KR20000052647A - 클러치 작동시 및 기어 변속시 리타더의 제동 토오크를 제어하는방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 동력전달 장치 내의 주 제동 시스템 특히 주 리타더를 제어하는 장치가 개시되었다. 상기 장치는 적어도 하나 이상의 제어/조절 유닛(12), 기어 전환을 감지하고 적어도 하나의 측정 신호를 전송하는 수단, 및 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 액츄에이터(6)를 구비한다. 상기 제어 장치는 적어도 하나의 제어/조절 유닛이 측정된 신호 또는 신호들에 따라 적어도 하나의 액츄에이터를 제어하여 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하며, 따라서 기어 전환 과정 동안 주 리타더의 제동 토오크가 감소될 수 있게 된다.

Description

클러치 작동시 및 기어 변속시 리타더의 제동 토오크를 제어하는 방법 및 장치{RETARDER BRAKING MOMENT ADAPTATION DURING CLUTCHING AND GEAR CHANGING}

주 제동 시스템은 일반적으로 클러치와 변속기의 전방에 위치하는 제동 시스템을 일컫는데, 이는 Kfz-Anzeiger의 1991년 발표된 보고서 "안전 하강로(safety downhill)의 페이지 30 및 Lastauto Omnibus의 1991년 4월 보고서 "전류에 대해(against the current)", 페이지 30에 개시되어 있다. 한편, 이차 제동 시스템은 상기 변속기에 직접 장착되거나, 변속기의 하류에 있는 동력 전달 장치 내에 장착되고, 차량의 후륜 차축에 작용한다.

주 리타더의 주변에는, 길로틴 타입(Guillotine type) 배기 브레이크, 추기(bleed, 抽氣) 브레이크, 컴프레션 릴리즈(compression release) 브레이크와 같은 당분야에 잘 알려진 부가적인 주 제동 시스템들이 있다.

상기 길로틴 타입 배기 브레이크는 제동 토오크 발생시키기 위한 증가된 배압(back pressure)에 의존한다. 제동시, 배기 파이프는 거의 완전히 막혀 배기 행정 중의 실린더로부터의 배기 유동을 방해한다. 그럼으로써 엔진의 제동력을 증가시킨다.

추기 브레이크(Kfz-Anzeiger의 1991년 보고서 "안전 하강로(safety downhill)' 페이지 10 내지 13을 참조)는 실린더 헤드에 일체화된 소위 감압 밸브(decompression valve)라는 추가의 밸브를 이용하는 브레이크 타입이다. 사이클 상의 세 번째 행정이 진행되는 동안 작동되어 실질적으로 피스톤에 작용하는 팽창 압력을 감소시킨다. 따라서, 상기 피스톤의 가속을 감소시킨다. 더불어, 압축 및 팽창 동작 간에 차이가 발생하는데, 이는 엔진의 제동력을 증가시키는데 이용될 수 있다. 특히, 상기와 같은 제동 시스템은 스로틀(throttle) 위치를 조절함으로써 조절될 수 있다.

상기 추기 브레이크의 더욱 발전된 단계에서는, 상기 감압 밸브는 전 공정 동안 개방된 상태를 유지하지 않는다. 단지 잠시동안 개방된다(1995년 8월 7일자 Mercedes Benz사의 MTZ Motortechnische Zeitschrift 56호 페이지 418 내지 423의 "새로운 감압 해제 브레이크 the new decompression release brake (DVB) 참조).

상기와 같은 엔진 브레이크의 조절은 비례 제어 밸브에 의해 수행될 수도 있는데, 이는 상기 감압 밸브의 개방 특성에 영향을 미칠 수 있는 압력 조절 밸브로서 기능을 한다.

더욱 상세하게는, 상기 Mercedes Benz사의 MTZ Motortechnische Zeitschrift 56호, 페이지 422를 참조하면 된다.

상기 압축 해제(compression release) 브레이크는 상기 추기 브레이크와 마찬가지로 엔진 브레이크의 일종이다. 상기 압축 해제 브레이크의 경우, 밸브 조절 장치는 압축을 해제시키고, 이는 상기 추기 브레이크와 마찬가지로 엔진 제동력의 실질적인 증가를 낳는다(Kfz-Anzeiger의 1994년 1월호 보고서 "elegantly packaged-test report Volvo FH"의 페이지 10 내지 12를 참조).

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 조절 장치 및 방법은 어떤 타입의 주 제동 시스템에도 적용될 수 있지만, 주 리타더는 본 발명에서 특유하게 적용되는 주 제동 시스템이다. 통상적으로 변속기와 프로펠러 샤프트 사이에 장착되는 보조 리타더와는 달리, 주 리타더는 전술한 바와 같이 엔진에 직접 작용한다. 엔진에 영구적으로 연결된 주 리타더는 독일 특허 DE 44 08 349에 개시되는데, 그 개시 내용은 본 발명에 완전히 포함된다. 주 리타더가 엔진에 직접적으로 연결되어 있기 때문에, 이러한 형태에서는 상기 리타더가 엔진을 향해 하강하는 것을 방지하기 위하여 변속기로부터 구동라인이 분리될 때 또는 클러치를 가동하거나 또는 기어변환을 중립이될 때 리타더를 가동되지 않도록 보장하는 것이 특히 중요한 문제로 된다. 이러한 것이 보장되지 않으면, 클러치 작동 또는 비작동의 결과로 발생하는 급속한 부하의 변화가 리타더의 제동 작용으로 인하여 바람직하지 않은 엔진 저속 현상을 야기하게 된다.

