KR20170122851A - 차량 속력 제어 시스템 및 토크 밸런싱을 이용하는 방법 - Google Patents

차량 속력 제어 시스템 및 토크 밸런싱을 이용하는 방법 Download PDF

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제임스 켈리
다니엘 울리스크포프트
앤드류 페어그리브
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재규어 랜드 로버 리미티드
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Abstract

복수의 바퀴를 가진 차량의 속력 제어 시스템을 작동시키는 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신하는 것을 포함하고 있다. 상기 방법은 또한, 상기 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호에 기초하여, 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하여, 차량의 속력을 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크의 감소(작용된 구동 토크)가 필요할 것인지를 결정하는 것을 포함하고 있다. 상기 방법은 또한 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 것을 포함하고 있다. 상기한 방법을 수행하도록 구성된 전자 제어 장치를 포함하는 차량의 속력을 제어하는 시스템이 또한 제공되어 있다.

Description

차량 속력 제어 시스템 및 토크 밸런싱을 이용하는 방법{VEHICLE SPEED CONTROL SYSTEM AND METHOD EMPLOYING TORQUE BALANCING}
본 발명은 대체로 차량 속력 제어에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 엔진 또는 파워트레인 오버런을 상쇄시키기 위해 토크 밸런싱 구성을 이용함으로써 다양한 상이한 지형을 횡단할 수 있는 차량의 속력을 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 크루즈 컨트롤 시스템이라고 칭하는, 알려진 차량 속력 제어 시스템에 있어서, 차량에 대한 설정-속력은 수동으로 차량을 원하는 속력까지 가속시킨 다음, 예를 들면, 푸시버튼과 같은, 사용자-선택가능 사용자 인터페이스 장치를 조종하여 지배적인 차량 속력(prevailing vehicle speed)을 설정-속력으로 설정함으로써 처음으로 설정될 수 있다. 그 후에 사용자가 상기 설정-속력을 바꾸기를 원하면, 상기 설정-속력을 증가시키거나 감소시키기 위해서 동일한 사용자 입력 장치 또는 상이한 사용자 입력 장치를 조종할 수 있다. 설정-속력에 있어서 요청되거나 명령으로 정한 변화에 대응하여, 속력 제어 시스템이, 예를 들면, 차량의 파워트레인 및/또는 브레이크 서브시스템과 같은 하나 이상의 차량 서브시스템에 명령을 발송함으로써 차량을 적절하게 가속시키거나 감속시켜서 새로운 설정-속력에 이르게 하거나 맞춘다.
하지만, 종래의 속력 제어 시스템은 단점이 있다. 예를 들면, 비포장도로(off-road)를 주행할 때 특히 고속도로나 포장도로에 맞게 설계된 속력 제어 시스템을 저속으로 사용하면 차량의 사용자에게 사용자 작업량을 감소시키고 차량 평정성(composure)을 향상시키는데 있어서 상당한 장점을 제공할 수 있지만, 사용자가 표석 영역(boulder field)과 같은 비포장도로 장애물을 지나려고 하면, 상기와 같은 장애물을 지나는데 필요한 토크 요건의 극단 상황(extremes) 동안 차량 속력이 지나치게 빠르거나(통상적으로, 고속도로/포장도로 크루즈 컨트롤 시스템은 대략 30mph(대략 50kph)의 최소 설정 속력을 가진다) 또는 차량 엔진이 멈출 수 있다.
마찬가지로, 예를 들면, 비포장도로를 주행할 때, 특히 저속으로 사용하도록 설계된 속력 제어 시스템은 사용자에게 사용자 작업량, 차량 안정성, 그리고 운전자 안락감과 관련된 여러가지 장점을 제공할 수도 있지만, 차량이 비교적 큰 구동 토크를 필요로 하는 환경(예를 들면, 경사로, 모래, 물, 진창 등)으로부터 대체로 작은 구동 토크를 필요로 하는 환경(예를 들면, 내리막길, 평탄면, 포장도로 등)으로 이행할 때, 상승된 토크 요구량(elevated torque demand)이 지나감에 따라 차량은 파워트레인 또는 엔진 오버런을 경험할 수 있고, 이로 인해 차량 속력이 속력 제어 시스템의 설정-속력을 초과하게 한다. 예를 들면, 차량이 특정 설정-속력을 가진 속력 제어 시스템을 이용하여 표석 영역과 같은 장애물을 지나고 있을 때, 예를 들면, 차량이 표석을 올라가고 있거나, 하나 이상의 표석의 상부를 따라서 이동하거나, 또는 표석을 내려가고 있는지에 따라, 설정-속력을 유지하기 위해서 구동 토크량이 변화될 것이 필요할 것이다. 차량이 표석을 넘어가게 하기 위해서는 비교적 큰 토크량이 필요할 수 있지만, 차량이 표석 위에 오를 때에는 훨씬 더 작은 토크량이 필요할 것이므로, 차량 속력을 설정-속력으로 유지시키기 위해서 구동 토크는 적절하게 감소되어야 한다. 그러나, 토크 요구량의 변화에 대한 내연기관의 반응의 지연(다시 말해서, 토크 출력이 토크 요구에 뒤처지는 것)으로 인해서, 차량이 표석 위에 오를 때, 파워트레인 또는 엔진 오버런이 발생할 수 있고, 이로 인해 엔진 또는 파워트레인이 구동 토크를 적절한 수준으로 감소시킬 수 있을 때까지 차량의 속력이 적어도 일시적으로 속력 제어 시스템의 설정-속력을 초과하게 된다. 결과적으로, 차량의 운전자 또는 사용자는 차량이 일정하고 완만한 속력으로 표석을 지나가는 것이 아니라 차량이 요동치며 표석을 넘어가는 것을 감지할 수 있다.
따라서, 상기한 단점의 하나 이상를 최소화하는 효과 및/또는 없애는 효과를 가진 속력 제어 시스템 및 이 속력 제어 시스템에 사용되는 방법에 대한 필요성이 제기되고 있다.
보호받고자 하는 본 발명의 한 실시형태에 따르면, 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력 제어 시스템을 작동시키는 방법이 제공되어 있다. 상기 방법은, 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신하는 단계; 상기 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호에 기초하여, 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하여, 차량의 속력을 상기 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하는 단계; 그리고 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하는 것에 대응하여, 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 단계;를 포함하고 있다.
보호받고자 하는 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 복수의 바퀴를 가진 차량용 속력 제어 시스템이 제공되어 있다. 상기 시스템은 전자 제어 장치를 포함하고 있고, 상기 전자 제어 장치는 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신하도록 구성되어 있고; 상기 전자 제어 장치는, 상기 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호에 기초하여, 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하여, 차량의 속력을 상기 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하도록 구성되어 있고; 그리고 상기 전자 제어 장치는, 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하는 것에 대응하여, 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하도록 구성되어 있다.
보호받고자 하는 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 명세서에 기술된 상기 시스템을 포함하는 복수의 바퀴를 가진 차량이 제공되어 있다.
보호받고자 하는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 본 명세서에 기술된 것과 같이 상기 방법을 수행하기 위해 복수의 바퀴를 가진 차량을 제어하는 컴퓨터-판독가능 코드를 저장하는 저장 매체(carrier medium)가 제공되어 있다.
상기한 본 발명의 하나 이상의 실시형태의 하나 이상의 예에 따르면, 예를 들면, 비포장도로 상태에서 작동되는 속력 제어 시스템이 제공되어 있고, 이 경우 상기 속력 제어 시스템은 지상에서의 규정된 설정-속력을 유지시키기 위해서 차량의 하나 이상의 바퀴에 필요한 토크(다시 말해서, 구동 토크)를 전달하도록 파워트레인에 명령하고, 상기 시스템은, 예를 들면, 차량이 장애물 위에 오르고 있다는 결정에 대응하여, 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 작동되고 이로 인해 차량이 장애물을 지날 때 파워트레인 오버런을 없애고 설정-속력을 실질적으로 유지시킨다.
상기 제동 토크는, 브레이크 시스템, 전기 기계, 기어 변속기, 또는 임의의 다른 적절한 수단 중에서 선택된 하나 이상에 의해 작용될 수 있다. 따라서, 제동 토크를 하나 이상의 바퀴에 작용시키는 수단은, 예를 들면, 바퀴의 브레이크 디스크를 통하여 하나 이상의 바퀴에 직접적으로 제동 토크를 작용시키거나, 예를 들면, 파워트레인의 일부분에 제동 토크를 작용시키는 것에 의해 간접적으로 제동 토크를 작용시키도록 작동될 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 발전기로 작동되는 전기 기계를 가진 하이브리드 차량의 경우에는, 비포장도로용 속력 제어 시스템이 상기 전기 기계에 의해 파워트레인에 제동 토크를 작용시키도록 작동될 수 있다. 다른 장치도 유용하다.
본 발명의 여러 실시례는, 차량이 장애물을 지날 때 요동치는 것으로 탑승자에 의해 감지되는 차량 본체에 생길 수 있는 속력의 과도한 변화없이 차량 평정성(vehicle composure)이 유지될 수 있는 장점을 가지고 있다.
차량이 장애물 위에 오르고 있거나 다른 방식으로 장애물을 극복하고 있다는(예를 들면, 장애물을 빠져나오는) 결정은, 예를 들면, 계측 제어기 통신망(CAN:controller area network) 또는 다른 적절한 데이터 버스(data bus), 직접 센서 입력 또는 임의의 다른 적절한 수단을 통하여 차량 자세를 나타내는 상기 시스템에 의해 수신된 신호에 대응하여 내려질 수 있다. 예를 들면, 상기 시스템은, 예를 들면, 차량 자세, 차량 자세의 변화, 차량 서스펜션 접합상태(suspension articulation)의 변화(신장 또는 압축) 그리고 임의의 다른 적절한 파라미터의 변화 중의 하나 이상을 참고하여 차량의 하나 이상의 바퀴에 의해 크레스팅(cresting)을 검출하도록 작동될 수 있다. 부가적으로 또는 대체 형태로서, 진행을 유지시키기 위해서 필요한 요청된 토크의 급격한 상승 후에 필요한 토크의 감소가 검출될 때 크레스팅이 추론될 수 있다.
선택적으로 상기 시스템은, 크레스팅이 검출되기 전에 차량이 장애물의 적어도 일부분을 오르기 때문에 차량이 장애물을 지나고 있는 것으로 검출될 때 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 작동될 수 있다. 또한, 상기 시스템은 차량이 정상에 오르고 있다는 결정에 따라 작용된 제동 토크의 양을 조절하도록 작동될 수 있고, 이로 인해 설정-속력을 실질적으로 유지시킬 수 있다. 이러한 특징은 일부 상황에서 파워트레인이 지연력(retarding force)에 의해 작용된 감쇠력(damping force)에 대항하도록 작용하여, 장애물을 지날 때 차량 속력의 변동을 감소시키기 때문에 차량 안정성이 더욱 향상될 수 있는 장점을 가진다. 더욱이, 이 감쇠력은 바퀴의 원치 않는 플레어(슬립(slip))를 완화시키는 작용을 하고 어려운 지형에 대한 차량 견인력(traction)을 향상시킨다.
본 발명의 일부 실시례는 차량의 자세, 바퀴 접합상태, 바퀴 속력, 기어 선택, 타이어 마찰, 구름 저항 및 TR(지형 반응) 유형 뿐만 아니라 차량이 주행하고 있는 지형에 대한 정보를 비포장도로용 속력 제어 시스템에 제공한다는 것을 알아야 한다. 일부 실시례에서는, 사용자가 구멍 또는 계단과 같은 장애물을 지나기 위해 비포장도로용 속력 제어를 이용하고 있으면, 비포장도로용 속력 제어 시스템이 장애물을 극복하기 위해 충분한 토크를 공급할 수 있고 상기 시스템은 차량이 장애물 위에 오를 때 (설정-속력을 유지시키기 위해서) 토크에 대한 요구가 감소되고 있는 것을 검출하기 때문에 적절한 저항력(restraining force)을 제공하기 위해서 차량 브레이크 시스템을 효율적으로 사용할 수 있다. 상기 시스템은 파워트레인 오버런을 상쇄시키기 위해서 지연력을 효율적으로 사용하여, 차량이 의도하지 않게 설정-속력을 초과하는 것을 방지하고 안정성 및 제어상태를 유지시킨다.
(가령) 차량 브레이크 시스템에 의해 작용된 제동 토크는, 가속 페달 또는 다른 가속 입력 신호(예를 들면, 속력 제어 시스템으로부터의 신호)의 변화에 대한 내연기관(ICE)의 반응에 있어서의 지연으로 인해 파워트레인에 비하여 차량의 바퀴에 작용된 토크의 변화율의 면에서 통상적으로 훨씬 더 민감하게 반응한다는 것을 알아야 한다. 다시 말해서, 내연기관(ICE)의 물리적인 본성으로 인해, 토크 출력이 토크 요구에 뒤처지는 경향이 있다. 특히, 토크 요구가 높은 수준에서 낮은 수준으로 변하는 경우, 엔진이 감속할 시간을 가질 때까지 엔진의 회전 운동량(rotational momentum)은 토크 출력을 부자연스럽게 높게 유지시킨다. 구동장치가 클러치 또는 유사한 수단에 의해 바퀴로부터 분리되어 있지 않으면, 엔진의 반응 지연은 차량이 장애물 위에 오를 때 차량 오버런으로 나타날 수 있고, 다시 말해서 차량 속력이 필요한 것으로 이상으로 증가한다. 이것은 차량이 요동치며 장애물을 넘어가서, 차량을 지나치게 빨리 연속된 장애물쪽으로 이동하게 하는 것 및/또는 뒷바퀴를 장애물과 저돌적으로 충돌하게 하는 것으로 감지될 수 있다. 이러한 특징은 본 발명의 한 실시례에 따른 비포장도로용 속력 제어 시스템에 의해 극복되거나 적어도 완화된다.
상기한 바와 같이, 비포장도로용 속력 제어 시스템은 바퀴 속력, 기어 선택, 타이어 마찰, 구름 저항, 바퀴 접합상태 및 TR(지형 반응) 유형 중의 하나 이상 뿐만 아니라 차량의 자세에 관한 정보를 제공받을 수 있다. 이런 식으로, 사용자가 저속으로, 가령 3mph(대략 5kph)로 비포장도로를 이동하기 위해 비포장도로용 속력 제어를 이용하고 있으면, 차량이 계단과 같은 장애물을 지나거나 구멍을 지나고 있을 때, 비포장도로용 속력 제어 시스템이 필요한 토크의 변화율을 참고하여 차량이 거의 장애물 위에 올랐을 때를 결정할 수 있고, 엔진 오버런을 극복하기 위해서 (가령) 브레이크 시스템에 의해 적절한 제동 토크를 효율적으로 사용할 수 있다. 이런 식으로, 본 발명의 한 실시례에 따른 비포장도로용 속력 제어 시스템은 차량이 엔진 오버런으로 인해 불편하게 전방으로 요동치는 것을 초래할 수 있는 요청된 토크의 감소를 예측할 수 있고, 토크의 감소가 차량 안정성에 악영향을 미치기 전에 엔진 오버런을 상쇄시키는 조치를 취할 수 있다. 따라서, 차량이 진행을 유지하기 위해서 토크 요구량의 갑작스러운 증가를 필요한 토크에 있어서의 대응하는 갑작스러운 감소가 있을 것 같다는 표시로 해석할 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서 상기 속력 제어 시스템은 파워트레인이 브레이크 시스템의 작용에 대항하여 작용하도록 브레이크 시스템을 적용한다. 일단 차량이 정상에 오르면, 사용자가 신체 움직임이 요동치는 것으로 감지할 우려를 감소시키기 위해서 제동력의 크기가 증가될 수 있다.
