KR20160055816A - 자동차의 동력 전달 체인에서의 토크 측정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출력 샤프트와 입력 샤프트를 연결할 수 있는 기어박스(5)를 이용하는 자동차 동력 전달 체인(1)에서 토크(C_e)를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 입력 샤프트의 회전 속도(Wp)를 측정하는 것; 출력 샤프트의 회전 속도(Wv)를 측정하는 것; 및 토션 변형 시스템을 이용하여 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는, 컴퓨터에 의해 실행되는 디지털 모델(32a, 32b)을 제공하는 것을 포함한다. 상기 디지털 모델은 입력 샤프트의 회전 속도(Wp), 출력 샤프트의 회전 속도(Wv), 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크(C_e), 상기 변수들의 시간 미분 및 시간 적분의 모든 차수; 및 상기 변수들 및 이의 시간 미분 및 시간 적분의 모든 차수의 조합으로 이루어지는 세트에서 배타적으로 선택되는 복수의 상태 변수(X)를 포함한다.

Description

자동차의 동력 전달 체인에서의 토크 측정{DETERMINATION OF TORQUE IN A MOTOR VEHICLE POWER TRANSMISSION CHAIN}

본 발명은 자동차의 동력 전달 체인, 특히 단일 클러치 트랜스미션의 동력 전달 체인 또는 이중 클러치 트랜스미션의 동력 전달 체인에서의 토크 측정 분야에 관한 것이다.

다양한 기능을 위해, 특히 동력 전달 체인에 마련되는 하나 또는 복수의 연결 장치의 정확한 제어를 행하기 위하여, 자동차의 동력 전달 체인에서 정확한 토크 측정을 하는 것이 유용하다.

자동차는 일반적으로 내연기관 및/또는 전기 엔진에 의해 회전 구동되는 자동차의 엔진 샤프트와 기어박스의 입력 샤프트를 연결하는 장치를 포함한다. 기어박스는 기어비 변경이 자동이거나 자동이 아닌 복수의 변속비를 갖는 기계식일 수 있다.

상기 연결 장치는 일반적으로 위치, 속도, 가속, 하중, 토크, 압력 및 전압과 같은 측정된 또는 추정된 특정 수의 파라미터에 따라 정보 처리 시스템에 의해 조종되는 액추에이터에 의해 제어되는 마찰 클러치이다. 클러치 제어 액추에이터는 예컨대 클러치 베어링과 같은 이러한 클러치의 이동식 부재의 위치에 작용하며, 클러치 베어링은 압력 플레이트의 위치를 결정하고, 클러치에 의해 전달되는 토크를 측정하는, 기어박스의 입력 샤프트에 연결된 디스크의 마찰 라이닝의 조임을 위해 환형 다이아프램에 의해 이 플레이트에 인가되는 하중을 결정한다.

상기 액추에이터는 또한 예컨대 기계식 또는 유압식 연결에 의하여 압력 플레이트에 인가되는 하중을 직접 제어한다. 클러치의 자동화된 제어는, 엔진, 기어박스 및 차량의 나머지에 대하여 측정되거나 추정되는 다수의 물리적 수치, 상태 수치 및 제어 수치, 및 운전자의 의도, 운전자의 운전 스타일에 따른 트랜스미션의 거동 적응, 차량의 동력학적 상태 및 제어 모듈의 상태(시동, 노말 모드, 감속 모드, 습득, 정지,...) 등을 나타내는 신호를 고려하여야 한다.

WO-A-2010007321호는 동력 전달 체인의 두 클러치의 토크 제어 모듈을 개시한다. 이 제어 모듈은 이중 클러치에 의해 전달되는 토크의 추정자(estimator)를 포함한다. 이 추정자의 단점은 클러치에서의 토크 추정이 엔진 계산기에 의해 제공되는 엔진 토크 정보의 정확성에 달려있다는 것에 있다. 이 정보는 일반적으로 안정화된 엔진 속도 단계에서만 정확하고, 출발 또는 변속비의 변경과 같은 큰 동력학적 단계에서는 매우 큰 오차로 오염될 수 있다. 또한, 이 추정자는 두 클러치가 동시에 토크를 전달할 때, 특히 기어비 변경 동안 하나의 클러치로부터 다른 클러치로 토크가 이동하는 단계에서 두 클러치 각각에서의 토크를 재구성하기에 충분한 관측가능한 조건을 갖지 않는다.

본 발명의 기본 사상은 엔진 토크 정보의 정확성에 의존하지 않고 하나 또는 복수의 클러치에 의해 전달되는 토크를 측정할 수 있는 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일부 양태는 또한 모든 작동 단계에서, 특히 기어비 변경 동안 하나의 클러치로부터 다른 클러치로 토크가 이동하는 단계에서 이중 클러치 트랜스미션의 각 클러치에서 토크를 추정할 수 있는 추정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일부 양태는 본질적으로 특히 하나 또는 복수의 고분해능 각변위 센서를 이용한 샤프트의 각변위 측정에서 출발하여 하나 또는 복수의 클러치에 의해 전달되는 토크를 측정한다는 사상에서 출발한다.

한 실시양태에 따르면, 본 발명은 자동차의 엔진에 연결될 수 있는 입력 샤프트, 자동차의 구동륜에 연결될 수 있는 출력 샤프트 및 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 입력 샤프트에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 복수의 동조 장치를 포함하는 기어박스를 포함하는 동력 전달 체인을 이용하는 자동차의 동력 전달 체인에서 토크를 측정하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은,

상기 입력 샤프트의 회전 속도를 측정하는 단계;

상기 출력 샤프트의 회전 속도를 측정하는 단계;

토션 변형 시스템을 이용하여 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는, 컴퓨터에 의해 실행되는 디지털 모델을 제공하는 단계로서, 상기 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 토션 강성 계수, 상기 변형 시스템의 토션 점성 감쇠 계수 및 토션 변형 시스템의 순간 상태를 나타내는 복수의 상태 변수를 포함하고, 여기서 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크, 상기 변수들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 변수들과 이들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 배타적으로 선택되며, 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도와 이의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 선택되는 출력 변수를 포함하는, 제공하는 단계;

상기 측정된 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도로 상기 출력 변수를 수렴시킴으로써 연속적 순간에서 상기 디지털 모델의 상태 변수를 계산하는 단계; 및

상기 계산된 상태 변수에 따라 연속적 순간에서 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크를 측정하는 단계를 포함한다.

실시양태들에 따르면, 이 토크 측정 방법은 이하의 특징들 중 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.

