KR100931807B1 - 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템은 차량주행정보 및 변속 패턴 데이터를 수집하는 차량정보 수집부와, 상기 차량주행정보 및 변속 패턴 데이터를 이용하여 경제운전영역을 산출하는 주행상태 산출부와, 상기 차량주행정보를 이용하여 차량 부하 변화량을 검출하는 차량부하 변화량 검출부와, 상기 차량 부하 변화량에 따라 상기 경제운전영역의 기준 TPS(Throttle Position Sensor)값을 보정하는 TPS 보정부를 포함한다.
본 발명은 운전자가 변속기의 동력 전달 효율이 우수한 영역 즉, 경제적인 영역 내에서 운전자가 차량을 운전할 수 있도록 안내하되, 차량 부하 변화량에 따라 발진모드와 주행모드 각각의 경제운전영역을 보정함으로써, 경제운전 안내장치의 품질 및 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
경제 운전, 연비 감소, 그린존, 옐로우존, 레드존, 차량 부하

Description

차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템 및 그 방법{System for guiding fuel economic driving by load of vehicle and method thereof}
본 발명은 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자의 가속페달 및 브레이크 조작에 따라 경제운전영역(그린영역, 옐로우영역 및 레드영역)을 설정하고 현재 차량의 주행상태가 속해 있는 영역을 디스플레이하여 운전자가 경제운전을 하도록 유도하되, 차속의 변화량 및 엔진 토크 변화량을 이용하여 차량의 부하 증가 여부를 판단하여 차량의 부하 변화량에 따라 경제운전영역을 보정함으로써 운전자가 느끼는 차량의 동력 성능을 향상시키는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 오일 가격의 상승이나 오일 고갈에 대한 우려 및 환경 문제 등으로 인해 차량의 연비 향상 요구 및 관심이 상당히 높아지고 있다.
이러한 차량의 연비는 급감속 및 급제동 등 실제 주행에 있어서의 운전자의 운전 습관에 많은 영향을 받는데, 종래에는 한국 특허공개번호 제2000-25188호, 제2003-8383호에서 확인할 수 있듯이, 엔진의 특성만을 고려하여 차량의 현재 순간 연비에 대한 정보를 제공할 뿐, 변속기의 동력 전달 효율에 대하여는 전혀 간과하 고 있었다.
즉, 종래에는 운전자에게 차량의 순간 연비를 수치 또는 그래프로 표시하여 운전자가 경제적인 운전을 할 수 있도록 유도하는 등의 차량의 엔진 및 변속기를 튜닝하는 기술에만 집중된 경향이 있었다.
특히, 최근 판매되는 차량의 대부분을 차지하는 자동변속기 차량의 경우, 쓰로틀 개도가 높아져 다운 시프트가 일어나거나(RPM이 높아짐) 댐퍼 클러치가 직결 상태가 아닌(Off) 경우에 연비가 악화되나, 종래에는 이러한 점들이 전혀 고려되지 못하고 있다.
이와같이, 종래에는 운전자의 가속페달 및 브레이크 조작과 관련한 운전습관에 대한 고려없이 순간연비 등 엔진 및 변속기 튜닝에만 의존하여 연비를 감소하고자 하여 그 효과가 미비하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발진모드와 주행모드에 따라 경제운전영역을 산출하여 최대경제영역(그린영역) 내에서 운전자가 차량을 운전할 수 있도록 안내하되, 차량 부하 변화량에 따라 경제운전영역을 보정하여 운전자가 느끼는 엔진구동 능력을 향상시키는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템은 차량주행정보 및 변속 패턴 데이터를 수집하는 차량정보 수집부와, 상기 차량주행정보 및 변속 패턴 데이터를 이용하여 경제운전영역을 산출하는 주행상태 산출부와, 상기 차량주행정보를 이용하여 차량 부하 변화량을 검출하는 차량부하 변화량 검출부와, 상기 차량 부하 변화량에 따라 상기 경제운전영역의 기준 TPS(Throttle Position Sensor)값을 보정하는 TPS 보정부를 포함한다.
또한, 상기 주행상태 산출부는 상기 차량주행정보 중 차속이 일정차속 이상인 경우 주행모드로 판단하고 상기 차속이 일정차속 미만인 경우 발진모드로 판단하여, 차량이 상기 주행모드인 경우 상기 변속 패턴 데이터를 이용하여 경제운전영역을 산출하고 상기 차량이 상기 발진모드인 경우 일정값으로 정해진 기준 TPS값을 이용하여 경제운전영역을 산출한다.
