KR102394567B1 - 차량용 변속 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 변속 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 변속 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 도로 정보를 이용하여 굴곡로를 진입하기 이전에 변속을 미리 수행할 수 있는 차량용 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 장치는 동력원인 엔진, 상기 엔진으로부터 동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기, 및 도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인하고, 상기 유효 곡률 지점의 도달 시간이 설정 시간 이내이면, 차속을 이용하여 굴곡로 진입 시의 예측 횡가속도를 생성하며, 상기 예측 횡가속도를 이용하여 종가속도 한계치를 생성하고, 상기 종가속도 한계치에 따른 한계 변속단을 결정하며, 상기 한계 변속단 및 운전자 성향 지수에 따른 성향 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하고, 상기 목표 변속단을 이용하여 상기 변속기를 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

차량용 변속 제어 장치 및 방법{SHIFT CONTROL APPARATUS FOR VEHICLE AND METHOD OF THE SAME}
본 발명은 차량용 변속 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 도로 정보를 이용하여 굴곡로를 진입하기 이전에 변속을 미리 수행할 수 있는 차량용 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 엔진에서 발생하는 동력을 차량의 주행 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 변속기가 설치된다. 변속기는 운전자에 의해서 조절되는 수동 변속기(Manual Transmission: MT) 및 차량의 주행 속도에 따라서 자동으로 변속이 조절되는 자동 변속기(Automatic Transmission: AT)로 구분될 수 있다.
자동 변속기는 운전자가 가속 페달만 조작하여 차량의 주행 속도를 가감할 수 있도록 만들어진 것으로, 운전이 간편하고 편안하다는 장점 이외에도 엔진이나 구동장치에 무리한 힘이나 충격이 전달되지 않는다는 등의 좋은 점이 많이 보급이 급속히 확대되고 있는 실정에 있다.
이러한 자동 변속기는 운전자의 의지와 상관없이 주행 조건에 따라서 결정되는 목표 변속단의 변속 기어가 동작하도록 자동으로 변속을 수행한다. 여기서, 목표 변속단은 기 설정된 변속 패턴에 의해 결정되며, 차량의 주행 속도, 가속 신호 등의 주행 조건에 따라서 결정될 수 있다. 즉, 자동 변속기가 장착된 차량은 차량의 속도를 x축으로 하고, 가속 페달을 y축으로 하여 설정된 변속 패턴의 설정 결과에 따라 일률적으로 변속이 수행된다.
따라서, 차량이 굴곡로를 주행하는 경우에는 도로의 곡률에 따라 엔진 브레이크량을 다르게 적용하는 변속이 불가능하였다.
또한, 차량에 부착된 가속도 센서를 활용할 경우에는 실제 횡가속도를 검출한 후에 변속이 수행됨에 따라 엔진 브레이크 작동에 지연이 발생하며, 특히 연속 굴곡로 및 단일 굴곡로를 차별화하여 검출할 수 없으므로 엔진 브레이크 작동을 적절히 사용할 수 없는 문제가 발생하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 도로 정보를 이용하여 굴곡로를 진입하기 이전에 변속을 미리 수행할 수 있는 차량용 변속 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고 본 발명의 실시 예는 운전자의 운전성향 지수 및 굴곡로를 기반으로 목표 변속단을 결정할 수 있는 차량용 변속 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 동력원인 엔진; 상기 엔진으로부터 동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기; 및 도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인하고, 상기 유효 곡률 지점의 도달 시간이 설정 시간 이내이면, 차속을 이용하여 굴곡로 진입 시의 예측 횡가속도를 생성하며, 상기 예측 횡가속도를 이용하여 종가속도 한계치를 생성하고, 상기 종가속도 한계치에 따른 한계 변속단을 결정하며, 상기 한계 변속단 및 운전자 성향 지수에 따른 성향 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하고, 상기 목표 변속단을 이용하여 상기 변속기를 제어하는 제어기를 포함하는 차량용 변속 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 차속 및 굴곡로의 곡률을 이용하여 예측 횡가속도를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 미리 설정된 변속 제어맵을 통해 상기 종가속도 한계치에 대한 적어도 하나의 변속단을 추출하고, 추출한 적어도 하나의 변속단 중 높은 변속단을 선택하여 한계 변속단을 결정할 수 있다.
