KR19980701607A - 엔진 제어 시스템의 에러에 의존하는 제어 시스템(Control system dependent on an error in the engine control system) - Google Patents

엔진 제어 시스템의 에러에 의존하는 제어 시스템(Control system dependent on an error in the engine control system) Download PDF

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페터 슈베르트
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랄프 홀거 베렌스;게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량기관과 차량의 휠 사이에 배치된 제어 신호에 응답해서 차량 기관과 차량의 휠 사이의 동력 전달을 적어도 감소시킬 수 있는 수단을 제어하기 위한 제어 시스템을 기본으로 한다. 본 발명의 특징은 상기 제어 신호가 감지된 고장에 관련해서 기관 제어 장치에 형성되는데 있다. 특히, 차량기관의 비상 정지가 휠내에 있어서의 높은 드럭 토크 또는 제동 모멘트를 발생시키며 나아가서는 완전 임계적인 주행 상태를 초래할 우려가 있는 경우에는 차량 기관과 휠 사이의 동력 전달의 차단이 예상된다. 본 발명에 있어서 상기 수단으로서는 특히 차량 기관에서 뒤에 설치된 클러치, 오토매틱 전동 장치 또는 자동화된 전동 장치 및/또는 차량기관에 뒤에 설치된 토크 컨버터의 입출력을 직결할 수 있는 컨버터 록업 클러치가 설치되어 있다.

Description

엔진 제어 시스템의 에러에 의존하는 제어 시스템
이같은 자동 클러치 또는 서보 클러치는, 예를 들면, 크라프트파르테크니세스 타센부흐(Kraftfahrtechnisches Taschenbuch), 1991년 제 538쪽 내지 제 539쪽 또는 독일연방공화국 특허출원 제 P19540921호 명세서에 기재되어 있다. 서보 클러치는 전자 제어 장치와 더불어 자동화된 시동 과정을 실현하든가, 또는 서보 작동식의 변속 전동 장치와 더불어 전자동적인 전동 장치를 제공한다. 이같은 서보 클러치에서는 클러치의 개폐가 일반적으로 서보 구동 장치에 의해서 행해진다.
이같은 서보 클러치 외에 제어 신호에 응답해서 전동 장치 전달비가 가변이 되는 오토매틱 전동 장치도 공지되어 있다. 특히, 차량기관과 휠 사이의 동력 전달을 차단하기 위해서, 제어 신호에 응답해서 오토매틱 전동 장치를 중립 위치에 세팅할 수 있다. 마찬가지로, 위에서 설명한 자동화된 수동 변속 전동 장치의 경우에도 제어에 의해 중립 위치에 넣으므로서 차량 기관과 휠 사이의 동력 전달을 차단할 수 있다.
이같은 오토매틱 전동 장치는 공지된 형식이며 유압식 컨버터를 거쳐서 차량기관에 결합되어 있어도 좋다. 제어 신호에 따라서 공지된 컨버터 록 업 클러치(lockup clutch)에 의해서 컨버터의 입출력을 직결할 수 있든가 또는 이 직결을 해제할 수 있다.
또한, 자동차 기관을 제어하기 위해서 기관 제어 장치를 설치하는 것도 알려져 있다. 이 기관 제어 장치를 사용하여, 예를 들면, 운전자의 의지나 기관운저 파라미터나 차량의 운전에 영향을 부여하는 다른 특성치, 또는 차량의 운전을 간접적으로 나타내는 다른 특성치에 관련해서 특히 연료 공급이 제어된다. 이같은 기관 제어의 경우에는, 통상적으로, 특정 부위가 고장나면 비상 정지에 의해서 기관 출력이 비교적 짧은 시간에 즉 순간적으로 저하된다.
즉 예를 들면, 디젤 내연기관에 있어서 안전 차단 밸브가 설치되어 있으므로 고장 발생시에는 안전 차단이 확실히 실행된다. 이같은 안전 차단 밸브는 디젤 내연 기관의 경우에는 ELAB(전기 차단 밸브)라고 불리운다.
