KR20140020355A - 차량용 방법 및 시스템 - Google Patents

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무스타파 압둘-라술
오스카 요한손
미카엘 외그렌
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

본 발명은 차량을 주행시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 차량은 상기 차량을 추진하기 위한 구동 샤프트(104, 105)에 구동력을 전달하기 위해, 적어도 하나의 상기 구동 샤프트(104, 105)에 선택적으로 연결될 수 있는 기관을 포함하고, 상기 차량은, 상기 기관이 상기 구동 샤프트(104, 105)에 연결되고 상기 기관에 대한 연료 공급이 실질적으로 차단되는 제1 모드(M1)와, 상기 기관이 상기 적어도 하나의 구동 샤프트(104, 105)와 단절되는 제2 모드(M2)에서 작동될 수 있다. 상기 방법은, 차량이 내리막에서 이동하고 있거나 이동하려고 하는 상황에서, 상기 제1 모드(M1)에서 상기 내리막에 있는 상기 차량(100)의 작동이 상기 차량(100)에 대한 속도 증가를 일으키는지의 여부를 결정하는 단계와, 상기 제1 모드(M1)에서 상기 차량의 작동이 상기 차량(100)에 대한 속도 증가를 일으키는 경우, 차량(100)이 상기 제2 모드(M2)에서 작동하는 단계를 포함한다.

Description

차량용 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량을 주행시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 차량에 존재하고 있는 추진력에 대하여 감소된 동력 요구의 상황에서 차량을 주행시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법을 구현하는 차량과 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
대형 차량 예를 들면, 트럭, 버스 등의 작동에서, 차량 경제학은 시간이 지남에 따라 점점 차량이 사용되는 활동성의 수익성에 상당한 영향을 끼치는 오버 타임을 갖는다. 차량의 조달 비용뿐만 아니라, 일상적인 작업과 관련된 지출의 주요 항목은 운전자 봉급, 수리 및 유지 보수 비용 및 차량에 동력을 공급하기 위한 연료비를 포함한다. 따라서, 이러한 각 영역에 관련된 비용을 가능한 낮게 유지하는 것이 중요하다.
차량의 유형에 따라, 여러 가지 요인들의 중요성이 변할 수 있지만, 연료 소비는 일반적으로 비용의 중요한 항목이다. 대형 차량의 가동률이 때론 높지만, 이로 인해 전체적인 연료 소비를 높이기 때문에, 연료 소비를 감소시키는 수단이 수익성에 긍정적인 영향을 미칠 가능성이 있다.
일반적으로 대형 차량은 다양한 파워 트레인 구성을 가지지만, 운전자가 차량의 주행을 가능한 편리하게 하기를 바라는 요구가 있어서 기어 변속 및 이들 변속의 실제 구현에 대한 결정이 온-보드 제어 시스템에 의해 제어될 수 있도록 한 자동 작동식 기어박스가 종종 사용되고 있다.
따라서 대형 차량에서의 자동 기어 변속이 일반적으로 제어 시스템에 의해 제어되고 있다는 사실은, 기관과 기어박스의 제어가 부분적으로는 차량의 운전자로부터의 명령에 기초하지만 제어와, 예를 들어, 기어의 선택은 또한 대부분 제어 시스템에 의해 제어되도록 한 제어 모드를 채용하는 것을 가능하게, 다시 말해, 종종 활용되는 것을 가능하게 한다.
이러한 이유로, 차량을 가능한 한 연료-경제학적으로 차량을 주행시켜서 연료 소비를 개선하기 위하여 제어 시스템에 여러 기능들이 통합되는 경우가 종종 있다. 이러한 기능들은 예를 들면 기어 변속 및 기어 선택을 행하기 위한 기능의 형태를 취할 수 있다.
그러한 기능의 다른 예는, 내리막(downgrade)에서 차량의 속도를 유지하기 위한 토크를 제공할 필요가 감소될 때 차량의 기관이 그 견인 바퀴로부터 단절되게 하는 것이다. 차량의 파워 트레인은 이후에 다시 폐쇄되는데, 예를 들어, 운전자가 가속 페달이나 브레이크 페달을 누를 때 폐쇄된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하는 차량을 주행시키기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 청구항 제1항에 따른 방법으로 달성된다.
본 발명은 차량이 내연 기관을 가지는 경우에 차량을 주행시키기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 기관(engine)은 상기 차량을 추진시키기 위해 구동 샤프트에 견인력을 전달할 수 있도록 적어도 하나의 구동 샤프트에 선택적으로 연결될 수 있고, 상기 차량은, 상기 기관이 상기 구동 샤프트에 연결되고 상기 기관에 대한 연료 공급이 차단되는 제1 모드와, 상기 기관이 상기 적어도 하나의 구동 샤프트로부터 단절되는 제2 모드에서 주행할 수 있다. 차량이 내리막에 있거나 또는 내리막에서 주행하게 될 상황에서, 상기 방법은
- 상기 차량이 내리막에서 상기 제1 모드에서 주행하게 되면 상기 차량의 속도를 증가시키게 될지를 결정하는 단계와,
- 상기 제1 모드에서 주행하는 것이 상기 차량의 속도를 증가시킨다고 결정되면, 차량을 상기 제2 모드에서 차량을 주행시키는 단계를 포함한다.
이것은 종래 기술에 의해 이전에 달성된 연료 소비 감소와 비교해볼 때, 차량의 연료 소비를 더욱 감소시킬 수 있는 장점을 제공한다. 본 발명에 따르면, 위 방법은 엔진을 차량의 견인 바퀴(구동 샤프트 또는 구동 샤프트들)로부터 단절시킴으로써 수행되며, 이것은 심지어 차량이 연료 공급 없이 구동 샤프트에 연결된 기관과 함께 작동되어야 한다는 것이 이미 명백히 고려된 상황에서도 그러하다.
많은 경우에서, 종래의 단절 기능은 잘 작동되지만, 본 발명의 발명자들은, 연소 기관에 의해 구동되는 차량의 연료 소비를 내리막에서 더욱 감소시킬 수 있고 이것은 상술한 바와 같은 시스템에 의해 달성되는 상황이 있다는 것을 발견했다.
아래에서 설명되는 바와 같이, 기관이 차량의 견인 바퀴에 연결되어 있고 그와 동시에 연료 공급이 차단되었을 때에라도 차량을 가속하는 상황에서도 파워 트레인이 열린 상태에에서 차량을 작동시킬 수 있다는 연료 소비 절약의 관점에서의 장점을 갖는다.
그러나 본 발명은 여전히 낮은 연료 소비를 초래한다. 그 이유는, 기관이 단절된 상태의 작동을 유지하는 데 필요한 연료는, 기관이 단절된 상태에서도 차량이 내리막의 끝을 넘어 긴 거리를 주행할 수 있다는 사실로 인해 균형이 유지되기 때문이다. 이것은 부분적으로 차량이 연료 공급 없이 상기 구동 샤프트에 연결된 기관보다 단절된 기관으로 더 높은 내리막 속도에 도달하기 때문이다.
또한, 차량의 움직임에 대항하는 힘은 기관이 구동 샤프트로부터 단절될 때 더 작게 되고(차량의 전방 이동에 대항하는 어떠한 기관 제동력도 없기 때문에), 이것은 기관이 내리막의 끝에 도달할 때, 차량이 덜 빠르게 감속된다는 것을 의미한다. 이것은 차량이 내리막의 끝에서 예를 들어 설정된 크루즈 컨트롤 속도보다 빠르게 이동하는 경우에, 설정된 속도로 속도가 떨어지기 전에 내리막의 끝 이후에 더 장거리를 이동할 수 있다는 것을 의미하고, 파워 트레인은 따라서 폐쇄되어(기관을 상기 적어도 하나의 구동 샤프트에 연결), 기관은 이동 방향으로 차량에 견인력을 제공하게 되고, 결과적으로 연료 소비를 감소하게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량이 내리막의 끝에 도달할 때, 차량의 일반적인 속도가 설정된 속도 이상에 있는 한, 기관은 항상 견인 바퀴로부터 단절되는 방식으로 차량이 주행한다. 이것은 심지어 어떤 이유로, 차량이 내리막의 끝에 견인 바퀴에 연결된 기관으로 이동될 때에도, 파워 트레인은 개방되게 될 것이고, 이것은 차량의 프리휠링 속도가 설정된 속도로 떨어지는 위치까지 연료 소비를 낮추게 되는 것을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 내리막 이후에 차량의 속도는, 파워 트레인이 다시 폐쇄되기 전에, 상기 설정된 속도로 떨어지게 한다.
