KR20210061507A - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20210061507A
KR20210061507A KR1020190148764A KR20190148764A KR20210061507A KR 20210061507 A KR20210061507 A KR 20210061507A KR 1020190148764 A KR1020190148764 A KR 1020190148764A KR 20190148764 A KR20190148764 A KR 20190148764A KR 20210061507 A KR20210061507 A KR 20210061507A
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road surface
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vehicle
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speed
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KR1020190148764A
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이우성
라은우
허건수
박종원
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현대자동차주식회사
한양대학교 산학협력단
기아 주식회사
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Abstract

본 발명의 차량은 차체의 전후좌우에 각각 마련된 복수 개의 차륜과, 복수 개의 차륜에 각각 마련된 복수 개의 현가 장치를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서, 주행 중 복수 개의 검출부를 통해 출력되는 검출 신호들을 각각 확인하고, 확인된 검출 신호들 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 확인하고, 확인된 검출 신호들을 신호 처리하여 노면의 상태에 대응하는 검출 정보를 획득하고, 저장부에 저장된 노면의 상태별 검출 정보와 획득된 검출 정보에 기초하여 노면의 상태를 인식하고, 인식된 노면의 상태와 저장부에 저장된 노면의 상태별 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보에 기초하여 복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어한다.

Description

차량 및 그 제어 방법{Vehicle and method for controlling the vehicle}
본 발명은 노면 상태에 대응하여 현가 장치의 감쇠력을 제어하기 위한 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
차량은 차륜을 구동시켜 도로를 주행하는 기계로, 차량에는 주행을 위한 전자장치 외에도, 운전자 및 탑승자의 안전, 탑승자 보호, 운행 보조 및 승차감의 향상을 위한 다양한 장치들이 탑재되어 있다.
다양한 장치로는 차량 충돌 시 운전자 등 탑승자의 안전을 목적으로 하는 에어백 장치와, 차량의 가속 또는 코너링 시 차량의 자세를 제어하는 차량자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control)와, 눈길, 빗길 따위의 미끄러지기 쉬운 노면에서 차량을 출발하거나 가속할 때 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 공회전하지 않도록 차량의 구동력을 제어하는 트랙션 컨트롤 시스템(TCS: Traction Control System)과, 자동차가 급제동할 때 바퀴가 잠기는 현상을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(ABS :Anti-lock Brake System)과, 스프링 작용에 의해 차체의 중량을 지지함과 동시에 차륜의 상하 진동을 완화함으로써 승차감을 좋게 하고, 적재물의 충격으로 인한 파손을 방지하며 각부에 과대 부하가 가해지지 않도록 하기 위한 현가 장치 등이 있다.
이 중 현가 장치는 차체 측과 각 차축 측 사이에 마련되고 노면의 충격을 흡수하는 쇽 업소버와, 스프링과, 서스펜션 암과, 쇽 업소버에 의한 감쇠력 특성을 노면 상태 등에 따라 가변적으로 제어하는 서스펜션 제어 장치 등을 주요 구성 요소로 한다.
차량은 노면의 상태에 대응하여 현가 장치를 제어하기 위한 모델을 가진다. 이 모델은 자유도를 상승시켰을 때 현가 장치를 제어하기 위한 복잡도가 증가하는 문제가 있었다. 반면, 현가 장치를 제어하기 위한 모델을 간소화시켰을 때 간소화된 모델을 통해 제어될 차량의 상태와 실제 차량의 상태 간의 오차가 발생하는 문제가 있었다.
일 측면은 복수 개의 검출부들의 검출 신호들 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호들만을 신호 처리하고 신호 처리된 검출 신호들에 기초하여 노면의 상태를 인식하는 차량 및 그 제어 방법을 제공한다.
다른 측면은 저장부에 미리 저장된 검출 신호들에 대응하는 노면의 상태에 대한 검출 정보와, 현재 인식된 검출 신호들에 대응하는 노면의 상태에 대한 검출 정보에 기초하여 노면의 상태를 인식하기 위한 저장부의 정보를 업데이트 하는 차량 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 측면에 따른 차량은, 현가 장치; 주행 중 주행 상태 정보를 검출하고 검출된 주행 상태 정보에 대한 검출 신호를 출력하는 복수 개의 검출부; 노면의 상태별 검출 정보와 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보를 저장하는 저장부; 및 복수 개의 검출부에서 출력되는 검출 신호에 기초하여 노면의 상태에 대한 검출 정보를 획득하고, 저장부에 저장된 정보와 획득된 검출 정보에 기초하여 노면의 상태를 인식하고 인식된 노면의 상태와 저장부에 저장된 정보에 기초하여 현가 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 획득된 검출 정보, 인식된 노면의 상태 및 제어되는 현가 장치의 동작 정보에 기초하여 저장부에 저장된 정보를 업데이트한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 노면의 상태를 인식할 때, 복수 개의 검출부 중 주행 중 노면에 상태에 대응하여 검출 신호가 변화되는 적어도 하나의 검출부를 확인하고, 확인된 적어도 하나의 검출부에서 검출된 검출 신호를 이용한다.
일 측면에 따른 차량의 적어도 하나의 검출부는, 주행 속도를 검출하는 속도 검출부와, 차체의 전방의 좌우의 차륜 및 후방의 좌우의 차륜에 각각 마련되고 각 차륜의 회전 속도를 검출하는 복수 개의 휠 속도 검출부와, 차체의 수직 가속도를 검출하는 수직 가속도 검출부 중 적어도 하나를 포함한다.
일 측면에 따른 차량은 검출부와 제어부 사이에서 통신을 수행하는 샤시 캔 통신부를 더 포함한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 딥 러닝을 이용하여 노면의 상태를 인식한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 미리 설정된 주기로 노면의 상태를 인식한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 속도 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 주행 속도를 획득하고 획득된 주행 속도가 기준 속도 이하이면 현가 장치를 소프트하게 제어한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 속도 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 주행 속도를 획득하고 획득된 주행 속도가 기준 속도를 초과하면 현가 장치를 하드하게 제어한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 인식된 노면의 상태가 방지턱이 존재하는 상태라고 판단되면 방지턱에 도달한 차륜에 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 방지턱을 통과한 차륜에 마련된 현가 장치를 하드하게 제어한다.
일 측면에 따른 차량의 제어부는, 인식된 노면의 상태가 비포장 상태라고 판단되면 복수 개의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어한다.
