KR20210050620A - 초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어장치 및 방법 - Google Patents

초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 안전성능향상을 위한 주행제어 장치 및 방법에 관한 것으로 구체적으로, 초소형 전기 자동차에 설치된 서브 시스템들과 동력 시스템 각각의 상태, 주행상태 및 차량의 위험상태 레벨을 파악하여 안전주행을 지속 가능하게 하는 주행제어장치 및 방법에 관한 것이다. 실시예에 따른 초소형 전기 자동차의 주행제어장치 및 방법은 차량주행 및 전기동력시스템을 총괄적으로 제어하는 차량제어기(VCU, Vehicle Control Unit)와 EV(Electric Vehicle) 구동모터, HSG(Hybrid Starter and Generator) 시스템 및 인 휠 모터 시스템(IN-WHEEL MOTOR SYSTEM);을 포함하는 동력시스템과 다양한 서브시스템들의 상태를 각각 고려하고, 차량 주행 상태 및 위험운행신호를 분석하여 분석 결과에 따라 제한적 주행을 실시하거나 전기동력을 차단 시킴으로써, 안전성능을 향상 시킬 수 있도록 한다.

Description

초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어장치 및 방법 {DRIVING CONTROL DEVICE AND METHOD FOR IMPROVING SAFETY PERFORMANCE OF SMALL ELECTRIC VEHICLES}
본 개시는 안전성능향상을 위한 주행제어 장치 및 방법에 관한 것으로 구체적으로, 초소형 전기 자동차에 설치된 서브 시스템들과 동력 시스템 각각의 상태, 주행상태 및 차량의 위험상태 레벨을 파악하여 안전주행을 지속 가능하게 하는 주행제어장치 및 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
전기 자동차는 전기로 구동되는 전동기를 사용하여 움직이는 자동차이다. 보통의 자동차가 휘발유, 경유, 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 내연기관에 의해 움직이는 것과 대조된다. 전기 자동차(electric vehicle)는 전동기로 바퀴를 굴려 움직이는 자동차로, 휘발유, 경유, 천연가스 등의 화석연료와 공기의 혼합물을 내연기관 내에서 폭발시켜 피스톤을 움직임으로써 움직이는 보통의 자동차와 구별된다. 전기 자동차는 고속도로에서 장거리를 고속으로 주행할 수 있는 전기 자동차(electric car)와 주로 시내에서 저속으로 주행하는 전기 자동차(neighborhood electric vehicle)로 구분하기도 한다. 전동기의 동력원인 전기는 태양전지(solar cell)로부터 얻거나 충전된 축전지(storage battery)로부터 얻는데, 일반적으로 전기 자동차는 차에 실린 축전지로부터 에너지를 얻는 차(battery electric vehicle)를 의미한다. 한편 축전기로 구동되는 전동기와 내연기관을 둘 다 갖추고 필요할 때 내연기관을 작동하여 부분적으로 축전기를 충전하는 하이브리드 자동차(hybrid car)가 있고, 감속할 때 축전지를 충전하는 기능을 갖춘 전기 자동차도 있다.
전기 자동차의 에너지 효율은 축전지를 충전하는데 사용되는 에너지와 그 중 자동차를 구동하는데 사용되는 에너지의 비율이라고 할 수 있는데, 이는 휘발유의 에너지 중 그 휘발유를 연소시켜 자동차를 구동하는데 사용되는 에너지의 비율로 구한 휘발유 자동차의 에너지 효율보다 월등히 높다. 또한 일정 거리를 주행하는데 필요한 전기 에너지를 구입하는 비용은 같은 거리를 주행하는데 필요한 화석 연료를 구입하는데 필요한 비용보다 훨씬 저렴하다.
