KR101305196B1 - 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방차량과의 거리에 따라 모터의 구동으로 크리프 주행을 제공하고, 노면의 경사도에 따라 전동 브레이크를 제어하여 차량간격을 일정거리로 유지할 수 있도록 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어방법이 개시된다.
본 발명은 엔진회전수, 가속페달의 상태, 브레이크 페달의 상태, 차속, 노면의 경사도, 전방차량과의 차간거리를 포함하는 운행정보를 검출하여 크리프 제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 크리프 제어조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리를 분석하여 설정거리 이상 떨어진 상태이면 모터의 구동으로 크리프 주행을 실행하는 과정; 크리프 주행상태에서 전방차량과의 차간거리가 설정거리 이내로 접근된 상태이면 모터의 구동을 정지시켜 크리프 주행을 정지하고, 노면의 경사도를 검출하는 과정; 노면의 경사도 설정된 일정각도 이상이면 전동 브레이크장치를 작동시켜 정지상태를 유지시키는 과정을 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 차간거리 제어장치 및 방법{SYSTEM OF CONTROL DISTANCE BETEEEN CARS FOR HYBRID VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방차량과의 거리에 따라 모터의 구동으로 크리프 주행을 제공하고, 노면의 경사도에 따라 전동 브레이크를 제어하여 차량간격을 일정거리로 유지할 수 있도록 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 차량에 장착되는 자동변속기는 토크 컨버터에 의해 엔진의 동력이 전달되므로, 변속레버(Shift Lever)가 주행 변속단(D레인지) 혹은 후진 변속단(R레인지)을 선택한 저속구간에서 가속페달을 밟지 않아도 차량이 조금씩 움직이는 크리프 주행이 제공된다.

이는 차량이 부드럽게 출발할 수 있도록 도와주고, 차량이 언덕길에서 아주 천천히 서행하거나 잠시 정차 후 출발할 때 차가 뒤로 밀리지 않도록 도와주는 기능을 제공할 수 있다.

하이브리드 차량은 원가 절감과 자동변속기에 전달되는 토크의 손실을 최소화하기 위하여 토크 컨버터 대신에 엔진과 모터 사이에 엔진 클러치가 장착된다.

하이브리드 차량은 정지 상태에서 엔진이 아이들 정지에 진입하므로, 모터의 구동으로 크리프 주행을 실행시켜 일반 승용 차량과의 이질감을 줄이고, 편안한 운전성이 제공될 수 있도록 하고 있다.

하이브리드 차량은 가속페달이 오프되고, 브레이크 페달이 작동 온 되어 차량이 일정차속 이하 혹은 정지중인 상태에서는 모터의 구동으로 크리프 주행을 제공하며, 차량의 출발 응답성을 고려하여 상시적으로 일정량 이상으로 크리프 토크를 유지하고 있다.

따라서, 크리프 토크가 불필요한 상태에서도 크리프 토크의 출력이 유지되어 배터리의 소모를 발생시키고, 크리프 토크가 불필요한 정차 등의 상황에서는 운전자가 브레이크 페달을 밟아 차량을 정지시키야 하는 번거로움이 발생될 수 있다.

이와 같이 크리프 토크가 필요없는 상황에서도 브레이크 페달을 밟고 있어야 하므로, 운전자에게 피로감을 유발시키고 차량의 안정성을 저하시킬 수 있다.

또한, 배터리의 소모에 따라 엔진을 통한 배터리의 반복적인 충방전이 제공되어 연비저하를 초래하고, 반복적인 충방전으로 배터리 효율을 악화시킬 수 있다.

키는 단점을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 전방차량과의 거리에 따라 모터의 구동으로 크리프 주행을 제공하여 전방차량과의 간격을 상기 일정거리로 유지할 수 있도록 하고, 크리프 토크가 불필요한 조건에서는 모터의 구동을 정지시켜 연비향상을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따르면 크리프 토크가 불필요한 조건에서 모터의 구동이 정지되면 노면의 경사도에 따라 전동 브레이크를 작동시켜 안정된 운행을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 엔진과 모터를 갖는 하이브리드 차량에 있어서, 엔진회전수, 가속페달의 상태, 브레이크 페달의 상태, 차속, 노면의 경사도, 전방차량과의 차간거리를 포함하는 운행정보를 검출하는 운전정보검출부; 캘리퍼에 모터가 조합되어 구성되며, 모터의 작동으로 캘리퍼를 구속하여 제동력을 발생시키는 전동 브레이크장치; 상기 운전정보를 분석하여 크리프 제어조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리에 따라 모터의 구동으로 크리프 주행을 제공하고, 모터의 구동이 정지된 상태에서 노면의 경사도에 따라 전동 브레이크장치를 작동시켜 정지상태를 유지시키는 차량제어기를 포함하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치가 제공된다.

