KR20110100702A - 에코 운전 지원 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르는 에코 운전 지원 장치는, 차량에 설치된 다양한 센서와 차량 제어장치를 통해 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보를 포함하는 차량정보를 수집하는 차량정보 수집장치; 상기 차량정보 수집장치가 수집한 차량정보를 제공받아, 현재 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며, 상기 에코 운전 모드로 진입한 상태에서는 상기 차량정보에 포함된 가속 페달 조작량이 상기 차량정보에 포함된 차량속도에 대응되게 미리 설정해둔 가속 페달 조작량 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 가속 페달 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 가속 페달 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 브레이크 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별하고, 상기 에코 운전여부 판별에 따른 안내정보를 생성하는 차량정보 처리장치; 상기 차량정보 처리장치로부터의 안내정보를 표시기기로 출력하는 디스플레이 제어장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에코 운전 지원 방법 및 장치{ECO-driving support method and apparatus}

본 발명은 에코 운전 지원 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 운행 상태에 따라 에코 운전 지원 서비스를 제공하며, 신뢰도 높은 에코 운전 판별을 이행하는 에코 운전 지원 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 에코 운전은 급발진, 급정지, 급가속, 공회전 등을 지양하고 관성운전 등 한 템포 느리게 운전함으로써 연료를 적게 쓰고, 환경을 보호하는 운전법을 일컫는다. 이러한 에코 운전은 이산화탄소 등의 오염물질 발생이나 연료 소비의 감소를 야기할 수 있을뿐더러 안전면에서도 효과가 있는 것으로 주목되고 있다.

이에 종래에는 운전자에게 현재의 운전상태를 알려 에코 운전을 하도록 유도하는 에코 운전 지원 기술이 개발되어 상용화되었다.

상기한 에코 운전 지원 기술은 차량의 주행 속도를 기준으로 에코 운전 여부를 판단하여 음성 또는 디스플레이 장치를 통해 운전자에게 에코 운전을 지도하나, 상기 에코 운전 여부는 단순히 주행 속도만으로는 판단될 수 없었다. 즉 차종별로 에코 운전으로 판단되는 주행 속도가 상이하며, 급발진이나 급제공 등은 단순히 주행속도만으로는 판별될 수 없었다.

본 발명은 차량 운행 상태에 적합하게 에코 운전 지원 서비스를 제공하며, 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량 및 차량 운행 상태에 따른 차량 속도, 차량 속도에 따른 출력 파워를 토대로 신뢰도 높은 에코 운전 판별을 이행하는 에코 운전 지원 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 에코 운전 지원 장치는, 차량에 설치된 다양한 센서와 차량 제어장치를 통해 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보를 포함하는 차량정보를 수집하는 차량정보 수집장치; 상기 차량정보 수집장치가 수집한 차량정보를 제공받아, 현재 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며, 상기 에코 운전 모드로 진입한 상태에서는 상기 차량정보에 포함된 가속 페달 조작량이 상기 차량정보에 포함된 차량속도에 대응되게 미리 설정해둔 가속 페달 조작량 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 가속 페달 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 가속 페달 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 브레이크 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별하고, 상기 에코 운전여부 판별에 따른 안내정보를 생성하는 차량정보 처리장치; 상기 차량정보 처리장치로부터의 안내정보를 표시기기로 출력하는 디스플레이 제어장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명은 차량 운행 상태에 적합하게 에코 운전을 지도함으로써 친환경 및 경제적 주행효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량 및 차량 운행 상태에 따른 차량 속도, 차량 속도에 따른 출력 파워를 토대로 에코 운전 여부를 판별함으로써, 에코 운전 판별에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에코 운전 지원 시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 차량정보 수집장치의 구성도.
도 3은 도 1의 차량정보 처리장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에코 운전 모드 진입 테이블을 도시한 도면.
도 5는 에코 운전 판단을 위한 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량에 대한 임계치를 도시한 도면.
도 6은 에코 운전 상태 판별 예를 도시한 도면.
도 7은 에코 운전을 위한 차량 운행 상태에 따른 차량 속도에 대한 임계치를 도시한 도면.
도 8은 실제 차량 운행 상태에 따른 차량 속도와 에코 운전을 위한 임계치를 도시한 도면.
도 9는 에코 운전을 위한 차량 속도에 따른 차량 파워 임계치를 도시한 도면.

