KR20210077067A - 전기 모터를 구비한 자동차 및 그를 위한 주차 제어 방법 - Google Patents

전기 모터를 구비한 자동차 및 그를 위한 주차 제어 방법 Download PDF

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KR20210077067A
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김상준
조규환
전성배
유성훈
김주영
조진겸
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기 모터를 구비한 자동차에서 전기 모터의 크립 토크 모사로 인해 주차시 밀림 방지턱 접촉 또는 역과에 의한 밀림 방지턱이나 구동계의 손상을 방지할 수 있는 자동차 및 그 주차 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터로 크립 토크를 모사하는 자동차의 주차 제어 방법은, 주차 상황인지 여부를 판단하는 단계; 상기 주차 상황으로 판단되면, 주차 진행 방향에서 바퀴에 반력을 작용시키는 물체와의 접촉이 감지될 때까지 크립 토크 보정 계수를 크립 토크에 적용하여 보정된 크립 토크를 결정하는 단계; 및 상기 보정된 크립 토크에 가변계수를 적용하여 상기 크립 토크를 가변제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

전기 모터를 구비한 자동차 및 그를 위한 주차 제어 방법{VEHICLE EQUIPPED WITH ELECTRIC MOTOR AND METHOD FOR PARKING CONTROL THEREOF}
본 발명은 전기 모터를 구비한 자동차에서 전기 모터의 크립 토크 모사로 인해 주차시 밀림 방지턱 접촉 또는 역과에 의한 밀림 방지턱이나 구동계의 손상을 방지할 수 있는 자동차 및 그 주차 제어 방법에 관한 것이다.
자동차의 주행도 중요하지만, 주행은 대개 주차로 끝나게 되므로 주차 과정 역시 주행 못지않게 자동차 운행에서 중요한 부분이라 할 수 있다. 이러한 주차 과정에서는 다양한 장치가 이용된다.
예컨대, 주차 위치에 도달한 자동차를 해당 위치에서 움직이지 못하도록 하기 위하여 파킹 브레이크(Parking Brake)나 변속기의 P단이 이용된다. 이를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 변속기의 P단의 동작 원리를, 도 2는 일반적인 파킹 브레이크의 동작 원리를 각각 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 변속기의 P단은 파킹 스프래그(Parking Sprag, 130)의 돌출부(131)가 변속기 출력단의 회전축(110)에 고정된 파킹 기어(120)에 물리도록 하여 변속기 출력단의 회전축(110)을 기계적으로 고정하여 자동차의 이동을 방지한다. 다만, 회전축(110)에 큰 부하가 걸릴 경우 파킹 스프래그(130)의 돌출부(131)가 파손될 위험이 있으며, 누적 사용으로 인해 돌출부(131)가 서서히 닳아 기능을 상실할 수도 있다.
다음으로, 파킹 브레이크는 특히 차를 오랜 시간 세우거나 경사가 심한 곳에서 자동차의 이동을 방지하는데 유용하며, 풋 브레이크 고장시 비상용으로 사용될 수도 있으며, 풋 브레이크와 독립적인 동작 회로를 갖는다. 도 2를 참조하면, 파킹 브레이크는 드럼(210)과 드럼(210)의 내부에서 와이어(230)가 조작될 때 드럼(210)의 내주면과 밀착하여 드럼의 회전을 방지하는 패드(220)로 구성되는 드럼 브레이크 방식이 주로 이용된다.
또한, 주차 과정에서는 앞 또는 뒷범퍼에 구비된 4~6개의 초음파센서를 이용하여 약 0.25m~1.5m 범위의 공간을 감시하여 경보음으로 운전자에게 장애물이 있음을 알려주는 장치인 주차 보조 시스템(PAS: Parking Assistant System)이 사용되기도 한다. 이러한 주차 보조 시스템은 초음파센서와 경고장치로 구성되는 것이 보통이다. 최근에는 해당 자동차의 적정 주차 공간의 존재 여부를 확인하고 조향까지 자동으로 제어하는 스마트 주차 보조 시스템(SPAS: Smart Parking Assistant System)도 도입되고 있다.
한편, 자동차에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)와 전기차(EV: Electric Vehicle)가 제공되고 있다.
