KR20220040102A

KR20220040102A - 자동차 및 그를 위한 가속도 제한 제어 방법

Info

Publication number: KR20220040102A
Application number: KR1020200122897A
Authority: KR
Inventors: 손희운; 김상준; 신홍철; 피재명; 박송일; 박상규; 이수방; 박성익
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2022-03-30
Also published as: US11845437B2; CN114248771A; US20220089160A1; EP3974275A1

Abstract

본 발명은 탑승자를 고려한 가속도 제어가 가능한 자동차 및 그를 위한 가속도 제한 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 제한 제어 방법은, 탑승자에 관련된 정보를 기반으로 제한 가속도를 판단하는 단계; 차량의 구동원 이외의 외란에 의한 외란 토크를 적어도 경사도를 기반으로 판단하는 단계; 상기 제한 가속도를 만족하는 제한 토크를 상기 외란 토크를 기반으로 판단하는 단계; 및 상기 제한 토크와 운전자의 요구 토크를 기반으로 상기 구동원이 출력할 출력 토크를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

자동차 및 그를 위한 가속도 제한 제어 방법{VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING ACCELERATION LIMIT FOR THE SAME}

본 발명은 탑승자를 고려한 가속도 제어가 가능한 자동차 및 그를 위한 가속도 제한 제어 방법에 관한 것이다.

속도 제한 장치란 과속을 미연에 방지하기 위한 목적으로 운전자가 기 설정한 제한속도 이상으로 주행속도가 넘지 않도록 가속을 제한해주는 주행안전 시스템을 의미한다. 속도 제한 장치의 대표적 예로 수동 속도제한 보조(MSLA: Manual speed limit assist) 기능을 들 수 있다.

일반적으로 MSLA 기능은 감속을 위한 제동 제어는 하지 않기 때문에 내리막 길 등에서는 설정속도 이상으로 가속될 수도 있으며, 스마트 크루즈 컨트롤(SCC: Smart Cruise Control)과 달리 전방 차량의 상대위치/속도를 고려하지 않기 때문에 운전자가 전방 상황을 주시하여야 한다.

최근에는 전방 카메라를 통해 인식된 속도제한 정보를 이용하는 카메라 기반 SLA(CSLA: Camera-based SLA)이나 네비게이션의 속도제한 정보를 더욱 이용하는 지능형 SLA(ISLA: Intelligent SLA)등의 기능이 개발 및 적용되고 있다.

이러한 속도 제한 장치는 EURO NCAP(The European New Car Assessment Programme)의 평가 항목 중 SAFETY ASSIST - SPEED ASSIST SYSTEM - SPEED CONTROL FUNCTION에 정의되어 있다.

그런데, 상술한 차속 제한 기능을 제공함에 있어 가속도 또한 고려될 필요가 있다. 예컨대, ACSF 법규에서는 자율주행이나 크루즈 컨트롤 주행시 횡가속도를 3m/s^2 이내로 제어할 것을 요구하고 있다. 이러한 가속도 제한은 특히 차량에 카시트가 장착된 경우 더욱 중요하다.

카시트의 장착 방향은 탑승자가 돌 이전인 경우 뒤보기(후방장착)가 권장되는데, 후방 장착 상황에서는 상대적으로 제동시보다 가속시가 문제된다. 따라서, 일부 차종에서는 카시트 장착 방향을 고려하여 가속 페달의 입력 값을 낮추는 방향으로 스케일링을 적용하여 가속에 의한 쏠림을 완화하기도 한다.

그러나, 경사로 주행시에는 이러한 스케일링 제어가 문제를 일으킬 수 있다. 예컨대, 후방 장착 상황에서 등판시에는 경사도에 의해 주행 상태와 무관하게 탑승자의 몸이 탑승자를 기준으로 이미 앞으로 쏠린 상태기 때문에 스케일링을 적용하면 추가적인 가속에 의한 쏠림은 저감할 수 있으나 등판로를 오르지 못하고 밀릴 수 있다. 차량이 밀릴 경우 운전자는 더욱 가속 페달을 조작하게 될 것이므로 스케일링의 효과는 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 보다 향상된 가속도 제한 기능을 제공할 수 있는 자동차 및 그 가속도 제한 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

