KR19980701606A - 자동차 내연기관의 속도 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

자동차 내연 기관의 속도를 제어하기 위한 제어 시스템에서 제어 시스템은 엔진의 연료 공급 비율을 개방 루프 제어하며 엔진 연료 공급 비율은 엔진에 조작자의 요구가 없을 때와 자동차가 소정의 차체 속도 이상으로 움직일 때 엔진 속도의 함수로써 제어된다.

Description

자동차 내연 기관의 속도 제어 방법 및 장치

무부하 회전 속도라는 용어는 예를 들면, 자동차가 정지해 있거나 언덕을 타성으로 내려가고 있을 때와 연관되는 조작자의 기판에 대한 초기 요구가 없을 때의 엔진 속도와 관련된다.

전자적 엔진 조작 장치를 사용하여 자동차의 엔진 작동을 제어하는 것은 공지되어 있다. 또한 엔진의 무부하 회전 속도를 제어하기 위해 폐쇄 루프 무부하 회전 속도 제어를 수행하기 위한 제어 장치도 공지되어 있다. 제어 전략은, 통상적으로, 엔진의 실제 무부하 회전 속도를 정기적으로 원하는 목표값을 무부하 회전 속도와 비교하는 것으로 구성된다. 엔진의 무부하 회전 속도는 목표값에서 편차가 조금이라도 발생하면 목표값으로 되돌아가거나 조정된다.

종래의 균일 차지 내연 기관에서, 엔진 속도 및 무부하 회전 속도는 특히 전형적으로 엔진의 공기 흐름을 제어하는 스로틀 밸브를 제어한다. 상기 엔진에서, 제어 장치는 일반적으로 무부하 회전을 스로틀이 폐쇄되어 있는 경우라고 정의한다. 반면에, 출원인이 층상 급기 차지, 공기 보조, 연로 분사 엔진과 같은 엔진의 경우에, 폐쇄 루프 무부하 회전을 제어하는 경우에 연료 공급 비율을 각각 증가 또는 감소시켜 무부하 회전에서 엔진 속도가 증가 또는 감소시킨다. 따라서, 상기와 같은 엔진의 경우, 제어 장치는 적합하게 무부하 회전을 자동차의 가속기 페달이 완전히 해방되었을 때라고 정의할 수 있다. 통상적으로 연료 공급 비율은 연료 분사 장치의 일반적으로 알려진 펄스 시간인 개방 시간을 변화시켜 제어하며 따라서 엔진의 실린더 내로 주입된 연료의 양이 변화된다. 따라서 연료 제어 장치에 기초한 출원인의 엔진은 열료 공급 비율을 일차적인 제어 매개 변수로 사용하며 필요한 공기 흐름은 연료 공급 비율의 함수로 결정된다. 스로틀 밸브는 전형적으로 엔진에 대한 공기 흐름을 제어하는데 사용되지만, 스로틀 밸브는 종래의 엔진에서처럼 엔진 속도를 제어하지는 못한다.

상기 엔진에 대한 어떤 것에서도, 자동차가 정지해 있을 때와 자동차가 이동 중일 '때의 양자에서 무부하 회전의 제어가 발생한다. 그러나, 제어 장치가 자동차가 이동 중일 때 폐쇄 루프 무부하 제어인 경우, 일반적으로 팁 인/팁 아웃이라고 불리는 현상과 관련한 심각한 운전성 문제가 발생할 수 있다. 상기 현상은 물리적으로 이를테면 무부하 회전에서 스로틀 개방(팁 인)과 같은 가속 중 또는, 무부하 회전에서 스로틀 폐쇄(팁 아웃)과 같은 감속 중에 자동차 샤시에 대한 엔진의 로킹(rocking)등을 물리적으로 증폭시킨다.

팁 아웃 문제는 자동차가 이동 중일 때 엔진이 기어 박스를 통해서 구동되는 반면에 엔진에 대한 조작자가 요구가 없을 때, 예를 들면 스로틀이 폐쇄된 경우와 등에서 발생한다. 연료 공급 제어 엔진의 경우에서, 상기 문제는 연료 공급을 감소시켜 엔진 속도를 제어하고자 하는 어떠한 시도와도 무관하게 엔진 속도를 유지하는 경향이 있다. 따라서, 폐쇄 루프 무부하 회전 제어 장치는 상기와 같이 유지된 엔진 속도를 감지하며, 전형적으로 엔진에 대한 연료 공급을 충분히 또는 완전히 감소시켜 목표 무부하 회전 속도값까지 엔진 속도를 감소시키려고 시도한다. 이는 일반적으로 자동차의 동력 전달 계통을 통해서 격심함 감속을 초래하며, 일반적으로 엔진 로킹의 유도로 이어진다. 이는 매우 바람직하지 못하며 자동차를 부드럽게 운전하기가 매우 곤란해진다.

