KR20200060592A

KR20200060592A - 차량의 변속 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20200060592A
Application number: KR1020180144639A
Authority: KR
Inventors: 국재창; 박광희; 전병욱; 박상준
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-06-01
Also published as: US20200156618A1; CN111204324A; US10661776B1

Abstract

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 장치는, 차량이 과속 방지턱에 진입하기 전 일정 구간의 제1 주행 데이터에 기초하여 상기 과속 방지턱을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측하는 예측부, 상기 예측된 제2 주행 데이터 및 상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도에 기초하여 상기 차량의 예측 기어비를 연산하는 연산부, 및 상기 예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 변속 제어 장치 및 방법{APPARUTUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전방에 과속 방지턱이 있는 경우 운전자는 과속 방지턱을 통과하기 전 감속을 실시하고, 과속 방지턱을 통과하면서 재가속을 실시하게 된다.

이때, 과속 방지턱을 통과하기 전 감속으로 인하여 기어단이 변경되기 때문에, 이후 재가속시 원활한 가속력을 얻을 수 있도록 변속 제어가 실시된다.

하지만, 기존의 변속 제어는 일정한 패턴으로 이루어져 내리막길이나 오르막길과 같이 변수가 발생한 경우에는 재가속을 위한 적절한 기어단을 선정하는데 한계를 가질 수 있다.

예를 들어, 과속 방지턱이 내리막길에 있거나, 과속 방지턱을 지나자 마자 오르막길이 있는 경우에는 패턴에 의해 얻어진 기어단을 기준으로 재가속을 하는데 적절하지 않다. 이 경우, 차량은 재가속 중 재변속을 실시하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 기존의 패턴 기반 변속 제어에 따르면 내리막길 또는 오르막길에서의 과속방지턱 통과 시 변속 효율이 저하될 수 있다.

본 발명의 목적은, 과속 방지턱 진입 전 차량의 주행 데이터에 따라 변속 기어단을 결정하여 사전에 변속 제어를 수행함으로써 주행 편의성 및 변속 성능을 향상시키도록 한, 차량의 변속 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 과속 방지턱을 통과한 이후의 도로의 구배도를 고려하여 변속 기어단을 결정함으로써 과속 방지턱 통과 후 재가속 시 원활한 가속 성능을 제공할 수 있도록 한, 차량의 변속 제어 장치 및 방법을 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, 차량이 과속 방지턱에 진입하기 전 일정 구간의 제1 주행 데이터에 기초하여 상기 과속 방지턱을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측하는 예측부, 상기 예측된 제2 주행 데이터 및 상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도에 기초하여 상기 차량의 예측 기어비를 연산하는 연산부, 및 상기 예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 주행 데이터는, 상기 과속 방지턱에 진입하기 전의 변속기준위치로부터 제1 시간 이전의 감속 구간에 대한 감속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 주행 데이터는, 상기 변속기준위치를 통과한 시점으로부터 제2 시간 이후 시점을 기준으로 예측된 차량의 속도, 가속도 및 APS 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연산부는, 상기 제2 주행 데이터의 예측 APS 조건에서 각 기어단별 가속도를 연산하고, 상기 연산된 각 기어단별 가속도와 상기 제2 주행 데이터의 예측 가속도를 비교하는 것을 특징으로 한다.

상기 연산부는, 상기 제2 주행 데이터의 예측 속도, 예측 가속도 및 예측 APS를 이용하여 상기 예측 기어비를 연산하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는, 상기 과속 방지턱을 통과한 이후 도로의 일정 구간에 대한 평균 구배도인 것을 특징으로 한다.

상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는, 상기 과속 방지턱을 통과한 이후 도로의 일정 구간의 최대 구배도인 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 과속 방지턱에 진입하기 전의 변속기준위치에 도달하면 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 예측부는, 과속 방지턱을 통과하는 차량의 주행 데이터의 변화 패턴 정보에 기초하여 상기 제1 주행 데이터에 대응하는 상기 제2 주행 데이터를 예측하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 전방 도로의 과속 방지턱에 대한 정보를 검출하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법은, 차량이 과속 방지턱에 진입하기 전 일정 구간의 제1 주행 데이터에 기초하여 상기 과속 방지턱을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측하는 단계, 상기 예측된 제2 주행 데이터 및 상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도에 기초하여 상기 차량의 예측 기어비를 연산하는 단계, 및 상기 예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 과속 방지턱 진입 전 차량의 주행 데이터에 따라 변속 기어단을 결정하여 사전에 변속 제어를 수행함으로써 변속 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 과속 방지턱을 통과한 이후의 도로의 구배도를 고려하여 변속 기어단을 결정함으로써 과속 방지턱 통과 후 재가속 시 원활한 가속 성능을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치가 적용된 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 12는 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 발명에 따른 차량의 변속 제어 장치가 적용된 차량을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 차량의 변속 제어 장치(100)는 내비게이션(15)으로부터 전방 도로의 정보를 획득하거나, 혹은 센서들에 의해 전방 도로의 정보를 획득할 수 있다.

