KR20020032434A - 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 동작 제어 소자의 위치로부터 출력을 결정하는 신호가 프리세팅 될 수 있다. 조절 부재의 트리거링은 필터링된 상기 출력 결정 신호에 따라 이루어진다. 상기 신호는, 병렬 접속된 적어도 하나의 고역 통과 필터 및 저역 통과 필터를 포함하는 필터에 의해서 필터링 된다. 필터링은, 변동된 신호로 변경될 때에 상기 필터링된 신호가 그에 상응하는 적어도 하나의 펄스를 갖는 방식으로 이루어진다.

Description

차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A DRIVE UNIT OF A VEHICLE}
차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 그와 같은 장치는 예를 들어 독일 특허 제195 34 633호에 공지되어 있다. 상기에 기술된 방법 및 장치에서는, 운전자의 지시를 저역 통과 필터링 함으로써 엔진의 모멘트 변동이 지연된다. 또한 엔진의 부드러운 스타팅을 달성하기 위해서 분사량의 펄스형 진행이 제안되며, 이 경우에는 상기 제안에 따라 가속을 위해 분사되는 연료량이 지연 없이 제공된다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따른, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 처리 방식을 실행하기 위한 장치의 개략적인 블록 회로도이다.
도2는 본 발명에 따른 장치를 상세하게 도시한 블록 다이아그램이다.
도3은 시간 위에 여러 가지 신호를 도시한 파형도이다.
저역 통과 필터링에 의해서는 주행 동작의 자발성에 악영향을 미친다. 그밖에 최근의 구동 트레인 개념에서는 엔진 동작과 구동 트레인 간에 상호 작용이 관찰될 수 있어서, 결과적으로 부하 충격은 더욱 강화될 수 있다.
적어도 하나의 고역 통과 필터 및 저역 통과 필터가 병렬 접속된 필터를 사용 함으로써, 전단 상태와 장력 상태 사이에서의 상태 변동이 매우 신속하게 이루어질 수 있다. 이와 같은 신속한 상태 변동에 의해서, 운전자의 지시에 대한 차량의 자발적인 반응이 실현될 수 있다. 새로운 설치 위치에 충돌하였을 때 충격을 감쇠시킴으로써, 부하 교체 과정시에 잡음이 현저하게 감소되고, 운전자 지시의 작은 변동으로 인한 부하 교체시에 부하 충격이 감소되며, 구동 트레인의 진동을 야기하는 자극이 감소된다.
고역 통과 필터 및 저역 통과 필터의 신호가 병렬 접속되고, 상기 신호의 시간에 따른 위상 변동이 엔진의 구동 트레인 조합에 알맞게 조절 됨으로써, 주행 동작이 대체로 부하 충격의 감쇠와 무관하게 설계될 수 있다.
운전자의 지시가 느리게 변동되는 경우에는, 부하의 가속 및 지연 없이도 상태 변경이 용이하게 이루어질 수 있다. 이와 같은 자극에서는 부하 충격 감쇠기가 전혀 관여되지 않는다.
필터를 특수하게 조합 함으로써, 구동 트레인의 부하는 적어도 하나의 모멘트 펄스에 의해서 가속되고, 새로운 설치 위치에 충돌하기 전에 재차 지연되며, 이 경우 상기 펄스의 상태는 질량 선택의 변동 시점과 관련이 있고, 상기 펄스의 상태는 서로 가변적이고 적응이 가능하다.
본 발명의 목적은, 출력에 영향을 주기 위한 조절 부재를 포함하며, 동작 제어 소자의 위치로부터 출력을 결정하는 신호가 프리세팅될 수 있으며, 상기 조절 부재의 트리거링이 필터링된 상기 출력 결정 신호에 따라 이루어지도록 구성된, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 하기에서 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 처리 방식이 적용될 수 있는, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 장치의 개략적인 블록 회로도를 보여준다. 본 실시예에서는, 디젤 내연 기관에 적용된 본 발명에 따른 처리 방식이 기술된다. 그러나 본 발명에 따른 처리 방식은 다른 유형의 내연 기관, 특히 외부 점화 방식의 내연 기관에도 사용될 수 있다.
특히 조절기(110)와 연결된 내연 기관은 도면 부호 100으로 표기된다. 조절기(110)는 센서(115)의 신호 및 필터(120)로부터 제공되는 신호(QKF)를 처리한다. 필터(120)에는, 신호(QK)가 입력값으로서 제공된다. 상기 필터는 또한 센서(125)의 출력 신호를 처리한다. 신호(QK)는 질량 프리세팅부(130)로부터 제공된다. 상기 질량 프리세팅부는 가속 페달 조절 센서(140) 및 센서(135)로부터 신호를 제공 받는다.
