KR20040005825A - 두 개 이상의 파워 유니트와 기어 박스를 구비한 차량용드라이브 트레인 제어기 - Google Patents

두 개 이상의 파워 유니트와 기어 박스를 구비한 차량용드라이브 트레인 제어기 Download PDF

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게오르그 그라슬
마르틴 람펠트샤메르
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

운전자의 명령을 특징화하는 파라미터로부터 페달 해석 유니트(20)에서 토크 설정치가 결정된다. 운전자 및 상황 인식 유니트(21)에서 차량에 대한 작동 파라미터가 평가되고 분류된다. 운전자 및 상황 인식 유니트로부터의 출력 신호와 토크 설정치에 의존하여, 드라이브 트레인에 대한 설정 작동 상태가 상태 관리기(22)에 고정된다. 이후 드라이브 유니트와 기어 박스(7)에 대항 원격 제어 유니트(2, 5, 8)에 대한 제어 신호는 토크 설정치와 설정 작동 상태에 의존하여 토크 관리기(23)에서 생성된다.

Description

두 개 이상의 파워 유니트와 기어 박스를 구비한 차량용 드라이브 트레인 제어기{DRIVETRAIN CONTROLLER FOR A MOTOR VEHICLE WITH AT LEAST TWO POWER UNITS AND A GEARBOX }
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 드라이브트레인 제어기에 관한 것이다.
전통적인 내연 기관에 더한, 장래의 차량은 전자 모터(electric motor)와 같은 적어도 하나의 추가적인 드라이브 유니트를 구비할 것이다. "전자 모터"란 용어는 통상적인 의미로 사용되고 크랭크샤프트 스타터-제네레이터를 포함하며- 또한 이하 통합 스타터-제네레이터(ISG)로 언급된다.
DE 196 37 210 A1에는 차량용 드라이브 트레인 제어기가 개시되는데, 이를 통하여 드라이브 소스의 형태가 가속도 페달의 위치와 브레이크 페달의 위치의 함수로서 그리고 센서 신호와 차량의 작동 파라미터의 함수로서 결정된다.
본 발명의 목적은 적어도 두 개의 드라이브 유니트와 기어 박스를 구비하는 차량용 드라이브트레인 제어기를 제공하는 것인데, 이를 통하여 차량의 작동은 연료 소비, 유독 가스 배출, 구동가능성(driveability) 및 구동 성능에 관하여 개선된다.
이러한 목적은 청구항 1항에 언급되는 특징을 구비하는 드라이브 트레인 제어기를 통하여 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 추가적인 유리한 실시예는 종속항에 나타난다.
차량의 현재 작동 상황을 특성화하는 토크 설정치(torque set value) 및 신호에 의존하여, 드라이브 트레인용 설정 작동 상태가 상태 관리기(status manager)에서 특정된다. 토크 설정치와 설정 작동 상태에 의존하여, 드라이브 유니트와 기어박스의 분산 제어 유니트용 제어 신호가 토크 관리기에서 생성된다.
설정 작동 상태 특정과 유용한 토크 소스 및 싱크로의 토크 요청의 배분의 계층적 분리 유형은 시스템의 복잡성을 상당히 감소시킨다. 결과적으로, 드라이브 트레인 제어기가 형상화되기 쉬워, 적은 노력으로 상이한 프레임워크 조건 및 요구 사항에 적응될 수 있다. 또한 상이한 프로세싱 타임슬라이스를 상태 관리기와 토크 관리기에 할당하는 것이 가능하고 그리고 이러한 방식으로 제어 동역학을 증대시키고 목표화된 방식으로 프로세서의 이용에 영향을 미치는 것이 가능하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.
도 1은 두 개의 드라이브 유니트를 구비하는 차량의 드라이브 트레인을 도시하고,
도 2는 본 발명에 따라 드라이브 트레인 제어기의 블록 선도를 도시하고,
도 3은 도 1에 도시된 드라이브 트레인의 가능한 상태의 대략적인 설명을 도시하고,
도 4는 통합 스타터-제네레이터를 구비하거나 구비하지 않은 내연 기관의 토크를 나타내는 도표를 도시한다.
