KR19990077076A - 자동차 자동 변속기용 제어장치 - Google Patents

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Abstract

제어장치(1)는 특히 자동차의 자동 변속기를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 가속 페달을 밟는 정도, 차량 속도 또는 부가의 측정값에 따라 세팅 신호(STS)가 발생된다. 세팅 신호에 의해 선택될 기어 또는 세팅될 변속비가 결정된다. 제어장치(1)는 분류 시스템(4)를 포함한다. 측정값 또는 이것으로부터 유도된 파라메터가 입력값으로서 상기 분류 시스템에 공급되고, 상기 분류 시스템은 측정값 및 파라메터의 평가에 의해 출력 변수를 발생시키며, 상기 출력 변수에 의해 운전자의 운전 태도, 현재의 주행 상태 또는 자동차의 부하 상태가 미리 주어진 할당에 따라 고려된다. 제어장치(1)는 평가회로(14)를 포함하며, 상기 평가회로(14)에서 운전자의 수동 조작에 의해 발생된 신호가 평가된 다음, 미리 주어진 할당 중 하나가 평가신호(EBS)의 전송에 의해 변경된다. 여기서는, 제어장치(1)의 동작이 완전히 정지되는 않은 채로, 제어장치(1)의 부분 기능이 차단되거나 또는 부분 기능의 저장된 중요한 파라메터가 변경될 수 있다.

Description

자동차 자동 변속기용 제어장치
최근의 변속기 제어장치는 기어 또는 변속비 선택을 특히 운전자의 운전 태도 및/또는 도로에 따라 조절한다. 첫번째 경우에, 운전자의 운전 태도는 제어장치의 특성 입력값 및 그것으로부터 계산되어 유도된 값(이하, 유도값 또는 파라메터라 한다)을 기초로 평가되고, 운전자에 매칭된 변속비 선택으로 변환된다(유럽 특허 공개 제 0 638 742호, 독일 특허 제 33 41 652호). 제어장치에 기준값의 형태로 저장된 지식, 예컨대 운전자를 "안전형", "정상형", "스포티형"으로 분류하는 지식은 고정적으로 프리세팅(presetting)된다. 즉, 운전자의 태도와 "운전자 부류" 사이의 할당이 고정되어 있다. 예컨대, 가속 페달을 자주 신속하게 밟는 운전자는 항상 스포티형으로 평가되고, 상응하는 변속비 선택이 활성화된다. 예컨대, 속도가 높아지면 고속 기어로 바꾼다.
그러나, 이러한 고정 할당이 모든 경우에 만족스러운 것은 아니다. 객관적으로 안전형 운전자, 즉 높은 주행 출력 및 가속을 필요로 하지 않는 운전자가 어떤 이유로 페달을 자주 그리고 신속히 변경시킬 수도 있다. 이것은 제어 시스템의 에러 매칭을 야기시킬 수 있다. 또한, 제어장치에 의해 운전자에게 할당된 변속비 선택이 운전자의 생각에 간단히 부합되지 않을 수도 있다.
적응 변속기 제어장치의 다른 기본 기능에서는 일반적인 고정 할당으로 인해 운전자가 꺼리는 제어 상태가 야기된다. 그 원인은 운전자의 상이한 개인적 요구 및 상이한 국가에서의 상이한 운전 습관에 있다. 유럽에서는 일반적으로 수동 변속기에 의해 강력히 영향을 받는 액티브 변속 전략이 이상적으로 간주되는 한편, 미국에서는 거기서 전통적인 자동 변속기 제어장치가 수동으로 선택되는 변속 모델 보다 우위이다. 유럽의 습관에 따른 적응 시스템은 미국에서는 일반적으로 수용되지 않는다.
