KR102260330B1 - 전동 차량의 상태 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전동 차량의 상태 제어 방법은, 시동정지 상태에서 주행 신호를 확인하면, 주행 상태로 진입하는 단계; 제1 기준 시간 동안 주행 신호가 확인되지 않으면, 시동안전 상태로 진입하는 단계; 상기 시동안전 상태에서 해제 신호를 확인하면, 시동정지 상태로 복귀하는 단계; 및 제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전동 차량의 상태 제어 방법 및 장치{STATE CONTROL METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전동 차량의 아이들링 상황을 포함한 상태 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 장시간 아이들링 상황이 이어지는 경우 운전자가 이를 망각하는 것을 방지할 수 있는 전동 차량의 상태 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 지구 환경보호를 위해 유해가스의 발생원이 되는 내연기관의 사용을 지양하고, 무공해 동력원인 전력을 이용하여 차량을 구동시키는 전동 차량(electric vehicle)이 주목 받고 있다.
일반적으로, 전동 차량은 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차이다. 이러한 전동 차량를 실용화하기 위한 여러 가지 기술들이 연구 및 발달되고 있으며, 특히 모터/제어기술이 발달되어 고출력, 소형이면서 효율이 높은 시스템이 개발되고 있고, 특히 전동모터부분에서 많은 개발 및 발전이 이루어지고 있다.
이러한 전동 차량은 축전지를 장착하고, 축전지의 전력을 동력원으로 사용하는 것으로 소형 전동스쿠터, 전동휠체어, 골프카등 다양한 용도로 이용될 수 있다.
전동 차량의 경우, 내연 기관을 전기 모터로 대체하였는데, 정지된 상태에서는 에너지 소비없이 그대로 가동을 멈출 수 있는 전기 모터는 에너지 효율은 급상승시키는 반면, 내연 기관에 익숙해진 운전자에게 착오를 불러일으킬 가능성이 높아진다.
특히, 2륜 전동차 등 비교적 작으면서 종래 내연 기관의 유사 차량의 엔진음이 큰 경우, 이는 더욱 심각한 위험이 될 수 있다. 이러한 위험을 방지하기 위해, 가공의 엔진음을 스피커 등을 통해 출력하기도 한다. 이러한 방식은, 아이들 상태 (시동 상태)임을 운전자에게 알리는 것에 그치며, 아이들 상태에서 운전자의 의도치 않은 스로틀 조작을 방지 할 수 없다.
내연기관 차량의 경우 운전자가 아이들링 상태로 비교적 장기간 대기하였다가 출발하는 경우, 엔진음이 지속적으로 들리고, 진동이 느껴지므로 아이들링 상태임을 직관적으로 확인할 수 있는 반면, 전동 차량의 경우, 아이들링 상태로 비교적 장기간 대기하였다가 출발하는 경우, 운전자는 차량 탑승후 최초 출발 상황과 구분할 수가 없다.
그런데, 대부분의 전동 차량의 경우, 아이들링 상태에서는 모터 구동을 위한 인버터의 축전기에 전력이 체워진 상태라서, 운전자는 차량 탑승후 최초 출발 상황 보다 반응 속도가 현저히 빠르다. 이는 사고의 위험을 높일 수 있다.
