KR20160016188A

KR20160016188A - 주행모드 통합제어장치 및 그의 긴급 제동 방법

Info

Publication number: KR20160016188A
Application number: KR1020140099799A
Authority: KR
Inventors: 현영진; 유승한; 신영호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-15

Abstract

본 발명은 주행모드 통합제어장치 및 그의 긴급 제동방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 주행모드 통합제어장치는 각종 센서들을 통해 차량정보를 측정하는 센싱부와, 주행모드의 선택을 가능하게 하는 주행모드 선택부와, 상기 주행모드 선택부에 의해 선택된 주행모드에 따라 서스펜션을 제어하는 현가장치와, 상기 선택된 주행모드로 주행 중 상기 센싱부 및 현가장치로부터 제공되는 차량정보에 근거하여 긴급제동 동작 조건 만족여부를 확인하고 긴급제동 동작 조건 만족 시 긴급제동모드로 진입하여 상기 현가장치가 주행모드를 변경하도록 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

주행모드 통합제어장치 및 그의 긴급 제동 방법{DRIVING MODE INTEGRATED CONTROLLING APPARATURS AND EMERGENCY BRAKING METHOD THEREOF}

본 발명은 주행 중 긴급제동상황을 인식하면 현가시스템의 주행모드를 변경하여 차량 거동을 조기 안정화하여 제동거리를 단축할 수 있는 주행모드 통합제어장치 및 그의 긴급 제동 방법에 관한 것이다.

주행모드 통합제어시스템은 주행 특성에 따라 주행모드를 선택하여 주행환경이나 운전자 취향에 맞는 최적의 드라이빙을 제공하는 시스템이다. 여기서, 주행모드는 주행특성에 따라 3가지로 구분된다. 첫번째는 스포티한 가속과 다이나믹한 주행감을 제공하는 스포츠 모드(sport mode)이고, 두번째는 부드러운 가속과 안락한 승차감을 제공하는 일반 모드(normal mode)이며, 세번째는 친환경 경제 운전에 최적화된 주행을 제공하는 에코 모드(eco mode)이고, 마지막은 미끄러운 노면에 최적화된 주행을 제공하는 스노우 모드(snow mode)이다.

이러한, 종래의 주행모드 통합제어시스템은 운전자의 긴급 제동 조작에 의해 ABS(Anti-lock Brake System)가 동작하기 이전에 미리 예측할 수 없다.

본 발명은 주행모드로 주행 중 긴급제동상황을 인식하면 현가장치의 주행모드를 변경하여 차량 거동을 조기 안정화하여 제동거리를 단축할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행모드 통합제어장치는, 각종 센서들을 통해 차량정보를 측정하는 센싱부와, 주행모드의 선택을 가능하게 하는 주행모드 선택부와, 상기 주행모드 선택부에 의해 선택된 주행모드에 따라 서스펜션을 제어하는 현가장치와, 상기 선택된 주행모드로 주행 중 상기 센싱부 및 현가장치로부터 제공되는 차량정보에 근거하여 긴급제동 동작 조건 만족여부를 확인하고 긴급제동 동작 조건 만족 시 긴급제동모드로 진입하여 상기 현가장치가 주행모드를 변경하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주행모드는, 일반모드, 에코모드, 스포츠 모드, 스노우 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는, 제동압력이 60바(bar) 이상 80바 미만이고, 제동압 변화율이 400바/sec 초과이며, 브레이크 작동 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는, 제동압력이 80바 이상 100바 미만이고, 제동압 변화율이 100바/sec 초과이며, 브레이크 작동 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는, 제동압력이 100바 이상이고 브레이크 작동 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는, ABS 동작 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는, 긴급제동 해제 조건 만족여부에 따라 이전 주행모드로 변경하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어기는, 상기 제동압력이 60바 미만이거나 브레이크 미작동 상태이거나 ABS 미작동 상태이면 긴급제동모드를 해제하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 현가장치는, 상기 긴급제동모드에서 상기 제어기의 제어에 따라 주행모드를 변경하고 그 변경된 주행모드로 상기 서스펜션을 제어하여 댐핑력을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 주행모드 통합제어장치의 긴급 제동방법은 특정 주행모드 주행 중 차량정보를 검출하는 단계와, 상기 차량정보에 근거하여 긴급제동 동작 조건을 만족하는지 확인하는 단계와, 상기 긴급제동 동작 조건을 만족하면 긴급제동모드로 진입하여 현가장치의 주행모드를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량정보는, 차량속도, 제동압력, 제동압력 변화율, 브레이크 작동여부, ABS(Anti-lock Brake System) 작동여부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 주행모드로 주행 중 긴급제동상황을 인식하면 현가장치의 주행모드를 변경하여 서스펜션(suspension)이 높은 댐핑력을 발생시키므로, 차량 거동의 조기 안정화를 통해 제동거리를 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행모드 통합제어장치의 블록구성도.
도 2는 본 발명과 관련된 주행모드 통합제어 동작을 도시한 상태천이도.
도 3은 본 발명과 관련된 주행모드 통합제어장치의 긴급 제동 방법을 도시한 흐름도.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다.

