KR100911636B1

KR100911636B1 - 차량 주행 제어 장치

Info

Publication number: KR100911636B1
Application number: KR1020087005169A
Authority: KR
Inventors: 마사토 가이가와
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-08-12
Also published as: WO2007015584A1; CN101238020A; KR20080032003A; JP2007038933A; DE112006002019T5; US20090048746A1

Abstract

차량 주행 제어 장치가 제공된다. 차량은 장착된 엔진 (2) 및 정속 주행 제어 및 변속 제어를 구현하는 기능을 갖는다. 이 장치는 요구값 연산부 (14), 엔진 제어부 (16), 기대값 연산부 (12), 보상부 (18), 및 AI-시프트 제어부 (20) 를 포함한다. 요구값 연산부 (14) 는 목표 속도를 실현하는데 필요한 요구값을 연산한다. 엔진 제어부 (16) 는 요구값에 기초하여 엔진 (2) 의 출력을 조정한다. 기대값 연산부 (12) 는 차량 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 기대값을 연산한다. 요구값 및 기대값의 비교 결과를 포함하는 차량 운전 상태에 기초하여, 보상부 (18) 는 요구값 및 기대값 중 하나를 선택하여, 이 선택된 값에 기초하여 기어를 변경한다. 결과적으로, 정속 주행 제어 동안 운전자의 운전 조작이 복잡해지는 것이 회피된다.

일정 속도 제어, 변속 제어

Description

차량 주행 제어 장치{VEHICLE CRUISE CONTROL APPARATUS}

기술 분야

본 발명은 차량을 목표 차량 속도로 주행하게 하는 정속 주행 제어, 및 차량 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 적절한 변속 기어를 선택하는 변속 제어를 구현하는 기능을 갖는 차량용 주행 제어 장치에 관한 것이다.

배경 기술

내연 엔진과 같은 차량 엔진의 출력의 주행 제어 장치에 의한 조정을 통해, 운전자가 가속기 페달을 릴리스하게 유지하는 경우에도 정속 주행 제어, 즉, 소위 주행 제어가 구현되는 차량은 목표 차량 속도로 주행할 수 있다 (예를 들어, 일본 공개 특허 공보 제 11-257477 호).

일본 특허 공개 공보 제 11-257477 호에 따른 기술에서, 정속 주행 제어를 위한 스로틀 개도 제어 및 엔진-제동 제어는, 차량의 실제 가속을 고려하면서 엔진의 출력에 기초하여 구현된다. 특히, 정속 주행 동안, 지속적인 가변 변속기의 의해 엔진-제동 제어를 제한하면서, 스로틀 개방 정도 제어를 통해 엔진의 목표 회전 속도를 실현하도록 설계된다.

일본 특허 공개 공보 제 11-257477 호에서, 운전자의 운전 조작에 기초한 정규-주행 제어와 정속 주행 제어 사이의 스위칭은 정속 주행 스위치의 스위칭을 통해서만 수행된다. 그러나, 정속 주행 제어 동안 운전자가 가속 동작 또는 제동 동작을 구현하는 경우에 관하여, 일본 특허 공개 공보 제 11-257477 호는 정속 주행 제어의 관점에서, 차량의 가속 또는 감속에 대한 요구의 레벨 및 차량의 가속 또는 감속에 대한 운전자의 기대의 레벨, 및 그 레벨에서의 차이가 보상되는 방법을 개시하지 않는다.

특히, 정속 주행 제어 관점에서 차량의 가속 또는 감속에 대한 요구의 레벨에 대응하는 변속 제어와 운전자의 기대의 레벨에 대응하는 변속 제어 사이의 보상은 고려되지 않는다. 따라서, 정속 주행 제어 동안 변속 제어가 적절하게 구현되지 않기 때문에, 그에 의해 목표 차량 속도가 충분히 유지되지 않고, 운전자의 동작이 필요한 경우가 발생한다. 따라서, 그 결과, 운전자의 운전 조작이 복잡해질 수도 있다.

본 발명의 요약

본 발명의 목적은 정속 주행 제어 동안 적절하게 기어를 변경함으로써 운전자의 운전 조작이 복잡해지는 것을 회피하는 것이다.