한 실시양태에 따르면, 이용되는 동력 전달 체인은 서로 독립적으로 자동차의 엔진에 연결될 수 있는 2개의 입력 샤프트를 포함하고, 기어박스는, 제1의 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 2개의 입력 샤프트 중 제1 입력 샤프트에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 제1의 복수의 동조 장치를 포함하는 제1 하프 기어박스 및 제2의 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 2개의 입력 샤프트 중 제2 입력 샤프트에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 제2의 복수의 동조 장치를 포함하는 제2 하프 기어박스를 포함한다.

이 경우, 상기 방법은,

상기 2개의 입력 샤프트 각각의 회전 속도를 측정하는 단계;

상기 출력 샤프트의 회전 속도를 측정하는 단계;

제1 또는 제2 토션 변형 시스템에 의하여 제1 또는 제2 하프 기어박스를 시뮬레이션하는, 컴퓨터에 의해 실행되는 제1 및 제2 디지털 모델을 제공하는 단계로서, 상기 제1 또는 제2 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 제1 또는 제2 토션 강성 계수, 상기 변형 시스템의 제1 또는 제2 토션 점성 감쇠 계수 및 토션 변형 시스템의 순간 상태를 나타내는 복수의 제1 또는 제2 상태 변수를 포함하고, 여기서 상기 제1 또는 제2 상태 변수는 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크, 상기 변수들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 변수들과 이들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 배타적으로 선택되며, 상기 제1 또는 제2 상태 변수는 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 모든 속도 차수에 대한 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도와 모든 차수에서의 이의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 선택되는 제1 또는 제2 출력 변수를 포함하는, 제공하는 단계;

상기 측정된 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도로 제1 또는 제2 출력 변수를 수렴시킴으로써 연속적 순간에서 상기 제1 또는 제2 디지털 모델의 상기 제1 또는 제2 상태 변수를 계산하는 단계; 및

상기 계산된 제1 또는 제2 상태 변수에 따라 연속적 순간에서 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크를 측정하는 단계를 포함한다.

이들 두 디지털 모델(즉, 각각의 입력 샤프트에 대하여 하나)을 이용함으로써, 독립적이고 별개인 상태들을 나타내는 2개가 얻어진다.

한 실시양태에 따르면, 상기 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 점성 마찰 계수를 추가로 포함한다.

한 실시양태에 따르면, 상기 디지털 모델의 상태 변수는, 입력 샤프트 회전 속도, 제1 차수에서의 입력 샤프트의 회전 속도의 시간 미분, 제1 차수에서의 입력 토크의 시간 미분, 및 제2 차수에서의 입력 토크의 시간 미분으로 구성되고, 상기 디지털 모델의 출력 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도이다.

관찰가능한 이러한 모델로 인하여, 입력 샤프트의 속도 측정으로, 모델의 "입력 샤프트 속도" 상태 변수를 입력 샤프트 속도의 실제 측정으로 수렴시킴으로써 상태의 적분을 추정할 수 있다.

이 경우 바람직하게는, 제1 차수에서의 입력 토크의 시간 미분과 동일한 상태 변수의 시간 적분에 의해 입력 토크가 결정된다.

다른 실시양태에 따르면, 상기 디지털 모델의 상태 변수가 상기 출력 샤프트의 회전 속도를 포함하고, 상기 디지털 모델이 상기 출력 샤프트의 회전 속도의 소정 원동력을 부과한다. 예컨대, 제1 차수에서의 동력학적 방정식에서, 상기 모델은 출력 샤프트의 회전 속도에 음의 비례 계수를 곱함으로써 출력 샤프트의 회전 속도의 제1 차수에서의 시간 미분을 계산한다.

이러한 모델로 인하여, "출력 샤프트의 속도" 변수에 소정 원동력을 부과할 수 있어, 이 변수의 정확한 재구성을 보장함으로써 모델을 간단히 하고 이것을 관찰할 수 있게 한다.

이 경우 바람직하게는, 상기 디지털 모델의 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 출력 샤프트의 회전 속도 및 입력 토크로 구성되고, 상기 디지털 모델의 출력 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도이다.

다른 실시양태에 따르면, 상기 디지털 모델의 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이 및 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이의 제1 차수에서의 시간 미분으로 구성되고, 상기 디지털 모델의 출력 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도이다.

이 경우 바람직하게는, 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이와 동일한 상태 변수로부터 입력 토크를 측정하며,

기어박스의 활성 동력 전달비를 곱한 입력 샤프트의 회전 속도와 출력 샤프트의 회전 속도 사이의 차이에 의해 순간 변형 속도를 계산하는 단계,

상기 순간 변형 속도의 제1 차수에서의 시간 적분을 계산하는 단계, 및

상기 순간 변형 속도의 제1 차수에서의 시간 적분으로부터 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크를 계산하는 단계를 추가로 포함한다.

이 경우 바람직하게는, 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이의 제1 차수에서의 시간 미분과 같은 상태 변수로부터 입력 토크를 측정하며,

기어박스의 활성 동력 전달비를 곱한 입력 샤프트의 회전 속도와 출력 샤프트의 회전 속도 사이의 차이에 의해 순간 변형 속도를 계산하는 단계, 및

상기 순간 변형 속도에 비례하는 펙터 및 상기 상태 변수 사이의 차이의 제1 차수에서의 시간 적분을 계산하는 단계를 추가로 포함한다.

한 실시양태에 따르면, 상기 입력 샤프트의 회전 속도 및/또는 상기 출력 샤프트의 회전 속도를, 1/400 회전 미만, 바람직하게는 1/600 회전 미만의 각도 분해능을 갖는 물리 센서로 측정한다. 이들 특징은 4 내지 8의 기어박스의 열림에 대하여 특히 유리하다.

한 실시양태에 따르면, 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크에 따라 자동차의 엔진의 엔진 토크를 추정하기 위하여,

엔진의 회전 속도를 측정하는 단계,

입력 토크가 엔진 토크에서 공제되는 비변형 회전 시스템에 의해 차량의 엔진을 시뮬레이션하는, 컴퓨터에 의해 실행되는 엔진의 디지털 모델을 제공하는 단계로서, 엔진의 디지털 모델이 엔진의 관성 모멘트 및 엔진의 점성 마찰 계수 및 엔진의 회전 속도와 엔진 토크를 포함하는 복수의 상태 변수를 포함하는, 제공하는 단계,

계산된 엔진의 회전 속도를 측정된 엔진의 회전 속도로 수렴시킴으로써 연속적 순간에서의 엔진의 디지털 모델의 상태 변수를 계산하는 단계를 추가로 포함한다.