하지만, 사용자 입장에서 전기 자동차가 보통의 자동차에 비해 불편한 점들도 많이 있다. 우선 전기 자동차의 구입 가격이 보통의 자동차의 구입 가격보다 비싸기 때문에, 소비자는 구입 가격과 운행에 필요한 에너지 구입 비용 및 수리 비용 등의 유지 비용, 또한 자동차의 수명 등을 종합적으로 고려하여 선택해야 한다. 또한 자동차가 낼 수 있는 최고 속도, 한 번 충전하고 운행할 수 있는 거리, 충전하는데 걸리는 시간, 충전소의 접근성, 안전주행 성능 등 운행 시의 편리성 면에서 전기 자동차가 빠른 속도로 향상되고는 있지만, 아직은 보통의 자동차에 비해 부족한 편이다.
1. 한국 등록특허공보 제 10-0460886 호 (2004.12.01)
실시예에 따른 초소형 전기 자동차의 주행제어장치 및 방법은 차량주행 및 전기동력시스템을 총괄적으로 제어하는 차량제어기(VCU, Vehicle Control Unit)와 EV(Electric Vehicle) 구동모터, HSG(Hybrid Starter and Generator) 시스템 및 인 휠 모터 시스템(IN-WHEEL MOTOR SYSTEM);을 포함하는 동력시스템과 다양한 서브시스템들의 상태를 각각 고려하고, 차량 주행 상태 및 위험운행신호를 분석하여 분석 결과에 따라 제한적 주행을 실시하거나 전기동력을 차단 시킴으로써, 안전성능을 향상 시킬 수 있도록 한다.
실시예에 따른 초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어 장치는 전원 투입 초기에 차량 제어기와 차량에 설치된 서브 시스템들로부터 상태정보 및 입출력 신호를 수집하여 VCU(Vehicle Control Unit) 및 서브 시스템들의 상태를 각각 판단하는 VCU(Vehicle Control Unit)상태 판단모듈; 차량의 전기동력시스템으로부터 초기상태 정보를 수집하여 차량 고전압시스템의 상태를 판단하는 동력시스템상태 판단모듈; 운전자의 차량 조작정보와 주행정보 및 차량 주변 모니터링 정보를 수집하여 차량 운전상태와 주행상태를 파악하는 운전상태 판단모듈; 및 운전상태와 주행정보 변화량에 따라 제한적 운행을 수행하고, 도어개방 운전, 운전자 미 탑승 주행 및 충전 중 주행을 포함하는 위험운행신호가 감지되는 경우, 전기 동력 차단 여부를 결정하는 안전주행모듈; 을 포함한다.
다른 실시예에 따른 초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어 방법은 (A) 주행제어장치는 전원 투입 초기에 차량 제어기와 차량에 설치된 서브 시스템들로부터 상태정보 및 입출력 신호를 수집하여 VCU 및 서브 시스템들의 상태를 각각 판단하는 단계; (B) 주행제어장치는 차량의 전기동력시스템으로부터 초기상태 정보를 수집하여 차량 고전압시스템의 상태를 판단하는 단계; (C) 주행제어장치는 운전자의 차량 조작정보와 주행정보 및 차량 주변 모니터링 정보를 수집하여 차량 운전상태와 주행상태를 파악하는 단계; 및 (D) 주행제어장치는 운전상태와 주행정보 변화량에 따라 제한적 운행을 수행하고, 도어개방 운전, 운전자 미 탑승 주행 및 충전 중 주행을 포함하는 위험운행신호가 감지되는 경우, 전기 동력 차단 여부를 결정하는 단계; 를 포함한다.
이상에서와 같은 초소형 전기 자동차의 주행제어 장치 및 방법은 전기 차량에 설치된 다양한 서브 시스템과 동력 시스템 각각의 이상여부를 초기신호에 의해 신속하게 파악할 수 있도록 하여 전기 차량의 오작동과 고장을 예방한다.
또한, 충전 중 주행, 운전자 부재 주행 및 도어 개방상태에서의 주행 등 다양한 위험상황에서의 여러 위험 운행신호를 감지하고 이에 따라 주행을 제한함으로써 전기차의 주행안정성이 보장되도록 한다.
