KR20020072553A - 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

차량의 구동 유닛을 제어하는 방법 및 장치가 추천되어 있는데, 거기에 있어서는 구동 유닛의 출력값에 대한 디폴트 값 외에, 디폴트 값의 조절의 다이나믹을 표현하는 추가의 설정값이 제공된다. 디폴트 값 및 이 추가 설정값에 따라 영향 미치려는 구동 유닛의 설정값이 선정된다.

Description

차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치 {Method and device for controlling the drive unit of a vehicle}
DE 197 39 567 A1로부터 부분적으로는 반대 특성을 가진 다수의 디폴트 값들이 기존의 조절 부재에 작용하는 구동 유닛의 제어가 알려져 있다. 예컨대 구동 유닛은, 운전자에 의해 미리 주어지는 운전자 소망, 외부 및/또는 내부 조절- 및 제어 기능부들의 설정값, 예로서 구동 슬립 조절, 엔진 드래그 모멘트 조절, 기어 제어, 회전속도- 및/또는 속도 한정 및/또는 공운전 회전속도 조절에 기초하여 제어된다. 이들 디폴트 값들을 상호 조정하기 위해, 즉 실현하고자 하는 사전 설정값들을 구하기 위해, 최대치 및 최소치에 의한 공지의 해법에서는 공급된 설정값들로부터 설정값이 선정되고 그것은 구동 유닛의 작동 상태에서 구동 유닛의 각 제어 변수에 의해 변환된다. 유리한 내연기관의 실시예에 있어, 이들 변수는 예컨대 충전도(註:공기 장입), 점화 각도 및/또는 연료양이다.
그런데 설정값의 제어값으로의 변환은 특히 사전 설정되는 설정값의 출처에 따라 행해졌다. 그래서 상대적으로 느린 충전 조절 통로 및 상대적으로 빠른 점화 조절 통로에 대해서 별도의 사전 설정 설정값이 형성되어야 했고, 그래서 사전 설정 설정값의 변환을 위한 제어 변수의 선정에 있어서의 융통성이 제한 받게 되었다.
본 발명은 차량의 구동 유닛을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 구동 유닛의 제어를 위한 제어 유닛의 개략적 연결도이고,
도 2는 성질들과 함께 사전 설정 설정값들 및 그들의 변환의 상호 조정을 표시하는 경과 다이어그램이고,
도 3 내지 5는 사전 설정 설정값 및 거기에 할당된 각 조절 통로 내로의 조절 시간의 변환을 위한 바람직한 실시예를 나타내는 흐름도이고,
도 6은 설명된 과정을 여러 경우에 이용할 때 실측치의 순간 경과를 나타내는 시간 다이어그램이고,
도 7은 최소의 조절 시간이 결정될 수 있게 하는 동적 모형을 위한 유리한 실시예의 표시도이고,
도 8은 내삽법에 의해 신속한 경로를 통해 실현하고자하는 설정값을 결정하기 위한 유리한 과정의 경과 다이어그램이다.
연속적으로 변할 수 있는 조절 시간에 기초한 설정값의 변환에 의해 정밀한 사전 설정 및 개입(작용)의 변환이 가능해지는 것은 특히 유리하다.
충전 통로를 통한 설정 사전 설정 및 필요시 점화 및 연료 차단과 같은 신속한 개입의 개시의 실현에 의해, 사전 설정 설정값의 출처와는 상관없이 설정 통로의 선정에 관한 결정이 올바르게 이루어진다. 또한 전체적 효율은 충전 통로를 통해 달성될 수 있는 모멘트의 최적 활용에 의해 개선된다. 작동점에 따라 조절 통로를 선정함에 의해, 특히 고속 회전시 최적 능력이 얻어질 수 있다. 이것은, 설정값이 충전 통로만을 통해서는 조절될 수 없을 때에야 비로소 효율을 감소시키는 점화 각도- 및 연료 개입이 일어나기 때문이다.
신속한 개입의 기동을 위해 적어도 모델 변수들을 가진 간단한 흡인관 모델을 사용함에 의해 특히 적용에 있어 추가 비용이 방지되고 그러면서도 조절 시간에 따라 유도되는 기동의 목적을 위해 필요한 정확도는 달성될 수 있다.
점화 각도 경로를 통해 조절될 설정값을 구하기 위한 특별한 내삽 함수에 의해 신속한 양의 모멘트가 상승되는 양의 부하 교체시 불필요한 점화 각도 지연 이동조절이 방지되고, 한편 음의 부하 교체시 최선의 가능한 점화 각도 효율의 직선적 내삽에 의해 목적 추구가 행해진다.
추가의 이점들은 이하의 기재 및 첨부된 청구범위로부터 얻어질 것이다.
본 발명을 이하 도면에 표시된 실시예에 따라 상세히 설명하겠다.