가속 페달의 위치에 따라, 가속 페달 조절 센서(140)가 가속 페달 위치와 관련된 신호(FP)를 발생시킨다. 상기 가속 페달 조절 센서는 예를 들어 회전 전위차계로 구현될 수 있다. 이 경우에는, 전위 차계에서의 저항값 및/또는 전압 강하가 신호로서 사용된다.
가속 페달 조절 센서(140)의 출력 신호 및 센서(135)의 출력 신호로부터 질량 프리세팅부(130)가 신호(QK)를 산출하게 되는데, 이 신호는 내연 기관에 요구되는 출력량이다. 연료량(QK)의 프리세팅은 예를 들어 여러가지 온도값, 압력값 및 그 외의 작동 상태를 검출하는 센서(135)에 따라 이루어진다.
디젤 내연 기관에서는 무엇보다도 분사될 연료의 량이 문제가 된다. 외부 점화 방식의 내연 기관에서는 무엇보다도, 스로틀 밸브의 상태 또는 점화 시점을 지시하는 신호가 문제가 된다.
부하 충격을 피하기 위해서는, 디젤 내연 기관에서의 분사량이 점프 형태로 제공되어서는 안된다. 이 경우에는, 다만 내연 기관이 차체와 관련해서 움직이게 되는 질량 범위에서만 분사량을 필터링하는 것으로 충분하다. 상기와 같은 연료량 신호의 필터링은 필터(120)에 의해 이루어지며, 이 경우 필터링은 내연 기관의 상태 및/또는 구동된 차량의 상태를 특징 짓는 여러가지 상태값에 따라 이루어진다. 바람직하게는 필터링이 회전수에 따라 이루어지는데, 상기 회전수는 회전수 센서(125)에 의해 검출된다. 필터(120)의 전달 특성은 도2에 도시되어 있다. 필터링된 질량 신호(QKF)는 조절기(110)에 제공된다.
조절기(110)로서는, 예를 들어 분사될 연료량을 결정하는 연료 측정 장치가 사용된다. 본 경우에는 예를 들어 전자식 밸브가 사용될 수 있다. 필터링된 연료량 신호(QKF) 및 다른 센서(115)의 출력 신호에 따라, 조절기(110)가 내연 기관(100)의 연료량을 적절하게 조절한다.
본 발명에 따른 처리 방식은 디젤 내연 기관에만 제한적으로 적용되지 않는다. 본 발명에 따른 처리 방식은 다른 내연 기관에도 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 처리 방식은 연료 분사의 경우에만 제한적으로 적용되지 않는다. 본 발명에 따른 처리 방식은, 예를 들어 스로틀 밸브의 상태 또는 점화각과 같이 출력을 결정하는 다른 값에도 사용될 수 있다.
필터(120)는 도2에 상세하게 도시되어 있다. 이미 도1에 기술된 소자들은 상응하는 도면 부호로 지시되어 있다. 질량 선택 신호(QK)는 제1 지연 부재(200), 제2 지연 부재(220) 및 제3 지연 부재(250)에 도달한다. 상기 제1 지연 부재(200)의 출력 신호는 저역 통과 필터(210)에 제공된다. 저역 통과 필터(210)의 출력에는, 제1 연결점(215)에 제공되는 신호(QKF0)가 존재한다.
제2 지연 부재(220)의 출력 신호는 제1 입력 제한 장치(230)를 거쳐 제1 고역 통과 필터(240)에 도달한다. 상기 제1 고역 통과 필터의 출력에는, 제1 연결점(215)에 제공되는 신호(QKF1)가 존재한다.
제3 지연 부재(250)의 출력 신호는 제2 입력 제한 장치(260)를 거쳐 제2 고역 통과 필터(270)에 도달한다. 제2 고역 통과 필터(270)의 출력 신호는 제2 연결점(280)에 도달하며, 상기 연결점의 제2 입력에는 제1 연결점(215)의 출력 신호가 인가된다. 연결점(280)의 출력 신호는 출력 제한 장치(290)를 거쳐 필터링된 질량 선택 신호(QKF)로서 조절기(110)에 도달한다.
저역 통과 필터(210)로서는 바람직하게 PTD1-부재가 사용된다. 그러나 본 발명에 따라서는 저역 통과 특성을 갖는 다른 필터도 또한 사용될 수 있다. 제1 및 제2 고역 통과 필터로서는 바람직하게 DT1-특성을 갖는 필터가 사용된다. 그러나 고역 통과 특성을 갖는 다른 필터도 또한 사용 가능하다.
