用于控制车辆的换档的设备和使用其控制换档的方法与流程

本申请要求于2015年11月30日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2015-0169039号的优先权和权益，通过引证将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的换档的设备和方法，并且更具体地，涉及基于滑行期间道路坡度来控制车辆的换档的一种设备和方法。

背景技术：

通常，当驾驶员在驾驶车辆中松开加速器踏板时，车辆由于惯性而滑行。通常，当车辆速度和发动机转速超过某个值时，发动机控制装置切断喷射到发动机中的燃料以提高燃料效率。当车辆在滑行中切断燃料时，发动机起到驱动系统上的负载的作用，车辆速度迅速降低。

然而，当驾驶员想通过滑行保持具体速度(在下文中，恒定速度)时，存在需要再次接合(再次啮合)加速器踏板来保持恒定速度的不便，并且由于再次加速，燃料效率劣化。因此，在滑行过程中由驾驶员通过手动变速器将变速器操作为空挡状态(neutral state)，并且车辆由于车辆惯性行驶。此外，在自动变速器的情况下，当检测到滑行状态时，燃料自动切断而不断开到变速器的动力，因此通过行驶阻力引起无意中的减速。

为了解决该问题，开发了一种空挡控制方法，使得当检测到滑行状态时，变速器被自动设为空挡，并且当加速器或制动器踏板再次接合时，变速器再次接合。然而，由于常规的空挡控制方法基于驾驶员的加速器和制动器操作来执行空挡控制，所以存在当驾驶员频繁操作加速器和制动器踏板时，频繁释放和接合前进驱动档位离合器(forward driving stage clutch)的问题。

因此，当重复释放和接合离合器时，在接合离合器时产生咯咯声，并且由于加速延迟，驾驶性能劣化。此外，在常规的空挡控制方法中，当基于道路坡度返回前进驾驶档位时，不能基于坡度来区分返回的档位。因此，在从空挡档位返回高档位之后，可能难以通过加速器踏板的操作换档至较低档位。

在该部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并且因此这可能包含不构成在本国对于本领域技术人员来说已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明提供一种用于控制车辆的换档的设备和方法，其具有如下优势：基于在滑行期间的前方道路的坡度程度来控制换档。

本发明的示例性实施方式提供一种用于在滑行行驶期间控制车辆的换档(shift)的方法，该方法可包括：在滑行行驶期间，当满足空挡控制的操作条件时，通过释放离合器执行空挡控制；收集关于车辆的行驶信息，并且使用行驶信息检测前方道路的坡度；以及使用前方道路的坡度确定空挡控制的停止条件，并且当停止空挡控制时确定变速档位(shift stage)。

前方道路的坡度的检测可包括：收集关于车辆正在行驶的前方道路信息，并且识别前方道路的坡度以及从车辆到坡度位置间的距离。变速档位的确定可包括：当前方道路的坡度大于预定值或者从车辆到坡度位置间的距离小于预定值时，确定停止空挡控制。确定变速档位可进一步包括：当停止空挡控制时，基于车辆的行驶速度检测预定目标变速档位。确定变速档位可进一步包括：基于前方道路的坡度程度，校正目标变速档位。

该方法可进一步包括：当从车辆到坡度位置间的距离小于预定值时，停止空挡控制并且换档至校正后的变速档位。空挡控制的操作条件可包括如下条件：变速档位处于驱动(D)档位、行驶速度大于预定速度、加速器踏板和制动器都空闲(例如，松开)。

本发明的示例性实施方式提供一种用于控制车辆的换档的设备，该设备可包括：行驶信息检测单元，被配置为收集车辆的行驶信息；坡度识别单元，被配置为识别前方道路的坡度以及从车辆到坡度位置的距离中的至少一个；以及控制器，被配置为在滑行行驶期间，当满足空挡控制的操作条件时，执行空挡控制，并且当停止空挡控制时，使用前方道路的坡度或者从车辆到坡度位置的距离来确定变速档位。