또한, 상기 차량용 변속 제어 장치는 상기 변속기를 제어하기 위한 상태 데이터를 검출하는 상태 검출기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 상태 데이터를 이용하여 운전 성향 지수를 생성하고, 미리 설정된 운전성향 제어맵을 통해 상기 운전 성향 지수에 매칭된 성향 변속단을 추출하여 확인할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 한계 변속단 및 상기 성향 변속단을 이용하여 예측 변속단을 생성하고, 상기 예측 변속단과 체결 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 한계 변속단과 상기 성향 변속단을 더하기 연산하여 상기 예측 변속단을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 예측 변속단과 체결 변속단을 비교하여 둘 중 작은 변속단을 목표 변속단으로 결정할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 도로 정보를 확인하는 단계; 상기 도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인하는 단계; 상기 유효 곡률 지점의 도달 시간이 설정 시간 이내인지를 판단하는 단계; 상기 도달 시간이 설정 시간 이내이면 차속을 이용하여 굴곡로 진입 시의 예측 횡가속도를 생성하는 단계; 상기 예측 횡가속도를 이용하여 종가속도 한계치를 생성하는 단계; 상기 종가속도 한계치에 따른 한계 변속단을 결정하는 단계; 상기 한계 변속단 및 운전자 성향 지수에 따른 성향 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하는 단계; 및 상기 목표 변속단을 이용하여 변속기를 제어하는 단계를 포함하는 차량용 변속 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 도로 정보를 이용하여 굴곡로를 진입하기 이전에 변속을 미리 수행할 수 있으므로 변속 성능을 향상시킬 수 있으며, 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 운전자의 운전성향 지수 및 굴곡로를 기반으로 목표 변속단을 결정할 수 있으므로 운전자의 만족감을 향상시킬 수 있으며, 목표 변속단을 기반으로 엔진 브레이크 양을 조절하므로 운전자의 위화감을 최소화할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유효 곡률 지점을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 횡가속도의 생성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 종가속도 한계치의 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속 제어맵을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전성향 제어맵을 나타낸 예시도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 변속 제어 장치 및 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 장치는 경로 안내 장치(50)와 접속한다.
경로 안내 장치(50)는 속도 제한, 방지턱과 같은 도로 정보를 운전자에게 안내할 수 있다. 이러한, 도로 정보는 주행하는 도로에 대한 구배 정보, 곡률 정보, 제한속도 정보 및 실시간 교통 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
경로 안내 장치(50)는 운전자로부터 목적지를 입력받으면 출발지와 목적지를 기반으로 경로 안내 정보를 생성하고, 생성한 경로 안내 정보를 기반으로 운전자에게 목적지까지의 경로를 안내할 수 있다.
경로 안내 장치(50)는 변속 제어 장치와 접속하여 데이터를 송수신한다. 즉, 경로 안내 장치(50)는 변속 제어 장치로 도로 정보를 전송할 수 있다.
경로 안내 장치(50)는 차량의 내부에 삽입되거나, 별도의 장치로 구성될 수 있다.
경로 안내 장치(50)는 도로 정보를 운전자에게 제공할 수 있으면 그 종류는 무관하다. 예를 들어, 경로 안내 장치(50)는 이동 통신 단말, 태블릿 PC, 노트북 및 넷북과 같은 이동식 컴퓨터, 내비게이션(Audio Video Navigation: AVN) 등 중 어느 하나 일수도 있다.
변속 제어 장치는 상태 검출기(110), 제어기(150), 엔진(160) 및 변속기(170)를 포함한다.
상태 검출기(110)는 차량의 변속을 제어하기 위한 상태 데이터를 검출한다. 이를 위해, 상태 검출기(110)는 위치 검출부(121), 속도 검출부(123), 가속 페달 위치 센서(Accelerator Position Sensor: 이하 'APS'로 통칭함, 125), 및 변속단 검출부(127)를 포함한다.
위치 검출부(121)는 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 송신되는 전파를 수신하여 이에 대한 신호를 기반으로 차량의 위치 정보를 검출한다. 위치 검출부(121)는 위치 정보를 제어기(150)에 제공한다.