상기 목적을 획득하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따라 차량 주행 제어 장치가 제공된다. 차량은 그에 장착된 엔진, 차량을 일정 목표 속도로 주행하게 하는 정속 주행 제어를 구현하는 기능, 및 차량의 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 적절한 변속 기어를 선택하는 변속 제어를 구현하는 기능을 갖는다. 이 장치는 요구값 연산부, 출력 조정부, 기대값 연산부, 및 보상 및 기어 시프트부를 구비한다. 요구값 연산부는 목표 속도을 실현하는데 필요한 요구값을 연산한다. 요구값은 제동력 및 구동력을 포함한다. 출력 조정부는 요구 값에 기초하여 엔진의 출력을 조정한다. 기대값 연산부는 차량 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 기대값을 연산한다. 기대값은 운전자에 의해 기대된 값이고 제동력 및 구동력을 포함한다. 요구값과 기대값의 비교 결과를 포함하는 차량 운전 상태에 기초하여, 보상 및 기어 시프트부는 요구값 및 기대값 중 하나의 값을를 선택하여, 이 선택된 값에 기초하여 기어를 변경한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라 차량을 제어하는 방법이 제공된다. 차량은 차량을 일정 목표 속도로 주행하게 하는 정속 주행 제어, 및 차량의 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 적절한 변속 기어를 선택하는 변속 제어를 구현한다. 이 방법은, 목표 속도를 실현하는데 필요한, 제동력 및 구동력을 포함하는 요구값을 연산하는 단계; 이 요구값에 기초하여 차량의 엔진의 출력을 조정하는 단계; 차량 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여, 운전자에 의해 기대되는 값이며 제동력 및 구동력을 포함하는 기대값을 연산하는 단계; 요구값과 기대값의 비교 결과를 포함하는 차량 운전 상태에 기초하여 요구값 및 기대값 중 하나의 값을 선택하는 단계; 및 이 선택된 값에 기초하여 기어를 변경시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 원리를 예시적인 방법으로 설명하는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도면의 간단한 설명

본 발명은 그 목적 및 이점과 함께 첨부된 도면과 함께 현재 선호된 실시형태의 다음의 설명을 참조함으로써 최상으로 이해될 수도 있다.

도 1 은 제 1 실시형태에 따른 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2 는 제 1 실시형태에 따른 차량 주행 제어 장치를 도시하는 블록도이다.

도 3 은 제 1 실시형태에 따른 보상부 및 AI-시프트 제어부 기능의 일부를 나타내는 플로우챠트이다.

도 4 는 제 1 실시형태에 따른 제어의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트이다.

도 5 는 제 2 실시형태에 따른 차량 주행 제어 장치를 도시하는 블록도이다.

도 6 은 제 2 실시형태에 따른 목표-차량-속도 제한 프로세싱을 나타내는 플로우챠트이다.

도 7 은 제 2 실시형태에 따른 제어의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트이다.

본 발명을 실행하는 최상의 모드

[제 1 실시형태]

도 1 은 가솔린 엔진 (이하 엔진으로 지칭됨; 2), 자동 변속기 (4), 및 엔진 (2) 및 자동 변속기 (4) 각각에 대한 전기 제어 유닛 (ECU; 6 및 8) 을 도시하는 블록도이다. 엔진 (2) 은 차량에 차량 엔진으로서 장착된다. 또한, 가솔린 엔진 이외에, 디젤 엔진 또는 다른 타입의 엔진이 이용될 수도 있다.

제 1 실시형태에서, 엔진 (2) 에, 예를 들어, 4 개의 실린더인 복수의 실린더가 제공된다. 각각의 연료 주입 밸브가 실린더의 흡입 포트에 제공된다. 각각의 실린더에서, 엔진에 의해 필요한 주입량에 대응하는 연료가 연료 주입 밸브로부터 주입된다. 또한, 엔진 (2) 에, 흡입량 센서, 가속 페달 위치 센서, 스로틀 개방 정도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 실린더 구별 센서, 냉각수 온도 센서, 및 흡입 온도 센서와 같은 다양한 타입의 센서 (10) 가 제공된다. 상기 센서의 출력을 통하고, 차량에 제공되는 브레이크 페달력 센서, 브레이크 스위치 등에 의해, 엔진 ECU (6) 는 엔진 (2) 의 동작 상태 및 차량의 구동 상태를 검출한다. 또한, 엔진 ECU (6) 은 변속기 ECU (8) 과 통신한다. 엔진 ECU (6) 과 변속기 ECU (8) 은 서로 커맨드 및 데이터 아이템을 교환한다. 커맨드 및 데이터 아이템에 기초하여, 엔진 ECU (6) 는 스로틀 개방 정도 제어 및 연료 주입량 제어를 통해 엔진 (2) 의 연소 상태를 제어한다.

다단 변속기인 자동 변속기 (4) 는 내부 회전 부재, 즉, 유성 기어, 클러치, 및 브레이크와 같은 다양한 타입의 기어의 활성화를 제어함으로써 기어가 변경되는 토크-컨버터 자동 변속기이다. 또한, 다양한 타입의 센서 (10) 는 자동 변속기 (4) 에 제공된 시프트-위치 센서, 입력 샤프트 회전 속도 센서 및 출력 샤프트 회전 속도 센서를 포함한다. 가속기 페달 위치 ACCP, 스로틀 개방 정도, 엔진 회전 속도 NE, 시프트 위치, 입력 샤프트 회전 속도 Ni, 및 출력 샤프트 속도 No 와 같은 데이터 아이템에 기초하여, 변속기 ECU (8) 는 운전자의 운전 조작 상태, 자동 변속기 (4) 의 내부 상태, 및 차량 구동 상태를 검출하여 자동 변속기 (4) 의 변속 제어를 구현한다.