팁 인 문제는 연료 공급 제어 엔진에서 부분적으로는 상술한 바와 같이 팁아웃 중에 연료 공급 비울이 심각하게 감소됨(폐쇄 루프 무부하 회전에 의해서)에 의해 발생한다. 언급한 바와 같이, 상기 문제는 기어 박스를 통한 자동차 운전에 의해 전방 진행(엔진 구조를 가로 지르는 방향) 방향에서 격심한 감속 및 엔진 로킹이 발생한다. 팁 인과 관련하여, 조작자의 요구가 한 번 가해지는 경우, 예를 들면, 스로틀이 재개방되는 경우에, 중요한 문제가 발생하며, 연료 공급 레벨을 급격하게 증가시켜서 운전 중 또는 가속에 적합하도록 원하는 레벨까지 현저하게 낮은 레벨로 맞추거나, 또는 엔진 응답에 지나치게 긴 지연이 감지된다. 그렇지만 이는 매우 빠른 엔진 토크의 변화를 초래한다. 이는 일반적으로 반작용을 불러일으키며 엔진 마운트와 자동차를 통하는 충격을 초래하는 상당한 힘과 함께 엔진의 후방(엔진 구조를 가로 지르는 방향)에 대한 로킹을 초래한다.

팁 인 문제는 또한 자동 변속기를 가진 자동차에서 토크 변환기의 부하를 감소시키고 연료의 낭비를 회피하기 위해 예를 들어 자동차가 정지 중일 때 조작자의 요구가 없는 경우라도 원하는 낮은 엔진 무부하 회전 속도에 의해 발생된다. 상기와 같은 낮은 무부하 회전 속도에서 팁 인이 발생하고 연료 공급 비율에서 변화가 매우 빠른 경우에, 엔진 속도는 증가하게 된다. 그러나, 상기와 같은 낮은 무부하 회전 속도에서, 엔진 속도는 토크가 토크 변환기를 거쳐서 전달되기 전에(또는 스톨 속도에 도달했을 때) 현저히 증가하며 따라서 가속하기 위한 조작자 또는 운전자의 요구에 대해 시간 지연을 초래한다. 엔진 속도가 증가함에 따라. 회전 구성 요소는 운동량이 증가하고 토크 변환기에 의해 감속되는 경우, 상기와 같이 하여 증가된 운동량에 의해 얻어진 에너지는 자동차의 동력 전달 계통을 통해서 심한 충격으로서 방산된다. 이는 매우 바람직하지 않으며 자동차를 부드럽게 운전하기가 곤란해진다.

자동차의 동력 전달 계통은 통상적으로 엔진의 회전 에너지를 자동차의 구동 바퀴로 전달하는 구성 요소를 포함한다. 가로지르는 엔진 구조를 가진 자동차의 경우 동력 전달 계통에 엔진 기어 박스 또는 변속기가 포함되는 반면에, 후륜 구동의 종래 자동차는 예를 들어 구동축과 차동 기어를 또한 구비한다.

상기 문제점은 잠재적으로 통상 매우 충상화된 모드(즉, 과잉 공기를 가지는)에서 주행하는 본 출원인의 엔진에서 더욱 명백해짐을 주지해야 한다. 엔진의 연료 공급 비율은 엔진 부하 요구의 빠른 변화에 대응하여 매우 빠르게 증가(즉, 한 사이클 당 증가되는 것과 같이)한다. 따라서, 자동차의 이동 중에 엔진 무부하 속도를 제어하여 자동차의 팁 인과 팀 아웃 승차감을 개선하기 위한 다른 방법에 대한 요구가 았다.

본 발명은 자동차, 트럭, 오토바이, 스쿠터, 스노모빌 및 산악 자동차 등을 포함하는 자동차류의 내연 기관의 제어에 관련되며, 특히 기관의 무부하 회전 속도의 제어에 관련된다. 본 발명은 수동 또는 자동 변속기를 가지는 자동차류 및 2 행정 또는 4 행정 내연 기관의 양쪽에도 적용 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 제어 장치의 작동 중에 나타내는 플로 차트.

