KR20090102831A - 차량의 운전 보조를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어 시스템을 이용하여 변속 기어 비율의 수동 제어에 의한 차량 추진 유닛의 운전 보조를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 상기 제어 시스템은, 운전자로부터의 요청 정보(2)에 기초하고 그 어떤 순간에 차량의 운전 조건들에 따른 추천 기어 비율에 관하여 운전자에게 지시하는 것을 제어하는 캘큐레이터(calculator) 및, 최적의 연료 소모 및 최소의 오염물 방출을 위해서 각각의 순간에 차량 속도에 의존하여 비율이 결정되는 기어 변환 법칙의 맵(7)을 가진다. 본 발명에 따르면, 최적의 소비를 위한 추천 비율은 연속적인 단계들에서 운전 안전 및 안락함에 관한 제한들의 세트를 차례로 고려함으로써 수정되며, 각각의 단계는 선행의 단계보다 우선권을 가짐으로써, 마지막으로 추천된 비율은 운전 안전에 중점을 두면서 상기 상이한 제한들 사이에서 최적의 윤형을 이룬다.

Description

차량의 운전 보조를 위한 방법 및 장치{Method and device for vehicle driving assistance}

본 발명은 수동으로 작동될 수 있는 반자동 기어박스 또는 수동 기어박스를 가진 차량 추진 유닛의 제어를 보조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차량은 추진 유닛에 의해 구동되는데, 추진 유닛은 구동 엔진, 클러치 및 기어박스를 구비하며, 기어 박스는 엔진의 출력 샤프트와 피구동 바퀴 사이의 변속 비율이 차량의 속도 및 엔진의 요구 토크에 따라서 수정되는 것을 허용한다.

기어박스는 운전자에 의해서 수동으로 제어될 수 있거나, 또는 대안으로서 자동으로 제어될 수 있는데, 기어 변환은 다양한 판단 기준을 적절하게 고려함으로써 결정되고, 적어도 차량의 속도 및 문제가 되는 순간의 엔진 부하를 고려함으로써 결정된다.

자동 기어박스의 경우에, 이러한 판단 기준은 도 1 에 도시된 방식으로 시현될 수 있는 기어 변환 법칙의 형태로 나타나게 되는데, 도면을 참조하면, 가로축에서는 차량의 속도가 도시되고, 세로축에서는 각각의 순간에 운전자의 희망을 나타내는 정보가 도시되며, 운전자의 희망은 엑셀레이터 페달의 위치, 또는 공기 흡입 버터플라이 밸브의 각도 개방, 또는 대안으로서, 디이젤 엔진의 경우에, 분사된 연료의 전달로서 나타나게 된다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 기어 변환 법칙들은 엔진에 대한 부하가 클수록, 더 빠른 차량 속도에서 기어 변환들이 수행되는 방식으로 정의된다. 더욱이, 도 1에서 실선으로 도시된 고속 기어 변환 곡선은 저속 기어 변환 곡선으로부터 오프셋(offset)됨으로써, 저속 기어 비율로부터 고속 기어 비율로의 기어 변환은, 예를 들면 제 3 단으로부터 제 4 단으로의 기어 변환은, 동일한 엔진 부하에 대하여, 즉 액셀레이터 페달의 동일한 위치에 대하여, 제 4 단으로부터 제 3 단으로 낮아지는 반대 방향의 변환을 지배하는 속도보다 상상히 빠른 속도에서 발생된다. 이것은 "헌팅(hunting)"으로서 알려진 현상을 회피하는데, 헌팅은 기어-변환 곡선에 근접한 기어 비율의 불안정성을 의미하며, 이는 고속 기어 변환 및 저속 기어 변환이 정확하게 같은 속도 및 부하 조건들에서 발생한다면 일어나게 된다.

도 1 은 상대적으로 단순한 예이지만, 실제에 있어서 기어 변환 법칙은 다양한 운행 상황에 적절하도록 적합화될 필요가 있고, 다른 인자들을 고려할 필요가 있는데, 다른 인자들은 엔진 및 변속기의 온도, 예를 들면 코너링(cornering)하에서의 고속 기어 변환에 불리할 수 있는 길의 형상(profile of route) 및, 단순하게는 액셀레이터 페달이 들어올려지거나 눌려지는 비율과 같은 것이며, 액셀레이터 페달의 작용은 운전자에 의해서 직접적으로 제어되고 아마도 단순한 반사 작용에 해당하거나 또는 시기를 놓친 조치에 해당하는 것으로서, 이는 문제가 되는 주어진 운행 상행에서 기어 변환을 적절하게 하지 않게 한다.