여기서, 내비게이션(15)은 변속 제어 장치(100)의 요청에 따라 차량(10)의 현재 위치로부터 전방 도로의 일정 구간에 대한 도로 정보, 예를 들어, 과속 방지턱(20)의 위치 및/또는 전방 도로의 구배도 정보를 추출하여 변속 제어 장치(100)로 제공할 수 있다.

또한, 변속 제어 장치(100)는 과속 방지턱(20) 통과 시의 차량(10)의 주행 데이터의 변화 패턴 정보를 저장하고, 기 저장된 주행 데이터의 변화 패턴 정보 및 과속 방지턱(20) 진입 전 일정 구간에 대한 차량(10)의 제1 주행 데이터에 기초하여 과속 방지턱(20)을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측할 수 있다.

이때, 변속 제어 장치(100)는 예측된 제2 주행 데이터 및 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도 정보를 이용하여 변속 기어단을 결정하고, 결정된 변속 기어단에 기초하여 과속 방지턱(20) 진입 전 변속 제어를 수행함으로써 과속 방지턱(20)을 통과한 후의 가속 성능을 향상시키도록 한다.

이에, 차량(10)의 변속 제어 장치(100)에 대한 세부 구성은 도 2의 실시예를 참조하도록 한다.

본 발명에 따른 변속 제어 장치(100)는 차량(10)의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 변속 제어 장치(100)는 차량(10)의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있다. 한편, 변속 제어 장치(100)는 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량(10)의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.

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

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 변속 제어 장치(100)는 제어부(110), 인터페이스부(120), 센서부(130), 통신부(140), 저장부(150), 예측부(160) 및 연산부(170)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)의 제어부(110), 예측부(160) 및 연산부(170)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 구현될 수 있다.

인터페이스부(120)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 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.

일 예로, 디스플레이는 전방 도로의 정보를 표시할 수 있으며, 변속 제어 장치(100)에 의해 결정된 변속 제어 정보를 표시할 수도 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.

센서부(130)는 차량(10) 주변에 위치한 장애물을 탐지하고, 해당 장애물의 정보를 검출하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 센서부(130)는 전방 도로 상의 과속 방지턱(20)에 대한 정보를 검출하기 위한 라이다(Lidar), 카메라 등을 포함할 수 있다. 물론, 그 외에도 센서는 과속 방지턱(20)과 같은 장애물의 정보를 검출할 수 있는 센서라면 어느 것이든 적용 가능하다.

한편, 센서부(130)는 차량(10)의 속도, 가속도 및/또는 APS 등을 측정하는 센서를 더 포함할 수도 있다.

통신부(140)는 차량(10)에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 차량(10)에 구비된 내비게이션(15)과 통신 연결되어 내비게이션(15)으로부터 전방 도로의 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신모듈은 차량(10)에 구비된 제어유닛들로부터 차량(10)의 주행 데이터(예, 속도, 가속도, APS 등)를 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(140)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(150)는 변속 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다.

일 예로서, 저장부(150)는 과속 방지턱(20) 통과 시의 차량(10)의 주행 데이터에 대한 변화 패턴 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(150)는 과속 방지턱(20) 통과 후의 제2 주행 데이터를 예측하고, 변속 기어단을 결정하고, 변속 제어를 수행하기 위한 명령 및/또는 알고리즘이 저장될 수 있다.

또한, 저장부(150)는 내비게이션(15) 및/또는 센서부(130)를 통해 획득된 전방 도로의 정보가 저장될 수 있으며, 주행 중 획득된 차량(10)의 주행 데이터가 저장될 수도 있다.

여기서, 저장부(150)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.

