KR20080016184A - 차량의 변속장치 자동 조절방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위치 및 고도 정보를 기반으로 차량의 예측되는 전방 주행로 상태에 따라 변속장치를 자동으로 조절하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

본 발명에서는 차량의 위치 및 고도 정보를 수신하고, 상기 수신된 위치 및 고도 정보를 이용해서 전방 주행로의 상태를 판별하며, 상기 판별된 전방 주행로의 상태에 따라 내리막 길, 오르막 길, 정지가 예측되는 경로인지의 여부 등에 적절한 차량의 변속제어를 수행한다.

GPS, 고도, 주행제어, 변속조절

Description

차량의 변속장치 자동 조절방법과 장치{AUTOMAITC TRANSMISSION CONTROLL SYSTEM OF VEHICLE}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절장치의 블록 구성도

도2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절모드의 예를 나타낸 도면

도3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절방법의 예를 설명하기 위한 도면

도4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절방법의 플로우차트

본 발명은 위치 및 고도 정보를 기반으로 차량의 예측되는 전방 주행로 상태에 따라 변속장치를 자동으로 조절하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.

GPS를 토대로 차량을 포함한 이동체의 위치 정보를 이용해서 차량의 속도를 제어하거나, 차량의 위치 및 도로 상황에 관한 정보를 획득하고, 주행이 예측되는 전방 도로가 급경사로인 경우 안전하게 주행할 수 있는 속도를 산출하여 차량의 속도를 제어하기도 한다. 이러한 기술들은 주행의 안정성과 운전자의 안전을 도모하 기 위하여 주행 속도를 제어하고 운행 정보들을 관리하는 기술이다.

그렇지만 GPS 정보의 활용에 있어서 차량의 위치정보를 주로 사용하며, 속도 감속 장치의 경우 연료 사용 효율 향상에는 영향을 미치지 못한다.

본 발명의 목적은 위치 및 고도 정보를 기반으로 차량의 예측되는 전방 주행로 상태에 따라 변속장치를 자동으로 조절하는 방법과 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 위치 및 고도 정보를 기반으로 차량의 예측되는 전방 주행로 상태에 따라 변속장치를 자동으로 조절함으로써 차량의 연료 사용 효율을 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 위치 및 고도 정보를 기반으로 차량의 예측되는 전방 주행로 상태가 오르막 길인지, 내리막 길인지, 정지를 필요로 하는 지점인지를 판단하고, 판단된 주행로 상태에 따라 변속장치를 자동으로 조절함으로써 차량의 연료 사용 효율을 향상시키는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 변속 자동 조절장치는

차량의 위치 및 고도 정보를 수신하여 추출하는 수단; 차량의 속도 정보를 감지하는 수단; 상기 위치 및 고도 정보와 속도 정보를 저장하는 수단; 상기 저장된 위치 및 고도 정보와 속도 정보에 근거하여 차량의 전방 주행로 상태를 판별하는 수단; 상기 판별된 전방 주행로 상태에 따라 차량의 변속을 제어하는 수단; 및, 상기 제어수단의 제어를 받아 변속을 실행하는 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 변속 자동 조절방법은 차량의 위치 및 고도 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 위치 및 고도 정보를 이용해서 전방 주행로의 상태를 판별하는 단계; 상기 판별된 전방 주행로의 상태에 따라 차량의 변속장치를 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 차량의 예측되는 전방 주행로가 오르막 길인지, 내리막 길인지, 반드시 정지해야 하는 지점이 있는지의 여부에 따라 변속장치를 중립 혹은 적절한 변속상태로 자동 조절함을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 차량 변속 자동 조절장치와 그 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음가 같다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절장치의 구성을 보여준다. 도1을 참조하면 본 발명의 차량 변속 자동 조절장치는, GPS 정보를 수신하기 위한 GPS 정보 수신부(110), 상기 GPS 정보에서 위치 정보를 추출하는 위치 정보 추출부(121), 상기 GPS 정보에서 고도 정보를 추출하는 고도 정보 추출부(122), 차량의 주행 속도를 감지하는 속도 감지부(130), 운전자의 조향 방향을 예측하기 위한 예측 조향 감지부(140), 상기 차량의 위치와 고도 및 속도 정보를 기반으로 전방 주행로 상태에 따른 변속 제어를 수행하는 제어부(150), 상기 추출된 위치정보를 저장하는 위치정보 저장부(161), 상기 추출된 고도정보를 저장하는 고도정보 저장부(162), 상기 감지된 속도정보를 저장하는 속도정보 저장부(163), 상기 제어부(150)의 제어에 따라 변속기를 구동 제어하는 변속기 제어부(171), 상기 변속기 제어부(171)의 제어를 받아 변속을 실행하는 변속 기구부(172), 상기 제어부(150)에 주행 관련 지리정보를 제공하기 위한 지도정보 처리부(181), 출발지와 목적지 검색, 주행로 선택 등의 차량 항법 제어를 위한 사용자 인터페이스(182), 상기 지도정보가 표시되는 표시부(183)를 포함하여 구성된다.