도 1은 구동 유닛, 특히 내연 기관의 제어를 위한 제어 유닛의 블록 연결도를 보여준다. 성분으로서 입력 결선부(14), 적어도 한 계산 유닛(16) 및 출력 결선부(18)를 가진 제어 유닛(10)이 배치되어 있다. 통신 시스템(20)은 상호 데이터 교환을 위해 이들 성분을 연결시킨다. 제어 유닛(10)의 입력 결선부(14)에는 입력 도선(22 내지 26)이 공급되고 있는데, 이들 도선은 바람직한 실시예에서는 버스 시스템으로 구현되어 있고, 이들을 통해서 구동 유닛의 제어를 위해 평가될 작동값들을표현하는 신호들이 제어 유닛(10)에 공급된다. 이들 신호는 측정 장치(28 내지 32)에 의해 파악된다. 그러한 작동값에는 주행 페달 조절값, 엔진 회전 속도, 엔진 부하, 폐기 조성, 엔진 온도 등이 포함된다. 출력 결선부(18)를 통해 제어 유닛(10)은 구동 유닛의 성능을 제어한다. 이것이 도 1에서는 출력 도선(34, 36 및 38)에 따라 상징화되어 있고, 이들 도선을 통해 분사될 연료 질량, 내연 기관의 점화 각도 및/또는 내연 기관으로의 공기 공급의 조절을 위한 적어도 하나의 전기 작동 드로틀 플랩이 작동된다. 도시된 입력값들 외에, 입력 결선부(14)에 디폴트 값, 예컨대 토르크 설정값을 전달하는 차량의 추가 시스템이 설치된다(40 - 43, 및 도선(44 - 47)을 참고하라). 그런 제어 시스템들은 예컨대 구동 슬립 조절부, 주행 역학적 조절부, 기어 제어부, 엔진 드래그 모멘트 조절부 등이다. 도시된 조절 경로를 통해, 내연기관에의 공기 공급, 각 실린더의 점화 각도, 분사될 연료 질량, 분사 시점 및/또는 공기/연료 비 등이 조절된다. 그런 디폴트 설정값, 운전자에 의한 주행 소망형의 사전 설정된 설정값 및/또는 속도 제한 함수와 같은 외부 사전 설정된 설정값 외에, 예로서 공운전 조절의 토르크 변화, 대응하는 디폴트 설정값을 실행하는 회전 속도 한정, 토르크 변화의 한정, 부품 보호를 위한 한정과 같은, 구동 유닛의 제어를 위한 내부 디폴트 값 및/또는 시동시의 별도의 디폴트 설정값도 있다.
각 설정치 디폴트 값에 의해 설정치 디폴트 값의 변환의 종류와 방법을 나타내는 경계 조건들 또는 성질들이 연결된다. 그리고 성질이라는 용어가 한 유리한 실시예에서 여러 성질량들이 포함되어 있는 성질 벡터로 이해될 수 있도록, 각 사용예에 따라 하나 또는 그 이상의 성질들이 설정치 디폴트 값과 연결된다. 설정치 디폴트 값의 성질은 예컨대 설정치 디폴트 값의 조절시 요구되는 역학, 설정치 디폴트 값들의 우선 순위, 조절될 예비 모멘트의 크기 및/또는 이동조절(예로서 변화 한정)의 편안함이다. 이들 성질은 한 유리한 실시예에 존재한다. 다른 실시예에서는 더 많거나 적은 또는 단 하나의 이들 성질이 제공된다.
유리한 실시예에 있어 성질로서, 각 디폴트 설정 모멘트에 그 시간 내에 디폴트 설정 모멘트가 조절되어야 하는 조절 시간이 할당된다. 그 위에, 실질적으로 비여과된 운전자 소망 및 에어컨 컴프레서, 발전기, 변환기 등과 같은 부대 장치의 예비 모멘트에 해당하고 예컨대 공운전 조절기, 촉매 가열 기능부 등에 의해 내부 모멘트 예비분 내에 산입 고려되는 주장형 설정 모멘트가 제공된다. 이 주장형 모멘트는 디폴트 모멘트를 구동 유닛의 적어도 하나의 조절값으로 변환할 때 고려된다.
설정 모멘트의 디폴트 대신에 다른 실시예에서는, 마찬가지로 회전 속도, 출력 등과 같은, 구동 유닛의 출발값을 나타내는 다른 양들이 제공된다.
