KR102558906B1 - 부동 시간이 보상되는 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

부동 시간이 보상되는 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102558906B1
KR102558906B1 KR1020180133254A KR20180133254A KR102558906B1 KR 102558906 B1 KR102558906 B1 KR 102558906B1 KR 1020180133254 A KR1020180133254 A KR 1020180133254A KR 20180133254 A KR20180133254 A KR 20180133254A KR 102558906 B1 KR102558906 B1 KR 102558906B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
combustion engine
speed
model
controller
controlling
Prior art date
Application number
KR1020180133254A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190051830A (ko
Inventor
유에르겐 비스터
알렉상드르 바그네어
베네딕트 알트
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20190051830A publication Critical patent/KR20190051830A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102558906B1 publication Critical patent/KR102558906B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0097—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/263—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the program execution being modifiable by physical parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1412—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1431—Controller structures or design the system including an input-output delay
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

본 발명은, 제어기(1)를 이용해서 연소 엔진의 회전수(NM)를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법에서는 제어 시 하나 이상의 부동 시간(ttot)을 보상하기 위한 구간 모델(4) 및 신호 처리 모델(5)이 제공된다.

Description

부동 시간이 보상되는 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법{METHOD FOR CONTROLLING A SPEED OF A COMBUSTION ENGINE WITH COMPENSATION OF A DEAD TIME}
본 발명은, 하나 이상의 부동 시간이 구간 모델 및 신호 처리 모델을 이용하여 보상되는, 연소 엔진의 회전수 제어 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 이 방법이 계산 장치상에서 실행될 경우 상기 방법의 각각의 단계를 실행하는 컴퓨터 프로그램, 및 이 컴퓨터 프로그램을 저장하는 기계 판독 가능 저장 매체와도 관련이 있다. 마지막으로 본 발명은, 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 설계된 전자 제어 장치와 관련이 있다.
오늘날, 자동차에서 연소 엔진의 회전수 제어는 일반화되어 있다. 이와 같이 제어된 작동 모드에서는, 회전수가 회전수 제어기(이하에서는 간략히 "제어기"로서 지칭됨)에 의해서 사전 설정 가능한 값으로 조정된다. 이를 위해, 예컨대 디젤 엔진의 경우에는, 연소 엔진 내부로 분사되는 연료량이 상응하게 조정된다. 제어 시 통상적인 것처럼, 회전수가 지속적으로 검출되어 목표 회전수와 비교된다. 이렇게 함으로써, 발생하는 외란 변수가 자동으로 제어된다. 제어기는 대부분 변형된 PI(Proportional Integral) 제어기로서 또는 PID(Proportional Integral Differential) 제어기로서 형성된다. 제어를 위해, 운전 상황, 주변 조건 및 기어비(gear ratio)에 따라 별도로 설계되고 주로 상응하는 특성맵 내에 저장되는, 공칭 시스템용 제어 파라미터들이 사용된다. 그 밖에, 예컨대 목표값 추적과 같은 추가 조치들이 제공된다.
제어 시 부동 시간, 즉, 입력 신호의 변동과 관련 신호 응답의 변동, 다시 말해 출력 신호의 변동 사이의 지속 시간이 빈번하게 발생한다. 그 결과, 부동 시간이 제어에 영향을 미친다. 특히 연소 엔진의 회전수가 낮은 경우에는, 신호 처리 시 부동 시간의 영향이 더 크다. 이와 같은 부동 시간에 대한 예로서, 회전수 신호의 검출 시, 신호 검출의 출력 신호가 시간상 회전수의 검출 또는 측정보다 더 늦게 송출되는 부동 시간, 그리고 엔진 조건들이 변경된 경우에 연소의 가변 지속 시간을 기술하는 연소 부동 시간을 들 수 있다.
실린더의 개수가 적은 경우, 특히 4개 미만인 경우에는, 실린더들 간에 점점 더 커지는 점화 간격이 상응하게 더 긴 부동 시간을 야기한다.
