KR101393479B1 - 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템 - Google Patents

컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량의 전자 제어 시스템으로부터, 속도 정보, 가속도 정보, 및 순간 연료 분사량 정보를 포함하는 차량 운행 정보를 획득하는 단계; 상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 구성하고, 상기 단위 속도/가속도 메트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여, 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 획득하는 단계; 상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 획득하는 단계; 및 상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.

Description

컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템{METHOD FOR ANALYSING DRIVING PATTERN OF VEHICLE BY USING COMPUTER SYSTEM AND COMPUTER SYSTEM FOR ANALYSING DRIVING PATTERN OF VEHICLE}
본 발명은 경제적이고, 친환경적인 자동차 운전 패턴을 분석하기 위한, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.
최근 원유 고갈의 우려 및 다양한 국제적 이슈에 따른 유가의 급격한 상승에 따라 자동차의 연비 향상 기술 개발 및 자동차 운전자의 운전습관에 관한 관심이 집중되고 있다.
자동차 제작업체에서는 자동차 엔진의 이상적인 성능과 효율을 얻기 위하여 연료를 분사하는 인젝터(injector), 주어진 압력으로 인젝터에 연료를 공급하는 연료 펌프(fuel pump), 분사해야 할 연료량을 계산하기 위해 필요한 정보를 얻는 여러 종류의 센서(sensor), 연료량을 계산하고 인젝터의 연료분사량의 조절을 지시하는 엔진 제어 컴퓨터(ECU) 등으로 구성된 전자제어 연료분사 시스템을 적용하고 있으며, 다양한 종류의 연비 향상 기술을 적용한 신규 자동차를 개발하고 있다.
또한, 자동차의 연비는 동일한 차량이나 차종일지라도 자동차 운전자의 운전 습관에 많은 영향을 받기 때문에 자동차 운전자의 운전 습관 개선을 위한 노력 및 캠페인이 정부 각 부처 및 관련 제품 시장에서 다방면으로 이루어지고 있다. 환경부에서는 친환경 운전 사이트(http://www.eco-drive.or.kr)를 운영, 올바른 운전습관을 홍보하고 있으며, 국토해양부 산하 교통안전공단에서는 녹색안전체험센터(www.ecodriving.kr)를 운영, 경제운전을 할 수 있는 운전기술 교육을 실시하고 있다. 운전습관 개선의 일례로, 정차 시, 신호대기 시 기어는 중립으로 하도록 권고하고 있으며, 교통환경연구소는 시동을 켠 상태에서 차가 정지해 있는 동안 기어를 '중립'에 놓으면 '운행' 위치에 놓을 때보다 휘발유 차량은 21.6%, 경유 차량은 60.9% 정도 연비가 높게 나타났다고 연구결과를 발표하였다.
이에 따라, 운전자가 어떤 패턴을 운전하고 있는지를 분석하고, 운전자에게 최적의 친환경적 운전 방법에 대하여 안내할 필요가 있게 되었다.
이러한 예로서, 한국 공개특허번호 10-2010-0110102호, 10-2010-0122224호에서 확인할 수 있듯이, 수집된 자동차의 운행정보인 엔진회전수(RPM), 차속, 주행거리 등을 제공하거나 이를 분석한 연비관련 정보인 순간연비, 평균연비 등과 최고 속도, 평균속도, 급가속 횟수, 급감속 횟수 또는 저속주행, 고속주행, 경제주행, 일반주행의 운전 평가 정보를 자동차 운전자에게 제공하는 방식으로 이루어지고 있으며, 경제운전 수치 또는 그래프를 산출할 시 장치에 기 저장된 각 등급별 경제속도 기준에 따라 산출하도록 되어 있다.