도 2는 연료 공급 비율(FPC)과 에진 속도(RPM) 또는 제어 장치가 개방 루프 제어를 제공할 때의 자동차 속도 사이와의 관계를 나타내는 다이아그램.

따라서 본 발명의 목적은 내연 기관의 무부하 회전 속도의 개선된 제어를 제공하여 하나 이상의 상술한 문제점을 최소한 회피하는 데 있다.

이를 염두에 두고, 본 발명은 엔진이 조작자 유도 부하 요구가 없을 때 및 엔진이 자동차 바퀴에 구동 결합되었을 때 엔진에 대한 연료 공급 비율이 바뀌는 경우 엔진의 연료 공급 비율을 개방 루프 제어하는 단계를 포함하는 자동차 내연 기관의 속도를 제어하는 방법의 한 측면을 제공하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제어 장치가 엔진이 조작자 유도 부하 요구가 없을 때 및 엔진이 자동차 바퀴에 구동 결합되었을 때 엔진에 대한 연료 공급 비율을 개방 루프 제어하는 자동차 내연 기관의 속도를 제어하는 제어 장치가 제공된다.

적합하게는, 엔진이 자동차 바퀴에 구동 가능하게 연결되지 않았을 때를 결정하기 위한, 개방 루프 제어가 필요없음을 표시하는 중립 반을 수단이 제공된다. 상기 와 같은 중립 반응 수단은 자동차 변속기가 기어 이탈일 때를 표시하며 수동 또는 자동 변속기에 구현 가능하다.

적합하게는, 자동차가 엔진과 바퀴 사이에서 운전자 조작되거나 수동 변속기를 구비한 경우에 반응 수단, 예를 들면 클러치 스위치와 같은 것이 언제 엔진이 자동차 바퀴에 결합되었는지를 표시하는데 사용 가능하다. 그러나 엔진이 자동차 바퀴에 구동 결합되었는지를 확정하거나 표시하기 위한 다른 반응 수단도 구동열이 중립일 때 스위치 구동될 수 있음은 명백하다.

적합하게는 엔진 연료 공급 비율은 자동차가 소정의 자동차 속도 이상으로 이동할 때 엔진 속도 및/또는 자동차 속도의 함주로써 제어된다.

적합하게는, 개방 루프 제어하에서, 엔진 연료 공급 비율은 엔진 작동 조건에 대해 변화 가능한 엔진 또는 자동차 속도의 함수로써 제어된다. 이는 엔진 연료 공급 비율을 제어하는 원하는 값으로 유지되거나 되돌아간다는 점에서 폐쇄 루프 제어와는 다른 점이다.

엔진은 엔진의 회전 구성 요소가 작동하거나 결합 작동하여 구동하거나 자동차으 구동 바퀴를 회전시킬 때 자동차 바퀴에 구동 결합된다고 말한다. 예를 들면, 수동 변속기를 가진 자동차에서, 엔진은 기어가 결합되고 엔진 클러치가 결합되었을 때, 자동차 바퀴에 구동 결합되거나 자동차 동력 전달 계통에 구동 연결되었다고 말할 수 있다. 따라서, 만약 자동차 조작자가 클러치 페달을 밟아서 클러치를 끊으려고 한다면, 엔진은 자동차 바퀴에 구동 연결되지 않는다. 동일하게, 만약 조작자가 중립 기어를 선택한다면, 엔진은 자동차 바퀴에 구동 연결되지 않는다.

자동 변속기를 가진 자동차에서, 엔진은 전진 또는 후진 기어가 선택되었을때 및 토크가 토크 변환기로 전달될 때 자동차 바퀴에 구동 연결되었다고 말할 수 있다. 중요하게도, 엔진은 엔진 속도가 토크 변환기의 스톨 속도 이하인 경우에 자동차 바퀴에 구동 연결되지 않는다. 상기와 같은 상태는 기어 결합 상태(in-gear)이고 토크가 토크 변환기를 거쳐 전달되어 자동차의 구동 바퀴를 구동 또는 회전시키지 못하는 한편, 엔진의 무부하 회전과 동등하다. 명백하게, 또한 선택된 중립은 엔진이 자동차 바퀴에 구동 결합되지 않았을 때에 대응한다.