또한, 신호가 전송될 때까지 시간이 경과하는 통신 인터페이스에서도 부동 시간이 발생한다. 소프트웨어 기능을 집중화하고, 이를 위해 자동차의 중앙 컴퓨터에서 회전수 제어를 구현하려는 노력이 이루어지고 있다. 이를 위해서는, 또 다른 부동 시간을 야기하는 추가 통신 인터페이스가 필요하다.
하나 이상의 부동 시간이 구간 모델 및 신호 처리 모델을 이용하여 보상되는, 제어기를 이용해서 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법이 제안된다. 부동 시간은, 입력 신호의 변동과 관련 신호 응답의 변동 사이, 즉, 출력 신호의 변동 사이의 지속 시간을 기술한다. 상기 부동 시간에 의해 제어 시 시간 지연이 발생하고, 이로 인해 제어의 품질이 저하된다. 부동 시간이 시스템에 공지되어 있는 한, 상기 부동 시간으로부터 유래하는 영향들은 상응하게 보정된다. 따라서, 마치 부동 시간이 전혀 존재하지 않는 것처럼 회전수 제어를 설계하는 것이 가능해진다. 주지할 점은, 보상에 의해서는 입력 신호와 출력 신호 간 부동 시간이 실제로 제거되지 않는다는 점이다. 부동 시간의 보상에 의해서는, 제어에 미치는 부동 시간의 부정적인 효과가 줄어들거나 심지어 완전히 제거되고, 이로 인해 제어 성능이 높아진다.
이하에서는, 상기 방법에 의해서 보상될 수 있는 다양한 유형의 부동 시간이 기술된다. 여기서 주목할 사실은, 본원에 기술되지 않는 유형의 다른 부동 시간도 마찬가지로 보상될 수 있다는 것이다. 낮은 공회전 회전수에서는 신호 검출 시 그리고/또는 측정된 회전수의 신호 처리 시 발생하는 부동 시간이 보상될 수 있다. 이와 같은 부동 시간은, 회전수의 검출과 출력 신호의 송출 사이에 발생한다. 이 부동 시간은, 그 사이에 실행된 신호 처리에 의해서 추가로 증가할 수 있다. 또한, 엔진 조건의 변동 시 연소를 위해 필요한 기간을 특성화하는 연소 부동 시간도 보상될 수 있다. 더 나아가, 연소 엔진의 실린더들의 점화 간격이 길어지면, 더 큰 부동 시간이 야기된다. 이와 같은 증가된 점화 간격은 특히 실린더 개수가 적은, 특히 3개 미만의 실린더를 갖는 연소 엔진에서 발생한다. 다른 말로 표현하자면, 실린더의 개수가 적은 경우, 특히 실린더가 3개 미만인 경우, 증가된 점화 간격으로 인해 발생하는 부동 시간의 보상이 이루어진다. 그 밖에, 신호가 통신 지점을 통해 전송되는 경우에는, 이 통신 지점에서 생성되는 부동 시간이 보상된다.
부동 시간을 보상하기 위하여, 제어 시 제어 구간에 대한 구간 모델 및 신호 처리 모델이 제공된다. 이들 모델은 바람직하게 소프트웨어 기능 안에서 연속으로 실행된다. 구간 모델의 경우에는, 특히 입력/출력 거동과 관련하여 제어 구간을 기술하는 수학적 모델이 사용된다. 이 모델의 입력 변수, 즉, 지시된 토크가 변동하는 즉시, 구간 모델의 출력 변수, 즉, 연소 엔진의 회전수도 변동된다. 구간 모델과 신호 처리 모델의 조합에 의해, 측정된 회전수를 모르더라도, 상응하는 부동 시간을 포함하여 제어 구간의 거동을 예견하는 것이 가능하다.
바람직하게, 구간 모델로부터 결정된 회전수와 신호 처리 모델로부터 결정된 회전수 간의 회전수 차가 산출될 수 있다. 다른 말로 표현하자면, 신호 처리 모델의 영향을 수반하는 회전수 차, 그리고 그러한 영향이 없는 회전수 차가 산출된다. 선택적으로 상기 회전수 차는 필터링을 거칠 수 있다. 그런 다음, 상기 회전수 차와 측정된 회전수의 합이 계산될 수 있다. 계산된 합을 이하 예측 회전수라고 지칭한다. 마지막으로, 제어를 실행하기 위하여, 제어기가 예측 회전수를 회전수 목표값과 비교할 수 있다.
