KR102681233B1 - 전기 자동차 급발진 방지시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 자동차 급발진 방지시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 자동차의 급발진을 신속하고 효과적으로 제어함으로써, 사고 발생의 위험을 최소화할 수 있는 전기 자동차 급발진 방지시스템에 관한 것이다.

Description

전기 자동차 급발진 방지시스템{Electric vehicle sudden acceleration prevention system}

본 발명은 전기 자동차 급발진 방지시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기 자동차의 급발진을 신속하고 효과적으로 제어함으로써, 사고 발생의 위험을 최소화할 수 있는 전기 자동차 급발진 방지시스템에 관한 것이다.

최근 국내외에서 운전자의 의도와는 상관 없이 자동차가 이상 거동을 하는 자동차의 급발진, 즉 급가속 사고가 빈번하게 발생되어 운전자나 탑승자는 물론이고, 경제적이나 사회적, 심리적으로 막대한 피해를 주고 있다.

이렇게 발생하는 자동차의 급발진 원인은, 운전자의 조작 미숙이나 자동차의 전기적 시스템의 오류나, 전자파나 알려지지 않은 기타 외부적인 환경 영향 때문으로 구분해 볼 수 있다.

이러한 급발진을 방지하기 위하여, 종래에는 각종 전자적인 제어 방법으로 급발진 발생시 엔진을 제어하고자 하였으나, 이러한 종래의 방식은 자동차 주위에서 강한 전자파가 발생되거나 자동차의 제어 장치의 오동작인 경우에는 제대로 작동할 수 없었다.

또한, 종래의 전기 자동차 급발진 방지 기술은 주로 다음과 같은 방식으로 이루어질 수도 있을 것이다.

차량의 가속 페달이나 스티어링 휠의 이상적인 작동 범위를 설정하고, 이 범위를 벗어나는 작동이 감지되면 급발진으로 판단하여 제어하는 방식, 차량의 속도나 가속도, 제동력 등을 감시하여 급발진으로 판단되는 조건이 발생하면 제어하는 방식, 차량의 전자 시스템에 이상이 발생하여 급발진이 우려되는 경우 이를 감지하여 제어하는 방식 등의 기술을 제공할 수도 있겠지만, 이는 급발진이 발생하기 전에 이상을 감지하거나, 급발진이 발생한 후에도 제어를 위해 일정 시간이 소요될 수 있어 운전자가 즉시 급발진을 제어할 수 없는 문제점은 여전히 존재할 수 밖에 없었다.

따라서, 운전자가 즉시 급발진을 제어할 수 있는 새로운 스타일의 기술을 본 발명을 통해 제안하고자 한다.

(선행문헌 1) 대한민국등록특허공보 제10-1487473호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 전기 자동차의 급발진을 신속하고 효과적으로 제어함으로써, 사고 발생의 위험을 최소화하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 응급제어버튼의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전 프로토콜을 적용하고자 하며, 전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 재동작을 허용하도록 하여 사고 발생의 위험을 더욱 줄일 수 있도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템은,

전기 자동차의 급발진을 제어하기 위하여 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치 구성되는 응급제어버튼(100)와,

상기 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터 전기 자동차의 구동 모터(10)로 제공되는 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 구동모터전력차단부(200)와,

전기 자동차의 급발진을 제어하는 동안에 조향장치(30), 브레이크 장치(40), 차량 전자시스템(ECU, 50)의 필수 장치의 정상 작동을 유지시키기 위한 필수전기시스템유지부(300)와,

상기 응급제어버튼(100)의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전프로토콜부(400)와,

전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 전기 자동차의 재동작을 허용하기 위한 재동작허용부(500)를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명인 전기 자동차 급발진 방지시스템은, 다음과 같은 효과의 현저성을 제공하게 된다.

첫째, 신속한 급발진 제어 효과로서, 운전자가 응급제어버튼을 누르는 것으로 즉시 급발진을 제어할 수 있게 됨으로써, 급발진이 발생하기 전에 이상을 감지하거나, 급발진이 발생한 후에도 제어를 위해 일정 시간이 소요될 수 있는 문제점을 개선할 수 있으므로 사고 발생의 위험을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

둘째, 고도의 안전성 효과로서, 응급제어버튼의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전 프로토콜을 적용하고 있으며, 전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 재동작을 허용하도록 함으로써, 사고 발생의 위험을 더욱 줄일 수 있다.

세째, 편리한 사용성으로서, 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 응급제어버튼을 설치함으로써, 운전자가 급발진 상황에서 신속하게 응급 조치를 취할 수 있다.

상기한 효과들로 인해, 본 발명은 전기 자동차의 급발진 방지 시스템의 성능과 안전성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 전체 개념 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 구동모터전력차단부(200) 개념 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 안전프로토콜부(400) 개념 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 재동작허용부(500) 개념 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 운전자와 차량의 상호 작용을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 동작에 의해 급발진이 멈추게 되는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 동작에 의해 브레이크를 밟아도 급발진하면 속도를 보고 자동으로 자동차를 멈추게 하는 개념도이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.