하이브리드 자동차(PHEV/HEV)와 전기차(EV)는 공통적으로 전기 모터를 구비하는데, 특히 주차 과정에서는 전기 모터가 내연 기관과 자동 변속기(A/T)를 구비한 자동차의 저속 특성을 모사하도록 하기 위하여 크립 토크 제어가 적용된다. 여기서, 크립 토크란 자동 변속기를 구비한 내연 기관 자동차에서 가속 페달을 밟지 않은 상태에서도 엔진의 아이들 토크가 토크 컨버터를 통해 구동축에 전달되는 토크를 의미하며, 크립 현상이란 이러한 크립 토크로 인해 자동차가 서서히 주행하게 되는 현상을 말한다. 크립 현상이 발생하면 보통 10kph 이하로 자동차가 주행하게 되는데, 친환경 자동차에서는 저속 상황에서 연비를 위해 엔진을 끄고 전기 모터로만 주행하는 것이 일반적이므로, 크립 현상이 전기 모터를 통해 모사되는 것이다. 도 3은 일반적인 전기 모터를 구비한 차량의 크립 토크 제어 형태의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 친환경 자동차의 전기 모터는 가속 페달이 조작되지 않는 상황에서 일정 차속까지는 양의 토크로 동작하고, 일정 차속 이후에는 엔진의 드래그(drag)를 모사하기 위하여 음의 토크로 동작한다. 여기서 양의 토크로 동작하는 부분이 크립 토크를 모사하는 크립 토크(creep torque) 영역에 해당한다. 여기서, 가로축은 차속 대신 브레이크 페달 센서(BPS)값일 수도 있다.
그런데, 친환경 자동차의 크립 토크에 의해서 주차시 주차 밀림 방지턱으로 인한 문제가 발생할 수 있다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 일반적인 친환경 자동차의 주차 상황에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서는 후면 주차방식으로 주차 과정이 진행되되, 뒷바퀴(310)가 주차 밀림 방지턱(320)에 닿음에 따라 파킹브레이크 및 P단 조작이 수행되는 경우를 가정한다.
먼저, P단 조작 후 파킹브레이크가 조작되는 경우나 파킹브레이크가 조작된 후 P단 조작이 수행되는 경우, 공통적으로 도 4의 (a)와 같이 뒷바퀴(310)의 타이어가 방지턱(320)을 밀게 된다. 이러한 경우, 전자의 경우 P단 기어에 부하가 걸려 손상 가능성 있으며, 이후 P단 해제 시 변속기 충격 발생할 수 있다. 후자의 경우에도 타이어가 방지턱을 밀고 있어 파킹 브레이크에 지속적 부하로 내구도 저하가 발생할 수 있으며, 시간이 지나면서 파킹 브레이크가 밀릴 경우 전자와 동일한 문제가 발생할 수 있다.
뿐만 아니라, 극단적인 경우 도 4의 (b)와 같이 크립 토크로 인해 뒷바퀴(310)가 방지턱(320)을 타고 넘을 수도 있다. 이러한 경우, 각 브레이크 수단에 도 4의 (a)에 도시된 상황보다 더 큰 부하가 걸릴 수 있으며, 앞좌석에 탑승한 운전자는 이를 인지 못할 경우 특히 문제된다.
상술한 상황을 방지하기 위하여 뒷바퀴(310)가 방지턱(320)에 닿음을 인지한 후 N 단으로 변속하여 뒷바퀴(310)와 방지턱(320)의 접촉 상태를 해제한 후 파킹 브레이크나 P단 조작을 수행하는 방법도 있으나, 조작이 불편한 문제점이 있다.
