KR20200115835A - 차량의 변속 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 변속 제어 장치 및 방법 Download PDF

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전병욱
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 장치는, 현재 주행 중인 제1 구간 및 전방 도로의 제2 구간에 대한 도로 정보를 비교하여 상기 제2 구간의 구배 상태를 판단하는 판단부, 상기 판단부의 판단 결과에 따라 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간의 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산하는 연산부, 및 상기 구배 저항 증가량과 기준치를 비교하여 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 변속 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동변속기는 주행 상황과 운전자의 가속 의지에 따라 자동으로 변속단을 제어하여 운전자의 편의를 도모하는 장치이다.
자동변속기의 변속단은 변속제어기에 입력되어 있는 변속 패턴에 의해 결정되는데, 변속 패턴은 차속과 엑셀 페달 개도량 두 개의 축으로 구성되어 있다. 즉, 차속으로 대표되는 주행 상황과 엑셀 페달 개도량으로 판단되는 운전자의 가속 의지에 따라 변속단이 결정된다.
일반적으로 운전자는 구배 도로를 주행하는 경우에 구배에 의한 감속 상태를 인지하고 엑셀 페달의 개도량을 증가시킴으로써 차량이 기존 차속을 유지하거나 혹은 가속하도록 한다.
이때, 엑셀 페달 개도량이 급증함에 따라 킥다운 변속이 발생하고, 그로 인해 간헐적으로 과도한 다운시프트가 발생할 수 있다. 따라서, 과도한 다운시프트 발생으로 인해 운전성 및 연비 효율이 저하될 수 있었다.
본 발명의 목적은, 내비게이션으로부터 수집된 전방 도로의 구배 정보에 기초하여 구배 도로 진입 전 엔진 토크 및/또는 변속단을 제어함으로써 과도한 다운시프트 변속이 발생하는 것을 방지하고, 구배 도로 주행 시에도 운전성 및 연비 효율을 향상되도록 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, 현재 주행 중인 제1 구간 및 전방 도로의 제2 구간에 대한 도로 정보를 비교하여 상기 제2 구간의 구배 상태를 판단하는 판단부, 상기 판단부의 판단 결과에 따라 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간의 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산하는 연산부, 및 상기 구배 저항 증가량과 기준치를 비교하여 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치를 초과하면 변속단을 다운시프트 제어하고, 다운시프트 시 예측되는 구동력에 기초하여 엔진 토크를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연산부는, 상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치를 초과하면 기어단을 1단계씩 다운시키는 경우에 예측되는 구동력을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 연산부에 의해 연산된 구동력이 상기 구배 저항 증가량 보다 크거나 같아지는 기어단 정보를 추출하고, 해당 기어단의 1단계 상위 기어단을 변속단으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 연산부, 상기 결정된 변속단을 기준으로 변속 제어 시 상기 제1 구간의 엔진 토크, 상기 제2 구간의 엔진 토크 및 상기 결정된 변속단으로 다운시프트 시의 엔진토크 상승량에 기초하여 제1 엔진 토크 상승량을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제1 구간의 엔진 토크 출력값에 상기 제1 엔진 토크 상승량을 더한 값을 기초로 엔진 토크 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준치는, 현재 기어단에서 1단계 다운시프트 시 예측되는 구동력인 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치 이하이면 현재 기어단을 기준으로 엔진 토크 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 연산부, 상기 제1 구간의 엔진 토크 및 상기 제2 구간의 엔진 토크 차이에 기초하여 상기 제2 엔진 토크 상승량을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제1 구간의 엔진 토크 출력값에 상기 제2 엔진 토크 상승량을 더한 값을 기초로 엔진 토크 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 차량이 제2 구간 통과 시 이전 주행 제어 상태로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법은, 현재 주행 중인 제1 구간 및 전방 도로의 제2 구간에 대한 도로 정보를 비교하여 상기 제2 구간의 구배 상태를 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 따라 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간의 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산하는 단계, 및 상기 구배 저항 증가량 및 기준치를 비교하여 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내비게이션으로부터 수집된 전방 도로의 구배 정보에 기초하여 구배 도로 진입 전 엔진 토크 및/또는 변속단을 제어함으로써 과도한 다운시프트 변속이 발생하는 것을 방지하고, 구배 도로 주행 시에도 운전성 및 연비 효율을 향상시킬 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 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 9는 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 내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 획득한다. 여기서, 전방 도로의 정보는 차량(10)의 현재 위치로부터 전방 도로의 일정 구간에 대한 도로의 구배 정보를 포함할 수 있다.
