KR20140079518A

KR20140079518A - 가속 거동 결정

Info

Publication number: KR20140079518A
Application number: KR1020147015595A
Authority: KR
Inventors: 아람 아싸드 알; 욘 안데르쏜; 페르 살홀름
Original assignee: 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2014-06-26
Also published as: RU2479446C2; KR20110091563A; US20120130611A1; EP2370288B1; US8494744B2; SE533144C2; JP5159958B2; BRPI0916141A2; CN102227331A; WO2010062242A1; EP2370288A4; SE0850099A1; KR101507466B1; EP2370288A1; CN102227331B; JP2012509804A

Abstract

소정의 도로 구간에서 자동차의 연료 효율적 가속 거동을 결정하기 위한 향상된 방법 및 제어 유닛에 대해 개시하고 있다. 가속 거동은 상기 도로 구간의 제1 위치에서 결정된 자동차의 초기 속도와, 상기 도로 구간에 있어서 상기 제1 위치로부터 가속 거리만큼 떨어져 있는 결정된 제2 위치에서의 결정된 자동차의 목표 속도에 의거하여 결정된다. 본 발명에 따르면, 상기 제1 위치는, 상기 가속 거리가 최대 가속 거리 S_acc보다 작거나 같게 결정되고, 상기 최대 가속 거리 S_acc는, 상기 도로 구간 중의 적어도 하나의 제1 도로 상태와 당해 자동차의 적어도 하나의 특성에 기초하여 동적으로 결정된다. 본 발명에 따르면, 직관적으로 받아들일 수 있으며 아울러 아주 연료 효율적인 가속 거동이 달성된다.

Description

가속 거동 결정{DETERMINATION OF ACCELERATION BEHAVIOUR}

본 발명은 특허청구범위의 청구항 제1항에 기재된 바와 같은 연료 효율적 가속 거동(fuel efficient acceleration behaviour)을 결정하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 특허청구범위의 청구항 제11항의 전제부에 정의된 것과 같은 자동 속도 제어 방법에도 관한 것이다.

또한, 본 발명은 특허청구범위의 청구항 제12항의 전제부에 정의된 바와 같은, 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.

또한, 본 발명은 특허청구범위의 청구항 제14항에 정의된 바와 같은 연료 효율적 가속 거동을 결정하기 위해 구성된 제어 유닛에도 관한 것이다.

또한, 본 발명은 특허청구범위의 청구항 제20항에 정의된 바와 같은 자동 속도 제어 시스템에도 관한 것이다.

승용차, 트럭, 버스, 트랙터 등의 자동차의 속도를 정확하게 제어하기 위해서는 적절한 가속과 감속을 결정해서 적용해야 한다. 이와 같은 가속 및 감속은 환경 및 비용 상의 이유로 인해 연료 효율적으로 수행되어야 한다.

특정 상황 또는 위치에서의 자동차의 적절한 속도는 특정의 교통 상황들 또는 도로 상태들과 같은 다수의 변수들에 따라 달라질 수 있다. 상기 도로 상태들에는, 다른 여러 변수들 중에서도, 자동차가 위치하는 도로 구간에서 요구되는 속도, 일례로 제한 속도에 따라 달라지는 속도와, 비 또는 결빙으로 인해 미끄러워진 노면 상태와, 또는 현재의 오르막 경사 또는 내리막 경사가 있다.

오늘날에는 자동차의 적절한 속도를 결정하는 데 이용되는 상기와 같은 변수들을 결정하는 데 활용될 수 있는 전자 보조 장치가 많이 나와 있다. 현재 시중에서 입수할 수 있는 전자 보조 장치들에는 범지구 위성 위치 결정 시스템(GPS: Global Positioning System) 및 이에 상응하는 또 다른 위치 결정 시스템과 전자 지도가 포함된다. 이러한 위치 결정 시스템들은 3차원 위치 정보, 즉 위도, 경도 및 고도와 관련된 정보를 제공한다. 또한, 전자 지도는 도로의 각기 다른 구간에서 정해진 제한 속도들과 지형 정보를 포함할 수 있다. 또한, 기온, 강우 및/또는 강설과 같은 기상 조건들은 자동차 자체에 장치된 센서에 의해서나 혹은 하나 이상의 외부 정보원으로부터 자동차로 전달되는 정보에 의해서 자동차에 제공된다.

미국 특허 출원 공개 US2005/0085974호에 개시된 종래의 시스템은 연료 소비를 최소화하기 위해 어느 정도의 범위까지는 상기 전자식 보조 장치를 사용한다. 이러한 종래의 시스템에 있어서는, 순간 정보를 결정하는 데에 GPS 정보가 사용되고, 향후의 위치를 결정하는 데에 전자 지도 정보가 사용된다. 또한, 특정 위치의 도로 경사를 자동차에 장착된 전자 센서를 이용하여 결정하고, 이와 같은 도로 경사 결정치들을 가지고 외삽법 산출(extrapolation)을 함으로써 자동차 주변의 지형을 어림잡을 수 있다. 이어서 이와 같은 변수들은 스로틀 개도를 결정하는 데에 사용되는데, 이를테면 스로틀 개도를 조정할 때에 일례로 중력을 고려하는 데에 사용된다.

그러나 종래 기술에서처럼 연료 소비를 최소화하기 위해 상기 변수들만을 고려해서 엔진으로 주입되는 연료량 제어 또는 스로틀 개도 조정(즉, 자동차의 속도 조정을 수행)을 하게 되면 다른 도로 사용자들을 초조하게 하는 운전 행태를 야기할 수 있다. 따라서, 그 자동차를 뒤따르는 자동차들의 운전자들은 그 자동차의 운전 행태가 잘 확립된 운전 규범을 따르지 않고 있기 때문에 성가시게 느낄 수 있다.