도1에 나타낸 차량 변속 자동 조절장치에 따르면 차량(이동체 포함) 운행 시에 차량의 위치 정보 및 고도 정보를 포함하는 GPS 정보를 지속적으로 수신하여 해당 정보들과 현재 차량의 속도 정보들을 저장하고, 이 저장된 정보들과 현재의 위치 및 고도 정보, 주행 속도 정보를 이용해서 전방 주행로의 상태에 따라 변속기를 자동 조절한다. 여기서, 전방 주행로의 상태는 전방의 주행의 예측되는 주행로가 내리막 길인지, 오르막 길인지, 반드시 정차해야 하는 지점이 있는지 등을 예로 들 수 있다. 전방 주행로의 상태를 예측하는 방법으로는 일정한 시간 간격으로 고도 정보의 변화를 검색하여 고도가 점진적으로 증가하면 오르막 길, 점진적으로 감소하면 내리막 길인 것으로 예측하는 방법을 사용할 수도 있지만, 기존의 차량 항법 시스템에 적용되는 주행 예상로(지도 상의 주행로)를 이용하는 방법을 사용할 수도 있다. 후자의 경우는 예를 들면 고속도로를 주행할 때 예측되는 톨 게이트처럼 반드시 정차해야 하는 지점을 예측하는데 유리하다.

이와 같이 전방 주행로의 상태를 판단한 후, 그 판단 결과에 따라 적절한 기어 변속, 예를 들면 내리막 길에서 기어를 중립으로 제어하는 방법을 사용함으로써 연료를 보다 효율적으로 사용할 수 있게 한다. 기어 변속을 제어하는 방법은 매우 다양하게 전개될 수 있는데, 본 발명에서는 그 실시예로 도2에 나타낸 바와 같이 4 가지 경우(모드1 내지 모드4)로 구분하고 있다. 그렇지만 이러한 몇 가지의 예시적인 제어모드에 제한되지 않는다.

먼저, 도1를 참조하여 차량의 위치와 고도정보 및 속도 정보를 이용한 변속 자동 조절 동작을 살펴본다.

GPS 정보 수신부(110)는 GPS 수신모듈이다. GPS 정보 수신부(110)는 GPS신호를 수신한다. 위치정보 추출부(121)는 GPS 정보 수신부(110)에서 수신된 GPS 신호에서 위치정보를 추출한다. 고도정보 추출부(122)는 GPS 정보 수신부(110)에서 수신된 GPS 신호에서 고도정보를 추출한다. 추출된 위치정보와 고도정보는 제어부(150)에 전달된다. 제어부(150)는 입력된 위치정보와 고도정보를 각각 위치정보 저장부(161)와 고도정보 저장부(162)에 저장한다.

속도 감지부(130)는 차량의 주행 속도를 감지하고, 감지된 속도정보는 제어부(150)에 전달된다. 제어부(150)는 입력된 속도정보를 속도정보 저장부(163)에 저장한다.

예측 조향 감지부(140)는 운전자가 의도하는 방향 전환을 감지한다. 예를 들면 전방에 갈림길이 있을 때 좌측 도로로 주행할 것인지 혹은 우측 도로로 주행할 것인지에 따라 방향 지시등을 조작하게 되는데, 이 방향 지시등의 조작 상태를 감지함으로써 운전자가 의도하는 예측 조향을 감지하는 것이다. 예측 조향 감지부(140)에서 감지된 방향 전환 정보는 제어부(150)에 전달된다.

