KR20170076725A - 차량 감속 시스템 및 차량 감속 방법 - Google Patents

차량 감속 시스템 및 차량 감속 방법 Download PDF

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KR20170076725A
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마츠 리엘
마티아스 닐손
프레드릭 순덴
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

본 발명은 차량(100)을 감속시키는 방법에 관한 것으로, 상기 차량(100)은 차량(100)의 적어도 하나의 구동 휠(113, 114)에 제어 가능한 토크를 제공하도록 배치된 적어도 하나의 전자 기기(110)를 포함하며, 차량(100)을 추진시키는 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단을 또한 포함한다. 추진 토크에 대한 운전자 요구가 적어도 제1 정도로 감소될 때, 상기 방법은, - 상기 전기 기기를 이용하여 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계, - 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 이용하여 상기 차량을 정지 상태로 감속시키는 단계, 및 - 상기 전기 기기(110)를 이용하여 상기 차량(100)이 상기 정지 상태로 감속되는 경우에, 상기 차량(100)을 상기 정지 상태로 유지하기 위해, 상기 전기 기기(110)를 이용하여 토크(Thold)를 지속적으로 인가하는 단계를 포함한다.

Description

차량 감속 시스템 및 차량 감속 방법{METHOD AND SYSTEM FOR DECELERATING A VEHICLE}
본 발명은 차량에 관한 것으로, 특히 차량을 감속시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법을 구현하는 차량뿐만 아니라 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
일반적인 차량 및 트럭, 버스 등과 같은 적어도 어느 정도의 중장비/상업용 차량과 관련하여, 연료 효율을 높이고 배기 가스를 감소시키기 위해 끊임없이 연구 개발이 진행되고 있다.
이는 적어도 부분적으로 공해 및 대기 품질에 대한 정부의 관심 증가로 인한 것이고, 예컨대, 도시 지역에서는 많은 국가에서 다양한 배출 기준과 규칙을 채택하고 있다.
정부의 관심 외에도 차량 운행과 관련된 주요 경비 중 하나는 차량의 추진을위한 연료 소비이다. 중장비 차량의 이용도는 종종 높으며, 연료 소비와 관련하여 연료 비용은 차량 소유자의 수익성에 큰 영향을 줄 수 있다.
이를 고려할 때, 그리고 도로 상으로 물품 운송이 계속 증가할 것으로 예상됨에 따라, 종래의 연소 엔진 기술에 대한 대안이 점차 고려되고 있다.
예를 들어, 전기 차량 및 하이브리드-전기 차량에 대한 광범위한 연구 개발이 진행되고 있다. 이러한 차량에는 종종 전기 기기가 포함되며, 전기 기기는 인버터 드라이브를 통해 제어된다.
상업용 차량은 종종 한 장소에서 다른 장소로 물건을 운송하는 데에 사용되며 일반적으로 도로를 주행하는 데에 많은 시간을 소비하기 때문에, 이러한 차량과 관련하여 연료 소비를 줄이며 운전자가 차량을 편안하게 주행할 수 있게 하는 방법에 대한 연구 개발에 많은 노력이 필요하다.
그러나 운전자의 관점에서 중요한 상업용 차량의 사용과 관련하여 다른 측면도 있다. 예를 들어, 물품의 운송에서의 한 가지 중요한 측면은 예컨대, 차량에 적재 및 하역할 때 저속으로 차량이 기동하는 것이다. 이러한 상황에서, 예컨대, 하역장/적재 구획으로부터 및 하역장/적재 구획으로 차량이 기동될 때 차량은 종종 저속에서 높은 정밀도로 기동되고, 종종 보행자가 자주 있는 상황에서 기동이 수행된다.
이런 종류의 기동은 차량이 앞뒤로 움직이는 수많은 시작과 정지를 수반할 수 있으며 위험한 상황이 발생하지 않도록 운전자가 예상 한대로 차량이 작동하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은 특히 차량이 저속으로 이동하는 경우에, 차량의 조작을 용이하게 하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 차량의 적어도 하나의 구동 휠에 제어 가능한 토크를 제공하도록 배치된 적어도 하나의 전기 기기를 포함하는 차량을 감속시키는 방법이 제공되며, 상기 차량은 차량을 추진하는 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단을 더 포함한다. 추진 토크에 대한 운전자 요구가 적어도 제1 범위로 감소 될 때, 상기 방법은,
- 상기 전기 기기를 이용하여 제1 제동 토크를 인가하는 단계,
- 상기 제1 제동 토크를 이용하여 상기 차량을 정지 상태로 감속시키는 단계, 및
- 상기 전기 기기를 이용하여 상기 차량이 상기 정지 상태로 감속된 경우, 상기 전기 기기에 의해 인가된 상기 토크를 이용하여 상기 차량을 상기 정지 상태로 유지하기 위해, 상기 전기 기기를 이용하여 토크를 지속적으로 인가하는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같이, 운전자가 예상 한대로 차량이 거동하는 것이 중요하고, 특히 차량 기동 공간이 제한되어 있고 고정밀 조작이 필요한 공간에서 차량이 기동될 때의 상황에서 중요하다. 예를 들어, 차량이 하역장에서 물건을 적재하거나 하역하려고 할 때, 차량을 소망하는 위치로 기동시키기 위해 다수의 차량 전방 및 후방 이동이 종종 요구된다. 이들 이동은 예컨대, 일반적으로 흔히 건식 클러치 타입인 클러치의 사용을 통해 기동하는 중에 연소 엔진이 수차례 차량 구동 휠에 연결되고 분리되는 것과 같이 낮은 속도에서 이루어진다.