따라서, 주차 시 방지턱을 감지하고 이에 따라 적절한 제어를 통해 구동계나 방지턱의 손상을 방지할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 전기 모터를 구비한 자동차의 주차시에 주차 밀림 방지턱과의 접촉으로 인한 주차 밀림 방지턱이나 구동계의 손상을 방지할 수 있는 자동차 및 그를 위한 주차 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 전기 모터로 크립 토크를 모사하는 자동차의 주차 제어 방법은, 주차 상황인지 여부를 판단하는 단계; 상기 주차 상황으로 판단되면, 주차 진행 방향에서 바퀴에 반력을 작용시키는 물체와의 접촉이 감지될 때까지 크립 토크 보정 계수를 크립 토크에 적용하여 보정된 크립 토크를 결정하는 단계; 및 상기 보정된 크립 토크에 가변계수를 적용하여 상기 크립 토크를 가변제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 모터로 크립 토크를 모사하는 자동차는, 주차 상황인지 여부를 판단하고, 상기 주차 상황으로 판단되면, 크립 토크 보정 계수를 크립 토크에 적용하여 보정된 크립 토크를 결정하는 크립토크 보정부; 상기 크립토크 보정부가 상기 보정된 크립 토크를 결정하는 동안 주차 진행 방향에서 바퀴에 반력을 작용시키는 물체와의 접촉 여부를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부가 상기 물체와의 접촉을 감지하면, 상기 보정된 크립 토크에 가변계수를 적용하여 상기 크립 토크를 가변제어하는 크립토크 제어부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 전기 모터를 구비한 자동차는 주차 과정에서 주차 밀림 방지턱을 고려한 크립 토크 제어로 구동계 손상이 방지될 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 일반적인 변속기의 P단의 동작 원리를, 도 2는 일반적인 파킹 브레이크의 동작 원리를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일반적인 전기 모터를 구비한 차량의 크립 토크 제어 형태의 일례를 나타낸다.
도 4는 일반적인 친환경 자동차의 주차 상황에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 보정부 동작의 일례를 나타낸다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 보정부에서 크립 토크 보정계수를 가변하는 형태의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 방지턱 감지부 동작의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 가변 제어부 동작의 일례를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 가변제어의 형태 및 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10의 S1030 단계를 설명하기 위한 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 일 실시예에 따른 전기 모터를 구비한 자동차에서는 주차 상황에서 크립 토크를 주차 방지턱을 고려하여 가변제어함으로써 주차 방지턱에 희한 충격을 완화시킬 것을 제안한다.
먼저, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 크립 토크 제어를 수행하기 위한 자동차의 구성을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 편의상, 도 5를 포함한 이하의 도면에서 전기 모터를 구비한 자동차는 하이브리드 자동차(PHEV/HEV)인 것으로 가정한다. 다만, 하이브리드 자동차에만 적용되는 구성(예컨대, 엔진 제어기)을 제외하면 나머지 구성은 전기차(EV)나 수소 연료 전지차(FCEV) 등의 친환경 자동차인 경우에도 유사하게 적용될 수 있음은 당업자에 자명하다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 하이브리드 자동차(500)는 내연기관을 제어하는 엔진 제어기(EMS: Engine Management System, 510), 주차 보조(SPAS/PAS) 제어기(520), 네비게이션 시스템(530), 디스플레이를 구비하는 헤드 유닛(540), 전기 모터를 제어하는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit, 550), 제동을 제어하는 통합 제동 제어기(iBAU: Integrated Brake Actuation Unit), 560) 및 전술한 제어기들의 상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 570)를 포함할 수 있다. 물론, 하이브리드 자동차가 아닌 전기차(EV)의 경우 엔진 제어기(510)가 생략될 수 있으며, 엔진 제어기(510)의 역할은 모터 제어기(520)나 다른 제어기에서 대체될 수 있으며, 하이브리드 제어기(570)는 차량 제어기(VCU: Vehicle Control Unit)으로 대체될 수 있다.
하이브리드 제어기(570)는 크립토크 보정부(571), 주차 방지턱 감지부(573) 및 크립토크 제어부(575)를 포함할 수 있다.
크립토크 보정부(571)의 동작은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다.
도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 보정부 동작의 일례를 나타낸다.
크립토크 보정부(571)는 주차 상황인지 여부를 판단하고, 주차 상황인 경우 크립 토크를 하향 보정할 수 있다. 예를 들어, 크립토크 보정부(571)는 주차 보조 제어기(520)로부터 SPAS/PAS 기능의 작동 여부의 확인, 네비게이션 시스템(530)을 통한 주차장 진입 여부 확인, 헤드유닛(540)으로부터 획득되는 전방 또는 후방 카메라의 영상에서 주차 방지턱이나 주차선 영상 인식 등의 방법을 통해 주차 상황인지 여부를 판단할 수 있다. HEV/PHEV의 경우 주차장은 물론, 충전소의 경우도 주차 상황 판단에 참조할 수 있다.
