KR0152380B1 - 유압 작동식 자동 변속기의 고유온 방지 장치 - Google Patents

유압 작동식 자동 변속기의 고유온 방지 장치

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KR0152380B1 KR1019950013413A KR19950013413A KR0152380B1 KR 0152380 B1 KR0152380 B1 KR 0152380B1 KR 1019950013413 A KR1019950013413 A KR 1019950013413A KR 19950013413 A KR19950013413 A KR 19950013413A KR 0152380 B1 KR0152380 B1 KR 0152380B1
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쭈지 요시후미
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Abstract

본 발명은 유압 작동식 자동 변속기의 고유온 방지를 위하여 엔진 열부하가 엄격한 상태의 소정 시간 계속시에 엔진 토크를 감소시키는 토크 다운 제어를 행하는 하고, 운전자에 의한 액셀러레이터 가압을 촉진한다. 엔진(1), 토크 컨버터(3), 유압 작동식 자동 변속기(2)에 의해 파워 트레인을 구성하고, 엔진 토크 제어를 위하여 엔진 컨트롤러(8)를 설치한다. 엔진 컨트롤러(8)는, 센서(9~11)로부터 스로틀 개도(TVO), 엔진 회전수(Ne), 차속(V)이 입력되어서 소정의 제어 프로그램을 실행함으로써, 엔진 열부하의 과부하 상태가 소정 시간 계속된 경우, 엔진 토크를 감소시켜서 운전자에 다운 시프트 변속을 위하여 액셀러레이터 가압을 촉진하여 엔진 열부하가 심한 상태의 해소를 도모한다.

Description

유압 작동식 자동 변속기의 고유온 방지 장치
제1도는 본 발명의 제어 시스템의 기본 개념도.
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따르는 제어 시스템을 도시한 다이아그램.
제3도는 제2도의 실시예에서 엔진 컨트롤러에 의해 수행되는 엔진 토크 감소 조절용 제어 프로그램을 예시한 플로우차트.
제4도는 본 발명에 따르는 제어 시스템의 작동을 설명하는 개요도.
제5도는 본 발명을 적용할 수 있는 유압 작동식 자동 변속기의 시프트 다이아그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 유압 작동식 자동 변속기
3 : 토크 컨버터 5 : 컨트롤 밸브
6 : 시프트 밸브 7 : 유압 회로
8 : 엔진 컨트롤러(ECU) 9 : 스로틀 센서
10 : 엔진 회전수 센서 11 : 차속 센서
본 발명은 일반적으로 차량 파워 트레인용 제어 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 유압 작동식 자동 변속기의 유온 상승을 억제하여 고유온으로 되는 것을 방지하는 장치에 관한 것이다.
유압 작동식 자동 변속기의 종래예로서는, 예컨대, 닛산 자동차(주)의 「RN3F01A형 오토매틱 프랜스 액슬 정비 요령서(A261003)」에 기재된 것이 있다. 이 유압 작동식 자동 변속기는 컨트롤러 밸브 내의 시프트 밸브에 안내한 스로틀압, 거버너압 및 라인압에 대응하여 대응 변속단이 선택되어, 변속(업 시프트 변속, 다운 시프트 변속)이 행해진다. 또, 이 유압 작동식 자동 변속기는, 운전자의 컨트롤 레버 조작에 의한 셀릭트 포지션의 변경에 의해서도 변속이 행해진다.
한편, 전자 제어식 자동 변속기에 있어서는, 전자적인 지령에 대응한 각종 마찰 요소(클러치나 브레이크 등)의 선택적 체결에 의해 대응 변속단이 선택되고, 마찰 요소의 체결 해방 전환에 의해 다른 변속단에의 변속(업 시프트 변속, 다운 시프트 변속)이 행해진다. 그 변속 제어에서는 차속, 스로틀 개도등의 파라미터에 의거한 변속선도(변속맵)상에서, 당해 운전 상황에 있어서의 상기 파라미터가 변속선을 횡단했을 때, 그 변속선에 대응하는 종류의 변속이 이루어진다.