상기 운전정보검출부는 크랭크 축의 혹은 캠 축의 위상 변화로부터 엔진회전수를 검출하는 엔진회전수검출부; 가속페달의 변위를 검출하는 가속페달검출부; 브레이크 페달의 작동 온/오프를 검출하는 브레이크페달검출부; 주행 차속을 검출하는 차속검출부; 운행도로의 노면 경사도를 검출하는 경사도검출부; 전방차량과의 차간거리를 검출하는 차간거리검출부를 포함할 수 있다.

상기 차량제어기는 크리프 제어조건을 가속페달의 변위가 검출되지 않는 팁 아웃 상태이고, 차속이 설정된 기준차속 이하이며, 엔진이 아이들 정지된 상태를 모두 만족하는 조건으로 설정될 수 있다.

상기 차량제어기는 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이상 떨어진 상태이면 모터를 구동시켜 크리프 주행을 제공하고, 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되면 모터의 구동을 중지시켜 크리프 주행을 중지할 수 있다.

상기 차간거리검출부는 적외선 센서, 초음파 센서를 포함하며, 실내의 룸미러 혹은 프론트 범퍼의 소정 위치에 장착될 수 있다.

상기 차량제어기는 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되면 모터의 구동을 중지시키고, 노면의 경사도가 설정된 일정각 이상이면 전동 브레이크장치를 작동시켜 경사노면에서 정지상태를 유지할 수 있다.

상기 차량제어기는 크리프 주행속도를 1 ~ 3KPH 속도로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 엔진회전수, 가속페달의 상태, 브레이크 페달의 상태, 차속, 노면의 경사도, 전방차량과의 차간거리를 포함하는 운행정보를 검출하여 크리프 제어조건을 만족하는지 판단하는 과정; 크리프 제어조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리를 분석하여 설정거리 이상 떨어진 상태이면 모터의 구동으로 크리프 주행을 실행하는 과정; 크리프 주행상태에서 전방차량과의 차간거리가 설정거리 이내로 접근된 상태이면 모터의 구동을 정지시켜 크리프 주행을 정지하고, 노면의 경사도를 검출하는 과정; 노면의 경사도 설정된 일정각도 이상이면 전동 브레이크장치를 작동시켜 정지상태를 유지시키는 과정을 포함하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어방법이 제공된다.

상기 크리프 제어조건은 가속페달의 변위가 검출되지 않는 팁 아웃 상태이고, 차속이 설정된 기준차속 이하이며, 엔진이 아이들 정지된 상태를 모두 만족하는 조건으로 설정될 수 있다.

상기 모터의 구동으로 크리프 주행이 실행되는 상태에서 전방차량과의 거리가 설정된 일정거리 이내에 포함되면 크리프 주행을 중지할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르는 하이브리드 차량은 모터의 구동에 의한 크리프 주행이 차간거리에 따라 실행됨으로써, 크리프 토크가 필요없는 정지상태 및 저속구간에서 모터의 구동이 실행되지 않아 배터리 소모를 최소화하여 연비향상을 제공하고, EV(전기자동차)모드에서 주행 안정성을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르는 하이브리드 차량은 크리프 토크가 필요없는 상태에서 모터의 구동이 정지되면 노면의 경사도에 따라 전동 브레이크가 작동되어 안정된 제동력을 제공함으로써, 차량의 운행에 안전성 및 신뢰성이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 운전자가 요구하는 차간거리를 안정되게 유지할 수 있어 운전에 편리성 및 안정성이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 차간거리 제어절차를 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 운전정보검출부(100), 차량제어기(200), 모터제어기(300), 모터(400) 및 전동 브레이크장치(500)를 포함한다.

운전정보검출부(100)는 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량의 운행에 따른 엔진회전수 정보, 가속페달의 변위정보, 브레이크 페달의 작동정보, 차속정보, 노면의 경사도정보, 전방차량과의 차간거리정보 등을 포함하는 제반적인 운전정보를 검출하여 차량제어기(200)에 제공한다.

상기 운전정보검출부(100)는 크랭크 축의 혹은 캠 축의 위상 변화로부터 엔진회전수를 검출하는 엔진회전수검출부(110), 차량 감가속을 위해 작동시키는 가속페달의 변위를 검출하는 가속페달검출부(120), 브레이크 페달의 작동 온/오프를 검출하는 브레이크페달검출부(130), 변속기의 출력축 회전수를 검출하여 주행 차속을 검출하는 차속검출부(140) 및 운행되는 도로의 노면의 경사도(구배도)를 검출하는 경사도검출부(150) 및 전방에서 주행하는 차량과의 차간거리를 검출하는 차간거리 검출부(160)를 포함한다.