특히, 본 발명은 탑승자의 정보와 경사도를 고려하여 가속도 제한을 수행할 수 있는 자동차 및 그 가속도 제한 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 가속도 제한 제어 방법은, 탑승자에 관련된 정보를 기반으로 제한 가속도를 판단하는 단계; 차량의 구동원 이외의 외란에 의한 외란 토크를 적어도 경사도를 기반으로 판단하는 단계; 상기 제한 가속도를 만족하는 제한 토크를 상기 외란 토크를 기반으로 판단하는 단계; 및 상기 제한 토크와 운전자의 요구 토크를 기반으로 상기 구동원이 출력할 출력 토크를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량은 탑승자에 관련된 정보를 기반으로 제한 가속도를 판단하고, 차량의 구동원 이외의 외란에 의한 외란 토크를 적어도 경사도를 기반으로 판단하며, 상기 제한 가속도를 만족하는 제한 토크를 상기 외란 토크를 기반으로 판단하여 상기 제한 토크와 운전자의 요구 토크를 기반으로 상기 구동원이 출력할 출력 토크를 판단하는 토크 연산 제어기; 및 상기 출력 토크를 기반으로 상기 구동원을 제어하는 구동원 제어기를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 자동차는 보다 효과적으로 가속도 제한 기능을 제공할 수 있다.

특히, 본 발명은 탑승자의 정보와 경사도를 고려하여 탑승자의 신체에 미치는 악영향이 최소화되도록 가속도를 제어할 수 있다.

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 일 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외란 토크 연산부 구성의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 제한 토크 연산부 구성의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제한 가속도 연산부 구성의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 연산 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 출력 형태의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모드 설정 메뉴 구성의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

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 일 실시예에서는 탑승자의 정보를 고려하여 등판로 주행 상황에서 차량의 구동력에 따른 가속도에 의한 신체 영향을 감소시키면서도 밀림 현상은 방지할 수 있는 가속도 제한 방법을 제안한다.

여기서, 탑승자의 정보는 영유아 여부, 영유아인 경우 카시트의 장착 방향을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 차량은 가속도 제한 제어가 활성화된 상태에서 운전자 요구 토크에 가속도 제한을 적용한 보정 토크를 연산하는 토크 연산 제어기(100)와, 토크 연산 제어기(100)가 연산한 보정 토크를 구동원(미도시)이 출력하도록 구동원을 제어하는 구동원 제어기(200)를 포함할 수 있다.

여기서, 구동원은 내연기관, 모터 또는 내연기관과 모터의 조합(예컨대, 하이브리드 자동차)일 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되지 아니하고 휠에 구동력을 전달할 수 있다면 어떠한 구동원이라도 제한되지 않는다.

또한, 구동원 제어기(200)는 구동원에 따라 엔진 제어기(EMS: Engine Management System), 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit) 등이 될 수 있다.

아울러, 토크 연산 제어기(100)는 구동원 제어기(200)와 물리적으로 별개의 제어기로 구현될 수도 있고, 구동원 제어기(200)의 일 기능으로 구현될 수도 있다. 별개 제어기일 경우, 토크 연산 제어기(100)는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit)나 전기차의 차량 제어기(VCU: Vehicle Control Unit)과 같이 구동원 제어기(200)의 상위 제어기 형태로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 토크 연산 제어기(100)의 구성을 설명한다.

토크 연산 제어기(100)는 제한 가속도 연산부(110), 외란 토크 연산부(120) 및 가속도 제한 토크 연산부(130)를 포함할 수 있다.

제한 가속도 연산부(110)는 경사도(θ)를 기반으로 가속도 제한 제어의 목표가 되는 제한 가속도(a_limit)를 연산할 수 있다.

외란 토크 연산부(120)는 경사도(θ)와 차속(v) 및 구동 토크(T_wheel)를 기반으로 외란 토크(

)를 연산할 수 있다. 여기서 외란 토크(

)란 구동원에서 출력되어 휠로 전달되는 구동 토크(T_wheel) 이외에 차량의 가속도에 영향을 미치는 외란에 의한 토크를 의미할 수 있다.

가속도 제한 토크 연산부(130)는 외란 토크 연산부(120)가 연산한 외란 토크(

)를 기반으로 제한 가속도 연산부(110)가 연산한 제한 가속도(a_limit) 이내로 차량의 가속도가 제한되도록 하는 제한 토크(T_limiter)를 연산할 수 있다.