본 발명은 긴급하고 강한 운전자의 제동 조작에 의해 실제 휠의 잠김이 발생하여 ABS(Anti-lock Brake System)가 동작하기 전에 차량속도, 운전자 제동압력(마스터 실린더 압력), 운전자 제동압력 변화율 정보 등을 종합하여 ABS 제동을 미리 예측하여 조기에 긴급제동모드로 진입하게 하여 종래보다 차량 거동을 안정화하며 제동거리를 단축시키고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행모드 통합제어장치의 블록구성도를 도시하고, 도 2는 본 발명과 관련된 주행모드 통합제어 동작을 도시한 상태천이도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 주행모드 통합제어장치는 센싱부(10), 주행모드 선택부(20), 조향장치(30), 자세제어장치(40), 현가장치(50), 제어기(60)를 포함한다.

센싱부(10)는 차량 내에 장착되어 차량정보를 검출한다. 센싱부(10)는 제동압력을 측정하는 압력센서(11) 및 휠 속도(차량속도)를 측정하는 휠속 센서(12) 등을 포함한다. 여기서, 제동압력은 마스터 실린더 압력을 의미한다.

주행모드 선택부(20)는 운전석 부근에 장착되어 운전자가 수동으로 주행모드를 선택할 수 있게 하는 것으로, 버튼 또는 토글 스위치, 터치버튼, 터치스크린 등의 형태로 구현된다. 주행모드는 도 2에 도시된 바와 같이 스포츠 모드(sport mode), 일반 모드(normal mode), 에코 모드(eco mode), 스노우 모드(snow mode) 등으로 구분된다.

조향장치(30)는 스티어링 휠에 연결된 센서를 통해 감지되는 신호 및 차량 속도를 고려하여 차량의 방향 전환을 보조한다. 이러한 조향장치(30)는 전동식 파워스티어링 또는 유압식 파워스티어링 등으로 구현될 수 있다.

자세제어장치(40)는 차량 내 장착된 센서들을 통해 수집한 정보들(예: 휠 회전속도, 조향각, 횡가속도)에 근거하여 위급사항(예: 긴급제동) 시 어느 하나의 휠을 제동하여 주행방향을 수정하므로 차량 자세를 안정적으로 유지하게 한다.

현가장치(electronic controlled suspension system, ECS)(50)는 노면 상태와 운전 조건에 따라 서스펜션(suspension)을 제어하여 각 휠의 댐핑력(damping)을 조절한다. 현가장치(50)는 브레이크의 작동 여부를 브레이크 스위치(미도시)를 통해 제어기(60)에 입력한다. 그리고, 현가장치(50)는 미끄럼방지장치(anti-lock brake system, ABS)의 작동여부를 플래그 정보로 제어기(60)에 전송한다.

상기한 조향장치(30), 자세제어장치(40) 및 현가장치(50)는 제어기(60)의 제어에 따라 기존 주행모드를 유지하거나 주행모드를 변경한다.

제어기(60)는 주행모드 통합제어 기능을 작동시킬 때 센싱부(10) 및 현가장치(50)에 대해 자가진단을 실시한다. 제어기(60)는 센싱부(10) 및 현가장치(50)가 정상 동작 상태인 경우에만 주행모드 통합제어 기능을 동작시킨다. 이때, 제어기(60)는 조향장치(30) 및 자세제어장치(40)에 대해서도 자가진단을 수행할 수 있다.