또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템은,

전기 자동차의 급발진을 제어하기 위하여 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치 구성되는 응급제어버튼(100)와,

상기 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터 전기 자동차의 구동 모터(10)로 제공되는 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 구동모터전력차단부(200)와,

전기 자동차의 급발진을 제어하는 동안에 조향장치(30), 브레이크 장치(40), 차량 전자시스템(ECU, 50)의 필수 장치의 정상 작동을 유지시키기 위한 필수전기시스템유지부(300)와,

상기 응급제어버튼(100)의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전프로토콜부(400)와,

전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 전기 자동차의 재동작을 허용하기 위한 재동작허용부(500)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 구동모터전력차단부(200)는,

구동모터(10)로의 전력 공급 경로 상에 형성되어 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터의 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 전력차단스위치모듈(210);

응급제어버튼의 응급 제어 버튼 신호를 획득할 경우에 활성화 신호를 생성하여 전력차단스위치모듈로 제공하기 위한 차량전자시스템제어모듈(220);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 부가적인 양상에 따라, 상기 구동모터전력차단부(200)는,

차량 전자시스템(ECU, 50)에 의해 활성화 신호를 생성하지 못할 경우에 동작되어 자동적으로 활성화 신호를 생성하여 전력차단스위치모듈로 제공하기 위한 차량전자시스템중복제어모듈(230);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 안전프로토콜부(400)는,

응급제어버튼이 일정 시간 동안 지속적으로 눌러져 있는 지를 판단하여 일정 시간 동안 지속 눌림이 존재할 경우에 활성화되도록 하기 위한 지연활성화메커니즘모듈(410);

응급제어버튼이 활성화되기 전에 시각 및 청각 경고를 제공하여 운전자에게 의도치 않은 활성화를 경고하기 위한 경고모듈(420);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 부가적인 양상에 따라, 상기 안전프로토콜부(400)는,

응급제어버튼을 누른 후, 활성화되기 전에 추가적인 확인 절차를 수행하기 위한 이중확인메커니즘모듈(430);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 재동작허용부(500)는,

전기 자동차의 속도를 모니터링하는 센서로부터 속도 정보를 획득하여 일정 시간 동안 설정 속도를 유지하는지를 판단하기 위한 속도확인모듈(510);

상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 차량 전자시스템(ECU, 50)의 잠금 해제를 수행하기 위한 잠금해제프로토콜모듈(520);

상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 운전자에게 전기 자동차 재동작이 가능함을 알리는 시각적 및 청각적 신호를 제공하기 위한 재동작알림모듈(530);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 부가적인 양상에 따라, 상기 재동작허용부(500)는,

전력공급장치(20)의 전력 공급을 수동으로 재설정하여 재시작할 수 있도록 수동 재시작 절차 정보를 제공하기 위한 수동재시작절차모듈(540);

전기 자동차 재동작 전에 차량의 주요 시스템을 자동으로 점검하기 위한 차량진단점검모듈(550);

전기 자동차 재동작 전에 응급제어버튼(100)을 자동으로 리셋시켜 다음 사용을 준비하기 위한 리셋처리모듈(560);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 전기 자동차 급발진 방지시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 급발진 방지시스템의 전체 개념 블록도이다.

도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명인 전기 자동차 급발진 방지시스템은,

전기 자동차의 급발진을 제어하기 위하여 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치 구성되는 응급제어버튼(100)와,

상기 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터 전기 자동차의 구동 모터(10)로 제공되는 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 구동모터전력차단부(200)와,

전기 자동차의 급발진을 제어하는 동안에 조향장치(30), 브레이크 장치(40), 차량 전자시스템(ECU, 50)의 필수 장치의 정상 작동을 유지시키기 위한 필수전기시스템유지부(300)와,

상기 응급제어버튼(100)의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전프로토콜부(400)와,

전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 전기 자동차의 재동작을 허용하기 위한 재동작허용부(500)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 전기 자동차에서 급발진은 심각한 안전 문제를 야기할 수 있는데, 기존의 차량들은 급발진 시 엔진의 연료 공급을 차단하는 방식으로 대응했지만, 전기 자동차는 전기 모터를 사용하기 때문에 다른 접근 방식이 필요하다.

문제 해결 방법으로서, 전기 구동모터의 전력 공급을 신속하게 차단하면서도 전기가 차량의 다른 시스템에는 계속 공급되도록 하는 기본 구성수단을 도출하고, 이를 통해 급발진 상황에서 차량을 안전하게 정지시킬 수 있는 구성을 가져야 한다.

시스템 구성에 대하여 예를 들어 설명하면, 감지 장치는 급발진을 감지하는 센서가 포함되어 있어야 하며, 이는 차량의 속도, 가속 페달의 위치, 브레이크 상태 등 다양한 요소를 모니터링한다.

제어 유닛은 감지된 정보를 기반으로 급발진 상황을 판단하고, 필요 시 모터의 전력 공급을 차단한다.