또한, 상기 차량 부하 변화량 검출부는 상기 차량 주행정보 중 차속정보 및 엔진토크정보를 이용하여 상기 차량 부하 변화량을 검출한다.
또한, 상기 차량 부하 변화량 검출부는, 차속정보와 엔진토크정보를 각각 입력받는 복수의 입력부와, 상기 차속정보와 상기 엔진토크정보를 각각 미분하여 차속변화량 및 엔진토크변화량을 각각 출력하는 복수의 미분기와, 상기 차속변화량 및 상기 엔진토크변화량의 일정 범위 이하 및 이상의 값을 제거하는 리미터와, 상기 리미터로부터 출력되어 리미트된 차속변화량 및 상기 엔진토크변화량에 일정 스케일링 상수를 곱하여 일정 크기로 스케일링하는 복수의 스케일러와, 상기 복수의 스케일러로부터 출력되어 스케일링된 차속변화량 및 엔진토크변화량을 이용하여 차량 부하 변화량을 산출하는 퍼지 로직 컨트롤러를 포함한다.
또한, 상기 퍼지 로직 컨트롤러는, 상기 엔진 토크 변화량이 증가하고 차량 가속도의 변화가 없거나 감소하는 경우 및 상기 엔진 토크 변화량이 없는데 상기 차량 가속도가 감소하는 경우를 부하가 발생한 것으로 판단하고, 상기 엔진 토크 변화량이 없는데 상기 차량 가속도가 증가한 경우 및 상기 엔진토크 변화량이 감소한 상태에서 상기 차량 가속도가 증가하거나 변화가 없는 경우를 부하가 감소한 것으로 판단한다.
또한, 상기 TPS 보정부는 상기 발진모드인 경우 상기 발진모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 보정된 TPS값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출하고, 상기 주행모드인 경우, 상기 주행모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 보정된 TPS값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출한다.
또한, 상기 TPS 보정부는, 상기 상기 차량 부하 변화량 검출부로부터 출력된 차량 부하 변화량에 일정 스케일링 상수를 곱하여 TPS 보정값을 출력하는 스케일 러와, 상기 스케일러로부터 출력된 TPS 보정값을 상기 경제운전영역의 기준 TPS 값에 합산하여 최종 기준 TPS 보정값을 산출하는 합산부를 포함한다.
또한, 상기 TPS 보정부는 상기 차량 부하 변화량에 따라, 차량의 부하가 발생하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 증가시켜 상기 현재 주행상태를 적용하고, 상기 차량의 부하가 감소하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 감소시켜 상기 현재 주행상태를 적용시키는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
또한, 본 발명에 따른 차량 부하에 따른 경제운전 안내 방법은, 차량 주행정보 및 변속 패턴 맵을 이용하여 경제운전영역을 산출하는 제 1 과정과, 상기 차량 주행정보를 이용하여 차량 부하 변화량을 검출하는 제 2 과정과, 상기 차량 부하 변화량에 따라 상기 경제운전영역을 보정하는 제 3과정과, 상기 보정된 경제운전영역에 현재 주행상태를 적용시켜 디스플레이하는 제 4과정을 포함한다.
또한, 상기 제 1 과정은, 상기 차량 주행정보 중 차량이 일정 차속 이상인 경우 주행모드로 판단하고, 상기 차량이 일정 차속 미만인 경우 발진모드로 판단하는 제 1-1과정과, 상기 주행모드 시에 상기 변속 패턴 맵을 이용하여 상기 경제운전영역을 산출하고, 상기 발진모드 시에 일정값으로 정해진 기준 TPS값을 이용하여 경제운전영역을 산출하는 제 1-2과정을 포함한다.
또한, 상기 제 2 과정은 상기 차량 주행정보 중 차속정보 및 엔진토크정보를 이용하여 상기 차량 부하 변화량을 검출하여 상기 차량 부하 변화량에 따른 TPS 보정값을 산출한다.
또한, 상기 제 3 과정은 상기 발진모드인 경우 상기 발진모드의 경제운전영 역의 기준 TPS값에 상기 TPS 보정값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출하고, 상기 주행모드인 경우, 상기 주행모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 상기 TPS 보정값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출한다.
또한, 상기 제 4과정은 상기 차량 부하 변화량에 따라, 차량의 부하가 발생하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 증가시켜 상기 현재 주행상태를 적용하고, 상기 차량의 부하가 감소하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 감소시켜 상기 현재 주행상태를 적용시킨다.