제어신호 변화량, 속도 변화량 및 제동 신호 입력 주기를 포함하는 주행제어 신호와 차량 주변 모니터링 정보에 의해 차량의 위험상태 레벨을 산출하고 이에 따라 동력을 제한적으로 공급함으로써, 차량의 위험 상태를 보다 정확하게 판단하여 실제 운전 시 과도한 안전주행 기능에 의한 운전자의 불편감을 해소시킨다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 전기 차량 시스템을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 주행제어장치의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 안전주행모듈의 데이터 처리블록을 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 초소형 전기자동차의 안전성능 향상을 위한 주행 제어를 위한 데이터 처리 흐름도
도 5는 실시예에 따른 주행제어과정을 보다 자세히 나타낸 흐름도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 전기 차량 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 전기 차량 시스템은 차량제어유닛(VCU, Vehicle Control Unit), 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System), 전원분배장치(PDU, Power Distribution Unit), 충전회로(OBC, On Board Charger), 컨버터(LDC, Low-Side DC/DC Converter), 인버터, 모터제어유닛(MCU, Motor Control Unit), 모터(M), 감속기 및 브레이크를 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서 배터리, 전원분배장치, 충전회로, 컨버터 및 모터는 전기동력으로 연결되고, 감속기 및 브레이크는 모터에 의한 기계동력으로 제어된다.
실시예에 따른 초소형 전기 자동차의 주행제어 장치 및 방법은 전기 차량에 설치된 다양한 서브 시스템과 동력 시스템 각각의 이상여부를 초기신호에 의해 신속하게 파악할 수 있도록 하여 전기 차량의 오작동과 고장을 예방한다. 또한, 충전 중 주행, 운전자 부재 주행 및 도어 개방상태에서의 주행 등 다양한 위험상황에서의 여러 위험 운행신호를 감지하고 이에 따라 주행을 제한함으로써 전기차의 주행안정성이 보장되도록 한다.
도 2는 실시예에 따른 주행제어장치의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 주행제어장치(100)는 VCU 판단모듈(110), 동력 시스템 상태 판단모듈(130), 운전상태 판단모듈(150) 및 안전주행모듈(170)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.
VCU 상태 판단모듈(110)은 전원 투입 초기에 차량 제어기와 차량에 설치된 서브 시스템들로부터 상태정보 및 입출력 신호를 수집하여 VCU(Vehicle Control Unit) 및 서브 시스템들의 상태를 각각 판단한다. 실시예에 따른 VCU 상태 판단모듈(110)은 차량주행 및 전기동력시스템을 총괄적으로 제어하는 차량제어유닛(VCU)과 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System), 모터 제어유닛(MCU, Motor Control Unit), DCDC컨버터(LDC), 저속충전기를 포함하는 서브 시스템 각각으로부터 입출력 신호, 초기상태 정보 및 서브시스템 제어신호를 수집하여 차량에 설치된 서브 시스템 각각의 상태를 판단한다.
동력시스템상태 판단모듈(130)은 차량의 전기동력시스템으로부터 초기상태 정보를 수집하여 차량 고전압시스템의 상태를 판단한다. 실시예에 따른 고전압 시스템은 EV(Electric Vehicle) 구동모터, HEV (Hybrid Electric Vehicle)구동모터, HSG (Hybrid Starter and Generator) 및 인 휠 모터 시스템(IN-WHEEL MOTOR SYSTEM); 을 포함하여 구성될 수 있다.
EV 구동모터는 엔진 룸에 감속기와 모듈 형태로 장착되어 내연기관 차량의 엔진을 대신하여 동력 역할 수행하고, HEV 구동모터는 엔진과 변속기 사이에 장착되며 저속, 고 토크 영역에서 차량을 구동한다.
HSG (Hybrid Starter and Generator)는 하이브리드자동차의 엔진 시동 및 고전압배터리를 충전하고, 가속 시 엔진의 동력을 보조하고 인 휠 모터 시스템(IN-WHEEL MOTOR SYSTEM)은 차량 각 휠의 내측에 전기 모터를 장착하여 독립적으로 구동 및 제동한다. 동력시스템 판단모듈은 동력시스템 및 고전압 시스템의 상태를 초기상태 정보와 입출력 신호를 분석하여 동력시스템 구성요소 각각의 동작상태와 고장유무를 판별한다.