控制器可被配置为当前方道路的坡度大于预定值或者从车辆到坡度位置的距离小于预定值时，确定停止空挡控制。车辆的行驶信息可包括如下至少一个：关于车辆正在行驶的前方道路信息、车辆位置信息、行驶速度信息以及变速档位信息。空挡控制的操作条件可包括如下条件：变速档位处于D档位、行驶速度大于预定速度以及加速器踏板和制动器都空闲。

控制器可包括目标变速档位检测单元，该目标变速档位检测单元被配置为当停止空挡控制时，使用行驶速度检测目标变速档位。控制器可进一步包括变速档位补偿单元，该变速档位补偿单元被配置为基于前方道路的坡度程度来校正目标变速档位。控制器可被配置为当从车辆到坡度位置的距离小于预定值时，停止空挡控制并且换档到校正后的变速档位。

本发明的示例性实施方式提供一种非暂时性计算机可读介质，包含由控制器执行的用于在滑行行驶期间执行车辆的换挡的程序指令，所述计算机可读介质包括：在所述滑行行驶期间，通过在满足空挡控制的操作条件时分离离合器来执行所述空挡控制的程序指令；收集关于所述车辆的行驶信息，并且使用所述行驶信息检测前方道路的坡度的程序指令；以及使用所述前方道路的坡度确定所述空挡控制的停止条件，并且当停止所述空挡控制时确定变速档位的程序指令。

其中，检测所述前方道路的坡度包括：收集所述车辆正在行驶的前方道路信息，并且识别所述前方道路的坡度以及从所述车辆到所述坡度的位置之间的距离的程序指令。

其中，确定所述变速档位包括：当所述前方道路的坡度大于预定值或者从所述车辆到所述坡度的位置之间的距离小于预定值时，确定停止所述空挡控制的程序指令。

其中，确定所述变速档位进一步包括：当停止所述空挡控制时，基于所述车辆的行驶速度来检测预定目标变速档位的程序指令。

其中，确定所述变速档位进一步包括：基于所述前方道路的坡度程度来校正所述预定目标变速档位的程序指令。

根据用于实现该目标的本发明，通过在滑行期间的空挡控制中，识别前方道路的坡度以及从车辆到坡度位置的距离，基于前方道路的坡度程度来校正目标变速档位，以及控制换档到校正后的变速档位，能够防止强迫降档并且改进车辆驾驶满意度及燃料消耗。

附图说明

现在将参考在附图中示出的本发明的示例性实施方式来详细描述本发明的上述和其他特征，它们在下文中仅通过图示的方式示出，并因此不对本发明进行限定，并且其中：

图1是根据本发明的示例性实施方式的用于控制车辆的换档的设备的示意图；

图2是示出了根据现有技术的在坡度道路上的换档过程的视图；

图3是示出了根据现有技术的在图2中当停止空挡控制时的变速档位区域的视图；

图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的在空挡控制的操作过程中在坡度道路上的换档过程的示图；

图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的在图4中当停止空挡控制时的变速档位区域的示图；

图6是示出了根据本发明的示例性实施方式的取决于目标变速档位和坡度的变速档位的校正量的示图；以及

图7是简要示出了根据本发明的示例性实施方式的用于根据前方道路的坡度来控制车辆的换档的过程的流程图。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，已经简单通过图示的方式仅示出和描述了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将理解的，在完全不背离本发明的精神或范围的情况下，所描述的示例性实施例可以各种不同方式修改。

本文所使用的术语仅是用于描述具体的实施方式的目的，而非旨在限制本发明。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”旨在还包括复数形式。应进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”列明了述及的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何和所有组合。

应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、大巴车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其他可替代的燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。

除非具体陈述或从上下文明显可见，否则如本文使用的术语“约”被理解为在本领域中正常公差的范围内，例如，在平均值的2个标准偏差内。“约”可理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或者0.01％内。除非上下文另有明确说明，否则本文中提供的所有数值均由术语“约”修饰。

此外，一些方法可由至少一个控制器执行。术语控制器/控制单元指硬件设备，该硬件设备包括存储器以及被配置为执行作为算法结构解译的一个或多个步骤的处理器。存储器存储算法步骤，并且处理器具体地执行算法步骤以执行以下描述的一个或多个处理。