상기와 같이 본 발명은 운전자가 변속기의 동력 전달 효율이 우수한 영역 즉, 경제적인 영역 내에서 운전자가 차량을 운전할 수 있도록 안내하되, 차량 부하 변화량에 따라 발진모드와 주행모드 각각의 경제운전영역을 보정함으로써, 경제운전 안내장치의 품질 및 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경제운전 안내 시스템(200)의 구성도이다.
본 발명에 따른 경제운전 안내시스템(200)은 차량정보 수집부(210), 주행상태 산출부(220), 변속패턴맵 저장부(230), 차량 부하량 검출부(240), TPS(Throttle Position Sensor) 보정부(250) 및 디스플레이 제어부(260)를 포함한다.
차량정보 수집부(210)는 엔진제어기(110) 및 변속기 제어기(120)로부터 차속 정보, 엔진토크 정보, TPS(throtle position senser)값, 변속패턴 데이터, 현재 변속단 및 댐퍼클러치 온/오프 여부 등의 차량 주행 정보를 차량 네트워크를 통해 수집한다. 이때, 차속과 TPS값은 엔진 제어기(110)로부터 수집하며, 변속단과 댐퍼클러치 온/오프 여부 및 변속패턴 데이터는 변속기 제어기(120)로부터 수집한다. 물론, 이들 정보는 엔진 제어기와 변속기 제어기가 아닌, 차속센서, TPS 등으로부터 직접 획득할 수도 있다.
주행상태 산출부(220)는 차량정보 수집부(210)에서 수집한 차량 주행 정보와 변속패턴맵 저장부(230)에 저장된 변속패턴 데이터를 이용하여 현재 주행상태와 경제운전영역을 산출한다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재의 주행상태는 경제운전영역상의 일지점으로 표시될 수 있으며, 경제운전영역은 현재 차속을 기준으로 최대 경제운전영역(그린영역;A), 보통 경제운전영역(옐로우영역;B) 및 최저 경제운전영역(레드영역;C)을 포함한다.
또한, 주행상태 산출부(220)는 차속이 일정차속이상인지를 판단하여 차량의 발진모드와 주행모드를 구별하고, 주행모드에서는 변속패턴 데이터인 변속패턴맵을 이용하여 경제운전영역을 판단하고, 발진모드에서는 고정된 기준 TPS값에 의한 고정된 경제운전영역을 기반으로 경제운전영역을 판단한다.
변속패턴맵 저장부(230)는 변속기 제어기(120)로부터 추출한 변속 패턴 데이터를 이용한 변속 패턴 맵을 저장한다. 통상적으로 도 5와 같이, 변속 패턴 맵은 차속을 가로축으로 TPS값을 세로축으로 하여 표시될 수 있는 변속 패턴 데이터들로 이루어진다.
차량 부하량 검출부(240)는 엔진토크 정보와 차량 속도 정보를 이용하여 차량 부하량을 검출한다.
TPS 보정부(250)는 차량 부하량 검출부(240)를 통해 출력된 차량 부하량을 이용하여 TPS 보정값을 구하고, 산출된 경제운전영역의 현재 기준 TPS에 TPS 보정값을 합산하여 최종 기준 TPS 값을 산출함으로써 경제운전영역을 보정한다.
디스플레이 제어부(260)는 산출 또는 보정된 경제운전영역에 현재 주행상태를 적용시켜 현재 그린영역, 옐로우영역 및 레드영역 중 어느 영역에 속하는지를 디스플레이 할 수 있도록 디스플레이부(300)로 출력한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 차량의 발진모드와 주행모드를 구별함으로써, 차량의 출발 시 즉 발진모드 시에 필요한 정도의 가속페달의 조작을 하더라도 노란색 또는 적색의 표시를 발생시키지 않고 녹색을 유지하여, 발진 시 가속성능을 보장하도록 한다. 결국 운전자는 차량의 출발 시 차량의 적절한 초기 가속성능을 발휘함에 주저하지 않게 된다.
이때, 발진모드로부터 주행모드로의 전환은 기준차속 이상에서 TPS가 해당 차속의 정속점 이하로 내려가면 이루어지고, 주행모드로부터 발진모드로의 전환은 차속이 기준차속 미만으로 내려가면 이루어진다. 여기서, 정속점은 해당 차속에서 차량이 등속 주행할 수 있는 TPS를 말한다.
