KR20210002216A

KR20210002216A - 차량의 변속 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210002216A
Application number: KR1020190077287A
Authority: KR
Inventors: 전병욱; 정동훈; 국재창; 박광희
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US20200408299A1; KR102645062B1; US10935128B2

Abstract

본 발명은 차량의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 장치는, 타력 주행 시 전방의 도로 상에 위치한 신호등의 상태 정보에 기초하여 속도 추종 제어를 수행할지를 결정하는 판단부, 차량 및 신호등의 위치 정보에 기초하여 상기 차량의 정지 위치를 예측하는 정지 위치 예측부, 상기 예측된 정지 위치를 기준으로 목표 위치 및 목표 속도를 결정하고, 각 변속단별 속도 프로파일을 구성하여 상기 목표 위치 및 목표 속도를 기반으로 최종 변속단을 결정하는 변속단 결정부, 및 상기 최종 변속단을 기준으로 속도 추종 변속 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.

차량의 자동 변속 시스템은 차량의 변속 패턴에 따라 변속 시작 시점을 결정하고, 클러치의 유압 제어가 종료되는 시점을 변속 종료 시점으로 결정한다.

일반적으로, 자동 변속 시스템은 차량이 고속에서 저속으로 감속되는 경우 높은 변속단에서 낮은 변속단으로 순차적으로 자동 변속을 실시하게 되는데, 이러한 변속 스케줄은 미리 설정해 놓은 차량 속도에 대한 변속단 결정 맵에 의해 정해진다. 이때, 변속 스케줄은 가속 페달을 밟지 않은 상태에서의 제동 및 타력 주행 감속 시의 엔진의 연료 차단 상태를 유지할 수 있는 엔진 회전수를 만족하도록 설정될 수 있다.

그러나, 엔진이 연료 차단 상태가 되면 차량이 엔진을 역구동시키는 상태, 즉, 엔진 브레이크 상태가 되어 감속이 빨라지게 되므로 정지 위치보다 더욱 일찍 정차하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 운전자는 가속 페달을 다시 밟아 차량의 정지 위치를 조정해야 한다.