본 발명의 추가 특징과 그 장점은 아래에 기술된 실시예들의 상세한 설명과 첨부된 도면들에 의해 나타난다.
도 1a는 본 발명에 사용될 수 있는 차량의 파워 트레인을 도시한다.
도 1b는 차량 제어 시스템의 제어 유닛을 도시한다.
도 2는 본 발명에 적용가능한 내리막의 일례를 도시한다.
도 3a는 차량이 프리휠링(freewheeling) 및 드래깅(dragging)할 때 모두 가속되는 기울기 각도를 갖는 내리막에 있는 차량을 도시한다.
도 3b는 도 3a에 도시된 내리막에서 프리휠링 및 드래깅할 때 차량의 각각의 속도를 개략적으로 도시한다.
도 3c 프리휠링 및 드래깅할 때 도 3a에 도시된 차량의 각각의 연료 소비를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 예를 나타낸다.
도 5a는 차량이 프리휠링 및 드래깅할 때 모두 가속되는 기울기 각도를 갖는 다른 내리막에 있는 차량을 도시한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 내리막에서 프리휠링 때 차량의 속도를 개략적으로 도시한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(100) 내의 파워 트레인을 개략적으로 도시한다. 파워 트레인은 내연 기관(101)을 포함하며, 이 내연 기관은 기관의 출력 샤프트를 통해, 일반적으로 클러치(106)를 통해, 플라이휠(102)을 경유하여 기어박스(103)의 입력 샤프트(109)에 종래의 방식으로 연결되어 있다. 클러치는 예를 들어 자동 제어되는 클러치의 형태를 취할 수 있으며, 제어 유닛(110)을 통해 차량의 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 제어 유닛(110)은 또한 기어박스(103)를 제어한다. 차량(100)은 차량의 견인 휠(113, 114)에 연결되어 있는 구동 샤프트(107)를 포함하고, 축 방향 기어(108), 예를 들면 종래의 차동 기어를 통해 기어박스(103)로부터 출력 샤프트(107)에 의해 구동된다.
차량(100)은 예를 들어 종래의 서비스 브레이크 시스템(도시되지 않음)인 여러 상이한 브레이크 시스템을 포함한다. 서비스 브레이크 시스템은 브레이크 제어 유닛(111)에 의해 차량의 제어 시스템에 의해 제어되며, 브레이크 제어 유닛은 종래의 방식으로 예를 들면, 서비스 브레이크 시스템에서 제동력을 조절하는 조절기 또는 조절기들에 신호를 전송한다.
브레이크 제어 장치(111)는 또한 차량의 서비스 브레이크 시스템뿐만 아니라 차량에 적재된 다른 브레이크 시스템을 제어하도록 구성될 수 있다. 대형 차량은 종종 추가적인 브레이크 시스템, 예를 들어, 종래의 리타더(retarder)(112) 및/또는 여러 종류의 배기 브레이크 시스템, 전자기 브레이크 시스템 및 기관 브레이크와 같은 다른 보조 브레이크 시스템의 형태로 제공된다. 차량의 운전자 및/또는 다른 제어 장치에 의해 개시된 명령에 기초하여, 제어 유닛(111)(또는 다른 적당한 제어 유닛)은 원하는 브레이크 시스템으로부터 원하는 제동력을 요구하기 위해 적절한 시스템 모듈로 제어 신호를 전송한다. 보조 브레이크 시스템은 또한 예를 들어 버튼이나 페달을 통해, 운전자에 의해 직접 제어될 수 있고, 이 경우, 페달 또는 레버는 예를 들면, 리타더 제어 유닛에 정보를 보내는 다른 제어 유닛에 직접 연결될 수 있다.
현대 차량의 제어 시스템은 일반적으로 다수의 전자 제어 장치(ECU), 또는 제어기들, 및 차량에 탑재된 여러 구성 요소를 서로 연결하기 위한 하나 이상의 통신 버스로 구성되는 통신 버스 시스템을 포함한다. 이러한 제어 시스템은 다수의 제어 장치를 포함할 수 있으며, 특정 기능을 위한 책임이 그들 중 둘 이상 사이에서 분할될 수 있다. 여기서 관심 되는 유형의 차량은 따라서 당업자가 확실하게 인식할 수 있는 바와 같이, 도 1a에 도시된 것보다 훨씬 더 많은 제어 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량에는 또한, 예를 들어, 소위 "사전- 판독(look-ahead)" 크루즈 컨트롤(LACC)을 사용하기 위한 사전 판독 기능이 구현되는, 제어 유닛(130)이 제공된다. LACC는 본 발명에 따른 결정을 위해 전방 도로 구간에 대한 인식(차량의 전방 도로의 특성을 인식)을 사용하는 크루즈 컨트롤이다. 전방 도로 구간에 대한 인식은 예를 들면 일반적인 토폴로지, 도로의 곡률, 교통 상황, 전방 구간에 대한 도로 및 속도 제한 조건, 또한 도로에 인접한 교통 표지판을 포함할 수 있다.
이러한 데이터는 위성 네비게이션 시스템, 예를 들면 GPS(위성 위치확인 시스템)정보, 지도 정보 및/또는 지형도 정보와 같은, 적절한 위치확인 및/또는 네비게이션 시스템에 기초하여 얻어질 수 있다. 또한, 예를 들어 강한 후미/역풍이 차량의 추진에 필요한 견인력에 영향을 미칠 수 있는 경우에는 날씨 정보도 사용될 수 있다.
도시된 실시예에서, 본 발명은 제어 유닛(110)으로 구현되어 있지만 본 발명에서 나타나는 차량 또는 제어 유닛에 이미 장착된 하나 이상의 제어 유닛에서도 전체적 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 기어박스(103)를 통해 제어 유닛(110)에 의해 작동되는 제어는, 예를 들면 기관 제어 유닛(119)에 의존할 뿐만 아니라 차량에 적재된 하나 이상의 다른 제어 장치로부터 수신된 정보에 의존한다.
여기서 관련된 형태의 제어 장치는 일반적으로 차량의 여러 부분으로부터의 센서 신호를 수신하기에 적합하고, 예를 들면, 제어 유닛(110)은 예를 들어, 기어박스(103)로부터의 센서 신호, 그리고 리타더(112) 및 기관 제어 유닛(119)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 여기서 관련된 형태의 제어 유닛은 또한 일반적으로 다양한 차량 부품 및 구성 요소에 제어 신호를 전달하기 위해 구성된다. 본 예에서, 제어 유닛(111)은 클러치(106)의 원하는 기어비와 개방/폐쇄를 요구하기 위해 각종 제어 장치에 신호를 전달한다.
제어는 종종, 일반적으로 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 작동될 때, 예를 들어 본 발명에 따른 방법의 단계인, 컴퓨터/제어 유닛이 제어 동작의 원하는 형태를 행하도록 하는, 컴퓨터 프로그램의 형태로 프로그램된 지시에 의해 관리된다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 프로그램 제품(129)의 형태를 취하며, 이 컴퓨터 프로그램 제품은 디지털 저장 매체(121)(도 1b 참조), 예를 들어 제어 유닛에 있거나, 또는 여기에 연결되는, ROM(읽기 전용 메모리), PROM(프로그램 가능한 읽기 전용 메모리), EPROM(삭제가능한 PROM), 플래시 메모리, EEPROM(전기적으로 삭제가능한 PROM), 하드 디스크 장치 등에 저장되고, 제어 유닛에 의해 작동된다. 특정 상황에서 차량의 동작은 따라서 컴퓨터 프로그램의 지침을 변경하여 수정 가능하다.