제어부(150)는 위치정보와 고도정보, 그리고 주행 속도 정보를 이용해서 전방 주행로의 상태를 판단할 수 있고, 그 판단된 결과에 따라 변속 제어를 실행한 다. 변속 제어는 제어부(150)에서 변속 제어명령을 출력하고, 변속기 제어부(171)에서 변속 기구부(172)를 구동 제어함으로써 기어 변속을 실행하게 된다. 여기서 변속기 제어부(171) 및 변속 기구부(172)는 기존의 차량 변속 장치에 따른다.

제어부(150)에서 차량의 위치와 고도정보를 기반으로 전방의 주행로 상태를 판단하는 방법은 여러가지가 있을 수 있겠으나, 본 발명의 실시예에서는 다음의 두 가지 방법 중의 어느 한 가지 방법을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.

첫 번째 방법은 기존의 차량 항법 시스템, 이른 바 카 네비게이션 시스템의 주행 경로(지도 정보)와 관련하여 전방 주행로의 상태를 예측하는 방법을 사용할 수 있다. 이는 지도 정보 처리부(181), 사용자 인터페이스(182), 표시부(183)를 포함하는 카 네비게이션 처리모듈을 이용하는 경우이다.

카 네비게이션 시스템에 따르면, 사용자가 인터페이스(182)를 이용해서 출발지와 목적지를 검색하고 주행할 경로를 선택한다. 그러면 앞서 수신 및 추출된 차량의 현재 위치정보를 주행 경로(지도) 상에 맵핑시켜 이를 표시부(183)에 표시해 주게 된다. 주행 경로가 선택되었고 현재 차량이 주행 경로 상의 어떤 지점(위치)에서 주행하고 있는가를 알 수 있으므로, 향후 주행 경로를 따라 주행할 때 전방의 주행로가 예측 가능한 상태에 놓이게 된다. 그러므로, 차량의 현재 속도정보를 토대로 전방의 특정 구간에 대한 주행로의 상태를 예측할 수 있다. 이에 대해서는 후에 도3을 참조하여 보다 더 상세하게 설명할 것이다.

두 번째 방법은 차량의 위치와 고도 정보의 변화량으로부터 전방 주행로의 상태를 예측하는 방법이다. 이 방법은 차량의 위치와 고도정보를 실시간으로 모니 터링하면서, 주행 방향에 대해서 위치 변화에 따른 고도의 변화량이 감소되는 경우는 내리막 길, 위치 변화에 따른 고도의 변화량이 증가되는 경우는 오르막 길, 위치 변화에 따라 고도의 변화가 없는 경우는 평지 주행으로 각각 주행로의 상태를 예측하는 방법이다.

제어부(150)에 의해서 예측 가능한 주행로의 상태와 그에 따른 변속기 조절방법의 예를 도2에 나타내었다. 도2에서는 모두 4가지 경우를 각각 모드1, 모드2, 모드3, 모드4로 구분하여 표현하였는데, 이 것은 실시예에 지나지 않으며, 이 보다 더 다양한 방법으로 주행로 상태를 결정하고 그에 따른 변속(기어 단수) 제어를 할 수도 있을 것이다.

모드1의 경우는 현재 차량의 주행 속도가 일정한 속도 이상이고, 전방 주행로가 예측되기를 내리막 길의 지속이 예상되는 경우인데, 이러한 경우에는 제어부(150)에서 변속기 제어부(171)를 통해 변속 기구부(172)를 구동시켜 중립으로 기어 변속을 수행한다. 중립으로 기어 변속이 수행되면 차량은 내리막 길에서 관성 주행을 하게 되고, 연료의 사용은 최소화된다. 여기서 일정 속도 이상이라는 조건이 만족되어야 하는 이유는 현재 주행 속도가 과도하게 느린 경우 비록 내리막 길이라고 하더라도 기어를 중립으로 변속시켜서 관성 주행하게 되면 자연 감속에 따라 다른 차량의 흐름에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 그러므로 내리막 길에서도 적절한 속도를 유지한 채 주행을 계속하기 위해서는 일정한 속도 이상으로 주행중인 경우에 대하여 기어 중립 제어를 수행해야 하기 때문이다.

