KR101362600B1 - 가속기 반력 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

가속기 포지션 검출 장치(6), 반력 변경 장치(101), 및 임계치 설정 장치(10)를 구비하는 가속기 반력 제어 장치가 제공된다. 반력 변경 장치(101)는 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치 이상일 때 가속기(2)의 반력이 베이스 반력에 대해 소정 증가량 증가하도록 가속기의 반력을 변경한다. 반력 변경 장치(101)는 또한, 반력 증가 비율을 반력 증가의 제1 반력 증가 기간 중에는 제1 증가 비율로 변경하고 반력 증가의 제2 반력 증가 기간 중에는 제2 증가 비율로 변경한다. 제2 증가 비율은 제1 반력 증가 기간 중에 보다 제2 반력 증가 기간 중에 더 크다.

Description

가속기 반력 제어 장치{ACCELERATOR REACTION FORCE CONTROL APPARATUS}
(관련 출원에 대한 상호-참조)
본 출원은 2009년 9월 18일자로 출원된 일본 특허원 제2009-216758호에 대해 우선권을 주장한다. 일본 특허원 제2009-216758호의 전체 내용은 본 명세서에 원용된다.
본 발명은 일반적으로 차량의 가속기의 조작력을 제어하기 위한 가속기 반력 제어 장치에 관한 것이다.
차량의 가속기 페달의 조작력[답입(depression) 반력]을 제어하기 위한 가속기 반력 제어 장치가 제안되어 있다. 이러한 가속기 페달 반력 제어 장치의 일 예가 일본 특허 공개 공보 제2003-120339호에 개시되어 있다. 이 공보는 고회전수/고부하 영역에 사용되는 제1 운전 방식(예를 들면, 균질 연소)과 제1 운전 방식보다 연비 효율이 높은 저회전수/저부하 영역에 사용되는 제2 운전 방식(예를 들면, 성층 연소) 사이에서의 전환에 의한 엔진 제어를 개시하고 있다. 엔진 운전 영역이 제2 운전 방식이 사용되는 제2 운전 영역으로부터 제1 운전 방식이 사용되는 제1 운전 영역으로 전환될 때, 답입 반력(가속기 페달의 반력)은, 제1 운전 영역에 진입하기 직전에 발생하는 경계 운전 영역에서 급격히 증가된다. 하지만, 이 반력의 증가량은, 운전 영역이 경계 운전 영역으로부터 제2 운전 영역으로 복귀할 때 해제된다.
일본 특허 공개 공보 제2003-120339호에 개시된 기술의 한 가지 목적은, 상기 경계 운전 영역을 계기로 해서 가속기 페달의 반력을 증가시키고 가속기 페달의 반력 증가를 해제시킴으로써 연료 소비율을 저감하는 것이다. 가속기 페달은 운전자가 차속을 원하는 대로 제어할 수 있게 해주는 조작 부재의 일 예이다. 가속기 페달의 운전자 조작감 및 가속기 페달의 조작감이 차량의 운전성에 미치는 효과는 운전자에 의한 차량 전체의 품질 평가에 직결되므로 중요하다. 따라서, 연료 소비 저감에 기여할 수 있는 가속기 조작력 제어 장치의 실용화를 달성하고자 할 때는, 연료 소비 저감과, 양호한 가속기 페달 조작감 취득, 및 양호한 차량 조작성 제공 사이를 정교하게 조화시킬 필요가 있다.
연료 소비 저감에 기여하도록 설계된 반력 제어 특징을 갖는 여러가지 견본을 만들어 주행 테스트를 실시하였다. 이들 테스트의 과정에서는, 특허 공개 공보 제2003-120339호에 개시된 기술과 같이 가속기 포지션을 계기로 해서 반력이 증가 및 감소(증가 해제)될 때 운전자의 무의식적인 응답에 의해 바람직하지 않은 거동이 결과적으로 발생하는 것이 관측되었다.
보다 구체적으로, 특허 공개 공보 제2003-120339호에 개시된 기술에 의하면, 운전자가 가속기 페달을 밟을 때 운전 영역이 제2 운전 영역으로부터 경계 운전 영역에 진입하기 때문에 가속기 페달의 반력이 급격히 증대하면, 가속기 페달은 운전자의 의도에 반하여 답입량이 줄어드는 방향으로 되밀린다. 일부 경우에는, 운전 영역이 경계 운전 영역으로부터 제2 운전 영역으로 복귀한다. 이러한 경우에, 반력은, 운전 영역이 제2 운전 영역으로부터 경계 운전 영역에 진입했을 때 반력이 급증한 양과 동일한 양 만큼 급격히 감소하게 된다. 가속기 페달의 답입은 반력의 증가를 초래하고, 이후 운전 영역이 다시 경계 영역을 통과할 때 반력은 감소한다. 운전자의 본래 의도가 가속기 페달을 계속 밟는 것이므로, 반력이 감소된 후 운전자는 자연스럽게 가속기 페달을 더 밟게 된다. 그 결과, 운전 영역이 제2 운전 영역으로부터 다시 경계 운전 영역에 진입하고, 반력이 다시 급격히 증대된다. 따라서, 운전자의 의도에 반하여 가속기 페달이 다시 되밀린다.