제어 유닛(제어 유닛(110))의 예는 도 1b에 개략적으로 도시되어 있고, 가능하게는 계산 장치(128)를 포함할 수 있고, 이 계산 장치는 예를 들면, 디지털 신호 프로세싱을 위한 회로(디지털 신호 프로세서, DSP), 또는 예정된 특정 기능을 갖는 회로(주문형 집적 회로, ASIC)인, 예를 들어 몇몇 적합한 형태를 취할 수 있는 프로세서 또는 마이크로컴퓨터일 수 있다. 계산 유닛(128)은 메모리 유닛(121)에 연결되고, 메모리 유닛은 예를 들어, 계산을 수행할 수 있도록 메모리 유닛이 필요로 하는 저장된 프로그램 코드(129) 및/또는 저장된 데이터가 제공된다. 계산 유닛(128)은 또한 메모리 유닛(121)에서 계산의 일부 또는 최종 결과를 저장하도록 배치된다.
제어 유닛은 또한 입력 및 출력 신호들을 수신하고 송신하기 위한 각각의 장치(122, 123, 124, 125)가 제공된다. 이들 입력 및 출력 신호는 파형, 펄스 또는 다른 특성을 포함할 수 있고, 이들은 입력 신호 수신 장치(122, 125)가 정보로서 검출할 수 있고, 계산 유닛(128)이 처리할 수 있는 신호로 변환될 수 있다. 이들 신호들은 따라서 계산 유닛(128)에 전달된다. 출력 신호 전송 장치(123)는, 예를 들어 이들을 변조하여, 출력 신호를 생성하기 위해, 순서대로 계산 유닛(128)으로부터 수신된 신호를 변환하도록 배치되며, 이 출력 신호는 신호가 의도되는 차량의 제어 시스템 및/또는 구성 요소/구성 요소들의 다른 부분으로 이송될 수 있다. 입력 및 출력 신호들을 수신하고 전송하기 위한 각각의 장치에 대한 각각의 연결은 케이블, 예를 들어, 데이터 버스, CAN(컨트롤러 영역 네트워크)버스, MOST(미디어 지향 시스템 전송) 버스 또는 다른 버스 구성, 또는 무선 연결인 데이터 버스 등으로부터 하나 이상의 형태를 취할 수 있다 .
전술한 바와 같이, 차량(100)이 움직임에 있을 때, 견인 바퀴(113, 114)로부터 기관(101)을 단절시키고, 그렇게 함으로써 파워 트레인을 개방하는 것이 바람직할 수 있는 상황이 있다. 이 단절은, 파워 트레인을 개방하고, 예를 들어 중립으로 기어박스(103)를 놓거나 또는 클러치(106)를 개방함으로써 수행될 수 있다. 차량이 움직이는 경우 견인 바퀴(113, 114)로부터 기관을 단절하는 것을 아래에서는 프리휠링이라 칭한다. 이전에는, 특정 조건이 우선할 때만 프리휠링이 사용되어왔다. 본 발명에 따르면, 프리휠링은 이전에는 사용되지 않은 상황에서도 또한 가능하다.
이제 이것을 도 2를 참조하여 설명할 것이고, 여기서 차량(100)은 내리막(201)의 시작에 있다. 도시된 실시예에서, 내리막은 일정한 기울기 각도(α)를 가진다. 각도(α)의 크기에 따라, 차량(100)은 이동 방향으로 더 크거나 또는 더 작은 포지티브 힘(positive force)에 의해 작용할 것이고, 즉 기울기는 차량의 이동 방향으로 포지티브 힘을 발휘하는 중력의 힘을 발생하여, 차량을 추진시키도록 돕고, 결과적으로 기울기 각도에 따라, 기관(101)으로부터 견인력을 위한 필요성을 감소시키거나 완전히 제거하게 된다.
이러한 이유로, 전술한 바와 같이, 내리막에서 차량의 연료 소비를 감소시키기 위한 수단이 종종 채용된다. 차량이 프리휠링 모드에서 작동하는 것뿐만 아니라 이러한 수단도, 폐쇄된 파워 트레인, 즉 견인 바퀴에 연결된 기관으로 작동하는 형태를 취하는데, 이와 동시에 기관에 대한 연료 공급은 차단된다.
차량을 주행시키는 이러한 모드의 이점은, 기관으로의 연료 공급이 차단되기 때문에 연료 소비가 전혀 없다는 것이다. 이 측정은 그러나 기관이 파워 트레인을 경유하여 견인 바퀴에 의해 구동된다는 것을 의미하며, 기관의 내부 손실이 제동력, 즉 차량이 기관 브레이크되는, 제동력을 야기할 수 있는 "드래깅(dragging)"으로 알려진 상태로 구동되게 된다는 것을 의미한다.
기관의 내부 손실은 일반적으로 증가된 기관 속도와, 이에 따른 기관 제동력으로 내부 손실이 증가되는 방식으로, 그것의 속도와 관련되며, 따라서, 드래깅은 일반적으로 기관의 속도를 줄이기 위해 기어박스에서 결합된 기어를 가능한 높은 기어로(즉 가능한 낮은 기어 비에서) 결합되어 발생되고, 따라서 드래깅 중에 손실이 발생한다.
프리휠링의 경우에는, 그러나, 견인 바퀴가 어떠한 기관 브레이크 효과도 받지 않으며, 이것은, 차량이 더욱 쉽게 아래로 구를 수 있고, 이로써, 드래깅과 비교하여 내리막의 끝에서 더 높은 속도에 도달할 것이라는 것을 의미한다. 그러나 이러한 속도 증가는 기관을 공회전 속도로 작동시키는 것을 유지하기 위해 필요한 연료 소비의 비용에서 달성된다.
기울기 각도(α)의 크기에 따라, 차량은 기관이 드래깅되는 제1 모드(M1)와, 차량이 프리휠링되는 제2 모드(M2)에서 각각 작동할 때, 다른 방식으로 거동할 것이다. 도 2에서 각도(α)가 각도(αF)보다 더 작으면, 차량은 드래깅 및 프리휠링시에 모두에서 감속되게 될 것이다(비록 프리휠링에서 드래깅할 때만큼 감속하지 않더라도). α=αF 인 경우, 차량은 여전히 드래깅할 때 감속될 것이지만, 프리휠링 동안의 그 가속도는 변함이 없고, 즉 차량이 프리휠링 동안에, 이러한 각도(αF)를 갖는 일정한 기울기로 변함없이 내리막의 시작에서 그 속도를 유지하게 될 것이다. 각도가 계속하여 α > αF 로 증가되면, 차량은 기관과 단절되어, 내리막으로 가속하고, 따라서 내리막의 끝에, 내리막의 시작에서의 속도를 초과하는 속도에 도달할 것이다. 증가하는 각도(α)는 파워 트레인의 연결이 단절되면 더 크게 가속될 것이고, 반면, 드래깅 중의 감속은 또한 더 작게 될 것이다. 각도(α)가 각도(αF) 보다 큰 각도인 각도(αS)의 양으로 되면, 드래깅 중의 차량의 가속은 변함없이 유지되고, 즉 심지어 드래깅할 때 그 속도를 유지하게 된다. 마지막으로, 각도(α)가 각도(αS) 보다 크면, 차량은 드래깅할 때 및 프리휠링 할 때 모두 가속할 것이다.
