JP6412404B2 - 車両用変速制御方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用変速制御方法および装置に係り、より詳しくは、前方道路の曲率半径および運転者の短期運転性向指数により補正された変速段へ変速を制御する車両用変速制御方法および装置に関する。

車両の走行性能と関連した顧客の満足度は車両がどの程度顧客の性向に合うように走行するかにかかっている。ところで、顧客の性向は多様な反面、同一の車種に対しては車両の性能特性が一つの性能特性と定められているため、顧客の運転性向と車両の反応との間には差が発生することがある。これによって、顧客は時々車両の走行性能に対して不満をもつようになる。従って、顧客の運転性向を把握し、顧客の運転性向に合わせて車両が反応するように変速を制御すれば走行性能と関連した顧客の満足度を極大化することができる。

これによって、顧客の運転性向を長期間学習し、学習された運転性向により変速を制御する方法が開発された。学習された運転性向により変速を制御する方法は、顧客の運転性向は一定であるという仮定下に行われる。しかし、運転者の性向は常時一定したものでなく、運転者の感情や瞬間的な運転意志の変化、道路条件などにより異なるようになるため、学習された運転性向はある一瞬間における運転者の実際の性向とは大きな差がある。これによって、学習された運転性向に合わせて変速制御を行う場合、運転者の実際の意志を変速に反映することができず、むしろ運転者の不満を招くという問題があった。
例えば、運転者が加速ペダルを多く踏んだ場合、従来の変速制御装置は、車両が登坂路で運転するために運転者が加速ペダルを多く踏んだのか、または車両を加速するために運転者が加速ペダルを多く踏んだのかを区別することができなかった。これによって、誤った変速制御を行って運転者の不満を招くことがあった。

一方、道路の前方に曲率道路が存在しても車両は運転者の意志（例えば、加速ペダルを踏む行為）に基づいて走行する。ところで、運転者が前方道路の曲率半径を正確に認知していない状態で車両が曲率道路に進入したり曲率道路から抜け出ることがある。車両が高い変速段で曲率半径が小さい道路に進入すると事故の危険が高く、急制動により燃費が悪化するおそれがある。これとは異なり、車両が低い変速段で曲率道路を抜け出る場合、加速感が悪化するおそれがある。したがって、前方に存在する道路の曲率半径により変速を制御する必要が生ずる。

韓国特許出願第１０−２０１３−０１１４６９２号 特開平１１−２４０４３４号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、前方道路の曲率半径および運転者の性向により最適の変速段で車両が走行できるようにする車両用変速制御方法および装置を提供することにその目的がある。

本発明による車両用変速制御装置は、加速ペダルの位置を検出する加速ペダル位置センサーと、車速を検出する車速センサーと、道路の勾配度と曲率半径を含む道路の情報を提供するナビゲーション装置と、前記加速ペダル位置センサーおよび車速センサーから加速ペダルの位置および車速を含む入力変数に対する情報を受取り、前記情報に基づいて運転者の短期運転性向指数と目標変速段を計算し、前記ナビゲーション装置から前方道路の曲率半径に対する情報を受取り、前記短期運転性向指数、前方道路の曲率半径および前記目標変速段に基づいて補正変速段を決定し、前記補正変速段への変速を制御する制御機と、を含み、前記補正変速段への変速を制御する途中、前記入力変数が変化しても、前記制御機は前記補正変速段への変速を継続して制御することを特徴とする。

前記ナビゲーション装置は、前記制御機に道路の勾配度に対する情報をさらに伝達し、前記制御機は、前記道路の勾配度をさらに考慮して運転者の短期運転性向指数を計算することを特徴とする。

前記制御機は、前記前方道路の曲率半径が設定曲率半径以上である場合、前記目標変速段への変速を制御することを特徴とする。

前記運転者の短期運転性向指数は、少なくとも二つ以上の領域に区分され、各領域では同一の目標変速段と同一の曲率半径の条件下で前記補正変速段は一定に維持されることを特徴とする。