도 1에 도시된 장치는 내연 기관(1)에 의하여 구동되는 차량의 드라이브 트레인을 도시하는데, 내연 기관(1)은 통상적인 형태의 것으로 대략적인 형태만이 된다. 이 경우 내연 기관(1)은 전자 엔진 관리 시스템(electronic engine management system, EMS, 2)에 의하여 제어되는데, 이는 전자 스로틀 제어 시스템(electronic throttle control system, ETC)의 기능도 수행한다. 출력부 측에서, 내연 기관(1)은 샤프트를 통하여 통합 스타터-제네레이터(3) 형태의 전자 모터로 연결되는데, 이는 에너지 스토어(4)를 충전한다. 에너지 스토어(4)는 전자 배터리로서 실행되는 것이 바람직하지만, 연료 전지(fuel cell)나 울트라-캡스(ultra-caps) 형태의 고성능 커패시터로 실행될 수 있다. 다른 한편으로는 정지 엔진의 경우, 통합 스타터-제네레이터(3)는 내연 기관(1)을 작동시키는데 사용될 수 있다. 이 경우 통합 스타터-제네레이터는 비동기화 기계(asynchronous machine)로 실행되는 것이 바람직하지만, 또한 동기화 기계 또는 dc 모터로 실행될 수도 있다. 통합 스타터-제네레이터(3)는 ISG 제어 유니트(ISGS, 5)에 의하여 제어된다.
클리치-도시 안됨-는 내연 기관(1)과 통합 스타터-제네레이터(3) 사이에 배치될 수 있는데, 클러치는 내연 기관(1)이 드라이브 트레인으로부터 분리되는 것을 가능하게 한다. 이는 통합 스타터-제네레이터(3)의 속도가 내연 기관(1)의 속도로부터 풀리는 것을 가능하게 하여, 내연 기관(1)의 브레이킹 효과가 불활성화되는 것을 야기시키는데, 상기 브레이킹 효과는 단지 에너지 손실만을 일으키고, 그리고 스타터-제네레이터(3)의 전기적으로 유용한 브레이킹 효과가 개선된다.
또한 기어 박스(7)용 클러치(6)는 드라이브 트레인에 배치되는데, 상기 클러치(6)는 예를 들어 습식 클러치 또는 건식 클러치로서 실행되는 것이 가능하다.클러치(6) 및 기어박스(7)는 전자 기어박스 제어기(electronic gearbox controller, EGS, 8)로 제어되는데, 상기 전자 기어박스 제어기(8)는 기어박스(7)의 상이한 전달비()를 설정하는 것이 가능하다. 상이한 전달비 사이의 스위칭은 전자 기어 박스 제어기(EGS, 8)에 의하여, 예를 들어 기어 박스(7)가 자동화된 수동 쉬프트 기어박스로서 실행되는 경우 게이트와 쉬프트 위치에 대한 것과 같이, 기어박스(7)의 액츄에이터와 클러치(6)에 대한 대응 제어기를 통하여 자동적으로 관리된다. 고정된 기어비를 구비한 기어박스에 대안적인 것으로서, 무단 변속비를 구비한 기어박스가 사용될 수도 있다. 또한 기어박스(7)가 유성 기어 세트를 구비한 전통적인 자동 기어박스로 실행될 것인지 아니면 자동화된(자동) 수동 쉬프트 기어박스로 실행될 것인지는 중요하지 않다.