독일연방공화국 특허출원 제 19535418.4호 명세서에 의거해서 규정된 디젤분사 시스템, 특히 일반적인 레일 시스템(Common Rail-System)에 있어서, 이같은 안전 차단 밸브의 사용이 문제로 된다는 것이 알려져 있다. 그 이유는 고압하에 있는 연료의 큰 용량이 안전 차단 밸브와 분사 노즐 사이에 존재하기 때문이다. 따라서, 안전 차단 밸브의 작동후에 차량 기관이 아직 어느 정도의 시간, 타성 회전하든가, 또는 누설되는 경우에 고압하의 연료의 상당량이 유출하고 만다. 상기 독일연방공화국 특허출원 제 19535418.4호 명세서에 기재된 구성에서 고장 발생시 기관 출력을 더욱 신속하게 감소시키기 위한 수단이 개시되어 있다.
본 발명의 과제는 고장이 감지된 경우에 고도의 주행 안전성을 확보하는 것이다.
본 발명에 의한 제어 시스템은 제 1 항의 상위 개념부에 기재된 형식의 제어 시스템에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 의한 제어 시스템의 블록 회로도.
본 발명은 차량 기관과 차량의 휠 사이에 배치된 제어 신호에 응답해서 차량 기관과 차량의 휠 사이의 도력 전달을 감소시킬 수 있는 수단을 제어하기 위한 제어 시스템을 기본으로 한다. 이 경우, 차량 기관은 기관 제어 장치에 의해서 제어된다. 본 발명의 특징은 상기 제어 신호가 감지된 고장에 관련해서 기관 제어 장치로 형성되는데 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수단으로서는 특히 차량 기관의 후방에 설치된 클러치, 오토매틱 전동 장치 또는 자동화된 전동 장치 및/또는 차량 기관의 뒤에 설치된 로크 컨버터 입출력을 직접 연결할 수 있는 컨버터 록업 클러치가 설치되어 있다.
본 발명에는 다음과 같은 이점이 있다. 즉, 기관 제어 장치에서 고장이 감지되면차량 기관과 휠간의 동력 전달을 감소시킬 수 있다. 이것에 의해서 차량의 주행 특성은 극단적으로 변화하지 않게 된다. 특히, 감지된 고장에 의해서 간접적 또는 직접적으로 차량 기관의 토크가 변하면, 주행 특성의 안전 임계적인 변화가 예상될 수 있다. 이 경우, 특히 감소방향에서의 토크 변화가 예상된다. 부가로, 이같은 변호가 비교적 짧은 시간에 즉 순간적으로 행해지면 상기 토크 변화에 의해서 발생되어지는 기관의 드래그 토크(drag torque), 즉, 부의 구동 토크에 의거해서 매우 안전 임계적인 주행 상태 내지 구동 휠이 로킹될 우려가 있다.
드래그 토크는 소위 엔진 브레이크 운전 상태에서의 차량 기관의 부의 구동 토크를 의미한다. 드래그 토크는 휠에 제동 모멘트로서 작용한다. 이같은 드래그 토크는 원리적으로는 어떤 회전수에 있어서도 발생하며, 예를 들면, 운전자가 액셀 페달에서 발을 뗀 경우나 차량 기관으로의 연료 공급이 두드러지게 감소된 경우에 발생한다. 즉, 차량 기관의 토크가 부의 값으로 향해서 감소되면 차량 기관은 휠에 제동 모멘트를 발생시킨다. 이 경우 차량 기관은, 말하자면, 휠에 의해서 구동되며 이것에 의해서 휠에는 드래그 토크가 발생한다.
이 경우, 기관 출력 또는 기관 토크의 감소는 감지된 고장에 반응해서 적어도 차량 기관의 연료 공급의 감소, 특히 연료 공급의 완전한 차단이 행해지므로서 일어날 수 있다.
이같은 고장시에는 차량 기관과 휠과의 사이의 동력 전달이 완전히 차단되면 유리하다.
차량 기관은 연료가 펌프에서 고압 부분으로 압송되는 개개의 실린더로의 연료의 조절량이 전자 밸브에 의해서 제어 가능한 디젤 내연기관이어도 좋다. 이 경우, 고장이 감지되면 차량 기관의 토크는 크게 감소된다.