また、本発明は、加速ペダルの位置を検出する加速ペダル位置センサーと、
車速を検出する車速センサーと、
道路の勾配度と曲率半径を含む道路の情報を提供するナビゲーション装置と、
前記加速ペダル位置センサーおよび車速センサーから加速ペダルの位置および車速を含む入力変数に対する情報を受取り、前記情報に基づいて運転者の短期運転性向指数と目標車速を計算し、前記ナビゲーション装置から前方道路の曲率半径に対する情報を受取り、前記短期運転性向指数、前方道路の曲率半径および前記目標車速に基づいて補正車速を決定し、前記補正車速で走行するように制御する制御機と、
を含むことを特徴とする。

本発明による車両用変速制御方法は、車両の現在位置に基づいて前方に曲率道路が存在するかを判断する段階と、前方に曲率道路が存在する場合、前方道路の曲率半径を計算する段階と、加速ペダルの位置および車速を含む入力変数を検出する段階と、前記入力変数に基づいて運転者の短期運転性向指数を計算する段階と、前記入力変数に基づいて目標変速段を決定する段階と、前記目標変速段、短期運転性向指数および前方道路の曲率半径に基づいて補正変速段を決定する段階と、前記補正変速段への変速を制御する段階と、を含み、前記補正変速段への変速を制御する途中、前記入力変数が変化しても、前記補正変速段は変化しないことを特徴とする。

前記短期運転性向指数は、道路の勾配度をさらに考慮して計算されることを特徴とする。

前記前方道路の曲率半径が設定曲率半径以上である場合、前記補正変速段は前記目標変速段と同一であることを特徴とする。

本発明の車両用変速制御方法および装置によれば、前方道路の曲率半径および運転者の性向により最適の変速段で車両を走行させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用変速制御装置のブロック図である。 本発明の実施形態による車両用変速制御方法のフローチャートである。 前方道路の曲率半径と短期運転性向指数に応じた補正変速段の一例を示したグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用変速制御装置のブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る車両用変速制御装置は、データ検出部１０と、制御機２０と、変速機３０と、エンジン４０とを含む。
データ検出部１０は、運転者の短期運転性向を判断し、車両の変速制御のためのデータを検出し、データ検出部１０で検出されたデータは制御機２０に伝達される。データ検出部１０は、加速ペダル位置センサー１１と、車速センサー１２と、ナビゲーション装置１３と、衛星航法装置（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＧＰＳ）１４とを含む。

加速ペダル位置センサー１１は、運転者が加速ペダルを押した程度を測定する。即ち、加速ペダル位置センサー１１は、運転者の加速意志と関連したデータを測定する。
車速センサー１２は、車両の速度を測定し、車両のホイールまたは変速機の出力軸に装着されている。これとは異なり、車両に装着された衛星航法装置（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＧＰＳ）で受信したＧＰＳ信号に基づいて車速を計算することができる。
一方、ペダル位置センサー１１の信号と車速センサー１２の信号に基づき、変速パターンを用いて目標変速段が計算され、目標変速段への変速が制御される。

即ち、複数の遊星ギヤセットと複数の摩擦要素が備えられた自動変速機の場合には、複数の摩擦要素に供給されたり複数の摩擦要素から解除される油圧が調節される。また、二重クラッチ変速機の場合には、複数のシンクロナイザ機構およびアクチュエータに加えられる電流が制御される。
ナビゲーション装置１３は、目的地までの経路を運転者に知らせる装置である。ナビゲーション装置１３には、ルート案内に関する情報を入出力する入出力部と、車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出部と、ルート計算に必要な地図データと案内に必要なデータが保存されたメモリと、ルート探索やルート案内を実行するための制御部などが含まれる。
しかし、本発明の実施形態では、ナビゲーション装置１３は、制御機２０に道路の勾配度や道路の曲率半径など道路の形状に対する情報を提供することができれば十分である。したがって、本明細書および特許請求の範囲でナビゲーション装置１３には、制御機２０に道路の形状に対する情報を提供できる如何なる装置（例えば、道路に対するマップデータを保存しているサーバーを含む）も含まれる。