그러나, 실제 자동차의 경제속도는 자동차의 종류 또는 승차중량이나 도로 구배 등에 따라 매우 다르게 나타나기 때문에, 경제운전 안내장치에 기 내장된 각 등급별 경제속도 기준이 적절하다고 판단할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 자동차의 운행정보를 수집하는 장치로부터 수집된 연속적인 주행속도 및 시간정보, 순간 연료분사량 등의 자료를 이용, 단위 속도 및 단위 속도에서의 가감속도값을 카운팅하고 각 구간의 평균 순간 연료분사량을 산정하여 각 운전자별 운전 특성이 반영된 경제운전 패턴을 분석하고, 이와 관련된 정보 수집, 분석, 분석된 정보를 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예인, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법은, 차량의 운행 정보 수집장치로부터, 속도 정보, 가속도 정보, 및 순간 연료 분사량 정보를 포함하는 차량 운행 정보를 획득하는 단계; 상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/ 단위 가속도 매트릭스를 구성하는 단계; 상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 구성하고, 상기 단위 속도/가속도 메트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여, 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 획득하는 단계; 상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 획득하는 단계; 및 상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량 운행 정보는 기어비 정보 및 냉각수 온도 정보를 포함하고, 상기 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법은 상기 차량 운행 정보중, 상기 기어비 정보에서 기어비가 중립인 경우와 상기 냉각수 온도 정보에 따라 냉각수의 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하는 단계 및 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 냉각수의 기준 온도는 80℃일 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량 운행 정보는 냉각수 온도 정보를 더 포함하고, 상기 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법은 상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 냉각수 온도가 기준온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하는 단계, 및 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량 운행 정보는 엔진 RPM 정보를 더 포함하고, 상기 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법은 상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 엔진 RPM이 800이하인 경우의 순간 분사량 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법은 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를, 제 1축은 속도축으로, 제 2 축은 가속도 축으로, 제 3 축은 평균 순간 분사량 축으로 하는 3차원 그래프로 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예인, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템은, 차량의 전자 제어 시스템으로부터, 속도 정보, 가속도 정보, 및 순간 연료 분사량 정보를 포함하는 차량 운행 정보를 획득하기 위한 통신부; 및 상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/ 단위 가속도 매트릭스를 구성하고, 상기 단위 속도 및 단위 가속도 매트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여,속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 획득하고, 상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 획득하며, 상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량 운행 정보는 기어비 정보 및 냉각수 온도 정보를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차량 운행 정보중, 상기 기어비 정보에서 기어비가 중립인 경우와 상기 냉각수 온도 정보에 따라 냉각수의 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 냉각수의 기준 온도는 80℃일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량 운행 정보는 냉각수 온도 정보를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 냉각수 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량 운행 정보는 엔진 RPM 정보를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 엔진 RPM이 800이하인 경우의 순간 분사량 정보를 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 일태양에 의하면, 상기 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템은, 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를, 제 1축은 속도축으로, 제 2 축은 가속도 축으로, 제 3 축은 평균 순간 분사량 축으로 하는 3차원 그래프로 표시하기 위한 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 이실시예에 따르면, 도로 구배 패턴, 차량의 연식, 또는 승차 중량등이 감안된 운전자의 운전 패턴을 사용자에게 제공하여, 이를 기반으로, 각 운전자의 최적 운전 패턴을 제안할 수 있고, 또한, 이에 따라, 각 운전자의 운전 습관 개선을 유도하여 경제운전을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 차량의 주행 정보를 획득하는 방법의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 2는, 본 발명의 일실시예인 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템의 전자적인 구성을 나타내는 블록 구성도.
도 3은, 본 발명의 일실시예인, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 수집된 차량 운행정보의 일예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용한 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 생성된 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스의 일 예시도
도 6은 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용한 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 생성된 구간별 순간 분사량 매트릭스 매트릭스의 일 예시도
도 7은 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용한 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 생성된 구간별 평균 순간분사량 매트릭스의 일 예시도
도 8은 도 7에서 생성된 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정한 예를 나타내는 도면들.
도 9은 도 6 내지 도 8에서 분석된 매트릭스를 3차원 그래프로 표시한 예를 나타내는 도면들.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 차량의 주행 정보를 획득하는 방법의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 된 차량의 주행 정보를 획득하는 방법에는 차량(10)의 운행정보를 획득하는 운행 정보 수집장치와, 수집장치부터 획득되는 운행 정보를 이용하여 사용자의 운전 패턴을 분석하는 컴퓨터 시스템(100)으로 구성될 수 있다.