종래 기술에서는, 기관이 견인 바퀴와 차량으로부터 단절되는 상태에서만, 프리휠이 조건 α < αS 를 충족하였고 즉, 가속이 프리휠링시 가능할 수 있는 내리막에서만 가능하고, 기관 드래깅할 때에는 가능하지 않았다. 드래깅은 각도(α)가 각도(αS)를 초과하는 경우 사용되어 왔다. 이것은 또한 드래깅이 각도α > αS 에서 가속되게 하고, 동시에 프리휠링의 경우와는 달리, 연료 소비가 변함없는 것을 이해할 수 있다. 그러나, 본 발명의 발명자들은, 프리휠링은, 드래깅이 차량의 속도를 증가시키는 상황, 즉 심지어 α > αS 인 내리막에서도, 또한 유리하다는 것을 발견하였다. 이에 대한 이유는 도 3a 내지 3c와 도 4의 방법(400)을 참조하여 설명한다. 방법(400)은 차량이 내리막에 도달했거나 또는 곧 도달할지의 여부를 결정하는 단계(401)로 시작한다. 이 결정은 여러 다른 방법으로 수행될 수 있다.
제1 실시예에서, 차량이 내리막에 도달했는지의 여부를 결정하는 것은 차량의 이동 방향으로의 움직임에 영향을 미치는 힘에 근거한다. 하기에서, 차량의 구동력(Fd)은 운전 중 차량에 작용하는 힘, 즉 역풍, 순풍, 회전 저항, 마찰력과 차량에 실린 에너지 소비자, 기관으로부터의 동력 기여 및 차량을 브레이크/가속하는 중력의 힘의 합력의 총합을 나타낸다.
이 구동력(Fd)은 일반적으로 다음과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Fd = - Fair - Frr + Feng - Ffrict + FG
여기서,
Fair은 차량의 공기 저항을 표시하는 것이며, Fair 은 차량의 속도와 이동 방향으로의 단면적에 기초해서, 종래 기술에서 잘 설명된 식에 의해 그것의 제어 시스템에 의해 계산될 수 있지만, 공기 저항력은 계산하기 어려울 수 있는 공기 저항 계수에 의존하기 때문에, 실제 시험에 의해 결정될 수 있다. 공기 저항도 기관에 의해 발생된 힘으로부터 아래에서와 같이 다른 반작용의 힘을 감산함으로써 추정될 수 있다(이것은 기관 제어 유닛을 통해 접근가능하다). 따라서, 공기 저항 계수도 예상될 수 있다. Fair은 차량의 전진에 대항하여 일하고, 따라서 이 힘은 수학식 1에서 음의 부호로 표시된다.
Frr은 차량의 회전 저항력을 나타내며, 이것은 마찬가지로 차량의 중량 및 회전 저항 계수에 기초하여 공지의 식에 의해 계산된다. 회전 저항력은 주로 차량의 타이어/휠과 차량의 지배적인 중량에 기인한다. 이 힘은 마찬가지로 차량의 전진 운동에 대해 작동하므로, 이것 역시 수학식 1에서 음의 부호로 표시된다.
Feng는 그 기관에 의해 차량의 견인 바퀴에 부여된 구동력을 나타낸다. 상기 식에서, 이 구동력은 가압력으로 기술되지만, 기관의 마찰의 결과로서 추진력 Fd에 따라 네거티브하게 작용하는 드래깅 기관에는 적합하지 않다. 기관에 의해 전달되는 실제적인 토크뿐만 아니라, 이 힘은 따라서 기관의 내부 손실을 포함하고, 또한 냉각수 펌프, AC 콤프레셔, 발전기, 공기 콤프레셔 및 스티어링 서보와 같은 기관에 부하를 주는 부속물을 포함한다. 기관이 단절되면(프리휠링), Feng = 0 이 된다. 드래깅 중에, Feng는 Feng = Fengine - fric로 표현될 수 있고, 여기서 Fengine - fric 는 음일 수 있고, 따라서 차량의 움직임에 대항하여 작동할 것이다.
Ffrict는 기어박스 마찰만을 나타내는 것이 아니고, 기어 위치 및 기어박스 온도를 아는 것에 기초하여 차량의 제어 시스템에 의해 추정될 수 있고(더 높은 온도는 일반적으로 더 적은 마찰을 의미한다), 뿐만 아니라, 차량 속도에 의존하는, 리어 액슬/씰/휠 베어링에서의 마찰은 또한 제어 시스템에 저장될 수 있다. 이 힘은 역시 차량의 이동 방향으로의 움직임에 대항하여 작용한다.
FG는 FG = mgsinα와 같이 표현될 수 있는, 차량의 움직임에서 중력의 영향을 나타내고, 여기서, m은 차량의 중량, g는 중력 상수, 및 α는 도면에 따라 한정된 차량의 주행 표면의 기울기를 나타낸다. 주행 표면의 기울기에 따라, 이 힘은 내리막에서 포지티브 또는 네거티브 영향을 미치고, 즉, 이동 방향으로 차량의 움직임에 대한 저항을 감소시키는 긍정적인 기여를 할 것이다. 본 발명이 내리막에서 차량 움직임에 관련되면, 본 특허 출원에서의 이러한 힘은 도면에서 각도(α)로 정의하여 강조된 바와 같이, 차량의 이동 방향이 양으로 정의된다.
차량의 속도, 기관의 구동 토크, 차량의 구성 및 다른 주변 데이터를 알게 되면 차량의 구동력(Fd)을 계산할 수 있게 되고, 또한 차량이 가속 또는 감속되는지의 여부를 결정하는 데에도 사용될 수 있다. Fd가 양인 경우(주행 방향에 정의된), 차량이 가속된다. 따라서, 수학식 1에 제공되므로, 작동 표면의 기울기를 명료하게 결정할 필요는 없다. 도 2에서 각도 αS(αF 등)는 일정하지 않고, 그것은 실제로 다른 차량에 대해 서로 상이하고, 또한 상술한 중력의 힘을 감당할 수 있는 적재된 화물의 무게에 따라서 심지어 동일한 차량에서도 다를 수 있기 때문이다.
α> αS 의 여부를 결정하는 것은 여러 다른 방법으로 수행될 수 있다.
구동력 Fd는
Figure pct00001
, 즉 차량의 중량 m과 가속도
Figure pct00002
를 곱한 것으로 나타낼 수 있다. Fd가 양인 경우
Figure pct00003
도 양이고, 따라서 차량은 가속되지만 Fd가 음인 경우에는 차량은 감속된다. 차량의 중량 m은 보통 그 제어 시스템에 공지되어 있거나 또는 일반적으로 결정될 수 있다. 차량의 가속도는 또한 제어 시스템, 예를 들어 가속도계에 의해 결정될 수 있다.
중력 FG는 차량의 주행 면, 예를 들어, 자이로 센서(gyro)와 같은 기울기 센서에 의해 차량의 작동 표면의 현재 각도(α)를 결정함으로써 명료하게 결정될 수 있고, 또는 보통의 경우처럼, 차량의 기어박스를 제어하는 제어 유닛에 의해 추정될 수 있다.
위와 같이 α > αs로 되었는지 여부의 결정은 가속도
Figure pct00004
> 0의 여부, 즉 파워 트레인이 폐쇄되어 연료 공급이 차단된 상황에서 Fd > 0 여부를 결정하여 수행될 수 있다.
회전 저항 및 공기 저항, 그리고 상술한 바와 같은 중력 FG을 알고, 마찬가지로 상술한 바와 같은 Ffrict 에 대해 알게 되면, - Fair - Frr - Ffrict + FG > 0 의 여부를 결정하여, α > αs 의 여부를 결정할 수 있게 된다. 결과가 0 보다 큰 경우, 이것은 파워 트레인이 개방되어 있고, 즉, α > αF 일 때 차량이 가속될 것이라는 것을 의미한다.