본 발명의 한 실시례에 따른 비포장도로용 속력 제어 시스템은 차량이 올라서야 하는 복수의 물체를 가진 표석 영역과 같은 지형을 지나기 위해서 극한의 상태에서 일시적으로 차량을 정지(또는 거의 정지)시킬 수 있다는 것을 알아야 한다. 상기와 같은 경우에 있어서, 오버런 상황으로 될 수 있는, 로드 휠(road wheel) 중의 임의의 휠에서의 크레스팅 사태(cresting event)에 대응하여 (예를 들면, 브레이크 시스템의 작동에 의해) 제동 토크가 작용될 수 있다.
일부 실시례에서는, 차량이 엔진 정지(engine stalling)를 피하고 적절한 진행을 유지하기에 적절한 기어로 저속으로 비포장도로를 이동하는 것을 보장하기 위해서 비포장도로용 속력 제어 시스템이 기어 및/또는 '고/저' 비율 선택을 제어하거나 다른 방식으로 영향을 미치도록 작동될 수 있다.
일부 실시례에서는, 필요한 엔진 토크의 균형을 잡기 위해서 하나 이상의 바퀴에 제동 토크가 작용될 수 있고, 이 경우 엔진 토크가 작용될 때 상기 하나 이상의 바퀴에 대해 휠스핀(wheelspin)이 예측된다.
일부 실시례에서는, 하나 이상의 시스템 구성의 조정을 위한 시간을 허용하기 위해서 비포장도로용 속력 제어 시스템이 차량 속력을 제어하거나 다른 방식으로 영향을 미치도록 작동될 수 있다. 예를 들면, 차량이 지배적인 지형(prevailing terrain)에 적절한 구성으로 이동하는 것을 보장하기 위해서, 라이드 하이트(ride height) 또는 타이어 압력 또는 임의의 다른 적절한 파라미터의 변화를 위한 시간을 허용하기 위해서 비포장도로용 속력 제어 시스템이 차량 속력을 제어하거나 다른 방식으로 영향을 미치도록 작동될 수 있다. 따라서, 차량이 비교적 거친 지형과 만나는 경우에는, 라이드 하이트 조정 및/또는 타이어 압력 조정을 허용하기 위해서 상기 속력 제어 시스템이 차량를 정지시키거나 속력을 감소시킬 수 있다. 일부 실시례에서는, 차량이 견인력을 잃거나 움직일 수 없게 되는 위험을 줄이기 위해서 상기 속력 제어 시스템이 차량을 정지시키지 않고 차량 속력을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 여러 실시례는 내리막 경사로에 있는 장애물을 지날 때에도 차량 안정성을 최적화하기 위해서, 차량의 내리막길 주행 제어장치(HDC: Hill Descent Control) 시스템의 작동을 제어하거나 다른 방식으로 영향을 미칠 수 있고, 내리막길 주행 제어장치(HDC)와 함께 작용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 일부 실시례에서는 차량이 이동하고 있는 경사로의 경사도가 규정된 값보다 더 큰 경우 내리막길 주행 제어장치(HDC) 브레이크 명령이 비포장도로용 속력 제어 명령에 우선하거나 이와 다른 방식으로 비포장도로용 속력 제어 명령에 비해 우선권을 가질 수 있도록 차량이 조정될 수 있다.
본 발명의 여러 실시례는 비교적 갑작스러운 토크의 증가가 요청될 때 브레이크 시스템을 프리-차지(pre-charge)하도록 작동될 수도 있다. 토크의 갑작스러운 증가에는 종종 파워트레인 또는 구동 토크를 감소시키고 선택적으로 브레이크/제동 토크를 작용시키는 요청이 뒤따른다. 브레이크/제동 토크의 비교적 신속한 제공은, 특히 장애물 위에 오를 때, 차량 안정성을 유지하는데 있어서 유용하다.
일부 실시례에서는, 비포장도로용 속력 제어 시스템이 파워트레인과 제동 토크를 작용시키는 수단에 대해, 차량에 대한 파워트레인과 제동 토크를 작용시키는 수단의 토크 영향의 균형을 이루고 특히 작동되는 장치와 관련된 임의의 시간 지연 특징에 대하여 서로 균형을 이루기 위해서 함께 작동하도록 의도적으로 명령을 내릴 수 있다.
일부 실시례에서, 구멍 또는 계단과 같은 장애물을 넘어 이동하기 위해 사용자가 비포장도로용 속력 제어를 이용하고 있으면, 비포장도로용 속력 제어 시스템이 장애물을 넘기 위해 충분한 토크를 공급할 것이고 하강 신호(falling signal)보다는 상승 신호(rising signal)에 상이한 이득(gain) 또는 필터값(filter value)을 적용할 것이고, 여기서 상기 신호는 파워트레인 및/또는 브레이크 시스템과 같은 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키는 수단으로부터의 토크 요구에 대응하는 것이다. 이득에서의 이러한 변화는 상기 신호에 의해 제어되는 상기 시스템의 물리적인 한계를 보충하고, 안정성을 유지시키고 차량 성능을 향상시키기 위해서 비포장도로용 속력 제어 시스템은 제동 토크를 작용시키는 수단(예를 들면, 브레이크 시스템)의 제어를 파워트레인의 제어와 균형을 이루도록 조정된다.
본 발명의 여러 실시례는, 수동 운전에 비해 사용자 작업량을 크게 감소시킬 수 있고 차량이 불필요하게 빠른 속력으로 장애물과 접촉할 수 있는 상황을 피함으로써 차량의 마모와 파열을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 시스템은 장애물을 넘는데 필요한 토크 요건을 적극적으로 모니터하고, 장애물 위에 오르거나 다른 방식으로 장애물을 극복한 후 오버런을 완화시키기 위해 차량에 대한 기계적인 저항력 또는 감쇠력을 적극적으로 이용하고, 예를 들면, 비포장도로 운전 동안 차량 안정성을 크게 향상시킴으로써 알려진 제어 지연(control delay)을 처리하도록 되어 있다. 상기한 바와 같이, 차량 브레이크 시스템, 전기 기계, 기어 변속기 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 감쇠력이 작용될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시례를 첨부된 도면을 참고하여, 단지 예시로서, 이하에서 설명한다.
도 1은 차량의 개략적인 블록도이고;
도 2는 도 1에 도시된 차량의 다른 블록도이고;
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 차량과 같은 차량에 사용되는 조향 핸들의 개략도이고;
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 차량과 같은 차량의 속력 제어 시스템의 한 예의 작동을 나타내는 개략적인 블록도이고;
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 차량과 같은 차량의 속력을 제어하는 방법의 흐름도이고; 그리고
도 6은 예시적인 주행의 일부분의 코스에 대해서, 도 1 및 도 2에 도시된 차량과 같은 차량에 있어서 시간의 함수인 파워트레인 구동 토크와 제동 또는 브레이크 토크의 그래프이다.
본 명세서에 기술된 방법 및 시스템은 차량의 속력을 제어하는데 사용될 수 있다. 하나의 실시례에서, 본 발명의 방법 및 시스템은 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신한 다음, 상기 하나 이상의 수신된 전기 신호 및/또는 그것이 나타내는 정보에 기초하여, 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하여, 차량의 속력을 특정 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정한다. 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것이라고 결정되면, 상기 방법 및 시스템은 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령할 수 있다. 그렇게 함으로써, 상기 방법 및 시스템은, 예를 들면, 차량이 지형-관련 장애물을 넘을 때(예를 들면, 표석 위에 오르거나, 구덩이에서 나오거나, 고항력 환경(high-drag environment)으로부터 저항력 환경(low-drag environment)으로 이행할 때 등), 예를 들면, 차량 속력이 설정-속력을 초과하는 것을 방지하거나, 또는 적어도 설정-속력을 초과하는 정도를 제한하도록 작동된다.
본 명세서에서 기능 블록과 같은 블록에 대한 언급은 하나 이상의 입력에 응답하여 출력이 제공되는, 명시된 기능 또는 액션을 수행하기 위한 소프트웨어 코드에 대한 언급을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 코드는 메인 컴퓨터 프로그램에 의해 호출되는 소프트웨어 루틴 또는 기능의 형태일 수도 있고, 또는 개별 루틴 또는 기능이 아니라 코드 플로우의 일부를 형성하는 코드일 수도 있다. 기능 블록에 대한 언급은 본 발명의 한 실시례에 따른 컨트롤 시스템의 작동 방식의 설명을 용이하게 하기 위해 행해졌다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 방법 및 시스템에 사용될 수 있는 차량(10)의 여러 구성요소들 중의 일부가 도시되어 있다. 비록 아래의 설명은 도 1 및 도 2에 도시된 특정 차량(10)과 관련하여 제공되어 있지만, 이 차량은 단지 하나의 예일 뿐이며 명백히 다른 차량이 대신 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 다양한 실시례에서, 본 명세서에 기술된 방법 및 시스템은, 몇 가지만 언급하면, 통상적인 차량, 하이브리드 전기 차량(HEV), 주행거리 연장 전기 차량(EREV), 배터리 전기 차량(BEV), 승용차, 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 크로스오버 차량, 그리고 트럭를 포함하여, 자동 변속기, 수동 변속기, 또는 무단 변속기를 가지는 임의의 종류의 차량에 사용될 수 있다. 한 실시례에 따르면, 차량(10)은, 임의의 갯수의 다른 구성요소, 시스템, 및/또는 본 명세서에 도시되어 있지 않거나 기술되어 있지 않은 장치들 중에서, 대체로 복수의 서브시스템(12), 복수의 차량 센서(14), 그리고 차량 제어 장치(16)(VCU(16))을 포함하고 있다.
차량(10)의 서브시스템(12)은 차량과 관련된 다양한 기능과 작동을 수행하거난 제어하도록 구성될 수 있고, 그리고 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 몇 가지만 언급하면, 파워트레인 서브시스템(121), 차체 제어 또는 관리 서브시스템(122), 브레이크 서브시스템(123), 드라이브 라인 서브시스템(124) 및 조향 서브시스템(125)과 같은 임의의 갯수의 서브시스템을 포함할 수 있다.
당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 파워트레인 서브시스템(121)은 차량을 추진시키기 위해서 사용되는 동력 또는 토크를 발생시키도록 구성되어 있다. 파워트레인 서브시스템에 의해서 발생되는 토크의 양은 차량의 속력을 제어하기 위해서 조정될 수도 있다(예를 들면, 차량(10)의 속력을 증가시키기 위해서, 토크 출력이 증가된다). 상이한 파워트레인 서브시스템이 상이한 최대 출력 토크 용량을 가지기 때문에, 파워트레인 서브시스템이 출력할 수 있는 토크의 양은 파워트레인 서브시스템의 특정 종류 또는 설계형태에 좌우된다. 그러나, 하나의 실시례에서, 차량(10)의 파워트레인 서브시스템(121)의 최대 출력 용량은 600Nm 정도 될 수 있다. 당해 기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 파워트레인 출력 토크는 아래에 기술된 차량 센서(14)(예를 들면, 엔진 토크 센서, 드라이브 라인 토크 센서 등) 또는 다른 적절한 감지 수단 중의 하나 이상을 이용하여 측정될 수 있고, 비제한적인 예로서, 아래에 기술된 것들 중의 하나 이상을 포함하여, 파워트레인 서브시스템(121)에 더하여, 하나 이상의 구성요소, 모듈, 또는 차량(10)의 서브시스템에 의해 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 파워트레인 서브시스템(121)이 임의의 갯수의 상이한 실시례에 따라 제공될 수 있고, 임의의 갯수의 상이한 구성으로 연결될 수 있고, 그리고 출력 토크 센서, 제어 유닛 및/또는 당해 기술 분야에 알려져 있는 임의의 다른 적절한 구성요소와 같은 임의의 갯수의 상이한 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 한 실시례에서, 파워트레인 서브시스템(121)은 하나 이상의 전기 기계, 예를 들면, 브레이크 서브시스템(예를 들면, 마찰 브레이크 장치)을 사용하거나 사용하지 않고서 차량을 감속시키기 위해서 파워트레인 서브시스템의 일부분 및/또는 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 구성되어 있는, 발전기로서 작동되는 하나 이상의 전기 기계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 파워트레인 서브시스템으로 제한되는 것은 아니다.