제어기(60)는 주행모드 선택부(20)에 의해 선택된 특정 주행모드로 주행 중 센싱부(10) 및 현가장치(50)를 통해 차량정보를 검출하고 그 검출한 차량정보에 근거하여 긴급제동상황을 인식한다. 즉, 제어기(60)는 차량정보를 이용하여 긴급제동 동작 조건을 만족하는지를 확인한다. 여기서, 차량정보는 차량속도(휠 속도), 제동압력(제동압), 제동압력 변화율, 브레이크(제동 페달) 작동여부, ABS 작동여부 등을 포함한다.

제어기(60)는 다음과 같은 긴급제동 동작 조건(긴급제동모드 진입 조건) 중 적어도 하나 이상을 만족하면 긴급제동상황으로 인식한다.

조건1) 제동압력이 60바(bar) 이상 80바 미만이고, 제동압력 변화율이 400바/sec 초과이며, 브레이크 작동

조건 2) 제동압력이 80바 이상 100바 미만이며, 제동압력 변화율이 100바/sec 초과 상태이고, 브레이크 작동

조건3) 제동압력 100바 이상이며 브레이크 작동

조건4) ABS 작동

한편, 제어기(60)는 긴급제동모드 해제 조건은 제동 종료 시 다음과 같은 상태 중 하나 이상의 상태가 설정 시간 이상 유지되는지를 확인한다.

상태1) 제동압력 60바 미만

상태2) 브레이크 미작동

상태 3) ABS 미작동

그리고, 제어기(60)는 긴급제동 동작 조건을 만족하면 현가장치(50)의 주행모드를 기설정된 주행모드로 변경한다. 여기서, 기설정된 주행모드는 서스펜션이 높은 댐핑력을 발생시키도록 하는 스포츠 모드이다.

제어기(40)는 긴급제동 해제 조건을 만족하면 긴급제동에 따른 주행모드를 긴급제동모드 진입 이전 주행모드로 변경하거나 또는 현재 차량정보에 근거하여 적합한 주행모드로 변경한다.

예를 들어, 제어기(60)는 고마찰 노면에서 운전자가 긴급한 제동을 위해 초기 제동압 시간에 대한 변화율이 100바/sec 이상이며 제동압이 100바이면 현가장치(50)에 긴급제동모드로 진입한다. 이에 따라, 현가장치(50)는 제어기(60)의 지시(제어)에 따라 주행모드를 스포츠 모드로 변경하여 기존 일반 모드에 비하여 서스펜션에서 높은 댐핑력이 발생하여 차량의 앞쏠림(dive) 거동의 조기 안정화를 통해 타이어 수직력의 변동을 최소화하여 제동력이 상승되므로 제동거리 단축 효과를 발휘한다.

도 3은 본 발명과 관련된 주행모드 통합제어장치의 긴급 제동 방법을 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 차량이 주행하는 중 주행모드 통합제어 기능이 활성화되면 주행모드 통합제어장치의 제어기(60)는 센싱부(10) 및 현가장치(50)의 상태를 자가진단한다(S11, S12). 다시 말해서, 운전자(사용자)가 주행모드 선택부(20)를 조작하여 주행모드를 선택하면 주행모드 선택부(20)는 선택된 주행모드에 대응되는 제어신호를 제어기(60)로 전송한다. 제어기(60)는 주행모드 선택부(20)로부터 주행모드 선택신호를 수신하면 주행모드 통합제어 기능을 활성화한다.

제어기(60)는 센싱부(10)의 센서들 상태 및 현가장치(50)의 상태가 정상이면 주행모드 선택부(20)에 의해 선택된 특정 주행모드로 주행하며 센싱부(10) 및 현가장치(50)를 통해 차량정보를 검출하고 그 검출한 차량정보를 이용하여 긴급제동 동작 조건을 만족하는지를 확인한다(S13, S14). 여기서, 차량정보는 차량속도(휠 속도), 제동압력, 제동압력 변화율, 브레이크 작동여부, ABS 작동여부 등을 포함한다. 즉, 제어기(60)는 차량정보에 근거하여 긴급제동상황을 인식한다.