상기 차간거리검출부(160)는 적외선센서, 초음파센서 등을 구성될 수 있으며, 실내 룸미러 및 프론트 범퍼의 소정 위치에 장착될 수 있다.

차량제어기(200)는 상기 운전정보검출부(100)에서 제공되는 정보를 분석하여 모터(400)의 구동을 통한 크리프 주행조건을 만족하는지 판단하고, 크리프 주행조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리를 분석하여 설정된 일정거리 이상 떨어진 것으로 판정되면 모터제어기(300)를 통해 모터(400)의 구동을 제어하여 크리프 주행을 제공한다.

상기 모터(400)의 구동을 통한 크리프 주행조건은 가속페달의 변위가 검출되지 않는 팁 아웃 상태이고, 차속이 설정된 기준차속 이하이며, 엔진이 아이들 정지된 상태를 모두 만족하는 조건으로 설정될 수 있다.

상기 차량제어기(200)는 상기 모터(400)의 구동에 의한 크리프 주행속도는 예를 들어 1 ~ 3KPH로 제어될 수 있도록 한다.

또한, 상기 차량제어기(200)는 전방차량과의 차간거리에 따라 모터(400)의 구동을 제어하여 크리프 주행을 제공하는 상태에서, 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되면 불필요한 배터리 소모가 발생되는 것을 방지하고, 안전한 차간거리를 유지하기 위해 모터제어기(300)를 통해 모터(400)의 구동을 중지시켜 크리프 주행을 정지한다.

또한, 상기 차량제어기(200)는 전방차량과의 차간거리에 따라 모터(400)의 구동을 중지시킨 상태에서 노면의 경사도를 검출하여 설정된 일정각 이상이면 차량의 미끄러짐을 방지하기 위해 전동 브레이크장치(500)를 작동시켜 안정된 정지상태를 유지시킨다.

모터제어기(300)는 차량제어기(200)에서 인가되는 제어명령에 따라 PWM 신호를 출력하여 모터(400)를 구동시킨다.

상기 모터제어기(300)에는 모터(400)의 구동을 위해 배터리에서 공급되는 직류전원을 3상 교류전원으로 상변환시키는 인버터가 포함될 수 있다.

인버터는 통상적으로 상측아암(Upper Arm)과 하측아암(Lower Arm)이 한쌍으로 구성되어 하나의 상을 출력하며, U,V,W상으로 이루어지는 3상의 전류를 출력시키기 위해 총 3쌍, 6개의 전력 스위치 소자로 구성된다.

상기 전력 스위치 소자는 통상적으로 MOSFET나 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 적용될 수 있다.

모터(400)는 모터제어기(300)에서 3상으로 공급되는 PWM신호에 따라 구동되어 크리프 주행이 제공될 수 있도록 한다.

전동 브레이크장치(500)는 캘리퍼에 모터가 조합되어 모터의 구동으로 제동력을 발생시키는 장치로, 상기 차량제어기(200)의 제어신호에 따라 동작되어 제동력을 발생시킨다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.

본 발명이 적용되는 하이브리드 차량이 운행되면 차량제어기(200)는 운전정보검출부(100)로부터 엔진회전수 정보, 가속페달의 변위정보, 브레이크 페달의 작동정보, 차속정보, 노면의 경사도정보, 전방차량과의 차간거리정보 등을 포함하는 제반적인 운전정보를 검출한다(S101).

이후, 차량제어기(200)는 상기 운전정보검출부(100)에서 제공되는 정보를 분석하여 모터(400)의 구동을 통한 크리프 주행조건을 만족하는지 판단한다(S102).

상기 모터(400)의 구동을 통한 크리프 주행조건은 가속페달의 변위가 검출되지 않는 팁 아웃 상태이고, 차속이 설정된 기준차속 이하이며, 엔진이 아이들 정지된 상태를 모두 만족하는 조건으로 설정될 수 있다.

상기 S102에서 차량제어기(200)는 모터(400)의 구동을 통한 크리프 주행조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리를 분석하여(S103) 설정된 일정거리 이상 떨어진 상태인지를 판단한다(S104).

상기 S104에서 차량제어기(200)는 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이상 떨어진 것으로 판정되면 모터제어기(300)에 모터(400)의 구동을 위한 제어명령을 출력한다.

따라서, 모터제어기(300)는 차량제어기(200)에서 인가되는 제어명령에 따라 PWM 신호를 출력하여 모터(400)를 구동시킴으로써, 크리프 주행을 제공하여 준다(S105)(S106).

이때, 차량제어기(200)는 상기 모터(400)의 구동에 의한 크리프 주행속도는 예를 들어 1 ~ 3KPH로 제어될 수 있도록 한다.