한국등록특허 10-1907339호
본 발명은 장시간 아이들링 상황에서 운전자가 이를 망각하는 것을 방지할 수 있는 전동 차량의 상태 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 시동키를 켠체로 장시간 정차 상태에서 운전자가 이를 망각하는 것을 방지할 수 있는 전동 차량의 상태 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 운전자에게 아이들 상태임을 알리는 것과 동시에 운전자의 운전 의지를 파악하여 운전 의지가 없다고 판단될 시에 차량 상태를 안전한 상태로 천이시킬 수 있는 전동 차량의 상태 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따른 전동 차량의 상태 제어 방법은, 시동정지 상태에서 주행 신호를 확인하면, 주행 상태로 진입하는 단계; 상기 시동정지 상태에서 제1 기준 시간 동안 주행 신호가 확인되지 않으면, 시동안전 상태로 진입하는 단계; 상기 시동안전 상태에서 해제 신호를 확인하면, 시동정지 상태로 복귀하는 단계; 및 제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 키온 상태에서의 시동 신호를 감지하면 시동정지 상태로 진입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시동안전 상태에서 상기 시동정지 상태로 복귀하면, 운전자에게 시동정지 상태임을 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 주행 상태로 진입하면, 운전자에게 주행 상태임을 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시동정지 상태 및 상기 시동안전 상태에서는, 전동 차량의 인버터에 내장된 커패시터가 충전된 상태를 유지할 수 있다.
여기서, 상기 제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계는, 짧은 기준 시간의 경과 여부를 확인하는 단계; 상기 짧은 기준 시간이 경과되면 운전자 위치가 소정 거리 이상인지 확인하여, 소정 거리 이상이면 키온 상태로 천이하는 단계; 및 상기 소정 거리 이내여도 긴 기준 시간을 경과하면 키온 상태로 천이하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동 차량의 상태 제어 장치는, 키온 상태에서 시동정지 상태로의 진입 여부를 판정하고, 상기 시동정지 상태에서 시동안전 상태로의 진입 여부를 판단하는 시동 상태 판정부; 상기 시동정지 상태 또는 상기 시동안전 상태에서 운전자의 운전 의지에 대하여 판정하는 운전 의지 판정부; 상기 시동안전 상태에서 시동안전 상태의 유지 또는 상기 키온 상태로의 진입 또는 상기 시동정지 상태로의 복귀를 결정하여 실행하는 안전 모드 실행부; 주행을 위한 스로틀 신호를 확인하고, 주행 상태를 모니터링하는 주행 상태 실행부; 및 상기 시동정지 상태 및 상기 주행 상태에 대하여 운전자에게 통보하는 운전자 알림부를 포함하되, 상기 시동안전 상태에서는 해제 신호를 확인하면, 상기 시동정지 상태로 복귀할 수 있다.
여기서, 상기 시동정지 상태 및 상기 시동안전 상태에서는, 전동 차량의 인버터에 내장된 커패시터가 충전된 상태를 유지할 수 있다.
여기서, 상기 시동 상태 판정부는, 상기 주행 상태에서 차량 속도 및 rmp이 0이며, 각종 모션 센서가 움직임이 없음을 센싱하고, 키는 on상태임을 확인하면, 시동정지 상태로 판정하여 진입할 수 있다.
여기서, 상기 운전 의지 판정부는, 소정 시간 동안 탑승자 감지 센서로부터 운전자가 부재 중인 신호를 취득하면 운전자가 부재로 판정할 수 있다.
여기서, 상기 알림부는, 상기 시동안전 상태에서 상기 시동정지 상태로 복귀하면, 운전자에게 시동정지 상태임을 통보하고, 상기 주행 상태로 진입하면, 운전자에게 주행 상태임을 통보할 수 있다.
상술한 구성에 따른 본 발명의 전동 차량의 상태 제어 방법 및/또는 장치를 실시하면, 장시간 아이들링 상황에서 운전자가 이를 망각하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전동 차량의 상태 제어 방법 및/또는 장치는, 시동키를 켠체로 장시간 정차 상태에서 운전자가 이를 망각하는데서 유래하는 위험을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 전동 차량의 상태 제어 방법 및/또는 장치는, 전기 모터 차량의 시동 상태임을 운전자에게 알리는 것 뿐만 아니라, 시동 상태에서 운전자의 운전 의지를 판단하여, 운전 의지가 없다고 판단될 시, 시동 상태에서 스로틀이 비활성화되는 키온(Key ON) 상태로 강제 천이시켜 의도치 않은 스로틀 조작 외 기타 안전 사고를 방지할 수 있다.