그러나 클러치가 사용될 때 저속으로 차량의 고-정밀 기동을 수행하는 것이 어려울 수 있다. 차량을 저속으로 기동할 때, 연소 엔진의 출력축은 기어박스 입력축과 다른(더 빠른) 속도로 종종 회전하고, 그 결과 클러치가 슬립되는데, 즉 클러치가 부분적으로 결합되고, 연소 엔진에 의해 발생한 일의 일부가 클러치를 통한 마찰 손실로서 소산된다. 클러치 슬립은 차량이 달리 가능할 수 있는 것보다 낮은 속도로 추진되도록 하고, 이에 따라 고 정밀 기동을 용이하게 한다. 클러치가 부분적으로 결합되면 드라이브 트레인이 닫힐 때 가속 또는 엔진 제동의 큰 변화로 해석될 수 있는 엔진 속도의 급격한 변동은 클러치 슬립에 의해 평탄해지고, 이에 차량의 기동이 더욱 용이하게 된다.
그러나, 클러치 플레이트는 비선형 방식으로 결합 및 해제될 수 있고, 클러치 플레이트가 급작스럽게 완전히 결합되는 경우, 즉 슬립이 급작스럽게 0으로 감소되는 경우에, 연소 엔진에 의해 생성된 전체 토크가 차량 구동 휠에 전달되고, 그 결과 구동 휠 토크가 예기치 않게 증가한다. 주변 물체까지의 거리가 짧은 상황에서 이러한 일이 발생하면, 갑작스런 이동은 운전자에게 어려움을 줄 수 있고, 결과적으로 차량이 우연히 주변 물체에 닿아 결과적으로 손상될 수 있다.
또한, 차량이 정지 상태로 정지될 때마다, 즉 차량이 더 이상 움직이지 않는 정지 상태일 때마다, 운전자는 차량을 정지시키기 위해 예를 들어 가속 페달로부터 브레이크 페달로 발을 제거해야한다. 클러치는 종종 이러한 상황에서 여러 번 개방 및 폐쇄되고, 추가적인 추진 토크 및/또는 제동 토크를 요구함으로써 작용하고 보상되어지는 급작스런 클러치 결합에 의해 초래되는 갑작스럽고 예기치 않은 움직임의 가능성을 증가시킨다.
본 발명은 적어도 차량의 구동 휠에 제동 토크를 제공할 수 있는 전기 기기가 장착된 차량에 사용하기 위한 이러한 종류의 문제에 대한 해결책을 제공한다. 본 발명에 따르면, 운전자의 토크 요구가 적어도 제1 정도로 감소될 때 동작들이 취해지고 있다. 일 실시예에 따르면, 운전자의 토크 요구가 중단될 때, 즉, 예컨대 발을 가속 페달로부터 제거함으로써 운전자의 토크 요구가 0으로 감소될 때, 동작들이 취해지고 있다. 차량은 일반적으로 차량을 추진하기 위한 추진 토크(또는 힘)을 요구하도록 예컨대 손으로 작동되는 레버, 또는 노브 또는 발로 작동되는 페달과 같은 운전자 제어식 수단을 포함한다.
차량을 추진하기 위한 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단은 제1 단부 위치와 제 2 단부 위치 사이의 이동 영역 내에서 이동될 수 있으며, 토크 요구는 상기 운전자 제어식 수단의 위치에 의존하도록 구성될 수 있고, 상기 제1 단부 위치로부터 상기 제2 단부 위치로의 이동에 따라 증가한다. 일 실시예에 따르면, 운전자 제어식 수단이 해제될 때뿐만 아니라 운전자 제어식 수단이 상기 제1 단부 위치로부터 상기 제2 단부 위치로 이동되어서 전체 이동 영역의 최대 5% 또는 10%의 위치에 있을 때 동작들이 취해진다.
결론적으로, 상기 실시예에 따르면, 운전자는 본 발명으로부터의 이익을 얻으면서 예컨대, 가속 페달을 약간 감압하는 것을 유지할 수 있다.
일반적으로 토크 요구가 중단되면, 차량은 주행 저항 및 드라이브 트레인 손실에 의해서만 영향을 받으며 자체 힘으로 계속된다. 본 발명에 따르면, 전술한 바에 따라 적어도 어느 정도로 액셀러레이터가 해제될 때 전기 기기에 의해 제동 토크가 인가되고, 차량은 정지 상태로 감속되는데, 즉 차량이 정지된다. 본 발명의 방법을 사용하여, 운전자는 예를 들어, 차량을 멈추고 싶을 때 액셀러레이터로부터 발을 제거할 수 있다. 결과적으로, 운전자는 예를 들어 브레이크 페달의 조작에 의해 능동적으로 브레이크 토크를 요구할 필요가 없다.