요컨대, 운전 영역이 차량의 연비 효율이 변화하는 경계를 가로지르도록 운전자가 가속기 페달의 포지션을 증가시키면, 운전자의 의도에 반하여 가속기 페달이 변덕스럽게 거동한다. 이 경우에, 운전자는 차량에 관해 위화감을 느끼게 되고 차량 조작성이 악화된다.
상기 기술을 감안하여 본 발명의 일 태양에 따르면, 가속기 포지션 검출 장치, 반력 변경 장치, 및 임계치 설정 장치를 포함하는 가속기 반력 제어 장치가 제공된다. 가속기 포지션 검출 장치는 가속기 포지션을 검출한다. 반력 변경 장치는 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치 이상일 때 가속기의 반력이 베이스 반력에 대해 소정 증가량 증가하도록 가속기의 반력을 변경한다. 임계치 설정 장치는 연료 소비율에 관련한 차량 운전 상태와 엔진 운전 상태 중 적어도 하나에 기초하여 가속기 포지션 임계치를 설정한다. 반력 변경 장치는 추가로, 가속기의 반력이 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량 증가되는 반력 증가 비율을 변경하도록 구성된다. 반력 증가 비율은 반력 증가의 제1 반력 증가 기간 중에 사용되는 제1 증가 비율, 및 반력 증가의 제2 반력 증가 기간 중에 사용되는 제2 증가 비율을 구비한다. 제2 반력 증가 기간은 제1 반력 증가 기간에 이어진다. 제2 증가 비율은 제1 증가 비율보다 더 크다.
이제 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 도시된 실시예에 따른 가속기 페달 반력 제어 장치의 시스템 구성 및 반력 변경 기구를 도시하는 간이 개략도이다.
도 2는 도시된 실시예에 따른 반력 변경 기구의 간이 개략도이다.
도 3은 도시된 실시예에 따른 가속기 페달 반력의 베이스 반력의 특성을 도시하는 특성도이다.
도 4는 록업(lockup) 클러치의 록업 영역을 도시하는 특성도이다.
도 5는 자동 변속기의 변속 라인을 도시하는 변속선도이다.
도 6은 도시된 실시예에 따른 가속기 반력 제어 장치의 가속기 포지션 특성에 대한 가속기 페달 반력의 일 예를 도시하는 특성도이다.
도 7은 제1 실시예에서의 가속기 포지션 및 베이스 반력에 대한 반력 증가량의 상관 관계를 도시하는 특성도이다.
도 8은 제1 실시예에서의 각종 파라미터를 도시하는 타임 차트이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 제어 유닛의 반력 제어에 의해 실행되는 처리 단계를 도시하는 흐름도이다.
도 10은 약한 반력 증가 설정이 사용되는 제2 실시예에 따른 가속기 포지션 및 베이스 반력에 대한 반력 증가량의 상관 관계를 도시하는 특성도이다.
도 11은 강한 반력 증가 설정이 사용되는 제2 실시예에 따른 가속기 포지션 및 베이스 반력에 대한 반력 증가량의 상관 관계를 도시하는 특성도이다.
이제 선택된 실시예를 도면을 참조하여 설명할 것이다. 실시예에 관한 하기 설명은 단지 예시적인 목적으로 제공되는 것이며 청구범위와 그 균등물에 의해 한정되는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라는 것은 본 명세서로부터 당업자에게 자명할 것이다.
먼저 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 가속기 반력 제어 장치(100)의 개략적인 체계도가 도시되어 있다. 가속기 반력 제어 장치(100)는 기본적으로 차량의 차체(1)에 제공된 가속기 페달(2)의 반력(조작력)을 가변적으로 제어하도록 구성되어 있다. 이 설명과 이어지는 청구범위 전체에 걸쳐서 용어 "가속기"와 "가속기 페달"이 사용되고 있지만, 이러한 용어는 임의의 특정 실시예 또는 형태의 입력 장치에 한정되지 않아야 함을 본 명세서로부터 알아야 한다. 특히, 객실 내부의 "페달"을 기술하지만, "가속기"는 객실 내의 페달(또는 기타 입력 장치)에 의해 발생되는 전기적, 유압식 또는 기계적 신호에 응답하는 엔진 격실 내의 장치일 수 있음을 본 명세서로부터 알아야 한다. 또한, 객실 내의 장치가 페달로서 기술되지만, 각종 기타 조정 장치(예를 들면, 레버, 스위치, 버튼 등)가 "가속기"로서 또는 "가속기"에 신호를 보내는 장치로서 사용될 수 있음을 본 명세서로부터 알아야 한다.
후술하듯이, 가속기 반력 제어 장치(100)는 가속기 페달(2)의 포지션(답입량)을 검출하고, 가속기 페달(2)의 반력을 베이스 반력으로부터 변경시킨다. 즉, 가속기 반력 제어 장치(100)는 기본적으로 차체(1)에 제공된 가속기 페달(2)의 반력(조작력)을 가변적으로 제어하도록 구성된다. 가속기 반력 제어 장치(100)는 가속기 페달(2)의 가속기 포지션(답입량)을 검출하기 위한 가속기 포지션 검출 수단 또는 장치, 및 가속기 페달(2)의 반력을 베이스 반력으로부터 변경하기 위한 반력 변경 수단 또는 장치를 구비한다. 기본적으로, 가속기 반력 제어 장치(100)는 가속기 페달(2)의 포지션이 소정의 가속기 포지션 임계치(α)보다 클 때 가속기 페달(2)의 반력을 베이스 반력을 넘어서 증가시키도록 구성된다.