결과가 또한 Fengine - fric 보다 큰 경우 파워 트레인이 폐쇄되고, 연료 공급이 차단되면 차량은 또한 가속될 것이다. Fengine - fric 은 예를 들어, 다른 기관 속도에 대한 테이블의 형태로 차량의 제어 시스템에 저장될 수 있다. 이 결정은 또한 그때에 기관에 의해 구동되는 부속물에 부응하고, 이 경우, 그것을 구동하기 위해 필요한 전력은 또한 그들 각각에 위하여 저장될 수 있다.
그 결과는 - Fair - Frr - Ffrict + FG > Fengine - fric 일 경우이기 때문에, α > αs 의 여부를 즉시 결정한다.
가속도와 이에 따른 Fd가 예를 들어 가속도계에 의해 공지되어 있는 경우(차량의 중량이 알려져 있기 때문에), 계산은 Fd > Feng ㆍ Feng의 여부를 결정함으로써 더욱 단순화될 수 있고, 예를 들어, 기관의 출력 샤프트상의 구동 토크를 동력으로 변환시킴으로써 결정될 수 있고, 이것은 차량의 중량 및 견인 바퀴의 반경을 포함하는 공지된 수학 식에 의해 수행될 수 있다. Fd > Feng 이면, 차량은 프리휠링 때, 즉 α > αF 일 때 차량은 가속한다. 그 후 Fd > Feng + Fengine - fric 이면, 차량은 드래깅할 때, 즉 α > αs 일 때 차량이 또한 가속될 것이다.
따라서, 상술한 바와 같이 간단한 방식으로 α > αs 의 여부를 결정할 수 있고, 이것은 당업자에게 공지된 다른 방법으로도 행해질 수 있다. 임의의 차량의 브레이크 시스템이 이러한 결정시에 활성화되는 경우, 상기 식은 적용된 제동력을 보상할 수 있고, 브레이크 제어 유닛(111)에 의해 계산 및/또는 추정될 수 있다.
단계(401)에서, 차량이 이동하는 도로가 내리막으로 변경되는 것을 발견하는 경우, 상기 방법은 단계(402)로 이동하고 내리막 기울기가 α > αs 의 여부를 결정한다. 이것은 예를 들면 상술한 바와 같이 결정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기울기 각도는 따라서 구체적으로 판별할 필요는 없고, 상황에 대응하는 관계를 결정함으로써 대체될 수 있다.
단계(402)에서의 조건이 충족되지 않으면, 상기 방법은 단계(401)로 되돌아 가지만, 그러나 단계(402)에서 그것이 작동하는 표면의 상태가, 차량이 드레깅할 때, 차량이 가속되는 것임을 결정하는 경우, 상기 방법은 단계(403)로 이동하고, 이에 따라, 파워 트레인은 차량이 상기 제2 모드(M2)에서 작동되도록 개방된다. 따라서, 상기 제2 모드(M2)로의 변환은 차량이 상기 내리막에 도달되고 난 후, 또는 내리막의 경사도가 α > αs 가 되고난 바로 다음에 실질적으로 즉시 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 차량은 내리막에 도달되면 바로 상기 제2 모드(M2)로 전환되고, 실시예에 따르면, 차량은 항시 차량이 α가 αF 보다 크거나 또는 같은 기울기에 도달하자마자 상기 제2 모드(M2)로 전환된다.
도 3a는 내리막이 위치(A)에서 시작하고, 위치(B)에서 종료되어, 단계(402)에 따른 결정과 단계(403)에 따른 파워 트레인의 개방이 단계(403)에서 행해지거나 또는 단계(403)에 근접하여 행해지는 것을 도시한다. 도 3b는 도 3a에 도시된 도로의 구간을 따른 차량의 속도 변화를 도시하고, 도 3c는 동일한 구간에서의 연료 소비를 도시한다. 위치(A, B, C)는 도 3a 내지 3c에서 서로 대응한다.
도 3b에서 볼 수 있듯이, 차량은 위치(A)에 도달할 때까지, 예를 들어 설정된 크루즈 컨트롤 속도일 수 있는 속도 VCC 를 갖는다. 도 3c에서 볼 수 있듯이, 그때의 차량의 연료 소비는 레벨 C2 에 있다.
차량이 위치(A)에 도달하면, 따라서 위에서와 같이, 기울기 각도(α)가 αs 보다 큰 기울기에 도달하면, 차량은 종래 기술에서와 같이, 즉 기관 드래깅으로 작동하거나, 본 발명에 따라 작동할 수 있고, 이 후, 차량은 프리휠링 한다. 이들 두 가지 대안은 도 3b와 도 3c에 예시되어 있고, 여기서 실선은 차량의 프리휠링을 나타내고 점선은 차량의 드래깅을 나타낸다. 내리막 기울기 각도는 αS보다 크기 때문에, 차량은 심지어 드래깅할 때에도 가속되며, 그것의 속도는 드래깅할 때와 기관이 연결되지 않은 경우 모두 증가할 것이다. 이것은 도 3b에 도시되어 있고, 여기서 차량이 드래깅할 때 내리막의 끝에서 속도 VS에 도달하고, 반면 기관이 단절되어 작동할 때에는 더 높은 속도 VF에 도달한다.
도 3c는 두 경우의 연료 소비를 도시하며, 드래깅 중의 연료 소비, CS 는 연료가 공급되지 않아 변함이 없고, 반면 프리휠링 중의 연료 소비, CF 는 기관(그리고 그것에 의해 구동되는 부속물), 예를 들면, 공회전 속도에서 작동하는 AC 콤프례셔를 유지하는데 필요한 소비를 나타낸다.
내리막이 위치(B)에서 끝나면, 차량은 가속을 중지하고 대신에 감속하기 시작한다. 파워 트레인이 폐쇄되어 차량이 감속되면, 그것의 속도는 기관 브레이크 결과에 의해 다시, 기관이 해제된 것보다 보다 신속하게 감소할 것이다. 명확성을 위해, 이것은 각도(βS,βF)로 도시되고, 여기서, 도 3b에서의 각도(βS)는 각도(βF)보다 작다. 이것은 이 예에서, 차량의 속도가 드래깅할 때 위치(C)에서 이미 VCC로 떨어지고, 반면 프리휠링시에 그 속도는 위치(D)에 도달할 때까지 VCC로 떨어지지 않는 것을 의미한다. 이 프리휠링시에 차량이 도착하는 비교적 높은 속도는, 예를 들어 위치(D)에서 원하는 크루즈 속도로 떨어질 때까지, 도 2에서의 위치(B)와 도 3b에서의 위치(C)를 지나 기관이 단절된 차량의 이동이 계속되게 하는데 사용된다. 이것은 도 4에서 단계(404)에 의해 표시된다. 단계(405)에서 파워 트레인은 차량이 그 기관에 의해 추진되게 복귀하도록 폐쇄되고, 이에 따라 이 방법은 다른 내리막 중인 단계(401)로 돌아간다.
이것은 또한 드래깅시에 차량의 연료 소비가 위치(C)에서 레벨(C2)로 되돌아 가고, 반면 차량이 프리휠링하여 내리막으로 갈 때 위치(D) 까지는 연료 소비가 발생하지 않는 것을 의미한다. 따라서, 차량의 연료 소비 성능은 위치(A) 이전과, 위치(D) 이후와 동일하다. 이것은, 프리휠링시에 위치(A)와 위치(D) 사이에서의 연료 소비가 드래깅시 보다 작을 경우, 프리휠링은 드래깅하는 것이 바람직할 것이라는 것을 의미한다. 연료 소비의 이 부분은 각각 위치(A)와 위치(D) 사이의 영역(A1)과 위치(C)와 위치(D) 사이의 영역(A2)에 의해 도 3c에 도시되어 있다. 영역(A1)과 영역(A2)은 위치(C)와 위치(D) 사이에서 부분적으로 중복되는 것을 주목해야 한다.
