KR102531298B1 - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 차량은, 차량의 주행 정보를 감지하는 감지부 및 상기 주행 정보를 기초로 상기 차량의 주행 모드 변경 가능 여부를 판단하고, 상기 차량의 주행 모드 변경이 가능한 경우 상기 주행 정보에 대응하는 모드로 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어방법 {VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행 정보를 기초로 자동적으로 하이브리드 차량의 주행 모드를 변경하는 기술에 관한 발명이다.
현대 사회에서 차량은 가장 보편적인 이동 수단으로서 차량을 이용하는 사람들의 수는 증가하고 있다. 차량 기술의 발전으로 인해 과거보다 장거리의 이동이 용이하고, 생활이 편해지는 등 생활에 많은 변화가 발생하고 있다.
기술이 발전함에 따라, 하나의 동력원을 이용하는 차량에서 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 하이브리드(HYBRID) 차량이 대가 많이 개발되고 있다. 하이브리드 차량은 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 차량으로써, 일반적으로 엔진과 모터를 사용하여 구동되는 하이브리드 전기 차량을 말한다. 하이브리드 전기 차량은 엔진과 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원을 사용하여 다양한 구조를 형성할 수 있다.
따라서, 하이브리드 차량은 주행 환경에 따라 모터의 동력과 엔진의 동력을 선택적으로 사용하거나, 모터 및 엔진의 동력 모두를 사용하기도 한다. 모터의 동력만으로도 주행이 가능한 경우에는 모터만을 구동하고, 엔진의 동력이 필요한 경우에는 엔진도 함께 구동할 수 있다.
하이브리드 차량은 모터와 변속기 및 구동축이 직렬 연결되어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인이 사용되는 것이 일반적인데, 엔진과 모터의 사이에는 클러치가 구비되어 있어, 클러치의 결합 여부에 따라 하이브리드 전기 차량은 EV(Electric Vehicle) 모드 또는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 운행된다.
그리고 이러한 고연비 주행과 더불어, 연비는 떨어지지만 보다 생동감 있는 주행에 대한 사용자의 요구가 늘어남에 따라, 다양한 주행 모드가 차량에 적용되고 있다. 예를 들어, 사용자가 차량의 주행 모드를 스포츠 모드로 설정을 할 경우, 엔진을 보다 빨리 가동시키거나 엑셀 페달에 따른 출력 토크의 변화를 크게 하여 차량의 속도를 빠르게 향상시킬 수 있다.
그러나, 종래 기술의 경우 사용자가 수동으로 주행 모드를 일반 모드 또는 스포츠 모드로 설정해야 했기 때문에, 주행 모드 변경에 불편함이 존재하였다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같이 종래 기술이 가지고 있던 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 차량의 주행 정보를 기초로 주행 모드를 자동으로 변경하여, 보다 사용자게 생동감 있는 주행 환경을 제공하기 위함이다.
일 실시예에 따른 차량은 차량의 주행 정보를 감지하는 감지부 및 상기 주행 정보를 기초로 상기 차량의 주행 모드 변경 가능 여부를 판단하고, 상기 차량의 주행 모드 변경이 가능한 경우 상기 주행 정보에 대응하는 모드로 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량의 엔진, 모터, 파워 트레인 및 변속기 중 적어도 하나를 제어하는 방식으로 상기 차량의 주행 모드를 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 엔진 가동 진입 조건을 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 엔진 또는 엔진 클러치와 상기 차량의 차축과의 연결을 유지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 변속기의 레벨을 낮출 수 있다..
상기 제어부는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환된 경우, 사용자의 페달 작동에 의해 발생되는 파워트레인의 출력 토크의 응답성을 향상시킬 수 있다.
상기 주행 정보는 상기 차량이 주행하는 도로의 도로 정보 및 교통 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 주행 정보는 상기 차량이 주행하는 도로의 교통량, 종류, 단속 카메라의 유무, 제한 속도 및 상기 차량의 주행 속도에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 사용자로부터 상기 차량의 주행 모드 변경에 대해 승인을 받은 경우, 상기 차량의 주행 모드를 변경할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 사용자에게 알리는 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 차량의 제어 방법은 차량의 주행 정보를 감지하는 감지하는 단계, 상기 주행 정보를 기초로 상기 차량의 주행 모드 변경 가능 여부를 판단하는 단계 및 상기 차량의 주행 모드 변경이 가능한 경우 상기 주행 정보에 대응하는 모드로 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계는 상기 차량의 엔진, 모터, 파워 트레인 및 변속기 중 적어도 하나를 제어하는 방식으로 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 엔진 가동 진입 조건을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 엔진 또는 엔진 클러치와 상기 차량의 차축과의 연결을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 변속기의 레벨을 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환된 경우, 사용자의 페달 작동에 의해 발생되는 파워트레인의 출력 토크의 응답성을 향상시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주행 정보는 상기 차량이 주행하는 도로의 도로 정보 및 교통 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 주행 정보는 상기 차량이 주행하는 도로의 교통량, 종류, 단속 카메라의 유무, 제한 속도 및 상기 차량의 주행 속도에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계는 사용자로부터 상기 차량의 주행 모드 변경에 대해 승인을 받은 경우, 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량은, 차량의 주행 정보를 기초로 주행 모드를 자동으로 변경하여, 보다 사용자게 생동감 있는 주행 환경을 제공할 수 있는 효과가 존재한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량의 주행 모드를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량의 일부 구성을 도시한 도면이다
도 5는 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않으며, 본 명세서에서 사용한 "제 1", "제 2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
이하에서 설명하는 일 실시예에 따른 차량(100)은 하이브리드 차량을 기준으로 설명하나, 반드시 하이브리드 차량에 적용되는 것은 아니고 다른 종류의 차량에도 적용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량(100)의 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 차량(100)의 내부를 도시한 도면이다. 이하 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명한다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(100)의 외관은 차량(100)을 이동시키는 차륜(12,13), 차량(100) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(15), 차량(100) 내부의 사용자에게 차량(100) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(16), 사용자에게 차량(100) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(14L,14R)를 포함할 수 있다.
차륜(12,13)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(12), 차량의 후방에 마련되는 후륜(13)을 포함할 수 있다. 그리고 도면에는 도시하지 않았지만 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 변속기(140), 동력을 제공하고 제동 시 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 모터(150), 전기 에너지를 충전하는 배터리(160), 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(180) 및 시동을 걸거나 엔진의 동력을 이용한 발전기로 동작하여 전기 에너지를 생성하는 하이브리드 시동 발전기(HSG, hybrid starter generator, 170)을 포함할 수 있다.
도어(15)는 차량(100)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 사용자 또는 동승자가 차량(100)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(100)의 내부를 외부로부터 차폐시킨다. 또한, 차량(100) 외부에는 도어(15)를 개폐할 수 있는 손잡이(17)가 마련될 수 있다.
전면 유리(16)는 본체의 전방 상측에 마련되어 차량(100) 내부의 사용자가 차량(100) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있으며, 후면 유리(18)는 본체의 후방 상측에 마련되어 차량(100) 내부의 사용자가 차량(100) 후방에 대한 시각 정보를 획득할 수 있다.
또한, 사이드 미러(14L, 14R)는 차량(100)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러(14L) 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러(14R)를 포함하며, 차량(100) 내부의 사용자가 차량(100)의 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
또한, 차량(100) 전방 좌측과 우측에는 차량(100)의 전방에 대한 시야를 확복해 주는 전조등(11L, 11R)이 마련될 수 있다.
이외에도 차량(100)은 후면 또는 측면의 장애물 내지 다른 차량을 감지하는 센서를 포함할 수 있다. 센서는 근접 센서, 강수 여부 및 강수량을 감지하는 레인 센서 등의 감지 장치를 포함할 수 있다.
근접 센서는 차량의 측면 또는 후면에 감지 신호를 발신하고, 다른 차량 등의 장애물로부터 반사되는 반사 신호를 수신할 수 있다. 수신된 반사 신호의 파형을 기초로 차량(100) 측면이나 후면의 장애물의 존재 여부를 감지하고, 장애물의 위치를 검출할 수 있다. 이와 같은 근접 센서의 일 예로서 초음파 또는 적외선을 발신하고, 장애물에 반사된 초음파 또는 적외선을 이용하여 장애물까지의 거리를 검출하는 방식을 채용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 대시보드(26)의 중앙 영역에는 영상 또는 이미지를 표시하는 AVN(Audio Video Navigation) 단말(25)이 마련될 수 있다. AVN 단말(25)은 오디오 화면, 비디오 화면 및 내비게이션 화면 중 적어도 하나를 선택적으로 표시할 수 있고, 뿐만 아니라 차량(100)과 관련된 각종 제어 화면 또는 부가기능과 관련된 화면을 표시할 수 있다.
또한, 운전석(22L)와 조수석(22R) 사이에 죠그 셔틀(jog shuttle) 타입의 센터 입력부(33)가 마련될 수도 있다. 사용자는 센터 입력부(33)를 돌리거나 가압하거나 상, 하, 좌 또는 우 방향으로 미는 방식으로 제어 명령을 입력할 수 있다. 또한, 센터 입력부(33) 옆에는 변속기(140)의 레벨을 제어할 수 있는 기어봉(32)이 마련될 수 있다.
또한, 차량(100)에는 음향을 출력할 수 있는 스피커(23)가 마련될 수 있다.
스피커(23)는 오디오 기능, 비디오 기능, 내비게이션 기능 및 기타 부가 기능을 수행함에 있어 필요한 음향을 출력할 수 있다.
도 2에서는 스피커(23)가 운전석(22L) 자리와 조수석(22R) 자리에 각각 하나씩 마련되는 것으로(23L, 23R) 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 차량 내부의 다양한 위치에 마련될 수 있다.
운전석(22L) 쪽의 대시보드(26)에는 스티어링 휠(27)이 마련되며, 스티어링 휠(27)과 인접한 영역에 원격 조작 장치(미도시; 일 예로서, 포브(FOB)키를 삽입할 수 있는 키 홈(28)가 형성될 수 있다. 키 홈(28)에 차량(100)의 시동을 온(On)/오프(Off)할 수 있는 원격 조작 장치가 삽입되거나, 무선 통신망을 통해 원격 조작 장치와 차량(100) 간의 인증이 완료되면 외부 단말기와 차량(100)이 연결될 수 있다.
또한, 대시보드(26)에는 차량(100)의 시동을 온/오프 제어하는 시동 버튼(29)이 마련될 수 있고, 키 홈(28)에는 차량을 제어할 수 있는 원격 조작 장치가 삽입되거나, 무선 통신망을 통해 원격 조작 장치와 차량(100) 간의 인증이 성공하면 사용자의 시동 버튼(29) 가압에 의해 차량(100)의 시동이 온(on) 될 수 있다.
한편, 차량(100)에는 공조 장치가 구비되어 난방 및 냉방을 모두 수행할 수 있으며, 가열되거나 냉각된 공기를 통풍구(21)를 통해 배출하여 차량(100) 내부의 온도를 제어할 수 있다.
도 2에서는 통푸구(21)가 운전석(22L) 자리와 조수석(22R) 자리에 각각 하나씩 마련되는 것으로(21L, 21R) 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 차량 내부의 다양한 위치에 마련될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 차량(100)의 주행 모드를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량(100)의 주행 모드는 모터(150)의 구동력에 의해서만 주행이 이루어지는 EV 주행 모드와, 모터(150)와 엔진(180) 모두의 구동력에 의해 주행이 이루어지는 HEV 주행 모드로 구분될 수 있다.
EV 주행 모드는 '출발'과 '저속 주행'을 포함할 수 있다. '출발'은 차량(100)이 정지 상태에서 주행을 위한 기동을 시작하는 상태를 의미하며, '저속 주행'은 차량(100)이 비교적 낮은 속도로 주행하는 상태를 의미한다.
'출발'과 '저속 주행'의 경우 비교적 작은 파워로도 충분하기 때문에 엔진(180)의 동력을 사용하지 않고 모터(150)의 동력만 사용한다. 다만, HEV 주행 모드에서는 필요에 따라 일시적으로 모터(150)의 동력을 사용하지 않고 엔진(180)의 동력만을 사용할 수도 있다.
HEV 주행 모드는 '고속 주행'과 '가속/등판'을 포함할 수 있다. '고속 주행'은 하이브리드 차량(100)이 비교적 높은 속도로 주행하는 상태이다. '가속/등판'은 하이브리드 차량(100)의 속도가 점차 증가하는 상태(가속)와 경사로를 올라가는 상태(등판)를 의미한다. '고속 주행'과 '가속/등판'은 비교적 큰 파워가 필요하기 때문에 모터(210)의 동력은 물론 엔진(204)의 동력도 함께 사용한다.
'출발'은 차량(100)이 정지 상태에서 미리 정해진 일정 속도(예를 들면 25km/h)에 도달할 때까지로 정의할 수 있다.
'저속 주행'과 '고속 주행'을 구분하는 기준 속도는 차량(100)의 사양에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 모터(150)의 동력만으로 도달할 수 있는 속도의 최대 값을 기준 속도로 하여 기준 속도 미만은 저속으로 구분하고 기준 속도 이상은 고속으로 구분할 수 있다.
만약 모터(150)의 동력만으로 도달할 수 있는 최대 속도가 60km/h라면, 60km/h 미만의 주행은 '저속 주행'으로 구분하고 60km/h 이상의 주행은 '고속 주행'으로 구분할 수 있다.
'가속/등판' 역시 가속도가 미리 정해진 일정 값을 초과할 때(가속)와 일정 각도 이상의 경사로를 오르는 경우(등판)로 정의할 수 있다.
EV 주행 모드에서는 오직 모터(150)의 구동력에 의해서만 주행이 이루어지고, HEV 주행 모드 에서는 모터(150)와 엔진(180) 모두의 구동력에 의해 주행이 이루어지므로, 주행 모드에서 HEV 주행 모드로 전환될 때에는 엔진(180)의 가동이 이루어진다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량(100)의 일부 구성 요소를 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(100)은 차량(100)의 주행 정보를 감지하는 감지부(110), 사용자에게 주행 모드 변경에 대한 정보를 제공하거나 입력 받을 수 있는 디스플레이(120), 주행 모드가 변경된 경우, 사용자에게 주행 모드 변경에 대한 정보를 청각적으로 알려주는 출력부(140), 차량(100)의 속도에 따라 필요한 동력을 회전력으로 바꾸어 전달하는 변속기(140), 전기 에너지를 이용하여 회전하는 모터(150), 전기 에너지를 저장하는 배터리(160), 차량(100)의 시동을 걸거나 엔진의 동력을 이용한 발전기로 동작하여 전기 에너지를 생성하는 하이브리드 시동 발전기(HSG, hybrid starter generator,170), 열 에너지를 기계 에너지로 변환시키는 엔진(180), 엔진(180)에 의해 발생된 동력을 전달하는 파워트레인(190) 및 차량(100)의 각 구성 요소를 제어하는 제어부(200)를 포함할 수 있다.
감지부(110)는 실시간으로 차량(100)의 주행 정보를 감지하고 감지된 정보를 제어부(200)로 송신할 수 있다.
구체적으로, 감지부(110)는 차량(100)이 주행하는 도로의 도로 정보 및 교통 정보에 대해 감지하고, 감지하여 취득한 정보를 제어부(200)로 송신할 수 있다.
주행 정보는 차량(100)이 주행하는 도로의 교통량, 종류, 단속 카메라의 유무, 제한 속도 및 차량(100)의 주행 속도에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도로의 종류는 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로가 고속도로, 국도, 곡목길, 경주용 서킷 도로 또는 공터에 해당하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있고, 도로의 교통량은 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로에 얼마나 많은 차량이 존재하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 주행 정보는 현재 차량(100)의 주행 속도, 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로의 제한 속도 및 단속 카메라가 존재하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 감지부(110)는 차량(100)의 주행 정보를 취득하기 위한 각종 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 감지부(100)는 센서 뿐만 아니라 차량(100)의 AVN 단말(25)을 이용하여 외부 서버로부터 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로의 도로 정보 및 교통 정보를 수신할 수 있고, 수신한 정보를 제어부(200)로 송신할 수 있다.
디스플레이(120)는 차량(100)의 주행 모드에 대한 정보를 외부로 표시할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(120)는 현재 차량의 속도, 주행 모드, 엔진 및 모터에 대한 정보를 표시할 수 있다. 또한, 차량(100)의 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다.
따라서, 디스플레이(120)는 이를 표현하기 위한 디스플레이 패널(미도시)을 포함할 수 있으며,디스플레이 패널은 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube) 디스플레이 패널, 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 패널, 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 패널, 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이(FED, Field Emission Display) 패널 등을 채용할 수 있다.
디스플레이가(120)가 터치 디스플레이로 구현된 경우, 디스플레이(120)는 사용자의 입력을 받기 위한 터치 디스플레이 패널(미도시) 포함할 수 있다.
출력부(130)는 차량의 주행 모드가 변경된 경우, 주행 모드가 변경되었음을 사용자에게 알릴 수 있다.
구체적으로, 출력부(130)는 스피커(30)를 통해 차량(100)의 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다.
변속기(140)는 엔진(180) 및 모터(150)에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 차륜에 전달할 수 있다.
또한, 변속기(140)는 모터(150)와 연결 가능하고 모터(150)로부터 동력을 전달 받는 제 1 클러치(141) 및 제 2 클러치(142)를 포함할 수 있다. 또한, 변속기(140)는 온도 센서, 열감지 센서 등을 이용하여 변속기(140) 내부의 과열 상태를 판단하는 변속기 과열 감지부(143)를 더 포함할 수 있다. 또한, 변속기(140)는 공지의 건식 또는 습식 클러치를 사용할 수 있다.
제 1 클러치(141) 및 제 2 클러치(142)는 모터(150)와 연결하거나 연결을 해제하는 역할을 하는 장치로서, 모터(150)로부터 동력을 차축으로 전달할 수 있다.
변속기(140)는 제 1 클러치(141) 및 제 2 클러치(142)를 구비하고, 클러치 액츄에이터(Clutch Actuator)를 통해 제 1 클러치(141) 및 제 2 클러치(142)가 각각 홀수단 및 짝수단에서 연결되어 모터(150)의 동력을 전달 또는 차단하도록 구성될 수 있다.
6단 변속의 경우, 제 1 클러치(141)는 1, 3, 5단 기어와, 제 2 클러치(142)는 2, 4, 6 및 R단 기어와 맞물리게 구성되며, 제 1 클러치(141)가 체결되어 특정 변속단(예컨대, 1단)에서 주행 시, 업 또는 다운 시프트가 발생하기 이전에 제 2 클러치(142)는 다음 변속단(2단)에 체결된 상태로 대기하다가, 시프트가 발생하면 제 2 클러치(142)를 이용해 다음 변속단(2단)에서 주행하도록 구성될 수 있다.
변속기 과열 감지부(143)는 온도 센서, 열감지 센서 등을 이용하여 제 1 클러치(141) 및 제 2 클러치(142)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 변속기 과열 감지부(143)는 제 1 클러치(141) 및 제 2 클러치(142)의 온도를 감지하여 미리 설정된 한계 온도를 초과하는 경우, 즉 과열 상태라 판단되면, 전기적 신호 형태로 이에 대한 정보를 제어부(200)로 송신할 수 있다.
제어부(200)는 차량(100)의 구성 요소를 전반적으로 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(200)는 하이브리드 제어부(HCU(hybrid control unit), 201), 엔진 제어부(ECU(engine control unit), 202), 모터 제어부(MCU(motor control unit, 203) 및 변속기 제어부(TCU(transmission control unit), 204)를 포함할 수 있다.
하이브리드 제어부(HCU(hybrid control unit), 201)는 다른 제어기들의 구동 제어 및 하이브리드 주행 모드 설정, 그리고 차량(100)의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기로, 각 제어기들을 고속 CAN 통신라인으로 연결하여 상호간의 정보를 주고 받으며, 협조 제어를 실행하여 엔진(180)과 모터(150)의 출력 토크를 제어할 수 있다.
엔진 제어부(ECU(engine control unit), 202)는 사용자의 요구 토크 신호와 냉각수의 온도 및 엔진 토크 등의 엔진 상태 정보에 따라 엔진(180)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
모터 제어부(MCU(motor control unit, 203)는 사용자의 요구 토크 신호와 하이브리드 차량의 운행 모드 및 배터리(160)의 SOC 상태에 따라 모터(150)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
변속기 제어부(TCU(transmission control unit), 204)는 엔진 제어부(ECU(engine control unit), 202)와 모터 제어부(MCU(motor control unit, 203)의 각 출력 토크에 따라 변속비를 제어하고 회생 제동량을 결정하는 등 변속기(140)의 전반적인 동작을 제어한다.
이상 언급된 것을 비롯한 하이브리드 시스템은 일반적으로 당업자에게 널리 알려진 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략하도록 하며, 하이브리드 제어부(201), 엔진 제어부(202), 모터 제어부(203) 및 변속기 제어부(204)는 제어부(200)로 통칭하여 설명하도록 한다.
제어부(200)는 감지부(110)로부터 수신한 주행 정보를 기초로 차량(100)의 주행 모드 변경 가능 여부를 판단하고, 차량(100)의 주행 모드 변경이 가능한 경우 주행 정보에 대응하는 모드로 차량(100)의 주행 모드를 변경할 수 있다.
주행 모드는 제1모드와 제2모드를 포함할 수 있으며, 제1모드는 저속으로 주행하는 상황을 의미하며, 제2모드는 제1모드보다 상대적으로 고속 주행을 할 수 있는 상황을 의미한다.
즉, 제어부(200)는 현재 차량(100)이 횡단보도가 많은 국도 또는 골목길을 주행하고 있거나, 그렇지 않더라도 교통량이 많이 고속 주행을 할 수 없는 경우, 또는 차량(100)이 주행하고 있는 도로에 과속 카메라가 존재하거나 제한 속도가 낮아 고속 주행을 할 수 없는 경우에는 차량(100)의 주행 모드를 제1모드로 판단할 수 있다.
그러나, 제어부(200)는 차량(100)이 고속도로, 공터 또는 경주용 서킷에서 주행하고 있거나, 도로에 교통량이 적은 경우 또는 제한 속도가 높은 경우 등 상대적으로 고속 주행을 할 수 있는 경우에는 차량(100)의 주행 모드를 제2모드로 판단할 수 있다.
그리고 제어부(200)는 차량(100)의 주행 모드가 변경이 가능하다면, 예를 들어 제1모드에서 제2모드 또는 제2모드에서 제1모드로 변경이 가능하다면, 차량(100)의 주행 모드를 변경 가능한 주행 모드로 변경할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 차량(100)의 모터(150), 엔진(180) 파워 트레인(190) 및 변속기(140) 중 적어도 하나를 제어하는 방식으로 차량(100)의 주행 모드를 변경할 수 있다.
구체적으로 제어부(200)는 차량(100)의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 차량(100)이 보다 빠르게 고속으로 주행을 할 수 있도록 차량(100)의 모터(150), 엔진(180) 파워 트레인(190) 및 변속기(140) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 차량(100)의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우,, 차량(100)이 보다 빠르게 HEV 모드로 전환될 수 있도록 엔진(180)의 가동 진입 조건을 변경할 수 있다.
일반적으로, 하이브리드 차량은 사용자가 페달을 가하는 압력이 일정 기준 이상이 되면 HEV 모드로 진입한다. 따라서, 제어부(200)는 차량(100)의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 변환된 경우에는 상기 일정 기준 값을 낮추어, 보다 빠르게 차량(100)이 HEV 모드로 진입할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 차량(100)이 병렬형 하이브리드 차량인 경우에는, 차량(100)의 엔진(180) 또는 엔진 클러치를 차량(100)의 차축과 연결된 상태로 유지시킬 수 있다. 이러한 경우 엔진(180) 동력에 대해 사용자의 가속 요구가 있는 경우 엔진(180)을 바로 가동시킬 수 있어 비교적 빠른 속도로 차량(100)의 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 존재한다.
또한, 제어부(200)는 차량(100)의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 차량(100)의 변속기 레벨을 낮출 수 있다. 다단 변속기가 장착된 차량의 경우, 변속 패턴은 차량(100) 동력의 성능에 영향을 미치므로, 차량(100)의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환된 경우, 제어부(200)는 변속기의 레벨을 저단으로 유지하여 챠량(100)이 보다 빠르게 주행 속도를 높일 수 있도록 할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 차량(100)의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환된 경우, 사용자의 페달 작동에 의해 발생되는 파워트레인(190)의 출력 토크의 응답성을 향상시킬 수 있다. 파워 트레인(190)에 의해 출력되는 토크의 양은 페달에 가해지는 압력에 의해 결정되어 지므로, 응답성을 향상시키는 경우 사용자가 페달에 비교적 작은 힘을 가하더라도 파워 트레인(190)에서 발생되는 토크의 양이 많아져 빠르게 차량(100)의 속도로 올릴 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만 차량(100)은 차량(100)에 관한 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 저장부는 차량(100)의 길이, 높이, 너비 등에 대한 정보와 더불어 사용자가 주행 모드 변경에 대해 설정한 정보가 저장될 수 있으며, 이러한 정보는 차량(100)의 전원이 오프(OFF) 되더라도 삭제되지 않고 차량(100)에 계속 저장될 수 있다.
따라서, 저장부는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부는 전술한 제어부(200)와 관련하여 후술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량(100)의 동작 순서를 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 차량(100)은 차량(100)의 주행 모드 변경 기능이 온(On) 되어 있는지 판단할 수 있다. (S110)
주행 모드 변경 기능은 차량(100)의 주행 환경에 따라 자동적으로 주행 모드가 변경되는 기능으로서, 구체적으로 주행 모드를 제1모드와 제2모드 사이에 상호 전환할 수 있는 기능을 의미한다.
그리고 이러한 주행 모드 변경 기능은, 사용자가 미리 설정을 한 경우에만 적용이 될 수 있으며, 사용자가 미리 설정을 해놓지 않은 경우 즉, 주행 변경 기능의 오프(OFF)한 경우, 주행 모드 변경에 대한 요건을 만족하더라도 주행 모드는 변경되지 않을 수 있다.
주행 모드 변경 기능이 온(on)된 경우, 차량(100)에 설치된 각종 센서 및 AVN 단말(25) 등을 이용하여 차량(100)의 주행 정보를 수신할 수 있다.(S120)
차량의 주행 정보는 차량(100)이 주행하는 도로의 교통량, 종류, 단속 카메라의 유무, 제한 속도 및 상기 차량의 주행 속도에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도로의 종류는 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로가 고속도로, 국도, 곡목길, 경주용 서킷 도로 또는 공터에 해당하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있고, 도로의 교통량은 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로에 얼마나 많은 차량이 존재하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 주행 정보는 현재 차량(100)의 주행 속도, 현재 차량(100)이 주행하고 있는 도로의 제한 속도 및 단속 카메라가 존재하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
주행 정보를 수신하였으면, 수신한 정보를 기초로 주행 모드의 변경이 가능한지 판단할 수 있다.(S130)
주행 모드는 비교적 저속으로 주행을 할 수 있는 제1모드와, 고속으로 주행할 수 있는 제2모드가 존재하며, 주행 모드는 제1모드에서 제2모드 또는 제2모드에서 제1모드로 변경할 수 있다. 즉, 제1모드로 주행하고 있는 상황에서 주행 정보 감지 결과 주행 모드를 제2모드로 변경할 수 있는 경우 주행 모드를 제2모드로 변경할 수 있고, 반대로 제2모드로 주행하고 있는 상황에서 주행 정보 감지 결과 주행 모드를 제1모드로 변경할 수 있는 경우 주행 모드를 제1모드로 변경할 수 있다.
주행 모드의 변경이 가능한 경우 주행 모드를 변경하고, 그에 따른 차량(100)의 각종 설정을 제어할 수 있다.(S150) 차량의 각종 설정을 제어하는 방법은 도 6을 통하여 설명하도록 한다.
도 6은 다른 실시예에 따라, 주행 모드가 변경된 경우 차량(100)의 설정을 변경하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 차량(100)은 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 변경되었는지 판단할 수 있다.(S210)
주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 변경이 된 경우, 차량(100)이 보다 빠르게 HEV 모드로 전환될 수 있도록 엔진(180)의 가동 진입 조건을 변경할 수 있다. (S220)
일반적으로, 사용자가 페달을 가하는 압력이 일정 기준 이상이 되면 HEV 모드로 진입하므로, 차량(100)은 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 변환된 경우에는 상기 일정 기준 값을 낮추어, 보다 빠르게 차량(100)이 HEV 모드로 진입할 수 있도록 한다.
또한, 차량(100)이 병렬형 하이브리드 차량인 경우에는 차량(100)의 엔진(180) 또는 엔진 클러치를 차량(100)의 차축과 연결된 상태로 유지할 수 있다. (S230)
엔진(180) 또는 엔진 클러치를 차량(100)의 차축과 연결된 상태를 유지하는 경우, 엔진(180) 동력에 대해 사용자의 가속 요구가 있는 경우 엔진(180)을 바로 가동시켜 차량(100)의 속도를 빠르게 증가시킬 수 있다.
또한, 차량(100)은 차량(100)의 변속기의 레벨을 낮출 수 있다. (S240)
다단 변속기가 장착된 차량의 경우, 변속 패턴은 동력의 성능에 영향을 미치므로, 차량(100)의 주행 모드가 제2모드로 전환된 경우, 차량(110)은 변속기의 레벨을 저단으로 유지하여 차량(100)이 보다 빠르게 주행 속도를 높일 수 있도록 할 수 있다.
또한, 차량(100)은 사용자의 페달 작동에 의해 발생되는 파워트레인(190)의 출력 토크의 응답성을 향상시킬 수 있다. (S250)
파워 트레인(190)에 의해 출력되는 토크의 양은 페달에 가해지는 압력에 의해 결정되어 지므로, 응답성을 향상시키는 경우 사용자가 페달에 비교적 작은 힘을 가하더라도 파워 트레인(190)에서 발생되는 토크의 양이 많아져 빠르게 차량(100)의 속도로 올릴 수 있다.
도 6에서는 S220 내지 S250의 과정을 직렬적으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 S220 내지 S250의 과정은 병렬적으로 동시에 작용될 수 있으며, S220 내지 S250의 순서 또한 다르게 적용될 수 있다.
또한, 도 6에서는 제1모드에서 제2모드로 주행 모드가 변경된 상황을 기준으로 설명하였지만, 당연히 제2모드에서 제1모드로 주행 모두가 변경된 경우도 이에 포함될 수 있다. 이러한 경우 차량(100)을 제어하는 방식은 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우 적용되는 방법과 반대의 방법이 적용될 수 있다.
지금까지 일 실시예에 따른 차량(100)의 구성 요소 및 차량(100)의 제어 방법에 대해 알아보았다.
종래 기술의 경우 사용자가 수동으로 주행 모드를 일반 모드 또는 스포츠 모드로 설정해야 했기 때문에, 주행 모드 변경에 불편함이 존재하였다.
그러나 일 실시예에 따른 차량(100)은 차량(100)의 주행 정보를 기초로 주행 모드를 자동으로 변경하여, 보다 사용자게 생동감 있는 주행 환경을 제공할 수 있는 효과가 존재한다.
지금까지 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 실시 예들 및 특허 청구 범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 차량
110: 감지부
120: 디스플레이
130: 출력부
140: 변속기
150: 모터
180: 엔진
190: 파워트레인
200: 제어부

Claims (22)

  1. 엔진;
    모터;
    상기 모터 및 상기 엔진 중 적어도 하나를 차축에 연결하거나 연결을 해제하고 상기 모터의 동력을 차축으로 전달하거나 차단하는 제1클러치와 제2클러치;
    차량의 주행 정보를 감지하는 감지부; 및
    상기 주행 정보를 기초로 상기 차량의 현재 주행 모드의 변경 가능 여부를 판단하고, 상기 차량의 현재 주행 모드의 변경이 가능한 경우 복수 개의 주행 모드들 중 상기 주행 정보에 대응하는 주행 모드를 인식하고 상기 현재 주행 모드를 상기 인식한 주행 모드로 변경하는 제어부;를 포함하고,
    상기 현재 주행 모드가 제1모드일 때, 상기 제1모드에서 제2모드로 변경되면, 상기 제어부는 사용자의 가속 요청에 응답하여 상기 엔진의 동력이 상기 차축에 전달되도록 상기 엔진과 상기 차축 사이의 연결을 유지시키고,
    상기 주행 정보는, 상기 차량이 주행하는 도로의 교통량, 종류, 단속 카메라의 유무, 제한 속도 및 상기 차량의 주행 속도에 대한 정보를 포함하며,
    상기 제2모드는 상기 제1모드보다 더 빠른 주행 속도로 주행하는 모드이고,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 엔진 가동 진입 조건을 낮추어 상기 차량의 상기 엔진 가동 진입 시점을 더 빠르게 하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 엔진, 모터, 파워 트레인 및 변속기 중 적어도 하나를 제어하는 차량.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 변속기의 레벨을 낮추는 차량.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환된 경우, 사용자의 페달 작동에 의해 발생되는 파워트레인의 출력 토크의 응답성을 향상시키는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주행 정보는,
    상기 차량이 주행하는 도로의 도로 정보 및 교통 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자로부터 상기 차량의 주행 모드 변경에 대해 승인을 받은 경우, 상기 차량의 주행 모드를 변경하는 차량.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 사용자에게 알리는 출력부;를 더 포함하는 차량.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 표시하는 디스플레이;를 더 포함하는 차량.
  12. 차량의 주행 정보를 감지하는 감지하는 단계:
    상기 주행 정보를 기초로 상기 차량의 현재 주행 모드의 변경 가능 여부를 판단하는 단계:
    상기 차량의 현재 주행 모드의 변경이 가능한 경우 복수 개의 주행 모드들 중 상기 주행 정보에 대응하는 모드를 인식하고, 상기 인식한 모드로 상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계; 및
    상기 현재 주행 모드가 제1모드일 때, 상기 제1모드에서 제2모드로 변경되면, 사용자의 가속 요청에 응답하여 엔진의 동력이 차축에 전달되도록 제1, 2 클러치를 제어하여 상기 엔진과 상기 차축 사이의 연결을 유지시키는 단계를 포함하고,
    상기 주행 정보는, 상기 차량이 주행하는 도로의 교통량, 종류, 단속 카메라의 유무, 제한 속도 및 상기 차량의 주행 속도에 대한 정보를 포함하며,
    상기 제2모드는 상기 제1모드보다 더 빠른 주행 속도로 주행하는 모드이고,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 엔진 가동 진입 조건을 낮추어 상기 차량의 상기 엔진 가동 진입 시점을 더 빠르게 하는 차량의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계는,
    상기 차량의 엔진, 모터, 파워 트레인 및 변속기 중 적어도 하나를 제어하는 방식으로 상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계는,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환되는 경우, 상기 차량의 변속기의 레벨을 낮추는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계는,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 제1모드에서 제2모드로 전환된 경우, 사용자의 페달 작동에 의해 발생되는 파워트레인의 출력 토크의 응답성을 향상시키는 단계를 포함하는 차량의 제어 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 주행 정보는,
    상기 차량이 주행하는 도로의 도로 정보 및 교통 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량의 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 제12항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계는,
    사용자로부터 상기 차량의 현재 주행 모드 변경에 대해 승인을 받은 경우, 상기 차량의 현재 주행 모드를 변경하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 차량의 현재 주행 모드가 변경된 경우, 변경된 주행 모드에 대한 정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 차량의 제어 방법.
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