(Tqfw)에 대한 피드백 값이 제어하는데 채용되기 때문에, 이러한 제한을 통해 본 발명에 따른 제어는 토크 오류 보고에 비교적 둔감하다. 또한, 엔진/모터 속도가 실질적으로 진동이 없다는 것이 도 7에 도시되어 있다. 최대 토크는 본 발명을 채용함으로써 실질적으로 더욱 빠르게 도달될 수 있는데, 공지된 해결책은 대략 0.9초에 도달하는 반면에 본 발명은 대략 0.5초에 도달될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
본 발명의 제1 단계(801)로서, 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)는 시간 t에서 피드백된다.
본 발명의 제2 단계(802)로서, 요구 토크(Tqdemand)에 대한 최대 허용값(Tqdemand , max) 및/또는 최소 허용값(Tqdemand,min)이 시간 t에서 결정된다.
전술한 바와 같이, 최대값(Tqdemand,max)은 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt) 보다 오프셋 값(Tqoffset , max) 만큼 큰데, 즉, Tqdemand , max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffs et, max이다. 유사하게, 최소값(Tqdemand,min)은 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt) 보다 오프셋 값(Tqoffset , min) 만큼 작은 값(Tqdemand , min) 일 수 있는데, 즉, Tqdemand,min(t)=Tqfw(t-Δt)-Tqoffset , min이다. 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)에 대한 최대 허용값(Tqdemand,max)과 최소 허용값(Tqdemand , min) 사이의 관계 때문에, 최대값(Tqdemand , max) 및/또는 최소값(Tqdemand,min)은, 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)를 결정하도록 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)의 피드백과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 제3 단계(803)로서, 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이는 이전 시간 t-Δt에서 피드백된 동적 토크 Tqfw(t-Δt)를 사용함으로써 제한된다.
따라서, 시간 t에서 요구 토크(Tqdemand)의 제어는 이전 시간 t-Δt에서 차량에 의해 실제 이용되는 동적 토크(Tqfw) 및/또는 동적 휠 토크(Tqwheel)에 따라 지속적으로 변할 수 있고, 이 경우에, 동적 토크(Tqfw)의 피드백은, 피드백되고, 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는데 고려될 동적 토크(Tqfw) 및/또는 동적 휠 토크(Tqwheel)와 관련된 정보를 야기한다. 이에 따라, 파워 트레인 진동은 전술한 바와 같이 최소화될 수 있다.
당업자는 본 발명에 따른 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 방법이 컴퓨터에서 실행되는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있고, 상기 방법이 컴퓨터에 적용되는 것을 이해할 것이다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 적합한 디지털 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(903)의 형태를 취한다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 예컨대, ROM(읽기 전용 메모리), PROM(프로그램 가능한 판독 전용 메모리), EPROM(소거 가능한 PROM), 플래시 메모리, EEPROM(전기적으로 소거 가능한 PROM), 하드 디스크 유닛 등과 같은 적절한 메모리를 포함한다.
도 9는 계산 유닛(901)을 구비하는 제어 유닛(900)을 개략적으로 도시하고, 상기 제어 유닛(900)은 예컨대, 디지털 신호 처리(디지털 신호 프로세서, DSP)에 대한 회로, 또는 사전에 결정된 구체적인 기능(주문형 반도체, ASIC)을 갖는 회로와 같이 실질적으로 적절한 유형의 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터의 형태일 수 있다. 계산 유닛(901)은, 제어 유닛(900)에 적합하고, 예컨대, 저장된 프로그램 코드 및/또는 저장된 데이터를 계산 유닛에 제공하는 메모리 유닛(902)에 연결되고, 계산을 수행하는데 상기 메모리 유닛(902)을 필요로 한다. 또한, 계산 유닛은 메모리 유닛(902)에 계산의 중간 또는 최종 결과를 저장하도록 구성된다.
또한, 제어 유닛(900)에는 입력 및 출력 신호를 송신하고 수신하는 각각의 장치(911, 912, 913, 914)가 제공된다. 이러한 입력 및 출력 신호는 파형, 펄스, 또는 입력 신호 수신 장치(911, 913)가 정보로 감지될 수 있고, 계산 유닛(901)이 처리할 수 있는 신호로 변환될 수 있는 다른 특성을 포함할 수 있다. 이러한 신호는 계산 유닛에 제공된다. 출력 신호 송신 장치(912, 914)는, 예컨대, 원동기와 같은 차량의 제어 시스템의 다른 부분 및/또는 신호가 의도하는 부품 또는 부품들에 출력 신호를 전송하기 위해 계산 유닛에서의 계산 결과를 변환하도록 구성된다.