안전 유닛은 전력이 차단된 후에도 조향, 브레이크, 차량의 전자 시스템이 정상적으로 작동할 수 있도록 한다.

주의사항으로서, 안전성의 경우, 급발진 방지 기능이 차량의 다른 부분에 부정적인 영향을 주지 않도록 설계해야 하고, 신뢰성의 경우, 시스템은 다양한 환경과 조건에서도 정확하게 작동해야 한다.

그리고, 사용자 인터페이스의 경우, 운전자가 이 시스템의 작동 상태를 쉽게 파악하고 필요시 조작할 수 있도록 해야 한다.

따라서, 상기 시스템은 전기차의 안전을 크게 향상시킬 수 있는 중요한 기술로, 전기차 시장에서의 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있을 것이다.

한편, 전기 자동차의 작동 순서 및 단계는 복잡한 전기 및 기계 시스템을 통해 이루어지는데, 전원에서 바퀴까지의 과정은 다음과 같이 상세하게 설명될 수 있다.

전원 공급 시작은 사용자가 전기자동차를 시작하면, 고전압 배터리 팩에서 전기가 흐르기 시작하고, 이 배터리 팩은 일반적으로 리튬 이온 배터리로 구성되어 있으며, 차량의 주요 전원을 제공한다.

배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리에서 생성되는 전기를 효율적으로 관리하는 시스템으로 배터리의 충전 상태, 온도, 전압 등을 모니터링하여 안전하고 효율적인 작동을 보장한다.

인버터는 배터리에서 생성된 직류(DC) 전기를 교류(AC) 전기로 변환되는데, 대부분의 전기 모터는 AC 전류를 사용하기 때문에 이 변환 과정이 필수적이다.

전기 모터의 경우, 인버터에 의해 변환된 AC 전류는 전기 모터로 전달되고, 모터는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 바퀴를 구동한다.

일반적으로 사용되는 전기 모터에는 유도 모터, 영구 자석 동기 모터(PMSM), 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM) 등이 있다.

속도 및 토크 제어는 운전자가 가속 페달을 조작할 때 발생하는데, 차량의 제어 시스템은 모터에 공급되는 전류의 양을 조절하여 속도와 토크를 제어하여 운전자가 원하는 가속도와 속도를 얻을 수 있도록 한다.

전달 메커니즘은 모터로부터 생성된 회전력이 기어 박스를 통해 바퀴로 전달된다.

특히, 전기 자동차는 전통적인 내연기관 차량과 달리 단일 고정 기어비를 사용하는 경우가 많다.

차량 제어 및 안전 시스템은 차량의 각종 센서 및 제어 기술을 활용하여 주행 안전, 효율성, 안정성을 유지한다.

이러한 시스템에는 ABS, 트랙션 컨트롤, 전자식 안정성 프로그램(ESP) 등이 포함된다.

회생 제동 시스템은 전기 자동차가 회생 제동을 사용하여 제동 시 발생하는 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 재충전하는데, 이는 전체적인 에너지 효율을 향상시키는 중요한 기능이다.

바퀴는 최종적으로 전기 구공 모터에서 전달된 회전력을 도로로 전달하여 차량이 전진하거나 후진한다.

이때, 전기차에서 급발진이 발생되는 문제의 원인은 다음과 같은 여러 요소에서 발생할 수 있다.

첫째, 가속 페달 센서 오류로 가속 페달에 부착된 센서는 운전자의 페달 조작에 따라 전기 모터로 전달되는 전력을 조절하는데, 이 센서에 오류가 발생하면, 잘못된 신호가 전송되어 모터가 과도하게 가속할 수 있다.

둘째, 모터 제어 시스템 결함으로 전기 모터를 제어하는 전자 제어 장치(ECU)에 문제가 발생하면, 잘못된 가속 명령이 모터에 전달될 수 있다.

이는 소프트웨어 버그 또는 하드웨어 결함으로 인해 발생할 수 있는 것이다.

셋째, 배터리 관리 시스템(BMS) 오류는 BMS가 배터리로부터 모터로 가는 전력을 관리하는데, 이 시스템의 오류로 인해 예상치 못한 방식으로 전력이 모터에 공급될 수 있으며, 이는 급발진으로 이어질 수 있다.

넷째, 인버터 또는 전력 전달 시스템의 문제로 인버터는 배터리의 직류 전력을 모터가 사용할 수 있는 교류 전력으로 변환한다.

인버터 또는 관련 전력 전달 시스템에 문제가 생기면, 모터가 예상치 못한 방식으로 작동할 수 있다.

다섯째, 소프트웨어 오류로 전기 자동차의 다양한 시스템은 복잡한 소프트웨어에 의해 제어되므로 이 소프트웨어에 버그가 있으면, 차량의 동작에 예측 불가능한 결과를 초래할 수 있다.

여섯째, 기계적 결함으로 기어 박스나 기타 전달 메커니즘이 손상되거나 잘못 조립되었을 경우, 예상치 못한 차량 가속이 발생할 수 있다.