운전상태 판단모듈(150)은 운전자의 차량 조작정보와 주행정보 및 차량 주변 모니터링 정보를 수집하여 차량 운전상태와 주행상태를 파악한다. 예컨대, 운전상태 판단모듈(150)은 속도, 주행방향, 위치, 이동경로를 포함하는 차량주행정보와 운전자에 의해 입력되는 신호의 입력 주기, 차량의 속도변화량, 차량 제어신호 변화율 및 차량 주변 모니터링 정보에 따라 운전상태를 판단한다.
안전주행모듈(170)은 운전상태와 주행정보 변화량에 따라 제한적 운행을 수행하고, 도어개방 운전, 운전자 미 탑승 주행 및 충전 중 주행을 포함하는 위험운행신호가 감지되는 경우, 전기 동력 차단 여부를 결정한다.
도 3은 실시예에 따른 안전주행모듈의 데이터 처리블록을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 안전주행모듈(170)은 분석부(171), 산출부(173) 및 판단부(175)를 포함하여 구성될 수 있다. 분석부(171)는 VCU 상태판단모듈(110), 동력 시스템 상태 판단모듈(130) 및 운전상태 판단모듈(150)로부터 전달받은 데이터를 분석한다. 예컨대, 안전주행모듈(170)의 분석부(171)는 차량 서브 시스템 및 동력시스템의 상태판단결과와 차량 주행 상태 정보를 분석한다. 실시예에서 차량 주행상태는 차량에 설치된 센서 및 카메라로부터 획득한 영상 데이터 분석 정보를 통해 파악할 수 있다. 실시예에서 분석부(171)는 획득한 영상데이터에서 근거리 객체와 차량과의 거리 및 근거리 객체의 움직임을 분석하여 차량의 주행상태를 파악하도록 한다. 또한, 분석부(171)는 차량의 실시간 위치와 이동경로 및 교통 상태정보를 파악하여 주행상태를 분석할 수 있다.
산출부(173)는 분석부(171)의 데이터 분석 결과를 통해 차량 상태의 위험레벨과 주행 위험레벨을 산출한다. 차량 상태의 위험레벨은 배터리 잔량과 충전량 등 안전한 주행에 필요한 차량의 상태 정보를 파악하여 배터리 잔량 또는 충전율이 일정수준 미만인 경우 배터리 충전량에 따른 위험레벨을 산출 할 수 있다. 또한 실시예에서 산출부(173)는 판단된 운전상태에 따라 운전상태와 서브 시스템 각각의 위험레벨을 산출하고, 위험레벨이 일정수준을 초과하면 차량 주행을 제한하고, 위험 운행신호가 일정 시간 이상 지속적으로 감지되는 경우, 전기 동력을 차단할 수 있다. 또한, 산출부(173)는 위험 운행시간의 지속 시간에 따라 위험레벨을 산출하여 산출된 위험레벨에 따라 차량을 제한적으로 주행시키거나 차량에 공급되는 동력이 차단되도록 한다.
또한, 산출부(173)는 갑작스러운 감속, 가속 및 충돌, 도어 개방운전, 운전자 미 탑승 운전, 충전 중 운전 등의 위험상태를 파악하고 위험상태의 지속시간을 산출하여 지속시간에 따라 위험 레벨을 산출할 수 있다. 예컨대, 산출부(173)는 도어 개방 운전 또는 배터리나 모터 충전 중 운전이 제1설정 시간 동안 발생한 경우, 알람 등으로 경고 하도록 하고 경고 후에도 제 2설정 시간 동안 지속되는 경우, 제한적 운행 또는 차량 동력 차단 등의 과정을 거치도록 한다.
