KR20140003587A - 정지/시동 기술을 디스에이블하기 위한 운전자 선택 가능 저속 모드 - Google Patents

정지/시동 기술을 디스에이블하기 위한 운전자 선택 가능 저속 모드 Download PDF

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KR20140003587A
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브라이언 이. 비쉬
존 디. 뮐러
제프리 엠. 올제초우스키
아누락 피터 발마
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크라이슬러 그룹 엘엘씨
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Abstract

이 발명은 정지/시동 기술이 탑재된 자동차를 위한 운전자 제어 가능 저속 모드이다. 자동차는 엔진 제어기(engine controller), 내연 기관에 연결된 트랜스미션 및 그 엔진 제어기와 트랜스미션에 연결된 쉬프터(shifter)를 가지는 정지/시동 기술을 갖춘 내연 기관을 포함한다. 쉬프터는 정지/시동 기술이 디스에이블(disable)하는 적어도 하나의 저속 모드를 포함하는 다수의 동작 모드(operating modes) 중 하나의 모드로 트랜스미션을 위치시키도록 동작 가능하다. 엔진 제어기는 어떤 속도나 가속도 임계치를 초과하는 자동차 동작을 감지하고 운전자로 하여금 저속 모드를 비활성화하게 유도하도록 가청 차임벨 혹은 메시지를 재생하거나 시각 신호(visual cue)를 디스플레이하도록 동작 가능하다. 엔진 제어기는 트랜스 미션이 저속 모드일 때 계속되는 가속 시도를 감지하고 이러한 감지 직후 미리 설정된 시간 동안 저속 모드를 디스에이블하도록 추가 동작 가능하다.

Description

정지/시동 기술을 디스에이블하기 위한 운전자 선택 가능 저속 모드 {DRIVER SELECTABLE LOW SPEED MODE FOR DISABLING STOP/START TECHNOLOGY}
본 개시 내용은 내연 기관을 위한 전기 시동기(electric starter)에 기반을 둔 정지/시동 기술 및 관련 자동차 파워트레인에 관한 것이다.
정지/시동 기술은 자동차가 정지하거나 코스팅(coasting)할 때처럼 조건이 충족될 때 가솔린 엔진을 정지시킴으로써 자동적으로 에너지를 보존한다. 이러한 특성은 연료 경제성을 향상시키고 배출 가스를 줄인다. 이것은 상당한 시간을 교통신호에서 대기하거나 자주 정지하는 자동차에게 가장 유용하다.
통상적으로, 기존의 정지/시동 시스템이 탑재된 엔진은 운전자가 스위치나 버튼을 이용하여 부주의하게 혹은 직접 그 시스템을 차단할 수 있게 한다. 그러나, 운전자가 그 기능을 디스에이블하게 허용하는 것은 자동차가 정상 운행하는 동안 이 기능을 사용하면서 얻을 수 있는 이득을 잠재적으로 손상시킨다. 이것은 심지어 이러한 기능이 순간 스위치(momentary switch,즉 각각의 중요한 cycle을 초기화하는 스위치)처럼 실행될 때에도 마찬가지이다. 또한, 기존 시스템은 정지-시동 시스템이 탑재된 엔진이 적어도 하나의 엔진도 정지시키지 않고 천천히 움직이는 것(creep)을 허용하지 않는다. 이것은 주차 운전 중 성가신 것일 수 있다.
하나의 형태상, 본 개시 내용은 내연 기관으로 구동되는 자동차의 파워트레인 위에 활성화된 정지/시동 기술을 디스에이블하기 위한 운전자 선택 가능 저속 모드를 제공한다. 그러한 저속 모드는 운전자를 빈번하고 부주의한 엔진 오프 사이클(engine off cycles)로 불편하게 하지 않고 자동차가 제한된 속도로 움직일 수 있게 해준다. 운전자의 저속 모드 선택은 엔진 제어기에 전달이 되고, 이것이 정지/시동 제어기에 신호를 보내고 속도 임계치를 실행함으로써 정지/시동 기술을 디스에이블 하게 된다. 이 저속 모드는 작동상 제한적이기 때문에, 보통의 정상적인 사용 중에는 정지/시동 시스템을 제약하지 않는다. 따라서, 정상 작동 중에는 연료 경제성이 손상되지 않는다.