다른 측면에 따른 차량은, 차체의 전후좌우에 각각 마련된 복수 개의 차륜; 복수 개의 차륜에 각각 마련된 복수 개의 현가 장치; 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반의 딥 러닝 프로그램을 저장하는 저장부; 주행 중 주행 상태 정보를 검출하고 검출된 주행 상태 정보에 대한 검출 신호를 출력하는 복수 개의 검출부; 및 복수 개의 검출부에서 출력되는 검출 신호 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 확인하고 확인된 검출 신호를 딥 러닝 프로그램의 입력 데이터로 적용하여 노면의 상태를 인식하고 인식된 노면의 상태에 기초하여 현가 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호는, 주행 속도에 대한 검출 신호, 복수 개의 차륜의 회전 속도에 대한 검출 신호, 차체의 수직 가속도에 대한 검출 신호 중 적어도 하나를 포함한다.
다른 측면에 따른 차량은 복수 개의 검출부와 제어부 사이에서 통신을 수행하는 샤시 캔 통신부를 더 포함한다.
또 다른 측면에 따른 차량의 제어 방법은, 차체의 전후좌우에 각각 마련된 복수 개의 차륜과, 복수 개의 차륜에 각각 마련된 복수 개의 현가 장치를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서, 주행 중 복수 개의 검출부를 통해 출력되는 검출 신호들을 각각 확인하고, 확인된 검출 신호들 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 확인하고, 확인된 검출 신호들을 신호 처리하여 노면의 상태에 대응하는 검출 정보를 획득하고, 저장부에 저장된 노면의 상태별 검출 정보와 획득된 검출 정보에 기초하여 노면의 상태를 인식하고, 인식된 노면의 상태와 저장부에 저장된 노면의 상태별 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보에 기초하여 복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어한다.
노면의 상태에 대응하는 검출 정보를 획득하는 것은, 주행 속도에 대한 검출 신호, 복수 개의 차륜의 회전 속도에 대한 검출 신호, 차체의 수직 가속도에 대한 검출 신호 중 적어도 하나를 획득하는 것을 포함한다.
복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 것은, 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 속도 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 주행 속도를 획득하고, 획득된 주행 속도가 기준 속도 이하이면 복수 개의 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 획득된 주행 속도가 기준 속도를 초과하면 복수 개의 현가 장치를 하드하게 제어하는 것을 포함한다.
복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 것은, 인식된 노면의 상태가 방지턱이 존재하는 상태라고 판단되면 방지턱에 도달한 차륜에 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 방지턱을 통과한 차륜에 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하는 것을 포함한다.
차량의 제어 방법은 방지턱을 통과한 차륜이 전륜이라고 판단되면 방지턱에 후륜이 도달하기 전에 후륜에 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하는 것을 더 포함한다.
복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 것은, 인식된 노면의 상태가 비포장 상태라고 판단되면 현가 장치를 소프트하게 제어하는 것을 포함한다.
노면의 상태를 인식하는 것은, 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반의 딥 러닝 프로그램의 입력 데이터로 입력시켜 노면의 상태를 인식하는 것을 포함한다.
본 발명은 노면의 상태에 대응하여 검출 신호가 변화하는 검출부를 인식하고 인식된 검출부에서 검출된 검출 신호에 기초하여 노면의 상태를 정확하게 인식하고, 인식된 노면의 상태에 대응하여 현가 장치의 감쇠력을 제어함으로써 승차감 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 딥 러닝에 의해 인식된 노면의 상태 정보를 이용하여 현가 장치를 제어하기 때문에 현가 장치의 종류별로 노면의 상태를 인식하기 위한 별도의 모델이 필요하지 않다. 즉 본 발명의 노면 상태 인식부는 현가 장치의 종류에 구애받지 않고 모든 현가 장치에 적용할 수 있다.
본 발명은 딥 러닝에 의해 인식된 노면의 상태 정보를 이용하여 현가 장치를 제어하기 때문에 자유도 상승에 따른 복잡도 증가를 방지할 수 있고, 모델 간소화에 따른 차량의 제어 오차 발생을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 현가 장치, 현가 장치가 마련된 차량의 품질 및 상품성을 향상시킬 수 있고 나아가 사용자의 만족도를 높일 수 있으며 사용자의 편리성 및 차량의 안전성을 향상시킬 수 있고 차량의 경쟁력을 확보할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 차량에 마련된 현가 장치의 예시도이다.
도 2는 실시 예에 따른 차량의 제어 구성도이다.
도 3은 실시 예에 따른 차량에 마련된 제어부의 상세 구성도이다.
도 4는 실시 예에 따른 차량에 마련된 제어부 내 노면 상태 인식부의 상세 구성도이다.
도 5는 실시 예에 따른 차량에 마련된 제어부 내 노면 상태 인식부의 딥 러닝의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 노면 상태 인식부에서 딥 러닝 수행 시 특징 맵의 획득 예시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 노면 상태 인식부에서 딥 러닝 수행 시 맥스 풀링의 획득 예시도이다.
도 8은 실시 예에 따른 차량의 제어 순서도이다.
도 9, 도 10 및 도 11은 실시 예에 따른 차량의 현가 장치의 제어 예시도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시 예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시 예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 장치'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시 예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 장치'가 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 장치'가 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 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.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시 예들에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 차량의 차대 중 현가 장치의 예시도이다.
차량은 외장과 내장을 갖는 차체(Body)와, 차체를 제외한 나머지 부분으로 주행에 필요한 기계 장치가 설치되는 차대(Chassis)를 포함한다.
차체의 외장은 프론트 패널, 본네트, 루프 패널, 리어 패널, 전후좌우의 도어, 전후좌우의 도어에 개폐 가능하게 마련된 윈도우 글래스를 포함한다.
그리고 차체의 외장은 운전자에게 차랑 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러와, 전방시야를 주시하면서 주변의 정보를 쉽게 볼 수 있도록 하고 다른 차량과 보행자에 대한 신호, 커뮤니케이션의 기능을 수행하는 램프를 포함한다.
차량의 차체는 운전자 보조 시스템과, 편의 기능을 수행하는 각종 편의 장치를 포함할 수 있다.
차량의 차대는 차체를 지지하는 틀로, 프론트 패널 및 본네트와 인접하게 배치되되 차체의 좌우에 각각 배치된 전륜(121)과, 리어 패널과 인접하게 배치되되 차체의 좌우에 각각 배치된 후륜(122)을 포함한다.