더욱이, 드라이브트레인은 차량의 휠(9)과 연계된다. 명확함을 위하여, 단지 한 개의 휠(9)만이 예로서 도면에 도시된다. 최종적으로, 드라이브 트레인에는 속도 센서(10)가 배치되는데, 이 센서는 기어박스 출력 샤프트의 현재 속도(n) 또는 휠 속도나 차속과 같은 유사한 신호를 연속적으로 측정하여 이 측정치를 케이블(11)을 통하여 통합 드라이브 트레인 관리 시스템(IPM, 12)으로 전달한다. 추가적으로 입력 신호가 예를 들어 케이블(13 및 14)을 통하여 드라이브 트레인 관리 시스템(12)에 의하여 수신되는데, 이러한 신호들은 각각 드라이브 토크 및 브레이킹 토크에 관한 운전자의 명령을 특징화한다. 이러한 신호는 예를 들어 가속도 페달(15) 및 브레이크 페달(16)의 위치를 평가함으로써 획득될 수 있다. 더욱이, 에너지 스토어(4)의 충전 상태를 특성화하는 신호는 케이블(17)을 통하여 드라이브트레인 관리 시스템(12)으로 전달된다. 또한 상징적으로 블록으로 그룹화되어 있는 센서(18)로부터의 추가적인 신호와 그리고 예를 들어 GPS와 같은 외부 신호 소스로부터의 데이터가 드라이브트레인 관리 시스템(12)에 공급되어, 현재 작동 상태가 결정되는 것을 가능하게 한다.
공급되는 신호에 의존하여, 드라이브트레인 관리 시스템(12)은 드라이브트레인의 중앙 작동 파라미터의 공동 작동 연산을 실행한다. 그러므로, 예를 들어 기어박스 전달비와 드라이브 유니트에 대한 설정 토크, 또한 드라이브 유형 및 작동점은 드라이브트레인 관리 시스템(12)에서 특정화된다. 이러한 정보는 분산 제어기 또는 제어 장치(2, 5)에 제어 신호의 형태로 공급된다. 이러한 제어 신호에 의존하여, 제어기 또는 제어 장치(2, 5 및 8)는 드라이브 트레인의 개개의 유니트 또는 구성 요소에 대한 설정 신호를 생성한다. 드라이브 트레인 관리 시스템(12)은 도면에서 독립적인 제어 유니트로 도시되지만, 하나 또는 그 이상의 분산 제어기 또는 제어 장치(2, 5 또는 8)와 동등하게 통합될 수 있다. 유사하게, 분산 제어 장치(2, 5 및 8)는 모두 독립 제어 유니트로서 나타난다. 하지만, 이러한 유니트는 하나 또는 그 이상의 다기능 제어 장치에 일정한 방식으로 결합될 수 있다.
드라이브 트레인 관리 시스템(12)의 아키텍쳐는 도 2에 상세하게 도시된다. 원하는 토크값은 케이블(13 및 14)상의 신호의 함수로서 페달 인터프리테이션 유니트(20)에서 결정된다. 이러한 원하는 토크는 설정 휠 토크로서 출력되는 것이 바람직하지만, 설정 휠 종방향 힘 또는 기어박스 입력 또는 출력에서의 설정 토크로서 출력될 수도 있다. 브레이크 페달(16)을 통한 연속적인 정보를 통하여 그리고센서(18)로부터의 추가적인 신호를 통하여, 음의 설정 휠 토크 또는 종방향 힘을 특정화하는 것도 가능하다. 이는 내연 기관이나 전자 모터와 같은 드라이브 유니트의 또는 서비스 브레이크나 전기 제네레이터와 같은 감속, 에너지-소비 유니트의 통합 관리를 가능하게 한다. 운전자의 명령에 의하여 특정되는 원하는 토크에 대한 대안으로서, 원하는 토크가 구동 속도 거버너(driving speed governor)에 의하여 특정될 수도 있다.
운전 상황과 운전자 유형을 특징화하는 출력 신호는 센서(18)로부터의 신호의 그리고 케이블(11)을 통하여 공급되는 속도(n)의 뿐만 아니라 가능하게는 외부 신호 소스로부터의 다른 신호의 함수로서 운전자 및 상황 인식 유니트(21)에서 생성된다. 더욱이, 운전자의 명령을 특성화하고 케이블(13 및 14)을 통하여 전달되는 신호도 고려될 수 있다. 명확히 말하자면, 운전자 및 상황 인식 유니트는 다음과 같은 구성 요소를 포함할 수 있다: 운전자 유형 인식 센서, 환경 및 도로 유형 위치 측정 센서, 운전 기법 및 운전 상황 인식 유니트, 그리고 무선 전화 또는 위성 수신기와 같은 정보 채널을 포함할 수 있다.