운전자 선택 가능 저속 모드는 일반적으로 표준 쉬프터 위에 "Low Speed" ,즉 "LS" 인디케이터(indicator) 혹은 그와 유사한 표시가 부착된 추가 디텐트 포지션 (detent position)을 통해서 실행된다. "Low Speed" 디텐트는 여러 가지 방법으로 위치될 수 있다. 그것은 "Drive" 바로 앞 즉 중립(Neutral) 뒤에, 혹은 "Drive" 뒤 즉 기어 제한 드라이브(gear-limited drive) 앞에, 혹은 운전자가 쉬프터를 "Drive"의 좌측 혹은 우측에 이동시키도록 요구되는 위치에 배치될 수 있다. 수동 기어 시뮬레이팅 모드("tiptronic")를 탑재한 트랜스미션에서, 저속 모드는 쉬프터를 반대 방향으로 가동시킴으로써 활성화될 수 있다. (즉, 수동 기어 시뮬레이팅 모드를 활성화시키는 "Drive"의 오른쪽 방향 대신 왼쪽으로 가동시킴). 또한 이 저속 모드는 트랜스미션이 "Drive"에 위치해 있을 때 결합된 버튼이나 스위치를 이용하거나, 첫 번째 이용 가능한 기어에서 저속 모드로 다운쉬프팅(downshifting)하거나, 혹은 진성 수동 트랜스미션 쉬프터에 있는 독립된 디텐트로서 수동 기어 시뮬레이팅 트랜스미션에서 활성화될 수 있다.
또한, "Drive"에 인게이지(engaged)하자마자 중립으로 다시 이동하는 것과 유사하게, "Low Speed"에서 "Drive"로 이동하기 위해 트랜스미션 쉬프트록(transmission shift lock)이 디스에이블 될 수 있다. 이것은 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않고 트랜스미션을 "Drive"에 부드럽게 전환할 수 있게 해준다.
운전자가 정지/시동 기술을 완전하게 디스에이블한 채로 자동차 운전을 위해 저속 모드를 이용하는 것을 방지하기 위해서, 운전자에게 저속 모드가 인에이블 되었음을 경고하기 위해 자동차가 임계 속도를 초과할 때 가청 혹은 시각 신호가 운전자에게 제공될 수 있다. 일반적으로, 이 임계속도는 6mph(10km/h)로 제한된다. 이러한 가청 혹은 시각 신호는 운전자가 다시 "Drive"에 인게이지해서, 정지/시동 기능을 재활성화(reenable)하도록 유도할 것이다. 오디오 시스템 혹은 운전자 통지 시스템(즉, 대쉬보드 인터페이스)을 통해서 전달될 수 있는 이 신호는 운전자가 "Drive"에 리인게이지할 때까지 반복적으로 보여지거나 재생될 수 있다. 만약, 미리 설정된 시간(1~2분) 이후에 사용자가 물리적으로 "Drive"를 리인게이지하지 않는다면, 이 시스템은 저속 모드를 디스에이블 하면서, 자동적으로 "Drive"를 리인게이지할 수 있다.
저속 모드를 활성화하는 것은 자동차 기능에 있어서 다른 많은 변화를 트리거(trigger)하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 카네비게이션 시스템이 디스에이블되거나 목적지 엔트리(destination entry)를 금지하도록 커맨드(command) 될 수 있다. 또한, 운전자가 속도 혹은 가속도 임계치를 초과하여 자동차를 주행하려고 시도할 때, 운전자에게 저속 모드 주행 중이라는 것을 상기시키기 위해 가청 차임벨 혹은 메시지가 자동차의 오디오 시스템을 통해서 재생될 수 있다.