또한, 잘 확립된 운전 규범을 따르지 못하는 속도 제어 시스템은 그 자동차의 운전자 자신에 의해서도 직관적이지 않고 허용될 수 없는 것으로 인지될 수 있고, 그래서 운전자는 속도 제어 시스템을 단절 또는 분리시킬 수 있다. 이와 같이 속도 제어 시스템을 단절 또는 분리시키게 되면 연료 효율성 측면에서 해로운데, 그 이유는 운전자가 속도 제어 시스템의 제안에 따르지 않게 되어 더 많은 연료 소비가 유발될 수 있기 때문이다.

따라서, 종래에는, 가속 거동이 연료 효율적이고 이와 아울러 당해 자동차의 운전자는 물론이고 그 주변 자동차의 운전자들이 이해할 수 있으며 받아들일 수 있는 운전 행태로 생각할 수 있도록 하는, 자동차용 가속 거동을 제안하는 해결책이 필요했었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결한 연료 효율적 가속 거동 결정을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 당해 자동차의 운전자가 직관적이라고 인지할 수 있는 제어된 가속 거동을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적은, 특허청구범위의 청구항 제1항의 특징부에 따른, 연료 효율적 가속 거동 결정 방법에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은, 특허청구범위의 청구항 제11항의 특징부에 따른, 자동차의 자동 속도 제어 방법에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은, 특허청구범위의 청구항 제12항의 특징부에 따른, 본 발명의 상기 방법들을 수행하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은, 특허청구범위의 청구항 제14항의 특징부에 따른, 연료 효율적 가속 거동을 결정하기 위해 구성된 제어 유닛에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은, 특허청구범위의 청구항 제20항의 특징부에 따른, 자동 속도 제어 시스템에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 연료 효율적 가속 거동 결정 방법 및 제어 유닛은 가속이 실행되는 거리, 즉 가속 거리가 특정의 거리, 즉 최대 가속 거리 S_acc로 제한되는 것을 특징으로 한다. 상기 최대 가속 거리 S_acc는 적어도 하나의 도로 상태 및 적어도 하나의 자동차 특성에 기초하여 동적으로 결정된다.

본 발명에 따르면, 가속 거리를 제한하게 됨으로써, 자동차의 운전자가 평지 도로 상에서 행하는 가속에서 느낄 수 있는 것과 같은 가속 거동을 달성할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 도로 상태 및 적어도 하나의 자동차 특성에 기초하여 최대 가속 거리 S_acc를 결정하게 되면, 자동차의 운전자가 직관적이고 정상적이라고 인지할 수 있는 가속을 달성할 수 있다.

본 발명은 연료 소비를 저감시키기 위해서 각기 다른 상황 하에서 중자동차에 존재하게 되는 일반적인 허용 수준을 이용하게 한다. 일례로, 본 발명에 따르면, 오르막 경사에서나 혹은 다수의 급커브가 있는 도로 구간에서는 최대 가속 거리 S_acc를 길게 허용하는데, 이는 주변 차량의 운전자들에 의해 일반적으로 용인되는 것이기 때문이다. 한편, 본 발명에 따르면, 내리막 경사에서는 최대 가속 거리 S_acc를 짧게 하는데, 이와 같은 상황에서 가속 거리를 길게 하는 것을 다른 도로 사용자들이 용인하는 일은 드물기 때문이다.

따라서, 이와 같은 가속 거동은 운전자 자신이나 주변 차량의 운전자들 모두가 받아들일 수 있는 것이다. 이에 따라, 가속이 당해 자동차의 운전자 및 주변 차량의 운전자에게 직관적이지 않았던 경우에 비해서 더 많은 비율의 자동차 도로 주행 시간 동안에 자동 가속 제어가 작동하기 때문에, 총 연료 소비가 감소된다.

또한, 가속 거동은 적어도 하나의 도로 상태 및/또는 자동차 특성의 변화에 따라서 동적으로 조정되고, 그 결과 아주 효율적인 연료 소비 저감이 달성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대 가속 거리 S_acc를 결정할 때에 엔진의 rpm 및 추진력(momentum)과 같은 자동차의 특성들을 고려한다. 이와 같은 특성들을 고려하게 됨으로써, 가속 실행 시, 자동차 운전자는 그가 자동차를 운전할 때부터 익숙해져 있는 것에 따라서 자동차가 감응하는 것으로 인식하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대 가속 거리 S_acc를 결정할 때에 자동차 운전자가 행하는 적어도 하나의 입력도 고려하게 된다. 이는 생리적으로 유리한 것인데, 운전자는 그가 자동차를 제어하고 있다는 느낌을 갖게 되며, 그가 가속 거동에 책임이 있다고 하는 느낌도 갖게 되며, 이와 동시에 가속 거동이 제어 시스템에 의해 제어됨으로써 연료 효율성이 계속해서 달성될 수 있게 된다는 점에서 그렇다.

본 발명에 따르면, 가속 거리를 제한하게 됨으로써, 자동차의 운전자가 평지 도로 상에서 행하는 가속에서 느낄 수 있는 것과 같은 가속 거동을 달성할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 도로 상태 및 적어도 하나의 자동차 특성에 기초하여 최대 가속 거리 S_acc를 결정하게 되면, 자동차의 운전자가 직관적이고 정상적이라고 인지할 수 있는 가속을 달성할 수 있다. 이에 따라, 가속이 당해 자동차의 운전자 및 주변 차량의 운전자에게 직관적이지 않았던 경우에 비해서 더 많은 비율의 자동차 도로 주행 시간 동안에 자동 가속 제어가 작동하기 때문에, 총 연료 소비가 감소된다. 또한, 가속 거동은 적어도 하나의 도로 상태 및/또는 자동차 특성의 변화에 따라서 동적으로 조정되고, 그 결과 아주 효율적인 연료 소비 저감이 달성된다.

