KR20200067297A - 친환경 자동차 및 그를 위한 강판 주행 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안정적이고도 효율적인 강판 주행이 가능한 친환경 자동차 및 그를 위한 강판 주행 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법은, 강판 주행 보조 제어가 요청되는 경우, 강판 경사도를 인식하는 단계; 상기 인식된 강판 경사도를 기반으로 평균 경사도 및 경사 변동폭을 판단하는 단계; 상기 평균 경사도와 상기 경사 변동폭을 기반으로 모터와 유압 제동 시스템 중 주 제동원의 제1 제동력을 결정하는 단계; 상기 강판 주행 보조 제어에 대하여 설정된 목표 속도와 각 구동륜의 속도를 기반으로 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 보조 제동원의 제2 제동력을 상기 각 구동륜별로 결정하는 단계; 및 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력이 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 대응되는 제동원에 의해 출력되는 단계를 포함할 수 있다.

Description

친환경 자동차 및 그를 위한 강판 주행 제어 방법{ECO-FRIENDLY VEHICLE AND METHOD OF HILL DESCENT CONTROL FOR THE SAME}
본 발명은 안정적이고도 효율적인 강판 주행이 가능한 친환경 자동차 및 그를 위한 강판 주행 제어 방법에 관한 것이다.
최근에 출시되는 차량에는 전자 장비를 통한 다양한 주행 편의 기능이 제공되고 있다. 이러한 주행 편의 기능의 하나로, 강판 보조 기능(HDC: Hill Descent Control)을 들 수 있다. 이를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 강판 보조 기능의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
강판 보조 기능(HDC: Hill Descent Control)이란 험로 주행에 적합한 사륜구동(4WD) 차량에 주로 적용된 편의 기능으로, 급강판로 주행 시 4륜의 브레이크를 독립적으로 자동 제어하여 일정한 속도로 주행가능토록 한다. 따라서, 본 기능을 통해 자동차는 열악한 노면 상태에서도 안정적으로 주행이 가능하다.
한편, 최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 친환경 자동차의 개발도 활발하게 이루어지고 있다. 친환경 자동차의 대표적인 예로는 전기차(EV: Electric Vehicle)와 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)를 들 수 있다.
하이브리드 자동차(HEV)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.
이러한 하이브리드 자동차(HEV)와 전기차(EV)는 공통적으로 구동용 전기 모터를 구비하여, 제동 상황에서 전기 모터에 역토크를 인가하여 발전 모드로 동작하게 함으로써, 차량의 운동 에너지를 회수하여 배터리를 충전하는 회생 제동 기능이 구현된다. 회생 제동 기능은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 일반적인 친환경 차량의 제동력 분배 형태의 일례를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 구동용 전기 모터를 구비한 친환경 차량은 유압에 의해 마찰력으로 제동 토크를 인가하는 유압제동과 모터의 역토크에 의한 회생제동의 합으로 총제동력을 형성한다. 이때, 브레이크 제어기가 필요한 총 제동력 연산하여 일정부분을 회생제동이 담당하도록 하고, 나머지 부족한 제동력을 유압제동으로 충당하는 것이 보통이다. 이러한 회생제동의 분배는 연비를 높이기 위해 전력부품의 한계 내에서 최대한 활용할 수 있도록 수행된다. 다만, 마찰력과 다르게 모터로 저속 영역(예컨대, 3~5kph 미만)에서 큰 역토크가 인가되면, 관성에 의해 후진발생 우려가 있으므로 안정적 정차감을 위해 저속 영역부터 회생 토크가 감소한다.