구간 모델은, 제어 구간의 물리적인 모델 파라미터, 즉, 연소 엔진 및 파워 트레인의 물리적인 모델 파라미터에 좌우된다. 이들 모델 파라미터는, 동일한 구조의 2대의 차량에서 제조 공차 및 상이한 시효로 인해 서로 상이할 수 있다. 이들 모델 파라미터도 역시 운전 상황에 좌우된다.
모델 파라미터들 중 하나는, 연소 엔진 및 이와 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소들의 관성 질량 모멘트이다. 관성 질량 모멘트는, 회전수 변동에 대한 연소 엔진 및 이와 연결된 구성 요소들의 관성을 지시한다. 바람직하게 제어 파라미터는 관성 질량 모멘트에 기초하여, 상기 관성 질량 모멘트가 변동될 때, 예컨대 기어 변경 시 또는 클러치 작동 시, 예컨대 오버슈트 폭(overshoot width) 등과 같은 제어를 위한 성능 기준들이 변동되지 않도록, 변경된다. 예를 들어, 제어 파라미터는 이를 위해 관성 질량 모멘트와 곱해질 수 있거나, 상이한 관성 질량 모멘트들를 위한 제어 파라미터가 특성맵 내에 저장될 수 있다.
또 다른 모델 파라미터는, 연소 엔진 및 이와 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소들의 부하 토크(load torque)이다. 부하 토크는, 연소 엔진의 회전 운동을 저지하는 토크를 지칭한다. 그로 인해, 연소 엔진의 가속에 이용될 수 있는 유효 토크가 감소된다.
일 양태에 따라, 모델 파라미터는 기어비, 클러치 신호 및/또는 또 다른 변수에 따라 특성맵 내에 저장된다. 또 다른 일 양태에 따르면, 모델 파라미터는 알고리즘을 이용하여 계산될 수 있다. 결과적으로, 모델 파라미터는 기어비, 클러치 신호 및/또는 또 다른 변수, 그리고 예컨대 보조 장치의 접속과 같은 동적 모델을 위한 이벤트에 따라 계산될 수 있다.
선택적으로, 구간 모델에서 2차 모델 및/또는 더 높은 차수의 모델도 사용될 수 있다. 이로 인해, 사용된 모델이 더욱 구체화되며, 예컨대 자동차의 (복잡하게 구성된) 파워 트레인과 같은 더 복잡한 구성 요소 구조가 상세하게 맵핑될 수 있다.
이로써, 제어기의 제어 파라미터는 관성 질량 모멘트에 따라, 그리고/또는 연소 엔진 및 이와 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소의 부하 토크에 따라 변할 수 있다. 따라서, 관성 질량 모멘트 및/또는 부하 토크가 변하더라도, 계속해서 일정한 제어 품질이 달성될 수 있다.
일 양태에 따라, 신호 처리 모델에서 연소 엔진의 평균 회전수가 계산될 수 있다. 이를 위해, 신호 처리 모델에서는 바람직하게 회전수 측정의 신호 검출 및 신호 처리가 시뮬레이션된다. 이렇게 함으로써, 신호 처리 체인이 모델링될 수 있고, 측정 시 부동 시간이 계산될 수 있는 장점이 도출된다.
컴퓨터 프로그램은, 특히, 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행될 경우 각각의 방법 단계를 수행하도록 설계된다. 상기 컴퓨터 프로그램은, 종래의 전자 제어 장치에서 이 전자 제어 장치의 구조적 변경 없이도 방법을 구현할 수 있게 한다. 이를 위해 컴퓨터 프로그램은 기계 판독 가능 저장 매체에 저장된다.
상기 컴퓨터 프로그램을 종래의 전자 제어 장치에 설치함으로써, 연소 엔진의 회전수 제어 시 부동 시간을 보상하도록 설계된 전자 계산 장치가 얻어진다. 전자 계산 장치는 예를 들어 엔진 제어 장치 또는 자동차의 중앙 컴퓨터일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있으며, 이하의 설명부에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따른, 연소 엔진의 회전수 제어 회로의 블록 회로도이다.
