KR20130036006A - 차량용 토크 변환기 제어 - Google Patents

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KR20130036006A
KR20130036006A KR1020127024700A KR20127024700A KR20130036006A KR 20130036006 A KR20130036006 A KR 20130036006A KR 1020127024700 A KR1020127024700 A KR 1020127024700A KR 20127024700 A KR20127024700 A KR 20127024700A KR 20130036006 A KR20130036006 A KR 20130036006A
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transmission assembly
power source
vehicle
clutch
transmission
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KR1020127024700A
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Inventor
마이클 앤서니 스토너
빈센트 조셉 듀레이
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이턴 코포레이션
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Abstract

변속기 조립체를 제어하기 위한 방법은 제1동력원과 그리고 제1동력원과 병렬로 배치되는 제2동력원을 가지는 차량을 제공하는 것을 포함한다. 제1동력원은 제1의 이동장치와 변속기 조립체를 포함한다. 변속기 조립체는 제1의 이동장치에 연결되는 토크 변환기를 포함한다. 변속기 조립체는 변속기 조립체의 변속기에 토크 변환기를 선택적으로 결합하는 클러치를 더 포함한다. 제2동력원은 펌프-모터유닛과, 유체 저유기와 에너지 저장유닛을 포함한다. 제2동력원의 토크값은 토크 임계값과 비교된다. 제2동력원의 토크값이 토크 임계값보다 크거나 또는 동일하면 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 변속기 조립체의 클러치가 분리된다.

Description

차량용 토크 변환기 제어{TORQUE CONVERTER CONTROL FOR A VEHICLE}
본 출원은 미국을 제외한 모든 지정국에 출원인, 미국법인인 이튼 코포레이션과, 미국만을 지정국으로 하는 출원인인 미국시민 미첼 안토니 스토너, 미국시민 빈센트 제이. 듀레이의 이름으로 2011년 2월 23일자로 출원되는 PCT 국제특허출원이고, 2010년 2월 23일자로 출원된 미국특허출원 제61/307,118호를 우선권 주장한다.
고속도로 및 국도용 하이브리드 차량은 다수의 동력원을 포함하는 차량이다. 한 예에서, 하이브리드 차량은, 한 동작 모드에서 차량을 추진시키기 위해 통상적인 가스 동력 엔진을 사용하고 또한 다른 동작 모드에서 차량을 추진시키기 위해 전기모터를 사용할 수 있다. 다른 예에서, 하이브리드 차량은 한 동작 모드에서 차량을 추진시키기 위해 통상적인 가스 동력 엔진을 사용하고 다른 동작모드에서 차량을 추진하기 위해 유체모터를 사용할 수 있다. 다수의 동력원의 사용 결과로, 하이브리드 차량은 비용 효율적인 동작을 제공한다.
본 발명은 차량용 변속기 조립체를 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법은 제1동력원을 가지는 차량을 제공하는 것을 포함한다. 제1동력원은 제1의 이동장치(prime mover)와 변속기 조립체를 포함한다. 변속기 조립체는 제1의 이동장치에 연결되는 토크 변환기를 포함한다. 변속기 조립체는 토크 변환기를 변속기 조립체의 변속기에 선택적으로 연결하는 클러치를 포함한다. 변속기 조립체의 클러치는, 차량의 제1의 이동장치가 무부하 상태(idling)에 있을 때 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 분리된다. 차량의 제1의 이동장치가 부하상태에 있을 때 클러치는 결합한다.
본 발명의 다른 특징은 차량의 변속기 조립체를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 제1동력원을 가지는 차량을 제공하는 것을 포함한다. 제1동력원은 제1의 이동장치와 변속기 조립체를 포함한다. 변속기 조립체는 제1의 이동장치에 연결되는 입력과 변속기에 연결되는 출력을 가지는 토크 변환기를 포함한다. 변속기 조립체는 변속기에 토크 변환기의 출력을 선택적으로 연결하는 클러치를 포함한다. 가속기 페달 위치가 위치 임계값과 비교된다. 차량속도는 속도 임계값과 비교된다. 변속기 조립체의 클러치는, 가속기 페달 위치가 위치 임계값과 동일하거나 또는 미만일 때 또한 차량 속도가 속도 임계값과 동일하거나 또는 미만일 때 변속기 조립체의 토크 변환기가 변속기 조립체의 변속기로부터 분리되도록 분리된다.