본 발명의 전동 차량의 상태 제어 방법 및/또는 장치는, 특히, 스로틀이 노출되어 있어 오조작 발생 가능성이 많은 개인용 전동 이동 수단(Electric Personal Mobility) 안전 사고 예방을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 전동 차량의 상태 제어 방법의 수행에 있어서, 동작의 기준이 되는 전동 차량의 4가지 상태 및 상태 변경 조건들을 도시한 개념도.
도 2는 주행 중인 차량이 정지된 이후, 시동정지 상태 및 시동안전 상태, 키온 상태로 진입하는 과정을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 시동안전 상태를 중심으로 표현한 일 실시예에 따른 전동 차량의 상태 제어 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 도 3의 상태 제어 방법을 시동 상태에 대한 운전자 알림 기능을 중심으로 표현한 흐름도.
도 5는 본 발명의 시동안전 상태를 중심으로 표현한 일 실시예에 따른 전동 차량의 상태 제어 시스템을 도시한 블록도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 전동 차량의 상태 제어 방법의 수행에 있어서, 동작의 기준이 되는 전동 차량의 4가지 상태 및 상태 변경 조건들을 도시한 개념도이다.
도 2는 주행 중인 차량이 정지된 이후, 시동정지 상태 및 시동안전 상태, 키온 상태로 진입하는 과정을 도시한 그래프이다.
도시한 전동 차량의 4가지 상태는, 주행 상태, 시동정지 상태, 시동안전 상태, 키온(정지) 상태이다.
키온(Key ON) 상태는, 전동 차량에 시동키를 꽂고, on 상태로 위치한 것을 제외하고는, 주행에 관련된 파라미터가 전무한 상태이다. 즉, 모터 rpm은 0이며, 차속도 0이고, 스로틀 개도도 0인데, 시동키는 on에 위치한다. 또한, 안전을 위해 스토틀 핸들이 비활성화되어 있다. 구현에 따라, 모터 및 인버터에 대한 전력 공급도 차단된 상태일 수 있다.
주행 상태는, 전동 차량이 주행 중인 상태로서, 차속 및 모터 rpm에 일정한 값이 존재한다.
시동정지 상태는, 내연기관 차량의 경우 시동이 걸려있어 엔진은 가동 중 이지만, 차량은 정지되어 있는 상태에 대비하는 상태로서, 모터 또는 인버터에 소정의 전력이 공급되는 상태이다. 구현에 따라, 인버터에 내장된 커패시터가 시동정지 상태에서는 충전된 상태를 계속 유지하는 반면, 상기 키온 상태에서는 시간이 지남에 따라 방전될 수 있다.
시동안전 상태는, 본 발명의 사상에 따라 새롭게 제안되는 상태로서, 다른 파라미터나 전력 공급 상태는 상기 시동정지 상태와 동일하나, 운전자가 시동정지 상태 즉, 아이들링 상태임을 망각할 가능성이 높아지도록 시간이 경과하면, 본 발명의 사상에 따른 시동안전 상태로 진입하게 된다. 스로틀 핸들은 키온 상태와 같이 완전히 비활성화되지 않고, 미리 규정된 특정 신호에 의해 활성화될 수 있는 상태로 된다.
주차 중인 전동 차량에 운전자가 탑승하여, 차량의 시동키를 꼽고 on 상태로 돌리면, 최초의 상기 키온 상태가 된다. 상기 최초 키온 상태에서는 차량의 각종 제어기들(예: 주행 제어기, ECU, TCU 등)이 웨이크업되며, 본 발명의 사상에 따른 상태 제어 방법을 수행하는 상태 제어 장치도 웨이크업된다.
