KR102575729B1 - 차량의 변속 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 장치는, 가속페달의 동작 오프 시에 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태를 기반으로 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 속도 예측부, 및 각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 변속 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMISSION CONTROL OF VEHICLE, AND VEHICLE SYSTEM}

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 가속페달 개도량(APS)과 차속의 관계로부터 변속 영역을 미리 설정한 변속 패턴(Shift Pattern)을 기반으로 하여 변속단을 결정한다.

하지만, 종래의 변속 패턴을 기반으로 한 변속 제어는 도로의 제한속도나 구배도(기울기) 등과 같은 도로 조건을 고려하지 않는다.

따라서, 전방에 과속 감지 카메라가 존재하는 경우 차량이 제한 속도보다 높은 속도로 과속 감지 카메라를 통과하여 과속 감지 카메라의 과속 감지 대상이 되는 상황이 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은, 내비게이션의 정보를 활용하여 전방의 과속 감지 카메라의 위치 등의 전방 도로 정보를 확인하고, 전방 도로 정보 및 주행 상태를 고려하여 과속 감지 카메라의 과속 감지 구간에 도달하기 전에 변속 제어를 수행함으로써 운전자의 편의성이 증대되도록 한, 차량의 변속 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치는, 가속페달의 동작 오프 시에 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태를 기반으로 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 속도 예측부, 및 각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 예측부는, 차량의 현재 위치 및 현재 차속 정보를 기준으로 코스팅 주행 시의 속도 프로파일에 기초하여 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 프로파일은, 기준 속도 이상의 차속을 기준으로 코스팅 주행 시의 거리 변화에 따른 각 기어단별 속도 변화를 정의한 제1 속도 프로파일, 및 기준 속도 미만의 차속을 기준으로 코스팅 주행 시의 거리 변화에 따른 각 기어단별 속도 변화를 정의한 제2 속도 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 예측부는, 상기 제1 속도 프로파일 및 상기 제2 속도 프로파일 간의 각 기어단별 수렴속도를 결정하고, 차량의 현재 차속과 상기 수렴속도를 비교하여 상기 제1 속도 프로파일 및 상기 제2 속도 프로파일 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 예측부는, 상기 결정된 각 기어단별 수렴속도를 전방 도로의 구배도에 기초하여 보간하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 예측부는, 상기 차량의 현재 차속이 상기 수렴속도 이상이면, 상기 제1 속도 프로파일을 선택하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 예측부는, 상기 차량의 현재 차속이 상기 수렴속도 미만이면 상기 제2 속도 프로파일을 선택하는 것을 특징으로 한다.

상기 속도 예측부는, 상기 제1 속도 프로파일 및 상기 제2 속도 프로파일 중 어느 하나가 선택되면, 차량의 현재 위치로부터 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 잔여 거리에 대응되는 유효 속도 프로파일을 추출하고, 상기 추출된 유효 속도 프로파일에 기초하여 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 각 기어단별 예측 속도 중 상기 과속 감지 카메라의 제한속도 범위에 해당되는 기어단을 추출하고, 상기 추출된 기어단 중 가장 높은 기어단을 변속 기어단으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 각 기어단별 예측 속도가 상기 과속 감지 카메라의 제한속도 범위를 초과하면, 상기 각 기어단별 예측 속도 중 가장 낮은 속도의 기어단을 변속 기어단으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 각 기어단별 예측 속도가 상기 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 미만이면, 상기 각 기어단별 예측 속도 중 가장 높은 속도의 기어단을 변속 기어단으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 차량의 현재 기어단을 기준으로 미리 설정된 최대 변속 범위 내에서 변속 기어단을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 차량이 상기 과속 감지 카메라 구간을 통과하면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 가속페달의 동작 오프 상태에서 온 상태로 전환되면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 내비게이션 장치로부터 전방 도로의 정보를 수집하는 정보 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 도로의 정보는, 상기 과속 감지 카메라의 위치, 도로의 제한속도 및 구배도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법은, 가속페달의 동작 오프 시에 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태를 기반으로 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 단계, 및 각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은, 내비게이션 장치, 및 상기 내비게이션 장치로부터 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태에 따른 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 변속 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 내비게이션의 정보를 활용하여 전방의 과속 감지 카메라의 위치 등의 전방 도로 정보를 확인하고, 전방 도로 정보 및 주행 상태를 고려하여 과속 감지 카메라의 과속 감지 구간에 도달하기 전에 변속 제어를 수행함으로써 운전자의 편의성이 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치가 적용된 차량 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치별 속도 변화를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 속도를 예측하는 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 변속 기어단을 결정하는 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치가 적용된 차량 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량 시스템은 내비게이션 장치(10) 및 변속 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.