주차 상황임이 확인되면, 크립토크 보정부는 도 6a에 도시된 바와 같이 크립토크가 (+)일 경우 BPS 값에 따른 크립토크(Tcreep)를 하향 보정하여 보정된 크립 토크(Tcreep,mody)를 출력할 수 있다. 이때, 보정된 크립 토크(Tcreep,mody)는 크립토크(Tcreep)에 보정계수(kmody)를 곱하여 구해질 수 있다. 이때, kmody의 최소값(kmody,min)은 운전자가 제동 페달을 조작하지 않았을 때 차량 구름저항 이상의 값으로 정해지며(즉, 'kmody,min = (TRollingResistance + margin)/Tcreep , max', 여기서 'TRollingResistance'는 구름저항에 해당하는 토크), 최대값(kmody,max)은 기존 크립 토크(Tcreep)를 초과하지 않기 위해 1을 사용하거나, 시험에 의해 기 설정 된 값을 사용 할 수 있다(즉, kmody,min < kmody < kmody,max).
보정계수(kmody)의 초기 값(kmody,initial)과 주차 중 가변 형태는 도 6b를 참조하여 설명한다. 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 보정부에서 크립 토크 보정계수를 가변하는 형태의 일례를 나타낸다.
보정계수(kmody)의 초기 값(kmody,initial)은 운전자의 성향(예컨대, APS/BPS 조작 패턴 기반 학습)을 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 스포티한 성향의 운전자의 보정계수는 마일드한 성향의 운전자에 대한 보정계수보다 클 수 있다.
또한, 도 6b에 도시된 바와 같이 운전자가 주차 상황에서 APS를 조작하는 경우(610) 이는 운전자가 크립 토크가 부족하다고 느낀 것이므로, 보정계수는 상향될 수 있다. 반대로, BPS 조작이 있는 경우(620)에는 보정계수가 하향될 수 있으며, 추가 조작(630)이 있으면 더욱 하향될 수 있다. 이때, 상향이나 하향의 크기(Δ)는 조작량이나 조작 횟수에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 조작량이 크면 Δ값도 커질 수 있다.
한편, 카메라 영상 등을 통해 주차 방지턱까지의 잔여거리 측정이 가능한 경우, 잔여거리가 기 설정된 임계값보다 작고(640), APS/BPS 조작이 없을 경우 주차 방지턱 까지의 잔여거리에 따라 잔여거리가 줄어들수록(650) 보정 계수를 하향하여 주차 방지턱에 충격하기 전에 크립토크를 낮춤으로써 충격을 최소화 할 수 있다.
주차 방지턱 감지부(573) 동작은 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 방지턱 감지부 동작의 일례를 나타낸다.
주차 방지턱 감지부(573)는 차량의 질량(또는 질량 변화율) 기반의 등가 관성 변화로 주차 방지턱을 감지할 수 있다. 구체적으로, 도 7의 상단에 도시된 바와 같이, 차량(500)이 주차 방지턱(710)에 닿는 순간 급격한 가속도 변화로 인해 등가 관성이 커지게 된다. 이러한 원리를 이용하여, 주차 방지턱 감지부(573)는 크립토크 보정부(571)에서 보정된 크립 토크(Tcreep,mody)와 차속을 기반으로 질량 변화를 감지할 수 있다. 물론, 실제 차량의 질량은 변하지 않는 물리값이나, 여기서 의미하는 질량 변화는 가속도 변화에 의해 연산으로 관측된 질량의 변화를 의미할 수 있다.
차량의 질량은
Figure pat00001
와 같이 표현될 수 있다. 여기서 a는 가속도, m은 차량 질량, Rtire는 타이어 동반경을 각각 의미한다. 따라서, 'Tcreep,mody/Rtire'는 휠에서 출력되는 접지력(Traction force)에 해당한다. 차량의 가속도(a)는 미분 대신 모델(F=ma) 또는 가속도 센서(aGsns) 값을 활용하며, 가속도와 가속도 추정치를 이용해 속도 추정치를 연산하여 실제 속도와의 오차를 이용하여 가속도 추정치를 보정함으로써 노이즈 및 왜곡이 최소화 될 수 있다.