이하에서는 본 발명에 따라 가속 거동을 결정하는 상세한 실시예 및 이점들에 대해서 일부 양호한 실시예를 보이는 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 2는 자동차에 영향을 주는 힘들을 보이는 도면이다.
도 3은 본 발명의 시스템을 일반화시킨 도면이다.

일반적으로, 자동차의 가속은 자동차가 초기 속도를 취하는 제1 위치에서 시작해서 자동차가 목표 속도에 이를 때까지 지속된다. 목표 속도는, 제1 위치로부터 가속 거리에 상응하는 거리만큼 떨어져 있는 제2 위치에서 도달된다. 본 발명에 따르면, 제1 위치와 제2 위치가 위치하는 도로의 소정 구간에서의 적절한 가속 거동을 결정한다.

적절한 가속 거동을 결정할 때에는, 가속 거동이 연료 소비와 관련하여 가능한 한 효율적으로 결정될 수 있도록 하기 위해 많은 변수들을 고려하게 된다. 특히, 이를 위해 도로의 해당 구간에서의 도로 상태들을 이용할 수 있다.

일례로, 그러한 도로 상태 중 한 가지는 해당 도로 구간의 적어도 한 부분의 지형이다. 가속을 원하고 있는 동안에 해당 도로 구간의 평지 부분에 이어서 그 도로 구간의 일부에 내리막 경사가 다가오는 경우, 평지 부분 도중에는 가속을 하지 말고 내리막 경사에서는 가속 실행 시의 중력을 이용하는 것이 연료 효율이 좋다. 따라서, 가속 거동 결정에 도로의 소정 구간의 지형을 고려하게 됨으로써 연료 효율이 증가할 수 있다. 이 이외의 다른 도로 상태들도 위의 고려 사항에 상응하는 고려 사항으로 구성할 수 있다.

그러나 이러한 도로 상태들은 현명하게 이용해야 한다. 일반적으로, 차량의 운전자들은 그가 허용할 수 있는 운전 행태와 그렇지 않은 운전 행태에 대해 근거 있는 견해를 갖고 있다. 또한, 운전자들은 자기의 운전 행태에 대해 타 운전자들로부터 일례로 전조등 섬광 등과 같은 형태로 피드백 반응을 받는다. 따라서, 운전자가 허용 가능할 수 있는 가속 거동을 이루는 것은 중요한 일이다.

도 1은 본 발명의 방법을 보이고 있다. 본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서, 제2 위치 및 목표 속도를 결정한다. 상기 제2 위치는 도로의 소정 구간 내의 위치인데, 목표 속도는 그 구간 내에서 최종적으로 도달되어야 할 속도이다. 상기 제2 위치와 목표 속도는 본 발명의 일 실시예에 따르면 디지털 지도 정보에서 제공되는 정보와 GPS 위치를 조합하여서 그에 근거하여 결정된다. 디지털 지도 정보는 기본적으로는 속도 제한을 하는 정확한 위치, 도로의 커브와 관련된 정보 등을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 목표 속도 및 제2 위치는 특정 위치에서 운전자가 도달하려고 하는 특정 속도와 관련하여서도 결정될 수 있다.

본 발명의 방법의 제2 단계에서는 해당 도로 구간의 제1 위치와 초기 속도를 결정하는데, 여기서, 초기 속도는 자동차가 제1 위치에 있을 때의 속도이다. 본 발명에 따르면 제1 위치는 최대 가속 거리 S_acc에 의거하여 결정되는데, 여기서, 최대 가속 거리 S_acc는 해당 도로 구간의 하나 이상의 도로 상태 및 자동차의 하나 이상의 특성에 근거하여 동적으로 결정되는 것이다. 따라서, 최대 가속 거리 S_acc는 도로 상태 및/또는 자동차 특성이 변화함에 따라서 시시각각 변화한다. 자동차가 제1 위치에 있을 때의 초기 속도는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 위치를 일례로 GPS 위치, 지형과 관련된 정보, 도로 커브, 제한 속도 등에 의거하여 결정하는 것과 유사하게, 여러 방식으로 결정할 수 있다. 또한, 초기 속도는 특정 위치에서의 자동차의 실제 속도에 의거하여 결정할 수도 있는데, 여기서, 실제 속도라 함은 일례로 자동차 자체의 속도계에서 측정된 것이다. 이는 자동차가 위치하고 있는 특정 위치와 결정된 제1 위치가 일치하거나 근접한 경우에 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 방법의 제3 단계에서는 해당 도로 구간 중에 자동차에서 사용될 가속 거동을 결정한다. 그러한 가속 거동은, 본 발명에 따르면, 제1 위치 및 그 제1 위치에서 시작하는 초기 속도와, 제2 위치 및 그 제2 위치에서 최종적으로 도달하여야 할 목표 속도와, 해당 도로 구간 중의 적어도 하나의 도로 상태에 기초하여 결정되는데, 여기서, 제1 위치와 제2 위치 사이의 거리, 즉 가속 거리는 본 발명의 방법의 제2 단계에서 결정되는 최대 가속 거리보다 짧거나 같게 제한된다.