여기서, 양자를 비교하면, 유압 작동식 자동 변속기는, 상기 전자 제어식 자동 변속기의 전자적인 지령을 유압적인 지령으로 치환하여 동일한 변속 제어를 유압을 사용하여 행함으로써, 유압계만으로 구성할 수 있기 때문에 비교적 고가인 전자 회로를 필요로 하는 전자 제어식 자동 변속기에 비하여 염가로 구성 가능하며, 코스트 다운 하는데 있어 유리하다.
그러나, 유압 작동식 자동 변속기는 상기한 바와 같이 전자 제어계를 구비하고 있지 않기 때문에, 전자 제어식 자동 변속기에서는 가능했던 고유온 대책, 예컨대 유온 센서등에 의해 검출된 변속기 작동 유온에 의거하여, 유압 작동식 자동 변속기에 관한 열부하의 과부하 상태가 계속되어 고유온으로 되는 것을 회피하는 제어를 행할 수가 없다. 따라서, 유압 작동식 자동 변속기에 관한 열부하가 과부하 상태인채 계속 주행한 경우, 변속기 작동 유온이 높은 유온 상태로 되고 만다.
본 발명은, 유압 작동식 자동 변속기에 관한 열부하가 과부하 상태의 경우, 그 상태가 소정 시간 이상 계속 되지 않도록 엔진 토크를 제한하여 다운 시프트를 촉진함으로써, 변속기 작동 유온의 상승을 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 변속기 작동유가 열적으로 과부하된 상태로 소정 시간 보다 오랜 기간동안 지속하는 것을 방지하기 위해서 엔진 토크를 제한하고 다운 시프트 시킴으로써 변속기 작동 유가 과열되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다는 인식에 기초한 것이다.
간단히 말하여, 본 발명은 엔진 및 유압 작동식 자동 변속기를 구비한 차량의 파워 트레인용 제어 시스템을 제공한다. 본 발명의 제어 시스템은 엔진의 스로틀 개도를 검출하는 제1검출 수단과, 엔진 회전수를 검출하는 제2검출 수단과, 차속을 검출하는 제3검출 수단으로 이루어져 있다. 본 발명의 제어 시스템은 추가로 제1, 제2, 제3검출 수단에 접속되어 검출된 스로틀 개도, 엔진 회전수 및 차속에 의거하여 변속기에 관한 열부하가 과부하 상태인지의 여부를 판정하는 판정 수단과, 판정 수단에 접속되고 변속기가 과부하 상태로 판정된 경우에 엔진 토크를 제한하는 토크 제한 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 상기 제어 시스템에 있어서, 제1검출 수단에 의해 검출된 스로틀 개도, 제2검출 수단에 의해 검출된 엔진 회전수, 및 제3검출 수단에 의해 검출된 차속을 기초로 하여 판정 수단은 유압 작동식 자동 변속기가 열부하가 과부하되었는지 여부를 판정한다. 자동 변속기가 열부하가 과부하되었다고 판정되는 경우에는 토크 제한 수단은 엔진 토크를 제한한다. 이러한 토크 감소 제어 결과는 변속기의 열부하가 과부하된 영역으로부터 차량의 운행 상태가 운전자의 액셀러레이터 페달의 가압 또는 차속의 저하에 의해 용이하게 다운 시프트가 실현될 수 있도록 한다. 그리하여, 변속기에 관한 열부하의 과부하 상태를 조속히 해소하고, 변속기의 과열상태를 피할 수 있게 해준다.
토크 제한 수단은 다운 시프트가 일어나지 않는 범위내로 엔진 토크를 제한하도록 조절하는 것이 바람직하다. 이것은 다운 시프트 직전에 위기 상황에서 액셀러레이터 페달을 가압하거나 다운 시프트를 촉진시키기 위해 차량 속도를 감속함으로써 유압 작동식 자동 변속기의 열부하가 과부하된 상태를 신속하게 해소시키는 데에 바람직하다.
엔진 토크 제한 수단은 열부하의 과부하 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우에 엔진 토크를 제한하도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 제한 제어의 대상으로부터 일시적인 열부하의 과부하 상태를 제외하여 제어의 헌팅을 방지하는데 있어 바람직하다.
