KR20130142958A - 자동차 작동 방법 - Google Patents

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슈테판 회플레
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 내연기관(12)과, 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기(16)와, 내연기관(12)과 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기(16)를 연결하는 클러치 장치(14)를 포함하는 자동차(10)를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 클러치 장치(14)는 클러치 페달(36)의 위치를 특징짓는 변수, 특히 클러치 설정 토크(46)에 따라서, 그리고 자동차(10) 및/또는 내연기관(12) 및/또는 자동화 수동 변속기(16)의 작동 상태를 특징짓는 작동 변수들에 따라서 작동된다.

Description

자동차 작동 방법{METHOD FOR OPERATING A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따르는 방법뿐 아니라, 다른 특허 청구항들에 따르는 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
내연기관의 기계적 구동력을 차륜들로 전달할 수 있는 자동차의 변속기는 시판중이다. 상기 변속기는 예컨대 수동으로 또는 완전 자동으로 작동될 수 있다. 또한, 이른바 부분 자동화 수동 변속기도 시판중이다. 보통 부분 자동화 수동 변속기를 장착한 차량은 클러치 페달을 구비하고 있지 않다. 그 대신, 차량의 클러치는 예컨대 전기식 액추에이터에 의해 작동된다.
본 발명의 기초가 되는 과제는 청구항 제1항에 따르는 방법뿐 아니라, 다른 청구항들에 따르는 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치 및 컴퓨터 프로그램에 의해 해결된다. 바람직한 개선 실시예들은 종속항들에서 제시된다. 또한, 본 발명을 위해 중요한 특징들은 하기의 설명 및 도면에서 제시되며, 상기 특징들은 단독으로뿐 아니라 다양하게 조합되어, 이에 대해 추가로 분명하게 지시되지 않아도, 본 발명을 위한 핵심을 이룰 수 있다.
본 발명은, 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기의 경우에도 수동으로 작동되는 클러치 페달이 제공될 수 있으며, 이는 차량의 수용성을 향상시킨다는 장점을 갖는다. 이 경우, 상기와 같은 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기와 클러치 페달을 장착한 자동차의 출발 시 내연기관의 스톨(stall)은 확실하게 방지될 수 있다. 이는 특히, 전달되는 클러치 토크("클러치 설정 토크")가, 예컨대 운전자가 클러치 페달을 "튀어 오르게" 할 때 발생하는 것처럼, 갑작스런 변화를 나타내는 경우에 관계한다. 이러한 방법에 따른 개입은 많은 경우에, 운전자가 상기 개입을 결코 인지하지 못하는 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은, 특히 출발과 정지가 빈번하게 반복되는 러시아워 교통 상황에서 클러치 페달 작동이 요구되지 않는 점을 가능하게 한다. 본 발명에 따르는 방법은 클러치 장치를 작동하기 위한 기존의 시스템에 비교적 적은 비용으로 통합될 수 있다.
본 발명은, 내연기관과, 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기와, 내연기관과 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기를 연결하는 클러치 장치를 포함하는 자동차를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 클러치 장치는, 클러치 페달의 위치(Position)를 특징짓는 변수, 특히 클러치 설정 토크에 따라서, 그리고 자동차 및/또는 내연기관 및/또는 자동화 수동 변속기의 작동 상태를 특징짓는 작동 변수에 따라서 작동된다.
그럼으로써, 클러치 장치는 클러치 페달에 의해 수동으로 작동될 뿐 아니라 자동으로도 작동될 수 있는 점이 가능해진다. 이를 위해, 개별 또는 복수의 변수 및 작동 변수가 각각 이용될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따르는 방법은, 언급한 변수들 또는 작동 변수들에 따라 클러치 장치의 각각 "최적의" 작동을 달성 가능하게 한다. 이 경우, 자동차의 운전자는, 자동차를 수동으로 출발하면서 수동 변속기를 작동시키는 기분을 가질 수 있게 된다. 그런데도 본 발명에 따르는 방법을 통해, 내연기관은 스톨되지 않거나 매우 드물게만 스톨될 수 있는 점이 가능해진다. 이 경우, "인간적인" 출발 거동이 재현될 수 있으며, 그럼으로써 많은 경우에 상기 방법에 따른 개입은 실질적으로 운전자에 의해 인지되지 않게 된다. 그리고 자동차가 소위 온화하고 스톨의 위험 없이 출발한다는 기분이 들게 할 수 있다. 본 발명에 따라서, 클러치 페달이 클러치 장치에 직접 작용하는 것이 아니라, 클러치 페달의 위치가 예컨대 전기식 포텐쇼미터 등에 의해 측정되어, 클러치 장치를 작동시킬 수 있는 폐회로 제어 장치로 공급된다.