이러한 문제는 제동 작동 동안 리타더가 작동할 때마다, 특히, 기본적인 리타더의 기능인 "제동 모드" 및 "일정속도 모드"가 진행되는 동안 심각하게 대두된다. 상기 제동 모드는 리타더의 고정 제동 세팅으로 특성화되는데, 이는 최소 제동 토오크(Mmin)에서 최대 제동 토오크(Mmax)에 이르는 제동 토오크를 달성하기 위하여 상호 고정적으로 연결되어 있는 풋 페달의 핸드 브레이크 레버에 의해 성취될 수 있다.

브레이크를 일정속도 모드로 작동시키는 동안, 리타더는 컨트롤 스탠드 포인트로부터 크루즈 컨트롤에 결합되며, 리타더 제동 작용은 제동 토오크를 제어함에 의해 성취되고, 따라서, 내리막길 작동 과정 동안 일정 속도가 성취될 수 있게된다. 제동 토오크와 관련하여 리타더를 제어하기 위한 제어장치 또는 방법은 독일 특허 제43,41,213호에 개시되어 있으며, 상기 특허내용은 본 출원에 포함된다.

속도 증가시 리타더와 엔진사이에서 작동 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 상기 독일 특허는 특별하게 적용되는 개별 시스템들의 상대적 우선 순위를 설정할 것을 제안하고 있다. 예컨대, 스로틀과 리타더가 동시적으로 가동하는 경우에는 리타더에게 우선 순위를 부여하는 방법을 제안하고 있다. 상기 특허에서는, 만약 리타더가 일정속도 모드로 가동된다면, 엔진의 스로틀 레버를 아이들(idle) 위치로 이동시킬 것을 제안하고 있다.

리타더와 엔진 사이의 작동 간섭은, 상기 독일 특허에 개시된 제어 논리에 따르면, 기어 변환 동안 짧은 시간 주기로 허용된다.

본 발명은 주 제동 시스템(primary breaking system)의 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 청구항 1항에 기재된 바와 같은 차량의 주 리타더(primary retarder)를 제어하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 현재 상용되는 주 제동 시스템 특히 주 리타더용 제어 장치에 비해 개선된 제어 시스템을 제공하는 것이며, 기어변속 동안 엔진과 리타더 사이의 작동 간섭을 방지하는 것이다.

청구항 1항에 따른 제어 장치 및 청구항 11항에 따른 방법은 이러한 목적을 해결하고 있다.

본 발명의 추가의 장점 및 특징들은 종속항에서 예시하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치를 갖는 주 리타더를 보여주는 블럭도이다.

도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 장치를 갖는 주 리타더의 블록도이다.

도3은 적절한 입력 신호 배열을 갖는 제어/조절 유닛의 개략도이다.

도4는 도3에 도시된 제어/조절 유닛에 입력되는 신호(센서 신호)의 내용을 보여주는 도면이다.

도5는 제동 작동시 각각의 작동 상황에서 도3에 도시된 제어/조절 유닛의 입력 및 출력신호를 보여주는 도면이다.

도6은 본 발명에 따른 제어/조절 유닛의 입력 및 출력 신호의 시간에 대한 시뮬레이션 작동 사이클을 나타내는 개략도이다.

도1은 독일 특허 제 44 08 349호에 개시된 제어/조절 유닛을 포함하는 주 리타더를 보여주는 도면이다. 상기 독일 특허 내용은 본 출원에 포함된다. 리타더(retarder: 1)는 영구적으로 엔진(3), 보다 상세하게는 엔진(3)의 크랭크 샤프트에 연결된다. 이러한 경우, 상기 리타더는 감속기어 유닛(4)을 통해 엔진에 영구적으로 연결된다. 리타더(1)와 엔진(3)은 냉각 회로(5)를 공통적으로 사용한다. 냉각 회로(5)의 냉각제는 본 실시예에서 리타더(1)의 작동 유체로서 기능 한다. 상기 리타더는 작동 유체가 완전히 충전되었을 경우에 작동되도록 설계된다. 변속기의 하류로 리타더가 이동하기 때문에, 모든 작동 모드에서 상기 리타더가 상기 엔진에 영구적으로 연결된 상태를 유지하는데, 이는 리타더가 냉각제의 재순환을 위한 펌프로서 기능한다는 것을 의미한다. 정상 작동상태에서, 즉, 리타더가 가동되지 않을 경우에, 상기 리타더는 냉각 회로(5) 내에 냉각제를 순환시키는 기능을 한다. 제동 작동이 발생되지 않는 동안, 밸브(6)는 비교적 큰 유체 통과구역을 가지며 따라서, 냉각제가 최소의 유동 저항을 갖고 냉각회로(5)를 통해 펌프될 수 있다.

