KR101429269B1 - 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치 - Google Patents

스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법에 관한 것으로, 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인지 판단하는 단계, 장애물과의 거리가 기준거리 이하이면 가속페달이 조작되는지 판단하는 단계 및 가속페달이 조작되지 않으면 변속패턴을 변경하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 다운쉬프트를 통해서 엔진브레이크를 작동시킴으로써 감속 성능을 향상시켜 차량 전방의 장애물과의 충돌을 방지할 수 있다. 또한 본 발명은 차량의 기어를 현재 기어보다 더 낮은 기어로 변경하기 위한 다운쉬프트 라인을 이동시켜 저속 기어로 빨리 변경하기 때문에 퓨얼컷(Fuelcut) 작동 구간이 증가하여 연비를 향상시킬 수 있다.

Description

스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING GEAR SHIFT PATTERN OF VEHICLE WITH SMART CRUISE CONTROL}
본 발명은 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 전방에 장애물이 나타난 경우에 풋브레이크와 엔진브레이크를 통해 차량을 감속시킴으로써 장애물과의 충돌을 방지하는, 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치에 관한 것이다.
자동변속기는, 차량의 주행속도와 가속페달의 조작량 및 제반 검출조건에 따라 TCU(Transmission Control Unit)가 다수의 솔레노이드 밸브를 통해 유압 공급을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작하도록 자동으로 변속을 수행하는 장치이다.
이를 위해서 자동변속기는 가속페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor)를 통해서 측정한 가속페달의 조작량과 차속을 측정하여 미리 저장된 변속패턴에 따라서 변속을 수행한다.
또한 스마트크루즈컨트롤(Smart Cruise Control)은 선행 차량과의 충돌을 방지하기 위한 기능으로, 선행 차량을 감지하여 선행 차량과의 거리에 따라 속도를 조절한다. 구체적으로 차량의 전방에 장착된 센서를 통해 선행 차량을 감지하고 감지된 차량과의 거리를 측정하여, 속도를 조절함으로써 선행 차량과의 충돌을 방지한다.
차량의 전방에 갑자기 장애물이 나타나면 브레이크를 작동시켜 차량을 감속시킴으로써 장애물과의 충돌을 방지해야 하지만, 운전자가 부주의로 이를 인식하지 못하고 있는 경우에는 장애물과 충돌하게 된다.
이를 방지하기 위해서 종래의 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량에서는 차량의 전방에 장애물이 나타나면 장애물과의 충돌을 방지하기 위해서 브레이크를 작동시킴으로써 차량을 감속시키고, TCU(Transmission Control Unit)는 차량의 속도 및 가속페달의 조작량을 기존의 변속패턴에 반영하여 변속을 수행하였다.
그러나 스마트크루즈컨트롤 기능을 통해 제동할 때는 풋브레이크(Footbrake)만을 이용해서 차량을 감속시키는 것이기 때문에 제동거리가 길어 갑자기 나타난 장애물과의 충돌을 피하기 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 10-2010-0060535 호(2010.06.07.공개, 발명의 명칭 : 차간거리 제어시스템)가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 차량의 전방에 장애물이 나타나면 다운쉬프트가 발생하는 범위를 증가시켜 빠르게 차량을 다운쉬프트 시킴으로써, 엔진브레이크를 통해 향상된 감속 성능으로 장애물과의 충돌을 방지하는, 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법은 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인지 판단하는 단계; 장애물과의 거리가 상기 기준거리 이하이면 가속페달이 조작되는지 판단하는 단계; 및 가속페달이 조작되지 않으면 변속패턴을 변경하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인지 판단하는 단계에서 상기 기준거리는 차량의 속도에 비례하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 가속페달이 조작되는지 판단하는 단계에서 스로틀 밸브 위치 센서(Throttle Position Sensor)를 통해서 가속페달의 조작량을 측정함으로써 가속페달이 조작되는지 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 변속패턴을 변경하는 단계에서 다운쉬프트(Down-Shift)가 발생하는 범위가 증가하도록 다운쉬프트 라인을 이동시킴으로써 상기 변속패턴을 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치는 가속페달의 조작량을 측정하는 센서부; 및 상기 센서부의 측정값에 기초하여 상기 가속페달의 조작여부를 판단하고, 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인 상태에서 상기 가속페달이 조작되지 않으면, 변속패턴을 변경하여 변속기를 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)를 포함한다.
본 발명에서 상기 가속페달 센서는 스로틀 밸브 위치 센서(Throttle Position Sensor)를 포함하여 가속페달의 조작량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 장애물과의 거리는 스마트크루즈컨트롤 제어 신호를 통해 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다운쉬프트를 통해서 엔진브레이크를 작동시킴으로써 감속 성능을 향상시켜 차량 전방의 장애물과의 충돌을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 차량의 기어를 현재 기어보다 더 낮은 기어로 변경하기 위한 다운쉬프트 라인을 이동시켜 저속 기어로 빨리 변경하기 때문에 퓨얼컷(Fuelcut) 작동 구간이 증가하여 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법에 따른 다운쉬프트 라인의 이동을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법 및 그 제어장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치의 기능 블록도이다.
도 1을 참조하면 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치는 센서부(10) 및 TCU(Transmission Control Unit)(20)를 포함한다.
센서부(10)는 가속페달의 조작량을 측정하는 장치로서, 특히 본 실시예에서는 스로틀 밸브 위치 센서(Throttle Position Sensor, TPS)(12)를 포함하여 가속페달의 조작량을 측정한다.