본원의 방법의 일 구현예에 따라서, 산출된 클러치 설정 토크를 기반으로, 클러치 설정 토크의 구배가 산출되고, 복수의 현재의 작동 변수로부터 클러치 설정 토크의 현재의 최대 허용 구배가 산출되며, 클러치 장치의 작동은 클러치 설정 토크의 산출된 구배와 최대 허용 구배의 비율에 따라 결정된다. 운전 경험에서, 운전자가 클러치 페달을 너무 빠르게 "움직이게 한다면", 내연기관은 경우에 따라 너무 높은 토크가 요구되고, 동시에 내연기관이 "스톨"된다는 점은 일반적으로 알려져 있다. 본 발명에 따라서, 지속적으로 클러치 설정 토크의 구배가 예컨대 클러치 페달의 위치의 시간 도함수에 의해 산출된다. 마찬가지로 복수의 현재의 작동 변수(예: 현재 속도, 현재 체결된 변속단, 가속 페달 위치 등)로부터 클러치 설정 토크의 현재의 최대 허용 구배가 산출된다. 상기 최대 허용 구배는 내연기관의 "스톨"이 기대되지 않는 방식으로 산출된다. 이 경우, 액추에이터에 의해 이루어지는 클러치 장치의 작동은 클러치 설정 토크의 산출된 구배와 최대 허용 구배의 비율에 따라 실행된다. 그럼으로써 운전자에 의해 실행되는 클러치 페달의 작동은 내연기관 및 자동화 수동 변속기의 현재의 작동 상태 및/또는 기타 변수들과 비교되고 경우에 따라 보정될 수 있다. 이처럼 클러치 장치의 "최적의" 작동이 이루어질 수 있고, 동시에 운전자는 한편으로 실질적으로 수동 변속기에 상응하는 "클러치 기분"을 갖지만, 다른 한편으로는 본 발명에 따라 내연기관의 스톨이 방지될 수 있다.
본원의 방법의 추가 구현예에 따라서, 클러치 설정 토크의 산출된 구배가 최대 허용 구배보다 더 크다면, 폐회로 제어 장치가 활성화되고, 이 폐회로 제어 장치는 최대 허용 구배로 클러치 장치("클러치")를 체결하는 보정된 클러치 설정 토크를 출력한다. 최대 허용 구배와 클러치 설정 토크의 (내연기관의 작동 중 계속해서 산출되는) 구배의 비교를 통해, 스톨의 위험이 존재하는지의 여부가 판단될 수 있다. 산출된 구배가 최대 허용 구배보다 더 크다면, 본 발명에 따라 폐회로 제어 장치가 활성화된다. 상기 폐회로 제어 장치는 자신에 존재하는 변수들 또는 작동 변수들을 이용하면서 보정된 클러치 설정 토크를 산출한다. 바람직하게는, 보정된 클러치 설정 토크는, 클러치가 최대 허용 구배로 체결될 수 있는 방식으로 할당된다. 그럼으로써 한편으로 내연기관의 스톨이 방지될 수 있고, 다른 한편으로는 자동차의 출발 또는 가속이 각각 작동 조건 하에서 최대 가능한 클러치 토크로 이루어질 수 있다. 운전자는, 클러치 장치가 실질적으로 운전자의 수동 설정값에 따라 반응하며, 각각 최대 신속한 출발 또는 가속이 가능해진다는 기분을 갖게 된다.
본원의 방법의 다른 추가의 구현예에 따라서, 중립 기어가 체결되어 있지 않고 브레이크 장치가 작동되며 차량 속도가 한계값 미만이라면, 클러치를 개방하기 위해 폐회로 제어 장치가 활성화된다. 그럼으로써, 본 발명에 따르는 방법의 추가의 유용한 적용이 설명된다. 다시 말해, 이처럼 자동차의 제동 과정에서, 차량이 이미 상대적으로 낮은 차량 속도를 나타내고, 그에 상응하게 내연기관도 그에 상응하게 낮은 속도를 나타낼 때, 예컨대 운전자가 클러치 페달의 작동을 잊었거나 너무 늦게 실행하는 경우에도 내연기관의 스톨이 방지될 수 있다.
바람직하게는, 폐회로 제어 장치는 적어도 다음 입력 변수들 또는 이들 입력 변수를 특징짓는 변수들, 즉 차량 속도, 가속 페달 위치, 내연기관의 실제 토크, 클러치 페달의 위치로부터 산출된 클러치 설정 토크를 수신한다. 보충하는 방식으로, 부분 자동화 수동 변속기의 각각 체결된 변속단도 폐회로 제어 장치의 입력 변수로서 이용될 수 있다. 상기 입력 변수들에 의해, 스톨의 위험이 존재하지 않으면서, 클러치 장치의 최적의 작동이 이루어질 수 있다.
본원의 방법의 추가 구현예에 따라서, 클러치 페달의 위치로부터 산출된 클러치 설정 토크가 폐회로 제어 장치에 의해 출력되는 보정된 클러치 설정 토크보다 더 낮다면, 폐회로 제어 장치는 비활성화된다. 이 경우, 폐회로 제어 장치의 개입은 요구되지 않으며, 그럼으로써 클러치 장치의 작동은 실질적으로 클러치 페달의 작동에 상응하며, 그에 따라 운전자는 자신의 습관에 따르는 방식으로 클러치 장치를 작동시킬 수 있게 된다.
일반적으로 본 발명에 따르는 방법에 따라서, 클러치 장치의 작동은 복수의 하기 작동 변수에 따라 이루어진다.