나중에 설명하듯이, 가속기 반력 제어 장치(100)는, 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력을 넘어서 증가될 때 운전자의 발이 반력의 급격한 증가로 인해 되밀리는 것을 방지할 수 있고 조작성의 악화를 억제할 수 있도록 구성된다. 또한, 제2 반력 증가 기간 중의 반력 증가 비율이 제1 반력 증가 기간 중의 반력 증가 비율보다 크기 때문에, 운전자에게 연비 효율이 저하될 것을 확실하게 알릴 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시하듯이, 가속기 페달(2)은 회전 샤프트(3)의 중심축 주위로 피봇하도록 회전 샤프트(3) 상에 제공된다. 리턴 스프링(4)은 스로틀 밸브를 폐쇄하는(가속기 포지션 또는 페달의 답입량을 감소시키는) 방향으로 가속기 페달(2)에 대해 힘(반력)을 가하도록 작용한다. 리턴 스프링(4)의 일 단부는 차체(1)에 고정되고 타 단부는 회전 샤프트(3)에 고정된다. 회전 샤프트(3)의 각 단부는 차체(1) 상에 베어링(5)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 회전 샤프트(3)의 타 단부 근처에는 가속기 포지션 센서(6)가 제공된다. 가속기 포지션 센서(6)는 가속기 포지션 검출 수단 또는 장치로서 작용하며, 가속기 포지션 신호(APS: accelerator position signal)를 출력한다.
이 실시예에서, 가속기 페달(2)의 조작 또는 답입량(포지션) 및 내연기관(도시되지 않음)의 스로틀 밸브(도시되지 않음)의 개도는 스로틀 밸브의 개도가 가속기 페달(2)의 답입량에 따라 증가 및 감소하도록 링크된다. 기본적으로, 가속기 포지션에 따라 연료 분사량(및, 따라서 연료 소비량)이 증가 및 감소한다.
도 1 및 도 2에 도시하듯이, 가속기 페달(2)의 반력을 베이스 반력으로부터 변경하기 위한 반력 변경 수단 또는 장치의 일 예로서 반력 변경 기구(101)가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 반력 변경 기구(101)는, 회전 샤프트(3)의 회전에 대해 마찰력을 인가하도록 구성되고 상호 대향하여 배치되는 한 쌍의 마찰 부재(7a, 7b)를 갖는 가변 마찰판(7)을 구비한다. 하나의 마찰 부재(7a)는 회전 샤프트(3)의 단부에 기계적으로 결합된다. 다른 마찰 부재(7b)는 스플라인 등에 의해 고정 샤프트(8) 상에 회전 불가능하게 지지되며, 따라서 고정 샤프트(8)를 따라서 축방향으로 자유롭게 이동할 수 있다. 고정 샤프트(8)는 차체(1)에 고정된다. 또한, 반력 변경 기구(101)는, 차체(1)에 고정되고 마찰 부재(7b)에 힘을 가하여 마찰 부재(7a) 쪽으로 밀어붙이도록 작용하는 액추에이터(9)(예를 들면, 전자기 솔레노이드)를 구비한다.
가변 마찰판(7)은, 액추에이터(9)의 작동에 의해 마찰 부재(7b)를 축방향(도 1에서 화살표 A1 방향)으로 이동시키기 위해 마찰 부재(7a, 7b) 사이의 마찰력이 가변 제어될 수 있도록 구성된다. 액추에이터(9)의 작동은 반력 변경 수단 또는 장치의 일부를 구성하는 제어 유닛(10)에 의해 제어되고 있다. 기본적으로, 제어 유닛(10)은 가변 마찰판(7)에 의해 회전 샤프트(3)에 가해지는 마찰력을 제어하기 위해 액추에이터(9)의 작동을 제어한다. 따라서, 가속기 페달(2)이 조작될 때 겪는 반력은 제어 유닛(10)이 액추에이터(9)의 작동을 제어하는 방식에 의해 변경될 수 있다.
가속기 포지션 센서(6)[가속기 페달(2)의 포지션을 검출]로부터의 입력 신호를 수신하는 것에 추가적으로, 제어 유닛(10)은 엔진 회전수 센서(11) 및 차속 센서(12)로부터의 입력 신호도 수신한다. 엔진 회전수 센서(11)는 엔진 회전수(Ne)를 검출하도록 구성된다. 차속 센서(12)는 차속(vehicle speed: VSP)을 검출하도록 구성된다.
도 3은 실시예에 따른 가속기 페달 반력 특성의 간단한 도시도이다. 가속기 페달(2)에는, 답입 방향(스로틀 밸브 개도를 증가시키는 방향)으로 및 해제 방향(스로틀 밸브 개도를 감소시키는 방향)으로의 가속기 페달(2) 조작에 대해 적당한 히스테리시스를 갖는 기본 반력이 제공된다. 따라서, 도 3에 도시하듯이, 이 도면은 가속기 포지션 증가 방향과 가속기 포지션 감소 방향 사이에 적당한 정도의 히스테리시스가 존재하는 상태에서 기본 페달 답입력, 즉 가속기 페달(2)의 베이스 반력이 가속기 포지션에 거의 비례적으로 증가함을 도시한다. 이 기본 반력을 가속기의 "베이스 반력"으로 지칭한다.
