KR20170070725A - 정밀지도를 활용한 예측 변속 제어 방법 - Google Patents

정밀지도를 활용한 예측 변속 제어 방법 Download PDF

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김용민
변재훈
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Abstract

본 발명의 일 측면은 도로의 형상 인식을 통한 예측 변속 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정밀지도 정보를 활용하여 전방 도로의 형상을 인식하여 예측 변속을 수행하는 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에는 GPS에 기반하여 전방 도로의 형상을 인지함으로써 정밀한 예측 변속을 가능하도록 하는 변속 제어방법을 제공한다.

Description

정밀지도를 활용한 예측 변속 제어 방법{Control Method for Predictive Shifting through Recognizing Road Configuration}
본 발명의 일 측면은 정밀지도 정보를 활용한 예측 변속 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정밀지도 정보를 활용하여 전방 도로의 형상을 인식하여 예측 변속을 수행하는 제어 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근 완성차업체는 지능형 운전자 보조 시스템(ADAS)의 수준을 한 단계 높인 자율 주행차를 구현하기 위해 노력하고 있다.
그러나 카메라, 레이더, 라이더 등 센서에 의존한 시스템만으로는 한계에 봉착하고 있는 상황이다. 즉, 센서에는 아직 해결되지 못한 기술적인 문제점들이 많으며 센서의 하드웨어 성능을 높일수록 가격은 높아지게 된다.
현재의 센서 기술로는 교차로에서 갑자기 진입하는 차량이나 전방 차량 앞 상황 등을 인지하기 어렵다. 또한 센서는 완벽한 정확도를 보장하지 못한다. 예를 들어 카메라는 날씨에 민감하며, 레이더는 보행자 인식이 어렵다.
완성차업체는 이러한 한계를 극복하기 위해 자율주행차 구현에 부가 정보 시스템을 활용하고 있으며, 대표적인 부가 정보 시스템으로 V2X, 정밀지도 등이 있다.
V2X는 차량과 외부 환경을 연결하는 기술로서 차량이 주행하면서 주행환경, 도로환경 등을 자동으로 인식하여 운전자에게 제공하는 등의 기술을 의미한다. 자율주행차에 있어서 V2X의 주된 역할은 센서의 사각지대 정보를 제공하는 것이다. 차량은 V2X를 통해 센서로는 감지할 수 없는 다른 차량의 진행 방향 정보, 전방 도로의 교통사고 정보 등을 제공받을 수 있다.
정밀지도는 도로 내에 있는 모든 고정지물의 위치와 형태 정보를 포함한 지도이다. 정밀지도는 센서가 정상적으로 작동하기 어려운 상황에서 센서의 성능을 보완하는 역할을 한다. 차량은 장애물이나 악천후 등으로 인해 센서의 정보가 부정확할 경우, 정밀지도의 정보를 활용하여 이를 보완할 수 있다. 또한, 기존의 내비게이션 지도와 달리 도로 고저, 차선 너비, 신호등 위치 등의 정보까지 포함하고 있어 차량이 전방 도로환경을 예측할 수 있게 한다.
한편, 자동변속기에서의 변속 제어는 센서로부터 들어오는 현재의 차속값과 APS(Accelator Pedal Sensor)값을 이용하며 현재 차량 상태와 운전자의 의지가 반영되어 변속이 수행되는데,
현재의 변속제어 방식으로는 전방에 곡선 구간, 구배 구간 등이 있어도 진입하기 전까지는 차량에 장착된 센서로는 전방 도로의 형상을 인지할 수 없기에 예측 변속 제어가 불가능하다.
이에 본 발명에 따른 일 측면은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 GPS에 기반하여 전방 도로의 형상을 인지함으로써 정밀한 예측 변속을 가능하도록 하는 변속 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위에 제기된 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집단계; 상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집단계;
차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하는 정보 갱신단계; 상기 도로 형상 정보를 기초로 예측 변속의 제어가 시작되는 변속 포인트를 인식하는 변속포인트 인식단계; 및
상기 차량이 상기 변속 포인트에 도달하기 전에 변속을 금지하는 변속 금지단계;를 포함하는 예측 변속 제어 방법을 제공할 수 있다.