차체 관리 서브시스템(122)은, 예를 들어, 몇 가지만 언급하면, 트랙션 컨트롤(traction control)(TC), 다이내믹 스태빌리티 컨트롤(dynamic stability control)(DSC)과 같은 스태빌리티 컨트롤 시스템(SCS), 내리막길 주행 제어장치(HDC:hill descent control), 그리고 스티어링 컨트롤(steering control)에 관한 것을 포함하여, 다수의 중요한 기능을 수행하도록 구성될 수 있거나, 상기 기능의 성능에 기여하도록 구성될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 차체 관리 서브시스템(122)은 또한, 예를 들면, 본 명세서에 기술되어 있거나 확인되어 있는 센서(14) 및/또는 다른 차량 서브시스템(12) 중의 하나 이상으로부터 수신되는 측정값, 신호, 또는 정보를 이용하여 차량의 다양한 양상(aspect) 또는 작동 파라미터를 모니터 및/또는 제어하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 차체 관리 서브시스템(122)은, 예를 들면, 각각의 타이어와 결합된 타이어 압력 센서로부터 차량의 타이어의 압력에 관한 측정값 또는 다른 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기와 같이, 차체 관리 서브시스템(122)은 타이어 압력을 모니터링할 수 있고, 필요하다면, 그리고 차량이 그렇게 구성되어 있으면, 차량에 내장된 공기 압축기를 이용하여 압력에 대한 조정을 자동적으로 하거나 조정이 되게 할 수 있다. 마찬가지로, 차체 관리 서브시스템(122)은 또한, 예를 들면, 차량 둘레에 배치될 수 있는 하나 이상의 에어 서스펜션 센서(air suspension sensor)로부터 차량의 라이드 하이트(ride height)에 관한 측정값 또는 다른 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 차체 관리 서브시스템(122)은 차량의 라이드 하이트를 모니터링할 수 있고, 필요하다면, 그리고 차량이 그렇게 구성되어 있으면, 차량에 내장된 공기 압축기(서스펜션 압축기(suspension compressor))를 이용하여 차량의 라이드 하이트에 대한 조정을 자동적으로 하거나 조정이 되게 할 수 있다. 차체 관리 서브시스템(122)은 또한 차량의 자세를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 차체 관리 서브시스템(122)은 차량(및/또는 특히, 차량 몸체)의 피칭운동(pitch), 롤링운동(roll), 요잉운동(yaw), 횡가속도(lateral acceleration), 진동(예를 들면, 진폭과 주기), 그리고 결과적으로, 차량의 전반적인 자세를 평가하기 위해 본 명세서에 기술되어 있거나 확인되어 있는 센서(14) 및/또는 서브시스템(12)(예를 들면, 자이로 센서, 차량 가속도 센서 등) 중의 하나 이상으로부터 측정값 또는 다른 정보를 수신할 수 있다. 각각의 경우에 있어서, 차체 관리 서브시스템(122)에 의해 수신되거나 결정된 정보는, 상기한 바와 같이, 단독으로 사용될 수 있거나, 또는 대체 실시형태로서, 임의의 갯수의 목적을 위해 상기 정보를 사용할 수 있는 차량(10)의 다른 서브시스템(12) 또는 구성요소(예를 들면, VCU(16))와 공유될 수 있다. 차체 관리 서브시스템(122)이 모니터 및/또는 제어할 수 있는 차량의 작동 파라미터 및/또는 양상의 단지 몇 가지 예만 제공되어 있지만, 차체 관리 서브시스템(122)은 상기한 방식과 동일하거나 유사한 방식으로 임의의 갯수의 차량(10)의 다른 또는 추가적인 파라미터/양상을 제어 및/또는 모니터하도록 구성될 수 있는 것을 알 수 있을 것이다. 상기와 같이, 본 발명은 임의의 특정 파라미터/양상의 제어 및/또는 모니터링으로 제한되지 않는다. 또한, 차체 관리 서브시스템(122)은 임의의 갯수의 상이한 실시례에 따라 제공될 수 있고 센서, 제어 유닛, 및/또는 당해 기술 분야에 알려져 있는 임의의 다른 적절한 구성요소와 같은 임의의 갯수의 상이한 구성요소를 포함할 수 있다는 것도 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 차체 관리 서브시스템으로 제한되는 것은 아니다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 드라이브 라인 서브시스템(124)은 파워트레인 서브시스템(121)의 추진 기구(예를 들면, 도 1에서 참고 번호 200으로 식별되어 있는, 파워트레인 서브시스템(121)의 엔진 또는 전기 모터)의 출력축과 기계적으로 결합되어 있는 다중 비율(multi-ratio) 트랜스미션 또는 기어박스(200)를 포함할 수 있다. 트랜스미션(200)은 전방 디퍼렌셜(differential)(204)와 한 쌍의 전방 구동축(2061, 2062)에 의해 차량(10)의 앞바퀴를 구동시키도록 배열되어 있다. 도시된 실시례에서, 드라이브 라인 서브시스템(124)도 보조 구동축 또는 추진축(210)에 의해 차량(10)의 뒷바퀴를 구동시키도록 배열된 보조 드라이브 라인부(208), 후방 디퍼렌셜(212), 그리고 한 쌍의 후방 구동축(2141, 2142)을 포함하고 있다. 다양한 실시례에서, 드라이브 라인 서브시스템(124)은 앞바퀴 또는 뒷바퀴만 구동시키도록, 또는 선택가능한 2륜 구동/4륜 구동 차량을 구동시키도록 배열될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 실시례에서, 트랜스미션(200)은 선택가능한 2륜 구동 또는 4륜 구동 작동을 가능하게 하는 트랜스퍼 케이스(transfer case) 또는 파워 트랜스퍼 유닛(power transfer unit)(216)에 의해 보조 드라이브 라인부(208)에 분리가능하게 연결될 수 있다. 특정 예에 있어서, 그리고 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 파워 트랜스퍼 유닛(216)은 드라이브 라인 서브시스템(124) 자체에 의해 및/또는 예를 들면, VCU(16)와 같은 차량(10)의 다른 구성요소에 의해 조정될 수 있는, 고범위(high range)(HI) 또는 저범위(low range)(LO) 기어비로 작동시키도록 구성될 수 있다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 드라이브 라인 서브시스템(124)이 임의의 갯수의 상이한 실시례에 따라 제공될 수 있고, 임의의 갯수의 상이한 구성으로 연결될 수 있고, 그리고 센서(예를 들면, HI/LO 비율 센서, 트랜스미션 기어비 센서(transmission gear ratio sensor) 등), 제어 유닛, 및/또는 당해 기술 분야에 알려져 있는 임의의 다른 적절한 구성요소와 같은 임의의 갯수의 상이한 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 드라이브 라인 서브시스템으로 제한되는 것은 아니다.
상기한 서브시스템에 더하여, 차량(10)은, 예를 들면, 브레이크 서브시스템(123) 및 조향 서브시스템(125)과 같은 임의의 갯수의 다른 또는 추가적인 서브시스템을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 목적에 대해서, 상기한 서브시스템(12)의 각각과, 이들에 대응하는 기능은 당해 기술 분야에서는 통상적인 것이다. 따라서, 상세한 설명을 제공하지 않을 것이고; 오히려, 각각의 식별된 서브시스템(12)의 구조와 기능은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
하나의 실시례에서, 상기 서브시스템(12)의 하나 이상이 적어도 어느 정도의 VCU(16)에 의한 제어하에 놓일 것이다. 이러한 실시례에서, 상기 서브시스템(12)은 VCU(16)로부터의 명령어(instruction) 또는 명령(command)을 수신하기 위한 것 뿐만 아니라 차량의 작동 파라미터 또는 오퍼레이팅 파라미터과 관련하여 VCU(16)에 피드백을 제공하기 위해서 VCU(16)와 전기적으로 결합되어 있고, VCU(16)과 교신(communication with)하도록 구성되어 있다. 파워트레인 서브시스템(121)을 한 예로 고려해 보면, 파워트레인 서브시스템(121)은, 예를 들면, 토크 출력, 엔진 또는 모터 속력 등과 같은 특정 작동 파라미터에 관한 다양한 종류의 정보를 수집한 다음, 이 정보를 VCU(16)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이 정보는, 예를 들면, 아래에 기술된 차량 센서(14)들 중의 하나 이상으로부터 수집될 수 있다. 파워트레인 서브시스템(121)은 또한 VCU(16)로부터 명령을 수신하여, 예를 들면, 상태의 변화가 이러한 변화에 영향을 줄 때(예를 들면, 차량(10)의 브레이크 페달(도 1의 페달(18)) 또는 가속 페달(도 1의 페달(20))을 통하여 차량 속력의 변화가 요청되었을 때) 특정 작동 파라미터를 조정할 수 있다. 상기 설명은 특히 파워트레인 서브시스템(121)과 관련하여 기술하였지만, 동일한 원리가 VCU(16)와 정보/명령을 교환하도록 구성되어 있는 상기의 다른 서브시스템(12) 각각에 적용되는 것을 알 수 있을 것이다.
각각의 서브시스템(12)은 VCU(16)에 의해 제공된 명령어 또는 명령을 수신하고 실행하도록 구성되어 있으며, 및/또는 VCU(16)과는 독립적으로 특정 기능을 수행하거나 제어하도록 구성되어 있는 전용 전자 제어 장치(ECU)를 포함할 수 있다. 대체 실시형태로서, 두 개 이상의 서브시스템(12)이 하나의 ECU를 공유할 수 있거나, 또는 하나 이상의 서브시스템(12)이 VCU(16) 자체에 의해 직접 제어될 수 있다. 서브시스템(12)이 VCU(16) 및/또는 다른 서브시스템(12)과 교신하는 한 실시례에서, 이러한 교신은 예를 들면, 계측 제어기 통신망(CAN) 버스, 시스템 관리 버스(SMBus), 독점적 통신 링크(proprietary communication link)와 같은 임의의 적절한 연결을 통하여, 또는 당해 기술 분야에서 알려져 있는 몇 가지 다른 장치를 통하여 촉진될 수 있다.
상기 내용은, VCU(16)를 가진 서브시스템의 배치상태 뿐만 아니라 VCU(16)를 가진 서브시스템에 포함될 수 있는, 차량(10)의 특정 서브시스템에 대한 가능성의 일부만 보여주는 것이라는 사실을 알 수 있을 것이다. 따라서, 다른 또는 추가적인 서브시스템 및 서브시스템/VCU 장치를 포함하는 차량(10)의 실시례도 본 발명의 기술 사상과 기술 영역 내에 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
차량 센서(14)는 임의의 갯수의 상이한 센서, 구성요소, 장치, 모듈, 시스템 등을 포함할 수 있다. 하나의 실시례에서, 상기 차량 센서(14)의 일부 또는 전부가 서브시스템(12) 및/또는 VCU(16)에 본 발명의 방법에 의해 사용될 수 있는 정보 또는 입력을 제공할 수 있고, 상기와 같이, 차량(10)의 VCU(16), 하나 이상의 서브시스템(12), 또는 일부 다른 적절한 장치에 전기적으로 결합될 수 있고(예를 들면, 유선 또는 무선으로), 차량(10)의 VCU(16), 하나 이상의 서브시스템(12), 또는 일부 다른 적절한 장치와 교신하도록 구성될 수 있다. 상기 차량 센서(14)는 차량(10)에 관한 다양한 파라미터와 차량의 작동 및 구성을 모니터하거나, 감지하거나, 검출하거나, 측정하거나 또는 결정하도록 구성될 수 있고, 그리고 비제한적인 예로서, 당해 기술 분야에 알려져 있는 것들 중에서, 바퀴 속력 센서; 외기 온도 센서; 대기압 센서; 타이어 압력 센서; 차량의 요잉운동, 롤링운동 및 피칭운동을 검출하는 자이로 센서; 차량 속력 센서; 종가속도 센서; 엔진 토크 센서; 드라이브 라인 토크 센서; 스로틀 밸브 센서; 조향 각도 센서; 조향 핸들 속력 센서; 경사도 센서; 예를 들면, 스태빌러티 컨트롤 시스템(SCS) 상의 횡가속도 센서; 브레이크 페달 위치 센서; 브레이크 페달 압력 센서; 가속 페달 위치 센서; 에어 서스펜션 센서(air suspension sensor)(다시 말해서, 라이드 하이트 센서(ride height sensor)); 바퀴 위치 센서; 바퀴 접합상태 센서(wheel articulation sensor); 차량 몸체 진동 센서; (수중 이동 사태(wading event)의 근접성 및 깊이에 대한) 물 검출 센서; 트랜스퍼 케이스 HI-LO 비율 센서(transfer case HI-LO ratio sensor); 공기 흡입 경로 센서; 차량 재실 감지 센서(vehicle occupancy sensor); 그리고 종방향, 횡방향 및 수직방향 운동 센서 중에서 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 사용될 수 있는 정보를 제공할 수 있는 임의의 다른 센서 뿐만 아니라 상기한 센서는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 몇가지 조합 형태로 구현될 수 있다. 상기 차량 센서(14)는 이들이 설치되어 있는 상태를 직접 감지하거나 측정할 수 있거나, 또는 다른 센서, 구성요소, 장치, 모듈, 시스템 등에 의해 제공된 정보에 기초하여 상기 상태를 간접적으로 평가할 수 있다. 게다가, 상기 센서는 VCU(16) 및/또는 차량 서브시스템(12) 들 중의 하나 이상에 직접 결합될 수 있거나, 다른 전자 장치, 차량 통신 버스(vehicle communications bus), 네크워크 등을 통하여 VCU(16) 및/또는 차량 서브시스템(12) 들 중의 하나 이상에 간접적으로 결합될 수 있거나, 또는 당해 기술 분야에 알려져 있는 몇 가지 다른 방식(arrangement)에 따라 결합될 수 있다. 상기 센서의 일부 또는 전부는 상기한 차량 서브시스템(12)들 중의 하나 이상 내에 통합될 수 있거나, 자립형(standalone) 구성요소로 될 수 있거나, 또는 몇 가지 다른 방식에 따라 제공될 수 있다. 최종적으로, 본 발명의 방법에 사용되는 다양한 센서 측정값들 중의 임의의 것은 실제 센서 요소에 의해 직접 제공되는 대신에 차량(10)의 몇 가지 다른 구성요소, 모듈, 장치, 서브시스템 등에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, VCU(16)는 차량 센서(14)로부터 직접 수신하는 것이 아니라 서브시스템(12)의 ECU로부터 특정 정보를 수신할 수 있다. 차량(10)이 임의의 특정 센서 또는 센서 장치에 제한되지 않고; 오히려, 임의의 적절한 실시례가 사용될 수 있기 때문에 상기 내용은 여러 가능성 중의 일부만 보여주는 것이라는 점을 알아야 한다.
VCU(16)는 임의의 적절한 ECU를 포함할 수 있고, 임의의 다양한 전자 처리 장치, 메모리 장치, 입력/출력(I/O) 장치, 및/또는 다른 알려진 구성요소를 포함할 수 있고, 다양한 제어 및/또는 교신 관련 기능을 수행할 수 있다. 하나의 실시례에서, VCU(16)는 다양한 정보, 센서 측정값(예를 들면, 차량 센서(14)에 의해 생성된 측정값), 탐색 표(look-up table) 또는 다른 데이터 구조(예를 들면, 아래에 기술된 방법의 실행에 사용되는 것은), 알고리즘(예를 들면, 아래에 기술된 방법에서 구현된 알고리즘) 등을 저장할 수 있는 전자 메모리 장치(22)를 포함하고 있다. 한 실시례에서, 상기 메모리 장치(22)는 아래에 기술된 방법을 실행하기 위해 차량을 제어하는 컴퓨터-판독가능 코드를 저장하는 저장 매체를 포함하고 있다. 메모리 장치(22)는 또한 차량(10)과 서브시스템(12)에 관한 적절한 관련 특징과 배경 정보를 저장할 수도 있다. VCU(16)는 또한 메모리 장치(22)에 저장되어 있으며 본 명세서에 기술된 방법을 통제할 수 있는 소프트웨어, 펌웨어, 프로그램, 알고리즘, 스크립트(script), 애플리케이션(application) 등에 대한 명령어(instruction)를 실행하는 전자 처리 장치(24)(예를 들면, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 주문형 집적 회로(ASIC) 등)를 포함할 수도 있다. 상기한 바와 같이, VCU(16)는 적절한 차량 교신수단(communications)을 통하여 다른 차량 장치, 모듈, 서브시스템 및 구성요소(예를 들면, 센서)에 전자적으로 연결될 수 있고, 요청이 있을 때 다른 차량 장치, 모듈, 서브시스템 및 구성요소(예를 들면, 센서)과 상호작용할 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에 기술되어 있는 VCU(16)에 의해 수행될 수 있는 기능에 더하여, 하나의 실시례에서, 특히 서브시스템(12)이 상기한 다양한 기능을 책임지도록 구성되어 있지도 않을 때, VCU(16)는 서브시스템(12)에 대한 상기한 다양한 기능을 책임질 수 있다. 물론, 다른 실시례가 사용될 수도 있기 때문에, 이것은 VCU(16)의 가능한 배치형태, 기능 및 능력의 일부일 뿐이다. 특정 실시례에 따라, VCU(16)는 자립형 차량 전자 모듈이 될 수 있거나, 다른 차량 전자 모듈 내에(예를 들면, 상기한 서브시스템(12) 중의 하나 이상에) 편합 또는 포함될 수 있거나, 또는 당해 기술 분야에 알려져 있는 방식으로 다르게 배치되고 구성될 수 있다. 따라서, VCU(16)는 임의의 특정 실시례 또는 방식으로 제한되지 않는다.
상기한 구성요소 및 시스템에 더하여, 하나의 실시례에서, 차량(10)은 하나 이상의 차량 속력 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2와 관련하여, 하나의 실시례에서, 차량(10)은 "고속도로" 또는 "포장도로"용 크루즈 컨트롤 시스템이라고도 칭하는 크루즈 컨트롤 시스템(26)과, 비포장도로" 또는 "오프로드"용 진행 컨트롤 시스템(progress control system)이라고 칭할 수 있는 저속 진행(LSP) 컨트롤 시스템(28)을 더 포함할 수 있다.