드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 운전자 및 상황 인식 유니트(21)로부터의 출력 신호의 그리고 에너지 스토어(4)의 충전 상태를 특징화하며 케이블(17)을 통하여 공급되는 신호의 함수로서 상태 관리기(22)에서 특정화된다. 이러한 작동 상태의 특정은 이하 보다 자세하게 기술된다. 예를 들어 설정 작동 상태를 특징화하는 상태 변수 형태의 제어 신호는 상태 관리기(22)에 의하여 토크 관리기(23)로 전달된다.
설정 작동 상태에 의존하여, 원하는 토크가 유용한 토크 소스 및 싱크로 분산되고 그리고 기어 박스의 전달비가 특정화된다. 여기서, 개개의 구동 유니트의 요구 토크를 특징화하는 제어 신호가 토크 관리기(23)에 의하여 분산 제어 유니트(2 및 5)로 전달되도록 원하는 토크가 배치된다. 유사하게, 선택되는 기어 또는 설정되는 기어 박스 전달비를 뿐만 아니라 적용 가능하다면 클러치(6) 개도 정도를 특징화하는 제어 신호가 기어 박스 제어기(8)로 전달된다.
상태 관리기(22)의 기능성은 상태 전이 도표(도 3)를 참조하여 이하 설명된다. 드라이브 트레인용 다수 개의 가능한 설정 작동 상태는 상태 관리기(22)에 저장된다. 특정 차량에서 가능한 실제 작동 상태와 가능한 상태 전이는 여기서 드라이브 트레인의 구조에 의존한다; 즉, 차량에 있는 유니트 또는 구성 요소의 유형과 개수에 의존한다. 상이한 차량 유형 및 상이하게 구성된 드라이브 트레인에 대하여 본 발명에 따른 상태 관리기(22)를 사용하는 것을 가능하게 하기 위하여, 유리하게도 상태 관리기(22)는 예를 들어 데이터 비트 형태로 구성 인식기를 제공하는데, 이는 드라이브 트레인의 구성에 따라 설정된다. 개별 상태는 구성 인식기에 의존하여 억제되거나 또는 해제될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 드라이브 트레인에 대한 가능한 상태 및 상태 전이는 예를 들어 도 3에 도시된다. 여기서, 드라이브 트레인의 다음과 같은 작동 상태는 상태 관리기(22)에서 구별된다:
Z1: "진입" 상태는 점화가 스위칭 온된 후에 즉시 실행된다.
Z2: "시작" 상태에서, 내연 기관(1)은 통합 스타터-제네레이터(3)를 통하여 시작된다. 이를 위하여, 시동 속도 요청이 클러치(6)를 개방하며 토크 관리기(23)에 의하여 ISG 제어 유니트(5)로 전달된다. 상기 ISG 제어 유니트(5)는 대응 토크가 생성되도록 순차로 통합 스타터-제네레이터(3)를 제어한다. 브레이크어웨이 토크를 극복한 후에, 내연 기관(1)은 시동 속도가 도달될 때까지 통합 스타터-제네레이터(3)에 의하여 가속된다. 시동 작동은 최종적으로 아이들링 속도에 도달됐다는 것을 확인하는, 드라이브트레인 관리 시스템(12)으로 엔진 관리 시스템(2)에 의하여 송출되는 피드백 메세지에 의하여 완성된다. 대안적으로, 시동 작동은 스타터-제네레이터(3)의 직접 토크 특정을 통하여 제어될 수도 있다. 통합 스타터-제네레이터(3)의 도움으로 엔진 시동은 전통적인 스타터로 가능한 경우보다 상당히 빠르며 조용하게 시작된다.