일곱째, 외부 간섭의 경우로 외부 전자기 간섭이 차량의 전자 시스템에 영향을 줄 수 있으며, 이는 차량의 예측 불가능한 행동으로 이어질 수 있는 매우 드문경우이다.

한편, 본 발명 시스템의 목적은 급발진 상황에서 운전자가 즉각적으로 차량의 모터를 제어하여 차량을 안전하게 정지시키는 것이므로 이 시스템은 다음과 같은 방식으로 구성될 수 있다.

즉, 응급제어버튼(100), 구동모터전력차단부(200), 필수전기시스템유지부(300), 안전프로토콜부(400), 재동작허용부(500)를 포함하여 구성되는 것이다.

구체적으로 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 응급제어버튼(100)은 전기 자동차의 급발진을 제어하기 위하여 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치 구성되는 것이다.

예를 들어, 전기 자동차 내에 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 응급 제어 버튼을 설치하는 것이며, 이 버튼은 운전자가 급발진을 감지했을 때 즉시 누를 수 있어야 한다.

즉, 응급제어버튼은 운전대 옆 또는 중앙 콘솔에 설치될 수 있으며, 응급제어버튼은 물리적 압력 또는 터치 기반 인터페이스일 수 있다.

다른 형태로서, 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치된 응급제어버튼을 구성하며, 상기 응급제어버튼은 운전석 내부의 명확하게 식별 가능하고 운전 중에도 신속하게 접근할 수 있는 위치에 배치되어 있으며, 운전대 옆, 중앙 콘솔, 기어 시프트 근처, 또는 대시보드의 눈에 잘 띄는 곳에 위치할 수 있고, 상기 응급 제어 버튼은 물리적 압력 버튼, 터치식 버튼, 또는 비상 상황에서 신속하게 작동될 수 있는 다른 형태의 사용자 인터페이스를 포함하게 된다.

또한, 본 발명의 시스템은 차량의 중앙 처리 장치와 연동되어, 급발진 감지 시 자동으로 활성화되는 기능을 추가할 수 있다.

결론적으로, 본 발명은 전기 자동차의 안전성을 높이고, 급발진 상황에서 운전자가 빠르고 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 혁신적인 시스템을 제공하기에 이 시스템은 전기차의 안전 기술 발전에 중요한 기여를 할 것으로 예상된다.

한편, 부가적인 양상에 따라, 상기 응급제어버튼이 동작할 경우에, 본 발명 시스템은 비상 깜박이가 점등되도록 전원을 공급하고, 비상 깜박이가 점등되어 점멸 동작을 수행하도록 할 수 있다.

이를 통해, 다른 차량이나 보행자에게 차량의 비상 상황을 신속하고 효과적으로 알릴 수 있게 되어 다른 차량이나 보행자는 차량의 비상 상황을 신속하게 인지하고, 사고를 예방할 수 있다.

즉, 다른 차량이나 보행자가 차량의 비상 상황을 인지하면, 차량을 피하거나 거리를 두는 등의 조치를 취할 수 있기 때문에 사고를 예방하고 피해를 최소화할 수 있게 된다.

따라서, 응급제어버튼이 동작할 경우에 차량의 비상깜박이가 동작하기에 전기 자동차의 안전성을 향상시키는 효과가 현저하다고 할 수 있다.

그리고, 상기 구동모터전력차단부(200)는 상기 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터 전기 자동차의 구동 모터(10)로 제공되는 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 기능을 수행하게 된다.

모터 전력 차단 메커니즘은 전기자동차의 구동 모터로 가는 전력 공급을 즉시 차단하는 기능을 담당하는데, 이 메커니즘은 다음과 같은 주요 구성 요소와 작동 원리를 가지고 있다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 구동모터전력차단부(200)는,

구동모터(10)로의 전력 공급 경로 상에 형성되어 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터의 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 전력차단스위치모듈(210);

응급제어버튼의 응급 제어 버튼 신호를 획득할 경우에 활성화 신호를 생성하여 전력차단스위치모듈로 제공하기 위한 차량전자시스템제어모듈(220);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

전력차단스위치모듈(210)은 전기 구동 모터로의 전력 공급 경로에 설치되며, 응급제어버튼이 활성화되면, 이 스위치는 즉시 전력 공급을 차단한다.

즉, 응급제어버튼을 누르면 전기 자동차의 구동 모터로 가는 전력 공급이 즉시 차단되게 되며, 이를 통해 차량의 급가속이 중단되고 차량이 점차 정지하게 된다.

또한, 다른 실시예로서, 전자 제어 유닛(ECU)은 응급 제어 버튼의 신호를 받아 전력 차단 스위치를 제어할 수 있도록 구성되며, 이 유닛은 버튼 신호를 신속하게 처리하여 즉각적인 반응을 보장한다.

안전 로직의 경우, 차량의 안전을 위해 여러 중복된 안전 로직을 포함하는데, 예를 들어, 실수로 발생할 수 있는 오작동을 방지하기 위해 응급 제어 버튼은 연속적으로 눌려야 활성화되는 등의 안전 조치가 포함된다.