당해 기술 분야에서 알려져 있는 임의의 갯수의 종래의 크루즈 컨트롤 시스템을 포함할 수 있는, 고속도로용 크루즈 컨트롤 시스템(26)은 자동적으로 차량 속력을 사용자에 의해 설정된 원하는 "설정-속력"으로 유지시키도록 작동된다. 이러한 시스템은 시스템이 작동되기 위해서 차량이 특정 최소 임계치 속력(예를 들면, 30mph(대략 50kph))보다 빠른 속력으로 이동해야 한다는 점에서 대체로 그 사용이 제한된다. 따라서, 이러한 시스템은 고속도로 주행, 또는 적어도 시동과 정지를 많이 반복하지 않고, 차량이 비교적 고속으로 이동할 수 있게 허용하는 주행에 사용하기에 특히 적합하다. 당해 기술 분야에 알려져 있는 것과 같이, 고속도로용 크루즈 컨트롤 시스템(26)은 상기 시스템의 기능을 실행하고 수행하도록 구성된 전용 또는 자립형 ECU를 포함할 수 있거나, 또는 대체 실시형태로서, 상기 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 기능이 차량(10)의 다른 서브시스템(12)(예를 들면, 파워트레인 서브시스템(121)), 또는 예를 들면, VCU(16)(도 2에 도시된 것과 같은 것)에 통합될 수 있다.
또한, 당해 기술 분야에 알려져 있는 것과 같이, 크루즈 컨트롤 시스템(26)은 크루즈 컨트롤 시스템(26)(예를 들면, 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 ECU)과 상호작용하도록 사용자(예를 들면, 운전자)에 의해 사용될 수 있고, 어떤 실시례에서는, 상기 크루즈 컨트롤 시스템이 사용자와 상호작용할 수 있게 하는 하나 이상의 사용자 인터페이스 장치(30)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이러한 장치는, 몇 가지만 언급하면, 사용자로 하여 크루즈 컨트롤 시스템(26)을 작동/작동중지시킬 수 있고 상기 크루즈 컨트롤 시스템의 설정-속력을 설정 및/또는 조정시킬 수 있다. 이러한 장치는 각각, 비제한적인 예로서, 푸시버튼; 스위치; 터치 스크린; 시각 표시장치; 스피커; 헤드업 디스플레이; 키패드; 키보드; 또는 임의의 다른 적절한 장치들 중의 하나 이상과 같은, 임의의 갯수의 형태를 취할 수 있다. 부가적으로, 이러한 장치는 차량 객실 내의 비교적 사용자에 근접한 임의의 갯수의 위치(예를 들면, 조향 핸들, 스티어링 칼럼(steering column), 대시보드, 센터 콘솔(center console) 등)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 3과 관련하여, 차량(10)의 조향 핸들(다시 말해서, 도 1의 조향 핸들(32))은 푸시버튼의 형태로 된 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 복수의 사용자 인터페이스 장치를 가지도록 구성될 수 있다. 이러한 장치 중의 하나는 특정 방식으로 조작될 때 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 작동을 개시시킬 수 있고 원하는 설정-속력을 설정할 수도 있는 "속력 설정" 버튼(301)일 수 있다. 크루즈 컨트롤 시스템(26)은 사용자로 하여 크루즈 컨트롤 시스템의 설정-속력을 증가시키거나 감소시킬 수 있는 하나 이상의 다른 사용자-선택가능 인터페이스 장치(예를 들면, 버튼)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, "+" 버튼(302)은 사용자로 하여 설정-속력을 불연속적인 증분(예를 들면, 1 mph(또는 1 kph))으로 증가시키게 할 수 있고, "-" 버튼(303)은 사용자로 하여 설정-속력 동일하거나 상이한 불연속적인 증분으로 감소시키게 할 수 있다. 대체 실시형태로서, "+" 버튼(302)과 "-" 버튼(303)은 한 개의 사용자-선택가능 장치로 통합될 수 있다. 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 추가적인 사용자-선택가능 인터페이스 장치는, 예를 들면, 상기 크루즈 컨트롤 시스템을 작동정지 또는 작동중단시키는 "취소" 버튼(304) 뿐만아니라, 상기 크루즈 컨트롤 시스템 기능의 일시적인 중단 또는 정지 후에 상기 크루즈 컨트롤 시스템을 다시 작동시키는 "복귀(resume)" 버튼(305)을 포함할 수 있다.
차량(10)이 임의의 특정 크루즈 컨트롤 시스템 또는 사용자 인터페이스 장치 또는 방식으로 제한되지 않고; 오히려, 임의의 적절한 실시례가 사용될 수 있기 때문에, 상기 내용은 크루즈 컨트롤 시스템(26)과 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 사용자 인터페이스 장치의 여러 가능성 중의 일부만 보여주는 것이라는 점을 알아야 한다.
LSP 컨트롤 시스템(28)은, 예를 들면, 상기와 같은 시스템을 구비한 차량의 사용자로 하여 사용자에 의한 임의의 페달 입력을 필요로 하지 않고서 차량이 진행할 수 있는 매우 느린 목표 속력 또는 설정-속력을 선택할 수 있게 하는 속력 제어 시스템을 제공한다. 이러한 저속 진행 제어 기능은, 크루즈 컨트롤 시스템(26)과 달리, 상기 LSP 컨트롤 시스템이 작동되기 위해서 차량이 비교적 고속(예를 들면, 30mph(대략 50kph))으로 이동할 필요가 없다는 점에서(비록 LSP 컨트롤 시스템(28)이 정지상태에서 대략 30mph(대략 50kph) 또는 그 이상의 속력으로 자동화된 속력 제어를 가능하게 하도록 구성될 수 있으므로, "저속" 작동으로 제한되지 않지만) 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 기능과 다르다. 더욱이, 기존의 고속도로용 크루즈 컨트롤 시스템은, 사용자가 브레이크 페달 또는 클러치 페달를 밟는 경우에, 예를 들면, 포장도로용 크쿠즈 컨트롤 기능(on-road cruise control function)이 취소되고 차량은 차량 속력을 유지시키기 위해서 사용자 페달 입력을 필요로 하는 수동 모드 작동으로 되돌아가도록 구성되어 있다. 부가적으로, 적어도 일부 크루즈 컨트롤 시스템에서는, 견인력(traction)의 손실에 의해 개시될 수 있는, 휠 슬립(wheel slip) 사태의 검출이 크쿠즈 컨트롤 기능을 취소시키는 효과를 가질 수 있다. LSP 컨트롤 시스템(28)은 또한, 적어도 하나의 실시례에서, 상기 사태에 대응하여 상기 LSP 컨트롤 시스템에 의해 제공된 속력 제어 기능이 취소되거나 작동정지되지 않도록 구성되어 있다는 점에서 상기 크루즈 컨트롤 시스템과 다를 수 있다. 한 실시례에서, LSP 컨트롤 시스템(28)은 오프로드 주행 또는 비포장도로 주행에 사용하기에 특히 적합하다.
하나의 실시례에서, LSP 컨트롤 시스템(28)은, 아마도 다른 구성요소들 중에서, ECU(42)(도시된 실시례에 도시되어 있고, VCU(16)를 포함하는 것으로 아래에 기술되어 있으므로) 및 하나 이상의 사용자 입력 장치(44)를 포함하고 있다. ECU(42)는 임의의 다양한 전자 처리 장치, 메모리 또는 저장 장치, 입력/출력 (I/O) 장치, 그리고 임의의 다른 알려져 있는 구성요소를 포함할 수 있고, 아래에 기술되어 있으며 본 발명의 방법으로 구현된 것을 포함하여 LSP 컨트롤 시스템(28)의 임의의 갯수의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, ECU(42)는, 예를 들면: 차량의 하나 이상의 작동 파라미터를 모니터링하는 것; 차량의 하나 이상의 바퀴에 구동 토크 및/또는 제동 토크의 작용시키는 것과 감소시키는 것을 명령하는 것; 차량 속력을 LSP 컨트롤 시스템(28)의 특정 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 구동 토크의 감소가 필요한지 결정하는 것; 차량(10)이 이동하고 있는 지형의 유형 및/또는 특징을 결정하는 것; 등과 같은, 차량(10)의 하나 이상의 작동 양상을 제어 또는 모니터링하기 위한 노력으로 다양한 소스(예를 들면, 차량 센서(14), 차량 서브시스템(12), 사용자 입력 장치(44))로부터 정보를 수신하고 상기 정보를 평가, 분석 및/또는 처리하도록 구성될 수 있다. 또한, 하나의 실시례에서, ECU(42)는 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 본 발명의 방법의 하나 이상의 단계를 수행하거나 실행하도록 구성되어 있다. ECU(42)는 자립형 전자 모듈로 될 수 있거나 차량(10)의 다른 서브시스템(12)이나, 예를 들면, VCU(16)에 통합되거나 편입될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예시와 명료성을 기하기 위해서, 아래에서는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, VCU(16)가 LSP 컨트롤 시스템(28)의 ECU를 포함하도록, ECU(42)의 기능이 VCU(16)에 통합되거나 편입되어 있는 한 실시례에 관하여 설명할 것이다. 따라서, 이러한 실시례에서는, VCU(16), 그리고 VCU(16)의 메모리 장치 또는 VCU(16)가 사용할 수 있는 메모리 장치(예를 들면, 메모리 장치(22))가, 특히, 아래에 기술된 방법에 구현되어 있는 것을 포함하여, LSP 컨트롤 시스템(28)의 기능을 수행하기 위해 필요한, 다양한 정보, 데이터(예를 들면, 미리 정해진 설정-속력), 센서 측정값, 탐색 표 또는 다른 데이터 구조, 알고리즘, 소프트웨어 등을 저장하고 있다.
상기한 고속도로 크루즈 컨트롤 시스템(26)에 있어서, LSP 컨트롤 시스템(28)은 상기 LSP 컨트롤 시스템(28)과 상호작용하기 위해 사용자에 의해 사용될 수 있는, 그리고 일부 실시례에서는, 상기 LSP 컨트롤 시스템(28)을 사용자와 상호작용할 수 있게 하는 적어도 하나의 사용자 인터페이스 장치(44)를 더 포함하고 있다. 이러한 장치는 사용자로 하여, 예를 들면, LSP 컨트롤 시스템(28)을 작동/작동정지시키는 것, 상기 LSP 컨트롤 시스템(28)의 설정-속력을 설정 및/또는 조정하는 것, 복수의 미리 정해진 설정-속력 중에서 원하는 설정-속력을 선택하는 것, 두 개 이상의 미리 정해진 설정-속력을 서로 바꾸는 것(switch), 그리고 아래에 설명될 수 있는 것과 같이 상기 LSP 컨트롤 시스템(28)과 상호작용하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스 장치는 또한 LSP 컨트롤 시스템(28)가 특정 통지, 경고, 메시지, 요청 등을 사용자에게 제공하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 장치의 각각은, 비제한적인 예로서, 푸시버튼; 스위치; 터치 스크린; 시각 표시장치; 스피커; 헤드업 디스플레이; 키패드; 키보드; 또는 임의의 다른 적절한 장치 중의 하나 이상과 같은 임의의 갯수의 형태를 취할 수 있다. 부가적으로, 이러한 장치는 차량 객실 내의 비교적 사용자에 근접한 임의의 갯수의 위치(예를 들면, 조향 핸들, 스티어링 칼럼(steering column), 대시보드 등)에 배치될 수 있다. 하나의 실시례에서, 고속도로용 크루즈 컨트롤 시스템(26)의 사용자 인터페이스 장치(30)와 LSP 컨트롤 시스템(28)의 사용자 인터페이스 장치(44)는 각각 차량(10) 내에서 서로 인접하게 배치되어 있고, 그리고, 하나의 실시례에서는, 차량(10)의 조향 핸들(32)에 배치되어 있다. 그러나, 다른 실시례에서는, 예를 들면, 본 명세서에 기술된 것과 같이, 고속도로용 크루즈 컨트롤 시스템(26)과 LSP 컨트롤 시스템(28)은 동일한 사용자 인터페이스 장치의 일부 또는 전부를 공유할 수 있다. 이러한 실시례에서는, 스위치, 푸시버튼, 또는 임의의 다른 적절한 장치와 같은 추가적인 사용자-선택가능 장치가 상기 두 개의 속력 제어 시스템을 서로 전환시키기 위해서 제공될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 실시례에서는, 크루즈 컨트롤 시스템(26)과 관련하여 상기한 사용자 인터페이스 장치(301-305)가 LSP 컨트롤 시스템(28)의 작동에 사용될 수도 있고, 그리고 상기와 같이, LSP 컨트롤 시스템(28)과 관련하여 논의한 경우에는 사용자 인터페이스 장치(441-445)가 될 수 있다.