영역(A1)이 영역(A2)보다 작은 한, 차량의 연료 효율은 드래깅할 때보다 프리휠링시에 더욱 크게 될 것이다. 이것은 아래에보다 상세히 설명한 바와 같은 경우가 될 것이다. 각각의 영역(A1)과 영역(A2)이 도 3c에 도시되어 있는 방식은, 연료 소비에 대한 평가의 차이에 대해서는 완전히 정확하지 않지만, 프리휠링시의 손해에 대해서는 실제로 있다는 것을 주목해야 한다.
프리휠링시에, 차량은 상기와 같이 드래깅 중에 도달되는 속도 VS보다 더 높은 속도 VF에 도달한다. 이것은 또한, 프리휠링 차량은 파워 트레인이 폐쇄되어 이동될 때보다 위치(A)와 위치(D) 사이에서 더 높은 평균 속도가 있는 것을 의미한다. 프리휠링시에 차량은 더 높은 평균 속도를 가짐에 따라, 차량은 위치(A)와 위치(D) 사이에서 더욱 빨리 이동하게 되고, 도면이 시간의 함수가 아닌 위치의 함수로서 연료 소비를 도시하고 있기 때문에, 이것은 실제로, 도 3c에 도시된 것보다 더 짧은 시간 동안 공회전 속도에서 기관을 작동하는 것을 의미한다.
예를 들어, 드래깅 차량이 위치(C)에서 위치(D)로 이동하는 데 걸리는 시간은 프리휠링 차량보다 더 길어질 수 있고, 따라서 실제로, 도 3c에서의 영역(A2)은 넓어지게 되고, 따라서 영역(A1)보다 더 넓어질 것이다.
연료 소비의 관점에서 프리휠링이 드래깅보다 더욱 유리한 이유는 상기 수학식 1에서 분명하다. 상기와 같이, 수학식 1은 차량의 가속에 대항하여 작동하며, 이동 방향으로의 속도 증가가 달성되면, 내리막으로의 중력(FG)의 힘으로부터의 기관-발생 포지티브 힘(Feng) 및/또는 포지티브 기여에 의해 극복되게 되는 감속력을 설명한다. 드래깅 중에, Feng 즉, 기관에 의해 발휘된 힘은 기관의 내부 손실에 의해 기관에 의해 구동되는 모든 부속물에 대한 브레이크(네거티브) 힘이 될 것이다. 이들 손실 양은 상기와 같이 Fengine _ fric 이다. 드래깅 중에, Feng는 상기와 같이 Feng = Fengine_fric 로 표현될 수 있고, 여기서, Fengine _ fric 은 음이고, 따라서 차량의 이동에 대항하여 작동한다. 마찰력은 기관 속도에 의존하고, 증가하는 기관 속도와 함께 증가한다. 이것은 부분적으로 예를 들어, 높은 기관 속도에서, 증가한 펌프 손실로 인한 것인데, 예를 들면, 펌프, 예를 들면, 기관에 의해 구동되는 냉각수 펌프는 더 높은 기관 속도에서는 더 많은 작업을 수행해야 하기 때문이다. 기관의 드래깅 토크는 내부 마찰 손실에 따르며, 내부 마찰 손실은 마찬가지로 기관 속도에 따르며, 원하는 속도로 회전시키기 위해 기관 샤프트에 필요한 토크를 구성한다.
프리휠링과 비교하여 드래깅하는 동안 운동 에너지의 측면에서 손실된 전체 에너지의 총량은 즉,
Figure pct00005
이며, 여기서 m은 차량의 무게이고, 공회전 속도에서의 마찰 손실이 기관이 드래깅할 때 주행할 실질적으로 더 높은 속도에서보다 작기 때문에, 기관을 공회전 속도로 작동시키는 것을 유지하기 위해 연료에 공급되는 에너지의 양보다 클 것이다. 기관 속도로 인한 기관의 손실에 의해, 기관이 단절되었을 때 기관 작동을 유지하는데 필요한 연료의 전체 비용은, 차량이 내리막의 끝에 있을 때, 즉, 도 3a에서 위치(B)에서 있는 높은 속도에 의해 균형화되게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기관은 따라서, 차량이 내리막의 끝에 도달할 때, 즉, 위치(B)에 도달할 때, 이 경우에 그 지배적 속도가 설정 속도를 초과하는 경우, 항상 견인 바퀴로부터 단절된다. 다시 말해, 차량이 내리막의 끝에 도달할 때, 차량이 드래깅 하더라도, 상기와 같이 기관은 연료 소비의 관점과 시간의 관점 모두에서 바람직할 때, 차량의 속도가 프리휠링에 의해 감소할 수 있도록 단절된다.
따라서, 본 발명은 상술한 종류의 내리막에서 차량을 주행시키기 위한 방법을 제안하여 종래 기술보다 더 낮은 연료 소비를 초래하게 한다. 또한, 본 발명은 내리막에서 차량의 평균 속도가 더 빨리 되게 하는 장점을 제공하고, 이것은 차량이 그 목적지에 보다 빨리 도달하게 하거나 또는 일정 기간 동안 다소 낮은 크루즈 속도로 작동될 수 있다는 것을 의미하고, 이 결과 시간 절감 및/또는 상기 절감에 추가하여 연료 절감을 추가하게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차량은 기관이 단절되어 작동하는 드래깅할 때 가속되는 내리막에서뿐만 아니라, 예를 들면, 드래깅할 때 차량이 감속되거나 및/또는 기관이 단절되었을 때조차도 속도가 감속되는, 더 작은 기울기 각도를 갖는 내리막에서도 작동한다. 심지어 기관이 단절되어 차량이 감속되는 경우에, 예를 들어, 그 속도가 가장 낮은 원하는 속도, 예를 들면, 약간의 적당한 오프셋을 뺀 VCC 로 떨어지면, 프리휠링은 중단될 수 있고, 이 경우, 상기 오프셋의 크기는 예를 들면 일반적인 속도 VCC에 의존할 수 있다.
상술한 바와 같이, 차량이 전체적으로 시나리오에 따라 작동될 가능성이 종종 있지만, 프리휠링시에, 허용할 수 없을 정도로 빠른 속도로 내리막에 도달하는 상황이 있을 수 있다. 이러한 예가 도 5a 내지 5b에 도시되어 있다. 도 5a는 도 3a와 동일한 내리막을 도시한다. 도 5b는 차량의 속도를 도시한다. 위와 같이, 차량이 위치(A)에 도달하고 내리막이 시작되면, 차량의 속도는 VCC 이다. 위치(A)에서, 기관은 위와 같이 견인 바퀴에서 단절되어 있으므로, 차량이 언덕 아래로 프리휠링하기 시작한다. 이것이 도시된 예에서 항시 아래로 프리휠하는 경우, 위와 같이 내리막의 끝에서는 속도 VF로 도달될 것이다 .
차량은 그러나 속도 VF에 도달할 수 없게 하는 내부 속도 제한이 있을 수 있다. 예를 들어, 크루즈 컨트롤 기능은 종종 오프셋을 사용하기 때문에, 차량의 속도가 설정된 크루즈 컨트롤 속도 VCC에 대한 변경이 허용된다. 예를 들어, 차량의 속도는 범위 3~15km/h 내에서 선택가능한 속도에 의해 VCC에서 이탈하도록 허용될 수 있다. 차량은 예를 들어 정부 규제, 또는 차량 제조 국가의 최고 속도의 규제 때문에, 최대 속도를 초과하지 못하게 규제될 수 있다 이 속도는 또한 차량의 운전자에 의해 설정될 수 있다. 이 속도는 도 5b에서 VKFB로 표시되고, 여기에 도달된 경우, 차량은 자동적으로 VKFB가 초과 되지 않도록 보조 브레이크 시스템을 사용하기 시작한다. 도 5b에서 도시된 예에서, 속도 VKFB는 속도 VF보다 낮고, 이 도시된 예에서는, 차량이 위치(A')에서 자동으로 브레이크을 시작하고 나머지 내리막 동안 연속적으로 속도 VKFB를 유지하도록 제동되는 것을 의미한다.