백업 시스템의 경우, 전력 차단 후에도 차량의 필수 전기 시스템(조향, 브레이크, 조명 등)이 정상적으로 작동할 수 있도록, 별도의 백업 전원 시스템이 마련될 수 있다.

만일 위의 전자 제어 유닛(ECU)의 오류에 의하여 급발진이 일어나고 모터 전력 차단 메커니즘이 동작할 수 없다고 가정하면 이에 대처하기 위해 다음과 같은 추가적인 안전 조치를 고려할 수 있다.

즉, 차량 전자시스템(ECU, 50)에 의해 활성화 신호를 생성하지 못할 경우에 동작되어 자동적으로 활성화 신호를 생성하여 전력차단스위치모듈로 제공하기 위한 차량전자시스템중복제어모듈(230);을 더 포함하여 구성할 수 있다.

이를 중복된 제어 시스템(Redundant Control System)이라 정의할 수 있으며, 전기 자동차에는 기본 ECU와 별도로 중복된 제어 시스템을 설치하고, 이 시스템은 주 ECU의 기능에 문제가 생겼을 때 자동으로 활성화되며, 급발진을 감지하고 모터 전력을 차단할 수 있다.

또한, 다른 실시예로서, 운전자가 직접 작동할 수 있는 수동전력차단스위치와,

브레이크 시스템과 연동하여 브레이크 페달의 지속적인 작동을 통해 구동 모터의 전력을 차단할 수 있는 브레이크연동전력차단스위치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 수동전력차단스위치(Manual Power Cut-Off Switch)의 경우, 전기 자동차 내에 수동으로 작동하는 전력 차단 스위치를 설치하는데, 이는 응급 상황에서 운전자가 직접 차량의 전기 시스템을 차단할 수 있도록 하는 비상 조치이다.

또한, 브레이크연동전력차단스위치를 구성할 수 있는데, 이는 브레이크 시스템과 연동하여 브레이크 페달의 지속적인 작동을 통해 구동 모터의 전력을 차단할 수 있게 된다.

예를 들어, 차량의 브레이크 시스템을 ECU와 독립적으로 설계하여, ECU에 문제가 발생해도 브레이크 시스템이 정상 작동하도록 한다.

또한, 브레이크 페달을 일정 시간 이상 계속 밟고 있을 경우, 자동으로 모터의 전력을 차단하는 기능을 추가할 수 있다.

또한, 또 다른 실시예로서, 속도 제한 시스템(Speed Limiter)과 비상 통신 시스템(Emergency Communication System)을 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 속도 제한 시스템(Speed Limiter)은 차량에 최고 속도 제한 기능을 설정하여, 특정 속도 이상으로 차량이 가속되는 것을 방지하는데, 이는 급발진 시 차량의 속도 증가를 제한하는 데 도움이 될 수 있다.

상기 비상 통신 시스템(Emergency Communication System)은 차량에 비상 상황을 감지하고, 외부 구조 기관에 자동으로 알리는 통신 시스템을 설치한다.

이를 통해 급발진과 같은 응급 상황에서 신속한 대응이 가능하게 한다.

이에 대한 구성을 다시 설명하면 하기와 같다.

전기 자동차의 급발진을 제어하는 시스템에 있어서,

운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치된 응급 제어 버튼을 포함하며,

상기 응급 제어 버튼이 활성화될 경우, 전기자동차의 구동 모터로 가는 전력 공급을 즉시 차단하는 모터 전력 차단 메커니즘을 포함하고,

상기 모터 전력 차단 메커니즘은 전력 차단 스위치, 전자 제어 유닛(ECU), 안전 로직 및 백업 시스템을 포함하여 구성되며,

상기 전자 제어 유닛(ECU)의 오류 발생 시, 급발진을 제어하기 위해 독립적으로 작동하는 중복된 제어 시스템을 포함하며,

운전자가 직접 작동할 수 있는 수동 전력 차단 스위치를 포함하며,

브레이크 시스템과 연동하여, 브레이크 페달의 지속적인 작동을 통해 모터의 전력을 차단할 수 있는 기능을 포함하고,

차량의 급발진 제어 동안 조향, 브레이크, 차량 내부의 전자 시스템 등 필수 전기 시스템의 정상 작동을 유지하는 기능을 포함하며,

상기 응급 제어 버튼에 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전 프로토콜을 포함하고,

차량이 안전하게 정지한 후에만 차량의 재시작을 허용하는 시스템 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량의 급발진 제어 동안 조향, 브레이크, 차량 내부의 전자 시스템 등 필수 전기 시스템의 정상 작동을 유지하는 기능, 응급 제어 버튼에 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전 프로토콜을 포함하는 것, 차량이 안전하게 정지한 후에만 차량의 재시작을 허용하는 시스템 구성은 하기에서 구체적으로 설명하도록 한다.