운전자의 상이한 요구에 대한 예는 산악 도로에 매칭되는 변속이다. 기술적인 측면에서는 다단 변속기에서 심하게 변동되는 변속을 방지하는 미리 주어진 변속 모델의 선택이 가장 바람직하다. 이것을 위해 고속 기어로 바꾸는 것이 일반적으로 보다 높은 주행 속도에서 이루어진다. 그러나, 이것은 페달을 밟는 정도, 차량 속도 및 현재의 변속비 또는 기어 사이의 절대적인 고정 결합에 익숙해진 운전자를 방해하므로, 그러한 운전자는 일정한 제어를 선호한다. 따라서, 그러한 운전자가 적응 변속 제어를 만족스럽게 여기게 하기 위해서는, 변속기 제어장치내에 저장된 "고정 지식"이 보정되거나 수정될 수 있어야 한다.
본 발명은 청구범위 제 1항의 전문에 따른 제어 장치에 관한 것이다. 이러한 제어장치는 자동차에서 슬립 조정기, 후륜 스티어링 장치 또는 특히 자동 변속기와 같은 여러가지 장치를 제어하기 위해 사용된다. 변속기가 다단 기어로 형성되면, 제어장치는 가장 바람직한 기어를 세팅하는 세팅 신호를 발생시킨다. 변속기가 무단 변속기로 형성되면, 세팅 신호는 변속 비를 제어한다.
도 1은 본 발명에 따른 제어장치의 블록 회로도이고,
도 2 내지 5는 운전자가 도 1에 따른 제어장치에 영향을 줄 수 있는 조작 장치의 여러가지 예를 나타내며,
도 6은 도 1에 따른 제어장치에서 실행되는 프로그램의 플로우 챠트이다.
본 발명의 목적은 적응적으로 형성되며, 개별적으로 또는 지역적으로 상이한 운전자 요구에 부합할 수 있는 제어장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제 1항에 따른 제어장치에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 개선예는 청구범위 종속항에 제시된다.
본 발명의 장점은 본 발명이 특히 무단 변속기(CVT)에도 매우 적합하다는 것이다. 이러한 변속기는 많은 운전자에게 익숙치 않다: 기술적 합리성에 따라 설계된 그것의 제어장치는 최대 엔진 효율의 범위를 이용하기 위해 엔진 속도를 약간만 변동시킨다. 본 발명에 따른 제어장치는 운전자가 원하는 변속비 선택을 얻기 위해 제어에 관여할 수 있는 가능성을 제공한다.
본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 설명하면 하기와 같다.
제어장치(도 1)는 신호 라인(2)을 통해 여러가지 입력 신호를 수신한다. 상기 입력 신호는 자동차내의 여러가지 센서에 의해 그리고 자동차내의 다른 제어장치에 의해 제공된다. 입력 신호의 예로는 운전자에 의해 요구되는 출력 또는 구동 토크를 특성화하는 값, 예컨대 드로틀 밸브 위치를 나타내는 신호(dk), 및 변속기의 출력 속도(nab) 및 차량 속도 또는 엔진 속도를 특성화하는 신호이다. 바퀴 회전 속도 신호, 횡방향 가속 신호 및 종방향 가속 신호도 적합한 센서 또는 다른 제어장치, 예컨대 ABS-제어장치로부터 수신될 수 있다.
신호 라인(2)을 통해 수신된 입력신호는 신호 처리 회로(3) 및 분류 시스템(4)에 이른다. 입력 신호, 센서, 다른 제어장치, 신호 처리 회로 및 분류 시스템의 세부 사항은 전술한 특허 출원 EP 제 0 638 742호에 공지되어 있다.
신호 처리 회로(3)에서 입력신호로부터 계산되어 유도된 값은 신호 라인(6)을 통해 분류 시스템(4)에 이르고 거기서 마찬가지로 평가된다. 분류 시스템(4)은 도면에 도시된 바와 같이, 운전자, 운전술 및 도로 타입-분류 회로를 포함한다. 각각의 값을 나타내는 분류 시스템(4)의 출력 신호는 전략(strategy) 선택 회로에 이른다. 전략 선택 회로는 미리 주어진 전략에 따라 선택 신호를 발생시킨다. 상기 선택 신호는 메모리(9)로 전달되고 거기서 저장된 다수의 변속비 선택 모델(A), (B) 또는 (C) 중 하나를 선택한다. 다단 기어에서 변속비 선택 모델은 변속 특성 필드로서 형성된다.
