KR101684181B1

KR101684181B1 - 차량의 페일세이프 주행 제어방법

Info

Publication number: KR101684181B1
Application number: KR1020150142631A
Authority: KR
Inventors: 박대로; 조진우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2016-12-08
Also published as: US9821816B2; US20170101109A1

Abstract

본 발명은, 변속레인지를 선택하는 인터페이스 장치의 고장이 발생했는지를 컨트롤러가 판단하는 고장판단단계와; 상기 컨트롤러가 고장이 판단된 시점에 선택되어 있는 변속레인지를 확인하는 레인지확인단계와; 고장 판단 시점에 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지 이외인 경우에는, 정차상태인지를 판단하는 정차판단단계와; 상기 정차판단단계 수행결과, 차량이 정차한 상태인 경우, 상기 컨트롤러가 전진 주행을 위해서는 가속페달을 밟을 것을 안내하도록 하는 주행안내단계와; 상기 주행안내단계 이후, 가속페달 조작량이 검출되면, 상기 컨트롤러는 상기 가속페달 조작량에 따른 차량의 출력토크값을 소정의 기준시간 동안 감소시키도록 하는 토크제한단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 페일세이프 주행 제어방법{CONTROL METHOD FOR DRIVING OF VEHICLE FOR FAIL-SAFE}

본 발명은 차량의 페일세이프 주행 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버튼형 전자식 변속기를 탑재한 차량의 주행 레인지 입력부 고장 시 차량을 제어하는 방법에 관한 기술이다.

운전자 편의성과 안전성을 고려하여 전자식 변속기 적용차량이 개발되고 있으며, 이러한 전자식 변속기는 기본적으로 운전자의 주행 레인지 조작 의지를 전기적 신호로 변속기에 전달하도록 구성되는 쉬프트 바이 와이어(SBW : Shift By Wire) 시스템으로, 기존 기계식 변속기와는 달리 변속 레인지를 스마트하게 전환할 수 있도록 하는 이점이 있다.

일 예로 운전자의 부주의로 주행 레인지에서 차량의 문을 열어도 전자식 변속기는 차량도어 열림 감지를 통하여 자동으로 P레인지로 전환하는 것이 가능하다.

참고로, 여기서 주행 레인지라 함은 종래 변속기의 P, R, N, D레인지를 의미한다.

상기한 바와 같은 전자식 변속기의 경우, 운전자가 주행 레인지를 선택할 수 있도록 하는 인터페이스 장치로, 각 변속 레인지를 선택할 수 있는 버튼들을 구비하는 버튼형 전자식 변속기 등이 있는데, 이러한 인터페이스 장치에 문제가 발생하여 운전자의 변속 레인지 선택이 원활하게 이루어지지 못하는 상황이 발생할 수 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2013-0064915

본 발명은 상기한 바와 같이 운전자의 변속 레인지 선택을 받아들여서 변속기에 전기적 신호로 전달할 수 있도록 하는 인터페이스 장치에 이상이 발생한 경우, 가급적 차량의 정상적이고 안전성이 담보되는 주행이 가능하도록 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 페일세이프 주행 제어방법은,

변속레인지를 선택하는 인터페이스 장치의 고장이 발생했는지를 컨트롤러가 판단하는 고장판단단계와;

상기 컨트롤러가 고장이 판단된 시점에 선택되어 있는 변속레인지를 확인하는 레인지확인단계와;

고장 판단 시점에 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지 이외인 경우에는, 정차상태인지를 판단하는 정차판단단계와;

상기 정차판단단계 수행결과, 차량이 정차한 상태인 경우, 상기 컨트롤러가 전진 주행을 위해서는 가속페달을 밟을 것을 안내하도록 하는 주행안내단계와;

상기 주행안내단계 이후, 가속페달 조작량이 검출되면, 상기 컨트롤러는 상기 가속페달 조작량에 따른 차량의 출력토크값을 소정의 기준시간 동안 감소시키도록 하는 토크제한단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 고장판단단계에서는 D레인지를 선택하는 부분이 고장인지를 판단하도록 할 수 있다.

