KR20130142347A - Smart electric vehicle and smart operation method thereof - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명의 스마트 전기자동차는 차량을 최상위레벨에서 제어하고, 변속레버(40)를 통한 변속단과 브레이크페달(52)을 통한 페달조작과 틸트센서(71)을 통한 도로 경사각 정보를 체크하며, 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 수행하도록 보상토크가 계산되고, 모터(13)의 토크를 제어하는 MCU(Motor Control Unit)에 상기 보상토크를 제공하는 운용 알고리즘을 갖춘 VCU(Vehicle Control Unit)가 포함됨으로써, 오르막길에서 정지후 출발할 때 조작미숙에 의한 차량 밀림이 없어 운전자의 불편을 해소하는 특징을 갖는다.The smart electric vehicle of the present invention controls the vehicle at the highest level, checks the inclination angle information through the shift stage and the brake pedal 52 through the shift lever 40 and the tilt sensor 71, and on the uphill road. Compensation torque is calculated to perform Hill Start Assist (HSA) to secure safety when starting after stopping, and the compensation torque to the MCU (Motor Control Unit) that controls the torque of the motor 13 By including a vehicle control unit (VCU) with an operation algorithm to provide a, there is a feature that eliminates the inconvenience of the driver because there is no vehicle push due to inexperienced operation when starting after stopping at an uphill road.

Description

Translated fromKorean

스마트 전기자동차 및 이의 운용방법{Smart Electric Vehicle and Smart Operation Method thereof}Smart electric vehicle and its operation method

본 발명은 전기자동차에 관한 것으로, 특히 미숙한 운전자나 초보운전자도 어떠한 장애 없이 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)가 구현될 수 있는 스마트 전기자동차 및 이의 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and in particular, an inexperienced driver or a novice driver can implement a smart Hill Start Assist (HSA), which ensures safety by preventing skies when starting after stopping at an uphill without any obstacle. It relates to an electric vehicle and its operation method.

일반적으로 자동차는 고속주행이나 저속주행 또는 주차 이동이든 다양한 외부환경의 지배를 받으면서 운행될 수밖에 없고, 운전자는 이러한 다양한 외부환경에 대해 적극적으로 대응해 자동차를 제어함으로써 어떠한 사고 없이 안전운행을 하게 된다.In general, a car must be driven under the control of various external environments, such as high speed driving, low speed driving, or parking movement, and the driver can safely drive without any accident by actively controlling the various external environments.

하지만, 자동차의 안전운행 여부가 운전자 개개인의 운전 실력과 상황대처능력에 전적으로 의존되면, 생활필수품으로 취급되고 있는 자동차에 대한 운전 미숙자의 접근성이 제한될 수밖에 없다.However, if the safety of the car is entirely dependent on the driver's driving ability and the ability to deal with the situation, the inexperienced driver's access to the car being treated as a necessity is inevitably limited.

그러므로, 운전자의 적극적인 대처 없이도 안전운행이 확보될 수 있도록 발전된 전자 및 제어기술을 기반으로 한 다양한 차량제어기술들이 자동차에 적용됨으로써, 자동차에 대한 운전 미숙자의 접근성을 높이고 특히 운전 능숙자의 제어편리성도 함께 높여 주게 된다.Therefore, various vehicle control technologies based on the electronic and control technology developed to secure safe driving without the driver's active response are applied to the car, thereby increasing the accessibility of the immature driver to the car, and especially the control convenience of the skilled proficient driver. It will increase.

통상, 상기와 같은 다양한 차량제어기술들을 적용한 자동차는 스마트 자동차로 칭한다.Typically, a vehicle to which the various vehicle control techniques as described above are referred to as a smart vehicle.

스마트 자동차에 적용된 차량제어기술의 예로서, 스마트주행제어(ASCC; Advanced Smart Cruse Control)와, 비상제동제어(AEBS; Auto Emergence Braking System), 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist), 하강주행제어(HDC; Hill Decent Control), 주차조향제어(SPAS; Smart Parking Assist System) 및 주차보조제어(PAS; Parking Assist System)를 들 수 있다.Examples of vehicle control technology applied to smart vehicles include Smart Driving Control (ASCC), Emergency Braking Control (AEBS), Hill Start Assist (HSA), and Descent Control. Hill Decent Control (HDC), Smart Parking Assist System (SPAS) and Parking Assist System (PAS).

상기 스마트주행제어(ASCC)는 주행 시 운전자의 페달조작 없이 주행속도를 자동으로 유지하면서 선행차량과 차간거리도 유지해 안전을 확보해주는 기능이다.The smart driving control (ASCC) is a function that ensures safety by maintaining the distance between the preceding vehicle and the vehicle while automatically maintaining the driving speed without the driver's pedal operation when driving.

상기 비상제동제어(AEBS)는 주행 시 운전자의 조작 없이도 선행차량과 형성하는 차간거리를 안전하게 확보해주는 기능이다.The emergency braking control (AEBS) is a function to secure the distance between the preceding vehicle and the vehicle formed without the driver's operation when driving.

상기 등판주행제어(HSA)는 오르막길에서 정지 후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 기능이고, 상기 하강주행제어(HDC)는 험한 비탈길에서 내리막 주행을 부드럽게 하여 안전을 확보해주는 기능이다.The climbing driving control (HSA) is a function that ensures safety by preventing skies when starting after stopping on an uphill road, and the descending driving control (HDC) is a function of securing safety by smoothing downhill driving on a steep slope.

상기 주차조향제어(SPAS)는 주차 시 변속레버의 시프트 변속 없이도 편리한 후방 주차기능이고, 상기 주차보조제어(PAS)는 돌발적인 장애물의 등장에 대해서도 신속하게 대응해주는 후방 주차기능이다.The parking steering control (SPAS) is a convenient rear parking function without shift shifting of the shift lever during parking, and the parking assistance control (PAS) is a rear parking function that quickly responds to the appearance of an unexpected obstacle.

이하, 상기 스마트주행제어(ASCC)는 ASCC로 칭하고, 상기 비상제동제어(AEBS)는 AEBS로 칭하며, 상기 등판주행제어(HSA)는 HSA로 칭하고, 상기 하강주행제어(HDC)는 HDC로 칭하고, 상기 주차조향제어(SPAS)는 SPAS로 칭하고, 상기 주차보조제어(PAS)는 PAS로 칭한다.Hereinafter, the smart driving control (ASCC) is referred to as an ASCC, the emergency braking control (AEBS) is referred to as AEBS, the climbing driving control (HSA) is referred to as HSA, the descending driving control (HDC) is referred to as HDC, The parking steering control (SPAS) is called a SPAS, and the parking assistance control (PAS) is called a PAS.

그러나, ASCC와, AEBS, HSA, HDC, SPAS 및 PAS와 같은 스마트 기능들은 실차에 적용되기 위해선 자동차의 운행에 관련된 전자기기와 협조 제어되도록 특화되어야 하고, 이러한 측면은 친환경차량으로 현재 크게 부각되고 있는 전기자동차에 대한 실차 적용성을 크게 제한하게 된다.However, smart functions such as ASCC, AEBS, HSA, HDC, SPAS and PAS have to be specialized to cooperatively control electronic devices related to the driving of vehicles in order to be applied to actual vehicles, and this aspect is currently being highlighted as an environmentally friendly vehicle. It will greatly limit the applicability of actual vehicles to electric vehicles.

이중 가장 큰 이유는 전기자동차는 내연기관타입 자동차와 달리 변속기(Transmission)가 없음에 기인된다.The biggest reason is that electric vehicles do not have transmission, unlike internal combustion engine type vehicles.

일례로, 주행속도를 변화시키기 위해 변속레버를 조작하면, 내연기관타입 자동차에서는 변속레버의 조작이 변속기의 기어단 변환을 가져오는데 반해, 전기자동차에서는 기어단 변환이 아닌 모터 토크 변환을 가져온다.For example, when the shift lever is operated to change the traveling speed, the operation of the shift lever in the internal combustion engine type vehicle brings the gear stage change of the transmission, whereas in the electric vehicle, the motor torque change is obtained instead of the gear stage change.

