KR20190065808A

KR20190065808A - 차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20190065808A
Application number: KR1020170165339A
Authority: KR
Inventors: 신주훈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-06-12
Also published as: KR102440601B1

Abstract

차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 시스템은, 차량의 운행에 따른 각종 센서에서 측정된 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 전방차량의 카메라를 통해 측정된 전방차량의 속도에 따라 일정 거리를 유지하도록 제어하는 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC); 차량의 자세거동에 따른 4휠에 개별적으로 유압제동력을 가하여 차량의 자세를 안정화하는 차량 자세제어 장치(ESC); 및 상기 ACC의 기능 작동 중 전방차량이 정지하면 상기 ESC를 통한 4휠에 유압제동력을 가하여 차량을 정지한 후 일정 시간이 흐르면 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행한 후 작동중인 밸브와 남은 유휴 밸브를 로테이션 제어하는 차량 제어부를 포함한다.

Description

차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR STOP CONTROL OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래 EPB(Electronic Parking Brake)를 생략하고 이를 대체하여 차량의 정차 유지 제어를 지원하는 차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 운전자의 편의성 향상을 위한 어댑티브 크루즈 컨트롤(Adaptive Cruise Control, ACC) 및 오토 홀드(Auto Hold, AVH)기능이 탑재되고 있다.

ACC는 어드밴스드 스마트 컨트롤(Advanced Smart Cruise Control, ASCC)이라고도 불리며 차량 전방에 장착된 레이더/카메라를 사용하여 전방차량과의 간격을 유지하고, 정차시 차량 정지를 자동으로 제어하는 시스템이다.

AVH는 차량 자동정차 유지 기능으로 신호 대기나 경사로 정차 시 자동으로 작동되고 출발시 차량의 뒷밀림을 방지하는 시스템이다.

이러한, ACC 및 AVH의 기능을 수행하기 위해서는 공통적으로 차량의 정차 유지를 위해 전자식 파킹브레이크(Electronic Parking Brake, EPB)가 사용된다.

예컨대, 도 1은 종래의 ACC 기능의 정차 제어를 설명하기 위한 개념도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 차량에서 ACC의 기능 작동 중 전방차량이 정차하면 차량 자세제어 장치(Electronic Stability Control, ESC)의 제어를 통해 4휠 제동유압을 발생하여 차량을 정지(HOLD)시킨다(S1).

이때, 차량이 정지된 시간이 길어지면 ESC의 내구문제가 발생할 수 있기 때문에, ESC의 제동유압을 풀고 보다 안정적인 정차 유지를 위한 EPB의 제동으로 전환하여(S2), 정차(P) 상태를 유지한다(S3).

마찬가지로, AVH의 기능 작동 중에서도 브레이크 페달을 밟아 차량이 정차한후 브레이크 페달에서 발을 뗀 후 일정 정차시간이 늘어나면 EPB로 자동 전환된다.

이러한 이유로 ACC 또는 AVH 적용 차량에는 해당 기능 작동의 필수 옵션으로 EPB가 적용되고 있다.

그러나, ACC 또는 AVH 적용 차량에는 EPB를 항상 필수 옵션으로 적용해야하기 때문에 차량의 제조원가가 증가하는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 종래 EPB(Electronic Parking Brake)를 생략하고, 정지된 차량 상태에 따른 ESC 제동 유압을 임의의 4개 미만의 휠 유압으로 로테이션 제어하여 차량의 정차 유지와 동시에 밸브의 내구수명 문제를 극복할 수 있는 차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 시스템은, 차량의 운행에 따른 각종 센서에서 측정된 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 전방차량의 카메라를 통해 측정된 전방차량의 속도에 따라 일정 거리를 유지하도록 제어하는 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC); 차량의 자세거동에 따른 4휠에 개별적으로 유압제동력을 가하여 차량의 자세를 안정화하는 차량 자세제어 장치(ESC); 및 상기 ACC의 기능 작동 중 전방차량이 정지하면 상기 ESC를 통한 4휠에 유압제동력을 가하여 차량을 정지한 후 일정 시간이 흐르면 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행한 후 작동중인 밸브와 남은 유휴 밸브를 로테이션 제어하는 차량 제어부를 포함한다.