또한, 변속기 (8) 는 엔진 ECU (6) 에 의해 검출된 데이터 아이템 중에서 냉각수 온도, 브레이크 상태 등을 판독한다. 또한, 전술한 바와 같이, 변속기 ECU (8) 는 엔진 ECU (6) 와 통신한다. 엔진 ECU (6) 와 변속기 ECU (8) 는 서로 커맨드 및 데이터 아이템을 교환한다. 커맨드 및 데이터 아이템에 기초하 여, 변속기 (8) 는 유압 제어 회로 (4a) 에서 전자기 밸브를 변경함으로써 자동 변속기 (4) 의 변속 제어를 구현한다. 예를 들어, 미리 저장된 기어 시프트 커브를 참조하여, 변속기 ECU (8) 는 차량 속도 SPD 및 연료 주입량 (또는 가속기 페달 위치 ACCP) 에 기초하여 자동 변속기 (4) 의 기어 스테이지를 결정하고, 유압 제어 회로 (4a) 의 전자기 밸브를 변경시켜, 결정된 기어 스테이지를 확립한다.

또한, 엔진 ECU (6) 및 변속기 ECU (8) 는 각각, CPU, 다양한 타입의 프로그램, 맵 등을 미리 저장하는 ROM, 연산 결과를 임시로 저장하는 RAM, 연산 결과, 미리 저장된 데이터 등을 보유하는 비휘발성 메모리, 및 입출력 인터페이스를 갖는 마이크로컴퓨터로 주로 구성된다.

도 2 는 ECU (6, 8) 모두로 실현되는 차량 주행 제어 장치를 도시하는 블록도이다. 도 2 에서, 실선으로 표시된 부분은 변속 제어에 관한 것이다.

기대값 연산부 (12) 는 차량 구동 상태 및 차량 구동상태로서 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여, 기대된 제동-구동력 Fht (N 단위) 즉, 운전자의 기대값을 연산하고, (출력 샤프트 회전 속도 No 로부터 획득된 휠 회전 속도에 기초하여 연산된) 차량 속도 SPD 가 이용된다. 운전자의 구동-동작 상태로서, 가속기 페달 위치 센서에 의해 검출된 가속기 페달 위치 ACCP, 및 브레이크 페달력 BF, 즉, 브레이크 페달력 센서에 의해 검출된 브레이크-트리딩 (treading) 력이 이용된다.

기대된 제동-구동력 Fht 는 파라미터로서 가속기 페달 위치 ACCP, 브레이크 페달력 BF, 및 차량 속도 SPD 를 갖는 맵으로부터 연산된다. 포지티브인 경우, 기대된 제동-구동력 Fht 는 구동력을 나타낸다. 네거티브인 경우, 기대된 제동 -구동력 Fht 는 제동력을 나타낸다. 따라서, 기대된 제동-구동력 Fht 가 포지티브인 경우, 운전자는 차량이 가속될 것을 기대한다. 기대된 제동-구동력 Fht 가 네거티브인 경우, 운전자는 차량이 감속될 것을 기대한다.

차량 속도 센서에 의해 검출된 차량 속도 SPD 및 운전자의 명령 동작에 따라 세팅된 목표 차량 속도 Vct 에 기초하여, 주행-제어 요구값 연산부 (14) 는 정속 주행 제어에서 요구된 력 또는 목표 차량 속도 Vct 를 실현하기 위해 요구된 제동-구동력 Fct (N 단위) 를 연산한다. 차량 속도 SPD 와 목표 차량 속도 Vct 와의 차이에 기초하여, 요구된 제동-구동력 Fct 는 맵, 방정식 계산 등을 통해 연산된다. 포지티브인 경우, 요구된 제동-구동력 Fct 은 구동력을 나타낸다. 네거티브인 경우, 요구된 제동-구동력 Fct 는 제동력을 나타낸다. 따라서, 이것은, 요구된 제동-구동력 Fct 가 포지티브인 경우에는 정속 주행 제어 (주행 제어) 가 차량을 가속하는 경향이 있고, 요구된 제동-구동력 Fct 가 네거티브인 경우에는 정속 주행 제어 (주행 제어) 가 차량을 감속하는 경향이 있는 것을 나타낸다.

기대된 제동-구동력 Fht, 요구된 제동-구동력 Fct, 브레이크 페달력 BF, 후술되는 ECT 제어부 (22) 로부터의 출력 등에 기초하여, 엔진 제어부 (16) 는 파선으로 표시되는 바와 같이 엔진 제어를 구현하여, 그에 의해 엔진 (2) 의 출력 제어가 수행된다. 실질적으로, 엔진의 출력은 스로틀 개방 정도 및 연료 주입량을 통해 확장되거나 감소된다.

대조적으로, 변속 제어 측면에 있어서, 보상부 (18) 는, 실선에 의해 나타나는 바와 같이, 기대된 제동-구동력 Fht 또는 요구된 제동-구동력 Fct 를 선택하고, 이 선택된 Fht 또는 Fct 는 선택된 제동-구동력 Fst (N 단위) 로서 세팅된다. 이러한 상황에서, 보상부 (18) 는 이하의 표 1 에 따라 제동-구동력의 선택을 구현한다.