상기 토크제한단계에서는, 가속페달 조작량에 따른 차량 출력토크값을 감소시키되, 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 상기 출력토크 감소량을 출력토크의 100%로부터 연속적으로 줄여서 상기 기준시간 경과 후에는, 감소량이 0%가 되도록 제어하도록 할 수 있다.

상기 토크제한단계에서, 상기 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 상기 출력토크 감소량의 변화 기울기는 가속페달 조작량 변화율에 따라 달라지도록 제어할 수 있다.

상기 토크제한단계에서, 상기 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 가속페달 조작량 변화율이 클수록 상기 출력토크 감소량의 변화 기울기가 작게 설정되도록 할 수 있다.

상기 고장판단단계에서 인터페이스 장치의 고장이 판단되면, 고장점검을 안내하는 점검안내단계를 더 수행하도록 할 수 있다.

상기 레인지확인단계 수행결과, 고장 시점에 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지인 경우에는, 상기 인터페이스 장치의 고장과 무관하게 정상적으로 차량 출력토크 제어를 수행하도록 할 수 있다.

본 발명은 운전자의 변속 레인지 선택을 받아들여서 변속기에 전기적 신호로 전달할 수 있도록 하는 인터페이스 장치에 이상이 발생한 경우, 가급적 차량의 정상적이고 안전성이 담보되는 주행이 가능하도록 하여, 차량의 페일세이프 성능을 확보할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 변속레인지를 선택하는 인터페이스 장치의 일예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 페일세이프 주행 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 토크제한단계의 토크관계를 예시한 도면,
도 4는 차속에 따른 크립토크의 그래프를 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 차량의 페일세이프 주행 제어방법의 실시예는, 변속레인지를 선택하는 인터페이스 장치의 고장이 발생했는지를 컨트롤러가 판단하는 고장판단단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 고장이 판단된 시점에 선택되어 있는 변속레인지를 확인하는 레인지확인단계(S20)와; 고장 판단 시점에 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지 이외인 경우에는, 정차상태인지를 판단하는 정차판단단계(S30)와; 상기 정차판단단계 수행결과, 차량이 정차한 상태인 경우, 상기 컨트롤러가 전진 주행을 위해서는 가속페달을 밟을 것을 안내하도록 하는 주행안내단계(S40)와; 상기 주행안내단계 이후, 가속페달 조작량이 검출되면, 상기 컨트롤러는 상기 가속페달 조작량에 따른 차량의 출력토크값을 소정의 기준시간 동안 감소시키도록 하는 토크제한단계(S50)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 변속레인지를 선택하는 인터페이스 장치는 도 1에 예시한 바와 같은 버튼식 인터페이스 장치가 사용될 수 있으며, 상기 고장판단단계에서는 D레인지를 선택하는 부분이 고장인지를 판단하도록 하였는 바, 예컨대 상기 도 1에서 D버튼을 눌러도 D레인지가 선택되지 않는 등의 고장을 판단하는 것이다.

즉, 상기 고장판단단계(S10) 수행결과, D레인지를 선택하는 것이 불가능한 것으로 판단되고, 고장 판단시 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지가 아닌 P나 N레인지 등이면서, 정차상태인 경우에는, 운전자로 하여금 차량을 전진 주행하도록 하기 위해서는 가속페달을 밟을 것을 안내하고, 운전자의 가속페달 조작에 따라 차량을 전진 주행시키되, 초기에 급작스러운 차량 출발을 방지하고 안전성을 확보하기 위해 차량의 출력토크값을 일시적으로 감소시키도록 하여, 인터페이스 장치의 고장에도 불구하고 가급적 차량의 전진 주행이 가능하도록 하면서도, 안전한 주행이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

만약, 상기 레인지확인단계(S20) 수행결과, 고장시 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지인 경우에는, 상기 인터페이스 장치의 고장과 무관하게 현재까지 사용하고 있던 토크맵을 이용하여 차량의 출력토크를 정상적으로 제어한다. 즉, 후술하는 바와 같은 토크제한단계(S50)와 같이 토크를 제한하거나 하지 않고, 기존에 정상적으로 제어하던 것과 동일한 상태로 그대로 제어를 수행하도록 하는 것이다.