제동 작동이 진행되는 동안에는 냉각 회로를 통해 펌프되는 냉각제를 위해 밸브(6)가 작은 유체 통과 구역을 갖게된다. 이에 따라, 리타더 내에는 제동 토오크 발생할 수 있는 압력이 형성된다. 밸브(6)는 연속적으로 유량을 가변시킬 수 있는 유량 제어 밸브이며, 따라서 제동 토오크가 연속적으로 가변 제어될 수 있다. 또한, 적절하게 제어되는 밸브를 사용하여 제동 토오크를 단계적으로 제어하는 것도 가능하다.

유량을 연속적으로 가변 제어하는 유량 제어 밸브 또는 비례 제어 밸브(6)는 제어라인(10)을 통해 제어/조절 유닛(12; 바람직하게는 마이크로프로세서)에 의해 제어된다. 비례 제어 밸브(6)는 바람직한 제동 토오크가 성취될 수 있도록, 제어/조절 유닛(12)에 입력되는 센서의 입력신호에 대응하여 제어라인(10)을 통해 제어/조절 유닛(12) 의해 제어된다. 예컨대, 유량 제어 밸브(6)의 유체 통과 구역을 변화시키므로써, 리타더로 유입되는 유량을 감소시킬 수 있으며, 따라서, 제동 토오크가 변화된다.

본 실시예에 있어서, 자동차의 가속 또는 스로틀 작동(throttle activation) 신호는 제1 센서(14)를 통해 입력된다. 이를 위하여, 엔진 토오크 신호가 기록되는데, 여기서, 신호 M_mot> 0 는 "가속"을 나타내며, M_mot= 0 는 다른 작동 모드를 나타낸다. 스로틀 레버(16)와 자동차를 이동시킴에 의해 엔진으로 연료유입이 증가되고 자동차가 가속되면, 연료 센싱 라인(18)은 제어 유닛(12)의 입력부에 "ON 신호"를 제공하며, 그 외의 경우에는 "OFF"신호가 제공된다.

자동차가 가속되고 있다는 것을 나타내는 센서의 입력신호 외에도, 밸브(6)의 제어를 위해 제어/조절 유닛(12)에 의해 사용되는 다른 센서 입력신호들이 있다. 제2 센서 입력신호는 변속기로부터 동력전달장치를 분리시키는 클러치의 작동 상태와 관련되어 있다. 이러한 센서 입력 신호는 클러치 유닛(2)에서 발생되며, 클러치 상태 센싱 라인(20)을 통해 제어/조절 유닛(12)으로 전송된다. 클러치가 계합된 상태이면, 클러치 상태 센싱 라인(20)은 제어/조절 유닛(12)에 "OFF 신호"를 제공하며, 그 외의 경우에는 "ON"신호가 제공된다.

제어/조절 유닛(12)으로 입력되는 제3 센서 입력신호는 교류발전기의 픽업 위치로부터 센서(24)를 통해 수납되는 엔진 속도 신호이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 변속기(2)의 기어변환 위치를 인식하기 위한 제4 센서 입력신호가 라인(26)을 통해 제어/조절 유닛(12)으로 제공된다.

도2에는 본 발명에 따른 제어 장치를 구비한 주 제동 시스템을 나타내는 주 리타더의 제2 실시예가 도시되어 있다. 엔진(3), 변속기(2) 및 리타더(1)를 구비하는 동력 장치는 도1에 도시된 것과 거의 유사하므로 동일한 도면부호를 표기하기로 한다. 리타더(1)는 엔진, 특히 엔진의 크랭크 샤프트에 영구적으로 연결되어 있다. 본 실시예의 경우, 상기 영구 연결은 감속기어 유닛에 의해 이루어진다. 냉각회로(5)는 팬(32)을 포함하는 냉각기(30)를 구비한다. 도2는 도1에 도시된 실시예의 변형으로서, 리타더의 기본적인 작동모드를 세팅하기 위한 다른 형태의 밸브 장치를 포함하고 있다. 냉각기의 출구로부터 리타더의 유체 입구로 연결되어 있는 라인은 지점(40)에서 리타더에 대한 공급 라인(36)과 바이패스 라인(38)으로 분기된다. 지점(40)은 바람직하게는 3/2 밸브인 바이패스 밸브(42)에 연결되어 있다. 기본 적인 작동 모드에 따라, 밸브는 절환되며 따라서 냉각제는 바이패스 라인을 통해 리타더를 바이패스하거나 리타더를 통과하게 된다. 상기 바이패스 라인은 자동차가 비제동 모드로 주행할 경우에는 항상 개방되어 있다. 도1은 리타더로부터 엔진(3)으로 연장되어 있는 라인(44)에 배치된 밸브(6)를 도시한다. 상기 밸브는 제동 모드가 진행되는 동안 리타더 제동 토오크를 연속적으로 가변 조절할 수 있도록 한다. 상기 밸브는, 리타더의 충전 정도를 조절하여 연속적으로 제동 토오크를 가변화할 수 있는 제어밸브인 것이 바람직하다. 상기 제어 밸브가 비례제어 밸브로서 설계되면 많은 장점이 있다.