일반적인 친환경 자동차에서도 HDC 기능이 구현될 수 있으나, 상술한 회생 제동이 적용되지는 않는다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 일반적인 친환경 자동차에서 HDC 기능이 구현될 때 회생제동 적용에 의한 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 노면 경사도가 평균 경사도 부근에서 불균일하게 변동하는 경우, 정속유지를 위해 총제동량도 급변하게 된다. 이러한 상황에서 일반적인 제어에 의한 회생 제동이 적용될 경우, 총제동량이 회생제동 한계점을 지나서 변화할 때마다 유압제동과 회생제동의 교변에 의해 제동성능이 열화된다. 따라서, 친환경 자동차에서는 HDC 적용 중 회생제동이 적용되지 않는 것이 보통이다.
본 발명은 모터에 의해 강판 보조 제어를 수행할 수 있는 친환경 자동차 및 그의 강판 주행 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법은, 강판 주행 보조 제어가 요청되는 경우, 강판 경사도를 인식하는 단계; 상기 인식된 강판 경사도를 기반으로 평균 경사도 및 경사 변동폭을 판단하는 단계; 상기 평균 경사도와 상기 경사 변동폭을 기반으로 모터와 유압 제동 시스템 중 주 제동원의 제1 제동력을 결정하는 단계; 상기 강판 주행 보조 제어에 대하여 설정된 목표 속도와 각 구동륜의 속도를 기반으로 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 보조 제동원의 제2 제동력을 상기 각 구동륜별로 결정하는 단계; 및 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력이 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 대응되는 제동원에 의해 출력되는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 자동차는, 강판 주행 보조 제어가 요청되는 경우, 강판 경사도를 인식하고, 상기 인식된 강판 경사도를 기반으로 평균 경사도 및 경사 변동폭을 판단하여, 상기 평균 경사도와 상기 경사 변동폭을 기반으로 모터와 유압 제동 시스템 중 주 제동원의 제1 제동력을 결정하고, 상기 강판 주행 보조 제어에 대하여 설정된 목표 속도와 각 구동륜의 속도를 기반으로 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 보조 제동원의 제2 제동력을 상기 각 구동륜별로 결정하는 제1 제어기; 상기 모터가 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 해당하는 어느 하나를 출력하도록 제어하는 제2 제어기; 및 상기 유압 브레이크 시스템이 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 해당하는 다른 하나를 출력하도록 제어하는 제3 제어기를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 친환경 자동차는 모터에 의해 강판 보조 제어가 가능하므로 조정 안정성이 향상된다.
또한, 강판 상황에서 유압 제동의 부담을 경감하여 마찰재 온도 관리와 내구 측면에서 유리하다.
아울러, 극한 도로상황에서도 에너지 회수가 가능하여 연비도 향상된다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 강판 보조 기능의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 친환경 차량의 제동력 분배 형태의 일례를 나타낸다.
도 3은 일반적인 친환경 자동차에서 HDC 기능이 구현될 때 회생제동 적용에 의한 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 친환경 자동차의 파워트레인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 제어 로직 모델의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 총제동량 구현 형태의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 제어 로직 모델의 다른 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 총제동량 구현 형태의 다른 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 경사도 인식을 위한 물리 인자를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 평균 경사도를 설명하기 위한 도면이다.
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 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 발명의 실시예들에서는 강판 주행시 친환경 자동차의 파워트레인 구성에 따라 지속적 제동력을 제공하는 주 제동원과 각 차륜에 제동력을 독립적으로 분배하되 주 제동원의 제동력을 보조하여 총제동력을 만족시키는 보조 제동원을 결정하되, 주 제동원과 보조 제동원 중 어느 하나는 모터를 이용한 회생제동으로 구현되도록 할 것을 제안한다.
본 발명의 실시예들에 따른 강판 주행 제어 방법을 설명하기 앞서, 실시예들에 적용 가능한 친환경 자동차의 파워트레인 구성을 도 4를 참조하여 먼저 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 친환경 자동차의 파워트레인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 사륜 구동이 가능한 친환경 자동차의 두 가지 파워트레인 구성이 각각 도시된다. 도 4에 도시된 파워트레인 구성은 전기 모터를 이용하므로 "e4WD" 라고도 칭한다.