더욱이, 현대의 차량들은 엔진의 동력 제어에 작용하는 다른 시스템들을 가지는데, 예를 들면 트랙션 제어 시스템(traction control system) 또는 과정 제어(안전성) 시스템 또는 속도 제한기들과 같은 것이며, 동력의 수요에 관한 정보는 조절기(regulator)로부터 오게 된다.

자동 또는 반자동 기어박스의 경우에, 기어 변환은 운행 상황에 대한 정보의 항목들 및 다양한 인자들을 참작해야 한다. 따라서 변환되어야 하는 기어 비율은 다양한 계산 유닛(calcuration unit)을 포함하는 컴퓨터에 의해서 결정되며, 그 계산 유닛은, 특히 예상하지 못한 상황에 대처하는데 필요한 동력의 유보를 항상 유지함으로써 운행 안정성을 보장하기 위하여, 기어 변환을 신중하고 적절한 순간에 명령하는 방식으로 수신 정보를 조합한다.

자동 변속은 오랫동안 매우 심층적인 연구의 주제였으며, 여러 특허 출원이 다양한 개선점들을 포괄하도록 출원되어 왔는데, 예를 들면, 프랑스 출원 FR-A-2 545 567 은 특히 시기에 맞지 않는 고속 기어 변환의 억제에 관한 것이고, 프랑스 출원 FR-A-2 863 331 은 예를 들면 속도의 보다 급속한 회복이 소망스러울 때, 특히 저속 기어 변환이 너무 느리게 수행되는 것을 회피할 수 있게 하는 기어 변환의 예측에 관한 것이고, 또는 프랑스 출원 FR-A-2 864 193 은 그 목적이 오르막길, 코너링, 내리막길과 같은 운행 상황을 검출하고, 액셀레이터 페달에 대한 운전자의 작용을 통해서 명백해지는 운전자의 의도로부터, 현재 기어 비율의 잠금 또는 적절한 기어 변환을 추론하는 것이다.

그러나, 기어 변환 법칙들은 이제 연료 소비를 최소화하고 또한 오염물 배출에 관한 규제를 적절히 고려하여야 한다.

따라서 자동 기어박스 제어 시스템들은 점증적으로 복잡해지는데, 이는 그 시스템들이 서로 상호 작용하는 다양한 인자들을 동시에 적절하게 고려하여야 하기 때문이다.

대조적으로, 수동의 기계적이거나 또는 반자동 기어박스를 가진 차량에서, 오르막길이거나, 내리막길이거나 또는 굽은길로 접근하거든간에, 차량 속도, 엔진 속도 및 길의 형상에 따라서 고속 기어 변환 또는 저속 기어 변환의 형태로 기어를 변환해야 하는 때를 선택하는 것은 운전자이다.

그러한 것을 수행하기 위하여, 운전자는 그 자신이 길의 형상을 시각적으로 평가하고, 계기반에 지시된 차량의 속도 및, 가능하게는 엔진 속도를 나타내는 회전 계수기를 적절하게 고려한다.

대조적으로, 연료 소비 및 오염물 배출을 감소시키기 위하여 어떤 기어 비율로 맞물릴 필요가 있을지를 운전자 자신이 평가하는 것은 곤란하다.

연료 경제의 판단 기준은 중장비 차량들에 중요하기 때문에, 운전자에게 추천 기어 비율을 지시하는 운전 보조 시스템들은 이미 수년 동안 제안되어왔다.

예를 들어 프랑스 출원 FR-A-2 431 737 은 컴퓨터를 포함하는 이러한 유형의 장치를 개시하는데, 이것은 연료 소비 및, 만약 적절하다면 고속 기어 변환 또는 저속 기어 변환 필요성에 관한 정보를 시각적으로나 또는 청각적으로 디스플레이하기 위하여, 모두 센서들로부터 측정된, 엔진 속도, 차량 속도 및 하중의 순간 값들을 적절하게 고려한다.

특히, 동일한 연료 소비의 다양한 곡선들을 표시하고 조명이 가해지는 표는 운전자가 최적의 소비 비율로 운전하는지의 여부를 각각의 순간에 점검하는 것을 허용하는 방식으로 토크/속도 다이아그램을 구현한다.

이러한 정보는, 예를 들면 액셀레이터 페달의 위치를 통해 표현될 수 있는, 운전자에 의해서 엔진에 요구된 토크의 함수로서 컴퓨터에 의해 제공된다.

그러나, 생태학적 필요성 및 규제의 변화에서 증가되고 있는 인식은, 모든 운전자들에게 연료 소비를 감소시키는 수단이 주어질 수 있도록 모든 차량들에 대한 그러한 운전 보조 시스템들의 일반화로 이르게 하였다.