또한, 차량 전자시스템(ECU, 50)에 의해 활성화 신호를 생성하지 못할 경우에 동작되어 자동적으로 활성화 신호를 생성하여 전력차단스위치모듈로 제공하기 위한 차량전자시스템중복제어모듈(230)에 대한 구성에 대하여 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

독립적인 제어 유닛(Secondary Control Unit)의 경우, 이 유닛은 주 ECU와는 별도로 작동하며, 주 ECU의 기능이 실패했을 때 차량 제어를 인계받는다.

이는 급발진을 감지하고, 필요한 경우 구동 모터의 전력을 차단할 수 있는 자체적인 로직과 센서를 포함한다.

센서 네트워크의 경우, 차량의 속도, 가속 페달의 위치, 브레이크 상태 등을 모니터링하는 다양한 센서가 포함된다.

이 센서들은 중복된 제어 유닛으로 데이터를 전송하며, 급발진의 조기 감지에 도움을 준다.

모터 전력 차단 메커니즘의 경우, 중복된 제어 유닛(230)은 자체적인 모터 전력 차단 메커니즘을 제어한다.

이는 주 ECU의 제어 하에 있는 메커니즘과는 독립적으로 작동한다.

필요한 경우, 이 메커니즘은 구동 모터로 가는 전력을 즉시 차단하여 차량을 안전하게 정지시킨다.

비상 통신 기능의 경우, 중복된 제어 유닛(230)은 차량 내부 또는 외부의 비상 통신 시스템과 연결되어 있어, 급발진이 감지되었을 때 적절한 경고를 운전자나 외부 구조 기관에 전송할 수 있다.

독립적인 전원 공급의 경우, 중복된 제어 유닛(230)은 주 ECU와는 독립적인 전원 공급원을 가질 수 있으며, 이는 전기 시스템에 문제가 발생했을 때에도 제어 유닛이 작동할 수 있도록 보장한다.

소프트웨어 및 하드웨어 다양성의 경우, 중복된 제어 유닛(230)은 주 ECU와 다른 소프트웨어 및 하드웨어를 사용하는데, 이는 동일한 오류로 인한 두 시스템의 동시 실패를 방지한다.

이러한 중복된 제어 시스템은 전기자동차의 급발진과 같은 예측 불가능한 상황에 대응하기 위한 중요한 안전 장치이다.

이 시스템은 차량의 전반적인 안전성을 향상시키며, 급발진의 위험을 최소화하는 데 기여할 수 있다.

그리고, 상기 필수전기시스템유지부(300)는 전기 자동차의 급발진을 제어하는 동안에 조향장치(30), 브레이크 장치(40), 차량 전자시스템(ECU, 50)의 필수 장치의 정상 작동을 유지시키기 위한 기능을 수행하게 된다.

급발진 제어 시스템은 구동 모터의 전력을 차단하면서도, 핸들, 브레이크, 조명, 차량 내부의 전자 시스템 등 필수 전기 시스템의 작동을 유지하기 위한 것이다.

이는 운전자가 급발진 상황에서도 차량을 안전하게 조작할 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 독립적인 전원 공급을 통해 가능할 수 있으며, 전력 스위칭부를 구성하여 이를 통해 절체할 수 있는 구성을 가질 수도 있는 것이다.

상기 독립적인 전원 공급의 경우, 필수전기시스템유지부(300)는 주 ECU와는 독립적인 전원 공급원을 가질 수 있으며, 이는 전기 시스템에 문제가 발생했을 때에도 제어 유닛이 작동할 수 있도록 보장한다.

상기 안전프로토콜부(400)는 상기 응급제어버튼(100)의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 안전프로토콜부(400)는,

응급제어버튼이 일정 시간 동안 지속적으로 눌러져 있는 지를 판단하여 일정 시간 동안 지속 눌림이 존재할 경우에 활성화되도록 하기 위한 지연활성화메커니즘모듈(410);

응급제어버튼이 활성화되기 전에 시각 및 청각 경고를 제공하여 운전자에게 의도치 않은 활성화를 경고하기 위한 경고모듈(420);을 포함하여 구성되게 된다.

응급제어버튼에 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전프로토콜부는 실수나 부적절한 사용으로 인해 발생할 수 있는 오작동을 방지하기 위해 중요한 기능으로서, 이러한 프로토콜은 다음과 같은 요소들을 포함할 수 있다.

상기 지연활성화메커니즘모듈(Delayed Activation Mechanism, 410)은 응급제어버튼이 일정 시간 동안 지속적으로 눌러져 있는 지를 판단하여 일정 시간 동안 지속 눌림이 존재할 경우에 활성화되도록 하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 지연 활성화 메커니즘모듈(Delayed Activation Mechanism)을 구성하게 되면, 응급제어버튼은 즉각적으로 반응하지 않고, 일정 시간 동안 지속적으로 눌려져야만 활성화된다.

예를 들어, 2 ~ 3초 동안 지속적으로 눌러야 활성화되는 시스템이 될 수 있으며, 이는 실수로 버튼에 접촉했을 때 바로 시스템이 활성화되는 것을 방지한다.