토크 연산 제어기(100)는 운전자 요구 토크(T_demand)와 가속도 제한 토크 연산부(130)가 연산한 제한 토크(T_limiter) 중 작은 값을 보정 토크로 출력할 수 있다. 여기서, 보정 토크는 외란 토크 연산부(120)에 구동 토크(T_wheel)로 다시 입력될 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 토크 연산 제어기(100)의 각 구성 요소를 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외란 토크 연산부 구성의 일례를 나타낸다.

차량의 가속도를 효과적으로 제한하기 위해서는 외란 토크(

)를 연산하여야 한다. 외란 토크(

)는 크게 두 가지 방법으로 연산 될 수 있다. 첫번째는, 피드 포워드 방식으로 코스팅 시험을 통해 차속(v)에 따라 기 설정된 구름저항과 공기저항을 사용하는 방법이다. 해당 방법은 바람이나 강우 강설 등 기상의 영향이나 차량의 질량 변화, 타이어 공기압 등의 상태, 노면의 상태 등을 완벽히 반영할 수 없기 때문에 경우에 따라 부정확할 수 있다. 두번째 방법은 피드백 방식으로, 힘과 가속도 법칙(F_whl-d = ma)을 이용하여, 차량의 출력과 가속도를 통하여 실시간으로 외란을 구하는 방법이다. 여기서 가속도는 차속의 미분을 통해 구해질 수 있으며, 차량의 질량은 추정 질량(

)이 사용될 수 있다. 추정 질량(

)은 공차 중량에 일정 중량을 가산하거나, 평지에서 힘과 가속도 법칙에 따라 추정될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 피드백 방식은 차속이 0일 때, 출력과 외란이 같은 값으로 측정되기 때문에 정차 상황과 저속 상황에서 오차가 클 수 있다.

위와 같이 두가지 방법의 문제점을 해결하고자 본 실시예에 따른 외란 토크 연산부(120)는 차속에 따라 피드포워드 방식과 피드백 방식의 비율을 결정하여 합산하도록 한다.

이를 위해, 외란 토크 연산부(120)는 차속(v)에 대응되는 제1 게인(k) 값을 정의하는 맵을 구비한 제1 게인 연산부(121), 피드백 외란(

)을 연산하는 피드백 연산부(122), 피드 포워드 외란(

)을 연산하는 피드 포워드 연산부(123) 및 로우패스 필터(124)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 외란 토크 연산부(120)는 정차 중에는 제1 게인(k) 값을 0으로 설정하여 피드 포워드 외란(

)만을 사용할 수 있다. 이후 차속이 증가함에 따라 제1 게인(k) 값은 제1 게인 연산부(121)의 맵에 따라 1로 상승하면서 피드백 외란(

)의 비율이 높아질 수 있다. 즉, 제1 게인 연산부(121)의 맵은 제1 게인(k) 값이 정차시(즉, 차속 0) 0에서 출발하며, 일정 차속 이상에서 1에 도달하도록 상승하는 형태를 가질 수 있다.

이때 피드 포워드 외란(

)은 저속에서만 주요하게 사용되기 때문에 공기저항은 무시하고, 등강판 저항 및 구름저항을 고려하여 시험을 통해 경사도(θ)에 대한 맵 형태로 기 정의된 외란 값이 사용될 수 있다. 이를 통해 등판 발진시에도 적절하게 외란이 보상됨으로써 차량의 가속도가 효과적으로 제한될 수 있다.

한편, 로우패스 필터(124)는 급격한 외란 토크 변화가 가속도 제한 토크 연산부(130)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 제한 토크 연산부 구성의 일례를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 가속도 제한 토크 연산부(130)는 차량의 추정 질량(

)과 타이어 동반경(R_tire)의 곱에 제한 가속도(a_limit)를 곱하여 가속 토크를 연산할 수 있다. 가속도 제한 토크 연산부는 가속 토크를 외란 토크(

)로 보상하여 제한 가속 토크(T_limiter)를 연산할 수 있다. 외란 토크(

)로 보상을 수행하는 이유는 다음과 같다.

추정 질량(

)이 정확하고 외란이 없다면 가속 토크 출력 시 차량은 제한 가속도(a_limit)로 가속하게 될 것이다. 하지만, 실제로는 외란이 존재하며 추정 질량(

)도 실제 질량과 다를 수 있기 때문에 설정된 제한 가속도로 주행이 되기 어렵다. 이를 해결하기 위해, 외란 토크(

)로 보상을 수행하는 것이며, 그에 따라 외란이나 추정 질량(

)의 오차에 상관없이 설정된 제한 가속도(a_limit)로 차량을 주행시킬 수 있다.