보상부 (18) 는 제동-구동력을 선택하여 선택된 제동-구동력 Fht 를 다음과 같이 세팅한다.

(A) 운전자의 요구가 가속인 경우 (가속 페달 온)

(a) 정속 주행 제어가 가속 요구를 갖는 경우 (Fct≥0), 기대된 제동-구동력 Fht 및 요구된 제동-구동력 Fct 가 서로 비교되어, 둘 중에 더 큰 쪽이 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다. 또한, "Max (Fht, Fct)" 는 괄호안의 아이템 중 더 큰 쪽을 선택하는 연산자를 나타낸다 (둘이 서로 동일한 경우, 둘 중 하나가 선택될 수도 있음).

(b) 정속 주행 제어가 요구를 갖지 않는 경우, 기대된 제동-구동력 Fht 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다.

(c) 정속 주행 제어가 감속 요구를 갖는 경우 (Fct＜0), 기대된 제동-구동력 Fht 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다.

(B) 운전자의 요구가 감속 및 가속 모두 아닌 경우 (가속 페달 오프 및 브레이크 오프, 또는 Fht = 크립 (creep) 력)

(a) 정속 주행 제어가 가속 요구 (Fct≥0) 를 갖는 경우, 요구된 요구된 제동-구동력 Fct 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다.

(b) 정속 주행 제어가 요구를 갖지 않는 경우, 기대된 제동-구동력 Fht (=크립력) 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다.

(c) 정속 주행 제어가 감속 요구를 갖는 경우 (Fct＜0), 요구된 제동-구동력 Fct 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다.

(C) 운전자의 요구가 감속인 경우 (가속 페달 오프 및 브레이크 온, 또는 Fht ＜ 크립력).

(a) 정속 주행 제어가 가속 요구 (Fct≥0) 를 갖는 경우, 기대된 요구된 제동-구동력 Fht 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다.

(c) 정속 주행 제어가 감속 요구를 갖는 경우 (Fct＜0), 기대된 제동-구동력 Fht 및 요구된 제동-구동력 Fct 가 서로 비교되어, 둘 중에 더 작은 쪽이 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다. 또한, "Min (Fht, Fct)" 는 괄호의 아이템 중 더 작은 쪽을 선택하는 연산자를 나타낸다 (둘이 서로 동일한 경우, 둘 중 하나가 선택될 수 있음).

상기 관계로, 선택된 제동-구동력 Fst 가 선택되어 보상부 (18) 로부터 AI-시프트 제어부 (20) 로 입력된다. 선택된 제동-구동력 Fst, 입력 샤프트 회전 속도 Ni, 및 출력 샤프트 회전 속도 No 에 기초하여, AI-시프트 제어부 (20) 는 기어-시프트 커맨드를 ECT (전기 제어 변속기) 제어부 (22) 로 출력하여, 이에 의해 자동 변속기 (4) 를 적절한 기어 스테이지로 세팅한다.

특히, (B) 운전자의 요구가 감속 및 가속 모두 아니고 (c) 정속 주행 제어가 감속 요구를 갖는 경우 (Fct＜0) 인 경우, 요구된 제동-구동력 Fct 가 선택되어 선택된 제동-구동력 Fst 로서 세팅된다. 그러나, 차량이 내리막길을 가는 경우, 선택된 제동-구동력 Fst (＜0) 는 크게 감소된다. 따라서, 현재의 엔진-제동력은 충분한 선택된 제동-구동력 Fst 를 실현하지 못할 수도 있다.

그 결과, AI-시프트 제어부 (20) 에서, 도 3 에 도시된 프로세싱이 구현된다. 상기 조건 (B) - (c) 가 충족되는 한, 이 프로세싱이 주기적이고 순환적으로 구현된다.

제 1 단계에서, 현재 기어 스테이지를 포함하는 차량 구동 상태로 가능한 최대 엔진-제동력 FEBmax [N] 가 연산된다 (S102). 최대-엔진 브레인킹력 FEBmax 는, 스로틀 개방 정도가 완전히 폐쇄되어 (0%) 연료의 공급을 차단하는 경우, 현재 기어 스테이지 및 엔진 회전 속도에 기초하여 엔진 제동을 통해 획득된 최대 제동력이다. 예를 들어, 각각의 기어 스테이지에 대해, 최대 엔진-제동력 FEBmax 가 맵으로부터 연산되고, 엔진 회전 속도 NE 는 파라미터로서 이용된다. 또한, 최대 엔진-제동력 FEBmax 는 제동력이기 때문에 네거티브값으로서 세팅된다. 절대값이 커짐에 따라, 최대 엔진-제동력 FEBmax 도 더 커진다.