차량(10)의 운행 정보는 ECU(Electronic Control Unit), OBD(On-Board Dignostic) 및 디지털 운행기록계(DTG:Digital Tachometer) 등의 운행 정보 수집 장치로부터 획득된다. 여기서는, 속도 정보, 가속도 정보, 시간 정보, 순간 연료 분사량 정보, 기어비 정보, 자동차 엔진의 RPM 정보, 냉각수 정보등이 획득되게 된다.
이렇게 운행 정보 수집장치에서 획득된 차량(10)의 운행 정보는 무선 또는 유선 통신부를 통해 본 발명의 일실시예인 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템으로 전송되고, 이 운행 정보를 획득한 컴퓨터 시스템(100)은, 상기 차량 운행 정보을 이용하여 차량의 운행 패턴을 분석하게 된다. 이 때, 전송되는 운행 정보와 함께 차량의 ID 정보(즉, 연식 및 종류), 및 운전자 정보(나이, 성별, 직업, 주소등)을 함께 전송 받게 되면, 연령별, 지역별, 차량별 운행 패턴을 분류할 수 있게 되어서, 차량 제조 및 엔진 설계시 최적의 특성을 가진 엔진을 개발하는데 도움이 되는 분석 데이터를 생성할 수 있게 된다.
이하에서는 상기 컴퓨터 시스템에 대하여 도 2의 블록도에 기초하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는, 본 발명의 일실시예인 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템의 전자적인 구성을 나타내는 블록 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 통신부(101), 메모리(102), 디스플레이부(103) 및 제어부(104)를 포함할 수 있다.
통신부(101)는, 상기 차량의 ECU 등으로부터 획득되는 운행 정보를 수신하기 위한 구성요소이다. 이러한 통신부(101)로는 이동 통신 모듈이나 근거리 통신 모듈 또는 인터넷 모듈등의 무선 통신부가 이용될 수도 있고, 인터페이스부와 같은 유선 통신부가 이용될 수도 있다. 상기 통신부(101)가 이동 통신 모듈과 같이 이동하면서도 데이터를 수신 받는 경우에는 차량의 운행 정보를 실시간으로 획득할 수 있게 된다.
메모리(102)는, 본 발명의 일실시예인 차량의 운행 패턴을 분석하기 위한 프로그램이 저장된다. 이러한 메모리(102)로는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
디스플레이부(103)는, 후술하는 제어부에 의해 생성되는 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를, 제 1축은 속도축으로, 제 2 축은 가속도 축으로, 제 3 축은 평균 순간 분사량 축으로 하는 3차원 그래프로 표시하기 위한 구성요소이다. 이러한 디스플레이부로는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(104)는, 상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/ 단위 가속도 매트릭스를 구성하고, 상기 단위 속도 및 단위 가속도 매트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여,속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 획득하고, 상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 획득하며, 상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득하는 기능을 한다. 구체적인 제어부(104)의 동작 및 그 결과물에 대해서는 도 3 내지 도 9에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
이하, 도 3을 통해, 본 발명의 일실시예인, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은, 본 발명의 일실시예인, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 차량의 전자 제어 시스템과 같은 운행 정보 수집 장치로부터, 속도 정보, 가속도 정보, 및 순간 연료 분사량 정보를 포함하는 차량 운행 정보를 통신부를 통해 획득한다(S11). 그리고, 메모리에 저장되어 있는 차량의 운행 패턴을 분석하기 위한 프로그램이 동작되어서, 단위 속도/단위 가속도 메트릭스가 구성되고, 상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 상기 단위 속도 및 단위 가속도 매트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여, 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스가 생성된다(S13,S15). 이 속도구간/가속도 구간의 카운팅수 매트릭스는 도 4에 도시된다. 그리고, 상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 생성한다.이 구간별 연료 분사량 매트릭스는 도 5에 도시된다. 그리고, 상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득한다,이 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스는 도 6에 도시된다.