상기 키온 상태에서, 전동 차량을 시동시키려는 운전자의 조작이 입력되면, 도시한 바와 같이, 시동정지 상태가 된다. 상기 시동정지 상태는 아이들링 상태라고 볼 수도 있다. 상기 시동시키려는 운전자의 조작으로서, 단순하게는 시동 스위치를 켜는 것이 될 수 있으며, 다른 구현에서는, 스로틀 개도의 0이상 값 입력, 차량 브레이크 해제, 클러치 체결, 운전자 착석(착석 상태 감지 센서로 확인), 시동키의 조작(on외 별도의 주행 위치가 있는 경우), 주차 장치(예: 주차 브레이크, 주차 지지대 등) 조작 등 중에서 전부 또는 하나 이상 일부가 될 수 있다.
상기 시동정지 상태를 보다 세밀히 구분하면, 차량의 속도 및 모터 rpm이 0이 된 직후, 전동 차량의 아이들링 상태 여부를 확인하는데, 확인 이전을 아이들링 점검 상태로, 아이들링 상태로 확인된 이후 부터는 아이들링 상태로 구분할 수 있다.
상기 시동정지 상태에서, 운전자의 일반주행을 위한 조작을 입력받으면, 해당 전동 차량은 주행 상태로 되어, 주행을 수행할 수 있다. 상기 일반주행을 위한 조작으로서, 예컨대, 스로틀 개도의 소정 기준값 이상이 되도록 조작하는 것이 될 수 있다. 여기서, 소정 기준값은 상술한 키온 상태에서 시동정지 상태로 변경되는데 필요한 0 이상 판정의 기준값 보다는 명확히 큰 값으로 설정하는 것이 유리하다.
상기 시동정지 상태에서, 주행 관련 파라미터의 변경없이 소정의 제1 기준 시간이 경과하면, 시동안전 상태로 진입한다. 상기 제1 기준 시간은 전동 차량 운행 중 정지한 운전자가 해당 차량이 시동되어 있음을 망각할 수 있는 시간으로 설정하는 것이 유리하다.
상기 시동안전 상태에서는, 운전자에 의한 특정된 조작이 있어야, 시동정지 상태로 복귀한다. 상기 특정된 조작은 운전자가 대비하지 않은 상태에서 전동 차량이 빠르게 조작되는 것을 방지하기 위한 것으로, 운전자가 직감적으로 인지하기 용이하며, 잊더라도 계속되는 조작으로 유추가 용이하게 구현하는 것이 유리하다. 예컨대, 상기 특정된 조작으로서, 스로틀 핸들의 2회 반복 조작, 시동 스위치나 시동키 재조작 등이 될 수 있다.
상기 시동정지 상태에서는, 시동정지 상태 진입 이후 에러가 발생하거나 운전자가 운전 의지가 없다고 판정되면 차량 상태를 키온 상태로 천이할 수 있다.
구현에 따라, 상기 특정 조작없이, 운전자가 일반주행 조작을 실행하는 경우, 본 발명의 취지상 바로 주행 상태로 되지 않고, 키온 상태로 진입한 후, 키온 상태에서 다시 시동정지 상태를 거쳐 주행 상태가 되도록 제어할 수 있다.
시동정지 상태, 즉 아이들링 상태에서 운전자의 일반주행 조작에 의해 주행 상태로 진입하고, 주행 상태에서 차량의 속도가 0이 되면, 시동정지 상태로 진입하는 것은 일반적인 전동 차량의 경우와 유사하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 차량의 시동 제어 방법을 시동안전 상태를 중심으로 표현한 도시한 흐름도이다.
도시한 전동 차량의 시동정지 상태에서의 상태 제어 방법은, 시동정지 상태에서 주행 신호를 확인하면, 주행 상태로 진입하는 단계(S220); 제1 기준 시간 동안 주행 신호가 확인되지 않으면, 시동안전 상태로 진입하는 단계(S240); 상기 시동안전 상태에서 해제 신호를 확인하면, 시동정지 상태로 복귀하는 단계(S260); 및 제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계(S280)를 포함한다.