본 발명은 차량에 설치된 다양한 센서와 차량 제어장치를 통해 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보, 모터 토크, 모터 회전수 정보를 포함하는 차량정보를 수집하고, 현재 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며, 상기 에코 운전 모드로 진입한 상태에서는 상기 차량정보에 포함된 가속 페달 조작량이 상기 차량정보에 포함된 차량속도에 대응되게 미리 설정해둔 가속 페달 조작량 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 가속 페달 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 가속 페달 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 브레이크 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별하고, 상기 차량정보에 모터 토크와 모터 회전수 정보가 있으면, 상기 모터 토크와 모터 회전수를 곱하여 차량 파워를 산출하고, 상기 차량 파워가 상기 차량정보에 포함된 차량 속도에 대응되게 미리 설정해둔 차량 파워 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별한다.

<에코 운전 지원 시스템>

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에코 운전 지원 시스템의 구성을 도시한 것이다.

상기 에코 운전 지원 시스템은 에코 운전 지원 장치(100)와 다양한 센서(108)와 다양한 스위치(110), 디스플레이(112), 휴대 단말기(114), 네비게이션 장치(116)와 다수의 ECU 장치(118,120)로 구성된다.

상기 에코 운전 지원 장치(100)와 다수의 ECU 장치(118,120)는 차량 네트워크를 통해 연결되며, 상기 차량 네트워크는 CAN, LIN 등의 통신 프로토콜을 채용한다.

상기 에코 운전 지원 장치(100)는 차량정보 수집장치(102) 및 차량정보 처리장치(104) 및 디스플레이 제어장치(106)로 구성된다.

상기 차량정보 수집장치(102)는 상기 다양한 센서(108)와 상기 다양한 스위치(110)와 다수의 ECU(118,120)로부터 차량정보를 수집하여 차량정보 처리장치(104)에 제공한다. 상기 다양한 센서(108)와 다수의 ECU(118,120)로부터 획득되는 차량정보에는 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보, 모터 토크, 모터 회전수 정보 등이 포함된다.

상기 차량정보 처리장치(104)는 상기 차량정보 수집장치(102)로부터 제공되는 차량정보를 처리하여, 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며, 상기 에코 운전 모드에서는 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량 및 차량 운행 상태에 따른 차량 속도, 차량 속도에 따른 출력 파워를 토대로 에코 운전 상태를 판별하여 운전자에게 안내하는 정보를 생성하여 디스플레이 제어장치(106)에 제공한다.

또한 상기 차량정보 처리장치(104)는 에코 운전을 위해 엔진과 트랜스미터를 직접 제어하기 위한 제어명령을 ECU 장치(118,120)에 제공하기도 한다.

또한 상기 차량정보 수집장치(102)와 상기 차량정보 처리장치(104)는 차량 네트워크를 형성하는 버스를 통해 연결될 수 있다. 상기 차량 네트워크를 형성하는 버스는 CAN(CONTROLLER AREA NETWORK) 등의 프로토콜을 사용할 수 있다.

상기 디스플레이 제어장치(106)는 상기 차량번호 처리장치(104)의 제어에 따라 디스플레이(112), 휴대 단말기(114), 네비게이션 장치(116)로 에코 운전 여부를 안내한다. 상기 디스플레이 제어장치(106)와 디스플레이(112), 휴대 단말기(114), 네비게이션 장치(116) 사이의 통신은 UART/USB/무선통신 방식 중 어느 하나가 선택되어 채용될 수 있다. 여기서, 상기 디스플레이 제어장치(106)는 차량정보 처리장치(104)에서 받은 정보들을 디스플레이(LCD, LED 등), 휴대폰, 네비게이션 등의 여러 장치에서 공용될 수 있게 하기 위하여 공용 포맷의 디스플레이 데이터를 생성한다. 예를 들어, 상기 디스플레이는 LED 점등 또는 수치 표기, 그래프 표기 등이 될 수 있다.