Z3: "프리휠링(freewheeling)" 상태에서, 클러치(6)는 개방되거나 개방된 채로 유지되어 연소 엔진(1)은 계속하여 아이들링 모드로 작동한다. 특히 통상적인 드라이브 트레인을 구비하는 내연 기관이 관성 주행 모드(coasting mode)로 작동하는 경우, "프리휠링 모드"는 더욱 유리하다. 통상적인 드라이브 트레인으로, 내연 기관(1)이 관성 주행 모드로 작동하는 경우, 대응 에너지 손실이 내연 기관(1)의 마찰 토크로 인하여 발생하는데, 상기 에네지 손실은 보다 빠른 속도로 증가한다. "프리휠링 모드"에서 클러치(6)를 개방함으로써, 내연 기관(1)의 동력 손실로부터 기인되는 차량 감속 효과를 피하는 것이 가능하다. 그러므로, 가속기 페달(15)이나 브레이크 페달(16) 모두 답입되지 않는 경우, "프리휠링 모드"가 활성화되고, 후속적으로 다시 가속기 페달(15) 이나 브레이크 페달(16)을 답입함으로써 다시 종료된다.
Z4: "프리휠링" 상태로부터 도달될 수 있는 "확장 프리휠링(extended freewheeling)" 상태에서, 내연 기관(1)은 클러치(6)가 개방되는 것에 추가하여 스위칭 오프된다. 이 경우, 서보 브레이크 및 파워 스티어링과 같은 안전 유니트 그리고 공기 조화 시스템과 같은 편의 유니트가 전기적으로 작동되거나 또는 필요한 경우 내연 기관(1)이 신속하게 재시동될 수 있도록 작동 준비에 관하여 적어도 모니터링되는 것을 보장하도록 되어야 한다.
Z5: 예시적인 실시예에서, "구동" 상태는 구동 상황을 더욱 자세하게 기술하는 전체적으로 세 개의 서브-상태로 구성된다:
Z51: "부스트" 상태에서, 통합 스타터-제네레이터(3)는 내연 기관(1)을 지지하도록 전기 모터로 작동되어 클러치(6)를 통하여 기어박스(7)로 추가적인 토크를 도입할 수 있다. 이 경우 내연 기관과 통합 스타터-제네레이터(3)의 특성은 개선된 구동값이 실현될 수 있도록 하는 저속 범위에서(도 4) 서로 보상한다. 하지만, 반대로 저속에서 구동력을 희생하지 않고 보다 작은 스웹트 체적(swept volume)으로 내연 기관(1)을 사용하는 것이 가능하다.
Z52: "충전 배터리" 상태에서, 통합 스타터-제네레이터(3)는 제네레이터로서 작동되고 그리고 예를 들어 에너지 스토어(4)를 충전하도록 제공되는 상태에서 통상적인 다이나모의 기능을 수행한다. 활성 쉬프트 작동 또는 기어 박스 전달비의 전환 동안, 부하 토크는 프로세스시 0Nm까지 감소될 수 있어, 결과적으로 각각의 쉬프팅은 역으로 영향을 받지 않는다.
Z53: "효율 최적" 상태에서, 내연 기관(1)의 작동점은 엔진 효율을 개선하기위하여 최적 작동점까지 활성적으로 쉬프팅된다; 바꾸어 말하자면, 운전자의 원래 요구하는 토크와는 반대로, 내연 기관(1)은 보다 우수한 특정 소비로 보다 높거나 보다 낮은 평균 유효 압력으로 작동된다. 예를 들어 보다 높은 내연 기관 토크까지 쉬트링되는 경우, 초과 토크는 통합 스타터-제네레이터(3)에 의하여 취해지고, 전기로 변환되고 그리고 에너지 스토어(4)에 저장된다. 이 경우 작동점에서의 쉬프팅의 진폭은 통합 스타터-제네레이터(3)의 최대 토크에 의하여 제한되고, 그리고 작동점 쉬프트의 지속 시간은 에너지 스토어(4)의 충전 용량에 의하여 제한된다. 물론, 개개의 구성 요소의 효율도 고려되어야 한다.
Z6: 예시적인 실시예에서, "브레이킹" 상태는 유사하게 더욱 상세하게 브레이킹 상태를 특징화하는 두 개 의 서브-상태로 구성된다:
Z61: "에너지 회복" 상태에서, 에너지 스토어(4)는 통합 스타터-제네레이터(3)를 통하여 재귀 브레이킹을 통하여 충전된다. 이에 대한 설결 조건은 물론 사용되는 에너지 스토어(4)는 피드백 특성을 소지하고 그리고 예를 들어 완전히 충전되지 않는 것과 같이 전하를 수용한다. 클러치-도 1에 도시 안됨-가 내연 기관(1)과 통합 스타터-제네레이터(3) 사이에 배치되고 상기 클러치가 내연 기관(1)으로 하여금 드라이브 트레인으로부터 풀리는 것을 가능하게 하는 경우, 이는 유리하게 개방되거나 또는 개방된 채로 유지된다.