본 발명의 다른 특징은 차량의 변속기 조립체를 제어하기 위한 방법에 관련된다. 방법은 제1동력원과 그리고 제1동력원과 병렬로 배치되는 제2동력원을 가지는 차량을 제공하는 것을 포함한다. 제1동력원은 제1의 이동장치와 변속기 조립체를 포함한다. 변속기 조립체는 제1의 이동장치에 연결되는 토크 변환기를 포함한다. 변속기 조립체는 변속기 조립체의 변속기에 토크 변환기를 선택적으로 연결시키는 클러치를 더 포함한다. 제2동력원은 펌프-모터 유닛과, 유체 저유기(fluid reservoir)와 에너지 저장유닛을 포함한다. 제2동력원의 토크 값은 토크 임계값과 비교된다. 변속기 조립체의 클러치는, 제2동력원의 토크 값이 토크 임계값과 동일하거나 또는 이보다 클 때 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 분리된다.
다양한 추가적인 특징들이 다음에 오는 상세한 설명에서 주어진다. 이들 특징들은 개별적인 특징들 또는 특징들의 조합에 관련도리 수 있다. 상기 일반적인 설명과 다음에 오는 상세한 설명은 단지 설시적이고 또한 여기서 기술한 실시예들이 근거로 하는 넓은 개념을 제한하는 것이 아니라는 것을 알아야 한다.
본 발명에 따라 하이브리드용 차량용 변속기 조립체를 제어하기 위한 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 예시적인 특징들을 가지는 차량의 구동시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 구동시스템의 변속기 조립체의 개략도.
도 3은 도 1의 구동시스템에 사용하기에 적합한 제2동력원의 개략도.
도 4는 차량의 변속 조립체를 제어하기 위한 방법의 흐름도.
도 5는 변속기 조립체의 클러치 결합과 차량 속도를 보여주는 그래프.
도 6은 차량의 변속기 조립체를 제어하기 위한 다른 방법의 흐름도.
도 7은 변속기 조립체와 차량 속도의 클러치 결합을 보여주는 그래프.
도 8은 변속기 조립체와 차량 속도의 클러치 결합을 보여주는 그래프.
도 9는 연료절약을 계산하기 위한 방법의 흐름도.
첨부도면에 도시되어 있는 본 발명의 예시적인 특징들 상세히 참조하게 된다. 가능하다면, 도면 전체를 통해 동일하거나 같은 구조에 동일 참조번호들이 사용되게 된다.
도 1을 참조하면, 차량(11)의 구동시스템(10)의 개략도가 도시되어 있다. 본 발명의 한 특징에서, 구동시스템(10)은 트럭, 쓰레기 차, 버스, 또는 자동차와 같은 도로용 차량과, 또는 건설 및 농업용 차량과 같은 비도로용 차량에 사용하기에 적합하다.
도 1의 도시된 예에서, 구동시스템(10)은 하이브리드 구동조립체(12)와 제어시스템(14)을 포함한다. 하이브리드 구동조립체(12)는 차량(11)을 선택적으로 추진시키도록 이루어지는 한편 제어시스템(14)은 하이브리드 구동조립체(12)를 제어하도록 이루어진다.
구동시스템(10)은 하나 이상의 전륜(16)과 하나 이상의 후륜(18)을 포함한다. 브레이크(20)가 구동시스템(10)의 전륜과 후륜(16, 18) 각각에 작동적으로 결합된다. 브레이크(20)는 차량(11)의 운동에너지를 선택적으로 감소시키도록 이루어진다. 본 발명의 한 특징에서, 브레이크(20)는 마찰브레이크이다. 구동시스템(10)에서 사용하기에 적합한 마찰브레이크의 비제한적인 예들은 디스크 브레이크, 드럼 브레이크, 기계적으로 작동하는 브레이크, 유압 작동 브레이크, 공압 작동 브레이크, 전기적 작동 브레이크, 또는 이들의 조합을 포함한다.
구동시스템(10)의 하이브리드 구동조립체(12)는 차랑(11)을 추진시키기에 적합한 제1동력원(22)과 차량(11)을 추진시키기에 적합한 제2동력원(24)을 포함한다. 도 1의 도시된 예에서, 제2동력원(24)은 제1동력원(22)에 병렬로 배치된다. 그러나, 다른 예에서, 제2동력원(24)은 제1동력원(22)과 직렬로 배치될 수 있다.
