KR20140136197A

KR20140136197A - 차량의 운행상태를 분석하는 급가속 방지 전자식 가속 페달 및 이를 이용한 급가속 방지 방법

Info

Publication number: KR20140136197A
Application number: KR1020130056404A
Authority: KR
Inventors: 변성일; 이정헌; 전동진
Original assignee: 경창산업주식회사
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2014-11-28

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈은 감지부; 상기 감지부로부터 감지된 정보를 이용하여 비정상 급가속 상황을 판단하는 MCU; 및 상기 MCU 로부터 수신된 비정상 급가속 상황 데이터에 따라 차량을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 감지부는 가속페달에 가해지는 답력을 감지하기 위한 가속페달 답력 감지부를 구비한다.

Description

차량의 운행상태를 분석하는 급가속 방지 전자식 가속 페달 및 이를 이용한 급가속 방지 방법{Sudden acceleration preventing electronic accelerator pedal and method thereof}

본 발명은 전자식 가속 페달에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 차량의 운행상태를 분석하여 급가속을 방지하는 전자식 가속 페달에 관한 것이다.

본 발명은 자동차의 급가속 상황에 관한 기술로, 비정상 급가속은 페달의 오조작, 오작동, 전자 계통의 이상 등 다양한 조건 하에서 발생하며 관련 사고가 특정 국가, 브랜드에 국한되지 않고 전 세계적으로 발생하고 있다.

이러한 비정상 급가속 현상 해결을 위해 브레이크 오버라이드 시스템(BOS), 이머전시 어시스트 시스템(EAS), 스마트 브레이크 등 각종 안전장치가 개발되어 적용 중이며, 미국 고속도로교통안전국(NHTSA)은 2012년 4월에 자동차 제조사에 2년의 유예 기간 이후 모든 생산 차량에 급가속 방지 장치를 장착하도록 통보하였고, 승용차 및 4.5t이하 소형트럭에 의무적으로 장착하는 법안이 진행 중이다.

구체적으로, 종래의 급가속 방지 시스템은 도1에 도시된 바와 같이 감지부(110)에서 브레이크 페달의 동작 정보 및 가속 페달의 회전각도 정보를 이용하여 비정상 급가속 상황인지를 판단하여, 판단한 정보를 ECU(Engine Control Unit)(140)에 송신하고, 제어부(130)는 ECU(140)과 CAN 통신을 이용하여 정보를 교환하여 교환된 정보에 따라 차량을 제어한다.

이러한 비정상 급가속은 페달의 오조작, 기계적 결함, 오작동, 비이상적 신호 발생, 전자파 영향 등 다양한 원인에 의해서 발생되며 이를 해결하기 위해서는 대부분 페달의 조작 신호를 필요로 하고 있으나, 기존 비정상 급가속 방지 시스템은 운전자의 조작의도를 판단하는 기준으로 단순히 브레이크 압력 및 가속페달의 회전각도에만 의존하고 있으므로 다양한 운전상황에서 발생할 수 있는 위험상황에 대처할 수 없는 실정이다.

또한, ECU를 통하여만 비정상 급가속 상황이 제어되므로, ECU와의 CAN통신 및 ECU 자체의 오류로 인한 비정상 급가속 상황에 대하여는 대처할 수 없는 실정이다.

따라서, 비정상 급가속 주행에 대한 판단을 위해서는 운전자의 의도를 분석하고 이를 차량제어 ECU와 연계시키는 기술의 개발이 필요하며, 다양한 비정상 급가속 방지시스템에도 쉽게 적용할 수 있으며 자동차의 안전주행을 향상시킬 수 있는 상황인지 기술 및 지능형 페달의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해소하기 위해 차량 상태 및 운전자 의도의 분석이 가능한 페달 컨트롤-시스템 모듈(PCM: Pedal Control-System Module)이 적용된 자동차 비정상 급가속 방지시스템용 가속페달을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈은 감지부; 상기 감지부로부터 감지된 정보를 이용하여 비정상 급가속 상황을 판단하는 MCU; 및 상기 MCU 로부터 수신된 비정상 급가속 상황 데이터에 따라 차량을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 비정상 급가속 상황 데이터는 ECU를 거치지 않고 상기 MCU로부터 상기 제어부로 직접 송신되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈에서, 상기 가속페달 답력 감지부는 페달 패드에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈에서, 상기 가속페달 답력 감지부는 무게센서인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈에서, 상기 가속페달 답력 감지부는 감압식 또는 감압정전식 근접센서인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 실시예에 따른 가속페달 모듈은 운전자 의도 분석을 위한 페달의 조작 상태 모니터링 및 데이터를 가공을 통하여 보다 안전한 급가속 방지시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 급가속 방지 시스템 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈의 구성을 설명하기 위한 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈의 비정상 급가속 상황 판단 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 가속페달에 가해지는 답력을 감지하기 위한 압력센서가 장착된 페달의 사시도이며.
도 5는 페달 패드에 장착된 압력 센서의 단면 확대도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 2은 본 발명의 실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈을 도시하는 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 페달 컨트롤-시스템 모듈 (PCM, Pedal Control-System Module)(200)은 감지부(210), MCU(Micro Control Unit)(220) 및 제어부(240)를 포함한다.