한편, 출발에 의해 차속이 기준차속 이상으로 상승한 상태에서, 운전자가 가속페달 압력을 낮춰 TPS가 낮아져서 상기 정속점을 통과하게 되면 이는 운전자의 가속 의지가 중단된 것임을 나타낸다고 볼 수 있으므로, 이런 경우 주행모드로 판 단하고, 변속 패턴 맵을 기초로 TPS와 차속에 따라 주행모드의 경제운전영역을 안내 및 유도하도록 한다.
또한, 본 발명은 차량의 부하 변화량을 검출하여 차량의 부하가 발생하는 경우 발진모드와 주행모드 각각의 경제운전영역을 차량의 부하량에 따라 보정하여 차량의 부하가 큰 경우 최대경제운전영역(그린영역) 및 경제운전보통영역(옐로우 영역)을 확대하고 부하가 작은 경우 최대경제운전영역(그린영역) 및 경제운전보통영역(옐로우 영역)을 축소한다.
이러한 차량 부하 변화량을 검출하고 보정하는 차량 부하 변화량 검출부(240) 및 TPS 보정부(250)의 세부 구성을 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 차량 부하 변화량 검출부(240)는 입력부(241, 242), 미분기(243, 244), 리미터(245, 246), 스케일러(247, 248) 및 퍼지로직 컨트롤러(249)를 포함한다.
입력부(241)는 차속정보를 입력받아 미분기(243)로 전달하고, 입력부(242)는 엔진토크정보를 입력받아 미분기(244)로 전달한다.
미분기(243)는 입력부(241)로부터 전달받은 차속정보를 미분하여 차속변화량을 출력하고, 미분기(244)는 입력부(242)로부터 전달받은 엔진토크정보를 미분하여 엔진토크 변화량을 출력한다.
리미터(245)는 미분기(243)로부터 수신된 차속변화량의 일정 범위 이하 및 이상을 제거하고, 리미터(246)는 수신된 엔진토크변화량의 일정 범위 이하 및 이상 을 제거한다.
스케일러(247)는 리미터(245)로부터 출력된 차속변화량에 스케일링 상수를 곱하여 일정 크기로 스케일링하고, 스케일러(248)는 리미터(246)로부터 출력된 엔진토크 변화량에 스케일링 상수를 곱하여 일정 크기로 스케일링한다.
퍼지로직 컨트롤러(249)는 스케일링된 차속변화량과 엔진토크변화량을 이용하여 아래 표 1과 같이 차량 부하 변화량을 검출한다.
한편, TPS 보정부(250)는 스케일러(251) 및 합산부(252)를 포함한다.
스케일러(251)는 퍼지 로직 컨트롤러(249)로부터 출력된 차량 부하 변화량에 일정 스케일링 상수를 곱하여 TPS 값에 맞게 일정 크기로 스케일링하여 TPS 보정값을 출력한다.
합산부(252)는 스케일러(251)로부터 출력된 TPS 보정값을 현재 기준 TPS 값에 합산하여 최종 기준 TPS 값을 출력한다.
이하, 스케일러(247, 248, 251) 및 퍼지 로직 컨트롤러(249)의 동작을 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 퍼지 로직 컨트롤러(249)는 2개의 입력(차속 변화량과 엔진토크 변화량)과 1개의 출력을 가지는 컨트롤러이며, 2개의 입력 즉 차속 변화량과 엔진토크 변화량은 서로 다른 일정 단위의 값을 갖게 되는데 일정단위의 값을 그대로 퍼지 로직 컨트롤러(249)에 적용할 수 없으므로 스케일러(247, 248)에서 그 크기를 일정 크기로 조절하여 퍼지 로직 컨트롤러(249)로 입력시킨다.
예를 들어, 차속변화량은 최소 0KPH~ 최대 220KPH정도의 값을 갖게 되는데 이 값을 스케일러(247)를 통해 도 3에 도시된 차속변화량 그래프의 가로축과 같이 -1 ~ 1의 값으로 스케일링되어 퍼지 로직 컨트롤러(249)로 입력된다.
또한, 엔진토크 변화량도 최소 0Nm~ 최대 220Nm 정도의 값을 갖게 되는데 이 값을 스케일러(248)를 통해 도 3에 도시된 엔진토크 변화량 그래프의 가로축과 같이 -1 ~ 1의 값으로 스케일링되어 퍼지 로직 컨트롤러(249)로 입력된다.