- 자동차의 속도;
- 내연기관의 토크;
- 내연기관의 속도;
- 체결된 변속단;
- 브레이크 페달의 위치;
- 가속 페달의 위치;
- 클러치 페달의 위치;
- 클러치 페달의 위치의 구배; 및/또는
- 작동 상태로부터 산출된 최대 허용 구배.
그럼으로써 내연기관, 자동차 및 클러치 장치의 작동을 특징짓는 중요 변수들이 설명되며, 이들 변수는 클러치 장치를 통한 토크 전달을 위해 중요하거나 중요할 수 있다. 이 경우, 본원의 방법의 실행을 위해 본원에 설명한 모든 변수를 이용할 필요는 없다. 그러나 폐회로 제어 장치를 위해 언급한 작동 변수들 중에서 더욱 많은 작동 변수가 이용될수록, 본 발명에 따르는 방법의 효과도 대개 더욱 향상된다. 자명한 사실로서, 명시된 작동 변수들은 항상 이 작동 변수들을 특징짓는 또 다른 변수들을 의미할 수 있다.
일반화하여 말하자면, 본 발명에 따르는 방법은, 클러치 페달의 작동 변수들 및/또는 위치에 따라서 하나 이상의 제1 상태 및 제2 상태에 의해 특징화될 수 있으며, 제1 상태에서는 클러치 페달의 위치를 특징짓는 변수의 보정 또는 클러치 설정 토크의 보정이 비활성화되고, 제2 상태에서는 클러치 페달의 위치를 특징짓는 변수의 보정 또는 클러치 설정 토크의 보정이 활성화된다. 이 경우, 제1 상태는 비활성화된 폐회로 제어 장치에 상응하고, 제2 상태는 활성화된 폐회로 제어 장치에 상응한다. 그럼으로써, 자동차의 운전자에게, 운전자가 대부분의 경우 습관처럼 클러치를 수동으로 조작할 수 있다는 장점이 제공된다. 다만, 폐회로 제어 장치가 계속해서 앞서 설명한 기준들에 따라 클러치 장치의 작동에 개입할 때에만, 운전자는 클러치의 수동 작동과는 다른 거동을 확인할 수 있다. 그러나 이 경우에도, 본 발명에 따르는 방법을 통해, 순수 수동 작동에 대한 상기 차이를 최대한 적게 유지할 수 있다. 그럼으로써, 폐회로 제어 장치의 설명한 과정들에 대한 운전자의 수용성은 증가될 수 있다.
보충하는 방식으로, 방법에 따라서, 내연기관의 속도가 임계값을 하회하고 클러치 페달이 작동되지 않는다면, 클러치 장치는 개방될 수 있다. 그럼으로써 본 발명에 따르는 방법은, 내연기관 또는 부분 자동화 수동 변속기 또는 자동차의 또 다른 작동 상태들이면서, 실질적으로 브레이크 페달 및/또는 클러치 페달의 작동과 무관하게 내연기관을 스톨시키기에 적합할 수도 있는 상기 작동 상태들에도 개입할 수 있다. 폐회로 제어 장치의 개입을 통해 바로 상기 스톨도 방지될 수 있다.
자동차 또는 클러치 장치의 조작은 본 발명에 따르는 방법을 통해, 자동차의 출발 및/또는 체결된 변속단의 전환이 클러치 페달의 작동 없이 실행됨으로써 단순화될 수 있다. 그럼으로써 운전자는 특히 출발과 정지가 비교적 빈번하게 이루어지는 러시아워 교통 상황에서 매우 효과적으로 부담이 완화될 수 있다. 이 경우, 폐회로 제어 장치는 완전히 클러치 장치의 작동을 담당한다. 이는 본 발명에 따라 앞서 설명한 변수들 및 작동 변수들의 분석을 통해서만 이루어지며, 이때 운전자에 의한 수동 전환도 요구되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명에 따르는 방법은, 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기와 이 부분 자동화된 수동 변속기와 상호 작용하는 클러치 장치를 작동시킬 수 있는 자동차의 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치가 이용되는 조건에서 실행된다. 이 경우, 앞서 설명한 "폐회로 제어 장치"는 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치의 실제 부분 및/또는 가상 부분이다.
특히 유용하게는, 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치는 하나 이상의 특성맵을 포함하며, 그럼으로써 본원의 방법은 단순화되고 계산 시간도 절약될 수 있다. 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치는 바람직하게는 본 발명에 따르는 방법을 실행하도록 프로그래밍된 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
하기에서 본 발명의 예시의 실시예들은 도면과 관련하여 설명된다.
도 1은 내연기관과 부분 자동화 수동 변속기를 장착한 자동차의 단순화된 개략도이다.
도 2는 자동차의 클러치 장치를 작동시키기 위한 작동 방법의 제1 블록 회로도이다.
도 3은 본원의 방법을 실행하기 위한 제1 흐름도이다.
도 4는 본원의 방법을 실행하기 위한 제2 흐름도이다.
도 5는 본원의 방법을 실행하기 위한 제3 흐름도이다.