바람직하게는, 엔진 토크 제한 수단은 소정 기간동안 엔진 토크를 제한하도록 조절한다.
바람직하게는, 엔진 토크 제한 수단은 연료 공급 절단부에 적용되는 엔진 실린더의 수를 조절함으로써 엔진 토크를 제한하도록 조절한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
제1도에 따르면, 본 발명은 엔진 및 유압 작동식 자동 변속기를 구비한 차량의 파워 트레인용 제어 시스템을 제공한다. 본 발명의 시스템은 엔진의 스로틀 개도 검출 수단과, 엔진 회전수 검출 수단과, 차속 검출 수단으로 이루어져 있다. 판정 수단은 이들 검출 수단에 접속되어, 검출된 스로틀 개도, 엔진 회전수 및 차속에 의거하여 변속기에 관한 열부하가 과부하 상태인지의 여부를 판정한다. 변속기가 과부하 상태로 판정된 경우에는 토크 제한 수단은 엔진 토크를 제한하도록 제공된다.
제2도는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 제어 시스템의 배열을 도시한 것으로, 엔진(1)의 심각한 열적 부하 상태가 소정 시간동안 지속되는 경우 자동 변속기(2)의 열적 과부하를 방지할 수 있다. 엔진(1)의 추진력 또는 토크는 토크 컨버터(3)를 통해 자동 변속기(2)로 전달된다. 도시된 실시예에서, 자동 변속기(2)는 입력 회전을 선택된 속도 범위에 해당하는 기어 비율에 따라서 출력 회전으로 변경시켜 출력 새프트(4)로 전달하는 4단 변속기이다.
유압 작동식 자동 변속기의 경우 밸브 바디(5)는 변속기 캐이싱에 보존되며 그 안에 시프트 밸브(6) 및 신호 발생 회로(7)가 제공되어 있다. 신호 발생 회로(7)는 라인 압을 받아서 스로틀 압 PTH, 거버너(governor)압 PG을 발생시켜 시프트 밸브(6)에 공급한다. 업 시프트 또는 다운 시프트 기어 변경은 스로틀 압 PTH, 거버너 압 PG에 따라서 상응하는 속도 범위를 선택함으로써 자동적으로 수행할 수 있다. 또한, 기어 변경은 운전자의 조절 레버(도시되지 않음)를 조작하여 달성할 수 도 있다.
조절 밸브 바디(5)는 또한 록업 밸브(도시되지 않음)를 제공한다. 토크 컨버터(3)는 록업 밸브의 유압제어에 의해 선택적으로 토크 컨버터의 입출력 요소가 변속기 작동유를 통해 서로 접속하고 있는 컨버터 상태 및 입출력 요소가 직접 서로 접속하고 있는 록업 상태로 된다.
한편, 엔진(1)으로서는 전자 제어식 엔진을 사용하는 것으로 하고, 이 엔진(1)의 엔진 토크 제어를 위하여 엔진 컨트롤러(이하, ECU라 칭한다)(8)를 설치하고, 이 ECU(8)에는 엔진(1)의 스로틀 개도(TVO)를 검출하는 스로틀 센서(스로틀 개도 검출 수단)(9)로 부터의 신호, 엔진 회전수(Ne)를 검출하는 엔진 회전수 센서(엔진 회전수 검출 수단)(10)로부터의 신호 및, 토크 컨버터(3)의 터빈 회전수(변속기 입력 회전수)로 부터 차속(V)을 검출하는 터빈 회전수 센서(차속 검출 수단)(11)로 부터의 신호를 각각 입력한다. 또한, 본 실시예에서는 차속 검출 수단으로서 이미 설치된 터빈 회전수 센서를 사용하고 있으나, 대신에 변속기 출력 회전수 센서를 설치하도록 해도 된다.
ECU(8)는 상기 각 입력 신호에 의거하여 제4도의 제어 프로그램을 실행함으로써, 본 발명의 표적으로 하는 변속기 작동 유온의 고온 방지를 위하여 엔진 토크 제어(토크 다운 제어)를 행한다. 또한 자동 변속기(2)측에서는 상기 토크 다운 제어하고는 독립하여 도시않은 제어 프로그램을 실행함으로써 통상의 변속 제어 및 록업 제어가 행해진다.
