KR20230159937A - 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 장치 및 차속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 휠의 조향 각도를 조정하는 EPS(Electric Power Steering) 모터; 및 상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 필요한 이벤트 감지 신호의 수신여부를 확인하고, 상기 이벤트 감지 신호를 수신하는 것에 기초하여 차속을 식별하고, 상기 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 상기 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 상기 EPS 모터를 제어한다.

Description

긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 장치 및 차속 제어 방법{Vehicle speed control device according to operation of Autonomous Emergency Braking and vehicle speed control method thereof}

본 발명은 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 장치 및 차속 제어 방법 에 관한 것이다.

운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) 중의 하나로써 개발된 자동 긴급제동(Autonomous Emergency Braking, AEB) 장치는 차량에 장착된 카메라나 레이더 등 센서를 이용하여 차량 및 보행자와의 충돌 상황을 감지하여 이를 회피하는 시스템이다.

긴급제동장치는 높은 확률로 사고를 방지할 수 있어 그 기능과 효용가치를 인정받아 2022년도 이후 출시하는 상용차들은 긴급제동장치가 의무적으로 장착되고 있다.

충돌 상황이 발생하는 경우, 긴급제동장치는 순간적으로 제동력을 발생시키도록 차량을 제어한다. 그러나, 대형 상용차들과 같이 기본적으로 차가 무거운 경우, 특히 화물을 실어 더욱 무게가 증가한 경우 등은 긴급제동장치가 작동하더라도 제동거리가 길어질 수 있다.

따라서, 긴급제동장치를 보조하여 제동거리를 줄이는 기술이 필요한 실정이다.

한편, 전자식 파워 스티어링(Electrical Power Steering, EPS)은 자율 주행 기술의 발달에 따라 기존 유압대신 전기 모터를 이용하여 조향 휠의 조작에 따른 휠의 조향 각도를 조정하는 전자식 조향 장치이다.

EPS 시스템 또한 결국 차량의 휠을 움직이는 시스템인 바, 이를 활용한다면 차량에 제동력을 가할 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 긴급제동 상황 발생 시, 보다 효율적으로 차량 제동거리를 줄이는 차속 제어 장치 및 차속 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 휠의 조향 각도를 조정하는 EPS(Electric Power Steering) 모터; 및 상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 필요한 이벤트 감지 신호의 수신여부를 확인하고, 상기 이벤트 감지 신호를 수신하는 것에 기초하여 차속을 식별하고, 상기 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 상기 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 상기 EPS 모터를 제어한다.

상기 ECU는, 상기 휠이 상기 차속에 대응하는 상기 조향 각도를 가지도록 상기 EPS 모터를 제어할 수 있다.

상기 ECU는, 상기 차속이 감소할수록 상기 조향 각도가 커지도록 상기 EPS 모터를 제어할 수 있다.

상기 ECU는, 상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 완료된 종료 신호의 수신여부를 확인하고, 상기 종료 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 고주파수 신호의 입력을 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 방법에 있어서, 상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 필요한 이벤트 감지 신호의 수신여부를 확인하는 단계; 상기 이벤트 감지 신호를 수신하는 것에 기초하여 차속을 식별하는 단계; 상기 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 상기 휠의 조향 각도를 조정하는 EPS 모터를 제어하는 단계;를 포함한다.

상기 EPS 모터를 제어하는 단계는, 상기 휠이 상기 차속에 대응하는 상기 조향 각도를 가지도록 상기 EPS 모터를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 EPS 모터를 제어하는 단계는, 상기 차속이 감소할수록 상기 조향 각도가 커지도록 상기 EPS 모터를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 완료된 종료 신호의 수신여부를 확인하는 단계; 상기 종료 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 고주파수 신호의 입력을 차단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 긴급제동장치가 실행되는 매우 위급한 상황에서 휠의 노면 마찰을 이용하여 차량을 더욱 빠르게 멈출 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠의 노면 마찰 증대를 통해 차량 제동거리 축소가 가능해지는 바, 긴급제동장치의 성능을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 및 조향 각도의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 시스템은 크게 차속 제어 장치(100)와 긴급제동장치(200) 및 차속 센서(300)를 포함할 수 있다.

차속 제어 장치(100)는 토크 센서(110), 조향각 센서(120), EPS 모터(130), ECU(140)를 포함한다.

토크 센서(110)는 조향 휠의 조작에 따라 발생하는 조향축의 토크를 검출하고, 조향각 센서(120)는 조향 휠의 각도 및 각속도를 검출한다.

EPS 모터(130)는 ECU(140)의 제어에 따라 휠의 조향 각도를 조정하는 조향 보조력을 발생시킨다.

ECU(140)는 토크 센서(110), 조향각 센서(120) 및 EPS 모터(130)에 전기적으로 연결되고, 센서들로부터 수신하는 정보에 기초하여 EPS 모터(130)를 제어한다. 도 1에 도시되지는 않았으나, ECU(140)는 EPS 모터(130)를 제어하기 위한 모터 드라이버, 전압 센서 전류 센서 등을 포함할 수 있다.