속도 검출부(123)는 차량의 속도를 검출하며, 검출한 차량 속도를 제어기(150)에 제공한다. 속도 검출부(123)는 차량의 구동휠에 장착되어 형성될 수 있다.
한편, 속도 검출부(123)가 구비되지 않을 경우에 제어기(150)는 위치 검출부(121)에서 검출한 차량 위치를 기반으로 차량 속도를 연산할 수도 있다.
APS(125)는 운전자가 가속 페달을 누른 정도를 측정한다. 즉, APS(125)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 측정하여 이에 대한 신호를 제어기(150)(260)에 제공한다. 가속 페달이 완전히 눌린 경우에는 가속 페달의 위치값이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 위치값이 0%이다.
APS(125)를 사용하는 대신 흡기 통로에 장착된 스로틀 밸브 개도 검출부를 사용할 수도 있다.
변속단 검출부(127)는 변속기(150)에 현재 체결되어 있는 변속단을 검출한다. 변속단 검출부(127)는 검출한 체결 변속단을 제어기(150)에 제공한다.
제어기(150)는 차량의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 제어기(150)는 엔진(160)의 출력 토크를 제어하여 차량이 구동할 수 있도록 제어할 수 있다.
제어기(150)는 경로 안내 장치(50)로부터 도로 정보를 수신하고, 상태 검출기(110)로부터 상태 데이터를 제공받는다.
제어기(150)는 도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인한다. 제어기(150)는 유효 곡률 지점의 도달 시간이 설정 시간 이내인지를 판단하고, 설정 시간 이내이면 굴곡로 진입 시의 예측 횡가속도 및 종가속도 한계치를 생성한다.
제어기(150)는 종가속도 한계치에 대한 한계 변속단 및 운전자 성향 지수에 대한 성향 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정한다.
제어기(150)는 목표 변속단을 이용하여 변속기(170)를 제어한다.
제어기(150)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 차량용 변속 제어 방법은 도 2 내지 도 7을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
엔진(160)은 연료를 연소시켜 동력을 발생시킨다. 즉, 엔진(160)은 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등의 공지된 엔진(160)이 이용될 수 있다.
엔진(160)에서 발생된 회전 동력은 변속기(170) 측으로 전달된다.
변속기(170)는 엔진(160)과 연결되며, 엔진(160)에서 출력되는 토크를 입력 토크로 공급된다. 변속기(170)는 차속과 운행 조건에 따라 임의의 변속단이 선택되어 구동력을 구동휠에 출력함으로써 차량의 주행을 유지한다.
이하에서는 도 2 내지 도 7을 참조하여 차량용 변속 제어 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유효 곡률 지점을 설명하기 위한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 예측 횡가속도의 생성을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 종가속도 한계치의 생성을 설명하기 위한 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속 제어맵을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운전성향 제어맵을 나타낸 예시도이다.
도 2를 참조하면, 제어기(150)는 도로 정보를 확인한다(S210). 즉, 제어기(150)는 경로 안내 장치(50)로부터 도로 정보를 수신하여 확인한다. 이때, 도로 정보는 주행하는 도로에 대한 곡률 정보를 포함한다. 또한, 도로 정보는 구배 정보, 제한속도 정보 및 실시간 교통 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
제어기(150)는 도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인한다(S215). 다시 말하면, 제어기(150)는 도로 정보 및 상태 데이터의 위치 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인한다. 이때, 유효 곡률 지점은 차량이 위치한 도로의 전방에 굴곡로가 시작되는 지점을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 차량이 310번에 위치하고 있으면, 유효 곡률 지점은 도면 번호 320번과 같이 나타낼 수 있다.
제어기(150)는 유효 곡률 지점의 도달 시간이 제1 설정 시간 이내인지를 판단한다(S220). 구체적으로, 제어기(150)는 차량 위치와 유효 곡률 지점의 이격 거리를 확인한다. 여기서, 차량 위치는 차량이 현재 위치하고 있는 지점을 나타내면, 차량이 주행함에 따라 변경될 수 있다. 이격 거리는 도 3에 도시된 바와 같이 차량 위치(310)과 유효 곡률 지점(320)이 이격된 거리를 나타낼 수 있다.