하이브리드 구동조립체(12)의 제1동력원(22)은 내연기관과 같은 통상적인 제1의 이동장치(26)를 포함한다. 일반적으로, 제1의 이동장치(26)는 연료의 연소에 응해 동력을 발생한다. 본 발명의 한 특징에서, 제1동력원(22)은 또한 변속기 조립체(28)를 포함한다. 제2동력원(24)이 제1동력원(22)에 병렬로 연결되면, 변속기 조립체(28)는 제1의 이동장치(26)로부터의 동력을, 구동라인(30)을 통해 바퀴(16, 18)들 중 적어도 하나로 전달한다.
도 2를 참조하면, 변속기 조립체(28()의 개략도가 도시되어 있다. 변속기 조립체(28)는 제1의 이동장치(26)에 연결된다.
변속기 조립체(28)는 토크 변환기(32)와 변속기(34)를 포함한다. 토크 변환기(32)는 통상적인 토크 변환기이고 또한 하우징(36)과 터빈(38)를 포함한다. 도시한 실시예에서, 토크 변환기(32)의 하우징(36)은 제1의 이동장치(26)의 플라이휠(40)에 연결된다. 토크 변환기(32)의 터빈(38)은 변속기(34)에 연결된다.
변속기 조립체(28)의 변속기(334)는 토크 변환기(32)를 구동라인(30)에 연결한다. 도시한 실시예에서, 변속기(34)는 클러치(41)를 포함한다. 클러치(41)는 제1의 이동장치(26)에 결합되고 또한 이동장치로부터 분리되도록 된다.
도 1과 2를 참조하면, 도시한 실시예의 구동라인(30)은 전륜 구동축(42)과, 후륜 구동축(44)과, 좌 및 우 액슬 샤프트(46, 48)와 차동장치(50)를 포함한다. 차동장치(50)는 좌측 및 우측 액슬 샤프트(46, 48)들 사이에 배치된다. 도시된 예에서, 좌측 및 우측 액슬 샤프트(46, 48)는 후륜(18)을 차동장치(50)에 연결한다. 다른 실시예에서, 구동라인(30)은 전륜(16)을 차동장치에 연결하는 액슬 샤프트를 포함할 수 있다.
도 1과 3을 참조하면, 제2동력원(24)은 유압원(hydraulic power source)이다. 도시한 실시예에서, 제2동력원(24)은 펌프-모터 조립체(52)와, 유체 저유기(fluid reservoir)(54)와, 그리고 에너지 저장유닛(56)을 포함한다. 제2동력원(24)은 또한 시스템 필터(58)를 포함한다. 펌프-모터 조립체(52)는 펌프/모터 유닛(60)과 말단 커버(end cover) 조립체(62)를 포함한다. 펌프-모터 조립체(52)는 유체 저유기(54)와 에너지 저장유닛(56)과 선택적 유체 연통을 하도록 배열된다.
펌프/모터 유닛(60)은 가변 변위형(variable displacement type)이다. 도시한 실시예에서, 펌프/모터 유닛(60)은 축방향 피스톤형(예컨대, 가변 변위 축방향 피스톤형)이다. 도시한 실시예에서, 펌프/모터 유닛(60)은 가변 경사판(swashplate)(64)을 포함한다. 경사판(64)은 펌핑을 위한 완전 행정(full stroke)과 모터링을 위한 완전 행정 간에 이동하도록 이루어진다. 도시한 실시예에서, 펌프/모터 유닛(60)은 중립위치로 바이어스된다. 중립위치에서, 경사판(64)은 펌핑을 위한 완전 행정위치와 모터링을 위한 완전 행정위치 사이에 배치된다.
펌프/모터 유닛(60)은 경사판 위치센서(66)를 더 포함한다. 경사판 위치센서(66)는 경사판(64)의 각 위치에 대응하는 신호를 제어시스템(14)에 제공하도록 이루어진다. 도시한 실시예에서, 펌프/모터 유닛(60)은 두 개의 경사판 위치센서(66)들을 포함한다.
중립 압력센서(neutral pressure sensor)(67)가 펌프/모터 유닛(60)의 유체포트와 유체연통한다. 중립 압력센서(67)는, 펌프/모터 유닛(60)이 펌핑모드에 있을 때에는 펌프/모터 유닛(60)에서 에너지 저장유닛(56)로 흐르는 유체의 압력을 감시하고 또한 펌프/모터 유닛(60)이 모터링모드에 있을 때에서는 에너지 저장유닛(56)에서 펌프/모터 유닛(60)으로 흐르는 유체의 압력을 감시한다.
