KR100258046B1 - 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 엔진의 흡기 스로틀을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 차량의 회전 불안정을 나타내는 불안정량을 평가하기 위한 수단과, 차량의 횡가속도를 평가하는 수단과, 노면의 마찰계수를 평가하는 수단과, 횡가속도와 노면 마찰계수에 기초하여 구동륜쌍의 제동 한계를 평가하는 수단과, 차량의 구동륜쌍의 제동 한계와 불안정량에 기초하여 엔진의 제동 토크 한계를 평가하는 수단과, 엔진의 제동 한계에 해당하는 목표 흡기 스로틀치를 평가하는 수단과, 흡기 스로틀링이 목표 흡기 스로틀치보다 강할 때 엔진의 흡기 스로틀링을 목표 흡기 스로틀치로 감쇠시키는 수단을 포함한다.

Description

차량 엔진의 흡기 스로틀 제어 장치
본 발명은 자동차와 같은 차량의 주행 제어 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 차량의 회전 안정성 제어를 위해 차량의 엔진 흡기 스로틀을 제어하는 장치에 관한 것이다.
후륜구동 차량이 엔진 브레이크를 이용하여 고속으로 곡로를 따라 회전할 때, 차량은 중심을 향하는 횡방향 힘에 대항하여 노면에 대한 후륜 타이어 그립의 포화에 기인하여 스핀(spin)하는 경향이 있고, 한편 전륜구동 차량이 엔진 브레이크를 이용하여 고속으로 곡로를 따라 회전할 때, 차량은 중심을 향하는 횡방향 힘에 대항하여 지면에 대한 전륜의 타이어 그립의 포화에 기인한 드리프트-아웃(drift-out)하는 경향이 있다는 것은 차량의 주행 안정성 제어기술에서는 공지된 바이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 출원과 동일인에 의해 출원된 일본 특개소 제 64-87844호에는 구동륜의 미끄럼이 차량의 엔진 브레이크 주행 도중에 검출될 때, 연료차단이 해제되도록 차량 엔진의 연료 공급 시스템을 제어하기 위한 것이 제안되어 있다. 이러한 종래 기술에 따라, 엔진 회전속도가 차량 운행 도중 소정의 임계치를 넘어 증가하고 흡기 스로틀 밸브가 완전히 폐쇄되면, 연료 공급 시스템은 엔진 브레이크 효과를 증가시키고 대기로의 연료 성분 방출을 감소시키기 위해 확실하게 차단된다. 연료차단의 해제는 차량이 하드 엔진 브레이크로 인해 슬립하는 경향이 있을 때 연료 공급 시스템의 이와 같은 완전한 차단을 해제하는 것이다.
본 발명은 하드 엔진 브레이크로 인한 노면상에서 구동륜의 미끄러짐에 의해 주행거동이 불안정하게 되는 것을 방지하며 유지하기 위해 차량의 엔진 브레이크 감쇠의 개념을 발전시키기 위한 것으로, 엔진 브레이크의 감쇠는 그 필요 최소값으로 되도록 조절되므로, 차량의 운전 편리성의 추가적 개선을 위해 엔진 브레이크 효과의 돌발적인 변화를 피할 수 있고, 한편 엔진 브레이크 동작 시간을 통해 적분되는 바와 같은 대기로의 연료성분 방출을 억제하고, 상기 엔진 브레이크 감쇠 트리밍은 차량의 전구동기간을 통해 차량의 주행거동의 안정과 불안정사이의 임계 영역을 추종하도록 행해진다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차체와 차체를 지지하는 수 쌍의 전륜 및 후륜을 가지는 차량의 엔진 흡기 스로틀을 제어하는 장치를 제안하며, 상기 적어도 전륜쌍 또는 후륜쌍은 엔진에 의해 구동되는 구동륜이며, 상기 흡기 스로틀 제어 장치는, 차량의 회전 불안정을 나타내는 불안정량을 평가하는 수단과, 차량의 횡가속도를 평가하는 수단과, 노면의 마찰계수를 평가하는 수단과, 횡가속도와 노면의 마찰계수에 기초하여 구동륜쌍의 제동 한계를 평가하는 수단과, 상기 구동륜쌍의 제동 한계와 상기 불안정량에 기초하여 엔진의 제동 토크 한계를 평가하는 수단과, 상기 엔진의 제동 토크 한계에 대응하는 목표 흡기 스로틀치를 평가하는 수단과, 흡기 스로틀링이 상기 목표 흡기 스로틀치보다 강할 때 엔진의 흡기 스로틀링을 상기 목표 흡기 스로틀치로 감쇠시키는 수단을 포함한다.