또한, 차량은 전기 기기에 의해 정지 상태로 감속될 뿐만 아니라 전기 기기에 의해 계속적으로 인가된 토크에 의해 정지 상태로 유지된다. 차량은 예컨대, 운전자가 추진 토크를 다시 요구하고, 이에 의해 브레이크 토크를 해제할 때까지 정지 상태로 유지될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 예를 들어 전술한 바에 따라 가속 페달이 약간 감압될 수 있을 때에도 차량이 정지 상태로 유지될 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 운전자가 예를 들어, 차량을 앞뒤로 교대로 움직이고 정지 상태로 유지시키기 위해 가속 페달(및 적절한 기어박스 설정)을 사용하는 것만 요구되는 해결책을 제공한다. 이는 액셀러레이터에서 브레이크 페달로 발을 움직일 필요가 있는 상황에서보다 차량의 감속을 더 빠르게 하며, 전기 기기의 사용은 또한 전기 기기의 회전이 제로 회전으로 제어될 수 있기 때문에 클러치의 개폐가 필요하지 않다는 장점이 있고, 이에 의해 클러치가 급작스럽게 완전히 결합되는 것과 같이, 예기치 않은 효과를 제거할 수 있다. 결과적으로, 차량이 클러치를 개폐함으로써 적어도 하나의 구동 휠에 선택적으로 연결되도록 배치된 연소 엔진을 포함할 때, 본 발명이 이용될 수 있어서 클러치가 개방되면 전기 기기가 제동 토크를 인가하도록 배치된다.
일 실시예에 따르면, 차량은 예컨대, 제1 초 수와 같은 제1 시간 동안 전기 기기를 사용하여 정지 상태로 유지되고, 그 후, 추진 토크에 대한 요구가 이루어지지 않으면, 서비스 브레이크 시스템과 같은 다른 차량 브레이크 시스템이 전기 기기 대신에 요구된 제동 토크를 인가하도록 활성화되어서, 연장된 시간 동안 회전자의 정지로 인해 전기 기기의 작동이 바람직하지 않게 되는 것을 방지한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 차량 속도가 예컨대, 5km/h, 10km/h 또는 20km/h와 같은 제1 속도보다 낮은 속도인 경우에만 이용된다. 즉, 본 발명은 예를 들어, 차량의 중간 정지로 차량을 감속하고 가속하는 것 사이에서 빈번한 이동이 예상될 수 있는 상황에서만 이용되도록 구성될 수 있다.
추가적인 실시예에 따르면, 차량이 이동하는 표면의 경사도가 예를 들어, 3% 미만 또는 5% 미만인 제1 퍼센트 수보다 작은 상향 및/또는 하향 경사도와 같이 비교적 작은 상황에서만 본 발명이 이용된다.
일 실시예에 따르면, 차량 운전자가 예컨대 차량을 레인징 모드로 설정하는 것과 같이 본 발명에 의해 제공되는 기능성의 활성화를 적극적으로 요구한 경우에만 본 발명이 이용된다.
일 실시예에 따르면, 차량은 평행 하이브리드 차량이다. 일 실시예에 따르면, 차량은 전기 차량이다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 이하에 제시된 예시적인 실시예들 및 첨부된 도면들의 상세한 설명에 기재되어 있다.
도 1a는 예시적인 하이브리드 전기 차량의 파워트레인을 도시한다.
도 1b는 차량 제어 시스템의 제어 유닛의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 예시적인 방법을 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명을 이용하는 차량 거동의 예를 도시한다.
도 1a는 예시적인 하이브리드 전기 차량(100)의 파워트레인을 개략적으로 도시한다. 도 1a의 차량(100)은 병렬 하이브리드 차량이다. 도 1a의 병렬 하이브리드 차량의 파워트레인은 종래의 방식으로 엔진(101)의 출력축 및 클러치(106)를 통해 기어박스(103)에 연결되는 연소 엔진(101)을 포함한다. 엔진(101)은 제어 유닛(115)을 통해 차량의 제어 시스템에 의해 제어된다. 예를 들어, 자동으로 작동되는 클러치일 수 있는 클러치(106) 및 기어박스(103)는 또한 제어 유닛(116)을 이용하여 차량의 제어 시스템에 의해 제어된다.
차량은 또한 클러치(106)의 하류에 있으며 기어박스(103)의 입력축(109)에 연결된 전기 기기(110)를 갖는 하이브리드 부분을 포함하여, 클러치(106)가 개방, 즉, 해제될 때 기어박스 입력축(109)이 전기 기기(110)에 의해 구동될 수 있다. 따라서, 병렬 하이브리드 차량(100)은 2개의 별도의 동력원, 즉 연소 엔진(101) 및 전기 기기(110)로부터 동시에 구동 휠(113, 114)로 토크를 제공할 수 있다. 또는, 차량은 한 번에 하나의 동력원, 즉, 연소 엔진(101) 또는 전기 기기(110) 중 하나에 의해 추진될 수 있다. 연소 엔진(101)은 또한 전기 기기(110)에 동력을 가하도록 배치될 수 있다.