이 경우 바람직하게는, 상기 방법은,

입력 샤프트 또는 입력 샤프트 중 하나가 전체 엔진 토크를 수신하는 지 검출하는 단계,

엔진의 디지털 모델에 의해 계산된 엔진 토크에 따라, 상기 입력 샤프트를 포함하는 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는 디지털 모델의 토션 강성 계수를 추정하는 단계를 추가로 포함한다. 이 특징은 특히 안정화된 속도 단계에서의 엔진 토크에 대한 강성 재구성을 실행할 수 있게 한다.

한 실시양태에 따르면, 본 발명은 또한 자동차의 엔진에 연결될 수 있는 입력 샤프트, 자동차의 구동륜에 연결될 수 있는 출력 샤프트 및 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 입력 샤프트에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 복수의 동조 장치를 포함하는 기어박스를 포함하는 동력 전달 체인에 적합한, 자동차의 동력 전달 체인에서 토크를 측정하기 위한 측정 시스템을 제공하는데, 이 측정 시스템은,

입력 샤프트의 회전 속도를 측정할 수 있는 입력 물리 센서,

출력 샤프트의 회전 속도를 측정할 수 있는 출력 물리 센서, 및

토션 변형 시스템에 의해 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는 디지털 모델을 제공하는 컴퓨터에 의해 실행되는 연산 장치로서, 상기 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 토션 강성 계수, 상기 변형 시스템의 토션 점성 감쇠 계수 및 상기 토션 변형 시스템의 순간 상태를 나타내는 복수의 상태 변수를 포함하고, 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크, 상기 변수들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 변수들과 이들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 배타적으로 선택되며, 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도와 이의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 선택되는 출력 변수를 포함하는, 상기 연산 장치를 포함하며,

상기 연산 장치는 상기 측정된 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도로 상기 출력 변수를 수렴시킴으로써 연속적 순간에서 디지털 모델의 상태 변수(X)를 계산하고, 상기 계산된 상태 변수에 따라 연속적 순간에서 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크를 측정할 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 비제한적 실시예로서만 주어지는 본 발명의 복수의 특정 실시양태에 관한 이하의 상세한 설명을 따라가면 본 발명이 보다 잘 이해되고 본 발명의 다른 목적, 상세 사항, 특징 및 이점이 더 명백해질 것이다.
도 1은 자동차내 이중 클러치 동력 전달 체인의 개략적인 상면도이다.
도 2는 도 1의 동력 전달 체인 및 이와 연관된 토크 측정 장치를 도시한 개략?인 기능 블록도이다.
도 3은 시스템의 상태를 측정하기 위해 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 미지 입력 추정자의 표준도이다.
도 4는 토크 추정자에서 이용될 수 있는 동력 전달 체인의 물리적 모델의 기능도이다.
도 5 및 도 6은 각각 제1 실시양태에 따른 토크 추정자 및 이 추정자의 파라미터를 나타낸 것이다.
도 7은 제2 실시양태에 따른 토크 추정자 및 이 추정자의 파라미터를 나타낸 것이다.
도 8은 제2 실시양태에 따른 토크 추정자 및 이 추정자의 파라미터를 나타낸 것이다.
도 9는 토크 추정자가 이용될 수 있는 클러치 제어 장치를 나타내는 개략적인 블록도이다.

도 1은 자동차(1)의 이중 클러치 자동화 트랜스미션 시스템의 아키텍쳐를 도시한 것이다. 상기 차량(1)은, 출력 샤프트 또는 크랭크축(3)이 이중 클러치(6)를 통해 기어박스(5)의 2개의 제1 샤프트(4a 및 4b)에 연결된 열 엔진(2)을 포함한다. 각각의 제1 샤프트(4a 및 4b)는 이중 클러치(6)의 각 마찰 디스크에 연결된다. 상기 이중 클러치(6)는 엔진의 플라이휠(15)에 상기 2개의 제1 샤프트(4a 및 4b) 중 하나 및/또는 다른 하나를 마찰에 의해 연결하여 엔진 토크를 전달할 수 있다.

상기 기어박스(5)는 상기 제1 샤프트(4a 및 4b)에 각각 평행한 2개의 제2 샤프트(7a 및 7b)를 포함한다. 각각의 제2 샤프트(7a 또는 7b)에는 상기 제1 샤프트(4a 또는 4b)에 구비된 기어 피니언(9a 또는 9b)과 협력하는 아이들 피니언(8a 또는 8b)이 장착된다. 각각의 제2 샤프트는 상기 제1 샤프트(4a 또는 4b)와 상기 제2 샤프트(7a 또는 7b) 사이에서 토크를 전달하도록 제2 샤프트에 아이들 피니언을 회전 연결시킬 수 있는 클라보 싱크로나이저(10)를 또한 구비한다. 상기 2개의 제2 샤프트(7a 및 7b)는 차동(12) 입력 피니언(11)과 협력하여 구동륜(13)에 토크를 전달한다.

예컨대, 상기 제1 샤프트(4a)는 홀수 기어비에 해당하는 피니언을 구비하고 상기 제1 샤프트(4b)는 짝수 기어비에 해당하는 피니언을 구비한다. 상기 제1 샤프트(4a 및 4b)의 피니언(9a 및 9b)은 상기 제2 샤프트(7a 및 7b)에 구비된 아이들 피니언(8a 및 8b)에 맞물린다. 이들 아이들 피니언이 싱크로나이저의 조작에 의해 상기 제2 샤프트(7a 또는 7b)와 일체화될 때, 싱크로나이저의 클라보에 의한 기어 쌍에 의해 정해지는 감속을 갖고 상응하는 제1 샤프트의 토크가 제2 샤프트로 전달된다. 상기 제2 샤프트(7a 및 7b)는 기어 쌍(14a 및 14b)에 의하여 차동 입력기(12)에 연결되어 구동륜(13)을 향해 토크를 전달한다. 이로써, 요소들(4a, 7a, 8a 및 9a)은 홀수 기어비를 갖는 수동 하프 기어박스를 구성하고 요소들(4b, 7b, 8b 및 9b)은 짝수 기어비를 갖는 수동 하프 기어박스를 구성한다.