차량의 엔진이 상기 구조의 장치에 의해 엔진 스로틀 제동 흡기 스로틀링이 제어될 때, 회전주행 중에 하드 엔진 브레이크로 인해 차량이 스핀 또는 드리프트 아웃되려하면, 흡기 스로틀 밸브는 차량의 회전거동의 안정과 불안정사이의 임계영역을 추종하기 위해 연속적으로 변하는 필요 최소량에 의해 완전 폐쇄 상태로부터 개방되므로, 차량의 회전 중 차량의 회전 안정성을 희생시키지 않으면서 엔진 브레이크의 최소 이용을 보장한다.
차량이 후륜쌍이 엔진에 의해 구동될 때, 상기 불안정량 평가 수단은 차량의 스핀 경향을 나타내는 스핀량을 상기 불안정량으로서 평가할 수도 있다.
차량이 전륜쌍이 엔진에 의해 구동될 때, 상기 불안정량 평가수단은 차량의 드리프트 아웃 경향을 나타내는 드리프트 아웃량을 상기 불안정량으로서 평가할 수도 있다.
흡기 스로틀 제어 장치는 구동륜쌍 중 적어도 하나의 미끄럼률을 평가하는 수단과, 상기 적어도 하나의 구동륜의 미끄럼률이 평가된 임계치보다 클 때에만 상기 흡기 스로틀링 감쇠 작동을 허용하기 위해 상기 흡기 스로틀링 감쇠 수단을 개폐하는 수단을 추가적으로 포함할 수도 있다.
흡기 스로틀 제어 장치는 엔진 출력 토크를 평가하는 수단과, 엔진 출력 토크가 음일 때에만 상기 흡기 스로틀 감쇠 동작을 허용하기 위해 상기 흡기 스로틀링 감쇠수단을 개폐하는 수단을 추가적으로 포함할 수도 있다.
흡기 스로틀 제어 장치는 차량 풋 브레이크 시스템의 작동을 탐지하는 수단과, 상기 풋 브레이크 시스템 작동 탐지 수단이 풋 브레이크 시스템의 작동을 탐지하지 않을 때에만 상기 흡기 스로틀링 감쇠 동작을 허용하기 위해 상기 흡기 스로틀링 감쇠 수단을 개폐하는 수단을 추가적으로 포함할 수도 있다.
제1도는 본 발명의 장치에 의해 사용되는 데이터를 얻기 위해 여러 가지 센서가 차량에 설치된 본 발명에 따른 엔진 흡기 스로틀 제어 장치의 개략도.
제2도는 본 발명에 따른 장치에 의해 수행되는 전체 제어 동작을 나타내는 메인루틴 플로차트.
제3도는 제2도의 메인루틴 스텝 20에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제4도는 제2도의 메인루틴 스텝 40에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제5도는 제2도의 메인루틴 스텝 50에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제6도는 제2도의 메인루틴 스텝 60에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제7도는 제2도의 메인루틴 스텝 60에서 실행되는 다른 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제8도는 제2도의 메인루틴 스텝 70에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제9도는 제2도의 메인루틴 스텝 90에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제10도는 제2도의 메인루틴 스텝 100에서 실행되는 서브루틴을 나타내는 플로차트.
제11도는 코너링포스(CF), 스티어링 복원 모멘트(SAM), 노면의 마찰계수(μ) 사이의 관계를 나타내는 3차원 맵의 사시도.
제12도는 토크 계수(Ft)와 토크 컨버터 슬립율(Rc) 사이의 관계를 나타낸 맵.
제13도는 제동 한계 인자(Fd)와 스핀량(SQ) 사이의 관계를 나타낸 맵.
제14도는 제동 한계 인자(Fd)와 드리프트-아웃량(DQ) 사이의 관계를 나타낸 맵.
제15도는 목표 엔진 토크(Tet), 엔진 회전수(Ne) 및 목표 스로틀 개방량(Φspc) 사이의 관계를 나타낸 맵.
제16도는 정상 스로틀 개방량(Φnor)과 가속 페달 눌림량(Dacc) 사이의 관계를 나타낸 맵.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 내연 엔진 12 : 토크 컨버터
14 : 트랜스미션 16 : 추진축
18 : 차동기어 24 : 스티어링 휠
26 : 파워 스티어링 장치 30 : 스로틀 밸브
34 : 엔진 제어 장치
첨부도면을 참조하여 본 발명을 최선의 실시예에 대하여 설명한다.
제1도에는, 내연 엔진(10), 토크 컨버터(12), 트랜스미션(14), 추진축(16), 차동기어 장치(18), 후좌차축(20L), 후우차축(20R), 좌전륜(22FL), 우전륜(22FR), 좌후륜(22RL), 후우륜(22RR), 스티어링 차륜(24), 파워 스티어링 장치(26), 좌타이로드(28FL), 우타이로드(28FR), 스로틀 밸브(30), 스로틀 밸브 액튜에이터(32) 및, 액튜에이터(32)를 통해 스로틀 밸브(30)를 제어하는 엔진 제어 장치(34)를 가지는 후륜 구동 자동차의 통상적인 구조로, 모터 구동 차량, 즉 자동차를 개략적으로 도시하였다. 엔진 제어 장치(34)는 본 발명에 따른 엔진 흡기 스로틀을 제어하는 장치의 주요부이다. 물론, 도면에 도시하지 않은 차체는 도면에 도시되지 않은 각 서스펜션 시스템을 통해 4개의 차륜(22FL - 22RR)에 의해 지지된다.