차량의 차대는 차량은 주행에 필요한 구동력을 발생시키는 동력 발생장치와, 발생된 구동력을 조절하며 조절된 구동력을 한 쌍의 전륜(121) 및 한 쌍의 후륜(122) 중 적어도 한 쌍의 차륜에 인가하기 위한 동력 전달 장치와, 차량의 주행 방향을 조절하는 조향 장치와, 전후좌우의 차륜(121, 122)에 제동력을 인가하기 위한 제동 장치와, 주행 중 노면의 충격이 차량에 전달되는 것을 차단하는 현가 장치(123)를 포함할 수 있다.
동력 발생 장치는 엔진, 냉각 장치, 윤활 장치, 흡배기 장치, 연료 장치 및 과급 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
동력 전달 장치는 클러치, 변속기, 추진축, 차동기, 차축 및 차륜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
조향 장치는, 스티어링 휠, 조향 기어, 링크 기구 및 한 쌍의 전륜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제동 장치는, 상용 브레이크(예, 유압 브레이크)를 포함하고, 주차 브레이크 및 보조 브레이크 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
차량의 현가장치(123)는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 현가장치(123)는 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(123a)과, 샤시 스프링(123a)의 자유진동을 감쇠 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버(123b)를 포함한다. 여기서 쇽 업소버는 에어 서스펜션의 쇽 업소버일 수 있다.
현가장치(123)는 유압이나 모터를 가지고 스태빌라이저 바(Stabilizer Bar)의 비틀림 양을 조절하여 전체 차량의 롤 강성(Roll Stiffness) 값을 조절하는 장치로, 차량의 횡가속도가 작은 영역에서 차량의 롤 각(Roll Angle)을 제어하여 차량의 안정성과 승차감을 향상시키는 스태빌리제이션 장치(123c)를 더 포함할 수 있다.
스태빌리제이션 장치(123c)는 좌우 전륜(121L, 121R) 사이에 연결되어 좌우 전륜의 상하 운동을 조절하는 제1 롤 스태빌리제이션 장치와, 좌우 후륜(122) 사이에 연결되어 좌우 후륜의 상하 운동을 조절하는 제2 롤 스태빌리제이션 장치를 포함할 수 있다. 여기서 제1 롤 스태빌리제이션 장치와 제2 롤 스태빌리제이션 장치의 구조는 서로 동일 또는 유사할 수 있다.
차량의 차대를 이루는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 조향 장치, 제동 장치 및 현가 장치는, 차량에 마련된 각종 검출부에 의해 검출된 검출 정보에 기초하여 동력 발생 동작, 동력 전달 동작, 조향 동작, 제동 동작 및 서스펜션 동작을 수행한다.
차량은 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 및 복수 개의 검출부의 구동을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)을 포함할 수 있다. 여기서 전자 제어 유닛(ECU)은 장치별로 마련될 수도 있고, 복수 개의 장치를 통합적으로 제어하도록 하나로 마련될 수도 있다.
차량은 내부의 각종 전자 장치들 사이의 통신을 수행하기 위한 통신부를 포함한다. 여기서 통신부는 유선 통신 및 무선 통신 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 그리고 유선 통신을 수행하는 통신부는 캔통신을 수행할 수 있다.
캔 통신을 수행하는 통신부는, 미리 설정된 속도 이하의 속도로 통신을 수행하는 저속의 캔 통신부일 수 있고, 미리 설정된 속도를 초과하는 속도로 통신을 수행하는 고속의 캔 통신부일 수 있다.
저속의 캔 통신부는 멀티미디어 캔(M-CAN: multimedia controller area network)통신부를 포함하고, 각종 전자 장치를 동작시키기 위한 신호를 송수신하는 바디 캔(-CAN: body controller area network) 통신부를 포함한다.
고속의 캔 통신부는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 안정성 제어(ABS 등), 변속 기능을 실시간으로 제어하기 위한 신호를 송수신하는 파워 트레인 캔(P-CAN) 통신부와 샤시 캔(C-CAN) 통신부를 포함할 수 있다.
여기서 샤시 캔 통신부는, 차량의 클러스터(CLU), 요 레이트 검출부, 엔진, 변속기, ABS(Anti-lock Braking System), ECU(Engine Control Unit), TCU(Transmission Control Unit)와 같은 고속으로 데이터를 전송하는 용도로 사용되며 통신 속도는 대략 500kbps이다.
본 실시 예의 차대(120)의 각종 장치들은 샤시 캔 통신부를 통해 복수 개의 검출부와 통신을 수행하고, 복수 개의 검출부에 의해 검출된 검출 정보를 수신할 수 있다.
도 2는 실시 예에 따른 차량의 제어 구성도이다.
차량(100)은 현가 장치(123), 검출 장치(130), 통신부(140), 제어부(150), 저장부(150a) 및 구동부(160)를 포함한다.
현가 장치(123)는 차체와 차륜 사이에 마련되어 차체를 지지한다. 이러한 현가 장치는 차체의 전방의 좌우 차륜과, 차체의 후방의 좌우 차륜에 각각 마련될 수 있다. 즉 현가 장치는 4개일 수 있다.
각각의 현가 장치는 차체와 차륜 사이에 마련된 스프링과, 감쇠력을 조정하는 쇽 업소버를 포함한다(도 1 참조). 여기서 쇽 업소버는 감쇠력을 조정하기 위한 유압식 또는 에어식 댐퍼를 포함할 수 있고 감쇠력의 특성을 하드한 특성 또는 소프트한 특성으로 조정하기 위한 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 여기서 액추에이터는 밸브일 수 있다.
하드한 특성은, 신축하는 쇼크 업소버에 의해 발생되는 감쇠력이 동일한 상대 속도로 신축하는 소프트한 특성의 감쇠력보다 더 큰 것을 의미한다.
액츄에이터는 제어부(150)의 제어 명령에 대응하여 전류를 조정함으로써 쇽 업소버의 감쇠력 발생 포지션을 조정한다.
차체의 전방에 마련된 한 쌍의 차륜(즉 전륜)에 각각 연결된 현가 장치는 서로 동일한 감쇠력으로 제어될 수 있다. 그리고 차체의 후방에 마련된 한 쌍의 차륜(즉, 후륜)에 각각 연결된 현가 장치는 서로 동일한 감쇠력으로 제어될 수 있다. 이때 전륜의 현가 장치는 후륜에 연결된 현가 장치와 다른 감쇠력으로 제어될 수 있다.
아울러, 좌우의 전륜에 각각 연결된 현가 장치 역시 서로 다른 감쇠력으로 제어될 수 있고 좌우의 후륜에 각각 연결된 현가 장치 역시 서로 다른 감쇠력으로 제어될 수 있다.