제어 유닛(10)은 내연기관의 엔진 출력을 제어하는 통상의 엔진 출력 제어 프로그램을 갖는 마이크로컴퓨터를 구비하는 것이 바람직하다. 제어 유닛(10)은 또한 입력 인터페이스 회로, 출력 인터페이스 회로, 및 ROM(Read Only Memory) 소자 및 RAM(Random Access Memory) 소자와 같은 저장 장치와 같은 다른 통상의 부품을 구비할 수 있다. 제어 유닛(10)의 마이크로컴퓨터는 또한 도 9의 흐름도에 도시된 가속기 페달 반력 제어를 수행하도록 프로그래밍된다.
제어 유닛(10)은 연료 소비율에 관련한 가속기 포지션 임계치(도 6에서 APSa)를 설정하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제어 유닛(10)은 차량이 차량 또는 엔진 운전 상태에 기초하여 연료 소비율이 낮은(연비 효율이 양호한) 운전 영역으로부터 연료 소비율이 높은(연비 효율이 낮은) 운전 영역으로 변화할 때 사용되는 가속기 포지션 임계치를 설정하며, 증가 해제 임계치(도 6에서의 APSa')를 가속기 포지션 임계치보다 소정의 포지션 양만큼 작은 가속기 포지션으로 설정한다. 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커지면, 제어 유닛(10)은 가속기 페달 반력(베이스 반력)에 소정 증가량을 추가한다. 반대로, 가속기 포지션이 증가 해제 임계치로 감소되면, 가속기 페달 반력의 증가가 해제된다.
가속기 포지션 임계치는 예를 들어, 토크 컨버터를 갖는 자동 변속기에서의 록업 클러치(도시되지 않음)의 체결 및 해방에 대응하여 설정된다. 널리 알려져 있듯이, 록업 클러치는 토크 컨버터의 입력측을 그 출력측에 직결하기 위한 기구로서 작용한다. 도 4에 도시하듯이, 록업 클러치의 체결 및 해방은 차속(VSP)과 가속기 포지션(APS)에 기초하여 제어된다. 록업 클러치는, 차량이 차속이 느리고 가속기 포지션(APS)이 큰 비-록업 영역(비 L/U 영역)(도 4에서 해칭된 영역)에 있을 때 해방되고, 차량이 차속이 빠르고 가속기 포지션(APS)이 작은 록업 영역(L/U 영역)에 있을 때 체결된다. 록업 클러치가 해방된 상태에 있을 때의 연비 효율은 록업 클러치가 체결 상태에 있을 때에 비해 상대적으로 낮다. 따라서, 이 실시예에서, 비-록업 영역은 연비 효율이 높은 운전 영역(고연비 효율 운전 영역)으로 간주되고 록업 영역은 연비 효율이 낮은 운전 영역(저연비 효율 운전 영역)으로 간주된다. 가속기 포지션(APS)이 록업 영역으로부터 비록업 영역으로 증가할 때, 가속기 페달 반력이 증가된다. 따라서, 록업 클러치의 작동 상태는 가속기 포지션 임계치를 설정하기 위한 근거로 사용되는 차량 또는 엔진 운전 상태의 일 예를 구성한다.
이러한 상황에서, 제어 유닛(10)은 입력 차속(VSP) 및 가속기 포지션(APS)에 기초하여 록업 클러치가 해방 상태(비-L/U 영역)에 있는지 체결 상태(L/U 영역)에 있는지를 결정하기 위해 도 4에 도시된 특성을 사용한다. 록업 클러치가 체결 상태(L/U 영역)에 있으면, 도 4에 도시된 영역의 경계선(L1) 상에서 차속 센서(12)로부터 수신된 차속(VSP)에 대응하는 가속기 포지션(APS)의 값이, 반력 증가가 이루어질 가속기 포지션 임계치(APSa1)로 사용된다. 예를 들어, 차속이 차속 VSP1이면, 도면에 도시된 대응 가속기 포지션(APSa1)이 가속기 페달(2)의 반력을 증가시키기 위한 가속기 포지션 임계치로서 사용될 것이다. 제어 유닛(10)은 또한, 가속기 포지션 임계치(APSa1)보다 소정 포지션 양만큼 작은 가속기 포지션인 증가 해제 임계치(APSa1')를 설정한다. 증가 해제 임계치(APSa1')는, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa1)에 도달함으로 인해 반력이 증가한 후에 반력 증가를 해제하기 위해, 즉 증가된 반력을 증가량 만큼 감소시키기 위해 사용되는 가속기 포지션 임계치이다. 즉, 가속기 포지션이 감소되어 증가 해제 임계치(APSa1') 이하로 되면, 반력의 증가가 해제된다. 증가 해제 임계치(APSa1')는 가속기 포지션 임계치(APSa1)에 대해 소정의 증가량 만큼 다르게 설정될 수 있거나, 가속기 포지션 임계치(APSa1)에 소정 계수를 곱하여 산출될 수 있지만, 제어는 이들 설정 방법의 어느 것에도 한정되지 않는다. 가속기 포지션 임계치를 도 5에 도시하듯이 자동 변속기의 다운시프트(저속단으로의 변속)에 대응하여 설정하는 것도 가능하다. 즉, 다운시프트 조작은 가속기 포지션 임계치를 설정하기 위한 근거로 사용되는 차량 또는 엔진 운전 상태의 일 예를 구성한다.