이에, 퍼지 로직 컨트롤러(249)는 스케일링된 차속 변화량과 엔진토크변화량을 이용하여 차량 부하량을 출력하고, 이때 출력되는 차량 부하량도 도 3의 출력 그래프의 가로축과 같이 -1 ~ 1의 값을 갖게 된다.
이와 같이, 퍼지 로직 컨트롤러(249)는 모든 입출력 값을 -1~1 범위의 값을 갖도록 하며, 스케일러(251)는 퍼지 로직 컨트롤러(249)로부터 출력된 차량 부하값(C)을 TPS 보정을 위해 TPS 단위 값(0%~100%)으로 스케일링한다.
이하, 표 1, 표 2 및 도 3을 참조하여 퍼지 로직 컨트롤러(249)가 차속 변화량과 엔진토크 변화량을 이용하여 차량 부하량을 검출하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
Figure 112008051216669-pat00001
상기 표 1에 개시된 바와 같이, 엔진토크 변화량이 증가한 경우(+), 차량 가속도가 증가하면(+) 부하변화량이 없는 것으로, 차량 가속도의 증감이 없으면(0) 부하가 발생한 것으로, 차량 가속도가 감소하면(-) 부하 발생이 증가한 것으로 판단한다.
또한, 엔진토크 변화량의 증감이 없는 경우(0), 차량 가속도가 증가하면(+) 부하가 감소한 것으로, 차량 가속도의 증감이 없으면(0) 부하 변화량 증감이 없는 것으로, 차량 가속도가 감소하면(-) 부하가 발생한 것으로 판단한다.
또한, 엔진토크 변화량이 감소한 경우(-), 차량 가속도가 증가하면(+) 부하가 감소한 것으로, 차량 가속도의 증감이 없으면(0) 부하가 감소한 것으로, 차량 가속도가 감소하면(-) 부하 발생 증감이 없는 것으로 판단한다.
상기 표 1의 차속 변화량과 엔진토크 변화량을 더욱 세분화하면 아래 표 2와 같이 표현될 수 있다.
[표 2]
작아지는 방향 <- 엔진토크 변화량 -> 커지는 방향
차속 변화량 NB NS ZO PS PB
NB ZO PS PS PM PB
NS NS ZO PS PS PM
ZO NS NS ZO PS PS
PS NM NS NS ZO PS
PB NB NM NS NS ZO
표 2에서 NB(negative big)는 감소량이 많음, NM(negative middle)은 감소량이 보통임, NS(negative small)는 감소량이 적음음, ZO(zero)는 변화량이 없음, PS(positive small)는 증가량이 적음, PM(positive middle)은 증가량이 보통임, PB(positive big)는 증가량이 많은 경우를 나타낸다.
도 3의 차속의 변화량 그래프(A), 엔진토크 변화량 그래프(B) 및 추정된 차량부하값 그래프(C)의 가로축은 스케일링된 크기(-1 ~ 1)를 의미하고 세로축은 퍼지 비율 값(0~1)을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 퍼지 로직 컨트롤러(249)는 표 2와 같은 로직을 내장하고 있어, 차속 변화량(A)과 엔진토크 변화량(B)이 입력되면 표 2와 같은 로직을 적용하여 차량 부하값(C)을 추정한다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량 부하에 따른 경제운전 안내 안내방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 차량이 이그니션 온되면(S101), 본 발명에 따른 경제운전 안내시스템(200)이 구동되어(S102), 주행상태 산출부(220)는 현재 차속이 일정차속 이상이고 초기가속 후 쓰로틀개도가 정속점 이하인지를 판단한다(S103). 여기서, 일정차속은 30kph로 설정하는 것이 바람직하고, 정속점은 차량 고유의 파라메터 값으로 정해져 있다.
현재 차속이 일정 차속이상이고, 초기가속 후 쓰로틀개도가 정속점 이하인 경우, 주행상태 산출부(220)는 현재 차량이 주행모드인 것으로 판단하고 변속패턴맵 저장부(230)에 저장되어 있는 변속패턴맵을 이용하여 경제운전영역을 판단한다(S104).