즉, 가속도 추정치(
Figure pat00002
)는 가속도(a)에 차속(v)과 속도 추정치(
Figure pat00003
)의 차분에 기반한 값을 더하여 보정될 수 있으므로, 가속도 추정치를 적분하면 속도 추정치가 된다(즉,
Figure pat00004
). 결국, 주차 방지턱 감지부(573)는 '
Figure pat00005
'와 같이 연산되는
Figure pat00006
값(즉, 관측된 질량)이 기 설정된 값보다 커지면 주차 방지턱에 도달한 것으로 판단할 수 있다.
크립토크 제어부(575)의 동작은 도 8과 도9를 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 가변 제어부 동작의 일례를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 크립토크 제어부(575)는 주차 방지턱 감지부(573)가 과속 방지턱 접촉을 판단한 순간부터, 조건에 따라 크립토크를 가변제어할 수 있다. 이를 위해, 크립토크 제어부(575)는 보정된 크립 토크(Tcreep,mody)와
Figure pat00007
값,
Figure pat00008
값을 기반으로 가변제어 토크(Tcreep , variable)를 결정할 수 있다.
보다 구체적인 제어 형태는 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 크립 토크 가변제어의 형태 및 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에서 상단은 일반적인 제어에 따른 과속 방지턱 접촉 시 물리량 변화를, 하단은 실시예에 따른 과속 방지턱 접촉 시 물리량 변화를 각각 나타낸다.
먼저 상단에 도시된 기존 제어에서는 휠이 주차 방지턱에 닿은 ⓐ 시점 이후 타이어 변형에 의한 반력(Tire Reaction Force)이 발생하는 정도가 크며, 합력(Resultant Force)이 0이 되는 ⓑ 순간에도 차량의 속력이 존재하기 때문에 Tire 변형이 더 일어난 후 ⓒ 순간 정차한다. 이후 Tire에 의한 반력이 크립 토크에 의한 힘(Creep Force)와 구름저항(Rolling Resistance)의 합보다 크기 때문에 차량이 반대 방향으로 움직이게 된다. 이후 차량이 정차한 ⓓ 시점에 Creep Force와 타이어에 의한 반력의 합이 구름저항보다 작으면, 차량은 정차 상태를 유지하게 된다. 여기서 told는 주차 방지턱 충격 후 차량이 최초로 정지하는 시점까지의 시간이다.
이와 달리, 도 9의 하단에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 크립토크 제어부(575)는 연산된 차량 질량(
Figure pat00009
)의 변화량(
Figure pat00010
)을 통해 방지턱과 충돌하는 순간을 감지하고 크립 토크를 가변제어할 수 있다. 가변제어 토크(Tcreep , variable)는 'kvariable * kmody * Tcreep'와 같이 연산되며, 가변계수(kvariable)의 최대값(kvariable,max)은 구름저항을 초과하지 않기 위해 '(TRollingResistance-margin)/Tcreep,mody'과 같이 구하거나, 시험에 의해 기 설정된 값을 사용할 수 있다. 이때, 가변제어 토크(Tcreep , variable)에 필터를 적용할 경우 운전자의 운전 성향에 따라 필터의 시상수를 다르게 적용할 수도 있다. 예컨대, 부드러운 승차감을 위해 로우패스필터(LPF)의 시상수를 told ≒ tnew가 되도록 튜닝할 수 있고, 운전자가 스포티한 성향인 경우 빠른 주/정차를 위해 told > tnew로 튜닝할 수도 있다.
결국, 도 9에 도시된 바와 같이 실시예에 따른 크립토크 제어부(575)의 가변제어 토크를 적용함으로써, 감속감을 유지하더라도 타이어 변형량을 줄여 최종 충격량을 줄일 수 있으며, 차량을 더욱 빨리 주/정차시킬 수 있다.
상술한 하이브리드 제어기(240)가 최종 결정한 크립 토크는 토크 지령의 형태로 모터 제어기(550)에 전달될 수 있으며, 모터 제어기(550)는 그에 따라 전기 모터의 크립 토크를 제어할 수 있다.
지금까지 설명한 실시예에 따른 크립 토크 제어 과정을 포함한 전체 주차 제어 과정을 순서도로 나타내면 도 10과 같다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 주차 제어 과정에서 크립토크 보정부(571)에 의해 먼저 주차 상황인지 여부가 판단될 수 있다(S1010).