Z62: "순 기계적 브레이킹" 상태에서, 회복이 사용되지 않아 아무런 에너지가 통합 스타터-제네레이터(3)를 통하여 회복되지 않는다. 클러치-도 1에 도시 안됨-는 내연 기관(1)과 통합 스타터-제네레이터(3)사이에 배치되고 상기 클러치는내연 기관(1)이 드라이브트레인으로부터 풀리는 것을 가능하게 하는 경우, 이는 유리하게도 폐쇄되거나 폐쇄된 채로 유지된다.
적절한 방향으로 지시되는 화살표에 의하여 가능한 상태 전이가 도 3에 지시된다. 주요 상태 "드라이빙" 및 "브레이킹"에서, 대응 화살표는 명확함을 위하여 생략된다. 하지만, 관련 서브-상태 사이에서 임의적으로 스위칭되는 것이 가능하다. 하지만 각각의 상태 전환은 사전 정의된 전이 조건을 실행하는 것에 연결된다. 상태 Z3 "프리휠링"과 주요 상태 Z5 "구동" 및 Z6 "브레이킹" 사이의 스위칭은 중앙 결정기(central decision-maker, ZE)를 통해서만 유리하도록 가능하고 그리고 케이블(13 및 14)상의 운전자의 명령을 특징화하는 신호에 특히 의존한다.
이미 언급된 바와 같이, 통상적인 스타터로 가능한 것보다 통합 스타터-제네레이터(3)의 도움으로 내연 기관(1)을 시동시키는 것이 보다 신속하고 보다 조용하다. 더욱이, 시동 작동은 통합 스타터-제네레이터(3)에 대한 마모와 파손에서 상당히 자유롭다. 에너지 스토어(4)가 차후 시동 동작에 대하여 충분한 에너지를 공급할 수 있는 동안, 특히 차량의 정지 상태동안 "프리휠링" 모드내로부터 내연 기관(1)을 스위칭 오프하는 가능성이 있다. 하지만, 필요한 경우 신속하게 내연 기관(1)을 다시 시동하기 위하여, "확장 프리휠링"으로부터 "시동" 상태로의 전이에 중요성이 달려 있다. "확장 프리휠링"으로부터 "시동" 상태로의 스위칭에 대한 가능한 전이 조건은 이하 예로서 설명된다.
상태 Z4 "확장 프리휠링"으로부터 상태 Z2 "시동" 까지 드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 다음의 함수로서 스위칭된다.
a) 가속기 페달(15)의 위치:
가속기 페달(15)의 답입에 의하여 생성되는 운전자로부터의 양의 토크 명령이 상태 관리기(22)로 전달되는 경우, 드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 "시동" 상태로 스위칭된다.
b) 브레이크 페달(16)의 위치:
운전자로부터의 음의 토크 명령이 더이상 존재하지 않도록 브레이크 페달(16)이 더이상 답입되지 않는 경우, 이는 양의 토크 명령이 이내 예상된다는 것을 나타내는 것으로서 토크 관리기(23)에 의하여 해석된다. 이러한 드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 예방 조치로서 "시동" 상태로 해석된다.
c) 선택기 레버의 위치:
기어 스테이지 또는 기어박스 전달비에 대한 선택기 레버가 운전자에 의하여 중립 위치로부터 이동되는 경우, 드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 "시동" 상태로 스위칭된다.
d) 서보 브레이크에서의 진공:
서보 브레이크에서의 진공이 사전 설정된 문턱값 이하로 낮아지는 경우, 드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 서보 브레이크의 연속적인 작동 준비성을 확보하기 위하여 "시동" 상태로 스위칭된다. 서보 브레이크에서의 진공의 즉각적인 평가에 대한 대안으로서, 브레이크 페달 작동의 수 및/또는 지속 시간이 평가될 수도 있다. 전체 브레이킹 시간이 사전 설정된 문턱값을 초과하는 경우, 설정 작동 상태는 유사하게 "시동" 상태로 설정된다.