변속비 또는 기어를 제시하는 메모리(9)의 출력 신호는 보정 회로(10)에 이르고, 거기서 전략 선택 회로(8)에 의해 발생되어 신호 라인(11)을 통해 전송된 동적 보정신호에 의해 일시적으로 특별한 상황에 매칭될 수 있다. 상기 보정신호에 의해 예컨대 커브 주행시 동적으로 바람직하지 못한 운전 상태가 발생할 위험이 방지된다.
보정회로(10)의 출력 신호는 신호 라인(12) 및 후술될 평가회로(14)를 통해 변속비 세팅 회로(13)에 이른다. 상기 변속비 세팅 회로(13)는 세팅 신호(STS)를 발생시킨다. 상기 세팅 신호(STS)는 자동 변속기(19)로 전송되며 거기서 세팅될 변속비, 또는 무단 변속기의 경우에는 목표 속도를 결정한다.
비교회로로 형성된 평가 회로(14)에서 적응 제어의 프리세팅이 이루어진다. 즉, 신호 라인(12)을 통해 도달한 세팅 신호 또는 변속 명령이 운전자에 의해 수동으로 조작장치(15)를 통해 입력된 신호와 비교된다. 상기 두 신호가 차이나는 경우에는, 이러한 차이에 대한 정보가 평가 신호(EBS)의 형태로 선택회로(16) 및 파라메터화 회로(17)로 전송되고 거기서 평가된다.
평가에 의해, 어떤 회로(3), (4), (8), (9) 및 (10)가 편차를 일으키는지가 검출된다. 전술한 개별 회로 또는 제어장치(1)의 회로 부분은 모두 양방향성 데이터 라인(18)을 통해 서로 접속된다. 이로 인해, 기어 선택 또는 변속비 선택을 결정하는 회로 부분(3), (4), (8), (9) 및 (10)이 모두 관련됨으로써, 앞으로의 변속 결정이 운전자의 요구와 일치하게 된다. 즉, 그에 따라 수동 변속이 더이상 이루어질 필요가 없거나, 또는 수동 변속이 이루어지는 경우에도 그것이 가급적 제어장치(1)의 결정과 일치하게 된다. 평가회로(14)는 일방향성 신호 라인(20)을 통해 회로(16) 및 (17)에 접속된다.
선택회로(16)에 의해 제어장치(1)의 특정 부분기능이 완전히 활성화되거나 또는 차단된다. 예컨대, 분류 시스템(4)에 의해 "산악 주행"이 검출되면, 전략 선택 회로(8)는 메모리(9)로부터 산악 주행에 적합한 변속비 선택 모델을 선택한다. 그러나, 예컨대 운전자가 고속으로 변속하려고 하면, 선택 회로(16)에 의해 차량 속도 또는 엔진 속도가 높을 때 산악 프로그램의 활성화 및 그에 따라 고속으로의 변경된 변속이 방지될 수 있다.
다른 예는 커브 주행시 분류 시스템(4)의 운전술 분류기에 의해, 전략 선택 회로(8)에 의해 그리고 보정 회로(10)에서의 동적 보정에 의해 야기되는 고속으로의 변속 억제이다. 운전자가 커브 주행시 낮은 기어를 원치 않는다는 것을 조작 장치(15)를 통한 수동 명령에 의해 알리면, 선택 회로(16)에 의해 회로(4), (8) 및 (10)는 커브 주행시 변속비 선택 적응이 생략되도록 영향을 받는다.