도 2a 및 도 2b는 응답 거동의 경우에 대해 각각 본 발명의 일 실시예 및 종래 기술에 따라, 부동 시간을 포함한 시간에 대해 연소 엔진의 회전수 파형(도 2a) 및 지시된 토크의 파형(도 2b)을 나타낸 그래프이다.
도 3a 및 도 3b는 회전수 하강의 경우에 대해 각각 본 발명의 일 실시예 및 종래 기술에 따라, 부동 시간을 포함한 시간에 대해 연소 엔진의 회전수 파형(도 3a) 및 지시된 토크의 파형(도 3b)을 나타낸 그래프이다.
도 1은, 연소 엔진의 회전수(NM)를 위한 제어 회로의 블록 회로도를 보여준다. 제어 회로는, 본 경우에 PI-제어기로서 형성된 제어기(1); 연소 엔진 및 이 연소 엔진과 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소를 나타낸 제어 구간(2); 및 신호 처리 장치(3);를 포함한다. 자동차와 관련하여, 파워 트레인은 예를 들어 클러치, 트랜스미션 등을 포함한다. 제어기(1)는 연소 엔진의 회전수(NM)를 목표 회전수(Nsp)에 맞추어 조절한다. 제어기(1)의 제어를 위한 제어 파라미터는, 연소 엔진 및 이 연소 엔진과 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소의 추정 관성 질량 모멘트() 및 추정 부하 토크()에 기초하여 선택된다. 또한, 예컨대 스프링 상수 또는 감쇠 상수와 같은 또 다른 파라미터(P)도 제어기(1)의 제어에 함께 산입될 수 있다. 제어기(1)는, 지시된 토크(Mind)를 제어 구간(2)으로 송출한다. 지시된 토크(Mind)로부터, 연소 엔진 내로 분사될 연료량이 계산된다. 그 결과, 제어 구간(2)에서 연소 엔진의 회전수(NM)가 조절되며, 이때 연소 엔진 및 이 연소 엔진과 연결된 구성 요소의 부하 토크(ML)가 회전 운동을 저지한다. 연소 엔진의 회전수(NM)가 측정되고, 측정된 회전수(Nmess)를 출력하는 신호 처리부(3)를 통과한다.
본 발명에 따라, 직렬 회로 내에 연속으로 배치된 구간 모델(4) 및 신호 처리 모델(5)이 제공된다. 구간 모델(4)은, 특히 지시된 토크를 위한 입력 거동 및/또는 연소 엔진의 회전수(NM)를 위한 출력 거동과 관련하여 제어 구간(2)을 기술하는 데 이용될 수학적 모델을 사용한다. 모델 파라미터로서, 연소 엔진 및 이 연소 엔진과 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소의 추정 관성 질량 모멘트() 및 추정 부하 토크()가 구간 모델(4)에 산입된다. 기어비, 클러치 신호 및/또는 또 다른 변수에 따라, 추정 관성 질량 모멘트() 및 추정 부하 토크()가 특성맵 내에 저장되거나, 알고리즘을 이용하여 계산된다. 연소 엔진의 회전수(NM)의 변동 및 그에 따른 상기 회전수의 시간 미분()이 상기 수학적 모델에서 하기에 표현된 공식 1에 의해 기술된다:
(공식 1)
본 실시예에서는, 지시된 토크(Mind)의 변동 시, 회전수(NM)가 상응하게, 특히 상기 동작이 반대 방향으로 지시된 토크(Mind)에 의해 저지될 때까지, 변동된다고 가정한다. 지시된 토크(Mind)의 변동 시 연소 엔진의 회전수(NM) 변동은 결정적으로, 연소 엔진 및 이 연소 엔진과 연결된 차량 파워 트레인 내 구성 요소의 관성 질량(J)에 좌우된다. 또한, 부하 토크(ML)는 연소 엔진의 가속을 위해 이용될 수 있는 토크를 감소시킨다. 본 발명의 실시예들에서는, 더 높은 차수의 모델들이 구간 모델에 함께 관여할 수 있다. 회전수(NM) 변동의 계산에 이용된 구간 모델(4)로부터, 구간 모델 회전수(Nst)가 얻어진다. 구간 모델(4)을 이용하여 제어 구간(2) 내부에서 부동 시간이 산출됨으로써, 구간 모델 회전수(Nst)는 부동 시간(ttot)이 없는 연소 엔진의 회전수(NM)에 상응하게 된다.
