KR101252773B1

KR101252773B1 - 엔진 토크 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101252773B1
Application number: KR1020110112408A
Authority: KR
Inventors: 김성기
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-04-09

Abstract

본 발명은 엔진 토크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 엔진 토크 제어 장치는 타 제어기로부터 fast torque intervention request 메시지를 수신할 경우, set path를 통한 토크 조정에 intervention torque를 적용시키고, air path를 통한 토크 조정에 reserved torque를 적용시킴으로써 토크 조정이 완료된 시점에 조정된 토크가 곧바로 토크 조정 이전의 토크로 복귀되도록 할 수 있어서 타 제어기에 데미지가 가해지는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진 토크 제어 장치 및 방법{Engine Torque Control Apparatus And Method}

본 발명은 엔진 토크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 토크 조정 요청 메시지에 따라 토크 조정을 위해 엔진을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래에는 엔진 제어부(EMS : Engine Management System)가 구동력 제어부(TCS : Traction Control System)와 변속기 제어부(TCU : Transmission Control Unit) 등으로부터 엔진 토크를 빠르게 조정해줄 것을 요청(fast torque intervention request)하는 메시지 또는 엔진 토크를 천천히 조정해줄 것을 요청(slow torque intervention request)하는 메시지를 수신한 경우, 각 메시지에 대한 구분 없이 동시에 air path(스로틀 밸브에 의한 토크 제어 경로: Throttle Valve control torque path)와 set path(점화 장치에 의한 토크 제어 경로 : Ignition control torque path)를 통해 토크를 조정하였다.

그러나, 엔진 제어부가 fast torque intervention request 메시지를 수신하여 스로틀 밸브(Throttle Valve)와 점화 장치(Ignition)에 의한 토크 조정시, fast torque intervention request에 따른 토크 조정 시점에서의 torque decrease 조정은 air path와 set path를 통해 적절하게 수행될 수 있다. 그 이유는 set path의 경우 현재 공기량에 대하여 최적 점화 시기에서 점화가 이루어지고 있기 때문에 점화시기를 지각하는 것만으로도 torque decrease 조정 요청은 상당부분 만족을 시켜줄 수 있으며, 이에 부족한 부분만을 air path로 대응하기에 조정 토크 요청에 대한 빠른 대응이 가능하다. 하지만 torque intervention이 끝나고 원래 토크 요청 값인 driver demand torque로 돌아가는 시점에 있어서는 set path와 air path 모두 요청 조정토크에 있기 때문에 ignition을 진각해서 대응할 수 있는 torque가 없다. 따라서 recovery torque는 모두 air path로 대응을 해야 한다. air path의 경우 slow response 특성 때문에 토크의 recovery가 늦은 특성이 있다. 즉 엔진 제어부가 처음 toque intervention request가 들어와 decrease 될 때는 ignition을 지각시켜 일정부분 대응하고 나머지 부분만 응답이 느린 스로틀 밸브를 통해 토크를 조정하므로 torque intervention을 요청한 타 제어기에서 문제가 발생하지 않지만 토크 조정이 완료된 시점에 조정된 토크를 조정 이전의 토크로 복귀시킬 경우는 ignition으로 대응해 줄 수 있는 torque가 없기 때문에 모든 torque를 스로틀 밸브를 컨트롤해서 대응해야 하는데 느린 응답 특성으로 인해 조정된 토크가 조정 이전의 토크로 복귀되기까지 시간이 다소 소요된다. 그러므로, 이로 인해 타 제어기(TCS, TCU 등)가 데미지(Damage)를 받을 경우 차량 운전성에 문제가 발생할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 타 제어기로부터 fast torque intervention request 메시지를 수신할 경우, set path를 통한 토크 조정에 intervention torque를 적용시키고, air path를 통한 토크 조정에 reserved torque를 적용시킴으로써 토크 조정이 완료된 시점에 recovery torque의 일정 부분을 이그니션(ignition)을 진각시켜(앞서도록 하여) 대응하고, 나머지 부분만 air path로 대응을 하기 때문에 조정된 토크가 지연되지 않고, 조정 이전의 토크로 복귀될 수 있어서 타 제어기에 데미지(Damage)가 가해지는 것을 방지할 수 있는 엔진 토크 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 엔진 토크 제어 장치는 스로틀 밸브와 점화부를 포함하고, 제어신호에 따라 설정된 토크에 대응되는 동력이 상기 스로틀 밸브와 상기 점화부에 의해 발생하도록 하는 엔진; 및 차량의 타 제어부로부터 토크 조정 요청(torque intervention request) 메시지가 수신될 경우, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지인지 fast 토크 조정 요청 메시지인지를 판단한 결과에 따라 상기 토크를 설정하고, 설정된 상기 토크에 대응되는 동력이 생성되도록 상기 제어신호를 출력하는 엔진 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 면에 따른 엔진 토크 제어 방법은 차량의 타 제어부로부터 토크 조정 요청(torque intervention request) 메시지가 수신될 경우, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지인지 fast 토크 조정 요청 메시지인지를 판단한 결과에 따라 상기 토크를 설정하는 단계; 및 설정된 상기 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 상기 차량의 엔진에 포함된 스로틀 밸브와 점화부를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, fast torque intervention request 메시지가 수신된 경우, set path를 통한 토크 조정에 intervention torque를 적용시키고, air path를 통한 토크 조정에 reserved torque를 적용시킴으로써 토크 조정이 완료된 시점에 조정된 토크를 곧바로 조정 이전의 토크로 복귀시킬 수 있어서, 제어기(TCS, TCU 등)가 데미지를 받아 발생할 수 있는 차량 운전성 문제를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치를 설명하기 위한 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 방법을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엔진 토크 제어 장치는 엔진 제어부(110) 및 엔진(120)을 포함한다.