이에 따라, 전기자동차가 스마트 전기자동차로 개발 및 상품화되기 위해선 ASCC와, AEBS, HSA, HDC, SPAS 및 PAS등이 동력원인 모터와 연계되도록 특화되어야 하고, 특히 모터의 토크제어를 스마트 기능에 맞춰 최적화할 수 있는 기술의 개발이 요구될 수밖에 없다.Accordingly, in order to develop and commercialize an electric vehicle as a smart electric vehicle, ASCC, AEBS, HSA, HDC, SPAS and PAS should be specialized to be connected to a motor that is a power source, and in particular, the torque control of the motor is optimized for smart functions. It is inevitable that the development of technology that can be done.

국내특허공개10-2009-0042359(2009년04월30일)Domestic Patent Publication 10-2009-0042359 (April 30, 2009)

상기 특허문헌은 후륜용 모터가 구비된 하이브리드 자동차에서 조향각(또는 선회각)을 기반으로 한 모터 토크의 최적 제어가 구현됨으로써, 하이브리드 차량에서도 스마트 개념(Smart Concept)이 적용될 수 있음을 나타낸다.The patent document indicates that the optimum control of the motor torque based on the steering angle (or the turning angle) is implemented in the hybrid vehicle equipped with the rear wheel motor, so that the smart concept can be applied to the hybrid vehicle.

이를 위해, 상기 특허문헌은 운전자 요구파워와 차량 속도 및 배터리 SOC를 기반으로 모터보조 수행여부가 판단되고, 조향각과 조향각 변화율 및 차량 속도를 모니터링한 후 조향각이 기준값 이상인지(급선회)여부가 판단되며, 기준값 이상의 조향각에 따른 최대 및 최소계수와 조향각 변화율에 따른 최대 및 최소계수를 계산한 다음 필요한 모터 보조량이 결정되고, 결정된 모터 보조량에 운전자 요구파워와 차량 속도 및 배터리 SOC 조건들을 합산함으로써 모터 토크가 최적 제어된다.To this end, the patent document is determined whether to perform the motor assist based on the driver's required power, vehicle speed and battery SOC, and after monitoring the steering angle, steering angle change rate and vehicle speed, it is determined whether the steering angle is above the reference value (sharp turn) After calculating the maximum and minimum coefficients according to the steering angle above the reference value and the maximum and minimum coefficients according to the steering angle change rate, the required motor assistance amount is determined, and the motor torque is calculated by adding the driver's required power, vehicle speed and battery SOC conditions to the determined motor assistance amount. Is optimally controlled.

그러므로, 상기 특허문헌은 모터의 토크제어를 통해서 주행시 운전자의 조작 없이도 주행안전을 확보해주는 ASCC와 같은 스마트 기능이 구현될 수 있고, 이로부터 모터를 동력원으로 하는 전기자동차가 스마트 전기 자동차로 개발될 수 있음을 나타낸다.Therefore, the patent document can implement a smart function such as ASCC to secure driving safety without the driver's operation when driving through the torque control of the motor, from which the electric vehicle using the motor as a power source can be developed as a smart electric vehicle It is present.

하지만, 전기자동차가 스마트 전기자동차로 개발되기 위해선 모터의 토크제어만으로는 충분할 수 없고, 특히 전기자동차의 운행에 관련된 전자기기와 협조 제어되기 위한 모터 토크 제어기술이 더 요구될 수밖에 없다.However, in order for an electric vehicle to be developed as a smart electric vehicle, torque control of a motor cannot be sufficient, and in particular, a motor torque control technology for cooperative control with electronic devices related to the operation of an electric vehicle is inevitably required.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 주행시 운전자의 페달조작 없이 주행속도를 자동으로 유지하면서 선행차량과 차간거리도 유지해 안전을 확보해주는 ASCC나 또는 주행시 운전자의 조작 없이도 선행차량과 형성하는 차간거리를 안전하게 확보해주는 AEBS나 또는 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 HSA나 또는 험한 비탈길에서 내리막 주행을 부드럽게 하여 안전을 확보해주는 HDC나 또는 주차 시 변속레버의 시프트 변속 없이도 편리한 후방 주차기능을 제공해주는 SPAS나 또는 돌발적인 장애물의 등장에 대해서도 토크제어로 신속하게 대응해주는 편리한 후방주차기능을 제공해주는 PAS와 같은 스마트 기능이 구현됨으로써, 내연기관 자동차와 같이 스마트 차량제어기술이 적용되어 상품화될 수 있는 스마트 전기자동차 및 이의 운용방법을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention in view of the above-described invention is formed with the preceding vehicle without the driver's operation during driving or ASCC for securing safety by maintaining the distance between the preceding vehicle and the vehicle while automatically maintaining the running speed without the driver's pedal operation when driving It is convenient without AEBS, which secures the distance between vehicles, HSA, which secures safety by preventing skies when starting from an uphill road, HDC, which provides safety by smoothing downhill driving on rough slopes, or shifting shift of the shift lever when parking. Smart vehicle control technology, such as internal combustion engine cars, is implemented by implementing smart functions such as SPAS that provides rear parking or PAS that provides convenient rear parking for quick response with torque control even when sudden obstacles appear. Smart exhibition that can be commercialized It aims to provide a motor vehicle and its operating methods.

또한, 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 미숙한 운전자나 초보운전자도 어떠한 장애 없이 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 HSA가 구현될 수 있는 스마트 전기자동차 및 이의 운용방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention in view of the above point is the smart electric vehicle and its operation that can be implemented to secure the safety of the jungle when starting to stop after climbing uphill without any obstacle for the inexperienced driver or novice driver Another purpose is to provide a method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 전기자동차는 배터리 전력을 이용해 동력을 발생하는 모터와, 차량 제동을 수행하는 ABS(Anti Brake System)와, 차량 조향을 수행하는 MDPS(Motor Driven Power Steering)와, 차량의 상태를 운전자에게 보여주는 HMI(Human Machine Interface)과 상호 통신하는 CAN네트워크와;The smart electric vehicle of the present invention for achieving the above object is a motor for generating power using the battery power, an anti-braking system (ABS) for braking the vehicle, and the motor driven power steering to perform vehicle steering And a CAN network communicating with a HMI (Human Machine Interface) for showing a driver's state to the driver;

차량의 변속단을 변경하는 변속레버와;A shift lever for changing a shift stage of the vehicle;

차량 가속을 위한 가속페달과 차량 제동을 위한 브레이크페달과;An accelerator pedal for vehicle acceleration and a brake pedal for vehicle braking;

차량을 최상위레벨에서 제어하고, 상기 CAN네트워크로 상호 통신하며, 상기 변속레버를 통한 변속단과 브레이크페달을 통한 페달조작과 틸트센서를 통한 도로 경사각 정보를 체크하며, 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 수행하도록 보상토크가 계산되는 운용 알고리즘을 갖춘 VCU(Vehicle Control Unit)와;Control the vehicle at the highest level, communicate with each other via the CAN network, check the pedal operation via the shift lever and brake pedal through the shift lever, and check the road inclination angle information through the tilt sensor; A vehicle control unit (VCU) having an operation algorithm in which a compensation torque is calculated to perform Hill Start Assist (HSA), which ensures safety.

상기 등판주행제어 실행 시 상기 VCU와 상기 CAN네트워크로 상호 통신하고, 상기 VCU(11)에서 제공된 상기 보상토크로 상기 모터의 토크를 제어하는 MCU(Motor Control Unit); 가 포함된 것을 특징으로 한다.A MCU (Motor Control Unit) for communicating with the VCU and the CAN network when the climbing running control is executed, and controlling the torque of the motor with the compensation torque provided by the VCU; Is included.