제어기(150)는 이격 거리와 상태 데이터의 차속을 기반으로 도달 시간을 생성한다. 여기서, 도달 시간은 차량 위치에서 유효 곡률 지점까지 걸리는 시간을 나타낼 수 있다.
제어기(150)는 유효 곡률 지점의 도달 시간이 제1 설정 시간 이내인지를 판단한다. 이때, 제1 설정 시간은 리프트 풋 업(Lift Foot Up: LFU) 변속을 금지하기 위해 설정된 시간으로, 미리 설정된 값일 수 있다. 제1 설정 시간은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제1 설정 시간은 도 3의 도면 번호 335과 같이 나타낼 수 있다.
제어기(150)는 도달 시간이 제1 설정 시간 이내이면 리프트 풋 업 변속을 금지한다(S225). 예를 들어, 제어기(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량 위치가 도면 번호 330번이 되는 지점에서 리프트 풋 업 변속을 금지할 수 있다.
이렇게 리프트 풋 업 변속을 금지하는 이유는 예측 변속을 수행하기 이전에 운전자의 가속 페달 조작에 따른 불 필요한 업시프트(up shift)를 예방하기 위함이다.
제어기(150)는 도달 시간이 제2 설정 시간 이내인지를 판단한다(S230). 이때, 제2 설정 시간은 굴곡로를 진입하기 이전에 변속을 수행하기 위해 설정된 시간으로, 미리 설정된 값이다. 제2 설정 시간은 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제2 설정 시간은 도 3의 도면 번호 345번과 같이 나타낼 수 있다.
제어기(150)는 유효 곡률 지점의 도달 시간이 제2 설정 시간 이내이면 예측 횡가속도를 생성한다(S235). 다시 말하면, 제어기(150)는 유효 곡률 지점의 도달 시간이 제2 설정 시간 이내이면 차속 및 굴곡로의 곡률을 이용하여 예측 횡가속도를 생성한다. 예를 들어, 제어기(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량 위치가 도면 번호 340번이 되는 지점에서 예측 횡가속도를 생성할 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제어기(150)는 [수학식 1]을 통해 예측 횡가속도를 생성할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017065298259-pat00001
이때, Gyp는 예측 횡가속도를 나타내며, k는 보정계수를 나타내고, R은 굴곡로의 곡률을 나타내며, v는 차속을 나타낼 수 있다. 이때, 굴곡로의 곡률은 도로 정보를 통해 확인할 수 있다. 보정계수는 도로 및 차량 조건에 따라 설정되며, 미리 설정된 값이다. 보정계수는 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수도 있다.
제어기(150)는 예측 횡가속도를 이용하여 종가속도 한계치를 생성한다(S240). 구체적으로, 제어기(150)는 예측 횡가속도, 횡방향 가속도 한계값 및 종방향 가속도 한계값을 이용하여 종가속도 한계치를 생성한다. 이때, 횡방향 가속도 한계값 및 종방향 가속도 한계값은 차량 평가를 통해 미리 설정된 값이나, 안전률을 고려하여 설정된 값일 수 있다.
제어기(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 예측 횡가속도를 확인하면, G-G 한계선(510)인 타원 궤적으로부터 굴곡로 시 최대 가속이 가능한 종가속도 한계치를 생성할 수 있다.
즉, 제어기(150)는 타원 방정식을 이용하여 하기의 [수학식 2]를 생성하고, [수학식 2]를 통해 종가속도 한계치를 생성할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112017065298259-pat00002
여기서, Gyp는 예측 횡각속도를 나타내며, Gym은 횡방향 가속도 한계값을 나타내고, Gxl은 종가속도 한계치를 나타내고, Gxm은 종방향 가속도 한계값을 나타낼 수 있다.
제어기(150)는 종가속도 한계치에 따른 한계 변속단을 결정한다(S245). 다시 말하면, 제어기(150)는 미리 설정된 변속 제어맵을 통해 종가속도 한계치에 대한 적어도 하나의 변속단을 추출한다. 이때, 변속 제어맵은 복수의 차속 및 종가속도에 대한 변속단이 매칭되며, 미리 설정된 제어맵일 수 있다. 예를 들어, 변속 제어맵은 도 6의 도면 번호 600번과 같이 나타낼 수 있다.