바이패스 밸브(42)와 제어 밸브(6)는 제어 라인(48, 10)들을 통해 제어/조절 유닛(12)에 연결된다. 제어/조절 유닛(12)의 입력측은, 도1에 예시되어 있는 바와 같이, 상기 제어 라인들을 통해 총 4가지 센서 입력신호를 수납한다. 이러한 입력 신호들은 센싱 라인(18)을 통해 수납되며 연료 전달 상태를 나타내는 센서 입력 신호, 센싱 라인(20)을 통해 수납되며 클러치의 상태를 나타내는 센서 입력 신호, 센싱 라인(22)을 통해 수납되며 엔진의 회전속도를 나타내는 센서 입력 신호, 및, 보다 진보된 형태로서, 센싱 라인(26)을 통해 수납되며 변속기의 중립 기어전환 위치를 나타내는 센서 입력 신호를 포함한다.

도3은 본 실시예와 관련된 제어/조절 유닛의 개별적인 연결예들을 도시하고 있다. 도3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 마이크로프로세서로서 기능하는 제어/조절 유닛(12)의 입력부에는 부하(LOAD) 센서 신호, 연료 전달 상태(스로틀 위치) 센서 신호, 클러치 상태 센서 신호 및 엔진 속도 센서 신호가 공급된다.

출력측에는 연결부(PIN11, PIN12)가 라인(10)을 통해 제어 밸브(6), 즉 비례 제어밸브에 연결되며, 연결부(PIN13, PIN14)는 도2에 도시된 선택적인 바이패스 장치인 바이패스 밸브(42)에 연결된다.

비례 제어 밸브로서 사용되는 제어 밸브는, 제어 라인(10)을 통해 "ON 상태"와 "OFF 상태"의 2가지 상태로 세팅될 수 있도록 설계되는데, "OFF 상태"에서는 상기 비례제어 밸브가 가동되지 않고 최소 제동 토오크만이 리타더에 의해 발생된다. 한편, "ON 상태"에서는 비례 제어 밸브가 가동되는데, 다른 위치에 배치될 수 있는 작동 스위치에 의해 선택적으로 세팅된 제동 토오크에 따라, 바람직한 토오크가 연속적으로 그리고 가변적으로 성취될 수 있다. 밸브(6)는 선택된 제동 수준에 따라 유량조절 포트를 조절함으로써 상기 기능을 달성한다. 이하에서는, 제어 밸브를 비례 제어 밸브로서 언급될 것이다.

도4는 캔-버스(CAN-BUS)에 의해 검색되어 마이크로프로세서(12)에 입력되는 입력 신호들을 개략적으로 보여주는 도면이다. 연결부(PIN3)는 엔진속도를 나타내며, 예컨대, 주파수 신호이다. 연결부(PIN4)는 클러치 상태를 나타내며, 클러치의 상태를 "ON" "OFF"로 표시하는 디지털 신호로 되는 것이 바람직하다. "가속" 또는 자동차 가속 센서 신호는 전술한 바와 같이 엔진 토오크로부터 직접적으로 발생하는 신호이다. 토오크>0 는 "가속"을 토오크=0 은 나머지 작동 모드들을 나타낸다. 다른 실시예에 따르면, 적절한 센서 신호를 취할 수 있도록 스로틀 페달 위치를 직접적으로 검출하는 것도 가능하다.

선택적인 중립 기어변속 위치 신호(PIN8)는 변속기가 중립위치에 있는지의 여부를 알 수 있게 해주는 인디케이터이다.

도1에 도시된 장치에서는 단순한 비례제어 밸브 그리고 도2에 도시된 장치에서 바이패스 라인을 가동시키기 위한 추가적인 바이패스 밸브를 포함하는 비례제어 밸브인 제어 부재는 특정의 작동 모드에서 입력 센서 신호에 대응하여 제어/조절 유닛에 의해 제어된다. 상기 센서 신호들 중의 3개가 도5의 표에 나타난 칼럼들 중의 첫 번째 3개의 칼럼에 기재되어 있다.

도5의 행렬은 다양한 작동모드에 대한 제어/조절 유닛의 마이크로프로세서의 입력 및 출력을 예시하는 것이다. 여기서, "ON 상태"는 논리 1로서 표시되며, "OFF 상태"는 논리 0으로서 표시된다. 당업계 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서, 상기 "ON 상태"를 논리 1로서 표시하고, "OFF 상태"를 논리 0으로서 표시하는 것은 자명하게 인식될 수 있을 것이다.

칼럼(M2)은 클러치 상태에 대한 제동 토오크의 제어 논리(ADAPTATION LOGIC)를 나타내고 있다. 이러한 토오크 제어은 클러치 페달이 내려갈 때, 즉 구동 회전 요소들이 종동 회전 요소들로부터 분리될 경우에 발생된다. 이러한 경우, 비례 제어 밸브에 대한 출력 신호는 논리0이 되며 따라서 비례제어 밸브는 "OFF 상태"로 된다. 이는 리타더에 의한 제동 토오크가 발생되지 않음을 의미한다. 부가적인 바이패스 밸브가 제어된다면, ON 클러치 신호가 상기 바이패스 밸브를 ON 위치(논리1)로 가동시킨다. 이는 바이패스가 개방되지 않고 리타더의 총 제동 토오크가 최소치가 된다는 것을 의미한다.

