KR20210149954A - 전기 모터를 구비한 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 제어 방법 - Google Patents

전기 모터를 구비한 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 제어 방법 Download PDF

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KR20210149954A
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collision avoidance
vehicle
avoidance control
control
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KR1020200066558A
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조진겸
김연복
김성덕
박태욱
문성욱
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 가속 페달 오조작에 의한 충돌 사고를 방지할 수 있는 전동화 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법은, 진행 방향 상에 장애물이 감지된 상황에서 가속 페달의 오조작 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 오조작으로 판단되면, 현재 차속과 상기 장애물과의 거리를 기반으로 결정된 서로 다른 복수의 제동 구간에 대하여 유압 제동과 회생 제동 중 적어도 하나를 선택적으로 개입시키는 제동 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전기 모터를 구비한 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 제어 방법{VEHICLE HAVING MOTOR AND METHOD OF COLLISION AVOIDANCE CONTROL FOR THE SAME}
본 발명은 가속 페달 오조작에 의한 충돌 사고를 방지할 수 있는 전동화 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 제어 방법에 관한 것이다.
가속 페달의 오조작에 의한 차량 사고는 꾸준히 발생하고 있다. 이와 같은 사고를 방지하고자, 일부 국가에서는 운전자 오조작 방지 기능이 탑재된 차량에 세제 혜택 등의 인센티브를 부여하여 오조작 방지 기능의 개발과 차량 탑재를 유도하고 있다.
일반적인 운전자 오조작 방지 기능은 운전자가 가속 페달 오조작을 인식하지 못한 상태를 행동과 음성을 기반으로 자동 인식하여 급격한 엔진 출력 토크 제한을 걸도록 구현되거나, 이종의 센서 감지 정보를 융합하여 보행자를 검출하고 검출된 보행자와 거리와 상대속도의 측정 정확도를 높여 충돌 가능성을 경고하도록 구현되기도 한다.
그러나, 충돌 방지를 위해 급격히 토크를 제한하며 제동할 경우 운전성 악화로 오히려 사고를 더욱 유발할 수도 있으며, 단순 충돌 가능성의 경고로는 운전자가 충돌 위험에 효과적으로 대응하기 어렵다. 특히, 전기 모터를 동력원으로 구비하는 전동화 자동차, 예컨대, 전기차(EV: Electric Vehicle)나 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)의 경우 전기모터를 이용한 회생 제동이 가능하므로, 회생 제동까지 고려한 보다 효과적인 충돌 방지 제어 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 보다 효과적인 충돌 방지 제어가 가능한 전동화 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 가속 페달 오조작 상황에서 제동시스템 특성을 고려한 전동화 자동차 및 그를 위한 충돌 방지 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 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법은, 진행 방향 상에 장애물이 감지된 상황에서 가속 페달의 오조작 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 오조작으로 판단되면, 현재 차속과 상기 장애물과의 거리를 기반으로 결정된 서로 다른 복수의 제동 구간에 대하여 유압 제동과 회생 제동 중 적어도 하나를 선택적으로 개입시키는 제동 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치는, 진행 방향 상에 장애물이 감지된 상황에서 가속 페달의 오조작 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부가 오조작을 판단하면, 현재 차속과 상기 장애물과의 거리를 기반으로 결정된 서로 다른 복수의 제동 구간에 대하여 유압 제동과 회생 제동 중 적어도 하나를 선택적으로 개입시키는 제동 제어를 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 전동화 자동차는 보다 효과적인 충돌 방지 제어가 가능하다.
특히, 본 발명은 가속 페달 오조작 상황에서 전동화 자동차의 제동시스템 특성을 고려하여 장애물과의 거리에 따라 복수의 단계로 제동원을 전환제어 함으로써 효과적인 충돌 방지 제어가 가능하다.
