KR102463694B1

KR102463694B1 - 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법

Info

Publication number: KR102463694B1
Application number: KR1020160167630A
Authority: KR
Inventors: 황성욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2022-11-07
Also published as: CN108215933B; US11691603B2; US20200101955A1; CN108215933A; US20180162335A1; KR20180066607A; US10562502B2

Abstract

본 발명은 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 관한 것으로, 차량의 주행정보에 기초하여 조향회피구간에 진입했는지 판단하는 단계; 상기 차량이 조향회피구간에 진입함에 따라 상기 조향회피구간 내 세부구간을 확인하는 단계; 및 상기 확인된 세부구간에서 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하여 장애물과의 충돌을 회피하는 단계를 포함한다.

Description

인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법{METHOD FOR DRIVE CONTROLLING OF VEHICLE USING IN WHEEL SYSTEM}

본 발명은 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차량의 각 휠(차륜)에 장착된 모터의 토크를 조절하여 제동이득과 조향이득(횡거리 이득)을 발생시켜 장애물과의 충돌 회피 성능을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

본 발명에서 전기차량은 고전압 배터리를 이용하여 전기모터를 구동시켜 주행하는 차량으로서, HEV(Hybrid Electric Vehicle), EV(Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등을 포함한다.

인휠 시스템(In-wheel system)은 전기를 동력원으로 사용하는 전기차량에서 각 휠의 내부에 장착된 모터(인휠 모터)에 기초하여 각 휠을 독립적으로 제어하는 시스템이다.

이러한 인휠 시스템이 탑재된 차량은 각 휠 내부에 모터가 장착됨으로써 하나의 메인 구동모터를 구비하는 차량에 비해 구동계가 단순하여 공간의 활용성이 우수하고, 각 휠에 대한 독립적인 토크 조절이 가능하기 때문에 차량의 거동 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고 각 휠의 토크를 서로 독립적으로 조절하여 높은 제동이득과 조향이득을 얻을 수 있으며, 변속기나 차동장치(differential gear) 등의 복잡한 동력전달장치를 생략할 수 있는 장점이 있다.

결국, 인휠 시스템이 탑재된 차량은 제동시 브레이크에 의해 발생하는 제동력에 모터에 의해 발생하는 제동력(엔진 브레이크와 같은 원리의 제동력)이 가해져 높은 제동 성능을 발휘할 수 있으며, 아울러 차량의 조향시에도 각 휠에 장착된 모터의 토크를 조절하여 높은 조향 성능을 발휘할 수 있다.

종래의 차량의 충돌 회피 기술은 장애물과의 충돌 회피를 위해 조향시 차량의 전/후륜의 댐핑력을 조절하여 횡거리 이득을 발생시켰다. 즉, 조향시 차량의 전륜의 댐퍼(damper)를 소프트(soft) 상태로 조절하고, 후륜의 댐퍼를 하드 상태로 조절하여 횡거리 이득을 발생시켰다.

이러한 종래의 기술은 댐핑력 조절을 통해 횡거리 이득을 발생시키기 때문에 그 성능에 한계가 있다.

대한민국공개특허 제2012-0024170호

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전기차량의 각 휠에 장착된 모터를 서로 독립적으로 제어하여 장애물과의 충돌을 회피함으로써, 장애물과의 충돌 회피 성능을 향상시킬 수 있는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 있어서, 차량의 주행정보에 기초하여 조향회피구간에 진입했는지 판단하는 단계; 상기 차량이 조향회피구간에 진입함에 따라 상기 조향회피구간 내 세부구간을 확인하는 단계; 및 상기 확인된 세부구간에서 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하여 장애물과의 충돌을 회피하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 조향회피구간에 진입했는지 판단하는 단계는 요레이트, 횡가속도, 차속, 조향각, 조향각속도 중 적어도 하나에 기초하여 판단할 수 있다. 즉, 요레이트가 기준치를 벗어나는 정도(이하, 요레이트 에러)가 제1 임계치를 초과하고, 횡가속도가 제2 임계치를 초과하며, 요레이트 에러와 횡가속도를 곱한 값이 0을 초과하고, 차속이 제3 임계치를 초과하며, 횡가속도의 미분값이 제4 임계치를 초과하고, 조향각이 제5 임계치를 초과하며, 조향각속도가 제6 임계치를 초과하면 조향회피구간에 진입한 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 세부구간을 확인하는 단계는 요레이트 에러가 제1 임계치를 초과하면 제1 조향구간으로 판단하는 단계; 요레이트 에러가 제7 임계치(제1 임계치보다 큰 값)를 초과하는 시간이 임계시간 유지되거나, 제7 임계치를 초과하는 요레이트 에러가 임계시간 동안 지속적으로 증가하면 제2 조향구간으로 판단하는 단계; 및 요레이트 에러가 제8 임계치(제7 임계치보다 큰 값)를 초과하는 시간이 임계시간 유지되거나, 제8 임계치를 초과하는 요레이트 에러가 임계시간 동안 지속적으로 증가하면 제3 조향구간으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 단계는 제1 조향구간에서 선회 내측의 전륜의 구동력과 선회 외측의 전륜과 후륜의 구동력을 유지하고, 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시킨다.