이것은 자동 기어박스를 가진 차량들에서 새로운 제한(constraints)을 제어 컴퓨터들에 도입함으로써 이루어질 수 있지만, 수동 기어박스를 가진 차량들에서, 운전자가 예를 들면 시각적 또는 청각적 디스플레이를 통하여 어떤 기어 비율이 연료 소비 및 오염물 배출을 감소시키는데 추천되는지 알 수 있게 하는 시스템을 설치할 필요성이 있다.

예를 들면 미국 특허 US 4,439,158 에는 수동 기어박스 및 클러치를 가진 차량을 위한 이러한 종류의 시스템이 개시되어 있는데, 여기에서 기어 변환 지시는 엔진 온도, 차량 속도 및 하중과 같은 다른 인자들과 함께, 엔진 속도, 변속기의 감속 비율 및 엔진 부하에 기초하여 계산된다.

프랑스 출원 FR-A-2 863 092 는 추천 기어 비율을 디스플레이하기 위한 시스템을 개시하는데, 이것은 예를 들면 액셀레이터 페달의 위치와 관련하여 표현되고 엔진에 가해진 하중으로 나타낸 변수 및 차량 속도의 함수로서, 기어-변환 법칙 맵(map)에 기초하여 기어 비율의 값을 계산하기 위한 요소를 포함한다. 추천 기어 비율에 대하여 그렇게 결정된 값은 수정 유닛(correction unit)에 의해 수정되는데, 수정 유닛은 입력부에서 다양한 정보 항목을 수신하며, 그 정보는 길의 경사, 차량의 속도, 순간 가속도 및 차량이 더 높은 기어 비율에서 가지게 되는 가속도, 엔진의 회전 속도, 선택된 구동 스타일, 액셀레이터 페달의 위치 및 페달이 눌려지는 비율, 브레이크 작용의 활성 상태에 관한 것이다.

효과들이 서로 조합되는 다양한 정보 항목들에 대하여 적절히 고려하게 되는 이와 같은 시스템은 매우 복잡하고 따라서 광범위하고 값비싼 계산 수단을 필요로 한다.

도 1 은 고속 기어 전환 및 저속 기어 전환에 대한 기어 변환 법칙의 일 예를 나타내는 토크/속도 개략도이다.

도 2 는 추천된 기어 비율을 디스플레이하기 위한 본 발명에 따른 전체적인 디자인을 도시하는 전체적인 개략도이다.

도 3 은 본 발명의 방법의 연속적인 단계들이 어떻게 서로 연결되는지를 도시하는 흐름도이다.

그러나, 점증하는 엄격한 규제에 순응하기 위하여, 모든 종류의 차량들에는 그러한 운행 보조 시스템이 설치될 필요가 있어 보인다. 따라서 본 발명의 목적은 단순하고, 저렴하며 제한된 크기의 수단을 이용하여 구현될 수 있는 신규의 운행 보조 방법으로 상기의 문제점을 해결하는 것이다.

공지의 방식으로, 차량에는 기어 변환 법칙이 내장되어 있는 컴퓨터를 가진 제어 시스템이 설치되는데, 최적의 연료 소비 및 최소의 오염물 방출을 위하여 추천되는 기어 비율이 그 기어 변환 법칙에 기초하여 각각의 순간의 차량 속도 함수로서 결정된다.

본 발명에 따르면, 추천 기어 비율은 안전성 및 운행 가능성(drivability)에 관한 제한들의 세트를 차례로 적절하게 고려하는 연속적인 단계들에서 수정되며, 각각의 단계는 선행의 단계보다 우선됨으로써, 마지막으로 추천된 기어 비율은 다양한 제한들 사이에서 최적의 절충이 되어, 운전 안전성을 유리하게 한다.

특히 유리한 방식으로, 컴퓨터는 고려되어야 하는 제한들 각각에 할당된 복수개의 분리된 계산 모듈(calculation module)들을 구비하고, 각각의 수정 단계에서 대응 모듈은 선행 단계에서 추천된 기어 모듈의 값과 상기 모듈이 관련된 제한 사이의 타당성(relevance)을 점검하고, 점검의 결과에 따라서, 선행 단계에서 추천된 기어 비율을 유지하면서 다음 단계로 직접 이동하거나, 또는 추천된 기어 비율을 고속 기어 변환 또는 저속 기어 변환으로 수정할지를 결정한다.

운전자의 희망에 관한 정보가 액셀레이터 페달이 눌려지는 정도에 의해 나타내어지는 통상적인 시나리오에서, 페달이 눌려지는 비율이 측정되며, 주어진 비율 이하로 너무 느리게 눌려지는 것은 차량 속도가 빨라지는 경우에 고속 기어 전환을 방지하지 않으면서, 저속 기어 전환에 대한 그 어떤 요구라도 억제한다.

마찬가지로, 고속 기어 변환에 대한 요구는, 만약 페달이 주어진 쓰레숄드(threshold)보다 빠른 비율로 급속하게 올려진다면, 보류된다.