하이브리드 부분은 또한 추가적인 부품을 포함한다. 도 1a는 이들 부품의 일부를 도시하고, 전기 기기(110), 전기 기기(110)를 제어하는 인버터 드라이브(119), 예컨대, 하나 이상의 배터리(111)와 하이브리드 부분의 기능을 제어하는 하이브리드 제어 유닛(112)으로 구성되는 에너지 저장부와 같은 동력원을 도시한다.
일반적으로 인버터 드라이브(119)는 예컨대, 적절한 전환에 의해 전기 기기(110)로 공급되는 DC 링크/버스 전압으로부터 AC 전압을 생성하는 트랜지스터의 형태인 전환 수단을 포함한다. 이는 예컨대, 고정자 위상 권선의 단자 전압의 진폭 및 주파수가 제어됨으로써 전기 기기(110)에 의해 생성되는 토크 및/또는 전기 기기(110)의 회전 속도 또한 제어되도록 한다.
전술한 바와 같이, 차량의 기능은 일반적으로 다수의 제어 유닛에 의해 제어되며, 개시된 종류의 차량의 제어 시스템은 일반적으로 다수의 전자 제어 유닛(ECUs) 또는 제어기를 차량에 장착된 다양한 부품에 연결하기 위한 하나 이상의 통신 버스로 이루어진 통신 버스 시스템을 포함한다. 이러한 제어 시스템은 다수의 제어 유닛을 포함할 수 있고, 특정 기능의 제어는 둘 이상의 제어 유닛으로 분할될 수 있다.
단순화를 위해, 도 1a는 제어 유닛(112, 115-116) 만을 도시하지만, 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 도시된 종류의 차량(100)에는 종종 상당히 더 많은 제어 유닛이 제공된다는 것을 이해할 것이다. 제어 유닛들(112, 115-116)은 도 1a에서 상호 연결된 라인으로 부분적으로 표시된 상기 통신 버스 시스템을 통해 서로 통신할 수 있다.
본 발명은 임의의 적절한 제어 유닛에서 구현될 수 있으며, 도시된 예에서 본 발명은 차량의 하이브리드 구동부를 제어하는 제어 유닛(112)에서 구현된다. 그러나, 본 발명은 또한 임의의 다른 적절한 제어 유닛에서 구현될 수도 있다. 본 발명에 따른 전기 기기(110)를 사용한 차량 감속의 제어는 일반적으로 다른 제어 유닛 및/또는 차량 부품으로부터 수신되는 신호에 의존할 것이고, 개시된 유형의 제어 유닛이 일반적으로 차량(100)의 다양한 부분에서의 센서 신호를 수신하도록 구성되는 경우이다. 예를 들어, 제어 유닛(112)은 토크에 대한 운전자 요청을 나타내는 제어 신호를 수신하게 된다. 도시된 유형의 제어 유닛은 또한 본 발명에 따라 차량이 감속될 때 클러치를 개방하기 위해 차량의 다양한 부분 및 부품에 제어 신호를 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 기기는 적어도 클러치가 개방될 때 제동 토크를 가하도록 배치된다.
이러한 종류의 제어는 종종 프로그래밍된 명령에 의해 수행된다. 프로그램밍된 명령은 전형적으로 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 실행될 때 컴퓨터/제어 유닛이 본 발명에 따른 방법 단계와 같은 소망하는 제어를 수행하도록 하게 하는 컴퓨터 프로그램으로 구성된다. 컴퓨터 프로그램은 통상적으로 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 구성하며, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 저장 매체(121) 상에 저장된 컴퓨터 프로그램(126)을 갖는 적절한 저장 매체(121)(도 1b 참조)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 비휘발성 방식으로 상기 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 디지털 저장 매체(121)는 예를 들면, ROM(판독 전용 메모리), PROM(프로그램 가능 판독 전용 메모리), EPROM(소거 가능 PROM), 플래시 메모리, EEPROM (전기적으로 소거 가능 PROM), 하드 디스크 유닛 등을 포함하는 그룹 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 제어 유닛에 배치되거나 또는 제어 유닛과 관련하여 배치될 수 있고, 컴퓨터 프로그램은 제어 유닛에 의해 실행된다. 이에 따라, 특정 상황에서 차량의 거동은 컴퓨터 프로그램의 명령을 변경함으로써 채택될 수 있다.
예시적인 제어 유닛(제어 유닛 (112))은 도 1b에 개략적으로 도시되고, 제어 유닛은, 예를 들어, 디지털 신호 처리용 회로(디지털 신호 프로세서, DSP) 또는 사전에 정해진 특정 기능을 갖는 회로(응용 주문형 집적 회로, ASIC)와 같은 임의의 적절한 유형의 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 구성될 수 있는 처리 유닛(120)을 포함한다. 처리 유닛(120)은 처리 유닛(120)이 계산을 수행할 수 있도록 요구되는 저장된 프로그램 코드(126) 및/또는 저장된 데이터를 구비하며 상기 처리 유닛(120)을 제공하는 메모리 유닛(121)에 연결된다. 처리 유닛(120)은 또한 부분적인 또는 최종 계산 결과를 메모리 유닛(121)에 저장하도록 배치된다.