제어부(110)는 내비게이션(15) 및/또는 센서부(130)에 의해 획득된 전방 도로의 정보에 기초하여 차량(10)의 전방 도로 상에 과속 방지턱(20)이 존재하는지를 확인한다. 제어부(110)는 차량(10)의 전방 도로 상에 과속 방지턱(20)이 존재하는 것으로 확인되면, 해당 과속 방지턱(20)에 진입하기 전 일정 구간의 제1 주행 데이터를 획득한다. 여기서, 일정 구간은 과속 방지턱(20)에 진입하기 전의 감속 구간으로서, 과속 방지턱(20)에 진입하기 전의 변속기준위치로부터 제1 시간(예를 들어, 1초) 이전 구간일 수 있다.

제어부(110)는 차량(10)이 과속 방지턱(20)에 진입하기 전 일정 구간에 도달하면 센서부(130) 및/또는 통신부를 통해 연결된 제어유닛으로부터 제1 주행 데이터를 획득할 수 있다.

이때, 제1 주행 데이터는 과속 방지턱(20)에 진입하기 전 일정 구간 내에서의 차량의 감속도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 제1 주행 데이터는 변속기준위치 도달 시점의 속도 정보를 더 포함할 수 있다.

제어부(110)는 제1 주행 데이터가 획득되면, 획득된 제1 주행 데이터를 예측부(160)로 전달한다.

이에, 예측부(160)는 제어부(110)로부터 전달된 제1 주행 데이터를 이용하여 과속 방지턱(20)을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측한다. 여기서, 제2 주행 데이터는 차량(10)의 속도, 가속도 및/또는 엑셀 페달량(APS) 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 예측부(160)는 변속기준위치로부터 제2 시간 이후의 제2 주행 데이터를 예측할 수 있다. 이에 대한 실시예는 도 3을 참조하도록 한다.

도 3은 과속 방지턱 진입 전의 차량의 속도, APS 및 브레이크 동작 상태를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차량(10)은 과속 방지턱(20)에 진입하기 전에 감속을 하게 되는데, 제1 주행 데이터는 도면부호 311과 같이, 과속 방지턱(20)에 진입하기 전의 변속기준위치(P)로부터 제1 시간(예를 들어, 1초) 이전의 감속 구간에 측정된 감속도 정보를 포함할 수 있다. 또한, 제1 주행 데이터는 변속기준위치(P)에 진입하는 진입속도 정보를 포함할 수 있다.

예측부(160)는 저장부(150)에 저장된 주행 데이터의 변화 패턴 정보를 추출하고, 추출된 주행 데이터의 변화 패턴 정보에 기초하여 제1 주행 데이터에 대응되는 제2 주행 데이터를 예측할 수 있다. 이때, 예측부(160)는 도면부호 321, 323, 325와 같이, 변속기준위치로부터 제2 시간, 예를 들어, 1~2초) 이후의 차량의 속도, 가속도 및 APS를 예측할 수 있다. 여기서, 제1 시간 및 제2 시간은 동일한 시간으로 설정될 수 있고, 제2 시간이 제1 시간 보다 더 길게 설정될 수도 있다.

차량(10)이 과속 방지턱(20)을 통과하는 동안의 주행 데이터의 변화 패턴에 대한 실시예는 도 4a 내지 도 4c를 참조하도록 한다.

도 4a는 차량이 과속 방지턱을 통과하는 동안의 속도 변화에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 도 4a를 참조하면, 속도는 차량(10)이 과속 방지턱(20)에 진입할 때까지 감소하다가 과속 방지턱(20)을 통과한 후에 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 4b는 차량이 과속 방지턱을 통과하는 동안의 가속도 변화에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 도 4b를 참조하면, 가속도는 차량(10)이 과속 방지턱(20)에 진입하기 전까지 감소하다가 과속 방지턱(20)에 진입하면서 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 4c는 차량이 과속 방지턱을 통과하는 동안의 APS 변화에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 도 4c를 참조하면, APS는 가속도는 차량(10)이 과속 방지턱(20)에 진입할 때 0이 되었다가 과속 방지턱(20)을 통과한 후에 증가하는 것을 확인할 수 있다.

이에, 예측부(160)는 제1 주행 데이터, 예를 들어, 과속 방지턱(20)에 진입하기 전 일정 구간에서의 차량(10)의 감속도를 확인한다. 예측부(160)는 저장부(150)에 저장된 주행 데이터의 변화 패턴 정보를 추출하고, 추출된 주행 데이터의 변화 패턴 정보에 근거하여 제1 주행 데이터의 감속도에 따른 과속 방지턱(20) 통과 후의 제2 주행 데이터, 즉, 차량(10)의 속도, 가속도, 및 APS를 예측한다.