다음으로, 최대 엔진-제동력 FEBmax 가 선택된 제동-구동력 Fst 보다 큰지 아닌지 여부가 결정된다 (S104). FEBmax≤Fst (S104 에서 "아니요") 인 경우, 제동력의 관점에서, 선택된 제동-구동력 Fst 가 최대 엔진-제동력 FEBmax 와 동일하거나 더 작기 때문에, 프로세싱은 직접 바이패스된다. 즉, 엔진-제동력이 선택된 제동-구동력 Fst 를 실현할 수 있는 한, 차량은 다운시프트되지 않는다.

대조적으로, FEBmax≥Fst (S104 에서 "예") 인 경우, 엔진-제동력을 상승시키기 위한 다운시프팅이 가능한지 여부가 결정된다 (S106). 이 결정은, 예를 들어, 현재 기어 스테이지보다 더 낮은 기어 스테이지가 존재하는지 여부에 기초하여 구현된다. 또한, 결정 조건, 즉, 차량이 더 낮은 기어 스테이지로 다운시프트되는 조건하에서 연산된 최대 엔진-제동력 FEBmax 가 선택된 제동-구동력 Fst 보다 더 큰지 여부가 부가될 수도 있다.

다운시프팅이 가능 (S106 에서 "예") 한 경우, 그 다운시트팅이 기어-시프트 커맨드로서 세팅된 이후 프로세싱이 바이패스된다 (S108).

대조적으로, 다운시프팅이 불가능 (S106 에서 "아니오") 한 경우, 기어-시프트 커맨드를 세팅하지 않고 프로세싱이 바이패스된다. 전술한 바와 같이, 다운시프팅이 불가능한 경우, 그 이후에 구현될 정속 주행 제어는 차량 속도를 충분히 감소시킬 수 없다. 그 결과, 차량 속도 증가로 인해, 운전자는 브레이크 페달을 밟아, 이에 의해 차량 속도는 감소되며 정속 주행 제어는 취소된다.

도 4 는 도 3 에 도시된 프로세싱의 일 예를 나타내는 타이밍 챠트이다. 정속 주행 제어 동안 차량이 내리막길에 도달하여 제동-구동력 (요구된 제동-구동력 Fct) 이 점진적으로 감소되는 조건이 나타난다. 제동-구동력이 구동력 (t0 이전) 으로부터 0 [N] 아래로, 즉, 제동력 (t0 및 그 이후) 으로 다운되는 경우에도, 최대 엔진-제동력 FEBmax 가 선택된 제동-구동력 Fst 이하인 한, 엔진-제동력을 상승시키는 기어가 구현되지 않고 기어 스테이지가 유지된다. 이러한 경우에, 기어는 4 번째 기어에서 유지된다.

그러나, 최대 엔진-제동력 FEBmax 가 선택된 제동-구동력 Fst 보다 크게 되는 경우, 기어는 세번째 기어로 시프트다운된다 (t1). 따라서, 최대 엔진-제동력 FEBmax 이 감소된다. 따라서, 선택된 제동-구동력 Fst 가 더욱 감소되는 경우에도, 선택된 제동-구동력 Fst 가 실제 엔진-제동력으로서 실현될 수 있다.

결과적으로, 정속 주행 제어는 목표 차량 속도 Vct 를 유지할 수 있어, 이에 의해 차량의 가속으로 인한 운전자의 제동 동작을 회피하는 것이 가능해진다.

정속 주행 제어 동안 다운시프팅이 구현되지 않는 경우, 최대 엔진-제동력 FEBmax 는 선택된 제동-구동력 Fst 보다 작게 되어 (t1 이후), 이에 의해 차량이 가속된다. 그 후, 운전자는 제동 구동을 구현하여 (t2 이후), 가속되었던 챠량 속도 SPD 를 원래의 속도로 복귀시킨다. 따라서, 4 번째 기어가 유지되는 경우에도, 차량 속도 SPD 는 감소되어 원래의 속도로 복귀된다. 또한, 운전자의 제동 동작의 시작 (t2) 이 정속 주행 제어를 취소하기 때문에, 운전자는 정속 주행 제어를 활성화하도록 세팅 동작을 다시 구현할 필요가 없다.

청구항에서, 기대값 연산부 (12), 주행-제어 요구값 연산부 (14), 엔진 제어부 (16), 및 보상부 (18) 및 AI-시프트 제어부 (20) 는 각각 기대값 연산부, 요구값 연산부, 출력 조정부, 보상 및 기어 시프트부에 대응한다.

전술한 제 1 실시형태는 다음의 이점을 제공한다.

(A) 표 1 에 나타난 바와 같이, 보상부 (18) 는, 제동-구동력 Fct 및 Fht 사이의 비교 결과를 포함하는 차량 운전 상태 (정속 주행 제어 세팅 상태 및 운전자의 구동-동작 상태) 에 기초하여 요구된 제동-구동력 Fct 또는 기대된 제동-구동력 Fht 를 선택한다. 그 후, 선택된 제동-구동력 Fst 에 기초하여, AI-시프트 제어부 (20) 가 기어를 변경한다.