칼럼(M3)의 경우에 있어서, 토오크 제어는 내연기관에 연료가 공급될 때, 이루어진다. 즉, 스로틀 레버가 엔진에 제공되는 연료의 양을 증가시키기 위해 이동된다. 이 경우, 엔진은 리타더 부하에 반하게 작동되어서는 안된다. "가속" 신호는 엔진 토오크의 형태로 제공되는데, 이 경우에는 상기 신호는 >0 으로 된다. 이러한 경우, 스로틀의 상태를 책임지는 센서신호는 "ON"으로 세팅된다. 상기 신호가 마이크로프로세서(12)의 입력부에 제공되면, 비례 제어 밸브에 대한 마이크로프로세서의 출력신호는 "OFF" 상태로 세팅된다. 도1에 도시된 바와 같이 제어요소로서 하나의 비례 제어 밸브를 포함하는 경우에 있어서는, 리타더의 최소 제동 토오크는 비례 제어 밸브가 가동되지 않거나 "OFF"위치에 있을 때 달성된다. 도2에 도시된 바와 같이 부가적인 바이패스 밸브를 포함하는 경우에 있어서는, 가속 과정 동안 토오크 제어를 성취하기 위한 두 가지 제어 방법이 있다. 고정 제동 모드에 관련된 최초 작동모드(G2)에 있어서는 바이패스 밸브가 ON 위치에 있게되는데 이는 바이패스 루프가 폐쇄된다는 것을 의미한다. 이러한 작동 모드에 있어서, 상기 리타더는 최소 제동 토오크(M_min)로 작동된다. 선택적으로, 일정 속도 작동 모드에 관련된 최초 작동 모드(G3)에 있어서는, 바이패스 밸브가 OFF 위치에 있게되는데 이는 바이패스 밸브가 바이패스 루프를 개방한다는 것을 의미한다. 엔진에 인가되는 제동 토오크는 제로에 가깝다.

제동 모드 동안 토오크의 제어를 필요로 하는 제3 작동 모드(M4)는 엔진이 특정의 회전속도 기준치(n_min) 이하일 경우에 발생한다. 이는 클러치가 계합되어 있는 경우 또는 계합해제되어 있는 경우일 수 있다. 엔진 속도가 소정의 최소 속도 이하로 떨어질 경우에는 제어/조절 유닛은 논리0의 신호를 비례 제어 밸브에 전송하는데, 이는 비례 제어 밸브가 OFF위치에 세팅되어 있거나 유지되어 있다는 것을 의미한다. 비례 제어 밸브와 바이패스 밸브가 같이 있는 경우에는, 다음의 두 가지 작동모드가 있을 수 있는데, 한가지는 바이패스가 가동되지 않는 경우로서 이때 리타더의 토오크는 최소 토오크에 상응하는 결과가 나타난다. 다른 한가지의 경우는 바이패스가 가동될 때 발생하는데, 이 경우에는 제동 토오크가 거의 0 근처로 떨어지게 된다.

도6은 클러치작동 및 가속시 입력신호 및 비례 제어 밸브와 바이패스 밸브를 위한 출력신호의 예를 보여주고 있다. 이들 신호는 마이크로프로세서의 기능을 하는 제어/조절 유닛의 입력/출력 회로와 연관되어 있으며 시간에 따른 다양한 작동모드의 함수관계로서 표시된다. 도6에 도시된 로직 컨벤션은 이미 언급된 바와 동일한데, 밸브의 ON 위치는 논리1에 상응하며, 밸브의 OFF 위치는 논리0에 해당된다. 상기 컨벤션은 도6에 도시된 논리 도표를 명확히 설명할 수 있도록 선택된 것이다. 당 업자들에게 있어서, 상기 ON, OFF 위치가 다른 신호들에 의해 제공될 수 있다는 것은 자명할 것이다. 도6은 리타더가 작동되는 중에 내리막길을 운행하는 도중 발생할 수 있는 여러 가지 가능한 작동 모드들을 예시하고 있다. 또한, 도시되어 있는 것은 고정 제동 모드(G2)와 일정 속도 모드(G3)의 주요한 작동 모드이다.

작동 시뮬레이션의 1차 국면에서, 자동차는 제8 기어에서 움직인다. 자동차는 리타더에 의해"제동" 작동 모드에 있게 된다. 이 모드가 진행되는 동안, 구동 회전 요소들은 종동 회전 요소들에 연결된다. 클러치 상태에 대한 신호는 0이 된다. 제동시에는 가속이 발생하지 않기 때문에, 스로틀 밸브에도 논리0이 할당된다.