상기 운용 알고리즘은 등판주행제어모드에 더해 주행시 운전자의 조작 없이도 주행안전을 확보해주는 스마트주행제어모드와, 내리막길 주행시 상기 운전자의 조작 없이도 안전을 확보하는 하강주행제어모드와, 험한 비탈길에서 내리막 주행을 부드럽게 하여 안전을 확보해주는 하강주행제어모드와, 주차 시 변속레버의 시프트 변속 없이도 편리한 후방 주차기능을 제공해주는 주차조향제어모드와, 후방 주차 시 돌발적인 장애물의 등장에 대해서도 토크제어로 신속하게 대응해주는 주차보조제어모드가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
In addition to the climbing driving control mode, the operation algorithm includes a smart driving control mode that ensures driving safety without a driver's operation when driving, a descending driving control mode that ensures safety without the driver's operation when driving downhill, and a downhill driving on a steep slope. Lower driving control mode to ensure safety by softening, parking steering control mode to provide convenient rear parking function without shift shifting of the shift lever when parking, and torque control to respond quickly to sudden appearance of obstacles during rear parking. The parking assistance control mode is further characterized.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 전기자동차의 운용방법은 차량을 최상위레벨에서 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)가 변속레버와 브레이크페달 및 틸트센서로부터 신호가 입력되는지 여부를 체크하고, 각각의 조건이 모두 설정된 조건과 일치되는지 여부를 판단해 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 준비하는 스마트등판주행진입단계;In addition, the operation method of the smart electric vehicle of the present invention for achieving the above object is to check whether the VCU (Vehicle Control Unit) for controlling the vehicle at the top level whether the signal is input from the shift lever and brake pedal and tilt sensor And determining whether each of the conditions is identical to the set conditions, and preparing a smart running control step (HSA; Hill Start Assist) to ensure safety by preventing the rolling when starting after stopping at an uphill;

상기 변속레버와 상기 브레이크페달 및 상기 틸트센서로부터 제공된 정보가 상기 설정된 조건에 일치되면, 상기 VCU가 모터를 제어하는 MCU(Motor Control Unit)와 상기 CAN네트워크를 이용해 상호 통신하고, 상기 MCU의 연산된 모터속도가 상기 VCU로 제공되고, 상기 VCU는 상기 연산된 모터속도로부터 보상토크를 계산해 상기 MCU로 다시 제공하며, 상기 MCU는 상기 보상토크로 상기 모터의 토크를 제어하는 스마트등판주행제어단계;When the information provided from the shift lever, the brake pedal, and the tilt sensor meets the set condition, the VCU communicates with a motor control unit (MCU) controlling the motor by using the CAN network, and the calculated operation of the MCU A motor speed is provided to the VCU, the VCU calculates a compensation torque from the calculated motor speed and provides the compensation torque back to the MCU, wherein the MCU controls the torque of the motor with the compensation torque;

상기 VCU에서 설정된 작동시간의 초과나 가속페달의 신호를 인식하면, 상기 등판주행제어가 중지되는 스마트등판주행중지단계;A smart climbing driving stop step of stopping the climbing running control when the operation time is exceeded or the accelerator pedal signal is set in the VCU;

가 포함되어 실행되는 것을 특징으로 한다.It characterized in that the execution is included.

상기 스마트등판주행진입단계에서, 상기 VCU는 상기 변속레버와 상기 브레이크페달 및 상기 틸트센서로부터 제공된 정보를 앤드(And)조건으로 판단된다.In the smart climbing driving entry step, the VCU determines the information provided from the shift lever, the brake pedal, and the tilt sensor as an AND condition.

상기 앤드(And)조건의 성립은 변속단이 D단 또는 R단이고, 상기 브레이크페달이 조작되고, 상기 틸트센서로부터 제공된 경사각 크기가 설정된 기준레벨(Reference Level)을 초과할 경우이다.The establishment of the And condition is when the shift stage is the D stage or the R stage, and the brake pedal is operated, and the inclination angle size provided from the tilt sensor exceeds a set reference level.

상기 스마트등판주행제어단계에서, 상기 VCU에는 상기 보상토크를 상기 MCU로 다시 제공하도록 PI(Proportion and Integration)타입 속도PI제어기가 포함되고, 상기 MCU에는 상기 모터속도를 상기 VCU로 제공하도록 3상PWM블록과 3상을 2상으로 변환하는 3/2변환기 및 2상을 3상으로 변환하는 2/3변환기와 PI(Proportion and Integration)타입 전류PI제어기가 포함된다.In the smart climbing driving control step, the VCU includes a Proportion and Integration (PI) type speed PI controller to provide the compensation torque back to the MCU, and the MCU includes a three-phase PWM to provide the motor speed to the VCU. It includes a 3/2 converter that converts blocks and three phases into two phases, a two third converter that converts two phases into three phases, and a PI (Proportion and Integration) type current PI controller.

상기 스마트등판주행중지단계에서, 상기 작동시간의 초과와 상기 가속페달의 신호 인식은 오어(Or)조건이다.In the smart climbing stop operation step, the exceeding the operating time and the signal recognition of the accelerator pedal is an Or condition.

이러한 본 발명은 내연기관 자동차와 같이 스마트 차량제어기술이 전기자동차에서 실용화됨으로써, 실질적인 스마트 전기자동차를 통해 상품성이 크게 높아지고 운전자에게는 오르막길에서 정지후 출발할 때에도 밀림이 없는 스마트 기능을 활용한 드라이빙 편의성이 제공되는 효과가 있다.The present invention is a smart vehicle control technology, such as the internal combustion engine car, the practical use in the electric vehicle, the practicality is greatly increased through the smart electric vehicle, the driver can use the driving convenience using the smart function without slipping even when starting after stopping on the uphill There is an effect provided.

또한, 본 발명은 모터의 토크제어로직 최적화로 HSA가 구현됨으로써 오르막길에서도 조작미숙에 의한 차량 밀림이 없어 운전자의 불편을 해소하는 효과도 있다.In addition, the present invention has the effect of eliminating the inconvenience of the driver because there is no vehicle push due to inexperienced operation on the uphill road by implementing the HSA by optimizing the torque control logic of the motor.

또한, 본 발명은 모터의 토크제어로직 최적화만으로 HSA가 작동됨으로써, 스마트 전기자동차 구축 시 기기에 대한 설계 변경 없이 그대로 적용될 수 있어 비용 상승 요인이 제거되는 효과도 있다.
In addition, the present invention by operating the HSA only by optimizing the torque control logic of the motor, it can be applied as it is without design changes to the device when building a smart electric vehicle has the effect of eliminating the cost increase factor.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 전기자동차의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 운용 알고리즘을 구현하기 위한 VCU(Vehicle Control Unit)과 MCU(Motor Control Unit) 및 모터의 제어블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 전기자동차에 적용된 운용 알고리즘이고, 도 4는 본 발명에 따른 스마트 전기자동차의 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 위한 제어로직이며, 도 5는 본 발명에 따른 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)가 실행되는 스마트 전기자동차의 작동상태이다.1 is a block diagram of a smart electric vehicle according to the present invention, Figure 2 is a control block diagram of a vehicle control unit (VCU), a motor control unit (MCU) and a motor for implementing the operation algorithm according to the present invention, 3 is an operation algorithm applied to the smart electric vehicle according to the present invention, Figure 4 is a hill start Assist (HSA) to ensure safety when the departure from the start after stopping on the uphill of the smart electric vehicle according to the present invention (HSA; 5 is a control logic for FIG. 5 is an operating state of a smart electric vehicle on which hill start assistance (HSA) according to the present invention is executed.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 실시예에 따른 스마트 전기자동차의 구성을 나타낸다.1 shows a configuration of a smart electric vehicle according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 스마트 전기자동차(1)는 고전압 배터리 전력을 이용해 동력을 발생하는 동력유닛(10)과, 차량 제동을 수행하는 ABS(20, Anti Brake System)와, 차량 조향을 수행하는 MDPS(30, Motor Driven Power Steering)와, 차량 주행속도 변경을 위한 변속레버(40)와, 차량을 가속 및 감속하기 위한 페달유닛(50)과, 운전석을 이루어 다양한 정보들을 디스플레이하는 HMI(60,Human Machine Interface)와, 주행도로의 노면상태를 검출하여 제공하는 노면검출센서(70)와, 주행환경변화에 능동적으로 대처함으로써 운전자의 적극적인 대처 없이도 안전운행을 확보해 주는 SCU(100, Smart Control Unit)과, 동력유닛(10)이 SCU(100)과 상호통신하기 위한 CAN네트워크(200)와, SCU(100)의 내부 통신을 위한 LIN네트워크(300)를 포함된다.As shown, the smartelectric vehicle 1 includes apower unit 10 for generating power using high voltage battery power, an ABS 20 (Anti Brake System) for braking a vehicle, and an MDPS (for steering a vehicle). 30, Motor Driven Power Steering, the shift lever 40 for changing the vehicle traveling speed, thepedal unit 50 for accelerating and decelerating the vehicle, and theHMI 60 for displaying various information by forming a driver's seat. Interface), aroad detection sensor 70 for detecting and providing road conditions on a driving road, and an SCU (100, Smart Control Unit) for proactively coping with changes in the driving environment to ensure safe driving without active driver action. Thepower unit 10 includes aCAN network 200 for intercommunicating with theSCU 100 and aLIN network 300 for internal communication of theSCU 100.