가속도 제한 토크 연산부(130)가 외란이 보상된 제한 가속 토크(T_limiter)를 연산함에 따라, 토크 연산 제어기(100)는 운전자의 가속 페달 조작량, 즉, APS(Accelerator pedal Position Sensor) 값에 따른 운전자 요구토크(T_demand)와 제한 가속 토크(T_limiter)의 최소값(MIN)을 취하여 최종 보정 토크를 출력할 수 있다.

이를 통해, 운전자 요구토크(T_demand)가 설정된 제한 가속도(a_limit) 이상으로 차량을 가속시킬 경우에만 토크 제한이 이루어짐으로써, 등판로에서도 차량의 밀림 현상 없이 효과적으로 가속도를 제한할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제한 가속도 연산부 구성의 일례를 나타낸다.

실시예에 따른 제한 가속도 연산부(110)는 경사도(θ)에 따른 제한 가속도(a_limit)를 경사도(θ)에 대하여 미리 준비된(예컨대, 시험을 통해 작성) 테이블을 참조하는 형태로 판단할 수 있다. 이와 달리, 도 4에 도시된 바와 같이 제한 가속도 연산부(110)가 (θ)에 대한 영향도에 제2 게인을 통해 보상한 값과 평지에서의 영유아에 대한 가속도 영향을 고려한 제한 가속도(a_limit,flat)를 함께 이용하도록 구현될 수도 있다. 평지에서의 적절한 제한 가속도(a_limit,flat) 값은 시험에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 평지를 기준으로 한 제한 가속도(a_limit,flat)는 1 내지 3m/s²의 범위를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

구체적으로, 등판로 주행 상황에서 뒤보기 상태로 장착된 카시트에 탑승한 영유아는 차량의 가속도에 대한 영향과 함께 중력 가속도에 의한 영향(gsinθ)을 함께 받게 되므로 제한 가속도 연산부(110)는 이를 고려하여 제한 가속도를 연산할 수 있다. 예컨대, 평지에서 가속도가 영유아에게 미치는 영향을 고려하여 설정된 제한 가속도(a_limit,flat)와 경사(θ)도를 고려하여 동일한 최대 영향도로 제한할 수 있는 가속도는 "a_limit,flat - gsinθ"이다. 이때, 차량의 발진 성능과 운전자의 등판 인지감을 위하여 중력 가속도에 의한 영향에 제2 게인(k')을 곱하여 보상할 수 있다. 이때, k'는 0 내지 1 사이의 값을 가질 수 있으며, 차종별로 시험을 통해 결정될 수도 있고(예컨대, 0.2 내지 0.8), 사용자 설정 메뉴(USM: User Setting Menu) 등을 통해 사용자가 설정하도록 할 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

연산된 제한 가속도(a_limit)는 "a_limit,flat - gsinθ" 값과 뒤로 밀림 방지와 발진 성능을 위해 기 설정된 최소값(a_limit,min)에 대한 포화값(saturation, 즉, MAX)을 취함으로써 최종 결정될 수 있다. 예컨대, 기 설정된 최소값(a_limit,min)은 0.5 내지 2m/s² 사이의 값이 적절할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

지금까지 설명한 토크 연산 제어기(100)의 구성을 바탕으로 이하에서는 도 5를 참조하여 토크 연산 과정을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 연산 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 영유아 탑승시 구동원의 출력 토크 보정을 수행하는 영유아 보조 기능이 활성화되며(S510의 Yes), 카시트 장착 상태에 따른 뒤보기 설정이 선택됨과 함께(S520의 Yes), 가속도 제한 기능이 활성화되면(S530의 Yes), 제한 가속도 연산부(110)에서 제한 가속도(a_limit)가 연산될 수 있다(S550).

가속도 제한 토크 연산부(130)는 제한 가속도(a_limit)와 외란 토크 연산부(120)가 연산한 외란 토크(

)를 기반으로 제한 가속 토크(T_limiter)를 연산할 수 있다(S560).

토크 연산 제어기(100)에서는 운전자 요구토크(T_demand)와 제한 가속 토크(T_limiter) 중 작은 값을 출력하므로, 운전자 요구토크(T_demand)가 큰 경우(S570의 Yes) 제한 가속 토크(T_limiter)가 구동원 제어기(200)로 최종 출력될 수 있다(S580). 이와 달리, 운전자 요구토크(T_demand)가 제한 가속 토크(T_limiter)보다 크지 않은 경우 운전자 요구 토크(T_demand)가 최종 출력될 수 있다(S590).