또한, 제어 유닛(112)에는 입력 및 출력 신호를 각각 수신하고 전송하기 위한 장치(122, 123, 124, 125)가 구비된다. 이들 입력 및 출력 신호는 입력 신호를 수신하는 장치(122, 125)가 처리 유닛(120)에 의한 처리용 정보로서 검출할 수 있는 파형, 펄스 또는 다른 속성을 포함할 수 있다. 출력 신호를 전송하는 장치(123, 124)는 처리 유닛(120)으로부터의 계산 결과를 차량 제어 시스템의 다른 부분 및/또는 신호가 의도되는 부품(들)로 전달하기 위한 출력 신호로 변환하도록 배치된다. 각각의 입력 및 출력 신호를 수신하고 전송하는 장치에 대한 각각의 및 모든 연결은 하나 이상의 케이블, CAN 버스(컨트롤러 영역 네트워크 버스)와 같은 데이터 버스, MOST 버스(미디어 지향 시스템 전송) 또는 임의의 다른 버스 구성 또는 무선 연결로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 예시적인 실시예(200)가 도 2에 도시되어 있다. 방법은 단계 (201)에서 시작되며, 상기 단계에서는 운전자에 의해 개시된 추진 토크에 대한 요구가 어느 정도 감소되는지 여부가 결정되고, 개시된 예에 따라 운전자에 의해 개시된 토크에 대한 요구가 중단되는지, 즉, 운전자가 더 이상 추진 토크를 요구하지 않는지 여부가 결정된다. 이러한 경우가 아닌 경우에, 상기 방법은 단계(201)에 머무르게 된다. 토크에 대한 요구가 중단되면 상기 방법은 단계(202)로 이어진다. 이는 가속 페달의 위치를 검출하는 수단 또는 토크에 대한 요구를 변화시키기 위해 운전자에 의해 사용되는 다른 수단을 사용하여 결정될 수 있고, 예컨대, 가속 페달이 완전히 해제되는지 여부로 결정될 수 있다.
개시된 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 차량 감속은 차량의 속도(vvehicle)가 속도 한계 속도(vlim)와 동일하거나 또는 그 미만인 경우에만 수행된다. 예를 들어, 본 발명은 차량이 저속으로 주행하는 경우에만 이용되도록 배치될 수 있으며, 가속 및 감속 사이의 빈번한 변속이 자주 발생하거나 및/또는 기동의 정밀도가 종종 수행된다. 따라서, 단계(202)에서, 차량의 속도(vvehicle)가 한계 속도(vlim)보다 작은지 여부가 결정된다. 그렇지 않은 경우, 상기 방법은 단계(211)에서 종료된다. 차량 속도가 vvehicle≤vlim이면, 상기 방법은 단계(203)로 이어진다. 한계 속도는 예컨대 0-20km/h 범위에서 임의의 적절한 한계 속도일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 차량 감속은 상기 방법이 개시될 때 현재 차량 속도와 독립적으로 수행된다. 결과적으로, 이 대안적인 실시예에 따르면, 단계(202)는 생략된다.
또한, 개시된 실시예에 따르면, 단계(203)에서, 차량이 주행하는 표면의 경사도(αvehicle)가 한계 경사도(αlim) 보다 작은지 여부가 결정된다. 개시된 실시예에 따르면, 본 발명은 경사도가 상기 한계(αlim) 미만일 때에만 사용되고, 그렇지 않으면 상기 방법은 단계(211)에서 종료된다. 경사도가 상기 한계(αlim) 미만일 때 단계(204)로 이어진다. 예컨대, 상기 한계는 0-5% 경사도 범위에서 양의 값 또는 음의 값을 갖는(즉, 차량이 오르막 또는 내리막을 주행하는지 관계없이) 임의의 적절한 경사도일 수 있다. 경사도의 한계(αlim)는 예컨대, 전기 기기 상의 부하가 적절한 한계 부하 미만이 유지되는 것을 보장하는 데에 사용될 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 차량을 정지 상태로 유지하는 것은 전기 기기 및/또는 전력 전자 장치 중 하나에 불리한 부하를 부과할 수 있으며, 경사도의 한계(αlim)는 상기 부하의 크기를 제어하는 데에 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 한계(αlim)는 차량 속도 및/또는 차량의 현재 중량에 의존하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 차량 속도와 관련하여 기술된 것과 유사하게, 본 발명에 따른 차량 감속은 현재 경사도에 관계없이 수행된다. 결론적으로, 상기 다른 실시예에 따르면, 단계(203)는 생략된다. 경사도의 결정은 당업자에게 그 자체로 잘 알려져 있고, 종종 예를 들어, 주행 저항을 결정할 때 추정된다.
