KR101017088B1 - 에코드라이빙시스템 - Google Patents

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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명은 차량의 운행정보와 주행정보를 수신하여 안전 경제속도를 산출하는 에코드라이빙시스템에 관한 것으로서, 이동차량(11) 내부 혹은 이동차량(11)과 분리된 별도의 장소에 위치하며 유무선통신의 방법으로 정보를 교환하는 정보통신부(100); 이동차량(11)에 탑재되어 이동차량(11)으로부터 수집되는 정보 및 상기 정보통신부(100)로부터를 수신되는 정보를 이용하여 연산작용이 이루어지는 프로세서서버부(200); 및, 상기 프로세서서버부(200)에서 연산된 결과를 이동차량(11)에 탑승한 사용자에게 알려주는 표시부(300);를 포함하여 구성되되, 상기 프로세서서버부(200)는 이동차량(11)으로부터 수집된 차량정보와 상기 정보통신부(100)에서 수신된 이동차량이 통과하는 주행정보(기하구조, 교통상황, 기후)를 활용하여 이동차량에 적용되는 안전 경제속도를 산출하여 상기 표시부(300)를 통하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.
정보통신부, 이동차량, 프로세서서버부, 표시부

Description

에코드라이빙시스템{Eco Driving System}
본 발명은 차량정보와 주행정보를 이용하여 해당 차종에 적합한 안전 경제속도를 산출하여 제시하는 에코드라이빙시스템에 관한 것으로서, 보다 상세히는 이동차량(11) 내부 혹은 이동차량(11)과 분리된 별도의 장소에 위치하며 유무선통신의 방법으로 정보를 교환하는 정보통신부(100); 이동차량(11)에 탑재되어 이동차량(11)으로부터 수집되는 정보 및 상기 정보통신부(100)에서 수신되는 정보를 이용하여 연산작용이 이루어지는 프로세서서버부(200); 및, 상기 프로세서서버부(200)에서 연산된 결과를 이동차량(11)에 탑승한 사용자에게 알려주는 표시부(300);를 포함하여 구성되고, 상기 프로세서서버부(200)는 이동차량(11)으로부터 수집된 차량정보와 상기 정보통신부(100)으로부터 수신된 이동차량(11)이 통과하는 도로의 주행정보를 이용하여 이동차량(11)에 적용되는 안전 경제속도를 산출하여 상기 표시부(300)를 통하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.
최근 고유가 시대를 맞이하여 국가 물류비 절감을 위한 실효적인 대응 노력 이 요구되고 있다.
일반적으로 출발지에서 운전자가 목적지를 향한 운행일정은 운행거리를 기준으로 통행시간과 비용에 따라 결정되고, 통행시간과 비용의 결정요소는 통행하는 주행하는 도로/항로/선로의 기하학적 구조 특성 및 이동차량의 속도에 귀결되는 바, 운행하는 차량의 속도는 운행일정과 비용결정에 가장 중요한 요소이다.
교통공학 측면에서 본다면, 평균속도를 70km/h에서 100km/h로 올리면 에너지는 20 내지 30 %를 더 소비하게 된다. 즉, 서울에서 대전을 70km/h로 주행하면 100km/h로 주행할 때보다 약 25분 늦게 도착하지만 에너지는 20 내지 30 % 절감하게 되는 것이다.
이와 같이 에너지소모율을 최적화하는 경제속도를 유지할 경우 경제적이고 환경친화적인 운전이 가능하나, 현재 주행로에서는 속도표지판을 통하여 주행선상의 제한속도만 제공하고 있는 실정이다.
이러한 안전 경제속도는 일률적으로 정할 수 있는 것이 아니라 차량의 종류, 운행구간의 주행환경 등에 따라 달라지는 값이나 현재 이러한 주행설계 요소들을 고려한 안전정보를 산출하여 제공할 수 있는 새로운 개념의 시스템공학 기술의 도입이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 차량의 운행정보와 주행정보(기하구조, 교통상황, 기후)를 고려하여 에너지소모율을 최적화시키는 안전 경제속도를 산출하는 시스템을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 차량의 종류 및 운전자의 개별 능력, 교통류 흐름 정보를 고려한 안전 경제속도를 산출하여 보다 사용자의 특성에 적합한 경제속도를 산출하는 시스템을 제공하는 것을 본 발명의 다른 목적으로 한다.