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 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 병렬형 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지 제어 장치 구성의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임계 거리의 연산 방법의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 단계 분배 형태의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지 제어시 제동 단계별 가속도와 제동 토크의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
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 실시예에 따른 전동화 자동차 및 그의 충돌 방지 제어 방법을 설명하기 앞서, 실시예들에 적용 가능한 전동화 자동차의 구조 및 제어 계통을 먼저 설명한다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 전동화 자동차를 하이브리드 자동차로 가정하여 설명한다. 물론, 내연기관과 같이 하이브리드 자동차에만 적용되는 구성을 제외한 나머지 구성 요소는 전기차(EV)나 수소연료전지 자동차(FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle)에도 유사하게 적용될 수 있음은 당업자에 자명하다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 병렬형 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 구동 모터(140)와 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다.
이러한 자동차에서는 일반적으로 시동 후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 모터(140)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 160)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 시동발전 모터(120)가 동작하여 엔진(110)을 구동할 수 있다.
그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량을 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(130)가 오픈되고 엔진(110)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 또한, 하이브리드 자동차에서는 제동시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다.
시동발전 모터(120)는 엔진에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진의 회전 에너지 회수시에는 발전기로 동작하기 때문에 "하이브리드 스타터 제너레이터(HSG: Hybrid Starter Generator)"라 칭할 수 있으며, 경우에 따라 "보조 모터"라 칭할 수도 있다.
상술한 구조를 바탕으로 하이브리드 자동차의 주행 모드를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
EV 모드는 저속 및 요구토크가 낮은 상황에서 주로 적용되며, 엔진 클러치(130)를 오픈하고 모터(140)만을 동력원으로 사용하여 토크를 휠에 전달한다.
HEV 모드는 고속 및 요구토크가 높은 상황에서 주로 적용되며, 엔진(110)과 모터(140)를 동력원으로 사용하는데, 본 모드는 다시 HEV 시리즈(Series) 모드와 HEV 패러럴(Parallel) 모드로 구분될 수 있다. HEV 시리즈 모드에서는 엔진 클러치(130)가 오픈되며(즉, 엔진(110)과 구동축 간의 연결이 차단됨), 엔진(110)의 동력은 HSG(120)에서 발전을 위해 사용되고 모터(140)만 직접적으로 구동력을 발생시킨다. 이와 달리, HEV 패러럴 모드에서는 엔진 클러치(130)가 체결(Lock)되어 엔진(110)의 구동력과 모터(140)의 구동력이 함께 휠로 전달된다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 구동 모터(140)는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit, 220)에 의해 토크가 제어될 수 있으며, 엔진 클러치(130)는 클러치 제어기(230)가 각각 제어할 수 있다. 여기서 엔진 제어기(210)는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)이라도 한다. 또한, 변속기(150)는 변속기 제어기(250)가 제어하게 된다.
각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 240)와 연결되어, 하이브리드 제어기(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속시 엔진 클러치 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 그(240)에 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 차량의 운행 상태에 따라 EV-HEV 모드간 전환 수행 여부를 결정한다. 이를 위해, 하이브리드 제어기는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제시에 유압(습식 엔진 클러치인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 엔진 클러치인 경우)를 수행한다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 엔진 클러치(130)의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기는 엔진 정지 제어를 위해 시동발전 모터(120)의 토크를 제어하기 위한 토크 지령을 모터 제어기(220)로 전달하여 엔진 회전 에너지 회수를 제어할 수 있다. 아울러, 하이브리드 제어기(240)는 주행 모드 전환 제어시 모드 전환 조건의 판단 및 전환을 위한 하위 제어기의 제어가 가능하다.
물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다. 예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 그를 제외한 다른 제어기들 중 어느 하나에서 해당 기능이 대체되어 제공되도록 구현될 수도 있고, 다른 제어기들 중 둘 이상에서 해당 기능이 분산되어 제공될 수도 있다.
상술한 도 1 및 도 2의 구성은 하이브리드 자동차의 일 구성례일 뿐, 실시예에 적용 가능한 하이브리드 자동차는 이러한 구조에 한정되지 아니함은 당업자에 자명하다 할 것이다.
이하, 상술한 하이브리드 자동차의 구성을 바탕으로, 본 발명의 실시예들에 따른 충돌 방지 제어를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는 일 방향으로 진행하는 변속단이 체결된 상태에서 진행 방향 상의 장애물과의 거리가 일정거리 미만이고, 가속 페달을 조작할 경우 제동 시스템을 단계적으로 제어하여 제동을 수행할 것을 제안한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지 제어 장치 구성의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 충돌 방지 제어 장치(300)는 판단부(310)와 제어부(320)를 포함할 수 있다.