상기 변속 포인트는 상기 도로 형상 정보 중에서 상기 도로의 구배 정보 또는 곡률 정보에 의하여 인식되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 변속 금지단계는 상기 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 도로 형상 정보에 기초하여 목표 변속단을 설정하고, 상기 설정된 목표 변속단에 기초하여 변속을 수행하는 변속 제어단계를 포함하되, 상기 변속의 개시는 상기 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 전에 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 도로 형상 정보와 상기 차량에 설치된 센서를 통하여 수집한 실측 도로 정보에 기초하여 목표 변속단을 설정하고, 상기 설정된 목표 변속단에 기초하여 변속을 수행하는 변속 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 도로 형상 정보에 오류가 있는 경우, 상기 목표 변속단은 상기 실측 도로 정보에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 도로 형상 정보에 기초하여 상기 전방 도로가 설정 거리 또는 설정 시간 동안 직선 구간 또는 평지 구간이 유지된다고 판정되는 경우, 예측 변속을 해제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 위에 제기된 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집부; 상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집부; 및
차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하고, 상기 도로 형상 정보를 기초로 예측 변속의 제어가 시작되는 변속 포인트를 인식하며, 상기 차량이 상기 변속 포인트에 도달하기 전에 변속을 금지하도록 제어하는 변속 제어부;를 포함하는 예측 변속 제어 장치를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에는 GPS와 정밀지도에 기반하여 전방 도로의 형상을 인지함으로써 정밀한 예측 변속을 가능하도록 하는 변속 제어방법을 제공한다.
또한, GPS와 정밀지도를 활용한 예측 변속 제어를 통해 전방 도로 형상에 따른 예측 변속 및 최적의 기어 변속이 가능하며, 이를 통해 불필요한 변속을 줄이고 전방 도로 상황을 미리 인지하여 위험에 선제적으로 대처할 수 있다.
이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 범용성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 예측 변속을 위한 전방 도로 형상 인식 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 예측 변속 제어 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 예측 변속의 변속 포인트와 도로 형상의 수준을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 예측 변속 제어 장치의 일 실시예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 예측 변속 제어 방법의 다른 실시예를 나타낸다.
도 6은 차량의 전방 도로의 형상이 경사 구간인 경우의 예측 제어 방법을 나타낸다.
도 7은 차량의 전방 도로의 형상이 곡선 구간인 경우의 예측 제어 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 예측 변속 제어 장치의 다른 실시예를 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 예측 변속을 위한 전방 도로 형상 인식 방법의 일 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따르면, 예측 변속을 위한 전방 도로 형상 인식 방법은 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집단계(S100); 상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집단계(S110); 차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하는 정보 갱신단계(S120); 및
상기 차량의 전방 거리를 기초로 복수의 구간을 구획하고, 상기 도로 형상 정보를 기초로 상기 구간 각각에 대하여 도로 형상의 수준을 표현하는 도로형상 표현단계(S130);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 차량 위치 정보는 GPS 정보를 통하여 수집될 수 있다. GPS 정보는 실시예에 따라서 GPS수신기, DR센서부 및 GPS/DR필터를 통하여 수집될 수 있다.
GPS수신기는 복수의 인공위성으로부터 전파를 수신하며, 인공위성에서부터 차량까지의 거리를 전파의 주행속도를 이용하여 확보하고, 이를 이용하여 차량의 위치 및 시간에 대한 정보를 파악할 수 있다.