도 5는 5단 자동 변속기의 변속 선도의 일 예이다. 변속 제어는 도 5에 도시하듯이 차속(VSP)과 가속기 포지션(APS)에 기초하여 이루어지지만, 일반적으로 고단 기어가 연비 효율이 낮기 때문에, 5단에서 4단으로 변속하기 위한 변속 라인(L2)은, 차량이 연비 효율이 상대적으로 낮은 영역으로부터 연비 효율이 상대적으로 높은 영역으로 전환하는 경계선으로 간주된다. 따라서, 경계선(L2) 상의 지점과 현재 차속(VSP)(예를 들면, VSP2)에 대응하는 가속기 포지션의 값이 가속기 포지션 임계치(APSa2)로 사용된다. 가속기 포지션 임계치는 다른 변속단의 변속 라인(L3 내지 L5)에 대해 마찬가지로 설정될 수 있다. 가속기 포지션 임계치(APSa2)에서 반력이 증가된 후에 반력 증가를 해제하기 위한, 즉 반력을 증가량 만큼 감소시키기 위한 증가 해제 임계치는, 토크 컨버터식 자동 변속기의 록업 클러치(도시되지 않음)의 체결 및 해방에 대응하여 설정된 증가 해제 임계치와 동일하게 설정된다.
추가로, 대신에, 가속기 포지션 임계치는 엔진 부하가 높은 연료 증가 영역에 대응하여 설정되거나 또는 엔진의 연비 특성에 기초하여 설정될 수도 있다. 즉, 엔진 부하가 높은 연료 증가 영역 및/또는 엔진의 연비 특성은 가속기 포지션 임계치를 설정하기 위한 근거로서 사용되는 차량 또는 엔진 운전 상태의 예를 구성한다.
이 실시예에서, 가속기 포지션(APS)이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커지고 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량(A) 증가될 때, 반력은 단계적으로 증가되지 않는다. 대신에, 도 6에 도시하듯이, 반력은 2단계로 변하는 증가 비율로 가속기 포지션에 대해 연속적으로 증가된다. 보다 구체적으로, 가속기 페달(2)의 반력이 증가될 때, 반력은 먼저 초기 증가 비율로 증가되고 이후 초기 증가 비율보다 큰 제2 증가 비율로 증가된다. 즉, 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량(A) 증가될 때, 증가 비율은 증가의 제2 반력 증가 기간 중에 반력이 증가되는 증가 비율이 증가의 제1 반력 증가 기간 중에 반력이 증가되는 증가 비율보다 크도록 중간 단계에서 변화된다.
가속기 페달(2)이 복귀 방향으로, 즉 가속기 포지션 감소 방향으로 이동하고 있을 때, 반력은 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 큰 동안 소정 증가량(A)씩 계속 증가된다. 즉, 반력은 가속기 포지션이 증가 해제 임계치(APSa')에 도달할 때까지 소정 증가량(A)과 베이스 반력(가속기 포지션이 감소하고 있을 때 사용되는 베이스 반력은 가속기 포지션이 증가하고 있을 때 사용되는 베이스 반력에 대해 어느 정도의 히스테리시스를 갖도록 설정됨)의 합계로 설정된다. 이후, 가속기 포지션이 증가 해제 임계치(APSa') 이하의 값으로 감소되면, 베이스 반력에 대한 소정 값(A)의 추가가 해제되며 반력은 도 3에 도시된 베이스 반력으로 복귀한다.
베이스 반력에 대해 추가되는 소정 증가량 또는 값(A)은 일정한 값일 수 있거나, 또는 각종 차량 및/또는 엔진 운전 조건에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
제1 실시예에서, 가변 반력 증가량의 일 예는, 가속기 포지션 임계치가 차량 및/또는 엔진 운전 상태에 기초하여 설정될 때 크게 설정되는 것이다. 구체적으로, 가속기 반력 제어 장치(100)의 제어 유닛(10)은 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커질 때 가속기 페달(2)의 반력을 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량(A) 증가시키도록 액추에이터(9)를 제어한다. 가속기 반력 제어 장치(100)는, 반력이 증가될 때 증가의 제2 반력 증가 기간 중에 반력이 증가되는 증가 비율이 증가의 제1 반력 증가 기간 중에 반력이 증가되는 증가 비율보다 크도록 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력을 넘어서 증가되는 증가 비율을 변경하는 제어 유닛(10)을 특징으로 한다. 그 결과, 베이스 반력이 큰 조건일 때도, 명확한 정보가 운전자에게 전해질 수 있다. 제어 유닛(10)은 가속기 반력 제어 장치(100)의 임계치 설정 수단 또는 장치의 일 예를 구성한다.