또한, 상기 차량 제어부는 유압제동시간에 따른 밸브 온도가 내구온도에 도달하는 밸브를 상기 유휴 밸브와 로테이션 하여 정차 유지 제어를 수행할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 차량의 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력을 계산하여, 상기 요구 제동력의 크기에 따라 2휠 제동모드 및 3휠 제동모드 중 어느 하나의 정차유지 제어를 결정할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 차량의 정차 경사도와 차량 제원의 총 중량(GVW)에 기초하여 최악의 중량 조건에서의 상기 요구 제동력을 계산할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 상기 요구 제동력의 크기가 후륜 2휠의 유압제동력을 합한 기준제동력 미만이면 2휠 밸브를 작동하고 상기 기준제동력 이상이면 3휠 제동모드의 정차 유지 제어를 수행할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 2휠 제동모드 또는 3휠 제동모드에 사용되는 각 밸브의 유압 크기를 각각 다르게 차별화하여 설정할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 작동중인 각 밸브의 홀드시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 밸브 온도를 각각 계산할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 유압 크기가 차별화 설정된 각 밸브의 밸브 온도가 내구 온도 스펙에 도달하는 시간을 계산할 수 있다.

또한, 상기 차량 제어부는 상기 차량의 정차 경사도에 따른 요구 제동력에 대한 각 휠의 브레이크 제원에 따른 가중치를 고려한 정차 제동력이 나오도록 각 휠의 유압크기를 조정하여 상기 밸브 내구온도 스펙을 결정할 수 있다.

한편, 전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 방법은, a) 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC) 기능 작동 중 전방차량이 정지하면 차량 자세제어 장치(ESC)를 통한 4휠에 유압제동력을 가하여 차량을 정지하는 단계; b) 일정 정차시간이 흐르면 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행하고, 나머지 밸브를 유휴 상태로 대기시키는 단계; c) 작동중인 각 밸브의 유압제동시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 밸브 온도를 계산하는 단계; 및 d) 상기 밸브 온도가 내구온도에 도달하는 밸브와 상기 유휴 상태의 밸브를 로테이션 하여 차량 정차 상태를 유지하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 b) 단계는, 차량의 중량과 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 차량의 정차 유지에 필요한 요구 제동력의 크기가 2휠의 유압제동력을 합한 기준제동력 미만이면 2휠 제동 모드의 정차유지 제어를 수행하는 단계; 또는 상기 요구 제동력의 크기가 상기 기준제동력을 초과하면 3휠 제동모드의 정차유지 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 2휠 제동모드 또는 3휠 제동모드에 사용되는 각 밸브의 유압 크기를 각각 다르게 차별화하여 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 요구 제동력에 대해 각 휠의 브레이크 제원에 따른 가중치를 고려한 정차 제동력이 발생되도록 각 휠의 유압크기를 조정하여 그에 따른 각 밸브 별 내구온도 스펙을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 작동중인 각 밸브의 홀드시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 밸브 온도를 계산하는 단계; 및 시간에 따른 각 밸브의 밸브 온도 상승 추정 그래프를 산출하고, 상기 그래프에서 각 밸브의 밸브 온도가 내구온도에 도달하는 최대시간을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 각 밸브의 유압크기에 따른 발열량을 고려하여 밸브 온도가 내구온도에 도달 예상 시간을 미리 계산하고, 마진을 고려하여 상기 내구온도에 도달하는 밸브의 유압해제 및 유휴 밸브의 유압작동 시점을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계는, 차량의 정차시간에 따라 계산된 어느 하나의 밸브온도가 내구온도에 도달하면, 로테이션 이벤트에 따른 유휴 밸브의 유압을 작동하고, 내구온도에 도달한 밸브의 유압을 해제하여 유휴 상태로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 로테이션에 따라 재구성된 밸브들의 유압제동력을 합한 기준제동력과 상기 차량의 정차 유지에 필요한 요구 제동력을 비교한 결과에 따라 2휠 또는 3휠 제동모드로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따른, 전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 방법은, a) AVH(Automatic Vehicle Hold) 기능 작동 중 차량이 정차 하는 단계; b) 일정 정차시간이 흐르면 차량 자세제어 장치(ESC)의 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행하고, 나머지 밸브를 유휴 상태로 대기시키는 단계; c) 작동중인 각 밸브의 유압제동시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 발열온도를 계산하는 단계; 및 d) 상기 발열온도가 내구온도에 도달하는 밸브와 상기 유휴 상태의 밸브를 로테이션 하여 차량 정차 상태를 유지하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, ESC를 활용한 차량 정차 유지 제어를 제공함으로써 종래 차량에 ACC 등 편의기능 적용에 필수 옵션으로 탑재된 EPB을 생략함으로써 제조원가를 감소할 수 있다.

또한, EPB의 삭제에 따른 비용부담이 줄어 차량 차종에 편의기능을 적용할 수 있어 제품 경쟁력 및 고객 만족도를 향상시킬 수 있다.