그러나 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니므로 가속페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS)를 통해서 직접적으로 가속페달의 조작량을 측정할 수도 있으며, 기타 다양한 가속페달의 조작량을 측정할 수 있는 센서는 무엇이든 포함될 수 있다.
TCU(20)는 센서부(10)의 측정값에 기초하여 가속페달이 조작되지 않은 것으로 판단되면, 변속패턴을 변경하여 변속기(30)를 저단으로 제어함으로써 엔진브레이크를 동작시킨다.
특히 본 실시예에서 TCU(20)는 스마트크루즈컨트롤 제어 신호를 통해 장애물과의 거리를 입력받고, 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인 상태에서 가속페달이 조작되지 않으면 변속패턴을 변경하여 변속기(30)를 제어한다.
즉, 스마트크루즈컨트롤이 동작하면 전방 차량과의 거리에 따라서 차량의 속도를 제어하므로 전방 차량과의 거리가 스마트크루즈컨트롤 제어 신호에 포함되어 있고, TCU(20)는 스마트크루즈컨트롤 제어 신호에 포함된 전방 차량과의 거리를 입력받는다.
이 때 기준거리란 변속패턴을 변경함으로써 차량을 더 빨리 감속시킬 필요가 있다고 인정되는 차량과 장애물과의 거리를 의미하며, 차량의 성능에 따라서 다르게 설정 가능하다.
스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량은 스마트크루즈컨트롤 동작 하에서 주행할 때, 일정한 차속으로 주행하다가 전방 차량과의 거리가 설정거리 이하로 진입하면 전방 차량과의 충돌 방지를 위해서 차량의 속도를 감소시키며, 이 때 설정거리는 주행하는 속도에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
이와 마찬가지로 본 실시예에서 기준거리는 차량의 속도에 비례하도록 설정함으로써, TCU(20)는 차량의 속도가 빠를수록 더 먼 곳에 위치한 장애물을 감지하여 변속패턴을 변경한다.
본 실시예에 따른 기준거리 설정방법의 예를 살펴보면 기준거리를 스마트크루즈컨트롤에 의해서 설정된 감속을 시작하는 거리와 동일하게 설정함으로써, 스마트크루즈컨트롤에 의한 풋브레이크와 엔진브레이크를 동시에 동작시켜 제동거리를 줄일 수 있다.
또한 기준거리를 스마트크루즈컨트롤에 의해서 설정된 감속을 시작하는 거리보다 길게 설정하는 경우에는 스마트크루즈컨트롤에 의한 풋브레이크의 동작 전에 미리 엔진브레이크를 동작시킴으로써, 장애물과의 충돌을 미리 방지할 수 있다.
그리고 기준거리를 스마트크루즈컨트롤에 의해서 설정된 감속을 시작하는 거리보다 짧게 설정하는 경우에는 스마트크루즈컨트롤에 의한 풋브레이크의 동작 후에 엔진브레이크를 동작시킴으로써, 장애물과의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있다.
즉, 기준거리는 차량의 성능 및 운전자의 취향 등에 따라서 자유롭게 설정할 수 있다. TCU(30)에 의한 구체적인 변속패턴의 제어방법에 대해서는 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법에 따른 다운쉬프트 라인의 이동을 나타내는 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법의 구현 과정을 살펴보면, 먼저 TCU(20)는 차량 전방의 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인지 판단한다(S10).
본 실시예에서는 차량 전방에 장애물이 나타난 경우에 기존의 풋브레이크(Foot brake)뿐만 아니라 엔진브레이크까지 동작시켜 감속 성능을 향상시키기 위한 것이므로, 우선적으로 장애물과의 거리가 기준거리 이하인지 판단한다.
이 때 기준거리란 변속패턴을 변경함으로써, 차량을 더 빨리 감속시킬 필요가 있다고 인정되는 차량과 장애물과의 거리를 의미하며, 차량의 성능에 따라서 다르게 설정 가능하다.
특히 본 실시예에서 TCU(20)는 스마트크루즈컨트롤 제어 신호를 통해 장애물과의 거리를 입력받고, 장애물과의 거리가 기준거리 이하인지 판단한다.
그리고 장애물과의 거리가 기준거리 이하이면 TCU(20)는 가속페달이 조작되는지 판단한다(S20). 특히 본 실시예에서 센서부(10)는 스로틀 밸브 위치 센서(Throttle Position Sensor, TPS)(12)를 포함하여 가속페달의 조작량을 측정하고, 이를 통해 TCU(20)는 가속페달이 조작되는지 판단할 수 있다.
그러나 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니므로 가속페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor, APS)를 통해서 직접적으로 가속페달의 조작량을 측정할 수도 있으며, 기타 다양한 가속페달의 조작량을 측정할 수 있는 센서는 무엇이든 포함될 수 있다.
이 때 가속페달이 조작된다는 것은 운전자가 직접 차량을 조작할 의사를 가지고 가속페달을 밟은 것을 의미하므로, 가속페달이 조작되는지에 대한 판단은 운전자가 차량을 조작할 의사가 있는지를 판단하기 위한 것이다.
즉, 장애물과의 거리가 기준거리 이하인 상황이라도 운전자에게 차량을 조작할 의사가 있으면 충분히 차량의 방향을 정상적으로 조작할 수 있기 때문에 가속페달이 조작되면 TCU(20)는 기존의 변속패턴으로 변속기를 제어한다(S22).
반면 가속페달이 조작되지 않으면 TCU(20)는 변속패턴을 변경한다(S30). 구체적으로 차량의 기어를 현재 기어보다 더 낮은 기어로 변경하기 위한 다운쉬프트(Down-Shift) 라인을 이동시킴으로써 변속패턴을 변경하여 변속기(30)를 저단으로 제어하여 엔진브레이크를 동작시킨다.
도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 다운쉬프트 라인의 이동을 살펴보면, 도시된 바와 같이 다운쉬프트 라인을 이동시키면 기존속도보다 더 높은 속도에서도 차량에 다운쉬프트가 일어난다.
즉, 본 실시예에 따라 다운쉬프트 라인을 오른쪽으로 이동시키면 다운쉬프트가 발생하는 범위가 증가하고, 기존의 다운쉬프트 라인보다 높은 차속에서 차량에 다운쉬프트가 발생하므로 엔진 RPM(Revolution Per Minute)이 증가한다.
그리고 엔진 RPM이 증가하여 퓨얼컷(Fuelcut)의 동작을 위한 기준 RPM을 초과함으로써, 차량은 기존보다 빨리 퓨얼컷으로 동작하게 되므로 그에 따라서 연비가 개선된다.
퓨얼컷이란 일정한 RPM으로 주행 중에 가속페달에서 발을 떼면 엔진으로 공급되는 엔진을 차단하고, 주행하던 관성으로 계속 주행하는 기능을 의미하며, 기준 RPM 이상으로 주행해야 퓨얼컷이 동작한다.
따라서 본 실시예에서 TCU(30)는 다운쉬프트 라인을 이동시켜 다운쉬프트 변속을 조기에 실행함으로써, RPM을 증가시켜 퓨얼컷으로 동작하는 구간을 증가시킨다.
본 실시예에 따른 변속패턴 변경을 위한 다운쉬프트 라인의 이동은 도 3과 같은 형태에 한정되지 않으므로, 다양한 형태로 다운쉬프트 라인을 오른쪽으로 이동시킴으로써 차량의 다운쉬프트가 빨리 일어나도록 변형하여 실행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 다운쉬프트를 통해서 엔진브레이크를 작동시킴으로써 감속 성능을 향상시켜 차량 전방의 장애물과의 충돌을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예는 차량의 기어를 현재 기어보다 더 낮은 기어로 변경하기 위한 다운쉬프트 라인을 이동시켜 저속 기어로 빨리 변경하기 때문에 퓨얼컷(Fuelcut) 작동 구간이 증가하여 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 센서부 12: 스로틀 밸브 위치 센서
20: TCU 30: 변속기