상기 동력유닛(10)은 변속단 정보와 차량 가속 및 차량 감속 정보가 포함된 다양한 정보로 차량을 제어하는 VCU(11, Vehicle Control Unit)와, VCU(11)에 연계되어 모터 토크를 제어하는 MCU(12, Motor Control Unit)와, MCU(12)의 제어로 모터 출력이 변화되는 모터(13)로 구성된다.Thepower unit 10 includes a vehicle control unit (VCU) for controlling a vehicle with various information including shift stage information and vehicle acceleration and vehicle deceleration information, and an MCU for controlling motor torque in connection with theVCU 11. (12, Motor Control Unit) and themotor 13, the motor output is changed by the control of the MCU (12).

이러한 구성은 일반적인 전기자동차에 구비된 동력유닛의 구성과 동일하다.This configuration is the same as the configuration of the power unit provided in a general electric vehicle.

하지만, 본 실시예에서 상기 VCU(11)는 스마트 전기자동차를 구현하도록 모터(13)를 제어하는 토크제어로직이 더 구현되는 차이가 있다.However, in this embodiment, the VCU 11 has a difference in that the torque control logic for controlling themotor 13 to implement a smart electric vehicle is further implemented.

상기 VCU(11)에서 구현되는 토크제어로직은 스마트 기능인 ASCC나 또는 AEBS나 또는 HSA나 또는 HDC나 또는 SPAS나 또는 PAS를 위한 알고리즘과 연계되고, 이는 이후 상세히 기술된다.The torque control logic implemented in theVCU 11 is associated with an algorithm for a smart function ASCC or AEBS or HSA or HDC or SPAS or PAS, which will be described in detail later.

전술된 바와 같이, 상기 ASCC는 주행 시 운전자의 페달조작 없이 주행속도를 자동으로 유지하면서 선행차량과 차간거리도 유지해 안전을 확보해주는 스마트주행제어(ASCC; Advanced Smart Cruse Control)기능이다.As described above, the ASCC is an Advanced Smart Cruse Control (ASCC) function that ensures safety by maintaining the distance between the preceding vehicle and the vehicle while automatically maintaining the driving speed without the driver's pedal operation.

상기 AEBS는 주행 시 운전자의 조작 없이도 선행차량과 형성하는 차간거리를 안전하게 확보해주는 비상제동제어(AEBS; Auto Emergence Braking System)기능이다.The AEBS is an emergency emergency braking system (AEBS) function that secures the distance between the preceding vehicle and the vehicle to be formed without a driver's operation when driving.

상기 HSA는 오르막길에서 정지 후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)기능이고, 상기 HDC는 험한 비탈길에서 내리막 주행을 부드럽게 하여 안전을 확보해주는 하강주행제어(HDC; Hill Decent Control)기능이다.The HSA is a Hill Start Assist (HSA) function that ensures safety by preventing skies when starting after stopping on an uphill road, and the HDC smoothes downhill driving on a steep slope and secures downhill driving (HDC). ; Hill Decent Control).

상기 SPAS는 주차 시 변속레버의 시프트 변속 없이도 편리한 후방 주차기능을 제공하는 주차조향제어(SPAS; Smart Parking Assist System)기능이고, 상기 PAS는 후방 주차 시 돌발적인 장애물의 등장에 대해서도 토크제어로 신속하게 대응해주는 주차보조제어(PAS; Parking Assist System)기능이다.The SPAS is a Smart Parking Assist System (SPAS) function that provides a convenient rear parking function without shift shifting of the shift lever during parking, and the PAS is quickly controlled by torque control even when an unexpected obstacle appears during rear parking. It is a Parking Assist System (PAS) function.

이하, 상기 스마트주행제어(ASCC)는 ASCC로 칭하고, 상기 비상제동제어(AEBS)는 AEBS로 칭하며, 상기 등판주행제어(HSA)는 HSA로 칭하고, 상기 하강주행제어(HDC)는 HDC로 칭하고, 상기 주차조향제어(SPAS)는 SPAS로 칭하고, 상기 주차보조제어(PAS)는 PAS로 칭한다.Hereinafter, the smart driving control (ASCC) is referred to as an ASCC, the emergency braking control (AEBS) is referred to as AEBS, the climbing driving control (HSA) is referred to as HSA, the descending driving control (HDC) is referred to as HDC, The parking steering control (SPAS) is called a SPAS, and the parking assistance control (PAS) is called a PAS.

도 2는 본 실시예에 따른 VCU(11)과 MCU(12) 및 모터(13)가 제어블록을 나타낸다.2 shows a control block of theVCU 11, theMCU 12, and themotor 13 according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 제어블록은 VCU(11)가 담당하는 역할과 MCU(12)가 담당하는 역할이 서로 분담되도록 구성되고, 상기 VCU(11)에는 PI(Proportion and Integration)타입 속도PI제어기(11a)가 포함되고, 상기 MCU(12)에는 3상PWM 제어를 위한 3상PWM블록(12a)과, 3상을 2상으로 변환하는 3/2변환기(12b)와, 2상을 3상으로 변환하는 2/3변환기(12c)와, PI(Proportion and Integration)타입 전류PI제어기(12d)가 포함된다.As shown, the control block is configured such that the role played by theVCU 11 and the role played by theMCU 12 are shared with each other, and theVCU 11 has a PI (Proportion and Integration) typespeed PI controller 11a. TheMCU 12 includes a three-phase PWM block 12a for three-phase PWM control, a three-second converter 12b for converting three-phase to two-phase, and a two-phase to three-phase. 2/3converter 12c and PI (Proportion and Integration) typecurrent PI controller 12d.

이로 인해 스마트 기능이 이루어지면, MCU(12)에서는 속도가 연산되어 VCU(11)로 제공되고, VCU(11)에서는 MCU(12)에서 제공된 속도정보를 속도PI제어기(11a)의 피드백 정보로 사용해 지령 속도가 계산된 후 CAN네크워크(200)로 ASCC를 담당하는 SCU(110) 및 MDPS(30)와 상호 통신함으로써 계산된 지령 속도가 최종적으로 확정된다.Accordingly, when the smart function is achieved, the speed is calculated by theMCU 12 and provided to theVCU 11, and theVCU 11 uses the speed information provided by theMCU 12 as feedback information of thespeed PI controller 11a. After the command speed is calculated, the calculated command speed is finally determined by communicating with theSCU 110 and theMDPS 30 in charge of the ASCC via theCAN network 200.