본 발명은 또한 방법을 수해하기 위한 장치를 포함하는데, 이것은 컴퓨터가 한편으로 차량의 속도에 주어지는 적절한 고려와 함께 운전자의 희망에 관한 정보의 함수로서 최적의 연료 소모를 위한 추천 기어 비율을 결정하기 위한 요소를 포함하고, 다른 한편으로, 서로 독립적이면서, 결정된 구동 제한(determined driving constraints)들에 각각 할당된 복수개의 분리된 계산 모듈들을 포함하며, 상기 모듈들은 직렬로 배치됨으로써, 필요하다면 각각의 모듈이 고려된 제한에 적합한 수정(correction)을 운행 품질에 유리한 순서로 추천 기어 비율의 값에 적용할 수 있고, 각각의 수정은, 선행의 모듈에 의해 적용된 수정보다 우선되게, 모듈에 의하여 적절하게 적용된다.

바람직한 구현예에서, 컴퓨터는, 각각의 순간에 길의 형상 및 추진 유니트의 조건을 나타내는 정보의 함수로서 기어-변환 법칙을 선택하기 위한 유닛 및, 각각의 순간에 속도와 적절한 바에 따라서 브레이크들에 가해진 작용을 적절하게 고려하면서, 운전자의 희망에 관한 정보 및 선택된 법칙의 함수로서 추천 기어 비율을 결정하는 법칙 관리 유닛을 포함한다.

특히 유리한 방식으로, 직렬로 배치되고 각각 운행 제한에 할당된 독립적인 수정 모듈들 각각은, 선행 단계에서 추천된 기어 비율의 값에 대응하는 신호를 위한 입력부, 만약 적절하다면 모듈을 활성화시켰을 때 고려되어야 하는 파라미터들을 나타내는 하나 이상의 신호들을 위한 입력부, 선행 단계에서 추천된 기어 비율의 값을 모듈의 활성화 없이 다음 단계로 전송시키기 위한 직접 출력부 및, 모듈의 활성화 이후에, 고려된 제한의 함수로서 수정되었던 기어 비율을 다음 단계로 전송시키기 위한 출력부를 포함한다.

다른 바람직한 특징에 따르면, 일련의 수정 모듈들은 최적의 연료 소모 기어 비율을 결정하기 위한 것으로부터 시작하여 연속적으로, 최소한:

- 각각의 순간에 충분한 파워(power)의 보유를 유지하기 위한 헌팅 방지 모듈(anti-hunting module);

- 차량이 코너링을 시작하는 것이 검출되는 경우에 안전 조건들이 충족되지 않는 한 맞물린 기어 비율을 유지하기 위한 고정 모듈; 및

- 선행의 기어-변환 요구 이후에 너무 빨리 오는 기어-변환 요구를 일시 보류시키고, 추천된 것과 상반되게 운전자가 기어 변환을 한다면 그러한 요구에 대하여 중간 휴지를 가지게 하는, 예상 및 연결 방지 모듈(anticipation and anti-linking module)을 구비한다.

유리하게는, 최적의 연료 소비를 위한 추천 기어 비율을 결정하기 위한 모듈은 즉각적으로 억제 모듈로 이어지고, 억제 모듈은 액셀레이터 페달이 눌려지는 비율의 측정에 의해서 활성화되고, 액셀레이터 페달이 주어진 비율보다 느리게 눌려진다면 맞물린 기어 비율의 값을 유지하고, 맞물린 기어 비율의 값은, 운전자에게 지시되어야 하는 추천 기어 비율을 최종적으로 결정하기 위하여 필요할 수 있는 그 어떤 연속적인 수정이라도 겪게 된다.

본 발명의 다른 유리한 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 예를 들어 설명된 하나의 특정한 구현예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1 의 토크/스피드 개략도는 기어 변환 법칙의 맵(map)에 대한 일 예로서, 이것은 차량 속도의 함수로서, 만약 가속되어야 한다면 운전자가 기어 단수를 높여야 하는 때를 나타내거나, 또는 예를 들어 언덕을 오르거나 또는 굽은 길에 진입하기 전에 제동할 때 저속 변환하도록 대안으로서 기어 단수를 낮춰야 하는 때를 나타낸다.

예를 들어, 제 3 기어가 맞물리고 차량 속도(V1)에 대응하는 지점(A1)의 전방으로, 액셀레이터 페달이 눌려지는 것은(C1) 차량 속도의 점진적인 증가를 명령하며, 동일한 페달 위치에 대하여, 지점(A2)에서의 속도(V2)를 가진 제 4 단으로의 변화, 그리고 다음에 지점(A3)에서의 속도(V3)를 가진 제 5 단으로의 변화를 가지게 된다.