비례 제어 밸브에 대한 출력신호는 논리1이 할당되는데, 이는 비례 제어 밸브가 가동되거나 ON 상태라는 것을 의미한다. 고정 프리셋 제동 레벨을 위하여, 제동 레벨(G2)에 비례하는 소정의 비례 전압 신호가 제공된다. 일정 속도(G3)의 경우에는, 마이크로프로세서(12)가 비례 제어 밸브의 비례 전압 신호를 제어하며, 따라서, 실제 속도는 목표속도와 동일하게 된다. 바이패스 밸브를 위한 신호는 논리1이 할당되는데 이는 바이패스 밸브가 가동되지 않는다는 것을 의미한다.

제동 상태 이후에 자동차가 가속되고 자동차를 다른 기어로 변속하면, 도6에 도시된 국면(2)의 입력 및 출력 신호가 인가된다.

기어가 계합되어 있는 한, 클러치 상태에 대한 신호는 논리0이 할당된다. 클러치가 가동되는 경우에는, 클러치 상태에 대해 할당된 신호는 논리1로 변화된다. 클러치 상태에 대한 신호가 논리1인 동안에는, 도5의 칼럼(M2)의 입력-출력 매트릭스 대비 작동 모드에서 알 수 있는 바와 같이, 비례 제어 밸브가 가동되지 않는다(논리0).

가속 과정 동안 그리고 기어 변환이 일어나기 앞서서 스로틀 페달이 가동되면(도6 참조), 마이크로프로세서에 입력되는 스로틀 위치 신호는 논리1이 되는데, 이때는 도5의 매트릭스의 작동 모드(M3)에 따라, 비례 제어 밸브에 논리0을 할당한다. 이는 상기 과정이 진행되는 동안 제동 토오크가 감소되는 것으로 해석될 수 있다.

제동모드를 위한 바이패스 밸브의 신호는 항상 논리1인데, 이는 바이패스 밸브의 작동상태를 묘사하는 직선을 통해 알 수 있는 바와 같이, 바이패스 루프가 폐쇄되어 있다는 것을 의미한다. 그러나, 이는 고정된 제동 레벨을 나타내는 주 작동 모드(G2)때에만 유효하다. 만약, 자동차가 주 작동모드(G3)에서 작동하면, 즉, 자동차가 일정한 속도로 움직이면, 스로틀 페달이 가동되는 동안 바이패스 밸브는 논리0에 세팅되어 바이패스 루프를 교번적으로 개방한다.

비례 제어 밸브의 시간경과 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 밸브는, 스로틀 페달이 가동되지 않고 클러치 페달이 가동되기 전까지의 시간동안, 가동된다. 이러한 상태는 시간 경과 그래프의 제2 국면에 점선으로 표시되며 로마숫자 I 및II로 표시된다. 이 상태에서, 리타더에서 제동 토오크를 발생하는 것은 바람직하지 않다. 전체 기어변환 기간동안 제동 토오크를 감소시키기 위해, 즉, 클러치 작동 전에 엔진에 연료공급을 중단하는 시기와 클러치 작동후 엔진에 연료 공급이 연속적으로 증가되는 시기 사이에 제동 토오크를 감소시키기 위해, 본 발명은 시간 지연 요소 또는 램프(RAMP)를 제공한다. 이는 리타더가 급작스럽게 가동되지 않도록 하기 위함이다. 리타더의 가동은 센서 신호에 대한 국면의 전환을 야기한다. 예컨대, 지연 상태에서 스로틀 신호가 논리1에서 논리0으로 변화되는 것에 대응하여 리타더가 가동된다면, 비례 제어 밸브의 가동은, 제2 국면에 예시되어 있는 바와 같이, 로마숫자 I로 표시된 시간동안 발생하지 않는다.

지연 상태에서 클러치 신호가 논리1에서 논리0으로 변화되는 것에 대응하여 리타더를 가동시키는 것도 가능하다.

이러한 방식으로, 제2 국면에 로마숫자 II로 표시된 시간동안 바람직하지 않은 신호는 발생하지 않는다. 이러한 시간 지연 요소들에 의해, 기어 변환 과정 동안 리타더 제동 토오크를 최소 레벨로 유지시킬 수 있으며 제동 토오크를 확실하게 감소시킬 수 있다.

구동 사이클의 제3 국면은 제동 시나리오를 다시 한번 시뮬레이트한 것이다. 제동이 발생하는 동안 스로틀이 비 작동 상태로 되기 때문에, 스로틀 센서의 신호는 논리1에서 논리0으로 변화된다. 입력 및 출력 신호의 발생에 따라, 제동 모드 과정 동안 비례 제어 밸브가 OFF에서 ON 상태로 변화되는 결과가 나타나며, 그러므로, 바람직한 제동을 공급할 수 있게된다. 일정 차속을 공급하는 주 작동 모드(G3)에서는, 제어 장치에 대한 입력의 변화는 출력의 변화를 야기하며, 이에 의해, 바이패스 밸브는 바이패스 모드로부터 리타더 모드로 절환된다.

제동 시나리오를 시뮬레이팅하는 제3 국면에 인접해 있는 것은 구동 시나리오를 시뮬레이팅하는 제4 국면으로서, 여기서는 자동차가 고속 기어에서 저속 기어로 변환된다. 저속 기어로 변환시킬 때, 클러치 작동은 간단한 엔진 속도 탈선에 의해 지지된다(복식 클러치 개념).