엔진 속도를 엔진 연료 공급 비율을 제어하는 개방 루프 제어 장치에 의해 제어하는 경우에, 엔진 속도는 특정한 값으로 정해져서 엔진 브레이크 토크와 예를들면, 기어 박스와 같은 변속기 및 자동차의 동력 전달 계통을 통해 공급된 자동차의 운전 토크 사이에서 평행을 이룬다는 사실을 알았다. 이는 바람직하지 못한 팁인과 팁 아웃 효과를 현저하게 감소 또는 제거시킨다.

적합하게는, 엔진의 연료 공급 비율의 개방 루프 제어는 특히, 자동차가 이동할 때 엔진의 무부하 회전 속도를 제어하도록 한다.

적합하게는, 개방 루프 엔진 연료 공급 비율은 특정 연료 공급 비율이 다른 여러 가지 요인에 독립적으로 특정 엔진 속도 및/또는 자동차 주행 속도로 정해지는 방식으로 설정된다. 특기할 사실은, 특히 4 행정 엔진의 응용과 관련하여, 무부하 회전시의 연료 공급 비율은 엔진 내부로의 공기 흐름과 관계가 있다는 사실이다. 전형적으로, 상기 공기 흐름은 무부하 회전 속도 제어 밸브로 제어한다. 따라서, 상기와 같은 응용에서 연료 공급 프로파일(profile)을 달성하기 위해서 상기 제어 밸브의 위치는 엔진 속도에 대해 설정된다.

엔진 및/또는 주행 속도에 대한 개방 루프 제어 연료 공급 비율이 프로파일은 엔진 연료 공급 비율이 증가하는 속도에 따라 감소하고 감소하는 속도에 따라 증가하는 방식일 수도 있다. 엔진 및/또는 주행 속도가 증가함에 따라 연료 공급 비율을 감소시키는 것은 엔진 출력 토크의 감소를 초래한다. 그 때문에, 자동차 조작자가 스로틀을 폐쇄하거나 높은 엔진/자동차 속도에서 엔진의 부하 요구를 제거 하는 경우, 자동차의 동력 전달 계통을 통해 엔진으로 전달되는 자동차 유도 운전 토크는 엔진 출력 토크 보다 크다. 이는 제동/자동차 감속 효과를 초래한다. 자동차/엔진 속도가 감소하고 엔진 연료 공급 비율이 증가함에 따라, 엔진의 출력 토크는 자동차 유도 운전 토크와 균형을 이룰 때까지 계속 증가하며, 그 이후 자동차/엔진은 감속을 중지한다. 이는 자동차/엔진 속도의 유지(즉: 자동차/엔진 속도는 원하는 정도보다 더 큰 정도를 유지함)를 회피하며 상술한 바와 같이, 팁 아웃 효과를 초래하는 심각한 감속을 방지하며, 따라서 자동차의 운전성을 향상시킨다.

엔진 속도의 함수로써 엔진 연료 공급 비율을 더욱 정확하게 제어하기 위해서, 제어 장치가 개방 루프 무부하 회전 하에서 동작될 때 엔진 속도의 함수로써 연료 공급 비율을 제어하기 위해서 제어 장치는 하나 이상의 개방 루프 연료 공급 맵을 포함한다. 상기 개방 루프 맵은 팁 인/팁 아웃 효과를 최소화하는 자동차의 서로 다른 도로 주행 속도에 대해 최적의 연료 공급 비율을 설정하기 위해 실험적으로 얻는다.

또한 자동차의 기어 박스에서 가능한 범위에서 선택도니 특정 기어 비율의 함수로써 개방 루프 무부하 회전 중에 연료 공급 비율을 제어하는 것도 좋다. 이 때문에, 독립된 개방 루프 연료 공급 맵은 자동차 변속기의 선택된 기어 비율에 의거 하여 선택된다. 개방 루프 연료 공급 맵은 일부 또는 전체의 선택 가능한 기어 비율에 대해서 제공된다. 이는 기어 박스에서 엔진까지 전달되는 자동차 운전 토크 또는 부하의 정도가 선택된 기어 비율에 의해 상당히 변화되는 것과 마찬가지로 개방 루프 무부하 회전 제어를 또한 향상시킨다. 따라서 연료 공급 비율과 엔진 속도는 선택된 기어 비율에 의거하여 서로 다른 값으로 설정되며 달성된 제어는 단일 개방 루프 연료 공급 맵이 자동차 기어 박스에서 가능한 모든 다른 기어 배율에 대해 사용되는 경우 보다 타협이 더 적다.