상기 경고모듈(420)은 응급제어버튼이 활성화되기 전에 시각 및 청각 경고를 제공하여 운전자에게 의도치 않은 활성화를 경고하기 위한 기능으로서, 응급제어버튼이 활성화되기 전에 시각적 및 청각적 경고를 제공하여 운전자에게 의도치 않은 활성화를 경고한다.

예를 들어, 응급제어버튼을 누르면 경고등이 깜박이고 경고음이 울리게 되는 것이다.

그리고, 부가적인 양상에 따라, 상기 안전프로토콜부(400)는,

응급제어버튼을 누른 후, 활성화되기 전에 추가적인 확인 절차를 수행하기 위한 이중확인메커니즘모듈(430);을 더 포함하여 구성할 수 있다.

예를 들어, 이중 확인 메커니즘모듈(Double Confirmation Mechanism)은 응급제어버튼을 누른 후, 활성화되기 전에 추가적인 확인 절차를 요구한다.

예를 들어, 터치스크린에서 '확인'을 누르는 것과 같은 행동이 될 수 있다.

또한, 다른 실시예로서, 상기 안전프로토콜부(400) 이외에도 물리적 보호 커버, 위치적 고려, 사용자 교육 및 안내 등을 통해 실수나 부적절한 사용으로 인해 발생할 수 있는 오작동을 방지하는데 활용할 수 있을 것이다.

상기 물리적 보호 커버의 경우, 응급제어버튼 위에 물리적 보호 커버를 설치하여, 실수로 눌리는 것을 방지하는데, 사용자는 커버를 열고 나서야 버튼을 누를 수 있게 된다.

그리고, 위치적 고려의 경우, 응급제어버튼의 위치를 신중하게 고려하여, 실수로 접촉할 확률이 낮은 곳에 배치한다.

운전 중에 쉽게 접근할 수 있으면서도, 실수로 눌릴 위험이 적은 위치 선정이 중요하다.

그리고, 사용자 교육 및 안내의 경우, 차량 사용자 매뉴얼과 교육 자료에 버튼의 존재와 올바른 사용 방법을 명확히 안내하도록 한다.

즉, 운전자가 응급제어버튼의 중요성과 올바른 사용법을 이해할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 안전 프로토콜은 응급 제어 버튼이 긴급 상황에서만 사용되도록 보장하며, 차량과 운전자의 안전을 최우선으로 고려한다.

상기 프로토콜은 실수로 인한 위험을 최소화하면서도, 필요한 경우 신속한 대응이 가능하도록 설계되어야 하는 것이다.

그리고, 상기 재동작허용부(500)는 전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 전기 자동차의 재동작을 허용하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 재동작허용부(500)는,

전기 자동차의 속도를 모니터링하는 센서로부터 속도 정보를 획득하여 일정 시간 동안 설정 속도를 유지하는지를 판단하기 위한 속도확인모듈(510);

상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 차량 전자시스템(ECU, 50)의 잠금 해제를 수행하기 위한 잠금해제프로토콜모듈(520);

상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 운전자에게 전기 자동차 재동작이 가능함을 알리는 시각적 및 청각적 신호를 제공하기 위한 재동작알림모듈(530);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 속도확인모듈(510)은 전기 자동차의 속도를 모니터링하는 센서로부터 속도 정보를 획득하여 일정 시간 동안 설정 속도를 유지하는지를 판단하기 위한 기능을 수행한다.

예를 들어, 차량이 완전히 정지했는지를 판단하기 위해, 차량의 속도를 모니터링하는 센서를 사용하는데, 차량이 일정 시간 동안 0 km/h 또는 매우 낮은 속도를 유지할 경우, 시스템은 차량이 안전하게 정지했다고 판단한다.

상기 잠금해제프로토콜모듈(520)은 상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 차량 전자시스템(ECU, 50)의 잠금 해제를 수행하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 전기 자동차가 정지 상태일 때만 차량의 제어 시스템을 잠금 해제할 수 있는 프로토콜을 구현하는 것인데, 이는 운전자가 차량을 재시작하기 전에 안전 확인 절차를 거치도록 한다.

상기 재동작알림모듈(530)은 상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 운전자에게 전기 자동차 재동작이 가능함을 알리는 시각적 및 청각적 신호를 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.

예를 들어, 전기 자동차가 정지 상태로 판단될 때, 운전자에게 차량 재시작이 가능함을 알리는 시각적 및 청각적 신호를 제공하는데, 대시보드에 '재시작 가능'과 같은 메시지를 표시하거나, 경고음을 울려 운전자에게 알리는 것이다.

한편, 부가적인 양상에 따라, 상기 재동작허용부(500)는,

전력공급장치(20)의 전력 공급을 수동으로 재설정하여 재시작할 수 있도록 수동 재시작 절차 정보를 제공하기 위한 수동재시작절차모듈(540);

전기 자동차 재동작 전에 차량의 주요 시스템을 자동으로 점검하기 위한 차량진단점검모듈(550);

전기 자동차 재동작 전에 응급제어버튼(100)을 자동으로 리셋시켜 다음 사용을 준비하기 위한 리셋처리모듈(560);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 수동재시작절차모듈(540)은 전력공급장치(20)의 전력 공급을 수동으로 재설정하여 재시작할 수 있도록 수동 재시작 절차 정보를 제공하는데, 이는 차량의 전원 시스템을 수동으로 재설정하여 재시작할 수 있는 옵션을 제공하는 것이다.