단계(204)에서, 전기 기기(110)에 의해 가해지는 제동 토크(Tbrake)가 결정된다. 예를 들어, 특정 시간 또는 특정 거리 내에서 차량이 완전한 정지, 즉, 정지 상태로 감속되는 것을 보장하기 위해, 상기 제동 토크(Tbrake)는 현재 차량 속도(vvehicle)에 의존하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 예컨대 0.1-2m/s2 범위의 임의의 적절한 감속과 같이 소망하는 감속이 얻어지도록 제동 토크(Tbrake)가 결정된다. 감속 및/또는 제동 토크(Tbrake)는 또한 차량이 감속함에 따라 변하도록 구성될 수 있고, 따라서 감속 동안 일정할 필요는 없지만, 차량 거동을 예측할 때 운전자의 관점에서 선호할 수 있다. 제동 토크의 결정은 예를 들어, 차량이 현재 상향 또는 하향 경사로 움직이는지에 관계없이 소망하는 감속이 얻어지도록 현재 경사도(αvehicle)를 고려할 수 있다.
제동 토크의 결정은 또한 차량의 현재 중량을 고려하여 구성될 수 있으며, 차량의 현재 중량은 또한 보드 상의 계산을 사용하여 추정될 수 있다. 차량 중량의 추정은 또한 당업자에게 잘 알려져 있다.
감속 중에 사용되는 적절한 제동 토크(Tbrake) 및/또는 제동 토크 프로파일이 단계(204)에서 결정되면, 본 방법은 제동 토크가 가해지는 단계(205)로 이어진다. 이는 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있고, 도 3a는 운전자에 의해 요구되는 토크를 나타내며, 상기 토크는 예를 들어 가속 페달을 가압에 의해 결정될 수 있다. x축은 시간을 나타내고, y축은 요구 토크를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 요구 토크에 대응하는 차량 속도(vvehicle)을 나타내고, 도 3c는 전기 기기(110)에 의해 인가되는 토크, 제동 토크를 나타내는 음의 토크를 나타낸다. 제동 토크 프로파일은 예를 들어, 차량 속도 또는 감속에 따라 감속하는 중에 인가된 제동 토크가 변화하는 방식으로 나타나도록 구성될 수 있다. 즉, 감속이 일정할 필요는 없고, 및/또는 차량이 주행하는 표면의 경사도의 변화에 관계없이 감속이 일정하게 유지될 수 있다.
토크 요구는 시간(A)에서 시작되어서, 차량(100)이 정지 상태에 있는 상황에서 차량(100)이 움직이게 된다. 그런 다음 차량은 시간(A)에서 가속 페달이 완전히 해제되는 시간(B)까지 요구된 토크에 따라 구동된다. 통상적으로 이러한 상황에서, 차량(100)은 주행 저항 및 가능한 구동 트레인 손실만을 받는 움직임이 이어지고, 상기 차량(100)이 주행하는 표면의 경사도에 따라 차량이 가속 또는 감속할 수 있다.
전기 기기(110)에 의해 생성된 토크를 나타내는 도 3c에서 알 수 있는 바와 같이, 실질적으로 제로 레벨로부터의 개시된 예에서 음의(제동) 토크(Tbrake)가 시간(B)에 인가되는데, 즉, 시간(B)까지 추진 토크가 연소 엔진(101)에 의해 제공된다. 전기 기기(110)가 시간(B)까지 추진 토크를 제공하였다면, 시간(A)과 시간(B) 사이에 전기 기기(110)에 의해 양의 토크가 전달되었을 것이다. 운전자가 경험하는 초기 감속을 부드럽게 하기 위해, 토크(Tbrake)는 시간(B)에 즉시 인가되거나 또는 예컨대 도 3c에 도시된 바와 같이 적절한 램프 기능을 이용하여 인가될 수 있다.
개시된 예에 따르면, 토크(Tbrake)가 인가될 때 시간(B)에서 시간(C)까지 일정한 감속에 의해 차량의 속도(vvehicle)가 감소하고, 단계(206)에서 차량(100)의 속도(vvehicle)가 제로 속도에 도달하였는지 여부, 즉, 차량(100)이 정지 상태에 도달했는지 여부를 결정한다. 상기 방법은 전술한 경우가 아닐 때 제동 토크(Tbrake)를 지속적으로 인가하는 단계(205)로 복귀한다.
차량(100)이 정지 상태에 있을 때, 상기 방법은, 전기 기기(110)에 의해 인가된 토크가 Tbrake에서 유지되거나 또는 반드시 그렇지는 않지만 감속 중에 인가된 토크(Tbrake)보다 작을 수 있는 제2 제동 토크(Thold)로 감소되는 단계(207)로 이어진다. 상기 토크(Thold)는 차량(100)이 정지 상태 및 바람직하게는 에너지 소비와 전기 기기 및/또는 예컨대 전기 기기(110)를 제어하는데 사용되는 인버터 드라이브(119)의 부품의 마모를 감소시키기 위해 감속 중에 인가된 토크(Tbrake)보다 작게 유지되도록 보장될 수 있는 레벨로 설정될 수 있다. 차량이 정지 상태이고, 이에 따라 전기 기기(110)의 회전자가 회전하지 않을 때 제동 토크가 인가될 수 있도록 전기 기기가 제어될 수 있지만, 이는 전기 기기를 제어하는 전력 전자 기기에 해를 끼칠 수 있다. 예를 들어, 차량(100)이 정지 상태이고, 이에 따라 전기 기기(110)의 회전자가 회전하지 않을 때, 모든 전력은 단상의 인버터 드라이브 스위치를 통해 전달되므로, 상기 스위치는 예컨대 과도한 열에 노출되어 잠재적인 손상의 위험이 있다. 이러한 이유로, 차량(100)이 전기 기기를 사용하여 정지 상태로 유지되는 시간이 제한되도록 구성될 수 있다.