한편, 차량의 변속 제어 장치(100)는 차량(10)에 구비된 하나 이상의 센서들로부터 전방 도로의 정보를 획득할 수도 있다.
또한, 변속 제어 장치(100)는 현재 도로와 전방 도로 간 구배 차이에 따른 주행 저항의 증가량과 구배 도로 주행 시 다운시프트에 의해 예측되는 구동력을 연산하여 비교하고, 비교 결과에 따라 엔진 토크 및/또는 변속단을 제어할 수 있다.
이에, 차량의 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), 판단부(160) 및 연산부(170)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)의 제어부(110), 판단부(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)의 전방 도로의 정보를 검출하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
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 차량 네트워트 통신을 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
통신모듈은 차량(10)에 구비된 내비게이션(15)과 통신 연결되어 내비게이션(15)으로부터 전방 도로의 정보를 수신할 수 있다. 일 예로, 통신모듈은 내비게이션(15)으로부터 전방 도로의 구배 정보를 수신할 수 있다.
또한, 통신모듈은 차량(10)에 구비된 제어유닛들 또는 센서들로부터 차량(10)의 주행 데이터(예, 속도, 가속도, APS 등)를 수신할 수도 있다.
여기서, 차량 네트워크 통신 기술로는 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등이 포함될 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 있다. 또한, 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 내비게이션(15) 및/또는 센서부(130)를 통해 수집된 전방 도로의 구배 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(150)는 센서부(130)를 통해 수집된 차량(10)의 주행 데이터가 저장될 수도 있다.
또한, 저장부(150)는 현재 도로와 전방 도로의 구배 차이에 따른 주행 저항과 구배 도로 주행 시의 필요 구동력을 연산하고, 연산된 주행 저항 및 필요 구동력에 따라 엔진 토크 및/또는 변속 제어를 수행하기 위한 명령 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 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 주행 중 내비게이션(15) 및/또는 센서부(130)로 전방 도로의 정보 및 주행 데이터를 요청할 수 있다. 제어부(110)는 내비게이션(15) 및/또는 센서부(130)로 전방 도로의 정보 및 주행 데이터가 수신되면 판단부(160) 및/또는 연산부(170)로 관련 정보를 전달할 수 있다.
판단부(160)는 내비게이션(15) 및/또는 센서부(130)에 의해 획득된 전방 도로의 정보에 기초하여 전방 도로의 소정 거리 내에 구배가 존재하는지를 판단한다. 판단부(160)는 전방 도로의 소정 거리 내에 구배가 존재하는 것으로 확인되면 변속 이벤트 신호를 제어부(110)로 전달한다.
제어부(110)는 판단부(160)로부터 변속 이벤트 신호가 수신되면 연산부(170)로 제어 신호를 전송한다.
연산부(170)는 제어부(110)의 요청에 따라 현재 도로구간의 도로 구배와 전방 도로구간의 도로 구배 간 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산한다. 이때, 연산부(170)는 아래 [수학식 1]을 이용하여 제1 구간(현재 도로구간)과, 제2 구간(전방 도로구간)의 도로 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산할 수 있다.
Figure pat00001
[수학식 1]에서 M은 구배 저항 증가량, θ1은 제1 구간의 도로 기울기, 그리고 θ2는 제2 구간의 도로 기울기를 의미한다. 여기서, θ는 θ=tan- 1(구배도/100)으로 도출 가능하다.
또한, 연산부(170)는 현재 기어단을 다운시프트 시켰을 때에 예측되는 구동력을 연산할 수 있다. 일 예로, 연산부(170)는 아래 [수학식 2]를 이용하여 현재 기어단-1단의 구동력을 연산할 수 있다.
Figure pat00002
[수학식 2]에서 P는 D1단의 구동력, D1은 현재 기어단-1단, Te는 엔진토크, GR은 기어비, FGR은 최종 감속비, η는 전달 효율, 그리고 R은 타이어 동반경을 의미한다.
연산부(170)는 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의해 연산된 구배 저항 증가량 및 D1단의 구동력을 제어부(110)로 전달한다.
여기서, 제1 구간 및 제2 구간에서의 차속, 엔진 토크 및 기어비가 동일한 것으로 가정했을 때, 제2 구간에서 요구되는 구동력은 제1 구간과 제2 구간의 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량만큼 증가하게 된다.