모드밸브(mode valve) 조립체(68)가 펌프/모터 유닛(60)과 에너지 저장유닛(56) 사이에 배치된다. 한 실시예에서, 모드밸브 조립체(68)는 말단 커버 조립체(62)에 배치된다.
도시한 실시예에서, 모드밸브 조립체(68)는, 펌핑모드에서 펌프/모터 유닛(60)에서 에너지 저장유닛(56)으로 유체가 흐르도록 작동할 수 있고 또한 모터링모드에서 에너지 저장유닛(56)에서 펌프/모터 유닛(60)으로 유체가 흐르도록 작동할 수 있는 다수의 밸브들을 포함한다. 이외에도, 모드밸브 조립체(68)는 펌프/모터 유닛(60) 또는 에너지 저장유닛(56)에서 유체 저유기(54)로 유체 흐르게 하도록 작동할 수 있다.
도시한 실시예에서, 에너지 저장유닛(56)은 어큐뮬레이터(accumulator)(예컨대, 가스-충전(gas-charged) 어큐뮬레이터 등)이다. 에너지 저장유닛(56)은 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 이동할 수 있는 푸트밸브(foot valve)(69)를 포함한다. 한 실시예에서, 푸트밸브(69)의 이동은 에너지 저장유닛(56) 내 유체의 압력을 기반으로 한다. 다른 실시예에서, 푸트밸브(69)는 전기적으로 작동한다.
에너지 저장유닛(56)은 근접센서(70)와 고압센서(72)를 더 포함한다. 근접센서(70)는 푸트밸브(69)의 위치를 감시한다. 고압센서(72)는 에너지 저장유닛(56) 내 유체압력을 감시한다.
제2동력원(24)은 결합조립체(engagement assembly)(74)를 더 포함한다. 도시한 실시예에서, 결합조립체(74)는 전류 및 후륜 구동축(32, 34) 사이에 배치된다. 결합조립체(74)는 펌프/모터 유닛(60)을 구동라인(30)에 선택적으로 결합하도록 이루어진다. 본 발명의 한 특징에서, 결합조립체(74)는 펌프/모터 유닛(60)을 구동라인(30)에 선택적으로 결합시키도록 구성되는 클러치를 포함한다. 예컨대, 클러치는 클러치밸브(76)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 특징에서, 결합조립체(74)는 트랜스퍼 케이스(transfer case)를 포함한다(도 3참조).
본 발명의 한 특징에서, 결합조립체(74)는, 차량(11)이 감속될 때 펌프/모터 유닛(60)을 구동라인(30)에 (예컨대, 클러치를 통해) 연결시키도록 이루어진다. 감속 동안에, 펌프/모터 유닛(60)은 구동라인(30)과 결합하고 또한 펌프로서 작동한다. 펌프/모터 유닛(60)은 유체 저유기(54)에서 에너지 저장유닛(56)으로 유체를 전달(예컨대, 펌프)한다. 유체가 에너지 저장유닛(56)으로 전달되면, 에너지 저장유닛(56) 내 유체의 압력은 증가한다.
본 발명의 다른 특징에서, 차량(11)이 가속하면, 결합조립체(74)는 펌프/모터 유닛(60)을 구동라인(30)에 (예컨대, 클러치를 통해) 결합시키도록 이루어진다. 가속 동안에, 펌프/모터 유닛(60)은 구동라인(30)과 결합하고 또한 모터로서 작동한다. 펌프/모터 유닛(60)은 에너지 저장유닛(56)으로부터 가압된 유체를 받아들이고, 이에 의해 펌프/모터 유닛(60)은 토크를 구동라인(30)에 전달하게 된다. 펌프/모터 유닛(60)에서 발생하고 또한 구동라인(30)으로 전달되는 이 토크는 차량(11)을 추진하는데 사용된다.
다른 특징에서, 제2동력원(24)은 제1동력원(22)과 직렬로 접속되고 또한 제1의 이동장치(26)는 펌프/모터 유닛(60)에 연결된다. 모터/펌프 유닛(60)은 좌측 및 우측 액슬 샤프트(36, 38)에 연결되는 모터조립체(미도시)와 유체연통한다.
제어시스템(140은 제1동력원 제어시스템(78)과 제2동력 제어시스템(8)을 포함한다. 제1동력원 제어시스템(78)은 제1동력원(22)을 제어하도록 이루어진다. 제2동력원 제어시스템(80)은 제2동력원(24)을 제어하도록 이루어진다.