한편, 영유아 보조 기능이 활성화되지 않은 경우(S510의 No) 또는 영유아 보조 기능은 활성화되나(S510의 Yes), 뒤보기 설정이 아닌 경우(S520의 No), 운전자 요구 토크(T_demand)가 바로 구동원의 출력 토크가 될 수 있다(S590).

또한, 영유아 보조 기능과 뒤보기 설정이 적용되나(S510의 Yes & S520의 Yes), 가속도 제한 기능이 활성화되지 않은 경우(S530의 No), 뒤보기 기반 요구토크 스케일링이 수행될 수 있다(S540). 뒤보기 기반 요구 토크 스케일링이 수행되는 구체적인 형태는 도 6을 참조하여 후술한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 출력 형태의 일례를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 뒤보기 기반 요구토크 스케일링은 APS 값 증가분 대비 구동원의 출력 토크 증가분이 일반 제어 대비 일정 APS 구간 동안 낮추는 형태의 제어를 의미할 수 있다. 이때, 영유아 보호를 위해 강판시 대비 등판시에 더욱 큰 폭으로 스케일링이 수행될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 가속도 제한 기능이 적용될 경우, 강판시에는 평지를 기준으로 한 제한 가속도(a_limit,flat)가 그대로 적용될 수 있으나, 등판시에는 gsinθ만큼 제한 가속도가 더 낮아질 수 있다.

이와 같이 APS 스케일 보정 대신 가속도 제한 기능이 적용될 경우, 가속도를 제한함으로써 차량 밀림 현상 및 운전자의 과도한 APS 조작이 방지되어 영유아의 효과적인 보호가 가능하다.

한편, 전술한 실시예들에서 영유아 보조 기능, 카시트 방향 설정, 제한 가속도의 보정 정도 등은 소정의 메뉴 조작을 통해 사용자에 의해 설정 및 변경이 가능하다. 이를 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모드 설정 메뉴 구성의 일례를 나타낸다.

도 7의 상단을 먼저 참조하면, AVN(Audio/Video/Navigation) 시스템의 디스플레이(710)에 사용자 설정 메뉴(USM)가 호출된 형태가 도시된다. 해당 메뉴 좌측에서 영유아 운전 모드(711)가 선택되면, 중앙에 하위 메뉴로 가속도 제한 기능(712)이 선택될 수 있다. 가속도 제한 기능(712)이 선택되면 우측에 그 하위 메뉴로 가속도 제한의 정도(713)가 선택될 수 있다. 여기서, 가속도 제한의 정도(713)는 전술한 제한 가속도의 최소값(a_limit,min)이나 제2 게인(k') 값 등의 변경을 통해 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

영유아 운전 모드(711) 설정에 따라, 도 7의 하단과 같이 클러스터(720) 등의 출력 수단을 통해 해당 모드가 활성화됨을 나타내는 정보가 표시될 수 있다.

이하에서는 도 8 내지 도 12를 참조하여 도 1과 상이한 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 토크 연산 제어기들의 다양한 변형례들을 설명한다. 도 8 내지 도 12에 도시된 각 토크 연산 제어기들은 제한 가속도를 구하는 방식만 상이하므로, 도 1 대비 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기(100-1)의 제한 가속도 연산부(110-1)는 카시트 각도를 입력값으로 가질 수 있다. 실내에서 동일한 위치에 장착되더라도 카시트의 각도가 서 있는 경우 영유아가 차량 가속도로 인해 받는 영향성이 더 크므로, 카시트의 각도에 비례하여 가속도 제한이 증가하도록 제한 가속도 연산부(110-1)가 구성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기(100-2)의 제한 가속도 연산부(110-2)는 영유아 정보를 입력값으로 가질 수 있다. 여기서 영유아 정보란 영유아의 월령, 체중, 키 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

9개월 영아는 평균적으로 머리의 무게가 몸 전체의 무게 중 25%를 차지하나, 성인 여성의 경우 단 6%를 차지한다. 이와 같이 영유아는 월령에 증가에 따라 머리의 무게비가 감소하고, 목뼈도 월령 증가에 따라 단단해지므로 가속도에 의한 영향성은 영유아의 월령이 낮을수록 크다고 볼 수 있다. 따라서, 제한 가속도 연산부(110-2)는 영유아의 개월수와 몸무게 키 등의 정보를 입력받아 해당 값들이 작을수록 가속도 보정을 강화할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기(100-3)의 제한 가속도 연산부(110-3)는 주행거리 적산계(Odo Meter)의 주행 거리 정보를 입력값으로 가질 수 있다.