상기 주행 신호는 운전자의 일반주행 조작에 의한 신호로서, 상술한 바와 같이, 예컨대, 스로틀 개도의 소정 기준값 이상이 되도록 조작하는 것에 의한 신호가 될 수 있다.
상기 해제 신호는, 운전자가 대비하지 않은 상태에서 전동 차량이 빠르게 조작되는 것을 방지하기 위한 것으로, 운전자가 직감적으로 인지하기 용이하며, 잊더라도 계속되는 조작으로 생성되는 신호인 것이 유리하다. 예컨대, 상기 특정된 조작으로서, 스로틀 핸들의 2회 반복 조작, 시동키 재조작 등에 의한 신호가 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 차량의 시동 제어 방법을 키온 상태 및 주행 상태를 포함하여 표현한 흐름도이다.
도시한 흐름도에서 도 3의 주행 상태로 진입하는 단계(S220)는, 스토틀 전압이 소정 기준 전압 이상이면 주행 상태로 진입하는 단계(S210)로 구체화되어 있다.
도시한 바와 같이, 상기 시동정지 상태로 진입하는 단계(S200) 이전에, 키온 상태로 진입하는 단계(S100); 키온 상태에서의 센서 조건들을 확인하는 단계(S122); 및 시동 신호를 감지하면 시동정지 상태로 진입하는 단계(S128)를 더 포함할 수 있다.
상기 시동정지 상태로 복귀하는 단계(S200) 이후, 즉, 상기 시동안전 상태에서 상기 시동정지 상태로 복귀하면, 운전자에게 시동정지 상태임을 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도시한 바와 같이, 시동정지 상태임을 운전자에게 알림을 결정하는 단계(S350); 및 알림 통보로서 스피커 출력, 진동기 출력, 디스플레이 출력 및 운전자 휴대 스마트 기기로의 출력을 수행하는 단계(S360)를 수행할 수 있다. 여기서, 운전자 휴대 스마트 기기로서, 전동 차량에 설치된 네비게이션 기기, 운전자 소유의 스마트폰 등이 될 수 있다.
상기 운전자에게 시동정지 상태임을 통보하는 단계에서는, 아이들 상태를 판단할 수 있는 센서 및 상태로부터 아이들 상태임을 확정 짓고, 트랙션 모터를 구동시키기 위한 힘보다 적게 진동을 발생시키기에는 충분한 힘으로 진동을 발생시켜 아이들 상태임을 운전자에게 알릴 수 있다.
상기 시동정지 상태에서 상기 주행 상태로 진입하면(S400), 운전자에게 주행 상태임을 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도시한 바와 같이, 차속에 따라 결정되는 크기로 주행음 알림을 결정하는 단계(S430); 및 차량 스피커로 주행음을 출력하는 단계(S440)를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 차량 스피커로 주행음 출력에 있어 PWM 방식을 적용할 수 있다.
구현에 따라, 상기 주행 상태임을 통보하는 단계에서는, 일종의 주행 상태 모니터링을 수행하여, 주행 시에도 전기 모터 차량의 소음은 작기 때문에 운전 중 주변인의 안전을 위해 내연기관과 같은 청각적 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 스피커(Sound Speaker)를 통해 차속에 비례하게 청각적 신호를 발생시켜 주변인에게 차량이 지나감을 통보할 수 있다.
한편, 도 3의 제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계(S280)는, 도 4에서, 짧은 기준 시간을 경과 여부를 확인하는 단계(S280); 상기 짧은 기준 시간을 경과하면 운전자 위치가 소정 거리 이상인지 확인하여, 소정 거리 이상이면 키온 상태로 천이하는 단계(S290); 및 상기 소정 거리 이내여도 긴 기준 시간을 경과하면 키온 상태로 천이하는 단계(S295)로 세분화되어 있다.