제1동력원 제어시스템(78)은 변속기 제어유닛(82)을 포함한다. 변속기 제어유닛(82)은 변속기 조립체(82)의 작동적 특성들을 제어하도록 이루어진다. 도시한 실시예에서, 변속기 제어유닛(82)은 변속기 조립체(28)의 (도 2에 도시된)클러치(41)의 결합/분리를 제어하도록 이루어진다.
도시한 실시예에서, 변속기 제어유닛(82)은 마이크포프로세서(84)와 비-휘발성 요소(86)(예컨대, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등)를 포함한다. 변속기 제어유닛(82)의 마이크로프로세서(84)는 다수의 변속기 센서들로부터 데이터 신호 입력들 수신하도록 이루어진다. 본 발명의 한 특징에서, 변속기 센서들은 입력속도센서, 출력속도센서, 바퀴속도센서, 스로틀 위치센서, 변속기 유체 온도센서들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 특징에서, 변속기 제어유닛(82)은, 가속기가 풀 스로틀(full throttle)을 지나 눌려졌는지는 판단하는데 사용되는 킥다운(kick down) 스위치, 견인 제어시스템(traction control system)과, 크루즈 제어모듈 중 하나 이상으로부터 전기적 데이터신호 입력들을 수신하도록 이루어질 수 있다.
제2동력원 제어시스템(80)은 제2동력원(24)의 작동적 특성들을 제어하도록 이루어질 수 있다. 본 발명의 한 특징에서, 제2동력원 제어시스템(80)은 마이크로프로세서와 비-휘발성 메모리요소(예컨대, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등)를 포함한다. 마이크로프로세서(90)는 다수의 센서들로부터 전기적 데이터신호 입력들을 수신하도록 이루어진다. 본 발명의 한 특징에서, 다수의 센서들은 어큐뮬레이터 압력센서, 펌프/모터 속도센서, 저유기 유체 온도세선, 저유기 유체 레벨센서, 경사판 각 센서들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2동력원 제어시스템(80)의 마이크로프로세서는 제2동력원 제어시스템(80)의 비-휘발성 메모리 요소에 저장된 제어 알고리즘들로부터 제2동력원(24)에 대한 제어변수들을 계산하도록 이루어진다. 제어변수들은 다수의 센서(94)들로부터 수신된 전기적 데이터신호들을 사용하여 계산된다.
도시한 실시예에서, 변속기 제어유닛(82)과 제2동력원 제어시스템(80)은 (도 1에서 선으로 도시된) 통신망(96)을 통해 관련 센서들과 통신하고 또한 서로 간에 통신한다. 본 발명의 한 특징에서, 통신망(96)은 제어기-영역망(controller-area network)(CAN 또는 CAN-Bus)이다. 본 발명의 다른 특징에서, 통신망(96)은 JI939 프로토콜을 사용한다.
도 1, 2, 4 및 5를 참조하여, 변속기 조립체(28)를 제어하기 위한 방법(200)을 기술한다. 앞서 제공되었듯이, 변속기 조립체(28)는 토크 변환기(32)와 그리고 제1의 이동장치(26)로부터 변속기(34)를 결합/분리하도록 이루어지는 클러치(41)를 가지는 변속기(34)를 포함한다. 통상적인 변속기 조립체에서, 차량이 가속되고, 감속되고 그리고 무부하 상태에 있을 때 변속기 조립체의 클러치가 결합된다. 차량이 무부하 상태인 동안에 클러치가 결합되면, 토크 변환기의 입력은 토크 변환기의 출력보다 빨리 회전한다. 토크 변환기의 이 속도 차이는 엔진에 부하를 가하여, 에너지 손실을 일으킨다. 이들 에너지 손실들은 풍손(windage loss)이라 부른다.
방법(200)은 차량(11)의 동작 동안에 선택된 시간에 변속기(34)의 클러치(41)를 분리함으로써 차량(11)의 변속기 조립체(28)의 토크 변환기(32)와 관련된 풍손을 극소화하도록 이루어진다. 방법(200)이 차량(11)과 관련해 기술되지만, 방법(200)은 단지 하나의 동력원(예컨대, 제1동력원(22))만을 가지는 차량에 사용할 수 있다는 것을 이해하게 될 것이다.
단계(202)에서, 변속기 제어유닛(82)은 차량(11)의 가속기 페달의 위치를 수신한다. 한 실시예에서, 페달이 눌려지지 않으면 가속기 페달의 위치는 0에 설정되고 또한 페달이 눌려지면 0보다 큰 값에 설정된다.