먼저, 도 4의 좌측에 도시된 파워트레인은 전륜은 엔진에 의해 구동되고, 후륜은 하나의 전기 모터에 의해 구동된다. 이때, 후륜이 차동기어(Diff.)를 통해 모터와 연결되므로, 후륜측 두 차륜에는 동일한 토크가 전달된다. 따라서, 이러한 파워트레인 구성에서는 두 차륜 각각에 독립적인 회생제동 토크 인가가 불가하여, 유압제동이 보조 제동원이 되고, 회생제동이 주 제동원이 되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4의 우측에 도시된 파워트레인은 좌측의 파워트레인 대비 전륜과 후륜 각각의 구동 주체는 유사하다. 다만, 후륜측 두 차륜 각각에 모터가 개별적으로 구비된다(예컨대, 인휠 모터). 즉, 좌측 차륜은 모터 1에 의해 구동되고, 우측 차륜은 모터 2에 의해 구동될 수 있다. 따라서, 이러한 파워트레인 구성은 두 차륜 각각에 독립적인 회생제동 토크 인가가 가능하여, 유압제동이 주 제동원이 되고, 회생제동이 보조 제동원이 될 수도 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
도 4에 도시된 파워트레인은 엔진도 포함하므로 하이브리드 자동차의 형태로 구현되나, 구동력이 아닌 제동력만 인가하는 강판 보조 제어 상황이라면 엔진이 생략된 전기차(EV)에도 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 실시예에 따른 강판 제어 방법을 수행하기 위한 차량 구조를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 친환경 자동차는 운전자 조작부(510), 하이브리드 제어기(520), 네비게이션 시스템(530), 브레이크 제어기(540), 유압 브레이크 시스템(550), 모터 제어기(560), 인버터(570) 및 구동모터(580)를 포함할 수 있다.
여기서 운전자 조작부(510)는 HDC 기능의 설정 여부를 결정하기 위한 명령을 운전자로부터 입력받을 수 있다면 어떠한 형태에도 한정되지 아니한다.
하이브리드 제어기(520, HCU: Hybrid Control Unit)는 운전자 조작부(510)에서 HDC 기능이 설정되면 도로의 경사도를 고려하여 목표 속도 추종을 위한 제동력을 구현하는 주 제동원과 보조 제동원을 결정하고, 각 제동원의 제동력을 결정 및 보정할 수 있다.
네비게이션 시스템(530)은 도로의 경사도 정보를 하이브리드 제어기(520)에 제공할 수 있다. 실시예에 따라 네비게이션 시스템(530)은 생략될 수도 있다.
브레이크 제어기(540)는 전자 브레이킹 시스템(EBS: Electronic Braking System)의 형태로 구현될 수 있으며, 하이브리드 제어기(520)의 결정에 따라 유압 브레이크 시스템(550)이 유압제동량을 실행하도록 제어할 수 있다.
모터 제어기(560, MCU: Motor Control Unit)는 하이브리드 제어기(520)의 결정에 따라 구동모터(580)에 교류 전력을 공급하는 인버터(570)를 제어하여 구동 모터(580)가 회생제동량을 실행하도록 제어할 수 있다.
구동모터(580)는 도 4의 좌측과 같은 차량 구조에서는 1개가 구비될 수 있으며, 도 4의 우측과 같은 차량 구조에서는 각 휠별로 총 2개가 구비될 수 있다.
상술한 차량 구조를 기반으로, 이하에서는 강판 제어 로직을 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 제어 로직 모델의 일례를 나타낸다. 도 6에 도시된 로직 모델은 파워트레인 구조가 도 4의 좌측과 같이 모터로 양측 구동륜별 개별 토크 제어가 불가한 경우에 적용될 수 있다. 이러한 제어 로직 모델에서는 모터가 평균 경사도에 기반한 평균 제동력을 제공하고, 각 구동륜에 속한 유압 제동 시스템이 피드백 제어로 자세 제어를 포함한 각 구동륜의 개별 제동력을 제어하게 된다. 다시 말해, 본 제어 로직 모델에서는 모터가 주 제동원이 되고, 유압 제동 시스템이 보조 제동원이 된다.