내비게이션 장치(10)는 도로 지도를 구비한다. 이때, 도로 지도는 각 도로의 세부 정보를 포함할 수 있다. 일 예로, 도로 지도는 도로 상에 배치된 과속 감지 카메라의 정보 및 도로의 구배도 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 내비게이션 장치(10)는 변속 제어 장치(100)의 요청에 따라 차량(1)의 현재 위치로부터 전방 도로의 일정 구간에 대한 도로 정보를 추출하여 변속 제어 장치(100)로 제공할 수 있다.

변속 제어 장치(100)는 내비게이션 장치(10)로부터 수신된 전방 도로 정보 및 차량의 주행 상태 정보에 기초하여 과속 감지 카메라의 감지 구간 도달 전 변속 제어를 수행할 수 있다.

이때, 변속 제어 장치(100)는 과속 감지 카메라의 위치 및 도로 구배도와 차속 정보에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치 도달 시의 속도를 예측하고, 결정된 예측 속도에 근거하여 변속 기어단을 결정할 수 있다.

이에, 변속 제어 장치(100)의 세부 구성 및 동작에 대한 설명은 도 2의 실시예를 참조한다.

본 발명에 따른 내비게이션 장치(10) 및 변속 제어 장치(100)는 차량(1)의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 내비게이션 장치(10) 및 변속 제어 장치(100)는 차량(1) 내부의 제어 유닛들과 연계되어 동작할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 변속 제어 장치(100)는 제어부(110), 인터페이스부(120), 통신부(130), 저장부(140), 정보 수집부(150) 및 속도 예측부(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)의 제어부(110), 정보 수집부(150) 및 속도 예측부(160)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 구현될 수 있다.

인터페이스부(120)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 변속 제어 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.

여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수도 있다.

출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다.

이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

통신부(130)는 차량(1)에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 차량(1)의 내비게이션 장치(10)와 통신 연결되어 내비게이션 장치(10)로부터 전방 도로의 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 전방 도로의 정보는 과속 감지 카메라의 위치, 도로 제한속도 및/또는 구배도 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 통신모듈은 차량의 센서 및/또는 관리유닛으로부터 가속페달의 동작 온/오프 상태, 차속 등의 주행 정보를 더 수신할 수 있다.

여기서, 통신모듈은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등의 차량 네트워크 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 통신부(130)는 무선 인터넷 접속을 지원하는 통신모듈 및/또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 지원하는 통신모듈을 더 포함할 수 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있으며, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra-Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.

저장부(140)는 변속 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다. 일 예로서, 저장부(140)는 통신부를 통해 수신된 전방 도로의 정보 및 주행 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 과속 감지 카메라의 위치에서의 각 기어단별 예측 속도 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(140)는 주행 상태에 따른 속도 프로파일 정보가 저장될 수 있으며, 속도 프로파일에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치에서의 각 기어단별 속도를 예측하고, 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고, 변속 기어단에 따라 변속 제어를 수행하기 위한 속도 프로파일 능동 제어 로직이 저장될 수 있다.

여기서, 저장부(140)는 RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.

정보 수집부(150)는 차량(1)의 주행 중 내비게이션 장치(10)로부터 전방 도로에 대한 정보를 수집한다. 여기서, 정보 수집부(150)는 차량(1)의 현재 위치를 기준으로 전방 도로 상의 가속 감지 카메라의 위치, 도로 제한속도 및/또는 구배도 등의 정보를 수집할 수 있다. 이때, 정보 수집부(150)는 차량(1)이 주행하는 동안 실시간 혹은 일정시간 단위로 전방 도로의 정보를 수집할 수 있다.

또한, 정보 수집부(150)는 차량의 주행 정보, 예를 들어, 가속페달의 동작 온/오프 상태 및 차속 정보를 수집할 수 있다.

정보 수집부(150)는 내비게이션 장치(10)로부터 수집된 전방 도로의 정보 및/또는 차량의 주행 정보를 저장부(140)에 저장한다. 또한, 정보 수집부(150)는 수집된 전방 도로의 정보를 제어부(110) 및/또는 속도 예측부(160)로 전달할 수도 있다.