이는 시동정지 상태 진입 이후 부터 시간을 적산하고, 미리 정해둔 2개의 긴/짧은 기준 시간(short/long timeout threshold)들과 비교하여, 긴 기준 시간(long timeout threshold)을 초과하였을 시에는 운전 의지가 없다고 판단하고, 짧은 기준 시간(short timeout threshold)을 초과하였을 시에는, 시동 상태 진입 후 모션 센서값을 바탕으로 운전자가 차량 내에 없거나 차량과 거리가 기 설정된 기준 거리(distance threshold)를 초과하는 것과 동시 만족시 운전의지가 없다고 판단하는 것이다.
즉, 도 3의 제2 기준 시간이, 긴 기준 시간(long timeout threshold)과 짧은 기준 시간(short timeout threshold)으로 세분화하여 적용된다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 차량의 시동 제어 방법을 수행할 수 있는 시동 제어 장치를 도시한다.
도시한 시동 제어 장치는, 키온 상태에서 시동정지 상태를 판정하고, 시동정지 상태에서 시동안전 상태로의 진입 여부를 판단하는 시동 상태 판정부(220); 시동정지 상태 또는 시동안전 상태에서 운전자의 운전 의지에 대하여 판정하는 운전 의지 판정부(260); 상기 시동안전 상태에서 시동안전 상태의 유지 또는 상기 키온 상태로의 진입 또는 상기 시동정지 상태로의 복귀를 결정하여 실행하는 안전 모드 실행부(240); 주행을 위한 스로틀 신호를 확인하고, 주행 상태를 모니터링하는 주행 상태 실행부(280); 및 상기 시동정지 상태 및 상기 주행 상태에 대하여 운전자에게 통보하는 운전자 알림부(320 ~ 360)를 포함한다.
상기 시동 상태 판정부(220), 운전 의지 판정부(260), 안전 모드 실행부(240) 및 주행 상태 실행부(280)는, 일종의 CPU인 제어기(200)의 내부 SW 모듈일 수 있다. 상기 제어기(200)는 차량의 다른 MCU가 상술한 기능을 겸하도록 구현하거나, 별도의 CPU 또는 MCU로 구현될 수 있다.
상기 안전 모드 실행부(240)는 일종의 시동 상태 안전 모니터링 기능으로서, 운전자에게 시동 상태임을 알리고, 운전 의지 없음으로 판정되면 키온 상태로 천이시키는 등의 추가 조치를 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 시동 상태의 알림은 별도의 진동 장치에 저전력 공급하거나, 스피커를 통해 음향 신호를 발생시키거나, 시각적 인디케이터를 통해 연속적 또는 깜빡거리는 시각적 신호를 발생시키거나, 스마트 디바이스를 통해 시각적/청각적 신호를 동시 발생시킬 수 있다.
상기 주행 상태 실행부(280)는 일종의 주행 상태 모니터링 기능으로서, 주행 중에도 차속에 비례하여 촉각적/음향적 신호를 발생시킬 수 있다.
상기 시동 상태 판정부(220)는, 차량 속도, rpm, 스로틀, 전력 변환기, 트랙션 모터의 전기적 특성, 전력 저장 장치, 사용자 인증 상태 등을 이용하여 시동 상태를 판정할 수 있다.
상기 시동 상태 판정부(220)는, 차량의 스로틀 센서(120) 및 다른 센서들(150)로부터 센싱 신호들을 입력받아, 시동정지 상태 판정을 위한 근거 정보로서 이용할 수 있다. 예컨대, 주행 상태에서 차량 속도 및 rmp이 0이며, 각종 모션 센서가 움직임이 없음을 센싱하고, 키는 on상태임을 확인하면, 시동정지 상태로 판정/진입할 수 있다.
상기 시동 상태 판정부(220)는, 1) 시스템 에러가 없는 Key ON 상태, 2) 스로틀 개도 값이 0%일 때, 3) 모터 rpm이 0으로 차량이 정지인 상태, 4) 운전자가 시동 스위치(버튼) 누름(시동 신호 ON)을 모두 만족했을 때 시동 상태라고 판정할 수 있다.