상기 다양한 센서(108)는 가속 페달 조작량을 센싱하는 압력 센서, 차량 속도를 센싱하기 위한 속도 센서 등이며, 상기 다양한 스위치는 에코 모드 진입을 명령하기 위한 스위치나 차량내 조명장치의 점등 스위치 등이 될 수 있다.

상기 다수의 ECU 장치(118,120)는 엔진 제어 유니트 등으로, 차량 속도, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보, 모터 토크, 모터 회전수 정보 등을 상기 차량정보 수집장치(102)로 제공한다.

<차량정보 수집장치>

도 2는 도 1의 차량정보 수집장치(102)의 상세 구성을 도시한 것이다.

상기 차량정보 수집장치(102)는 UART 인터페이스부(200,202)와 마이크로 콘트롤러(204)와 차량 네트워크 인터페이스부(208)로 구성된다.

상기 UART 인터페이스부(200,202)는 다양한 센서(108)와 다양한 스위치(110)와 마이크로 콘트롤러(204) 사이의 통신을 담당한다.

상기 차량 네트워크 인터페이스부(208)는 다수의 ECU 장치(118,120)와 마이크로 콘트롤러(204) 사이의 통신을 담당한다.

상기 마이크로 콘트롤러(204)는 상기 다양한 센서(108)와 다양한 스위치(110)로부터의 신호 및 다수의 ECU 장치(118,120)로부터의 신호를 차량정보로 구성하여 차량정보 처리장치(104)로 전송한다.

<차량정보 처리장치>

도 3은 도 1의 차량정보 처리장치(104)의 상세 구성을 도시한 것이다.

상기 차량정보 처리장치(104)는 마이크로 프로세서(300), 차량 네트워크 인터페이스부(302), UART 인터페이스부(304), 메모리부(306)로 구성된다.

상기 마이크로 프로세서(300)는 상기 차량정보 수집장치(102)로부터 제공되는 차량정보를 처리하여, 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며, 상기 에코 운전 모드에서는 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량 및 차량 운행 상태에 따른 차량 속도, 차량 속도에 따른 출력 파워를 토대로 에코 운전 상태를 판별하여 운전자에게 안내하는 정보를 생성하여 디스플레이 제어장치(106)에 제공한다.

상기 에코 운전 모드 진입 테이블은 도 4에 도시한 바와 같이 정차, 후진, 에러 상태, 시동 오프 상태, 에코 모드 스위치 오프 상태에서는 비에코 운전 모드로 동작하고, 운행시에만 에코 운전 모드로 동작하는 것을 지시한다.

또한 상기 마이크로 프로세서(300)는 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량, 차량 운행 상태에 따른 차량 속도, 차량 속도에 따른 차량 파워에 따라 에코 운전 여부를 판별하며, 상기 에코 운전 여부의 판별을 위한 임계치를 차종에 따라 상이하게 설정하여 정확한 에코 운전 여부의 판별을 가능하게 한다.

상기 차량 네트워크 인터페이스부(302)는 상기 마이크로 프로세서(300)와 다수의 ECU(118,120) 사이의 통신을 담당한다.

상기 UART 인터페이스부(304)는 상기 마이크로 프로세서(300)와 상기 차량정보 수집장치(102) 사이의 통신을 담당한다.

상기 메모리부(305)는 상기 에코 운전 모드 진입 테이블 및 에코 운전 판별을 위한 임계치인 차량 속도에 따른 가속 페달 조작량 임계치, 차량 운행 상태에 따른 차량 속도 임계치, 차량 속도에 따른 출력 파워 임계치를 저장한다.