한편, 상기 구간별 평균 분사량 매트릭스는, 가장 효율이 좋은 상태에서 운행되는 경우의 평균 분사량을 선정하고 이이 최적의 평균 분사량 대비 평균 분사량으로 표시하여, 운전자에게 상기 구간별 평균 분사량 매트릭스가 의미하는 바를 알릴 수 있게 된다. 즉, 상기 차량 운행 정보는 기어비 정보 및 냉각수 온도 정보를 포함하는 경우, 상기 차량 운행 정보중, 상기 기어비 정보에서 기어비가 중립인 경우와 상기 냉각수 온도 정보에 따라 냉각수의 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하거나, 상기 차량 운행 정보는 냉각수 온도 정보를 더 포함하는 경우, 상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 냉각수 온도가 기준온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하거나, 상기 차량 운행 정보가 엔진 RPM 정보를 더 포함하는 경우, 상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 엔진 RPM이 800이하인 경우의 순간 분사량 정보를 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하게 된다(S21). 이렇게 보정된 평균 순간 분사량 매트릭스의 예가 도 8에 도시된다. 한편, 이러한 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를, 제 1축은 속도축으로, 제 2 축은 가속도축으로, 제 3 축은 평균 순간 분사량 축으로 하는 3차원 그래프로 표시하게 된다(도 9 참조).
이하에서는 상술한 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법의 구체적인 일예들을 도 4내지 도 9에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 수집된 차량 운행정보의 일예시도이다. 자동차의 운행정보를 수집하는 운행 정보 수집 장치로부터 수집되는 정보는 속도정보 및 위치정보, 시간 정보, 순간 연료분사량 정보, 변속기 또는 변속단 정보, 자동차 엔진 RPM 정보, 냉각수 온도 정보 등의 자동차 운행정보로서 전자 제어 시스템(ECU : Electronic Control Unit) 정보 수집 장치, 진단 시스템(OBD : On-Board Dignostic), 디지털 운행기록계(DTG : Digital Tachograph) 등의 각종 자동차의 운행정보를 수집, 제공하는 장치로부터 일정 주기의 시간마다 수집될 수 있다. 이 때 차종, 자동차의 운행정보를 수집하는 장치의 종류에 따라 수집되는 자동차 운행정보의 수준이 상이하므로, 수집정보 수준에 따라 분석 방법을 달리할 수 있음을 이행하여야 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용한 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 생성된 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스의 일 예시도이다.
통신부로부터 수신되는 운행 정보를 이용하여 단위 속도에 대한 단위 가속도를 시간을 기준으로 카운팅하여 제 1축에는 단위 속도가, 제 2축에는 단위 가속도가 표시되는 매트릭스를 생성하고, 각 셀에 부합되는 기준 시간당 카운팅 수가 표시되는 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 생성한다. 본 발명에서 설명되는 일정 시간은 차량의 시동을 켜서 운행 후 시동을 끄는 트립(trip)이 될 수 있고, 차량의 일 운행시간이 될 수 있고, 차량의 주, 월, 년 운행시간이 될 수도 있다. 분류한 가감속 구간 / 속도 구간의 범위는 일예로서, 범위를 더욱 세분화, 구분하여 매트릭스를 생성할 수 있다. 또한, 기준이 되는 일정 시간이 매우 긴 시간이 되어 매트릭스 셀(cell)에 표시되는 횟수의 숫자가 크게 될 경우 백분율(%) 등으로 환산하여 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용한 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 생성된 구간별 순간 분사량 매트릭스 매트릭스의 일 예시도이다.