또한, 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 단계는 상기 제2 조향구간에서 선회 외측의 전륜과 후륜의 구동력을 유지하고, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력과 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시킨다. 이때, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력이 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 단계는 상기 제3 조향구간에서 선회 외측의 전륜에 장착된 모터의 구동력을 감소시키고 선회 외측의 후륜에 장착된 모터의 구동력을 증가시키며, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력과 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시킨다. 이때, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력이 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력보다 작은 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 단계 이후에 차량의 거동을 안정화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이러한 상기 거동 안정화 단계는 차량의 횡가속도가 제9 임계치 미만이면서 요레이트 에러가 제10 임계치를 초과하거나 롤각이 제11 임계치를 초과하는 경우에 수행될 수 있다. 이때, 차량의 선회 내측의 전륜에 장착된 모터와 후륜에 장착된 모터의 구동력을 유지하고, 선회 외측의 후륜에 장착된 모터의 구동력을 유지하며, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시킨다.

또한, 상기 거동 안정화 단계는 차량의 횡가속도가 제9 임계치 미만이면서 차량의 슬립각이 제12 임계치를 초과하는 경우에 수행될 수도 있다. 이때, 차량의 선회 내측의 전륜에 장착된 모터와 후륜에 장착된 모터의 구동력을 유지하고, 선회 외측의 전륜에 장착된 모터와 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시킨다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 인휠 시스템을 이용하여 차량의 주행 제어 방법에 있어서, 차량의 전방에 위치한 장애물과의 거리를 상대속도로 나누어 TTC(Time To Collision)를 산출하는 단계; 상기 산출한 TTC에 기초하여 차량이 제동회피구간에 진입했는지 판단하는 단계; 및 상기 제동회피구간에 진입함에 따라 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제동회피구간은 상기 TTC에 기초하여 제1 제동구간과 제2 제동구간 및 제3 제동구간으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 각 차륜에 장착된 모터가 제동력을 발생시키는 단계는 상기 제1 제동구간에서, 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키되, 제1 한계치 내에서 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 각 차륜에 장착된 모터가 제동력을 발생시키는 단계는 상기 제2 제동구간에서, 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키되, 제2 한계치(제1 한계치보다 큰 값) 내에서 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 각 차륜에 장착된 모터가 제동력을 발생시키는 단계는 상기 제3 제동구간에서, 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키되, 제한 없이 최대로 발생시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 전기차량의 각 휠에 장착된 모터를 서로 독립적으로 제어하여 장애물과의 충돌을 회피함으로써, 장애물과의 충돌 회피 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 장애물과의 충돌을 회피한 이후에도 차량의 거동을 안전하게 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 인휠 시스템이 탑재된 차량의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 제동회피구간과 조향회피구간에 대한 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 조향회피구간에서 장애물을 회피하는 과정에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 인휠 시스템이 탑재된 차량의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 인휠 시스템이 탑재된 차량은, 좌측 전륜(110), 우측 전륜(120), 좌측 후륜(130), 우측 후륜(140), 및 제어기(150)를 포함한다.

먼저, 좌측 전륜(110)은 제1 모터(111)와 제1 브레이크(112)를 구비하고, 우측 전륜(120)은 제2 모터(121)와 제2 브레이크(122)를 구비하며, 좌측 후륜(130)은 제3 모터(131)와 제3 브레이크(132)를 구비하고, 우측 후륜(140)은 제4 모터(141)와 제4 브레이크(142)를 구비한다.

여기서, 차량이 장애물의 좌측으로 선회하여 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 경우 선회 내측의 차륜은 좌측 전륜(110)과 좌측 후륜(130)을 의미하고 선회 외측의 차륜은 우측 전륜(120)과 우측 후륜(140)을 의미하며, 차량이 장애물의 우측으로 선회하여 상기 장애물과의 충돌을 회피하는 경우 선회 내측의 차륜은 우측 전륜(120)과 우측 후륜(140)을 의미하고 선회 외측의 차륜은 좌측 전륜(110)과 좌측 후륜(130)을 의미한다.