엔진 제어부(110)는 토크 조정 요청(Torque Intervention Request) 메시지가 수신되지 않은 경우, 사용자의 차량 운전에 따른 운전자 요구 토크(driver demand torque)가 생성되도록 하기 위해 엔진(120)을 제어하여 스로틀 밸브(121)를 열고 닫거나, 점화부(122)에서 점화시기를 진각하거나, 지각하여(지연하여) 운전자 요구 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 한다.

엔진 제어부(110)는 바퀴(310)의 공회전을 방지하기 위해 구동력을 제어하는 구동력 제어부(210)나 엔진(120)에서 발생한 동력을 속도에 따라 필요한 토크로 바꾸어 전달하는 변속기(310)를 제어하는 변속기 제어부(220) 등의 차량의 타 제어부로부터 토크 조정 요청(torque intervention request) 메시지가 수신된 경우, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지인지 fast 토크 조정 요청 메시지인지를 판단한다.

엔진 제어부(110)는 판단결과, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지이면, slow 토크 조정 요청에 따른 조정 토크(intervention torque)가 생성되도록 하기 위해 엔진(120)을 제어하여 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)에 의해 slow 토크 조정 요청에 따른 조정 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 하고, 토크 조정이 완료되면 사용자의 차량 운전상황에 따른 운전자 요구 토크(driver demand torque)가 생성되도록 엔진(120)을 제어하여 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)에 의해 운전자 요구 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 한다. 여기서, 조정 토크는 타 제어기(즉 TCU나 TCS)에서 ECU나 여타 토크 발생기기를 제어하는 제어기에 요청하는 토크이다. 이때, 조정 토크는 기설정된 값이 아니며, TCU의 경우 기어변속이나 트랜스미션이 손상되는 것을 방지하기 위하여, TCS의 경우 차체의 자세를 바로잡기 위하여 그때 그때의 상황에 맞게 필요한 토크의 값일 수 있다.

그러나, 판단결과, 수신된 메시지가 fast 토크 조정 요청 메시지이면, 엔진 제어부(110)는 fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크(intervention torque)가 생성되도록 엔진(120)을 제어하여 점화부(122)에 의해 점화시기를 지각하여 fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크로 대응하고, 부족한 부분은 스로틀 밸브(121)에 의해 대응하도록 한다.

예컨대, 엔진 제어부(110)는 air path, 즉 스로틀 밸브(121)에 의한 토크 제어 경로(Throttle Valve control torque path)와 set path, 즉 점화부(122)에 의한 토크 제어 경로(Ignition control torque path)를 통해 토크를 조정하되, fast torque intervention request 메시지를 수신한 경우 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)에 의한 토크 조정시 토크 조정을 air path와 set path를 통해 하고, 토크 조정 종료시 현 주행상태에 맞는 운전자 요구 토크(driver demand torque)가 생성되도록 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)를 제어하여 그에 대응하는 동력이 발생하도록 한다. 여기서, set path의 입력 값이 운전자 요구 토크에서 타 제어기로부터 수신한 조정 토크로 스위칭되어, set path 값이 조정 토크 값이 된다.

이때 엔진 제어부(110)는 air path의 slow response 특성에 의해 토크 조정 완료시 토크 조정 이전의 토크로 복귀하는데 다소 시간이 소요되는 것을 감안하여 점화부(122)의 점화시기를 진각시킴으로써, 일정 토크로 대응할 수 있게끔 스로틀 밸브(121)를 타 제어기에서 요청한 조정 토크 값이 아닌 그보다 일정량 큰 토크(reserve torque)을 갖도록 제어한다.

즉, 엔진 제어부(110)는 air path의 slow response 특성상 air path를 통해 조정된 토크가 조정 이전의 토크로 복귀되기까지 시간이 다소 소요되는 것을 감안하여 토크 조정이 완료된 시점에서 조정된 토크가 조정 이전의 토크로 곧 바로 복귀될 수 있도록, 점화부(122)와 스로틀 밸브(121)에 의한 발생 동력이 서로 다르도록 엔진(120)을 제어한다. 즉, 점화부(122)에 의해 fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 하고, 스로틀 밸브(121)에 의해 기설정된 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 엔진(120)을 제어한다.

여기서 기설정된 토크는 차량 생산자에 의해 시험을 통해 사전에 도출된 rpm과 공기량에 따라 설정된 데이터이다.