도 6을 참조하면, 목표 구동력, 각휠 속도, 종/횡 가속도, 조향각 등 각종 센서 정보를 통해 주행 환경 모델(610)이 생성될 수 있다. 주행 환경 모델(610)에서 현재 주행중인 도로의 평균 경사도 정보가 구해지면, 목표 속도를 함께 이용하여 차량 모델(620)에 따른 평균 제동력이 구해진다. 주행 환경 모델(610)에서 구해진 경사도 변동량(즉, 경사도 변동폭)에 따라 제어 마진이 결정되면, 평균 제동력과 제어 마진의 차분을 기반으로 하는 피드 포워드 제어를 통해 모터(640)가 실행할 회생제동력이 결정된다.
한편, 목표 속도와 실제 차량(670)의 거동에 따른 각 구동륜 속도가 PI (Proportional-Integral) 제어(650)를 통해 피드백으로 각 구동륜의 유압제동(660)을 통해 실행될 유압제동량이 구해진다. 이때, PI 제어(650)의 피드백 정보는 제어 마진(620)을 수정하는 기반 정보가 될 수 있다.
모터(640)와 각구동륜 유압제동(660)을 통해 실행되는 총 제동량에 따라 차량(670)이 보이는 거동은 관측부(680)를 통해 각구동륜 속도로 다시 피드백될 수 있다.
도 6과 같은 제어 로직 모델에 따른 제동 형태는 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 총제동량 구현 형태의 일례를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 평균 제동량에서 제어마진을 차감한 제동량이 회생제동에 의해 실행되며, 유압제동량의 변동을 통해 총제동량이 만족될 수 있다. 따라서, 실시예에 의하면 HDC 기능에서도 회생제동이 적용될 수 있으며, 유압제동과 회생제동이 교변되지 않기 때문에 도 3과 같은 문제점이 발생하지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 제어 로직 모델의 다른 일례를 나타낸다. 도 8에 도시된 로직 모델은 파워트레인 구조가 도 4의 우측과 같이 모터로 양측 구동륜별 개별 토크 제어가 가능한 경우에 적용될 수 있다. 이러한 제어 로직 모델에서는 유압제동이 평균 경사도에 기반한 평균 제동력을 제공하고, 각 구동륜에 속한 모터가 피드백 제어로 자세 제어를 포함한 각 구동륜의 개별 제동력을 제어하게 된다. 다시 말해, 본 제어 로직 모델에서는 모터가 보조 제동원이 되고, 유압 제동 시스템이 주 제동원이 된다.
도 8에서는 도 6의 모델 구성과 대비할 때, PI 제어(650)의 피드백 제어 대상이 각구동륜 모터제어(660')인 점과, 평균 제동력의 실행 주체가 유압제동(640')으로 대체된 점을 제외하면 동일한 바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8과 같은 제어 로직 모델에 따른 제동 형태는 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 총제동량 구현 형태의 다른 일례를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 평균 제동량에서 제어마진을 차감한 제동량이 유압제동에 의해 실행되며, 회생제동량의 변동을 통해 총제동량이 만족될 수 있다. 따라서, 실시예에 의하면 HDC 기능에서도 회생제동이 적용될 수 있으며, 유압제동과 회생제동이 교변되지 않기 때문에 도 3과 같은 문제점이 발생하지 않는다.
이하에서는 상술한 제어 과정을 순서도로 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 먼저 하이브리드 제어기(520)에서 운전자의 HDC 주행 의지가 판단될 수 있다(S1010). 본 단계는 운전자 조작부(510)를 통해 HDC 기능 활성화를 위한 명령의 입력 여부로 판단될 수 있다.