파라메터화 회로(17)에 의해 제어장치(1)내에 저장된 부분 기능의 몇가지 중요한 파라메터가 제어 장치의 동작이 완전히 정지되지 않은채로 변경된다. 상기 부분 기능으로는 상세하게는 하기와 같은 기능이 있다:
1) 회로(6)에 예컨대 변속 특성 곡선의 형태로 저장된 변속비 선택 모델이 변동된다;
2) 예컨대, 드물게 "스포티(sporty)" 주행 모드를 활성화하기 위해, 회로(8)에 저장된 선택 파라메터가 변경된다;
3) 분류 시스템(4)이 변경된다: 분류 시스템이 퍼지-시스템으로 구현되면(유럽 특허 공개 제 0 638 742호에 공지됨), 미리 주어진 규칙이 "민감하게" 또는 "민감하지 않게" 보정될 수 있다.
상기 시스템의 규칙은 하기와 같다:
if ddk_mittel is high then driver = sporty
가속 페달이 매우 자주 작동되고, 운전자가 "sporty"로서 일단을 걸면, 상기 규칙이 야기된다. 이러한 규칙이 100% 맞으면, 전략 선택 회로(8)가 메모리(9)로부터 주행 출력이 최적화된 변속비 선택 모델을 선택한다. 이 모델은 보다 높은 엔진 속도를 야기시킨다. 운전자가 이것에 동의하지 않으면, 운전자는 잇달아 여러 번 고속으로의 변속을 요구한다. 파라메터화 회로(17)는 이것을 전술한 규칙의 비활성화로 변환시킴으로써, 변속 특성과 운전자 요구의 보다 높은 일치를 얻는다. 또한, 다른 관련 기능에 "very high"를 할당함으로써, 운전자가 현재 상태에서 더이상 "sporty"로 분류될 수 없게 하는 것도 가능하다;
4) 신호 처리 회로(3)에서 입력 신호의 처리는 예컨대, 회로(3)에 보다 작은 환산 팩터 또는 게인이 사용됨으로써 변속특성이 변경되는 방식으로, "민감하지 않은" 방향으로의 이동이 이루어지도록 영향을 받을 수도 있다.
라인(20)상의 평가회로(14)가 중요한 정보를 입수함으로써, 변속기 제어의 개별 파라메터가 상응하게 조정되고 회로 부분(16) 및 (17)에서 편차 원인의 상관관계가 이루어진다는 것이 중요한다. "커브 주행시 기어를 넣는 것"과 같은 단시간 기능을 변경하기 위해 운전자의 요구에 대한 즉각적인 정보가 필요할 뿐만 아니라, 지속적인 주기 동안 액티브한 기능을 변경하기 위해 운전자의 요구로부터의 편차에 대한 평균 기간 및 장기간의 정보도 필요하다.
도 2내지 5에는 조작 장치(15)의 상이한 실시예가 도시된다:
- 운전자는 핸들에 있는 키(15a)로 고속으로 변속하기 위한 신호("+") 및 저속으로 변속하기 위한 신호("-")를 입력한다(도 2).
- 운전자는 통상의 위치(예컨대 4-3-2)를 가진 종래의 변속 레버(15b)로 소정 기어를 세팅할 수 있다(도 3).
- 운전자는 위치 P, R, N, D, 3, 2, 1을 가지며 "+" 및 "-"에 대한 변속 레버와 조합된 "수동 기어"를 통해 소정 기어를 세팅할 수 있다(도 4).
- 소정 기어를 세팅하기 위한 또다른 가능성은 위치("+") 및 ("-")를 가진 변속 레버에 있는 로킹(rocking) 바아이다(도 5).
이하, 개별 도면 6a, 6b 및 6c로 이루어진 도 6을 참고로 제어장치(1)에서 실행되는 프로그램을 플로우챠트로 설명한다.
프로그램의 시작 후에(도 6a) 단계(S1)에서 신호 라인(1)을 통한 입력 신호의 독입이 이루어진다. 단계(S2)에서 신호 처리 회로(3)에서 입력신호로부터 유도된 값이 계산된다. 단계(S3)에서 분류 시스템(4)에서 운전자 및 경우에 따라 운전술, 도로 타입 등의 분류가 이루어진다. 단계(S4)에서 회로(8)에서 메모리(9)로부터 전략 선택 및 변속비 선택 모델의 선택이 이루어진다. 단계(S5)에서 설정 변속비 또는 설정 속도가 선택된 변속비 선택 모델에 따라 계산되거나 결정된다. 설정 변속비 또는 설정 속도는 프리 세팅 1로 표시된다.