도 2는 제어 유닛의 계산 유닛(16) 내에서 진행하는 프로그램을 약시하는 경과 다이어그램을 나타낸다. 이것은 디폴트 설정값들 및 그들의 성질의 상호조정 및 변환을 나타낸다. 계산 유닛(16)에는 주행 페달 조절값(β)을 나타내는 양이 공급된다. 이 유닛은 그 양을, 경우에 따라 엔진 회전 속도와 같은 추가 작동값을 고려한 가운데, 계산 유닛(100) 내에서 운전자 소망 모멘트(MiFA)로 변환하고 이것은 코디네이터(102)에 공급된다. 또한 계산 유닛(100)에는 외부 모멘트 설정값(Mil 내지 Min)가 전달되는데, 이들도 역시 코디네이터(102)에 공급된다. 각 모멘트 설정값과 함께 선택된 성질량들( 및 개별 성질량들로 구성된 성질 벡터)(e1 내지 eN)이 인계되어 코디네이터(102)에 공급된다. 그 위에, 역시 해당하는 성질량과 함께 모멘트 설정값을 코디네이터(102)에 공급하거나, 또는 모멘트 설정값에 대한 한계치(Mlim) 및 성질량에 대한 egrenz를 사전 설정하여 이들 역시 코디네이터(102)에 공급되게 하고 설정값과 성질치의 상호조정시 고려되게 하는, 내부 기능부(110)가 제공되어 있다. 코디네이터(102)의 출력은 마지막으로 조절부에 도달하는 결과적 설정 모멘트치(MiSOLL), 및 공급된 성질량들로부터 한계치를 고려하여 선정된 결과적인 성질량(들)(eSOLL)인데, 이들 설정값의 범위 내에서 설정값이 구현된다. 이들 양은 변환기(104)에 공급되고, 이 변환기에는 그 외에도 추가의 작동값, 예컨대 엔진 회전 속도 등이 공급된다. 변환기는 설정 모멘트치(MiSOLL)를 공급된 작동값들 및 결과적인 성질량(들)을 고려하여 조절값으로 변환시킨다. 이 조절값에 의해, 연료 할당량, 점화 각도, 공기 공급량 등이, 사전 설정된 설정 모멘트가 결과적인 성질(들)의 범위 내에서 조절되도록, 영향받는다.
이하에 기재하는 바와 같이, 선정될 설정 모멘트의 변환용 조절 경로는 모멘트 요구의 소스와는 관계없이 단지 설정 모멘트에 할당된 동적 정보(조절 시간)에 기초하여 결정된다. 그리고 우선 요구된 다이나믹 특성을 가지면서 요구된 설정 모멘트 변화가 전적으로 충전 경로를 통해 실현될 수 있는가 하는 것이 결정된다. 이것이 바람직한 실시예에서는 작동점 및 요구된 모멘트 변화에 일치하여, 경우에 따라 내삽법에 의해 특성치 필드로부터 판독된 충전 통로를 통한 최소 설정 시간에 의해 행해진다. 따라서 중심적 입력값은, 설정 모멘트가 조절될 수 있는 요구된 조절 시간 또는 논리 변수 형태(심히 동적인, 동적인, 느린 )의 요건일 수 있는 설정 모멘트가 공급된 동적 정보이다. 이것은, 주어진 경계 조건하에, 특히 구동 유닛의 작동 상태 하에 한정되어야 하는 추가적 디폴트 설정값으로 될 수 있다.
성질 입력값에 의해 사전 설정된 조절 시간 요구치가 공기 통로를 통해 실현 가능한 조절 시간 보다 작으면, 즉 단지 충전 경로 내 개입만에 의해서는 요구된 동력학이 달성될 수 없으면, 점화 각도 개입이 기동된다. 그 위에 추가적인 요구에 의해 점화 각도 효율의 조절이 요구될 때, 예컨대 외부 또는 내부 예비 요구에 의해 신속히 증가하는 모멘트 개입에 대한 임시 대비로서 요구될 때, 또는 촉매 가열과 같은 직접적 효율 영향화 조치가 점화 각도 지연 조절에 의해 활성화될 때, 점화 각도 개입의 개시가 행해진다. 점화 각도 개입이 개시되면, 점화 각도 변경에 의한 효율 악화는 용납된다. 점화 각도 개입이 개시되지 않으면, 점화 각도는, 주어진 작동점에서 최대 모멘트가 실현될 수 있는, 최적 점화 각도를 위한 예정 특성치 필드에 대응하여 조절된다.
점화 각도가 개방될 때 점화 각도 경로에 대해 모멘트 설정값이 사전 설정된다. 이것은, 개입이 감소할 경우, 실제의 실측 모멘트와 사전 설정된(예정된) 조절 시간까지 달성하려는 설정 모멘트 사이에서 내삽에 의해 얻어지는 설정 모멘트가 점화 각도의 시간 화면으로 출력되게 함으로써 이루어진다. 충전 통로의 지연 특성에 기인하는 모멘트 경과를 볼 때, 내삽된 설정 모멘트치는 경과 곡선치 보다크기 때문에, 내삽 방법에 의하면, 항상 충전통로가 우선되는 것이 보장된다. 환언하면, 점화 각도에 의한 모멘트 변경은, 각각의 모든 경우 디폴트 설정 시간을 한정할 수 있을 만큼 필요한대로 바로 신속히 행해질 수 있다. 점화 각도의 이동 외에 설정 모멘트가 충전 통로를 통해 실현되는 것으로, 즉 설정 모멘트가 충전 통로를 통해 조절되도록, 충전 통로에 대한 설정 모멘트로부터 공기 공급에 영향을 주는 조절 부재의 조종을 위한 설정값이 사전 설정된다. 모멘트를 상승시키는 개입 작용시 점화 각도에 대한 설정 모멘트는 상기와 같은 내삽된 모멘트와 기본 모멘트 중 최대치로부터, 즉 충전 통로의 모멘트로부터 결정되기 때문에, 회전 모멘트(토르크)를 감소시키는 점화 각도 개입은 방지될 수 있다. 그 대체적 방법으로서, 회전 모멘트 예비(예컨대 촉매 가열을 위한 또는 공운전에 )가 실현되는 경우에는 내삽에 의해 달성된 점화 각도 지연 조절이 유지될 수도 있다.