단계(204)에서, 변속기 제어유닛(82)은 통신망(84)으로부터 차량(11)의 속도를 수신한다. 한 실시예에서, 차량(11)의 속도는 구동라인(30)의 속도를 감시하는 속도센서로부터 얻을 수 있다.
단계(206)에서, 페달 위치는 위치 임계값과 비교된다. 도시한 실시예에서, 위치 임계값은 0과 동일하다. 만일 페달 위치가 0보다 크다면(즉, 페달이 눌려지고 있다면), 단계(208)에서 변속기 조립체(28)의 클러치(41)는 결합되어 토크 변환기(32)가 변속기(34)에 연결된다.
만일 페달 위치가 0과 동일하다면(즉, 페달이 해제되면), 단계(210)에서 차량 속도가 속도 임계값과 비교된다. 도시한 실시예에서, 속도 임계값은 0과 동일하다. 만일 차량속도가 0보다 크다면, 단계(212)에서 변속기 조립체(28)의 클러치(41)가 결합되어 토크 변환기(32)가 변속기(34)에 연결된다. 그러나, 만일 차량속도가 0과 동일하고 또한 페달 위치가 0과 동일하다면, 단계(214)에서 변속기 조립체(41)의 클러치(41)는 분리되어 토크 변환기(32)가 변속기(340에 연결되지 않게 된다. 도 5는 차량속도에 관해 클러치(41)의 결합/분리를 그래프로 보여준다.
클러치(41)를 분리함으로써, 토크 변환기(32)의 입력과 출력 간에 속도 차이가 없다. 따라서, 토크 변환기(32)와 관련된 풍손이 줄어든다. 제1의 이동장치(26)가 무부하 상태에 있는 동안 변속기(34)로부터 토크 변환기(32)를 분리하는 것은, 제1의 이동장치(26)를 무부하 상태로 하는데 필요한 토크를 낮춤으로써 연료소모를 줄인다.
도 1, 2 및 6을 참조하여, 제1 및 제2동력원(22, 24)을 가지는 차량(11)의 변속기 조립체(28)를 제어하기 위한 다른 방법(300)을 설명한다. 단계(302)에서, 변속기 제어유닛(82)은 차량(11)의 가속기 페달의 위치를 수신한다. 한 실시예에서, 페달이 눌려지지 않으면(즉, 해제되면) 가속기 페달의 위치는 0에 설정되고 또한 페달이 눌려지면 0보다 큰 값에 설정된다.
단계(304)에서, 변속기 제어유닛(84)은 통신망(84)으로부터 차량(11)의 속도를 수신한다. 한 실시예에서, 차량(11)의 속도는 구동라인(30)의 속도를 감시하는 속도센서로부터 얻을 수 있다.
단계(306)에서, 변속기 제어유닛(82)은 제2동력원(24)의 제2동력원 제어시스템(80)으로부터 토크 값을 수신한다. 제2동력원(24)의 펌프/모터 유닛(60)이 모터링모드에 있으면(예컨대, 제2동력원(24)이 가속되거나 또는 차량(11)에 동력을 제공하면), 제2동력원(24)으로부터 수신한 토크 값은, 제2동력원(24)에 의해 구동라인(30)에 인가될 수 있는 토크와 동일하다. 한 실시예에서, 토크 값은, 에너지 저장유닛(56) 내 유체의 압력을, 두 개의 pi로 나눈 펌프/모터 유닛의 변위를 곱한 것과 동일하다.
펌프/모터 유닛(60)이 펌핑모드에 있으면(예컨대, 차량(11)이 감속되면), 동력원(24)으로부터 수신한 토크 값은, 에너지 저장유닛(56)으로 유체를 공급하기 위하여 펌프/모터 유닛(60)을 회전시키는데 필요한 토크와 동일하다. 한 실시예에서, 펌프/모터 유닛(60)을 회전시키는데 필요한 토크 값은, 에너지 저장유닛(56) 내 유체의 압력을 두 개의 pi로 나눈 펌프/모터 유닛의 변위를 곱한 것과 동일하다.
단계(308)에서, 변속기 제어유닛(82)은 토크 임계값을 수신한다. 제2동력원(24)이 모터링모드에 있으면, 토크 임계값은 운전자 요청 토크 값(driver demanded torque value)과 동일하다. 운전자 요청 토크 값은 통신망(84)을 통해 엔진 제어유닛에 의해 변속기 제어유닛(82)에 유용하게 만들어진다. 제2동력원(24)이 펌핑모드에 있으면, 토크 임계값은, 클러치(41)의 결합/분리 간의 과도(transition)가 부드럽게 되도록 선택되는 규정된 임계값과 동일하다.