e) 에너지 스토어의 충전 상태:
에너지 스토어(4)의 충전 상태가 사전 설정된 문턱값 이하로 낮아지는 경우, 드라이브 트레인의 설정 작동 상태는 에너지 스토어(4)가 차후의 시동 작동을 위하여 충분한 에너지를 제공할 수 있고 재충전되는 것을 확보하기 위하여 "시동" 상태로 스위칭된다.
f) 에너지 스토어의 충전 상태 및 이동된 경로의 토폴로지:
에너지 스토어(4)의 충전 상태가 사전 설정된 문턱값을 초과하고 기울기 섹션(gradient section)이 운전자 및 상황 인식 유니트에 의하여 인식되는 경우, 설정 작동 상태는 내연 기관(1)의 브레이킹 효과의 장점을 취하기 위하여 "시동" 상태로 유사하게 해석된다.
"확장 프리휠링"으로부터 "시동" 상태로의 변화에 대하여 기술된 전이 상황에 유사하게, 전이 상황은 각각의 가능한 상태 변화에 대하여 상태 관리기(22)의 입력 신호의 함수로서 정의된다. 그러므로, 예를 들어 "부스트" 작동 모드로의 스위칭은 현재 토크 명령, 운전자 유형, 에너지 스토어의 충전 상태 및 가능하게는 속도에 의존할 것이다. 통합 스타터-제네레이터(3)의 동력때문에, "진입" 상태로부터 "시동" 상태로의 스위칭은 클러치(6)가 개방되고, 내연 기관(1)이 스위칭 오프되고 그리고 브레이크 페달(16)이 답입되는 경우에만 허용될 것이다. 전이 상황의 적절한 선택에 의하여, 에너지 스토어(4)가 충전되는 것을 확보하기 위하여 각각의 시동 작동후에 배터리 충전 상태(Z52)로 최초로 스위칭되는 것을 특정하는 것이 가능하다. 하지만 전이 상황으로의 단순한 연장을 통하여, 에너지 스토어(4)가이미 충분하게 충전되거나 운전자에 의하여 매우 큰 토크나 어떠한 토크도 요구되지 않는 경우 이러한 상태로의 스위칭이 예방된다. 이들 경우에 있어서, 대신에 "부스트" 모드로 스위칭되거나 "프리휠링" 모드로 유지되는 것이 가능하다.
기술된 전이 상황은 단순하게 예로서 제시된 것으로, 본 발명에 따른 드라이브 트레인 제어기의 단순하고 다양한 구성 가능성을 명확하게 설명한다.
안전함을 위하여 상태 관리기(22)에서의 "긴급 구동 프로그램"을 제공하는 것이 적절하다. 이러한 상태로의 스위칭은 드라이브 트레인에서의 오작동이 감지되는 경우마다 초기화된다. 그런 후 예를 들어 차량은 정지될 때까지 브레이킹에 의하여 제어되는 방식으로 감속되고 내연 기관(1)은 스위칭 오프될 수 있다.