엔진 제어 장치(34)에는 작동 인자, 예를 들면 요동률 센서(38)로부터의 요동률(γ), 전좌, 전우, 후좌, 후우륜의 차륜 속도 센서(40i; i = fl, fr, rl, rr) 로부터의 네 개의 차륜의 차륜 속도(Vwi), 횡가속도 센서(42)로부터의 횡가속도(Gy), 토크 컨버터 출력 회전 속도 센서(44)로부터의 토크 컨버터 출력 회전 속도(Nto), 이동 위치 센서(46)로부터의 트랜스미션(14)의 이동 위치(St), 엔진 회전 속도 센서(48)로부터의 엔진 회전 속도(Ne), 조타 토크 센서(50)로부터의 조타 토크(Ts), 조타 압력 센서(52)로부터의 파워 스티어링 장치(26)의 좌우 실린더 유압(Pr, Pl), 흡기 유량 센서(54)로부터의 흡기 유량(Af), 다기관 압력 센서(56)로부터의 흡기 다기관 압력(Pin), 가속 페달 누름 센서(58)로부터의 도면에 도시하지 않은 가속 페달의 눌림량(Dacc), 제동 스위치(60)로부터의 제동 동작 신호(Br), 및 조타각 센서(62)로부터의 조타각(δ)이 공급된다.
제1도에는 도시되지 않았지만, 엔진 제어 장치(34)는 중앙처리장치, 리드 온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 입력 포트 수단, 출력 포트 수단 및 이들 요소를 상호 접속하는 버스 수단을 가진 표준 구조의 마이크로 컴퓨터를 구비한다. 상기 센서로부터의 정보 신호는 일반적으로 마이크로 컴퓨터의 입력 포트 수단을 통해 엔진 제어 장치(34)에 입력된다.
본 발명에 따른 흡기 스로틀 제어 장치는 엔진 제어 장치(34)와 센서(38 내지 62)로 구성되고, 이들 중 몇 개는 필수적인 것이며, 나머지 몇 개는 장치의 동작을 보다 양호하게 하기 위해 설치되는 것이다.
본 발명에 따른 흡기 스로틀 제어 장치의 기능적 구성은 실제로는 이 기술분야에서는 공지인 엔진 제어 장치(34)의 마이크로 컴퓨터 내에 합체된 전자프로그램이므로, 본 발명의 흡기 스로틀 제어 장치의 구성은 제2도 내지 제16도를 참조하여 그 제어 동작 형태로 기술한다.
제2도는 본 발명의 흡기 스로틀 제어 장치에 의해 수행되는 전체 동작을 플로차트의 형태로 나타낸다. 이 기술분야에서는 잘 알려져 있는 바와 같이, 상기 플로차트에 따른 제어 동작은 도면에 도시되지 않은 차량의 엔진 점화 스위치의 폐쇄와 함께 개시되고 차량의 작동 전체를 통해 수 십 마이크로초의 주기로 주기적으로 반복된다.