주차 상황으로 판단되면, 크립토크 보정부(571)는 운전자의 성향을 고려한 크립 토크 보정 계수의 범위를 설정하며(즉, kmody .initial, kmody,min, kmody,max)(S1020), 주차가 진행되는 과정에서 APS나 BPS 조작 여부, 과속 방지턱과의 거리 등을 기반으로 보정 계수를 가변시키면서 크립 토크를 보정한다(S1030).
또한, 주차 방지턱 감지부(573)는 보정된 크립 토크와 차속을 기반으로 연산된 차량 질량(
Figure pat00011
)의 변화를 관측하여(S1040), 주차 방지턱 도달 여부를 판단한다(S1050).
주차 방지턱 감지부(573)에서 주차 방지턱 도달을 감지하면(S1050의 Yes), 크립토크 제어부(575)는 가속 페달 조작이 없는 상황에서 크립토크가 0보다 크면(S1060의 Yes) 부드러운 정차를 위해 크립토크를 가변제어하며(S1070), APS 조작이 있는 경우(S1060의 No) 운전자의 의지를 반영하여 크립 토크 제어를 종료한다.
크립 토크를 보정하는 과정(S1030)에서 보정 계수를 가변시키는 형태는 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11은 도 10의 S1030 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 가속페달 조작이 있을 경우(S1031의 Yes), 보정 계수가 상향되며(S1035A), 브레이크 페달 조작 있을 경우(S1032의 Yes), 보정 계수가 하향된다(S1035B). 또한, 주차 방지턱까지의 잔여거리가 임계값 미만인 상황에서(S1033의 Yes) 잔여거리가 감소하면 보정계수가 하향되고(S1035B), 잔여거리가 증가하면 보정계수가 상향될 수 있다(S1035A).
만일, 페달 조작이 없고 주차 방지턱까지 잔여거리가 임계값 이상인 경우(S1033의 No)나 보정계수 조정이 있던 경우(S1035A, S1035B), 보정계수는 최저값보다 내려가지 않도록 유지되며(S1036의 No -> S1038A), 최대값보다 크지 않도록 유지될 수 있다(S1036의 Yes -> S1037의 No -> S1038B). 보정계수가 최대값과 최소값 사이에 있는 경우(S1037의 Yes), 크립 토크 보정부는 해당 보정계수를 크립 토크에 적용하여 보정된 크립 토크를 결정할 수 있다(S1039).
전술한 실시예에 따른 크립 토크 제어에 의해, 주차 밀림 방지턱과 바퀴의 접촉에 따른 부하로부터 차량의 구동계가 보호될 수 있음은 물론, 주차 밀림 방지턱 자체의 파손 또한 방지될 수 있다. 또한, P단 해제 시 충격 감소로 운전자의 감성적 불편함이 감소되어 자동차의 상품성이 향상될 수 있으며, 주차 밀림 방지턱을 타고 넘는 현상으로 인한 주변 물체와의 접촉 상황 또한 방지될 수 있다.
또한, 전술한 본 발명은 전기 모터를 구비하여 크립 토크를 모사하는 친환경 자동차를 기준으로 설명하였으나, 엔진 등의 동력원에 의한 크립 토크가 자연 발생되지 않아 모터 등의 다른 출력원을 통해 크립 토크를 모사하는 자동차라면 어떠한 종류의 자동차에도 한정되지 아니하고 적용될 수 있다. 또한, 주차 밀림 방지턱도 예시적인 것으로, 주차시 주차 진행 방향에서 적어도 하나의 바퀴에 반력을 작용시키는 물체(예컨대, 돌, 지면 크랙 등)라면 어떠한 형태에도 제한되지 아니한다.