제어 장치는 또한, 예를들면 공기 조절 장치의 압축기 등에서 오는 엔진에 공급될 가능성이 있는 어떠한 기생 부하에도 대응할 수 있는 연료 공급 오프셋 또는 각각의 개방 루프 연료 공급 맵에 적용할 수 있을 정도로 복잡하다. 이렇게, 엔진 속도의 함수로써 공급된 연료 공급 비율은, 상기와 같은 기생 부하가 엔진에 전해지지 않았을 때 예상되는 바와 같이, 동일한 엔진 출력 토크를 유지한다. 따라서, 동일한 자동차/엔진 속도 감속 비율이 유지된다.

제어 장치는 일단 개방 루프 제어가 확정된 이후 및 연료 공급 비율이 제어 장치가 개방 루프 제어로 들어간 직후 공급된 연료 공급 비율에서 현격하게 달라진 경우에는 개방 루프 연료 공급 맵의 연료 공급 비율을 필터링하는 필터 수단을 또한 포함한다. 이렇게, 개방 루프 연료 공급 맵의 활용에 따른 엔진 속도에 대해 프로파일된 매핑된 연료 공급 비율의 빠른 증가 또는 감소가 방지된다. 상기와 같은 연료 공급 비율의 급격한 증가 또는 감소는 자동차 동력 전달 계통에 션트(shunt)를 발생시킬 가능성이 있기 때문에 바람직하지 못하다.

제어 장치는 또한 아무런 조작자 요구가 없을 경우와 엔진이 자동차 동력 전달 계통에서 해제된 경우 엔진 속도의 폐쇄 루프 제어를 제공하는데, 여기서 목표 무부하 회전 속도는 미리 설정되며, 또한 제어 장치는 상기 목표 무부하 회전 속도로 실제 엔진 무부하 회전 속도를 유지하기 위해 엔진에 대한 연료 공급 비율을 변화시킨다. 적합하게는, 제어 장치는 자동차가 소정 속도 이하로 이동하거나 정지 상태일 때 엔진 속도의 폐쇄 루프 제어를 제공한다.

팁 인/팁 아웃과 관련된 문제는 자동차의 이동 중에(즉: 다른 경우에서 보다 높은 엔진 속도에서의 무부하 회전시) 운전자 또는 조작자의 요구가 없을 때 엔진 속도를 장치에서 토크의 균형에 따르는 어떤 레벨로 고정할 수 있고 또한, 대안으로 통상적으로 자동차가 이동 중이고 운전자의 요구가 없는 한편 정상적인 폐쇄 루프 제어인 경우에서와 같이 엔진이 기어 박스를 통해 구동되는 경우 엔진에 대한 연료 공급 비율을 감소시키지 않는 본 발명에 의해 방지된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 하기의 설명에서 보다 명백하게 이해될 것이다.

먼저 도 1을 참조하며, 플로 차트는 엔진 상에 아무런 운전자 요구가 없을 때의 무부하 회전 주기 동안 제어 장치의 작동을 도시한다. 제어 장치는 언제 엔진이 무부하 회전 중인지 또는 무부하 모드 작동 중인지를 표시하는 엔진의 연료 공급 비율을 제어하는 가속기 페달이 해제되었는지를 주기적으로 검사한다. 가속기 또는 요구 페달이 결합되거나 눌린 경우라면, 제어 장치는 부하가 걸렸을 때의 엔진에 대비해 일반 엔진 관리 제어를 유지한다. 상술한 바에서 암시한 바와 같이 그리고 특히 4 행정 엔진의 경우에서, 제어 장치는 또한 엔진이 무부하 회전 중인지 또는 무부하 모드 작동 중인지를 유사하게 표시하는 엔진에 대해 공기를 제어하는 스로틀이 폐쇄되었는지를 주기적으로 검사할 수도 있다. 또한, 제어 장치는 엔진 무부하 회전 속도를 제어하는 것에만 제한될 필요는 없으며 비무부하 회전(off-idle) 엔진 속도 또한 제어하도록 구현될 수 있다.

만약 자동차의 가속기 페달이 운전자 또는 조작자에 의해 해제도니 경우, 제어 장치는 이어서 젱진 속도가 무부하 입력 한계값 보다 작은지를 검사한다. 상기 엔진 속도는 실험적으로 구해지며 간략히 후술하는 바와 같이 자동차 주행 속도에 대해 프로파일될 수도 있다. 이 점에 있어서는, 무부하 회전 입력 한계값은 낮은 자동차 주행 속도에 대해서는 높고 높은 자동차 주행 속도에 대해서는 낮다. 엔진 속도가 무부하 회전 속도 입력 한계값 보다 작지 않은 경우, 제어 장치는 공지된 방법으로 엔진에 대한 연료 공급을 중지하는 과잉 주행시 연료 차단 모드로 전환한다.