만약 예를 들어 경사로에서 엑셀레이터 페달에 아무런 작용을 가하지 않고 차량이 느려진다면, 지점(A4)에서의 속도(V4)로 제 5 단으로부터 제 4 단으로 단수를 변화시킬 필요가 있고, 다음에 지점(A5)에서의 속도(V5)로 제 4 단으로부터 제 3 단으로 변화시킬 필요가 있다.

마찬가지로, 차량 속도(V') 및 엑셀레이터 페달의 위치(C')에 대응하는 지점(B)의 전방에서, 예를 들면 경사부에서 요구되는 토크를 증가시킴으로써 그 속도(V')를 유지하기 위하여, 액셀레이터 페달을 밟고 지점(B')에서 제 4 단으로부터 제 3 단으로 단수를 낮출 필요가 있다.

도면에서, 실선의 곡선은 제 3 단으로부터 제 4 단으로의 변환 및 제 4 단으로부터 제 5 단으로의 변환에 각각 대응하고, 점선의 곡선은 제 5 단으로부터 제 4 단으로의 변환 및 제 4 단으로부터 제 3 단으로의 변환에 각각 대응한다.

추천된 기어 비율을 디스플레이하기 위한 시스템의 전체적인 설계는 도 2 에 도시되어 있다.

시스템은 엔진 제어 시스템에서 이미 존재하고 센서들에 의해 측정되는 특정한 수의 정보 품목을 이용하는데, 예를 들면, 차량 속도(V), 엔진 속도(M) 및, 엑셀레이터 페달의 위치(P), 차량 속도 및 엔진 냉각수의 온도(T)에 기초하여 공식화되고 운전자가 표시하는 목표 파워 데이터 값의 희망에 관한 정보와 같은 것을 이용한다.

컴퓨터는 계산을 통하여 특정의 하위 기능을 평가하기 위한 몇 개의 유닛을 포함한다.

따라서, 계산 유닛(1)은 자동차 속도/엔진 속도 비율로부터 동력 전달 계통의 상태를 측정하며, 출력부에서 맞물려 있는 현재의 기어 비율 및 클러치가 개방 상태인지 또는 폐쇄 상태인지의 여부를 나타내는 신호를 발생시켜서, 그러한 정보가 다양한 계산 모듈들에서 디스플레이된다.

차량 속도(V), 평가된 엔진 토크(C) 및 브레이크(F)의 활성화 상태를 나타내는 신호들이 디스플레이되는 유닛(3)은 모든 저항력들의 파워를 계산하고, 길의 경사, 차량의 하중 및, 가능하게는 바람의 함수로서 공급될 필요가 있는 차동 토크(differential torque)를 평가한다.

그것을 수행하도록, 유닛(3)은 예를 들면 프랑스 출원 FR-A-2 822 972 에 설명된 방식의 동력학 방정식을 이용할 수 있다.

추천된 기어 비율로 이루어진 연속적인 수정(correction)을 위해 필요한 다양한 파라미터들을 계산하도록, 본 발명에 따라서 이용되는 별도 모듈들 각각은, 자동 기어 박스에서 다양한 제한들에 적절한 고려를 제공하기 위하여, 사전에 개발된 계산 요소들을 이용할 수 있다.

예를 들면, 추천된 기어 비율은, 프랑스 출원 FR-A-2 791 751 에 설명된 전략과 유사한 방식으로, 내리막길의 상황에 적합할 수 있다.

계산 유닛(4)은 길(route)의 형상(profile) 및 엔진 조건들의 함수로서 각각의 순간에 적절한 기어-변환 법칙을 선택한다.

선택된 법칙으로부터, 차량 속도, 브레이크의 활성화 상태 및, 예를 들어 엑셀레이터 페달의 위치(P)에 의해 나타난 운전자의 희망에 관한 정보의 함수로서, 법칙 관리 모듈(7)은 각각의 순간에 적절한 변속 비율(transmission ratio)을 결정한다. 유리하게는, 이러한 정보가 포맷 유닛(formatting unit, 2)에 의해 공급된 신호에 의해 표현될 수 있어서, 예를 들어 운전자가 예상하지 못한 상황에 응답하여 급속하게 그의 발을 들어올리는 것과 같은, 소망스럽지 않은 기어 비율을 추천하는 것을 회피할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 관리 모듈(7)로 포함되는 기어 변환 법칙의 맵(map)은 실질적으로 최소의 오염물 방출 및 최적의 연료 소모를 보장하도록 설계된다.

따라서 관리 모듈(7)은, 그것의 출력부(71)에서, 최적의 연료 소모 기어 비율을 나타내는 신호를 방출하며, 최적의 연료 소모 기어 비율은 연속적인 수정 모듈(correction module)들을 겪게 되는데, 수정 모듈들은 운전 안전을 보장하기 위하여 고려되어야 하는 실질적인 제한들에 각각 할당되고 직렬로 배치되어 있다.