자동차의 전자제어 시스템은 엔진의 운전상태를 전기신호로 바꾸어 컴퓨터로 전달하는 각종 센서와 이 신호를 분석, 판단해 연료 인젝터의 밸브 열림량이나 시간을 결정하는 ECU를 포함하여 구성된다. ECU에는 각종 센서로부터 엔진 회전수, 흡입 공기량, 시동신호, 스로틀 밸브의 열림 정도, 냉각수 온도, 흡기온도에 대한 정보가 보내진다. 이것을 받은 ECU는 미리 짜여진 프로그램에 의해 최적의 분사량을 계산, 연료 인젝터에 명령을 내리는 순서로 처리하게 된다. 이 때 산정된 연료분사량은 운행 정보 수집 장치를 통하여 획득할 수 있으며, 일정 시간동안 획득된 순간 연료분사량을 도 5에서 설명된, 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스에 대입하여 각 셀에 부합하는 순간 연료분사량의 합 매트릭스를 산정할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 일정 시간동안 수집된 자동차의 운행정보가 속도 60 ~ 80(km/h) 구간과 가감속 (-0.2 ~ +0.2(m/s2)) 구간에 부합되는 횟수는 252회이며, 이 횟수에 부합하는 순간 연료분사량을 합하여 나타낸 순간 연료분사량 합 2,442.08㎕를 산정하여 나타낸 매트릭스라 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 컴퓨터 시스템을 이용한 차량의 운행 패턴 분석 방법에서 생성된 구간별 평균 순간분사량 매트릭스의 일 예시도이다. 도 7은 도 5와 도 6에 표시된 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스와, 구간별 순간 분사량 매트릭스 매트릭스를 이용하여 생성되는, 구간별 평균 순간분사량 매트릭스가 도 7에 표시되어 있다. 도 7에 도시된 바 수치를 통해, 어떠한 속도 구간 및 가속도 구간에서 평균 순간 분사량이 많은지 적은지를 알 수 있게 된다.
도 8은 도7에서 생성된 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정한 예를 나타내는 도면들이다.
수집되는 자동차의 운행정보 수준은 차종과 자동차 운행정보 수집장치의 종류에 따라 상이하므로 본 발명에서는 수집 정보의 수준에 따라 하기와 같이 경제운전 패턴을 분석하는 예시를 제공한다.
도 8a에서는, 운행 정보 수집장치로부터 변속기 및 변속단 정보와 냉각수 온도가 수집되는 경우로서, 자동차의 엔진이 꺼지지 않고, 엔진의 온도가 정상상태에 도달하였으며, 엔진 구동축과 바퀴 사이가 물리적으로 분리가 되는 상태(기어가 중립에 있는 상태)를 기준으로 매트릭스 각 셀의 내용을 보정한 예를 나타낸다.
엔진의 온도가 정상상태보다 낮을 경우 ECU에서는 자동차의 초기 시동성을 향상하기 위해 연료 분사량을 중량 보정하고 있으므로, 수집된 냉각수 온도를 분석하여 엔진의 온도가 정상상태에 도달하였음을 판단하며, 자동차 주행 중 연료가 차단되고 자동차의 관성으로만 주행되는 시간 외에 정지 또는 정차상태에서 자동차의 엔진이 멈추지 않고 회전하기 위한 최소한의 연료 분사량은 엔진 구동축과 바퀴 사이가 물리적으로 분리되어 클러치의 마찰력을 이겨내기 위한 동력이 추가로 필요치 않는 상태에서의 연료 분사량이므로, 이를 판단하기 위하여 변속기 또는 변속단의 정보를 분석하여 기어 중립 상태를 판단한다. 연속적으로 수집된 정보중 이 두 가지 조건을 충족하는 순간 연료 분사량의 평균을 구한 후 도 7에서 산정한 매트릭스의 각 값을 나누어 매트릭스 각 셀의 내용을 보정한다. 보다 상세히 설명하면, 냉각수의 온도가 80℃ 이상을 엔진 온도의 정상상태로 하고, 변속기 정보가 N이거나 변속단 정보가 0일 경우를 기어가 중립에 있는 상태로 판단한 후 이 두 가지 조건을 충족시키는 순간 연료분사량의 평균은 2.07㎕가 된다. 이러한 분석방법을 적용하면 자동차의 엔진이 최소한으로 소비하는 연료소비량 대비 공회전에 소비되는 연료소비량에 대하여 보다 정확하게 분석하여 각 자동차 운전자의 경제운전 패턴에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 8b는, 운행 정보 수집장치로부터 냉각수 온도만 추가 획득되는 경우로서, 자동차의 주행속도가 0이며, 냉각수의 온도가 80℃ 이상일 경우의 조건을 충족시키는 순간 연료분사량의 평균을 구하여 도 7에서 산정한 매트릭스의 각 값을 나누어 매트릭스 각 셀의 내용을 보정한다. 이 경우 순간 연료분사량의 평균은 2.44㎕로서 수치로 속도 구간/가감속 구간별 평균 순간 분사량의 매트릭스의 각 셀 값을 나누어 매트릭스를 보정한 것이다.