엔진 속도가 무부하 회전 입력 한계값 보다 작은 경우, 제어 장치는 이어서 무부하 회전 모드 작동으로 들어간다. 상술한 실시예에서, 제어 장치는 엔진이 자동차의 동력 전달 계통에 연결되었는지를 검사한다. 상술한 바에서와 같이, 자동차 변속기의 특성에 따르는, 클러치 스위치 및/또는 중립 스위치는 상기 연결 여부를 결정한다. 대안으로, 상기와 같은 결정은 자동차의 주행 속도에서 구할 수도 있다.

엔진이 동력 전달 계통에 연결되지 않은 경우, 제어 장치는 폐쇄 루프 무부하 제어로 전환된다. 수동 변속기를 가진 자동차에서는, 상기와 같은 전환은 예를 들어, 클러치가 해제되고 엔진이 기어 박스를 구동시키지 않고 따라서 구동 바퀴가 회전하는 상태와 동등하다. 자동 벽속기를 가진 자동차에서, 상기와 같은 전환은 변속기가 중립인 상태와 동등하다. 상기와 같은 폐쇄 루프 무부하 회전 제어 하에서, 엔진의 실제 무부하 회전 속도는 주기적으로 원하는 목표값과 비교되며 어떠한 편이라도 발생하면 목표값으로 되돌아간다.

폐쇄 루프 무부하 회전 제어로 들어갈지를 자동차의 주행 속도로 결정하는 경우에서는, 상기와 같은 방법은 자동 변속기를 가진 자동차에 대해 특히 응용 가능하며, 제어 장치는 자동차의 주행 속도가 소정의 주행 속도 보다 큰지를 검사한다. 이와 같은 폐쇄 루프 입력 주행 속도는 통상적으로 1 ㎞/hr 내지 10 ㎞/hr의 범위 내이지만, 소정의 속도는 엔진 성능 특성 및 다른 매개 변수에 의해 변화할 수도 있다. 따라서, 제어 장치는 자동차의 속도가 폐쇄 루프 입력 속도 보다 작은 경우 폐쇄 루프 무부하 회전 제어로 전환한다.

상기와 같은 엔진의 무부하 회전 속도의 제어는 자동차가 정지 상태일 때 수용 가능한데 그 이유는 상술한 팁 인/팁 아웃 효과가 그와 같은 경우에서는 관련성이 없기 때문이다. 그러나, 자동차가 이동 중일 때는, 팁 인/팁 아웃은 문제가 되며 다른 형태의 엔진 무부하 회전 속도 제어가 상기와 같은 효과를 최소화 또는 방지하기 위해 필요하다. 따라서, 엔진이 동력 전달 계통에 연결된 경우, 제어 장치는 개방 루프 무부하 회전 제어로 전환된다. 제어 장치는 자동차의 속도가 폐쇄 루프 입력 속도 이하로 떨어지거나 또는 가속기가 눌리거나 결합되기 전까지 상기 작동 모드로 유지된다.

상술한 클러치 및/도는 중립 스위치는 다시 한 번 엔진이 동력 전달 계통에 연결되었는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 수동 변속기를 가진 자동차에서, 상기 점은 클러치가 결합되고 변속기가 기어 결합된 상태와 동등하다. 자동 변속기를 가진 자동차에서, 상기 점은 변속기가 기어 결합되고(즉: 중립이 아니고) 엔진 속도가 토크 변환기의 스톨 속도 보다 커서 엔진에 의해 생성된 토크가 기어 박스로 전달되고 그러므로 자동차의 동력 전달 계통까지 전달되는 상태와 동등하다. 자동차의 주행 속도를 개방 루프 무부하 회전 제어에 전환시킬지를 결정하기 위해 사용하는 경우, 상기 점은 자동차 속도를 폐쇄 루프 입력 주행 속도 이상인 상태의 자동차 속도와 동등하다.