단순화된 일 실시예에서는 제3 지연 부재(250), 제2 입력 제한 장치(260) 및/또는 제2 고역 통과 필터(270)가 생략될 수 있다. 지연 부재(200, 220 및 250)의 배치 상태는 다만 예로서만 선택되었다. 상기 지연 부재들은 입력 제한 장치 다음에 또는 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터 다음에 배치될 수도 있다. 지연 부재 대신에, 더 높은 수준의 부재들을 포함하는 특수한 저역 통과 필터 또는 고역 통과 필터도 또한 사용될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 입력 제한 장치(230, 260) 및 출력 제한 장치(290)가 생략될 수도 있다.
저역 통과 필터(210)는 필터의 정적 전달 특성을 결정한다. 마찬가지로 상기 전달 부재는 실제로 운전자의 요구에 대한 응답 특성을 결정한다.
입력값(QK)이 변동되는 경우에는, 부하의 가속 및 지연을 보장하는 연료량 펄스가 각각 필요하다. 상기 연료량 펄스는 고역 통과 필터(240 및 270)에 의해서 제공된다. 지연 부재(220 및 250)에 의해서 필터(210, 240 및/또는 270)의 신호들은 서로 시간에 따라 위상 변위된다. 그럼으로써, 펄스의 시간적인 순서 및 그와 더불어 출력 신호의 원하는 진행이 보장된다. 지연 부재를 적절하게 선택하고 설계함으로써, 상기 펄스의 상태는 부하 선택의 변동 시점과 관련이 있게 되고, 또한 상기 펄스의 상태는 서로 가변적이고 적응이 가능해진다. 특히 바람직한 경우는, 지연 부재 및 그와 더불어 위상 이동이 내연 기관 및/또는 차량의 동작 상태에 따라 가변적으로 프리세팅될 수 있는 경우이다. 동작 상태를 특징화하기 위해 적합한 파라미터는 내연 기관의 회전수, 내연 기관의 부하, 주행 속도 및/또는 그 밖의값들이다.
고역 통과 필터(240 및 270)를 고증폭 함으로써, 질량 프리세팅 신호(QK)의 변동이 작을 때에 이미 부하 충격을 감쇠시킬 수 있다. 입력 제한 장치(230 및 260)는 상기 신호(QK)의 변동이 클 때 지나치게 큰 간섭을 저지한다.
본 발명에서는, 입력 제한 장치(230 및 260)를 질량 선택 신호(QK)에 따라 프리세팅할 수 있는 가능성이 제공된다. 부하가 평균적인 경우 및 높은 경우에는 구동 트레인이 통상적으로 안전하게 존재한다. 상기 부하 범위에서의 질량 선택 신호(QK)의 변동은 일반적으로 전단 상태와 장력 상태 사이에서의 상태 변동을 전혀 야기하지 않는다. 그럼으로써 또한 부하 충격도 나타나지 않을 수 있다. 입력 제한 장치(230 및 260)는, 상기 작동점에서 부하 충격의 감쇠가 이루어지지 않도록 형성된다.
출력 제한 장치(290)는, 최대로 허용될 수 있는 질량값이 초과되지 않도록 보장해준다. 지연 부재, 입력 제한 장치, 고역 통과 필터의 전달 특성, 저역 통과 필터 및 출력 제한 장치를 적절하게 선택 함으로써, 필터의 특성을 임의의 차량에 최적으로 매칭시킬 수 있다.
도3에는 여러가지 신호의 시간적인 특성이 예로 도시되어 있다. 시점 T1에서는 질량 선택이 상승된 질량으로 변동된다. 시점 T3에서는 질량 선택이 원래의 값으로 되돌아 간다. 이와 같은 특성은 도3의 a)에 도시되어 있다. 도3의 b)에는 저역 통과 필터(210)의 출력 신호가 도시되어 있다. 시점 T1부터 신호(QKF0)는 바람직하게 지수-함수에 따라 새로운 최종값에 근사하게 된다. 시점 T3 후에는신호(QF0)가 곧바로 되돌아가지 않고, 오히려 원래의 출력값으로 변경되는 동작이 소정의 지연 시간 후에 비로서 시점 T4부터 이루어진다. 시점 T3과 시점 T4 사이에서 이루어지는 이와 같은 시간 지연은 제1 지연 부재(200)에 의해서 야기된다.
도3의 c)에는 제1 고역 통과 필터의 출력 신호(QKF1)가 도시되어 있다. 바람직하게 상기 필터는 시점 T1에서는 양의 펄스를 형성하고, 시점 T3에서는 음의 펄스를 형성한다. 즉, 제1 고역 통과 필터는 상승된 연료량으로 변경될 때에는 양의 질량 펄스를 형성하고, 더 낮은 연료량으로 변경될 때에는 음의 질량 펄스를 형성한다.