현가 장치는 차체의 상하 요동에 대한 쇽 업소버의 신장 및 압축 시 쇽 업소버의 감쇠력을 제어하기 위한 전자 제어식 현가 장치일 수 있다.
현가 장치는 수동형(Passive type) 현가 장치, 능동형(Active type) 현가 장치 및 반 능동형 현가 장치(Semi-active type) 중 어느 하나일 수 있다.
검출장치(130)는 차량의 주행 중 주행의 특성에 의해 발생되는 각종 정보를 검출하고 검출된 정보에 대응하는 검출 신호를 출력한다. 예를 들어, 주행의 특성은, 주행 속도, 휠 속도, 상하좌우의 움직임, 가속, 감속, 제동이나 조향 등을 포함할 수 있다.
검출장치(130)는 차대에 마련될 수 있다. 이러한 주행의 특성은 주행 중 차대의 상태에 대응하는 특성일 수 있다.
검출 장치(130)는 주행의 특성에 의해 발생되는 각종 정보를 검출하기 위한 복수 개의 검출부를 포함할 수 있다.
검출 장치(130)는 차량의 주행 속도를 검출하는 제1검출부(131)를 포함한다.
검출 장치(130)는 차체의 전방의 좌측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제2검출부(132)와, 차체의 전방의 우측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제3검출부(133)와, 차체의 후방의 좌측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제4검출부(134)와, 차체의 후방의 우측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제5검출부(135)를 포함한다.
검출 장치(130)는 차체의 수직가속도를 검출하기 위한 검출부로, 차체의 전방의 좌측 차륜에 마련되고 차체의 전방 좌측의 수직 가속도를 검출하는 제6검출부(136)와, 차체의 전방의 우측 차륜에 마련되고 차체의 전방 우측의 수직 가속도를 검출하는 제7검출부(137)와, 차체의 후방의 우측 차륜에 마련되고 차체의 후방 우측의 수직 가속도를 검출하는 제8검출부(138)를 포함한다.
제6, 7, 8 검출부는, 차체의 전방 좌우 및 후방 우측의 절대 좌표계에 대한 상하 방향의 가속도(현가 장치의 스프링 상의 가속도)를 검출한다.
상하 방향의 가속도는 차량 주행 중의 차량의 상, 하 방향의 진동 가속도일 수 있다.
검출 장치(130)는 차륜의 수직가속도를 검출하기 위한 검출부로, 차체의 전방의 좌측 차륜에 마련되고 차체의 전방 좌측 차륜의 수직 가속도를 검출하는 제9검출부와, 차체의 전방의 우측 차륜에 마련되고 차체의 전방 우측 차륜의 수직 가속도를 검출하는 제10검출부를 포함한다.
검출 장치(130)는 차량의 횡가속도를 검출하는 제11검출부와, 차량의 종가속도를 검출하는 제12검출부와, 스티어링 휠의 조향각을 검출하는 제13검출부와, 스티어링 휠의 조향 각속도를 검출하는 제14검출부와, 차량의 요레이트를 검출하는 제15검출부를 포함한다.
차량 내에 마련된 각종 검출부는 제어부(150)와 전기적, 기계적으로 연결될 수 있다. 차량 내에 마련된 각종 검출부는 차량에 마련된 통신부(140)를 통해 제어부(150)와 각종 정보를 송수신할 수 있다.
통신부(140)는 차량 내부 구성 요소 간 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 직비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈, 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 LIN(Local Interconnect Network)를 더 포함할 수 있다.
캔 통신 모듈은 차량의 클러스터(CLU), 엔진, 변속기, 엔진 제어 유닛(ECU: Engine Control Unit), 변속기 제어 유닛(TCU: Transmission Control Unit)과 같은 고속으로 데이터를 전송하는 샤시 캔 통신부를 포함할 수 있다. 즉 샤시 캔 통신부는 검출 장치(130)의 복수 개의 검출부에서 검출된 검출 신호를 제어부(150)에 전송한다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(150)는 복수 개의 검출부에 의해 검출된 검출 신호들 중에서 주행 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호들을 확인하고, 확인된 검출 신호들에 기초하여 노면의 상태에 대한 검출 정보를 획득하고, 저장부(150a)에 저장된 정보와 획득된 검출 정보에 기초하여 노면의 상태를 인식한다.
제어부(150)는 주행 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호들을 확인할 때, 차량의 주행 속도 검출에 대응하는 검출 신호, 각 차륜의 회전 속도 검출에 대응하는 검출 신호와 차체의 수직 가속도 검출에 대응하는 검출 신호를 확인할 수 있다.
즉 제어부(150)는 제1검출부, 제2검출부, 제3검출부, 제4검출부, 제5검출부, 제6검출부 및 제8검출부에서 출력되는 검출 신호를 확인한다. 이에 따라 저장부에 저장되는 정보들의 데이터 용량 및 연산량을 줄일 수 있다.
제어부(150)는 미리 설정된 주기로 제1검출부, 제2검출부, 제3검출부, 제4검출부, 제5검출부, 제6검출부 및 제8검출부에서 출력되는 검출 신호를 확인하고, 미리 설정된 주기로 노면의 상태를 인식할 수 있다. 여기서 미리 설정된 주기는 대략 10ms일 수 있다.
제어부(150)는 확인된 검출 신호들에 대한 정보를 저장부(150a)에 저장하되, 인식된 노면의 상태에 대응하여 제어되는 현가 장치의 동작 정보도 함께 저장할 수 있다. 즉 제어부(150)는 저장부(150a)에 저장된 정보를 업데이트할 수 있고, 업데이트된 정보를 추후 현가 장치를 제어하기 위한 정보로 이용할 수 있다.
아울러 저장부(150a)에 저장된 정보는 실험에 의해 미리 획득된 정보일 수도 있다.
제어부(150)는 인식된 노면의 상태와 저장부에 저장된 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보에 기초하여 댐핑력(즉, 감쇠력)이 조절되도록 현가 장치(123)의 동작을 제어할 수 있다.
즉 제어부(150)는 노면 상태가 불규칙한 상태이거나, 과속 방지 턱이 존재하는 상태라고 판단되면 쇽 업소버의 감쇠력이 감소되도록 현가 장치(123)를 제어하고, 노면 상태가 규칙적인 상태라고 판단되면 쇽 업소버의 감쇠력이 증가되도록 현가 장치(123)를 제어한다.
노면 상태가 불규칙한 상태는, 노면의 상태가 비포장 도로인 상태이거나, 과속 방지 턱이 존재하는 상태 중 어느 하나일 수 있다.
노면 상태가 규칙적인 상태는, 노면의 상태가 포장 도로인 상태일 수 있다.