도 6은 본원의 방법을 실행하기 위한 제2 블록 회로도이다.
모든 도에서 동일한 기능을 갖는 부재들 및 변수들에 대해, 실시예들이 서로 상이하더라도, 동일한 도면 부호가 이용된다.
도 1에는 자동차(10)가 단순화된 개략도로 도시되어 있다. 본원에서 자동차(10)는 내연기관(12)과, 클러치 장치(14)와, 부분 자동화 수동 변속기(16)와, 차동 기어 장치(18)와, 차륜들(20)을 포함한다. 상기 부재들은 도 1의 도면에서 상부 영역에 도시되어 있다. 내연기관(12), 클러치 장치(14), 수동 변속기(16) 및 차동 기어 장치(18)는 각각 샤프트들(22)을 통해 서로 연결된다.
도면의 하부 영역에는 폐회로 제어 장치(24)가 도시되어 있다. 폐회로 제어 장치(24)는 액추에이터(26)를 트리거링할 수 있고, 액추에이터(26)는 클러치 장치(14)를 작동시킬 수 있다. 또한, 폐회로 제어 장치(24)는 특성맵들(27, 28 및 29) 및 컴퓨터 프로그램(30)을 포함한다. 액추에이터(26)의 개회로 제어를 위해, 폐회로 제어 장치(24)에는 입력 변수로서 복수의 작동 변수가 공급된다. 본 실시예의 경우, 도 1에는, 상기 작동 변수들 중에서 가속 페달(32)의 위치, 브레이크 페달(34)의 위치 및 클러치 페달(36)의 위치가 도시되어 있다. 또한, 폐회로 제어 장치(24)에는 중립 기어 센서(40)의 신호(38)가 공급된다. 중립 기어 센서(40)는 수동 변속기(16)의 중립 기어의 체결을 검출할 수 있지만, 수동 변속기(16)의 또 다른 변속단에 상응하는 신호들도 공급할 수 있다.
자동차(10)의 작동 중에, 내연기관(12)은 종래에 공개된 방식으로 자동차(10) 및 차륜들(20)을 각각 구동한다. 이를 위해, 내연기관(12)의 기계적 출력은 샤프트(22)를 통해 클러치 장치(14)로, 클러치 장치(14)로부터 추가 샤프트(22)를 통해 수동 변속기(16)로, 그리고 수동 변속기(16)로부터 샤프트(22)를 통해 차동 기어 장치(18)로 안내된다. 폐회로 제어 장치(24)는 자신에 존재하는 복수의 입력 변수로부터 자동차(10)의 현재의 작동 상태를 위해 최적인 클러치 장치(14)의 위치를 산출한다. 그에 상응하게 폐회로 제어 장치(24)는 액추에이터(26)를 트리거링한다. 폐회로 제어 장치(24)는 클러치 장치(14)의 작동 시 자동차(10)의 운전자를 보조한다. 특히 폐회로 제어 장치(24)는 자신에 공급된 입력 변수들을 이용하면서 내연기관(12)의 스톨을 방지할 수 있다. 이는 특히 자동차(10)의 출발 및/또는 제동 과정 시에 이루어진다.
도 2에는 클러치 장치(14)를 작동하기 위한, 특히 자동차(10)를 출발시키기 위한 블록 회로도가 도시되어 있다. 도시된 블록 회로도는 도 1에 도시된 폐회로 제어 장치(24)의 일부분을 특징화한 것이며, 폐회로 제어 장치는 그 자체로 자동차(10) 및/또는 내연기관(12)의 (추가로 도시되지 않은) 개회로 및/또는 폐회로 제어 장치의 일부분이다. 도 2에 도시된 블록 회로도 내 신호 경로는 도면에서 실질적으로 좌측에서 우측 방향으로 진행한다.
도면의 상부 중간 영역에 도시된 블록은 특성맵 컨트롤러(42)를 나타낸다. 좌측 상부 영역에서 특성맵 컨트롤러(42)로 공급되는 입력 변수들은 상부에서 하부 방향의 순서대로 차량 속도(44), 클러치 페달(36)의 위치로부터 산출된 클러치 설정 토크(46), 및 가속 페달(32)의 위치(48)이다. 특성맵 컨트롤러(42)는, 중간에 추가의 함수 블록들이 연결되지 않은 조건에서, 자신에 공급된 신호들 또는 변수들을 분석하고 그로부터 보정된 클러치 설정 토크(50)를 산출하며, 이 보정된 클러치 설정 토크는 도면에서 특성맵 컨트롤러(42)의 우측 옆에 블록으로서 도시되어 있다. 산출되는 보정된 클러치 설정 토크(50)는 내연기관(12)의 작동에 작용한다. 이는 도면에 화살표(52)로 도시되어 있다.
그 외에, 클러치 설정 토크는, 클러치의 출력단에서, 다시 말하면 샤프트(22)에서 전달되는 목표 토크를 의미한다. 상기 목표 토크는 예컨대 표준화되어, 내연기관(12)으로부터 샤프트(22)에서 공급되는 토크에 관련된 변수일 수 있다.