이상, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치를 설명하였고, 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 엔진 토크 제어 방법을 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 바퀴(310)의 공회전을 방지하기 위해 구동력을 제어하는 구동력 제어부(210)나 엔진(120)에서 발생한 동력을 속도에 따라 필요한 토크로 바꾸어 전달하는 변속기(310)를 제어하는 변속기 제어부(220) 등의 차량의 타 제어부로부터 토크 조정 요청(Torque Intervention Request) 메시지의 수신 여부를 판단한다(S200).

판단결과, 토크 조정 요청 메시지가 수신되지 않은 경우, 사용자의 차량 운전에 따른 운전자 요구 토크(driver demand torque)가 생성되도록 엔진(120)을 제어하여 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)에 의해 운전자 요구 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 한다(S201).

그러나, 판단결과, 토크 조정 요청 메시지가 수신된 경우, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지인지 fast 토크 조정 요청 메시지인지를 판단한다(S202).

판단결과, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지이면, slow 토크 조정 요청에 따른 조정 토크(intervention torque)가 생성되도록 엔진(120)을 제어하여 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)에 의해 slow 토크 조정 요청에 따른 조정 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 한다(S203).

그러나, 판단결과, 수신된 메시지가 fast 토크 조정 요청 메시지이면, fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크(intervention torque)가 생성되도록 엔진(120)을 제어하여 점화부(122)에 의해 fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크에 대응되는 동력과, 스로틀 밸브(121)에 의해 기설정된 토크(reserved torque)에 대응되는 동력이 발생하도록 한다.

전술한 바를 보다 구체적으로 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 fast intervention request가 수신되면, fast intervention requtest에 대응되는 intervention torque에 reserved torque를 가산 연산하여 air path intervention torque로 설정하고, fast intervention requtest에 대응되는 intervention torque를 set path intervention torque로 설정하며, air path를 통해 air path intervention torque, set path를 통해 set path intervention torque가 생성되도록, 점화부(122)에 의해 set path intervention torque에 대응되는 동력과, 스로틀 밸브(121)에 의해 ait path intervention torque에 대응되는 동력이 발생하도록 엔진(120)을 제어한다.

토크 조정의 완료 여부를 판단하고(S205), 판단결과, 토크 조정이 완료된 경우, 단계(S201)로 복귀하여 사용자의 차량 운전에 따른 운전자 요구 토크(driver demand torque)가 생성되도록 엔진(120)을 제어하여 스로틀 밸브(121)와 점화부(122)에 의해 운전자 요구 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 한다.

이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 : 엔진 제어부 120 : 엔진
121 : 스로틀 밸브 122 : 점화부
210 : 구동부 제어부 220 : 변속기 제어부
310 : 바퀴 320 : 변속기

Claims

스로틀 밸브와 점화부를 포함하고, 제어신호에 따라 설정된 토크에 대응되는 동력이 상기 스로틀 밸브와 상기 점화부에 의해 발생하도록 하는 엔진; 및
차량의 타 제어부로부터 토크 조정 요청(torque intervention request) 메시지가 수신될 경우, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지인지 fast 토크 조정 요청 메시지인지를 판단한 결과에 따라 상기 토크를 설정하고, 설정된 상기 토크에 대응되는 동력이 생성되도록 상기 제어신호를 출력하는 엔진 제어부
를 포함하는 엔진 토크 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 엔진 제어부는 수신된 상기 메시지가 fast 토크 조정 요청 메시지이면, 상기 점화부에 의해 fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크에 대응되는 동력과, 상기 스로틀 밸브에 의해 기설정된 토크(reserved torque)에 대응되는 동력이 발생하도록 상기 토크를 각각에 대해 설정하여 상기 제어신호를 출력하는 것
인 엔진 토크 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 기설정된 토크(reserved torque)는 상기 스로틀 밸브에 의한 토크 조정시 느린 응답특성으로 조정된 토크가 조정 이전의 토크로 복귀되기까지의 특정 시간이 소요되는 것을 감안하여 토크 조정이 완료된 시점에서 조정된 토크가 조정 이전의 토크로 상기 특정 시간의 소요 없이 바로 복귀될 수 있도록 기설정된 토크이며, 시험을 통해 사전에 도출된 rpm과 공기량에 따라 기설정된 데이터인 것
인 엔진 토크 제어 장치.
차량의 타 제어부로부터 토크 조정 요청(torque intervention request) 메시지가 수신될 경우, 수신된 메시지가 slow 토크 조정 요청 메시지인지 fast 토크 조정 요청 메시지인지를 판단한 결과에 따라 상기 토크를 설정하는 단계; 및
설정된 상기 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 상기 차량의 엔진에 포함된 스로틀 밸브와 점화부를 제어하는 단계
를 포함하는 엔진 토크 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 설정하는 단계는,
수신된 상기 메시지가 fast 토크 조정 요청 메시지이면, 상기 점화부에 의해 fast 토크 조정 요청에 따른 조정 토크에 대응되는 동력이 발생하도록 상기 토크를 설정하는 단계; 및
상기 스로틀 밸브에 의해 기설정된 토크(reserved torque)에 대응되는 동력이 발생하도록 상기 토크를 설정하는 단계를 포함하는 것
인 엔진 토크 제어 방법.