이와 같이, 종래의 변속 스케줄에 따른 변속 시 연료 차단의 효과보다 재가속 조작에 의한 연료 손실이 더 크게 작용을 하는 경우가 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은, 감속 시 전방의 상태에 따라 정지 위치를 미리 예측하고, 예측된 정지 위치까지 도달하기 위한 최적의 속도 프로파일을 구성하여 속도 프로파일을 추종하도록 변속 제어를 수행함으로써 예측된 정지 위치까지 재가속 없이 가장 연비가 좋은 상태로 차량을 감속시키도록 한, 차량의 변속 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, V2I 통신 장치에 의해 전방의 교통 신호등 상태와 신호등 위치, 선행차량의 위치 등을 기반으로 차량의 정지 위치를 예측함으로써 정확한 위치 예측이 가능한, 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, 타력 주행 시 전방의 도로 상에 위치한 신호등의 상태 정보에 기초하여 속도 추종 제어를 수행할지를 결정하는 판단부, 차량 및 신호등의 위치 정보에 기초하여 상기 차량의 정지 위치를 예측하는 정지 위치 예측부, 상기 예측된 정지 위치를 기준으로 목표 위치 및 목표 속도를 결정하고, 각 변속단별 속도 프로파일을 구성하여 상기 목표 위치 및 목표 속도를 기반으로 최종 변속단을 결정하는 변속단 결정부, 및 상기 최종 변속단을 기준으로 속도 추종 변속 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 현재 신호등의 상태 정보와, 다음 신호등의 상태 정보, 차량과 신호등 간 거리에 기초하여 차량이 정지 위치에 도달하는 예상 시간 및 신호등의 상태가 전환되는 예상 시간을 고려하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행의 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 적색이면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 더 짧거나 같으면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 길면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 길면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 금지하는 것을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 짧거나 같으면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단부는, 신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호 또한 녹색이면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 정지 위치 예측부는, 차량과 상기 신호등의 위치 사이에 선행 차량이 존재하지 않으면, 상기 차량과 상기 신호등 사이의 거리를 예상 정지 거리로 결정하고, 상기 예상 정지 거리에 기초하여 예상 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 정지 위치 예측부는, 차량과 상기 신호등의 위치 사이에 선행 차량이 존재하면, 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리를 예상 정지 거리로 결정하고, 상기 예상 정지 거리에 기초하여 예상 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속단 결정부는, 상기 예상된 정지 위치에서 오프셋 거리만큼 차감한 위치를 목표 위치로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속단 결정부는, 상기 각 변속단별 속도 프로파일 중 상기 목표 위치 및 목표 속도를 수렴하는 변속단을 최종 변속단으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 차량의 현재 위치에서 예상 변속 위치까지 중립 제어를 수행하고, 상기 예상 변속 위치에 도달하면 상기 결정된 최종 변속단에 따라 변속을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량은, 자동변속기, 무단변속기 또는 다단감속기가 적용된 차량인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법은, 타력 주행 시 전방의 도로 상에 위치한 신호등의 상태 정보에 기초하여 속도 추종 제어를 수행할지를 결정하는 단계, 차량 및 신호등의 위치 정보에 기초하여 상기 차량의 정지 위치를 예측하는 단계, 상기 예측된 정지 위치를 기준으로 목표 위치 및 목표 속도를 결정하고, 각 변속단별 속도 프로파일을 구성하여 상기 목표 위치 및 목표 속도를 기반으로 최종 변속단을 결정하는 단계, 및 상기 최종 변속단을 기준으로 속도 추종 변속 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 감속 시 전방의 상태에 따라 정지 위치를 미리 예측하고, 예측된 정지 위치까지 도달하기 위한 최적의 속도 프로파일을 구성하여 속도 프로파일을 추종하도록 변속 제어를 수행함으로써 예측된 정지 위치까지 재가속 없이 가장 연비가 좋은 상태로 차량을 감속시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, V2I 통신 장치에 의해 전방의 교통 신호등 상태와 신호등 위치, 선행차량의 위치 등을 기반으로 차량의 정지 위치를 예측함으로써 정확한 위치 예측이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치가 적용된 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 프로파일을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치의 정치 위치 예측 동작의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 프로파일에 따라 최종 변속단을 결정하는 동작의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 동작의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 패턴의 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 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 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 장치가 적용된 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 변속 제어 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 차량의 변속 제어 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 변속 제어 장치는 자동변속기를 구비한 차량, 무단변속기(Continuously Variable Transmission, CVT)를 구비한 차량 및/또는 감속기(또는 다단 감속기)를 구비한 차량 등에 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 차량의 변속 제어 장치(100)는 소정 거리 내에 위치한 신호등(또는 신호등 제어기)와 V2I(Vehicle To Infrastructure) 통신을 수행하고, 신호등(또는 신호등 제어기)으로부터 신호등의 상태 정보를 수신할 수 있다.

여기서, 신호등의 상태 정보는 현재 신호등 점등 상태 및 다음 신호등 점등 상태, 신호등 변경 시간 등의 정보를 포함할 수 있다.

또한, 차량의 변속 제어 장치(100)는 위성과의 GPS 통신을 통해 차량의 위치 정보 및 도로 정보를 수신할 수 있다.

여기서, 도로 정보는 전방 신호등까지의 잔여 거리 및 전방 도로의 곡률, 구배 등의 정보를 포함할 수 있다.

차량의 변속 제어 장치(100)는 별도의 GPS 모듈을 구비하고, 구비된 GPS 모듈을 통해 위성 신호를 수신할 수 있다. 한편, 차량의 변속 제어 장치(100)는 차량에 구비된 내비게이션 장치를 통해 위성 신호를 수신할 수도 있다.

이에, 차량의 변속 제어 장치(100)는 타력 주행 시 신호등의 상태 정보, 차량 위치 정보 및 전방 도로 정보에 기초하여 차량의 정지 위치를 예측하고, 정지 위치를 기준으로 속도 프로파일을 구성하고, 속도 프로파일을 기반으로 차량의 변속을 제어할 수 있다.

이에, 차량의 변속 제어 장치(100)의 세부 구성에 대해서는 도 2의 실시예를 참조하도록 한다.