감쇠력이 감소되도록 제어하는 것은, 쇽 업소버를 소프트하게 제어하는 것을 포함하고, 쇽 업소버의 액추에이터의 목표 전류 값을 감소시키는 것을 포함한다.
감쇠력이 증가되도록 제어하는 것은, 쇽 업소버를 하드하게 제어하는 것을 포함하고, 쇽 업소버의 액추에이터의 목표 전류 값을 증가시키는 것을 포함한다.
제어부(150)는 전후좌우의 차륜에 연결된 쇽 업소버에 흐르는 전류를 각각 제어하는 것도 가능하다.
제어부(150)는 전방의 좌우 차륜에 연결된 쇽 업소버에 흐르는 전류를 동일하게 제어하고, 후방의 좌우 차륜에 연결된 쇽 업소버에 흐르는 전류를 동일하게 제어하되, 한 쌍의 전방 차륜과 한 쌍의 후방의 차륜에 흐르는 전류는 서로 상이하게 제어할 수 있다.
제어부(150)는 전방의 좌측의 차륜과 후방의 좌측의 차륜에 연결된 쇽 업소버에 흐르는 전류를 동일하게 제어하고, 전방의 우측의 차륜과 후방의 우측의 차륜에 연결된 쇽 업소버에 흐르는 전류를 동일하게 제어하되, 차체의 좌측에 마련된 차륜들과 차체의 우측에 마련된 차륜들에 흐르는 전류는 서로 상이하게 제어하는 것도 가능하다.
제어부(150)는 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 제1 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 차량의 주행 속도를 획득하고 획득된 주행 속도가 기준 속도 이하이면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 획득된 주행 속도가 기준 속도를 초과이면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 하드하게 제어한다.
제어부(150)는 인식된 노면의 상태가 비포장 상태라고 판단되면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어한다.
제어부(150)는 인식된 노면의 상태가 과속 방지턱이 존재하는 상태라고 판단되면 차체의 전방의 좌우의 차륜(즉, 전륜)에 마련된 현가 장치와 차체의 후방의 좌우의 차륜(즉 후륜)에 마련된 현가 장치를 서로 다른 감쇠력을 제어하되, 전륜, 후륜 및 과속 방지턱의 위치에 대응하여 각 현가 장치를 서로 다른 감쇠력으로 제어한다.
제어부(150)는 전륜과 후륜이 과속 방지턱에 도달할 시점부터 통과 중인 시점까지 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 전륜과 후륜이 과속 방지턱을 통과한 이후 시점이면 현가 장치를 하드하게 제어할 수 있다.
제어부(150)는 각 현가 장치를 하드하게 제어하거나, 소프트하게 제어할 때, 각 현가 장치의 쇽 업소버에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 저장부(150a)에 저장된 맵에 기초하여 각 액추에이터의 목표 전류값을 획득하고 획득된 각 액추에이터의 목표 전류 값에 대응하는 제어 신호를 각 액추에이터에 출력할 수 있다. 이에 따라, 각 현가 장치의 쇽 업소버는 감쇠력 특성을 가변적으로 변화시킬 수 있다.
이러한 제어부(150)는 제어부에서 수행되는 복수 개의 기능을 각각 수행하는 복수 개의 구성 요소로 구분될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 복수 개의 검출 신호 중 노면 상태를 인식하기 위한 검출 신호만을 선택하는 검출 신호 선택부(151)와, 선택된 검출 신호에 기초하여 노면의 상태를 인식하는 노면 상태 인식부(152)와, 노면 상태 인식부에서 인식된 노면 상태에 대한 정보와 저장부에 저장된 정보에 기초하여 현가 장치를 제어하기 위한 제어 전략을 생성하는 제어전략 생성부(153)와, 제어 전력 생성부(153)에서 생성된 제어 전략을 저장하되 검출 신호 및 노면 상태에 대한 정보를 함께 저장하고, 생성된 제어 전략에 대응하는 제어 신호를 액추에이터에 출력하는 제어 신호 출력부(154)를 포함할 수 있다.
검출 신호들마다 단위가 다르기 때문에, 검출 신호 선택부(151)는 검출 신호들의 단위를 통일시키는 정규화(Normalixation) 제어를 수행할 수 있다. 즉 검출 신호 선택부(151)는 검출 신호들에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다.
노면의 상태에 대응하여 검출 신호가 변화하는 검출부는, 미리 정해진 검출부일 수 있고, 차량의 롤 모멘트 및 피치 모멘트의 변화에 대응하여 검출 신호가 변화하는 검출부일 수도 있다.
노면 상태 인식부(152)는 딥 러닝을 이용하여 노면의 상태를 인식할 수 있다. 이를 추후 설명하도록 한다.
이와 같이 제어부(150)의 구성은 검출 신호 선택부(151), 노면 상태 인식부(152), 제어전략 생성부(153) 및 제어 신호 출력부(154)로 구체화될 수 있다.
도 3에 도시된 제어부의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 3에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
제어부(150)는 하나의 프로세서로 구현하는 것도 가능하다.
제어부(150)는 차량 내 구성부들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
저장부(150a)는 노면의 상태별 검출 정보와 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보를 저장한다. 여기서 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보는, 노면의 상태별로 복수 개의 현가 장치의 쇽 업소버에 각각 전달되는 목표 전류값이 매칭된 맵 정보를 포함할 수 있다.
노면의 상태는 노면이 규칙적인 상태, 노면이 불규칙한 상태를 포함할 수 있다.
노면이 규칙적인 상태는 포장 도로인 상태를 포함할 수 있다. 그리고 노면이 불규칙한 상태는 비포장 도로인 상태 또는 과속 방지턱이나 포트 홀이 존재하는 상태를 포함할 수 있다.
저장부(150a)는 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반의 딥 러닝 프로그램을 저장할 수 있다.
저장부(150a)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래시 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
저장부(150a)는 제어부(150)와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
구동부(160)는 제어부(150)의 제어 명령에 대응하여 현가 장치의 쇽 업소버를 구동시킨다. 구동부(160)는 쇽 업소버의 액츄에이터를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 노면 상태 인식부(152)는, CNN(Convolutional neural network)을 이용하여 딥 러닝을 수행할 수 있다.
컨볼루셔널 뉴럴 네트워크(CNN)는 검출 신호 수신부(152a), 컨볼루션 레이어(52b), 풀링 레이어(152c) 및 풀리 커넥티드 레이어(152d)를 포함할 수 있다.