따라서, 본 발명의 방법에 따르면, 가속이 실행되는 거리, 즉 가속 거리는 특정 길이, 즉 최대 가속 거리 S_acc로 제한되는데, 여기서, 최대 가속 거리는 적어도 하나의 도로 상태 및 적어도 하나의 자동차 특성에 의거하여 동적으로 결정되는 것이다. 이렇게 함으로써, 최대 가속 거리 S_acc는 가속 거동을 운전자가 직관적으로 받아들일 수 있으며 평지 도로 상에서의 가속과 유사하다고 인지할 수 있도록 적절하게 선택될 수 있다.

가속 거리를 최대 가속 거리 S_acc로 제한함으로써, 자동차의 운전자가 자동 가속 제어를 하지 않는 경우에 그 운전자 자신이 가속을 행하는 것과 같은 느낌을 가질 수 있는 가속 거동이 달성된다. 따라서, 최대 가속 거리 S_acc가 현명하게 선택되면, 본 발명의 방법에 의한 가속은 당해 자동차의 운전자나 그 도로 구간의 다른 운전자들 모두가 정상 주행 동작처럼 느끼게 되며, 그에 따라 차량의 운전자가 자동 속도 제어 시스템을 끄거나 분리시키는 위험이 아주 낮아진다.

본 발명에 따르면, 가속 거리 내에서, 즉 제1 위치와 제2 위치 사이에서 실행되는 가속의 특성은 적어도 하나의 도로 상태에 기초한다. 따라서, 가속에 기여하는 것들, 일례로 가속 거리 전체에 걸쳐서 가속이 얼마나 과감한가를 결정할 때에 해당 도로 구간의 하나 이상의 도로 상태를 고려한다. 그래서 가속 거리의 일부에서는 가속 거리의 다른 부분에서보다 더 많은 연료가 엔진으로 주입되게 결정될 수 있다. 가속 거리에서의 가속 특성을 결정할 때에 이렇게 지형과 같은 도로 상태를 고려하게 됨으로써 전체 가속에 걸쳐 연료 효율성이 달성된다. 연료 효율성을 달성하기 위해 가속 거리 중의 각기 다른 부분에서의 가속 특성을 각기 다르게 결정할 수 있다.

따라서, 최대 가속 거리 S_acc를 결정하는 것과 가속 거리 내에서의 가속 속성/특성이 실질적으로 수행되는지를 결정하는 것 모두를 위해서 가속 거동을 결정할 때에 해당 도로 구간 중의 하나 이상의 도로 상태를 고려한다. 이와 같은 도로 상태와 관련된 정보는 일례로 GPS, 전자 지도, 및/또는 자동차의 여러 센서들에 의해서 제공된다. 상기 도로 상태는 본 발명의 일 실시예에 따르면 앞에서 설명한 바와 같이 해당 도로 구간의 적어도 일부의 지형에 기초한다. 이에 따르면, 가속 거동을 결정함에 있어 해당 도로의 소정 구간의 지형을 고려할 때에 연료 효율을 증가시킬 수 있도록 하기 위해, 가속을 수행하는 중에 내리막 경사에서는 중력을 이용할 수 있게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 이와 같은 도로 상태는 해당 도로 구간의 적어도 일부분에서의 적어도 하나의 요구 속도도 포함한다. 일례로 GPS, 카메라 시스템, 교통 신호 인지 시스템, 또는 속도 표지판의 정보가 전자 지도와 조합됨으로써, 각 제한 속도들에 해당되는 위치들과 제한 속도들 간의 거리와 관련된 아주 정확한 정보가 제공된다. 자동차 앞에 있는 소정의 도로 구간을 분석함으로써, 자동차의 전체 속도 거동을 선택함에 있어서 다수의 각기 다른 제한 속도들을 고려할 수 있다. 이처럼 함으로써 총 연료 효율이 향상된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속 거동을 결정함에 있어서 해당 도로 구간의 적어도 한 부분의 직선성도 고려할 수 있다. 일례로, 잘 알려져 있는 바와 같이, 여러 가지 안전성 이유들로 인해 자동차가 급커브를 빠져나갈 때까지 가속을 지연시키는 것이 바람직하다. 도로의 직선성과 관련한 정보는 일례로 전자 지도, 자동차의 센서들 등에 의해 제공될 수 있다.

가속 거동을 결정함에 있어서 고려될 수 있는 또 다른 도로 상태로는, 본 발명에 따르면, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간의 교통 상황과, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에 존재하는 다른 차량들의 숫자가 있다. 이들 도로 상태와 관련된 정보는 당해 차량의 바로 앞 및 그보다 더 앞쪽 있는 자동차들 또는 차량들과 그리고 당해 차량의 좌우측 앞쪽에 있는 자동차들 또는 차량들과 같은 목표 정보를 검출할 수 있는 레이더 시스템에 의해 제공될 수 있다. 또한, 상기 도로 상태에 관련된 정보는 목표물 인식 방법을 활용하는 카메라 시스템, 또는 무선 데이터 시스템 교통 안내 채널(RDS-TMC: Radio Data System Traffic Message Channel)에서 제공되는 정보에 의해서 제공될 수 있다.