상기 감지부(210)는 브레이크 페달 동작 감지부(211), 가속페달 답력 감지부(212), 가속페달 정상동작 감지부(213) 및 가속페달 회전각도 감지부(214)를 포함한다.

상기 브레이크 동작 감지부(211)는 브레이크 페달이 작동하고 있는지를 감지하여 상기 MCU(220)로 송신한다.

상기 가속페달 답력 감지부(212)는 가속 페달에 가해지는 답력을 감지하여 상기 MCU(220)로 송신한다.

상기 가속페달 정상동작 감지부(213)는 가속페달이 기계적으로 정상적으로 동작하고 있는지 또는 가속페달 구동 회로가 과열 등으로 인하여 정상적으로 동작하고 있는지 등의 가속페달이 정상적으로 동작하고 있는지를 감지하여 상기 MCU(220)로 송신한다.

상기 가속페달 회전각도 감지부(214)는 가속 페달의 회전각도를 감지하여 상기 MCU(220)로 송신한다.

상기 MCU(220)는 상기 감지부(210)로부터 수신된 정보를 분석하여 비정상 급발진 상황인지를 판단하고, 판단된 상황에 대한 정보를 CAN통신을 통해 상기 제어부(230) 및 차량내 ECU(240)로 송신한다.

상기 제어부(230)는 상기 MCU(220)로부터 수신된 정보에 따라 차량을 제어한다.

위와 같이 비정상 급발진 상황에 대한 차량의 제어를 기존 ECU를 통하여 수행하는 루트 이외에 ECU를 통하지 않고 직접 제어하는 루트를 제공함으로써, ECU와의 CAN통신 및 ECU 자체의 오류로 인한 비정상 급가속 상황에 대하여도 효과적으로 차량을 제어할 수 있다.

도 3은 상기 MCU(220)가 상기 감지부(210)로부터 수신된 정보를 분석하여 비정상 급가속 상황인지를 판단하는 방법을 도시하는 순서도이다.

IGN 전원이 ON될 경우, 전자식 페달 보드에 12V의 전원이 공급되면서 상기 PCM(200)의 동작이 시작된다(S1).

상기 브레이크 페달 동작 감지부(211)로부터 수신된 브레이크 페달 동작 정보로부터 브레이크 페달이 “OFF”인지를 판단한다(S2). 브레이크 페달이 “OFF”가 아닌 경우, 운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는 상황으로 추정되므로, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하여, 이상적인 값을 출력하여(S7), CAN통신을 통해 상기 제어부(230) 및 상기 ECU(240)으로 송신하고(S8), 다시 S2 스텝으로 돌아간다.

브레이크 페달이 “OFF”인 경우, 상기 가속페달 답력 감지부(212)로부터 수신된 가속페달에 가해지는 답력값이 가속페달을 구동하는 최소압력값을 초과하는지를 판단한다(S3). 가속페달에 가해지는 압력값이 가속페달을 구동하는 최소압력값을 초과하지 않는 경우, 운전자가 가속페달을 밟고 있지 않는 상황으로 추정되므로, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하여, 이상적인 값을 출력하여(S7), CAN통신을 통해 상기 제어부(230) 및 상기 ECU(240)으로 송신하고(S8), 다시 S2 스텝으로 돌아간다.

가속페달에 가해지는 답력값이 가속페달을 구동하는 최소압력값을 초과하는 경우, 상기 가속페달 답력 감지부(212)로부터 수신된 가속페달에 가해지는 답력값이 소정의 최대압력값을 초과한 상태를 유지하는 시간이 소정의 기준시간을 초과하는지를 판단한다(S4). 가속페달에 가해지는 답력값이 소정의 최대압력값을 초과한 상태를 유지하는 시간이 소정의 기준시간을 초과하는 경우, 운전자가 가속페달을 브레이크 페달로 오인하여 오조작하는 상황으로 추정되므로, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하여, 이상적인 값을 출력하여(S7), CAN통신을 통해 상기 제어부(230) 및 상기 ECU(240)으로 송신하고(S8), 다시 S2 스텝으로 돌아간다. 이 때, 소정의 기준시간은 100ms일 수 있다.