임의의 특정된 최대 허용가능 속도를 초과하는 차량 속도의 위험은 내리막의 길이 및 가속도의 양과 함께 증가하는 경우가 일반적이다. 다시 말해, 내리막이 더 길고 더 가파르면 가파를수록, 차량이 제동되는 가능성도 커진다.
이러한 시나리오는 바람직한 것은 아니지만, 차량이 드래깅 때에도 속도 VKFB에 도달했을 경우, 그 경우 최종 속도 VKFB가 동일하게 될 것이기 때문에, 프리휠링과는 달리, 이 속도는 드래깅 동안 연료 소비 없이 도달하게 된다. 도 5a-5b에 도시된 실시예는 따라서, 기관이 견인 바퀴로부터 단절되었을 때, 차량이 속도 VKFB에 도달할 것인지의 예상 여부를 결정하는 것을 포함한다. 이 결정은 예를 들어, 아래와 같은 사전-탐지(look-ahead) 기능에 의해 즉시 수행되거나, 또는 예를 들어 차량이 VCC 보다 높지만 VKFB 보다 낮은 속도 VFS에 도달하였을 때 수행된다.
차량의 가속은 프리휠링 때 연속적으로 결정될 수 있고, 즉 차량이 위치(A)로부터 위치(A')로 이동하는 시간 중에 복수의 결정이 행해질 수 있고, 이 경우에 이 결정된 가속은 속도가 VFS에 도달했을 때 임의의 행동을 취할지의 여부를 결정하기 위해 평가될 수 있다. 예를 들어 위치(A")에서 그 가속이 일정한 것이 발견되는 경우, 차량은 일정 시간 내에 속도 VKFB에 도달할 것을 예상할 수 있다. 이러한 이유로, 이 경우에 파워 트레인은 폐쇄되어, 차량이 결과적으로 감소된 가속과 함께 더 큰 추진 저항을 적용하기 위해 드래깅 대신 작동되도록 하고, 따라서 속도 VKFB에 도달하는 위험이 적게 된다(도 5b에서의 실선). 위치(A")에서 파워 트레인이 폐쇄되어야한다고 결정되면, 다른 결정이 폐쇄 후에, 즉 파워 트레인이 속도 VKFB에 도달하지 않고 다시 프리휠로 재개방될 수 있는지의 여부를 알 수 있도록, 위치(A") 이후에 즉시 실행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파워 트레인이 폐쇄되어야 하는지의 여부를 결정하는 것은 위치(A)에서 그 개방 이후에 즉시 시작될 수도 있다.
이 경우 예를 들어 차량의 구동력 FD에 기초한 제1 선택을 하는 대신, 그 후 필요하면 연속적으로 차량의 내리막 추진력 모드를 변경하기 위해 구동력(Fd)을 계산(및/또는 차량의 속도를 결정)할 수 있다.
일 실시예의 예는 차량이 내리막에 도착하였는지 또는 내리막에 도착할 것인지의 여부를 결정하는 사전-탐지(LA) 기능을 사용한다. 이 사전-탐지(LA) 기능은 예를 들어 토포그래피의 온-보드 데이터베이스와, 이에 따른 도로 구배, 어느 지리적 범위 내의 모든 도로들, 예를 들면 지역, 국가, 대륙 등, 또는 차량이 정상적으로 주행하는 도로 구간 섹션을 포함할 수 있다. 이들 데이터들은 예를 들어 위성 항법 시스템으로부터의 위치 데이터, 예로서, GPS 수신기로부터의 데이터에 기초하여 획득될 수 있는 차량의 위치와 결합되고, 이 경우, 차량의 제어 시스템은 차량 전방의 특성을 인식할 수 있고, 따라서 차량이 내리막에 도착하였거나 또한 내리막에 도달할 것을 결정하게 된다.
도로 기울기 데이터는 예를 들어 일부 적합한 무선 링크를 통해 차량에 전송될 수 있고, 이 경우, 전송되는 데이터는 예를 들어, 차량의 현재 위치에 의해 제어될 수 있다. 지형 정보뿐만 아니라, 도로 데이터는 제한 속도, 굴곡 등에 대한 정보를 또한 포함한다. 이들 데이터는 또한 본 발명에 따른 결정에 사용될 수 있고, 예를 들면 제한 속도를 초과하는 위험을 방지하고, 또는 차량이 허용가능하지 않은 높은 속도로 굽은 도로에 진입하는 위험을 방지한다.
이 사전-탐지(LA) 기능은 미래의 차량에서 구현될 것이며, 사전-탐지(LA) 기능으로부터 데이터는 필요에 따라 제어 유닛(110)으로 전송될 수 있다. 사전-탐지(LA) 기능에 의한 결정은 그것을 가능하게 하는 장점을 제공하여, 차량이 내리막에 도달하기 전에, 차량이 곧 그렇게 될 것이라는 것을 결정할 수 있다. 사전-탐지(LA) 기능은 또한, 차량의 현재 속도, 차량의 전방 내리막 경사도 및 다른 차량 데이터를 아는 것에 기초하여 차량이 도착하는 최고의 속도를 계산하는데 사용될 수 있다. 온-보드 LA 기능성의 경우, 프리휠링은 차량의 속도가 다시 내리막에서 증가하기 전에 차량의 속도를 줄이기 위해, 내리막의 시작 전에 시작될 수 있다. 상기 차량은 또한, 차량이 제1 모드(M1)에서 작동할 때 차량의 속도가 증가할 것으로 판단된 때부터 제1 시간(t1) 내에 제2 모드(M2)로 변경될 수 있다. 이 방법은 예를 들면 차량의 내리막 속도가 상기와 같이 VKFB을 초과하지 않을 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은, 발명의 명칭이 "차량 II 에 속하는 방법 및 시스템"이고, 본 출원과 동일한 출원 날짜, 발명자 및 출원인이 동일한, 스웨덴 동시 특허 출원에 기술된 방법 및 시스템과 결합할 수 있고, 따라서 차량이 내리막에 도달하기도 전에 프리휠링 할 수 있게 한다.
상기 설명은 또한 방법에 따라 프리휠링을 설명하였고, 이에 따라, 프리휠링 작동 동안에 기관은 공회전 속도에서 작동하고, 그 결과 연료를 소비하게 된다. 일 실시예에 따르면, 기관은 프리휠링 때 차단된다.
기관을 차단하는 스위칭은, 기관이 단지 차량의 구동 샤프트로부터 단절되는 상황과, 차량이 드래깅되는 상황을 비교하여 볼 때 더욱 저감된 연료 소비 결과를 일으킨다. 기관은 차량이 프리휠링할 때의 시간 주기의 전부 또는 하나 이상의 부분 동안 스위치 오프될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기관은 기관의 스위치 오프가 유익한 것으로 결정되는 상황에서만 스위치 오프 된다. 예를 들어 기관이 다시 시작하기 전에 제1 시간 주기 동안 스위치 오프할 수 있는지의 여부를 판단할 수 있다. 이 결정은 예를 들어 위와 같은 사전-탐지 기능에 의해 수행할 수 있다. 이 시간 주기는 예를 들어 상기 기관을 스위칭 오프함으로써 달성된 연료 절약에 기초할 수 있고, 상기 시간의 제1 주기는 예를 들어 상기 기관이 스타터 모터로 다시 시작하는데 필요한 것에 대응하여 적어도 감소된 연료 소비를 이룰 수 있는 주기일 수 있다. 발명의 명칭이 "차량 III 에 속하는 방법 및 시스템"이고, 본 출원과 동일한 출원 날짜, 발명자 및 출원인이 동일한, 스웨덴 동시 특허 출원은 방법 및 시스템을 기술하고, 이 방법 및 시스템에 의해, 스위치 오프가 적어도 제1 시간 주기 동안 행해질 수 있는, 프리휠링 동안에 차량의 기관이 스위치 오프 된다. 그 방법은 또한 여기에 적용할 수 있다.