DR센서부는 차량 주행방향이나 속도정보를 파악할 수 있다. 상기 DR센서부는 주행거리를 측정하기 위한 센서와 회전각을 측정하기 위한 센서로 구성될 수 있다. 상기 주행거리를 측정하기 위한 센서는 적어도 차속계, 주행거리계 또는 가속계 중 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 회전각을 측정하기 위한 센서는 적어도 지자기센서, 자이로 센서 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 DR센서부는 상기 주행거리를 측정하기 위한 센서와 상기 회전각을 측정하기 위한 센서 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다,
GPS/DR필터는 GPS수신기와 DR센서부로부터 전달된 데이터를 바탕으로 차량의 위치 및 진행방향을 계산할 수 있다. 상기 GPS/DR필터는 실시예에 따라서는 칼만필터(Kalman filter)를 이용하여 이러한 기능을 수행할 수도 있다.
상기 도로 형상 정보는 상기 차량의 내부 또는 외부에 위치하는 정밀지도 데이터 DB를 통하여 수집될 수 있다.
정밀지도 데이터 DB는 차량 내부에 저장될 수 있지만, 차량 외부에 저장되어있다가 무선통신 기술에 의하여 원거리에서 차량로 전송될 수도 있다. 실시예에 따라서는 정밀지도 데이터 DB의 일부는 차량 내부에 저장되고 다른 일부는 무선통신기술에 의하여 원거리에서 차량으로 전송될 수 있다.
네비게이션은 이러한 정밀지도 데이터 DB의 역할을 할 수 있다. 네비게이션은 주행하는 차량의 전방 도로의 도로 형상 정보를 매 실시간 단위로 제어기에 전송할 수 있다. 도로 형상 정보는 예컨대, 차량의 전방 10미터 단위, 50미터 단위 또는 100미터 단위 등으로 제어기에 전송될 수 있다. 구체적으로 차량의 전방 몇 미터 지점에 도로의 구배 정보 또는 곡선 구간의 곡률 정보를 전송할 수 있다.
상기 도로형상정보 수집단계(S110)에서 상기 도로 형상 정보는 지도 데이터 DB 상에서 상기 차량 위치 정보에 기반하여 선택되어 수집될 수 있다.
이러한 도로 형상 정보는 매우 용량이 크므로 차량의 제어기는 이러한 도로 형상 정보 중에서 예측 변속에 영향을 줄 수 있는 범위의 정보값만을 저장하여 사용할 수 있다. 즉 변속이 개시될 포인트와 관련한 정보, 도로의 구배 정도와 관련한 정보, 도로의 곡률과 관련한 정보 등 필요한 일부 정보만을 전송받아서 저장하고 사용할 수 있다. 이러한 기능은 제어기의 메모리 공간을 절약한다.
네비게이션은 실시예에 따라서 CAN 통신과 같은 차량의 네트워크를 통하여 도로 형상 정보를 전송할 수 있다. 실시예에 따라서 차량의 제어기는 이 정보를 ADASIS 프로토콜 통신 규약에 따라서 수신할 수 있다. 이 ADASIS 프로토콜은 특히 대용량의 정밀지도 데이터의 전송시 유용하다.
전방 도로의 형상을 인식하기 위해서 도로 형상 정보를 수집할 때 차량 전방의 도로 형상 정보가 모두 수집될 수는 없으며, 예컨대 차량 전방으로 10미터 단위, 100미터 단위, 200미터 단위, 400미터 단위 등으로 간격을 두고 수집될 수 있다.
도로 형상 정보가 수집되면서도 차량은 계속 주행을 하므로 차량이 이동한 거리에 대응하여 수집된 도로 형상 정보를 계속적으로 갱신해야 한다. 예컨대 변속 포인트가 차량의 전방 100미터 앞에 있었지만, 1초라는 설정 시간이 지나가고, 차량이 30미터를 이동했으면 이를 고려하여 70미터 앞에 있는 것으로 수정되어야 한다. 즉 수집된 도로 형상 정보를 갱신해야 한다.
어느 정도의 간격으로 도로 형상 정보를 수집할 것인지 설정이 필요하며, 설정된 간격으로 수집된 복수의 도로 형상 정보 각각을 설정된 시간 또는 설정된 거리 동안 사용하고, 다시 이를 갱신하여 설정된 시간 또는 설정된 거리 동안 사용하는 방식으로 예측 변속을 제어할 수 있다.