도 7에 도시하듯이, 제1 실시예에서, 가속기 페달(2)의 베이스 반력에 7N의 소정 증가량(A)이 추가될 때, 가속기 페달(2)의 반력은, 베이스 반력에 대한 증가량(제1 소정 증가량)이 소정 증가량(A)의 30%에 달할 때까지 초기(제1) 반력 증가 비율(제1 램프)로 증가된다. 이후, 가속기 페달(2)의 반력은 베이스 반력에 대한 증가량(제2 소정 증가량)이 소정 증가량(A)에 달할 때까지 제2 반력 증가 비율(제2 램프)로 증가된다. 즉, 가속기 페달(2)의 베이스 반력에 7N의 소정 증가량(A)이 추가될 때, 가속기 페달(2)의 반력은 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 α만큼 큰 소정 포지션(APSa+α)에 도달할 때까지 제1 반력 증가 비율(제1 램프)로 증가된다. 이후, 가속기 페달(2)의 반력은 베이스 반력에 대한 증가량이 소정 증가량(A)에 달할 때까지 제2 증가 비율(제2 램프)로 증가된다.
반력이 제1 증가 비율로 증가될 수 있는 제1 소정 증가량 및 반력이 제2 증가 비율로 증가될 수 있는 제2 소정 증가량은, 소정 증가량(A)에 기초하여 비례 배분으로서 결정된다. 제1 실시예에서, 반력이 제1 증가 비율로 증가될 수 있는 제1 소정 증가량은 소정 증가량(A)의 30%이고, 반력이 제2 증가 비율로 증가될 수 있는 제2 소정 증가량은 소정 증가량(A)의 70%이다. 이 비례 배분은 3:7에 한정되지 않으며, 적절히 변경될 수 있다. 제1 실시예에서, 제1 증가 비율(제1 램프)은 가속기 포지션이 0.1도 증가할 때마다 0.2N의 비율로 반력이 베이스 반력을 넘어서 증가하도록 설정되고, 제2 증가 비율(제2 램프)은 가속기 포지션이 0.1도 증가할 때마다 0.5N의 비율로 반력이 베이스 반력을 넘어서 증가하도록 설정된다. 이런 식으로, 가속기 페달(2)의 반력은 초기 증가 기간 중에는 서서히 증가되고 제2 증가 기간 중에는 보다 급격하게 증가된다.
도 8은 제1 실시예에서 가속기 포지션(APS)이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커질 때 각종 파라미터가 어떻게 거동하는지를 보여주는 타임 차트이다. 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커지면(도 8에서 t1 시점), 반력은 0.2N/0.1도의 제1 증가 비율(제1 램프)로 베이스 반력에 대해 증가된다. 반력이 제1 증가 비율(제1 램프)로 증가되는 양이 소정 증가량(A)의 30%에 달하면(도 8에서 t2 시점), 반력은 베이스 반력보다 소정 증가량(A)(제1 실시예에서는 7N) 클 때까지 0.5N/0.1도의 제2 증가 비율(제2 램프)로 증가된다. 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커지도록 증가되거나 일정해진 후에 증가 해제 임계치(APSa')보다 작은 값으로 감소되면(도 8에서 t3 시점), 반력은 베이스 반력을 넘어선 증가량 만큼 소정의 감소 비율로 감소된다. 베이스 반력에 증가량을 추가하여 얻어진 반력으로부터 소정의 감소 비율로 반력이 감소되는 동안 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커지면(도 8에서 t4 시점), 반력은 베이스 반력보다 소정 증가량(A) 클 때까지 소정의 반력 증가 비율로 증가된다. 이 실시예에서, 반력은 제2 증가 비율(제2 램프)과 동일한 증가 비율(0.5N/0.1도)로 증가된다.
이 실시예에서, 베이스 반력에 대한 반력의 증가량이 소정 증가량(A)의 30%, 즉 2.1N 이하인 상태에서 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)를 초과하면, 반력은 베이스 반력에 대한 반력의 증가량이 소정 증가량(A)의 30%, 즉 2.1N까지 감소하기 전에 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)를 초과하는 상황과 동일한 증가 비율로 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량(A)까지 증가된다.
도 9는 제1 실시예에 따른 제어 단계의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
단계 S1에서, 제어 유닛(10)은 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 큰지를 판정하고, 판정 결과가 긍정적이면 단계 S2로 진행한다.
단계 S2에서, 제어 유닛(10)은 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력보다 큰지를 판정한다. 그렇다면, 제어 유닛(10)은 베이스 반력에 추가된 반력의 증가량이 소정의 감소 비율로 감소되고 있는 상태에서 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)를 초과한 것으로 판정하고, 단계 S3으로 진행한다. 그렇지 않으면, 제어 유닛(10)은 반력이 베이스 반력에 대해 증가되고 있지 않은 상태에서 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)를 초과한 것으로 판정하고, 단계 S4로 진행한다.
단계 S3에서, 제어 유닛(10)은 베이스 반력에 대한 반력의 증가량이 7N에 달할 때까지 반력을 제2 반력 증가 비율(제2 램프)로 증가시킨다.
단계 S4에서, 제어 유닛(10)은 반력을 베이스 반력에 대해 제1 증가 비율(제1 램프)로 증가시킨다.
단계 S5에서, 제어 유닛(10)은 반력 증가량이 소정 증가량(A)(7N)의 30%에 달했는지를 판정한다. 증가량이 소정 증가량(A)의 30%에 달했으면, 제어 유닛(10)은 단계 S6으로 진행한다. 그렇지 않으면, 제어 유닛(10)은 단계 S4로 진행한다.