운전자의 HDC 주행 의지가 있는 경우(즉, 강판 주행 보조 제어가 요청되는 경우), 하이브리드 제어기(520)는 강판 경사도를 인식할 수 있다(S1020). 강판 경사도는 가속도 센서 값, 각 휠의 휠속 센서를 통해 측정된 휠속값을 통해 추정될 수 있다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판 경사도 인식을 위한 물리 인자를 설명하기 위한 도면이다. 도 11을 참조하면, 강판 주행시 가속도 센서를 통해 감지되는 가속도 센서값은, 휠 가속도에 중력가속도의 주행방향 성분을 합한 값이 된다. 따라서, 가속도 센서 값에서 휠 가속도를 차감하면, 중력가속도의 주행방향 성분이 구해질 수 있으며, 경사도는 "arcsin(가속도센서 값 - 휠가속도)"로 구해질 수 있다. 여기서, 휠가속도는 "d/dt(4바퀴 평균 휠속)"과 같이 구해질 수 있다. 본 단계는 소정 주기로 수행될 수도 있고, 실시간으로 연속적으로 수행될 수도 있다. 또한, 본 단계는 센서값 대신, 또는 센서값과 함께, 정밀 지도 데이터를 이용하여 수행될 수도 있다. 이때, 정밀 지도 데이터는 네비게이션 시스템(530)으로부터 획득될 수도 있고, V2X 통신을 통해 외부 개체로부터 획득될 수도 있다.
다시 도 10으로 복귀하여, 하이브리드 제어기(520)는 강판 경사도를 기반으로, 강판 경사도 평균값을 구하고 변동폭을 추정할 수 있다(S1030). 강판 경사도 평균값, 즉, 평균 경사도는 도 12를 참조하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 평균 경사도를 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 하이브리드 제어기(520)는 일정 길이를 가지며, 시간의 흐름에 따라 이동하는 무빙 윈도우(moving window)안에서 경사도 평균값 및 경사 변동폭을 추정할 수 있다. 이때, 강판 경사도 평균값은 윈도우 내에 포함되는 각 경사도 계측값의 평균이며, 변동폭은 윈도우 내의 계측값 분포에서 일정 신뢰도의 데이터(예컨대, 평균 경사도를 중심으로 경사도 계측값의 90%에 해당하는 데이터)를 기반으로 계산될 수 있다. 본 과정은 현재까지의 노면 경사 변동폭으로, 앞으로 각 차륜에 불균일하게 발생할 수 있는 제동력의 편차범위를 산출하는 과정일 수 있으며, 변동폭 추정치는 도 6 내지 도 9에서 제어 마진에 해당할 수 있다.
다시 도 10으로 복귀하여, 하이브리드 제어기(520)는 전기 모터를 통한 회생제동의 수행 가능 여부를 판단할 수 있다(S1040). 이는, 배터리의 충전 상태(SOC) 가 과다하거나, 모터(580)/인버터(570)/배터리 등 전력 부품이 과온 상태인 경우 회생제동이 불가하기 때문이다.
판단 결과, 회생제동이 불가한 경우(S1040의 no), 하이브리드 제어기(520)는 회생제동의 적용 없이 마찰제동만으로 총제동토크를 구현하는 일반적인 HDC 기능이 수행되도록 할 수 있다(S1050).
이와 달리, 회생제동이 가능한 경우(S1040의 yes), 하이브리드 제어기(520)는 주 제동원 및 보조 제동원을 선택할 수 있다(S1060). 이때, 각 바퀴에 제동력을 독립적으로 분배할 수 있는 제동시스템이 보조 제동원이 되고, 지속적으로 대부분의 제동력을 제공하는 제동시스템이 주 제동원이 될 수 있다. 예컨대, 도 4의 좌측과 같은 파워트레인에서는 모터가 주 제동원이 되고, 유압 제동 시스템이 보조 제동원이 된다. 또한, 도 4의 우측과 같은 파워트레인에서는 모터가 보조 제동원이 되고, 유압 제동 시스템이 주 제동원이 될 수도 있다.