설정 모멘트치의 변환은 공지의 방법으로 행해지는 것으로, 충전에 대한 설정 모멘트치는 충전 모델을 통해 위치 조절 회로의 영역에서 조절되는 드로틀 플랩의 조정을 위한 설정값으로 변환되고, 그러는 동안 점화 각도 설정 모멘트치는 실측 모멘트치를 고려하여 최적 점화 각도로 교정되도록 하는 변경 점화 각도로 변환된다. 그리고 충전 설정 모멘트치 및 점화 각도 설정 모멘트치 상이한 값을 가질 수 있다.
요구되는 조절 시간이 공기 경로에 의해 실현될 수 있는지 또는 없는지를 판정하기 위한 기초는 상기와 같이 표 또는 특성(치) 필드이다. 그리고 엔진의 작동점은 충전 통로의 상태량(예컨대 부하 또는 상대적 실린더 충전도) 및 엔진의 회전속도에 의해 결정된다.
동적 모멘트 변경을 허용하는 추가의 조절 통로로서, 연료 공급부, 특히 각 분사의 조절부(감쇄부)가 이용될 수 있다. 이 조절부를 조작함에 의해 마찬가지로 함께 공급되는 동적 정보(조절 시간)에 기초하여 작동 시점이 결정될 수 있다. 그리고 이 감쇄 조절부는 오직, 요구되는 동적 조건에 따라 조절하려는 설정 모멘트가 이 조절 시간 이내에 공기- 및 점화 각도 경로를 통해 조절될 수 있는 모멘트를 하회할 경우에만 기동된다. 이것은 역시 표 및 특성 필드에 기초하여 결정된다. 그래서 감쇄 조절부는, 설정값을 요구되는 설정 시간 내에 조절하기 위한, 마지막으로 활성화될 조절 부재이다.
위에서는 공정 절차가 내연기관의 감쇄 조절된 작동의 예로 설명되었다. 이 작동 유형 외에 추가의 작동 유형으로서 직접 분사식 내연기관에서는 비 감쇄 조절되는(비 드로틀되는) 작동(층 작동)이 이용될 수 있다. 이 경우에는 충전 통로를 통한 설정 모멘트의 실현이 상이하다. 그렇지만 상기한 전략적 방법은 이 층 작동에 적응 사용될 수 있다. 보통 층 작동에서는 분사량의 할당에 의해 신속 통로의 요구되는 동력학적 조건이 만족될 수 있다. 그러나 이 경우에도 요구되는 조절 시간 내에 조절하려는 모멘트가 분사량의 변경에 의해 조절될 수 없을 때에는 추가적으로 개별 분사부들의 감쇄 조절이 행해질 수도 있다.
상기한 실시 방법은 바람직한 사용예에서는 제어 유닛(10)의 계산기 소자(16)의 프로그램으로서 실현된다. 그런 프로그램이 도 3 내지 5의 바람직한 실시예에서 플로 다이어그램으로 표시되어 있다. 간단히 도시된 프로그램은 시간에따라, 바람직하게는 회전 속도에 따라 진행된다.
도 3에 표시된 프로그램의 제 1 단계(200)에서는 변환에 기초하는 입력값들, 즉 모멘트 설정값(MSOLL), 필요한 조절 시간(TSOLL) 및 주장형 모멘트(NPRAD)가 판독된다. 맨 나중 것은 보통 비여과된 운전자 소망을 나타내고 그래서 장차 전망적으로 조절하려는 토르크를 표시하는데, 그 이유는 운전자 소망 모멘트는 안락적 견지에서 여과되고 토르크에 영향을 주는 외부 또는 내부 기능부, 예컨대 구동 슬립 조절부, 한정 기능부 등에 의해 대치되거나 또는 교정되기 때문이다. 그 다음의 단계(202)에서는 공급된 설정 모멘트에 기초하여 부하 충격 완화 기능, 대시포트 기능 또는 예비 기능과 같은 추가 기능을 고려하여, 충전 통로를 위한 설정 모멘트(MSOLLFU)가 결정된다. 충전 통로에 대한 설정 모멘트를 결정하기 위한 바람직한 실시 방법은 도 4의 플로 다이어그램에 따라 표시되어 있고 이하에서 설명될 것이다.