<에코 운전 판별 방법-차량 속도에 따른 가속 페달 조작량>

상기 차량정보 처리장치(104)의 마이크로 프로세서(300)는 가속 페달의 조작량 및 차량 속도를 차량정보로서 입력받아 수학식 1에 따라 에코 운전 여부를 판별한다.

상기 수학식 1에서 α는 차종에 따라 5%~10%으로 설정하며, 상기 에코 운전 임계치는 도 5에 도시한 바와 같이 차량 속도별로 상이한 임계치를 가지도록 설정되며, 이는 실험 등을 토대로 획득될 수 있다.

또한 상기 차량정보 처리장치(104)의 마이크로 프로세서(300)는 도 6에 도시한 바와 같이 비에코 운전 상태가 미리 정해둔 기준시간 이상 지속되는 경우를 최종 비에코 운전 상태로 판별하여, 순간적인 비에코 운전 상태를 무시할 수 있게 한다.

<에코 운전 판별 방법-차량 운행 상태에 따른 차량 속도>

도 7은 가속 페달 및 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계치를 도시한 것이다. 상기 차량 속도 임계치는 가속 페달을 조작하는 경우에는 임계치가 증가하고, 주행중에는 임계치가 그대로 유지되었다가, 브레이크를 조작하는 경우에는 임계치가 감소되도록 설정되며, 이는 실험을 통해 획득될 수 있다.

상기 차량정보 처리장치(104)의 마이크로 프로세서(300)는 상기 가속 페달 및 브레이크 조작정보와 차량 속도가 상기 가속 페달 및 브레이크 조작에 따른 속도 임계치에 대응되는지를 체크하여 에코 운전 상태를 판별한다.

예를 들어 설명하면, 도 8에서 빨간색 라인은 차량이 실제 운행하는 속도이고 푸른색은 에코 운전 임계치를 도시한 것이다. 여기서, 에코운전을 위한 차량속도 임계치보다 실제 차량속도가 높은 경우를 h라 하며, 에코운전을 위한 차량속도 임계치보다 실제 차량속도가 낮을 경우를 l이라 하고, 과속되는 시간을 카운트한 과속시간을 t라 한다. 상기 차량정보 처리장치(104)의 마이크로 프로세서(300)는 차량 속도가 임계치보다 크거나 작은 경우가 미리 정해둔 기준 시간 이상 초과할 경우 에코 운전 상태가 아닌 것으로 판단한다. 즉, 차량 속도가 에코운전 속도 임계치를 벗어나더라도 아주 짧은 시간내일 경우에는 에코운전 상태로 판단한다.

<에코 운전 판별 방법 - 차량 속도에 따른 차량 파워>

차량 파워는 토크(힘)과 엔진회전수(rpm)을 곱하여 산출하며, 배기량과 토크, 그리고 엔진 회전수를 종합한 값이 자동차의 최고 출력이지만, 하이브리드 차량에서는 모터의 토크와 모터의 회전수만으로 나타낸다. 이러한 차량 파워를 기준으로 에코 운전은 판별하는 방법은 하이브리드 차량에 적용가능하다.

도 9는 에코 운전을 위한 차량 속도에 따른 차량파워 임계치를 도시한 것이다. 즉, 차량파워 임계치는 발진시와 가속시에 증가하도록 설정되며, 이는 실험에 의해 결정될 수 있다.

상기 차량정보 처리장치(104)의 마이크로 프로세서(300)는 수학식 2에 따라 에코 운전 상태를 판별한다.

상기 수학식 2에서 a는 차종에 따라 상이한 최적 차량 파워를 나타낸다.

상기 차량정보 처리장치(104)의 마이크로 프로세서(300)는 비 에코 운전 상태가 미리 정해둔 시간 이상 지속될 때에 비 에코 운전 상태로 최종 결정하여, 순간적인 비에코 운전상태는 무시한다.