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

도 2를 참조하면, 차량의 변속 제어 장치(100)는 제어부(110), 인터페이스부(120), 센서부(130), 통신부(140), 저장부(150), 판단부(160), 정지 위치 예측부(170) 및 변속단 결정부(180)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 장치(100)의 제어부(110), 판단부(160), 정지 위치 예측부(170) 및 변속단 결정부(180)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 구현될 수 있다. 이때, 제어부(110)는 판단부(160), 정지 위치 예측부(170) 및 변속단 결정부(180)를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.

제어부(110)는 변속 제어 장치(100)의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 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.

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(Field Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

센서부(130)는 차량 주변에 위치한 장애물, 예를 들어, 선행 차량을 탐지하고, 해당 장애물의 거리 및/또는 상대 속도를 측정하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 센서부(130)는 레이더, 초음파 센서, 스캐너 및/또는 카메라 등을 포함할 수 있다. 물론, 그 외에도 센서는 장애물을 탐지하고 거리 측정이 가능한 센서라면 어느 것이든 적용 가능하다.

한편, 센서부(130)는 차량의 속도를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다.

통신부(140)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 차량에 구비된 내비게이션과 통신 연결되어 내비게이션으로부터 자차 위치 정보 및/또는 전방 신호등의 위치 정보 등을 수신할 수 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 전방의 신호등(또는 신호등 제어기)과의 V2I 통신을 위한 통신모듈을 포함할 수 있다. 이때, 통신모듈은 무선 인터넷 접속 또는 근거리 통신(Short Range Communication) 기술을 이용하여 V2I 통신을 수행할 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 차량의 변속 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수 있다.

일 예로서, 저장부(150)는 내비게이션 등을 통해 수신된 차량의 위치 정보 및 전방 도로의 정보, 전방 신호등의 위치 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 저장부(150)는 V2I 통신을 통해 수신된 전방 신호등의 상태 정보 등이 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(150)는 센서부(130)에 의해 검출된 전방 장애물, 예를 들어, 선행 차량의 정보가 저장될 수도 있다.

또한, 저장부(150)는 전방 신호등의 상태 정보 및 위치 정보, 선행 차량의 정보 등에 기초하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행 여부를 결정하고, 차량의 정지 위치를 예측하고, 속도 프로파일을 구성하여 변속 제어를 수행하기 위한 명령 및/또는 알고리즘 등이 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.

판단부(160)는 전방의 도로 상에 위치한 신호등의 상태 정보에 기초하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행의 수행 여부를 결정할 수 있다.

이때, 판단부(160)는 현재 신호등의 상태 정보와, 다음 신호등의 상태 정보, 그리고 차량과 신호등 간 거리에 기초하여 차량이 정지 위치에 도달하는 예상 시간과 신호등의 상태가 전환되는 예상 시간 등을 고려하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행의 수행 여부를 결정할 수 있다.

일 예로서, 판단부(160)는 도 3에 도시된 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.

도 3의 기준 테이블은 신호등의 현재 신호, 차량이 정지 위치에 도달 시 예상되는 차기(다음) 신호, 신호 변경 조건 등에 따라 속도 추종 제어를 실행할 지 혹은 미 실행할 지, 그리고 중립 주행 제어를 허용할 지 혹은 금지할 지에 대해 정의한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 판단부(160)는 신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 적색이면, 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어를 실행(311)하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용(315)하는 것으로 결정할 수 있다.

또한, 판단부(160)는 신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 차량이 정지 위치에 도달할 예상 시간 또는 그 이후에 신호등이 녹색으로 변경될 예정이면, 예를 들어, 정지 위치 도달 예상 시간(T_STOP)이 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간(T_GREEN) 보다 짧거나 같으면, 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어를 실행(311)하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용(315)하는 것으로 결정할 수 있다.

한편, 판단부(160)는 신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 차량이 정지 위치에 도달할 예상 시간 이전에 신호등이 녹색으로 변경될 예정이면, 예를 들어, 정지 위치 도달 예상 시간(T_STOP)이 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간(T_GREEN) 보다 길면, 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 금지하는 것으로 결정할 수 있다.