이후에, 상기 방법은, 차량(100)이 정지 상태에 있는 시간(tstat)이 여전히 제1 한계 시간(tlim)을 초과하는지 여부가 결정되는 단계(208)로 이어진다. 상기 한계 시간(tlim)은 예를 들어, 적절한 수 초에 해당할 수 있다. 또한 상기 한계 시간(tlim)은 인가된 토크에 종속하도록 구성될 수 있고, 낮은 토크에 더 긴 한계 시간이 사용될 수 있고, 그 반대로도 적용될 수 있다. 전술한 경우가 아닌 한, 즉 차량(100)이 시간(tlim)보다 긴 시간 동안 정지 상태에 있지 않은 경우에, 차량(100)을 정지 상태로 유지하는 데 필요한 제동 토크(Thold)가 연속적으로 인가된다. 이는 도 3c에서 시간(c)에 예시되어 있고, 전기 기기(110)에 의해 여전히 제동 토크(Thold)가 인가된다. 차량(100)의 운전자가 차량 (100)을 움직이기 위해 상기 시간 동안 다시 가속 페달을 밟으면(단계 209), 상기 방법은 종료된다(단계 211).
또한, 도 2의 방법은 운전자가 추진 토크를 요구하자마자 본 발명에 따른 프로세스를 중단시키는 인터럽트 기능에 의해 제어될 수 있다.
차량(100)이 한계 시간(tlim)과 동일하거나 초과하는 시간 동안 정지 상태에 있다면, 상기 방법은, 제2 차량 브레이크 시스템이 작동되는 단계(210)로 이어지고, 상기 제2 브레이크 시스템이 작동될 때, 전기 기기에 의해 인가되는 제동 토크는 부분적으로 감소되거나 또는 본 예에서와 같이 제로로 감소된다. 예를 들어, 차량 서비스 브레이크 시스템은 차량이 정지 상태로 유지시키기 위해 적절한 제동 토크를 인가하도록 구성되고 활성화되어서, 전술한 바에 따라 마모를 감소시키기 위해 전기 기기(110)에 의해 인가되는 토크가 더 이상 요구되지 않는다. 그러나, 일 실시예에 따르면, 예컨대, 운전자에 의해 추진 토크가 요청되거나 다른 차량 브레이크 시스템이 활성화되는 것과 같은 다른 동작이 없는 한 차량은 정지 상태로 유지된다.
본 발명에 따라 전기 기기를 사용하여 차량을 감속하는 것은, 매우 부드러운 제동 작용 및 이에 따라 예컨대, 예상하지 않은 클러치 거동으로 인해 발생할 수 있는 인가된 구동 휠의 갑작스럽고 예기치 않은 변화 없이 차량(100)의 감속이 얻어질 수 있는 이점을 갖는다. 본 발명은 또한 차량을 가속 및 감속하고 차량을 정지 상태로 유지하기 위해 가속 페달만 조작하므로 운전자가 차량을 제어하는 것을 매우 용이하게 하는 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 예컨대, 차량의 저속 기동에 대해 하나 이상의 차량 기능이 적용될 수 있는 능동적으로 선택된 레인징 모드에서 기능이 유용한 것으로 판명될 수 있는 모드로 차량이 구동될 때에만 본 발명이 활성화된다.

Claims (21)

  1. 차량(100)을 감속시키는 방법으로,
    상기 차량(100)은 차량(100)의 적어도 하나의 구동 휠(113, 114)에 제어 가능한 토크를 제공하도록 배치된 적어도 하나의 전자 기기(110)를 포함하며, 차량(100)을 추진시키는 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단을 또한 포함하는, 차량 감속 방법에 있어서,
    추진 토크에 대한 운전자 요구가 적어도 제1 정도로 감소될 때, 상기 방법은,
    - 상기 전기 기기를 이용하여 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계,
    - 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 이용하여 상기 차량을 정지 상태로 감속시키는 단계, 및
    - 상기 전기 기기(110)를 이용하여 상기 차량(100)이 상기 정지 상태로 감속되는 경우에, 상기 전기 기기(110)에 의해 인가된 상기 토크(Tbrake)를 이용하여 상기 차량(100)을 상기 정지 상태로 유지하기 위해, 상기 전기 기기(110)를 이용하여 토크(Thold)를 지속적으로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량은 차량(100)을 추진시키는 토크를 능동적으로 요구하는 상기 운전자 제어식 수단과 상이한, 제동 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단을 또한 포함하며,
    - 제동 토크를 요구하는 운전자 제어식 수단을 이용하여 제동 토크가 요구되는지 여부를 결정하는 단계, 및
    - 제동 토크를 요구하는 운전자 제어식 수단에 의해 제동 토크가 요구되지 않는 것으로 결정될 때에만 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 차량(100)을 추진시키는 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단을 이용하여 상기 차량의 운전자가 추진 토크를 요구할 때까지, 상기 전자 기기를 이용하여 상기 차량을 상기 정지 상태로 유지하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    - 제동 토크를 요구하는 운전자 제어식 수단을 이용하여 상기 차량(100)의 운전자가 제동 토크를 요구할 때까지, 상기 전자 기기(110)를 이용하여 상기 차량(100)을 상기 정지 상태로 유지하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량(100)이 상기 전자 기기(100)를 이용하여 상기 정지 상태로 유지될 때, 상기 차량(100)이 제1 시간(tlim) 동안 상기 정지 상태로 되었는지 여부를 결정하는 단계, 및
    - 상기 차량(100)이 상기 제1 시간(tlim) 동안 상기 전자 기기(100)를 이용하여 상기 정지 상태로 유지되었을 때, 상기 전자 기기와 다른 차량 브레이크 시스템을 사용하여 상기 차량(100)을 상기 정지 상태로 유지하는 제동 토크를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계 이전에,
    - 상기 차량(100)의 속도(vvehicle)를 결정하는 단계, 및
    - 상기 차량(100)의 속도(vvehicle)가 제1 한계 속도(vlim) 미만일 때에만 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    - 상기 차량의 속도(vvehicle)가 20km/h 또는 10km/h 또는 5km/h 미만일 때에만 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계 이전에,