또한, 4휠 미만의 일부 휠 조합으로 유압 제동력을 로테이션 하는 차량 정차 유지 제어를 수행함으로써 유압밸브의 내구성을 확보하고 안정적인 정차 유지 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 ACC 기능의 정차 제어를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 정차 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명이 실시 예에 따른 ESC의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 정차 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 요구 제동력에 따른 정차 유지 제어 모드의 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유압크기 별 밸브의 내구온도 도달시간을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유압밸브의 로테이션 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 종래 차량에서 AVH 기능 등 정차 유지가 필요한 다양한 상황의 개념도이다.
또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 AVH 작동시 차량 정차 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

명세서 전체에서 사용된 차량, 자동차 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 정차 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 정차 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 정차 제어 시스템(100)은 운전정보 검출부(110), ACC(Adaptive Cruise Control/Advanced Smart Cruise Control, 120), ESC(Electronic Stability Control, 130), 클러스터(140) 및 차량 제어부(150)를 포함한다.

이러한 정차 제어 시스템(100)은 종래의 차량 정차 유지를 위해 사용된 EPB(Electronic Parking Brake)의 구성을 삭제하고, 이를 대체하여 ESC(130)를 활용한 정차 유지 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

운전정보 검출부(110)는 차량의 운행에 따른 각종 센서에서 측정된 운전정보를 검출한다.

운전정보 검출부(110)는 휠 속도 센서, 조향각 센서, 요(Yaw) 센서, 횡 방향/종 방향 가속도를 측정하는 G 센서, 엔진정보센서, 변속단 센서, 가속페달(APS) 센서, 브레이크 (BPS) 센서, 전장부하들의 작동상태 등을 포함하는 차량 운행에 따른 운전정보를 검출하여 차량 제어부(150)에 제공한다.

ACC(120)는 카메라/레이더(미도시)를 통해 전방차량의 차량속도에 따라 일정 거리를 유지하도록 차량의 속도를 제어한다.

또한, ACC(120)는 전방차량의 정지하면 그에 따른 차량을 정지시키고, 전방차량이 출발하면 그에 따른 차량을 가속한다.

ESC(130)는 휠 속도 센서, 조향각 센서, 요레이트 및 횡 방향 가속도 센서(G)의 운전정보를 분석하고, 차량의 불안정한 자세거동에 따른 4개의 휠에 개별적으로 유압제동력을 가하여 차량의 자세를 안정화한다.

도 3은 본 발명이 실시 예에 따른 ESC의 구성을 나타낸다.

첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 ESC(130)는 차량의 전방좌측휠(FL)의 유압 제동력을 조절하는 FL밸브(FL_V), 전방우측휠(FR)의 유압제동력을 조절하는 FR밸브(FR_V), 후방좌측휠(RL)의 유압 제동력을 조절하는 RL밸브(RL_V), 후방우측휠(RR)의 유압제동력을 조절하는 RR밸브(RR_V)를 포함한다.

클러스터(140)는 차량의 운전상태를 표시하며, ACC 기능 작동 상태와 브레이크 작동에 따른 정차 유지상태를 시각적으로 표시한다.

차량 제어부(150)는 종래에 차량에 장착되던 EPB를 생략하고 이를 대체하여 차량의 정차 유지 제어를 수행하기 위한 전반적인 동작을 제어한다.

차량 제어부(150)는 ESC(130)의 제어기로 구성될 수 있으며, 나아가 차량의 ACC, 오토 홀드 및 자세제어 등의 편의기능을 위한 전반적인 동작을 제어하는 상위 제어기로 구성될 수 있다.

차량 제어부(150)는 ACC(120) 작동 중 전방차량의 정지하면 ESC(130)의 4휠 모두에 유압제동력을 가하여 차량을 정지시킨다.

이후, 차량 제어부(150)는 차량이 정지된 상태에서 일정 시간이 흐르면 4휠 미만의 일부 밸브를 사용한 유압제동력으로 차량의 정차 유지 제어를 하고 적어도 하나의 나머지 밸브는 유휴상태로 남겨둔다. 그리고, 유압제동시간에 따른 발열온도가 따라 내구온도에 도달하는 밸브를 상기 유휴 밸브로 로테이션 하여 번갈아 가면서 정차 유지 제어를 수행한다.

차량이 정지한 후 경사가 크지 않은 곳에 차량이 정차한 경우 후륜 2휠(RL, RR) 만 유압을 발생해도 정차 유지가 가능하며, 급경사의 악조건 상황에서도 휴륜 2휠 + 전륜 1휠의 총 3개 휠 유압 발생만으로 충분히 차량의 정차 유지가 가능하다.

가령, 2개 휠 유압만으로 차량 정차가 가능한 이유를 설명하면, 차량의 제동장치 설계 시 주차 브레이크는 차량의 후륜 2개의 휠을 고착시켜 주차하도록 설계된다. 차량은 제원의 총중량(GVW)상태의 20% 경사노면에서도 주차가 가능 하도록 후륜 브레이크 사이즈가 결정된다. 그리고 전륜 브레이크의 경우 제동 시 전륜으로의 하중이동을 고려 후륜 보다 더 큰 사이즈의 브레이크가 적용된다.