전술한 바와 같이, 요구된 제동-구동력 Fct 및 기대된 제동-구동력 Fht 는 각각 구동력 및 제동력을 포함하는 동일한-디멘젼의 제동-구동력으로서 연산된다. 따라서, 제동-구동력 Fct 및 Fht 사이의 수월하고 훨씬 정교한 비교가 가능하다.

따라서, 특히, 정속 주행 제어 동안 운전자가 가속 동작 또는 제동 동작을 구현하는 경우, 기어 변경에 관하여, 요구된 제동-구동력 Fct 을 기대된 제동-구동력 Fht 와 비교함으로써 정속 주행 제어와 운전자의 기대 사이의 수월하고 훨씬 정교한 비교가 이루어질 수도 있다. 그 결과, 실제 제동-구동력이 적절한 조건에서 이루어지기 위해서, 정속 주행 제어와 운전자의 기대 사이의 보상이 기어 변경에 관하여 이루어진다.

또한, 운전자가 가속 동작 또는 제동 동작을 구현하기 이전의 주기에서, 요구된 제동-구동력 Fct 는 구동력뿐만 아니라 제동력을 나타내기 때문에, 정속 주행 제어는 제동 요구를 적절히 나타낼 수 있다. 그 결과, 선택된 제동-구동력 Fst 에 의해 나타난 제동 요구에 기초하여, AI-시프트 제어부 (20) 는 기어를 변경할 수 있다. 따라서, 정속 주행 제어 동안, AI-시프트 제어부 (20) 는 엔진-제동력을 통해 제동력을 적절히 생성할 수 있다. 그 결과, 운전자의 제동 동작에 의존하지 않고 정속 주행이 가능한 경우의 빈도가 증가된다.

결과적으로, 정속 주행 제어 동안 기어를 적절히 변경함으로써, 운전자의 운전 조작이 복잡해지는 것을 회피할 수 있다.

(B) 정속 주행 제어 동안, 요구된 제동-구동력 Fct 가 네거티브가 되는 경우, AI-시프트 제어부 (20) 는 엔진 제동이 동작하려 한다고 결정한다. 또한, AI-시프트 제어부 (20) 는, 현재 엔진-구동력이 요구된 제동-구동력 Fct 를 충족시키지 못하는 경우, 운전자가 제동 동작을 구현하고, 이 운전자의 제동 동작이 기대된 제동-구동력 Fht 에 반영된다고 예상한다.

따라서, 최대 엔진-제동력 FEBmax 가 선택된 제동-구동력 Fst 에 도달하지 않은 경우, AI-시프트 제어부 (20) 는 엔진-제동력을 향상시키기 위해 다운시프팅함으로써 요구된 제동-구동력 Fct 와 동일한 제동력을 유지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 정속 주행 제어 동안, 목표 차량 속도 Vct 를 유지하기 위해 기어를 적절히 변경함으로써, 운전자의 제동 동작이 생략될 수 있고, 정속 주행 제어가 수행될 수 있다. 따라서, 운전자의 제동 동작 등이 복잡해지는 것을 회피하는 것이 가능하다.

[제 2 실시형태]

도 5 는 제 2 실시형태에 따른 차량 주행 제어 장치를 도시하는 블록도이다. 제 1 실시형태에서의 주행-제어 요구값 연산부 (14) 및 AI-시프트 제어부 (20) 는 각각 새로운 주행-제어 요구값 연산부 (114) 및 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 에 의해 교체된다. 구성의 나머지는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

차량에는 네비게이션 시스템이 장착된다. 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 는 네비게이션 시스템용 맵 정보를 통해 차량 전방의 도로의 정보를 수신한다. 그 후, 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 는 차량이 운행할 도로에 대해 추천된 차량 속도를 세팅한다. 추천된 차량 속도에 기초하여, 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 는 주행-제어 요구값 연산부 (114) 에 대한 목표 차량 속도 Vct 를 제한한다. 추천된 차량 속도로서, 예를 들어, 커브에 대해 세팅된 목표 차량 선회 속도가 이용된다. 또한, 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 의 다른 기능은 제 1 실시형태의 AI-시프트 제어부 (20) 의 기능과 동일하다.

주행-제어 요구값 연산부 (114) 는 추천된 차량 속도에 기초하여 목표 차량 속도 Vct 를 제한한다. 이러한 경우에, 정속 주행 제어를 통해 세팅된 목표 차량 속도 Vct 가 추천된 차량 속도보다 더 높은 경우, 목표 차량 속도 Vct 는 추천된 차량 속도로 세팅된다. 추천된 차량 속도보다 더 낮은 경우, 정속 주행 제어를 통해 세팅된 목표 차량 속도 Vct 는 유지된다. 또한, 주행-제어 요구값 연산부 (114) 는 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 의 출력에 기초하여 목표 차량 속도 Vct 를 제한하는 기능을 제외하면, 제 1 실시형태의 주행-제어 요구값 연산부 (14) 의 기능과 동일하다.