아래에 기술된 LSP 컨트롤 시스템(28)의 기능을 예시할 목적으로 그리고 LSP 컨트롤 시스템(28)의 기능에 부가하여, LSP 컨트롤 시스템(28)의 하나의 예시적인 실시례의 일반적인 작동의 설명을 이하에서 제공한다. 먼저, 본 명세서에 기술된 실시례에서 LSP 컨트롤 시스템(28)의 ECU를 포함하는 VCU(16)는 차량이 주행할 원하는 속력(본 명세서에서 "원하는 설정-속력" 이라고 한다)을 결정한다. 이것은 사용자 인터페이스 장치(44)를 통하여 사용자에 의해 선택된 설정-속력일 수 있거나, 또는 대체 실시형태로서, VCU(16)가 어떠한 사용자 개입도 없이 특정 조건 또는 요인에 기초하여 원하는 설정-속력을 자동적으로 결정하거나 선택하도록 구성될 수 있다. 양 경우에 있어서, 원하는 설정-속력의 선택에 대응하여, VCU(16)는 차량으로 하여 원하는 설정-속력을 달성하게 하거나 차량을 원하는 설정-속력으로 유지시키기 위해서 선택적인 파워트레인의 작용, 트랙션 컨트롤(traction control), 및/또는 차량의 바퀴에 대한 제동 작용을, 일괄적으로 또는 개별적으로 실행시키는 것에 의해서 원하는 설정-속력에 따라 차량을 작동시키도록 구성되어 있다. 하나의 실시례에서, 이것은, 적절한 서브시스템(12)(예를 들면, 파워트레인 서브시스템(121)과 브레이크 서브시스템(123))에 대해 적절한 명령을 발생시키고 전송하는, 예를 들면, 및/또는 차량(10)의 하나 이상의 구성요소, 모듈, 서브시스템 등의 작동을 제어하는 VCU(16)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 4와 관련하여, 일단 원하는 설정-속력이 결정되면, 차량 차체 또는 드라이브 라인과 결합된 차량 속력 센서(도 4에서 센서(141)로 표시된 것)가 차량 속력을 나타내는 신호(46)를 VCU(16)에 제공한다. 하나의 실시례에서, VCU(16)는 원하는 설정-속력(도 4에서 참고 번호 49로 표시되어 있음)을 측정된 속력(46)과 비교하고, 그 비교값을 나타내는 출력 신호(50)를 제공하는 콤퍼레이터(comparator)(48)를 포함하고 있다. 상기 출력 신호(50)는 평가 유닛(52)에 제공되고, 이 평가 유닛(52)은 원하는 설정-속력을 유지시키거나 달성하기 위해서 차량 속력이 증가되거나 감소될 필요가 있는지 여부에 따라, 상기 출력 신호(50)를, 예를 들면, 파워트레인 서브시스템(121)에 의해 차량 바퀴에 작용될 추가적인 토크에 대한 요구나, 예를 들면, 브레이크 서브시스템(123)에 의해 차량 바퀴에 작용될 토크의 감소에 대한 요구로 해석하고, 그리고 후자의 경우에는, 소정의 또는 규정된 가속도 프로파일(acceleration profile), 가속도 코리도(acceleration corridor)(예를 들면, +/-(0.1g-0.2g)), 또는 상기 양자 모두에 따라 그렇게 한다. 평가 유닛(52)으로부터의 출력(54)은, 평가 유닛(52)으로부터 토크에 대한 양(positive)의 요구가 있는지 음(negative)의 요구가 있는지에 따라, 바퀴에 작용된 토크를 관리하기 위해서 하나 이상의 서브시스템(12)에 제공된다. 바퀴에 작용될 필요한 양의 토크 또는 음의 토크를 발생시키기 위해서, 평가 유닛(52)이 추가적인 동력이 차량 바퀴에 작용되도록 명령하거나 및/또는 제동력이 차량 바퀴에 작용되도록 명령할 수 있고, 상기 명령의 어느 한 쪽 또는 양 쪽 모두가 원하는 차량 설정-속력을 달성하거나 유지시키는데 필요한 토크의 변화를 실행시키기 위해서 사용될 수 있다. 특히, 하나 이상의 바퀴에서 슬립(slip) 사태가 발생하는 경우에 있어서, 차량 안정성(stability)과 평정성(composure)을 유지시키고 각각의 차축(axle)을 가로질러 작용되는 토크를 조절하기 위해서, 바퀴에 작용되는 순 토크(net torque)를 제어하기 위해 바퀴에 양의 토크와 음의 토크를 동시에 작용시키는 명령이 LSP 컨트롤 시스템(28)에 의해 내려진다. 특정 예에 있어서, VCU(16)는 휠 슬립 사태가 발생한 것을 나타내는 신호(56)를 수신할 수도 있다. 이러한 실시례에서, 휠 슬립 사태 동안, 차량 속력을 원하는 설정-속력으로 유지시키고 휠 슬립 사태를 처리하기 위해서, VCU(16)는 계속하여 측정된 차량 속력과 원하는 설정-속력을 비교하고, 계속하여 차량 바퀴에 작용되는 토크를 자동적으로 제어한다.
상기한 기능에 부가하여, 하나의 실시례에서, LSP 컨트롤 시스템(28)는 차량(10)이 이동하고 있는 지형에 관한 정보(예를 들면, 표면 종류, 지형 유형, 지형 또는 표면 거칠기 등)을 검출하거나, 감지하거나, 도출하거나, 또는 결정하도록 구성될 수 있다. 하나의 실시례에 따르면, VCU(16)는 이러한 기능을 다양한 방식으로 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 한 가지 방식은, 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 2013년 1월 16일자로 공개된, 영국 특허출원공개 공보 제GB2492748A호에 기술되어 있다. 보다 상세하게는, 하나의 실시례에서, 차량에 관련된 다양한 상이한 파라미터에 관한 정보가, 예를 들면, 상기한 센서(14) 및/또는 서브시스템(12)의 일부 또는 전부를 포함하여, 복수의 차량 센서 및/또는 다양한 차량 서브시스템으로부터 수신되거나 입수된다. 수신된 정보는 지형의 종류, 그리고, 특정 예에서는, 예를 들면, 지형의 유형, 지형의 거칠기 등과 같은 지형의 하나 이상의 특징을 나타낼 수 있는 하나 이상의 지형 지표를 결정하기 위해서 평가되고 사용된다.
보다 상세하게는, 하나의 실시례에서, 속력 제어 시스템(예를 들면, VCU(16))은 하나 이상의 센서(14) 및/또는 서브시스템(12)으로부터 입수되거나 수신된 정보(일괄하여, 아래에서 "센서/서브시스템 출력" 이라고 한다)가 제공되는 추정 모듈(estimator module)의 형태로 된 평가 수단을 포함할 수 있다. 추정 모듈의 제1 스테이지 내에서, 센서/서브시스템 출력의 다양한 출력이 다수의 지형 지표를 얻기 위해서 사용된다. 상기 제1 스테이지에서는, 차량 속력을 바퀴 속력 센서로부터 얻고, 바퀴 가속도를 바퀴 속력 센서로부터 얻고, 바퀴에 대한 종방향 힘(longitudinal force)을 차량 종가속도 센서로부터 얻고, 그리고 (휠 슬립이 발생하는 경우) 휠 슬립이 발생하는 토크를 파워트레인 서브시스템에 의해 제공된 파워트레인 토크 신호로부터, 그리고 부가적으로 또는 대체 실시형태로서, 드라이브 라인 서브시스템(예를 들면, 트랜스미션)에 의해 제공된 토크 신호로부터, 그리고 요잉운동, 피칭운동 및 롤링운동을 검출하는 운동 센서로부터 얻는다. 추정 모듈의 제1 스테이지 내에서 수행된 다른 연산은 바퀴 관성 토크(회전하는 바퀴를 가속시키거나 감속시키는 것과 관련된 토크), "진행의 연속성(continuity of progress)"(예를 들면, 차량 암석으로 된 지형을 이동하고 있는 경우에, 차량이 반복적으로 출발하고 정지하는지의 평가), 공기역학적 항력(aerodynamic drag), 그리고 차량 횡가속도(lateral vehicle acceleration)를 포함한다.
추정 모듈은 다음의 지형 지표: 즉, 표면 구름 저항(바퀴 관성 토크, 차량에 대한 종방향 힘, 공기역학적 항력, 그리고 바퀴에 대한 종방향 힘에 기초함), 조향 핸들에 작용하는 조향력(조향 핸들 센서 및/또는 스티어링 칼럼 센서으로부터의 출력과 횡가속도에 기초함), 바퀴 종방향 슬립(longitudinal slip)(바퀴에 대한 종방향 힘, 바퀴 가속도, 스태빌러티 컨트롤 시스템(SCS) 활동(activity) 및 휠 슬립이 발생하였는지 여부를 나타내는 신호에 기초함), 횡방향 마찰(lateral friction)(측정된 횡가속도과 요잉운동 대 예측된 횡가속도와 요잉운동으로부터 산출됨), 그리고 코루게이션 검출(corrugation detection)(워시보드(washboard)형 표면을 나타내는 고진동수, 저진폭 수직방향 바퀴 동요(excitement))가 연산되는 제2 스테이지도 포함하고 있다. SCS 활동 신호는, 다이내믹 스태빌러티 컨트롤(DSC) 기능, 지형 컨트롤(TC) 기능, DSC 활동, TC 활동, ABS 활동을 나타내는 잠김방지 브레이크 시스템(ABS) 및 내리막길 주행 제어장치(HDC) 알고리즘, 개별 바퀴에 대한 브레이크 조정, 그리고 스태빌러티 컨트롤 시스템(SCS)의 ECU로부터 파워트레인 서브시스템으로의 파워트레인 토크 감소 요청을 포함하는 스태빌러티 컨트롤 시스템(SCS)의 ECU로부터의 몇가지 출력으로부터 얻는다. 이들 모두는 휠 슬립 사태가 발생한 것과 스태빌러티 컨트롤 시스템(SCS)의 ECU가 휠 슬립 상태를 제어하기 위해서 조치를 취한 것을 나타낸다. 추정 모듈은 또한 바퀴 속력 변화 및 코루게이션 검출 신호를 결정하기 위해서, 4륜 차량에 있어서의 바퀴 속력 센서로부터의 출력을 이용하고, 상기 출력을 각각의 차축을 가로질러서 그리고 각 측면의 전방으로부터 후방으로 비교한다.
하나의 실시례에서는, 에어 서스펜션 센서(라이드 하이트 센서 또는 서스펜션 접합상태 센서)와 바퀴 가속도계에 기초하여 지형 거칠기를 계산하기 위해, 상기 추정 모듈에 더하여, 노면 거칠기 모듈(road roughness module)이 포함될 수 있다. 이러한 실시례에서는, 거칠기 출력 신호의 형태로 된 지형 지표 신호가 노면 거칠기 모듈로부터 출력된다.
종방향 휠 슬립(wheel longitudinal slip)과 횡방향 마찰 추정(lateral friction estimation)에 대한 추정값이 개연성 체크(plausibility check)로서 추정 모듈 내에서 서로 비교된다. 마찰 개연성 체크와 함께, 바퀴 속력 변화 및 코루게이션(corrugation) 출력, 표면 구름 저항 추정, 종방향 휠 슬립 및 코루게이션 검출에 대한 연산값은 상기 추정 모듈로부터 출력되고, VCU(16)에 의해 추가적으로 처리하기 위해서, 차량이 이동하고 있는 지형의 특징을 나타내는 지형 지표 출력 신호를 제공한다. 예를 들면, 상기 지형 지표는, 차량이 이동하고 있는 지형의 종류의 지표에 기초하여 복수의 차량 서브시스템 제어 형태 (예를 들면, 지형 형태) 중의 어느 것이 가장 적절한 것인지를 결정한 다음, 적절한 서브시스템(12)을 상응하게 자동적으로 제어하기 위해서 사용될 수 있다.
다른 실시례에서는, 상기한 지형 감지/검출 기능을 수행하는 LSP 컨트롤 시스템(28) 대신에, 예를 들면, VCU(16)(LSP 컨트롤 시스템(28)의 기능을 수행하지 않는 경우), 차체 관리 서브시스템(122), 또는 다른 적절한 구성요소와 같은, 차량(10)의 다른 구성요소, 모듈, 또는 서브시스템이 상기와 같은 기능을 수행하도록 적절하게 구성될 수 있고, 이러한 다른 실시례도 본 발명의 기술사상과 범위 내에 있다.
LSP 컨트롤 시스템(28)의 배치상태, 기능 그리고 능력에 대한 상기 설명은 단지 예시를 위한 목적으로 제공되어 있으며 본질적으로 이에 제한되는 것을 의미하지 않는다는 것을 알아야 한다. 따라서, LSP 컨트롤 시스템(28)이 임의의 특정 실시례 또는 방식으로 제한되는 것은 아니다. 다시 말해서, 차량(10)에 대한 상기 설명과 도 1 및 도 2의 도시내용은 단지 한 가지 가능한 차량 장치를 나타내기 위한 것이며 또한 일반적으로 나타내기 위한 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 현저하게 다른 것을 포함하여, 임의의 갯수의 다른 차량 장치 및 구성이 대신 사용될 수 있다.
이제 도 5를 참고하면, 속력 제어 시스템의 작동을 통하여 차량의 속력을 제어하는 방법 100의 한 예가 도시되어 있다. 예시와 명료성을 기하기 위해서, 방법 100은 상기의 도 1 및 도 2에 도시된 차량(10)과 관련하여 설명할 것이다. 보다 상세하게는, 방법 100은 VCU(16)에 통합되어 있는 차량(10)의 저속 진행(LSP) 컨트롤 시스템(28)과 관련하여 기술될 것이다(다시 말해서, VCU(16)가 LSP 컨트롤 시스템(28)의 ECU(42)를 포함하고 있다). 그러나, 본 발명의 발명의 적용은 상기와 같은 방식으로만 제한되는 것을 의미하는 것이 아니라, 오히려 방법 100은, 특정 예에 있어서, 예를 들면, 상기한 크루즈 컨트롤 시스템(26)과 같은, 종래의 "고속도로" 크루즈 컨트롤 시스템 뿐만 아니라, 예를 들면, 상기한 것이 아닌 LSP 컨트롤 시스템(예를 들면, 차량의 VCU에 통합되어 있지 않은 것 및/또는 VCU가 속력 제어 시스템의 ECU를 포함하지 않는 것)을 포함하여, 임의의 갯수의 다른 속력 제어 시스템 방식에 적용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 방식 또는 유형의 속력 제어 시스템으로 제한되는 것을 의미하는 것은 아니다. 부가적으로, 방법 100의 실행은 복수 단계의 임의의 특정 차례 또는 순서로 제한되는 것을 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
한 실시례에서, 방법 100의 기법은, 차량이, 예를 들면, 표석, 보도 계단, 고-항력(high-drag) 지형 등과 같은, 지형-관련 장애물을 지날 때, 예를 들면, 차량의 속력이 속력 제어 시스템 목표 설정-속력을 초과하는 것을 방지하도록 또는 적어도 실질적으로 제한하도록 제공되어 있다. 보다 상세하게는, 방법 100은, 차량이 장애물을 넘고 상이하거나 변하는 구동 토크량을 필요로 하는 환경들 사이를 이행할 때, 예를 들면, 목표 설정-속력을 실질적으로 유지시키거나, 또는 파워트레인 또는 엔진 오버런으로 인해 차량 속력이 상기 설정-속력을 초과하는 양을 적어도 최소화하고, 결과적으로, 차량 안정성 및/또는 탑승자 안락감에 미치는 악영향을 적어도 최소화하기 위해서 차량의 속력을 제어하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 한 실시례에서, 차량이 표석 영역 또는 보도 계단을 가로지를 때, 방법 100은 차량이 표석 또는 계단 위에 오를 때 발생하는 파워트레인 또는 엔진 오버런을 상쇄시키고, 이것에 의해 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 방법 100은 차량이 고항력(high-drag) 지형 또는 환경(예를 들면, 모래, 진창, 자갈 등)에서 저항력(low-drag) 지형 또는 환경(예를 들면, 포장도로)으로 이행할 때 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 대체로 동일한 방식으로 사용될 수 있다.
따라서, 도 5와 관련하여, 한 실시례에서, 방법 100은 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신하는 단계 102를 포함하고 있다. 상기 전기 신호는, 비제한적인 예로서, 차량 센서(14)의 하나 이상, 차량 서브시스템(12)의 하나 이상의, 하나 이상의 메모리 장치(예를 들면, VCU(16)의 메모리 장치(22)), 또는 차량(10)의 임의의 다른 적합한 또는 적절한 장치 또는 구성요소를 포함하여, 임의의 갯수의 소스(source)로부터 발생될 수 있다. 또한, 상기 전기 신호는 차량 및 차량의 작동과 관련된, 특히, 아래에 기술된 목적으로 사용될 수 있는 다양한 정보를 나타낼 수 있다.