차량 제작 후 각 부품들이 자리를 잡고, 접동부분을 서로 원할하게 하기 위한 일정 운행 기간이 필요하다. 따라서 초기 운행은 차량의 수명과 성능을 좌우하며 신차의 길들이기는 꼭 필요하다. 매뉴얼 상 신차 길들이기를 하기 위해서 첫 1000km 까지 급가속, 급감속을 지양하고 엔진 회전수를 2000~4000rpm에서 운행하도록 권고하고 있다. 높은 회전수를 사용하지 않는 것과 더불어, 부드럽게 회전수를 올리고 내려야 하며 고정된 rpm만을 유지하기보다 전 영역을 골고루 사용해 주는 것이 좋다. 운행거리에 따라 제한 가속도를 설정함으로써 길들이기(Break-in) 모드에 활용할 수 있다. 예컨대, 제한 가속도 연산부(110-3)는 운행거리가 짧을수록 가속도 보정을 강화 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기(100-4)의 제한 가속도 연산부(110-4)는 차속(v)을 입력값으로 가질 수 있다.

초보 운전이나 신차를 구입한 경우 가속 페달이 적응될 때까지 부적절한 조작으로 기대 이상의 발진감을 느낄 수 있다. 이를 예방하기 위해 운전자가 수동 설정한 값 혹은 차량 제작사가 기 설정한 값을 기준으로 차량의 속도에 따라 가속도를 제한할 수 있다. 예컨대, 제한 가속도 연산부(110-4)는 차량의 속도가 느릴수록 가속도 보정을 강화 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기 구성의 일례를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 토크 연산 제어기(100-5)의 제한 가속도 연산부(110-5)는 ADAS(Advanced Driver Assistance System), 예컨대 스마트 크루즈 컨트롤 센서 정보에 포함된 전방차량과의 상대속도 및 거리를 입력값으로 가질 수 있다.

예컨대, 제한 가속도 연산부(110-5)는 적색등에서 정차 후 녹색등으로 바뀌면서 전방차량이 출발하고 난 후 전방 차량과의 거리가 먼 경우 원활한 교통 상황을 위해 가속도 제한 보정을 감소시킬 수 있다. 반대로 제한 가속도 연산부(110-5)는 전방차량과의 거리가 가까운 경우 가속도 제한 보정을 증가시킬 수 있다.

또 다른 예로, 제한 가속도 연산부 없이 고정된 가속도 제한 값을 적용할 수도 있다. 예컨대, 렌트카와 같이 불특정 다수에 공유되는 차량의 경우 운전자가 차를 소유하지 않기 때문에 급가속 등 차량을 거칠게 다루는 경우가 많아 이로 인한 차량의 성능 저하가 문제된다. 이러한 차량의 경우 제한 가속도를 설정함으로써 차량의 수명을 증가시킬 수 있다. 제한 가속도는 공유 차량을 운용하는 주체에서 직접 설정하거나 차량 제작사가 권장한 값을 사용할 수 있다.

한편, 지금까지 설명한 실시예들에 따른 가속도 제한 제어 방법은, 상황에 따라 일시적으로 비활성화될 수도 있다. 예컨대, 비상등 점등, 방향지시등 점등, 사각지대 경고 출력, 충격감지, 스포츠 모드 작동 상황 등은 비상 상황, 추월 상황, 높은 구동력이 요구되는 상황 등에 해당하므로, 가속도 제한이 비활성화될 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