판단부(175)는 산출된 위험상태와 위험상태 지속시간에 따라 제한적 운행 또는 동력 차단을 판단한다. 예컨대, 판단부(175)는 주행정보와 차량 상태정보를 통해 충돌과 같은 경미한 사고로 인한 위험상태를 판단하는 경우, 비상정차, 비상등 자동제어 등과 같은 운전자 안전을 위한 차량 자동 제어 과정이 시작되도록 한다. 또한, 판단부(175)는 위험상태 지속시간에 따라 판단된 주행 중 위험레벨에 따라 차량 동력을 제한하거나 차량 동력이 차단되도록 한다. 예컨대, 판단부(175)는 위험상태의 종류를 파악하고, 파악된 위험상태의 지속시간을 모두 고려하여 산출된 위험레벨에 따라 주행제한 또는 동력 차단을 결정하여 차량 주행 제어에 반영되도록 한다.
이하에서는 안전성능 향상을 위한 주행제어 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 주행제어 방법의 작용(기능)은 주행 제어 장치 및 시스템상의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 3과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 실시예에 따른 초소형 전기자동차의 안전성능 향상을 위한 주행 제어를 위한 데이터 처리 흐름도이다.
도 4를 참조하면, S410 단계에서는 주행제어장치는 전원 투입 초기에 차량 제어기와 차량에 설치된 서브 시스템들로부터 상태정보 및 입출력 신호를 수집하여 VCU 및 서브 시스템들의 상태를 각각 판단한다.
S430 단계에서 주행제어장치는 차량의 전기동력시스템으로부터 초기상태 정보를 수집하여 차량 고전압시스템의 상태를 판단한다.
S450 단계에서 주행제어장치는 운전자의 차량 조작정보와 주행정보 및 차량 주변 모니터링 정보를 수집하여 차량 운전상태와 주행상태를 파악한다.
S470 단계에서 주행제어장치는 운전상태와 주행정보 변화량에 따라 제한적 운행을 수행하고, 도어개방 운전, 운전자 미 탑승 주행 및 충전 중 주행을 포함하는 위험운행신호가 감지되는 경우, 전기 동력 차단 여부를 결정한다.
도 5는 실시예에 따른 주행제어과정을 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.
S510 단계에서는 안전주행모듈에서 제어시스템 신호를 분석한다.
S520 단계에서는 안전주행모듈에서 분석된 제어 시스템의 신호와 상태가 정상인지 파악한다. 제어시스템의 신호와 상태가 정상인 경우, S530 단계로 진입하여 전기 동력 시스템의 초기상태 정보를 수집하고, 제어 시스템의 신호와 상태가 정상이 아닌 경우에는 S521 단계로 진입하여 제어시스템 오류 운전자에게 알리고 제어시스템 오류를 분석한다.
S540 단계에서는 전기 동력 시스템의 초기상태가 정상인지 파악하여 정상인 경우, S550 단계에서 동력 시스템의 상태를 판단한다. S540 단계에서 전기동력 시스템의 초기상태가 정상이 아닌 경우에는 S541 단계로 진입하여 동력 시스템 초기상태의 오류를 분석한다. S540 단계에서 전기동력 시스템의 초기상태가 정상인 경우에는 S550 단계로 진입하여 동력시스템 상태를 판단한다.
S560 단계에서는 주행정보 및 운전자 입력신호를 분석한다. 실시예에서 주행정보는 차량에 설치된 카메라와 센서로부터 획득된 차량 주면 모니터링 정보와 실시간 위치정보 및 교통상황 정보를 통해 파악할 수 있다. 예컨대, 주행정보는 차량 주변 모니터링 정보에서 추출한 주변 객체 정보와 주변 객체와의 거리 데이터에 의해 파악할 수 있다. 또한, 실시예에서 운전자 입력 신호 분석은 운전자가 입력한 제어신호의 종류 및 입력 신호가 발생한 시점과 주기를 분석하여 수행한다. 구체적으로 운전자가 브레이크 신호를 입력한 경우, 브레이크 입력각도와 입력 시점 및 주기를 파악하고, 운전자의 제어신호 입력에 대한 차량의 주행정보 변화량을 파악한다. 구체적으로, 브레이크 신호 입력 주기가 설정값 미만이거나 감속 또는 가속 범위가 설정값을 초과하는 경우, 위험레벨을 상승조정 할 수 있다.