상기에 논의된 가청 혹은 시각 신호에 덧붙여서, 정상 운행 중 운전자가 정지/시동을 디스에이블하는 것을 방지하는 다른 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 시간 이후에 속도나 가속도 조정이 인게이지될 수 있다. 이러한 조정은 예컨대 가속도 컨트롤을 수정하는 것과 같은 다양한 방법에 의해 실행될 수 있다. 이것은 정상 운행 중에는 연료 경제성을 해치지 않은 채, 주차 혹은 크리핑(creeping,즉 저속 주행)할 때 정지/시동 기능을 디피트(defeat)해준다.
운전자 제어 가능 저속 모드와 함께, 예상되는 시나리오 중 정지/시동 기능이 작동하는 실수가 없을 수 있다. 현재 실행되고 있는 것으로서 정지/시동 기능에 대한 하나의 알려진 문제는 정지/시동 기능 배후의 복잡한 로직 구조라고 할 수 있다. 정지/시동기능은 오직 미리 설정된 주위 온도, 냉각수 온도, 냉난방공조(HVAC settings), 배터리 충전상태와 자동차 속도 등에 맞춰 작동될 것이다. 운전자 제어 가능 저속 모드는 이런 복잡한 로직을 제거하고 보다 간단한 제어방법을 제공한다. 예를 들어, 더욱 복잡한 로직을 가지는 자동차에 대해서는 스탑 앤 고 트래픽(stop-and-go traffic)에서 정지/시동이 디스에이블 될 수 있는 반면, 현 발명에 있어서는 운전자가 특별히 자동차를 저속 모드로 설정하지 않는 한 정지/시동은 계속 작동하게 될 것이다.
엔진 제어기가 운전자가 비상시 저속 모드를 일시적으로 디스에이블할 필요가 있다는 것을 인식할 때 (즉, 운전자가 트래픽에 진입했지만, 트랜스미션을 다시 "Drive"에 위치시키는 것을 잊었을 때), 운전자가 쉬프터를 "Low Speed" 위치에 놓았지만 마치 트랜스미션이 "Drive"에 있는 것처럼 가속하려고 한다는 것을 엔진 제어기가 인식하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 가속 페달 압력을 측정해서 임계치와 비교할 수 있다. 그러한 경우, 가청 차임벨이나 메시지가 재생될 수 있고, 자동차 속도가 안전 레벨 미만으로 감속하여 운전자가 적절하고 안전하게 트랜스미션을 "Drive"에 위치시킬 수 있을 때까지 저속 모드는 디스에이블 될 수 있다.
본 개시내용의 다른 적용 가능 영역은 본 명세서에 제공된 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구항으로부터 자명하게 될 것이다. 상세한 구현 방법과 도면을 포함하는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 성격상 예시의 목적으로만 의도된 단순한 본보기이며 본 발명의 범위, 적용과 사용을 제한하기 위해 의도된 것이 아님이 이해되어야 한다. 따라서, 발명의 요지를 벗어나지 않는 변동은 발명의 범위 안에 있는 것으로 의도된다.
도 1은 본 개시 내용에 따르는 운전자 선택 가능 저속 모드를 가지는 자동차 파워트레인을 예시한다.
도 2A-2G는 도 1의 파워트레인을 위한 쉬프터의 예시 장치(arrangements)를 보여준다.
도 3은 본 개시 내용에 따르는 운전자 선택가능 저속 모드의 예시 동작을 보여주는 플로우차트이다.
도 1은 정지/시동 기술과 트랜스미션(30)을 갖춘 엔진(20)을 가진 자동차 파워트레인(10)을 예시한다. 엔진 제어기(22)는 엔진(20)과 정지/시동 제어기(21)(일반적으로 엔진(20)의 일부분)와 연결되어 있고 엔진의 가속을 포함하는 엔진의 작동을 제어하도록 동작 가능하다. 엔진 제어기(22)는 우선적으로 스티어링 컬럼(steering column)을 포함하는 운전자 콘솔(40), 가속 페달 센서(41), 그리고 브레이크 페달 센서(42)로부터 입력을 받는다.