제어부(110)는 정보 수집부(150)에 의해 수집된 주행 정보로부터 가속페달이 동작 오프 상태로 전환되는지를 확인할 수 있다. 제어부(110)는 가속페달이 동작 오프 상태로 전환되면 수집된 전방 도로의 정보에 기초하여 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는지를 판단할 수 있다.

속도 예측부(160)는 가속페달의 동작 오프 상태에서 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면, 정보 수집부(150)에 의해 수집된 과속 감지 카메라의 위치, 도로의 제한 속도 및 구배도, 차량의 현재 속도 정보를 이용하여 차량의 현재 차속을 기준으로 현재 위치에서 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시의 속도를 예측할 수 있다.

이때, 속도 예측부(160)는 고속 도는 저속 타입의 프로파일 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 프로파일에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시의 각 기어단별 속도를 예측할 수 있다.

과속 감지 카메라의 위치에 도달 시의 각 기어단별 속도를 예측하는 동작에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 7b의 실시예를 참조하도록 한다.

제어부(110)는 속도 예측부(160)에 의해 예측된 각 기어단별 속도 중 정해진 조건에 가장 부합하는 속도의 기어단을 변속 기어단으로 결정할 수 있다. 각 기어단별 속도 중 정해진 조건에 가장 부합하는 속도를 선택하여 변속 기어단을 결정하는 동작에 대한 구체적인 설명은 도 8a 내지 도 8e의 실시예를 참조하도록 한다.

제어부(110)는 변속 기어단이 결정되면, 과속 감지 카메라 도달 전 변속 위치에 도달 시 결정된 변속 기어단에 기초하여 변속 제어를 수행하도록 한다.

여기서, 제어부(110)는 가속페달이 동작 오프 상태로 전환되고 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하면 속도 프로파일 기반 능동 제어 로직을 활성화할 수 있다. 이때, 속도 예측부(160) 및 제어부(110)는 활성화된 속도 프로파일 기반 능동 제어 로직에 의해 변속 제어를 위한 각 동작들을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 위치별 속도 변화를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 변속 제어 장치(100)는 차량이 현재 속도(Vc)를 유지하며 주행 중 동작 311과 같이, 제1 위치(P1)에서 가속페달의 동작 상태가 오프(off) 상태로 전환되면, 제1 위치에서 과속 감지 카메라가 위치한 제3 위치(P3)까지 코스팅 주행을 시작한다. 이때, 차량은 동작 321과 같이 변속 위치인 제2 위치에 도달할 때까지 중립 코스팅 제어(Neutral Coasting Control, NCC)를 수행할 수 있다.

차량의 현재 속도를 기준으로 제3 위치에 도달할 때까지의 현재 기어단 기반의 예측 속도 변화 그래프는 도면부호 331과 같고, 그 외 기어단 별 예측 속도 변화 그래프는 도면부호 341 내지 343과 같다. 따라서, 변속 제어 장치(100)는 제3 위치(P3)에서의 예측 속도를 기반으로 결정된 변속 기어단을 결정할 수 있다.

변속 제어 장치(100)는 제2 위치에 도달하면 동작 322와 같이 제3 위치(P3)에서의 예측 속도를 기반으로 결정된 변속 기어단으로 변속할 수 있다.

구체적으로, 속도 예측부(160)는 미리 정의된 속도 프로파일을 이용하여 제1 위치에서의 현재 속도를 기준으로 제3 위치에서의 각 속도 프로파일의 수렴속도를 계산한다.

일 예로, 도 4a는 고속 상태에서의 중립 코스팅 제어 기반의 각 기어단 별 속도 프로파일(이하에서는 '제1 속도 프로파일'이라 칭하도록 한다.)을 나타낸 것이고, 도 4b의 그래프는 저속 상태에서의 중립 코스팅 제어 기반의 각 기어단별 속도 프로파일(이하에서는 '제2 속도 프로파일'이라 칭하도록 한다.)을 나타낸 것이다. 속도 예측부(160)는 도 4c에서와 같이, 고속 타입의 제1 속도 프로파일(411) 및 저속 타입의 제2 속도 프로파일(421) 간의 수렴속도(Vconv)를 결정할 수 있다.

이때, 속도 예측부(160)는 전방 도로의 구배도 정보를 이용하여 각 기어단 별 수렴속도를 보간할 수 있다. 각 기어단별 수렴속도를 구배도에 따라 보간한 실시예는 도 5를 참조하도록 한다.