즉, 결국 후륜 2개의 휠이 고착이 되도록 후륜 2개의 유압을 이용하면 차량의 GVW 상태에도 주차 또는 정차가 가능하다. 이때 후륜 대신 전륜 브레이크를 이용하여 정차를 유지하도록 하면 같은 유압조건에서 브레이크 사이즈가 큰 전륜의 경우 후륜 2개유압 제어 보다 훨씬 유리하게 차량을 정차 유지할 수 있다.

이렇게 후륜 대비 사이즈가 큰 전륜 브레이크 유압 제어 시에는 후륜 제어 시 보다 적은 유압으로도 정차 유지가 가능하기 때문에 차량 중량 및 경사 조건, 휠 제어 위치에 따라서 얼마든지 제어 유압을 차별적으로 조정 가능하다.

차량 제어부(150)는 차량의 중량과 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력(필요 주차력, Br)을 계산하고, 그 요구 제동력의 크기에 따라 2휠 제동모드 및 3휠 제동모드 중 어느 하나의 정차유지 제어를 결정할 수 있다.

예컨대, 차량 제어부(150)는 차량의 정차 유지에 필요한 상기 요구 제동력(Br)의 크기가 후륜 2휠 밸브의 유압제동력을 합한 기준 제동력 미만이면 2휠 밸브를 작동하여 유압제동력을 가하는 2휠 제동모드 정차유지 제어를 수행한다.

반면에, 차량 제어부(150)는 상기 요구 제동력(Br)의 크기가 후륜 2휠 밸브의 유압제동력을 합한 기준 제동력 보다 크면 3휠 밸브를 작동하여 유압제동력을 가하는 3휠 제동모드 정차유지 제어를 수행할 수 있다.

즉, 차량 제어부(150)는 차량의 정차 경사도가 작아 요구 제동력(Br)이 낮으면 이를 충분히 커버할 수 있는 2휠 모드 정차 유지 제어를 수행하고, 차량의 정차 경사도가 커서 요구 제동력(Br)이 높으면 3휠 제동모드 정차유지 제어를 수행할 수 있다.

한편, 차량 제어부(150)는 2휠 제동모드 또는 3휠 제동모드로 정차 유지 제어를 하는 경우 정차시간에 따른 각 밸브의 내구온도 대비 발열량을 계산하여 유압이 발생되는 휠 위치를 번갈아 가면서 로테이션 제어 한다.

예를 들어, 3휠 제동모드의 경우 초기에 RL밸브(RL_V), RR밸브(RR_V), FR밸브(FR_V)의 유압을 작동하면 미리 계산된 시간 별 밸브의 온도를 고려하여 RR밸브(RR_V), FR밸브(FR_V), FL밸브(FL_V)의 유압 작동으로 전환된다. 다음은 FR밸브(FR_V), FL밸브(FL_V), RL밸브(RL_V)의 유압 작동으로 전환되고, 그 다음은 FL밸브(FL_V), RL밸브(RL_V), RR밸브(RR_V)의 유압 작동으로 각 밸브를 번갈아 가면서 계속 로테이션 제어할 수 있다.

이러한 정차 유지 제어를 통해 어느 하나의 밸브에 유압 집중에 따른 열 발생을 방지하여 밸브의 내구성을 확보한다.

또한, 차량 제어부(150)는 4휠 유압제동 상태에서 일정시간이 흐른 후 차량의 정차 경사도에 따라 2휠 또는 3휠 제동모드의 정차 유지 제어로 전환하는 경우, 상기 2휠 또는 3휠 제동모드에 사용되는 각 밸브의 유압을 각각 다르게 차등 설정하여 제어를 한다.

여기서, 각 밸브의 유압을 각각 다르게 하지 않고 동일유압크기로 동일시간 제동유압 발생시키면 각 밸브의 상승 온도가 동일하여 동시에 해제시점(내구온도)에 도달하므로 로테이션 제어가 어렵기 때문이다.

그래서, 2휠 또는 3휠이 제동모드 시 각 밸브의 유압을 각각 다르게 설정하여 각 휠에 유압을 책임지고 있는 ESC(130) 내 유압밸브의 상승온도를 차별화 함으로써 유압 해제 순위를 만들고 순서대로 해제 밸브와 유휴 밸브와 로테이션(전환)될 수 있도록 한다.

이처럼, 차량 제어부(150)는 2휠 또는 3휠 제동모드에 사용되는 각 밸브의 유압을 차별화하여 각 밸브의 발열온도가 내구 온도 스펙에 도달하는 시간을 다르게 함으로써 ESC(130)의 밸브 로테이션 주기를 설정하고 번갈아 작동시킬 수 있다.