내연기관(12)은 속도(54)("실제 속도")와 토크(56)("실제 토크")를 보유한다. 속도(54)와 토크(56)는 마찬가지로 입력 변수로서 특성맵 컨트롤러(42)로 공급된다. 속도(54) 및 토크(56)에 보충하는 방식으로, 수동 변속기(16)에서 체결된 변속단도, 보정된 클러치 설정 토크(50)의 산출 시 폐회로 제어 장치(24)에 의해 고려될 수 있다.
또한, 내연기관(12)은 내연기관의 작동 상태에서의 다양한 추가 요소들 또는 변수들에 의해 영향을 받는다. 이는 도면에서 좌측 하부 영역에 다음 블록들에 의해 도시되어 있다. 즉, 아이들 컨트롤러(58), 스타팅 컨트롤러(60), 자동차(10)의 운전자 요구 토크(62)이다. 요구 토크(62)는 가속 페달(32)의 위치(48)에 의해 특징화된다.
도면의 좌측 영역에는 추가 입력 변수가 아이들 속도(64)로서 도시되어 있다. 아이들 속도(64)는 아이들 작동 중에, 다시 말하면 가속 페달(32)이 작동되지 않을 때, 내연기관(12)의 설정 속도를 특징화하며, 예컨대 650rpm(분당 회전수)이다. 아이들 속도(64)는 비교기(66)에서 내연기관(12)의 속도(54)와 비교된다. 비교기(66)의 출력 신호(68)는 아이들 컨트롤러(58)와 스타팅 컨트롤러(60)로 공급된다.
또한, 도 2에는 전환 스위치(70)로서 지칭되는 블록도 도시되어 있다. 전환 스위치(70)는 가속 페달(32)의 위치(48)에 의해 작동된다. 가속 페달(32)이 작동되지 않는다면, 전환 스위치(70)는 도면에서 상부에 위치하는 자신의 상부 위치로 이동된다. 가속 페달(32)의 작동 시에(그리고 극미하게 작동될 때에도) 전환 스위치(70)는 도면에서 하부에 위치하는 자신의 하부 위치로 이동될 수 있다. 도면에서 상부에 위치하는 전환 스위치(70)의 입력단은 아이들 컨트롤러(58)의 출력단과 연결된다. 도면에서 하부에 위치하는 전환 스위치(70)의 입력단은 스타팅 컨트롤러(60) 및 요구 토크(62)의 출력 신호들의 합과 연결된다.
내연기관(12)의 작동 중에 가속 페달(32)이 작동되지 않는다면, 전환 스위치(70)는 도면에서 상부에 위치하는 자신의 상부 스위칭 위치에 위치된다. 이 경우, 도 2의 도면에 도시된 구조는 아이들 속도(64)에 따르는 속도(54)를 위한 폐회로 제어 회로에 상응하며, 아이들 컨트롤러(58)의 출력 신호 및 전환 스위치(70)의 출력 신호(72)는 내연기관(12)으로 공급되는 연료량에 영향을 준다.
가속 페달(32)이 운전자에 의해 작동되면, 곧바로 전환 스위치(70)는 도면에서 하부에 위치하는 자신의 스위칭 위치로 스위칭된다. 다시 말해, 아이들 컨트롤러(58)는, 가속 페달(32)이 작동되지 않을 때에만 활성화된다. 운전자의 요구 토크(62), 스타팅 컨트롤러(60)의 출력 변수, 및 속도(54)와 아이들 속도(64) 사이의 차이에 따라, 내연기관(12)으로 공급되는 연료량이 개회로 제어되며, 그에 따라 내연기관(12)은 상응하는 토크(56)를 생성할 수 있다. 그와 동시에, 보정된 클러치 설정 토크(50)를 통해, 클러치 장치(14)(도 1 참조)가 이에 매칭된 방식으로 작동된다. 이는 이미 설명한 것처럼 본 실시예에서 클러치 장치(14)("클러치")의 체결을 개회로 제어하는 특성맵 컨트롤러(42)에 의해 이루어진다. 특히, 도 2에 도시된 회로도에 의해서는, 하기에서 훨씬 더 상세하게 설명되는 것처럼, 클러치 설정 토크(46)의 최대 허용 구배가 지속적으로 산출된다.
도 3에 도시되는, 본원의 방법을 실행하기 위한 제1 흐름도는 특히 도 2에서 도시된 것과 같은 특성맵 컨트롤러(42)에 관한 것이다. 도 3에 도시된 절차는 도면의 상부 좌측 영역에 위치한 시작 블록(74)에서 개시된다. 도면의 하부 좌측 영역에는, 도 4에 도시된 제2 흐름도로 변수들을 전달하는 것을 특징화하는 전달 점(78)이 배치된다.
시작 블록(74)으로부터 출발하여, 제1 질의 블록(76)에서는, 클러치 설정 토크(46)의 구배가, 자동차(10) 또는 내연기관(12)의 각각의 작동 상태로부터 산출된 클러치 설정 토크(46)의 최대 허용 구배(80)보다 큰지의 여부가 검사된다. 따라서, (후속하는 도들에서 추가로 설명되는 변수들 및 조건들이 고려되는 조건에서) 클러치 장치(14)의 작동이 클러치 설정 토크(46)의 산출된 구배와 최대 허용 구배(80)의 비율에 따라서 결정된다.