이는 응급 상황에서 차량의 전자 시스템에 문제가 있을 때 유용하며, 이를 위해 특별한 키 순서 또는 버튼 조작 절차를 사용할 수 있다.

상기 차량진단점검모듈(550)은 전기 자동차 재동작 전에 차량의 주요 시스템을 자동으로 점검하기 위한 기능을 수행한다.

예를 들어, 차량이 재동작되기 전에, 내장된 진단 시스템이 차량의 주요 시스템을 자동으로 점검한다.

이는 차량이 안전하게 운행될 수 있도록 보장하는 것이다.

필요한 경우, 운전자에게 특정 시스템 점검이나 유지보수를 권장하는 메시지를 표시할 수 있다.

상기 리셋처리모듈(560)은 전기 자동차 재동작 전에 응급제어버튼(100)을 자동으로 리셋시켜 다음 사용을 준비하기 위한 기능을 수행하게 된다.

즉, 차량이 재시작되기 전에 응급 제어 시스템이 자동으로 리셋되어 다음 사용 준비가 되는 것이다.

이러한 시스템 구성은 차량이 급발진 또는 다른 응급 상황 후 안전하게 재시작될 수 있도록 보장하게 되는데, 이는 차량과 운전자의 안전을 최우선으로 고려한 설계로, 긴급 상황 후의 안전한 재가동을 지원하는 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 시스템은 고도의 신뢰성과 안전성을 요구하게 되며, 잘못된 작동이 다른 위험한 상황을 초래하지 않도록 설계되어야 한다.

예를 들어, 차량 제조업체와 법적 규정을 준수하여 설계 및 테스트 과정을 거쳐야 하는 것이다.

이러한 응급 제어 시스템은 전기 자동차의 안전성을 높이는 중요한 기능을 제공할 수 있다.

특히, 급발진과 같은 예측 불가능한 상황에서 운전자에게 추가적인 안전 대책을 제공할 수 있을 것이다.

본 발명을 통해, 도 7에 도시한 바와 같이, 신속한 급발진 제어 효과로서, 운전자가 응급제어버튼을 누르는 것으로 즉시 급발진을 제어할 수 있다.

급발진이 발생하기 전에 이상을 감지하거나, 급발진이 발생한 후에도 제어를 위해 일정 시간이 소요될 수 있는 문제점을 개선할 수 있어 사고 발생의 위험을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

그리고, 고도의 안전성 효과로서, 응급제어버튼의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전 프로토콜을 적용하고 있다.

전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 재동작을 허용하여 사고 발생의 위험을 더욱 줄일 수 있다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 응급제어버튼
200 : 구동모터전력차단부
300 : 필수전기시스템유지부
400 : 안전프로토콜부
500 : 재동작허용부

Claims (2)

1. 전기 자동차 급발진 방지시스템에 있어서,
   전기 자동차의 급발진을 제어하기 위하여 운전자가 쉽게 접근할 수 있는 위치에 설치 구성되는 응급제어버튼(100)과,
   상기 응급제어버튼이 활성화될 경우에 전력공급장치(20)로부터 전기 자동차의 구동 모터(10)로 제공되는 전력 공급을 즉시 차단하기 위한 구동모터전력차단부(200)와,
   전기 자동차의 급발진을 제어하는 동안에 조향장치(30), 브레이크 장치(40), 차량 전자시스템(ECU, 50)의 필수 장치의 정상 작동을 유지시키기 위한 필수전기시스템유지부(300)와,
   상기 응급제어버튼(100)의 의도치 않은 활성화를 방지하기 위한 안전프로토콜부(400)와,
   전기 자동차가 안전하게 정차한 후에만 전기 자동차의 재동작을 허용하기 위한 재동작허용부(500)를 포함하여 구성되며,
   상기 재동작허용부(500)는,
   전기 자동차의 속도를 모니터링하는 센서로부터 속도 정보를 획득하여 일정 시간 동안 설정 속도를 유지하는지를 판단하기 위한 속도확인모듈(510);과
   상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 차량 전자시스템(ECU, 50)의 잠금 해제를 수행하기 위한 잠금해제프로토콜모듈(520);과
   상기 판단 결과, 설정 속도를 유지할 경우에 운전자에게 전기 자동차 재동작이 가능함을 알리는 시각적 및 청각적 신호를 제공하기 위한 재동작알림모듈(530);과
   전력공급장치(20)의 전력 공급을 수동으로 재설정하여 재시작할 수 있도록 수동 재시작 절차 정보를 제공하기 위한 수동재시작절차모듈(540);과
   전기 자동차 재동작 전에 응급제어버튼(100)을 자동으로 리셋시켜 다음 사용을 준비하기 위한 리셋처리모듈(560);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 급발진 방지시스템.
   
   
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