속도 예측부(160)는 각 기어단별 수렴속도가 결정되면, 차량의 현재 속도와 각 기어단별 수렴속도를 비교하고, 비교 결과에 따라 고속 타입의 제1 속도 프로파일 및 저속 타입의 제2 속도 프로파일 중 속도 예측을 위한 어느 하나의 속도 프로파일을 선택할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 고속 타입의 제1 속도 프로파일에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치 도달 시 속도를 예측하는 실시예를 나타낸 것이다. 고속 타입의 제1 속도 프로파일은 거리 변화에 따른 속도 변화를 정의한 것으로서, 기준 속도 이상의 고속 상태에서 코스팅 주행 시의 속도 변화를 나타낸 것이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 속도 예측부(160)는 차량의 현재 속도가 각 기어단 별 수렴속도 이상(Vc≥Vconv)이면 고속 타입의 제1 속도 프로파일(611)을 선택할 수 있다. 속도 예측부(160)는 선택된 고속 타입의 제1 속도 프로파일(611) 중 현재 속도(Vc)에 해당되는 위치 점으로부터 과속 감지 카메라 위치(Xcam)까지의 잔여 거리에 해당되는 유효 속도 프로파일(615)을 추출한다.

속도 예측부(160)는 도 6a에서 추출된 유효 속도 프로파일(615)에 기초하여 하향 추종 방식으로 미래의 속도를 예측할 수 있다. 이에, 속도 예측부(160)는 도 6b에서와 같이, 유효 속도 프로파일(615)에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치(Xcam)에 도달 시 각 기어단 별 예측 속도, 예를 들어, VNCC, V8, V7, ? 등을 결정할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 저속 타입의 속도 프로파일에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치 도달 시 속도를 예측하는 실시예를 나타낸 것이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 속도 예측부(160)는 차량의 현재 속도가 각 기어단 별 수렴속도 미만(Vc<Vconv)이면 저속 타입의 제2 속도 프로파일(711)을 선택할 수 있다. 속도 예측부(160)는 선택된 저속 타입의 제2 속도 프로파일(711) 중 현재 속도(Vc)에 해당되는 위치 점으로부터 과속 감지 카메라 위치(Xcam)까지의 잔여 거리에 해당되는 유효 속도 프로파일(715)을 추출한다.

속도 예측부(160)는 도 7a에서 추출된 유효 속도 프로파일(715)에 기초하여 상향 추종 방식으로 미래의 속도를 예측할 수 있다. 이에, 속도 예측부(160)는 도 7b에서와 같이, 유효 속도 프로파일(715)에 기초하여 과속 감지 카메라의 위치(Xcam)에 도달 시 각 기어단 별 예측 속도, 예를 들어, VNCC, V8, V7, ? 등을 결정할 수 있다.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 장치의 변속 기어단을 결정하는 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.

먼저, 도 8a는 차량이 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시 각 기어단별로 예측된 속도 중 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 내에 해당되는 속도가 존재하는 경우의 실시예를 나타낸 것이다.

도 8a를 참조하면, 기어단 8단, 7단, 6단에 대한 예측 속도 Vprd8, Vprd7, Vprd6은 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 내에 해당된다. 이때, 제어부(110)는 제한속도 범위 내에서 가장 빠른 속도의 기어단을 선택할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 Vprd8(811)를 기준으로 하여 변속 기어단을 8단으로 결정할 수 있다.

도 8b는 차량이 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시 각 기어단별로 예측된 속도가 모두 과속 감지 카메라의 제한속도 범위를 초과하는 경우(Vprd > Vcam)의 실시예를 나타낸 것이다.

도 8b를 참조하면, 기어단 3단, 4단, 5단, 6단, ?에 대한 예측 속도 Vprd3, Vprd4, Vprd5, Vprd6은 과속 감지 카메라의 제한속도 범위를 초과한다. 이때, 제어부(110)는 예측된 속도 중 제한속도 범위에 가장 가까운 속도의 기어단을 선택할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 Vprd3(821)을 기준으로 하여 변속 기어단을 3단으로 결정할 수 있다.

도 8c는 차량이 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시 각 기어단별로 예측된 속도가 과속 감지 카메라의 제한속도 범위에 미치지 못하는 경우(Vprd < Vcam)의 실시예를 나타낸 것이다.

도 8c를 참조하면, 기어단 N단, 8단, 7단, 6단에 대한 예측 속도 Vprd ncc, Vprd8, Vprd7, Vprd6은 과속 감지 카메라의 제한속도 범위에 미치지 못한다. 이때, 제어부(110)는 예측된 속도 중 제한속도 범위에 가장 가까운 속도의 기어단을 선택할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 Vprd ncc(831)를 기준으로 하여 변속 기어단을 N단(중립)으로 결정할 수 있다.