셋째, 경제속도를 실시간으로 운전자에게 제공하여 안전하고 경제적인 운전을 유도함과 아울러 배기가스에 의한 대기오염을 최소화하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 구성은 다음과 같다.
본 발명은 이동차량(11) 내부 혹은 이동차량(11)과 분리된 별도의 장소에 위치하며 유무선통신의 방법으로 정보를 교환하는 정보통신부(100); 이동차량(11)에 탑재되어 이동차량(11)으로부터 수집되는 정보 및 상기 정보통신부(100)로부터를 수신되는 정보를 이용하여 연산작용이 이루어지는 프로세서서버부(200); 및, 상기 프로세서서버부(200)에서 연산된 결과를 이동차량(11)에 탑승한 사용자에게 알려주 는 표시부(300);를 포함하여 구성되되, 상기 프로세서서버부(200)는 이동차량(11)으로부터 수집된 차량정보와 상기 정보통신부(100)로부터 수신된 이동차량(11)이 통과하는 도로의 주행정보를 이용하여 이동차량(11)에 적용되는 안전 경제속도를 산출하여 상기 표시부(300)를 통하여 사용자에게 제공한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 차량의 운행정보와 주행정보(기하구조, 교통상황, 기후)를 고려하여 에너지소모율을 최적화시키는 안전 경제속도를 산출하여 제공할 수 있다.
둘째, 차량의 종류 및 운전자의 개별 능력을 고려한 안전 경제속도를 산출하여 보다 사용자의 특성에 적합한 경제속도를 산출하여 제공할 수 있다.
셋째, 안전 경제속도를 실시간으로 운전자에게 제공하여 안전하고 경제적인 운전을 유도함과 아울러 배기가스에 의한 대기오염을 최소화할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 보다 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 전체 구성을 개략적으로 도시하고 있고, 도2는 본 발명의 구성을 도시하는 블록도이고, 도3은 표시부(300)의 구체적 실시예 3가지를 모두 도시하고 있다.
정보통신부(100)는 이동차량(11) 내부에 위치하거나 이동차량(11)과 분리된 별도의 장소에 위치하며, 이동차량(11)에 위치하는 프로세서서버부(200) 또는 표시부(300)과 유무선통신의 방법으로 정보를 교환하게 된다.
정보통신부(100)는 이동차량(11)이 운행하는 도로의 기하구조정보(위치정보, 평면경사, 종단경사, 및 곡선반경), 교통상황정보(지정체, 교통량, 구간속도, 교통류 흐름, 및 차두간격(도로를 주행하는 차간거리))와 기후정보(강우, 강설, 안개, 및 주행면마찰계수)와 같은 주행정보를 저장하고 있으며 유무선통신을 통하여 이러한 정보를 네비게이션(22)이 장착된 이동차량(11)에 실시간으로 제공하게 된다.
정보통신부(100)에 저장되는 정보는 반드시 이러한 차량의 주행정보에 한정되는 것이 아니라 항해하는 선박의 주행정보 등도 포함될 수 있으며, 교통상황에 관한 실시간 정보, 또는 주행하는 도로 주변의 지리정보(경관정보, 안전정보, GPS위치정보)가 포함될 수도 있다.
프로세서서버부(200)는 이동차량(11)에 탑재되어 이동차량(11)으로부터 수집되는 정보 및 정보통신부(100)로부터 수신되는 정보를 이용하여 연산작용이 이루어지는 연산식을 내장하고 있다.
즉, 프로세서서버부(200)는 이동차량(11)으로부터 수집된 차량정보와 정보통신부(100)로부터 수신된 이동차량(11)이 통과하는 도로의 주행정보(기하구조, 교통상황, 기후)를 이용하여 이동차량에 적용되는 안전 경제속도를 산출하게 된다.