과속 방지턱(20)에 진입하기 전 주행 데이터와 과속 방지턱(20)을 통과한 후의 주행 데이터의 변화 정도에 대한 실시예는 도 5a 내지 도 5c를 참조하도록 한다.

도 5a는 진입 속도의 변화에 따른 과속 방지턱을 통과한 후의 재가속 시점의 속도 변화 그래프를 나타낸 것이다. 도 5a를 참조하면, 차량(10)의 주행 데이터의 변화 패턴에 따른 진입속도 및 재가속 시점의 속도는 'y = a₁x'의 관계 그래프를 갖는다.

따라서, 예측부(160)는 제1 주행 데이터의 진입속도(v)를 도 5a의 그래프에 대입하여 과속 방지턱(20)을 통과한 후 재가속 시점의 속도(V_p)를 예측할 수 있다.

일 예로, 예측부(160)에 의해 예측된 속도는 'V_p = Ka × v[KPH]'가 될 수 있다. 여기서, v는 제1 주행 데이터의 진입속도이고, V_p는 과속 방지턱(20) 통과 후 재가속 시점의 속도, 그리고 Ka는 임의 계수를 의미한다.

도 5b는 감속도의 변화에 따른 과속 방지턱을 통과한 후의 재가속 시점의 가속도의 변화 그래프를 나타낸 것이다. 도 5b를 참조하면, 차량(10)의 주행 데이터의 변화 패턴에 따른 감속도 및 재가속 시점의 가속도는 'y = -a₂x + b₂'의 관계 그래프를 갖는다. 따라서, 예측부(160)는 제1 주행 데이터의 감속도(-a)를 도 5b의 그래프에 대입하여 과속 방지턱(20)을 통과한 후 재가속 시점의 가속도(A_p)를 예측할 수 있다.

일 예로, 예측부(160)에 의해 예측된 가속도는 'A_p = Kb × a[m/s²]'이 될 수 있다. 여기서, a는 과속 방지턱(20) 진입 시의 차량(10)의 감속도(-a)의 절대값이고, A_p는 과속 방지턱(20) 통과 후 재가속 시점의 예측 가속도, 그리고 Kb는 임의 계수를 의미한다.

도 5c는 감속도의 변화에 따른 과속 방지턱을 통과한 후의 재가속 시점의 APS의 변화 그래프를 나타낸 것이다. 도 5c를 참조하면, 차량(10)의 주행 데이터의 변화 패턴에 따른 감속도 및 재가속 시점의 APS는 'y = -a₃x + b₃'의 관계 그래프를 갖는다. 따라서, 예측부(160)는 제1 주행 데이터의 감속도(-a)를 도 5c의 그래프에 대입하여 과속 방지턱(20)을 통과한 후 재가속 시점의 APS(T_p)를 예측할 수 있다.

일 예로, 예측부(160)에 의해 예측된 APS는 'T_p = Kc × a[%]'가 될 수 있다. 여기서, a는 과속 방지턱(20) 진입 시의 차량(10)의 감속도(-a)의 절대값이고, T_p는 과속 방지턱(20) 통과 후 재가속 시점의 예측 APS, 그리고 Kc는 임의 계수를 의미한다. 여기서, Ka, Kb 및 Kc는 도로의 상황에 따라 그 값이 달라질 수 있다.

예측부(160)는 위에서 예측된 속도, 가속도 및 APS를 포함하는 제2 주행 데이터를 생성하고, 생성된 제2 주행 데이터를 제어부(110) 및/또는 연산부(170)로 전달한다.

연산부(170)는 예측부(160)에 의해 생성된 제2 주행 데이터 및 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도를 기반으로 차량(10)의 예측 기어비를 연산한다.

여기서, 연산부(170)는 제2 주행 데이터의 APS에 기초하여 각 단별 엔진토크를 연산하고, 각 단별 엔진토크를 이용하여 각 단별 가속도를 연산한다.

일 예로서, 연산부(170)는 아래 [수학식 1]을 이용하여 각 기어단별 엔진토크를 연산할 수 있다.

[수학식 1]에서 Te_j는 예측 APS 기준 엔진토크, Te_max는 최대 엔진토크, A_p는 예측 APS, A_max는 최대 엔진토크에서의 APS를 의미한다.

예측 APS를 기준으로 연산된 각 기어단별 엔진토크는 도 6의 실시예를 참조하도록 한다. 도 6의 실시예는 최대 엔진토크에서의 APS가 60[%]이고, 예측 APS가 20[%]인 경우의 실시예를 나타낸 것이다.