검출 신호 수신부(152a)는 복수 개의 검출부에서 출력된 검출 신호 중 노면의 상태를 인식하기 위한 검출 신호만을 수신할 수 있다.
검출 신호 수신부(152a)는 CNN(Convolutional neural network)을 통한 딥 러닝을 수행하여 노면의 상태를 인식하는데 필요한 검출 신호를 출력하는 검출부를 결정하고, 결정된 검출부에서 출력되는 검출 신호만을 수신하는 것도 가능하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 컨볼루션 레이어(Convolution Layer)와 풀링 레이어(Pooling Layer)는 반복적으로 스택(stack)을 쌓는 구조로 이루어질 수 있고, 검출 신호들에서 특징을 추출하는 특징 추출부(Feature Extraction)일 수 있다.
좀 더 구체적으로, 컨불루션 레이어(152b)는 수신된 검출 신호들에 대한 특징(Feature) 정보를 추출한다.
컨불루션 레이어(152b)는 검출 신호들에 대응하는 데이터에서 특징 정보를 추출하는 필터(Filter)와, 필터의 값을 비선형 값으로 바꾸어주는 활성화 함수(Activation Function)를 포함할 수 있다.
필터는 수신된 검출 신호들에 특징이 되는 검출 신호가 존재하는지를 검출하기 위한 함수일 수 있다. 이러한 필터는 (3, 3), (4, 4) 또는 (5, 5)와 같은 정사각 행렬로 정의될 수 있다.
필터는 수신된 검출 신호에 대응하는 데이터에 특징 정보가 있으면 큰 결과 값을 출력하고, 특징 정보가 없거나 비슷한 특징 정보가 없으면 0에 가까운 값을 출력한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 컨불루션 레이어(152b)는 5 x 5의 데이터가 있을 때, 3 x 3 의 필터를 좌측 상단에서부터 왼쪽으로 한 칸씩 이동시키고, 그 다음 줄에서 왼쪽으로 한 칸씩 이동시켜 특징 정보를 추출한다. 이 때 3 x 3 필터가 위치하는 원 영상의 픽셀 값이 곱해진다.
이와 같이 컨불루션 레이어(152b)는 데이터에 필터를 적용함으로써 특징 맵(Feature Map)을 획득할 수 있다. 여기서 특징 맵은 활성화 맵(Activation Map) 이라고 한다.
이러한 특징 맵의 크기는 데이터의 크기 및 필터의 크기와 스트라이드(Stride)의 크기에 따라서 결정된다. 여기서 스트라이드는 필터가 이동하는 칸 수와 줄 수 이다.
컨불루션 레이어(152b)는 각 데이터에서 특징이 되는 검출 정보들만을 통과시킬 수 있다.
풀링 레이어(152c)는 추출된 특징 맵을 줄이는 동작을 수행한다. 이러한 풀링 레이어의 풀링은 맥스 풀링(Max Pooling), 평균 풀링(Average Pooling), L2-norm 풀링 등이 있다.
본 실시예의 풀링 레이어(152c)는 맥스 풀링을 이용하여 추출된 특징 맵을 줄이는 동작을 수행한다.
맥스 풀링은 특징 맵을 M x N 크기로 잘라낸 후, 그 안에서 가장 큰 값을 선택하는 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 풀링 레이어(152c)는 4 x 4의 특징 맵에서 2 x 2 맥스 풀링 필터를 스트라이드를 2로 하여 2칸씩 이동하면서 최대 값을 선택하여 맥스 풀링을 획득한다.
풀링 레이어(152c)는 컨볼류션 레이어의 출력 데이터를 입력으로 받아서 특징 맵의 데이터의 크기를 줄이거나 특정 데이터를 강조한다. 이를 통해 전체 데이터의 사이즈가 줄어들어 연산에 들어가는 컴퓨팅 리소스를 줄일 수 있다.
컨볼루션 레이어는 필터를 사용하여 공유 데이터의 수를 최소화하면서 이미지의 특징을 찾고, 풀링 레이어는 특징을 강화하고 수집할 수 있다.
풀리 커넥티드 레이어(Fully-connected Layer, 152d)는 대략 1024개의 뉴런으로 이루어진 히든 레이어(Hidden layer)와 출력 레이어(Output Layer)를 포함할 수 있다.
풀리 커넥티드 레이어(Fully-connected Layer, 152d)는 특징 정보를 신경망에 적용하여 수신된 검출 신호에 대한 분류(Classification)를 수행하고 분류에 대응하여 노면의 상태에 대한 정보를 출력한다. 예를 들어, 풀리 커넥티드 레이어는 소프트맥스 함수를 이용하여 특징 정보들을 일정한 값으로 변환시킬 수 있다. 변환된 값들의 합은 1이 되고, 제일 높은 값이 분류의 대상이 된다.
이와 같이, 노면 상태 인식부(152)는 수신된 검출 신호들에 대한 딥 러닝을 수행하여 노면의 상태를 인식할 수 있다.
이러한 노면의 상태의 인식은 미리 설정된 주기로 이루어질 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 차량의 제어 순서도로, 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 도 9 내지 도 11은 실시 예에 따른 차량의 현가 장치의 제어 예시도이다.
차량은 주행 중 복수 개의 검출부에 의해 검출된 검출 신호들을 수신(201)하고, 수신된 복수 개의 검출부에 의해 검출된 검출 신호들 중에서 주행 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 적어도 하나의 검출 신호를 확인(202)한다.
아울러, 주행 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 출력하는 검출부는, 미리 정해진 검출부일 수 있다.
차량은 주행 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호들을 확인할 때, 차량의 주행 속도에 대응하는 검출 신호, 각 차륜의 회전 속도에 대응하는 검출 신호와 차체의 수직 가속도에 대응하는 검출 신호를 확인할 수 있다.
즉 차량은 차량의 주행 속도를 검출하는 제1검출부(131), 차체의 전방의 좌측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제2검출부(132)와, 차체의 전방의 우측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제3검출부(133)와, 차체의 후방의 좌측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제4검출부(134)와, 차체의 후방의 우측에 마련된 차륜의 휠 속도를 검출하는 제5검출부(135)와, 차체의 전방 좌측의 수직 가속도를 검출하는 제6검출부(136)와, 차체의 후방 우측의 수직 가속도를 검출하는 제8검출부(138)에서 출력되는 검출 신호를 확인한다.
차량은 각 검출부에서 검출된 검출 신호들마다 단위가 다르기 때문에, 확인된 검출 신호들의 단위를 통일시키는 정규화(Normalixation) 제어를 수행할 수 있다. 즉 차량은 검출 신호들에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다.