제3도는 ECU(8)에 의해 정시 개입에 의해 소정 주기마다 반복하여 실행되는 엔진 토크 제어의 제어 프로그램을 나타내는 플로차트이다. 먼저, 스텝(51)에 있어서, 센서(9~11)로부터 스로틀 개도(TVO), 엔진 회전수(Ne), 터빈 회전수(Ne)를 각각 판독하고, 터빈 회전수(Nt)는 소정의 연산(예컨대, 당해 변속비에 대응한 정수를 곱하는 연산)에 의해 차속(V)으로 환산해 둔다. 다음의 스텝(52)에서는, TVO, Ne, Nt에 의거하여 자동 변속기(2)에 관한 열부하가 과부하 상태인지의 여부의 판정을 행한다. 제4도에 따르면, 예를 들어 압 작동식 자동 변속기의 열부하의 과부하 상태 상당 영역(a)에 해당하지 않는 상황이면 제어를 스텝(53)에 진행시키고, 과부하 상태 상당 영역(a)해당하는 상황이면 제어를 스텝(54)에 진행한다.
스텝(53)에서는, 토크 다운 플러그(FLAG td)의 ON/OFF의 판정을 행하고, OFF(토크 다운 제어 미실시)이면 제어를 스템(55) 이강에 진행시키며, ON(토크 다운 제어 실시중)이면 제어를 스텝(56)이강에 진행시킨다. 스텝(55)에서는, 타이머 플러그(FLAG timer)의 ON/OFF의 판정을 행하고, ON이면 스텝(57)에서타이머 플러그의 리셋(FLAG timer=OFF)을 행하고 나서 금회의 제어를 종료하고, OFF이면 금회의 제어를 그대로 종료한다. 또, 스텝(56)에서는 당해 토크 다운 제어 실시중의 엔진 토크를 소정 시간 유지하는 유지 지령을 행하고, 상기 소정 시간 경과후에 스텝(58)에서 토크 다운 플러그(FLAG td)의 리셋(FLAG td=OFF)을 행하고 나서 금회의 제어를 종료한다.
상기 스텝(52)의 판정에 있어서, 자동 변속기(2)에 관한 열부하가 과부하 상태 상당 영역(a)에 해당하는 상황일 때 제어가 진행되는 스텝(54)에서는, 타이머 플러그(FLAG timer=ON)인지의 여부의 판정을 행한다. 이 판정에 의해, 자동 변속기의 열부하가 과부하 상태로 전환된 직후에는, 전회의 제어 주기에 있어서 상기 스텝(57)의 실행에 의해 타이머 플러그가 리셋 되어 있기 때문에 NO로 되므로, 제어는 스텝(59)에 진행하게 된다.
스텝(59)에서는, 상기 과부하 상태의 계속 시간(T)의 계측을 개시하고, 스텝(60)에서 타이머 플러그(FLAG timer)를 ON으로 하고 나서(FLAG timer=ON), 금회의 제어를 완료한다.
상기 과부하 상태가 계속되고 있는 경우, 다음회의 제어에서는 상기 스텝(54)의 판정이 YES로 되어서 제어는 스텝(61)에 진행하게 된다. 스텝(61)에서는 상기 계속 시간(T)이 소정 시간(To)에 달했는지의 여부의 판정을 행하고, 소정 시간(To)에 달하기 까지는 본 발명의 토크 다운 제어를 실시하지 않고 금회의 제어를 그대로 종료하고, 상기 계속 시간(T)이 소정 시간(To)에 달하면, 제어를 스텝(62)이강으로 진행한다.
스텝(62)에서는 ECU(8)가 엔진(1)에 대하여 소정의 토크 다운 지령을 행하여 엔진(1)의 엔진 토크를 소정량만 감소시키고, 다음의 스텝(63)에서 엔진 회전수(Ne)의 변화가 당해 변속단으로부터 그 1단 아래의 변속단으로 다운 시프트한 경우에 상당하는 변화량으로 되었는지의 여부를 판정한다.