S570 단계에서는 주행정보 변화량이 임계값 미만으로 파악되면, S580 단계로 진입하여 정상운행을 지속하고, 주행정보 변화량이 임계값을 초과하는 경우, S590 단계로 진입하여 주행제한을 수행한다. 실시예에 따른 주행제한은 속도제한, 감속, 비상 정차 등을 포함할 수 있다. 주행제한 이후, 안전주행 모듈은 주행정보를 지속적으로 모니터링 하여 S600 단계에서는 위험운행신호 지속시간이 일정 시간을 초과하는지 파악한다. 실시예에서는 충전 주행, 도어가 열린 상태에서의 주행, 운전자 부재상태에서의 주행 등을 위험 운행신호로 파악한다. 실시예에 따른 위한 운행의 지속시간일 일정 시간을 초과하는 경우, S610 단계로 진입하여 동력을 차단하여 주행을 정지 시키고, 위험 운행신호가 지속시간 미만인 경우에는 S550 단계로 다시 진입하여 동력 시스템 상태를 판단한다.
이상에서와 같은 초소형 전기 자동차의 주행제어 장치 및 방법은 전기 차량에 설치된 다양한 서브 시스템과 동력 시스템 각각의 이상여부를 초기신호에 의해 신속하게 파악할 수 있어 전기 차량의 오작동과 고장을 예방한다.
또한, 충전 중 주행, 운전자 부재 주행 및 도어 개방상태에서의 주행 등 여러 위험 운행신호를 감지하고 이에 따라 주행을 제한함으로써 전기차의 주행안정성이 보장되도록 한다.
실시예에 따른 초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어 장치 및 방법은 제어신호 변화량, 속도 변화량 및 제동 신호 입력 주기를 포함하는 주행제어 신호와 차량 주변 모니터링 정보에 의해 차량의 위험상태 레벨을 산출하고 이에 따라 동력을 제한적으로 공급함으로써, 차량의 위험 상태를 보다 정확하게 판단하여 실제 운전 시 과도한 안전주행 기능에 의한 운전자의 불편감을 해소시킨다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (10)

  1. 초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어 장치에 있어서,
    전원 투입 초기에 차량 제어기와 차량에 설치된 서브 시스템들로부터 상태정보 및 입출력 신호를 수집하여 VCU(Vehicle Control Unit) 및 서브 시스템들의 상태를 각각 판단하는 VCU(Vehicle Control Unit)상태 판단모듈;
    차량의 전기동력시스템으로부터 초기상태 정보를 수집하여 차량 고전압시스템의 상태를 판단하는 동력시스템상태 판단모듈;
    운전자의 차량 조작정보와 주행정보 및 차량 주변 모니터링 정보를 수집하여 차량 운전상태와 주행상태를 파악하는 운전상태 판단모듈;
    운전상태와 주행정보 변화량에 따라 제한적 운행을 수행하고, 도어개방 운전, 운전자 미 탑승 주행 및 충전 중 주행을 포함하는 위험운행신호가 감지되는 경우, 전기 동력 차단 여부를 결정하는 안전주행모듈; 을 포함하는 주행제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 VCU 상태 판단모듈; 은
    차량주행 및 전기동력시스템을 총괄적으로 제어하는 차량제어유닛(VCU)과 배터리관리시스템(BMS), 모터 제어유닛(MCU), DCDC컨버터(LDC), 저속충전기를 포함하는 차량에 설치된 서브 시스템 각각으로부터 입출력 신호 및 제어신호를 수집하여 상기 서브 시스템 각각의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 주행제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 동력시스템상태 판단모듈;은
    엔진 룸에 감속기와 모듈 형태로 장착되어 내연기관 차량의 엔진을 대신하여 동력 역할 수행하는 EV 구동모터; 엔진과 변속기 사이에 장착되며 저속, 고 토크 영역에서 차량을 구동하는 HEV 구동모터; 하이브리드자동차의 엔진 시동 및 고전압배터리를 충전하고, 가속 시 엔진의 동력을 보조하는 HSG (Hybrid Starter and Generator); 및 차량 각 휠의 내측에 전기 모터를 장착하여 독립적으로 구동 및 제동하는 인 휠 모터 시스템(IN-WHEEL MOTOR SYSTEM);을 포함하는 동력시스템 상태를 초기상태 정보와 입출력 신호를 분석하여 상기 동력시스템 구성요소 각각에 대해 판단하는 것을 특징으로 하는 주행제어장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 운전상태 판단모듈;은
    속도, 주행방향, 위치, 이동경로를 포함하는 차량주행정보와 운전자에 의해 입력되는 신호의 입력 주기, 차량의 속도변화량, 차량 제어신호 변화율 및 차량 주변 모니터링 정보에 따라 운전상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 주행제어장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 안전주행 지속모듈; 은
    상기 판단된 운전상태에 따라 운전상태와 서브 시스템 각각의 위험레벨을 산출하고, 위험레벨이 일정수준을 초과하면 차량 주행을 제한하고, 위험 운행신호가 일정 시간 이상 지속적으로 감지되는 경우, 전기 동력을 차단하는 것을 특징으로 하는 주행제어장치.