다음 단계(204)에서는 상기와 같이 예컨대 표 또는 특성 필드에 기초하여 충전 통로를 통해 설정 모멘트를 조절하기 위한 최소 필요 조절 시간(TIST)이 결정된다. 그런 뒤 질문 단계(206)에서는 계산된 실측 시간(TIST)이 사전 설정된 설정 시간(TSOLL)보다 큰지 하는 것이 점검된다. 그렇지 않은 경우이면, 설정 모멘트가 요구된 조절 시간 내에 충전 통로를 통해 조절될 수 있는 것이 보장된다. 따라서 점화 각도 개입은 기동되지 않는다. 단계(208)에서는 점화 각도 개입 기동이 조절 시간 질문과는 상관없이 고려될 추가 조건들이 검사된다. 이들 조건은 충격 방지부의 활성화, 0 이상의 토르크 예비의 조절의 필요성, 예컨대 부하 충격 완화 기능과 같은 주행 안락성 기능의 활성화, 또는 대시포트 기능 및/또는 설정 모멘트(MSOLL)에 의한 최소 충전 모멘트(MFUMIN)의 하회이다. 이들 중 한 조건이 충족되면, 단계(210)에 따라 점화 각도 개입이 기동되고, 다른 경우에는 단계(210) 후에서와 같이 프로그램이 종료되고 다음 시점에서 행해진다.
단계(206)에서 충전 통로를 통해 조절될 수 있는 최소 조절 시간이 요구된 조절 시간 보다 크다는 것이 확정되었으면, 단계(212)에 따라 점화 각도 개입이 기동된다. 그런 후 단계(214)에서 마찬가지로 표 또는 특성 필드를 통해, 설정 모멘트가 점화 각도 개입 및 충전 개입을 통해 조절 시간(TSOLL) 내에 조절될 수 없는가 하는 것이 점검된다. 그렇게 조절될 수 없으면, 단계(216)에 따라 추가로 설정 모멘트의 조절을 조절 시간 내에 보장하기 위해 감쇄조절부가 기동된다. 그와 다른 경우에는 점화 각도 경로의 개방으로 충분하여, 단계(214 및 216) 후에 프로그램은 종료하고 다음 시점에서 새로이 진행된다. 단계(214)에서는, 예컨대 사전 설정된 모멘트 변화가 소망 시간 내에 점화 각도 이동조절에 의해 구동 유닛의 실제적 작동 시점에서 달성될 수 있는가 하는 것이 특성 필드에 기초하여 결정된다. 점화 각도에 의한 모멘트 변화가 너무 느리거나 또는 모멘트 변화의 크기가 점화 각도에 의해 실현될 수 없으면, 감쇄조절이 행해진다.
도 4에는, 설정 모멘트치에 기초하여 충전 통로에 대한 설정 모멘트치(MSOLLFU)가 결정될 수 있게 하는 도 3의 단계(202)의 바람직한 실시형이 표시되어 있다. 제 1 단계(2020)에서는 부하 충격 완화 기능부가 활성화되어 있는지 하는 것이 점검된다. 이 기능부는 예컨대 구동 유닛의 푸시 동작으로부터 풀 동작으로의 부하 교대가 인식될 때에 활성화된다. 이 기능부가 활성화되면, 충전 통로에 대한 설정 모멘트(MSOLLFU)는 특성 필드로부터 기어 세팅(GANG) 및 설정 모멘트(MSOLL)를 통해 결정된다(단계 2022). 다음 단계(2024)에서는 이 방법으로 계산된 설정 충전 모멘트(MSOLLFU)가 경우에 따라 최대치 또는 최소치로 한정되는데, 여기서 최대치는 실질적으로 비여과된 운전자 소망 모멘트를 나타내는 주장형 모멘트(MPRAD)에 해당하고 최소치는 설정 모멘트(MSOLL)로부터 형성된다.
그런 후 도 3의 프로그램에서의 단계(204)로 이행된다. 부하 충격 완충 기능이 활성화되지 않게 단계(2020)가 행해졌으면, 단계(2026)에서 대시포트 기능부가 활성화되어 있는지 질문된다. 그런데 이것은 운전자가 페달 밟은 것을 아주 빨리 놓을 때에 활성화되고, 그래서 대시포트 기능부는 주행 페달의 작동으로부터 비 작동으로 이행시의 모멘트 변화를 평탄하게 한다. 이 기능이 활성화되면, 단계(2028)에 따라 설정 충전 모멘트(MSOLLFU)는 주장형 모멘트(MPRAD) 및 필터(T)의 함수로서 결정된다. 이 필터는 바람직하게는 일차의 저역 필터이다. 그 후 단계(2029)에서 설정 충전 모멘트(MSOLLFU)는, 설정 모멘트(MSOLL)와 최소 점화 각도 효율의 상(商)으로 형성된 최대치에 한정된다. 그 후 단계(204)가 도입된다. 대시포트 기능이 활성화되지 않으면, 설정 충전 모멘트(MSOLLFU)는, 설정 모멘트치(MSOLL), 주장형 모멘트(MPRAD) 또는 내부 예비에 근거하여 사전 설정된 모멘트(MRES)의 최대치로 형성된다(단계 2027). 그런 후 단계(204)가 행해진다.