이 판정에 있어서 엔진 회전수(Ne)의 변화가 상기 변화량에 달하기 까지는 스텝(63)의 NO-스텝(64)-스텝(62)-스텝(63)의 루프를 반복하여 스텝(64)에서 엔진(1)의 토크 다운량을 증가시키고, 상기 변화량에 달하면 제어를 스텝(65)으로 진행시켜서 토크 다운 플러그를 ON으로 한다(FLAG td=ON).
또한, ECU(8)는, 상기 스텝(51)에 있어서 스로틀 개도 검출 수단, 엔진 회전수 검출 수단 및 차속 검출 수단에 대응하고, 스텝(52)에 있어서 과부하 상태 판정 수단에 대응하여 스텝(54~64)에 있어서, 엔진 토크 제한 수단에 대응한다.
다음에, 본 실시예의 작용을 제5도를 사용하여 설명한다.
우선, 자동 변속기(2)에 관한 열부하가 과부하 상태 상당 영역(a)에 해당하는 상황으로 되어 있지 않는 통상시에는, 제어가 스텝 51-52의 NO-53의 NO-55의 NO의 경로로 진행하게 되며, 본 발명의 토크 다운 제어는 행해지지 않는다.
그 후, 자동 변속기(2)에 관한 열부하가 과부하 상태 상당 영역(a)에 해당하는 상황이 발생하면, 제어가 스텝 51-52의 YES-54의 NO-59-60의 경로로 진행하게 되고, 상기 상황의 계속 시간(T)의 계측이 개시되며, 타이머 플러그(FLAG timer)가 ON으로 된다.
다음회의 제어주기에 있어서는, 제어가 스텝 51-52의 YES-54의 YES-61의 경로로 진행하게 되며, 스텝(61)의 판정이 YES로 되기까지는 바꾸어 말하면 상기 상황의 계속 시간(T)이 소정 시간(To)에 달하기 까지는, 본 발명의 토크 다운 제어는 행해지지 않는다.
상기 상황의 계속 시간(T)이 소정 시간(To)에 달하면, 스텝(61)이 YES로 되므로, 스텝(62)에서 본 발명의 토크 다운 제어가 실행된다. 이 토크 다운 제어는, 스텝(63)에서 엔진 회전수(Ne)의 변화가 당해 변속단으로부터 그 1단 아래의 변속단에 다운 시프트 된 경우에 상당하는 변화량에 달했다고 판정되기까지 반복하여 실행되며, 그 사이, 스텝(64)의 실행에 의해 토크 다운량이 연속적으로 증가한다.
그것에 의해, 당해 운전 상황이 제5도의 4-3 변속선 보다도 아래의 사선을 붙인 영역(전자 제어식 자동 변속기에서의 4→3 및 3→4 변속선에 포위된 영역에 상당)에 들어왔을 때, 즉 자동 변속기(2)에 관한 열부하가 과부하 상태로 되어 있기 때문에 그대로 해두면 변속기 작동 유온의 유온 상승이 커져서 고유온을 초래하는 상황일 때, 상기 토크 다운 제어의 실행에 의해 4→3 변속선의 경계 근방까지 당해 운전 상황이 변화하게 된다.
따라서, 엔진 토크의 부족을 느낀 운전자가 액셀러레이터 페달을 가 압하여 제4도에서 화살표 b 로 나타낸 바와 같이 스로틀 개도(TH)를 증가시킨 경우나, 제4도에서 화살표 c 로 나타낸 바와 같이 상기 엔진 회전수(Ne)의 저하에 수반하여 4→3 변속선을 횡단한 경우에, 다운 시프트 변속(4→3 변속)이 행해져서 열부하적으로 편안한 상태로 주행하게 된다. 그것에 의해 상기 자동 변속기(2)에 관한 열부하의 과부하 상태가 서서히 해소되게 된다. 또, 그때 유온 센서나 차속 센서의 추가를 필요로 하지 않고, 제어 로딕만을 변경하는 것으로, 극히 염가로 상기 효과를 실현할 수 있다.