ＧＰＳ１４は、ＧＰＳ衛星から送信される電波を受信し、これに対する信号をナビゲーション装置１３に伝達する。
制御機２０は、データ検出部１０で検出されたデータに基づいて運転者の短期運転性向指数を計算する。運転者の短期運転性向指数は、運転者の性向と関連した複数のファジィルールをどの程度満足するかに基づいて計算され、運転者の短期運転性向指数を計算するためにファジィ制御理論（ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ）が用いられる。
また、制御機２０は、運転者の短期運転性向指数と前方道路の曲率半径に基づいて変速制御を行う。即ち、制御機２０は、短期運転性向指数および前方道路の曲率半径により変速機３０またはエンジン４０を制御する。

具体的に、制御機２０は、短期運転性向指数および前方道路の曲率半径により目標変速段を補正し、補正された変速段への変速を行う。
また、制御機２０は、短期運転性向指数および前方道路の曲率半径によりエンジン４０の出力を制限する。この目的のために、制御機２０は、設定されたプログラムにより動作する一つ以上のプロセッサーで具現されてもよく、前記設定されたプログラムは本発明の実施形態に係る変速制御方法の各段階を行うようにプログラミングされたものである。
一方、短期運転性向指数は、運転者の運転性向と関連した指数を意味し、必ずしも短い期間の運転者の運転性向と関連した指数のみを意味するものではない。

以下、図２および図３を参照して本発明の実施形態に係る車両用変速制御方法を具体的に説明する。
図２は、本発明の実施形態による車両用変速制御方法のフローチャートであり、図３は、前方道路の曲率半径と短期運転性向指数に応じた補正変速段の一例を示したグラフである。
図２に示すように、本発明の実施形態に係る変速制御方法は、運転性向に応じた変速制御条件を満足するかを判断することで始まる。
即ち、車両が走行中に制御機２０は運転性向に応じた変速制御条件を満足するかを判断する（Ｓ１１０）。運転性向に応じた変速制御条件は、運転者が運転性向に応じた変速を希望したり（例えば、作動スイッチをオンまたはオフする）、運転性向に応じた変速が不必要でなければ（例えば、深刻な混雑道路を運行）満足するものとできる。

Ｓ１１０段階で運転性向に応じた変速制御条件を満足すると、制御機２０は車両の現在位置を検出する（Ｓ１２０）。例えば、ＧＰＳ衛星で送信される電波に基づいて車両の現在位置に対応する座標データを決定し、前記座標データを地図データとマッチングすることによって車両の現在位置を検出することができる。
車両の現在位置が検出されると、制御機２０はナビゲーション装置１３から提供される地図データと道路の形状に対する情報に基づいて前方に曲率道路が存在するかを判断する（Ｓ１３０）。ここで前方とは、車両の進行方向に沿って現在車両からの距離が設定距離内であることを意味する。
Ｓ１３０段階で前方に曲率道路が存在すると判断されると、制御機２０は前方道路の曲率半径を計算する（Ｓ１４０）。地図データに基づいて前方道路の曲率半径を計算する方法は当業者によく知られているため、これについての詳細な説明は省略する。

その後、データ検出部１０は、入力変数を検出する（Ｓ１５０）。即ち、加速ペダル位置センサー１１が加速ペダルの位置を検出し、車速センサー１２が車速を検出し、ナビゲーション装置１３は道路の勾配度を検出する。また、加速ペダル位置センサー１１、車速センサー１２およびナビゲーション装置１３は、検出された入力変数に対する情報を制御機２０に伝達する。図２では、制御機２０が前方道路の曲率半径を計算した後、データ検出部１０が入力変数を検出することを例示したが、これに限定されない。例えば、Ｓ１２０段階で車両の現在位置を検出する時、入力変数も共に検出することができる。

データ検出部１０がデータを検出して制御機２０に伝達すると、制御機２０は短期運転性向指数を計算する（Ｓ１６０）。即ち、制御機２０は運転者の性向と関連した複数のファジィルールをどの程度満足するかに基づいて運転者の短期運転性向指数を計算する。運転者の短期運転性向指数を計算する方法は、特許文献１に開示したため、これについての詳細な説明は省略する。また、同文献に含まれているすべての内容は、参考として本明細書に全部含まれる。