다른 예로, 판단부(160)는 신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 차량이 정지 위치에 도달할 예상 시간 이전에 신호등이 적색으로 변경될 예정이면, 예를 들어, 정지 위치 도달 예상 시간(T_STOP)이 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간(T_RED) 보다 길면, 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어를 실행(321)하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용(325)하는 것으로 결정할 수 있다.

한편, 판단부(160)는 신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 차량이 정지 위치에 도달할 예상 시간 이후에 적색으로 변경될 예정이면, 예를 들어, 정지 위치 도달 예상 시간(T_STOP)이 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간(T_RED) 보다 짧거나 같으면, 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정할 수 있다.

또한, 판단부(160)는 신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호 또한 녹색이면, 기준 테이블에 기초하여 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정할 수 있다.

정지 위치 예측부(170)는 차량의 정지 위치를 예측한다.

이때, 정지 위치 예측부(170)는 차량 및 신호등의 위치 정보, 즉, 차량과 신호등 간 거리 정보에 기초하여 신호등 위치에 근접 시의 정지 위치를 예측한다. 이에 대한 실시예는 도 4a를 참조하도록 한다.

도 4a를 참조하면, 정지 위치 예측부(170)는 차량(10)과 전방 신호등(20)의 위치 사이에 선행 차량이 존재하지 않으면, 차량(10)과 신호등(20) 사이의 거리를 예상 정지 거리 Ds로 결정하고, 예상 정지 거리 Ds에 기초하여 예상 정지 위치를 결정한다. 여기서, 예상 정지 위치는 신호등의 위치 또는 그에 근접한 위치일 수 있다.

한편, 정지 위치 예측부(170)는 차량과 신호등 간 거리 정보 및 선행 차량의 존재 여부 및 차량과 선행 차량 간 거리 정보에 기초하여 신호등 위치에 근접 시의 정지 위치를 예측할 수도 있다. 이에 대한 실시예는 도 4b를 참조하도록 한다.

도 4b를 참조하면, 정지 위치 예측부(170)는 차량(10)이 전방 신호등(20)의 위치에 도달하기 까지 선행 차량(40)이 존재하면, 차량(10)과 선행 차량(40) 사이의 거리를 예상 정지 거리 Ds*로 결정하고, 예상 정지 거리 Ds*에 기초하여 예상 정지 위치를 결정한다. 여기서, 예상 정지 위치는 차량에서 가장 근접한 선행 차량(40)의 후방 끝단 위치 또는 그에 근접한 위치일 수 있다.

변속단 결정부(180)는 정지 위치 예측부(170)에 의해 예상 정지 위치가 결정되면, 예상 정지 위치를 기준으로 목표 거리 D_T 및 목표 속도 V_T를 설정한다. 여기서, 목표 거리 D_T는 예상 정지 거리 D_S에서 오프셋 거리 D_offset만큼 차감한 값으로 설정될 수 있다.

다시 말해, 변속단 결정부(180)는 예상 정지 위치가 신호등 위치이면, 차량에서 신호등까지의 거리에서 오프셋 거리만큼 차감한 값을 목표 거리 D_T로 설정할 수 있다.

한편, 변속단 결정부(180)는 예상 정지 위치가 선행 차량의 위치이면, 차량에서 선행 차량까지의 거리에서 오프셋 거리만큼 차감한 값을 목표 거리 D_T로 설정할 수 있다.

이때, 변속단 결정부(180)는 설정된 목표 위치 및 목표 속도를 기준으로 각 변속단별 속도 프로파일을 구성하고, 목표 위치에서 목표 속도를 수렴하는 변속단을 최종 변속단으로 결정할 수 있다.

이에 대한 실시예는 도 5를 참조하도록 한다.

도 5를 참조하면, 변속단 결정부(180)는 각 변속단별 속도 프로파일을 기반으로 목표 위치에서 목표 속도 V_T를 수렴하는 변속단을 결정한다. 도 5의 실시예에서는 목표 속도가 7단과 8단 사이에 위치하기 때문에, 변속단 결정부(180)는 최종 변속단을 7단으로 결정할 수 있다.