이러한 상태는 처음에 클러치 페달이 내려가는 것을 의미한다. 이는 제어 장치에 대한 클러치 상태 입력 신호를 논리0에서 논리1로 절환시키는데, 도5에 따라, 케이스(M2)에 대한 토오크 제어를 가능하게 한다. 따라서, 비례 제어 밸브에 대한 출력 신호는 논리0이 할당되며, 이에 따라 비례 제어 밸브가 OFF 상태로 절환되고 리타더는 최소 제동 토오크를 제공하게 된다. 제1 클러치 작동이 발생한 이후, 엔진은 가속되며 변속기가 중립 위치에 있는 동안 제2 클러치 작동이 발생한다. 제2 클러치 작동에 의해, 마이크로프로세서의 입력부에 대한 클러치 상태 신호는 논리1에서 논리0으로 변화된다. 이는 토오크의 감소가 더 이상 효과적이지 않다는 것을 의미하며 비례제어 밸브에 대한 출력 신호가 논리1에 세팅되는 결과를 발생하는 데, 이 상태에서 리타더를 작동시키는 것은 바람직하지 않은 제동 토오크를 발생시킨다.

비례 제어 밸브에 대한 바람직하지 않은 제동 토오크는 (일점쇄선으로 도시되며 로마숫자III로 표기됨) 연료가 엔진에 공급될 때까지 계속해서 증가된다. 엔진의 가속에 따라, 토오크 제어(도5 참조)가 발생하는데, 이는 논리1에 세팅된 스로틀 상태 입력 신호를 논리0으로 세팅되어 있는 비례 제어 밸브의 출력부로 안내되도록 한다. 그러므로, 자동차가 고정 제동 레벨(G2)로 작동될 때는 리타더의 최소 토오크를 발생시키며 속도가 일정한 주 작동 모드(G3)가 선택될 경우에는 리타더 토오크는 거의 제로가 된다. 클러치 작동 시기와 새롭게 엔진 속도를 증가시키는 시기 사이에 이러한 바람직하지 않은 제동 토오크 증가가 발생하는 것은 다른 방식을 사용하여 피할 수도 있다. 그 하나의 방법은, 제2 국면에 대한 설명과정에서 언급했던 바와 같이, 리타더의 가동을 위해 램프 형태의 시간 지연 기술을 사용하는 것이다.

선택적으로, 만약 중립 기어 변속 위치가 인식될 수 있고 입력 신호의 형태로 마이크로프로세서에 입력된다면, 중립 기어변환 위치 신호가 마이크로프로세서에 대한 입력부에 실재하는 시간동안은 비례 제어 밸브에 대한 출력부에 논리1을 세팅시키는 것도 가능하다. 이는 비례 제어 밸브의 가동을 방지하는 결과를 초래하며, 그러므로, 제동 토오크를 최소 제동 토오크 레벨로 감소시킨다. 바이패스 밸브가 가동되면, 즉, 리타더에 냉각제가 순환되면, 최소 제동 토오크가 달성된다. 중립 기어전환위치 인식방법 외에, 자동차가 어떠한 기어를 주어진 소정의 위치에서 정확한 시간에 사용하고 있는 지를 인식하는 수단이 제공될 수도 있다.

중립 기어전환 위치 인식이 불가능하면, 엔진속도를 소정의 최소 엔진 속도 이하로 떨어트리는 방법이 비례 제어 밸브에 대한 출력 신호를 논리0으로 세팅하기 위한 출력신호로서 사용될 수 있다(도5 칼럼M 참조). 이러한 방법은 제동 토오크의 즉각적인 감소를 야기하며, 변속기가 중립위치일 때 리타더가 작동하는 현상을 방지할 수 있도록 한다.

시간 경과 다이아그램의 제4 국면에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 언급된 조치들이 취해지지 않는다면, 엔진 속도가 최고치를 기록한 후에 그리고 새로운 클러치 작동이 이루어진 후에, 바람직하지 않은 제동 토오크가 다시 한번 발생한다. 상기 제동 토오크는 논리1로 세팅된 제어신호를 통해 제어밸브가 가동되기 때문에 발생하는 것이다. 이러한 바람직하지 않은 상태는 비례 제어 밸브의 시간 경과 다이아그램에서 일점쇄선으로 보여지고 있으며 로마숫자 IV로 표시되어 있다. 바람직하지 않은 신호(III)와 유사하게, 이 경우에도 리타더가 가동되는 동안 논리1에서 논리0으로 변화되는 스로틀 상태 신호에 대응하여 시간 지연 기술을 채용한다면 제동 토오크의 증가를 방지할 수 있다. 선택적으로, 중립 기어변환 위치 인식 알고리즘 또는 엔진 속도가 너무 낮게되어 있는 것을 조절하는 방식이 채용될 수도 있다.