신호 처리 모델(5) 내에서는, 연소 엔진의 회전수(NM)의 신호 검출 및 신호 처리(3)가 모델링된다. 이를 위해, 선행하는 시간 주기에 걸쳐 연소 엔진의 회전수(NM)가 평균된다. 평균 회전수를 통해서 신호 처리 모델 회전수(Nsv)가 결정되고, 이 신호 처리 모델 회전수를 이용하여, 측정된 회전수(Nmess)가 그 결정을 위해 신호 검출 및 신호 처리(3)가 실행될 필요 없이, 추정될 수 있다. 그에 상응하게, 신호 처리 모델 회전수(Nsv)는 신호 검출 및 신호 처리(3)의 영향을 받지 않으며, 그에 따라 그러한 경우에 발생하는 부동 시간(ttot)도 없다.
신호 처리 모델 회전수(Nsv)와 구간 모델 회전수(Nst) 간의 회전수 차(ΔN)가 산출된다. 이 회전수 차(ΔN)는 필터(51)를 통과한다. 그 다음에, 상기 회전수 차(ΔN)가 측정된 회전수(Nmess)에 가산되고, 합산으로서 예측 회전수(Npred)가 얻어진다. 다시 말해, 예측 회전수(Npred)는 부동 시간(ttot) 없는 구간 거동을 지시한다. 마지막으로, 상기 예측 회전수(Npred)가 제어기(1)로 리턴되며, 제어기가 상기 예측 회전수(Npred)를 목표 회전수(Nsp)와 비교하고, 예측 회전수(Npred)와 목표 회전수(Nsp) 간의 차를 토대로 해서 연소 엔진의 회전수(NM)를 제어한다.
본 실시예에서는, 제어기(1), 연소 엔진의 회전수(NM)의 신호 처리 장치(3), 그리고 구간 모델(4) 및 신호 처리 모델(5)이 전자 제어 장치 내에 구현된다. 또 다른 실시예들에서는, 전술된 구성 요소들이 자동차의 중앙 컴퓨터 내에 구현된다.
도 2a 및 도 2b에는, 연소 엔진의 회전수(NM)가 사전 설정된 목표값에 맞추어 조절되는 응답 거동의 경우에 대해, 본 발명의 일 실시예가 종래 기술과 비교 도시되어 있다. 도 2a는, 일 그래프에서 시간(t)에 대한 연소 엔진의 회전수(NM)를 보여준다. 회전수(NM)의 사전 설정된 파형을 보여주는 목표 파형(60)은, 제1 회전수 값(N1)으로부터 제2 회전수 값(N2)으로의 계단 응답(step response)의 형태로 도시되어 있다. 또한, 목표 파형(60)의 계단 응답과 동시에 증가하고 제2 회전수 값(N2)에 적응되는, 예측 회전수(Npred)의 파형(61)이 도시되어 있다. 그 외에, 본 발명의 일 실시예에 따라 부동 시간(ttot)이 보상된 회전수(NM)의 파형(62)[이하에서는 간략히 "보상된 회전수 파형(62)"으로 지칭됨] 및 종래 기술에 따라 부동 시간(ttot)의 보상이 없는 제어 시 회전수(NM) 파형(63)[이하에서는 간략히 "보상되지 않은 회전수 파형(63)"으로 지칭됨]이 도시되어 있다. 목표 파형(60)의 상승에 따라 두 회전수 파형(62, 63)도 마찬가지로 상승할 때까지, 표시된 부동 시간(ttot)이 경과한다. 보상된 회전수 파형(62)은 곧바로, 특히 부동 시간(ttot)을 포함하지 않는 예측 회전수(Npred)의 파형(61)의 형태에 상응하는 형태로, 제2 회전수 값(N2)에 근접함을 알 수 있다. 보상되지 않은 회전수 파형(63)은 상이한 형태를 가지며, 제2 회전수 값(N2)과 같아지기 전에 오버슈트를 보인다. 이와 같은 오버슈트는, 보상된 회전수 파형(62)에서는 매우 약하게만 나타나거나 전혀 존재하지 않는다. 그에 따라, 보상된 회전수 파형(62)은 보상되지 않은 회전수 파형(63)보다 더 신속하게, 추구하는 제2 회전수 값(N2)에 도달하게 된다.