반면, 스마트 기능이 해제되면, VCU(11)가 담당하던 속도제어 기능은 비활성화 된다.On the other hand, when the smart function is released, the speed control function in charge of theVCU 11 is deactivated.

한편, 상기 ABS(20, Anti Brake System)는 휠락(Wheel Lock)을 방지하면서 제동을 수행하고, 상기 MDPS(30, Motor Driven Power Steering)는 전동식 조향장치이며, 상기 변속레버(40)는 운전자의 시프트(Shift) 및 셀렉트(Select)로 변속단을 변경하도록 시프트레버를 갖춘 변속수단으로서, 이는 일반적인 전기자동차의 구성과 동일하다.On the other hand, the ABS (20, Anti Brake System) performs braking while preventing the wheel lock (Wheel Lock), the MDPS (30, Motor Driven Power Steering) is an electric steering device, theshift lever 40 is the driver's A shift means having a shift lever to change the shift stage by shift and select, which is the same as that of a general electric vehicle.

상기 페달유닛(50)은 차량을 가속하기 위한 가속페달(51)과, 차량을 감속하기 위한 브레이크페달(52)로 구성되고, 이는 일반적인 전기자동차의 구성과 동일하다.Thepedal unit 50 is composed of anaccelerator pedal 51 for accelerating the vehicle and abrake pedal 52 for decelerating the vehicle, which is the same as that of a general electric vehicle.

상기 HMI(60,Human Machine Interface)는 차량의 모든 주행상태와 함께 스마트유닛(100)을 통해 구현되는 모든 스마트 기능을 시각 및 청각으로 운전자에게 제공되도록, 일반적인 클러스터(Cluster)에 더해 디스플레이 화면과 부저등이 더 포함된다.The HMI (Human Machine Interface) has a display screen and a buzzer in addition to a general cluster so that all smart functions implemented through thesmart unit 100 together with all driving states of the vehicle are provided to the driver in a visual and audible manner. Etc. are further included.

상기 노면검출센서(70)는 오르막길 주행 또는 내리막길 주행 상태가 판단되도록 주행도로의 노면 경사를 검출해 VCU(11)로 제공하는 틸트센서(71)와, 오르막길을 올라가기 위한 스마트 등판모드나 또는 내리막길을 내려가기 위한 스마트 하강모드가 선택될 수 있는 HDC버튼(72)으로 구성된다.The roadsurface detection sensor 70 detects the road inclination of the driving road so as to determine the uphill driving or the downhill driving state, and provides thetilt sensor 71 to theVCU 11 and a smart climbing mode for climbing uphill. It consists of anHDC button 72 that can be selected smart down mode to go downhill.

상기 틸트센서(71)의 정보와 상기 HDC버튼(72)의 신호가 VCU(11)로 제공되도록 회로가 구성되지만, 필요시 SCU(100)로 제공되도록 회로가 구성될 수 있다.Although the circuit is configured to provide the information of thetilt sensor 71 and the signal of theHDC button 72 to theVCU 11, the circuit may be configured to be provided to theSCU 100 when necessary.

본 실시예에서 HDC버튼(72)의 신호가 VCU(11)나 또는 SCU(100)에 입력됨으로써 스마트 기능중 하나인 오르막길 주행시 안전을 확보하는 HSA가 구현되고, 또한 내리막길 주행시 안전을 확보하는 HDC가 구현될 수 있다.In the present embodiment, the signal of theHDC button 72 is input to theVCU 11 or theSCU 100 so that the HSA which secures safety when driving uphill, which is one of the smart functions, is implemented, and also the HDC securing safety when driving downhill. Can be implemented.

통상, HSA나 HDC는 이를 위한 전용 컨트롤러로서 DSC(Decent Smart Controller)가 적용될 수 있고, SCU(100)을 구성하는 SC(110, Smart Controller)가 상기 DSC(Decent Smart Controller)를 대체할 수 있다.In general, HSA or HDC may be a decent smart controller (DSC) applied as a dedicated controller for this purpose, and the SC 110 (smart controller) constituting theSCU 100 may replace the decent smart controller (DSC).

한편, 상기 SCU(100)는 운전자 의지와 주행차량이 처한 외부조건에 대한 정보를 받아들여 스마트 기능이 구현되는 SC(110, Smart Controller)와, 주행차량이 처한 외부조건에 대한 정보를 검출해 SC(110)로 제공하기 위한 물체감지센서(120)와, 운전자 의지 정보를 SC(110)로 제공하기 위한 모드버튼(130)으로 구성된다.On the other hand, the SCU (100) receives the information about the driver's will and the external conditions faced by the driving vehicle SC (110, Smart Controller) in which the smart function is implemented, and detects information on the external conditions faced by the driving vehicle SCObject detection sensor 120 for providing to 110, and themode button 130 for providing the driver will information to the SC (110).

상기 SC(110)는 ASCC와, AEBS, HSA, HDC, SPAS 및 PAS가 모두 구현될 수 있는 범용 컨트롤러로 작용한다.TheSC 110 acts as a general purpose controller that can implement both the ASCC, AEBS, HSA, HDC, SPAS and PAS.

하지만, 필요에 따라 상기 SC(110)는 ASCC나 또는 AEBS나 또는 HSA나 또는 HDC나 또는 SPAS나 또는 PAS가 각각 개별적으로 구현하는 컨트롤러로 작용할 수 도 있다.However, if necessary, theSC 110 may act as a controller implemented by ASCC, AEBS, HSA, HDC, SPAS, or PAS, respectively.

일례로, ASCC에는 SC(110)대신 ASCC ECU가 적용될 수 있고, AEBS에는 SC(110)대신 ABS ECU가 적용될 수 있으며, HSA와 HDC에는 SC(110)대신 DSC ECU가 적용될 수 있고, SPAS에는 SC(110)대신 SPAS ECU가 적용될 수 있으며, PAS에는 SC(110)대신 PAS ECU가 적용될 수 있다.For example, ASCC ECU can be applied to ASCC instead ofSC 110, ABS ECU can be applied to AEBS instead ofSC 110, DSC ECU can be applied to HSA and HDC instead ofSC 110, SC to SPAS The SPAS ECU may be applied instead of the 110 and the PAS ECU may be applied to the PAS instead of theSC 110.

그러므로, 본 실시예에서는 ASCC나 또는 AEBS나 또는 HSA나 또는 HDC나 또는 SPAS나 또는 PAS가 전기자동차용으로 별도 개발될 필요가 없고, 내연기관 자동차에 기 적용된 ASCC나 또는 AEBS나 또는 HSA나 또는 HDC나 또는 SPAS나 또는 PAS를 어떠한 기기적인 설계변경이 없이도 전기자동차에 그대로 적용될 수 있다.Therefore, in this embodiment, ASCC or AEBS or HSA or HDC or SPAS or PAS does not need to be developed separately for electric vehicles, and ASCC or AEBS or HSA or HDC applied to internal combustion engine vehicles. B or SPAS or PAS can be applied to electric vehicles without any mechanical design changes.

한편, 상기 물체감지센서(120)는 차량의 측면에 대한 주변정보를 검출해 SCU(110)로 전송하는 사이드센서(121)와, 차량의 전방과 후방에 대한 주변정보 를 검출해 SCU(110)로 전송하는 전후방센서(122)로 구성된다.On the other hand, theobject detection sensor 120 detects the peripheral information on the side of the vehicle and transmits to theSCU 110, theside sensor 121, and detects the peripheral information on the front and rear of the vehicle SCU (110) It consists of the front andrear sensors 122 to transmit to.

여기서, 상기 사이드센서(121)와 상기 전후방센서(122)는 초음파센서나 레이다가 적용될 수 있으며, 통상 동일한 작용 및 효과가 달성될 수 있는 경우 제한되지 않는다.Here, theside sensor 121 and the front andrear sensors 122 may be applied to an ultrasonic sensor or a radar, it is usually not limited if the same action and effect can be achieved.