다음으로, 제어기(150)는 차량에 탑재된 인휠 시스템을 이용하여 장애물과의 충돌을 회피하는데 요구되는 전반적인 제어를 수행한다.

이를 위해 제어기(150)는 차량 네트워크 또는 차량에 탑재된 각종 센서로부터 각종 주행정보를 획득할 수 있다.

여기서, 차량 네트워크는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented System Transport) 등을 포함한다.

또한, 각종 주행정보는 AEB(Automatic Emergency Braking) 정보, BSD(Blind Spot Detection) 정보, 조향각, 조향각속도, 차속, 요레이트, 횡가속도, 롤각(Roll Angle) 등을 포함한다.

또한, 제어기(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 제동회피구간의 진입 여부와 상기 제동회피구간에 진입한 경우 제1 제동구간인지, 제2 제동구간인지, 제3 제동구간인지를 판단할 수 있다. 이러한 각 제동구간의 진입 여부는 장애물과의 거리를 상대속도로 나눈 값인 TTC(Time To Collision)에 기초하여 판단할 수 있다.

이후, 제어기(150)는 각 제동구간에서 요구되는 제동력을 충족시키기 위해 운전자에 의해 발생한 브레이크 제동력에 추가로 모터 제동력을 발생시킨다. 이때, 제어기(150)는 모터에 인가되는 전류량을 조절하여 모터 제동력 또는 모터 구동력을 발생시킬 수 있다. 또한, 제어기(150)는 상황에 따라 운전자에 의해 발생한 브레이크 제동력을 더 증가시킬 수도 있다.

예를 들어, 제1 제동구간에서 브레이크 제동력이 요구 제동력을 만족하면 모터 제동력을 발생시키지 않고, 브레이크 제동력이 요구 제동력을 만족시키지 못하면 모터 제동력을 발생시킨다. 이때, 모터 제동력은 최대 0.2g를 초과하지 않도록 모터의 토크를 제어한다.

제2 제동구간에서 브레이크 제동력이 요구 제동력을 만족하면 모터 제동력을 발생시키지 않고, 브레이크 제동력이 요구 제동력을 만족시키지 못하면 모터 제동력을 발생시킨다. 이때, 모터 제동력은 최대 0.3g를 초과하지 않도록 모터의 토크를 제어한다.

제3 제동구간에서 브레이크 제동력이 요구 제동력을 만족하면 모터 제동력을 발생시키지 않고, 브레이크 제동력이 요구 제동력을 만족시키지 못하면 모터 제동력을 최대로 발생시킨다. 이때, 운전자의 의도와 상관없이 브레이크 제동력을 최대로 발생시킬 수도 있다.

한편, 제어기(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 조향회피구간의 진입 여부와 조향회피구간에 진입한 경우 제1 조향구간인지, 제2 조향구간인지, 제3 조향구간인지를 판단할 수 있다. 이러한 각 조향구간의 진입 여부는 각종 주행정보에 기초하여 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어기(150)는 요레이트가 기준치를 벗어나는 정도(이하, 요레이트 에러)가 제1 임계치(일례로 3deg/s)를 초과하고, 횡가속도가 제2 임계치를 초과하며, 요레이트 에러와 횡가속도를 곱한 값이 0을 초과하고, 차속이 제3 임계치를 초과하며, 횡가속도의 미분값이 제4 임계치를 초과하고, 조향각이 제5 임계치를 초과하며, 조향각속도가 제6 임계치를 초과하면 조향회피구간에 진입한 것으로 판단한다. 이 경우 제어기(150)는 긴급 조향회피 모드로 동작한다.

아울러, 제어기(150)는 요레이트 에러가 제1 임계치(일례로 3deg/s)를 초과하면 제1 조향구간으로 판단한다.

또한, 제어기(150)는 요레이트 에러가 제7 임계치(일례로 5deg/s)를 초과하면 제2 조향구간으로 판단한다. 이때, 요레이트 에러가 제7 임계치를 초과하는 시간이 일정시간 유지되거나, 제7 임계치를 초과하는 요레이트 에러가 일정시간 동안 지속적으로 증가하는 경우에 제2 조향구간으로 판단할 수도 있다.