장치가 기동될 때, 스텝 10에서 신호는 장치에 합체된 프로그램에 의해 결정된 계획에 따라 상기 여러 가지 센서로부터 판독된다. 이후 스텝 20에서, 노면의 마찰계수(μ)가 제3도에 나타낸 서브루틴에 따라 평가된다. 노면의 마찰계수를 평가하기 위해 다양한 방법이 제안되어 왔다. 제3도에 도시된 방법은 본 출원과 동일 양수인에 의해 출원된 일본 특허공개 제 평6-221968호에 상세히 기재되어 있다. 상기 방법에 따르면, 스텝 21에서, 조타 회전 모멘트(SAM)는 하기 식에 의해, 조타 시스템의 기어비(N), 조타 토크 센서(50)로부터 얻어진 조타 토크(Ts), 조타 압력 센서(52)로부터 얻어진 파워 스티어링 장치(26)의 좌우 유압(Pr,Pl) 및, 적합한 비례 인자(K)에 기초하여 연산된다:
SAM = N × Ts + K(Pr - Pl)
스텝 22에서, 코너링 포스(CF)는 차체의 중심으로부터 후차축의 거리(Lr), 차체의 무게(m), 횡가속도 센서(42)로부터 얻어진 횡가속도(Gy), 차체의 관성모멘트(I), 요동률 센서(38)로부터 얻어진 요동률(γ)의 시간에 대한 미분, 및 차량의 차륜 베이스(L)에 기초하여 하기 식에 의해 연산된다:
CF = (Lr × m × Gy + I × dγ/dt) / L
스텝 23에서, 연산된 코너링 포스(CF) 의 절대치가 소정의 하한치(CFl)와 상한치(CFu) 사이인지 판정된다. 이 기술분야에서는 주지인 바와 같이, 차량의 회전 방향에 의존하는 인자는 차량이 좌회전할 때 양(positive)으로, 차량이 우회전할 때 음(negative)으로 표현된다. 스텝 24에서, CF와 SAM의 절대치에 기초한 제11도에 도시된 것과 같은 맵을 참조하여, 노면의 마찰계수(μ)가 평가된다. 스텝 23에 의한 선택은, 스텝 22에 나타낸 것과 같이 연산에 의해 평가된 절대치가 제11도의 맵 상에서 판독가능한 영역에 있으면, 마찰계수(μ)는 맵으로부터 읽어낼 수 있고, 한편 스텝 22에 따라 연산된 코너링 포스가 시간 불규칙성에 기인하여 있을 수 있는 제11도의 맵에서 판독가능한 영역 밖에 있으면, 마찰계수 평가의 갱신은 다음 사이클 동안 우회된다. 또한 이 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, 프로세스가 제어 동작의 개시 후 개시 사이클에서 스텝(24)을 우회해야 할 때, 1.0과 같은 μ에 대해 적합한 초기값이 설정될 수도 있다.
제2도의 메인루틴으로 돌아가면, 스텝 30에서, 상기와 같이 얻어진 노면 마찰 계수(μ)와 횡가속도 센서(42)로부터 얻어진 횡가속도(Gy)에 기초하여, 제동 한계(Gd)는 하기와 같이 연산된다:
Gd = (μ2- Gy2)1/2
제동 한계(Gd)는 엔진 브레이크의 작용 하에서 구동륜에서의 제동효과의 이용가능성을 나타내는 인자이다. 이 기술분야에서 잘 알려진 것과 같이, 차륜에서 이용가능한 최대 타이어 그립은 노면 마찰계수(μ)와 특정 차륜 상에 부여된 차체의 전체 무게의 몫에 대응하는 수직 하중과의 곱으로 표현된다. 한편, 횡가속도(Gy)에 의해 차륜에 작용하는 횡방향 힘은(Gy)와 특정 차륜에 분포된 차체의 전체 무게의 몫과의 곱이다. 따라서, μ와 부하 몫과의 곱으로 표현된 타이어 그립 포스가 Gy와 무게 몫과의 곱에 대응하는 횡방향 벡터 포스로 나누어지는 것을 고려하면, Gd는 차륜의 제동에 의해 이용할 수 있는 최대 길이방향 벡터 포스를 나타낸다.
스텝 40에서, 구동륜의 미끄럼률(Swd)은 제4도에 나타낸 서브루틴에 따라 하기와 같이 연산된다:
스텝 41 및 스텝 42에 있어서, 전좌 및 전우륜 속도의 평균치와 후좌 및 후우륜 속도의 평균치는 다음에 의해 연산된다:
Vwf = (Vfl + Vfr)/2
Vrw = (Vrl + Vrr)/2
스텝 43에서, 차량이 후륜구동 차량인가 또는 전륜구동 차량인가에 따라, 구동륜의
미끄럼률(Swd)은 하기와 같이 연산된다:
Swd = (Vwr - Vwf)/Vwf 후륜구동에 대하여,
Swd = (Vwf - Vwr)/Vwf 전륜구동에 대하여.
그러나, 엔진 제동 구동륜은 그에 가해지는 약한 수직하중 때문에 회전시 내측에서 작용하는 구동륜 중 하나에 미끄럼이 생기기 쉽게 되므로, 차륜 미끄럼률은 회전시 내측에서 작용하는 구동륜의 차륜 속도와 구동륜의 차륜 속도에 대한 구동륜의 차륜 속도와의 차이의 비로서 연산된다.
제2도의 메인루틴으로 되돌아가면, 스텝 50에서 구동륜의 제동 토크(Tc)는 하기와 같이 제5도의 서브루틴에 따라 평가된다.
제5도를 참조하면, 스텝 51에서, 트랜스미션 기어비(Rt)는 트랜스미션의 현재 이동 위치에 따라 연산된다. 스텝 52에서, 토크 컨버터 미끄럼률(Rc)은 엔진 회전 속도 센서(48)로부터 얻어진 엔진 회전속도(Ne)와 토크 컨버터 출력 회전 속도 센서(44)로부터 얻어진 토크 컨버터 출력 회전 속도(Nto)에 기초하여 하기와 같이 연산된다:
Rc = (Ne - Nto)/Ne
스텝 53에서, 제12도에 나타낸 것과 같은 맵을 참조하면, 토크 계수(Ft)는 토크 컨버터 미끄럼률(Rc)에 기초하여 연산된다. 엔진 제동 작동 조건에서 Nto는 Ne 보다 크기 때문에, Rc는 음이며, 따라서 토크 계수(Ft)는 음의 값이다. 스텝 54에서, 구동륜의 제동토크(Tc)는 Ft, Nto 및 Rt에 기초하여 하기와 같이 연산된다:
Tc = -Ft × Nto2× Rt
상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 토크 계수(Ft)는 토크 컨버터 출력 회전 속도와 트랜스미션 기어비의 2제곱에 기초하여 구동륜의 토크를 평가하기 위한 계수이다.