단계(S6)(도 6b)에서 보정 회로가 동적 보정을 수행하는지의 여부가 문의된다. 보정을 수행하지 않으면, 단계(S7)에서 값 프리세팅 1이 프리세팅 2에 할당되고 단계(S9)로 점프한다. 보정을 수행하면, 단계(S8)에서 프리세팅 2에 프리세팅 1 +/- 보정값이 할당된다.
단계(S9)에서 프리세팅 2가 운전자에 의한 수동 입력과 동일한지의 여부가 문의된다. 동일하면, 단계(S10)에서 프리세팅 3에 프리세팅 2의 값이 할당되고 단계(S14)로의 점프가 이루어진다. 동일하지 않으면, 단계(S11)에서 평가 회로(14)에 의해 평가가 계산된다.
그리고 나서, 단계(S12)(도 6c)에서 회로 부분(16) 및 (17)에 의해 평가를 기초로 기능의 선택 및 파라메터화가 이루어진다. 단계(S13)에서 운전자에 의한 수동 프리세팅값이 프리세팅 3에 할당된다. 단계(S14)에서 변속비 세팅 회로(13)에 의해 프리세팅 3에 따른 변속비 또는 속도가 세팅된다. 변경된 세팅 신호(STS)가 변속기(19)로 전송된다. 그에 따라, 프로그램 실행이 종료된다.

Claims (6)

  1. - 운전자가 원하는 토크를 특성화하는 값(dk), 엔진 속도(n) 또는 차량 속도(nab)를 특성화하는 측정값 및 부가 측정값에 따라 제어될 변속기(19)용 세팅 신호를 결정하고,
    - 분류 시스템(4)을 포함하며, 측정값(dk, nab) 또는 이것으로부터 유도된 파라메터가 입력값으로서 상기 분류 시스템(4)에 공급되고, 상기 분류 시스템은 측정값및 파라메터의 평가에 의해 출력 변수(EBS)를 발생시키며, 변속비의 결정시 상기 출력 변수에 의해 미리 주어진 할당에 따라 운전자의 운전 태도, 주행 상태 또는 자동차의 부하 상태가 고려되도록 구성된, 엔진을 갖춘 자동차의 자동 변속기(19)용 제어장치(1)에 있어서,
    제어장치(1)가 평가회로(14)를 포함하며, 상기 평가회로(14)에서 운전자의 수동 조작에 의해 발생된 신호가 평가된 다음, 미리 정해진 할당 중 하나의 변경에 의해 보정된 변속 세팅 신호(STS)가 발생되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 평가회로(4)에 의해 제어장치(1)에서 발생된 세팅 신호가 운전자에 의해 발생된 신호와 비교되고, 차이가 나는 경우에는 평가신호(EBS)가 발생되며, 상기 평가신호에 의해 제어장치(1)의 기능의 파라메터화 또는 선택이 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 평가신호(EBS)가 파라메터화 회로 및/또는 선택 회로에서 평가됨으로써, 제어장치(1)의 어떤 회로 부분(3, 4, 8, 9 또는 10)에서 운전자 요구와의 편차의 원인이 있는지가 검출되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서, 파라메터화 회로(17) 및/또는 선택 회로(16)는 양방향성 데이터 라인(18)을 통해 신호 처리 회로(3), 분류 시스템(4), 전략 선택 회로(8), 변속비 선택 회로(13) 및/또는 보정 회로(10)에 접속되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 운전자에 의해 발생된 신호에 의해 제어장치(1)의 단시간 세팅신호 및 제어장치(1)의 평균 기간 및 장기간 기능이 영향을 받는 것을 특징으로 하는 제어장치.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 운전자에 의해 발생된 신호에 의해 제어장치(1)에서 처리될 퍼치 규칙이 변경됨으로써, 변경된 세팅 신호(STS)가 발생되는 것을 특징으로 하는 제어장치.
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