판단부(310)는 가속 페달의 오조작 상황을 검출하여 충돌 방지 제어의 진입 여부를 결정하는 오조작 판단부(311)와 가속 페달의 오조작 상황의 종료 여부를 판단하여 충돌 방지 제어를 해제시키는 제어 해제부(313)를 포함할 수 있다.
제어부(320)는 판단부(310)로부터 충돌 방지 제어의 진입 지시 또는 해제 지시를 받을 수 있으며, 진행 방향 상으로 위치하는 물체와의 거리에 대한 정보도 획득할 수 있다. 제어부(320)는 판단부(310)로부터 충돌 방지 제어의 진입 지시를 받는 경우, 현재 주행 모드에 따른 동력원의 출력 토크를 낮추고(예컨대, 0으로 설정), 복수의 단계로 회생 제동과 유압 제동을 선택적으로 개입시킬 수 있다. 또한, 제어부(320)는 제어 진입 상황에서 소정의 출력 수단(예컨대, 클러스터의 디스플레이, 스피커 등)을 통해 가속 페달 오조작 상황을 경고하는 경고 정보가 출력되도록 할 수도 있다.
이하, 충돌 방지 제어 장치(300)의 각 구성 요소의 동작을 보다 상세히 설명한다.
판단부(310)는 하이브리드 자동차의 운행 준비(즉, HEV Ready, 일반 차량의 IG on에 대응) 여부, 현재 선택된 변속단 정보, 진행 방향(즉, 전방 또는 후방) 상에 위치하는 물체와의 거리 정보, 가속페달 센서(APS: Accelerator pedal Position Sensor) 값 및 브레이크페달 센서(BPS: Brake pedal Position Sensor) 값 등을 입력 정보로 가질 수 있다. 현재 선택된 변속단 정보는 변속기 제어기(250)로부터 획득할 수 있고, 거리 정보는 비전 센서, 레이더(rader), LIDAR 등의 거리 감지가 가능한 센서나 이들을 제어하는 제어기, 예컨대, ADAS(Advanced Driver Assistance System) 제어기 등을 통해 획득될 수 있다. APS 값이나 BPS 값은 해당 센서 값을 직접 획득할 수도 있고, 엔진 제어기(210)와 같은 파워 트레인을 제어하는 다른 제어기를 경유하여 획득될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
오조작 판단부(311)는 현재 차량 상태가 HEV Ready 이고, 일 방향으로 진행 가능한 변속단(즉, D단 또는 R단)이며, 진행 방향 상으로 존재하는 물체와의 거리가 임계 거리(Dthr) 미만인 상황에서, 운전자가 가속 페달을 임계 조작량(Accelthr)보다 크게 조작할 경우 실시예에 따른 충돌 방지 제어 진입을 결정할 수 있다.
여기서, 임계 거리(Dthr)는 현재 차속에서 가속 페달을 임계 조작량(Accelthr)만큼 조작했을 경우 임계 시간(Tcollision) 동안 이동하게 될 거리를 의미할 수 있다. 예컨대, 임계 조작량은 20%, 임계 시간은 1초로 설정될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 각 값은 고정되지 않고 차량 사양과 주행 환경에 따라 가변적으로 설정될 수 있음은 당업자에 자명하다. 또한, 실시예에 따라 임계 거리(Dthr)는 변속기가 D단일 경우와 R단일 경우에 따라 서로 다르게 별도로 설정될 수도 있다.
임계 거리를 구하는 구체적인 방법은 도 4를 참조하여 이하 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임계 거리의 연산 방법의 일례를 나타낸다. 도 4에 도시된 그래프에서 가로축은 시간을, 세로축은 차속을 각각 나타내므로, 그래프의 면적은 거리를 의미할 수 있다.