상기 수단의 차량 기관의 뒤에 설치된 클러치로서 형성되고 있는 경우에는 제어 신호에 응답해서 상기 클러치가 적어도 부분적으로 열리면 유리하지만, 완전히 열리면 더욱 유리하다. 상기 수단이 오토매틱 전동 장치 또는 자동화된 전동장치로서 형성되고 있는 경우에는 제어 신호에 응답해서 상기 전동 장치가 중립 위치로 세팅되면 유리하며, 상기 수단이 컨버터 록업 클러치로서 형성되고 있는 경우에는 그 컨버터 록업 클러치가 제어 신호에 응답해서 적어도 부분적으로 열리면 유리하지만 완전하게 열리면 더욱 유리하다.
제 2항 이하에는 본 발명의 또한 다른 유리한 구성이 기재되어 있다.
이하에 설명하는 실시예에 있어서, 본 발명을 서보 클러치의 예에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1에는 서보 클러치가 예시되어 있다. 부호(10)는 차량기관을 표시하며, 차량기관(10)의 출력측은 서보 클러치(11)의 디스크 플라이 휠(1101)에 결합되어 있다. 차량기관(10)의 운전은 기관 제어 장치(101)에 의해서 제어되며, 이를 위하여 기관 제어 장치(101)에 차량 기관의 운전 데이터가 공급된다. 서보 클러치(11)는 출력측에서 트랜스미션을 거쳐서 블록(12)으로 도시한 휠과 통하고 있다. 클러치 제어 장치(13)에는 기관 회전수(nM)와 기관 토크 MM가 공급된다. 클러치 제어 장치(13)에는 부가적으로 현재의 연결방향 이동거리 Sist(실제값)가 공급된다. 또한, 클러치 제어 장치(13)에는 부가적으로 출력 회전수(nab)가 공급된다. 이것들의 입력 신호에 관련해서 클러치 제어 장치(13)는 클러치를 조절하기 위한 신호(St)에 의해서 서보 모터(1105)를 제어한다. 기관 토크 MM는 기관 제어 장치(101)로부터 클러치 제어 장치(13)에 공급된다. 그러날 기관 토크(MM)는 차량 기관의 운전 데이터(예를 들면 부하, 기관 회전수)에 의거하여 클러치 제어 장치(13)에서 산출할 수도 있다. 기관 회전수(nM)는 회전수 센서(102)에 의해서 공급된다. 이 경우, 이 신호는 일반으로 기관 토크 MM와 마찬가지로 기관 제어 장치(101)에 공급되고, 이 기관 제어 장치(101)로부터 클러치 제어 장치(13)에 공급할 수도 있다. 또한, 서보 클러치의 출력 회전수(nab)는 센서(1107)에 의해서 측정된다.
본 발명의 대상에 있어서 서보 클러치의 기능은 차량 기관(10)과 휠(12) 사이의 동력 전달을 감소시키거나 또는 차단할 수 있다는 점 밖에는 중요하지 않다.
클러치 자체는 공지된 형식으로 디스크 플라이 휠(1101)과 프레셔 플레이트(1111)와 스프링 엘리먼트(디어프램 스프링)(1102)와 릴리스 베어링(release bearing)(1112)을 구비하고 있다. 끌어대는 (schleifend) 운전시에 클러치로부터 전달되는 토크, 즉, 클러치 토크는 특히, 다이어프램 스프링(1102)의 프리로드(preload) 또는 예부하에 의해서 부여되고 있다. 다이어프램 스프링(1102)의 프리로드(preload) 또는 예부하는 클러치 로드(clutch rod)의 연결 방향 이동거리 S에 관련되어 있다. 이 클러치 로드는 이 실시예에서는 래크(1104)로서 형성되어 있다. 래크(1104)는 서보 모터(1105)의 출력축에 의해서 조작된다. 클러치의 표준운전시에서 이동거리 S, 즉, 연결 방향 이동거리가 제어 회로를 거쳐서 목표값(SSO11)에 관련해서 입력 제어된다. 이것에 의해 목표값(SSO11)에 관련해서 클러치 토크를 제어할 수 있다.
본 발명에 의해서 중요하게 되는 것은 차량 기관의 비상 정치(예를 들면, 연료 공급의 차단)을 초래하는 것 같은 고장이 기관 제어 장치(101)에 있어서 감지된 경우에 기관 제어 장치(101)가 클러치 제어 장치(13)로 특히 고장 신호 F를 송신하는 것이다. 고장 신호(F)에 반응해서 클러치 제어 장치(13)에서는 클러치의 제어 St가 발동되며 이 제어에 의해 클러치의 개방이 행해지며 나아가서는 차량 기관(10)과 휠(12) 사이에서의 동력 전달이 차단된다.