이에, 제어부(110)는 변속단 결정부(180)에 의해 결정된 최종 변속단을 기준으로 속도 프로파일을 추종하도록 변속 제어를 수행한다. 따라서, 차량은 재가속 없이 예상 정지 위치에 정지할 수 있다.

이에, 제어부(110)는 변속단 결정부(180)에 의해 결정된 최종 변속단을 기준으로 속도 프로파일을 추종하도록 변속 제어를 수행한다.

차량의 변속 제어 동작에 대한 실시예는 도 6을 참조하도록 한다.

도 6을 참조하면, 도면부호 611은 현재 위치에서 현재 차속을 기준으로 N단으로 주행 시 목표 위치까지의 속도 변화 그래프를 나타낸 것이고, 도면부호 615는 현재 위치에서 현재 차속을 기준으로 7단으로 주행 시 목표 위치까지의 속도 변화 그래프를 나타낸 것이다. 또한, 도면부호 621은 본 발명에 따른 변속 패턴에 따라 주행 시의 속도 변화 그래프를 나타낸 것이다.

도면부호 621의 그래프와 같이, 제어부(110)는 차량(10)의 현재 위치에서 예상 변속 위치까지 중립 제어를 수행하고, 예상 변속 위치에 도달하면 변속단 결정부(180)에 의해 결정된 최종 변속단 정보에 기초하여 N단에서 7단으로 변속을 수행한다. 여기서, 예상 변속 위치는 7단에 대응되는 속도 프로파일을 기준으로 감속을 시작했을 때 목표 위치에서의 예측 속도가 목표 속도가 되는 감속 시작 위치로 결정될 수 있다.

이에, 제어부(110)는 예상 변속 위치부터 목표 위치까지 7단을 유지하며 차량(10)의 속도가 목표 위치에서 목표 속도에 도달하도록 감속 제어를 수행한다. 따라서, 차량(10)은 과도한 재가속 없이 예상 정지 위치에 정지할 수 있게 된다.

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.

도 7a는 타력 주행 시 일반 변속 제어에 의한 정지 패턴을 나타낸 것이다.

도 7a와 같이 타력 주행 시 일반 변속 제어에 의한 정지 패턴에 따르면, 엔진 브레이크 상태에서 감속이 빨라짐에 따라 목표 위치에서 차량을 정지 시키기 위해 운전자가 가속 페달을 다시 밟아 재가속을 수행하는 경우가 발생하고, 그로 인해 재가속 조작에 의한 연료 손실이 발생할 수 있다.

한편, 도 7b는 본 발명에 따른 속도 추종 제어에 의한 정지 패턴을 비교하여 나타낸 것이다.

도 7b과 같이 타력 주행 시 본 발명에 따른 속도 추종 제어에 의한 정지 패턴(621)에 따르면, 중립 주행 후에 연료를 차단하여 엔진 브레이크 변속을 수행함으로써 재가속 없이 목표 위치에 차량을 정지시킴에 따라 연비가 향상될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 변속 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 차량의 변속 제어 장치(100)는 APS 오프(OFF) 상태에서 브레이크가 오프(OFF) 상태가 됨에 따라 타력 주행이 온(ON) 되면(S110), 차량으로부터 기준범위 내 신호등이 존재하는지를 확인한다(S120). 여기서, 차량의 변속 제어 장치(100)는 차량으로부터 기준범위 내 신호등이 존재하지 않으면 기존 패턴을 기반으로 최종 변속단을 결정하여(S195), 변속 제어를 수행한다(S200). 이 경우, 차량에 대한 중립 주행이 허용될 수 있다.

한편, 차량으로부터 기준범위 내 신호등이 존재하는 것으로 확인되면, 차량의 변속 제어 장치(100)는 V2I 통신을 통해 신호등(또는 신호등 제어기)로부터 신호등의 상태 정보를 수집한다(S130).

이때, 차량의 변속 제어 장치(100)는 'S130' 과정에서 수집된 신호등의 상태 정보에 기초하여 현재 신호등 상태 및 다음 신호등 상태를 확인한다.