이동차량(11)으로부터 수집되는 차량정보에는 엔진회전수, 차량속도, 에너지소모율, 타이어공기압, 주행면마찰계수, 차량종류, 차량무게, 차량길이, 및 차두간 격 정보가 포함될 수 있다.
정보통신부(100)로부터 수신되는 기하구조정보에는 주행위치정보, 제한속도, 평면경사, 종단경사, 및 곡선반경이 포함될 수 있고, 교통상황정보는 지정체, 교통량, 구간속도, 교통류 흐름, 차두간격 정보가 포함될 수 있고, 기후정보로는 강우, 강설, 안개, 및 주행면마찰계수 정보가 포함될 수 있다.
프로세서서버부(200)에는 다음과 같이 안전 경제속도를 산출하는 연산식이 내장되는데,
안전 경제속도 = A×(차량속도/에너지소모율)±B×(엔진회전수/차두간격)±C
여기서 A, B, C 는 상수로서 주행위치정보, 평면경사, 종단경사, 곡선반경, 차두간격, 주행면마찰계수, 교통량에 따라 결정되는 상수이다.
다시 말하면, 기하구조정보인 주행위치정보, 평면경사, 종단경사 및 곡선반경에 따라 도로의 구조를 알 수 있고, 기후정보인 주행면마찰계수에 따라 노면 상태를 알 수 있고, 교통상황정보인 차두간격 및 교통량에 따라 도로의 교통상황을 알 수 있는데, 종속변수인 안전 경제속도와 (차량속도/에너지소모율)과 (엔진회전수/차두간격)이라는 독립변수의 관계식은 일반적으로 회귀분석법에 따른 반복실험을 통하여 최적화 조합값을 구하게 된다.
여기서 기하구조정보인 주행위치정보, 평면경사, 종단경사 및 곡선반경에 따라 판단되는 도로의 기하구조 상 사고 발생의 개연성이 낮은 도로의 경우(예를 들어 폭이 넓고 곧게 뻗어 있으며 시야 확보가 유리한 도로) 안전 경제속도 값이 상대적으로 증가될 것이고, 사고 발생의 개연성이 높은 도로의 경우(예를 들어 폭이 좁거나 경사가 심하고 급커브가 형성되어 있으며 시야 확보가 불리한 도로) 안전 경제속도의 값이 상대적으로 감소될 것이다.
또한 기후정보인 주행면마찰계수에 따라 판단되는 노면상태에 따라 노면이 미끄럽지 않는 경우에는 안전 경제속도 값이 상대적으로 증가될 것이고, 노면상태가 미끄러운 경우에는 안전 경제속도 값이 상대적으로 감소될 것이다.
아울러 교통상황정보인 차두간격 및 교통량에 따라 판단되는 도로의 교통상황에 따라 한적한 도로의 경우 안전 경제속도의 값이 상대적으로 증가될 것이고, 혼잡한 도로의 경우 안전 경제속도의 값이 상대적으로 감소될 것이다.
즉 주행위치정보, 평면경사, 종단경사, 곡선반경, 차두간격, 주행면마찰계수, 교통량에 대한 다양한 정보에 따라 안전 경제속도를 미리 가정하고 회귀분석법에 따른 반복실험을 통하여 최적화 조합값을 가지는 상수 A, B, C의 값을 결정할 수 있다.
다시 말하면 안전 경제속도를 산출하는 연산식의 상수 A, B, C는 해당 도로의 기하구조정보, 기후정보 및 교통상황정보에 따라 그 값을 달리하게 된다. 즉 프로세서서버부(200)에는 기하구조정보, 기후정보 및 교통상황정보에 따라 달리 적용할 상수 A, B, C 값이 미리 산출되어 저장되어 있으며, 정보통신부(100)로부터 수신되는 기하구조정보, 기후정보 및 교통상황정보에 대응하는 상수 A, B, C 값이 적용된 안전 경제속도 연산식을 이용하여 해당 도로의 기후와 교통흐름 등을 고려한 안전 경제속도를 실시간으로 프로세서서버부(200)에서 산출하게 된다.