예컨대, 10미터 단위로 설정된 구간별 도로 형상 정보를 수신하고, 수신한 도로 형상 정보를 20초 동안 사용하며, 다음으로 다시 10미터 단위로 설정된 구간별 도로 형상 정보를 수신하고, 수신한 도로 형상 정보를 20초 동안 사용하는 방식으로 예측 변속의 제어를 수행할 수 있다.
실시예에 따라서는 상기 도로형상 수집단계(S110) 또는 상기 정보 갱신단계(S120)에서 상기 상기 차량 위치 정보 또는 상기 도로 형상 정보에 오류가 있는 경우 기 저장된 다른 정보를 사용하여 보정할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 예측 변속 제어 방법의 일 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 예측 변속 제어 방법은 차량이 주행하는 도로의 도로 형상 정보를 수집하는 도로정보 수집단계(S200); 상기 차량의 전방 거리를 기초로 복수의 구간을 구획하고, 상기 도로 형상 정보를 기초로 상기 구간 각각에 대하여 도로 형상의 수준을 표현하는 수준 표현단계(S210) ; 및
상기 도로 형상의 상기 수준 또는 차속에 기반하여 예측 변속의 목표 변속단을 설정하는 목표변속단 설정단계(S220);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 도로 형상은 도로의 구배 정보, 상기 도로의 곡률 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 도로 형상의 상기 수준이 기 설정된 임계값 이상인 경우 상기 예측 변속의 상기 목표 변속단을 설정할 수 있다. 상기 도로 형상의 상기 수준이 예측 변속 제어 대상인 경우 상기 수준에 대응하는 도로 형상값과 전방 거리값을 기초로 예측 변속의 목표 변속단을 설정할 수 있다.
목표변속단 설정단계(S220) 이후에 상기 설정된 목표 변속단에 기초하여 예측 변속의 변속계획을 수립하는 변속계획 수립단계(S230)를 포함하고 상기 변속계획에 따라서 예측 변속을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 예측 변속의 변속 포인트와 도로 형상의 수준을 나타낸다. 도 3은 차량의 전방 도로(R)에 있어서 곡선 구간이 우측과 좌측으로 각각 형성된 모습을 나타내며, 도 3의 우측의 복수의 구간은 10미터 단위로 구획(A)된 모습을 나타낸다.
또한, 도 3에서 a 포인트는 차량의 위치를 나타내며, c 내지 f 포인트는 변속 포인트를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 차량의 전방 거리를 예컨대 10미터 단위, 50미터 단위 등으로 복수의 구간을 구획(A)할 수 있으며, 도로(R)의 형상과 관련하여 각 구간 별로 도로 형상의 수준이 어느 정도인지 판정할 수 있다. 여기서 도로 형상의 수준은 도로 형상 정보를 기초로 도로(R)의 구배 또는 곡률의 정도를 의미할 수 있으며, 도로 형상의 각 구간은 몇 단계로 설정된 수준 중에서 어느 수준에 해당하는지 평가되어 표현될 수 있다.
도로(R)의 형상에 대하여 구간별로 수준이 정해진 뒤에는 임계값 이상의 수준의 구배 또는 곡률이 나타나는 구간(c 포인트 내지 f 포인트)에 대하여 그와 대응하는 목표 변속단을 설정할 수 있다.
예컨대 임계값을 3단계로 설정한 경우, 1단계 내지 2단계의 수준에 머무르는 구배 또는 곡률(b 포인트)에 대하여는 목표 변속단을 설정하지 아니할 수 있으며, 임계값인 3단계의 수준을 넘는 구배 또는 곡률(c 포인트 내지 f 포인트)에 대하여 이에 대응하는 목표 변속단을 설정할 수 있다. 구배 또는 곡률의 정도가 심한 4단계 또는 5단계의 수준에 해당하는 구배 또는 곡률에 대응하는 목표 변속단은 3단계의 경우보다 더욱 낮아진다. 여기서 목표 변속단은 목표 변속단으로 변속되는 변속 포인트와 함께 설정된다. 즉 차량의 현재 위치 포인트로부터 일정 거리만큼 떨어진터 지점인 변속 포인트 및 이 변속 포인트와 대응하는 목표 변속단이 설정될 수 있다.