이러한 이중 클러치 트랜스미션의 기본적인 장점은 특히 기어비 변경시 차륜으로 전달되는 토크를 중단시키지 않고 하나의 하프 기어박스로부터 다른 하프 기어박스로 엔진 토크를 전달함으로써 수동 기어박스의 좋은 효율과 자동 기어박스의 편리성을 결합시킬 수 있다는 것이다. 엔진 계산기(17)는 열 엔진(2)을 제어하고, 특히 엔진 토크, 엔진 속도 및 운전자의 의도에 관한 정보를, 이중 클러치(6)를 조작하는 클러치 액추에이터(19) 및 싱크로나이저(10)를 조작하는 기어 시프트 액추에이터(20)를 제어하는 트랜스미션 계산기(18)에 제공한다.

또한, 위치 센서 또는 각속도 센서가 트랜스미션의 여러 샤프트의 회전 속도를 측정하기 위해 여러 장소에 설치될 수 있다. 도 1은 예시적으로 이하를 나타낸다:

- 엔진의 제1 플라이휠(15)의 회전 속도를 측정하며, 데이터 버스를 통해 트랜스미션 계산기(18)에 엔진 속도(Wm) 정보를 전달하는 엔진 계산기(17)에 연결되는 센서(21). 상기 센서(21)는 반응 시간의 이유에서 엔진 계산기(17)에 더하여 트랜스미션 계산기(18)에 직접 연결될 수도 있다;

- 제1 샤프트(4a 및 4b)의 회전 속도를 측정하며 트랜스미션 계산기(18)에 연결되는 센서(22a 및 22b);

- 제2 샤프트(7a 및 7b)의 회전 속도를 측정하며 트랜스미션 계산기(18)에 직접 연결되는 센서(23a 및 23b);

- 차동 입력 샤프트(12)의 회전 속도, 즉 특히 제2 샤프트(7a 및 7b)의 센서(23a 및 23b)와 동일한 정보를 측정하는 센서(26);

- 구동륜(13)의 회전 속도를 측정하며, 트랜스미션 계산기(18)가 연결된 인터시스템 버스에 정보를 전달하는 ABS 계산기(도시되어 있지 않음)에 연결되는 센서(24).

이들 센서는 예컨대 회전당 400 포인트 이상, 바람직하게는 회전당 600 포인트 이상, 또는 이상적으로는 회전당 2000 내지 2500 포인트의 샤프트 회전에 대해 강한 분해능을 갖는 각도 위치 센서의 형태로 구현되는 것이 바람직하다. 이 증가된 분해능은 이하에서 설명하는 것과 같이 샤프트의 토션 변형을 측정함으로써 전달되는 토크를 추정할 수 있기에 유용하다. 상기 측정이 체결 기어비 증가로 저속에서 실행되어야 하는 경우, 더 큰 분해능이 필요하다.

각도 위치 센서 기술은 임의의 것일 수 있는데, 특히 광학식, 예컨대 홀 효과 또는 플럭스게이트와 같은 자기식 또는 용량식일 수 있다. 한 실시양태에서는, 각도를 측정하고자 하는 샤프트에 타겟을 배치한다. 이 타겟은 고분해능 금속 타겟, 복수의 타겟의 쌍, 극성 자기 타겟 또는 자기 휠 유닛 또는 회전에 따라 변화하는 자기장이 측정되는 샤프트에 부착 또는 조립된 자석일 수 있다.

각도 위치 센서에 의해, 각도를 직접 측정하고, 이로부터 연속되는 두 측정 순간 사이에 각도 차이를 만들거나 또는 측정된 각도에 선형 루프 추정자를 실행하여 재구성에 의해 회전 속도를 추정함으로써 샤프트의 속도를 도출한다.

한 실시양태에서는, 속도 추정자가 이하의 유형의 디지털 모델을 이용한다:

여기서, α는 측정된 각도이고,

는 추정된 각도이며, τ 및 L은 샤프트의 속도

정보에 대해 원하는 정확도에 따라 선택되는 2개의 고정 파라미터이다.

클러치의 파일럿을 생성하기 위하여, 트랜스미션 계산기(18)는 이중 클러치(6)의 각 클러치에 의해 전달되는 토크를 측정할 필요가 있다. 이제, 이를 위하여 이용될 수 있는 복수의 실시양태에 따른 토크 추정자에 대해 설명하기로 한다. 실시양태에 따르면, 상기 개시한 각속도 센서의 하위 유닛을 이용할 수 있다. 이하의 추정자 실시양태들의 설명은 각 경우 어떤 센서가 필요한지를 추가로 나타낼 것이다.

고레벨의 토크 측정 장치의 개략적인 도시가 도 2에 주어져 있다. 도 2의 상부(30)는 도 1에 도시된 바와 같은 실제 차량의 기능적 분해도로서, 서로 힘을 인가하는 동력학적 유닛, 즉, 엔진(2), 엔진(2)으로부터 엔진 토크(Cm)를 받는 이중 클러치(6), 각각 이중 클러치(6)의 각 클러치로부터 두 입력 토크(Ce1 및 Ce2)를 받는 기어박스(5), 및 한편으로 기어박스(5)로부터 전달되는 토크(Ctr)를 받고 도로에 의해 차륜(13)에 인가되는 구름 저항을 나타내는 전체 저항 토크(Cr)를 받는 전체로서의 차량(1)이 확인된다.

도 2의 하부(31)는 측정 장치의 기능적 분해도이다. 이 장치는 서로 독립적으로 병렬적으로 기능하고 각각 도 4의 물리적 모델을 기초로 하는 2개의 미지 입력 추정자(32a, 32b)를 포함한다. 제1 샤프트(4a) 전용 제1 추정자(32a)에서는, 센서(22a)에 의해 제공되는 제1 샤프트(4a)의 각속도(Wpa) 측정 및 센서(23a)에 의해 제2 샤프트(7a)에서 측정되거나 또는 센서(24)에 의해 제공되는 값을 평균함으로써 차륜에서 측정되거나 또는 센서(26)에 의해 차동 입력 샤프트에서 측정되는 기어박스(5) 출구에서의 각속도(Wv) 측정을 입력한다. 기어박스에 가장 가까이 위치하는 센서를 이용함으로써 최상의 추정 견뢰성이 얻어지므로 차륜 속도 센서(24)의 사용은 바람직하지 않다. 추정자(32a)는

로 표시되는 클러치(6)에 의해 제1 샤프트(4a)로 전달되는 토크(Ce1)의 추정을 구성한다.

제1 샤프트(4b) 전용 제2 추정자(32b)에서는, 센서(22b)에 의해 제공되는 제1 샤프트(4b)의 각속도(Wpb) 측정 및 센서(23b)에 의해 제2 샤프트(7b)에서 측정되거나 또는 센서(24)에 의해 제공되는 값을 평균함으로써 차륜에서 측정되거나 또는 센서(26)에 의해 차동 입력 샤프트에서 측정되는 기어박스(5) 출구에서의 각속도(Wv) 측정을 입력한다. 추정자(32b)는

로 표시되는 클러치(6)에 의해 제1 샤프트(4b)로 전달되는 토크(Ce2)의 추정을 구성한다.