입력 및 출력 신호를 수신하고 송신하는 각 장치의 각각의 연결은 하나 또는 그 이상의 케이블, 예컨대, CAN(계측 제어기 통신망) 버스, MOST(미디어 지향 시스템 전송) 버스 또는 일부 다른 버스 구성과 같은 데이터 버스, 또는 무선 연결의 형태일 수 있다.
당업자는 전술한 컴퓨터가 계산 유닛(901)의 형태일 수 있고, 전술한 메모리가 메모리 유닛(902)의 형태일 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일반적으로, 현대 차량의 제어 시스템은 다수의 전자 제어 유닛(ECUs), 또는 제어기, 차량에 있는 다양한 부품에 연결하는 하나 또는 그 이상의 통신 버스로 구성되는 통신 버스 시스템을 포함한다. 이러한 제어 시스템은 다수의 제어 유닛을 포함할 수 있고, 특정 기능에 대한 책임이 두 개 또는 그 이상의 제어 유닛으로 분할될 수 있다. 따라서, 도시된 유형의 차량에는 도 9에서 도시된 것보다 상당히 많은 제어 유닛이 제공되고, 당업자는 확실히 이해할 것이다.
도시된 실시예에서, 본 발명은 제어 유닛(900)으로 구현되지만, 전체적으로 또는 부분적으로 차량에 이미 제공되어 있는 하나 또는 그 이상의 다른 제어 유닛, 또는 본 발명에서 도시된 제어 유닛으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 관점은 차량(100)의 원동기(101)로부터의 요구 토크(Tqdemand)를 조절하는 시스템을 제안하는 것이고, 원동기(101)는 요구 토크(Tqdemand)에 대한 응답으로 동적 토크(Tqfw)를 전달하도록 구성된다. 이러한 동적 토크(Tqfw)는 기어비 i에 의해 동적 휠 토크(Tqwheel)와 연관되어 있고, 원동기(101)를 포함하는 파워 트레인은 차량의 구동륜(110, 111) 중 적어도 하나에 전하도록 구성된다. 본 발명에 따른 시스템은, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이가 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)의 피드백을 채용하여 적극적으로 제한되는 방식으로 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 수행하도록 구성된다. 제어를 위해 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand)는 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)보다 오프셋 값(Tqoffset , max) 만큼 초과하는 최대값(Tqdemand , max), 즉, Tqdemand , max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset,max으로 제한된다. 요구 토크(Tqdemand)는 동적 토크(Tqfw)에 따라 지속적으로 변한다.
당업자는 전술한 시스템이 본 발명의 방법의 다른 실시예에 따라 변형될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명의 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 적어도 하나의 시스템을 구비하는 예컨대, 승용차, 트럭, 또는 버스와 같은 차량(100)에 관한 것이다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 첨부된 독립항의 보호 범위 내에 있는 모든 실시예에 관한 것이고, 모든 실시예를 포함한다.

Claims (17)

  1. 동적 토크(Tqfw)를 출력 샤프트(102)에 전달함으로써 요구 토크(Tqdemand)에 응답하는 차량(100)의 원동기(101)에서 요구 토크(Tqdemand)를 제어하되, 상기 동적 토크(Tqfw)는, 원동기(101)를 포함하는 파워 트레인에 의해 차량(100)의 적어도 하나의 구동륜(110, 111)에 전달되는 동적 휠 토크(Tqwheel)와 기어비 i로 연관되어 있는, 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 방법에 있어서,
    요구 토크(Tqdemand)의 제어는, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이가 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)의 피드백을 채용하여 적극적으로 제한되는 방식으로 수행되며, 제어를 위한 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand)는 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)보다 오프셋 값(Tqoffset,max) 만큼 초과하는 최대값(Tqdemand,max), 즉, Tqdemand,max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset,max으로 제한되고, 요구 토크(Tqdemand)는 동적 토크(Tqfw)에 따라 지속적으로 변하며,
    상기 동적 토크(Tqfw)는 상기 요구 토크(Tqdemand)에 원동기(101)의 회전 가속도(
    Figure 112017071009717-pct00036
    e)와 원동기(101)의 회전 관성(Je)의 곱을 뺀 값에 상당하는데, 즉, Tqfw=Tqdemand-Je
    Figure 112017071009717-pct00037
    e인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    - 상기 원동기(101)의 회전 관성(Je)은 파워 트레인의 총 회전 관성(Jdl)을 지배하며, 및