예컨대 제어기는 500값을 가지는 곡률 정보를 포함하는 도로 형상값과 전방 150미터의 전방 거리값을 기초로 500값을 가지는 곡률이 차량의 전방에 150미터 앞에 있다라고 판정하고, 이를 기초로 예측 변속의 목표 변속단을 설정할 수 있다. 한편, 목표 변속단을 설정시에는 차속을 함께 고려하여 설정한다.
도로 형상의 수준이 결정되면 해당 구배 또는 곡률이 시작되는 포인트(c 포인트) 또는 해당 구배 또는 곡률의 시작점으로부터 일정 거리 전의 포인트(b 포인트)를 변속 포인트로 설정할 수 있다. 이렇게 설정되는 예측 변속이 개시되는 변속 포인트(b 또는 c 포인트), 복수의 목표 변속단, 및 목표 변속단으로 변속되는 변속 포인트(d 내지 f 포인트)를 조합하여 예측 변속의 변속계획을 수립하고 이 변속계획에 의하여 예측 변속을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전방 도로 형상 인식 장치의 일 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 전방 도로 형상 인식 장치(100)는 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집부(110); 차량의 전방 거리 정보를 수집하는 거리정보 수집부(120) ; 및
상기 차량 위치 정보에 기반하여 상기 차량의 전방 도로(R)의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하고, 상기 전방 거리 정보를 기초로 복수의 구간을 구획하며, 상기 도로 형상 정보를 기초로 상기 구간 각각에 대하여 도로 형상의 수준을 표현하는 도로형상정보 생성부(130);를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 도로형상정보 생성부(130)는 전술한 제어기와 대응하는 구성일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 예측 변속 제어 방법의 다른 실시예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 예측 변속 제어 방법은 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집단계(S300); 상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로(R)의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집단계(S310);
차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하는 정보 갱신단계(S320); 상기 도로 형상 정보를 기초로 예측 변속의 제어가 시작되는 변속 포인트를 인식하는 변속포인트 인식단계(S330); 및
상기 차량이 상기 변속 포인트에 도달하기 전에 변속을 금지하는 변속 금지단계(S340);를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따라서 변속 포인트는 상기 도로 형상 정보 중에서 상기 도로의 구배 정보 또는 곡률 정보에 의하여 인식될 수 있다. 실시예에 따라서 변속 금지단계(S340)는 상기 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 동안 수행될 수 있다.
실시예에 따라서 차속 또는/및 도로 형상 정보에 기초하여 목표 변속단을 설정하고, 상기 설정된 목표 변속단에 기초하여 변속을 수행하는 변속 제어단계(S350)를 포함하되, 상기 변속의 개시는 상기 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 전에 수행될 수 있다.
실시예에 따라서 차속, 도로 형상 정보 및 차량에 설치된 센서를 통하여 수집한 실측 도로 정보에 기초하여 목표 변속단을 설정하고, 설정된 목표 변속단에 기초하여 변속을 수행하는 변속 제어단계(S350)를 포함할 수 있다.
차량의 예측 변속을 수행하는 제어기는 도로 형상 정보를 활용하여 예측 변속 제어가 수행되는 변속 포인트를 인식한다. 이 때 전방 도로(R)에 곡선 구간이 없이 직선로가 유지되는 경우에는 현재 변속단을 유지한다. 검출된 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 전에 변속을 금지시킨다. 즉, 전방에 곡선 구간을 감지시 차속을 낮추어야 하므로 업시프트 요청이 와도 그 요청을 무시한다.