질의 블록(76)에서 검사되는 조건에 부합하는 경우, 후속 블록(82)으로 분기된다. 부합하지 않으면, 곧바로 전달 점(78)으로 분기된다.
마찬가지로 시작 블록(74)으로부터 출발하여, 제2 질의 블록(84)에서는, 다음 3가지 조건이 동시에 존재하는지의 여부가 검사된다. 이 경우, 첫 번째 조건은, 자동차(10)의 브레이크 장치 또는 브레이크 페달(34)이 작동되는지의 여부이고, 두 번째 조건은, 차량 속도(44)가 한계값 미만인지의 여부이며, 세 번째 조건은, 수동 변속기(16)에서 중립 기어가 체결되어 있지 않은지의 여부이다. 세 번째 조건은 중립 기어 센서(40)(도 1)에 의해 측정된다. 차량 속도(44)의 한계값은 본 실시예의 경우 10㎞/h이다.
언급한 3가지 조건 모두가 동시에 충족되는 경우, 질의 블록(84)은 후속 블록(86)으로 분기된다. 블록(86)에서 폐회로 제어 장치(24)의 활성화를 위한 활성화 비트가 일(1)로 설정된다. 블록(86)의 출력단은 블록(82)으로 분기된다.
질의 블록(84)에서 질의되는 3가지 조건 중에서 하나 이상의 조건이 존재하지 않은 경우, 질의 블록(84)은 후속 블록(88)으로 분기된다. 블록(88)에서는, 폐회로 제어 장치(24)를 활성화하기 위한 활성화 비트가 영(0)으로 설정되고, 이어서 곧바로 전달 점(78)으로 분기된다.
블록(82)에서는 본 실시예에 따라 클러치 장치(14)의 자동 개방을 위해 이용되는 폐회로 제어 장치(24)의 활성화가 이루어질 수 있다. 폐회로 제어 장치(24)의 활성화는, 질의 블록(76)에서의 분기에 부합하고, 그리고/또는 블록(86)에서 활성화 비트가 일(1)로 설정되었을 때 이루어진다. 블록(82)의 출력단은 마찬가지로 전달 점(78)으로 분기된다.
도 4에는, 본원의 방법을 실행하기 위한 제2 흐름도가 도시되어 있다. 도 4의 도면의 상부 영역에 위치하는 전달 점(78)(도 3)으로부터 출발하여, 질의 블록(90)에서는, 폐회로 제어 장치(24)가 활성화되는지의 여부가 검사된다. 부합하지 않는 경우, 질의 블록(90)에서 도 4의 도면의 하부 영역에 위치하는 전달 점(92)으로 곧바로 분기된다.
부합하는 경우에는, 질의 블록(90)에서 블록(94)으로 분기된다. 블록(94)에서는 클러치 설정 토크(46)와 표준화된 최대 허용 구배(80')가 가산되며, 그에 따라 보정된 클러치 설정 토크(50)가 구해진다. 표준화된 최대 허용 구배(80')는 예컨대 시간별 계산 그리드 상으로의 표준화에 의해 이루어질 수 있다. 예컨대 상기 계산 그리드는 10㎳(밀리 초)이다.
후속 질의 블록(96)에서는, 클러치 장치(14)의 개방이 현재 요구되고(활성화 비트는 1로 설정됨), 그와 동시에, 보정된 클러치 설정 토크(50)가 한계값보다 큰지의 여부가 질의된다. 상기 한계값은 본 실시예에서 5Nm(뉴턴 미터)이다. 이 경우, 보정된 클러치 설정 토크(50)는 언급한 한계값으로 제한된다. 이에 대한 이유는, 클러치 장치(14)가 여전히 완전 개방되어 있다면, 클러치 장치는 매우 약하게 "슬립"을 나타낼 때까지만 체결되고, 지연 없이, 그리고 차량의 후방 밀림 없이 출발이 이루어진다는 점에 있다. 이런 비교 없이, 구배는 영(0)일 수 있고 그에 따라 클러치 장치(14)는 완전 개방된 상태로 유지될 수도 있다. 이는 후속 블록(98)에서 이루어진다. 그러나 질의 블록(96)의 조건들이 충족되지 않은 경우, 곧바로 제2 전달 점(92)으로 분기된다. 전달 점(92)은 마찬가지로 블록(98)의 출력단으로부터 분기된다.
도 5에는 전달 점(92)에 의해 도 4에 도시된 흐름도에 이어지는 본원의 방법의 제3 흐름도가 도시되어 있다.