  6. 초소형 전기 자동차의 안전성능향상을 위한 주행제어 방법에 있어서,
    (A) 주행제어장치는 전원 투입 초기에 차량 제어기와 차량에 설치된 서브 시스템들로부터 상태정보 및 입출력 신호를 수집하여 VCU 및 서브 시스템들의 상태를 각각 판단하는 단계;
    (B) 주행제어장치는 차량의 전기동력시스템으로부터 초기상태 정보를 수집하여 차량 고전압시스템의 상태를 판단하는 단계;
    (C) 주행제어장치는 운전자의 차량 조작정보와 주행정보 및 차량 주변 모니터링 정보를 수집하여 차량 운전상태와 주행상태를 파악하는 단계;
    (D) 주행제어장치는 운전상태와 주행정보 변화량에 따라 제한적 운행을 수행하고, 도어개방 운전, 운전자 미 탑승 주행 및 충전 중 주행을 포함하는 위험운행신호가 감지되는 경우, 전기 동력 차단 여부를 결정하는 단계; 를 포함하는 주행제어방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 (A)의 단계;는
    차량주행 및 전기동력시스템을 총괄적으로 제어하는 차량제어기(VCU)와 배터리관리시스템(BMS), 모터 제어기(MCU), DCDC컨버터(LDC), 저속충전기를 포함하는 서브 시스템 각각으로부터 입출력 신호 및 제어신호를 수집하여 상기 서브 시스템 각각의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 주행제어방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 (B)의 단계;는
    엔진 룸에 감속기와 모듈 형태로 장착되어 내연기관 차량의 엔진을 대신하여 동력 역할 수행하는 EV 구동모터; 엔진과 변속기 사이에 장착되며 저속, 고 토크 영역에서 차량을 구동하는 HEV 구동모터; 하이브리드자동차의 엔진 시동 및 고전압배터리를 충전하고, 가속 시 엔진의 동력을 보조하는 HSG (Hybrid Starter and Generator); 및 차량 각 휠의 내측에 전기 모터를 장착하여 독립적으로 구동 및 제동하는 인 휠 모터 시스템(IN-WHEEL MOTOR SYSTEM);을 포함하는 동력시스템 상태를 초기상태 정보와 입출력 신호를 분석하여 상기 동력시스템 구성요소 각각에 대해 판단하는 것을 특징으로 하는 주행제어방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 (C)의 단계; 는
    속도, 주행방향, 위치, 이동경로를 포함하는 차량주행정보와 운전자에 의해 입력되는 신호의 입력 주기, 차량의 속도변화량, 차량 제어신호 변화율 및 차량 주변 모니터링 정보에 따라 운전상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 주행제어방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 (D)의 단계; 는
    상기 판단된 운전상태에 따라 운전상태와 서브 시스템 각각의 위험레벨을 산출하고, 위험레벨이 일정수준을 초과하면 차량 주행을 제한하고, 위험 운행신호가 일정 시간 이상 지속적으로 감지되는 경우, 전기 동력을 차단하는 것을 특징으로 하는 주행제어방법.
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