차량은 제1검출부, 제2검출부, 제3검출부, 제4검출부, 제5검출부, 제6검출부 및 제8검출부에서 출력되는 검출 신호에 대한 딥 러닝을 수행하여 노면의 상태를 인식(203)한다.
차량은 노면의 상태를 인식할 때, 미리 설정된 주기로 제1검출부, 제2검출부, 제3검출부, 제4검출부, 제5검출부, 제6검출부 및 제8검출부에서 출력되는 검출 신호를 확인하고, 미리 설정된 주기로 노면의 상태를 인식할 수 있다. 여기서 미리 설정된 주기는 대략 10ms일 수 있다.
차량은 저장부에 저장된 노면의 상태별 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보와 인식된 노면의 상태에 대한 정보에 기초하여 현가 장치를 제어(204)한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 차량은 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 제1검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 차량의 주행 속도를 획득하고, 획득된 주행 속도가 기준 속도 이하이면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 획득된 주행 속도가 기준 속도를 초과하면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 하드하게 제어한다.
이와 같이, 차량이 저속으로 주행할 때 현가 장치를 소프트하게 함으로써 승차감을 향상시키고, 차량이 고속으로 주행할 때 현가 장치를 하드하게 함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
여기서 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하는 것은, 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치의 쇽 업소버의 액추에이터의 목표 전류값을 기준 전류값보다 감소시키는 것을 포함한다.
전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하는 것은, 획득된 주행 속도에 대응하는 목표 전류값을 확인하고, 현가 장치의 쇽 업소버의 액추에이터에 확인된 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 하는 것을 포함한다. 이때 목표 전류값은 기준 전류값보다 작은 값일 수 있다.
전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하는 것은, 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치의 쇽 업소버의 액추에이터의 목표 전류값을 기준 전류값보다 증가시키는 것을 포함한다.
전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하는 것은, 획득된 주행 속도에 대응하는 목표 전류값을 확인하고, 현가 장치의 쇽 업소버의 액추에이터에 확인된 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 하는 것을 포함한다. 이때 목표 전류값은 기준 전류값보다 큰 값일 수 있다.
아울러 차량은 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 제1검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 차량의 주행 속도를 획득하고, 획득된 주행 속도가 제1기준 속도 이하이면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치의 쇽 업소버의 목표 전류값을 기준 전류값보다 감소시킴으로써 현가 장치를 더 소프트하게 제어하고, 획득된 주행 속도가 제2기준 속도를 초과하면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치의 쇽 업소버의 목표 전류값을 기준 전류값보다 증가시킴으로써 현가 장치를 더 하드하게 제어하며, 획득된 주행 속도가 제1기준 속도를 초과하고 제2기준 속도 이하이면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치의 쇽 업소버에 기준 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 현가 장치를 제어하는 것도 가능하다.
도 10에 도시된 바와 같이, 차량은 인식된 노면의 상태가 비포장 상태라고 판단되면 차체의 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치의 쇽 업소버에 기준 전류값보다 낮은 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 함으로써 각 차륜에 연결된 현가 장치를 모두 소프트하게 제어한다.
차량은 인식된 노면의 상태가 과속 방지턱이 존재하는 상태라고 판단되면 차체의 전방의 좌우의 차륜(즉, 전륜)에 마련된 현가 장치와 차체의 후방의 좌우의 차륜(즉 후륜)에 마련된 현가 장치를 서로 다른 감쇠력을 제어하되, 전륜, 후륜 및 과속 방지턱의 위치에 대응하여 각 현가 장치를 서로 다른 감쇠력으로 제어한다.
즉 차량은 전륜과 후륜이 과속 방지턱에 도달할 시점부터 통과 중인 시점까지 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 전륜과 후륜이 과속 방지턱을 통과한 이후 시점이면 현가 장치를 하드하게 제어할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 차량은 전륜이 과속 방지턱에 도달하기 전에 전후좌우의 차륜에 각각 마련된 현가 장치에 기준 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 하고, 전륜이 과속 방지턱에 도달하였다고 판단되면 전륜에 각각 마련된 현가 장치를 더 소프트하게 제어하기 위해 전륜에 마련된 현가 장치에 기준 전류값보다 낮은 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 한다. 이때 차량은 후륜에 마련된 현가 장치에는 기준 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 한다.
다음 차량은 전륜이 과속 방지턱을 통과한 후 후륜이 과속 방지턱에 도달하였다고 판단되면 전륜에 각각 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하기 위해 전륜에 각각 마련된 현가 장치에 기준 전류값보다 큰 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 하고, 후륜에 각각 마련된 현가 장치를 더 소프트하게 제어하기 위해 후륜에 각각 마련된 현가 장치에 기준 전류값보다 낮은 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 한다.
다음 차량은 후륜이 과속 방지턱을 통과하였다고 판단되면 후륜에 각각 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하기 위해 후륜에 각각 마련된 현가 장치에 기준 전류값보다 큰 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 한다. 이때 차량은 전륜에 각각 마련된 현가 장치도 하드하게 제어하기 위해 전륜에 각각 마련된 현가 장치에도 기준 전류값보다 큰 목표 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 한다.
다음 차량은 후륜이 과속 방지턱을 통과한 후 일정 시간이 경과하였다고 판단되면 전륜과 후륜에 각각 마련된 현가 장치에 기준 전류값에 대응하는 전류가 흐르도록 한다.
즉 차량은 전륜이 방지턱을 도달한 시점부터 방지턱의 통과가 종료된 시점 사이에 전륜에 마련된 현가 장치의 압축 후 리바운드(Rebound) 상태에 대응하여 소프트하게 제어한 후 하드하게 제어한다. 차량은 전륜이 방지턱을 넘은 상태에서 후륜이 방지턱에 도달하기 전에 후륜이 방지턱을 통과하는 것을 예측할 수 있기 때문에, 후륜이 방지턱을 통과하면서 발생할 수 있는 현가 장치의 압축 후 리바운드(Rebound) 상태에 대응하여 좀 더 빠르게 소프트하게 제어한 후 하드하게 제어할 수 있다.
다음 차량은 제1검출부, 제2검출부, 제3검출부, 제4검출부, 제5검출부, 제6검출부 및 제8검출부에서 출력되는 검출 신호와, 제어되는 현가 장치의 동작 정보를 저장부(150a)에 저장함으로써 저장부(150a)에 저장된 노면의 상태별 검출 정보와 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보를 업데이트(205)한다.