엔진(2)의 관성으로 구성되는 물리적 모델에 기초한 제3 미지 입력 추정자(34)는

로 표시되는 엔진 토크(Cm)의 추정을 구성할 수 있다. 상기 추정자(34)는 추정된 클러치 토크(Ce1 및 Ce2)의 합과 엔진 토크(Cm) 사이의 차이를 적분하여 엔진 속도(Wm)를 도출한다. 이것은 센서(21)에 의해 제공되는 엔진 속도(Wm)의 측정 및 2개의 다른 추정자(32a 및 32b)에 의해 제공되는 추정된 토크(

및

)를 입력받는다.

도 3을 참조하여, 시스템(Σ)의 상태(X)를 추정하는 미지 입력 추정자에서 발생하는 몇가지 기본 작동을 설명한다.

상태(X)는 복수의 상태 변수로 구성되는 벡터로서, 이 중 몇몇은 측정되고 다른 것들은 측정되지 않는다. 관측 행렬(C)은 측정되는 상태 변수들을 추출한다. 즉 측정되는 상태(Y=CX)는 실제 시스템(Σ)에서 효과적으로 측정되는 상태 변수에 귀속되는 상태 벡터이다. 시스템은 이득 행렬(B)을 곱한 하나 또는 복수의 여기 변수를 포함하는 여기 벡터(u)로 나타내어지는 외력(Bu)에 반응한다.

측정 센서에서 제공되는 이 실제 시스템과 병렬적으로, 시스템의 완전 상태 및 특히 측정되지 않는 상태 변수들을 추정하기 위하여 디지털 모델이 이용된다. 상기 모델로부터 추정된 상태를

로 나타낸다. 상기 추정 상태(

)에 동일한 관측 행렬(C)을 적용하고 출력의 추정 상태(

)와 측정 상태(Y)의 차이를 계산한다. 이 차이 및 이득(K)으로부터, 추정 상태를 실제 상태로 수렴시키기 위하여 모델에 재입력되는 오차 파라미터(

)를 계산한다.

실용적으로는, 실제 시스템(Σ)이, 상태(X)가 이하를 만족하도록, 전개 행렬(A)을 특징으로 할 수 있는 선형적 변화를 갖는 물리적 모델에 합치한다고 가정한다:

여기서,

는 X의 시간 미분을 나타낸다.

따라서, 디지털 모델은 차동 방정식 시스템에 기초한다:

이들 방정식은 당업자에게 공지된 미지 입력 관측자의 관찰 조건을 충족한다는 조건에서 풀릴 수 있다. 행렬 (A-KC)가 안정한 행렬이 되도록 관측자의 이득 행렬(K)을 결정하여야 한다. 이 연산은

라 일컬어지는 행렬 (A-KC)의 특성 다항식을 대입하고 방정식

을 풀므로써 실행된다. 관측 행렬(C)의 구조에 따르면, 이득 행렬(K)의 일부 요소들은 불필요하다. 실제로, 관측 행렬(C)이 제로들을 포함하면, 극점의 대입은 이득 부분(k _ij )에만 의존한다.

도 4는 추정자(32a 및 32b) 각각에서 하프 기어박스를 나타내기 위해 이용되는 물리적 모델을 개략적으로 도시한 것이다. 이 모델은 이하를 포함한다:

- 하프 기어박스(제1 샤프트, 제2 샤프트, 피니언 및 싱크로나이저)의 회전 매스의 전체 관성을 나타내는 관성 모멘트(Jp)를 특징으로 하는 회전 매스,

- 제1 샤프트의 속도에 대한 제2 샤프트의 속도의 비를 나타내는 감속비(q)를 특징으로 하는 감속기,

- 하프 기어박스(제1 샤프트, 제2 샤프트, 피니언 및 싱크로나이저)의 회전 매스의 전체 토션 강성을 나타내는 토션 강성 계수(kt)를 특징으로 하는 토션 스프링,

- 하프 기어박스의 회전 매스의 토션 점성 감쇠(내부 소산)를 나타내는 토션 점성 감쇠 계수(lt)를 특징으로 하는 점성 감쇠기, 및

- 임의로, 하프 기어박스의 회전 매스에 인가되는 외부 마찰(외부 소산)을 나타내는, 마찰 계수(fp)를 특징으로 하는 점성 마찰.

이 물리적 모델은 이하의 동력학적 방적식을 만족시킨다:

이 방정식을 풀기 위하여, 예컨대 제1 차수, 제2 차수 또는 임의의 차수에서의 변수의 시간 미분을 제로화하거나 또는 소정 전개 방정식, 예컨대 지수 방정식 또는 선형 방정식을 변수로 함으로써, 일부 변수들, 특히 추정된 토크 변수(C_e)의 동적 전개에서 간단한 상이한 가정을 할 수 있다.

이제, 추정자(32a 또는 32b)를 구현하기에 편리한 이 물리적 모델에 기초한 추정자의 복수의 실시양태를 설명하기로 한다. 제1 실시양태는 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 도 5는 이용되는 수학적 조작을 나타내고 도 6은 이들 수학적 조작에 내포된 파라미터들 및 변수들의 정의를 제공한다. 어떠한 조작도 명시되지 않는 경우, 곱셈이 암시된다. 편의상, 파라미터 1/p에 의한 곱셈은 시간 적분을 가리킨다. 마찬가지로, 파라미터 p에 의한 곱셈은 편의상 시간 미분을 가리킨다. 실제로, 라플라스(Laplace) 변환을 실행함으로써, 시간 적분 및 시간 미분을 곱셈에 의해 실행할 수 있다. 그러나, 시간 적분 및 시간 미분을 계산하기 위하여 가능한 다른 수치적 방법들도 존재한다.

이득 파라미터(k ₁₁ )는 안정 행렬을 얻기 위하여 상기 나타낸 원리에 따라 고정될 수 있다.

이 제1 실시양태에서, 측정되는 유일의 변수는 제1 샤프트의 각속도(Wp)이다. 상태 변수는 각속도(Wp), 제1 차수에서의 이의 시간 미분, 및 제1 차수 및 제2 차수에서의 입력 토크(C_e)의 시간 미분이다. 제3 차수에서의 입력 토크(C_e)의 시간 미분은 구성에 의해 제로이다. 여기 벡터(u)는 출력 각속도(Wv) 및 이의 시간에 대한 미분을 포함한다. 따라서, 추정되는 입력 토크(C_e)는 최종적으로 시간 적분된 상태 변수(X_ob)의 제3 성분으로서 얻어지는 것이 확인된다.