도 8d는 차량이 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시 각 기어단별로 예측된 속도 중 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 내에 해당되는 속도가 존재하는 경우의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 8d를 참조하면, 현재 기어단이 8단이라 가정했을 때, 기어단 4단에 대한 예측 속도 Vprd4는 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 내에 해당된다. 다만, 8단을 4단으로 빠르게 변속하는 경우 두 기어단의 제어 속도 차이가 크게 발생한다. 따라서, 제어부(110)는 최대 변속 단 수를 제한할 수 있다.

일 예로, 제어부(110)는 현재 기어단 보다 최대 두 단 위 혹은 아래까지 변속 가능하도록 설정할 수 있다.

도 8d에 따르면, 제어부(110)는 현재 기어단의 예측속도인 Vprd8(841) 보다 두 단 제한속도 범위에 가까운 Vprd6(845)을 기준으로 변속 기어단을 6단으로 결정할 수 있다.

도 8e는 차량이 과속 감지 카메라의 위치에 도달 시 각 기어단별로 예측된 속도가 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 내에 포함되지 않는 경우(Vpr ≠ Vcam)의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 8e를 참조하면, 기어단 N단의 예측 속도 Vprd ncc는 과속 감지 카메라의 제한속도 범위를 초과하고, 기어단 8단의 예측 속도 Vprd8는 과속 감지 카메라의 제한속도 범위에 미치지 못한다.

이 경우, 제어부(110)는 1차적으로 제한속도 범위를 초과하는 예측 속도 중 제한속도 범위에 가장 가까운 Vprd ncc(851)를 기준으로 변속 기어단을 N단으로 결정한다.

이후, 제어부(110)는 예측속도를 반복적으로 계산하여 변속 위치에 도달 전에 기어단 8단의 예측 속도 Vprd8이 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 내에 포함되면, 2차적으로 Vprd8(855)를 기준으로 변속 기어단을 8단으로 결정할 수 있다.

상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 장치(100)는 메모리와 각 동작을 처리하는 프로세서를 포함하는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 변속 제어 장치(100)는 차량이 주행을 시작하고(S110) 가속 페달이 동작 온(ON) 상태에서 오프(OFF) 상태로 전환되면(S120), 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는지를 확인한다(S130).

만일, 'S120' 과정에서 가속 페달이 동작 온(ON) 상태를 유지하거나, 혹은 가속 페달이 동작 오프(OFF) 상태로 전환되더라도 'S130' 과정에서 전방에 과속 감지 카메라가 존재하지 않는 것으로 확인되면, 변속 제어 장치(100)는 기존의 변속 패턴 기반의 변속 제어를 수행하도록 한다(S200).

한편, 'S130' 과정에서 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면, 변속 제어 장치(100)는 차량의 주행 정보, 예를 들어, 현재 차속 및 현재 기어단의 정보를 확인하고(S140), 'S140' 과정에서 확인된 주행 정보에 기초하여 목표 위치, 즉, 과속 감지 카메라의 위치에서의 기어단별 속도를 예측한다(S150). 여기서, 과속 감지 카메라의 위치에서의 기어단별 속도를 예측하는 동작의 실시예는 앞서 설명한 도 3 내지 도 7b의 실시예를 참조하도록 한다.

이후, 변속 제어 장치(100)는 과속 감지 카메라의 위치에서의 기어단별 예측 속도 중 어느 하나의 속도를 선택하고, 선택된 속도에 대응되는 기어단에 기초하여 변속 기어단을 결정할 수 있다(S160). 여기서, 과속 감지 카메라의 위치에서의 기어단별 예측 속도를 기반으로 변속 기어단을 결정하는 동작의 실시예는 앞서 설명한 도 8a 내지 도 8e의 실시예를 참조하도록 한다.

변속 제어 장치(100)는 'S160' 과정에서 결정된 변속 기어단에 기초하여 변속 제어를 수행한다(S170). 이때, 변속 제어 장치(100)는 차량이 과속 감지 카메라 구간을 통과할 때까지 결정된 변속 기어단에 기초하여 변속 제어를 수행하고, 과속 감지 카메라 구간을 이탈(또는 통과)하면(S180), 'S200' 과정에 따라 변속 패턴 기반의 변속 제어를 수행한다.