제어기(60)는 긴급제동 동작 조건을 만족하면, 긴급제동모드로 진입한다(S15). 이때, 현가장치(50)는 제어기(60)의 제어에 따라 주행모드를 긴급제동에 적합한 스포츠 모드로 변경한다. 그리고, 현가장치(50)는 변경된 주행모드에 따라 서스펜션을 제어하여 높은 댐핑력을 발생시킨다.

제어기(60)는 긴급제동모드로 동작 중 우선순위 상위 모드(예: 긴급회피모드)로의 진입 명령이 있는지를 확인한다(S16).

제어기(60)는 우선순위 상위모드 진입 명령을 수신하지 않으면 긴급제동 해제 조건을 만족하는지를 확인한다(S17).

제어기(60)는 긴급제동 해제 조건을 만족하면 긴급제동 동작 조건을 만족하는지를 다시 확인한다. 한편, 제어기(60)는 긴급제동 해제 조건을 만족하지 않으면 긴급제동모드를 유지한다.

한편, 제어기(60)는 센싱부(10)의 센서들(11, 12) 및 현가장치(50) 중 어느 하나 이상이 비정상이면 긴급제동모드 진입을 차단한다(S18). 그리고, 제어기(60)는 기존 주행모드를 유지한다(S19).

한편, 제어기(60)는 우선순위 상위모드 진입 명령을 수신하면 우선순위 상위모드로 주행모드를 변경하여 설정한다(S20).

도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.

도 4a 내지 4c는 현가장치(50)의 주행모드를 일반 모드(low damp) 대비 스포츠 모드(high damp)로 설정 시 차량 피치 모션, 피치 거동, 제동거리를 비교한 것이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 긴급 제동 시 차량 다이브(앞쏠림)의 과도 모션(transient)이 저감된다. 이러한 피치 과도 모션 저감에 따라 타이어 수직력 변동이 도 4c와 같이 개선된다. 즉, 차량의 피치 거동 안정감이 증대된다. 그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 소프트 모드 대비 하드 모드 시 제동거리가 단축되는 것을 볼 수 있다.

10: 센싱부
11: 압력센서
12: 휠속센서
20: 주행모드 선택부
30: 조향장치
40: 자세제어장치
50: 현가장치
60: 제어기

Claims

각종 센서들을 통해 차량정보를 측정하는 센싱부와,
주행모드의 선택을 가능하게 하는 주행모드 선택부와,
상기 주행모드 선택부에 의해 선택된 주행모드에 따라 서스펜션을 제어하는 현가장치와,
상기 선택된 주행모드로 주행 중 상기 센싱부 및 현가장치로부터 제공되는 차량정보에 근거하여 긴급제동 동작 조건 만족여부를 확인하고 긴급제동 동작 조건 만족 시 긴급제동모드로 진입하여 상기 현가장치가 주행모드를 변경하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 주행모드는,
일반모드, 에코모드, 스포츠 모드, 스노우 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는,
제동압력이 60바(bar) 이상 80바 미만이고, 제동압 변화율이 400바/sec 초과이며, 브레이크 작동 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는,
제동압력이 80바 이상 100바 미만이고, 제동압 변화율이 100바/sec 초과이며, 브레이크 작동 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는,
제동압력이 100바 이상이고 브레이크 작동 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는,
ABS 동작 상태이면 긴급제동모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는,
긴급제동 해제 조건 만족여부에 따라 이전 주행모드로 변경하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제7항에 있어서,
상기 제어기는,
제동압력이 60바 미만이거나 브레이크 미작동 상태이거나 ABS 미작동 상태이면 긴급제동모드를 해제하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
제1항에 있어서,
상기 현가장치는,
상기 긴급제동모드에서 상기 제어기의 제어에 따라 주행모드를 변경하고 그 변경된 주행모드로 상기 서스펜션을 제어하여 댐핑력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치.
특정 주행모드 주행 중 차량정보를 검출하는 단계와,
상기 차량정보에 근거하여 긴급제동 동작 조건을 만족하는지 확인하는 단계와,
상기 긴급제동 동작 조건을 만족하면 긴급제동모드로 진입하여 현가장치의 주행모드를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치의 긴급 제동방법.
제10항에 있어서,
상기 차량정보는,
차량속도, 제동압력, 제동압력 변화율, 브레이크 작동여부, ABS(Anti-lock Brake System) 작동여부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주행모드 통합제어장치의 긴급 제동방법.