Ｓ１６０段階で短期運転性向指数が計算されると、制御機２０は前記入力変数に基づいて目標変速段を決定する（Ｓ１７０）。通常、制御機２０は常時車速と加速ペダルの位置に基づいて変速パターンマップから目標変速段を決定し、決定された目標変速段により変速を制御する。Ｓ１７０段階での目標変速段の決定は、補正変速段を決定するためである。また、運転者の短期運転性向指数をさらに考慮して目標変速段を決定することもできる。一方、車速と加速ペダルの位置に基づいて現在変速段が締結されているため、前記目標変速段の代わりに現在の変速段を使用することもできる。したがって、本明細書および特許請求の範囲で目標変速段は現在変速段を含むものである。

目標変速段が決定されると、制御機２０は前記目標変速段、前方道路の曲率半径および短期運転性向指数に基づいて補正変速段を決定する（Ｓ１８０）。図３に示すように、前方道路の曲率半径および短期運転性向指数に応じた補正変速段が予め保存されている。図３には、目標変速段が前進８速であり、短期運転性向指数が５つの領域に区分されるものを例示したが、これに限定されない。前記５つの領域は「非常にスポーティー」、「スポーティー」、「普通」、「マイルド」、「非常にマイルド」である。「非常にスポーティー」領域は短期運転性向指数が８０％〜１００％である領域であり、「スポーティー」領域は短期運転性向指数が６０％〜８０％である領域であり、「普通」領域は短期運転性向指数が４０％〜６０％である領域であり、「マイルド」領域は短期運転性向指数が２０％〜４０％である領域であり、「非常にマイルド」領域は短期運転性向指数が０％〜２０％である領域である。

図３に示すように、各領域では同一の目標変速段と同一の曲率半径の条件下で前記補正変速段は一定に維持される。
前方道路の曲率半径がＲである場合、「非常にスポーティー」である運転者は補正変速段が前進４速であり、「スポーティー」である運転者は補正変速段が前進６速であり、「普通」である運転者は補正変速段が前進７速であり、「マイルド」または「非常にマイルド」である運転者は補正変速段が前進８速である。
即ち、運転者の運転性向が「非常にスポーティー」な領域に近いほどより多くの変速段を下向させて強いエンジンブレーキ力を感じるようにできる。
また、前方道路の曲率半径がＲ１以上である場合、運転者の運転習慣に対する曲率半径の影響が少ないため、目標変速段を補正せずに目標変速段へ変速を制御する。

補正変速段が決定された後、制御機２０は決定された補正変速段への変速を制御する（Ｓ１９０）。即ち、車両が前記曲率道路に進入する前に補正変速段の締結が完了するように制御機２０は変速機３０およびエンジン４０を制御する。前記補正変速段は、運転者の運転性向と前方道路の曲率半径により設定される最適の変速段であるため、運転者の運転操作とは関係なく設定される。したがって、前記補正変速段への変速を制御する途中、前記入力変数が変化しても、制御機２０は前記補正変速段への変速を継続して制御することができる。
一方、Ｓ１１０段階で運転性向に応じた変速制御条件を満足しないか、Ｓ１３０段階で前方に曲率道路が存在しない場合、制御機２０は車速と加速ペダルの位置に基づいて変速パターンマップから目標変速段を決定し（Ｓ２００）、前記決定された目標変速段へ変速を制御する（Ｓ２１０）。

前述した実施形態では変速段を補正することを例示したが、これに限定されない。一部の実施形態では制御機２０が加速ペダルの位置および現在の車速に基づいて目標車速を決定し、前記短期運転性向指数、前方道路の曲率半径および前記目標車速に基づいて補正車速を決定し、前記補正車速で走行するように変速機３０およびエンジン４０を制御することができる。
前述のように、本発明の実施形態によれば、運転者の運転性向および前方道路の曲率半径により適切な変速段で車両を走行するため、燃費向上および事故危険率を低めることができる。
また、スポーティーな運転者は強いエンジンブレーキ力を感じるようにし、マイルドな運転者は弱いエンジンブレーキ力を感じるようにして顧客の満足度を向上させることができる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１０…データ検出部
１１…加速ペダル位置センサー
１２…車速センサー
１３…ナビゲーション装置
１４…ＧＰＳ
２０…制御機
３０…変速機
４０…エンジン