우선, 이러한 최적의 연료 소모 기어 비율은 입력부에서 억제 모듈(inhibition module, 8)에 디스플레이되는데, 억제 모듈은 엑셀레이터 페달이 눌려지는 비율의 측정(81)에 의해서 활성화되는 "패스트 온(fast on)" 모듈로서 알려진 것으로서, 그러한 비율은 유닛(2)에 의해 공급되는 신호에 의해 나타나게 되며, 상기 유닛은 운전자의 희망에 관한 정보를 포맷(format)시키고, 페달이 느리게 주어진 비율 이하로 눌려지는 경우에, 맞물린 기어 비율의 값을 유지시켜서, 결과적으로 부적절한 저속 기어 전환 요구를 억제한다.

도 3 의 흐름도에서 나타낸 바와 같이, 제 1 의 헌팅 방지(anti-hunting) 수정 모듈은, "패스트 온" 모듈(8)이 활성화되지 않았을 때 관리 모듈(7)에 의해 추천된 기어 비율을 수신하거나, 또는 페달이 너무 느리게 눌려지는 경우에 맞물린 기어 비율의 값을 수신하며, 특히 오르막 상황하에서 헌팅(hunting)으로 알려진 불안정한 상태를 회피하기 위하여, 평가 유닛(3)에 의해 공급된 차동 토크 평가에 대한 이들 2 개 기어 비율들중 하나 또는 다른 것의 디스플레이 타당성(relevance)을 점검한다. 그것을 수행하기 위하여, 프랑스 출원 FR-A-2 842 579 에 개시된 방정식 또는 프랑스 출원 FR-A-2 545 567 에 설명된 것과 같은 기어 변환 전략을 이용할 수 있다.

헌팅의 위험성이 있는 경우에, 추천된 기어 비율은 수정되며, 다음 수정 모듈(10)의 입력부에서 헌팅 방지 모듈(9)이 디스플레이되도록 활성화되지 않을 때, 모듈(9)로부터의 출력부(91)에서 방출된 대응 신호, 또는 대안으로서 최적 연료 소모 기어 비율에 대응하는 신호가 직접적으로 전송되는데, 상기 수정 모듈(10)은 차량이 굽은 길로 진입되었다는 것이 검출되는 경우에 운전 안전을 보장하도록 의도된 것이다.

코너링 상황(cornering situation)에 맞도록 변속 비율을 적합화시키는 전략은 자동 기어박스들에 대해서 이미 알려져 있다.

예를 들면, 프랑스 출원 FR-A-2 779 793 에는, 차량의 횡단 가속도, 엔진의 회전 속도, 차량 속도 및 엔진 토크의 측정에 기초하여, 차량이 코너링을 하고 있는지 여부를 측정할 수 있고, 만약 코너링 하고 있다면, 차량에 가해지고 있는 저항력의 검출에 따라서 맞물린 기어 비율을 유지할지 또는 기어를 저속 기어로 변환할지 선택이 이루어지는 방법이 개시되어 있다.

마찬가지로, 뒷바퀴의 속도에 기초하여 계산 유닛(5)에 의해 측정되는 횡단 가속도를 적절하게 고려하고 또한 구동 트레인(drive train)과 관련된 유닛(1)에 의해 제공되는 다른 정보를 적절하게 고려함으로써 코너링 상황이 계산 유닛(6)에 의해 검출될 수 있다.

이러한 정보는 코너링 수정 모듈(10)로의 입력부에 인가되며, 코너링 수정 모듈은 헌팅 방지 모듈(9)로부터의 출력부(91)에서 방출된 신호에 대응하는 추천된 기어 비율이, 검출된 코너링 상황과 양립할 수 있는지의 여부를 점검한다. 따라서, 그 어떤 불안전한 기어 변환 요구라도 억제될 수 있어서, 추천된 사항이 고정된다.

안전하지 않은 기어 변환, 예를 들면 ABS 또는 ESP 규제중의 기어 변환에 관한 다른 정보도, 필요하다면 그 순간에 맞물린 기어 비율을 유지함으로써 추천 사항을 고정시키기 위하여, 수정 모듈(10)상에 디스플레이된다.

마찬가지로, 다양한 계산들을 위해 필요한 특정 파라미터들에서의 명백한 에러 또는 결함의 경우에 모듈(10)은 추천 사항을 고정시킬 수 있다.

추천된 것이 고정되었을 경우의 맞물린 기어 비율, 또는 헌팅 방지 모듈(9)에 의해 추천된 기어 비율은 "패스트 오프(fast off)"로서 알려진 모듈(11)상에 디스플레이되며, 맞물린 기어 비율 또는 추천되고 수정된 기어 비율에 대응하는 신호를 다음 모듈(12)에 전송하기 위하여, 엑셀레이터 페달의 너무 빠른 작동이 있을 때, 상기 패스트 오프 모듈은 고속 기어 변환 요구(upshift demand)에 대하여 중간 휴지(timeout)를 적용한다.