상기 과정 S104의 변속패턴맵을 이용하여 경제운전영역을 판단하는 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 주행모드 부분에서 현재 차량의 차속이 수직한 점선으로 표시된 차속(70kph)이라고 한다면, 가속페달의 조작에 따른 TPS를 나타내는 TPS 신호에 따라 A는 현재의 변속단으로부터 고단으로의 변속이 최대한 빨리 이루어지는 영역으로서 연비가 최대인 최대 경제운전영역(그린영역)이고, B'는 고단으로의 변속은 지연되지만 댐퍼클러치는 작동중인 상태로서 다소 경제적인 보통 경제운전영역(옐로우 영역1)이며, B"는 댐퍼클러치는 오프되지만 저단 변속은 일어나지 않는 상태인 보통 경제운전영역(옐로우 영역2)이고, C는 저단으로의 변속이 일어나는 영역으로서 연비는 최악인 최저 경제운전영역(레드영역)인 것으로 판단하는 것이다. 이와같이, 주행 산출부(220)는 변속패턴맵에 따라 도 5와 같이 TPS 및 차속에 따른 최대 경제운전영역(그린영역), 보통 경제운전영역(옐로우 영역1,2) 및 최저 경제운전영역(레드영역)을 설정한다.
그 후, 차량 부하 변화량 검출부(240)는 주행모드의 차량 부하 변화량을 검출한다(S105). 이때, 차량 부하 변화량의 검출은 도 2에서와 같이, 차속 및 엔진토크정보를 미분하고 리미팅(limiting)하며 스케일링 상수를 곱하여 일정 스케일로 만든 후, 퍼지 로직 컨트롤러(249)를 통해 산출된다. 이때, 퍼지로직 컨트롤러(249)는 앞서 상술한 표 1과 같이, 엔진토크 변화량과 차속 변화량을 이용하여 부하 변화량을 판단한다.
도 5와 같이, 차속 변화량과 엔진토크 변화량이 퍼지로직 컨트롤러(249)에 입력되면 상기 표 1을 기준으로 차량 부하 변화량이 추정되어 출력된다.
상기 표 1에서는 엔진토크 변화량과 차속변화량을 단순히 증가(+), 없음(0), 감소(-)의 세가지로 구분하는 예를 개시하고 있으나, 매우증가, 조금 증가, 없음, 조금 감소, 매우감소 등 그 기준을 더욱 세분화하여 퍼지로직 컨트롤러(249)에 적용시킬 수 있다.
상기와 같이, 차량 부하 변화량 검출부(240)가 차량 부하 변화량을 검출하면, TPS 보정부(250)가 차량 부하 변화량을 이용하여 TPS 보정값을 계산하고, 상기 과정 S104에서 판단되었던 현재 기준 TPS에 보정된 TPS 값을 합산하여 최종 기준 TPS 값을 계산한다(S106).
이에, 도 6에 도시된 바와 같이, TPS 보정부(250)는 최종 기준 TPS 값을 적용하여 주행모드의 경제운전영역을 보정하고(S107), 그 결과를 디스플레이제어부(260)로 전달하여 디스플레이부(300)에서 현재 주행상태가 보정된 경제운전영역에 적용되어 디스플레이 되도록 한다(S108).
이에, 운전자는 디스플레이부(300)에 녹색으로 점등되어 디스플레이되면 차량이 경제적인 상태로 운전되고 있는 것으로 판단하고, 적색으로 점등되어 디스플레이되면 연비가 나쁜 운전상태인 것으로 판단하며, 노란색은 그 중간 상태인 것으로 판단한다.
즉, 현재의 차속과 스로틀개도가 녹색영역에 있으면 현재 연비가 가장 우수한 상태로 차량이 운행되고 있다는 것이고, 적색영역에 있으면, 연비가 나쁜 상태이므로 운전자로 하여금 운전상태를 바꾸게 하여 경제운전을 유도 및 안내하도록 하는 것이다.
이때, 도 6에서 A는 보정전의 그린영역, B는 보정전의 옐로우영역, C는 보정전의 레드영역이고, D는 보정된 그린영역, E는 보정된 옐로우영역, F는 보정된 레드영역을 표시한다.
이처럼, 상기 과정 S105 내지 S107을 통해 차량 부하변화량을 고려하여 경제운전영역을 보정하면 운전자가 느끼는 구동성능을 향상시킨다. 즉, 차량 부하가 증가하면 기준 TPS 값을 증가시켜 그린영역을 확대함으로써 그린영역을 운전하더라도 운전자가 엔진 구동 성능이 더 향상된 것으로 느끼도록 하고, 차량 부하가 감소하면 기준 TPS 값을 감소시켜 그린영역을 축소함으로써 연비를 감소시키도록 한다.