한편, 변속 제어 장치(100)는 변속 제어 수행 중 가속 페달이 동작 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 전환되는 경우에도(S190), 'S200' 과정에 따라 변속 패턴 기반의 변속 제어를 수행한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대해 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory)(1310) 및 RAM(Random Access Memory)(1320)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 차량 10: 내비게이션 장치
100: 변속 제어 장치 110: 제어부
120: 인터페이스부 130: 통신부
140: 저장부 150: 정보 수집부
160: 속도 예측부

Claims (21)

1. 가속페달의 동작 오프 시에 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태를 기반으로 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 속도 예측부; 및
   각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 제어부
   를 포함하고,
   상기 제어부는,
   차량이 상기 과속 감지 카메라의 구간을 통과하면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 속도 예측부는,
   차량의 현재 위치 및 현재 차속 정보를 기준으로 코스팅 주행 시의 속도 프로파일에 기초하여 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 속도 프로파일은,
   기준 속도 이상의 차속을 기준으로 코스팅 주행 시의 거리 변화에 따른 각 기어단별 속도 변화를 정의한 제1 속도 프로파일, 및 기준 속도 미만의 차속을 기준으로 코스팅 주행 시의 거리 변화에 따른 각 기어단별 속도 변화를 정의한 제2 속도 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 속도 예측부는,
   상기 제1 속도 프로파일 및 상기 제2 속도 프로파일 간의 각 기어단별 수렴속도를 결정하고, 차량의 현재 차속과 상기 수렴속도를 비교하여 상기 제1 속도 프로파일 및 상기 제2 속도 프로파일 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 속도 예측부는,
   상기 결정된 각 기어단별 수렴속도를 전방 도로의 구배도에 기초하여 보간하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 속도 예측부는,
   상기 차량의 현재 차속이 상기 수렴속도 이상이면, 상기 제1 속도 프로파일을 선택하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 속도 예측부는,
   상기 차량의 현재 차속이 상기 수렴속도 미만이면 상기 제2 속도 프로파일을 선택하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 속도 예측부는,
   상기 제1 속도 프로파일 및 상기 제2 속도 프로파일 중 어느 하나가 선택되면, 차량의 현재 위치로부터 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 잔여 거리에 대응되는 유효 속도 프로파일을 추출하고, 상기 추출된 유효 속도 프로파일에 기초하여 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 각 기어단별 예측 속도 중 상기 과속 감지 카메라의 제한속도 범위에 해당되는 기어단을 추출하고, 상기 추출된 기어단 중 가장 높은 기어단을 변속 기어단으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각 기어단별 예측 속도가 상기 과속 감지 카메라의 제한속도 범위를 초과하면, 상기 각 기어단별 예측 속도 중 가장 낮은 속도의 기어단을 변속 기어단으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각 기어단별 예측 속도가 상기 과속 감지 카메라의 제한속도 범위 미만이면, 상기 각 기어단별 예측 속도 중 가장 높은 속도의 기어단을 변속 기어단으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 현재 기어단을 기준으로 미리 설정된 최대 변속 범위 내에서 변속 기어단을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
13. 삭제
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가속페달의 동작 오프 상태에서 온 상태로 전환되면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
15. 청구항 1에 있어서,
    내비게이션 장치로부터 전방 도로의 정보를 수집하는 정보 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 전방 도로의 정보는,
    상기 과속 감지 카메라의 위치, 도로의 제한속도 및 구배도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
17. 가속페달의 동작 오프 시에 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태를 기반으로 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 속도를 예측하는 단계;
    각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 단계; 및
    상기 차량이 상기 과속 감지 카메라의 구간을 통과하면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
18. 삭제
19. 청구항 17에 있어서,
    상기 가속페달의 동작 오프 상태에서 온 상태로 전환되면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
20. 청구항 17에 있어서,
    내비게이션 장치로부터 과속 감지 카메라의 위치, 도로의 제한속도 및 구배도 중 적어도 하나 이상의 전방 도로의 정보를 수집하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
21. 내비게이션 장치; 및
    상기 내비게이션 장치로부터 전방 도로 상에 과속 감지 카메라가 존재하는 것으로 확인되면 차량의 주행 상태에 따른 상기 과속 감지 카메라의 위치까지의 각 기어단별 예측 속도에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행하는 변속 제어 장치
    를 포함하고,
    상기 변속 제어 장치는,
    차량이 상기 과속 감지 카메라의 구간을 통과하면 기 정의된 변속 패턴을 기반으로 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.

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