    - 상기 동적 휠 토크(Tqwheel)는 상기 동적 토크(Tqfw)에 상기 기어비(i)를 곱한 값, 즉, Tqwheel=Tqfw*i에 상당하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이는, 상기 차이의 시간 경과 동안 중립적인 신호의 합으로 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 위한 제1 측정치를 결정하는데 채용되며, 상기 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 데에는 상기 제1 측정치를 채용하고, 상기 합이 작은 값에 도달하는 경우에는 성공적인 제어를 나타내는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중립적인 신호의 합은 상기 차이의 시간 경과 동안에 절대량의 합 및/또는 제곱의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    제어를 위한 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand)는, 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt) 보다 오프셋 값(Tqoffset,min) 만큼 작은 최소값(Tqdemand,min), 즉, Tqdemand,min(t)=Tqfw(t-Δt)-Tqoffset,min으로 제한되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오프셋 값(Tqoffset,max, Tqoffset,min)의 크기는 일정한 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 오프셋 값(Tqoffset,max, Tqoffset,min)의 크기는 가변이고, 상기 차량(100)의 행동과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오프셋 값(Tqoffset , max, Tqoffset , min)의 크기는 상기 차량(100)에 대해 선택되는 작동 모드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)는, 이전 시간 t-Δt에서의 동적 휠 토크 Tqwheel(t-Δt)의 크기와 연관되는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크(Tqfw(t-Δt))는, 이전 시간 t-Δt에서의 요구 토크(Tqdemand(t-Δt))에 원동기(101)의 회전 관성(Je)과 이전 시간 t-Δt에서 원동기에 대한 회전 가속도(
    Figure 112017071009717-pct00025
    e(t-Δt))의 곱을 뺀 값, 즉, Tqfw(t-Δt)=Tqdemand(t-Δt)-Je
    Figure 112017071009717-pct00026
    e(t-Δt)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    사전에 정해진 동적 토크(ΔTqfw)의 변경을 수행하는데 걸리는 변경 시간(tchange)은 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 제2 측정치를 결정하는데 채용되고, 짧은 변경 시간(tchange)은 더욱 성공적인 제어를 나타내는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 요구 토크(Tqdemand)의 제어는 상기 제2 측정치가 최소화되는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어는,
    - 상기 원동기(101)로부터 토크에 대한 요구를 개시,
    - 상기 원동기(101)로부터 토크에 대한 요구를 중단,
    - 상기 파워 트레인의 구동,
    - 상기 파워 트레인의 클러치(106)를 작동,
    - 상기 파워 트레인 내의 기어박스(103)의 기어 변속,
    - 상기 파워 트레인 내의 기어박스(103)의 기어 변속 시에 구동 토크의 오류 보고, 및
    - 외부 요인에 의해 파워 트레인 진동이 발생되는 상황들 중 하나 또는 그 이상의 상황에서 파워 트레인 진동을 감소시키도록 채용되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  15. 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터로 판독 가능한 매체로,
    컴퓨터 프로그램은 프로그램 코드를 포함하며, 상기 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행되는 경우에 제1항에 따른 방법이 컴퓨터에 적용되고, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체 내에 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  16. 차량(100)의 원동기(101)에서 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 시스템으로, 상기 원동기(101)는 동적 토크(Tqfw)를 출력 샤프트(102)에 전달함으로써 요구 토크(Tqdemand)에 응답하도록 구성되며, 상기 동적 토크(Tqfw)는, 원동기(101)를 포함하는 파워 트레인에 의해 차량(100)의 적어도 하나의 구동륜(110, 111)에 전달되는 동적 휠 토크(Tqwheel)와 기어비 i로 연관되어 있는, 요구 토크(Tqdemand)를 제어하는 시스템에 있어서,
    상기 시스템은, 요구 토크(Tqdemand)와 동적 토크(Tqfw)의 차이가 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)의 피드백을 채용하여 적극적으로 제한되는 방식으로 요구 토크(Tqdemand)의 제어를 수행하도록 구성되며, 제어를 위한 시간 t에서의 요구 토크(Tqdemand)는 이전 시간 t-Δt에서의 동적 토크 Tqfw(t-Δt)보다 오프셋 값(Tqoffset,max) 만큼 초과하는 최대값(Tqdemand,max), 즉, Tqdemand,max(t)=Tqfw(t-Δt)+Tqoffset,max로 제한되고, 요구 토크(Tqdemand)는 동적 토크(Tqfw)에 따라 지속적으로 변하며,
    상기 동적 토크(Tqfw)는 상기 요구 토크(Tqdemand)에 원동기(101)의 회전 가속도(
    Figure 112017071009717-pct00038
    e)와 원동기(101)의 회전 관성(Je)의 곱을 뺀 값에 상당하는데, 즉, Tqfw=Tqdemand-Je
    Figure 112017071009717-pct00039
    e인 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  17. 삭제
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