도 1에서 설명된 본 발명의 방법의 제2 단계와 관련하여 앞에서 설명한 바와 같이, 최대 가속 거리 S_acc는 해당 도로 구간의 적어도 하나의 도로 상태 및 당해 자동차의 적어도 하나의 특성에 의거하여 결정된다. 상기 적어도 하나의 도로 상태는 가속 거동을 결정하는 데 사용되는 상술한 것과 같은 도로 상태들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있다. 따라서, 본 발명의 각기 다른 실시예에 따르면, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간의 지형과 관련된 정보, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에서의 적어도 하나의 요구 속도, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에서의 직선성, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간의 교통 상황, 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에 존재하는 다른 차량들의 숫자를 포함하는 도로 상태들로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 도로 상태가 최대 가속 거리 S_acc를 결정하는 데에 이용된다. 이와 같은 적어도 하나의 도로 상태는 해당 가속 거리 내에서 실행될 가속의 특성을 결정하는 데에 이용된 적어도 하나의 도로 상태와 같을 수 있지만, 다른 도로 상태일 수도 있다. 따라서, 최대 가속 거리 S_acc와 가속 특성은 여러 도로 상태들로 이루어진 동일 군에서 선택된 적어도 하나의 도로 상태에 의거하여 결정되고, 상기 선택된 적어도 하나의 도로 상태는 같은 것일 수도 있고 다른 것일 수도 있다.

상술한 바와 같이 최대 가속 거리 S_acc는 본 발명에 따르면 당해 자동차의 적어도 하나의 특성에 의거하여서도 결정된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자동차의 특성에는 작동 중인 엔진의 변수들과 관련된 정보를 포함한다. 이들 변수들은 자동차의 엔진의 분 당 회전수(rpm) 및 추진력 중 어느 하나 또는 둘 다일 수 있다. 따라서, 최대 가속 거리를 결정할 때에 자동차의 엔진의 실제 작동 상태도 고려된다.

최대 가속 거리 S_acc 결정하는 데 있어서, 지형, 요구 속도, 직선성, 교통 상황, 및 도로에 존재하는 다른 차량의 숫자 등과 같은 도로 상태와, 엔진의 rpm 및 추진력과 같은 자동차의 특성을 모두를 기준으로 삼음으로써, 다른 도로 사용자와 당해 자동차의 운전자 자신이 잘 받아들일 수 있는 운전 행태를 보일 수 있게 된다. 일례로, 해당 도로 상의 다른 운전자들은 일반적으로 대형 자동차 및 중자동차는 일례로 오르막 경사에서 긴 가속 거리를 원한다고 이해하고 인정하려 하며, 또한 특별한 도로 구간에서 커브가 많은 경우에 대형 자동차 및 중자동차는 아주 빠르게 가속하지 않는다고 이해하고 인정하려 한다. 본 발명은 그와 같은 이해와 인정을 이용해서, 최대 가속 거리 S_acc를 동적으로 연장시켜서 비교적 긴 거리까지 설정될 수 있도록 한다.

한편, 일례로 내리막 경사 또는 직선 도로 부분이 있는 경우, 다른 차량의 운전자들은 아주 긴 가속 거리를 용인하려 하지 않는다. 따라서, 일례로 내리막 경사 및/또는 직선 도로 부분 구간에서의 최대 가속 거리 S_acc는 비교적 짧게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 최대 가속 거리 S_acc를 결정할 때에 엔진의 rpm 및 추진력도 고려하게 되므로, 가속을 실행할 때에 자동차는 운전자가 자동차를 운전할 때부터 행해왔던 행태에 따라서 응답할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 자동차 특성은 당해 자동차에 특정된 하나 이상의 변수들을 포함한다. 이들 변수로는, 자동차의 중량; 엔진이 디젤 엔진인지 혹은 가솔린 엔진인지와 같은 엔진 특성; 자동차의 공기 저항; 자동차 엔진에 사용되는 트랜스미션, 여기서, 각기 다른 트랜스미션은 각기 다른 특성을 보임; 자동차에 사용된 제동 시스템; 자동차의 구름 저항; 자동차의 총 기어비; 자동차에 가해지는 관성력; 및 자동차에 영향을 미치는 여러 종류의 마찰력이 있다.

더 구체적으로는, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 나타낸 바와 같이 최대 가속 거리는 엔진이 최적 효율

상태, 즉 엔진이 최대로 효율적인 상태로 작동을 유지하는 중에 결정된다. 상기 최적 효율

은 전자 제어 유닛에서 결정되고, 최소 연료 소비 δ 및 바르게 선택된 기어 G에 기초하는데, 여기서, 연료 소비는 자동차의 특정 엔진에 따라 달라지는 것으로, 작동하는 엔진의 변수들, 즉 엔진의 rpm 및 추진력과, rpm에 따라 선택된 기어 G에 따라서 달라진다.

최적 효율

상태에서 작동하는 엔진에 있어서, 다음 식은 도 2에 보인 일반적인 상태에서 자동차에 가해지는 힘들을 묘사한다.

...식(1)

여기서,

는 정미 엔진 동력(net engine force)으로서, 이는 기어비 i _t 및 i _f 와, 효율

및

와, 휠 반경

와 엔진 토크 측정치

에 따라 달라지는 것이고,

는 제동 시스템에 의해 야기된 힘이고,

는 자동차의 공기 저항에 의해 야기되는 힘으로서, 자동차의 속도

, 상수인 공기 항력 계수

, 자동차의 정면 면적

, 공기 밀도

에 따라 달라지는 것이고,

는 자동차의 무게

으로 인한 구름 저항

에 의해 야기되는 힘으로서, 여기서

는 도로의 경사이고,

는 중력으로서, 여기서

는 도로의 경사이고,

는 차량의 총 동적 무게로서,

이고,

및

는 각각 엔진의 관성 및 휠의 관성을 나타내는 것이고,

는 자동차의 속도임.

상기 식(1)에 연쇄 법칙을 적용하면, 다음 식이 도출된다.