단계 102에서 수신된 전기 신호에 의해 표시될 수 있는 정보의 한 종류는 차량의 하나 이상의 작동 파라미터에 관한 것이다. 이것은, 비제한적인 예로서, 몇 가지만 언급하면, 차량 종가속도; 차량 속력; 바퀴 속력; 차량 자세(예를 들면, 차량 몸체의 피칭운동, 롤링운동, 요잉운동 등, 차량 자세의 변화 등); 바퀴 접합상태; 작용된 구동 토크; 작용된 제동 토크; 요청된 구동 토크 및/또는 제동 토크, 실제 구동 토크 및/또는 제동 토크, 그리고 구동 토크 및/또는 제동 토크에 대한 변화율; 휠 슬립; 라이드 하이트; 타이어 압력; 타이어 항력(tyre drag); 타이어 마찰; 조향 핸들 각도; 차량 횡가속도; 지형 반응(TR) 유형; 구름 저항; 기어 선택; 차량 서스펜션 접합상태(예를 들면, 신장 또는 압축); 및/또는 차량 몸체 운동에 영향을 미치는 다른 파라미터에 관한 정보를 포함할 수 있다. 수신된 상기 전기 신호에 의해 나타내어지는 이러한 파라미터에 관한 정보는, 예를 들면, 작동 파라미터 또는 다른 유용한 정보의 특정 값 또는 크기를 포함할 수 있다. 차량(10)의 하나 이상의 작동 파라미터를 나타내는 전기 신호는, 비제한적인 예로서, 본 명세서의 다른 부분에 기술된 것을 포함하여, 하나 이상의 차량 센서(14) 및/또는 하나 이상의 차량 서브시스템(12)으로부터 수신될 수 있거나, 또는 차량(10)의 임의의 다른 적절한 구성요소 또는 장치로부터 수신될 수 있다.
다른 유형의 정보는 차량이 이동하고 있는 지형의 유형(예를 들면, 눈, 물, 모래, 자갈, 표석, 진창, 풀 등), 및/또는 상기 지형의 하나 이상의 특징(예를 들면, 거칠기, 가파름 등)이 될 수 있다. 한 실시례에서, 이러한 정보는 상기와 같은 지형-관련 정보를 결정하도록 구성되어 있는 차량(10)의 서브시스템(12)으로부터 수신될 수 있다. 예를 들면, 적절한 차량 서브시스템(12)가 적절한 지형 정보(예를 들면, 종류/유형, 특징 등)를 요청받을 수 있고 이 적절한 지형 정보(예를 들면, 종류/유형, 특징 등)가 적절한 차량 서브시스템(12)으로부터 수신될 수 있다. 다른 실시례에서는, 이러한 정보가 방법 100의 적어도 특정 단계를 수행하도록 구성된 구성요소 또는 장치의 메모리 장치에 미리 저장되어 있을 수 있거나, 또는 상기 구성요소 또는 장치에 의해 이용될 수 있어서, 상기 정보가 상기 메모리 장치로부터 수신될 수 있다. 예를 들면, VCU(16)가 방법 100의 적어도 특정 단계를 수행하도록 구성되어 있는 예에서는, 상기 정보가 VCU(16)의 메모리 장치(22)에 저장될 수 있고, 따라서, VCU(16)의 처리 장치(24)가 메모리 장치(22)로부터 상기 정보를 수신할 수 있다.
다른 유형의 정보는 차량이 횡단하고 있는 지형의 유형 및/또는 하나 이상의 특징을 결정하거나, 검출하거나, 또는 감지하는데 필요한 것일 수 있다. 예를 들면, 차량(10)의 하나 이상의 작동 파라미터를 나타내는 전기 신호가 수신되는 상기한 것과 같은 한 실시례에서, 상기 전기 신호는 다양한 종류의 지형-관련 정보를 결정하는데 사용될 수 있는 차량의 작동 파라미터에 관한 정보를 나타낼 수 있다. 이러한 작동 파라미터는, 예를 들면, 지형 종류/유형 및/또는 지형의 특징, 또는 다른 관련 파라미터를 결정하는 예시적인 프로세스에 관하여 상기한 것을 포함할 수 있다. 수신된 정보는, 예를 들면, 원하는 지형-관련 정보를 결정하기 위하여 상기한 방식으로 평가되고 이용될 수 있다. 예를 들면, VCU(16)가 방법 100의 적어도 특정 단계를 수행하도록 구성되어 있는 한 실시례에서, VCU(16)는 하나 이상의 차량 센서(14) 및/또는 하나 이상의 서브시스템(12)로부터 차량(10)의 다양한 작동 파라미터 또는 오퍼레이팅 파라미터에 관한 정보를 나타내는 전기 신호를 수신할 수 있다. VCU(16)는, 예를 들면, 원하는 지형-관련 정보를 결정하기 위하여 상기한 방식으로 수신된 정보를 평가하고 이용할 수 있다.
단지 특정 종류의 정보가 위에 명확하게 기술되어 있지만, 본 발명이 이러한 종류의 정보로만 제한되는 것을 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 오히려, 상기한 것에 부가하거나 상기한 것을 대신하는 정보가 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 동일한 방식으로 입수되거나 수신될 수 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 하나 이상의 특정 유형의 정보로 제한되지 않는다. 부가적으로, VCU(16)이 방법 100의 일부 단계 또는 모든 단계를 수행하도록 구성되어 있는 한 실시례에서, VCU(16)는 차량 관련 정보를 나타내는 전기 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 그러나, 다른 실시례에서, VCU(16)에 부가하거나 VCU(16)를 대신하는 차량(10)의 구성요소는 상기 전기 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 방법 100은 차량의 속력을 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템(121)에 의해 차량(10)의 하나 이상의 바퀴에 작용되는 구동 토크("작용된 구동 토크")의 감소가 필요할 것인지 여부를 결정하는 단계 104를 더 포함하고 있다. 본 발명의 목적을 위해서, 차량의 속력을 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키는 것은, 비제한적인 예로서, 목표 설정-속력 위로 10% 이내와 목표 설정-속력 아래로 20% 이내와 같이, 목표 설정-속력의 위나 아래로 소정의 용인할 수 있는 양의 범위 내로, 또는 목표 설정-속력의 위나 아래로 소정의 속력, 다시 말해서 시간당 소정의 킬로미터, 예를 들면 2kph로 차량 속력을 유지시키는 것 뿐만 아니라 차량 속력을 정확하게 목표 설정-속력으로 유지시키는 것을 포함한다. 목표 설정-속력의 위나 아래로 특정 백분률 값이 제공되어 있지만, 본 발명은 이러한 값으로 제한되는 것을 의미하지 않으며; 오히려, 특정 실시형태에 따라 임의의 갯수의 다른 백분률 값이 대신 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 한 실시례에서, 상기 결정하는 단계는 단계 102에서 수신된 차량 관련 정보를 나타내는 전기 신호에 전적으로 또는 부분적으로 기초하고 있다. 단계 104는 여러가지 방법으로 실행될 수 있다.
하나의 실시례에서, 단계 104는 차량(10)의 하나 이상의 바퀴가 차량이 횡단하고 있는 지형의 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지를 결정하기 위해서 단계 102에서 수신된 전기 신호를 이용하는 것을 포함하고 있다. 이러한 실시례에서, 차량의 하나 이상의 바퀴가 지형-관련 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지가 결정되면, 속력 제어 시스템이 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 더 결정할 수 있다. 이러한 결정은 다양한 기술을 이용하여 행해질 수 있다.
한 가지 이러한 기술은 요청된 또는 작용된 구동 토크에 있어서의 변화률을 모니터하기 위해서 단계 102에서 수신된 전기 신호의 하나 이상을 이용하는 것을 포함한다. 보다 상세하게는, 한 실시례에서, 요청된 구동 토크가 모니터될 수 있고, 작용된 구동 토크의 갑작스러운 급격한 상승 후에 작용된 구동 토크의 갑작스러운 감소가 요청되었다는 것이 감지되면, 차량의 하나 이상의 바퀴가 지형-관련 장애물을 넘고 있는지(또는 넘었는지)가 결정될 수 있다. "급격한" 것으로 간주되는 요청된 또는 작용된 구동 토크의 상승 또는 감소에 대해서, 그 상승 또는 감소는, 각각 이전에 요청된 또는 작용된 구동 토크의 적어도 특정 백분률의 증가나 감소로 될 수 있고, 예를 들면, 경우에 따라, 소정의 기간에 걸쳐서 이전에 요청된 또는 작용된 구동 토크 값의 대략 20% 보다 많은 증가(예를 들면, 이것은 30% 보다 많은 증가, 40% 보다 많은 증가, 또는 50% 보다 많은 증가를 포함할 수 있다)로 될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 상기 기간은 차량의 속력에 의존할 수 있지만, 예를 들면, 5초 미만, 3초 미만, 또는 2초 미만이 될 수 있다. 저속의 경우보다는 고속의 경우에 더 짧은 기간이 사용될 수 있다. 구동 토크에 대해서 요청된 상승률은 차량이 이동하고 있는 지형에 가장 적합하게 맞추어질 수 있고, 그리고 상기와 같이, 구동 토크에 있어서 최대 증가는, 예를 들면: 지형 프로그램 또는 유형; 차량 자세; 조향 각도; 또는 임의의 다른 적절한 제한 요인과 같은, 지배적인 상태 또는 작동 파라미터에 따라 한도가 정해지거나 제한될 수 있고, 그리고 상기와 같이, 요청된 구동 토크에 있어서의 상승은 한도가 정해진 토크 증가률의 상당한 부분과 동등한 증가률로 이전에 요청된 토크 값보다 20% 이상으로 될 수 있다. 예를 들면, 차량(10)은 대략 2,000kg(4,400lbs)의 질량, 대략 0.38m(15in)의 구름 반경(rolling radius)을 가지고 있고, 대략 0.1m(4in)의 높이를 가지는 계단을 오르기 전에 비교적 평탄하고 매끈한 지형을 따라서 이동하고 있다고 가정한다. 주어진 설정-속력을 유지하면서 차량을 계단 위로 들어 올리기 위해서 차량 바퀴가 계단을 오를 때 필요한 구동 토크의 증가량은, 계단을 지나기 전에 비교적 평탄하고 매끈한 표면 위로 진행시키는데 필요한 것으로 될 수 있는 가량 대략 100Nm(74 lb ft)보다 많은 대략 400Nm(295 lb ft) 정도의 증가량이 될 수 있다. 따라서, 차량이 계단 정상에 이를 때, 차량을 목표 설정-속력으로 추진시키기 위해서는 훨씬 더 작은 토크가 필요할 것이고, 따라서, 작용된 구동 토크는 감소될 필요가 있을 것이다. 작용된 구동 토크에 있어서 급격한 상승 후에 작용된 구동 토크에 있어서의 이러한 감소 또는 요청된 감소에 대응하여, 차량이 넘어가고 있는(예를 들면, 장애물 정상에 이르거나 고항력 표면에서 저항력 표면으로 이행하고 있는) 장애물을 차량의 하나 이상의 바퀴가 넘었는지 또는 막 넘으려고 하는지 결정될 수 있고, 그 결과, 작용된 구동 토크가, 신속하게 감소되지 않으면, 차량 속력을 설정-속력을 초과하게 할 것인지가 결정될 수 있다. 상이한 크기의 차량은 상이한 토크량을 필요로 할 수 있기 때문에, 실제 토크 값(다시 말해서, 작용된 구동 토크의 상승 및 감소)은 특정 차량에 좌우될 것이라는 점을 알 수 있을 것이다.
다른 실시례에서는, 차량이 지나가고 있는 장애물을 차량(10)의 하나 이상의 바퀴가 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지의 결정이, 단계 102에서 수신된 전기 신호에 의해 나타내어지는 차량의 하나 이상의 작동 파라미터를 모니터링한 다음, 모니터링된 작동 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 차량 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지를 결정함으로써 행해질 수 있다. 보다 상세하게는, 하나 이상의 모니터링된 작동 파라미터가, 예를 들면, 하나 이상의 대응하는 임계치 또는 범위와 비교될 수 있고, 모니터링된 작동 파라미터가 주어진 임계치 또는 범위와 일치하는지, 주어진 임계치 또는 범위를 초과하는지, 또는 주어진 임계치 또는 범위에 못미치는지에 따라, 차량이 지나가고 있는 장애물을 차량의 하나 이상의 바퀴가 넘고 있는지(또는 넘었는지)에 관한 결정이 내려질 수 있다. 한 실시례에서, 이러한 작동 파라미터는 차량의 자세(예를 들면, 피칭운동, 요잉운동, 롤링운동 등) 또는 차량의 자세의 변화, 차량 서스펜션 접합상태(다시 말해서, 신장 또는 압축), 및/또는 임의의 다른 적절한 파라미터에 관한 것을 포함할 수 있다.
한 가지 특정 실시례에서, 모니터링된 작동 파라미터는 차량(10)의 종가속도이다. 본 실시례에서, 단계 104는 차량(10)의 종가속도를 모니터링한 다음, 이것에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것을 포함한다. 보다 상세하게는, 한 실시례에서, 차량의 종가속도 및 차량의 하나 이상의 바퀴에 작용된 구동 토크가 규정된 가속도 프로파일을 고려하여 모니터링될 수 있다. 상기 종가속도 및 작용된 구동 토크의 양자 모두는, 단계 102에서 하나 이상의 차량 센서(14)(예를 들면, 종가속도의 경우에는, 바퀴 속력 센서, 종가속도 센서, 차량 속력 센서 등; 그리고, 토크의 경우에는, 토크 센서), 하나 이상의 차량 서브시스템(12)(예를 들면, 파워트레인 서브시스템(121), 및/또는 임의의 차량(10)의 다른 적절한 구성요소로부터 수신되거나 입수된 정보 또는 측정값을 이용하여 모니터링될 수 있다. 주어진 작용된 구동 토크에서, 차량 속력이 원하는 또는 목표 설정-속력으로 유지되도록, 종가속도가 가속도 프로파일을 뒤따르거나 일치하면, 차량이 예상대로 가속되고 있는지 결정될 수 있고, 이에 따라, 차량의 바퀴 중의 어느 것도 장애물을 못 넘었는지 또는 막 넘어려고 못 하는지가 결정될 수 있다. 그러나, 반대로, 차량의 종가속도가 상기 가속도 프로파일로부터 예상되는 것을 초과하면(또는 적어도 미리 정해진 허용량보다 많이 또는 소정의 양의 시간보다 많은 시간 동안 상기 가속도 프로파일을 초과하면), 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지가 결정될 수 있다.
또 다른 실시례에서는, 모니터링된 작동 파라미터가 차량의 속력이다. 본 실시례에서, 단계 104는 설정-속력을 고려하여 차량의 속력을 모니터링한 다음, 이것에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것을 포함한다. 보다 상세하게는, 차량의 속력은, 단계 102에서 하나 이상의 차량 센서(14)(예를 들면, 바퀴 속력 센서, 차량 속력 센서 등), 하나 이상의 차량 서브시스템(12)(예를 들면, 파워트레인 서브시스템(121), 및/또는 임의의 차량(10)의 다른 적절한 구성요소로부터 수신되거나 입수된 정보 또는 측정값을 이용하여 모니터링될 수 있다. 차량의 속력이 속력 제어 시스템의 설정-속력과 일치하면(또는 적어도 소정의 허용오차 내에 있으면), 차량이 설정-속력으로 작동하는지, 또는 설정-속력에 충분히 근접하게 작동하는지 결정될 수 있고, 이에 따라, 차량의 바퀴 중의 어느 것도 장애물을 못 넘었는지 또는 막 넘어려고 못 하는지가 결정될 수 있다. 그러나, 반대로, 차량 속력이 설정-속력을 초과하면(또는 적어도 일정량만큼 및/또는 적어도 일정량의 시간 동안 설정-속력을 초과하면), 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지가 결정될 수 있다.
따라서, 한 실시례에서, 차량의 하나 이상의 바퀴가 차량이 지나가고 있는 장애물을 넘어가고 있는지(또는 넘었는지) 여부를 결정하기 위해서 당해 기술 분야에서 알려져 있는 기술을 이용하여 하나 이상의 작동 파라미터가 모니터링되고 평가될 수 있다.