단계 S6에서는, 반력이 제2 증가 비율(제2 램프)로 증가된다.
단계 S7에서, 제어 유닛(10)은 반력의 증가량이 소정 증가량(A)(7N)에 달했는지를 판정한다. 증가량이 소정 증가량(A)에 달하지 않았으면, 제어 유닛(10)은 단계 S6으로 진행한다.
제1 실시예에서는, 가속기 페달(2)의 반력을 베이스 반력을 넘어서 증가시키기 위해 사용되는 제1 증가 비율(제1 램프)이 제2 증가 비율(제2 램프)보다 작게 설정되므로, 가속기 페달(2)은 운전자의 발이 되밀려서 운전자의 의도에 반하여 잘못 거동할 가능성이 낮으며, 따라서 운전자가 차량에 대해 위화감을 느낄 가능성이 낮다. 더욱이, 조작성의 악화도 억제된다. 또한, 반력이 증가되는 제2 증가 비율이 초기 증가 비율보다 크기 때문에, 연비 효율이 저하될 것을 운전자에게 확실히 알릴 수 있다.
증가의 제2 반력 증가 기간 중에 반력이 증가되는 증가 비율이 증가의 제1 반력 증가 기간 중에 반력이 증가되는 증가 비율보다 크기 때문에, 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력을 넘어서 증가될 때, 운전자의 발의 되밀림이 억제되며, 연비 효율이 저하될 것을 운전자에게 확실히 알릴 수 있다.
이 실시예에서, 반력이 제1 증가 비율(제1 램프)로 증가될 수 있는 양과 반력이 제2 증가 비율(제2 램프)로 증가될 수 있는 양은, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커질 때 베이스 반력에 추가되는 소정의 반력 증가량에 기초하여 비례 배분으로서 결정된다. 이는 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커질 때 가속기 페달(2)의 베이스 반력에 추가되는 반력 증가량이 변경되는(예를 들어, 가속기 포지션 임계치가 커질수록 반력 증가량이 더 큰 값으로 설정되도록, 운전 상태에 기초하여 설정되는 가속기 포지션 임계치에 기초하여 변경되는)경우에도 마찬가지이다. 그 결과, 가속기 페달(2)의 답입에 대한 저항이 변경되었음을 운전자에게 쉽게 알리게 되는 것이 보장될 수 있다.
또한, 반력이 제2 증가 비율로 증가되는 양이 반력이 제1 증가 비율로 증가되는 양보다 크기 때문에, 가속기 페달(2)이 운전자의 발을 밀어내고 운전자의 의도에 반하여 잘못 거동하는 경향이 억제될 수 있으며, 연비 효율이 저하될 것을 운전자에게 확실히 알릴 수 있다.
제1 실시예에서는 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커지는 시점부터 가속기 포지션이 소정 포지션에 달할 때까지 가속기 페달(2)의 반력이 제1 증가 비율(제1 램프)로 증가되지만, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커지는 시점부터 소정 시간이 경과할 때까지 가속기 페달(2)의 반력이 제1 증가 비율(제1 램프)로 증가되도록 제어를 기획하는 것도 허용될 수 있다.
이제 도 10 및 도 11을 참조하면, 제2 실시예에서, 제어 유닛(10)은 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커질 때 반력이 증가되는 양이 두 개의 수치 레벨, 7N과 10N 사이에서 선택될 수 있도록 구성된다. 운전자는 예를 들어 차량 내부의 계기판에 설치된 스위치(20)(예를 들면, 반력 증가량 선택 장치)를 조작함으로써 이 "강" 또는 "약" 설정을 달성할 수 있다. 제2 실시예에서, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커질 때 반력이 제1 증가 비율로 증가될 수 있는 증가량은, 베이스 답입량에 대한 반력 증가량이 7N의 약한 값으로 설정되는지 10N의 강한 값으로 설정되는지에 관계없이 2.1N이다. 한편, 반력이 제2 증가 비율로 증가될 수 있는 양은 약 설정이 선택될 경우 4.9N으로 설정되고, 강 설정이 선택될 경우 7.9N으로 설정된다.
제2 실시예는 제1 실시예와 동일한 작용 효과를 달성한다. 또한, 초기 반력 증가량이 변하지 않기 때문에, 제2 실시예는 반력이 제1 증가 비율로 증가될 수 있는 증가량이 베이스 답입량에 대한 반력 증가량에 대해 약 설정이 선택되는지 강 설정이 선택되는지에 따라 변경되는 구성에 비해 제어 유닛(10)의 연산 부하를 감소시킬 수 있다.
제2 실시예에서, 장치는 또한, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치(APSa)보다 커질 때 반력이 증가되는 양이 셋 이상의 레벨(예를 들면, 강, 중, 약 레벨을 포함하는 세 개의 레벨) 사이에서 선택될 수 있도록 구성될 수 있다.
전술한 실시예에서, 가속기 페달(2)의 반력이 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량(A) 증가될 때, 반력이 가속기 포지션에 대해 증가되는 비율은 2단계로 변화된다. 그러나, 반력이 가속기 포지션에 대해 증가되는 비율을 연속적으로 다단계로 변화시키는 것이 허용된다.