널리 알려진 OCP 엔진인, 본 출원인의 엔진에서, 엔진의 연료 공급 비율은 대개 직접적으로 엔진 출력 토크 및 결과적인 엔진 속도를 제어한다. 엔진의 연료 공급 비율은 엔진의 개방 루프 제어 중의 엔진 속도 또는 주행 속도의 함수로써 제어된다. 제어 장치는 엔진 속도 또는 주행 속도의 함수로써 연료 공급 비율을 제공하는 도 2에 도시된 특성에 기초를 두는 개방 루프 연료 공급 맵을 사용할 수 있다. 도 1의 플로 차트에서는, 엔진 속도가 사용된다.

낮은 엔진 속도에서, 연료 공급 비율은 더 높으며 보다 높은 엔진 토크를 제공한다. 따라서 팁 인 문제는 자동차가 가속됨에 따라 발생하며 따라서 가속을 초래한 엔진 속도는 최소화되어야 하는데 이는 엔진 토크의 증가 비율 또는 레벨이 감소시켜 자동차의 동력 전달 계통에 걸쳐서 충격을 감소시켜야 하기 때문이다. 높은 엔진 속도에서, 연료 공급 비율은 낮은 엔진 속도에서 보다 더 낮게 설정된다. 이는 전체적인 낮은 엔진 토크를 초래하며 엔진 제동을 증가시키고 점차적으로 자동차를 감속시키며 엔진 속도의 유지를 방해한다.

제어 장치는 또한 개방 루프 무부하 제어로 주행 중이거나 변환될 때 엔진에 가해질 수 있는 어떠한 기생 부하도 고려해야 한다. 이런 점에서, 오프셋을 특정 엔진 출력 토크가 예를 들면, 공기 조절 압축기가 엔진 상에 부하를 가할 때와 같은 특정 엔진 속도에 대해 유지될 수 있도록 개방 루프 연료 공급 맵에 적용 가능하다.

또한, 제어 장치에 계산된 개방 루프 연료 공급 레벨에 필터 수단을 적용하여 엔진에 대한 어떠한 급격한 증가 또는 감소를 축소시킬 수도 있다. 이런 식으로, 자동차의 동력 전달 계통에서의 션트가 방지되며 따라서 양호한 자동차 운전성이 유지된다.

기어 박스를 통해 엔진에 가해지는 주행 토크의 정도는 기어 비율에 따라 현저하게 변화한다. 따라서 독립된 개방 루프 연료 공급 맵을 제공하며, 그 중 하나는 엔진 기어 박스의 각각 또는 몇 개의 기어에 대응한다. 이는 또한 개방 루프 제어 중에 저에 장치의 작동을 향상시킨다. 당연하게도 단일 개방 루프 연료 공급 맵만 사용하는 것도 가능하지만, 상기 맵의 연료 공급 프로파일은 다양한 기어 사이에서 타협되어진다. 이와 같은 기어 의존 개방 루프 연료 공급 맵은 또한 보다 낮은 연료 공급 비율을 가능하게 하며 따라서 보다 높은 기어에 대해 선택된 무부하 회전 엔진 속도는 팁 인 및 팁 아웃에서 그렇게 심각하게 보다 낮은 엔진 속도에 의해 영향을 받지 않으며 자동차의 동력 전달 계통을 통한 충격도 그렇게 심각하지는 않다.

상술한 바와 같이, 주행 속도가 변화함에 따라 엔진에 대한 과잉 주행시 연료 차단 상황에 대한 한계값 엔진 속도를 프로파일할 수도 있다. 낮은 자동차 주행 속도에서, 팁 인 및 팁 아웃 효과가 더욱 중요해짐에 따라 보다 높은 한계값 엔진 속도가 필요해진다. 상기와 같은 높은 한계값 엔진 속도는 보다 양호한 운전성을 제공한다. 높은 자동차 주행 속도에서, 자동차의 관성은 어떠한 팁 인 또는 팁 아웃 효과도 덜 심각해지며 그러므로 과잉 주행 연료 차단 상황의 엔진에 대해 보다 낮은 한계값 엔진 속도가 사용된다. 따라서, 상기 후자의 관점에서 본다면 현저한 연료 절감 이득이 얻어지며 자동차의 주행 속도가 증가함에 따라 한계값 엔진 속도를 낮춤에 따라 양호한 운전성이 유지된다.

상기 방법이 일반적으로 OCP 엔진에 관련해서 설명되었지만, 제어 전략은 4 행정 엔진을 포함하여 다른 내연 기관에도 또한 적용할 수 있음은 당연하다. 또한, 상기 방법이 일반적으로 엔진 속도의 함수로써 에저되는 엔진 연료 공급 비율과 관련하여 설명되었지만, 주행 속도도 동등하게 사용할 수 있다.