따라서, 제어부(110)는 제1 구간 및 제2 구간의 구배 차이에 따라 연산된 구배 저항 증가량과 기준치, 즉, 1단계 다운시프트 시에 예측되는 구동력을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 엔진 토크 제어 및/또는 변속 제어를 수행한다.
이때, 제어부(110)는 구배 저항 증가량이 1단계 다운시프트 시에 예측되는 구동력 보다 작거나 같으면 변속 없이 엔진 토크만 상향 제어하도록 결정할 수 있다.
변속 없이 엔진 토크만 상향 제어하는 동작에 대한 구체적인 실시예는 도 3 및 도 4를 참조하도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 현재 주행 중인 제1 구간의 도로 기울기가 θ1이고, 전방 제2 구간의 도로 기울기가 θ2라 가정했을 때, 연산부(170)는 θ2-θ1만큼의 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산한다.
또한, 연산부(170)는 현재 기어단이 5단이라 가정했을 때 1단계 다운시프트 된 4단의 구동력을 연산한다.
이때, 제1 구간과 제2 구간의 주행 차속이 V로 동일했을 때, 제어부(110)는 4단의 구동력이 θ2-θ1만큼의 차이에 따른 구배 저항 증가량 보다 크면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 구간에서 변속 없이 도면부호 411의 5단 구동력을 유지한 채 도면부호 415와 같이 엔진 토크만을 상향 제어하도록 한다.
변속 제어 없이 엔진 토크만을 상향 제어하는 경우의 엔진 토크의 상승량은 아래 [수학식 3]을 참조하여 연산할 수 있다.
Figure pat00003
[수학식 3]에서, △Te는 엔진토크 상승량, Te2는 제2 구간의 엔진토크, Te1은 제1 구간의 엔진토크, θ1은 제1 구간의 도로 기울기, 그리고 θ2는 제2 구간의 도로 기울기, GR1은 기어비, FGR은 최종 감속비, η는 전달 효율, 그리고 R은 타이어 동반경을 의미한다.
이에, 연산부(170)는 [수학식 3]에 기초하여 엔진 토크 상승량을 연산하고, 연산 결과를 제어부(110)로 전달한다.
따라서, 제어부(110)는 제2 구간 진입 전 아래 [수학식 4]와 같이, 기본 엔진 토크 출력값(TQbase)에 앞서 [수학식 3]에 기초하여 연산된 엔진 토크 상승량(△Te)을 더한 값에 기초하여 최종 엔진 토크 출력값(TQtotal)을 제어할 수 있다.
Figure pat00004
한편, 제어부(110)는 구배 저항 증가량이 1단계 다운시프트 시에 예측되는 구동력 보다 크면 변속 제어를 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 이때, 제어부(110)는 변속 제어 시의 구동력에 따라 엔진 토크를 상향 제어할 수도 있다.
변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 동작에 대한 구체적인 실시예는 도 5 및 도 6을 참조하도록 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 현재 주행 중인 제1 구간의 도로 기울기가 θ1이고, 전방 제2 구간의 도로 기울기가 θ2라 가정했을 때, 연산부(170)는 θ2-θ1만큼의 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산한다.
또한, 연산부(170)는 현재 기어단이 5단이라 가정했을 때 1단계 다운시프트 된 4단의 구동력을 연산한다.
이때, 연산부(170)는 제1 구간과 제2 구간의 주행 차속이 V로 동일했을 때, 제어부(110)는 4단의 구동력이 θ2-θ1만큼의 차이에 따른 구배 저항 증가량 보다 작으면, 2단 다운시프트 된 3단의 구동력을 연산한다. 여기서, 연산부(170)는 다운시프트 시의 구동력이 구배 저항 증가량 보다 크거나 같은 값을 가질 때까지 반복하여 연산을 수행할 수 잇다.
제1 구간과 제2 구간의 주행 차속이 V로 동일했을 때, 제어부(110)는 3단의 구동력이 θ2-θ1만큼의 차이에 따른 구배 저항 증가량 보다 크거나 같은 것으로 확인되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 구간에서 변속 제어 및 엔진 토크 상향 제어를 수행하도록 한다.
여기서, 제어부(110)는 제2 구간의 변속단을 다운시프트 된 구동력이 구배 저항 증가량을 넘지 않는 4단으로 결정하고, 도면부호 611에서 도면부호 617의 4단 구동력이 출력되도록 변속 제어를 수행한다.