도 6 는 목표-차량-속도 제한 프로세싱을 도시하는 플로우챠트이다. 목표-차량-속도 제한 프로세싱은 주기적이고 순환적으로 구현된다. 목표-차량-속도 제한 프로세싱이 시작하는 경우, 제 1 단계에서, 차량 전방 도로에 대한 정보가 네비게이션 시스템용 맵 정보로부터 판독된다 (S202). 그 후, 차량 전방의 도로에 대해 세팅된 차량 목표 선회 속도는 추천된 차량 속도로서 세팅된다 (S204). 또한, 차량 목표 선회 속도가 차량 전방의 도로에 대해 세팅되지 않은 경우, 추천된 차량 속도는 법적 제한 속도 또는 차량이 가능한 빠르게 운행할 수 있는 속도로 세팅될 수도 있다.

다음으로, 현재의 목표 차량 속도 Vct 가 추천된 차량 속도보다 높은지 여부가 결정된다 (S206). 목표 차량 속도 Vct 가 추천된 차량 속도보다 높은 경우 (S206 에서 "예"), 목표 차량 속도 Vct 는 추천된 차량 속도로 세팅된다 (S208). 따라서, 목표 차량 속도 Vct 가 제한된다.

대조적으로, 목표 차량 속도 Vct 가 추천된 차량 속도 이하인 경우 (S206 에서 "아니오"), 목표 차량 속도는 이 목표 차량 속도로 세팅된다 (S210).

도 7 은 제 2 실시형태에 따른 프로세싱의 일 예를 도시하는 타이밍 도이다. 정속 주행 제어 동안 차량이 커브를 도는 경우를 나타낸다. 차량이 커브에 도달하기 이전에 (t10 이전), 목표 차량 속도 Vct 는 정속 주행 제어를 통해 세팅된 초기 레벨에 있다.

차량이 커브에 도달한 경우 (t10), 목표 차량 속도 Vct 는 차량 전방의 도로에 대한 정보에서 세팅된 목표 차량 선회 속도에 의해 제한된다. 도 7 에서, t10 직전의 시간에서의 목표 차량 속도 Vct 가 목표 차량 선회 속도보다 높기 때문에, 목표 차량 속도 Vct 는 목표 차량 선회 속도로 세팅되어, 이 목표 차량 선회 속도를 초과하지 않도록 목표 차량 속도 Vct 가 제한된다.

따라서, 차량 속도 SPD 가 정속 주행 제어를 통해 자동으로 낮아진다 (t10 이후). 그 결과, 운전자는 커브시에 불편함을 감지하지 않고, 운전자의 제동 동작이 회피될 수 있다.

차량이 커브를 패스한 이후 (t12 이후), 정속 주행 제어에 대한 목표 차량 속도 Vct 가 복원되어, 이에 의해 불편함 없는 정속 주행 제어가 유지될 수 있다.

정속 주행 제어 동안, 차량 속도가 커브시에 감소되지 않은 경우, 커브를 따라 차량의 운행 동안 불편함을 감지하는 운전자는 파선으로 나타난 바와 같이 제동 동작을 구현한다 (t11 이후). 따라서, 차량 속도 SPD 가 감소된 경우에도, 운전자의 제동 동작의 시작 (t11) 은 정속 주행 제어를 동시에 취소하기 때문에, 운전자는 정속 주행 제어를 재활성화하도록 세팅 동작을 다시 구현할 필요가 있다.

청구항에서, 기대값 연산부 (12) 및 주행-제어 요구값 연산부 (114) 는 각각 기대값 연산부 및 요구값 연산부에 대응한다. 또한, 엔진 제어부 (16), 보상부 (18), 및 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 는 각각 출력 조정부, 보상 및 기어 시프트부, 및 목표 속도 제한부에 대응한다.

제 2 실시형태는 다음의 이점을 제공한다.

(A) 제 1 실시형태의 이점이 획득된다.

(B) 정속 주행 제어 동안 목표 차량 속도 Vct 가 유지되는 경우에도, 커브 등과 같은 도로 조건은 운전자가 안전의 목적을 위해 제동 동작을 구현하게 할 수도 있다. 도로 정보가 상기 상황이 예상되게 하는 경우, 네비게이션-AI-시프트 제어부 (120) 는 도로 정보에 대응하여 세팅되는 추천된 차량 속도에 기초하여 미리 목표 차량 속도 Vct 를 제한한다.

따라서, 정속 주행 제어가 차량이 운행하려는 도로에 대해 추천된 차량 속도보다 높은 목표 차량 속도 Vct 에서 구현되는 경우에도, 차량 속도는 엔진 출력의 감소를 통해, 또는, 기어 변경을 통해 추가적으로 낮아져서, 이에 의해 정속 주행 제어에 의해 지원된 주행이 유지될 수 있다. 그 결과, 운전자의 제동 동작 등이 복잡해지는 것을 회피하는 것뿐만 아니라, 정속 주행 제어와 속도 저하 프로세싱 사이의 제어 난조를 회피하는 것이 가능하다.