시뮬레이트 구동 사이클의 제4 국면에 인접해 있는 것은 제5 국면인데, 상기 제5 국면은 주 제동 모드 중의 하나 즉, 고정 제동 레벨 또는 일정 속도 모드 중의 하나를 반영하고 있다. 비례 제어 밸브에 대한 출력 신호를 보여주기 위한 시간 경과 다이아그램을 통해 알 수 있는 바와 같이, 상기 제5 국면에는 기대되는 제동 토오크가 제시되어 있다.

본 발명에 따르면, 기어 변환이 발생하는 동안에는 토오크를 최소로 유지할 수 있으며, 따라서, 항시적으로 리타더가 엔진에 반하게 작동하지 않게 되고 소정의 제동 토오크를 제공하게 된다.

본 발명이 주 리타더, 특히 유체역학적 주 리타더에 관해 설명되었지만, 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니다. 리타더라는 용어는 와상전류(EDDY CURRENT) 개념에 근거한 다수개의 리타더를 포함한다(Last Auto Omnibus, 1991년 4월 1일자 참조). 또한, 일반적인 형태의 브레이크 시스템의 제어도 그것이 변조가 가능하든 그렇지 않든 본 발명에 의해 성취될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 항시적으로 바람직한 제동 토오크를 인가할 수 있으므로 엔진에 과부하를 주지 않으며, 연료비를 절약할 수 있다.

Claims (14)

1. 자동차의 동력전달장치 내의 주 제동 시스템, 특히 주 리타더를 위한 제어 장치에 있어서,

   적어도 하나 이상의 제어/조절 유닛;

   적어도 하나 이상의 센서 신호로부터 기어전환 작업을 인식하는 수단; 및

   상기 주 제동 시스템의 제동 토오크를 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 액츄에이터를 구비하며, 상기 기어전환 작업이 지속되는 동안 주 리타더의 제동 토오크가 감소될 수 있도록, 적어도 하나의 제어/조절 유닛은 센서 신호 또는 센서 신호들에 대응하여 적어도 하나의 액츄에이터를 제어하므로써 상기 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 기어전환 작업을 인식하는 수단은 기어전환 위치를 인식하기 위해 센서 신호들을 수납하는 수단, 클러치의 상태를 인식하기 위해 센서 신호들을 수납하는 수단, 연료 전달 상태를 인식하기 위해 센서 신호들을 수납하는 수단 및 엔진 속도를 인식하기 위해 센서 신호들을 수납하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 기어전환 위치를 인식하기 위해 센서 신호들을 수납하는 수단은 중립 기어전환 위치를 인식하기 위한 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어/조절 유닛은 클러치의 작동이 지속되는 동안 주 제동 시스템의 제동 토오크가 감소될 수 있도록 클러치 상태 신호에 대응하여 적어도 하나의 액츄에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어/조절 유닛은 연료 전달이 지속되는 동안 주 제동 시스템의 제동 토오크가 감소될 수 있도록 연료 전달 상태 신호에 대응하여 적어도 하나의 액츄에이터를 제어하므로써 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어/조절 유닛은 엔진의 속도가 소정의 최소 엔진 속도 이하로 내려갈 때 주 제동 시스템의 제동 토오크가 감소될 수 있도록 엔진의 회전속도 신호에 대응하여 적어도 하나의 액츄에이터를 제어하므로써 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제어/조절 유닛은 변속기가 중립 기어전환 위치에 있는 동안 주 제동 시스템의 제동 토오크가 소정의 수준으로 감소될 수 있도록, 중립 기어전환 위치 신호에 대응하여 적어도 하나의 액츄에이터를 제어하므로써 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하기 위한 상기 적어도 하나의 액츄에이터는 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 주 제동 시스템의 제동 토오크를 조절하기 위한 상기 적어도 하나의 액츄에이터는 바이패스 밸브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 제어장치.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주 제동 시스템은 주 리타더인 것을 특징으로 하는 제어장치.
11. 자동차의 동력전달장치 내의 주 제동 시스템, 특히 주 리타더를 제어하기 위한 방법에 있어서,

    자동차 내의 기어 전환을 센서 신호수단에 의해 인식하는 제1 단계;

    주 리타더의 제동 토오크를 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 액츄에이터를 상기 센서 신호에 대응하여 가동시키는 제2 단계; 및

    기어 전환이 발생되는 동안 주 제동 시스템의 제동 토오크가 감소될 수 있도록, 주 리타더의 제동 토오크를 제어하기 위한 적어도 하나의 액츄에이터를 상기 제1 단계에서 파악된 센서 신호에 대응하여 적어도 하나의 제어/조절 유닛을 사용하여 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 기어 전환을 인식하기 위한 센서 신호는 변속 기어전환 위치를 반영하는 제1 센서 신호, 클러치 상태를 반영하는 제2 센서 신호, 연료 전달 상태를 반영하는 제3 센서 신호, 엔진 속도를 반영하는 제4 센서 신호, 및 중립 기어전환 위치를 반영하는 제5 센서 신호들 중의 적어도 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 주 제동 시스템의 제동 토오크가 센서 신호들의 변화에 대응하여 감소된 제동 값에서 소정의 제동 값으로 변환되는 것은 센서 신호의 변화에 대해 시간적으로 지연되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 제동 시스템은 주 리타더인 것을 특징으로 하는 방법.