상기 운전 의지 판정부(260)는 시동 상태 진입 이후 시간 임계치와 모션 센서값을 기반으로 운전자의 운전 의지를 판정할 수 있다.
상기 운전 의지 판정부(260)는, 상기 다른 센서들(150)에서 획득되는 신호 들을 분석하여, 운전자의 운전 의지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 소정 시간 동안 탑승자 감지 센서로부터 운전자가 부재 중인 신호를 취득하면, 운전자가 부재로 운전할 수 없음을 판단할 수 있다.
상기 운전 의지 판정부(260)는, 운전자의 운전 의지를 판단하되, 도 4에 도시한 바와 같이, 1) 시동 상태 진입 이후 부터 시간을 적산하고, 미리 정해둔 2개의 short/long timeout threshold와 비교하여, 1-1) long timeout threshold)을 초과하였을 시에는 운전 의지가 없다고 판단하고, 1-2) short timeout threshold를 초과하였을 시에는, 시동 상태 진입 후 모션 센서값을 바탕으로 운전자가 차량 내에 없거나 차량과 거리가 기 설정된 distance threshold를 초과하는 것과 동시 만족시 운전의지가 없다고 판단할 수 있다.
상기 스로틀 센서(120)는 내연기관 차량과 같이 실제 스로틀의 개도를 검출하는 것이 아니라, 운전자가 내연기관 차량의 스로틀 개도 조정 조작(예 : 엑셀 페달/손잡이 조작)을 위한 핸들의 움직임 정도를 검출하며, 이 검출 신호를 스로틀 개도 정도에 대한 신호로 취급한다.
상기 다른 센서들(150)로서, rpm센서, 가속도 센서, GPS 센서, 모션 센서, 자이로 센서, 스위치 위치 판단 센서, 탑승자 감지 센서 등이 적용될 수 있다.
도 5에는 전동 차량 주행을 위한 구성 요소로서,
차량 주행을 동력을 생성하는 구동 모터(480); 차량 주행을 위한 전력이 저장된 전력 저장 장치(420); 상기 전력 저장 장치에 저장된 전력을 차량 구동을 위한 전력으로 변환하는 전력 변환기(440); 상기 변환된 전력을 이용하여 상기 구동 모터(480)를 회전시키는 인버터(460)를 도시하였다.
도시한 제어기(200)는 상기 인버터(460)에 대한 토크 제어를 수행하는데, 이는 일반적인 전동 차량의 기본적인 구성이므로, 상세 설명은 생략한다.
상기 인버터는 스위칭 소자들 및 출력 전력 축적을 위한 커패시터를 구비하는데, 본 발명의 사상에 따라, 키온 상태에서는 상기 커패시터에 축적된 전력이 방전되는 반면, 시동정지 상태 및 시동안전 상태에서는 상기 커패시터에 전력이 축적된 상태를 유지하도록 인버터 제어를 수행한다.
도면에서는, 상기 운전자 알림부(320 ~ 360)로서, 음향 신호를 출력하는 스피커(320); 진동 신호를 출력하는 진동기(340); 시각적 신호/정보를 출력하는 디스플레이(360)를 나타내었다.
예컨대, 시동정지 상태임을 운전자에게 알리는 방안으로서, 장치 연결 여부에 따라 아래 4가지 방안들의 조합이 가능하다.