제2도의 메인루틴으로 되돌아가면, 스텝 60에서, 불안정량(SQ 또는 DQ)은 차량이 후륜구동 차량 또는 전륜구동 차량인가에 따라 제6도의 서브루틴 또는 제7도의 서브루틴에 따라 연산된다.
후륜구동 차량에 적용된 제6도를 참조하면, 스텝 61에서 횡방향 슬라이드 가속도(Vyd)는 횡방향 가속도 센서(42)로부터 얻어진 횡가속도(Gy)와 요동률 센서(38)로부터 얻어진 요동률(γ)과 차륜 속도 센서(40i)로부터 얻어진 차륜 속도(Vwi)로부터 구할 수 있는 차량 속도(V)와의 곱과의 차로서, 예를 들면 Vyd = Gy - γ × V에 의해 연산된다. 스텝 62에서, 차체의 미끄럼각(β)은 Vd의 시간 적분으로 구할 수 있는 차체의 횡방향 슬라이드 속도(Vy)와 차체의 종방향 속도(Vx), 즉 차량 속도의 비로서, 예를 들면 β = Vy/Vx 로서 연산된다. 스텝 63에서, 여기서 스핀값(SV)이라고 하는 인자는 적절한 비례율(K1, K2)을 다음과 같이 취함으로써 연산된다:
SV = K1 × β + K2 × dβ/dt
대안적으로는, 스핀값(SV)은 차체 미끄럼각(β)과 횡방향 슬라이드 가속도(Vyd)의 선형 합으로서 평가될 수 있다.
스텝 64에서, 여기서 스핀량(SQ)이라고 하는 인자는 차량이 좌회전하고 SV의 값이 양일 때 SQ는 SV와 동일해지고, 한편 차량이 좌회전하고 SV의 값이 음일 때, SV은 영이 되도록 연산된다. 동일하게, 차량이 우회전하고 SV의 값이 음일 때 SV는 SV의 절대치로 되고, 한편 차량이 우회전하고 SV의 값이 양일 때 SQ는 영이다. 상기 정의로부터 명백한 것과 같이, 스핀량(SQ)은 그 크기에 의해 차량이 좌 또는 우회전 시 스핀하는 경향을 나타내며, SQ의 값이 클 수록 차량은 더욱 스핀하는 경향이 있음을 나타낸다.
차량이 전륜구동 차량일 때, 제2도의 메인루틴의 스텝 60에서의 불안정량은 제7도의 서브루틴에 따라 연산된다. 제7도를 참조하면, 표준 요동률(γ)은 하기와 같이 연산된다:
먼저, 차륜 속도 센서(40i)로부터 얻어진 차륜 속도(Vwi)로부터 구할 수 있는 차량 속도(V), 조타각 센서(62)로부터 구할 수 있는 실제 조타각(δ), 차량의 차륜 베이스(L)와 적합한 비례인자(Kh)에 기초하여, 기본 요동률(γc)이 하기와 같이 연산되고, 다음에 거기에 시간 지연 변화를 가함으로써, 표준 요동률(γ)이 하기와 같이 연산된다:
γc = V × δ/(1 + Kh × V2) × L
γt = γc/(1 + T × s)
스텝 67에서, 여기서 드리프트 아웃량(DV)라고 불리우는 인자는 표준 요동률(γt)과 요동률 센서(38)에 의해 검출된 실제 요동률(γ) 사이의 차이값으로서, 또는 상기 차이값과 차량 속도에 대한 차륜 베이스의 비를 곱한 값으로서 연산되며, 하기와 같다:
DV = γt - γ
DV = (γt - γ) × L/V
스텝 68에서, 여기서 드리프트 아웃량(DV)이라고 불리우는 인자는, 차량이 좌회전하고 DV가 양일 때, DQ은 DV와 같고, 한편 차량이 좌회전하고 DV가 음일 때, DQ는 영으로 되도록 연산한다. 동일하게, 차량이 우회전하고 DV가 음일 때, DQ는 DV의 절대값과 동일하게 되고, 한편 차량이 우회전하고 DV가 양일 때, DQ는 영으로 되게 한다.