도 2b에는, 상기와 같은 경우에 대해 시간에 걸쳐 지시된 토크(Mind)의 그래프가 도시되어 있다. 지시된 토크(Mind)의 사전 설정된 파형을 보여주는 목표 파형(65)은 일정하게 제1 토크 값(M1)에 유지되는데, 그 이유는 요구 전후의 토크가 변하지 않아야 하기 때문이다. 보상된 토크 파형(66)은 부동 시간(ttot)이 경과하기 전에 이미 하하강는 반면, 보상되지 않은 토크 파형(67)은 부동 시간(ttot) 이후에 비로소 하강한다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 제어기(1)는 부동 시간(ttot) 내에서 이미 변동에 반응할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에는, 회전수(NM)가 더 높은 제3 회전수 값(N3)으로부터 더 낮은 제4 회전수 값(N4)으로 하하강는 경우에 대해, 본 발명의 일 실시예가 종래 기술과 비교 도시되어 있다. 도 3a는, 시간(t)에 대한 연소 엔진의 회전수(NM)를 그래프로 보여준다. 여기서, 회전수(NM)의 사전 설정된 파형을 나타내고, 그에 따라 일정하게 제4 회전수 값(N4)에 놓여 있는, 회전수(NM)의 목표 파형(70)이 도시되어 있다. 또한, 제3 회전수 값(N3) 미만에서 시작하여, 이어서 제4 회전수 값(N4)에 도달할 때까지 일정한 기울기로 하강한 다음에 상기 제4 회전수 값으로 근사되는 예측 회전수(Npred)의 파형(71)이 도시되어 있다. 보상된 회전수 파형(72) 및 보상되지 않은 회전수 파형(73) 모두, 처음에는 예측 회전수(Npred)의 파형(71)의 기울기에 상응하는 일정한 기울기로 제3 회전수 값(N3)에서부터 하강한다. 부동 시간(ttot)의 보상 시, 부하 토크(ML)를 저지하기 위하여, 제4 회전수 값(N4)에 도달하기 전에 이미 반대 방향으로 지시된 토크(Mind)가 형성된다. 이에 대해서는 도 3b도 참조된다. 제4 회전수 값(N4)에 도달하자마자, 보상된 회전수 파형(72)은 빠르게 사전 설정된 제4 회전수 값(N4)으로 과도된다. 그에 따라, 보상된 회전수 파형(72)은, 실질적으로 다름 아닌 부동 시간(ttot)에 상응하는 이동을 갖는 예측 회전수(Npred)의 파형(71)에 상응하게 된다. 그와 달리, 예비 제어되지 않은 회전수 파형(92)은 먼저 제4 회전수 값(N4) 아래로 하강하고, 제4 회전수 값(N4)으로 과도(transient)된다.
도 3b에는, 상기 경우에 대해 시간에 걸쳐 지시된 토크(Mind)의 그래프가 도시되어 있다. 지시된 토크(Mind)의 사전 설정된 파형을 보여주는 목표 파형(75)은 마찬가지로 일정하게 제2 토크 값(M2)에 놓여 있다. 이미 언급했듯이, 구간 모델(4)에 따라 부동 시간(ttot)을 보상하는 경우에는, 부하 토크(ML)를 저지하기 위하여 반대 방향으로 지시된 토크(Mind)가 형성된다(공식 1 참조). 그렇기 때문에, 보상된 토크 파형(76)은 시간상, 보상된 상응하는 회전수 파형(72)이 제4 회전수 값(N4)에 도달하기 훨씬 전에 이미 연속으로 상승한다. 그와 달리, 이 경우에는 제어기가 보상 없이 현재 토크 파형(97)과 목표 파형(75) 간의 편차에만 반응할 수 있기 때문에, 보상되지 않은 토크 파형(97)은 보상된 토크 파형(76)보다 시간상 더 늦게 상승하고, 그 다음에 제2 토크 값(M2)을 초과하며, 제2 토크 값(M2)으로 과도된다. 회전수(NM)의 오버슈트 및 이와 연계된 토크(Mind)의 오버슈트는, 연소 엔진의 작동 특성에 부정적으로 작용하고, 승차감에도 영향을 미친다.