此外，本发明的控制逻辑可由计算机可读装置上的包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质实施。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据储存器。计算机可读记录介质可分布在网络连接的计算机系统上，并且例如，可以分布式方式由远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)存储并执行。

现在将参考图1至图7来描述用于控制车辆的换档的设备和方法。图1是根据本发明的示例性实施方式的用于控制车辆的换档的设备的示意图。具体地，为了便于说明，示意性示出了根据本发明的示例性实施方式的用于控制车辆的换档的设备的配置，但是用于控制换档的设备不限于此。

参考图1，根据本发明的示例性实施方式的用于控制换档的设备100可包括行驶信息检测单元110、坡度识别单元120以及控制器130。控制器130可被配置为操作行驶信息检测单元110(例如，传感器)和坡度识别单元120(例如，传感器)。行驶信息检测单元110可被配置为收集车辆的行驶信息。行驶信息可包括关于正在驾驶的车辆的前方道路信息、关于车辆的当前位置的信息、行驶速度、变速档位信息等。

此外，行驶信息检测单元110可被配置为使用如下至少一个来检测车辆的行驶信息：车辆速度传感器11、加速度传感器12、雷达传感器13、加速器位置传感器(APS)14、制动器踏板传感器(BPS)15、变速器位置传感器(TPS)16、方向盘传感器17以及车辆位置传感器(GPS/GIS)18。行驶信息检测单元110可被配置为使用车辆速度传感器11收集车辆速度，使用加速度传感器12收集车辆的加速度，并且使用雷达传感器13检测与前方车辆(例如，行驶在对象车辆前方的车辆)的车间距的距离。

行驶信息检测单元110还可被配置为使用APS 14检测加速器的操作状态，并且使用BPS 15检测制动器的操作状态。此外，行驶信息检测单元110可被配置为使用TPS 16检测换档的位置(变速档位)，并且使用方向盘传感器17检测车辆的转向状态。行驶信息检测单元110可另外地被配置为基于全球定位系统(GPS/GIS)，使用车辆位置传感器18来检测关于道路类型、弯道程度以及坡度信息的车辆位置信息。

坡度识别单元120可被配置为使用行驶信息来识别前方道路的坡度或者车辆到坡度位置的距离。坡度识别单元120还可被配置为在滑行期间的空挡控制状态中，使用导航地图信息，来识别车辆几秒后将到达的前方道路的坡度。控制器130可被配置为当在滑行过程中满足空挡控制的操作条件时，释放离合器并执行空挡控制。控制器130还可被配置为当停止空挡控制时，使用从车辆到坡度位置的距离来确定变速档位。具体地，空挡控制的操作条件可包括如下条件：变速档位处于D档位、行驶速度大于预定速度以及加速器踏板和制动器都松开。

控制器130可被配置为当停止空挡控制时，使用车辆的行驶速度来检测目标变速档位，并且基于前方道路的坡度程度来校正目标变速档位。控制器130可被配置为当从车辆到坡度位置的距离小于预定值时，停止或终止空挡控制并将车辆变速器换档为校正后的变速档位。此外，根据本发明的示例性实施方式，控制器130可包括目标变速档位检测单元132和变速档位补偿单元134。

目标变速档位检测单元132可被配置为当停止空挡控制时，使用车辆的行驶速度来检测目标变速档位。变速档位补偿单元134可被配置为基于前方道路的坡度程度来校正目标变速档位。因此，控制器130可利用由预定程序运行的至少一个处理器实现，并且根据本发明的示例性实施方式，预定程序可被编程为执行根据用于控制车辆的换档的方法的每个步骤。

图2是示出根据常规技术的在坡度道路上的换档过程的示图，并且图3是示出了在图2中当停止空挡控制时的变速档位区域的示图。参考图2和图3，在常规技术中，恰好在加速器踏板被按压或接合之后停止空挡控制，并且在APS开口度是最低状态(0％)时的条件下确定目标变速档位。换言之，在常规技术中，变速档位返回至最高变速档位，以便从当前车辆速度变速。因此，当停止空挡控制时，在APS较低的区域S1处确定目标变速档位。因此，在常规技术中，在从N换档为D之后，基于APS开度(x％)出现强迫降档，并且延迟加速响应。