또한, 제어부(110)는 4단 구동력을 초과하는 구배 저항 증가량에 대해서는 도면부호 615와 같이 엔진 토크를 상향 제어하여 보상하도록 한다.
변속 제어 후 엔진 토크를 상향 제어하는 경우의 엔진 토크의 상승량은 아래 [수학식 5]를 참조하여 연산할 수 있다.
Figure pat00005
[수학식 5]에서, △Te는 엔진토크 상승량, Te2는 제2 구간의 엔진토크, Te1은 제1 구간의 엔진토크, TeD1은 1단계 다운시프트 변속 시의 엔진토크 상승량, θ1은 제1 구간의 도로 기울기, 그리고 θ2는 제2 구간의 도로 기울기, GR1은 제1 구간의 기어비, FGR은 최종 감속비, η는 전달 효율, 그리고 R은 타이어 동반경을 의미한다.
이에, 연산부(170)는 [수학식 5]에 기초하여 엔진 토크 상승량을 연산하고, 연산 결과를 제어부(110)로 전달한다.
따라서, 제어부(110)는 제2 구간 진입 전 기본 엔진 토크 출력값(TQbase)에 앞서 [수학식 5]에 기초하여 연산된 엔진 토크 상승량(△Te)을 더한 값에 기초하여 최종 엔진 토크 출력값(TQtotal)을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(110)는 제2 구간 통과 후 평지 구간에 진입하면 변속단 및 엔진 토크를 이전 주행 제어값으로 복귀시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)는 경사로 진입 시 현재 구간과 전방 구간의 구배 차이에 기초하여 변속 제어 및/도는 엔진토크 제어를 수행함으로써 과도한 다운시프트 변속이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 연비 효율이 저하되는 것을 방지하고 운전자의 주행 만족도를 향상시킬 수 있다.
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 차량의 변속 제어 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 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 변속 제어 장치(100)는 주행 중 내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 수집한다(S110). 이때, 변속 제어 장치(100)는 전방 소정 거리 내의 제2 구간에 대한 구배 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 변속 제어 장치(100)는 하나 이상의 센서를 통해 전방 제2 구간에 대한 구배 정보를 수집할 수도 있다. 또한, 변속 제어 장치(100)는 하나 이상의 센서를 통해 차량의 주행 데이터를 수집할 수도 있다.
변속 제어 장치(100)는 'S110' 과정에서 수집된 전방 도로의 정보에 기초하여 전방 구배 도로가 존재하는 것으로 확인되면, 현재 도로 구간 및 전방 도로 구간의 구배 저항 증가량(차이)(M)을 연산한다(S130).
또한, 변속 제어 장치(100)는 현재 기어단을 1단계 다운시프트 했을 때에 예측되는 구동력(P)을 연산한다(S140 내지 S160).
변속 제어 장치(100)는 'S130' 과정에서 연산된 구배 저항 증가량 M이 'S160' 과정에서 연산된 다운시프트 시의 구동력 P 보다 작거나 같으면(S170), 변속 없이 엔진 토크만을 상향 제어하도록 한다(S180).
변속 제어 장치(100)는 구배 구간에서 변속단 및 엔진 토크를 유지하고, 구배 구간이 종료되면(S190), 이전 주행 제어 상태로 복귀하도록 한다(S200).
한편, 'S170' 과정에서 구배 저항 증가량 M이 다운시프트 시의 구동력 P 보다 큰 경우, 변속 제어 장치(100)는 도 8의 'A' 이후 과정을 수행하도록 한다.
변속 제어 장치(100)는 구배 저항 증가량 M이 다운시프트 시의 구동력 P 보다 큰 경우 도 8에 도시된 바와 같이, 1단계 다운시프트 된 상태에서 추가로 1단계 다운시프트 했을 때의 구동력(P)을 연산한다(S210 내지 S220).
변속 제어 장치(100)는 도 7의 'S130' 과정에서 연산된 구배 저항 증가량 M이 도 8의 'S220' 과정에서 연산된 다운시프트 시의 구동력 P 보다 작거나 같아질 때까지 'S210' 및 'S220' 과정을 반복하여 수행하도록 한다.