도 5에는, 점화 각도 이동 조절을 위한 모멘트 설정값의 형성을 나타내는 플로 다이어그램이 표시되어 있다. 도시된 프로그램은, 점화 각도 개입이 기동될 때에, 도입되어 예정된 시점에 진행한다. 점화 각도 개입이 기동되지 않으면, 점화 각도 설정 모멘트치는 기본 모멘트치, 즉 충전 모멘트 설정값에 설정된다. 점화 각도 개입이 개시되면, 제 1 단계(300)에서 모멘트를 상승시키는 개입 작용이 존재하는지가 점검된다. 존재하는 경우이면, 단계(302)에서 점화 각도에 대한 설정 모멘트치(MSOLLZW')가 내삽에 의해 실측 모멘트치(MIST), 설정 모멘트치(MSOLL) 및 조절 시간(TSOLL)에 기초하여 산출된다. 그리고 내삽을 통해 매 프로그램 진행과 더불어 점화 각도 설정값 변경이, 디폴트 조절 시간(TSOLL)의 경과 후 소망된 설정 모멘트(MSOLL)가 도달되도록, 행해진다. 단계(302) 이후 단계(304)에서는 설정 모멘트치(MSOLLZW)가, 단계(302)에서 계산된 값(MSOLLZW') 및 기본 모멘트치(MBAS), 즉 충전 설정 모멘트치의 최대치로 결정되고 출력된다. 단계(300)에서 모멘트를 감소시키는 개입이 존재했으면, 단계(306)에서는 단계(302)에서와 같이 점화 각도에 대한 설정 모멘트치(MSOLLZW)가 내삽에 의해 실측 모멘트, 설정 모멘트 및 조절 시간에 기초하여 형성된 시간 의존적 내삽에 따라 명확히 산출된다. 그런 후 프로그램은 종료되고 다음 시점에서 새로이 진행된다.
도 5에 표시된 것과 같이 해당하는 실시 방법은 감쇄 조절하는 분사부들의 수를 결정하기 위해 제공되는데, 거기서도 역시 실측 모멘트, 설정 모멘트 및 조절 시간에 따라 내삽에 의해 각 프로그램 진행에 대한 감쇄 모델이 결정된다.
위에 표시된 실시 방법이 도 6에서 시간 다이어그램으로 명시되어 있다. 여기에는 구동 유닛의 토르크가 시간에 대해 그려져 있다. 도 6a는 소망하는 설정 모멘트(MSOLL)가 소망하는 조절 시간(TSOLL) 내에 단지 충전 통로만에 기초하여 달성되는 상황을 표시한다. MIST에서 시작하여 구동 유닛의 모멘트는 시간(TSOLL) 이내에 값(MSOLL)으로 강하하는데, 충전 제어의 전형적 지연 경과가 행해지고 있다. 점화 각도 기동은 일어나지 않는다. 도 6b에서의 상황은 다르다. 거기서는 조절 시간(TSOLL) 이내에 소망 모멘트(MSOLL)가 단지 충전 제어만에 의해서는 도달될 수 없다. 따라서 여기에서는 점화 각도 기동이 행해져, 개시점에서의 실제의 실측 모멘트(MIST)로부터 소망 모멘트(MSOLL)까지 모멘트는 조절 시간(TSOLL) 이내에 신속한 하강이 이루어진다. 곁에서 진행하는 충전 개입은 점선으로 표시되어 있다. 도 6c에는 한계 경우가 표시되어 있는데, 여기서는 조절 시간(TSOLL)이 아주 커서, 직선적 내삽에서 소망 모멘트가 처음에는 충전 개입을 상회하지만 그 소망 모멘트가 조절 시간 경과 후 시점에서 정확하게 도달되지 않는다. 점화 각도 위에 모멘트 예비가 존재하면, 직선 내삽시 이 상황으로 인하여 효율 개선이 행해지고(점화 각도는 조속한 쪽으로 조절된다), 한편 예비분(최적 효율적인 점화 각도)이 부족한 경우에는 먼저 점화 각도 지연 이동조절에 의해 악화는 일어나지 않고 나중의 시간 구간에야 비로소 소망 모멘트에 도달한다.
점화 각도 개입에 대한 실행 절차가 도 6d에서 도 6c의 상황에 따라 도시되어 있다. 상술과 같이, 개입 개시시의 실제 실측 모멘트(MIST)와 조절 시간(TSOLL)의 경과 후의 소망 설정 모멘트 사이에서의 내삽(여기서는 선형 내삽)에 의해, 각 프로그램 경과와 더불어 점화 각도에 대한 설정 모멘트가 내삽된다. 이렇게 하여 도 6d에 표시된 직선을 얻게되는데, 이것에 의하면 실측 모멘트로부터 출발하여 시점(TSOLL)에서 설정 모멘트(MSOLL)에 도달되기까지, 점화 각도에 대한 설정 모멘트는 실질적으로 같은 계단으로 연속적으로 감소한다. 선형 내삽 대신에 다른 실시예에서는 예컨대 지수 함수 등과 같은 다른 함수에 기초하여 미리 주어진다.