탑승자에 관련된 정보를 기반으로 제한 가속도를 판단하는 단계;
차량의 구동원 이외의 외란에 의한 외란 토크를 적어도 경사도를 기반으로 판단하는 단계;
상기 제한 가속도를 만족하는 제한 토크를 상기 외란 토크를 기반으로 판단하는 단계; 및
상기 제한 토크와 운전자의 요구 토크를 기반으로 상기 구동원이 출력할 출력 토크를 판단하는 단계를 포함하는, 가속도 제한 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제한 가속도를 판단하는 단계는,
상기 차량에 카시트가 뒤보기로 장착된 경우를 수행 조건으로 포함하는, 가속도 제한 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 외란 토크를 판단하는 단계는,
상기 출력 토크와 차속을 기반으로 피드백 외란 토크를 구하는 단계;
상기 경사도를 기반으로 피드 포워드 외란 토크를 구하는 단계; 및
상기 피드백 외란 토크 및 상기 피드백 외란 토크를 기반으로 상기 외란 토크를 판단하는 단계를 포함하는, 가속도 제한 제어 방법.
제3 항에 있어서,
상기 피드백 외란 토크 및 상기 피드백 외란 토크를 기반으로 상기 외란 토크를 판단하는 단계는,
차속에 따라 결정되는 제1 게인을 상기 피드백 외란 토크에 곱하는 단계; 및
1에서 상기 제1 게인을 차감한 값을 상기 피드 포워드 외란 토크에 곱하는 단계를 포함하는, 가속도 제한 제어 방법.
제4 항에 있어서,
상기 제1 게인은,
0 내지 1 사이의 값을 가지되, 정차시 0으로 결정되고 일정 차속 이상에서 1로 결정되는, 가속도 제한 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 경사도는 등판에 해당하는, 가속도 제한 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제한 가속도를 판단하는 단계는,
기 설정된 제1 제한 가속도에서 상기 경사도에 따른 가속도를 차감한 값과 기 설정된 최소 제한 가속도인 제2 제한 가속도를 기반으로 수행되는, 가속도 제한 제어 방법.
제7 항에 있어서,
상기 경사도에 따른 가속도는,
상기 제1 제한 가속도에서 차감되기 전에 기 설정된 제2 게인값이 적용되는, 가속도 제한 제어 방법.
제7 항에 있어서,
상기 제1 제한 가속도는,
평지를 기준으로 영유아에 대한 신체 영향도를 기반으로 설정된, 가속도 제한 제어 방법.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 가속도 제한 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
탑승자에 관련된 정보를 기반으로 제한 가속도를 판단하고, 차량의 구동원 이외의 외란에 의한 외란 토크를 적어도 경사도를 기반으로 판단하며, 상기 제한 가속도를 만족하는 제한 토크를 상기 외란 토크를 기반으로 판단하여 상기 제한 토크와 운전자의 요구 토크를 기반으로 상기 구동원이 출력할 출력 토크를 판단하는 토크 연산 제어기; 및
상기 출력 토크를 기반으로 상기 구동원을 제어하는 구동원 제어기를 포함하는, 차량.
제11 항에 있어서,
상기 토크 연산 제어기는,
상기 차량에 카시트가 뒤보기로 장착된 경우를 상기 제한 가속도의 판단 수행 조건으로 포함하는, 차량.
제11 항에 있어서,
상기 토크 연산 제어기는,
상기 출력 토크와 차속을 기반으로 피드백 외란 토크를 구하고,
상기 경사도를 기반으로 피드 포워드 외란 토크를 구하며,
상기 피드백 외란 토크 및 상기 피드백 외란 토크를 기반으로 상기 외란 토크를 판단하는, 차량.
제13 항에 있어서,
상기 토크 연산 제어기는,
차속에 따라 결정되는 제1 게인을 상기 피드백 외란 토크에 곱한 값과 1에서 상기 제1 게인을 차감한 값을 상기 피드 포워드 외란 토크에 곱한 값을 기반으로 상기 외란 토크를 판단하는, 차량.
제14 항에 있어서,
상기 제1 게인은,
0 내지 1 사이의 값을 가지되, 정차시 0으로 결정되고 일정 차속 이상에서 1로 결정되는, 차량.
제11 항에 있어서,
상기 경사도는 등판에 해당하는, 차량.
제11 항에 있어서,
상기 토크 연산 제어기는,
기 설정된 제1 제한 가속도에서 상기 경사도에 따른 가속도를 차감한 값과 기 설정된 최소 제한 가속도인 제2 제한 가속도를 기반으로 상기 제한 가속도를 판단하는, 차량.
제17 항에 있어서,
상기 경사도에 따른 가속도는,
상기 제1 제한 가속도에서 차감되기 전에 기 설정된 제2 게인값이 적용되는, 차량.
제17 항에 있어서,
상기 제1 제한 가속도는,
평지를 기준으로 영유아에 대한 신체 영향도를 기반으로 설정된, 차량.