Claims (7)

  1. 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인지 판단하는 단계;
    장애물과의 거리가 상기 기준거리 이하이면 가속페달이 조작되는지 판단하는 단계; 및
    가속페달이 조작되지 않으면 변속패턴을 변경하는 단계를 포함하되, 상기 기준거리는 스마트크루즈컨트롤 기능에 의해서 설정된 감속을 시작하는 거리보다 상대적으로 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인지 판단하는 단계에서 상기 기준거리는 차량의 속도에 비례하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가속페달이 조작되는지 판단하는 단계에서 스로틀 밸브 위치 센서(Throttle Position Sensor)를 통해서 가속페달의 조작량을 측정함으로써 가속페달이 조작되는지 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 변속패턴을 변경하는 단계에서 다운쉬프트(Down-Shift)가 발생하는 범위가 증가하도록 다운쉬프트 라인을 이동시킴으로써 상기 변속패턴을 변경하는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어방법.
  5. 가속페달의 조작량을 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부의 측정값에 기초하여 상기 가속페달의 조작여부를 판단하고, 장애물과의 거리가 변속패턴을 변경하기 위한 기준거리 이하인 상태에서 상기 가속페달이 조작되지 않으면, 변속패턴을 변경하여 변속기를 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)를 포함하되, 상기 기준거리는 스마트크루즈컨트롤 기능에 의해서 설정된 감속을 시작하는 거리보다 상대적으로 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가속페달 센서는 스로틀 밸브 위치 센서(Throttle Position Sensor)를 포함하여 가속페달의 조작량을 측정하는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 장애물과의 거리는 스마트크루즈컨트롤 제어 신호를 통해 입력받는 것을 특징으로 하는 스마트크루즈컨트롤 기능이 포함된 차량의 변속패턴 제어장치.
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