따라서, 이 토크 값(C_e)은 t 시점에서의 엔진 토크 정보를 아는 것에 의존하지 않으며, 차량의 실제 질량 값에도 차량의 하중에도 의존하지 않는다. 상기 값의 정확성은 강성 파라미터(kt)의 정확성에 의존한다. 이 파라미터는 이하에서 설명하는 바와 같이 시간에 따라 조절될 수 있다.

변형예에서, 입력 토크(C_e)의 다른 동력학적 전개는 더 증가된 또는 더 큰 차수에서의 시간 미분의 제로화에 의해 주어질 수 있다.

제2 실시양태는 동일한 표시 세목이 이용된 도 7에 도시되어 있다. 이 경우, 추정자에 의해 재구성되는 상태 백터(X)는 제1 샤프트의 각속도(Wp), 출력 각속도(Wv) 및 미지 입력을 구성하는 입력 토크(C_e)를 포함한다. 측정되는 변수는 제1 샤프트의 각속도(Wp) 및 출력 각속도(Wv)이다.

동력학적 전개를 다음과 같이 출력 각속도(Wv)에 대입한다:

는, 그 도함수가 이하에 의해 제1 샤프트의 속도(Wp), 출력 속도(Wv) 및 감속비(q)로부터 측정되는 토션 스프링의 변형 각도이다:

이 추정자는 제1 차수에서의 시간 미분이 구성에 의해 제로이도록 입력 토크(C_e)가 경시적으로 천천히 변화할 수 있다고 가정한다.

이득 파라미터(k ₂₁ 및 k ₂₄ )는 안정 행렬을 얻도록 상기 나타낸 원리에 따라 고정될 수 있다.

제3 실시양태는 동일한 표시 세목이 이용된 도 8에 도시되어 있다. 상태 백터는 제1 샤프트의 각속도(Wp), 토션 스프링에 의해 공제된 토크를 뺀 클러치 토크, 및 시간에 대한 이 양의 미분을 포함한다. 토션 스프링에 의해 공제된 토크는 토션 스프링의 변형 각도(α_t)를 곱한 강성(kt)과 동일하며 체결된 기어박스 비의 값, 즉 감속비(q)가 곱해진다.

여기 벡터(u)는

로 구성된다.

이득 파라미터(k ₃₁ )는 안정 행렬을 얻도록 상기 나타낸 원리에 따라 고정될 수 있다.

최종적으로 클러치 토크(C_e)를 얻기 위하여, 상태 백터(X)의 제2 성분으로부터 출발하여, 여기에 측정된 각속도(Wp 및 Wv)로부터 계산되는 토션 스프링에 의해 공제된 토크를 더한다.

모든 경우, 엔진 제어기(17)에 의해 제공되는 엔진 토크의 정보에 의존하지 않고 클러치에 의해 입력 샤프트로 전달되는 토크(C_e)의 추정이 얻어진다. 이 추정은 엔진 제어기(17)가 이 정보를 정확하게 추정할 수 없는 동력학적 단계에서 정확한 엔진 토크 값(C_m)을 측정하는 데 이용될 수 있다. 이를 위하여 이제 추정자(34)의 실시양태를 설명한다.

엔진 토크(C_m)의 추정에 이용되는 디지털 모델은 동력학적 방정식에 의하여 정의된다:

여기서:

- Jm : 엔진의 관성 모멘트

- ω _m : 엔진의 각속도

- f _m : 엔진 샤프트에 인가되는 점성 마찰 계수

-

및

: 상기 개시한 토크 추정자에 의해 추정되는, 클러치(1 및 2)에 의해 전달되는 토크.

모델의 상태 표시는 다음과 같다:

엔진 토크를 추정하기 위하여, 이것을 그 상태에서 적분하여야 한다. 이를 위하여,

이라 하면, 모델은 다음과 같다:

모델의 관측성은 Kalman 기준으로 확인된다:

따라서, 시스템은 관측가능하다. 엔진 속도의 측정으로 출력 변수(ω_m)를 수렴시킴으로써 상태(X)의 제2 성분으로서 엔진 토크를 추정할 수 있다.

그러나, 엔진 제어기(17)에 의해 주어진 토크 값은 일반적으로 안정화된 속도 단계에서, 특히 단일 클러치가 토크(C_m)를 전달할 때(체결되고 안정한 기어박스 비) 정확하다. 이들 조건에서, 클러치의 토크(C_e1 및 C_e2)를 재구성하는 추정자(32a 및 32b) 및 특히 토션 강성(kt)과 같은 이들 추정자의 파라미터의 수치 값을 조절하기 위하여 이 엔진 토크(C_m)의 정확한 추정을 역으로 이용하는 것이 가능하다. 추정자(32a 또는 32b)의 토션 강성(kt)을 조절하기 위하여, 추정자를 갖는 상응하는 유일 클러치가 토크를 전달하고 다른 클러치의 토크가 제로인 순간에 있는 안정화된 속도 단계에서 상기 나타낸 바와 같이 추정자(34)로 엔진 토크를 재구성하고 이 추정을 동일한 조건에서 엔진 제어기(17)에 의해 주어지는 값과 비교한다. 상기 격차에 의해 이용되는 물리적 모델의 토션 강성(kt) 또는 다른 파라미터를 보정할 수 있다.

이제, 도 9를 참조하여, 상기 개시한 바와 같은 토크 추정자를 이용할 수 있는 클러치 제어 시스템을 설명한다.

도 9에 도시된 제어 시스템은 3개의 기본적인 기능 모델, 즉, 토크 추정 모델(40), 토크 보정 모델(41) 및 토크 특성 습득 모델(42)로 구성된다.

토크 추정 모델(132)은,

- 엔진 속도 및 엔진 토크와 같은, 열 엔진 및/또는 하이브리드 견인 체인의 전기 기계의 동력학적 정보(44),

- 제1 샤프트의 속도, 체결된 동력 전달비 및 차량의 속도와 같은, 차량의 동력학적 정보(45),

- 클러치 액추에이터의 위치 정보(46), 및

- 클러치 위치에 따른 전달 토크를 나타내는 적절한 특성 곡선(47)으로부터 클러치에 의해 전달되는 토크 및 토크 특성(43)을 실시간으로 계산한다.