상기 모드버튼(130)은 후진 주차 시 스마트 기능이 구현되도록 시작신호를 SC(110)로 전송하도록 ASCC 셋스위치와 레버등이 포함된 SPAS버튼(131)과, 크루즈 주행시 스마트 기능이 구현되도록 시작신호를 SC(110)로 전송하는 ASCC버튼(132)과, 비상제동시 스마트 기능이 구현되도록 시작신호를 SC(110)로 전송하는 AEBS버튼(133)을 포함한다.Themode button 130 is aSPAS button 131 including an ASCC set switch and a lever to transmit a start signal to theSC 110 to implement a smart function when the reverse parking, and a start signal to implement a smart function during cruise driving It includes anASCC button 132 for transmitting to theSC 110, and anAEBS button 133 for transmitting a start signal to theSC 110 to implement a smart function when emergency braking.

여기서, 상기 SPAS버튼(131)은 SPAS 와 PAS와 연계되고, 상기 ASCC버튼(132)은 ASCC와 연계되며, 상기 AEBS버튼(133)은 AEBS와 연계된다.Here, theSPAS button 131 is associated with the SPAS and PAS, theASCC button 132 is associated with the ASCC, theAEBS button 133 is associated with the AEBS.

상기 CAN네트워크(200)는 VCU(11)와, MCU(12), ABS(20), MDPS(30), HMI(60) 및 SC(110)사이의 내부와 외부 통신을 담당하고, 상기 LIN네트워크(300)는 SC(110)와 사이드센서(121) 및 전후방센서(122)사이의 내부 통신을 담당한다.TheCAN network 200 is responsible for internal and external communication between theVCU 11,MCU 12,ABS 20,MDPS 30,HMI 60 andSC 110, theLIN network 300 is responsible for internal communication between theSC 110 and theside sensor 121 and the front andrear sensors 122.

이를 위한 통신 프로토콜은 정해진 조건에 따라 서로 규약된다.The communication protocols for this are mutually regulated according to defined conditions.

한편, 도 3은 본 실시예에 따른 스마트 전기자동차에 적용된 운용 알고리즘으로서, 이러한 운용 알고리즘은 VCU(11)나 또는 SC(110)에 탑재될 수 있다.On the other hand, Figure 3 is an operation algorithm applied to the smart electric vehicle according to the present embodiment, this operation algorithm may be mounted on the VCU (11) or SC (110).

상기 운용 알고리즘은 S10의 키온(Key-On)을 통해 실행 상태로 전환되고, 운전자 의지로 입력된 S20의 모드작동신호는 S30에서 운용될 실행모드로 선택된다.The operation algorithm is switched to the execution state through the key-on of S10, and the mode operation signal of S20 input by the driver's will is selected as the execution mode to be operated in S30.

여기서, 상기 모드작동신호는 SPAS버튼(131)과, ASCC버튼(132), AEBS버튼(133) 및 HDC버튼(72)의 신호로부터 제공된다.Here, the mode operation signal is provided from the signal of theSPAS button 131, theASCC button 132, theAEBS button 133 and theHDC button 72.

상기 운용 알고리즘의 실행모드는 S40의 크루즈모드와, S50의 제동모드와, S60의 하강모드와, S70의 등판모드와, S80의 주차모드 및 S90의 장애물모드로 구분된다.The execution mode of the operation algorithm is divided into a cruise mode of S40, a braking mode of S50, a falling mode of S60, a climbing mode of S70, a parking mode of S80 and an obstacle mode of S90.

본 실시예에서 정의된 상기 크루즈모드는 ASCC 구현을 위한 알고리즘이고, 상기 제동모드는 AEBS 구현을 위한 알고리즘이며, 상기 하강모드는 HDC 구현을 위한 알고리즘이고, 상기 등판모드는 HSA 구현을 위한 알고리즘이며, 상기 주차모드는 SPAS 구현을 위한 알고리즘이고, 상기 장매물모드는 PAS 구현을 위한 알고리즘이다.The cruise mode defined in this embodiment is an algorithm for ASCC implementation, the braking mode is an algorithm for AEBS implementation, the falling mode is an algorithm for HDC implementation, the climbing mode is an algorithm for HSA implementation, The parking mode is an algorithm for implementing SPAS, and the buried mode is an algorithm for implementing PAS.

상기 운용 알고리즘의 실행모드는 S100과 같이 운전자 의지를 통해 모드중지신호가 입력됨으로써 중지되고, 상기 운용 알고리즘이 중지되면 S200과 같이 또 다른 모드작동신호가 입력되기 전까지 대기상태로 유지된다.The execution mode of the operation algorithm is stopped by inputting a mode stop signal through the driver's will as in S100. When the operation algorithm is stopped, the operation mode is kept in a standby state until another mode operation signal is input as in S200.

한편, 도 4는 스마트 전기자동차에 적용된 HSA를 위한 로직으로서, 상기 HSA는 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 스마트 기능을 나타낸다.On the other hand, Figure 4 is a logic for the HSA applied to a smart electric vehicle, the HSA shows a smart function to ensure safety by preventing the fall when starting after stopping on the uphill.

S70은 스마트 전기자동차에서 구현되는 다양한 스마트 기능 중 등판모드를 의미하고, 상기 등판모드는 S710내지 S730을 통해 실행되는 HSA로 구현된다.S70 refers to a climbing mode among various smart functions implemented in a smart electric vehicle, and the climbing mode is implemented as an HSA executed through S710 to S730.

S610은 HSA가 구현되는 단계로서, 이를 위해 VCU(11)에는 변속레버(40)와 브레이크페달(52) 및 틸트센서(71)로부터 신호가 입력되는지 여부를 체크한다.S610 is a step in which the HSA is implemented. For this, theVCU 11 checks whether a signal is input from theshift lever 40, thebrake pedal 52, and thetilt sensor 71.

이때, 상기 VCU(11)는 SC(110)일 수 있고 또는 HSA ECU일 수 있다.In this case, theVCU 11 may be anSC 110 or may be an HSA ECU.

이러한 상태에서 VCU(11)는 도 5에 도시된 바와 같이 변속레버(40)의 변속단 신호(a)를 입력받고, 브레이크페달(52)의 페달조작신호(b)를 입력받으며, 틸트센서(71)의 경사각검출신호(c)를 입력받게 된다.In this state, theVCU 11 receives the shift stage signal a of theshift lever 40 as shown in FIG. 5, receives the pedal operation signal b of thebrake pedal 52, and the tilt sensor ( An inclination angle detection signal c of 71 is received.

상기 VCU(11)는 변속단 신호(a)를 체크함으로써 변속레버(40)가 D단 또는 R단임을 확인하며, 상기 페달조작신호(b)를 체크함으로써 브레이크페달(52)이 조작됨을 확인하고, 상기 경사각검출신호(c)를 체크함으로써 차량이 주행하는 도로의 경사각 정도를 판단한다.TheVCU 11 confirms that theshift lever 40 is the D stage or the R stage by checking the shift stage signal a, and confirms that thebrake pedal 52 is operated by checking the pedal operation signal b. The degree of inclination angle of the road on which the vehicle travels is determined by checking the inclination angle detection signal c.

특히, 상기 VCU(11)는 틸트센서(70)에서 제공된 경사각 크기가 미리 설정된 기준레벨(Reference Level)을 초과하는지 판단하고, 판단결과 경사각 > 기준레벨(Reference Level)이 만족되지 않으면 무시한다.In particular, theVCU 11 determines whether the tilt angle provided by thetilt sensor 70 exceeds a preset reference level, and ignores the tilt angle> reference level if the tilt angle is not satisfied.

본 실시예의 경우, 상기 변속단 신호(a)와 상기 페달조작신호(b) 및 상기 경사각검출신호(c)는 앤드(And)조건으로서, 이들 모두가 만족될 경우 만 HSA가 구현된다.In the present embodiment, the shift stage signal a, the pedal operation signal b, and the inclination angle detection signal c are an AND condition, and the HSA is implemented only when both of them are satisfied.