모드2는 전방의 주행로 상에 반드시 정지해야 하는 지점이 있는 경우인데, 이러한 경우에는 현재 주행 속도를 고려하여 적절한 시점에서 변속 기어를 중립으로 제어함으로써 관성 주행을 통한 자연스러운 감속이 이루어지도록 한다. 예를 들면 유로도로에서 톨 게이트를 통과해야 하는 경우를 들 수 있다. 톨 게이트를 통과하기 위해서는 요금 정산이 필요한 경우가 있는데, 이러한 경우에는 현재 차량의 속도정보를 이용해서 현재 위치로부터 톨 게이트까지의 거리와 도달 시간을 예측할 수 있고, 이 것을 토대로 톨 게이트로부터 소정 거리 이전에 변속 기어를 중립으로 제어한다. 그러면 톨 게이트까지 남은 구간에서는 관성 주행을 통해서 적절하게 감속되는 형태로 차량 주행이 제어되고, 연료 사용은 최소화된다.

모드3은 전방의 주행로가 오르막 길이고 현재 주행 속도가 일정 속도 이하인 경우인데, 이러한 경우에는 적절한 변속 기어로 이동 제어하거나 사용자의 제어에 의존한다. 주행로가 오르막 길이고 차량의 주행 속도가 일정 속도 이하인 경우에는 오르막 길 주행을 위해서 동력이 필요한 상태이고 필요한 경우에는 적당한 가속도 필요한 경우가 될 것이므로, 이러한 경우에는 변속 기어를 적당한 수준으로 변속시키거나, 혹은 사용자의 변속 조작에 의존하는 것이다.

모드4는 기어 중립 상태이고 오르막 길이지만 현재 주행 속도가 일정 속도 이상인 경우인데, 이러한 경우에는 오르막 길을 주행하기 위한 속도가 확보된 상태이므로 계속하여 관성 주행하게 하거나 또는 사용자의 변속 조작에 의존한다.

이와 같은 몇 가지 방법으로 차량의 위치 및 고도 정보, 속도 정보에 근거하여 자동 변속 조절을 수행함으로써, 불필요한 연료 소모를 최소화하고 연료 사용의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절방법을 도식화하여 보여주는 그림이다. 주행 중인 차량은 앞서 도1을 참조하여 설명한 바와 같이 현재 위치(Pc)와 고도(Hc), 그리고 주행 속도(Vc) 정보를 갖고 있다. 그리고 카 네비게이션 시스템을 적용한 경우라면 주행 경로도 확보하게 되는데, A경로 또는 B 경로를 주행 경로로 가질 수 있다.

A 경로를 주행 경로로 확보하고 A 경로를 따라 주행하는 경우, 전방의 임의의 구간_L의 주행로 상태를 판별한다. 구간_L의 주행로 상태를 판별하는 방법은 구간_L에 위치(P1~P4)에 따른 고도(H1~H4) 정보가 사전에 맵핑된 경우, P1부터 P4로 주행하는 방향일 때 그 고도(H1~H4)가 점차 감소한다면 내리막 길이라고 사전에 예측할 수 있으며, 그 고도(H1~H4)가 점차 증가한다면 오르막 길이라고 사전에 예측할 수 있다. 다른 방법으로는 구간_L을 주행하기 시작하였을 때, 초기 위치(Pc)로부터 P1으로 진입해 들어감에 따라 그 고도의 변화(Hc => H1)가 감소인 경우는 향후 구간_L이 내리막 길이라고 예측할 수 있으며, 반대의 경우는 오르막 길이라고 예측할 수 있다.

B 경로를 주행 경로로 확보하고 B 경로를 따라 주행하는 경우, 전방의 임의의 구간_T 종단에는 톨 게이트(TG)가 위치한다. 톨 게이트(TG)의 위치 정보는 카 네비게이션 시스템을 토대로 사전에 예측될 수 있다. 그러므로, 주행중인 차량의 현재 위치(Pc)로부터 톨 게이트(TG)에 진입하게 되는 구간_T를 예측할 수 있다.

이와 같이 예측되는 전방 주행로의 상태에 따라 앞서 도2를 참조하여 설명한 것처럼 변속장치의 자동 조절을 수행한다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 차량 변속 자동 조절방법을 나타낸 플로우차트이다.

제 1 단계(S110)는 GPS 정보를 수신하는 단계이다. GPS 정보의 수신은 GPS 정보 수신부(110)에 의해서 이루어진다. 제 2 단계(S120)는 위치 및 고도 정보를 추출하고 저장하는 단계이다. 위치 및 고도 정보의 추출은 각각 위치 정보 추출부(121)와 고도 정보 추출부(122)에 의해서 이루어지며, 추출된 정보는 각각 위치 정보 저장부(161)와 고도 정보 저장부(162)에 저장된다.