아울러, 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 전환은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 전기 모터로 크립 토크를 모사하는 자동차의 주차 제어 방법에 있어서,
    주차 상황인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 주차 상황으로 판단되면, 주차 진행 방향에서 바퀴에 반력을 작용시키는 물체와의 접촉이 감지될 때까지 크립 토크 보정 계수를 크립 토크에 적용하여 보정된 크립 토크를 결정하는 단계; 및
    상기 보정된 크립 토크에 가변계수를 적용하여 상기 크립 토크를 가변제어하는 단계를 포함하는, 주차 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보정된 크립 토크를 결정하는 단계는,
    가속도와 상기 보정된 크립 토크를 기반으로 관측된 상기 자동차의 질량 변화를 기반으로 상기 물체와의 접촉 여부를 감지하는 단계를 포함하는, 주차 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 주차 상황인지 여부를 판단하는 단계는,
    주차 보조 기능의 작동 여부, 지도 기반 주차장이나 충전소 여부, 영상 검출에서 주차선이나 주차 방지턱 검출 여부 중 적어도 하나를 기반으로 수행되는, 주차 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 보정된 크립 토크를 결정하는 단계는,
    가속 페달의 조작 여부, 브레이크 페달의 조작 여부 및 상기 물체와의 거리를 기반으로 상기 보정 계수를 조정하는 단계를 포함하는, 주차 제어 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 조정하는 단계는,
    상기 가속 페달이 조작되면 상기 보정 계수를 상향하는 단계; 또는
    상기 브레이크 페달이 조작되면 상기 보정 계수를 하향하는 단계를 포함하는, 주차 제어 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 조정하는 단계는, 상기 물체와의 거리가 임계거리 이내인 경우,
    상기 물체와의 거리가 감소하면 상기 보정 계수를 하향하는 단계; 또는
    상기 물체와의 거리가 증가하면 상기 보정 계수를 상향하는 단계를 포함하는, 주차 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 보정된 크립 토크를 결정하는 단계는,
    상기 보정 계수의 최대 값과 최소 값을 결정하는 단계; 및
    상기 보정 계수를 상기 최대 값과 상기 최소 값 사이로 유지시키는 단계를 포함하는, 주차 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 크립 토크를 가변제어하는 단계는,
    상기 보정된 크립 토크에 가변 계수를 곱하는 단계를 포함하되,
    상기 가변 계수의 최대값은 구름저항을 초과하지 않도록 결정되는, 주차 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 반력을 작용시키는 물체는 주차 밀림 방지턱을 포함하는, 주차 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 주차 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 전기 모터로 크립 토크를 모사하는 자동차에 있어서,
    주차 상황인지 여부를 판단하고, 상기 주차 상황으로 판단되면, 크립 토크 보정 계수를 크립 토크에 적용하여 보정된 크립 토크를 결정하는 크립토크 보정부;
    상기 크립토크 보정부가 상기 보정된 크립 토크를 결정하는 동안 주차 진행 방향에서 바퀴에 반력을 작용시키는 물체와의 접촉 여부를 감지하는 감지부; 및
    상기 감지부가 상기 물체와의 접촉을 감지하면, 상기 보정된 크립 토크에 가변계수를 적용하여 상기 크립 토크를 가변제어하는 크립토크 제어부를 포함하는, 자동차.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    가속도와 상기 보정된 크립 토크를 기반으로 관측된 상기 자동차의 질량 변화를 기반으로 상기 물체와의 접촉 여부를 판단하는, 자동차.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 크립토크 보정부는,
    주차 보조 기능의 작동 여부, 지도 기반 주차장이나 충전소 여부, 영상 검출에서 주차선이나 주차 방지턱 검출 여부 중 적어도 하나를 기반으로 상기 주차 상황인지 여부를 판단하는, 자동차.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 크립토크 보정부는,
    가속 페달의 조작 여부, 브레이크 페달의 조작 여부 및 상기 물체와의 거리를 기반으로 상기 보정 계수를 조정하는, 자동차.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 크립토크 보정부는,
    상기 가속 페달이 조작되면 상기 보정 계수를 상향하거나, 상기 브레이크 페달이 조작되면 상기 보정 계수를 하향하는, 자동차.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 크립토크 보정부는, 상기 물체와의 거리가 임계거리 이내인 경우,
    상기 물체와의 거리가 감소하면 상기 보정 계수를 하향하거나,
    상기 물체와의 거리가 증가하면 상기 보정 계수를 상향하는, 자동차.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 크립토크 보정부는,
    상기 보정 계수의 최대 값과 최소 값을 결정하고, 상기 보정 계수를 상기 최대 값과 상기 최소 값 사이로 유지시키는, 자동차.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 크립토크 제어부는,
    상기 보정된 크립 토크에 가변 계수를 곱하여 가변제어 토크를 결정하되,
    상기 가변 계수의 최대값은 구름저항을 초과하지 않도록 결정되는, 자동차.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 반력을 작용시키는 물체는 주차 밀림 방지턱을 포함하는, 자동차.
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