도 4를 참조하면, 임계 거리는 현재 속도(v0)에서 임계 시간(Tcollision) 동안 이동할 거리(410)와, 가속페달 조작으로 인해 임계 시간(Tcollision) 동안 상승할 차속(vafter-v0)에 의해 추가 이동할 거리(420)의 합이 된다.
결국, 임계 거리(Dthr)는 "v0 * Tcollision + 1/2 * (vafter-v0) * Tcollision"과 같이 계산될 수 있다. 여기서, 임계 시간(Tcollision) 도달시 차속(vafter)은 "v0 + a * Tcollision"이 되며, 가속도(a)는 아래 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 Tqwhl _out은 가속 페달이 임계 조작량(Accelthr)만큼 조작될 때 휠에 작용하는 토크이고, R은 휠의 반지름이며, m은 차량 질량이다. 또한, FDisturbance는 주행저항과 구배로 인해 차량에 작용되는 외력이다.
토크(Tqwhl _out)는 차량별로 임계 조작량(Accelthr)에 따라 미리 계산되거나 실험을 통해 측정한 값이 이용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
주행저항과 구배로 인해 차량에 작용되는 외력(FDisturbance)은 자동차 분야에서 당업자가 차량 형태(공기 저항)와 주행 상황(예컨대, 차속) 등을 고려하여 용이하게 도출할 수 있는 값이므로, 구체적인 연산 방법의 기재는 생략하기로 한다.
제어 해제부(313)는 오조작 판단부(311)의 결정에 의해 충돌 방지 제어가 활성화된 상황에서 기 설정된 해제 조건이 만족될 경우 제어부(320)에 제어 해제를 지시할 수 있다. 예를 들어, 해제 조건은 운전자가 브레이크 페달을 밟거나, 변속단을 중립단(N)이나 주차단(P)으로 변경하는 등 충돌 방지 제어를 해제하고자 하는 의지를 나타내는 조작이 있거나 차량이 정차한 경우 등에 만족될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제어부(320)는 오조작 판단부(310)에서 제어 진입 신호를 전달하면 충돌 방지 제어를 활성화시킬 수 있다. 충돌 방지 제어 시, 먼저 제어부(320)는 동력원, 즉, 주행 모드에 따라 엔진(110) 및 모터(140) 중 현재 구동력을 발생시키는 동력원의 출력 토크를 저감(예컨대, 0으로 설정)할 수 있다.
또한, 제어부(320)는 차량의 정차를 목적으로 복수의 단계로 회생 제동과 유압 제동 중 적어도 하나를 선택적으로 개입시키는 제동 제어를 수행할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제동 제어는 시간의 경과에 따라 세 단계로 구분될 수 있다. 이를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 단계 분배 형태의 일례를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제동 단계는 제어 시작 시점부터 T1까지의 1단계, T1부터 T2까지의 2단계 및 T2부터 T3까지의 3단계로 구분될 수 있다. 또한, 1단계에서는 회생 제동, 2단계에서는 회생 제동과 유압 제동이 병행되는 혼합 제동, 3단계에서는 유압 제동이 각각 수행될 수 있다. 아울러, 각 단계를 나누는 시간 구간은 T3을 3등분하여 결정될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 구간 분배는 다양한 변형이 가능하다. 다만, T3은 현재 차속(v0)이 유지될 때 차량이 주행 방향 상으로 위치한 장애물에 도달하는 시간을 의미할 수 있다.
각 단계에서의 구체적인 제동 제어 형태는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지 제어시 제동 단계별 가속도와 제동 토크의 일례를 나타낸다.
도 6에서 상단 그래프는 시간의 경과에 따른 차속 변화를, 하단 그래프는 시간의 경과에 따른 제동원별 제동 토크를 각각 나타낸다. 따라서, 상단 그래프의 기울기는 가(감)속도를 나타낼 수 있다.