제2도의 메인루틴으로 돌아가면, 스텝 70에서, 구동륜의 목표 브레이크 토크(Tt)는 제8도에 도시된 서브루틴에 따라 하기와 같이 연산된다:
제8도를 참조하면, 스텝 71에서, 제동 한계 인자(Fd)는 차량이 후륜구동 차량 또는 전륜구동 차량인가 여부에 따라 제13도에 도시된 것과 같은 맵 또는 제14도에 도시된 맵에 따라 연산된다. 즉, 차량이 후륜구동 차량일 때, 제동 한계인자(Fd)는 스핀량(SQ)의 크기에 기초하여 제13도의 맵으로부터 얻어지고, 한편 차량이 전륜구동 차량이면, 제동 한계 인자(Fd)는 드리프트 아웃량(DQ)의 크기에 기초하여 제14도의 맵으로부터 얻어진다. 스텝 72에서, 목표 제동 토크(Tt)는 Fd와 제2도의 메인루틴의 스텝 30에서 얻어진 제동 한계(Gd)와의 곱으로서 연산되며 다음과 같다.
Tt = Fd × Gd
전술한 것으로부터 명백한 바와 같이, 목표 제동 토크(Tt)는 후륜구동 차량의 경우에서의 스피닝 또는 전륜구동 차량의 경우에서의 드리프트 아웃에 대항하여 차량의 안정성을 확보하는 한계 내의 토크량에서 구동륜의 허용가능한 엔진 제동의 최대 크기를 나타낸다.
제2도의 메인루틴으로 돌아가면, 스텝 80에서 한계 미끄럼률(Swdm)은 목표 제동 토크(Tt)와 비례인자(Cs)에 비례하는 값으로서 다음에 의해 연산된다:
Swdm = Cs × Tt
한계 미끄럼률(Swdm)은 스핀 또는 드리프트 아웃을 일으키지 않는 현재 스핀량 또는 드리프트 아웃량에 부합하도록 하는 구동륜의 미끄럼률(Swd)에 대한 최대값을 나타낸다.
스텝 90에서, 목표 스로틀 개방량(Φspc)은 제9도에 도시된 서브루틴에 따라 하기와 같이 연산된다:
제9도를 참조하면, 스텝 91에서, 목표 엔진 브레이크 토크(Tet)는 스텝 70에서 얻어진 목표 브레이크 토크(Tt)와 제51도의 스텝 51에서 얻어진 트랜스미션 기어 비(Rt)에 기초하여 다음에 의해 연산된다:
Tet = Tt/Rt
스텝 92에서, 목표 스로틀 개방량(Φspc)은 목표 엔진 브레이크 토크(Tet)와 엔진 회전 속도 센서(48)로부터 얻어진 엔진 회전 속도(Ne)에 기초하여 제15도에 도시된 것과 같은 맵을 참조하여 얻어진다. 목표 스로틀 개방량(Φspc)은 엔진이 현재 엔진 회전 속도(Ne)로 회전하고 있는 동안 목표 엔진 제동 토크(Tet)를 제공하는 엔진의 스로틀 개방량을 나타낸다.
제2도의 메인루틴으로 돌아가면, 스텝 100에서, 스로틀 개방량 증가 제어를 행하기 위한 조건은 제10도의 서브루틴에 따라 하기와 같이 판정된다:
제10도를 참조하면, 스텝 101에서, 브레이크 스위치(60)로부터 얻어진 브레이크 신호(Br)에 따라 브레이크 페달을 누르는 운전자에 의해 차량이 제동되는지의 여부가 판정된다. 운전자가 브레이크 페달을 누름으로써 차량이 제동되고 있으면, 본 발명에 따른 흡기 스로틀 제어는 실행되지 않고, 풋 브레이크 시스템에 의한 차량의 제동 중에는 차체와 차륜의 미끄럼률을 정확히 평가하는 것이 곤란하다. 따라서, 스텝 101에서 응답이 YES이면, 제어는 스텝 107로 이행하고, 본 발명에 따른 장치에 의한 제어동작을 실행하지 않도록 플래그(flag; Fs)는 영으로 설정된다.
스텝 101에서 응답이 NO이면, 스텝 102에서 스핀량(SQ)이 판정된 임계치(SQo)보다 큰가 또는 드리프트 아웃량(DQ)이 판정된 임계치(DQo)보다 큰가의 여부가 판정된다. 스텝 102에서 응답이 NO이면, 이와 같은 차량 조건에서는 본 발명에 따른 엔진 스로틀 제어 동작을 할 필요가 없기 때문에, 제어는 또한 스텝 107로 이행한다.
스텝 102에서 응답이 YES이면, 제어는 스텝 103으로 진행하고, 메인루틴의 스텝 40에서 얻어진 구동륜의 미끄럼률(Swd)이 메인루틴의 스텝 80에서 얻어진 한계 미끄럼률(Swdm)보다 큰가의 여부가 판정된다. 응답이 NO이면, 이와 같은 차량의 운전 조건에서 본 발명에 따른 엔진 스로틀 제어를 실행할 필요가 없기 때문에, 제어는 또한 스텝 107로 진행한다.