필요에 따라서는 상수 A, B, C의 값들을 결정하기 위하여 그 밖에 지정체, 구간속도, 교통류 흐름, 강우, 강설, 안개 등과 같은 정보 가운데 몇 개를 추가적으로 고려할 수도 있다.
프로세서서버부(200)는 이동차량(11)으로부터 실시간으로 수집되는 차량속도, 엔진회전수, 에너지소모율, 타이어공기압 및 주행면마찰계수, 차두간격(차량에 탑재된 적외선센서를 이용하여 감지되는 차간거리)과 함께 정보통신부(100)로부터 실시간으로 수신되는 주행위치정보, 평면경사, 종단경사, 및 곡선반경, 주행면마찰계수, 교통량에 관한 정보에 따라 결정되는 상수를 이용하여 이동차량(11)의 안전 경제속도를 실시간으로 산출하게 된다.
프로세서서버부(200)는 이동차량(11)의 내부에 별도로 설치되거나, 이동차 량(11)의 내부에 설치되는 네비게이션(22)에 내장되어 네비게이션(22)과 일체를 이룰 수도 있다.
입력수단(400)은 사용자가 프로세서서버부(200)에 직접 정보를 입력하는 역할을 한다.
입력수단(400)은 별도로 자세히 도시하지 않았으나 별도로 구비되는 키패드나 터치스크린이 될 수도 있고, 네비게이션(22) 자체에 구비된 터치스크린이나 입력버튼이 될 수도 있다.
터치스크린을 이용하는 경우 터치스크린 상에 제시된 메뉴를 단순히 선택하는 방법으로 입력이 가능하다.
입력수단(400)을 통하여 사용자(운전자)는 차량의 종류, 운전자의 숙련도, 운전자의 시력과 연령, 및 주행로 숙지여부 등과 같이 사용자(운전자)의 개별적인 특성에 따른 정보를 입력하게 되는데, 프로세서서버부(200)에는 이러한 운전자의 특성에 따라 안전 경제속도를 산출하는 연산식에 사용되는 상수 A, B, C 값을 달리 적용한다.
다시 말하면 차량정보 및 주행정보와 함께 운전자가 별도로 입력한 차량의 종류 및 운전자의 개별적인 특성에 관한 정보까지 고려하여 연산식에 적용될 상수값을 결정함으로써 운전자의 개별적 특성을 고려한 최적의 안전 경제속도를 산출할 수 있다.
즉, 차량정보와 주행정보가 동일하더라도 운전자의 숙련도나 시력에 따라 산출되는 안전 경제속도가 달라지는 것으로서, 초보운전자나 시력이 극히 나쁜 경우 에는 경제적인 측면만을 고려할 것이 아니라 안전적인 측면도 고려하여 숙련된 운전자보다 낮은 수치의 안전 경제속도를 제시하도록 연산식에 적용될 상수값을 달리 적용하게 된다. 차량정보와 주행정보가 동일하더라도 차량의 종류(예를 들어 일반 승용차와 트럭 또는 버스)에 따라 제시되는 안전 경제속도가 달라져야 하는 바 이 경우에도 적용될 상수값이 달라지게 된다.
표시부(300)는 프로세서서버부(200)에서 연산된 결과를 이동차량(11)에 탑승한 사용자에게 알려주는 역할을 한다.
표시부(300)는 도3에 도시된 바와 같이 이동차량(11)의 타코미터(300) 일측에 별도로 구비되는 표시창이 될 수도 있고, 네비게이션(22)의 디스플레이패널이 될 수도 있고, 대시보드 상부의 전면방풍창에 홀로그램 영상을 보여주는 홀로그램장치가 될 수도 있다.
필요에 따라서는 이러한 방법이 함께 적용되어 도3과 같이 3가지 유형이 동시에 적용되어 사용될 수도 있다.