...식(2)

여기서, 속도는 거리(s)에 대해서(시간에 대해서가 아님) 나타내었다. 따라서, 상기 식(2)를 적분하면, 도로 특성(경사각이

인 지형)과 자동차의 특성을 고려해서 연료 효율적 가속 거동을 한정하는 가속 거리를 구할 수 있는 식에 이를 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 최대 가속 거리 S_acc는 식(2)에서 유도된 다음 식을 풀게 되면 산술적으로 결정될 수 있다.

...식(3)

여기서,

및

는 각각 당해 도로 구간의 제1 위치와 제2 위치에 있는 자동차의 초기 속도와 목표 속도이고, s _p1 은 자동차가 초기 속도로 출발하는, 도로 구간의 제1 위치이고, s _p2 는 자동차가 목표 속도에 도달하는, 도로 구간의 제2 위치임.

상기 식(3)에 따라서 최대 가속 거리 S_acc를 결정하게 되면, 그 최대 가속 거리 S_acc가 아주 정확하게 결정되고, 그 결과 연료 효율적 운전 거동을 성취할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 당해 자동차의 운전자가 행하는 적어도 하나의 입력도 최대 가속 거리 S_acc를 결정하는 데에 고려한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 임의의 최대 가속 거리 S_acc에 대응하며 운전자에 의해 입력되는 값을 고려하게 된다. 여기서, 운전자는 해당 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에서의 자신이 선택한 최대 가속 거리 S_acc를 입력할 수 있는데, 이는 운전자 자신이 가속 거동에 책임이 있다는 느낌을 주는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 세트의 사전 한정 조정 계수들 중에서 하나의 조정 계수 κ에 대응하는 값을 운전자가 선택할 수 있다. 이 실시예에 따르면, 상기한 바와 같이 본 발명에 따라서 결정된 최대 가속 거리는 예비적 최대 가속 거리

로 생각할 수 있다. 이어서, 최대 가속 거리를 결정하기 위해, 선택된 사전 한정 조정 계수 κ는 상기 예비적 최대 가속 거리

와 곱해진다. 따라서, 최대 가속 거리 S_acc는

에 따라서 결정된다.

대표적으로, 상기 한 세트의 조정 계수들 κ는 각기 다른 운전 형태에 상응하는 값들을 포함하도록 선택될 수 있다. 상기 조정 계수 세트는 일례로 κ=1("정상 상태" 또는 "경제성"에 해당), κ=0.75("반 스포츠" 또는 "중간"에 해당), κ=0.5("스포츠"에 해당)인 세 개의 값을 포함할 수 있다. 이와 같이 운전자들이 사전 한정 조정 계수 κ들 중에서 하나를 선택함으로써 최대 가속 거리를 조정할 수 있게 하면, 운전자는 가속 거동을 자신이 영향을 가함과 동시에 제어할 수 있다는 느낌을 갖게 되는 이점이 있으며, 또한 조정 계수 κ의 세트는 시스템에 의해 설정되는 것이기 때문에 가속 거동이 시스템의 관점에서 제어될 있다는 이점이 있다. 따라서, 운전자는 가속 거동을 조절된 한계 내에서만 조정할 수 있게 되어, 연료 효율이 높은 수준으로 보장된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 운전자는, 속도 변경에 의존하는, 최대 가속 거리 S_acc에 해당하는 값을 입력시킬 수 있다. 여기서, 일례로 자동차를 고속도로의 추월 차선으로 진입시켜서 속도를 비교적 많이 변동시키는 경우, 운전자는 이를 시스템에 입력하게 되고, 그러면 최대 가속 거리 S_acc는 비교적 짧은 거리로 조정되게 된다. 한편, 자동차가 일례로 제한 속도가 낮은 마을을 지나서 제한 속도가 이보다 약간 더 높은 시골길로 들어설 때에 속도를 비교적 적게 변동시키는 경우, 최대 가속 거리 S_acc는 비교적 길게 허용될 수 있다. 최대 가속 거리 S_acc를 이와 같이 조정하게 되면 유리한데, 도로 상의 다른 이용자들은, 마을을 빠져나가는 경우는 일례로 50Km/hr에서부터 일례로 70Km/hr로 가속하는 것이 가속 차선에서 일례로 50Km/hr에서부터 일례로 110Km/hr까지 가속하는 것에 비해서 비교적 긴 거리에 걸쳐 늘려지는 것에 대해 용인하는 경향을 보인다고 밝혀졌기 때문이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 속도 변동에 의존하는 최대 가속 거리 S_acc는 가속이 발생하는 실제 위치에 근거하여 결정된다. 대표적으로는, 짧은 최대 가속 거리 S_acc 혹은 긴 최대 가속 거리 S_acc가 용인될 수 있는 경우인지를 결정할 때에 GPS 정보와 전자지도로부터 나온 정보를 이용할 수 있다. 일례로, 이와 같은 정보는 자동차가 고속도로의 가속 차선으로 들어갔는지 여부를 결정하는 데에 사용될 수 있다.

운전자가 행하는 입력을 고려하는 것을 포함하는 모든 실시예에서, 최대 가속 거리 S_acc는 시스템에 의해 설정된 한계치 내에서만 조정될 수 있도록 하는데, 이렇게 함으로써 가속 거동이 교통 안전 요건을 충족시킬 수 있게 되며 전적으로 운전자 자신이 가속 거동을 결정할 때와 비교해서 연료 효율이 상당히 증가하는 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 특정 길이를 갖는 소정의 도로 구간에서 적절한 가속 거동이 결정된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 특정 길이도 조정할 수 있다. 상기 특정 길이는 시스템의 성능, 즉 시스템이 실제로 얼마나 연료 효율적인지에 기초하여 조정될 수 있다. 상기 특정 길이는 또한 본 발명의 방법에 따라서 계산 및 산출을 하는 데 활용될 수 있는 메모리 및 처리 능력에 의거하여 조정될 수 있다.