긴급제동장치(200)는 차량에 장착된 카메라나 레이더 등 센서를 이용하여 차량 및 보행자와의 충돌 상황(이하, 이벤트라고 한다.)을 감지하여 이를 회피하는 시스템이다. 긴급제동장치(200)는 CAN 통신 등 내부 통신을 통해 긴급 제동이 필요한 이벤트가 감지되면 이벤트 감지 신호를 차속 제어 장치(100)로 전송한다.

차속 센서(300)는 차량의 속도를 감지하는 센서이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차속 제어 장치(100)는 긴급제동장치(200)로부터 이벤트 감지 신호를 수신하면 휠의 조향 각도를 조정하도록 EPS 모터(130)를 제어한다. 이때, 차량에 제동력을 가하는 메커니즘은 휠의 조향 각도의 지속적이고 반복적인 변화에 따른 마찰력의 발생이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠의 노면 마찰 증대를 통해 차량 제동거리 축소가 가능해진다

이하 도면들을 참조하여 차속 제어 장치(100)의 동작에 관하여 보다 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 긴급제동장치(200)로부터 긴급 제동이 필요한 이벤트 감지 신호의 수신여부를 확인한다(S10).

긴급 제동이 필요한 이벤트는 긴급제동장치(200)가 감지하는 다양한 충돌상황을 포함할 수 있다. 긴급제동장치(200)가 이벤트를 감지함에 따라 작동(ON)하면 이벤트 감지 신호를 생성하여 ECU(140)로 전송할 수 있다.

ECU(140)는 긴급제동장치(200)로부터 이벤트 감지 신호를 수신하는지 여부를 식별한다.

이벤트 감지 신호를 수신하지 않으면, 차속 제어 장치(100)는 전동식 파워 스티어링으로써 ECU(140)는 토크 센서(110)로부터 수신하는 토크 신호에 따라 EPS 모터(130)를 제어하는 일반적 동작을 수행한다.

ECU(140)는 긴급제동장치(200)로부터 이벤트 감지 신호를 수신하는 경우, 모든 일반적 동작을 멈추고 긴급 제동을 위한 제동력 구현을 보조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 이벤트 감지 신호를 수신하는 것에 기초하여 차속을 식별한다(S20).

ECU(140)는 차속 센서(300)로부터 차속에 관한 정보를 수신할 수 있다.

차량의 속도가 높을 때는 원심력에 의해 조향 각도가 가질 수 있는 범위가 제한적인 바, ECU(140)는 차속에 관한 정보를 이용하여 EPS 모터(130)를 제어하는 신호의 주파수를 식별할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 휠의 조향 각도를 조정하는 EPS 모터(130)를 제어한다(S30).

ECU(140)가 모터 구동 신호를 EPS 모터(130)에 입력하면, EPS 모터(130)의 동작에 따라 휠이 좌우 반복하며 움직일 수 있다. 즉, 휠의 조향 각도가 계속하여 변할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3의 그래프를 참조하여 보다 자세하게 설명한다.

EPS 모터(130)의 동작에 따라 휠이 좌우로 지속적이고 반복적으로 움직이다 보면, 노면과의 마찰로 인해 제동력이 발생하게 된다. 이때, 휠을 좌우로 빠르게 움직이게 하기 위해 ECU(140)는 고주파수 신호로 EPS 모터(130)를 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 EPS 모터(130)를 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 임계값은 차량이 완전히 멈춘 0 km/h 일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 이벤트가 실제로 일어나지 않을 정도의 차속을 만족하면 충분하다. 이때, 임계값은 고정될 수 있고, 혹은 이벤트의 내용에 따라 임계값은 실시간으로 조정될 수 있다. 이벤트의 내용에 따라 조정되는 경우, ECU(140)가 긴급제동장치(200)로부터 임계값을 결정하기 위한 정보, 예를 들어, 필요한 제동 거리, 객체와의 거리 등을 수신하고, 센서들로부터 정보를 수신하여 임계값을 식별할 수 있다. 혹은, ECU(140)는 기 식별된 임계값을 긴급제동장치(200)로부터 수신하는 등 다양하게 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, EPS 모터(130)는 하나의 모터로 구현될 수 있고, 혹은 복수의 모터로 구현되어 서로 다른 고주파수 신호에 따라 제어될 수 있다. 특히, 차속 제어 장치(100)가 BN EPS(BallNut EPS)로 구현되는 경우, 2모터 시스템을 가진다. 복수의 모터를 이용하는 경우, 모터가 내는 파워가 더 크므로 마찰력을 더욱 강하게 발생시킬 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 긴급제동장치가 실행되는 매우 위급한 상황에서 휠의 노면 마찰을 이용하여 차량을 더욱 빠르게 멈출 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 및 조향 각도의 변화를 도시한 그래프이다.

도 3에 도시된 그래프(300)는 앞서 도 2에서 설명한 차속 제어 장치(100)의 동작 흐름에 따라 구현되는 경우, 차량의 속도와 조향 각도의 변화를 나타낸다.