본 발명은 상술한 본 발명의 실시예들에 제한되지 않으며 첨부된 독립 청구항의 보호 범위 내에 있는 모든 실시예에 관련하며, 이들 모든 실시예를 포함한다. 예를 들어, 본 발명은 일정한 기울기 각도(α)를 가진 내리막에 관하여 상기와 같은 예를 들었다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 모든 유형의 내리막, 즉 심지어 기울기가 변화될 수 있는 내리막에 적용할 수 있다.
본 발명의 중요한 점은, 차량이 드래깅할 때 가속된 상황에서도 프리휠링을 허용할 수 있다는 것이다.

Claims (23)

  1. 차량(100)을 주행시키기 위한 방법으로서,
    상기 차량(100)은 상기 차량(100)을 추진하기 위한 구동 샤프트(104, 105)에 구동력을 전달하기 위해, 적어도 하나의 상기 구동 샤프트(104, 105)에 선택적으로 연결될 수 있는 기관(101)을 포함하고, 상기 차량(100)은, 상기 기관(101)이 상기 구동 샤프트(104, 105)에 연결되고 상기 기관(101)에 대한 연료 공급이 실질적으로 차단되는 제1 모드(M1)와, 상기 기관(101)이 상기 적어도 하나의 구동 샤프트(104, 105)와 단절되는 제2 모드(M2)에서 주행될 수 있는, 차량(100)을 주행시키기 위한 방법에 있어서,
    당해 방법이, 차량이 내리막에서 이동하고 있거나 이동하려고 하는 상황에서는,
    - 상기 제1 모드(M1)에서 상기 내리막에 있는 상기 차량(100)의 주행이 상기 차량(100)에 대한 속도 증가를 초래하는지의 여부를 결정하는 단계와,
    - 상기 제1 모드(M1)에서 상기 차량(100)의 주행이 상기 차량(100)에 대한 속도 증가를 초래하는 경우, 상기 차량(100)이 상기 제2 모드(M2)에서 주행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 차량이
    - 상기 제1 모드(Ml),
    - 상기 제2 모드 (M2), 및
    - 상기 기관(101)이 상기 구동 샤프트(104, 105)에 연결되어 있는 반면, 동시에 상기 기관(101)에 연료가 공급되면서, 상기 차량(100)이 주행되는 모드 중의 임의의 모드에서 주행하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 상기 제1 모드(M1)에서 상기 내리막에 있는 상기 차량(100)의 주행이 차량의 제어 시스템에 위치된 적어도 하나의 제어 유닛(110)에 의해 상기 차량(100)에 대한 속도 증가를 일으키는지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 모드(M1)에서 상기 내리막에 있는 상기 차량(100)의 주행이 상기 차량(100)에 대한 속도 증가를 일으키는지의 여부를 결정하고 나면, 차량이 상기 내리막에 도착한 후 즉시, 상기 차량의 추진을 상기 제2 모드(M2)로 전환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량이 상기 내리막에 도착하기 전에 상기 차량을 상기 제2 모드(M2)로 전환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량이 상기 제1 모드(M1)에서 주행되어, 상기 차량의 속도가 증가하는 것이 결정되면, 제1 시간 주기(t1) 내에서 상기 차량을 제2 모드(M2)로 전환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량이 상기 제1 모드(M1)에서 주행되어, 상기 차량의 속도가 감소되는 것이 결정되는 상황에서도 상기 차량을 제2 모드(M2)로 전환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 차량의 이동 방향으로의 움직임에 영향을 미치는 힘에 기초하여, 상기 차량이 내리막에 있는지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    - 상기 차량(100)의 이동 방향으로의 움직임에 영향을 미치는 힘의 합력이 제1 값을 초과하는지의 여부를 결정하는 것에 의해, 상기 차량(100)이 상기 내리막에서 상기 제1 모드(M1)에서 주행되면, 상기 차량(100)의 속도가 증가하도록 상기 차량(100)에 필요한 구동력의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량이 내리막에 있거나 또는 내리막에 있게 되는지의 여부를 결정하는 단계는 기관에 대한 신호 및/또는 기관으로부터의 신호에 기초하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량이 내리막에서 이동하고 있거나 또는 내리막에서 이동할지의 여부를, 차량의 전방 도로의 기울기에 관한 데이터 및/또는 차량의 전방 도로의 지형 및/또는 차량의 위치에 관한 데이터에 기초하여 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)에 대한 크루즈 컨트롤 기능은, 상기 차량(100)이 상기 내리막에서 상기 제1 모드(M1)로 주행하는 경우 상기 차량(100)의 속도가 증가할 것인지의 여부를 결정하는 시간에 주행되는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량(100)이 상기 내리막에 접근하는지의 여부를 결정하는 단계와,
    - 상기 차량(100)이 상기 내리막에 접근할 때, 상기 차량(100)이 상기 내리막에 도달하기 전에 상기 기관(101)이 상기 적어도 하나의 상기 구동 샤프트(104, 105)로부터 단절되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    - 차량(100)이 상기 내리막에 도달할 때의 속도 결정, 및/또는 차량(100)이 상기 내리막에 도달하는 상기 제1 위치로부터 상기 차량이 겪게 되는 속도 감소의 결정에 기초하여 상기 제1 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량(100)이 제2 모두에서 주행할 때에, 상기 차량의 속도가 상기 차량에 대하여 설정된 최대 속도 VKFB에 비해 제2 값 미만만큼 차이가 있는 경우, 그리고/또는 상기 차량에 대하여 설정된 최대 속도 VKFB에 비해 제2 값 미만만큼 차이가 있는 속도 VFS에서의 상기 차량의 가속도가 제1 가속도를 초과할 때, 상기 기관(101)을 상기 구동 샤프트(104, 105)에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기관(101)이 상기 적어도 하나의 구동 샤프트(104, 105)와 단절되면, 시간 주기의 적어도 일부 동안 상기 기관(101)을 스위칭 오프하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 방법.
  17. 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행되면, 상기 컴퓨터는 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 적용하는, 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 컴퓨터 판독 가능한 매체와 제17항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 프로그램은 상기 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장되는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 차량(100)을 주행시키기 위한 시스템으로서,
    상기 차량(100)은 상기 차량(100)을 추진하기 위한 구동 샤프트(104, 105)에 구동력을 전달하기 위해, 적어도 하나의 상기 구동 샤프트(104, 105)에 선택적으로 연결될 수 있는 연소 기관(101)을 포함하고, 상기 차량(100)은, 상기 기관(101)이 상기 구동 샤프트(104, 105)에 연결되고 상기 기관(101)에 대한 연료 공급이 실질적으로 차단되는 제1 모드(M1)와, 상기 기관(101)이 상기 적어도 하나의 구동 샤프트(104, 105)와 단절되는 제2 모드(M2)에서 주행될 수 있는, 차량(100)을 주행하기 위한 시스템에 있어서,
    - 차량(100)이 내리막에서 주행하고 있거나 주행하게 되는 상황에서, 상기 제1 모드(M1)에서의 내리막 주행이 상기 차량에 대한 속도 증가를 일으키는지의 여부를 결정하기 위한 수단과,
    - 상기 제1 모드(M1)에서의 주행이 상기 차량에 대한 속도 증가를 일으키는 것으로 결정되면, 차량(100)을 상기 제2 모드(M2)에서 주행시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기어박스는, 상기 제1 모드(M1)에서 차량이 상기 기어박스에서 단절된 기어 비로 작동하도록, 상이한 기어 비를 갖는 복수의 단절된 기어를 포함하는 기어박스의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 시스템.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    클러치를 개방함으로써 및/또는 상기 기어박스를 중립으로 놓음으로써 상기 기관을 상기 구동 샤프트(104, 105)로부터 단절시키기 위한 수단을 특징으로 하는, 차량을 주행시키기 위한 시스템.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 시스템이 제공된 것을 특징으로 차량.
  23. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법 또는 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 차량에서 사용하는 용도.
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