또한, 제어기(150)는 요레이트 에러가 제8 임계치(일례로 10deg/s)를 초과하면 제3 조향구간으로 판단한다. 이때, 요레이트 에러가 제8 임계치를 초과하는 시간이 일정시간 유지되거나, 제8 임계치를 초과하는 요레이트 에러가 일정시간 동안 지속적으로 증가하는 경우에 제3 조향구간으로 판단할 수도 있다.

여기서, 제동회피구간과 조향회피구간은 차량의 속도, 장애물과의 상대속도, 장애물과의 거리, 제동 성능, 조향 성능, 타이어 상태, 도로의 마찰력 중에서 적어도 하나 이상에 의해 결정되는 가변 구간으로서, 제동회피구간은 긴급 제동이 요구되는 구간을 의미하고, 조향회피구간은 긴급 조향이 요구되는 구간을 의미한다.

한편, 제어기(150)는 각 조향구간에서 요구되는 요 모멘트(Yaw moment)를 충족시키기 위해 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어한다. 이때 운전자에 의한 조향이 발생한 경우 부족한 만큼의 요 모멘트을 발생시키도록 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어한다.

이하, 도 3을 참조하여 차량(210)이 각 조향구간에서 장애물(220)의 좌측으로 선회하여 장애물(220)과의 충돌을 회피하는 과정에 대해 살펴보기로 한다. 이때, 각 차륜의 모터는 구동력을 발생시키고 있다.

[제1 조향구간]

제어기(150)는 선회 내측의 전륜의 구동력과 선회 외측의 전륜과 후륜의 구동력을 유지한다. 즉, 좌측 전륜(110)에 장착된 제1 모터(111)와 우측 전륜(120)에 장착된 제2 모터(121) 및 우측 후륜(140)에 장착된 제4 모터(141)의 토크를 유지하여 각 모터의 구동력을 유지한다.

반면, 좌측 후륜(130)에 장착된 제3 모터(131)가 제동력을 발생시키도록 제3 모터(131)의 토크를 감소시킨다. 이렇게 제3 모터(131)의 토크가 감소 되면 제3 모터(131)의 회전속도가 좌측 후륜(130)의 회전속도보다 낮아져 제3 모터(131)가 부하로 작용하여 제동력이 발생한다.

[제2 조향구간]

제어기(150)는 선회 외측의 전륜과 후륜의 구동력을 유지한다. 즉, 우측 전륜(120)에 장착된 제2 모터(121)와 우측 후륜(140)에 장착된 제4 모터(141)의 토크를 유지하여 각 모터의 구동력을 유지한다.

반면, 선회 내측의 전륜과 후륜이 제동력을 발생시키도록 제어한다. 즉, 좌측 전륜(110)에 장착된 제1 모터(111)가 제동력을 발생시키도록 제1 모터(111)의 토크를 감소시키고, 좌측 후륜(130)에 장착된 제3 모터(131)가 제동력을 발생시키도록 제3 모터(131)의 토크를 감소시킨다. 이때, 제1 모터(111)의 토크 감소량과 제3 모터(131)의 토크 감소량은 제동력을 발생시킬 수 있을 만큼의 수치이며, 제1 모터(111)의 토크 감소량은 제3 모터(131)의 토크 감소량보다 적게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 모터(111)의 토크에 비해 제3 모터(131)의 토크를 더 많이 감소시킨다.

[제3 조향구간]

제어기(150)는 선회 외측 전륜의 구동력을 감소시키고 선회 외측 후륜의 구동력을 증가시킨다. 즉, 우측 전륜(120)에 장착된 제2 모터(121)의 토크를 감소시켜 제2 모터(121)의 구동력을 감소시키고, 우측 후륜(140)에 장착된 제4 모터(141)의 토크를 증가시켜 제4 모터(141)의 구동력을 증가시킨다. 이때, 제어기(150)는 제2 모터(121)에 의해 제동력이 발생하지 않으면서 구동력만 일정량 감소시키도록 제2 모터의 토크를 조절한다.

그리고 제어기(150)는 선회 내측의 전륜과 후륜이 제동력을 발생시키도록 제어한다. 즉, 좌측 전륜(110)에 장착된 제1 모터(111)가 제동력을 발생시키도록 제1 모터(111)의 토크를 감소시키고, 좌측 후륜(130)에 장착된 제3 모터(131)가 제동력을 발생시키도록 제3 모터(131)의 토크를 감소시킨다. 이때, 제1 모터(111)의 토크 감소량과 제3 모터(131)의 토크 감소량은 제동력을 발생시킬 수 있을 만큼의 수치이며, 제1 모터(111)의 토크 감소량은 제3 모터(131)의 토크 감소량보다 적게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 모터(111)의 토크에 비해 제3 모터(131)의 토크를 더 많이 감소시킨다.