이러한 예상 모듈(12)은, 선행의 것보다 너무 빠르게 오고 적용이 위험한 것으로 증명될 수 있는 기어 변환 요구를 일시 보류시키기 위하여, 2 개의 연속적인 기어 변환 요구들 사이의 시간 간격을 점검한다.

최적의 연료 소모를 위해서 상기와 같이 측정되고 다음에 운행 상황의 함수로서 교정될 수 있는 추천된 기어 비율은 유닛(13)에 인가되는데, 상기 유닛(13)은 대응 신호를 고속 기어 변환 요구 또는 저속 기어 변환 요구로 변환시키고, 다음에 그것을 예를 들면 계기반(dashboard)상의 시각적 디스플레이를 제공하는데 이용될 수 있는 정보 아이템(informatin item)으로 포맷시킨다.

따라서, 도 3 의 흐름도에 의해 정의된 전략은, 길의 형상에 대하여 항상 적절하고, 운전 안전성 및 운행 가능성을 동시에 보장하면서 연료 소모를 최적화시킬 수 있고 오염물 배출을 감소시킬 수 있는 기어-변환 요구를 추천할 수 있다.

그러나, 다른 기능들이 수행될 수 있으며, 본 발명은 단순한 예를 들어 설명된 상기 구현예의 세부 내용에 제한되지 않는다.

또한, 이러한 구동 보조 장치의 모듈화된 설계가 의미하는 것은 수정 기능이 용이하게 제거될 수 있거나 또는 새로운 것이 부가될 수 있다는 것이다.

전체적으로, 직렬로 배치되고 각각 선행의 모듈 보다 우선권(priority)을 가지고 수정을 각각 적용하는 수정 모듈(correction module)을 이용하는 것은, 일단 그것의 타당성(relevance)이 점검된다면, 컴퓨터의 소프트웨어를 단순화시킬 수 있고, 컴퓨터는 보다 콤팩트하게 될 수 있다.

본 발명은 차량의 운전 보조 장치로서 이용될 수 있다.

Claims (10)

1. 구동 엔진, 클러치 및 수동의 기계적이거나 또는 반자동의 기어박스를 구비하는 차량 추진 유닛의 제어를 보조하는 장치로서, 그 장치는, 컴퓨터를 포함하는 제어 시스템에 의해 제어되고 운전자에게 추천 변속 비율을 지시하는 수단(13)을 포함하고, 컴퓨터의 입력부들에 인가되고 각각의 순간에 차량의 운행 조건들을 나타내는 신호들의 세트를 적절하게 고려하면서, 운전자의 희망에 관한 정보(2)의 함수로서 추천 기어 비율(recommended gear ratio)을 결정하기 위한 기어-변환 법칙들의 적어도 하나의 맵(map)이 컴퓨터 안에 포함되고,

   컴퓨터는 한편으로 차량의 속도(V)에 주어지는 적절한 고려와 함께 운전자의 희망에 관한 정보(2)의 함수로서 최적의 연료 소모를 위한 추천 기어 비율을 결정하기 위한 요소(7)를 포함하고, 다른 한편으로, 서로 독립적이면서, 결정된 구동 제한(determined driving constraints)들에 각각 할당된 복수개의 분리된 계산 모듈(8-12)들을 포함하며,

   상기 모듈(8-12)들은 직렬로 배치됨으로써, 필요하다면 각각의 모듈이 고려된 제한에 적합한 수정(correction)을 운전 안전에 유리한 순서로 추천 기어 비율의 값에 적용할 수 있고, 각각의 수정은, 선행의 모듈에 의해 적용된 수정보다 우선되게, 모듈에 의하여 적절하게 적용되는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   컴퓨터는, 각각의 순간에 길의 형상 및 추진 유니트의 조건을 나타내는 정보의 함수로서 기어-변환 법칙을 선택하기 위한 유닛(4) 및, 각각의 순간에 속도(V)와 적절한 바에 따라서 브레이크들에 가해진 작용(F)을 적절하게 고려하면서, 운전자의 희망에 관한 정보(2) 및 선택된 법칙의 함수로서 추천 기어 비율을 결정하는 법칙 관리 모듈(7)을 포함하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   컴퓨터는 복수개의 독립적인 수정 모듈(8-12)을 포함하고, 수정 모듈들은 직렬로 배치되고 각각 운행 제한에 할당되며, 각각의 모듈은, 선행 단계에서 추천된 기어 비율의 값에 대응하는 신호를 위한 입력부, 적절하다면 모듈을 활성화시킬 때 고려되어야 하는 파라미터들을 나타내는 하나 이상의 신호들을 위한 입력부, 선행 단계에서 추천된 기어 비율의 값을 모듈의 활성화 없이 다음 단계로 전송시키기 위한 직접 출력부 및, 모듈의 활성화 이후에, 고려된 제한의 함수로서 수정되었던 기어 비율을 다음 단계로 전송시키기 위한 출력부를 포함하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   일련의 수정 모듈들은 최적 연료 소모의 기어 비율을 결정하기 위한 것으로부터 시작하여 연속적으로, 최소한:

   - 각각의 순간에 충분한 파워의 보유를 유지하기 위한 헌팅 방지 모듈(anti-hunting module, 9);

   - 차량이 코너링을 시작하는 것이 검출되는(6) 경우에 안전 조건들이 충족되지 않는 한 맞물린 기어 비율을 유지하기 위한 고정 모듈(10); 및

   - 선행의 기어-변환 요구 이후에 너무 빨리 오는 기어-변환 요구를 일시 보류시키거나, 또는 운전자에 의한 것으로서 추천된 것과 상반되는 그 어떤 기어-변환 요구라도 중간 휴지를 가지게 하는, 예상 및 연결 방지 모듈(anticipation and anti-linking module, 12)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   최적의 연료 소비를 위한 추천 기어 비율을 결정하기 위한 모듈(7)은 즉각적으로 억제 모듈(8)로 이어지고, 억제 모듈은 액셀레이터 페달이 눌려지는 비율의 측정에 의해서 활성화되고, 액셀레이터 페달이 주어진 비율보다 느리게 눌려진다면 맞물린 기어 비율의 값을 유지하고, 맞물린 기어 비율의 값은, 운전자에게 지시되어야 하는 추천 기어 비율을 최종적으로 결정하기 위하여 필요할 수 있는 그 어떤 연속적인 수정(9-12)이라도 겪게 되는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 장치.
6. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,

   운전자의 희망에 관한 정보는 액셀레이터 페달이 눌려지는 정도에 의해서 나타나고, 페달이 눌려지고 탄성 복귀하는 비율을 측정하기 위한 수단 및, 페달이 주어진 쓰레숄드(threshold)보다 높은 비율로 급속히 올려진다면, 고속 기어 변환 요구에 중간 휴지(timeout)를 적용하기 위한 모듈(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 장치.
7. 구동 엔진, 클러치 및 수동 기어박스를 구비하는 차량 추진 유닛의 제어를 보조하는 방법으로서, 차량에는 컴퓨터를 가진 제어 시스템이 설치되고, 컴퓨터는, 한편으로 각각의 순간에 차량 운행 조건들에 관련된 파라미터들의 세트를 고려하고, 다른 한편으로 각각의 순간에 차량의 속도 함수로서 최적의 연료 소비 및 최소의 오염물 배출을 위해 추천되는 기어 비율이 결정되는 기어-변환 법칙의 맵(map)을 고려하면서, 운전자의 희망에 관한 정보의 함수로서 추천된 기어 비율이 운전자에게 지시되는 것을 제어하고,

   추천된 기어 비율은, 안전성 및 운행 가능성에 관한 제한들의 세트를 차례로 적절하게 고려하는 연속적인 단계들에서 수정되고, 각각의 단계는 선행의 단계보다 우선됨으로써, 최종적으로 추천된 기어 비율은 다양한 제한들 사이에서의 최적의 절충이 되어 운전 안전성을 유리하게 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   컴퓨터는, 고려되어어야 하는 각각의 제한들에 각각 할당된 복수개의 분리된 계산 모듈들을 포함하고, 각각의 수정 단계에서, 대응 모듈은 선행 단계에서 추천된 기어 비율의 값과 상기 모듈이 관련된 제한의 타당성(relevance)을 점검하고, 점검의 결과에 따라서, 다음 단계로 직접 이동하여, 선행 단계에서 추천된 기어 비율을 유지하거나, 또는 추천된 기어 비율을 고속 또는 저속으로 변경시키도록 결정하는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

   운전자의 희망에 관한 정보는 액셀레이터 페달이 눌려지는 정도에 의해 나타나고, 페달이 눌려지는 비율이 측정되어, 주어진 비율 이하의 느린 눌림은, 차량 속도가 빨라지는 경우에 고속 기어 변환(upshift)을 방지하지 않으면서, 그 어떤 저속 기어 변환(downshift) 요구라도 억제하는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 방법.
10. 제 7 항, 제 8 항 및 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,

    기어를 변환시키는 그 어떤 불안전한 요구라도 억제되고, 추천이 고정되는 것을 특징으로 하는, 차량 추진 유닛의 제어 보조 방법.