홀로그램장치는 통상적으로 정보를 디스플레이하는 정보표시부, 정보표시부의 이미지 상을 투영하는 프로젝션부, 및 프로젝션부를 통과한 이미지 상을 운전자에게 홀로그램 영상으로 반사시키는 홀로그래픽 컴바이너 등으로 구성되는데, 이미 알려진 일반적인 기술인 바 자세한 도시나 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기 술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
도1은 본 발명의 전체 구성을 개략적으로 도시한다.
도2는 본 발명의 구성을 도시하는 블록도이다.
도3은 표시부(300)의 구체적 실시예 3가지를 모두 도시했는데, 이와 같은 3가지 실시예 가운데 어느 하나가 선택될 수 있다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100:정보통신부
200:프로세서서버부
300:표시부
400:입력수단
11:이동차량
22:네비게이션

Claims (6)

  1. 이동차량의 운행정보와 정보통신부의 주행정보를 수신하여 경제속도를 산출하는 에코드라이빙시스템에 관한 것으로서,
    이동차량(11)의 내부에 탑재되거나, 혹은 이동차량(11)과 분리된 별도 장소에 위치하며 유무선통신의 방법으로 정보를 교환하는 정보통신부(100);
    이동차량(11)에 탑재되어 이동차량(11)으로부터 수집되는 정보 및 상기 정보통신부(100)로부터를 수신되는 정보를 이용하여 연산작용이 이루어지는 프로세서서버부(200); 및,
    상기 프로세서서버부(200)에서 연산된 결과를 이동차량(11)에 탑승한 사용자에게 알려주는 표시부(300);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 프로세서서버부(200)는 이동차량(11)으로부터 수집된 차량정보와 상기 정보통신부(100)로부터 수신된 이동차량이 통과하는 도로의 주행정보를 이용하여 이동차량에 적용되는 안전 경제속도를 산출하여 상기 표시부(300)를 통하여 사용자에게 제공하고,
    이동차량(11)으로부터 수집되는 차량정보에는 엔진회전수, 차량속도, 에너지소모율, 주행면 마찰계수, 타이어공기압, 및 차두간격이 포함되고,
    상기 정보통신부(100)로부터 수신되는 주행정보에는 기하구조정보, 교통상황정보 및 기후정보로 구성되는데,
    기하구조정보에는 주행위치정보, 평면경사, 종단경사, 및 곡선반경이 포함되고,
    교통상황정보에는 지정체, 교통량, 구간속도, 교통류 흐름, 및 차두간격이 포함되고,
    기후정보에는 강우, 강설, 안개, 및 주행면마찰계수가 포함되고,
    안전 경제속도는,
    안전 경제속도 = A×(차량속도/에너지소모율)±B×(엔진회전수/차두간격)±C
    여기서 A, B, C 는 상수로서 주행위치정보, 평면경사, 종단경사, 곡선반경, 차두간격, 주행면마찰계수, 및 교통량에 대한 정보에 따라 안전 경제속도를 미리 가정하고 회귀분석법에 따른 반복실험을 통하여 최적화 조합값을 가지도록 결정,
    라는 연산식에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 에코드라이빙시스템.
  2. 제1항에서,
    사용자가 상기 프로세서서버부(200)에 직접 정보를 입력하는 입력수단(400);
    이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에코드라이빙시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 입력수단(400)을 통하여 입력되는 차량의 종류, 운전자의 숙련도, 운전자의 시력과 연령, 및 주행로 숙지여부에 따라 경제속도를 산출하는 연산식에 사용되는 상수 A, B, C 값이 달라지는 것을 특징으로 하는 에코드라이빙시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 마이크로프로세서부(200)는 이동차량(11)의 내부에 별도로 설치되거나, 이동차량(11)의 내부에 설치되는 네비게이션(22)에 내장되는 것을 특징으로 하는 에코드라이빙시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 표시부(300)는,
    이동차량(11)의 대시보드 일측에 별도로 구비되는 표시창, 네비게이션(22)의 디스플레이패널, 또는 대시보드 상부의 전면방풍창에 홀로그램 영상을 보여주는 홀로그램장치인 것을 특징으로 하는 에코드라이빙시스템.
  6. 삭제
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