도3의 d)에는 제2 고역 통과 필터(270)의 출력 신호(QKF2)가 도시되어 있다. 상기 제2 고역 통과 필터는 더 높은 질량으로 변경될 때에는 음의 질량 펄스를 형성하고, 더 낮고 더 작은 질량으로 변경될 때에는 양의 질량 펄스를 형성한다. 또한 지연 부재(250)에 의해서는 개별 질량 펄스가 소정의 지연 시간만큼 지연된다. 즉, 음의 펄스는 시점 T1에서는 나타나지 않고, 오히려 시점 T2에서 나타나며, 양의 질량 펄스는 시점 T3에서는 나타나지 않고, 오히려 시점 T4에서 나타난다.
도시된 실시예에서 제1 고역 통과 필터는 더 높거나 또는 더 낮은 질량으로 변경될 때에 각각 양의 질량 펄스 또는 음의 질량 펄스를 형성한다. 제2 고역 통과 필터는 시간 지연되어 각각 반대의 질량 펄스를 형성한다. 병렬 접속된 저역 통과 필터는 프리세팅된 진행에 상응하는 질량 선택 신호를 직접적으로 계속 전달한다. 필터링된 상기 3개의 신호를 가산 함으로써, 도3의 e)에 도시된 필터(120)의 출력 신호(QKF)가 발생된다.
변동된 질량 선택으로 변경될 때에는 특히 2개의 상응하는 질량 펄스가 나타난다. 즉, 상승된 질량으로 변경될 때에는 먼저 양의 질량 펄스가 나타나고, 나중에 음의 질량 펄스가 나타나며, 더 작은 질량으로 변경될 때에는 먼저 음의 질량 펄스가 나타나고, 나중에 양의 질량 펄스가 나타난다. 그럼으로써, 부하 충격이 전혀 나타나지 않게 된다.
본 발명에 따른 처리 방식은 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 갖춘 전술한 실시예에만 제한되지 않는다. 다른 필터링 수단을 갖춘 실시예도 실현될 수 있다. 특히, 상응하는 특성을 갖는 상응하는 디지털 필터가 사용될 수 있다. 중요한 사실은, 변동된 신호로 변경될 때에는 필터링된 신호가 적어도 하나의 상응하는 펄스를 갖도록 필터링이 이루어진다는 것이다. 이와 같은 사실이 의미하는 것은, 상승된 값으로 변경될 때에는 양의 펄스가 발생되고, 더 낮은 값으로 변경될 때에는 음의 펄스가 형성된다는 것이다.
지금까지는 연료량의 예에서 본 발명에 따른 처리 방식을 설명하였다. 그러나 본 발명에 따른 처리 방식은 모멘트 신호 또는 연료량에 대응되는 다른 값에도 적절하게 적용될 수 있다.
조절 부재에 제공되는 질량 선택 신호는 적절하게 필터링 되는 것이 바람직하다. 그러나 센서(140)의 출력 신호 또는 운전자의 요구에 상응하는 다른 값들을 적절하게 필터링 하는 것도 또한 제안될 수 있다.

Claims (6)

  1. 출력에 영향을 주기 위한 조절 부재를 포함하며, 동작 제어 소자의 위치로부터 출력을 결정하는 신호가 프리세팅될 수 있으며, 상기 조절 부재의 트리거링이 필터링된 상기 출력 결정 신호에 따라 이루어지도록 구성된, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 신호는 필터에 의해서 필터링 되며, 상기 필터는 병렬 접속된 적어도 하나의 고역 통과 필터 및 저역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 출력에 영향을 주기 위한 조절 부재를 포함하며, 동작 제어 소자의 위치로부터 출력을 결정하는 신호가 프리세팅될 수 있으며, 상기 조절 부재의 트리거링이 필터링된 상기 출력 결정 신호에 따라 이루어지도록 구성된, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    변동된 신호로 변경될 때에는 상기 필터링된 신호가 그에 상응하는 적어도 하나의 펄스를 갖도록 필터링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제2 고역 통과 필터가 상기 제1 고역 통과 필터에 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 고역 통과 필터, 제2고역 통과 필터 및/또는 저역 통과 필터의 신호들이 서로 위상 변위되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 출력에 영향을 주기 위한 조절 부재를 포함하며, 동작 제어 소자의 위치로부터 출력을 결정하는 신호가 프리세팅될 수 있으며, 상기 조절 부재의 트리거링이 필터링된 상기 출력 결정 신호에 따라 이루어지도록 구성된, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    상기 필터가 병렬 접속된 적어도 하나의 고역 통과 필터 및 저역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 출력에 영향을 주기 위한 조절 부재를 포함하며, 동작 제어 소자의 위치로부터 출력을 결정하는 신호가 프리세팅될 수 있으며, 상기 조절 부재의 트리거링이 필터링된 상기 출력 결정 신호에 따라 이루어지도록 구성된, 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    변동된 신호로 변경될 때에는 상기 필터링된 신호가 그에 상응하는 적어도 하나의 펄스를 갖도록 상기 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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