그리고 제어기(150)는 추출한 적어도 하나의 변속단 중 높은 변속단을 선택하여 한계 변속단으로 결정한다. 즉, 한계 변속단은 종가속도 한계치 이상 낼 수 있는 변속단 중 최고단을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제어기(150)는 변속 제어맵을 통해 종가속도 한계치(Gxl)를 확인하고, 종가속도 한계치에 대한 변속단인 1단 및 2단을 추출할 수 있다. 제어기(150)는 1단 및 2단 중 높은 변속단인 2단을 한계 변속단(GR_l)으로 결정할 수 있다.
제어기(150)는 운전자 성향 지수에 따른 성향 변속단을 확인한다(S250). 다시 말하면, 제어기(150)는 상태 데이터를 이용하여 운전자 성향 지수를 생성한다. 즉, 제어기(150)는 가속 페달 위치값, 가속 페달 변화량, 차속 및 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 상태 데이터에 대한 퍼지 제어 이론(fuzzy control theory)을 적용하여 멤버십 함수를 설정하고, 멤버십 함수로부터 퍼지 결과값인 운전 성향 지수(Sporty Index)를 생성한다.
제어기(150)는 운전 성향 지수가 클수록 스포티(SPORTY) 운전 성향인 것으로 판단할 수 있으며, 운전 성향 지수가 작을수록 마일드(MILD) 운전 성향인 것으로 판단할 수 있다.
즉, 마일드 운전 성향은 완만한 가속 습관을 가지는 방어적(Defensive) 운행패턴을 가지는 운전자이며, 스포티 운전 성향은 급격한 가속 습관을 가지는 공격적(Aggressive) 운행패턴을 가지는 운전자로 판단될 수 있다.
제어기(150)는 미리 설정된 운전성향 제어맵을 통해 운전자 성향 지수에 매칭된 성향 변속단을 추출하여 확인한다. 여기서, 운전성향 제어맵은 복수의 운전자 성향 지수 각각에 매칭된 변속단을 포함할 수 있으며, 미리 설정된 제어맵일 수 있다. 예를 들어, 운전성향 제어맵은 도 7의 도면 번호 700번과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 제어기(150)는 운전자 성향 지수(SI)가 20%이면 성향 변속단(GR_SI)이 5단임을 확인할 수 있다.
제어기(150)는 한계 변속단 및 성향 변속단을 이용하여 예측 변속단을 생성한다(S255). 즉, 제어기(150)는 [수학식 3]을 통해 예측 변속단을 생성할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017065298259-pat00003
여기서, GR_p는 예측 변속단을 나타내며, GR_l은 한계 변속단을 나타내고, GR_SI는 성향 변속단을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7을 참조하여 한계 변속단이 2단이고, 성향 변속단이 5단일 경우에 제어기(150)는 한계 변속단과 성향 변속단을 더하기 연산하여 7단인 예측 변속단을 생성할 수 있다.
제어기(150)는 예측 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정한다(S260). 다시 말하면, 제어기(150)는 예측 변속단과 상태 데이터의 체결 변속단을 비교하여 둘 중 작은 변속단을 목표 변속단으로 결정한다. 여기서, 체결 변속단은 현재 변속기(170)에 체결된 변속단을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 예측 변속단이 7단이고, 체결 변속단이 8단일 경우에, 제어기(150)는 예측 변속단인 7단과 체결 변속단인 8단을 비교하여 둘 중 작은 7단을 목표 변속단으로 결정할 수 있다.
제어기(150)는 목표 변속단을 기반으로 변속기(170)를 제어한다(S265).