S720은 VCU(11)의 체크결과 변속레버(40)가 D단 또는 R단에 있고, 브레이크페달(52)이 조작되었으며, 도로의 경사각이 설정된 기준레벨(Reference Level)을 초과한 경우로서, 이 시점부터 VCU(11)는 모터(13)의 토크를 제어하는 스마트 등판주행제어가 구현된다.S720 is a case where theshift lever 40 is in the D stage or the R stage as a result of the check of theVCU 11, thebrake pedal 52 is operated, and the inclination angle of the road exceeds the set reference level. From this point of time, theVCU 11 has a smart climbing running control for controlling the torque of themotor 13.

S721은 VCU(11)가 MCU(12)에서 연산된 모터속도를 제공받는 모터속도피드백(e)으로서, 이는 도 5에 도시된 바와 같이 MCU(12)가 CAN네트워크(200)를 통해 VCU(11)와 통신함으로써 실행된다.S721 is a motor speed feedback (e) in which theVCU 11 is provided with the motor speed calculated by theMCU 12, which is shown in FIG. 5 by theMCU 12 via theCAN network 200. By communicating with

S722은 VCU(11)가 MCU(12)에서 제공된 모터속도로부터 보상토크를 계산한 후 이를 MCU(12)에 제공하는 보상토크전달(f)로서, 이는 도 5에 도시된 바와 같이 MCU(12)가 CAN네트워크(200)를 통해 VCU(11)와 통신함으로써 실행된다.S722 is a compensation torque transfer f which theVCU 11 calculates a compensation torque from the motor speed provided by theMCU 12 and then provides it to theMCU 12, which is theMCU 12 as shown in FIG. Is executed by communicating with theVCU 11 via theCAN network 200.

도 2를 참조하면, HSA의 작동 시 MCU(12)에서는 속도가 연산되어 VCU(11)로 제공되고, VCU(11)에서는 MCU(12)에서 제공된 속도정보를 속도PI제어기(11a)의 피드백 정보로 사용해 지령 속도가 계산된 후 CAN네크워크(200)로 HDC를 담당하는 SCU(110) 및 MDPS(30)와 상호 통신함으로써 계산된 지령 속도가 최종적으로 확정된다.Referring to FIG. 2, in operation of the HSA, a speed is calculated by theMCU 12 and provided to theVCU 11, and in theVCU 11, the speed information provided by theMCU 12 is used as feedback information of thespeed PI controller 11a. After the command speed is calculated, the calculated command speed is finally determined by communicating with theSCU 110 and theMDPS 30 that are in charge of the HDC with theCAN network 200.

S723은 오르막길 조건에서 차량 밀림을 방지하도록 MCU(12)가 모터(13)의 토크를 제어하는 단계로서, 상기 MCU(12)는 VCU(11)에서 제공된 보상토크로 차량의 영속제어를 수행한다.S723 is a step in which theMCU 12 controls the torque of themotor 13 to prevent the vehicle from going uphill, theMCU 12 performs the perpetual control of the vehicle with the compensation torque provided from the VCU (11).

이러한 제어 과정에서 VCU(11)는 CAN네트워크(200)를 이용해 MCU(12)와 연계된 피드백제어(Feedback Control)를 수행함으로써 모터(13)의 속도가 실시간으로 보상될 수 있다.In this control process, theVCU 11 may perform a feedback control associated with theMCU 12 using theCAN network 200 to compensate the speed of themotor 13 in real time.

S730은 VCU(11)에서 HSA 기능의 중지를 인식하는 단계로서, 이를 위해 작동유지시간이나 또는 가속페달(51)의 조작여부가 적용된다.S730 is a step of recognizing the suspension of the HSA function in theVCU 11, for this operation operation time or whether the operation of theaccelerator pedal 51 is applied.

상기 작동유지시간에 의한 HSA 중지는 타임카운트(Time Count)를 적용함으로써 설정된 시간이 초과될 경우 자동으로 중지될 수 있으며, 상기 타임카운트(Time Count)는 VCU(11)를 통해 구현된다.The HSA stop by the operation holding time may be automatically stopped when the set time is exceeded by applying a time count, and the time count is implemented through theVCU 11.

상기 가속페달(51)에 의한 HSA 중지는 도 5에 도시된 바와 같이 가속페달(52)의 조작으로 인해 가속페달신호(k)가 VCU(11)에 입력되는 경우에 이루어진다.The HSA stop by theaccelerator pedal 51 is performed when the accelerator pedal signal k is input to theVCU 11 due to the operation of theaccelerator pedal 52 as shown in FIG. 5.

상기 타임카운트(Time Count)조건과 상기 가속페달(52)의 조작은 오어(Or)조건으로 적용한다.The operation of the time count condition and theaccelerator pedal 52 is applied to an Or condition.

S730에서 HDC 기능의 중지가 요정되면, S740과 같이 HDC 기능이 중지됨으로써 스마트 기능이 구현되지 않는 상태로 전환되고, 이 상태에서 VCC(11)와 MCU(12)는 스마트 기능이 배제된 일반적인 조건으로 모터(13)의 토크를 제어한다.When the suspension of the HDC function is halted in S730, the HDC function is stopped, such as S740, and the state is changed to a state in which the smart function is not implemented. In this state, theVCC 11 and theMCU 12 are in a general condition in which the smart function is excluded. The torque of themotor 13 is controlled.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스마트 전기자동차는 차량을 최상위레벨에서 제어하고, 변속레버(40)를 통한 변속단과 브레이크페달(52)을 통한 페달조작과 틸트센서(71)을 통한 도로 경사각 정보를 체크하며, 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 수행하도록 보상토크가 계산되고, 모터(13)의 토크를 제어하는 MCU(Motor Control Unit)에 상기 보상토크를 제공하는 운용 알고리즘을 갖춘 VCU(Vehicle Control Unit)가 포함됨으로써, 오르막길에서 정지후 출발할 때 조작미숙에 의한 차량 밀림이 없어 운전자의 불편을 해소할 수 있다.As described above, the smart electric vehicle according to the present embodiment controls the vehicle at the highest level, the pedal shift through the shift stage and thebrake pedal 52 through theshift lever 40 and the road inclination angle through thetilt sensor 71. Compensation torque is calculated to perform Hill Start Assist (HSA), which checks information, and ensures safety by preventing rolling when starting after stopping on an uphill road. MCU (Motor) controlling torque ofmotor 13 By including a vehicle control unit (VCU) having an operation algorithm that provides the compensation torque in the control unit, there is no vehicle push due to inexperienced operation when starting after stopping at an uphill road, thereby eliminating the inconvenience of the driver.

1 : 스마트 전기자동차
10 : 동력유닛11 : VCU(Vehicle Control Unit)
12 : MCU(Motor Control Unit)
13 : 모터20 : ABS(Anti Brake System)
30 : MDPS(Motor Driven Power Steering)
40 : 변속레버
50 : 페달유닛51 : 가속페달
52 : 브레이크페달60 : HMI(Human Machine Interface)
70 : 노면검출센서
71 : 틸트센서72 : HDC버튼
100 : SCU(Smart Control Unit)
110 : SC(Smart Controller)
120 : 물체감지센서121 : 사이드센서
122 : 전후방센서
130 : 모드버튼131 : SPAS버튼
132 : ASCC버튼133 : AEBS버튼
200 : CAN네트워크300 : LIN네트워크1: smart electric car
10: power unit 11: VCU (Vehicle Control Unit)
12: MCU (Motor Control Unit)
13: Motor 20: ABS (Anti Brake System)
30: Motor Driven Power Steering
40: shift lever
50: pedal unit 51: accelerator pedal
52: brake pedal 60: HMI (Human Machine Interface)
70: road detection sensor
71: Tilt sensor 72: HDC button
100: SCU (Smart Control Unit)
110: SC (Smart Controller)
120: object detection sensor 121: side sensor
122: front and rear sensors
130: Mode button 131: SPAS button
132: ASCC button 133: AEBS button
200: CAN network 300: LIN network