그런데, 상기 토크 다운 제어와, 실제의 변속기 작동 유온의 저하는 시간적인 지연이 있으므로 스텝(52)의 판정이 No로 전환된 직 후, 제어를 스템(53)의 YES에서 스텝(56)으로 진행하여 당해 토크 다운 제어 실시중의 엔진 토크를 소정 시간 유지하는 유지 지령을 행하고, 확실하게 변속기 작동 유온을 저하시키도록 하고 있다.
또, 변속기 작동 유온을 저하시키면, 스텝(58)의 토크 다운 플러그의 리셋에 의해 제어를 스텝 53의 NO-55의 YES-57의 경로로 진행하여 타이머 플러그의 리셋을 행하고, 다음회에 상기 토크 다운 제어가 필요하게 되는 운전 상황이 생기는 경우에 대처할 수 있도록 하고 있다.
또한, 상기 토크 다운 제어로서는, 점화 리타드 제어, 연료컷 제어, 연료 공급 기통수 컷 제어등의 어느 하나를 사용할 수 있으나, 본 실시예에서는, 엔진 토크를 저하시키는 제어가 장시간에 걸칠 것을 고려하여 촉매에 대한 영향의 면에서 가장 유리한 연료 공급 기통수 컷 제어를 채용하고 있다.
이로써, 본 발명의 자동 변속기의 변속 제어 장치의 청구항 1의 구성은 상기와 같고, 과부하 상태 판정 수단은, 스로틀 개도 검출 수단이 검출한 엔진의 스로틀 개도와, 엔진 회전수 검출 수단이 검출한 엔진 회전수와, 차속 검출 수단이 검출한 차속에 의거하여, 유압 작동식 자동 변속기에 관한 열부하가 과부하 상태인지의 여부를 판정하고, 과부하 상태로 판정된 경우에는, 엔진 토크 제한 수단이 엔진 토크를 제한한다.
이것에 의해 차량의 주행 상태가 제2도에 예시하는 유압 작동식 자동 변속기의 열부하의 과부하 상태 상당 영역(a)으로부터 화살 표시 (b)(스로틀 개도의 상승) 또는 화살 표시(c)(차속의 저하)에서 예시하는 바와 같이 다운 시프트 변속선을 횡단하게 되고, 당해 다운 시프트의 결과, 유압 작동식 자동 변속기의 열부하의 과부하 상태가 조속히 해소되어, 변속기 작동 유온의 상승이 회피된다.
상기 발명의 상세한 설명으로부터 엔진 및/또는 유압 자동식 변속기의 심한 열부하 상태에서 엔진 토크를 제한함으로써 변속기 작동유가 과열되는 것을 효과적으로 방지한다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 물론 가능하다.

Claims (5)

  1. 엔진 및 유압 작동식 자동 변속기를 구비하는 차량에 있어서, 엔진의 스로틀 개도를 검출하는 제1검출 수단; 엔진 회전수를 검출하는 제2검출 수단; 차속을 검출하는 제3검출 수단; 상기 제1, 제2, 제3검출 수단에 접속되며, 검출된 스로틀 개도, 엔진 회전수 및 차속에 의거하여 유압 작동식 자동 변속기에 관한 열부하가 과부하 상태인지의 여부를 판정하는 판정 수단; 및 상기 판정 수단에 접속되고, 변속기가 과부하 상태로 판정된 경우에 엔진 토크를 제한하는 엔진 토크 제한 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 자동 변속기의 파워 트레인 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 토크 제한 수단이 다운 시프트 변속이 생기기 직전의 범위 내에서 엔진 토크를 제한하도록 함을 특징으로 하는 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 엔진 토크 제한 수단이 변속기에 관한 열부하의 과부하 상태가 소정 시간 이상으로 계속된 경우에 엔진 토크를 제한 하도록 함을 특징으로 하는 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 엔진 토크 제한 수단이 소정 시간 동안 엔진 토크를 제한하도록 함을 특징으로 하는 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 엔진 토크 제한 수단이 연료 공급을 단절하게 하는 엔진 실린더의 수를 조절함으로써 엔진 토크를 제한하도록 함을 특징으로 하는 제어 시스템.
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