본 발명은 예로서 내연 기관 형태의 두 개의 드라이브 유니트와 통합 스타터-제네레이터를 구비한 차량으로 기술된다. 한편으로는 보조 기어박스를 구비하는 스타터의 기능을 수행하고 다른 한편으로는 차량 배터리를 충전하기 위한 개별적인 다이나모의 기능을 수행하는 통합 스타터-제네레이터는, 여기서 단순하게 전기 모터의 특별한 형태로 도시되어야 한다. 하지만, 본 발명의 적용은 드라이브 유니트 유형에 제한되는 것은 아니다. 유사하게, 본 발명은 두 개의 드라이브 유니트 이상을 구비한 차량에 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 두 개 이상의 드라이브 유니트(1, 3) 및 기어 박스(7)를 구비한 차량용 드라이브 트레인 제어기로서,
    - 상기 드라이브 유니트(1, 3) 및 상기 기어 박스(7)용 설정 신호를 생성하기 위한 분산 제어 유니트(2, 5, 8),
    - 운전자의 명령을 특징화하는 파라미터로부터 토크 설정치를 결정하기 위한 페달 해석 유니트(20)를 포함하는 차량용 드라이브 트레인 제어기에 있어서,
    - 상기 드라이브 트레인에 대한 설정 작동 상태를 토크 설정치와 에너지 스토어(4)의 충전 상태의 함수로서 특정화하기 위한 상태 관리기(22) 및
    - 상기 드라이브 트레인에 대한 특정된 설정 작동 상태와 상기 토크 설정치의 함수로서 상기 분산 제어 유니트(2, 5, 8)에 대한 제어 신호를 생성하기 위한 토크 관리기(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 차량의 작동 파라미터를 평가하고 분류하기 위한 운전자 및 상황 인식 유니트(21)를 포함하고, 상기 드라이브 트레인의 설정 작동 상태가 상기 운전자 및 상황 인식 유니트(21)의 출력 신호의 함수로서도 상기 상태 관리기(22)에 의하여 특정되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 상태 관리기(22)가 구성 인식기(configuration recognizer)를 포함하고 그리고 상기 상태 관리기(22)에 저장된 상기 드라이브 트레인의 설정 작동 상태가 상기 구성 인식기에 의존하여 억제되거나 해제되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 드라이브 유니트(1, 3) 중의 적어도 하나는 내연 기관(1)으로 실행되고 그리고 상기 드라이브 유니트 중의 적어도 하나는 전기 모터(3)로서 실행되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  5. 제 4항에 있어서, 설정 작동 상태 "시동"(Z2)은 상기 상태 관리기(22)에 저장되고 그리고 이 상태에서 상기 내연 기관(1)이 시동되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 설정 작동 상태 "프리휠링"(Z3)은 상기 상태 관리기(22)에 저장되고 그리고 이 상태에서 상기 드라이브 트레인에서의 클러치(6)가 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  7. 제 6항에 있어서, 설정 작동 상태 "확장 프리휠링" (Z4)은 상기 상태 관리기(22)에 저장되고 그리고 이 상태에서 상기 내연 기관(1)이 스위칭 오프되는것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  8. 제 5항 및 제 7항에 있어서, 상기 가속기 페달(15)이 답입되는 경우, 상기 상태 관리기(22)가 상기 설정 작동 상태 "확장 프리휠링" (Z4)으로부터 상기 설정 작동 상태 "시동" (Z2)으로의 스위칭을 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  9. 제 5항 및 제 7항에 있어서, 상기 브레이크 페달(16)이 더 이상 답입되지 않는 경우, 상기 상태 관리기(22)가 상기 설정 작동 상태 "확장 프리휠링" (Z4)으로부터 상기 설정 작동 상태 "시동" (Z2)으로의 스위칭을 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  10. 제 5항 및 제 7항에 있어서, 상기 기어 스테이지 또는 상기 기어 박스 전달비에 대한 선택기 레버가 중립 위치로부터 이동되는 경우, 상기 상태 관리기(22)가 상기 설정 작동 상태 "확장 프리휠링" (Z4)으로부터 상기 설정 작동 상태 "시동" (Z2)으로의 스위칭을 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  11. 제 5항 및 제 7항에 있어서, 상기 에너지 스토어(4)의 충전 상태가 사전 설정된 문턱값 이하로 낮아지는 경우, 상기 상태 관리기(22)가 상기 설정 작동 상태"확장 프리휠링" (Z4)으로부터 상기 설정 작동 상태 "시동" (Z2)으로의 스위칭을 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
  12. 제 5항 및 제 7항에 있어서, 상기 에너지 스토어(4)의 충전 상태와 이동된 경로의 토폴로지에 의존하여, 상기 상태 관리기(22)가 상기 설정 작동 상태 "확장 프리휠링" (Z4)으로부터 상기 설정 작동 상태 "시동" (Z2)으로의 스위칭을 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량용 드라이브 트레인 제어기.
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