이에 따라, 상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 실시 예에 따른 변속 제어 장치는 운전자의 주행 성향과 전방의 굴곡로의 곡률 수준에 따른 변속단을 결정하고, 변속기(170)를 제어할 수 있으므로 운전자에게 위화감을 제공하지 않고, 운전자의 운전성을 향상시킬 수 있으므로 연비도 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
50: 경로 안내 장치
110: 상태 검출기
150: 제어기
160: 엔진
170: 변속기

Claims (16)

  1. 동력원인 엔진;
    상기 엔진으로부터 동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기; 및
    도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인하고, 상기 유효 곡률 지점의 도달 시간이 설정 시간 이내이면, 차속을 이용하여 굴곡로 진입 시의 예측 횡가속도를 생성하며, 상기 예측 횡가속도를 이용하여 종가속도 한계치를 생성하고, 상기 종가속도 한계치에 따른 한계 변속단을 결정하며, 상기 한계 변속단 및 운전자 성향 지수에 따른 성향 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하고, 상기 목표 변속단을 이용하여 상기 변속기를 제어하는 제어기;
    를 포함하는 차량용 변속 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 차속 및 굴곡로의 곡률을 이용하여 예측 횡가속도를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    미리 설정된 변속 제어맵을 통해 상기 종가속도 한계치에 대한 적어도 하나의 변속단을 추출하고, 추출한 적어도 하나의 변속단 중 높은 변속단을 선택하여 한계 변속단을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변속기를 제어하기 위한 상태 데이터를 검출하는 상태 검출기를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 상태 데이터를 이용하여 운전 성향 지수를 생성하고, 미리 설정된 운전성향 제어맵을 통해 상기 운전 성향 지수에 매칭된 성향 변속단을 추출하여 확인하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 한계 변속단 및 상기 성향 변속단을 이용하여 예측 변속단을 생성하고, 상기 예측 변속단과 체결 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 한계 변속단과 상기 성향 변속단을 더하기 연산하여 상기 예측 변속단을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 예측 변속단과 체결 변속단을 비교하여 둘 중 작은 변속단을 목표 변속단으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 장치.
  8. 도로 정보를 확인하는 단계;
    상기 도로 정보를 기반으로 유효 곡률 지점을 확인하는 단계;
    상기 유효 곡률 지점의 도달 시간이 설정 시간 이내인지를 판단하는 단계;
    상기 도달 시간이 설정 시간 이내이면 차속을 이용하여 굴곡로 진입 시의 예측 횡가속도를 생성하는 단계;
    상기 예측 횡가속도를 이용하여 종가속도 한계치를 생성하는 단계;
    상기 종가속도 한계치에 따른 한계 변속단을 결정하는 단계;
    상기 한계 변속단 및 운전자 성향 지수에 따른 성향 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하는 단계; 및
    상기 목표 변속단을 이용하여 변속기를 제어하는 단계;
    를 포함하는 차량용 변속 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 목표 변속단을 결정하는 단계는
    상태 데이터를 이용하여 운전자 성향 지수를 생성하는 단계;
    미리 설정된 운전성향 제어맵을 통해 상기 운전자 성향 지수에 매칭된 성향 변속단을 추출하여 확인하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 목표 변속단을 결정하는 단계는
    상기 한계 변속단 및 상기 성향 변속단을 이용하여 예측 변속단을 생성하는 단계; 및
    상기 예측 변속단과 체결 변속단을 이용하여 목표 변속단을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 예측 변속단을 생성하는 단계는
    상기 한계 변속단과 상기 성향 변속단을 더하기 연산하여 상기 예측 변속단을 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 목표 변속단을 결정하는 단계는
    상기 예측 변속단과 상기 체결 변속단 중 작은 변속단을 목표 변속단으로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 예측 횡가속도를 생성하는 단계는
    상기 차속 및 굴곡로의 곡률을 이용하여 상기 예측 횡가속도를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 예측 횡가속도를 생성하는 단계는
    상기 예측 횡가속도를 하기의 [수학식 1]을 통해 생성하는 단계로,
    여기서, 상기 [수학식 1]은
    Figure 112017065298259-pat00004

    이고,
    상기 Gyp는 예측 횡가속도를 나타내며, 상기 k는 보정계수를 나타내고, 상기 R은 굴곡로의 곡률을 나타내며, 상기 v는 차속을 나타내는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 종가속도 한계치를 생성하는 단계는
    상기 예측 횡가속도, 횡방향 가속도 한계값 및 종방향 가속도 한계값을 이용하여 상기 종가속도 한계치를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 한계 변속단을 결정하는 단계는
    미리 설정된 변속 제어맵을 통해 상기 종가속도 한계치에 대한 적어도 하나의 변속단을 추출하는 단계; 및
    추출한 적어도 하나의 변속단 중 높은 변속단을 선택하여 한계 변속단을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속 제어 방법.
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