차량 제어부(150)는 휠 유압 작동 전환 시 오버랩(Overlap)을 통해 전환 하는 과정에서 차량의 울컥거림 발생의 경우 G센서로부터 경사조건 신호 변경을 모니터링 한다. 그리고, 보다 안전한 제어유지를 위해 G센서로부터 차량 경사 조건을 다시 한번 확인한 후 정차유지 제어를 수행 할 수 있다.

한편, 전술한 차량의 정차 제어 시스템의 구성을 바탕으로 본 발명의 실시 예에 따른 ACC 기능 작동 중 정차 유지를 위한 차량 정차 제어 방법을 다음의 도 3을 통해 설명한다. 다만, 전술한 세부 구성은 기능별로 정차 제어 시스템에 통합될 수 있으므로 이하 차량 정차 제어 방법을 설명함에 있어서 그 주체를 정차 제어 시스템으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량 정차 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 정차 제어 시스템(100)은 차량의 ACC 기능이 작동된 상태에서(S101; 예), 차량이 정차하면(S102; 예), 차량의 중량과 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력(Br)을 계산한다(S103).

이때, 정차 제어 시스템(100)은 ACC(120)의 작동상태를 파악하고, 운전정보 검출부(110)를 통해 검출된 차량 속도가 0인 것으로 차량 정차를 확인할 수 있으며, 상기 ACC 기능이 미작동 중이거나(S101; 아니오), 차량 속도가 0이 아니면(S102; 아니오), 시작단계로 돌아가 차량 정차 제어를 대기한다.

정차 제어 시스템(100)은 차량의 정차 유지에 필요한 요구 제동력(Br)의 크기가 2휠의 유압제동력을 합한 기준제동력 미만이면(S104; 예), 2휠 제동 모드의 정차유지 제어를 수행한다(S105).

반면, 정차 제어 시스템(100)은 상기 요구 제동력(Br)의 크기가 상기 2휠 기준제동력을 초과하면(S104; 아니오), 3휠 제동모드의 정차유지 제어를 수행한다(S106).

여기서, 차량의 요구 제동력에 따른 정차 유지 제어 모드의 선택방법을 도 7를 통해 좀더 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 요구 제동력에 따른 정차 유지 제어 모드의 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.

첨부된 도 5를 참조하면, 정차 제어 시스템(100)은 차량이 경사로에 정차된 상태에서 차량의 중량(W)과 경사도(θ)를 고려한 요구 제동력(Br)을 계산할 수 있다.

이때, 차량의 정차 경사 조건에 따른 밸브 온도 스펙(spec) 결정은 이전 사이클 상황에서 각 휠의 밸브 온도 조건(T), 각 밸브에 할당되는 유압(B), 각 휠에 발생된 유압(D)에 기초한 제동 토크 및 제동력으로 계산하고, 차량 정차 경사도 조건에 따른 요구 제동력(Br)의 크기에 따라 2휠 제동력으로 주차할지 또는 3휠 제동력으로 주차할지를 판단한다.

이때, 차량 정차 경사도는 운전정보 검출부(110)에서 검출된 종G센서값을 이용하여 판단할 수 이다.

상기 요구 제동력(Br)에 상응하는 정차 제동력은 각 휠의 제동유압을 통해 발생하는 제동력의 합으로 산출할 수 있다.

또한, 차량 중량(W)은 차량 제원의 총 중량(GVW)값으로 계산하여 최악 조건에서의 정차 상태를 유지할 수 있도록 계산한다.

정차 제어 시스템(100)은 차량 경사 별 2휠 제동모드 또는 3휠 제동모드에 따른 요구 제동력(Br)에 대해 각 휠의 브레이크 제원에 따른 가중치를 고려한 정차 제동력이 발생되도록 각 휠의 유압크기를 조정 맵핑(maping)하여 그에 따른 각 밸브 별 내구온도 스펙(spec)을 결정할 수 있다.

한편, 정차 제어 시스템(100)은 2휠 제동 모드 시 후륜 2휠(RL, RR)을 제동하여 정차유지 제어를 수행한다(S105). 이때, 정차 제어 시스템(100)은 휴륜 2휠의 RL밸브(RL_V) 및 RR밸브(RR_V)의 유압크기를 각각 다르게 차등 레벨로 맵핑한다(예; RL_V > RR_V). 그리고, 나머지 FR밸브(FR_V) 및 FL밸브(FL_V)는 유휴 밸브로 로테이션 대기시킨다.

또는, 정차 제어 시스템(100)은 3휠 제동 모드 시 후륜 2휠과 전륜1휠(RL, RR, FR)을 제동하여 정차유지 제어를 수행한다(S106). 이때, 정차 제어 시스템(100)은 RL밸브(RL_V), RR밸브(RR_V) 및 FR밸브(FR_V)의 유압크기를 각각 다르게 차등 레벨로 맵핑한다(예; RL_V > RR_V > FR_V). 그리고, 나머지 FL밸브(FL_V)는 유휴 밸브로 로테이션 대기시킨다.