저속 모드의 선택은 트랜스미션 쉬프터(31)를 통해 이루어지고, 그 트랜스미션 쉬프터는 트랜스미션(30)을 제어하고 모드 선택을 엔진 제어기(22)에 통보한다. 하기에 더욱 상세히 논의되는 쉬프트록(32)도 또한 포함될 수 있다. 저속 모드가 선택될 때, 엔진 제어기(22)는 정지/시동 기능을 디스에이블하기위해 정지/시동 제어기(21)와 커뮤니케이트할 것이다. 저속모드가 인에이블하는 동안, 엔진 제어기(22)는 자동차의 속도를 모니터하고 운전자가 임계속도나 가속도를 초과했는지 결정하게 될 것이다. 위에서 언급한 것처럼, 임계 속도는 약 6 mph(10 km/h)이다. 그러나 제조사가 의도한다면, 임계치는 더 낮거나 높아질 수 있다. 임계치를 넘으면, 네비게이션 시스템(50), 오디오 시스템(51) 및/또는 운전자 통지 시스템(52)에서 가청 차임벨이 재생될 수 있고/있거나 메시지가 보여 질 수 있다. 또 다른 실시 예에서는, 오퍼레이터에게 계속되는 저속 모드 운행이 부적절하다는 정보를 전달하기 위해 점증하는 강도의 다중 알람이나 인디케이터가 이용될 수 있다.
저속 모드가 선택되었을 때, 엔진 제어기(22)가 선택적으로 완벽하게 네비게이션 시스템(50)을 디스에이블하게 하거나(혹은 그것에 대한 입력을 제한하기 위해서) 엔진 제어기(22)는 선택적으로 네비게이션 시스템(50)과 연결된다. 이전에 언급되었듯이, 엔진 제어기(22)는 미리 설정된 시간 동안 자동차가 속도 혹은 가속도 임계치에 다다르거나 혹은 초과했을 때 가속 페달 센서(41) 스루풋 (throughput)을 조정할 수 있다. 그러므로 운전자는 자동차를 계속해서 가속하거나 운행하는데 방해를 받지 않을 것이지만, 감소된 가용 파워나 토크의 형태로 어느 정도 레벨의 피트백을 받게 될 것이다.
도 2A-2G는 트랜스미션(30)에 대한 각 작동 모드를 위한 하나로서 어떤 경로를 따라 배치된 다수의 디텐트를 가지는 도 1 파워트레인을 위한 쉬프터(31)의 예시 배치를 보여준다. 도 2A는 전통적인 방식으로 배치된 "P"("Park"), "R"("Reverse"), "N"("Neutral")을 포함하는 쉬프터(31)의 모드 경로를 따라 "D"("Drive")뒤에 위치하는 저속 모드 "LS"를 가지는 쉬프터(31)을 보여준다. 도 2B에서 보여지는 쉬프터(31B)는 "D"("Drive")의 앞에 "LS"를 위치시킨다.
도 2C에서 보여지는 쉬프터 31C는 "D"("Drive")의 서브 모드로서 "LS"의 위치를 정하는데, 그 모드는 트랜스미션의 쉬프트록(32)를 비활성화시키지 않고 선택 가능하다. 일반적으로, 쉬프트록(32)은 자동차를 "P"("Park")모드로부터 어떤 모드로 이동시킬 때 브레이크 페달 센서(42)를 밟음으로써 비활성화되어야 한다. 도 2D에서 보여지는 쉬프터 31D는 도 2C에서처럼 "D"("Drive")의 서브모드로서 "LS"를 위치시키지만, 기술상 알려진 것처럼 수동 기어 선택 서브 모드 "M"을 추가한다. 수동 서브 모드 "M"에 있을 때, 운전자는 쉬프터를 아래위로 움직이면서 기어를 위(+), 아래(-)로 움직일 수 있다.