또한, 본 발명의 방법은, 컴퓨터에서 작동될 때에 컴퓨터로 하여금 본 발명의 방법의 각 단계들을 수행할 수 있게 하는 코드 수단을 구비하는 컴퓨터 프로그램에 의해, 실행될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램 제품의 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 포함된다. 컴퓨터 판독 가능 매체는, ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), 플래시 메모리, EEPROM(Electrically Erasable PROM), 또는 하드 디스크 드라이브 등과 같은 임의의 형태의 실질적인 메모리로 구성될 수 있다.

도 3은, 소정의 도로 구간에서 자동차의 연료 효율적 가속 거동을 결정하기 위하여 구성된 제어 유닛(301)을 포함하는, 자동차의 자동 속도 제어 시스템(300)을 보이고 있다. 제어 유닛(301)은, 위치 결정 시스템 유닛(321)으로부터 받게 되는 위치 결정 정보, 지도 정보 유닛(322)으로부터 받게 되는 전자 지도 정보, 도로 상태 유닛(323)으로부터 받게 되는 적어도 하나의 도로 상태와 관련된 정보, 자동차 특성 유닛(324)으로부터 받게 되는 적어도 하나의 자동차 특성과 관련된 정보, 그리고 자동차의 운전자가 행하는 입력을 받는 입력 유닛(325)으로부터 받게 되는 적어도 하나의 입력과 관련된 정보를 각각 받을 수 있도록 구성된 정보 수령 수단(311 ~ 315)을 적어도 포함한다.

상기 제어 유닛(301)은, 가속이 시작되는 제1 위치는 적어도 결정하도록 구성되며, 가속이 실행되는 최대 가속 거리 S_acc를, 하나 이상의 도로 상태 및 적어도 하나의 자동차 특성에 의거하여, 동적으로 결정하도록 구성되며, 상기 가속 거리 내에서의 가속 특성을 결정하도록 구성된, 결정 수단(331)도 추가로 포함한다.

상기 시스템(300)을 다른 형태로 구성하는 것도 가능하다. 일례로, 도 3에서는 결정 수단(331)이 하나의 유닛으로 도시되어 있다. 그러나, 결정 수단(331)을 적어도 2개의 별개 유닛으로 구성할 수도 있다. 또한, 제어 유닛(301)은 전자 제어 유닛(ECU)으로 구현할 수도 있다. 상기 정보 수령 수단(321 ~ 325)으로 정보를 제공하는 유닛(311 ~ 315)과, 상기 정보 수령 수단(321 ~ 325)은, 제어 유닛(301) 내에 혹은 그에 인접하게 위치되거나 자동차의 각기 다른 여러 위치에 분산 설치될 수 있다. 이들 유닛(321 ~ 325)과 정보 수령 수단(311 ~ 315)이 자동차 내에 분산 설치되는 경우, 이들은 제어기 영역 네트워크 버스(CAN 버스: Controller Area Network Bus), 임의의 다른 형태의 버스, 혹은 제어 유닛(301)에 필요 정보를 제공할 수 있는 임의의 다른 형태의 접속, 일례로 무선 접속을 거쳐서, 제어 유닛(301)에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 결정 수단(331)은 또한 가속 거동과 관련한 결정을, 결정 수단(331)이 상기 정보 수령 수단(315)을 거쳐서 입력 유닛(325)으로부터 받게 되는 당해 자동차의 운전자가 행한 입력에, 기초하기도 한다. 입력 유닛(325)은 운전자가 임의의 입력 값, 즉 임의의 최대 가속 거리 S_acc에 상응하는 입력 값을 입력할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 입력 유닛은 또한, 한 세트의 활용 가능한 입력치들 중에서 한 입력치, 즉 한 세트의 사전에 한정된 조정 계수 중의 한 조정 계수에 상응하는 값을 운전자가 선택할 수 있도록 구성될 수 있는데, 여기서, 상기 사전에 한정된 조정 계수들은 최대 가속 거리 S_acc를 조정하기 위하여 최대 가속 거리 S_acc와 곱해지는 것이다.

제어 유닛(301)이 가속 거동을 결정하게 되면, 제어 유닛(301)은 자동차의 변속 장치(302)를 제어하여서 자동차의 속도를 제어한다. 변속 장치(302)는 일례로 스로틀 개도 변경 장치, 또는 자동차의 속도를 변경시키는 있는 임의의 다른 형태의 장치일 수 있다.

당해 기술 분야의 숙련인들은 이상에서 설명한 본 발명의 예시적인 실시예에 필적할 수 있게 본 발명에 따른 자동차의 자동 속도 제어 시스템(300)을 변경할 수 있다. 특히, 본 발명의 방법의 모든 실시예를 실행시킬 수 있게 상기 시스템(300)을 변경시킬 수 있다.

당해 기술 분야의 숙련인들에게 명백한 바와 같이, 이상에서 설명한 예시적인 실시예에 대한 다른 형태로의 구현, 수정, 변경 및/또는 추가가 다수 있을 수 있다. 그와 같은 다른 형태로의 구현, 수정, 변경 및/또는 추가는 특허청구범위의 범위 내에 있는 것으로서, 이들이 본 발명에 포함된다는 것은 물론이다.