연산부(170)는 [수학식 1]에 의해 연산된 각 기어단별 엔진토크와, 제2 주행 데이터, 그리고 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도를 이용하여 각 기어단별 가속도를 연산할 수 있다.

일 예로서, 연산부(170)는 아래 [수학식 2]를 이용하여 각 기어단별 가속도를 연산할 수 있다.

[수학식 2]에서, a_i는 i단의 가속도, Te_j는 예측 APS량 조건에서의 엔진 토크, GR_i는 i단의 기어비, FGR은 최종 감속비, η는 효율 상수, V는 예측 차속, m은 차량(10)의 중량, g는 중력 가속도, 그리고 θ는 전방 도로의 일정구간에 대한 구배도(도로 기울기), 그리고 f0~f2는 임의 계수를 의미한다.

여기서, 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는 과속방지턱 이후 일정 구간, 예를 들어, 10[m] 구간의 도로에 대한 평균 구배도 또는 최대 구배도로 정할 수 있다. 각 구배도별 sin θ 값은 도 7과 같이 정의할 수 있다.

연산부(170)에 의해 연산된 각 기어단별 가속도는 도 8a와 같이 나타낼 수 있다. 이때, 연산부(170)는 도 8b와 같이, 예측된 가속도와 각 기어단별 가속도를 비교한다. 연산부(170)는 예측 가속도 보다 큰 가속도를 선택하고, 선택된 가속도를 만족시키는 기어비를 결정할 수 있다.

일 예로서, 연산부(170)는 예측부(160)에 의해 예측된 속도, 가속도 및 APS를 [수학식 3]에 적용하여 예측 기어비를 연산할 수 있다.

[수학식 3]에서, GR_B는 예측 기어비, j는 예측 APS량, Te_j는 예측 APS량 조건에서의 엔진 토크, FGR은 최종 감속비, η는 효율, R은 타이어 동반경, m은 차량(10)의 중량, a_B는 예측 가속도, C_d는 공기저항계수, ρ는 공기밀도, A는 전면 투영 면적, V는 예측 차속, μ는 구름마찰계수, g는 중력 가속도, θ는 구배도(도로 기울기)를 의미한다.

제어부(110)는 연산부(170)에 의해 연산된 예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하고, 결정된 변속 기어단에 따라 변속 제어를 수행한다.

예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하는 실시예는 도 9를 참조하도록 한다. 도 9를 참조하면, 제어부(110)는 도 9에 도시된 기어비-기어단 그래프에서 예측 기어비 GR_B에 대응되는 기어단 2단을 차량(10)의 변속 기어단으로 결정할 수 있다.

따라서, 제어부(110)는 도 10에 도시된 바와 같이, 차량(10)이 과속 방지턱(20)에 진입하기 전의 변속기준위치(P)에 도달하면 차량(10)의 기어단을 예측 기어비 GR_B에 따라 결정된 변속 기어단으로 변속하도록 한다.

이때, 결정된 변속 기어단은 과속 방지턱(20)을 통과한 후 전방 도로의 구배도를 고려한 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 차량(10)의 변속 제어 장치(100)는 차량(10)이 과속 방지턱(20)을 통과한 후에 오르막 또는 내리막을 주행하더라도 가속 성능을 유지할 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 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 변속 제어 장치(100)는 주행 도로 상의 전방에 과속 방지턱(20)이 존재하면(S110), 과속 방지턱(20) 진입 전의 일정 구간에 대한 제1 주행 데이터를 계측한다(S120). 여기서, 제1 주행 데이터는 일정 구간 내에서의 감속도 및 진입 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다.

구체적으로, 변속 제어 장치(100)는 과속 방지턱(20) 진입 전 변속기준위치로부터 일정 구간 내의 감속도를 계측할 수 있다. 또한, 변속 제어 장치(100)는 변속기준위치의 진입 속도를 계측할 수 있다. 진입 속도는 변속기준위치 도달 전 계측된 감속도 및 차량(10)의 현재 속도를 기준으로 추정할 수도 있다.

변속 제어 장치(100)는 'S120' 과정에서 계측된 제1 주행 데이터를 기반으로 과속 방지턱(20)을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측한다(S130). 'S130' 과정에서, 변속 제어 장치(100)는 사전에 저장된 주행 데이터의 변화 패턴 정보를 이용하여 제1 주행 데이터에 대응되는 제2 주행 데이터를 예측할 수 있다.