이는, 단지 인터페이스 장치의 고장일 뿐 실질적으로 차량의 주행에 관여하는 장치의 고장은 아니므로, 가급적 정상적인 차량의 주행성능을 제공하여, 차량의 신뢰성을 확보하기 위한 것이다.

또한, 상기 정차판단단계(S30) 수행결과, 차량이 정차상태가 아닌 경우에도, 상기 취지에 따라 기존에 주행하고 있던 상태에서의 토크맵을 이용하여 정상적으로 차량을 구동시키도록 한다.

한편, 상기한 바와 같이 변속레인지 선택 인터페이스 장치의 고장이 판단된 시점에 D레인지 이외의 변속레인지가 선택되어 있고, 차량이 정차상태인 경우에는, 운전자의 필요에 따라 가급적 차량의 전진주행이 가능하도록 하기 위하여, 상기 주행안내단계를 수행하여, 운전자로 하여금 차량의 전진 주행이 필요하면, 가속페달을 밟을 것을 안내한다.

운전자가 상기 안내에 따라 차량의 가속페달을 밟으면, 상기 토크제한단계(S50)를 수행하는데, 상기 토크제한단계(S50)에서는, 가속페달 조작량에 따른 차량 출력토크값을 감소시키되, 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 상기 출력토크 감소량을 출력토크의 100%로부터 연속적으로 줄여서 상기 기준시간 경과 후에는, 감소량이 0%가 되도록 제어한다.

즉, 통상의 경우에는 운전자의 가속페달 조작에 따라, APS(Accelerator Pedal Sensor)신호가 상승하면, 그에 따라 차량의 출력토크가 발생하도록 미리 설정되어 있는 토크맵으로부터 출력해야 할 차량의 출력토크(기본토크)를 선택하여 그에 따라 차량의 엔진이나 모터 등의 동력원을 제어하도록 하지만, 본 토크제한단계(S50)에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기준시간 동안은 상기 기본토크를 감소시켜 만들어진 조절토크를 차량의 출력토크로 하되, 처음에는 출력토크의 100%를 감소시켜 상기 조절토크가 0로부터 시작하게 하고, 시간 경과에 따라 점차 상기 토크 감소량을 줄여서 결과적으로 상기 조절토크가 점차 상승하여 상기 기준시간이 종료되면 상기 기본토크에 도달하여, 이후에는 상기 기본토크에 따라 제어가 이루어지도록 하는 것이다.

이는 혹시 발생할지도 모르는 차량의 급발진 등을 방지하고 차량의 안정적인 출발이 가능하도록 하고, 일정한 시점 이후에는 정상적인 차량의 구동이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 이와 같은 취지에 따라 상기 기준시간은 차량의 안정된 출발 성능과 정상적인 차량의 구동성능 사이를 적절히 조절하는 관점에서 설계적으로 적절히 선택되는 것이 바람직하며, 수초 내지 30초 이내 정도로 설정되는 것이 바람직할 것이다.

상기 토크제한단계(S50)에서, 상기 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 상기 출력토크 감소량의 변화 기울기는 가속페달 조작량 변화율에 따라 달라지도록 제어할 수 있다.

예컨대, 상기 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 가속페달 조작량 변화율이 클수록 상기 출력토크 감소량의 변화 기울기가 작게 설정되는 것이다.

즉, 운전자가 가속페달을 급격하게 밟아서 가속페달 조작량 변화율이 클수록 출력토크 감소가 보다 오래동안 지속되도록 하여 급발진 등의 위험에 더욱 철저히 대비하고, 그 반대의 경우에는 보다 출력토크 감소량이 급격히 줄어들어 결과적으로 출력토크가 신속히 상승하여 원하는 차량의 출력성능에 보다 가깝게 제어하도록 함으로써, 안전성과 주행성을 절충하도록 한 것이다.