만일을 위해서 다시 한 번 부언하면, 상기 실시예는 본 발명을 서보 클러치에 대해 예시적으로 설명하기 위한 것임에 지나지 않는다. 서보 클러치는 이 경우, 청구범위에 기재한 수단, 즉 제어 신호 또는 고장신호(F)(또는 St)에 응답해서 차량기관(10)과 휠 사이의 동력 전달을 적어도 감소시킬 수 있는 수단의 일실시예로서 사용되는데 불과하다. 본 발명에 의한 사상으로부터 벗어남이 없이 서보 클러지(11) 대신에 자체 공지된 오토매틱 전동 장치(불연속적 또는 연속적으로 조절 가능한 전동 장치 전달비를 갖는다), 자동화된 수동 변속 전동 장치 및/또는 차량 기관의 뒤에 설치된 토크 컨버터의 입출력을 직결할 수 있는 컨버터 록업 클러치를 사용할 수도 있다. 그 경우 본 발명에 의하면 상기 수단이 오토매틱 전동 장치 또는 자동화된 수동 변속 전동 장치로서 형성되고 있는 경우에는 제어 신호 F 에 응답해서 전동 장치는 중립위치에 세팅된다. 상기 수단이 컨버터 록업 클러치로서 형성되고 있는 경우에는 제어 신허 F에 응답해서 이 클러치가 적오도 부분적으로 그러나 특히 유리하게는 완전히 열린다. 또한, 위에서 들어본 여러 가지의 가능성의 조합을 사용할 수도 있다.이 경우, 예를 들면 오토매틱 전동 장치는 중립 위치로 세팅되며 또한, (그 전에, 그 후에 또는 그것과 동시에)컨버터 록업 클러치가 열린다.

Claims (10)

  1. 차량 기관(10)과 차량의 휠(12) 사이에 배치된 제어 신호(F)에 응답해서 차량 기관(10)과 차량의 휠(12) 사이의 도력 전달을 적어도 감소시킬 수 있는 수단(11)을 제어하기 위한 제어 시스템으로서, 차량 기관(10)이 기관 제어 장치(101)에 의해서 제어되는 형식의 제어 시스템에 있어서,
    상기 제어 신호(F)가 감지된 고장에 관련해서 기관 제어 장치(101)에 형성된 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수단이
    차량기관에서 뒤에 설치된 클러치(11)와,
    오토매틱 전동장치 또는 자동화된 전동장치, 또는
    차량기관에서 뒤에 설치된 토크 컨버터의 입출력을 직결할 수 있는 컨버터 록업 클러치로서 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 감지된 고장에 의해서 간접적 또는 직접적으로 차량기관(10)의 토크(MM)가 변화되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 감지된 고장에 의해서 간접적 또는 직접적으로 차량기관(10)의 토크(MM)가 감소되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 감지된 고장에 의해서 간접적 또는 직접적으로 차량기관(10)의 토크(MM)가 순간적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 감지된 고장에 의해서 적어도 차량기관(10)의 연료 공급이 감소되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 감지된 고장에 의해서 차량기관(10)의 연료 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 제어 신호(F)에 응답해서 차량기관(10)과 휠(12) 사이의 동력 전달이 차단되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 차량기관이 디젤 내연 기관(10)이며 그 디젤 내연 기관에서 연료가 펌프에서 고압 부분으로 압송되고, 개개의 실린더로의 연료의 조절량이 전자 밸브에 의해서 제어가능하며, 고장이 감지되면 차량기관(10)의 토크(MM)가 순간적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  10. 제 2항에 있어서, 상기 수단이 차량 기관에서 뒤에 설치된 클러치(11)로서 형성되고 있는 경우에는 제어 신호(F)에 응답해서 상기 클러치가 적어도 부분적으로 열리고, 특히 완전히 열리고,
    상기 수단이 오토매틱 전동장치 또는 자동화된 전동장치로서 형성되고 있는 경우에는 제어 신호(F)에 응답해서 상기 전동 장치가 중립 위치로 세팅되며,
    상기 수단이 컨버터 록업 클러치로서 형성되고 있는 경우에는 그 컨버터 록업 클러치가 제어 신호(F)에 응답해서 적어도 부분적으로 열리고, 특히, 완전히 열리는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
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