다른 실시례에서는, 차량(10)의 하나 이상의 바퀴가 차량이 지나가고 있는 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지의 결정이, 단계 102에서 수시된 전기 신호를 이용하여 차량이 횡단하고 있는 지형에 관한 정보를 모니터링한 다음, 모니터링된 지형-관련 정보에 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지 결정함으로써, 행해질 수 있다. 보다 상세하게는, 한 실시례에서, 단계 104는 차량이 횡단하고 있는 지형의 변화를 감지하거나 결정하고, 이에 대응하여, 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 실시례에서는, 단계 102에서 수신된 전기 신호의 일부 또는 전부를 이용하여, 그리고 특정 예에서는, 지형 유형/종류 및/또는 지형의 특징을 결정하는 상기한 기술과 함께 단계 102에서 수신된 전기 신호를 이용하여 지형-관련 변화가 감지될 수 있다.
예를 들면, 특정 지형 종류/유형의 식별 또는 지형의 종류/유형을 얻기 위해서 사용될 수 있는 차량의 선행 바퀴(leading wheel)에 대응하는 작동 파라미터에 관한 정보를 나타내는 단계 102에서 수신된 전기 신호를 이용하여, 차량이 한 종류의 지형(예를 들면, 모래)에서 다른 종류의 지형(예를 들면, 편평한 바위)으로 이행하고 있는지를 결정할 수 있다. 지형 종류/유형 및 설정-속력을 구동 토크와 관련시키는 메모리 장치(예를 들면, VCU(16)의 메모리 장치(22))에 저장된 탐색 표 또는 다른 데이터 구조를 이용하여, 새로운 지형 위에서 차량을 원하는 또는 목표 설정-속력으로 추진시키는데 필요한 구동 토크가 결정될 수 있고, 이러한 결정에 기초하여, 현재 작용된 구동 토크가 새로운 지형 위에서 차량의 설정-속력을 유지시키는데 필요한 양을 초과하는지 여부에 관한 추가적인 결정이 행해질 수 있다. 현재 작용된 구동 토크가 새로운 지형에 대해 필요한 구동 토크를 초과하거나, 또는 적어도 소정의 양만큼 초과하면, 차량의 하나 이상의 바퀴가 지형-관련 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지가 결정될 수 있다.
다른 실시례에서는, 지형의 유형 또는 종류의 변화에 대한 결정에 기초하는 것에 더하여, 또는 지형의 유형 또는 종류의 변화에 대한 결정에 기초하는 것에 대신하여, 상기 결정이, 예를 들면, 지형의 특별한 특징의 변화(예를 들면, 구배(grade), 표면 거칠기, 변형성(deformability) 등)에 기초할 수 있다. 예를 들면, 지형의 특징의 식별 또는 지형의 특징을 얻기 위해서 사용될 수 있는 차량의 선행 바퀴에 대응하는 작동 파라미터에 관한 정보를 나타내는 단계 102에서 수신된 전기 신호를 이용하여, 차량이 하나의 특징(예를 들면, 경사)을 가진 지형에서 상이한 특징(예를 들면, 내리막, 편평한 구역 등)을 가진 동일한 지형을 이행하고 있는지를 결정할 수 있다. 지형 특징 및 설정-속력을 구동 토크와 관련시키는 메모리 장치(예를 들면, VCU(16)의 메모리 장치(22))에 저장된 탐색표 또는 다른 데이터 구조를 이용하여, 새로운 지형 특징 위에서 차량을 원하는 또는 목표 설정-속력으로 추진시키는데 필요한 구동 토크가 결정될 수 있고, 이러한 결정에 기초하여, 현재 작용된 구동 토크가 새로운 지형 특징 위에서 차량의 설정-속력을 유지시키기 위해서 필요한 토크를 초과하는지 여부에 관한 추가적인 결정이 행해질 수 있다. 현재 작용된 구동 토크가 새로운 지형 특징에 대해 필요한 구동 토크를 초과하거나, 또는 적어도 소정의 양만큼 초과하면, 차량의 하나 이상의 바퀴가 지형-관련 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지가 결정될 수 있다. 따라서, 비제한적인 예로서, 상기한 것을 포함하여 다양한 종류의 지형-관련 정보가 단계 104를 실행하기 위해서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
바로 위에서 기술한 방식으로 지형-관련 정보가 단계 104에서 사용되는 경우에, 단계 104는: 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 이용하여, 차량의 하나 이상의 작동 파라미터 및/또는 차량이 횡단하고 있는 지형에 관한 정보를 모니터링하는 것; 모니터링된 작동 파라미터 및/또는 차량이 횡단하고 있는 지형에 관한 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 차량이 횡단하고 있는 지형의 변화를 감지하는 것; 그리고 감지된 지형 변화에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지를 결정하여 차량의 속력을 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하는 것을 포함한다.
차량의 하나 이상의 바퀴가 차량이 지나가고 있는 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지를 결정하기 위한 기술의 특정 예가 기술되어 있지만, 상기한 것 외의 기술이 이용될 수도 있다는 것을 당업자는 알 수 있을 것이다. 이러한 기술은, 예를 들면, 다양한 추가적인 또는 대체 형태의 차량의 작동 파라미터(예를 들면, 차량 라이드 하이트, 차량 드라이브 라인(예를 들면, PTU 또는 트랜스미션)의 기어비, 휠 슬립 또는 스핀, 타이어 압력, 차량이 작동하고 있는 특정 유형(예를 들면, 지형 유형) 등에 관한 파라미터)에 관한 정보와 같은, 상기한 것에 부가하여, 또는 상기한 것에 대신하여 다양한 종류의 차량 관련 정보의 사용을 포함할 수 있고, 단계 104의 실행에서 평가되고 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 정보의 사용으로 제한되지 않는다. 한 실시례에서, 단계 104의 기능은 VCU(16)에 의해서 실행될 수 있지만, 예를 들면, 특히, 다른 실시례에서, 소프트웨어로 구현된 PID 컨트롤러의 작동의 일부로서, 차량(10)의 다른 적절한 구성요소에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 차량(10)의 임의의 하나의 특정 구성요소 또는 장치에 의한 단계 104의 실행으로 제한되는 것은 아니다.
차량의 바퀴 중의 어느 것도 차량이 지나고 있는 장애물을 못 넘었는지 또는 막 넘어려고 못 하는지가 단계 104에서 결정되거나 검출되면, 한 실시례에서, 방법 100은 단계 102로 되돌아가고 상기 방법론이 상기한 방식으로 반복된다. 그러나, 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 막 넘어려고 하는지가 단계 104에서 결정되거나 검출되면, 방법 100은 차량 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 것을 포함하는 단계 106으로 이동한다. 명령으로 정해진 제동 토크는 임의의 엔진 또는 파워트레인 오버런 및 이에 수반하는 효과를 상쇄시키기 위한 것이고, 상기 오버런은 차량의 속력에 영향을 미칠 수 있고; 다시 말해서, 상기 제동 토크는 (예를 들면, 차량 속력을 실질적으로 목표 설정-속력 이하로 유지시키기 위해서) 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 차량의 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키도록 작용한다. 한 실시례에서, 단계 106에서의 제동 토크의 작용은 작용된 구동 토크의 명령으로 정한 감소(예를 들면, 작용된 구동 토크가 감소되거나 축소되는 비율의 증가)와 함께 행해지므로, 적어도 일부 경우에 있어서, 단계 106은 제동 토크의 작용을 작용된 구동 토크의 감소와 균형을 잡는 것을 포함할 수 있다. 작용된 구동 토크를 감소시키는 것(또는 구동 토크 감소률을 증가시키는 것) 자체가 목표 설정-속력을 초과하는 것을 방지하거나 적어도 실질적으로 제한하기에 충분하지 않을 수 있는 한 가지 이유는 통상적으로 속력-제어 신호의 변화에 대해 내연기관의 반응의 지연이 있기 때문이다. 보다 상세하게는, 내연기관의 물리적인 본성으로 인해, 토크 출력이 토크 요구에 지연되는 경향이 있다. 예를 들면, 토크 요구가 높은 수준에서 낮은 수준으로 바뀌면, 엔진이 감속할 시간을 가질 때까지 엔진의 회전 운동량은 토크 출력을 부자연스럽게 높게 유지시킨다. 엔진이 클러치 또는 다른 유사한 수단에 의해 바퀴로부터 분리되어 있지 않으면, 엔진의 반응 지연은 차량이 장애물을 넘을 때 파워트레인 또는 엔진 오버런으로 나타날 수 있다. 차량의 파워트레인/엔진은 통상적으로 반응이 느리지만, 제동 토크의 작용은 통상적으로 훨씬 더 빠르게 반응하므로, 파워트레인 오버런 상태를 상쇄시키는데 이용될 수 있다.
단계 106은 다수의 소스 중의 하나 이상으로부터 제동 토크를 작용시키도록 명령하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 한 실시례에서, 차량(10)의 브레이크 서브시스템(123)은 차량(10)의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키라는 명령을 받을 수 있다. 적절하게 구성되어 있다면, 파워트레인 서브시스템(121)은 대체 실시형태로서 차량(10)의 하나 이상의 바퀴에 간접적으로 제동 토크를 작용시키도록 명령받을 수 있다. 보다 상세하게는, 파워트레인 서브시스템(121)이 하나 이상의 전기 기계, 예를 들면, 브레이크 서브시스템을 사용하거나 사용하지 않고서 차량을 감속시키기 위해서 파워트레인 서브시스템의 일부분 및/또는 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 구성되어 있는, 발전기로서 작동되는 하나 이상의 전기 기계를 포함하고 있는 실시례에서, 파워트레인 서브시스템(121)이 제동 토크를 작용시키도록 명령받을 수 있다. 다른 실시례에서는, 비제한적인 예로서, 차량의 내리막길 주행 제어장치(HDC) 시스템, 차량의 드라이브 라인 또는 트랜스미션(예를 들면, 기어 변속 또는 기어비의 변화) 등을 포함하여, 차량(10)의 브레이크 시스템 및 파워트레인 서브시스템 외의 구성요소가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 제동 토크의 임의의 특정 소스로 제한되지 않으며, 오히려 임의의 갯수의 소스가, 단독으로 또는 결합하여, 차량(10)의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록, 또는 차량(10)의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크가 작용되게 하도록 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
단계 106에서 작용되도록 명령받은 제동 토크의 특정량(그리고 달성되거나 작용되는(다시 말해서, 증가되는) 비율)은 임의의 갯수의 요인에 좌우될 수 있다. 이러한 요인은, 예를 들면, 바퀴에 작용되는 작용된 구동 토크의 특정량 또는 크기, 요구될 작용된 구동 토크의 요구된 감소의 크기, 그리고 차량의 종가속도가 규정된 가속도 프로파일에 의해 한정된 예상 가속도로부터 벗어나는 양(다시 말해서, 벗어나는 양이 클수록, 작용되는/증가되는 제동 토크 및 그 비율이 커진다)을 포함할 수 있다. 상기 제동 토크의 크기 및/또는 비율은, 예를 들면, 탐색표 또는 다른 데이터 구조 또는 프로파일을 이용하여, 폐루프 컨트롤 시스템(예를 들면, 단계 106을 실행하는 구성요소의 소프트웨어의 PID 컨트롤러 실시례)를 이용하거나, 임의의 다른 적절한 방식으로 결정될 수 있다.
한 실시례에서, 단계 106에서 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 것은, 차량의 속력을 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 하나 이상의 바퀴에 구동 토크를 작용시키는 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 것을 포함한다. 상기한 바와 같이, 이것은 차량의 속력을 정확하게 목표 설정-속력으로 유지시키는 것, 또는 차량 속력이 대체로 목표 설정-속력으로 유지되도록 목표 설정-속력의 위나 아래의 허용 범위 내로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.
다른 실시례에서, 단계 106에서 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 것은, 일시적으로 차량의 속력을 소정의 양만큼 목표 설정-속력보다 느리게 감속시키기 위해서 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하고, 그 후에 차량 속력을 목표 설정-속력으로 되돌리도록(다시 말해서, 복귀시키도록) 파워트레인 서브시스템 및 제동 토크의 작용을 제어하는 것을 포함한다. 이것은 차량이 매우 가파른 장애물을 지나고 있고 사용자가 장애물의 다른 쪽을 볼 수 없는 경우에 유리할 수 있다. 일시적으로 차량을 목표 설정-속력 아래의 속력으로 감속시킴으로써, 사용자는 목표 설정-속력으로 진행하기 전에 상기 상태를 보다 잘 점검하고 관찰할 수 있다. 따라서, 차량 속력이 목표 설정-속력 아래로 감소되는 시간의 길이는 이러한 목적을 충족시키기에 충분한 기간으로 될 수 있으므로, 예를 들면, 수 초 내지 수십 초 정도로 될 수 있다. 부가적으로, 차량 속력이 감소되는 특정량은 미리 정해진 값(예를 들면, 특정 mph(kph) 값)으로 될 수 있고, 또는 대체 실시형태로서 목표 설정-속력의 특정 백분률(예를 들면, 10-50%)로 될 수 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 값으로 차량 속력이 감소되는 것으로 제한되지 않는다.
제동 토크를 명령하고 작용시키는 특정 방안을 위에서 상세하게 설명하였지만, 상기한 것 외의 방안을 포함하여 임의의 갯수의 방안이 실행될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 임의의 특정 제동 토크 명령 및 작용 방안으로 제한되지 않는다. 한 실시례에서, 단계 106의 기능은 VCU(16)에 의해 실행될 수 있지만, 예를 들면, 특히, 다른 실시례에서, 소프트웨어로 구현된 PID 컨트롤러의 작용의 일부로서, 차량(10)의 다른 적절한 구성요소에 의해 단독으로 또는 VCU(16)와의 결합 방식에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 차량(10)의 임의의 하나의 특정 구성요소 또는 장치에 의한 단계 106의 실행으로 제한되지 않는다.
단계 106에서 명령받은 적절한 제동 토크의 작용 후에, 그리고 일단 차량이 장애물을 통과하였거나 지나갔다고(예를 들면, 표석 위에 올랐다고, 구덩이를 빠져나왔다고, 고항력 환경으로부터 저항력 환경으로 완전히 이행되었다고) 결정되었으면, 단계 106에서 작용되도록 명령받은 제동 토크는 감소될 수 있고(예를 들면, 거의 영으로 될 수 있고), 작용된 구동 토크는 차량의 속력을 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력으로 유지시키기에 충분한 값으로 결정될 수 있다.