하이브리드 제어기(530)는 제동원별 역할을 결정함에 따라, 주 제동원과 보조 제동원 각각의 제동력을 결정할 수 있다(S1070).
구체적으로, 주 제동원은 평균 경사도에 노면 변동폭 추정치를 제외한 제동력을 충족시킬 수 있도록 피드 포워드 방식으로 제어될 수 있다. 예컨대, 주 제동원에서 담당하는 제동력은 "M * g * sin(경사도-변동폭)"와 같이 구해질 수 있으며, 여기서 M은 차량 중량을, g는 중력 가속도를 각각 의미한다.
또한, 보조 제동원은 각 구동륜이 HDC 기능에서 미리 설정된 목표 속도로 주행 가능하도록 피드백 기반으로 제동력을 구현할 수 있다. HDC 기능에서 미리 설정된 목표 속도는 3 내지 8kph의 상수값일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 피드백 제어에 있어서 속도 에러는 목표 속도에서 현재 차륜의 선속도를 차감한 값이 되며, 제동토크는 속도 에러를 감소시키는 방향으로 각 구동륜에 대하여 독립적으로 결정될 수 있다.
하이브리드 제어기에서 각 제동원의 제동력(즉, 제동 토크)이 결정되면, 결정된 각 제동 토크는 브레이크 제어기(540)와 모터 제어기(560)로 전달되며, 각 제어기는 결정된 제동 토크에 해당하는 마찰제동력과 회생제동력이 출력되도록 할 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에서는 유압시스템 및 기계식 마찰재에 의해 단독 수행되던 HDC제어를 위한 제동력을 구동모터에 배분함으로써, 모터에 의해 HDC 제어가 가능하게 되어 조정 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 유압 제동의 부담을 경감하여 마찰재 온도 관리와 내구 측면에서 유리하다. 아울러, 극한 도로상황에서도 에너지 회수가 가능하므로 다음 등판로에서의 등판 능력 향상을 기대할 수 있으며, 연비 또한 향상될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 강판 주행 보조 제어가 요청되는 경우, 강판 경사도를 인식하는 단계;
    상기 인식된 강판 경사도를 기반으로 평균 경사도 및 경사 변동폭을 판단하는 단계;
    상기 평균 경사도와 상기 경사 변동폭을 기반으로 모터와 유압 제동 시스템 중 주 제동원의 제1 제동력을 결정하는 단계;
    상기 강판 주행 보조 제어에 대하여 설정된 목표 속도와 각 구동륜의 속도를 기반으로 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 보조 제동원의 제2 제동력을 상기 각 구동륜별로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력이 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 대응되는 제동원에 의해 출력되는 단계를 포함하는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 모터가 차동기어를 통해 상기 각 구동륜에 연결된 경우,
    상기 주 제동원은 상기 모터가 되고,
    상기 보조 제동원은 상기 유압 제동 시스템이 되는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 모터가 상기 각 구동륜에 각각 구비된 경우,
    상기 주 제동원은 상기 유압 제동 시스템이 되고,
    상기 보조 제동원은 상기 각 구동륜에 각각 구비된 모터가 되는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 모터는 회생제동을 통해 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 어느 하나를 출력하는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 강판 경사도를 인식하는 단계는,
    상기 친환경 자동차에 구비된 네 바퀴의 평균 속도를 기반으로 휠 가속도를 구하는 단계; 및
    가속도 센서 값에서 상기 휠 가속도를 차감한 값을 기반으로 상기 강판 경사도를 구하는 단계를 포함하는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 평균 경사도 및 경사 변동폭을 판단하는 단계는,
    소정 시간 길이의 무빙 윈도우 내에 존재하는 상기 강판 경사도의 평균으로 상기 평균 경사도를 구하는 단계; 및
    상기 무빙 윈도우 내에서 상기 평균 경사도를 중심으로 일정 신뢰도의 강판 경사도 분포를 기반으로 상기 경사 변동폭을 구하는 단계를 포함하는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제동력은,