가속페달에 가해지는 답력값이 소정의 최대압력값을 초과한 상태를 유지하는 시간이 소정의 기준시간을 초과하지 않는 경우, 상기 가속페달 정상동작 감지부(213)로부터 수신된 가속페달 동작 정보로부터 가속페달이 정상적으로 동작하고 있는지를 판단한다(S5). 가속페달이 정상적으로 동작하고 있지 않은 경우, 가속페달이 오동작하는 상황으로 추정되므로, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하여, 이상적인 값을 출력하여(S7), CAN통신을 통해 상기 제어부(230) 및 상기 ECU(240)으로 송신하고(S8), 다시 S2 스텝으로 돌아간다.

가속페달이 정상적으로 동작하고 있는 경우, 정상적인 가속상황으로 판단하여, 상기 가속페달 회전각도 감지부(214)로부터 수신된 가속페달 회전 각도를 이용하여 페달값을 출력하여(S6), CAN통신을 통해 상기 제어부(230) 및 상기 ECU(240)으로 송신하고(S8), 다시 S2 스텝으로 돌아간다.

도 4는 가속페달에 가해지는 답력을 감지하기 위한 압력센서가 장착된 페달의 사시도이며, 도 5는 페달 패드에 장착된 압력 센서의 단면 확대도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가속페달(400)에 가해지는 답력을 감지하기 위한 압력 센서(420)는 페달 패드 표면(410)에 장착될 수 있으며, 상기 압력센서는 체중계에 적용되는 센서와 같은 무게센서일 수 있으며, 감압식 또는 감압정전식 근접센서일 수 있다.

위와 같이 기존 브레이크 압력 및 가속페달의 회전각도 이외에 가속페달에 가해지는 답력을 감지하여 운전자 의도 분석을 통한 비정상 급발진 상황에 대한 차량의 제어를 수행함으로써, 페달의 오조작, 기계적 결함, 오작동, 비이상적 신호 발생, 전자파 영향 등 다양한 원인에 의해서 발생되는 비정상 급발진 상황에 대하여 효과적으로 제어할 수 있다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

200: PCM 210: 감지부
211: 브레이크 페달 동작 감지부 212: 가속페달 답력 감지부
213: 가속페달 정상동작 감지부 214: 가속페달 회전각도 감지부
220: MCU 230: 제어부
240: ECU 400: 가속페달
410: 페달 패드 표면 420: 압력센서

Claims

감지부;
상기 감지부로부터 감지된 정보를 이용하여 비정상 급가속 상황을 판단하는 MCU; 및
상기 MCU 로부터 수신된 비정상 급가속 상황 데이터에 따라 차량을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 비정상 급가속 상황 데이터는 ECU를 거치지 않고 상기 MCU로부터 상기 제어부로 직접 송신되는 페달 컨트롤-시스템 모듈.
감지부;
상기 감지부로부터 감지된 정보를 이용하여 비정상 급가속 상황을 판단하는 MCU; 및
상기 MCU 로부터 수신된 비정상 급가속 상황 데이터에 따라 차량을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 감지부는 가속페달에 가해지는 답력을 감지하기 위한 가속페달 답력 감지부를 구비하는, 페달 컨트롤-시스템 모듈.
제2항에 있어서,
상기 가속페달 답력 감지부는 페달 패드에 장착되는, 페달 컨트롤-시스템 모듈.
제3항에 있어서,
상기 가속페달 답력 감지부는 무게센서인, 페달 컨트롤-시스템 모듈.
제3항에 있어서,
상기 가속페달 답력 감지부는 감압식 또는 감압정전식 근접센서인, 페달 컨트롤-시스템 모듈.
운전자가 가속페달을 오조작하고 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
운전자가 가속페달을 오조작하고 있는 것으로 판단되는 경우, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 비정상 급가속 상황을 판단하는 방법
제6항에 있어서,
상기 운전자가 가속페달을 오조작하고 있는지 여부를 판단하는 단계는,
가속페달에 가해지는 답력값이 소정의 최대압력값을 초과한 상태를 유지하는 시간이 소정의 기준시간을 초과하는 경우, 운전자가 가속페달을 오조작하고 있는 것으로 판단하는, 비정상 급가속 상황을 판단하는 방법
제6항에 있어서,
운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는 것으로 판단되는 경우, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는, 비정상 급가속 상황을 판단하는 방법
제6항에 있어서,
운전자가 가속페달을 밟고 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
운전자가 가속페달을 밟고 있지 않는 것으로 판단되는 경우, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는, 비정상 급가속 상황을 판단하는 방법
제9항에 있어서,
운전자가 가속페달을 밟고 있는지 여부를 판단하는 단계는,
가속페달에 가해지는 답력값이 가속페달을 구동하는 최소압력값을 초과하는 경우, 운전자가 가속페달을 밟고 있는 것으로 판단하는, 비정상 급가속 상황을 판단하는 방법
제6항에 있어서,
가속페달이 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
가속페달이 정상적으로 동작하고 있지 않는 것으로 판단되는 경우, 정상적인 가속상황이 아닌 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는, 비정상 급가속 상황을 판단하는 방법