한편, 상기 과정 S103에서 일정 차속 미만인 경우 주행상태 산출부(220)는 현재 주행상태를 발진모드로 판단하고, 발진모드의 정해진 TPS량에 따른 경제운전영역을 판단한다(S109).
이때, 발진모드는 정차나 저단 변속단 상태에서 차량이 출발하므로 상기 과정 S104와 같이 변속패턴맵을 이용한 경제운전영역 판단과정을 적용하기 어려워, 임의로 정해진 경제운전영역을 이용한다. 즉, 발진모드의 경제운전영역은 TPS가 35% 이하인 경우 최대 경제운전영역(그린영역)으로 정하고, TPS가 35% ~50% 범위내인 경우 경제운전 옐로우영역으로 정하며, 보통 경제운전영역(옐로우 영역1,2)으로 정하며, TPS가 50% 이상인 경우 경제운전 최저 경제운전영역(레드영역)으로 판단한다.
그 후, 상기 과정 S105~S106과 같이 차량 부하 변화량 검출부(240)는 차량 부하 변화량을 검출하고(S110), TPS 보정부(250)는 차량 부하 변화량을 이용하여 TPS 보정값을 계산한다(S111). 이때, 발진모드의 차량부하 변화량을 이용한 TPS 보정값 계산 방법은 주행모드 시의 방법과 동일하다.
이어서, TPS 보정부(250)는 발진모드의 현재 기준 TPS에 TPS 보정값을 합산하여 최종 기준 TPS 값을 계산하여 상기 과정 S109에서 판단된 경제운전영역에 최종 기준 TPS 값을 적용하여 보정하고(S112), 보정된 경제운전영역을 디스플레이제어부(260)로 전달하여 디스플레이부(300)에서 현재 주행상태가 보정된 경제운전영역에 적용되어 디스플레이 되도록 한다(S108).
이와같이, 본 발명은 차량의 운전모드를 기준차속 미만의 발진모드와 기준차속 이상의 주행모드로 구별하여, 발진모드에서는 차속과 무관하게 TPS만으로 경제운전영역을 판단하도록 하고 주행모드에서는 TPS와 차속을 포함한 변속 패턴 맵을 이용하여 경제운전영역을 판단하도록 함으로써, 차량의 일반적인 주행시와 구별하여 차량의 발진시와 차량의 감속시에 별도의 방법으로 운전자에게 경제적인 운전을 안내 및 유도할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 주행모드와 발진모드에서 각각 차량의 부하 변화량을 검출하여 부하 변화량에 따라 주행모드와 발진모드 각각의 경제운전영역을 보정하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경제운전 안내 시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 차량 부하 변화량 검출부의 세부 구성도.
도 3은 도 2의 퍼지 로직 컨트롤러의 차량 부하 변화량 검출방법을 설명하기 위한 도면.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 차량 부하에 따른 경제운전 안내 안내방법을 나타내는 순서도.
도 5는 도 4의 발진모드와 주행모드의 경제운전영역을 판단하는 과정을 설명하기 위한 그래프.
도 6은 도 4의 경제운전영역을 보정하는 과정을 설명하기 위한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 엔진제어기 120 : 변속기 제어기
200 : 경제운전 안내 시스템 300 : 디스플레이부
210 : 차량정보 수집부 220 : 주행상태 산출부
230 : 변속 패턴 맵 저장부 240 : 차량 부하 변화량 검출부
250 : TPS 보정부 260 : 디스플레이 제어부
241, 242 : 입력부 243, 244 : 미분기
245, 246 : 리미터 247, 248, 251 : 스케일러
249 : 퍼지 로직 컨트롤러 252 : 합산부

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 차량주행정보 및 변속 패턴 데이터를 수집하는 차량정보 수집부;
    상기 차량주행정보 및 변속 패턴 데이터를 이용하여 경제운전영역을 산출하는 주행상태 산출부;
    상기 차량주행정보를 이용하여 차량 부하 변화량을 검출하는 차량 부하 변화량 검출부; 및
    상기 차량 부하 변화량에 따라 상기 경제운전영역의 기준 TPS(Throttle Position Sensor)값을 보정하는 TPS 보정부
    를 포함하고,
    상기 주행상태 산출부는 상기 차량주행정보 중 차속이 일정차속 이상인 경우 주행모드로 판단하고 상기 차속이 일정차속 미만인 경우 발진모드로 판단하며, 차량이 상기 주행모드인 경우 상기 변속 패턴 데이터를 이용하여 경제운전영역을 산출하고 상기 차량이 상기 발진모드인 경우 일정값으로 정해진 기준 TPS값을 이용하여 경제운전영역을 산출하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 부하 변화량 검출부는 상기 차량 주행정보 중 차속정보 및 엔진토크정보를 이용하여 상기 차량 부하 변화량을 검출하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량 부하 변화량 검출부는,
    차속정보와 엔진토크정보를 각각 입력받는 복수의 입력부;
    상기 차속정보와 상기 엔진토크정보를 각각 미분하여 차속변화량 및 엔진토크 변화량을 각각 출력하는 복수의 미분기;