여기서, 차량의 변속 제어 장치(100)는 현재 신호등 상태가 적색(RED)이 아니고(S140), 다음 신호등 상태도 적색(RED)이 아니면(S141), 기존 패턴을 기반으로 최종 변속단을 결정하여(S195), 변속 제어를 수행한다(S200).

또한, 차량의 변속 제어 장치(100)는 현재 신호등 상태가 적색(RED)이 아니고(S140), 다음 신호등 상태가 적색(RED)이고(S141), 차량의 예상 정지 시간 T_STOP이 적색 상태로 변경되는 예상 시간(T_RED) 보다 짧거나 같으면(S143), 기존 패턴을 기반으로 최종 변속단을 결정하여(S195), 변속 제어를 수행한다(S200).

한편, 차량의 변속 제어 장치(100)는 'S143' 과정에서 차량의 예상 정지 시간 T_STOP이 적색 상태로 변경되는 예상 시간(T_RED) 보다 길면, 'S160' 이후 과정을 수행한다.

또한, 차량의 변속 제어 장치(100)는 현재 신호등 상태가 적색(RED)이고(S140), 다음 신호등 상태도 적색(RED)인 경우에도 'S160' 이후 과정을 수행한다.

또한, 차량의 변속 제어 장치(100)는 현재 신호등 상태가 적색(RED)이고(S140), 다음 신호등 상태가 적색(RED)이 아니고(S150), 이때 차량의 예상 정지 시간 T_STOP이 녹색 상태로 변경되는 예상 시간(T_GREEN) 보다 짧거나 같으면(S151), 'S160' 이후 과정을 수행한다.

차량의 변속 제어 장치(100)는 'S160' 과정에서 차량에서 신호등 사이 구간 내에 선행 차량이 존재하는지를 확인하여 존재하면(S160), 신호등 위치 기반의 예상 정지 서리 D_S에서 오프셋 거리 D_OFFSET를 차감한 값을 목표 거리 D_T로 설정한다(S170). 한편, 'S160' 과정에서 차량에서 신호등 사이 구간 내에 선행 차량이 존재하는지를 확인하여 존재하지 않으면(S160), 선행 차량 위치 기반의 예상 정지 거리에서 오프셋 거리 D_OFFSET를 차감한 값을 목표 거리 D_T로 설정한다(S175).

차량의 변속 제어 장치(100)는 'S170' 또는 'S175' 과정에서 목표 거리 D_T가 설정되면, 각 변속단별 속도 프로파일을 계산하고(S180), 'S180' 과정에서 계산된 속도 프로파일에 기초하여 목표 위치에서 목표 속도를 수렴하는 최종 변속단을 결정한다(S190).

따라서, 차량의 변속 제어 장치(100)는 'S190' 과정에서 결정된 최종 변속단을 기준으로 속도 프로파일에 기초하여 차량의 변속 제어를 수행한다(S200).

차량의 변속 제어 장치(100)는 현재 신호등 상태가 적색(RED)이고(S140), 다음 신호등 상태가 적색(RED)이 아니고(S150), 이때 차량의 예상 정지 시간 T_STOP이 녹색 상태로 변경되는 예상 시간(T_GREEN) 보다 길면(S151), 기존 패턴을 기반으로 최종 변속단을 결정하여(S155), 변속 제어를 수행한다(S200). 이 경우, 차량에 대한 중립 주행은 차단될 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 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 20: 신호등
30: 위성 100: 차량의 변속 제어 장치
110: 제어부 120: 인터페이스부
130: 센서부 140: 통신부
150: 저장부 160: 판단부
170: 정지 위치 예측부 180: 변속단 결정부