상기 고장판단단계(S10)에서 인터페이스 장치의 고장이 판단되면, 고장점검을 안내하는 점검안내단계(S60)를 수행한다.

물론, 상기 점검안내단계(S60)는 도 2에 예시한 바와 같이 고장판단단계 직후에 실시하도록 할 수 있으며, 운전자가 가속페달을 조작한 이후인 토크제한단계 수행과 동시에 할 수도 있다.

한편, 토크제한단계(S50) 수행시에는 도 2에 도시된 바와 같이 D레인지 램프를 함께 점등하여, 비록 D레인지 선택 인터페이스 장치의 고장으로 D레인지를 운전자가 선택할 수는 없는 상태이지만, 차량이 현재 D레인지 상태로 주행중이므로 이를 운전자에게 표시해 주도록 하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명이 적용되는 차량이 토크컨버터를 사용하지 않는 친환경 차량이어서, 인위적으로 크립토크를 발생시켜야 하는 차량인 경우에는, 도 4에 예시된 바와 같은 차속에 따른 크립토크의 변화를 함께 고려하여, 상기 토크제한단계(S50)를 수행하는 바, 즉, 운전자의 가속페달 조작이 개시되면, 상기 크립토크와 토크제한단계(S50)에서의 조절토크의 합을 차량의 출력토크로 하고 상기 기준시간이 경과한 후에는 결과적으로 상기 크립토크와 상기 기본토크의 합이 차량의 출력토크가 되는 것이다.

참고로, 도 2에서는 이와 같은 친환경 차량의 예를 표시하고 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S10; 고장판단단계
S20; 레인지확인단계
S30; 정차판단단계
S40; 주행안내단계
S50; 토크제한단계
S60; 점검안내단계

Claims

변속레인지를 선택하는 인터페이스 장치의 고장이 발생했는지를 컨트롤러가 판단하는 고장판단단계와;
상기 컨트롤러가 고장이 판단된 시점에 선택되어 있는 변속레인지를 확인하는 레인지확인단계와;
고장 판단 시점에 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지 이외인 경우에는, 정차상태인지를 판단하는 정차판단단계와;
상기 정차판단단계 수행결과, 차량이 정차한 상태인 경우, 상기 컨트롤러가 전진 주행을 위해서는 가속페달을 밟을 것을 안내하도록 하는 주행안내단계와;
상기 주행안내단계 이후, 가속페달 조작량이 검출되면, 상기 컨트롤러는 상기 가속페달 조작량에 따른 차량의 출력토크값을 소정의 기준시간 동안 감소시키도록 하는 토크제한단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 고장판단단계에서는 D레인지를 선택하는 부분이 고장인지를 판단하는 것
을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 토크제한단계에서는, 가속페달 조작량에 따른 차량 출력토크값을 감소시키되, 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 상기 출력토크 감소량을 출력토크의 100%로부터 연속적으로 줄여서 상기 기준시간 경과 후에는, 감소량이 0%가 되도록 제어하는 것
을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 토크제한단계에서, 상기 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 상기 출력토크 감소량의 변화 기울기는 가속페달 조작량 변화율에 따라 달라지도록 제어하는 것
을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 토크제한단계에서, 상기 가속페달의 조작 개시 시점부터 상기 기준시간 동안 가속페달 조작량 변화율이 클수록 상기 출력토크 감소량의 변화 기울기가 작게 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 고장판단단계에서 인터페이스 장치의 고장이 판단되면, 고장점검을 안내하는 점검안내단계를 더 수행하는 것
을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 레인지확인단계 수행결과, 고장 시점에 선택되어 있는 변속레인지가 D레인지인 경우에는, 상기 인터페이스 장치의 고장과 무관하게 정상적으로 차량 출력토크 제어를 수행하는 것
을 특징으로 하는 차량의 페일세이프 주행 제어방법.