토크 보정 모델(41)은 해당 클러치에 대해 트랜스미션 제어기(18)에 의해 요청되는 토크 레퍼런스(49)를 실시간으로 얻도록 클러치 액추에이터(19)에 적용할 위치 레퍼런스(48)를 계산한다. 이들 레퍼런스는 전달 토크에 따른 클러치의 위치를 나타내는 특성 곡선(50) 및 실제 토크 용량의 추정(43)에 따라 계산된다. 이 토크 보정은 온도의 효과로 클러치의 마찰 계수 변화에 의해 발생하는 빠른 변화에 당면한 클러치에서 이행되는 토크를 실시간으로 빠르게 조정할 수 있게 하고 주어진 순간에 습득된 곡선(47)과 실제 사이의 격차를 보정할 수 있게 한다.

클러치 토크 특성 습득 모듈은 제작 편차 및 마모와 같은 느린 현상을 모니터링하기 위하여 각 클러치 조작에 대하여 곡선(47 및 50)의 파라미터를 확인하고 업데이트한다. 이 업데이트는 클러치 액추에이터(19)의 측정된 위치 및 클러치의 추정된 토크의 용량(43) 정보로부터 실행된다.

이러한 제어 시스템의 다른 특징들은 공보 FR-A-2863327호에 제공되어 있다.

이중 클러치 및 열 엔진을 참조하여 이상 개시한 토크 추정 방법은 다른 트랜스미션 시스템, 특히 단일 클러치, 전기 엔진 및 열 및 전기 하이브리드 파워트레인에도 적용된다.

도시된 요소들 중 일부, 특히 토크 추정자, 컨트롤러 및 제어 유닛은 실체 부품 및/또는 로직 부품에 의하여 통일된 또는 분포된 방식으로 상이한 형태로 구현될 수 있다. 이용가능한 실체 부품은 특정 집적 회로 ASIC, 프로그램 가능한 논리 네트워크 FPGA 또는 마이크로프로세서이다. 로직 부품은 예컨대 C, C++, Java 또는 VHDL과 같이 해석 또는 컴파일링되는 상이한 프로그램 언어로 기재될 수 있다.

추정이 특히 기어박스의 감속비(q)와 같은 복수의 값을 취할 수 있는 파라미터에 의존하는 경우, 각각 개별적인 파라미터 값으로 병렬적으로 작동하는 복수의 계산기를 이용할 수 있는데, 이것은 당해 순간에 파라미터의 실제 값에 상응하는 계산기에 의해 제공되는 결과를 선택함으로써 모든 순간에 타당한 추정을 매우 빠르게 선택할 수 있게 한다.

본 발명을 복수의 특정 실시양태와 연관하여 개시하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명의 범위에 속한다면 개시된 수단의 모든 기술적 등가 및 그 조합을 포함한다.

"포함한다"는 동사 및 그 활용형의 사용은 청구범위에 언급된 것과 다른 요소 또는 다른 단계를 배제하지 않는다. 한 요소 또는 한 단계에 대한 부정관사의 사용은 달리 언급하지 않는 한 복수의 이러한 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.

청구범위에서 괄호 안의 모든 참조 부호는 청구범위의 한정으로서 해석되지 않는다.

Claims (14)

1. 자동차의 엔진(2)에 연결될 수 있는 입력 샤프트(4a, 4b), 자동차의 구동륜(13)에 연결될 수 있는 출력 샤프트(7a, 7b) 및 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 입력 샤프트에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 복수의 동조 장치(8a, 8b)를 포함하는 기어박스(5)를 포함하는 동력 전달 체인을 이용하는 자동차(1)의 동력 전달 체인(1)에서 토크(C_e)를 측정하기 위한 방법에 있어서,
   상기 입력 샤프트의 회전 속도(Wp)를 측정하는 단계;
   상기 출력 샤프트의 회전 속도(Wv)를 측정하는 단계;
   토션 변형 시스템을 이용하여 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는, 컴퓨터에 의해 실행되는 디지털 모델(32a, 32b)을 제공하는 단계로서, 상기 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 토션 강성 계수(kt), 상기 변형 시스템의 토션 점성 감쇠 계수(lt) 및 토션 변형 시스템의 순간 상태를 나타내는 복수의 상태 변수(X)를 포함하고, 여기서 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도(Wp), 상기 출력 샤프트의 회전 속도(Wv), 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크(Ce), 상기 변수들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 변수들과 이들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 배타적으로 선택되며, 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도(Wp, Wv), 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도와 이의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 선택되는 출력 변수(

   

   )를 포함하는, 제공하는 단계;
   상기 측정된 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도로 상기 출력 변수(

   