图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的在空挡控制的操作过程中在坡度道路上的换档过程的示图，并且图5是示出了在图4中当停止空挡控制时的变速档位区域的示图。参考图4和图5，根据本发明的示例性实施方式的用于控制换档的设备100可被配置为在空挡控制状态下检测车辆几秒后将要到达的前方道路的坡度，并且基于前方道路的坡度来确定空挡控制的停止条件。

当到坡度位置的距离小于阈值(例如，大约50m)时，根据本发明的示例性实施方式的用于控制换档的设备100可被配置为停止空挡控制并换档为基于前方道路的坡度确定的最终变速档位。如图5所示，空挡控制停止时的变速档位可在APS高的区域S2处基于前方道路的坡度来确定。

例如，当停止空挡控制时，设备100可被配置为基于坡度和目标变速档位而提前降低目标变速档位。设备100可被配置为当停止空挡控制时，将变速档位设为D6，在加速过程中保持D6并获得用于爬坡(例如，在倾斜道路表面上驾驶)的驱动扭矩。因此，能够防止不需要的强迫降挡。

图6是示出了根据本发明的示例性实施方式的根据目标变速档位和坡度的变速档位的校正量的示图。参考图6，根据本发明的示例性实施方式的用于控制换档的设备100可被配置为基于车辆速度确定目标变速档位，并且通过从目标变速档位降低变速档位的校正量来确定最终变速档位。

具体地，设备100可被配置为通过基于前方道路的坡度阶梯式地校正变速档位，来将车辆变速器换档为前进驾驶档位。因此，能够防止不必要的强迫降级以及加速响应的延迟。例如，当目标变速档位是D8时，当前方道路的坡度是4％时，变速档位可换档为D7；当前方道路的坡度是6％时，变速档位可换档为D6；当前方道路的坡度是8％时，变速档位可换档为D5；并且当前方道路的坡度是10％时，变速档位可换档为D4。

图7是简要示出了根据本发明的示例性实施方式的用于根据前方道路的坡度来控制车辆的换档的过程的流程图。将使用与图1的配置的参考标号相同的参考标号来描述流程图。参考图7，在步骤S102中，设备100可被配置为在驾驶车辆的同时检测行驶信息。具体地，行驶信息可包括关于正在驾驶的车辆的前方道路信息、车辆位置信息、行驶速度信息以及变速档位信息。

此外，在步骤S104中，设备100可被配置为当在滑行行驶过程中，满足空挡控制的操作条件时，释放离合器。在步骤S106中，设备100可随后被配置为使用行驶信息来识别前方道路的坡度Gr_front以及到坡度位置的距离D_front。

此外，在步骤S108和S110中，设备100可被配置为比较距离D_front与第一预定值，并且比较坡度Gr_front与第二预定坡度预定值。具体地，设备100可被配置为当距离D_front小于第一预定值且坡度Gr_front大于第二预定值时，确定空挡控制的停止。在步骤S112和S114中，用于控制换档的设备100可被配置为基于车辆速度来检测目标变速档位，并且基于前方道路的坡度程度来校正目标变速档位。在步骤S116中，设备100可被配置为通过将前进驱动档位离合器啮合至校正后的变速档位而换档为D档位。

如所述的，根据本发明的示例性实施方式的用于控制换档的设备和方法可被配置为：在滑行过程的空挡控制中，识别前方道路的坡度以及从车辆到坡度位置的距离；基于前方道路的坡度程度来校正目标变速档位；并且控制以换档为校正后的变速档位。因此，能够防止强迫降挡并改进车辆驾驶满意度及燃料消耗。

本发明的上述示例性实施方式不只通过装置和方法实现，并且因此可通过实现对应于根据本发明的示例性实施方式的配置的功能的程序或记录有程序的记录介质实现。这种记录介质可在用户终端以及服务器中执行。

尽管已经结合目前被视为实用的示例性实施方式描述了本发明，但应理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施方式，而是相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变形和等效布置。