상기한 것에 더하여, 방법 100은 다수의 추가적인 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 한 실시례에서, 단계 104 및/또는 단계 106 전에, 상기 방법은, 예를 들면, 감쇠력으로서 작용하는, 하나 이상의 바퀴에 미리 정해진 기준치 또는 임계치 제동 토크를 작용시키게 하는(예를 들면, 명령하는) 단계(도시되어 있지 않음)를 포함할 수 있고, 상기 감쇠력에 대항하여 파워트레인이 차량을 추진시키도록 작용한다. 상이한 크기의 차량은 상이한 크기의 토크를 필요로 할것이기 때문에, 미리 정해진 제동 토크의 특정 크기는, 예를 들면, 특정 차량에 좌우될 것이다. 그러나, 한 실시례에서, 미리 정해진 제동 토크의 크기는, 예를 들면, 브레이크 서브시스템의 패드와 디스크를 완전히 접촉시키기에 충분한 크기(예를 들면, 명목상 약 3bar)가 될 것이다. 한 실시례에서, 미리 정해진 기준치 제동 토크는 속력 제어 시스템이 작동될 때마다 작용될 수 있다. 대체 실시형태로서, 미리 정해진 기준치 제동 토크가, 예를 들면, 단계 102에서 수신된 전기 신호를 이용하여 검출될 수 있는 하나 이상의 상태에 대응하여서만 작용될 수 있다. 이러한 상태는, 비제한적인 예로서, 몇 가지만 언급하면, 장애물(예를 들면, 표석, 계단 등)을 지나고 있는 것으로 결정, 차량의 가속도가 규정된 가속도 프로파일에 의해 한정된 예상 가속도를 넘어서는 것으로 결정, 및/또는 작용된 구동 토크에 있어서 요청된 또는 실제의 갑작스러운 및/또는 급격한 상승이 있었다는 결정을 포함할 수 있다. 임계치 또는 기준치 제동 토크가 상기한 바와 같이 작용되는 한 실시례에서, 단계 106은 미리 정해진 임계치 또는 기준치 작용된 제동 토크에 대한 조정을 명령함으로써 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 명령하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 실시례의 한 가지 장점은, 단계 106이 실행될 때 브레이크 서브시스템은 이미 작동될 것이고, 이로 인해 상기 시스템을 더욱 반응성이 좋게 하고 속력 제어를 보다 정확하게 한다는 것이다. 한 실시례에서, 상기한 기능은 VCU(16)에 의해 실행될 수 있지만, 다른 실시례에서는 차량(10)의 다른 적절한 구성요소에 의해 단독으로 또는 VCU(16)와의 결합 방식에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 차량(10)의 임의의 하나의 특정 구성요소 또는 장치에 의한 본 단계의 실행으로 제한되지 않는다.
방법 100은 부가적으로 또는 대체 실시형태로서, 단계 104와 단계 106 중의 한 단계 또는 양 단계 전에 차량의 브레이크 서브시스템을 작동준비시키거나(priming) 충전시키는(charging)(또는 작동준비시키거나 충전시키도록 명령하는) 단계(도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다. 다시 말해서, 속력 제어 시스템은 브레이크 서브시스템에 대해 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작동시키게 준비시키도록 명령할 수 있다. 한 실시례에서, 브레이크 서브시스템 검출된 상태에 대응하여 작동준비될 수 있다. 예를 들면, 브레이크 서브시스템은, 경험적으로 도출될 수 있고, 예를 들면, 차량 종류에 따라 달라질 수 있는, 소정의 비율을 초과하여 작동된 또는 요청된 구동 토크의 증가에 대응하여 작동준비될 수 있다. 예를 들면, 검출된 증가가 상기한 바와 같이 작용된 토크의 갑작스러운 급격한 증가인 것으로 여겨지면, 요청된 또는 작용된 토크의 갑작스러운 급격한 감소가 임박할 수 있으므로, 제동 토크를 작용시킬 필요를 예상하여 브레이크 서브시스템이 작동준비될 수 있다는 예측이 행해질 수 있다. 이러한 실시례의 한 가지 장점은, 단계 106에서 명령을 받으면 브레이크 서브시스템이 작동할 준비가 될 것이고, 이로 인해 상기 시스템을 더욱 반응성이 좋게 하고 속력 제어를 보다 정확하게 한다는 것이다. 한 실시례에서, 상기한 기능은 VCU(16)에 의해 실행될 수 있지만, 다른 실시례에서는 차량(10)의 다른 적절한 구성요소에 의해 단독으로 또는 VCU(16)와의 결합 방식에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 차량(10)의 임의의 하나의 특정 구성요소 또는 장치에 의한 본 단계의 실행으로 제한되지 않는다.
단계 106에서 제동 토크가 명령되는 경우에, 하나의 실시례에서는, 방법 100이 제동 토크를 명령하는 단계 후에 종료되지만, 다른 실시례에서는, 방법 100이 반복된다. 방법 100이 반복되는 한 실시례에서는, 단계 106 후에 방법 100은 단계 102로 되돌아가고 상기한 바와 같이 상기 방법론이 반복된다. 이러한 반복적 또는 연속적인 프로세스는 차량의 속력에 대한 정확한 제어를 가능하게 한다.
도 6과 관련하여, 상기한 본 발명의 다양한 실시형태의 보다 나은 이해를 제공하기 위해서, 상기한 실시형태의 일부 또는 전부의 적용예를 보여주기 위해 비제한적인 예 또는 방법 100의 시나리오를 이하에서 설명한다. 도 6은 차량이 표석 또는 계단과 같은 장애물을 지나갈 때 본 발명의 한 실시례에 따른 차량의 파워트레인 및 브레이크 서브시스템에 의해 각각 발생된 구동 토크(곡선 P)와 제동 토크 또는 브레이크 토크(곡선 B)의 크기의 그래프를 나타내고 있다.
t<t1의 시간에는, 차량은 비교적 편평한 지형 위를 이동하고 있고 파워트레인은 토크 P1을 나타내고 있다. t=t1의 시간에, 차량이 장애물과 마주친다. 속력 제어 시스템은 장애물에 의해 제공된 운동에 대한 증가된 저항의 결과로 차량의 속력이 떨어지는 것을 검출하고 차량 설정-속력을 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템으로부터의 출력의 증가를 자동적으로 요구한다. 일부 실시례에서는, 속력 제어 시스템이 장애물이 존재한다는 검출로 인해 일시적으로 설정-속력의 최대 허용값을 감소시킨다. 이 속력은 일부 시나리오에서 운전자 설정-속력보다 더 저속일 수 있다.
t=t2의 시간에, 속력 제어 시스템은 요청된 파워트레인 구동 토크(P)의 증가가 장애물을 올라가는 것과 일치하고 차량 브레이크 서브시스템의 작동준비를 촉발시키는 것을 결정할 수 있다. 상기한 바와 같이, 이것은 혹시라도 크레스팅(cresting)이 이어서 검출되면 비교적 신속한 발생을 위해서 브레이크 서브시스템을 준비시키기 위한 것이다. t=t3의 시간에, 속력 제어 시스템은 차량이 이어서 장애물 위에 오르고 장애물의 다른 쪽으로 내려가기 시작하면 차량 운동에 대해 작은 양의 저항을 제공하고 차량 몸체의 가속도의 크기를 줄이기 위해서 브레이크 서브시스템의 비교적 완만한 작동을 명령한다. t=t4의 시간에, 크레스팅과 일치하는 차량 속력의 증가가 검출되고 속력 제어 시스템은 파워트레인 서브시스템에 의해 발생된 구동 토크(P)의 양의 감소를 즉시 명령한다. 속력 제어 시스템은 또한, 브레이크 또는 제동 토크(B)의 양을 증가시키고 파워트레인 구동 토크(P)의 감소 명령 후의 파워트레인 반응 지연으로 인해 차량의 속력이 증가하는 양을 감소시키도록 브레이크 서브시스템의 작동을 명령한다.
일단 차량이 장애물을 통과하였거나 지났으면, t=t5의 시간에 속력 제어 시스템이 브레이크 또는 제동 토크(B)를 거의 영으로 감소시키도록 명령하고 파워트레인 구동 토크(P)는 차량 속력을 지배적인 설정-속력으로 지속시키기에 충분한 값으로 유지된다.
상기 내용을 고려하면, 본 발명의 시스템 및 방법의 장점은, 특히, 차량이, 예를 들면, 장애물을 가로지를 때 차량의 속력이 목표 설정-속력으로 또는 목표 설정-속력에 매우 근접하게 유지될 수 있다는 것이라는 점을 알 수 있을 것이다. 이러한 정밀한 속력 제어의 결과로, 차량 평정성이 유지될 수 있고 차량 탑승자 안락감이 향상될 수 있다.
상기한 실시례는 단지 예시로서 주어진 것이고 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항으로 한정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시례로 제한되지 않으며, 오히려 아래의 청구항에 의해서만 한정된다. 또한, 용어나 표현이 명시적으로 위에 정의되어 있는 경우를 제외하면, 상기 설명에 포함된 표현은 특정 실시례에 관한 것이고 본 발명의 범위에 대한 또는 청구항에 사용된 용어의 정의에 대한 제한사항으로 해석되어서는 안된다. 다양한 다른 실시례와 개시된 실시례에 대한 다양한 변경사항과 수정사항은 당업자에게는 자명한 내용일 것이다. 예를 들면, 본 발명의 방법은 본 명세서에 나타나 있는 것보다 작거나, 많거나 또는 상이한 단계를 가지고 있는 여러 단계의 조합을 포함할 수 있기 때문에, 상기 단계들의 특수한 조합 및 순서는 단지 한 가지 가능한 예일 뿐이다. 이러한 모든 다른 실시례, 변경사항 및 수정사항은 첨부된 청구항의 범위 내에 있다.
본 명세서와 청구항에 사용되어 있는 것과 같이, "예를 들면", "예를 들어", "예컨대", "...와 같은" 및 "...같은" 라는 표현과 "...를 포함하는", "...를 가지고 있는", "...를 포함하고 있는" 이라는 동사 및 이들의 다른 동사 형태는, 하나 이상의 구성요소 또는 다른 물품의 목록과 함께 사용될 때, 상기 목록이 다른 추가적인 구성요소 또는 물품을 배제하는 것으로 간주되지 않는 것을 의미하는 개방된 의미(open-ended)로 각각 해석되어야 한다. 또한, "전기적으로 연결된" 또는 "전기적으로 결합된" 이라는 표현과 이들의 변형된 표현은 무선식 전기적 접속 및 하나 이상의 와이어, 케이블, 또는 전도체를 통하여 이루어진 전기적 접속(유선식 접속)의 양자를 포함하는 것이다. 다른 용어는 문맥상 다른 해석을 요하는 것으로 사용되지 않는다면 가장 넓은 합리적인 의미를 이용하여 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력 제어 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    하나 이상의 센서로부터 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신하는 단계;
    차량이 장애물과 처음 접촉할 때 차량을 목표 설정-속력으로 작동시키는 단계;
    차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크를 증가시킴으로써, 장애물을 횡단하는 동안 목표 설정-속력을 유지시키는 단계;
    상기 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호에 기초하여, 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하여, 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태가 일어날 것이어서 차량의 속력이 상기 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력을 초과하는 것을 방지하기 위해서 파워트레인 서브시스템에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하는 단계; 그리고
    차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것에 대응하여, 차량의 바퀴에 양의 파워트레인 토크를 유지시킴과 동시에 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력 제어 시스템을 작동시키는 방법.
  2. 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템으로서,
    전자 제어 장치(ECU)를 포함하고 있고, 상기 전자 제어 장치(ECU)는
    하나 이상의 센서로부터 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 수신하도록 구성되어 있고;
    차량이 장애물과 처음 접촉할 때 차량을 목표 설정-속력으로 작동시키도록 구성되어 있고;
    차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크를 증가시킴으로써, 장애물을 횡단하는 동안 목표 설정-속력을 유지시키도록 구성되어 있고;
    상기 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호에 기초하여, 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하여, 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태가 일어날 것이어서 차량의 속력이 상기 속력 제어 시스템의 목표 설정-속력을 초과하는 것을 방지하기 위해서 파워트레인 서브시스템에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 대해 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것인지를 결정하도록 구성되어 있고; 그리고
    차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것에 대응하여, 차량의 바퀴에 양의 파워트레인 토크를 유지시킴과 동시에 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 일시적으로 차량의 속력을 목표 설정-속력 아래로 감소시키기 위해 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하고, 그 후에 목표 설정-속력을 회복하기 위해 파워트레인 서브시스템과 제동 토크의 작용을 제어하는 것에 의해 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는,
    작용된 구동 토크가 소정의 값 또는 비율보다 높게 상승한 후에 작용된 구동 토크에서의 요청된 감소를 결정하기 위해서 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 모니터링하는 것에 의해; 그리고
    작용된 구동 토크에서의 요청된 감소에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것에 의해,
    차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는,
    차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 이용하여, 차량의 하나 이상의 작동 파라미터를 모니터링하는 것에 의해; 그리고
    하나 이상의 모니터링된 차량의 작동 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것에 의해,
    차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 이용하여, 차량의 종가속도를 모니터링하도록 구성되어 있고, 또한 차량의 종가속도가 소정의 가속도 프로파일을 초과할 때 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 이용하여, 차량의 속력을 모니터링하도록 구성되어 있고, 또한 차량의 속력이 목표 설정-속력을 초과할 때 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  9. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는,
    차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 이용하여, 차량의 하나 이상의 작동 파라미터를 모니터링하는 것에 의해;
    모니터링된 차량의 작동 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 차량이 횡단하고 있는 지형의 변화를 감지하는 것에 의해; 그리고
    감지된 지형 변화에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것에 의해;
    차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘고 있는지를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는,
    차량 관련 정보를 나타내는 하나 이상의 전기 신호를 이용하여, 차량이 횡단하고 있는 지형에 관한 정보를 모니터링하는 것에 의해;
    차량이 횡단하고 있는 지형에 관한 모니터링된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 차량이 횡단하고 있는 지형의 변화를 감지하는 것에 의해; 그리고
    감지된 지형 변화에 적어도 부분적으로 기초하여 차량의 바퀴들 중의 하나 이상이 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하는 것에 의해,
    차량의 하나 이상의 바퀴가 장애물을 넘었는지 또는 장애물을 막 넘어려고 하는지를 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  11. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 차량의 하나 이상의 바퀴에 작용되는 제동 토크의 증가를 자동적으로 명령하는 것에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  12. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 파워트레인 서브시스템과 차량의 브레이크 서브시스템 중의 하나 또는 양자 모두에 대해 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  13. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하이브리드 차량용으로 배열되어 있으며, 상기 전자 제어 장치(ECU)가 전기 기계에 의해 제동 토크를 작용시키도록 파워트레인 서브시스템에 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  14. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 하나 이상의 바퀴에 제동 토크를 작용시키도록 자동적으로 명령하기 전에, 상기 전자 제어 장치(ECU)는 차량의 브레이크 서브시스템을 작동준비시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 구동 토크가 소정의 비율을 초과하여 증가하는 것으로 검출되는 것에 대응하여 차량의 브레이크 서브시스템을 작동준비시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  16. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 차량의 속력을 목표 설정-속력으로 유지시키기 위해서 작용된 구동 토크의 감소가 필요할 것으로 검출되는 것에 대응하여, 상기 전자 제어 장치(ECU)는 차량의 하나 이상의 바퀴에서의 작용된 구동 토크의 감소를 자동적으로 명령하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전자 제어 장치(ECU)는, 차량의 속력을 증가시키는 것으로부터 파워트레인 서브시스템에서의 오버런 상태의 효과를 상쇄시키기 위해서 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에 제동 토크를 작용시키는 것에 의해 차량의 바퀴들 중의 하나 이상에서의 작용된 구동 토크의 감소를 상쇄시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복수의 바퀴를 가진 차량의 속력을 제어하는 시스템.
  18. 복수의 바퀴를 가지고 있으며 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
  19. 제1항에 따른 상기 방법을 수행하기 위해 복수의 바퀴를 가진 차량을 제어하는 컴퓨터-판독가능 코드를 저장하는 저장 매체.
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