Claims

소정의 도로 구간에서 자동차의 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법으로서, 상기 도로 구간의 제1 위치에서 결정된 자동차의 초기 속도와, 상기 도로 구간에 있어서 상기 제1 위치로부터 가속 거리만큼 떨어져 있는 결정된 제2 위치에서의 결정된 자동차의 목표 속도에 의거하여, 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법에 있어서,
상기 제1 위치는 상기 가속 거리가 최대 가속 거리 S_acc보다 작거나 같도록 결정되고, 상기 최대 가속 거리 S_acc는 상기 도로 구간 중의 적어도 하나의 제1 도로 상태와 당해 자동차의 적어도 하나의 특성에 기초하여 동적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가속 거리 내에서 실행될 가속의 특성이 상기 도로 구간 중의 적어도 하나의 제2 도로 상태에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 도로 상태 및 상기 적어도 하나의 제2 도로 상태 각각은, 상기 도로 구간 중의 적어도 일부 구간의 지형, 상기 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에서의 적어도 하나의 요구 속도, 상기 도로 구간의 적어도 일부 구간의 직선성, 상기 도로 구간의 적어도 일부 구간의 교통 상황, 상기 도로 구간 중의 적어도 일부 구간에 있는 당해 자동차 이외의 다른 자동차들의 숫자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 도로 상태와 관련된 것임을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 당해 자동차의 적어도 하나의 특성은 자동차의 엔진의 분 당 회전수(rpm) 및 추진력 중 어느 하나 또는 둘과 관련된 것임을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 당해 자동차의 적어도 하나의 특성은, 자동차 중량, 엔진 특성, 공기 저항, 트랜스미션, 제동 시스템, 구름 저항, 총 기어비, 관성, 여러 가지 마찰력으로 이루어진 군에서 선택된 자동차의 특정 변수들 또는 특징들 중 적어도 하나와 관련된 것임을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최대 가속 거리 S_acc는 당해 자동차의 운전자가 행하는 적어도 하나의 입력에도 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 입력은, 임의의 최대 가속 거리 S_acc에 상응하는 값과; 최대 가속 거리 S_acc를 조정하기 위하여 최대 가속 거리 S_acc와 곱해지는, 한 세트의 사전에 한정된 조정 계수 중의 한 조정 계수에 상응하는 값과; 속도 변동에 의존하는 최대 가속 거리 S_acc에 상응하는 값으로 이루어진 군에서 선택된 임의의 값에 따라서 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 속도 변동에 의존하는 최대 가속 거리 S_acc는 가속이 실행되는 실제 위치에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정의 도로 구간의 길이는 조정 가능한 것임을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최대 가속 거리 S_acc는, 가속 거동을 운전자가 평지 도로 상에서의 가속과 유사하다고 인지할 수 있게, 결정되는 것을 특징으로 하는 연료 효율적 가속 거동을 결정하는 방법.
자동차의 자동 속도 제어 방법에 있어서,
초기 속도에서 목표 속도까지 가속을 실행할 때, 그 가속은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 결정된 가동 거동에 의거하여서 자동차의 변속 장치에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 자동 속도 제어 방법.
컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하고,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터 판독 가능 매체에 포함되게 구성된 것으로서, 제어 유닛에서 작동될 때에, 제어 유닛으로 하여금 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 하는 코드 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
제12항에 있어서,
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는, ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), 플래시 메모리, EEPROM(Electrically Erasable PROM)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
소정의 도로 구간에서 자동차의 연료 효율적 가속 거동을 결정하도록 구성된 제어 유닛으로서, 상기 도로 구간의 제1 위치에서 결정된 자동차의 초기 속도와, 상기 도로 구간에 있어서 상기 제1 위치로부터 가속 거리만큼 떨어져 있는 결정된 제2 위치에서의 결정된 자동차의 목표 속도에 의거하여 가속 거동을 결정하도록 구성된 결정 수단을 포함하는 제어 유닛에 있어서,
상기 가속 거리가 최대 가속 거리 S_acc보다 작거나 같게 결정되도록, 제1 위치를 결정하게 구성된 수단과,
상기 도로 구간 중의 적어도 하나의 제1 도로 상태와 당해 자동차의 적어도 하나의 특성에 기초하여 상기 최대 가속 거리 S_acc를 동적으로 결정하게 구성된 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
제14항에 있어서,
상기 가속 거리 내에서 실행될 가속의 특성이 상기 도로 구간 중의 적어도 하나의 제2 도로 상태에 의거하여 결정하게 구성된 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 최대 가속 거리 S_acc를 동적으로 결정하게 구성된 수단은, 위치 정보, 전자지도 정보, 상기 적어도 하나의 도로 상태와 관련된 정보, 그리고 당해 자동차의 적어도 하나의 특성에 관련된 정보를 받도록 구성된 정보 수령 수단에는 적어도 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 최대 가속 거리 S_acc를 동적으로 결정하게 구성된 결정 수단은, 당해 자동차의 운전자가 행한 적어도 하나의 입력을 받게 구성된 정보 수령 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
제17항에 있어서,
운전자가 행하는 적어도 하나의 입력을 수용하게 구성된 상기 정보 수령 수단은, 임의의 최대 가속 거리 S_acc에 상응하는 값과, 상기 최대 가속 거리 S_acc와 곱해지는, 한 세트의 사전에 한정된 조정 계수 중의 한 조정 계수에 상응하는 값으로 이루어진 군에서 선택된 한 종류의 입력을 받도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 소정의 도로 구간의 길이를 조정하도록 구성된 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 유닛.
자동차의 자동 속도 제어 시스템에 있어서,
제14항 또는 제15항에 따른 제어 유닛과,
상기 제어 유닛에 의해 제어되는 자동차의 변속 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 자동 속도 제어 시스템.