[또 다른 실시형태]

(a) FEBmax 가 Fst 이하인 경우에도, 선택된 제동-구동력 Fst 의 시간에 따른 변경에 기초하여 짧은 시간에 FEBmax 가 Fst 보다 커지는 또 다른 조건이, 도 3 의 S104 의 결정 조건 (FEBmax＞Fst) 에 부가되며, 이 방식은, 이 결정 조건과 이 또 다른 결정 조건이 논리합이 되는 방법이다. 이 논리합을 생성하는 또 다른 조건의 부가는 짧은 시간에 FEBmax 가 Fst 보다 커지게 되는 것을 예상하여, 이에 의해 엔진-제동력이 다운시프팅을 통해 신속하게 향상된다. 따라서, 평활한 정속 주행 제어가 가능하다.

Claims

차량에 장착된 엔진, 상기 차량을 일정 목표 속도로 주행하게 하는 정속 주행 제어를 구현하는 기능, 및 상기 차량의 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 적절한 변속 기어를 선택하는 변속 제어를 구현하는 기능을 갖는 차량의 주행 제어 장치로서,

상기 목표 속도를 실현하는데 필요한, 제동력 또는 구동력을 포함하는 요구값을 연산하는 요구값 연산부;

상기 요구값에 기초하여 상기 엔진의 출력을 조정하는 출력 조정부;

상기 차량 구동 상태 및 상기 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여, 상기 운전자에 의해 기대되는 값이고 제동력 또는 구동력인 기대값을 연산하는 기대값 연산부; 및

상기 요구값 및 상기 기대값의 비교 결과를 포함하는 차량 운전 상태에 기초하여, 상기 요구값 및 상기 기대값 중 하나의 값을 선택하고, 상기 선택된 값에 기초하여 기어를 변경하는 보상 및 기어 시프트부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 차량 운전 상태는,

상기 비교 결과, 상기 요구값, 및 상기 운전자의 운전 조작 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 정속 주행 제어 동안, 상기 출력 조정부에 의한 출력만의 조정을 통해 상기 선택된 값을 실현할 수 없거나 실현할 수 없을 것이 예상되는 경우, 상기 보상 및 기어 시프트부는 기어를 변경함으로써 상기 선택된 값을 실현하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 선택된 값이 상기 제동력이고 상기 출력 조정부에 의한 출력만의 조정을 통해 상기 제동력을 실현할 수 없거나 실현할 수 없을 것이 예상되는 경우, 상기 보상 및 기어 시프트부가 다운시프트하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 정속 주행 제어 동안, 상기 기대값 및 상기 운전자의 운전 조작 상태가 가속 및 감속 모두를 요구하지 않고 상기 요구값이 상기 제동력인 경우, 상기 보상 및 기어 시프트부는 상기 제동력을 선택하고,

상기 출력 조정부에 의한 출력만의 조정을 통해 상기 제동력을 실현할 수 없거나 실현할 수 없을 것이 예상되는 경우, 상기 보상 및 기어 시프트부가 다운시프트하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제동력이 상기 차량 구동 상태에 기초하여 연산된 최대 엔진 제동력에 의해 실현될 수 없는 경우, 상기 보상 및 기어 시프트부가 다운시프트하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 차량이 전방 도로를 운행하는 경우, 도로 정보에 기초하여 상기 차량의 추천된 속도를 세팅하며,

상기 추천된 속도에 기초하여, 상기 정속 주행 제어에 있어서의 상기 목표 속도를 제한하는 목표 속도 제한부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 추천된 속도는 상기 도로 정보에서 상기 도로의 커브에 대해 세팅되는 목표 선회 속도인 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 차량이 상기 커브를 통과한 경우, 상기 목표 속도 제한부는 상기 목표 속도에 대한 제한을 취소하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 목표 속도 제한부는 상기 차량에 장착된 네비게이션 시스템으로부터 상기 도로 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 차량은 다단 변속기를 가지며, 상기 변속 제어는 상기 다단 변속기를 제어하기 위해 실행되는 것을 특징으로 하는 차량 주행 제어 장치.
차량을 일정 목표 속도로 주행하게 하는 정속 주행 제어, 및 상기 차량의 구동 상태 및 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여 적절한 변속 기어를 선택하는 변속 제어를 구현하는 차량의 제어 방법으로서,

상기 목표 속도를 실현하는데 필요한, 제동력 및 구동력을 포함하는 요구값을 연산하는 단계;

상기 요구값에 기초하여 상기 차량의 엔진의 출력을 조정하는 단계;

상기 차량 구동 상태 및 상기 운전자의 운전 조작 상태에 기초하여, 상기 운전자에 의해 기대되는 값이고 제동력 및 구동력을 포함하는 기대값을 연산하는 단계;

상기 요구값 및 상기 기대값의 비교 결과를 포함하는 차량 운전 상태에 기초하여 상기 요구값 및 상기 기대값 중 하나의 값을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 값에 기초하여 기어를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 방법.