도 8c는, 운행 정보 수집장치로부터 자동차의 엔진 RPM 정보만 수집되는 경우로서, ECU에서는 흡입공기량과 엔진 회전수에 의해 결정되는 기본 연료분사량과 엔진의 상태에 따라 보정하는 분사하는 보정 연료분사량을 결정하게 되는데, 자동차의 초기 시동 시 엔진 구동의 안정성 및 시동성을 향상하기 위하여 ECU에서 연료분사량 증량 보정 및 엔진의 목표 회전수를 증가하도록 제어하고 있으므로, 차종에 따라 다르나 ECU에서 설정되어 있는 엔진의 온도가 정상상태에 도달했을 때의 RPM을 엔진 구동을 위한 최소한의 연료분사량을 판단하는 기준으로 하여 경제운전 패턴을 분석할 수 있다. 보다 상세히 설명하자면, 차종에 따라 다르나 본 발명의 예시로 수집된 자동차의 운행정보를 기준으로 자동차의 운행속도가 0일 때, 자동차의 엔진 RPM이 800 이하의 범위에서 소비되는 연료소비량의 평균을 구하면, 2.51㎕로서 이 수치로 속도 구간/가감속 구간별 평균 순간 분사량의 매트릭스의 각 셀 값을 나누어 매트릭스를 재산정한다.
도 8d는 운행 정보 수집장치로부터 추가적으로 수집되는 정보 없이 자동차의 주행속도, 순간 연료분사량으로 경제운전 패턴을 분석하는 경우로서, IDLE 구간과 가감속(-0.2 ~ +0.2(m/s2)) 구간의 셀 값으로 전체 매트릭스의 각 셀 값을 나누어서 재 산정하는 방법이다. 이러한 분석방법을 적용하면, 최소한의 자동차 운행정보 수집정보로 각 운전자의 경제운전 패턴 비교 분석이 가능하다는 장점이 있다.
도 9은 도 4내지 도 8에서 분석된 매트릭스를 3차원 그래프로 표시한 예를 나타내는 도면들.
도 9a는 도 5의 속도 구간/가속도구간의 카운팅 수 매트릭스의 도식화 예시도이고, 도 9b는 도 6의 구간별 순간 연료분사량 매트릭스의 도식화 예시도이며, 도 9c는 도 7의 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 도식화 예시도이다. 각 예시도를 기준으로 상세하게 설명하면, 도 9a에서 도시된 바와 같이 일정시간동안 수집된 운행정보 중 공회전율이 높음을 알 수 있어, 이 운전자는 공회전 시간을 줄이는 습관으로 바뀌어야 경제운전이 가능하다는 판단을 내릴 수 있으며, 도 9b의 도면에서 도시된 바와 같이 이 운전자는 60~80km/h 속도구간에서 (+0.2 ~ +0.6(m/s2))의 가속에 많은 연료 소모가 이루어짐을 알 수 있어 자동차의 주행 시 경제운전 습관 개선이 필요한 방향을 제시할 수 있음을 알 수 있다. 도 9c에 도시된 바와 같이,일정 기준시간에 대한 운전자의 경제운전 패턴으로 분석하고자 하는 모집단내에서 개인별, 또는 차종별 등등으로 비교 분석이 가능하다.