100 : 에코 운전 지원 장치
108 : 다양한 센서
110 : 다양한 스위치
112 : 디스플레이
114 : 휴대 단말기
116 : 네비게이션 장치
118~120 : ECU 장치

Claims (8)

1. 에코 운전 지원 장치에 있어서,
   차량에 설치된 다양한 센서와 차량 제어장치를 통해 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보를 포함하는 차량정보를 수집하는 차량정보 수집장치;
   상기 차량정보 수집장치가 수집한 차량정보를 제공받아,
   현재 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며,
   상기 에코 운전 모드로 진입한 상태에서는 상기 차량정보에 포함된 가속 페달 조작량이 상기 차량정보에 포함된 차량속도에 대응되게 미리 설정해둔 가속 페달 조작량 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고,
   상기 차량정보에 가속 페달 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 가속 페달 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고,
   상기 차량정보에 브레이크 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별하고,
   상기 에코 운전여부 판별에 따른 안내정보를 생성하는 차량정보 처리장치;
   상기 차량정보 처리장치로부터의 안내정보를 표시기기로 출력하는 디스플레이 제어장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 운전 지원 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차량정보에는 모터 토크와 모터 회전수 정보가 더 포함되며,
   상기 차량정보 처리장치는,
   상기 차량정보에 모터 토크와 모터 회전수 정보가 있으면, 상기 모터 토크와 모터 회전수를 곱하여 차량 파워를 산출하고, 상기 차량 파워가 상기 차량정보에 포함된 차량 속도에 대응되게 미리 설정해둔 차량 파워 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별함을 특징으로 하는 에코 운전 지원 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 차량정보 처리장치는,
   비에코 운전상태가 미리 정해둔 기준시간 이상 판별될 때에, 비에코 운전상태의 안내정보를 상기 디스플레이 제어장치로 제공함을 특징으로 하는 에코 운전 지원 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 차량정보 처리장치는,
   현재 차량 운행 상태가 정차, 후진, 에러상태, 시동오프, 에코모드 스위치 오프 상태이면 비에코 운전 모드로 진입하고,
   운행상태이면 에코 운전 모드로 진입함을 특징으로 하는 에코 운전 지원 장치.
5. 에코 운전 지원 방법에 있어서,
   차량에 설치된 다양한 센서와 차량 제어장치를 통해 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보를 포함하는 차량정보를 수집하는 단계;
   상기 차량정보 수집장치가 수집한 차량정보를 제공받아,
   현재 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하는 단계;
   상기 에코 운전 모드로 진입한 상태에서는 상기 차량정보에 포함된 가속 페달 조작량이 상기 차량정보에 포함된 차량속도에 대응되게 미리 설정해둔 가속 페달 조작량 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고,
   상기 차량정보에 가속 페달 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 가속 페달 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고,
   상기 차량정보에 브레이크 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별하고,
   상기 에코 운전여부 판별에 따른 안내정보를 생성하는 단계;
   상기 차량정보 처리장치로부터의 안내정보를 표시기기로 출력하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 운전 지원 방법
6. 제5항에 있어서,
   상기 차량정보에는 모터 토크와 모터 회전수 정보가 더 포함되며,
   상기 에코 운전 여부의 판별시에,
   상기 차량정보에 모터 토크와 모터 회전수 정보가 있으면, 상기 모터 토크와 모터 회전수를 곱하여 차량 파워를 산출하고, 상기 차량 파워가 상기 차량정보에 포함된 차량 속도에 대응되게 미리 설정해둔 차량 파워 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별함을 특징으로 하는 에코 운전 지원 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 에코 운전 상태의 판별시에는,
   비에코 운전상태가 미리 정해둔 기준시간 이상 판별될 때에, 비에코 운전상태의 안내정보를 상기 디스플레이 제어장치로 제공함을 특징으로 하는 에코 운전 지원 방법.
8. 제5항에 있어서,
   현재 차량 운행 상태가 정차, 후진, 에러상태, 시동오프, 에코모드 스위치 오프 상태이면 비에코 운전 모드로 진입하고,
   운행상태이면 에코 운전 모드로 진입함을 특징으로 하는 에코 운전 지원 방법.
   
   

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