    상기 차속변화량 및 상기 엔진토크 변화량의 일정 범위 이하 및 이상의 값을 제거하는 리미터;
    상기 리미터로부터 출력되어 리미트된 차속변화량 및 상기 엔진토크변화량에 일정 스케일링 상수를 곱하여 일정 크기로 스케일링하는 복수의 스케일러; 및
    상기 복수의 스케일러로부터 출력되어 스케일링된 차속변화량 및 엔진토크변화량을 이용하여 차량 부하 변화량을 산출하는 퍼지 로직 컨트롤러를 포함하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 퍼지 로직 컨트롤러는,
    상기 엔진 토크 변화량이 증가하고 차량 가속도의 변화가 없거나 감소하는 경우 및 상기 엔진 토크 변화량이 없는데 상기 차량 가속도가 감소하는 경우를 부하가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 엔진 토크 변화량이 없는데 상기 차량 가속도가 증가한 경우 및 상기 엔진토크 변화량이 감소한 상태에서 상기 차량 가속도가 증가하거나 변화가 없는 경우를 부하가 감소한 것으로 판단하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 TPS 보정부는
    상기 발진모드인 경우 상기 발진모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 보정된 TPS값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출하고,
    상기 주행모드인 경우, 상기 주행모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 보정된 TPS값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 TPS 보정부는,
    상기 차량 부하 변화량 검출부로부터 출력된 차량 부하 변화량에 일정 스케일링 상수를 곱하여 TPS 보정값을 출력하는 스케일러; 및
    상기 스케일러로부터 출력된 TPS 보정값을 상기 경제운전영역의 기준 TPS 값에 합산하여 최종 기준 TPS 보정값을 산출하는 합산부를 포함하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 TPS 보정부는
    상기 차량 부하 변화량에 따라, 차량의 부하가 발생하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 증가시켜 현재 주행상태를 적용하고, 상기 차량의 부하가 감소하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 감소시켜 상기 현재 주행상태를 적용시키는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 시스템.
  9. 삭제
  10. 차량 주행정보 및 변속 패턴 맵을 이용하여 경제운전영역을 산출하는 제 1 과정;
    상기 차량 주행정보를 이용하여 차량 부하 변화량을 검출하는 제 2 과정;
    상기 차량 부하 변화량에 따라 상기 경제운전영역을 보정하는 제 3과정; 및
    상기 보정된 경제운전영역에 현재 주행상태를 적용시켜 디스플레이하는 제 4과정을 포함하고,
    상기 제 1 과정은
    상기 차량 주행정보 중 차량이 일정 차속 이상인 경우 주행모드로 판단하고, 상기 차량이 일정 차속 미만인 경우 발진모드로 판단하는 제 1-1과정; 및
    상기 주행모드 시에 상기 변속 패턴 맵을 이용하여 상기 경제운전영역을 산출하고, 상기 발진모드 시에 일정값으로 정해진 기준 TPS값을 이용하여 경제운전영역을 산출하는 제 1-2과정을 포함하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 과정은 상기 차량 주행정보 중 차속정보 및 엔진토크정보를 이용하여 상기 차량 부하 변화량을 검출하여 상기 차량 부하 변화량에 따른 TPS 보정값을 산출하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 3 과정은 상기 발진모드인 경우 상기 발진모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 상기 TPS 보정값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출하고, 상기 주행모드인 경우, 상기 주행모드의 경제운전영역의 기준 TPS값에 상기 TPS 보정값을 합산하여 최종 기준 TPS값을 산출하는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 4과정은 상기 차량 부하 변화량에 따라, 차량의 부하가 발생하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 증가시켜 상기 현재 주행상태를 적용하고, 상기 차량의 부하가 감소하면 상기 경제운전영역의 최종 기준 TPS값을 감소시켜 상기 현재 주행상태를 적용시키는 차량 부하에 따른 경제운전 안내 방법.
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