단계(310)에서, 제2동력원(24)은, 오류 이벤트(예컨대, 에러, 오기능 등)가 발생하였는지 결정하기 위하여 평가된다. 만일 제2동력원(24)의 요소들 소정의 것의 소정의 에러가 있다면 오류 이벤트가 발생한다. 만일 오류 이벤트가 발생하였다면, 단계(311)에서 클러치(41)가 결합된다.
만일 오류 이벤트가 발생하지 않았다면, 단계(312)에서 페달 위치가 위치 임계값과 비교된다. 도시한 실시예에서, 위치 임계값은 0과 같다.
만일 페달 위치가 0과 같다면, 단계(314)에서 차량속도는 속도 임계값과 비교된다. 도시한 실시예에서, 속도 임계값은 0과 같다.
단계(316)에서, 오류 이벤트가 없고, 페달 위치가 0과 같고 그리고 차량속도가 0과 같으면 변속기 조립체(28)의 클러치(41)가 분리된다. 그러나, 만일 페달 위치가 위치 임계값보다 크거나 또는 차량속도가 속도 임계값보다 크다면, 단계(318)에서 제2동력원(24)의 토크값이 토크 임계값과 비교된다. 만일 토크값이 토크 임계값보다 크다면, 클러치(41)는 분리된다. 만일 토크값이 토크 임계값 미만이라면, 단계(320)에서 클러치(41)는 결합된다.
도 7을 참조하면, 제1의 이동장치(26)의 무부하 동안과 가속 동안에 적용되는 방법을 보여주는 그래프가 제공된다. 이 그래프에서, 차량(11)의 가속의 적어도 일부분 동안에 변속기 조립체(28)의 클러치(41)가 분리되는데, 제2동력원(24)이 이 시간 동안에 구동라인(3O)에 동력을 제공할 수 있기 때문이다. 클러치(41)는 또한, 제1의 이동장치(26)가 무부하 상태에 있는 동안에 분리된다.
도 8을 참조하면, 제1의 이동장치(26)의 무부하 동안, 차량의 가속 동안 그리고 차량의 감속 동안에 적용되는 방법(300)를 보여주는 그래프가 도시되어 있다.
도 9를 참조하여, 변속기(34)로부터 토크 변환기(32)를 분리함으로써 발생하는 연료절약을 추정하기 위한 방법(400)을 설명한다. 단계(402)에서, 차량의 정지/출발 싸이클 동안에 클러치(41)가 분리되는 평균시간이 계산된다. 단계(404)에서, 하루당 차량의 정지/출발 싸이클의 전체 숫자가 결정된다. 단계(406)에서, 토크 변환기(32)가 변속기로부터 분리되는 하루당 시간이 계산된다. 도시한 실시예에서, 토크 변환기(32)가 변속기로부터 분리되는 하루당 시간은, 정지/출발 싸이클 동안 클러치(41)가 분리되는 평균시간을 하루당 정지/출발 싸이클들의 숫자를 곱함으로써 계산된다. 한 실시예에서, 환산계수(conversion factor)를 적용할 필요가 있을 수 있다.
무부하에 있는 하루당 시간을, 토크 변환기를 무부하로 만드는데 필요한 동력을 곱함으로써 하루당 토크 변환기 에너지 절약이 단계(408)에서 계산된다. 단계(410)에서, 하루당 토크 변환기 에너지 절약을 연료변환 효율(fuel conversion efficiency)로 나눔으로써 하루당 절약된 연료에너지가 계산된다. 단계(412)에서, 하루당 절약된 연료에너지를 연료의 에너지 양으로 나눔으로써 하루당 절약된 연료의 갤론이 계산된다.
한 실시예에서, 방법(400)은 차량(11)으로부터 멀리 떨어진 장소에서 수행된다. 이 실시예에서, 원격장소는 차량(11)으로부터 정보를 수신하여 상기 계산들을 만든다. 그런 다음, 출력은 규정된 간격으로(예컨대, 매일, 주단위로, 월단위로, 년단위로) 고객에게 제공될 수 있다.
다른 실시예에서, 제어시스템(14)이 방법을 수행한다. 연료절약은 차량 인터페이스 시스템(예컨대, LCD 디스플레이 등)을 통해 차량(11)의 운전자에게 제공될 수 있다.