이후, 변속 제어 장치(100)는 'S130' 과정에서 예측된 제2 주행 데이터 및 전방 도로의 구배도에 기초하여 예측 기어비를 연산하고(S140), 'S140' 과정에서 연산된 예측 기어비를 이용하여 변속 기어단을 결정한다(S150).

'S150' 과정에서 변속 기어단이 결정되면, 변속 제어 장치(100)는 과속 방지턱 진입 전에 변속기준위치에 도달하면, 'S150' 과정에서 결정된 변속 기어단에 따라 차량(10)의 변속 제어를 수행한다(S160).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.

도 11을 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.

10: 차량 15: 내비게이션
20: 과속 방지턱 100: 변속 제어 장치
110: 제어부 120: 인터페이스부
130: 센서부 140: 통신부
150: 저장부 160: 예측부
170: 연산부

Claims

차량이 과속 방지턱에 진입하기 전 일정 구간의 제1 주행 데이터에 기초하여 상기 과속 방지턱을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측하는 예측부;
상기 예측된 제2 주행 데이터 및 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도에 기초하여 상기 차량의 예측 기어비를 연산하는 연산부; 및
상기 예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 주행 데이터는,
상기 과속 방지턱에 진입하기 전의 변속기준위치로부터 제1 시간 이전의 감속 구간에 대한 감속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 주행 데이터는,
상기 변속기준위치를 통과한 시점으로부터 제2 시간 이후 시점을 기준으로 예측된 차량의 속도, 가속도 및 APS 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연산부는,
상기 제2 주행 데이터의 예측 APS 조건에서 각 기어단별 가속도를 연산하고, 상기 연산된 각 기어단별 가속도와 상기 제2 주행 데이터의 예측 가속도를 비교하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연산부는,
상기 제2 주행 데이터의 예측 속도, 예측 가속도 및 예측 APS를 이용하여 상기 예측 기어비를 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는,
상기 과속 방지턱을 통과한 이후 도로의 일정 구간에 대한 평균 구배도인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는,
상기 과속 방지턱을 통과한 이후 도로의 일정 구간의 최대 구배도인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 과속 방지턱에 진입하기 전의 변속기준위치에 도달하면 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 예측부는,
과속 방지턱을 통과하는 차량의 주행 데이터의 변화 패턴 정보에 기초하여 상기 제1 주행 데이터에 대응하는 상기 제2 주행 데이터를 예측하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
전방 도로의 과속 방지턱에 대한 정보를 검출하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
차량이 과속 방지턱에 진입하기 전 일정 구간의 제1 주행 데이터에 기초하여 상기 과속 방지턱을 통과한 후의 제2 주행 데이터를 예측하는 단계;
상기 예측된 제2 주행 데이터 및 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도에 기초하여 상기 차량의 예측 기어비를 연산하는 단계; 및
상기 예측 기어비에 기초하여 변속 기어단을 결정하고 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 주행 데이터는,
상기 과속 방지턱에 진입하기 전의 변속기준위치로부터 제1 시간 이전의 감속 구간에 대한 감속도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 제2 주행 데이터는,
상기 변속기준위치를 통과한 시점으로부터 제2 시간 이후 시점을 기준으로 예측된 차량의 속도, 가속도 및 APS 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 연산하는 단계는,
상기 제2 주행 데이터의 예측 APS 조건에서 각 기어단별 가속도를 연산하고, 상기 연산된 각 기어단별 가속도와 상기 제2 주행 데이터의 예측 가속도를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 연산하는 단계는,
상기 제2 주행 데이터의 예측 속도, 예측 가속도 및 예측 APS를 이용하여 상기 예측 기어비를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는,
상기 과속 방지턱을 통과한 이후 도로의 일정 구간에 대한 평균 구배도인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 전방 도로의 일정 구간에 대한 구배도는,
상기 과속 방지턱을 통과한 이후 도로의 일정 구간의 최대 구배도인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 변속 제어를 수행하는 단계는,
상기 과속 방지턱에 진입하기 전의 변속기준위치에 도달하면 상기 결정된 변속 기어단에 따라 상기 차량의 변속 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 예측하는 단계는,
과속 방지턱을 통과하는 차량의 주행 데이터의 변화 패턴 정보에 기초하여 상기 제1 주행 데이터에 대응하는 상기 제2 주행 데이터를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 예측하는 단계 이전에 내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 예측하는 단계 이전에 센서로부터 주행 도로의 전방의 과속 방지턱에 대한 정보를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.