    상기 평균 경사도에 대응하는 제동력에서 상기 경사 변동폭에 대응하는 제어 마진을 차감한 값에 해당하는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 제동력을 결정하는 단계는,
    상기 목표 속도에서 상기 각 구동륜의 속도를 기반으로 구해지는 차륜별 선속도를 차감하여 속도 에러를 상기 각 구동륜별로 구하는 단계; 및
    상기 속도 에러를 감소시키는 방향으로 상기 각 구동륜별로 상기 제2 제동력을 결정하는 단계를 포함하는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제동력은 피드 포워드 제어 형태로 결정되고,
    상기 제2 제동력은 피드백 제어 형태로 결정되는, 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 친환경 자동차의 강판 주행 보조 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 강판 주행 보조 제어가 요청되는 경우, 강판 경사도를 인식하고, 상기 인식된 강판 경사도를 기반으로 평균 경사도 및 경사 변동폭을 판단하여, 상기 평균 경사도와 상기 경사 변동폭을 기반으로 모터와 유압 제동 시스템 중 주 제동원의 제1 제동력을 결정하고, 상기 강판 주행 보조 제어에 대하여 설정된 목표 속도와 각 구동륜의 속도를 기반으로 상기 모터와 상기 유압 제동 시스템 중 보조 제동원의 제2 제동력을 상기 각 구동륜별로 결정하는 제1 제어기;
    상기 모터가 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 해당하는 어느 하나를 출력하도록 제어하는 제2 제어기; 및
    상기 유압 브레이크 시스템이 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 해당하는 다른 하나를 출력하도록 제어하는 제3 제어기를 포함하는, 친환경 자동차.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 모터가 차동기어를 통해 상기 각 구동륜에 연결된 경우,
    상기 주 제동원은 상기 모터가 되고,
    상기 보조 제동원은 상기 유압 제동 시스템이 되는, 친환경 자동차.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 모터가 상기 각 구동륜에 각각 구비된 경우,
    상기 주 제동원은 상기 유압 제동 시스템이 되고,
    상기 보조 제동원은 상기 각 구동륜에 각각 구비된 모터가 되는, 친환경 자동차.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 모터는 회생제동을 통해 상기 제1 제동력 및 상기 제2 제동력 중 어느 하나를 출력하는, 친환경 자동차.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 친환경 자동차에 구비된 네 바퀴의 평균 속도를 기반으로 휠 가속도를 구하고, 가속도 센서 값에서 상기 휠 가속도를 차감한 값을 기반으로 상기 강판 경사도를 구하는, 친환경 자동차.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    소정 시간 길이의 무빙 윈도우 내에 존재하는 상기 강판 경사도의 평균으로 상기 평균 경사도를 구하고, 상기 무빙 윈도우 내에서 상기 평균 경사도를 중심으로 일정 신뢰도의 강판 경사도 분포를 기반으로 상기 경사 변동폭을 구하는, 친환경 자동차.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 제동력은,
    상기 평균 경사도에 대응하는 제동력에서 상기 경사 변동폭에 대응하는 제어 마진을 차감한 값에 해당하는, 친환경 자동차.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 목표 속도에서 상기 각 구동륜의 속도를 기반으로 구해지는 차륜별 선속도를 차감하여 속도 에러를 상기 각 구동륜별로 구하고, 상기 속도 에러를 감소시키는 방향으로 상기 각 구동륜별로 상기 제2 제동력을 결정하는, 친환경 자동차.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 제동력은 피드 포워드 제어 형태로 결정되고,
    상기 제2 제동력은 피드백 제어 형태로 결정되는, 친환경 자동차.
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