   )를 수렴시킴으로써 연속적 순간에서 상기 디지털 모델의 상태 변수(X)를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 상태 변수에 따라 연속적 순간에서 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크(Ce)를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   이용되는 동력 전달 체인은 서로 독립적으로 자동차의 엔진에 연결될 수 있는 2개의 입력 샤프트(4a, 4b)를 포함하고, 기어박스는, 제1의 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 2개의 입력 샤프트 중 제1 입력 샤프트(4a)에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 제1의 복수의 동조 장치(8a)를 포함하는 제1 하프 기어박스 및 제2의 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 2개의 입력 샤프트 중 제2 입력 샤프트(4b)에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 제2의 복수의 동조 장치(8b)를 포함하는 제2 하프 기어박스를 포함하며, 상기 토크 측정 방법은,
   상기 2개의 입력 샤프트 각각의 회전 속도(Wp1, Wp2)를 측정하는 단계;
   상기 출력 샤프트의 회전 속도(Wv)를 측정하는 단계;
   제1 또는 제2 토션 변형 시스템에 의하여 제1 또는 제2 하프 기어박스를 시뮬레이션하는, 컴퓨터에 의해 실행되는 제1 및 제2 디지털 모델(32a, 32b)을 제공하는 단계로서, 상기 제1 또는 제2 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 제1 또는 제2 토션 강성 계수, 상기 변형 시스템의 제1 또는 제2 토션 점성 감쇠 계수 및 토션 변형 시스템의 순간 상태를 나타내는 복수의 제1 또는 제2 상태 변수를 포함하고, 여기서 상기 제1 또는 제2 상태 변수는 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크, 상기 변수들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 변수들과 이들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 배타적으로 선택되며, 상기 제1 또는 제2 상태 변수는 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 모든 속도 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도와 모든 차수에서의 이의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 선택되는 제1 또는 제2 출력 변수를 포함하는, 제공하는 단계;
   상기 측정된 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도로 제1 또는 제2 출력 변수를 수렴시킴으로써 연속적 순간에서 상기 제1 또는 제2 디지털 모델의 상기 제1 또는 제2 상태 변수를 계산하는 단계;
   상기 계산된 제1 또는 제2 상태 변수에 따라 연속적 순간에서 상기 제1 또는 제2 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크(Ce1, Ce2)를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 점성 마찰 계수(fp)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 모델의 상태 변수는, 입력 샤프트의 회전 속도, 제1 차수에서의 입력 샤프트의 회전 속도의 시간 미분, 제1 차수에서의 입력 토크의 시간 미분, 및 제2 차수에서의 입력 토크의 시간 미분으로 구성되고, 상기 디지털 모델의 출력 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도인 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
5. 제4항에 있어서,
   제1 차수에서의 입력 토크의 시간 미분과 동일한 상태 변수의 시간 적분에 의해 입력 토크를 측정하는 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 모델의 상태 변수가 상기 출력 샤프트의 회전 속도를 포함하고, 상기 디지털 모델이 상기 출력 샤프트의 회전 속도의 소정 원동력을 부과하는 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 디지털 모델의 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 출력 샤프트의 회전 속도 및 입력 토크로 구성되고, 상기 디지털 모델의 출력 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도인 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 디지털 모델의 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이 및 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이의 제1 차수에서의 시간 미분으로 구성되고, 상기 디지털 모델의 출력 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도인 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 입력 토크는 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이와 동일한 상태 변수로부터 측정되며, 상기 토크 측정 방법은,
   기어박스의 활성 동력 전달비를 곱한 입력 샤프트의 회전 속도와 출력 샤프트의 회전 속도 사이의 차이에 의해 순간 변형 속도를 계산하는 단계,
   상기 순간 변형 속도의 제1 차수에서의 시간 적분을 계산하는 단계, 및
   상기 순간 변형 속도의 제1 차수에서의 시간 적분으로부터 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크를 계산하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
   토크 측정 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 입력 토크는 상기 입력 토크와 상기 변형 시스템의 탄성 변형에 의해 공제된 토크 사이의 차이의 제1 차수에서의 시간 미분과 같은 상태 변수로부터 측정되며, 상기 토크 측정 방법은,
    기어박스의 활성 동력 전달비를 곱한 입력 샤프트의 회전 속도와 출력 샤프트의 회전 속도 사이의 차이에 의해 순간 변형 속도를 계산하는 단계, 및
    상기 순간 변형 속도에 비례하는 펙터 및 상기 상태 변수 사이의 차이의 제1 차수에서의 시간 적분을 계산하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    토크 측정 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 샤프트의 회전 속도 및/또는 상기 출력 샤프트의 회전 속도를, 1/400 회전 미만, 바람직하게는 1/600 회전 미만의 각도 분해능을 갖는 물리 센서(22a, 22b, 23a, 23b, 26)로 측정하는 것을 특징으로 하는
    토크 측정 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력 샤프트에 작용하는 입력 토크에 따라 자동차의 엔진의 엔진 토크를 추정하기 위하여,
    엔진의 회전 속도를 측정하는 단계,
    입력 토크가 엔진 토크에서 공제된 비변형 회전 시스템에 의해 차량의 엔진을 시뮬레이션하는, 컴퓨터(34)에 의해 실행되는 엔진의 디지털 모델을 제공하는 단계로서, 상기 엔진의 디지털 모델이 엔진의 관성 모멘트 및 엔진의 점성 마찰 계수 및 엔진의 회전 속도와 엔진 토크를 포함하는 복수의 상태 변수를 포함하는, 제공하는 단계,
    계산된 엔진의 회전 속도를 측정된 엔진의 회전 속도로 수렴시킴으로써 연속적 순간에서의 엔진의 디지털 모델의 상태 변수를 계산하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    토크 측정 방법.
13. 제12항에 있어서,
    입력 샤프트 또는 입력 샤프트 중 하나가 전체 엔진 토크를 수신하는 지 검출하는 단계, 및
    엔진의 디지털 모델에 의해 계산된 엔진 토크(Cm)에 따라, 상기 입력 샤프트를 포함하는 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는 디지털 모델의 토션 강성 계수(kt)를 추정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    토크 측정 방법.
14. 자동차의 엔진에 연결될 수 있는 입력 샤프트(4a, 4b), 자동차의 구동륜(13)에 연결될 수 있는 출력 샤프트(7a, 7b, 11) 및 복수의 동력 전달비에 따라 각각 상기 입력 샤프트에 상기 출력 샤프트를 연결할 수 있는 복수의 동조 장치를 포함하는 기어박스(5)를 포함하는 동력 전달 체인에 적합한, 자동차의 동력 전달 체인에서 토크(Ce1, Ce2)를 측정하기 위한 측정 시스템에 있어서,
    입력 샤프트의 회전 속도를 측정할 수 있는 입력 물리 센서(22a, 22b),
    출력 샤프트의 회전 속도를 측정할 수 있는 출력 물리 센서(23a, 23b, 24, 26), 및
    토션 변형 시스템에 의해 동력 전달 체인을 시뮬레이션하는 디지털 모델을 제공하는 컴퓨터에 의해 실행되는 연산 장치(32a, 32b)로서, 상기 디지털 모델은 상기 변형 시스템의 토션 강성 계수(kt), 상기 변형 시스템의 토션 점성 감쇠 계수(lt) 및 상기 토션 변형 시스템의 순간 상태를 나타내는 복수의 상태 변수(X)를 포함하고, 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트의 회전 속도(Wp), 상기 출력 샤프트의 회전 속도(Wv), 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크(Ce), 상기 변수들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 변수들과 이들의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 배타적으로 선택되며, 상기 상태 변수는 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도, 상기 입력 샤프트 및 상기 출력 샤프트의 회전 속도의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분, 및 상기 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도와 이의 모든 차수에서의 시간 미분 및 시간 적분의 조합으로 구성되는 세트에서 선택되는 출력 변수()를 포함하는, 상기 연산 장치(32a, 32b)를 포함하며,
    상기 연산 장치는 상기 측정된 입력 샤프트 및 출력 샤프트의 회전 속도로 상기 출력 변수(

    

    )를 수렴시킴으로써 연속적 순간에서 디지털 모델의 상태 변수(X)를 계산하고, 상기 계산된 상태 변수에 따라 연속적 순간에서 상기 입력 샤프트에 작용하는 입력 토크(Ce)를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는
    토크 측정 시스템.

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