먼저, 제어부(320)는 1단계(회생 제동)에서는 a1의 감속도가 발생하도록 제어할 수 있다. 여기서 a1은 현재 차속(v0)에서 v1로 T1 동안 감속하도록 하는 감속도이다. 1단계에서 회생 제동만 적용하는 이유는, 모터(140)를 통한 회생 제동이 유압 브레이크를 통한 유압 제동보다 반응성이 빠르고 모터(140)에 전력을 공급하는 고전압 배터리(미도시)를 충전할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
또한, 제어부(320)는 2단계에서 혼합 제동을 통해 a2의 감속도가 발생하도록 제어할 수 있다. a2는 차속이 v1에서 v2로 (T2-T1) 동안 감속하게 하는 감속도이다. 이때, 제어부(320)는 T1에서 T2로 시간이 경과함에 따라, 회생 제동 토크는 점차 감소하고 유압 제동 토크는 점차 증가하도록 제어할 수 있다. 이는 완전한 정차를 위해 최종적으로 유압 제동이 필요하므로, 회생 제동에서 유압 제동으로의 부드러운 전환을 위함이다.
아울러, 제어부(320)는 3단계에서 유압 제동을 통해 a3의 감속도가 발생하도록 제어할 수 있다. a3는 차속이 v2에서 0으로 (T3-T2) 동안 감속하게 하는 감속도이다.
여기서 각 감속도 절대크기는 |a1|>|a2|>|a3|의 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, v1은 7.2kph 값을 가지고, v2는 3.6kph 값을 가지도록 설정될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되지 아니하고 차량의 사양과 주행환경에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 당업자에 자명하다.
구현에 있어서, 충돌 방지 제어 장치(300)는 하이브리드 제어기(240)의 일 구성 요소나 기능으로 구현될 수도 있고, 통합 제동 제어장치(iBAU)의 형태로 구현될 수도 있으며, 별도의 제어기로 구현될 수도 있다.
지금까지 설명한 충돌 방지 제어 장치(300)의 제어 과정을 순서도로 설명하면 도 7과 같다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7를 참조하면, 오조작 판단부(311)는 현재 차량 상태가 HEV Ready 이고(S701의 Yes), 일 방향으로 진행 가능한 변속단(즉, D단 또는 R단)이며(S702의 Yes), 진행 방향 상으로 존재하는 물체와의 거리가 임계 거리(Dthr) 미만인 상황에서(S703의 Yes), 운전자가 가속 페달을 임계 조작량(Accelthr)보다 크게 조작할 경우(S704의 Yes), 실시예에 따른 충돌 방지 제어 진입을 결정할 수 있다.
오조작 판단부(311)의 제어 진입 지시에 따라 제어부(320)는 충돌 방지 제어를 활성화시킨다.
이를 위해 먼저, 제어부(320)는 구동원의 출력토크를 저감(예컨대, 0으로 설정)할 수 있다.
또한, 제어부(320)는 단계별 시간 구간을 결정하여 1단계에 해당하는 시간 구간(즉, 제어 진입시부터 T1) 동안 회생 제동이 수행되도록 할 수 있다(S706).
이후, 제어부(320)는 2단계에 해당하는 시간 구간에 진입시(S707의 Yes), 해당 구간 동안은 혼합 제동이 수행되도록 할 수 있다(S708).
또한, 제어부(320)는 3단계에 해당하는 시간 구간에 진입시(S709의 Yes), 해당 구간 동안은 유압 제동이 수행되도록 할 수 있다(S710).
한편, 제어 해제부(313)는 충돌 방지 제어가 활성화된 이후 운전자가 N단이나 P단으로 변속하거나, 브레이크 페달을 조작할 경우, 또는 정차한 경우와 같이 기 설정된 해제 조건의 만족 여부를 판단하고(S711), 해제 조건 만족시 제어 종료를 결정하여(S712) 제어부(320)에 제어 해제 지시를 전송할 수 있다. 도 7에서는 3단계 유압 제동 개입 후 해제 조건의 만족 여부를 판단하는 것으로 도시되었으나, 해제 조건의 만족 여부 판단은 충돌 방지 제어가 활성화된 이후부터 지속적으로 수행될 수도 있음은 물론이다.