본 발명의 다양한 수정안들과 대안들이 본 발명의 범위와 사상을 이탈하는 일이 없이 당업자들에게 자명하게 될 것이고, 또한 본 발명의 범위는 여기에서 주어진 설시적 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 알아야만 한다.

Claims (19)

  1. 차량의 변속기 조립체를 제어하기 위한 방법에 있어서, 방법은:
    제1동력원을 가지는 차량을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 제1동력원은 제1의 이동장치와 변속기 조립체를 포함하고, 상기 변속기 조립체는 상기 제1의 이동장치에 연결되는 토크 변환기를 포함하고, 상기 변속기 조립체는 변속기 조립체의 변속기에 토크 변환기를 선택적으로 결합시키는 클러치를 포함하고;
    차량의 상기 제1의 이동장치가 무부하 상태일 때 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 변속기 조립체의 클러치를 분리하는 단계를 포함하고; 그리고
    차량의 제1의 이동장치가 부하상태에 있을 때 클러치를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량은 차량을 추진하기에 적합한 제2동력원을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2동력원에 의한 차량의 가속 동안에 변속기 조립체의 클러치를 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 차량의 감속 동안에 변속기 조립체의 클러치를 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제2동력원은 펌프-모터 조립체, 유체 저유기 및 에너지 저장유닛을 포함하는 유압 동력원인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 차량의 변속기 조립체를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    제1동력원을 가지는 차량을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 제1동력원은 제1의 이동장치와 변속기 조립체를 포함하고, 상기 변속기 조립체는 제1의 이동장치에 연결되는 입력과 변속기에 연결되는 출력을 가지는 토크 변환기를 포함하고, 상기 변속기 조립체는 토크 변환기의 출력을 변속기에 선택적으로 결합하는 클러치를 더 포함하고;
    가속기 페달 위치를 위치 임계값과 비교하는 단계를 포함하고;
    차량속도를 속도 임계값과 비교하는 단계를 포함하고;
    가속기 페달 위치가 위치 임계값 미만이거나 또는 동일하고 또한 차량속도가 속도 임계값 미만이거나 동일하면 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 변속기 조립체의 클러치를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 차량은 차량을 추진시키기에 적합한 제2동력원을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2동력원은 펌프-모터 유닛, 유체 저유기 및 에너지 저장유닛을 포함하는 유압 동력원인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2동력원에 의한 차량의 가속 동안에 변속기 조립체의 클러치를 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 만일 제2동력원에서 오류 이벤트가 식별된다면 클러치를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 차량의 변속기 조립체를 제어하기 위한 방법에 있어서, 방법은:
    제1동력원과 그리고 상기 제1동력원과 병렬인 제2동력원을 가지는 차량을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 제1동력원은 제1의 이동장치와 변속기 조립체를 포함하고, 상기 변속기 조립체는 상기 제1의 이동장치에 연결되는 토크 변환기를 포함하고, 상기 변속기 조립체는 변속기 조립체의 변속기에 상기 토크 변환기를 선택적으로 결합하는 클러치를 포함하고, 상기 제2동력원은 펌프-모터 유닛과, 유체 저유기와 그리고 에너지 저장유닛을 포함하고;
    상기 제2동력원의 토크값을 토크 임계값과 비교하는 단계를 포함하고;
    상기 제2동력원의 토크값이 토크 임계값보다 크거나 또는 동일하면 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 변속기 조립체의 클러치를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 토크 임계값은 운전자 요청 토크와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 운전자 요청 토크는 통신망을 통해 엔진 제어유닛에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 펌프/모터 유닛이 모터링모드에 있으면 제2동력원은 토크값은 제2동력원의 펌프/모터 유닛에 의해 인가될 수 있는 토크와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제2동력원의 토크는 에너지 저장유닛에 유체를 공급하기 위하여 펌프/모터 유닛을 회전시키는데 필요한 토크와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서, 가속기 페달 위치를 위치 임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 차량속도를 속도 임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 가속기 페달 위치가 위치 임계값 미만이거나 또는 동일하고 또한 차량속도가 속도 임계값 미만이거나 또는 동일하면 변속기 조립체의 변속기로부터 변속기 조립체의 토크 변환기가 분리되도록 변속기 조립체의 클러치를 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제11항에 있어서, 제2동력원에서 오류 이벤트가 식별되면 클러치를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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