정차 제어 시스템(100)은 제동 모드에 사용중인 각 유압밸브의 홀드(HOLD)시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 유압밸브 온도(F)를 추정 계산한다(S107).

정차 제어 시스템(100)은 시간에 따른 각 밸브의 유압밸브 온도(F) 상승 추정 그래프를 산출하고(S108), 상기 그래프에서 각 유압밸브에서 발열되는 온도가 밸브내구온도에 도달하는 최대시간을 산출한다(S109).

예컨대, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유압크기 별 밸브의 내구온도 도달시간을 나타낸 그래프이다.

첨부된 도 6을 참조하면, 유압의 크기가 P1 > P2 > P3 > … > Pn 순으로 작아지는 경우 밸브온도(T)가 내구온도에 도달하는 시간이 각각 t1 < t2 < t3 < … < t4 순으로 늘어나는 것을 보여준다.

그러므로, 차량 제어부(150)는 2휠 또는 3휠에서 동시에 작동되는 각 밸브의 유압을 각각 다르게 차등 제어하여 각 밸브의 발열온도가 밸브 내구온도에 도달하는 시간을 각각 다르게 설정한다.

차량 제어부(150)는 각 밸브의 t1, t2, t3 등의 제어 유압에 따른 예상 시간(time)을 미리 계산하고 마진을 고려하여, 내구온도에 도달하는 밸브의 유압해제 및 추가밸브의 유압작동 시점(즉, 유압밸브의 전환 시점/로테이션 시점)을 판단할 수 있다.

가령, 상기 S109 단계에서는 각 유압밸브의 내구온도 도달시간이 RL_V:t1, RR_V:t2, FR_V:t3, FL_V:t4로 각각 설정된 것으로 가정하여 설명을 계속한다.

정차 제어 시스템(100)은 차량의 정차 유지 제어시간을 카운트하고, 정차유지시간이 t1시점에 도달하면(S110; 예), 유휴 밸브와 첫 번째 밸브 로테이션 이벤트를 발생한다. 이때, 유압 크기가 P1으로 가장 크게 설정된 RL_V의 밸브온도가 t1시점에 도달하여 로테이션 이벤트를 발생할 수 있다.

정차 제어 시스템(100)은 상기 로테이션 이벤트에 따른 유휴 밸브(FL_V)의 유압을 작동하고(S111), 유압크기(P1)가 가장 크게 설정된 RL_V의 유압을 해제한다(S112).

이때, 위와 같이 유휴 밸브를 작동하여 휠에 유압을 발행하고 기존 밸브를 해제하는 로테이션 과정 중에서 ESC(130)의 펌프 작동에 의한 의도하지 않은 소음이나 진동(NVH)으로 인해 차량이 울컥거리는 문제가 발생될 수 있다.

그러므로, 로테이션 중 펌프 NVH 문제를 해결하기 위한 방법을 구체적으로 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유압밸브의 로테이션 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 정차 제어 시스템(100)은 로테이션 대상의 각 밸브의 유압을 해제 작동하는 변환과정에서 일정 시간의 충분한 전환시간(Ct)을 갖고 제어 한다.

차량 제어부(150)는 차량의 정차 경사도에 따른 요구 제동력 산출에 의한 최소 요구 유압 값이 결정되면 차량 튜닝에 따라 마진을 고려한 유압을 세팅하고 밸브 온도의 상승 예상 시간에 맞춰 충분환 전환시간을 고려하여 서로 유압이 전환되는 시점에 두 밸브의 유압 해제 및 유압 발생이 오버랩(Overlap)하도록 하여 펌프 소음 문제를 해결할 수 있다.

다만, 상기 유압밸브 로테이션 시 오버랩(Overlap)컨셉을 통해 전환 하는 과정에서 차량의 울컥거림 발생하는 경우, 보다 안전한 제어유지를 위해 G센서로부터 차량 경사 조건을 다시 한번 확인하여 요구 제동력을 재계산 할 수 있다.

이후, 정차 제어 시스템(100)은 차량이 가속될 때까지 상기 상기 S104단계 내지 S112 단계를 반복하는 유압밸브의 로테이션을 수행하여 정차 유치 제어를 할 수 있다.

이때, 정차 제어 시스템(100)은 매번 유압밸브의 로테이션 마다 차량의 요구 제동력(Br)의 크기가 상기 유압밸브 로테이션에 따라 재구성된 2휠 밸브의 유압제동력을 합한 기준제동력과 비교하여 그 결과에 따라 2휠 또는 3휠 제동모드로 변경을 판단할 수 있다(S113). 이는 전륜 휠의 제동력과 후륜 휠의 제동력에 차이가 있기 때문에 2휠 또는 3휠의 조합에 따라 기준 제동력이 변경될 수 있기 때문이다.