도 7에는, 충전을 감소시킬 경우(예로서 드로틀 플랩 조절에 의해) 내연 기관의 토르크(M)의 전형적 시간 경과를 표시하는 시간 다이어그램이 도시되어 있다. 설정 모멘트(MSOLL)가 점선으로 표시되어 있다. 시점(t0)에서는 급격하게 설정 모멘트로 복귀 하강하는 것을 알 수 있다. 그런 뒤 설정 모멘트는 해당하는 충전 제어에 의해 조절되는데, 흡인관의 유체역학적 관계에 의해 도 7에 표시된 것과 같은 모멘트 경과가 일어난다. 예정된 비(M/MSOLL)(예컨대 90%)에 도달하기까지, 즉 M과 MSOLL이 예정된 오차(δ)의 범위로 일치하기까지의 시간이 최소 조절 시간(TMIN)으로서 구해진다. 도 7의 예에서는, 이 최소 조절 시간이 시점 T5와 T6 사이에 드는 시간이다. 이 시간이 간단한 흡인관 모델에서는 흡인관의 메모리- 및 전송 계수로부터 결정된다. 이 전송 계수는 보통 내연기관의 작동 상태에 따라 의존하는 것이지만 여기서는 필요한 정확도의 한정 없이 상수로 가정한다. 출발점은:
M/MSOLL = 1 - exp(-t/Tsaug) = 일정 = 0.9
이고, 여기서 Tsaug는 흡인관의 시간 정수이다(Tsaug = 1/k, k = 전송 계수).
최소 조절 시간, 즉 충전 변화시 비 M/MSOLL가 90%에 도달하는데 요하는 조절 시간은 다음과 같이 얻어진다:
TMIN = -ln(0.1/k) (註: 0.11/k가 옳음)
다른 유리한 실시예에 있어서는, 보다 높은 모델 정확도를 고려하여, 예로서드로틀 플랩(유출 특성 곡선)과 같은 성분들의 비 선형성, 및 예컨대 폐기 재순환 또는 탱크 통기 및 초임계- 와 임계 미만 압력비의 상이에 의한 추가 영향을 고려하여 모델의 확장이 행해진다.
그래서, 실제 전달 방법의 사용에 의해 실제 작동점을 고려한 가운데, 공지의 흡인관 모델의 특성량에 따라 충전 통로를 통해 실현될 수 있는 최소 조절 시간이 결정될 수 있다. 사용된 모델은 간단하고 투명하고 소수의 모델 변수만을 포함한다.
모델 및 계산기에서의 조절 시간 계산을 실현할 경우에는 해당하는 개별적 모델들에 기초하여 계산이 행해진다. 유리한 실시예에 있어, 모델은 회전 속도 동기적으로 계산되는 것으로, 즉 주사 시간은 회전 속도에 의존하는 동기 시간이다. 설정값의 정해진 백분율 세트를 달성하기 위해, 필요한 단계들(싱크로들)의 수가 결정된다. 그때 조절 시간(Tstell)은 이 수(k) 및 회전 속도(회전속도(수) nmot)에 의존하는 싱크로들의 지속시간으로부터 구해진다
(Tstell=(60초/nmot)*(2/실린더 수)*k).
상기와 같이 충전 통로를 통한 최소 조절 시간의 계산은, 예컨대 도 3의 단계(204)에서 거기에 기재된 방법 대신에 행해진다.
도 8은 내삽법에 의해, 해방된 신속 통로(특히 점화 각도 경로)에 대한 설정값을 결정하기 위한, 경과 다이어그램을 표시한다. 이하에 기재된 예는 도 5의 단계 302 및 306에 이용된다.
도 8에 도시된 소자에는 입력값으로서 설정 모멘트(MSOLL), 실측모멘트(MIST), 주사 시간(TABTAST), 설정 조절 시간(TSOLL) 및 보강 인자(K)가 공급된다. 결합 지점(800)에서는 설정 모멘트와 실측 모멘트의 편차가 결정된다. 이 편차는 다중화기(802) 및 비교기(804)에서 이용 가능하다. 비교기(804)에서는 양의(모멘트를 상승시키는) 또는 음의 부하 교체(변경)가 행해지는가를 판정하기 위해 상기 편차가 0치와 비교된다. 그것에 따라 스위칭 소자(806)가 절환되는 것으로, 음의 부하 교체시에는 도 8에 표시되어 있는 위치가 취해진다. 이 경우에는 선형 내삽이 행해진다. 이를 위해 제산부(808)에서는 주사 시간과 설정 조절 시간과의 상이 형성되고 다중화 지점(802)에서는 설정 모멘트와 실측 모멘트의 차와 승산된다. 그 승산치는 그런 뒤 결합 지점에서 실측 모멘트와 결합되며(합산되며) 이런 방법으로 설정 모멘트치(MSOLLZW)가 형성된다. 이 선형 내삽은 음의 부하 교체의 경우 적용될 수 있다. 식으로서는 다음과 같이 표현될 수 있다:
MSOLLZW = MIST + TABTAST/TSOLL*(MSOLL - MIST)
양의 부하 교체시에는 스위칭 소자(806)는 다른 위치로 절환된다. 이 경우에는 결합 지점(802)에 최대치 선택단(810)의 출력값이 공급되고, 그 단에는 한편으로는 주사 시간과 설정 조절 시간의 비, 그리고 다른 한편으로는 계산부(812)에서 특성 곡선, 특성 필드 또는 표의 출력 신호가 공급된다. 소자(812) 내로는 양(k)(흡인관 시정수의 역수)이 유입한다. 812 내로는 설정값 급변에 대한 흡인관의 응답이 예컨대 지수 관계식에 따라 모델화 되고, 그러면 예컨대 가변 시간 정수(k)에 따라, 정해진 시간(예로서, 고정 시간 스캐너에서 계산된 시간 10 초, 회전 속도 동기 계산에서는 이 시간은 회전 속도 의존적이다(소위 싱크로 시간))이내에 달성되는 설정 모멘트와 실측 모멘트 사이의 모멘트 비가 결정된다. 이 모델화된 양f(k)가 그 비 값보다 크면, 흡인관의 역학적 상황을 고려하여 내삽이 행해진다. 수식적으로는 다음과 같이 표현할 수 있다:
MSOLLZW = MIST + f(k)*(MSOLL - MIST)
다른 실시예에서는 다른 계산 과정이 바람직한 것으로, 예컨대 먼저 모멘트 편차 그리고 시간 비 및 동적 함수에 의해 승산되고, 그런 뒤 최대치 선정이 행해지고 그 결과가 실측 모멘트에 가산된다. 그럼으로써 유리한 방식으로 절환시에 있을 수 있는 모멘트 급변이 회피될 수 있다.