스텝 103에서 응답이 YES이면, 제어는 스텝 104로 진행하고, 제동 토크(Tc)가 메인루틴의 스텝 70에서 얻어진 목표 제동 토크(Tt)보다 큰가의 여부를 판정한다. 응답이 YES이면 현재 제동 토크(Tc)를 목표 제동 토크(Tt)로 감소시킬 여유가 있고, 반면에 응답이 NO이면 현재 제동 토크(Tc)를 목표 제동 토크(Tt)로 감소시킬 여유가 없으며, 즉, 본 발명에 따른 장치에 의해 흡기 스로틀링 감쇠 제어를 실행할 여유가 없다. 그러므로, 제어는 스텝 104에서 응답이 YES인가 NO인가의 여부에 따라 스텝 105로 이행하거나 또는 스텝 107로 이행한다.
스텝 105에서는, 제8도의 스텝 73에서 연산된 엔진 출력 토크(Te)가 0보다 작은가의 여부가 판정된다. 이것은 엔진 제동의 감쇠에 의해 차량의 스피닝 또는 드리프트 아웃을 억제하기 위한 본 발명에 따른 장치에 의한 제어가 의미를 갖도록 엔진이 엔진 제동 조건에서 동작하는가를 최종확인하는 스텝이다. 응답이 NO이면, 제어는 스텝 107로 진행한다. 스텝 105에서 응답이 YES이면 제어는 스텝 106에 최종적으로 도달하고, 플래그(Fs)는 1로 설정된다.
제2도의 메인루틴으로 돌아가면, 스텝 110에서, 플래그(Fs)가 1인가의 여부가 판정된다. 응답이 YES이면, 제어는 스텝 120으로 진행하고, 흡기 스로틀 개방량(Φ)은 스텝 90에서 얻어진 목표 스로틀 개방량(Φspc)으로 설정된다. 전술한 것으로부터 명백한 바와 같이, 스로틀 개방량(Φ)이 Φspc로 설정됨으로써, 흡기 스로틀은 SQo 또는 DQo로 정의된 트리밍 경계 내에서 가능한 한 높게 엔진 브레이크 효과를 유지하면서 스핀량(SQ) 또는 드리프트 아웃량(DQ)이 임계값(SQo 또는 DQo) 이하로 되돌아 가도록 엔진 제동을 감쇠시키기 위해 최소 이동에 의해 개방될 것이다. 스핀량(SQ) 또는 드리프트 아웃량(DQ)를 참조하여 제13도 및 제14도의 맵을 기초로 목표 스로틀 개방량(Φspc)이 연산되므로, 목표 스로틀 개방량(Φspc)이 스핀 또는 드리프트 아웃에 대해 차량의 현재 신뢰도에 따라 항상 결정된다. 그러므로, 목표 스로틀 개방량(Φspc)은 스핀 또는 드리프트 아웃에 관한 안정 및 불안정 사이의 경계를 추적하기 위해 항상 평가된다. 이와 같은 폐쇄 트리밍 제어에 있어서, 목표 스로틀 개방량(Φspc)이 영역의 큰 쪽으로부터 벗어나면, 스핀량(SQ) 또는 드리프트 아웃량(DQ)은 SQo 또는 DQo보다 커지게 되는 것이 멈출 것이므로, 제어는 흡기 스로틀 제어를 해제하는 스텝 107로 이행하고, 스핀 또는 드리프트 아웃을 유도하는 주행 조건이 그대로 유지되면, SQ 또는 DQ는 증가하는 쪽으로 이동할 것이다. 이에 의해, 스텝 90에서의 목표 스로틀 개방량(Φspc)의 연산과 관련하여 선택적으로 스텝 102로 이행하지만, 차량의 주행거동의 안정과 불안정 사이의 경계를 추종하도록 엔진 흡기 스로틀 조정을 위한 자동 피드백 제어가 수행된다.
스텝 110에서 응답이 NO일 때, 제어는 스텝 130으로 진행하고, 스로틀 개방량(Φ)은 차량의 정상 운전을 확보하기 위해 운전자에 의한 가속 페달의 눌림량(Dacc)에 기초하여 제16도에 도시된 것과 같은 맵에 따라 정상 스로틀 개방량(Φnor)으로 설정된다.
스텝 140에서, 엔진 제어 장치(34)는 스로틀 개방량(Φspc 또는 Φnor)에 따라 액튜에이터(32)를 작동시킨다.