변속 제어 장치(100)는 구배 저항 증가량 M이 다운시프트 시의 구동력 P 보다 작거나 같으면(S170), 다운시프트 된 변속단+1단으로 변속 제어를 수행한다(S240). 일 예로, 구배 저항 증가량 M이 'S220' 과정에서 다운시프트 된 N(=3)단의 구동력이 보다 작거나 같으면, 변속 제어 장치(100)는 N+1단인 4단으로 변속 제어를 수행하도록 한다.
또한, 변속 제어 장치(100)는 다운시프트 된 기어단의 구동력에 기초하여 엔진 토크 상승량을 연산하고, 연산된 상승량에 따라 엔진 토크를 상향 제어하도록 한다(S250).
변속 제어 장치(100)는 구배 구간에서 변속단 및 엔진 토크를 유지하고, 구배 구간이 종료되면(S190), 이전 주행 제어 상태로 복귀하도록 한다(S200).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
도 9를 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
100: 변속 제어 장치 110: 제어부
120: 인터페이스부 130: 센서부
140: 통신부 150: 저장부
160: 판단부 170: 연산부

Claims (21)

  1. 현재 주행 중인 제1 구간 및 전방 도로의 제2 구간에 대한 도로 정보를 비교하여 상기 제2 구간의 구배 상태를 판단하는 판단부;
    상기 판단부의 판단 결과에 따라 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간의 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산하는 연산부; 및
    상기 구배 저항 증가량과 기준치를 비교하여 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치를 초과하면 변속단을 다운시프트 제어하고, 다운시프트 시 예측되는 구동력에 기초하여 엔진 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치를 초과하면 기어단을 1단계씩 다운시프트 시키는 경우에 예측되는 구동력을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연산된 구동력이 상기 구배 저항 증가량 보다 크거나 같아지는 기어단 정보를 추출하고, 해당 기어단의 1단계 상위 기어단을 변속단으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연산부,
    상기 결정된 변속단을 기준으로 변속 제어 시 상기 제1 구간의 엔진 토크, 상기 제2 구간의 엔진토크 및 상기 결정된 변속단으로 다운시프트 시의 엔진 토크 상승량에 기초하여 제1 엔진 토크 상승량을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크 출력값에 상기 제1 엔진 토크 상승량을 더한 값을 기초로 엔진 토크 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준치는,
    현재 기어단에서 1단계 다운시프트 시 예측되는 구동력인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치 이하이면 현재 기어단을 기준으로 엔진 토크 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크 및 상기 제2 구간의 엔진 토크 차이에 기초하여 제2 엔진 토크 상승량을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크 출력값에 상기 제2 엔진 토크 상승량을 더한 값을 기초로 엔진 토크 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량이 제2 구간 통과 시 이전 주행 제어 상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    내비게이션으로부터 전방 도로의 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
  13. 현재 주행 중인 제1 구간 및 전방 도로의 제2 구간에 대한 도로 정보를 비교하여 상기 제2 구간의 구배 상태를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과에 따라 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간의 구배 차이에 따른 구배 저항 증가량을 연산하는 단계; 및
    상기 구배 저항 증가량 및 기준치를 비교하여 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 구배 저항 증가량이 기준치를 초과하면, 기어단을 1단계씩 다운시프트 시키는 경우에 예측되는 구동력을 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 단계는,
    상기 연산된 구동력이 상기 구배 저항 증가량 보다 크거나 같아지는 기어단 정보를 추출하고, 해당 기어단의 1단계 상위 기어단을 변속단으로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 변속단으로 다운시프트를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 단계는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크, 상기 제2 구간의 엔진토크 및 상기 결정된 변속단으로 다운시프트 시의 엔진토크 상승량에 기초하여 제1 엔진 토크 상승량을 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 변속 제어 및 엔진 토크 제어를 수행하는 단계는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크 출력값에 상기 제1 엔진 토크 상승량을 더한 값을 기초로 엔진 토크 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 구배 저항 증가량이 상기 기준치 이하이면 현재 기어단을 기준으로 엔진 토크 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 엔진 토크 제어를 수행하는 단계는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크 및 상기 제2 구간의 엔진 토크 차이에 기초하여 제2 엔진 토크 상승량을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 엔진 토크 제어를 수행하는 단계는,
    상기 제1 구간의 엔진 토크 출력값에 상기 제2 엔진 토크 상승량을 더한 값을 기초로 엔진 토크 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
  21. 청구항 13에 있어서,
    상기 판단하는 단계 이전에 전방 도로의 제2 구간에 대한 도로 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
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