도 2E는 유사하게 수동 기어 선택 서브 모드 "M"을 갖는다. "M"에서 첫 번째 기어 아래로 다운쉬프팅함으로써 "LS"가 선택 가능하다. 도 2F는 트랜스미션이 이미 "D"("Drive")에 있을 때 버튼(33) 혹은 예컨대 스위치 같은 다른 액츄에이션 수단을 통해 저속 모드를 활성화하는 것을 허용한다. 도 2G는 (완전한 수동 트랜스미션과 함께 이용되든지, 혹은 전자 더블 클러치와 함께 이용되든지) 완전한 수동 기어 선택 방법을 예시하는데, "LS"는 첫 번째 기어 "1" 디텐트에서 선택 가능하다. 도 3은 상기에 상술한 것처럼 운전자 선택 가능 저속 모드의 한 동작 예시를 보여주는 플로우 차트이다. 먼저, 단계 61에서 엔진 제어기(22)는 저속 모드의 운전자 선택을 인식한다. 다음에, 단계 62에서 엔진 제어기(22)는 정지/시동 제어기(21)을 통해 정지/시동 기능을 디스에이블한다. 선택적으로, 단계 63에서 엔진 제어기(22)는 네비게이션 시스템(50)기능을 디스에이블한다.
단계 64는 운전자가 저속 모드를 디스에이블했는지를 모니터링하는 단계를 포함한다. 운전자가 저속 모드를 디스에이블하면, 단계 69의 엔진 제어기(22)가 자동차를 스탠다드 "D"(Drive)에 되돌려 놓으면서 정지/시동 제어기(21)를 통해 정지/시동 기능을 다시 인에이블한다. 운전자가 저속 모드를 디스에이블하지 않으면, 단계 65에서 엔진 제어기(22)가 운전자가 속도 혹은 가속도 임계치에 다다르거나 혹은 초과하지 않았는지 확인한다. 운전자가 임계치에 다다르거나 초과하지 않으면, 다시 단계 64로 돌아간다. 만약 운전자가 속도 임계치를 초과하면, 가청 차임벨 및/또는 시각 신호가 단계 66에서 표시되고, 엔진 제어기(22)는 운전자가 저속 모드를 디스에이블 했는지 확인하기 위해 단계 64로 돌아가는 동시에 선택적으로 미리 설정된 시간을 카운트하기 시작한다. 인식될 수 있듯이, 가청 차임벨이나 시각 신호가 시퀀스(sequence)가 완료될 때마다 리플레이(replay)된다. 차임벨이나 신호의 볼륨이나 가시성은 그것이 반복될 때마다 강도가 증가될 수 있다.
만약 엔진 제어기(22)가 선택적으로 미리 설정된 시간을 카운팅하면, 미리 설정된 시간이 초과되자마자 (즉, 운전자가 1~2분정도 저속모드를 디스에이블하는것을 잊자마자)저속 모드는 자동적으로 디스에이블된다. (단계 68과 69). 또한, 가속 조정이 실행될 수 있다. (단계 67). 저속 모드는 자동차 속도가 속도 임계치 미만으로 내려갈 때까지 오직 일시적으로 디스에이블 될 수 있음을 주의해야 한다. 이 시점에서, 방법은 단계 64로 다시 돌아갈 수 있고 계속해서 운전자가 저속 모드를 디스에이블했는지 모니터링 하게 된다.