    - 상기 차량(100)이 이동하는 표면의 제1 경사도(αvehicle)를 결정하는 단계, 및
    - 상기 제1 경사도가 제1 한계 경사도(αlim) 미만일 때에만 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    - 상기 제1 경사도(αvehicle)가 5% 또는 3% 미만일 때에만 상기 제1 제동 토크를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  10. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)은 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 선택적으로 구동되도록 배치되며, 상기 제2 모드에서 적어도 하나의 기능의 기능성은 상기 제1 모드에서 적어도 하나의 기능의 기능성과 상이하며, 상기 차량(100)의 저속 기동에 적합하고,
    - 상기 차량(100)이 상기 제2 모드로 구동될 때에만 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    - 상기 차량(100)의 운전자에 의해 상기 제2 모드가 능동적으로 선택된 때에만 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  12. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 차량 속도(vvehicle) 및/또는 차량의 중량 및/또는 상기 차량(100)이 이동하는 표면의 경사도(αvehicle)에 따라 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 결정하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  13. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 차량(100)이 제2 시간 또는 제1 주행 거리 내에서 상기 정지 상태로 감속되도록 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 결정하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  14. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 결정하기 이전에 결정되는 제1 감속도가 얻어지도록 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 결정하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  15. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량(100)은 클러치(106)를 개폐함으로써 상기 차량(100)의 적어도 하나의 구동 휠(11, 114)에 선택적으로 연결되도록 배치된 연소 엔진(101)을 포함하며, 상기 전기 기기(110)는 적어도 상기 클러치(106)가 개방될 때 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  16. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 추진 토크에 대한 상기 운전자 요구가 중단될 때에만 상기 브레이크 토크(Tbrake)를 인가하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  17. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    차량(100)을 추진시키는 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단은 제1 단부 위치와 제2 단부 위치 사이의 이동 영역에서 이동될 수 있고, 토크에 대한 요구는 상기 운전자 제어식 수단의 위치에 의존하도록 구성되며, 토크에 대한 요구는 상기 제1 단부 위치에서 상기 제2 단부 위치로 이동함으로써 증가하고, 상기 방법은,
    - 상기 운전자 제어식 수단이 상기 제1 단부 위치로부터 상기 제2 단부 위치로 이동되는 전체 이동 영역의 최대 5% 또는 10%의 위치에 있을 때, 적어도 제1 정도로 추진 토크에 대한 상기 운전자 요구가 감소되는 것을 결정하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 방법.
  18. 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로,
    상기 프로그램 코드는 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행될 때 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법이 상기 컴퓨터에서 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  19. 컴퓨터로 판독 가능한 매체 및 제18항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로,
    상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 차량(100)을 감속시키는 시스템으로,
    상기 차량(100)은 차량(100)의 적어도 하나의 구동 휠(113, 114)에 제어 가능한 토크를 제공하도록 배치된 적어도 하나의 전자 기기(110)를 포함하며, 차량(100)을 추진시키는 토크를 능동적으로 요구하는 운전자 제어식 수단을 또한 포함하는, 차량 감속 시스템에 있어서,
    추진 토크에 대한 운전자 요구가 적어도 제1 정도로 감소될 때, 상기 시스템은,
    - 상기 전기 기기를 이용하여 제1 제동 토크(Tbrake)를 인가하는 수단,
    - 상기 제1 제동 토크(Tbrake)를 이용하여 상기 차량(100)을 정지 상태로 감속시키는 수단, 및
    - 상기 전기 기기(110)를 이용하여 상기 차량(100)이 상기 정지 상태로 감속되는 경우에, 상기 전기 기기(110)에 의해 인가된 상기 토크(Tbrake)를 이용하여 상기 차량(100)을 상기 정지 상태로 유지하기 위해, 상기 전기 기기(110)를 이용하여 토크(Thold)를 지속적으로 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 감속 시스템.
  21. 제20항에 따른 시스템을 포함하는 차량.
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