후속 질의 블록(100)에서는, 클러치 페달(36)의 위치로부터 산출되는 클러치 설정 토크(46)가 폐회로 제어 장치(24)로부터 출력되는 보정된 클러치 설정 토크(50)보다 작은지의 여부가 검사된다. 부합하는 경우, 후속 블록(102)에서 활성화 비트는 영(0)으로 설정된다. 따라서, 폐회로 제어 장치(24)는 비활성화된다. 이는, 클러치 장치(14)의 작동이 실질적으로 자동차(10)의 운전자에 의해 이루어지고, 이때 폐회로 제어 장치(24)는 상기 과정에 개입하지 않는 것을 의미한다. 따라서, 운전자는, 클러치 장치(14)를 습관처럼 직접 수동으로 작동시킨다는 기분을 가지게 된다. 뒤이은 종료 블록(104)에서 도 3, 도 4 및 도 5에 도시되고 상호 연결된 절차가 종료된다.
도 6에는, 본원의 방법을 실행하기 위한 제2 블록 회로도가 도시되어 있다. 도시된 블록 회로도는, 클러치 설정 토크(46)의 최대 허용 구배(80)가 어떻게 산출되는지 그 방법을 도시하고 있다. 최대 허용 구배(80)는 도 6의 우측 영역에서 출력된다.
이를 위해, 도면의 좌측 영역에서는, 내연기관(12)의 토크(56)와 자동차(10)의 차량 속도(44)가 입력 변수로서 특성맵(28)으로 공급된다. 도면에서 상기 특성맵 아래 배치되는 제2 특성맵(29)에서는 가속 페달(32)의 위치(48)가 입력 변수로서 이용된다. 제1 특성맵(28) 및 제2 특성맵(29)의 출력 값들은 가산기(114)에서 가산된다. 가산기(114)의 출력단은 도면에서 상부에 위치하는 전환 스위치(116)의 입력단과 연결된다. 도면에서 하부에 위치하는 전환 스위치(116)의 입력단은 제로 값(118)과 연결된다. 그리고 전환 스위치(116)의 출력단에서의 제로 값에 의해, 클러치 장치(14)는 현재 체결되지 않거나, 개방된 상태로 유지된다.
전환 스위치(116)는 블록(120)에 의해 개회로 제어되며, 다시 말하면 전환 스위치(116)는 블록(120)의 출력 신호에 따라 전환될 수 있다. 전환 스위치(116)는 블록(120)에 의해, 내연기관(12)의 속도(54)가 아이들 속도(64)보다 낮고 그와 동시에 보정된 클러치 설정 토크(50)가 한계값(예: 5Nm)보다 크다면, 도면에서 하부에 위치하는 자신의 스위칭 위치로 스위칭된다. 그럼으로써 최대 허용 구배(80)는 영(0)으로 설정되고 클러치 장치(14)는 개방되거나 개방된 상태로 유지된다.
마찬가지로, 전환 스위치(116)는, 브레이크 페달(34)이 작동되고 차량 속도(44)가 한계값보다 낮다면, 블록(120)에 의해 도면에서 하부에 위치하는 자신의 스위칭 위치로 스위칭된다. 상기 한계값은 예컨대 10㎞/h(시간당 킬로미터)이다. 전환 스위치(116)가 도면에서 상부에 위치하는 자신의 스위칭 위치에 위치되는 점에 한해서, 최대 허용 구배(80)는 특성맵들(28 및 29)의 출력 신호들의 합에 의해 구해진다.
도 2 내지 도 6에 도시된 흐름도에 의해, 클러치 장치(14)는 설명된 것처럼 각각 최적의 방식으로 작동될 수 있으며, 이는 자동차(10) 또는 내연기관(12) 또는 부분 자동화 수동 변속기(16)의 가능한 작동 상태들 중에서 몇몇 작동 상태와 관련하여 하기와 같이 요약된다.
- 클러치 설정 토크(46)의 산출된 구배가 최대 허용 구배(80)(스톨이 간신히 개시되지 않은 경우)보다 크다면, 최대 허용 구배(80)로 클러치 장치(14)("클러치")를 체결하는 보정된 클러치 설정 토크(50)를 출력하는 폐회로 제어 장치(24)가 활성화된다.
- 부분 자동화 수동 변속기(16)의 중립 기어가 체결되어 있지 않고 그와 동시에 브레이크 페달(34)이 작동되며 차량 속도(44)가 한계값 미만이라면, (예컨대 영의 보정된 클러치 설정 토크를 출력함으로써) 클러치 장치(14)를 개방하기 위해, 폐회로 제어 장치(24)가 활성화된다.
- 내연기관(12)의 속도(54)가 임계값(이 임계값 미만에서는 스톨의 위험이 존재함)을 하회하지만, 그와 동시에 클러치 페달(36)이 작동되지 않는다면, 클러치 장치(14)가 개방된다.
- 클러치 페달(36)이 작동되지 않는 상태에서, 자동차(10)의 출발 및/또는 체결된 변속단의 전환이 운전자에 의해 시도되거나 실행된다면, 폐회로 제어 장치(24)가 운전자를 대신해 클러치를 작동시킬 수 있다.