Claims

타력 주행 시 전방의 도로 상에 위치한 신호등의 상태 정보에 기초하여 속도 추종 제어를 수행할지를 결정하는 판단부;
차량 및 신호등의 위치 정보에 기초하여 상기 차량의 정지 위치를 예측하는 정지 위치 예측부;
상기 예측된 정지 위치를 기준으로 목표 위치 및 목표 속도를 결정하고, 각 변속단별 속도 프로파일을 구성하여 상기 목표 위치 및 목표 속도를 기반으로 최종 변속단을 결정하는 변속단 결정부; 및
상기 최종 변속단을 기준으로 속도 추종 변속 제어를 수행하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 판단부는,
현재 신호등의 상태 정보와, 다음 신호등의 상태 정보, 차량과 신호등 간 거리에 기초하여 차량이 정지 위치에 도달하는 예상 시간 및 신호등의 상태가 전환되는 예상 시간을 고려하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행의 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 적색이면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 더 짧거나 같으면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 길면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 길면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 금지하는 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 짧거나 같으면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판단부는,
신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호 또한 녹색이면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정지 위치 예측부는,
차량과 상기 신호등의 위치 사이에 선행 차량이 존재하지 않으면, 상기 차량과 상기 신호등 사이의 거리를 예상 정지 거리로 결정하고, 상기 예상 정지 거리에 기초하여 예상 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정지 위치 예측부는,
차량과 상기 신호등의 위치 사이에 선행 차량이 존재하면, 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리를 예상 정지 거리로 결정하고, 상기 예상 정지 거리에 기초하여 예상 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변속단 결정부는,
상기 예측된 정지 위치에서 오프셋 거리만큼 차감한 위치를 목표 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 변속단 결정부는,
상기 각 변속단별 속도 프로파일 중 상기 목표 위치 및 목표 속도를 수렴하는 변속단을 최종 변속단으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량의 현재 위치에서 예상 변속 위치까지 중립 제어를 수행하고, 상기 예상 변속 위치에 도달하면 상기 결정된 최종 변속단에 따라 변속을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 차량은,
자동변속기, 무단변속기 또는 다단감속기가 적용된 차량인 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 장치.
타력 주행 시 전방의 도로 상에 위치한 신호등의 상태 정보에 기초하여 속도 추종 제어를 수행할지를 결정하는 단계;
차량 및 신호등의 위치 정보에 기초하여 상기 차량의 정지 위치를 예측하는 단계;
상기 예측된 정지 위치를 기준으로 목표 위치 및 목표 속도를 결정하고, 각 변속단별 속도 프로파일을 구성하여 상기 목표 위치 및 목표 속도를 기반으로 최종 변속단을 결정하는 단계; 및
상기 최종 변속단을 기준으로 속도 추종 변속 제어를 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
현재 신호등의 상태 정보와, 다음 신호등의 상태 정보, 차량과 신호등 간 거리에 기초하여 차량이 정지 위치에 도달하는 예상 시간 및 신호등의 상태가 전환되는 예상 시간을 고려하여 속도 추종 제어 또는 중립 주행의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 적색이면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 더 짧거나 같으면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 것으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 길면, 속도 추종 제어를 실행하고, 중립 주행 제어를 선택적으로 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
신호등의 현재 신호가 적색이고, 예상 차기 신호가 녹색이고, 신호등이 녹색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 길면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 금지하는 것을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호가 적색이고, 신호등이 적색으로 변경될 예상 시간 보다 차량의 정지 위치 도달 예상 시간이 짧거나 같으면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
신호등의 현재 신호가 녹색이고, 예상 차기 신호 또한 녹색이면, 속도 추종 제어를 미 실행하고, 중립 주행 제어를 상시 허용하는 것으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 정지 위치를 예측하는 단계는,
차량과 상기 신호등의 위치 사이에 선행 차량이 존재하지 않으면, 상기 차량과 상기 신호등 사이의 거리를 예상 정지 거리로 결정하는 단계; 및
상기 예상 정지 거리에 기초하여 예상 정지 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 정지 위치를 예측하는 단계는,
차량과 상기 신호등의 위치 사이에 선행 차량이 존재하면, 상기 차량과 상기 선행 차량 사이의 거리를 예상 정지 거리로 결정하는 단계; 및
상기 예상 정지 거리에 기초하여 예상 정지 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 최종 변속단을 결정하는 단계는,
상기 예측된 정지 위치에서 오프셋 거리만큼 차감한 위치를 목표 위치로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 최종 변속단을 결정하는 단계는,
상기 각 변속단별 속도 프로파일 중 상기 목표 위치 및 목표 속도를 수렴하는 변속단을 최종 변속단으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속 제어 방법.