즉, 후륜이 제동력이 전륜의 제동력에 비해 작기 때문에 상기 기준 제동력은 후륜 2휠의 유압제동력을 합한 값으로 설정하는 것이 바람직하며, 상기 S105 단계 및 S106 단계의 2휠 및 3휠 제동모드에서도 후륜 2휠을 이용하여 먼저 제동하는 이유도 어느 하나가 전륜 휠과 로테이션 시 기준 제동력이 감소되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이후, 정차 제어 시스템(100)은 차량속도가 5kph를 초과하여 가속되면(S117; 예), 정차 유지 제어를 해제하고 상기 S101 단계로 리턴 한다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, ESC를 활용한 차량 정차 유지 제어를 제공함으로써 종래 차량에 ACC 등 편의기능 적용에 필수 옵션으로 탑재된 EPB을 생략함으로써 제조원가를 감소할 수 있는 효과가 있다.

또한, EPB의 삭제에 따른 비용부담이 줄어 차량 차종에 편의기능을 적용할 수 있어 제품 경쟁력 및 고객 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.

전술한 본 발명의 실시 예에서는 ACC 기능에 적용되는 정차 유지 제어를 위주로 설명하였으나, 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며 AVH(Automatic Vehicle Hold) 기능 등 다양한 차량의 정차 상황에서도 EPB 장치 적용 없이 정차 유지 제어를 수행할 수 있다.

예컨대, 도 8은 종래 차량에서 AVH(Automatic Vehicle Hold) 기능 등의 정차 유지가 필요한 다양한 상황의 개념도이다.

또한, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 AVH 작동시 차량 정차 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 첨부된 도 8을 참조하면, 종래의 차량에서는 브레이크 페달을 밟고 차량을 정차한 후 발을 떼면 차량 정차를 유지하고, 신호대기 상황이나 경사로에서의 뒷밀림 방지 등 다양한 정차 유지 제어가 필요한 상황이 있다.

특히, 차량이 AVH(=AUTO HOLD) 기능이 작동된 상태에서 일정 정차시간이 흐르거나 운전자가 운전석에서 이탈하는 경우 EPB를 활용한 주차 브레이크를 작동하였으며, 이를 위해 EPB가 필수 옵션으로 적용되어야 했다.

그러나, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 정차 제어 시스템(100)은 차량의 AVH 기능이 작동되고(S101; 예), 브레이크 작동으로 차량이 정차하면(S102; 예), 차량의 중량과 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력(Br)을 계산한다(S203).

이후 도 4의 흐름과 동일하게, 정차 제어 시스템(100)은 차량의 정차 유지에 필요한 요구 제동력(Br)의 크기에 따른 4휠 미만의 일부 밸브를 사용한 유압제동력을 로테이션으로 제어하여 차량의 정차 유지 제어를 수행할 수 있다.

따라서, 종래 EPB의 적용 없이도 차량에 AVH 기능을 추가 적용할 수 있으며, 다양한 정차 상황에서의 정차 유지 제어를 수행 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 정차 제어 시스템 110: 운전정보 검출부
120: ACC 130: ESC
140: 클러스터 150: 차량 제어부
FL: 전방좌측휠 FR: 전방우측휠
RL: 후방좌측휠 RR: 후방우측휠
FL_V: FL밸브 FR_V: FR밸브
RL_V: RL밸브 RR_V: RR밸브