참고로, 차량(210)이 각 조향구간에서 장애물(220)의 우측으로 선회하여 장애물(220)과의 충돌을 회피하는 과정은 상술한 과정을 통해 용이하게 도출해 낼 수 있다.

한편, 제어기(150)는 긴급 조향을 통해 장애물과의 충돌을 회피한 후 차량의 거동을 안정화하는 과정을 수행할 수도 있다.

먼저, 제어기(150)는 긴급 조향을 통해 장애물과의 충돌을 회피한 후 차량의 거동을 안정화하는 과정의 수행 여부를 판단한다.

일례로, 제어기(150)는 횡가속도가 제9 임계치 미만이면서 요레이트 에러가 제10 임계치를 초과하거나 롤각이 제11 임계치를 초과하는 경우(이하, 제1 조건), 횡가속도가 제9 임계치 미만이면서 차량의 슬립각이 제12 임계치를 초과하는 경우(이하, 제2 조건)에 차량의 거동 안정화 모드로 동작한다.

또한, 제어기(150)는 제1 조건의 경우, 차량의 좌측 전륜(110)의 제1 모터(111)와 좌측 후륜(130)의 제3 모터(131) 및 우측 후륜(140)의 제4 모터(141)의 토크를 유지하고, 우측 전륜(120)의 제2 모터(121)가 제동력을 발생시키도록 제2 모터(121)의 토크를 제어한다.

또한, 제어기(150)는 제2 조건의 경우, 차량의 좌측 전륜(110)의 제1 모터(111)와 좌측 후륜(130)의 제3 모터(131)의 토크는 유지하고, 우측 전륜(120)의 제2 모터(121)가 제동력을 발생시키도록 제2 모터(121)의 토크를 제어하며, 우측 후륜(140)의 제4 모터(141)가 제동력을 발생시키도록 제4 모터(141)의 토크를 제어한다.

이러한 차량의 거동 안정화 과정은 횡가속도가 제9 임계치를 초과하는 경우, 차량에 탑재된 ESC(Electronic Stability Control) 시스템이 수행하도록 구현할 수도 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 제어기(150)가 각 차륜에 장착된 모터의 제동력을 제어하여 장애물과의 충돌을 회피하는 과정을 나타낸다.

먼저, 제어기(150)는 차량의 전방에 위치한 장애물과의 거리를 상대속도로 나누어 TTC(Time To Collision)를 산출한다(401).

이후, 상기 산출한 TTC에 기초하여 차량의 제동회피구간 진입 여부를 판단한다(402).

상기 판단결과(402), 제동회피구간에 진입하지 않았으면 '401' 과정으로 진행한다.

상기 판단결과(402), 제동회피구간에 진입하였으면 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 발생시키도록 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 일률적으로 제어한다(403).

이때, 제어기(150)는 제동회피구간을 제1 제동구간과 제2 제동구간 및 제3 제동구간으로 세분화하여 모터의 토크를 제어할 수도 있다.

도 5 는 본 발명에 따른 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 대한 다른 실시예 흐름도로서, 제어기(150)가 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하여 장애물과의 충돌을 회피하는 과정을 나타낸다.

먼저, 차량의 주행정보에 기초하여 조향회피구간에 진입했는지 판단한다(501). 도 6에서 ① 구간과 ③ 구간은 조향회피구간에 진입하지 않은 것으로 판단한 구간을 나타내고, ② 구간은 조향회피구간에 진입한 것으로 판단한 구간을 나타내며, ④ 구간은 긴급조향회피를 종료한 구간을 나타낸다.

이후, 상기 차량이 조향회피구간에 진입함에 따라 상기 조향회피구간 내 세부구간을 확인한다(502).

이후, 상기 확인된 세부구간에서 요구되는 요 모멘트를 충족시키도록 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어한다(503). 이때, 요구되는 요 모멘트는 충돌을 회피하는데 필요한 전체 요 모멘트에서 운전자의 조향에 의해 발생하는 요 모멘트를 뺀 값일 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

110 : 좌측 전륜
120 : 우측 전륜
130 : 좌측 후륜
140 : 우측 후륜
150 : 제어기

Claims

인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 있어서,
차량의 주행정보에 기초하여 조향회피구간에 진입했는지 판단하는 단계;
상기 차량이 조향회피구간에 진입함에 따라 상기 조향회피구간 내 세부구간을 확인하는 단계; 및
상기 확인된 세부구간에서 요구되는 요(Yaw) 모멘트를 충족시키도록 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하는 단계를 포함하되,
상기 조향회피구간에 진입했는지 판단하는 단계는,
요레이트의 기준치와의 차이(이하, 요레이트 에러)가 제1 임계치를 초과하고, 횡가속도가 제2 임계치를 초과하며, 상기 요레이트 에러와 상기 횡가속도를 곱한 값이 0을 초과하고, 차속이 제3 임계치를 초과하며, 횡가속도의 미분값이 제4 임계치를 초과하고, 조향각이 제5 임계치를 초과하며, 조향각속도가 제6 임계치를 초과하면 조향회피구간에 진입한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 세부구간을 확인하는 단계는,
요레이트 에러가 제1 임계치를 초과하면 제1 조향구간으로 판단하는 단계;
요레이트 에러가 제7 임계치(제1 임계치보다 큰 값)를 초과하는 시간이 임계시간 유지되거나, 제7 임계치를 초과하는 요레이트 에러가 임계시간 동안 지속적으로 증가하면 제2 조향구간으로 판단하는 단계; 및
요레이트 에러가 제8 임계치(제7 임계치보다 큰 값)를 초과하는 시간이 임계시간 유지되거나, 제8 임계치를 초과하는 요레이트 에러가 임계시간 동안 지속적으로 증가하면 제3 조향구간으로 판단하는 단계
를 포함하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하는 단계는,
제1 조향구간에서 선회 내측의 전륜의 구동력과 선회 외측의 전륜과 후륜의 구동력을 유지하고, 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하는 단계는,
상기 제2 조향구간에서 선회 외측의 전륜과 후륜의 구동력을 유지하고, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력과 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력이 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력보다 작은 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하는 단계는,
상기 제3 조향구간에서 선회 외측의 전륜에 장착된 모터의 구동력을 감소시키고 선회 외측의 후륜에 장착된 모터의 구동력을 증가시키며, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력과 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력이 선회 내측의 후륜에 장착된 모터의 제동력보다 작은 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터의 토크를 제어하는 단계 이후에 차량의 거동을 안정화하는 단계
를 더 포함하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 거동 안정화 단계는,
차량의 횡가속도가 제9 임계치 미만이면서 요레이트 에러가 제10 임계치를 초과하거나 롤각이 제11 임계치를 초과하는 경우에 차량의 거동 안정화를 수행하는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 거동 안정화 단계는,
차량의 선회 내측의 전륜에 장착된 모터와 후륜에 장착된 모터의 구동력을 유지하고, 선회 외측의 후륜에 장착된 모터의 구동력을 유지하며, 선회 내측의 전륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 거동 안정화 단계는,
차량의 횡가속도가 제9 임계치 미만이면서 차량의 슬립각이 제12 임계치를 초과하는 경우에 차량의 거동 안정화를 수행하는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 거동 안정화 단계는,
차량의 선회 내측의 전륜에 장착된 모터와 후륜에 장착된 모터의 구동력을 유지하고, 선회 외측의 전륜에 장착된 모터와 후륜에 장착된 모터의 제동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법에 있어서,
차량의 전방에 위치한 장애물과의 거리를 상대속도로 나누어 TTC(Time To Collision)를 산출하는 단계;
상기 산출한 TTC에 기초하여 차량이 제동회피구간에 진입했는지 판단하는 단계; 및
상기 제동회피구간에 진입함에 따라 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키는 단계
를 포함하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제동회피구간은,
상기 TTC에 기초하여 제1 제동구간과 제2 제동구간 및 제3 제동구간으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터가 제동력을 발생시키는 단계는,
상기 제1 제동구간에서, 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키되, 제1 한계치 내에서 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터가 제동력을 발생시키는 단계는,
상기 제2 제동구간에서, 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키되, 제2 한계치(제1 한계치보다 큰 값) 내에서 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 각 차륜에 장착된 모터가 제동력을 발생시키는 단계는,
상기 제3 제동구간에서, 요구 제동력 대비 브레이크 제동력의 부족분을 각 차륜에 장착된 모터가 발생시키되, 제한 없이 최대로 발생시키는 것을 특징으로 하는 인휠 시스템을 이용한 차량의 주행 제어 방법.