Claims (12)

  1. 제어기(1)를 이용해서 연소 엔진의 회전수(NM)를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    제어 시 하나 이상의 부동 시간(ttot)을 보상하기 위한 구간 모델(4) 및 신호 처리 모델(5)이 제공되고,
    구간 모델(4)로부터 결정된 회전수(Nst)와 신호 처리 모델(5)로부터 결정된 회전수(Nsv) 간의 회전수 차(ΔN)를 산출하고, 상기 회전수 차(ΔN)와 측정된 회전수(Nmess)의 합으로서 예측 회전수(Npred)를 계산하며, 제어를 실행하기 위해, 제어기(1)가 상기 예측 회전수(Npred)를 회전수 목표값(Nsp)과 비교하는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 회전수 차(ΔN)와 측정된 회전수(Nmess)의 합이 계산되기 전에, 상기 회전수 차(ΔN)가 필터(51)를 통과하는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 연소 엔진 및 상기 연소 엔진과 연결된 구성 요소의 관성 질량 모멘트()가 구간 모델(4)에 함께 산입되는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 연소 엔진 및 상기 연소 엔진과 연결된 구성 요소의 부하 토크()가 구간 모델(4) 에 함께 산입되는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 관성 질량 모멘트() 및/또는 부하 토크()가 특성맵 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 관성 질량 모멘트() 및/또는 부하 토크()가 알고리즘을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  8. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 구간 모델(4)의 경우에는 2차 모델 및/또는 더 높은 차수의 모델도 관여되는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  9. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 측정된 회전수(Nmess)의 신호 검출 및 신호 처리(3)가 시뮬레이션됨으로써, 신호 처리 모델(5)이 연소 엔진의 평균 회전수를 계산하는 것을 특징으로 하는, 제어기를 이용한 연소 엔진의 회전수 제어 방법.
  10. 기계 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 있고
    제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법의 각각의 단계를 수행하도록 설계된 컴퓨터 프로그램.
  11. 제10항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 저장 매체.
  12. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용해서, 연소 엔진의 회전수(NM)의 제어 시 하나 이상의 부동 시간(ttot)을 보상하도록 설계된 전자 제어 장치.
KR1020180133254A 2017-11-07 2018-11-02 부동 시간이 보상되는 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법 KR102558906B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017219785.4 2017-11-07
DE102017219785.4A DE102017219785A1 (de) 2017-11-07 2017-11-07 Verfahren zur Regelung einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors mit Kompensation einer Totzeit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190051830A KR20190051830A (ko) 2019-05-15
KR102558906B1 true KR102558906B1 (ko) 2023-07-25

Family

ID=66179256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180133254A KR102558906B1 (ko) 2017-11-07 2018-11-02 부동 시간이 보상되는 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102558906B1 (ko)
CN (1) CN109854398B (ko)
DE (1) DE102017219785A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111532255B (zh) * 2020-05-07 2021-07-06 福建盛海智能科技有限公司 一种油门控制方法及终端
DE102022104719A1 (de) 2022-02-28 2023-08-31 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zur Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine sowie Antriebseinrichtung mit Brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004019477A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の回転数制御方法
JP2004340017A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Toyota Motor Corp エンジンの軸トルク制御方法及びエンジン回転数の制御方法
JP5041068B2 (ja) 2008-12-04 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102012003020A1 (de) * 2012-02-15 2013-08-22 Audi Ag Regelsystem zur Drehzahlregelung eines Antriebsmotors

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4667640A (en) * 1984-02-01 1987-05-26 Hitachi, Ltd. Method for controlling fuel injection for engine
EP0633395B1 (en) * 1991-06-10 1998-08-19 Denso Corporation Apparatus for controlling speed of internal combustion engine