Claims (20)

  1. 정지/시동 기술을 가진 내연기관;
    상기 내연 기관을 작동시키는 엔진 제어기;
    상기 내연기관과 연결된 트랜스미션; 및
    상기 트랜스미션과 상기 엔진 제어기와 연결된 쉬프터를 포함하는데,
    상기 쉬프터는 상기 트랜스미션을 다수의 동작 모드 중 하나의 모드에 위치시키도록 동작 가능하고, 상기의 동작 모드는 정지/시동 기술이 디스에이블되는 적어도 하나의 저속 모드를 포함하는, 자동차 파워트레인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진 제어기가 상기 저속 모드의 선택 표시를 수신하자마자 속도 혹은 가속도 임계치를 실행하도록 동작 가능한, 자동차 파워트레인.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 쉬프터가 하나의 경로(path)를 따라 배치된, 각각의 동작 모드에 해당하는, 다수의 디텐트를 가지는, 자동차 파워트레인.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 동작 모드가 적어도 주차(park), 후진(reverse), 중립(neutral)과 드라이브(drive)를 또한 포함하는, 자동차 파워트레인.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 저속 모드가 드라이브 전, 중립 다음에 선택 가능한, 자동차 파워트레인.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 저속 모드가 드라이브 다음에 선택 가능한, 자동차 파워트레인.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 저속 모드가 드라이브의 서브 모드이고, 상기 저속 모드가 트랜스미션의 쉬프트록을 비활성화시키지 않고 선택 가능한, 자동차 파워트레인.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 동작 모드가 트랜스미션의 쉬프트록을 비활성화시키지 않고 선택 가능한 드라이브의 서브 모드를 선택하는 수동 기어를 더 포함하는, 자동차 파워트레인.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 저속 모드가 드라이브의 서브 모드를 선택하는 수동 기어의 첫 번째 가용 기어로부터 다운쉬프팅함으로써 선택 가능한, 자동차 파워트레인.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 저속 모드는 드라이브 모드가 선택되었을 때 버튼 혹은 스위치를 액츄에이팅함으로써 선택 가능한, 자동차 파워트레인.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 저속 모드 선택 신호를 수신하자마자 상기 자동차 파워트레인에 연결된 네비게이션 시스템을 디스에이블하도록 추가 조작 가능한, 자동차 파워트레인.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 임계 속도가 초과되면 가청 차임벨이나 메시지가 재생되게 하거나 혹은 시각 신호가 표시되게 하도록 추가 조작 가능한, 자동차 파워트레인.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 저속 모드가 선택 해제(deselected)될 때까지 가청 차임벨이나 메시지를 재생하거나 시각 신호를 표시하는 것을 반복하도록 추가 조작 가능한, 자동차 파워트레인.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 엔진 제어기는 계속적인 가속 시도가 검출(detect)될 때 가청 차임벨 혹은 메시지가 재생되게 하도록 추가 조작 가능한, 자동차 파워트레인.
  15. 엔진 정지/시동 기능을 갖는 자동차를 위한 저속 동작 방법으로서,
    정지/시동 기능을 리인에이블하기 위한 운전자 커맨드(command)를 수신할 때까지 엔진 정지/시동 기능을 디스에이블하는 것을 포함하는, 저속 동작 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 운전자 커맨드가 다수의 동작 모드 중 드라이브 모드의 선택을 포함하고, 상기 다수의 동작 모드는 또한 저속 동작 방법에 해당하는 하나의 모드를 포함하는, 저속 동작 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    엔진 정지/시동 기능이 자동차 속도가 임계치를 초과했는지 결정하기 위해 디스에이블되는 동안 상기 자동차의 속도를 모니터링하는 것을 더 포함하는, 저속 동작방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    임계속도가 초과되었다면, 상기 운전자에게 가청 차임벨 혹은 메시지를 재생하거나 시각 신호를 표시하는 것을 더 포함하는, 저속 동작 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    정지/시동 기능을 리인에이블하기 위한 상기 운전자 커맨드를 수신할 때까지 상기 가청 차임벨 혹은 메시지를 반복해서 재생하거나 시각 신호를 반복적으로 표시하는 것을 더 포함하는, 저속 동작 방법.
  20. 청구항 17에 있어서,
    자동차 속도가 미리 설정된 시간 동안 상기 임계치를 초과할 때, 정지/시동 기능을 리인에이블하기 위한 상기 운전자 커맨드가 수신되지 않았다면 엔진 정지/시동 기능을 리인에이블하는 것을 더 포함하는, 저속 동작 방법.
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