첫째, 상기 스피커(320)를 통해 음향 신호를 발생시켜 청각적으로 운전자에게 알리거나, 둘째, 상기 진동기(340)에 전력을 공급해 촉각적으로 운전자에게 알리거나, 세째, 상기 디스플레이(360)를 통해 연속적 혹은 깜빡거리는 시각적 신호를 발생시켜 운전자에게 알리거나, 운전자가 휴대한 Smart Device를 통해 시각적/청각적 신호를 동시에 발생시켜 운전자에게 알릴 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200 : 제어기
220 : 시동 상태 판정부
240 : 안전 모드 실행부
260 : 운전 의지 판정부
280 : 주행 상태 실행부
320 ~ 360 : 운전자 알림부

Claims (11)

  1. 시동정지 상태에서 주행 신호를 확인하면, 주행 상태로 진입하는 단계;
    상기 시동정지 상태에서 제1 기준 시간 동안 주행 신호가 확인되지 않으면, 시동안전 상태로 진입하는 단계;
    상기 시동안전 상태에서 해제 신호를 확인하면, 시동정지 상태로 복귀하는 단계; 및
    제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계
    를 포함하는 전동 차량의 상태 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 키온 상태에서의 시동 신호를 감지하면 시동정지 상태로 진입하는 단계
    를 더 포함하는 전동 차량의 상태 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시동안전 상태에서 상기 시동정지 상태로 복귀하면, 운전자에게 시동정지 상태임을 통보하는 단계
    를 더 포함하는 전동 차량의 상태 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주행 상태로 진입하면, 운전자에게 주행 상태임을 통보하는 단계
    를 더 포함하는 전동 차량의 상태 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시동정지 상태 및 상기 시동안전 상태에서는, 전동 차량의 인버터에 내장된 커패시터가 충전된 상태를 유지하는 전동 차량의 상태 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준 시간 동안 상기 시동안전 상태에서 상기 해제 신호를 확인하지 않으면 키온 상태로 진입하는 단계는,
    짧은 기준 시간의 경과 여부를 확인하는 단계;
    상기 짧은 기준 시간이 경과되면 운전자 위치가 소정 거리 이상인지 확인하여, 소정 거리 이상이면 키온 상태로 천이하는 단계; 및
    상기 소정 거리 이내여도 긴 기준 시간을 경과하면 키온 상태로 천이하는 단계
    를 포함하는 전동 차량의 상태 제어 방법.
  7. 키온 상태에서 시동정지 상태로의 진입여부를 판정하고, 상기 시동정지 상태에서 시동안전 상태로의 진입 여부를 판단하는 시동 상태 판정부;
    상기 시동정지 상태 또는 상기 시동안전 상태에서 운전자의 운전 의지에 대하여 판정하는 운전 의지 판정부;
    상기 시동안전 상태에서 시동안전 상태의 유지 또는 상기 키온 상태로의 진입 또는 상기 시동정지 상태로의 복귀를 결정하여 실행하는 안전 모드 실행부;
    주행을 위한 스로틀 신호를 확인하고, 주행 상태를 모니터링하는 주행 상태 실행부; 및
    상기 시동정지 상태 및 상기 주행 상태에 대하여 운전자에게 통보하는 운전자 알림부를 포함하되,
    상기 시동안전 상태에서는 해제 신호를 확인하면, 상기 시동정지 상태로 복귀하는 전동 차량의 상태 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시동정지 상태 및 상기 시동안전 상태에서는, 전동 차량의 인버터에 내장된 커패시터가 충전된 상태를 유지하는 전동 차량의 상태 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 시동 상태 판정부는, 상기 주행 상태에서 차량 속도 및 rmp이 0이며, 각종 모션 센서가 움직임이 없음을 센싱하고, 키는 on 상태임을 확인하면, 시동정지 상태로 판정하여 진입하는 전동 차량의 상태 제어 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 운전 의지 판정부는, 소정 시간 동안 탑승자 감지 센서로부터 운전자가 부재 중인 신호를 취득하면 운전자가 부재로 판정하는 전동 차량의 상태 제어 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 알림부는,
    상기 시동안전 상태에서 상기 시동정지 상태로 복귀하면, 운전자에게 시동정지 상태임을 통보하고,
    상기 주행 상태로 진입하면, 운전자에게 주행 상태임을 통보하는 전동 차량의 상태 제어 장치.
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