Claims (7)

Translated fromKorean

배터리 전력을 이용해 동력을 발생하는 모터와, 차량 제동을 수행하는 ABS(Anti Brake System)와, 차량 조향을 수행하는 MDPS(Motor Driven Power Steering)와, 차량의 상태를 운전자에게 보여주는 HMI(Human Machine Interface)과 상호 통신하는 CAN네트워크와;
차량의 변속단을 변경하는 변속레버와;
차량 가속을 위한 가속페달과 차량 제동을 위한 브레이크페달과;
차량을 최상위레벨에서 제어하고, 상기 CAN네트워크로 상호 통신하며, 상기 변속레버를 통한 변속단과 브레이크페달을 통한 페달조작과 틸트센서를 통한 도로 경사각 정보를 체크하며, 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 수행하도록 보상토크가 계산되는 운용 알고리즘을 갖춘 VCU(Vehicle Control Unit)와;
상기 등판주행제어 실행 시 상기 VCU와 상기 CAN네트워크로 상호 통신하고, 상기 VCU(11)에서 제공된 상기 보상토크로 상기 모터의 토크를 제어하는 MCU(Motor Control Unit);
가 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차.
Motor that generates power using battery power, Anti Brake System (ABS) for braking the vehicle, Motor Driven Power Steering (MDPS) for steering the vehicle, and Human Machine Interface (HMI) to show the driver's condition A CAN network communicating with each other;
A shift lever for changing a shift stage of the vehicle;
An accelerator pedal for vehicle acceleration and a brake pedal for vehicle braking;
Control the vehicle at the highest level, communicate with each other via the CAN network, check the pedal operation via the shift lever and brake pedal through the shift lever, and check the road inclination angle information through the tilt sensor; A vehicle control unit (VCU) having an operation algorithm in which a compensation torque is calculated to perform Hill Start Assist (HSA), which ensures safety.
A MCU (Motor Control Unit) for communicating with the VCU and the CAN network when the climbing running control is executed, and controlling the torque of the motor with the compensation torque provided by the VCU;
Smart electric vehicle comprising a.
청구항 1에 있어서, 상기 운용 알고리즘은 등판주행제어모드에 더해 주행시 운전자의 조작 없이도 주행안전을 확보해주는 스마트주행제어모드와, 주행시 운전자의 조작 없이도 선행차량과 형성하는 차간거리를 안전하게 확보해주는 비상제동제어모드와, 내리막길 주행시 상기 운전자의 조작 없이도 안전을 확보하는 하강주행제어모드와, 험한 비탈길에서 내리막 주행을 부드럽게 하여 안전을 확보해주는 하강주행제어모드와, 주차 시 변속레버의 시프트 변속 없이도 편리한 후방 주차기능을 제공해주는 주차조향제어모드와, 후방 주차 시 돌발적인 장애물의 등장에 대해서도 토크제어로 신속하게 대응해주는 주차보조제어모드가
더 포함되는 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차.
The smart driving control mode of claim 1, wherein the operation algorithm is in addition to the climbing driving control mode, and the emergency braking control that secures the distance between the preceding vehicle and the vehicle to be formed without the driver's operation during driving. Mode, descent control mode that ensures safety without the driver's operation when driving downhill, descent control mode that ensures safety by smoothing downhill driving on rough slopes, and convenient rear parking without shift shifting of the shift lever during parking. The parking steering control mode provides a function, and the parking assistance control mode responds quickly with torque control even when sudden obstacles appear during rear parking.
Smart electric vehicle characterized in that it is further included.
차량을 최상위레벨에서 제어하는 VCU(Vehicle Control Unit)가 변속레버와 브레이크페달 및 틸트센서로부터 신호가 입력되는지 여부를 체크하고, 각각의 조건이 모두 설정된 조건과 일치되는지 여부를 판단해 오르막길에서 정지후 출발할 때 밀림방지로 안전을 확보해주는 등판주행제어(HSA; Hill Start Assist)를 준비하는 스마트등판주행진입단계;
상기 변속레버와 상기 브레이크페달 및 상기 틸트센서로부터 제공된 정보가 상기 설정된 조건에 일치되면, 상기 VCU가 모터를 제어하는 MCU(Motor Control Unit)와 상기 CAN네트워크를 이용해 상호 통신하고, 상기 MCU의 연산된 모터속도가 상기 VCU로 제공되고, 상기 VCU는 상기 연산된 모터속도로부터 보상토크를 계산해 상기 MCU로 다시 제공하며, 상기 MCU는 상기 보상토크로 상기 모터의 토크를 제어하는 스마트등판주행제어단계;
상기 VCU에서 설정된 작동시간의 초과나 가속페달의 신호를 인식하면, 상기 등판주행제어가 중지되는 스마트등판주행중지단계;
가 포함되어 실행되는 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차의 운용방법.
The vehicle control unit (VCU) that controls the vehicle at the highest level checks whether a signal is input from the shift lever, the brake pedal and the tilt sensor, and determines whether each condition matches the set condition. Smart climbing driving entry step of preparing a Hill Start Assist (HSA) to ensure safety by preventing skies when departing;
When the information provided from the shift lever, the brake pedal, and the tilt sensor meets the set condition, the VCU communicates with a motor control unit (MCU) controlling the motor by using the CAN network, and the calculated operation of the MCU A motor speed is provided to the VCU, the VCU calculates a compensation torque from the calculated motor speed and provides the compensation torque back to the MCU, wherein the MCU controls the torque of the motor with the compensation torque;
A smart climbing driving stop step of stopping the climbing running control when the operation time is exceeded or the accelerator pedal signal is set in the VCU;
Operating method of the smart electric vehicle, characterized in that the execution is included.
청구항 3에 있어서, 상기 스마트등판주행진입단계에서, 상기 VCU는 상기 변속레버와 상기 브레이크페달 및 상기 틸트센서로부터 제공된 정보를 앤드(And)조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차의 운용방법.
The method of claim 3, wherein, in the smart climbing driving entry step, the VCU determines the information provided from the shift lever, the brake pedal, and the tilt sensor as an And condition.
청구항 4에 있어서, 상기 앤드(And)조건의 성립은 변속단이 D단 또는 R단이고, 상기 브레이크페달이 조작되고, 상기 틸트센서로부터 제공된 경사각 크기가 설정된 기준레벨(Reference Level)을 초과할 경우 인 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차의 운용방법.
The method of claim 4, wherein the establishment of the And condition is that the shift stage is the D stage or the R stage, and when the brake pedal is operated and the inclination angle size provided from the tilt sensor exceeds a predetermined reference level. Smart electric vehicle operating method characterized in that the.
청구항 3에 있어서, 상기 스마트등판주행제어단계에서, 상기 VCU에는 상기 보상토크를 상기 MCU로 다시 제공하도록 PI(Proportion and Integration)타입 속도PI제어기가 포함되고, 상기 MCU에는 상기 모터속도를 상기 VCU로 제공하도록 3상PWM블록과 3상을 2상으로 변환하는 3/2변환기 및 2상을 3상으로 변환하는 2/3변환기와 PI(Proportion and Integration)타입 전류PI제어기가 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차의 운용방법.
The smart climbing driving control step of claim 3, wherein the VCU includes a Proportion and Integration (PI) type speed PI controller to provide the compensation torque back to the MCU, the MCU includes the motor speed to the VCU To provide a three-phase PWM block, three-phase converter for converting three-phase to two-phase, two-third converter for converting two-phase to three-phase and PI (Proportion and Integration) type current PI controller Smart electric vehicle operation method.
청구항 3에 있어서, 상기 스마트등판주행중지단계에서, 상기 작동시간의 초과와 상기 가속페달의 신호 인식은 오어(Or)조건인 것을 특징으로 하는 스마트 전기자동차의 운용방법.
The method according to claim 3, wherein in the smart climbing running stop step, the operation time exceeded and the recognition of the signal of the accelerator pedal is an Or condition.

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