차량은 제1검출부, 제2검출부, 제3검출부, 제4검출부, 제5검출부, 제6검출부 및 제8검출부에서 출력되는 검출 신호를 딥 러닝하는 것에 의해 획득된 맥스 풀링에 대한 정보와, 제어되는 현가 장치의 동작 정보를 저장부(150a)에 저장함으로써 저장부(150a)에 저장된 노면의 상태별 검출 정보와 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보를 업데이트하는 것도 가능하다.
한편, 개시된 실시 예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시 예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시 예들을 설명하였다.본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시 예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시 예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 차량 121: 전륜
122: 후륜 123: 현가 장치
130: 검출장치 140: 통신부
150: 제어부 150a: 저장부

Claims (21)

  1. 현가 장치;
    주행 중 주행 상태 정보를 검출하고 상기 검출된 주행 상태 정보에 대한 검출 신호를 출력하는 복수 개의 검출부;
    노면의 상태별 검출 정보와 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보를 저장하는 저장부; 및
    상기 복수 개의 검출부에서 출력되는 검출 신호에 기초하여 노면의 상태에 대한 검출 정보를 획득하고, 상기 저장부에 저장된 정보와 상기 획득된 검출 정보에 기초하여 상기 노면의 상태를 인식하고 상기 인식된 노면의 상태와 상기 저장부에 저장된 정보에 기초하여 상기 현가 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 차량.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 획득된 검출 정보, 상기 인식된 노면의 상태 및 상기 제어되는 현가 장치의 동작 정보에 기초하여 상기 저장부에 저장된 정보를 업데이트하는 차량.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 노면의 상태를 인식할 때, 상기 복수 개의 검출부 중 상기 주행 중 상기 노면에 상태에 대응하여 검출 신호가 변화되는 적어도 하나의 검출부를 확인하고, 상기 확인된 적어도 하나의 검출부에서 검출된 검출 신호를 이용하는 차량.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 검출부는,
    주행 속도를 검출하는 속도 검출부와, 차체의 전방의 좌우의 차륜 및 후방의 좌우의 차륜에 각각 마련되고 각 차륜의 회전 속도를 검출하는 복수 개의 휠 속도 검출부와, 상기 차체의 수직 가속도를 검출하는 수직 가속도 검출부 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검출부와 상기 제어부 사이에서 통신을 수행하는 샤시 캔 통신부를 더 포함하는 차량.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    딥 러닝을 이용하여 상기 노면의 상태를 인식하는 차량.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는,
    미리 설정된 주기로 노면의 상태를 인식하는 차량.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 속도 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 주행 속도를 획득하고 상기 획득된 주행 속도가 기준 속도 이하이면 상기 현가 장치를 소프트하게 제어하는 차량.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 속도 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 주행 속도를 획득하고 상기 획득된 주행 속도가 기준 속도를 초과하면 상기 현가 장치를 하드하게 제어하는 차량.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 인식된 노면의 상태가 방지턱이 존재하는 상태라고 판단되면 상기 방지턱에 도달한 차륜에 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하고, 상기 방지턱을 통과한 차륜에 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하는 차량.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 인식된 노면의 상태가 비포장 상태라고 판단되면 복수 개의 차륜에 각각 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하는 차량.
  12. 차체의 전후좌우에 각각 마련된 복수 개의 차륜;
    상기 복수 개의 차륜에 각각 마련된 복수 개의 현가 장치;
    컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반의 딥 러닝 프로그램을 저장하는 저장부;
    주행 중 주행 상태 정보를 검출하고 상기 검출된 주행 상태 정보에 대한 검출 신호를 출력하는 복수 개의 검출부; 및
    상기 복수 개의 검출부에서 출력되는 검출 신호 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 확인하고 상기 확인된 검출 신호를 상기 딥 러닝 프로그램의 입력 데이터로 적용하여 상기 노면의 상태를 인식하고 상기 인식된 노면의 상태에 기초하여 상기 현가 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 차량.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호는,
    주행 속도에 대한 검출 신호, 상기 복수 개의 차륜의 회전 속도에 대한 검출 신호, 상기 차체의 수직 가속도에 대한 검출 신호 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 검출부와 상기 제어부 사이에서 통신을 수행하는 샤시 캔 통신부를 더 포함하는 차량.
  15. 차체의 전후좌우에 각각 마련된 복수 개의 차륜과, 복수 개의 차륜에 각각 마련된 복수 개의 현가 장치를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    주행 중 복수 개의 검출부를 통해 출력되는 검출 신호들을 각각 확인하고,
    상기 확인된 검출 신호들 중 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 확인하고,
    상기 확인된 검출 신호들을 신호 처리하여 노면의 상태에 대응하는 검출 정보를 획득하고,
    저장부에 저장된 노면의 상태별 검출 정보와 상기 획득된 검출 정보에 기초하여 상기 노면의 상태를 인식하고,
    상기 인식된 노면의 상태와 상기 저장부에 저장된 노면의 상태별 현가 장치의 제어 전략에 대한 정보에 기초하여 상기 복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 차량의 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 노면의 상태에 대응하는 검출 정보를 획득하는 것은,
    주행 속도에 대한 검출 신호, 상기 복수 개의 차륜의 회전 속도에 대한 검출 신호, 상기 차체의 수직 가속도에 대한 검출 신호 중 적어도 하나를 획득하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 것은,
    상기 인식된 노면의 상태가 포장 상태라고 판단되면 속도 검출부에서 출력된 검출 신호에 기초하여 주행 속도를 획득하고,
    상기 획득된 주행 속도가 기준 속도 이하이면 상기 복수 개의 현가 장치를 소프트하게 제어하고,
    상기 획득된 주행 속도가 기준 속도를 초과하면 상기 복수 개의 현가 장치를 하드하게 제어하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 것은,
    상기 인식된 노면의 상태가 방지턱이 존재하는 상태라고 판단되면 상기 방지턱에 도달한 차륜에 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하고,
    상기 방지턱을 통과한 차륜에 마련된 현가 장치를 하드하게 제어하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 방지턱을 통과한 차륜이 전륜이라고 판단되면 상기 방지턱에 후륜이 도달하기 전에 상기 후륜에 마련된 현가 장치를 소프트하게 제어하는 것을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 복수 개의 현가 장치의 동작을 각각 제어하는 것은,
    상기 인식된 노면의 상태가 비포장 상태라고 판단되면 상기 현가 장치를 소프트하게 제어하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 노면의 상태를 인식하는 것은,
    상기 노면의 상태에 대응하여 변화하는 검출 신호를 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반의 딥 러닝 프로그램의 입력 데이터로 입력시켜 상기 노면의 상태를 인식하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
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