이상, 최선의 실시예를 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하였으나, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 하드 엔진 브레이크로 인한 노면상에서 구동륜의 미끄러짐에 의해 주행거동이 불안정하게 되는 것을 방지하기 위해 차량의 엔진 브레이크 감쇠의 개념을 발전시키며, 엔진 브레이크의 감쇠는 그 필요 최소값으로 조절되므로 차량의 운전 편리성의 추가적인 개선을 위한 엔진 브레이크 효과의 돌발적인 변화를 피할 수 있으며, 한편 엔진 브레이크 동작 시간을 통해 적분되는 바와 같은 대기로의 연료성분 방출을 억제하고, 상기 엔진 브레이크 감쇠 트리밍은 차량의 전 구동기간을 통해 차량의 주행거동의 안정과 불안정사이의 임계 영역을 추종하도록 행해질 수 있다.
차량의 엔진이 상기 구조의 장치에 의해 엔진 스로틀 제동 흡기 스로틀링이 제어될 때, 회전주행 중에 하드 엔진 브레이크로 인해 차량이 스핀 또는 드리프트 아웃되려하면, 흡기 스로틀 밸브는 차량의 회전거동의 안정과 불안정사이의 임계영역을 추종하기 위해 연속적으로 변하는 필요 최소량에 의해 완전 폐쇄 상태로부터 개방되므로, 차량의 회전 중 차량의 회전 안정성, 즉 운전 편리성을 희생시키지 않으면서 엔진 브레이크의 최소 이용을 보장한다.
전술한 것으로부터 명백한 바와 같이, 목표 제동 토크는 후륜구동 차량의 경우에서의 스피닝 또는 전륜구동 차량의 경우에서의 드리프트 아웃에 대항하여 차량의 안정성을 확보하는 한계 내의 토크량에서 구동륜의 허용가능한 엔진 제동의 최대 크기를 나타내며, 따라서 전륜 구동 차량에서의 드리프트-아웃 및 후륜 구동 차량에서의 스피닝 방지는 물론 편안한 운전 조건을 위한 최적의 엔진 브레이크 제어를 제공한다.

Claims (6)

  1. 차체와 상기 차체를 지지하는 수 쌍의 전륜 및 후륜을 가지는 차량의 엔진 흡기 스로틀을 제어하며, 적어도 상기 전륜쌍 또는 후륜쌍은 엔진에 의해 구동되는 구동륜인, 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어장치에 있어서, 차량의 회전 불안정을 나타내는 불안정량을 평가하는 수단과, 차량의 횡가속도를 평가하는 수단과, 노면의 마찰계수를 평가하는 수단과, 상기 횡가속도와 상기 노면의 마찰계수에 기초하여 상기 구동륜쌍의 브레이크 한계를 평가하는 수단과, 상기 구동륜쌍의 브레이크 한계와 상기 불안정량에 기초하여 엔진의 브레이크 토크 한계를 평가하는 수단과, 상기 엔진와 브레이크 토크 한계에 대응하는 목표 흡기 스로틀치를 평가하는 수단 및, 흡기 스로틀링이 상기 목표 흡기 스로틀치보다 강할 때 엔진의 흡기 스로틀링을 상기 목표 흡기 스로틀치로 감쇠시키는 수단을 포함하는, 차량 엔진 흡기 스로틀 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 차량은 후륜쌍이 엔진에 의해 구동되고, 상기 불안정량 평가 수단은 차량의 스핀 경향을 나타내는 스핀량을 상기 불안정량으로서 평가하는, 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 차량은 전륜쌍이 엔진에 의해 구동되고, 상기 불안정량 평가수단은 차량의 드리프트 아웃 경향을 나타내는 드리프트 아웃량을 상기 불안정량으로서 평가하는, 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 흡기 스로틀 제어 장치는 상기 구동륜쌍 중 적어도 하나의 미끄럼률을 평가하는 수단과, 상기 적어도 하나의 구동륜의 미끄럼률이 결정된 임계치보다 클 때에만 상기 흡기 스로틀링의 감쇠 동작을 허용하기 위해 상기 흡기 스로틀링 감쇠 수단을 개폐하는 수단을 추가적으로 포함하는, 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 흡기 스로틀 제어 장치는 엔진 출력 토크를 평가하는 수단과, 엔진 출력 토크가 음일 때에만 상기 흡기 스로틀링 감쇠 동작을 허용하기 위해 상기 흡기 스로틀링 감쇠수단을 개폐하는 수단을 추가적으로 포함하는 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차량은 풋 브레이크 시스템을 갖추며, 상기 흡기 스로틀 제어 장치는 풋 브레이크 시스템의 동작을 검출하는 수단과, 상기 풋 브레이크 시스템 동작 검출 수단이 풋 브레이크 시스템의 동작을 검출하지 않을 때에만 상기 흡기 스로틀링 감쇠 동작을 허용하기 위해 상기 흡기 스로틀링 감쇠 수단을 개폐하는 수단을 추가적으로 포함하는, 차량 엔진의 흡기 스로틀 제어장치.
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