이 방법의 이점은, 신속한 양의 모멘트 변화를 갖는 양의 부하 교체시에는 불필요한 점화 각도 지연 이동조절은 행해지지 않는다는 점인데, 그 이유는 점화 각도 설정값의 결정시에는 흡인관 역학이 고려되기 때문이다. 음의 부하 교체시에는 가급적 최선의 점화 각도 효율의 선형 내삽에 의해 목적 달성의 노력이 행해진다.

Claims (13)

  1. 구동 유닛의 출력값에 대한 디폴트 값에 따라 구동 유닛의 적어도 하나의 조절값이 조절되는, 차량의 구동 유닛을 제어하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 구동 유닛의 출력값에 대한 디폴트 값 외에, 디폴트 값의 조절의 다이나믹을 표현하는 설정값이 전송되고,
    상기 디폴트 값 및 이 추가 설정값에 따라 적어도 하나의 설정값이 선정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 설정값이, 출력값에 대한 디폴트 값이 그 이내에 조절되어야 하는 설정 조절 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 디폴트 값이 설정 모멘트인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디폴트 값에 따라 설정값이 형성되고, 상기 설정값에 따라, 구동 유닛의 고정적인 작동을 보장하는 조절값이 조절되는 반면, 상응하는 다이나믹 요구시, 추가적으로 출력값의 신속 변화를 허용하는 추가의 설정값이, 디폴트 값으로부터유도된 설정값에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고정적 작동에 대한 조절값은, 층 작동시 휘발유 직접 분사 내연기관에 있어서의 내연기관의 충전(장입) 정도 또는 분사될 연료 질량이며,
    출력값의 신속한 변화를 허용하는 추가의 조절값은, 점화 각도 및/또는 각 분사들의 감쇄조절 정도인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    디폴트 값의 조절이 사전 설정된(예정된) 시간 이내에 제 1 조절값에 의해 가능하지 않을 때에는, 추가 조절값의 영향부가 기동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    계산된 시간이, 디폴트 값이 그 이내에 조절될 수 있는 설정 시간 보다 클 때에는, 구동 유닛의 실제 작동 상태에 따라 디폴트 값의 조절을 위해 필요한 시간이 결정되고 디폴트 값의 달성을 위해 추가 조절값의 영향부가 기동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 분사들의 감쇄조절부는, 디폴트 값이 예정된 시간 이내에 점화 각도 및 충전부의 변화를 통해 조절될 수 없을 때에, 기동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점화 각도 내 개입은 또한, 모멘트 예비가 필요하거나, 충격 방지 기능부 또는 주행 안락 기능부가 활성화되거나 또는 설정 모멘트가 충전 제어부가 조절될 수 있게 하는 최소 모멘트보다 작을 때에, 기동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내연기관의 고정적 작동의 제어를 위한 디폴트 값은, 설정 모멘트, 비여과된 운전자 소망에 기초하여 형성된 주장형 모멘트치 또는 요구되는 예비 모멘트에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가 조절값에 대한 설정값은 흡인관 다이나믹을 고려하여 적어도 모멘트가 상승되는 부하 교체시에 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    조절값의 선택시에는 흡인관의 다이나믹 특성을 적어도 근사적으로 표현하는 모델이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 구동 유닛의 출력값을 위해 적어도 하나의 디폴트 값을 형성하는 제어 유닛을 갖고 있고, 장치는 그 디폴트 값에 따라 구동 유닛의 적어도 하나의 조절값에 영향을 미치는, 차량의 구동 유닛을 제어하는 장치에 있어서,
    제어 유닛에 포함되어 있는 마이크로컴퓨터는, 그 디폴트 값 외에 출력값에 대한 디폴트 값의 필요한 조절의 다이나믹을 표현하는 추가의 디폴트 값을 수신하고 그 양 값에 따라 영향을 미치려고 하는 조절값을 선택하는 프로그램을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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