- 클러치 페달(36)의 위치로부터 산출된 클러치 설정 토크(46)가, 폐회로 제어 장치(24)로부터 출력되는 보정된 클러치 설정 토크(50)보다 작다면, 그리고 그보다 작은 점에 한해서, 폐회로 제어 장치(24)는 비활성화된다. 다시 말하면, 이와 같은 폐회로 제어 장치(24)의 "제1" 상태에서, 클러치 장치(14)의 작동은 완전히 "수동으로" 이루어질 수 있으며, 여기서 "수동으로" 이루어진다는 점은 클러치 페달(36)에서의 입력이 곧바로 액추에이터(26)에 의한 클러치(14)의 상응하는 작동으로 전환된다는 것을 의미한다. 또 다른 경우, (앞서 상세하게 설명된 것처럼) 폐회로 제어 장치(24)는 "제2" 상태를 취할 수 있고 클러치 장치(14)의 작동에 매우 효과적으로 개입할 수 있다. 따라서 경우에 따르는 내연기관(12)의 스톨은 방지될 수 있다.

Claims (13)

  1. 내연기관(12)과, 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기(16)와, 상기 내연기관(12)과 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기(16)를 연결하는 클러치 장치(14)를 포함하는 자동차(10)를 작동시키기 위한 방법에 있어서,
    클러치 장치(14)는 클러치 페달(36)의 위치를 특징짓는 변수인 클러치 설정 토크(46)에 따라서, 그리고 자동차(10), 내연기관(12) 및 자동화 수동 변속기(16) 중 하나 이상의 작동 상태를 특징짓는 작동 변수들에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 산출된 클러치 설정 토크들(46)을 기반으로, 클러치 설정 토크(46)의 구배가 산출되고, 복수의 현재 작동 변수로부터 클러치 설정 토크(46)의 현재의 최대 허용 구배(80)가 산출되며, 클러치 장치(14)의 작동은 클러치 설정 토크(46)의 산출된 구배와 최대 허용 구배(80)의 비율에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 클러치 설정 토크(46)의 산출된 구배가 최대 허용 구배(80)보다 크다면, 최대 허용 구배(80)로 클러치를 체결하는 보정된 클러치 설정 토크(50)를 출력하는 폐회로 제어 장치(24)가 활성화되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 중립 기어가 체결되지 않고 브레이크 장치가 작동되며 차량 속도(44)가 한계값 미만이라면, 클러치를 개방하기 위해 상기 폐회로 제어 장치(24)가 활성화되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  5. 제3항에 있어서, 폐회로 제어 장치(24)는 적어도 입력 변수들, 또는 입력 변수를 특징짓는 변수들, 즉 차량 속도(44), 가속 페달 위치(48), 내연기관(12)의 실제 토크(56), 클러치 페달(36)의 위치로부터 산출된 클러치 설정 토크(46)를 수신하는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  6. 제3항에 있어서, 클러치 페달(36)의 위치로부터 산출된 클러치 설정 토크(46)가 상기 폐회로 제어 장치(24)로부터 출력되는 보정된 클러치 설정 토크(50)보다 작다면, 폐회로 제어 장치(24)는 비활성화되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 클러치 장치(14)는 복수의 작동 변수, 즉
    - 자동차(10)의 속도(44);
    - 내연기관(12)의 토크(56);
    - 내연기관(12)의 속도(54);
    - 체결된 변속단;
    - 브레이크 페달(34)의 위치;
    - 가속 페달의 위치(48);
    - 클러치 페달(36)의 위치;
    - 클러치 페달(36)의 위치의 구배; 및
    - 작동 상태로부터 산출된 최대 허용 구배(80) 중 하나 이상에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동차 작동 방법은 클러치 페달(36)의 작동 변수들과 위치 중 어느 하나 또는 이 둘 모두에 따라서 하나 이상의 제1 상태 및 제2 상태에 의해 특징화되고, 제1 상태에서는 클러치 페달(36)의 위치를 특징짓는 변수의 보정 또는 클러치 설정 토크(46)의 보정이 비활성화되며, 제2 상태에서는 클러치 페달(36)의 위치를 특징짓는 변수의 보정 또는 클러치 설정 토크(46)의 보정이 활성화되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 내연기관(12)의 속도(54)가 임계값을 하회하면서 클러치 페달(36)이 작동되지 않으면, 클러치 장치(14)가 개방되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차(10)의 출발이 클러치 페달(36)의 작동 없이 실행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 작동 방법.
  11. 적어도 부분적으로 자동화된 수동 변속기(16)와, 부분 자동화된 수동 변속기(16)와 상호 작용하는 클러치 장치(14) 중 어느 하나 또는 이 둘 모두를 작동시킬 수 있는 자동차(10)의 개회로 또는 폐회로 제어 장치에 있어서,
    상기 개회로 또는 폐회로 제어 장치는 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따르는 자동차 작동 방법을 실행하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 개회로 또는 폐회로 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 개회로 또는 폐회로 제어 장치는 하나 이상의 특성맵(27, 28, 29)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 개회로 또는 폐회로 제어 장치.
  13. 개회로 또는 폐회로 제어 장치를 위한 컴퓨터 프로그램(30)이 저장된, 기계 판독 가능한 데이터 저장 매체에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따르는 자동차 작동 방법을 실행하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는, 기계 판독 가능한 데이터 저장 매체.
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