또한, 베이스 반력에 추가되는 반력 증가량을 예를 들어 가속기 포지션의 증가에 대해 2차 곡선에 따라 증가하도록 설정하는 것도 허용된다. 이런 식으로, 또한, 반력은, 반력이 증가되는 비율이 제1 반력 증가 기간 중에 보다는 제2 반력 증가 기간 중에 더 크도록 증가될 수 있다.
전술한 실시예에서, 반력의 증가 비율은, 베이스 반력에 추가되는 반력 증가량이 가속기 포지션이 소정 증가량 증가할 때마다 설정되도록 가속기 포지션에 따라 설정된다. 그러나, 본 발명은 이러한 제어 방식에 한정되지 않으며, 베이스 반력에 추가되는 반력 증가량을 소정 시간이 경과할 때마다 설정하는 것도 허용된다.
본 발명을 예시하기 위해 선택된 실시예들만 선정되었으나, 청구범위에서 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 각종 부품의 크기, 형상, 위치 또는 배향은 필요에 따라 변경될 수 있다. 상호 직접 연결되거나 접촉되는 부품은 그 사이에 배치되는 중간 구조물을 가질 수 있다. 하나의 요소의 기능은 두 개의 요소에 의해 수행될 수 있으며 그 반대도 가능하다. 일 실시예의 구조와 기능이 다른 실시예에서 채택될 수 있다. 모든 장점이 특정 실시예에 동시에 존재할 필요는 없다. 종래 기술과 다른 모든 특징부는 단독으로 또는 다른 특징부와 조합적으로, 이러한 특징부에 의해 구현되는 구조적 및/또는 기능적 개념을 포함하는 본 출원인에 의한 추가 발명의 별도 설명으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예의 전술한 설명은 단지 예시적으로 제공되는 것이며, 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정되는 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

Claims (6)

  1. 가속기 반력 제어 장치이며,
    가속기 위치를 검출하는 가속기 포지션 검출 장치,
    가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치 이상일 때 가속기의 반력이 베이스 반력에 대해 소정 증가량 증가하도록 가속기의 반력을 변경하는 반력 변경 장치, 및
    연료 소비율에 관련한 차량 운전 상태와 엔진 운전 상태 중 적어도 하나에 기초하여 가속기 포지션 임계치를 설정하는 임계치 설정 장치를 포함하고,
    상기 반력 변경 장치는 추가로, 가속기의 반력이 베이스 반력을 넘어서 소정 증가량 증가되는 반력 증가 비율을 변경하도록 구성되며, 반력 증가 비율은 반력 증가의 제1 반력 증가 기간 중에 사용되는 제1 증가 비율, 및 반력 증가의 제2 반력 증가 기간 중에 사용되는 제2 증가 비율을 구비하고, 상기 제2 반력 증가 기간은 제1 반력 증가 기간에 이어지며, 상기 제2 증가 비율은 제1 증가 비율보다 더 큰 가속기 반력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반력 변경 장치는 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커진 이후 가속기 포지션이 소정 포지션량 증가하면 반력 증가 비율을 변경하도록 구성되는 가속기 반력 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반력 변경 장치는 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커진 이후 소정 시간이 경과하면 반력 증가 비율을 변경하도록 구성되는 가속기 반력 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커질 때 베이스 반력에 대해 증가되는 반력의 소정 증가량을 둘 이상의 증가량 사이에서 선택하는 반력 증가량 선택 장치를 더 포함하며,
    상기 반력 변경 장치는 추가로, 제1 반력 증가 기간에 사용되는 제1 증가 비율로 반력이 증가될 수 있는 제1 증가량 및 증가의 제2 반력 증가 기간에 사용되는 제2 증가 비율로 반력이 증가될 수 있는 제2 증가량을, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커질 때 베이스 반력에 추가되는 소정의 반력 증가량에 기초한 비례 배분으로서 결정하도록 구성되는 가속기 반력 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 가속기 포지션이 가속기 포지션 임계치보다 커질 때 베이스 반력에 대해 증가되는 반력의 소정 증가량을 둘 이상의 증가량 사이에서 선택하도록 구성되는 반력 증가량 선택 장치를 더 포함하며,
    상기 반력 변경 장치는 추가로, 제1 반력 증가 기간에 사용되는 제1 증가 비율로 반력이 증가될 수 있는 제1 증가량을 반력 증가량 선택 장치에 의해 선택되는 반력 증가량에 관계없이 설정하고, 증가의 제2 반력 증가 기간에 사용되는 제2 증가 비율로 반력이 증가될 수 있는 제2 증가량을 반력 증가량 선택 장치에 의해 선택되는 반력 증가량에 따라 변경하도록 구성되는 가속기 반력 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반력 변경 장치는 추가로, 제2 반력 증가 기간에 사용되는 제2 증가 비율로 반력이 증가되는 제2 증가량이 제1 반력 증가 기간에 사용되는 제1 증가 비율로 반력이 증가되는 제1 증가량보다 크도록 제1 반력 증가 기간에서의 제1 증가량 및 제2 반력 증가 기간에서의 제2 증가량을 사용하여 반력을 증가시키도록 구성되는 가속기 반력 제어 장치.
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