한편, 수신한 도로 형상값(예컨대 도로의 곡률값 또는 구배값)과 현재 차속에 기초하여 변속단을 결정한 뒤에는 검출된 변속 포인트에 도달하기 전의 설정 거리 또는 설정 시간 전에 변속을 수행한다. 여기서 설정 거리 또는 설정 시간은 변속이 충분히 이루어질 수 있는 거리 또는 시간을 고려한 것이다.
곡선 구간 또는 경사 구간에 진입한 이후에는 정밀지도 데이터를 통한 전방 도로 형상 정보와 센서를 통하여 수집한 실측 도로 정보를 동시에 이용하여 현 상황에 맞는 최적의 변속단을 선정하고 변속을 수행한다. 여기서 센서는 예컨대 G센서, 스티어링 앵글 센서 등일 수 있다.
차량이 변속 포인트의 근처에 도달한 뒤에는 센서를 통한 현재 도로 상황 인지가 가능하므로 전방 도로의 형상 인식에 대한 보정이 가능하며, 잘못된 전방 도로(R)의 형상 인식이 이루어진 경우 예측 변속은 즉시 중단되고, 현재의 변속에 영향을 주지 않는다.
정밀지도 데이터로부터 수집된 도로 형상 정보로부터 인식된 전방 도로의 형상이 설정 거리 또는 설정 시간 동안 직선 구간 또는 경사 구간이 유지되는 경우 곡선 구간 또는 경사 구간 예측 변속은 해제된다.
도 6은 차량의 전방 도로의 형상이 경사 구간인 경우의 예측 제어 방법을 나타낸다. 도 7은 차량의 전방 도로의 형상이 곡선 구간인 경우의 예측 제어 방법을 나타낸다.
본 실시예에 따른 예측 제어 방법을 설명하면, 우선, 차량의 전방 도로(R)를 복수의 변속 제어 구간으로 구획할 수 있다. 여기서 변속 제어 구간의 레벨은 실시예에 따라서 레벨 0, 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3으로 구별될 수 있다. 각각의 변속 제어 구간의 레벨은 도로 형상 정보 및 차속을 함께 고려하여 결정될 수 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 레벨 0은 예측 변속이 수행되지 않는 제어 구간이고, 레벨 1은 변속이 금지되는 제어 구간이며, 레벨 2는 예측 변속이 개시되는 제어 구간이고, 레벨 3은 예측 변속에 실측 변속까지 추가되어 변속이 수행되는 제어 구간이다.
여기서 레벨 3의 제어 구간이 시작되는 시작 포인트(i) 즉 경사 구간 또는 곡선 구간 시작 포인트(i)로부터 설정 시간 전(도 6에서는 1초를 예시함)의 지점을 변속 포인트(h)로 설정하고, 경사 구간 또는 곡선 구간의 예측 변속을 수행한다.
변속 포인트(h)부터 시작 포인트(i)까지는 레벨 2의 제어 구간으로서 예측 변속이 수행되는 구간이다. 이는 변속기가 변속하는데 걸리는 시간을 고려하여 예측 변속의 개시가 변속 포인트에 도달하기 전 설정 시간 전에 수행되도록 한 것이다.
그리고, 변속금지 포인트(g)부터 변속 포인트(h)까지는 레벨 1의 제어 구간으로서 변속이 금지되는 구간이다.
전방에 곡선 구간 또는 경사 구간이 감지된 경우 차속을 줄여야 하므로 변속 포인트(h)에 도달하기 전 설정 시간 동안(도 6에서는 5초를 예시함) 업시프트를 금지하는 변속금지 제어가 수행된다. 즉 경사 구간 또는 곡선 구간 시작 포인트(i)로부터 설정 시간 전(도 6에서는 5초를 예시함)의 지점을 변속금지 포인트(g)로 설정하고, 변속금지 제어를 수행한다.
차량 위치로부터 변속금지 포인트(g)까지는 레벨 0의 제어 구간에 해당한다.