Claims

전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 시스템에 있어서,
차량의 운행에 따른 각종 센서에서 측정된 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부;
전방차량의 카메라를 통해 측정된 전방차량의 속도에 따라 일정 거리를 유지하도록 제어하는 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC);
차량의 자세거동에 따른 4휠에 개별적으로 유압제동력을 가하여 차량의 자세를 안정화하는 차량 자세제어 장치(ESC); 및
상기 ACC의 기능 작동 중 전방차량이 정지하면 상기 ESC를 통한 4휠에 유압제동력을 가하여 차량을 정지한 후 일정 시간이 흐르면 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행한 후 작동중인 밸브와 남은 유휴 밸브를 로테이션 제어하는 차량 제어부;
를 포함하는 차량의 정차 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차량 제어부는
유압제동시간에 따른 밸브 온도가 내구온도에 도달하는 밸브를 상기 유휴 밸브와 로테이션 하여 정차 유지 제어를 수행하는 차량의 정차 제어 시스템.
제1항에 있어서
상기 차량 제어부는
차량의 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력을 계산하여, 상기 요구 제동력의 크기에 따라 2휠 제동모드 및 3휠 제동모드 중 어느 하나의 정차유지 제어를 결정하는 차량의 정차 제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 차량 제어부는
차량의 정차 경사도와 차량 제원의 총 중량(GVW)에 기초하여 최악의 중량 조건에서의 상기 요구 제동력을 계산하는 차량의 정차 제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 차량 제어부는
상기 요구 제동력의 크기가 후륜 2휠의 유압제동력을 합한 기준제동력 미만이면 2휠 밸브를 작동하고 상기 기준제동력 이상이면 3휠 제동모드의 정차 유지 제어를 수행하는 차량의 정차 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차량 제어부는
2휠 제동모드 또는 3휠 제동모드에 사용되는 각 밸브의 유압 크기를 각각 다르게 차별화하여 설정하는 차량의 정차 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차량 제어부는
작동중인 각 밸브의 홀드시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 밸브 온도를 각각 계산하는 차량의 정차 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 차량 제어부는
유압 크기가 차별화 설정된 각 밸브의 밸브 온도가 내구 온도 스펙에 도달하는 시간을 계산하는 차량의 정차 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 차량 제어부는
상기 차량의 정차 경사도에 따른 요구 제동력에 대한 각 휠의 브레이크 제원에 따른 가중치를 고려한 정차 제동력이 나오도록 각 휠의 유압크기를 조정하여 상기 밸브 내구온도 스펙을 결정하는 차량의 정차 제어 시스템.
전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 방법에 있어서,
a) 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC) 기능 작동 중 전방차량이 정지하면 차량 자세제어 장치(ESC)를 통한 4휠에 유압제동력을 가하여 차량을 정지하는 단계;
b) 일정 정차시간이 흐르면 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행하고, 나머지 밸브를 유휴 상태로 대기시키는 단계;
c) 작동중인 각 밸브의 유압제동시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 밸브 온도를 계산하는 단계; 및
d) 상기 밸브 온도가 내구온도에 도달하는 밸브와 상기 유휴 상태의 밸브를 로테이션 하여 차량 정차 상태를 유지하는 단계;
를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 b) 단계는,
차량의 중량과 정차 경사도를 고려한 차량의 요구 제동력을 계산하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 차량의 정차 유지에 필요한 요구 제동력의 크기가 2휠의 유압제동력을 합한 기준제동력 미만이면 2휠 제동 모드의 정차유지 제어를 수행하는 단계; 또는
상기 요구 제동력의 크기가 상기 기준제동력을 초과하면 3휠 제동모드의 정차유지 제어를 수행하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 2휠 제동모드 또는 3휠 제동모드에 사용되는 각 밸브의 유압 크기를 각각 다르게 차별화하여 설정하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 요구 제동력에 대해 각 휠의 브레이크 제원에 따른 가중치를 고려한 정차 제동력이 발생되도록 각 휠의 유압크기를 조정하여 그에 따른 각 밸브 별 내구온도 스펙을 결정하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 c) 단계는,
작동중인 각 밸브의 홀드시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 밸브 온도를 계산하는 단계; 및
시간에 따른 각 밸브의 밸브 온도 상승 추정 그래프를 산출하고, 상기 그래프에서 각 밸브의 밸브 온도가 내구온도에 도달하는 최대시간을 산출하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 c) 단계는,
각 밸브의 유압크기에 따른 발열량을 고려하여 밸브 온도가 내구온도에 도달 예상 시간을 미리 계산하고, 마진을 고려하여 상기 내구온도에 도달하는 밸브의 유압해제 및 유휴 밸브의 유압작동 시점을 판단하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 d) 단계는,
차량의 정차시간에 따라 계산된 어느 하나의 밸브온도가 내구온도에 도달하면, 로테이션 이벤트에 따른 유휴 밸브의 유압을 작동하고, 내구온도에 도달한 밸브의 유압을 해제하여 유휴 상태로 전환하는 단계를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
상기 로테이션에 따라 재구성된 밸브들의 유압제동력을 합한 기준제동력과 상기 차량의 정차 유지에 필요한 요구 제동력을 비교한 결과에 따라 2휠 또는 3휠 제동모드로 변경하는 단계를 더 포함하는 차량의 정차 제어 방법.
전자식 파킹브레이크(EPB)가 생략된 차량의 정차 제어 방법에 있어서,
a) AVH(Automatic Vehicle Hold) 기능 작동 중 차량이 정차 하는 단계;
b) 일정 정차시간이 흐르면 차량 자세제어 장치(ESC)의 4휠 미만의 일부 밸브를 작동한 유압제동력으로 정차 유지 제어를 수행하고, 나머지 밸브를 유휴 상태로 대기시키는 단계;
c) 작동중인 각 밸브의 유압제동시간 및 제동유압의 크기에 기초하여 발열온도를 계산하는 단계; 및
d) 상기 발열온도가 내구온도에 도달하는 밸브와 상기 유휴 상태의 밸브를 로테이션 하여 차량 정차 상태를 유지하는 단계;
를 포함하는 차량의 정차 제어 방법.