이벤트 감지에 따라 긴급제동창치(200)가 작동하는 시점에서(긴급제동장치 On), ECU(140)는 긴급제동창치(200)로부터 이벤트 감지 신호를 수신하여 차속이 대략 대략 150km/h의 속도임을 식별할 수 있다.

ECU(140)는 EPS 모터(130)에 고주파 제어를 시작하여 좌우로 빠르게 반복하며 차량의 속도가 줄어들도록 한다. 이때, 조향 각도는 차량의 속도가 줄어들수록 그 진폭이 커진다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 차속이 감소할수록 조향 각도가 커지도록 EPS 모터(130)를 제어할 수 있다. 다만, 차량 진행 방향에 지장을 주면 안되기 때문에 조타량은 시험을 통해 감속이 시작되는 속도별로 최적화 하며 속도가 줄어들수록 점점 증가시킨다.

즉, ECU(140)는 조향 각도의 변화로 인해 차량이 주행 노선을 벗어나지 않는 정도로 EPS 모터(130)를 제어할 수 있다.

그래프(300)를 참조하면, 조향 각도는 긴급제동장치(200)가 동작을 시작할 때 대략 10도에서 시작하여 속도가 줄어듦에 따라 대략 25도까지 늘어난다. 조향 각도의 범위는 본 도면에 한정되지 않고, 차량이 주행 노선을 벗어나지 않는 범위 내에서 제어될 수 있다.

그리고, 속도가 줄어들수록 조향 각도 대비 차량의 이동량이 점점 작아지기 때문에 마찰력이 증대할 것이다.

ECU(140)는 차량의 속도가 0km/h에 도달하면, 고주파 제어를 멈추고 긴급제동창치(200)는 꺼진다(긴급제동장치 off).

이때, ECU(140)는 긴급제동장치(200)로부터 긴급 제동이 완료된 종료 신호의 수신여부를 확인하고, 종료 신호를 수신하는 것에 기초하여 고주파수 신호의 입력을 차단할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 제어 장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 이벤트 감지 신호를 수신하면(S410의 Yes), 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 EPS 모터(130)를 제어한다(S420).

ECU(140)는 휠이 차속에 대응하는 조향 각도를 가지도록 EPS 모터(130)를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, ECU(140)는 이벤트 감지 신호를 수신하지 않으면(S410의 No), 이벤트 감지 신호를 수신할 때까지 대기하거나, 전동식 파워 스티어링 본연의 동작을 수행한다.

ECU(140)는 EPS 모터(130)를 제어하면서 차량의 속도가 임계값(A) 이하인 경우(S430의 Yes), 본 로직 동작을 종료한다.

차량의 속도가 임계값(A)에 아직 도달하지 않은 경우(S430의 Yes), ECU(140)는 계속하여 고주파수 제어를 수행한다.

100: 차속 제어 장치
110: 토크 센서
120: 조향각 센서
130: EPS 모터
140: ECU
200: 긴급제동장치
300: 속도 센서

Claims (8)

1. 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 장치에 있어서,
   휠의 조향 각도를 조정하는 EPS(Electric Power Steering) 모터; 및
   상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 필요한 이벤트 감지 신호의 수신여부를 확인하고,
   상기 이벤트 감지 신호를 수신하는 것에 기초하여 차속을 식별하고,
   상기 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 상기 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 상기 EPS 모터를 제어하는 ECU를 포함하는 차속 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 ECU는,
   상기 휠이 상기 차속에 대응하는 상기 조향 각도를 가지도록 상기 EPS 모터를 제어하는 차속 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 ECU는,
   상기 차속이 감소할수록 상기 조향 각도가 커지도록 상기 EPS 모터를 제어하는 차속 제어 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 ECU는,
   상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 완료된 종료 신호의 수신여부를 확인하고,
   상기 종료 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 고주파수 신호의 입력을 차단하는 차속 제어 장치.
5. 긴급제동장치의 작동에 따른 차속 제어 방법에 있어서,
   상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 필요한 이벤트 감지 신호의 수신여부를 확인하는 단계;
   상기 이벤트 감지 신호를 수신하는 것에 기초하여 차속을 식별하는 단계;
   상기 차속이 임계값 이하로 감소할 때까지 휠이 좌우 반복하며 움직이도록 고주파수 신호로 상기 휠의 조향 각도를 조정하는 EPS 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 차속 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 EPS 모터를 제어하는 단계는,
   상기 휠이 상기 차속에 대응하는 상기 조향 각도를 가지도록 상기 EPS 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 차속 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 EPS 모터를 제어하는 단계는,
   상기 차속이 감소할수록 상기 조향 각도가 커지도록 상기 EPS 모터를 제어하는 단계;를 포함하는 차속 제어 방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 긴급제동장치로부터 긴급 제동이 완료된 종료 신호의 수신여부를 확인하는 단계;
   상기 종료 신호를 수신하는 것에 기초하여 상기 고주파수 신호의 입력을 차단하는 단계;를 더 포함하는 차속 제어 방법.