상기와 같이 차량제어기(200)가 전방차량과의 차간거리에 따라 모터(400)의 구동을 제어하여 크리프 주행을 제공하는 상태에서 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되었으면 불필요한 배터리 소모가 발생되는 것을 방지하고, 안전한 차간거리를 유지하기 위해 모터제어기(300)를 통해 모터(400)의 구동을 중지시켜 크리프 주행을 정지한다(S107).

상기와 같이 차량제어기(200)가 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되어 모터(400)의 구동을 중지시켜 크리프 주행을 정지시킨 상태에서 노면의 경사도를 검출하여(S108) 노면의 경사도가 설정된 일정각 이상인지를 판단한다(S109).

상기 S109에서 차량제어기(200)는 노면의 경사도가 설정된 일정각 이상이면 차량의 미끄러짐을 방지하기 위해 전동 브레이크장치(500)에 제어신호를 출력한다(S110).

따라서, 캘리퍼에 모터가 조합되어 구성되는 전동 브레이크장치(500)는 차량제어기(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 모터가 작동되어 캘리퍼를 구속하므로, 크리프 주행이 없는 경우에도 경사 노면에서 안정된 정지상태를 유지시킨다(S111).

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 운전정보검출부 200 : 차량제어기
300 : 모터제어기 400 : 모터
500 : 전동 브레이크장치

Claims (10)

1. 엔진과 모터를 갖는 하이브리드 차량에 있어서,
   엔진회전수, 가속페달의 상태, 브레이크 페달의 상태, 차속, 노면의 경사도, 전방차량과의 차간거리를 포함하는 운행정보를 검출하는 운전정보검출부;
   캘리퍼에 모터가 조합되어 구성되며, 모터의 작동으로 캘리퍼를 구속하여 제동력을 발생시키는 전동 브레이크장치;
   상기 운전정보를 분석하여 크리프 제어조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리에 따라 모터의 구동으로 크리프 주행을 제공하고, 모터의 구동이 정지된 상태에서 노면의 경사도에 따라 전동 브레이크장치를 작동시켜 정지상태를 유지시키는 차량제어기;
   를 포함하며,
   상기 차량제어기는 크리프 제어조건을 가속페달의 변위가 검출되지 않는 팁 아웃 상태이고, 차속이 설정된 기준차속 이하이며, 엔진이 아이들 정지된 상태를 모두 만족하는 조건으로 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 운전정보검출부는 크랭크 축의 혹은 캠 축의 위상 변화로부터 엔진회전수를 검출하는 엔진회전수검출부;
   가속페달의 변위를 검출하는 가속페달검출부;
   브레이크 페달의 작동 온/오프를 검출하는 브레이크페달검출부;
   주행 차속을 검출하는 차속검출부;
   운행도로의 노면 경사도를 검출하는 경사도검출부;
   전방차량과의 차간거리를 검출하는 차간거리검출부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 차량제어기는 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이상 떨어진 상태이면 모터를 구동시켜 크리프 주행을 제공하고, 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되면 모터의 구동을 중지시켜 크리프 주행을 중지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 차간거리검출부는 적외선 센서, 초음파 센서를 포함하며, 실내의 룸미러 혹은 프론트 범퍼의 소정 위치에 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 차량제어기는 전방차량과의 차간거리가 설정된 일정거리 이내로 진입되면 모터의 구동을 중지시키고, 노면의 경사도가 설정된 일정각 이상이면 전동 브레이크장치를 작동시켜 경사노면에서 정지상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 차량제어기는 크리프 주행속도를 1 ~ 3KPH 속도로 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어장치.
8. 엔진회전수, 가속페달의 상태, 브레이크 페달의 상태, 차속, 노면의 경사도, 전방차량과의 차간거리를 포함하는 운행정보를 검출하여 크리프 제어조건을 만족하는지 판단하는 과정;
   크리프 제어조건을 만족하면 전방차량과의 차간거리를 분석하여 설정거리 이상 떨어진 상태이면 모터의 구동으로 크리프 주행을 실행하는 과정;
   크리프 주행상태에서 전방차량과의 차간거리가 설정거리 이내로 접근된 상태이면 모터의 구동을 정지시켜 크리프 주행을 정지하고, 노면의 경사도를 검출하는 과정;
   노면의 경사도 설정된 일정각도 이상이면 전동 브레이크장치를 작동시켜 정지상태를 유지시키는 과정;
   을 포함하고,
   상기 크리프 제어조건은 가속페달의 변위가 검출되지 않는 팁 아웃 상태이고, 차속이 설정된 기준 차속 이하이며, 엔진이 아이들 정지된 상태를 모두 만족하는 조건으로 설정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 차간거리 제어방법.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    상기 모터의 구동으로 크리프 주행이 실행되는 상태에서 전방차량과의 거리가 설정된 일정거리 이내에 포함되면 크리프 주행을 중지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 크리프 토크 제어장치.

Images