이러한 과정을 통해 자동차의 운행정보를 수집하는 장치로부터 수집된 정보를 바탕으로 단위 속도 및 단위 속도에서의 가감속도값을 카운팅하고 각 구간의 평균 순간 연료분사량을 산정하여 자동차 운전자의 경제운전 패턴 분석이 가능하다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 이실시예에 따르면, 도로 구배 패턴, 차량의 연식, 또는 승차 중량등이 감안된 운전자의 운전 패턴을 사용자에게 제공하여, 이를 기반으로, 각 운전자의 최적 운전 패턴을 제안할 수 있고, 또한, 이에 따라, 각 운전자의 운전 습관 개선을 유도하여 경제운전을 도모할 수 있다.
상기와 같은 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법 및 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10 : 차량
100 : 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템
101 : 통신부
102 : 메모리
103 : 디스플레이부
104 : 제어부

Claims (12)

  1. 차량의 운행 정보 수집 장치로부터, 속도 정보, 가속도 정보, 및 순간 연료 분사량 정보를 포함하는 차량 운행 정보를 획득하는 단계;
    상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 구성하고, 상기 단위 속도/가속도 메트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여, 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 획득하는 단계;
    상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 획득하는 단계; 및
    상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 운행 정보는 기어비 정보 및 냉각수 온도 정보를 포함하고,
    상기 차량 운행 정보중, 상기 기어비 정보에서 기어비가 중립인 경우와 상기 냉각수 온도 정보에 따라 냉각수의 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하는 단계 및
    상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각수의 기준 온도는 80℃인, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 운행 정보는 냉각수 온도 정보를 더 포함하고,
    상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 냉각수 온도가 기준온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 운행 정보는 엔진 RPM 정보를 더 포함하고,
    상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 엔진 RPM이 800이하인 경우의 순간 분사량 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를, 제 1축은 속도축으로, 제 2 축은 가속도 축으로, 제 3 축은 평균 순간 분사량 축으로 하는 3차원 그래프로 표시하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템을 이용하는 차량의 운행 패턴 분석 방법.
  7. 차량의 전자 제어 시스템으로부터, 속도 정보, 가속도 정보, 및 순간 연료 분사량 정보를 포함하는 차량 운행 정보를 획득하기 위한 통신부;
    상기 속도 정보와 상기 가속도 정보를 이용하여 단위 시간에 따른 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 구성하고, 상기 단위 속도 및 단위 가속도 매트릭스의 각 셀에 상기 차량의 운행정보를 이용하여 시간 카운팅수를 기입하여, 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스를 획득하고, 상기 차량 운행 정보의 순간 연료 분사량 정보 및 상기 단위 속도/단위 가속도 매트릭스를 이용하여 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 획득하며, 상기 속도구간/가속도구간의 카운팅수 매트릭스 및 상기 구간별 순간 연료 분사량 매트릭스를 조합하여, 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 획득하는 제어부를 포함하는, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 차량 운행 정보는 기어비 정보 및 냉각수 온도 정보를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차량 운행 정보중, 상기 기어비 정보에서 기어비가 중립인 경우와 상기 냉각수 온도 정보에 따라 냉각수의 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉각수의 기준 온도는 80℃인, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 차량 운행 정보는 냉각수 온도 정보를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 냉각수 온도가 기준 온도 이상인 경우의 순간 분사량 정보의 평균을 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 차량 운행 정보는 엔진 RPM 정보를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 차량 운행 정보중, 주행속도가 0km/h이고, 엔진 RPM이 800이하인 경우의 순간 분사량 정보를 획득하고, 상기 획득된 평균 순간 분사량 정보를 이용하여 상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를 보정하는, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 구간별 평균 순간 분사량 매트릭스를, 제 1축은 속도축으로, 제 2 축은 가속도 축으로, 제 3 축은 평균 순간 분사량 축으로 하는 3차원 그래프로 표시하기 위한 디스플레이부를 더 포함하는, 차량의 운행 패턴 분석하는 컴퓨터 시스템.
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