한편, 목표 변속단은 6속(D6)으로 진행되다가 변속 포인트(h)에서 5속(D5)으로 변속되고, 평지 구간 또는 직선 구간이 설정 거리(도 6 및 도 7에서는 100미터) 동안 유지되면 변속해제 포인트(j)가 설정되고, 변속해제 포인트(j) 이후에 구간은 레벨 0의 제어 구간으로서 예측 변속 및 실측 변속의 제어가 해제되어 예측 변속이 수행되지 않는 구간이다.
레벨 0의 제어 구간에서는 경사 구간 또는 곡선 구간의 예측 변속이 해제되고, 변속단은 다시 6속(D6)으로 변속되어 유지된다.
한편, 경사 구간 또는 곡선 구간이 시작되는 레벨 3의 제어 구간에서는 예측 변속뿐만 아니라 실측 변속도 병행할 수 있다. 실측 변속은 도로 형상 정보 및 센서에 의한 실측 도로 정보를 기초로 수행한다.
도 8은 본 발명에 따른 예측 변속 제어 장치의 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 따른 예측 변속 제어 장치(200)는 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집부(210);
상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로(R)의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집부(220); 및
차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하고, 상기 도로 형상 정보를 기초로 예측 변속의 제어가 시작되는 변속 포인트를 인식하며, 상기 차량이 상기 변속 포인트에 도달하기 전에 변속을 금지하도록 제어하는 변속 제어부(230);를 포함하여 구성될 수 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 가능하다.
본 발명에 개시된 실시예는 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 한다.
100: 전방 도로 형상 인식 장치
110: 위치정보 수집부
120: 거리정보 수집부
130: 도로형상정보 생성부
200: 예측 변속 제어 장치
210: 위치정보 수집부
220: 도로형상정보 수집부
230: 변속 제어부

Claims (8)

  1. 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집단계;
    상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집단계;
    차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하는 정보 갱신단계;
    상기 도로 형상 정보를 기초로 예측 변속의 제어가 시작되는 변속 포인트를 인식하는 변속포인트 인식단계; 및
    상기 차량이 상기 변속 포인트에 도달하기 전에 변속을 금지하는 변속 금지단계;
    를 포함하는 예측 변속 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변속 포인트는 상기 도로 형상 정보 중에서 상기 도로의 구배 정보 또는 곡률 정보에 의하여 인식되는 것을 특징으로 하는 예측 변속 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변속 금지단계는 상기 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 예측 변속 제어 방법.
  4. 상기 도로 형상 정보에 기초하여 목표 변속단을 설정하고, 상기 설정된 목표 변속단에 기초하여 변속을 수행하는 변속 제어단계를 포함하되, 상기 변속의 개시는 상기 변속 포인트에 도달하기 전 설정 거리 또는 설정 시간 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 예측 변속 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도로 형상 정보와 상기 차량에 설치된 센서를 통하여 수집한 실측 도로 정보에 기초하여 목표 변속단을 설정하고, 상기 설정된 목표 변속단에 기초하여 변속을 수행하는 변속 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 변속 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도로 형상 정보에 오류가 있는 경우, 상기 목표 변속단은 상기 실측 도로 정보에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 예측 변속 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도로 형상 정보에 기초하여 상기 전방 도로가 설정 거리 또는 설정 시간 동안 직선 구간 또는 평지 구간이 유지된다고 판정되는 경우, 예측 변속을 해제하는 것을 특징으로 하는 예측 변속 제어 방법.
  8. 차량 위치 정보를 수집하는 위치정보 수집부;
    상기 차량 위치 정보에 기반하여 차량의 전방 도로의 형상 인식에 필요한 도로 형상 정보를 수집하는 도로형상정보 수집부; 및
    차속 정보, 상기 차량 위치 정보를 사용하여 상기 도로 형상 정보를 갱신하고, 상기 도로 형상 정보를 기초로 예측 변속의 제어가 시작되는 변속 포인트를 인식하며, 상기 차량이 상기 변속 포인트에 도달하기 전에 변속을 금지하도록 제어하는 변속 제어부;
    를 포함하는 예측 변속 제어 장치.




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