Claims (24)

1. 자동차 내연 기관의 속도를 제어하기 위한 방법에 있어서,

   엔진의 연료 공급 비율의 개방 루프를 제어하며 상기 엔진에 대한 연료 공급 비율은 엔진이 어떠한 조작자의 파생 부하 요구에도 자유롭고 또한 엔진이 자동차 바퀴에 구동 결합되어 있을 때 변경되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율은 선택된 엔진 속도의 유지를 촉진 하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율의 제어는 단지 자동차가 소정의 자동차 속도 이상의 속도에서 이동할 때만 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율의 개방 루프 제어는 엔진 속도의 함수로써 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율의 개방 루프 제어는 자동차 주행 속도의 함수로써 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여료 공급 비율은 자동차가 소정의 속도 이하로 이동할 때 엔진 속도를 목표 속도로 확정시키거나 제어하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진의 연료 공급 비율의 개방 루프 제어는 엔진의 무부하 회전 속도를 제어하도록 설정된 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진에 대한 연료 공급 비율은 엔진 상의 기생 부하를 고려하여 연료 공급 오프셋을 적용시켜 변경되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
9. 자동차 내연 기관의 속도를 제어하기 위한 방법에 있어서,

   엔진이 조작자의 요구에 대해 자유로운지를 결정하는 단계와;

   엔진이 자동차 동력 전달 계통에 연결되었는지를 결정하는 단계와;

   엔진이 조작자의 요구에 대해 자유롭고 엔진이 자동차의 동력 전달 계통에 연결되었을 때 엔진의 연료 공급 비율을 개방 루프 제어하는 단계와;

   엔진이 조작자의 요구에 대해 자유롭고 엔진이 자동차의 동력 전달 계통에 연결되지 않았을 때 엔진의 연료 공급 비율을 폐쇄 루프 제어하는 단계와;

   엔진에 대한 조작자의 요구가 있을 때 엔진 연료 공급 비율의 정상적인 제어를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 엔진은 자동차의 가속 페달이 해방되었을 때 조작자의 요구에 대해 자유로운 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 엔진은 자동차의 흡인 공기 스로틀 밸브가 폐쇄되었을 때 조작자의 요구에 대해 자유로운 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진의 개방 루프 제어하에서 엔진 속도를 증가시키면서 엔진의 연료 공급 비율을 감소시키고 엔진 속도를 감소시키면서 엔진의 연료 공급 비율을 증가시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 개방 루프 제어하에서 엔진의 선택된 기어의 함수로써 엔진 연료 공급 비율을 또한 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어 방법.
14. 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치에 있어서,

    상기 제어 장치는 엔진이 조작자 파생 부하 요구에 대해 자유롭고 엔진이 자동차 바퀴에 구동 결합되었을 때 엔진에 대한 연료 공급 비율의 개방 루프 제어를 제공하느 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제어 장치는 엔진 속도의 함수로써 연료 공급 비율을 제어하기 위한 하나 이상의 개방 루프 연료 공급 맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 개방 루프 연료 공급 맵은 엔진 속도가 증가함에 따라 엔진 연료 공급 배율이 감소하고 엔진 속도가 감소함에 따라 엔진 연료 공급 비율이 증가하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 자동차는 기어 박스를 포함하여 상기 제어 장치는 다수의 개방 루프 연료 공급 맵을 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 기어 박스의 선택된 기어의 함수로써 상기 맵을 선택하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 공급 오프셋은 엔진상의 기생 부하를 보상하기 위해 하나 이상의 상기 맵에 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
19. 제 14 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율의 개방 루프 제어는 속도의 함수인 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
20. 제 14 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율의 개방 루프 제어는 주행 속도의 함수인 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
21. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 엔진 연료 공급 비율의 폐쇄 루프 제어를 또한 제공하며, 상기 연료 공급 비율은 자동차가 소정 속도 이하로 이동할 때 목표 엔진 속도를 유지하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
22. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 공급 비율의 제어는 단지 자동차가 소정 속도 이상의 속도에서 이동할 때만 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
23. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진과 자동차 바퀴 사이의 구동 연결의 부재에 민감한 수단이 구동 연결이 존재하지 않을 때 연료 공급 비율의 개방 루프 제어의 성립을 금지하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 민감한 수단은 엔진과 자동차 바퀴 사이의 기어열의 분리에 반응하는 것을 특징으로 하는 자동차 내연 기관의 속도 제어용 제어 장치.