제 3 단계(S130)는 위치와 고도 정보를 토대로 전방 주행로의 상태를 판단하는 단계이다. 전방 주행로 상태를 예측하는 방법은 앞서 도3을 참조하여 설명한 바와 같다. 전방 주행로의 예측된 상태가 내리막 길인지, 정지해야 하는 지점이 있는지, 오르막 길인지에 따라 각각 적절한 변속 조절을 수행한다.

제 4 단계(S140)는 예측되는 전방 주행로의 상태가 내리막 길인 경우 도2에서 설명한 모드1을 수행하는 단계이다. 제 5 단계(S150)는 예측되는 전방 주행로의 상태가 정지해야 하는 지점이 있는 경우로서, 도2에서 설명한 모드2를 수행하는 단계이다. 제 6 단계(S160)는 예측되는 전방 주행로의 상태가 오르막 길인 경우로서, 이 경우에는 도2에서 설명한 바와 같이 현재 주행 속도에 따라 모드2 또는 모드3을 수행하는 단계이다.

이와 같이, 차량의 위치와 고도정보, 그리고 주행 속도 정보를 이용해서 전방 주행로의 상태를 예측하고, 예측된 주행로가 오르막 길인지, 내리막 길인지, 반드시 정지해야 하는 지점이 있는지에 따라 기어 변속을 자동으로 조절해 줌으로써, 불필요한 연료 사용을 최소화할 수 있게 된다.

예를 들어 정리하면, 고속도로에서 내리막 길로 톨 게이트 진입 시, 본 발명에 의해서 기어 중립 상태로 관성 주행하여 연료 사용 효율 증대를 기할 수 있다.

또는, 내리막 길 혹은 오르막 길에 상관없이 톨 게이트와 같이 반드시 멈춰야 하는 지점에서는 본 발명에 의해 일정 지점에서 기어 중립 상태로 관성 주행하여 연료 사용 효율을 증대시킬 수 있다.

또는 내리막 길에서 기어 중립 상태로 일정 속도 이상의 관성 주행 후, 완만한 경사의 짧은 오르막 길인 경우에도 일정 속도 이상의 관성 주행 가능한 경우 지속적인 관성 주행을 수행함으로써 연료 사용 효율을 증대시킬 수 있다.

본 발명을 적용하였을 때, 제한된 연료를 사용하여 엔진을 구동하여 이동하는 차량 및 이동체 운행시에 내리막 길 등 엔진 구동 없이도 적절한 속도로 이동이 가능한 구간에서는 불필요한 연료 소모를 막아 줌으로써 연료 사용 효율의 향상이 이루어질 수 있다.

Claims (9)

1. 차량의 위치 및 고도 정보를 수신하여 추출하는 수단; 차량의 속도 정보를 감지하는 수단;

   상기 위치 및 고도 정보와 속도 정보를 저장하는 수단;

   상기 저장된 위치 및 고도 정보와 속도 정보에 근거하여 차량의 전방 주행로 상태를 판별하는 수단;

   상기 판별된 전방 주행로 상태에 따라 차량의 변속을 제어하는 수단;

   상기 제어수단의 제어를 받아 변속을 실행하는 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주행로 상태는 오르막 길인지의 여부, 내리막 길인지의 여부, 정지가 요구되는 지점이 있는지의 여부를 예측하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주행로 상태의 판별은 차량의 위치에 따른 고도의 변화량으로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 주행로 상태의 판별은 선택된 주행 경로 각각에 맵핑된 고도 정보의 분석을 기반으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장 치 자동 조절장치.
5. 차량의 위치 및 고도 정보를 수신하는 단계;

   상기 수신된 위치 및 고도 정보를 이용해서 전방 주행로의 상태를 판별하는 단계;

   상기 판별된 전방 주행로의 상태에 따라 차량의 변속장치를 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 주행로 상태는 오르막 길인지의 여부, 내리막 길인지의 여부, 정지가 요구되는 지점이 있는지의 여부를 예측하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 주행로 상태의 판별은 차량의 위치에 따른 고도의 변화량으로부터 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 주행로 상태의 판별은 선택된 주행 경로 각각에 맵핑된 고도 정보의 분석을 기반으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절방법.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 변속 조절은 예측되는 전방 주행로의 상태가 오르막 길인지 혹은 내리막 길인지의 여부와 현재 주행 속도에 따라 중립 변속을 통한 관성 주행 혹은 사용자 변속 조작에 의존하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 변속장치 자동 조절방법.

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