DE19962963B4 (de) * 1999-12-24 2008-07-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Drehzahl eines Fahrzeugmotors mit Motorsteuerung während eines Schaltvorganges
JP4096728B2 (ja) * 2002-12-20 2008-06-04 日産自動車株式会社 エンジン制御装置
FR2867230B1 (fr) * 2004-03-05 2006-06-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de controle d'un moteur a combustion interne
JP4311476B2 (ja) * 2007-05-11 2009-08-12 トヨタ自動車株式会社 回転駆動力源制御装置
CN102449291B (zh) * 2009-06-23 2015-01-28 日本邮船株式会社 船用发动机的控制方法及其控制装置
DE102013021523A1 (de) * 2013-12-13 2015-07-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine
DE102014206909A1 (de) * 2014-04-10 2015-10-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Drehzahlregelung eines Motors
SE538118C2 (sv) * 2014-05-30 2016-03-08 Scania Cv Ab Styrning av ett fordons drivlina baserat på en tidsderivataför dynamiskt vridmoment
AT516817A1 (de) * 2015-01-23 2016-08-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Betreiben einer Anordnung umfassend eine rotierende Arbeitsmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004019477A (ja) * 2002-06-12 2004-01-22 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の回転数制御方法
JP2004340017A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Toyota Motor Corp エンジンの軸トルク制御方法及びエンジン回転数の制御方法
JP5041068B2 (ja) 2008-12-04 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102012003020A1 (de) * 2012-02-15 2013-08-22 Audi Ag Regelsystem zur Drehzahlregelung eines Antriebsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
CN109854398A (zh) 2019-06-07
DE102017219785A1 (de) 2019-05-09
CN109854398B (zh) 2022-09-09
KR20190051830A (ko) 2019-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4466539B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US8423264B2 (en) Vibration damping control device of a diesel engine vehicle
GB2326251A (en) Damping torque reversal jerkiness in an internal combustion engine
US7975539B2 (en) Method and device for reducing vibrations during the shutdown or startup of engines, in particular internal combustion engines
JP5287818B2 (ja) エンジンの制御装置
KR102558906B1 (ko) 부동 시간이 보상되는 연소 엔진의 회전수를 제어하기 위한 방법
CA2674207C (en) Clutch controlling apparatus for vehicle
US20150159546A1 (en) Control device of internal combustion engine equipped with turbo supercharger
US9599038B2 (en) Method and device for controlling an internal combustion engine with a variable compression ratio
KR20150018458A (ko) 내연기관을 구비한 엔진 시스템에서 작동 모드 전환 시 엔진 시스템의 작동 방법 및 장치
US20040077458A1 (en) Method and apparatus for controlling a drive unit with an internal combustion engine
JP2006316632A (ja) 変速時トルクダウン制御を行うエンジン制御装置
CN111247354B (zh) 对机动车辆的动力传动系中的旋转不均匀性加以衰减的衰减机构
CN109723560B (zh) 对于具有动态的预控制的内燃机的转速进行调节的方法
US20140236452A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
EP3306062B1 (en) Control device for internal combustion engine for vehicle
JP2007218132A (ja) 内燃機関の制御装置
JPH0374573A (ja) エンジン制御装置における応答特性制御方式およびトルク発生むだ時間推定方式
US10161512B2 (en) System and method for torque converter clutch pressure circuit filling and capacity detection
JP4738473B2 (ja) 内燃機関のトルク制御装置
JPH04303152A (ja) 自動車のエンジンのアイドル回転数を制御する装置
KR20020072543A (ko) 내연 기관의 구동열 내의 기계적 진동을 감쇠시키는 방법
JP2014234757A (ja) Ｍｂｔ点火時期演算装置及びこれを用いたエンジンの制御装置
KR20030036679A (ko) 구동 유닛의 작동 변수 조절을 위한 방법 및 장치
JP6318950B2 (ja) 車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant