KR102582742B1 - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 차량은 차량의 전방에 있는 대상체를 감지하도록 차량에 마련되고 라이다 데이터를 획득하는 라이다와 라이다 데이터에 기초하여 차량에 대한 대상체의 상대 위치, 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 대상체 정보를 획득하고, 대상체 정보에 기초하여 차량의 가속 여부를 예측 하고, 예측의 결과에 따라 차량의 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하도록 하는 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어 방법{VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 라이다(LiDAR)에서 수집된 정보를 통하여 차량의 동력 계통을 제어하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근에 환경에 대한 관심이 증대됨에 따라, 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 및 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등과 같은 차량 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
하이브리드 자동차의 주행 모드는 모터 동력에 의한 EV 주행 모드와 엔진 동력 및 모터 동력에 의한 HEV 주행 모드를 포함한다. 운전자의 가속 의지에 따라 일정 출력 이상이 요구되는 경우, EV 주행 모드에서 HEV 주행 모드로 전환되는데, 이 과정에서 엔진 클러치에 대한 제어를 수행한다.
엔진 클러치 제어를 수행하는 과정은 다양한 정보가 이용될 수 있다. 예를 들어, 외부 상황을 고려한 주행 모드를 제공하기 위하여 레이더(Radar) 및 내비게이션 정보를 사용하는 것을 고려할 수 있으나, 이는 고정밀의 지도 정보가 요구되는바 활용적인 측면에서 한계가 존재한다.
개시된 발명의 일 측면은 차량에 마련된 라이다(LiDAR)에서 획득된 정보를 이용하여 운전자의 가속 의지를 신속히 파악하고, 그에 따른 빠른 엔진 클러치 제어가 수행되는 차량 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 차량은 차량의 전방에 있는 대상체를 감지하도록 상기 차량에 마련되고 라이다 데이터를 획득하는 라이다; 및 상기 라이다 데이터에 기초하여 상기 차량에 대한 상기 대상체의 상대 위치, 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 대상체 정보를 획득하고, 상기 대상체 정보에 기초하여 상기 차량의 가속 여부를 예측 하고, 상기 예측의 결과에 따라 상기 차량의 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하도록 하는 제어 신호를 생성하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 상기 차량의 가속이 발생하는 것으로 예측되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 기존 결합 시점보다 앞당기는 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 이하인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하지 않는 제어 신호 및 연료 공급을 차단하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 초과이고, 상기 대상체의 상대 가속도가 미리 설정된 값 이상인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 차로를 변경하는 것으로 판단되고, 상기 차량의 전방에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 엔진 클러치가 결합되면, 상기 차량의 엔진의 목표 토크를 프릭션 토크로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크를 0으로 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차량의 조향 조작을 감지하고, 상기 조향 조작에 따른 상기 차량이 이동할 인접한 차로에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 엔진 클러치가 결합되면, 상기 차량의 엔진 효율 운전점으로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크를 충전 모드로 제어할 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법은 라이다(LiDAR), 모터 및 상기 모터에 엔진 클러치를 통하여 연결되는 엔진을 포함하고, 상기 라이다에 의해 획득된 상기 차량에 대한 대상체의 상대 위치, 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 대상체 정보를 획득하는 단계; 상기 대상체 정보에 기초하여 상기 차량의 가속 여부를 예측하는 단계; 및 상기 예측의 결과에 따라 상기 차량의 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하도록 하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함한다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 차량의 가속이 발생하는 것으로 예측되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 기존 결합 시점보다 앞당기는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 이하인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하지 않는 제어 신호 및 연료 공급을 차단하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 초과이고, 상기 대상체의 상대 가속도가 미리 설정된 값 이상인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 차로를 변경하는 것으로 판단되고, 상기 차량의 전방에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 엔진 클러치가 결합되면, 상기 차량의 엔진의 목표 토크를 프릭션 토크로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크를 0으로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 차량의 조향 조작을 감지하고, 상기 조향 조작에 따른 상기 차량이 이동할 인접한 차로에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는 상기 엔진 클러치가 결합되면, 상기 차량의 엔진 효율 운전점으로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크를 충전 모드로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 라이다를 이용하므로, 운전자의 가속 의지를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 개시된 발명의 일 측면에 따르면, 상술한 바와 같이 운전자의 가속 의지를 정확하게 판단한 결과, 엔진 클러치 제어를 신속히 수행하여 운전자의 가속 의지에 대한 신속한 응답성을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 제어 시스템의 구성을 도시한다.
도 3 내지 도 5는 운전자의 가속 의지에 관한 다양한 상황을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법의 순서도이다.
도 7 및 도 8은 도 6에 따른 제어 방법 중 제1 제어 과정을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 6에 따른 제어 방법 중 제2 제어 과정을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 6에 따른 제어 방법 중 제3 제어 과정을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량(1)의 구성을 도시하고, 도 2는 일 실시예에 의한 운전자 보조 시스템(100)의 구성을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진(10)과, 변속기(20)와, 제동 장치(30)와, 조향 장치(40)와 모터(50)를 포함한다. 엔진(10)은 실린더와 피스톤을 포함하며, 차량(1)이 주행하기 위한 동력을 생성할 수 있다. 변속기(20)는 복수의 기어들을 포함하며, 엔진(10)에 의하여 생성된 동력을 차륜까지 전달할 수 있다. 제동 장치(30)는 차륜과의 마찰을 통하여 차량(1)을 감속시키거나 차량(1)을 정지시킬 수 있다. 조향 장치(40)는 차량(1)의 주행 방향을 변경시킬 수 있다. 모터(50)는 배터리(미도시)에서 인버터를 통해 인가되는 3상 교류 전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행에서 발전기로 동작되어 회생 에너지를 배터리에 공급할 수 있다.
차량(1)은 복수의 전장 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS)(11)과, 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, TCU)(21)와, 전자식 제동 제어 모듈(Electronic Brake Control Module)(31)과, 전자식 조향 장치(Electronic Power Steering, EPS)(41)와, 모터 관리 시스템(Motor Management System, MMS)(51)를 더 포함한다.
엔진 관리 시스템(11)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 의지 또는 운전자 보조 시스템(100)의 요청에 응답하여 엔진(10)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 엔진 관리 시스템(11)은 엔진(10)의 토크를 제어할 수 있다.
변속기 제어 유닛(21)은 변속 레버를 통한 운전자의 변속 명령 및/또는 차량(1)의 주행 속도에 응답하여 변속기(20)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 유닛(21)은 엔진(10)으로부터 차륜까지의 변속 비율을 조절할 수 있다.
전자식 제동 제어 모듈(31)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 의지 및/또는 차륜들의 슬립(slip)에 응답하여 제동 장치(30)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 제동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜의 제동을 일시적으로 해제할 수 있다(Anti-lock Braking Systems, ABS). 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 조향 시에 감지되는 오버스티어링(oversteering) 및/또는 언더스티어링(understeering)에 응답하여 차륜의 제동을 선택적으로 해제할 수 있다(Electronic stability control, ESC). 또한, 전자식 제동 제어 모듈(31)은 차량(1)의 구동 시에 감지되는 차륜의 슬립에 응답하여 차륜을 일시적으로 제동할 수 있다(Traction Control System, TCS).
전자식 조향 장치(41)는 스티어링 휠을 통한 운전자의 조향 의지에 응답하여 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다. 예를 들어, 전자식 조향 장치(41)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키도록 조향 장치(40)의 동작을 보조할 수 있다.
모터 관리 시스템(51)은 모터 토크 지령에 따라 모터의 구동력을 제어한다.
운전자 보조 시스템(100)은 운전자가 차량(1)을 조작(구동, 제동, 조향)하는 것을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 환경(예를 들어, 다른 차량, 보행자, 차선, 도로 표지판 등)을 감지하고, 감지된 환경에 응답하여 차량(1)의 구동 및/또는 제동 및/또는 조향을 제어할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 차량(1) 주변의 영상 데이터를 획득하는 카메라 모듈(101)과, 차량(1) 주변의 객체 데이터를 획득하는 레이더 모듈(102) 및 라이다 모듈(103)을 포함한다.
카메라 모듈(101)은 카메라(101a)와 제어기(Electronic Control Unit, ECU) (101b)를 포함하며, 차량(1)의 전방을 촬영하고 다른 차량, 보행자, 차선, 도로 표지판 등을 인식할 수 있다.
레이더(Radar) 모듈(102)은 레이더(102a)와 제어기(102b)를 포함하며, 차량(1) 주변의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다.
라이다(LiDAR) 모듈(103)은 라이더(103a)와 제어기(103b)를 포함하며, 차량(1) 주변의 객체(예를 들어, 다른 차량, 보행자 등)의 상대 위치, 상대 속도 등을 획득할 수 있다. 차량(1)은 라이다 모듈(103)을 장착함으로써, 차량(1)에 인접한 다른 차량 이외에도 다른 차량에 가려진 또 다른 차량을 감지할 수 있다.
이상의 전자 부품들은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들은 이더넷(Ethernet), 모스트(Media Oriented Systems Transport, MOST), 플렉스레이(Flexray), 캔(Controller Area Network, CAN), 린(Local Interconnect Network, LIN) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 운전자 보조 시스템(100)은 엔진 관리 시스템(11), 전자식 제동 제어 모듈(31) 및 전자식 조향 장치(41)에 각각 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 구동 제어 신호, 제동 신호 및 조향 신호를 전송할 수 있다.
운전자 보조 시스템(100)은 전방 카메라(110)와, 전방 레이더(120)와, 전방 라이다(130)를 포함할 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 향하는 시야(field of view) 를 가질 수 있다. 전방 카메라(110)는 예를 들어 차량(1)의 프론트 윈드 쉴드에 설치될 수 있다.
전방 카메라(110)는 차량(1)의 전방을 촬영하고, 차량(1) 전방의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 차량(1) 전방의 영상 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자 또는 차선에 관한 위치 정보를 포함할 수 있다.
전방 카메라(110)는 복수의 렌즈들 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광을 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드들을 포함할 수 있으며, 복수의 포토 다이오드들이 2차원 매트릭스로 배치될 수 있다.
전방 카메라(110)는 제어부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 카메라(110)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 하드 와이어(hard wire)를 통하여 제어부(140)와 연결되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing)를 가질 수 있다. 전방 레이더(120)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 레이더(120)는 차량(1)의 전방을 향하여 송신 전파를 방사하는 송신 안테나(또는 송신 안테나 어레이)와, 객체에 반사된 반사 전파를 수신하는 수신 안테나(또는 수신 안테나 어레이)를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 안테나에 의한 송신된 송신 전파와 수신 안테나에 의하여 수신된 반사 전파로부터 전방 레이더 데이터를 획득할 수 있다. 전방 레이더 데이터는 차량(1) 전방에 위치하는 다른 차량 또는 보행자에 관한 거리 정보 및 속도 정도를 포함할 수 있다. 전방 레이더(120)는 송신 전파와 반사 전파 사이의 위상 차이(또는 시간 차이)에 기초하여 객체까지의 상태 거리를 산출하고, 송신 전파와 반사 전파 사이의 주파수 차이에 기초하여 객체의 상대 속도를 산출할 수 있다.
전방 레이더(120)는 예를 들어 차량용 통신 네트워크(NT) 또는 하드 와이어 또는 인쇄 회로 기판을 통하여 제어부(140)와 연결될 수 있다. 전방 레이더(120)는 전방 레이더 데이터를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
전방 라이다(130)는 차량(1)의 전방을 향하는 감지 시야(field of sensing)를 가질 수 있다. 전방 라이다(130)는 예를 들어 차량(1)의 그릴(grille) 또는 범퍼(bumper)에 설치될 수 있다.
전방 라이다(130)는 도로 상에 차량(1)의 전방을 향하는 레이저 펄스를 발사한 후 반사되는 레이저 펄스로부터 라이다 데이터를 획득할 수 있다. 이 때, 라이다 데이터는 전방에 있는 다른 차량의 3차원 형상에 관한 정보를 제공할 수 있고, 더 나아가, 전방에 있는 다른 차량에 의해 가려진 또 다른 차량에 대한 정보를 제공할 수 있다.
한편, 라이다 데이터는 다른 차량의 상대 위치, 상대 속도 및 상대 가속도에 관한 정보를 포함한다. 레이더 데이터와 달리 라이더 데이터는 더 먼 거리에 있는 다른 차량의 운동 정보를 제공할 수 있다.
제어부(140)는 카메라 모듈(101, 도 1 참조)의 제어기(101b, 도 1 참조) 및/또는 레이더 모듈(102, 도 1 참조)의 제어기(102b, 도 1 참조) 및/또는 라이다 모듈(103, 도 1 참조)의 제어기(103b, 도 1 참조) 등 별도의 통합 제어기를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 프로세서(141)와 메모리(142)를 포함한다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터와 전방 라이더(130)의 전방 라이다 데이터를 처리하고, 엔진 관리 시스템(11), 변속기 제어 유닛(21) 및 모터 관리 시스템(51)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
프로세서(141)는 전방 카메라(110)의 전방 영상 데이터와 전방 레이더(120)의 전방 레이더 데이터와 전방 라이다(130)의 전방 라이다 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들(예를 들어, 다른 차량, 보행자 등)을 감지할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(141)는 전방 라이다(130)의 전방 라이다 데이터에 기초하여 차량(1) 전방의 객체들의 위치 정보(거리 및 방향), 속도 정보(상대 속도) 및 가속도 정보(상대 가속도)를 획득할 수 있다.
메모리(142)는 프로세서(141)가 영상 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 레이더 데이터를 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(141)가 제동 신호 및/또는 조향 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(142)는 전방 카메라(110)로부터 수신된 영상 데이터 및/또는 전방 레이더(120) 및 전방 라이다(130)로부터 수신된 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(141)의 데이터의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(142)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
한편, 이상에서는 차량(1)의 구성에 대하여 상세히 설명하였다. 이하, 상술한 차량(1)의 구성에 의해 구현되는 제어 프로세스에 관하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5는 운전자의 가속 의지에 관한 다양한 상황을 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 전방에서 다른 차량(2)이 주행 중인 경우, 차량(1)의 가속 의지는 다른 차량(2)이 차량(1)의 전방에서 얼마나 멀리 있는지 또는 빠르게 멀어져 가는지에 따라 결정된다. 또한, 도 3에는 도시하지 않았으나, 다른 차량(2)의 전방에 또 다른 차량이 있는 경우에는 차량(1)의 가속 의지는 상대적으로 낮게 추정될 것이다.
한편, 제어부(140)는 차량(1)의 가속 의지를 예측 하기 위하여, 차량(1)의 전방에 있는 다른 차량(2)의 거리 변화(DAB'- DAB)를 측정한다. 이 때, 거리 변화는 상술한 바와 같이 카메라, 레이더 및 라이다 중 어느 하나 이상에 의해 측정될 수 있다.
만약, 제어부(140)는 측정된 거리 변화가 미리 설정된 상대 거리를 초과하면 차량(1)의 운전자의 가속 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(140)는 측정된 거리 변화에 기초하여 다른 차량(2)의 상대 속도 또는 상대 가속도가 미리 설정된 값 초과이면, 차량(1)의 운전자의 가속 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 전방에 있는 다른 차량(2)이 다른 차로로 차선 변경을 하면, 차량(1)의 운전자는 전방 차량의 부재로 인하여 차량(1)을 가속하고자 할 것이다.
이 때, 제어부(140)는 다른 차량(2)의 이동 경로를 확인하기 위하여, 다른 차량(2)의 주행 방향으로부터의 각도(θB)를 측정할 수 있다. 만약, 제어부(140)는 측정된 각도(θB)가 미리 설정된 값 초과인 것으로 판단되면, 다른 차량(2)이 차선 변경을 하여 차량(1)의 전방에 아무것도 없는 것으로 판단하여 운전자의 가속 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 다른 차량(2)과 다른 차로로 차선 변경을 할 수 있다. 일반적으로, 운전자는 차선을 변경하기 위하여 가속 페달을 밟아 차량(1)을 가속시킨다. 또한, 운전자는 차선을 변경한 후에 전방에 다른 차량이 없으면 차량이 가속되도록 할 것이다. 본 실시예에서는 이러한 경우를 고려하여 차량(1)의 운전자의 가속 의지를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 차량(1)의 조향 조작에 관한 신호를 감지하여 운전자의 가속 의지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 차량(1)의 방향 지시등의 점등 여부, 차선 이탈 여부 및 스티어링 휠의 각도 등을 참조하여 운전자의 가속 의지를 판단할 수 있다.
또한, 차량(1)은 내비게이션(미도시)를 더 장착할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 주행 중인 도로 상황을 판단하여, 차량(1)의 전방의 교통 상황이 매우 원활한 경우에는 차량(1)의 운전자의 가속 의지가 더욱 강한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 5에 대한 설명에서는 도로에서의 다양한 상황 및 운전자의 가속 의지를 판단하는 방안에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 가속 의지를 예측한 결과에 따라 차량(1)의 엔진 클러치 및 입력 토크를 제어하는 로직에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법의 순서도이다. 단, 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다.
제어부(140)는 차량(1)의 방향 지시등이 점등되어 있는지 여부를 판단한다(601).
방향 지시등이 점등되지 않았다면, 차량(1)에 전방에 있는 다른 차량의 진행 각도가 미리 설정된 값 이하인지 판단하고(602), 미리 설정된 값 이하이면 다른 차량은 차량(1)과 나란히 직진하는 것으로 판단한다(603).
제어부(140)는 차량(1)의 운전자의 가속 의지가 있는지 여부를 판단하기 위하여 전방에 있는 다른 차량의 가속도 변화량이 미리 설정된 값 이상인지 판단하거나(604), 차량(1)과 전방 차량 간의 거리(DAB')가 Ds(차량(1)이 별도의 제어없이 다른 차량에 추종할 수 있는 여유 거리)보다 큰 값인지(605), 차량(1)에 마련된 내비게이션을 통하여 전방의 도로 교통 상황이 원활한지(606) 및 전방에 다른 차량 또는 장애물이 없는지 여부를 판단(607)한다.
601 내지 607 단계를 수행한 결과인 제1 제어는 도 7 및 도 8을 참조한다. 제어부(140)는 운전자의 가속 의지가 있는 것으로 판단되면, 운전자의 가속 페달 조작에 따른 빠른 가속 응답을 얻기 위하여 엔진 클러치가 결합되도록 제어한다(701). 일반적으로, 엔진 클러치의 결합은 운전자의 요구 토크 또는 요구 파워에 따라 결정된다. 본 실시예에서는 외부의 도로 상황을 고려하여 엔진 클러치의 결합의 시점을 앞당김으로써, 차량(1)의 가속 응답력을 향상시킬 수 있다.
한편, 제어부(140)는 상황에 따라 다른 제어를 수행할 수 있다. 본 실시예에서는 다른 차량이 차량(1)의 전방에 위치하고 있는 상태이기 때문에 도 3 및 도 4 보다 상대적으로 가속 의지가 낮은 것으로 볼 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 연료 차단을 수행하고(702), 모터 토크와 엔진 프릭션 토크가 같도록 제어 신호를 생성할 수 있다(703).
다시, 도 6, 도 9 및 도 10을 참조하여 제2 제어에 관하여 설명한다.
차량(1)에 전방에 있는 다른 차량의 진행 각도가 미리 설정된 값 이하인지 판단한 결과(602), 미리 설정된 값 이하가 아니면, 전방에 있는 다른 차량은 차선을 변경하는 것으로 판단한다(608).
제어부(140)는 다른 차량이 차량(1)의 전방에서 사라진 결과, 차량(1)의 운전자의 가속 의지가 있는지 여부를 판단하기 위하여 차량(1)과 전방 차량 간의 거리(DAB')가 Ds(차량(1)이 별도의 제어없이 다른 차량에 추종할 수 있는 여유 거리)보다 큰 값인지(609), 차량(1)에 마련된 내비게이션을 통하여 전방의 도로 교통 상황이 원활한지(610) 및 전방에 다른 차량 또는 장애물이 없는지 여부를 판단(611)한다.
601, 602 및 608 내지 611 단계를 수행한 결과로, 제어부(140)는 운전자의 가속 의지가 있는 것으로 판단되면, 운전자의 가속 페달 조작에 따른 빠른 가속 응답을 얻기 위하여 엔진 클러치가 결합되도록 제어한다(901). 이 때, 본 실시예에서는 차량(1)의 전방에 다른 차량이 없기 때문에 제1 제어가 수행되는 경우보다, 운전자의 제1 제어의 경우보다 더 강한 가속 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 제어부(140)는 연료 공급을 수행하고(902), 엔진 클러치가 결합된 후 엔진 토크를 프릭션(Friction) 수준으로 유지한다. 다시 말해, 엔진 목표 토크를 엔진 프릭션 토크로 설정하고(903), 모터 토크가 감소되도록 제어하고, 종국적으로 모터 토크가 0Nm 이 되도록 제어할 수 있다(904).
마지막으로, 도 6, 도 11 및 도 12를 참조하여 제3 제어에 관하여 설명한다.
제어부(140)는 차량(1)의 방향 지시등이 점등되어 있는지 여부를 판단하고(601), 방향 지시등이 점등된 것으로 판단되면, 차량(1)이 차선을 변경하는 것으로 판단할 수 있다(612). 또한, 제어부(140)는 차량(1)의 조향 조작을 감지하고, 조향 각도가 미리 설정된 값 이상인 것으로 판단되면, 차량(1)은 다른 차로로 진행하는 것으로 판단할 수 있다(613). 다음으로, 제어부(140)는 전방에 다른 차량 또는 장애물이 없는지 여부를 판단(614)하고, 전방에 다른 차량 또는 장애물이 없으면, 운전자는 제3 제어 수행에 대응되는 가속 의지가 있는 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 운전자는 차선을 변경한 후에 전방에 차량이 존재하지 않은 상황에 있는 바, 제1 제어 수행 및 제2 제어 수행의 경우보다 가속 의지가 더욱 강할 것이다. 따라서, 제3 제어를 수행하는 경우, 제어부(140)는 엔진 클러치가 결합되도록 제어한다(1101). 그리고, 제어부(140)는 엔진 목표 토크를 엔진 효율 운전점으로 제어하고(1102), 모터 토크를 엔진 목표 토크로 설정함으로써 엔진 토크의 블렌딩 시간을 단축할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (16)

  1. 차량의 전방에 있는 대상체를 감지하도록 상기 차량에 마련되고 라이다 데이터를 획득하는 라이다(LiDAR); 및
    상기 라이다 데이터에 기초하여 상기 차량에 대한 상기 대상체의 상대 위치, 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 대상체 정보를 획득하고, 상기 대상체 정보에 기초하여 상기 차량의 가속 여부를 예측 하고, 상기 예측의 결과에 따라 상기 차량의 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하도록 하는 제어 신호를 생성하며, 상기 제어 신호에 의해 상기 엔진 클러치가 결합되면 상기 차량의 엔진 효율 운전점으로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크를 충전 모드로 제어하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 가속이 발생하는 것으로 예측되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 기존 결합 시점보다 앞당기는 제어 신호를 생성하는 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 이하인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하지 않는 제어 신호 및 연료 공급을 차단하는 제어 신호를 생성하는 차량.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 초과이고, 상기 대상체의 상대 가속도가 미리 설정된 값 이상인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 차량.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 차로를 변경하는 것으로 판단되고, 상기 차량의 전방에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 차량.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진 클러치가 결합되면, 상기 차량의 엔진의 목표 토크를 프릭션 토크로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크가 감소되도록 제어하는 차량.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 조향 조작을 감지하고, 상기 조향 조작에 따른 상기 차량이 이동할 인접한 차로에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 차량.
  8. 삭제
  9. 라이다(LiDAR), 모터 및 상기 모터에 엔진 클러치를 통하여 연결되는 엔진을 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    상기 라이다에 의해 획득된 상기 차량에 대한 대상체의 상대 위치, 상대 속도 및 상대 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 대상체 정보를 획득하는 단계;
    상기 대상체 정보에 기초하여 상기 차량의 가속 여부를 예측하는 단계;
    상기 예측의 결과에 따라 상기 차량의 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하도록 하는 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제어 신호에 의해 상기 엔진 클러치가 결합되면 상기 차량의 엔진 효율 운전점으로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크를 충전 모드로 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 차량의 가속이 발생하는 것으로 예측되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 기존 결합 시점보다 앞당기는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 이하인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하지 않는 제어 신호 및 연료 공급을 차단하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 직진하는 것으로 판단되고, 상기 대상체의 상대 거리가 미리 설정된 거리 초과이고, 상기 대상체의 상대 가속도가 미리 설정된 값 이상인 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 상대 위치에 기초하여 진행 방향을 판단하고, 상기 대상체가 차로를 변경하는 것으로 판단되고, 상기 차량의 전방에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 엔진 클러치가 결합되면, 상기 차량의 엔진의 목표 토크를 프릭션 토크로 제어하고, 상기 차량의 모터 토크가 감소되도록 제어하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 차량의 조향 조작을 감지하고, 상기 조향 조작에 따른 상기 차량이 이동할 인접한 차로에 다른 대상체가 없는 것으로 판단되면, 상기 엔진 클러치의 결합 시점을 변경하는 제어 신호 및 연료 공급을 유지하는 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 차량의 제어 방법.
  16. 삭제
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