제어 해제 지시에 따라, 제어부(320)는 충돌 방지 제어를 해제할 수 있다. 충돌 방지 제어가 해제될 경우, 하이브리드 제어기(240)는 디폴트 설정에 따라 파워트레인 제어를 수행할 수 있다. 여기서 디폴트 설정이란, 일반적인 주행 상황에서 배터리 상태, APS, BPS 등에 따라 파워트레인 제어를 수행함을 의미할 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. 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법에 있어서,
    진행 방향 상에 장애물이 감지된 상황에서 가속 페달의 오조작 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 오조작으로 판단되면, 현재 차속과 상기 장애물과의 거리를 기반으로 결정된 서로 다른 복수의 제동 구간에 대하여 유압 제동과 회생 제동 중 적어도 하나를 선택적으로 개입시키는 제동 제어를 수행하는 단계를 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제동 구간은,
    상기 회생 제동만 개입시키는 제1 구간;
    상기 회생 제동과 상기 유압 제동을 함께 개입시키는 제2 구간; 및
    상기 유압 제동만 개입시키는 제3 구간을 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제동 제어를 수행하는 단계는, 상기 제2 구간에서 시간의 경과에 따라,
    상기 유압 제동에 따른 제1 제동량은 증가시키고, 상기 회생 제동에 따른 제2 제동량은 감소시키는 단계를 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제동 구간 각각은,
    상기 제동 제어의 시작 시점에서 상기 복수의 제동 구간 중 마지막 구간의 종료 시점까지의 시간을 균분하여 결정되는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 마지막 구간의 종료 시점은,
    상기 현재 차속에서 상기 장애물에 도달하는 시점에 해당하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가속 페달의 오조작 여부를 판단하는 단계는,
    상기 전동화 자동차가 주행 준비 상황이고, 변속단이 주행단 또는 후진단이며, 상기 장애물과의 거리가 임계 거리 미만일 때 상기 가속 페달이 임계 조작량 보다 크게 조작될 경우 상기 오조작으로 판단하도록 수행되는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 임계 거리는,
    상기 현재 차속과 상기 임계 조작량에 따른 가속도를 고려하여 결정되는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    변속단이 중립단이나 주차단으로 입력되거나, 브레이크 페달이 조작될 경우, 또는 정차할 경우 상기 제동 제어를 해제하는 단계를 더 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 판단 결과 오조작으로 판단되면, 구동원의 출력토크를 0으로 설정하는 단계를 더 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치에 있어서,
    상기 충돌 방지 제어 장치는,
    진행 방향 상에 장애물이 감지된 상황에서 가속 페달의 오조작 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부가 오조작을 판단하면, 현재 차속과 상기 장애물과의 거리를 기반으로 결정된 서로 다른 복수의 제동 구간에 대하여 유압 제동과 회생 제동 중 적어도 하나를 선택적으로 개입시키는 제동 제어를 수행하는 제어부를 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 복수의 제동 구간은,
    상기 회생 제동만 개입시키는 제1 구간;
    상기 회생 제동과 상기 유압 제동을 함께 개입시키는 제2 구간; 및
    상기 유압 제동만 개입시키는 제3 구간을 포함하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 구간에서 시간의 경과에 따라,
    상기 유압 제동에 따른 제1 제동량은 증가시키고, 상기 회생 제동에 따른 제2 제동량은 감소시키는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 복수의 제동 구간 각각은,
    상기 제동 제어의 시작 시점에서 상기 복수의 제동 구간 중 마지막 구간의 종료 시점까지의 시간을 균분하여 결정되는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 마지막 구간의 종료 시점은,
    상기 현재 차속에서 상기 장애물에 도달하는 시점에 해당하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 전동화 자동차가 주행 준비 상황이고, 변속단이 주행단 또는 후진단이며, 상기 장애물과의 거리가 임계 거리 미만일 때 상기 가속 페달이 임계 조작량 보다 크게 조작될 경우 상기 오조작으로 판단하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 임계 거리는,
    상기 현재 차속과 상기 임계 조작량에 따른 가속도를 고려하여 결정되는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    변속단이 중립단이나 주차단으로 입력되거나, 브레이크 페달이 조작될 경우, 또는 정차할 경우 상기 제어부에 상기 제동 제어의 해제를 지시하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단 결과 오조작으로 판단되면, 구동원의 출력토크를 0으로 설정하는, 전동화 자동차의 충돌 방지 제어 장치.
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