Claims (11)

1. 加速ペダルの位置を検出する加速ペダル位置センサーと、
   車速を検出する車速センサーと、
   道路の勾配度と曲率半径を含む道路の情報を提供するナビゲーション装置と、
   前記加速ペダル位置センサーおよび車速センサーから加速ペダルの位置および車速を含む入力変数に対する情報を受取り、前記情報に基づいて運転者の短期運転性向指数と目標変速段を計算し、前記ナビゲーション装置から前方道路の曲率半径に対する情報を受取り、前記短期運転性向指数、前方道路の曲率半径および前記目標変速段に基づいて補正変速段を決定し、前記補正変速段への変速を制御する制御機と、
   を含み、
   前記補正変速段への変速を制御する途中、前記入力変数が変化しても、前記制御機は前記補正変速段への変速を継続して制御することを特徴とする車両用変速制御装置。
2. 前記ナビゲーション装置は、前記制御機に道路の勾配度に対する情報をさらに伝達し、
   前記制御機は、前記道路の勾配度をさらに考慮して運転者の短期運転性向指数を計算することを特徴とする請求項１に記載の車両用変速制御装置。
3. 前記制御機は、前記前方道路の曲率半径が設定曲率半径以上である場合、前記目標変速段を変更せずに前記目標変速段への変速を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用変速制御装置。
4. 前記運転者の短期運転性向指数は、少なくとも二つ以上の領域に区分され、各領域では同一の目標変速段と同一の曲率半径の条件下で前記補正変速段は一定に維持されることを特徴とする請求項１に記載の車両用変速制御装置。
5. 加速ペダルの位置を検出する加速ペダル位置センサーと、
   車速を検出する車速センサーと、
   道路の勾配度と曲率半径を含む道路の情報を提供するナビゲーション装置と、
   前記加速ペダル位置センサーおよび車速センサーから加速ペダルの位置および車速を含む入力変数に対する情報を受取り、前記情報に基づいて運転者の短期運転性向指数と目標車速を計算し、前記ナビゲーション装置から前方道路の曲率半径に対する情報を受取り、前記短期運転性向指数、前方道路の曲率半径および前記目標車速に基づいて補正車速を決定し、前記補正車速で走行するように制御する制御機と、
   を含むことを特徴とする車両用変速制御装置。
6. 前記ナビゲーション装置は、前記制御機に道路の勾配度に対する情報をさらに伝達し、
   前記制御機は、前記道路の勾配度をさらに考慮して運転者の短期運転性向指数を計算することを特徴とする請求項５に記載の車両用変速制御装置。
7. 前記制御機は、前記前方道路の曲率半径が設定曲率半径以上である場合、前記目標車速で走行するように制御することを特徴とする請求項５に記載の車両用変速制御装置。
8. 車両の現在位置に基づいて前方に曲率道路が存在するかを判断する段階と、
   前方に曲率道路が存在する場合、前方道路の曲率半径を計算する段階と、
   加速ペダルの位置および車速を含む入力変数を検出する段階と、
   前記入力変数に基づいて運転者の短期運転性向指数を計算する段階と、
   前記入力変数に基づいて目標変速段を決定する段階と、
   前記目標変速段、短期運転性向指数および前方道路の曲率半径に基づいて補正変速段を決定する段階と、
   前記補正変速段への変速を制御する段階と、
   を含み、
   前記補正変速段への変速を制御する途中、前記入力変数が変化しても、前記補正変速段は変化しないことを特徴とする車両用変速制御方法。
9. 前記短期運転性向指数は、道路の勾配度をさらに考慮して計算されることを特徴とする請求項８に記載の車両用変速制御方法。
10. 前記前方道路の曲率半径が設定曲率半径以上である場合、前記補正変速段は前記目標変速段と同一であることを特徴とする請求項８に記載の車両用変速制御方法。
11. 前記運転者の短期運転性向指数は、少なくとも二つ以上の領域に区分され、各領域では同一の目標変速段と同一の曲率半径の条件下で前記補正変速段は一定に維持されることを特徴とする請求項８に記載の車両用変速制御方法。
    

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