KR101451668B1 - 전기 차량의 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

전기 차량의 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는, 전기차량(전기 자동차)의 운행상태를 근거로 상기 전기차량의 주행저항성분이 감소 되도록 유도하는 가이드 정보를 제공하는 전기차량의 제어장치 및 제어방법을 제공한다.
이를 위하여, 일 실시예에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부; 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부; 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부; 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

전기 차량의 제어 장치 및 그 방법{CONTROL APPARATUS FOR ELECTRICAL VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 명세서는 전기 차량의 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 자동차는 휠(wheel) 구동축에 맞물려있는 구동 기어가 자동차가 주행시에 구동하여 상기 구동 기어에 맞물려있는 적산링을 회전시켜 주행한 거리를 나타내는 적산계가 운전석에 부착되어 주행한 거리를 운전자가 알 수 있도록 하였다. 상기한 같이 운전자는 자동차가 주행한 거리를 알 수 있게 됨으로써, 사용하는 자동차의 신뢰도에 대한 평가가 가능하게 되었고, 그 밖의 정보를 알려주게 되어 자동차의 신뢰도를 향상시켜 주었다. 그러나, 종래의 전기 자동차는 주행한 거리에 대한 정보만을 나타내고, 전기 자동차의 운행 상태 및 주행 정보등을 근거로 사용중인 배터리 잔량 상태에서 주행 거리를 증가시킬 수 있는 방안을 제공하지 못하고 있다.
본 명세서는 전기차량(전기 자동차)의 운행상태를 근거로 상기 전기차량의 주행저항성분이 감소 되도록 유도하는 가이드 정보를 제공하는 전기차량의 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부; 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부; 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부; 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 주행저항정보는, 구름 저항 계수(Crr, coefficient of rolling resistance), 공기역학적 끌림계수(Cd, coefficient of aerodynamic drag), 공차중량, ) 전동기관성 모멘트, 차량의 전방 면적(Front Area), 차량의 주행 경사각, 차량의 가속도, 차량의 속도, 차량에 탑승한 사람수 및 공기 밀도(Air density) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 주행저항성분은, 구름 저항(rolling resistance), 공기역학 저항(aerodynamic resistance), 가속 저항(acceleration resistance) 및 기울기 저항(gradient resistance) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 운행상태는, 상기 전기차량이 주행하는 도로의 종류, 도로의 상태, 교통 상황, 운행 중의 상기 전기차량의 상태 및 상기 전기차량의 운전자의 운전 성향 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 가이드 정보는, 상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 최적 운전 모드는, 경제 모드(ECO mode), 파워 모드(power mode) 및 노말 모드(normal mode) 중 어느 하나의 모드인 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 제어부는, 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하고, 상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하고, 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 제어부는, 상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하고, 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하고, 상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 제어부는, 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 순응도는, 상기 운전자의 상기 가이드 정보에 따른 운전 정도를 수치화한 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 제어부는, 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 제어부는, 상기 운전상태를 근거로 제한 전력값을 결정하고, 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 명세서에 따른 전기차량의 제어방법은, 전기차량의 운행상태를 검출하는 단계; 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 단계; 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 상기 전기차량의 운전과 관련된 가이드 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 가이드 정보는, 상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 전기차량의 제어방법은, 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하는 단계; 상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하는 단계; 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 단계; 및 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 전기차량의 제어방법은, 상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하는 단계; 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하는 단계; 및 상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 전기차량의 제어방법은, 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 순응도는, 상기 운전자의 상기 가이드 정보에 따른 운전 정도를 수치화한 것일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 전기차량의 제어방법은, 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일례로서, 상기 전기차량의 제어방법은, 상기 운전상태를 근거로 제한 전력값을 결정하는 단계; 및 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 전기차량(전기 자동차)의 운행상태를 근거로 상기 전기차량의 주행저항성분이 감소 되도록 유도하는 가이드 정보를 제공하는 전기차량의 제어장치 및 제어방법을 제공한다.
특히, 본 명세서에 개시된 전기차량의 제어장치에 따르면, 전기차량(전기 자동차)의 운행상태를 근거로 상기 전기차량의 주행저항성분이 감소 되도록 유도하는 가이드 정보를 제공하여, 상기 전기차량의 운전자에게 에너지 효율이 좋은 운행을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 전기 자동차의 배터리를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 하이브리드 전기 자동차의 구성을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 텔레매틱스 단말기(200)의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 4은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 전기차량의 주행저항성분을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 13은 본 명세서에 개시된 제 4 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
본 명세서에 개시된 기술은 전기차량(또는 전기 자동차)에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차뿐만 아니라 배터리가 사용되는 다양한 전기/전자 장치에 사용될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 전기차량의 제어장치는, 상기 전기차량에 장착(또는 구비)될 수 있으나, 상기 전기차량과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 다양한 단말의 형태로도 구현될 수 있다. 구체적으로 상기 적용가능한 단말의 형태의 예시로는, 스마트 폰(Smart Phone), 휴대 단말기(Portable Terminal), 이동 단말기(Mobile Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant : PDA), PMP(Portable Multimedia Player) 단말기, 노트북 컴퓨터, 와이브로(Wibro) 단말기, IPTV(Internet Protocol Television) 단말기, 디지털방송용 단말기, 텔레매틱스(Telematics) 단말기, 내비게이션(Navigation) 단말기, AVN(Audio Video Navigation) 단말기, 텔레비전(Television), 3D 텔레비전, A/V(Audio/Video) 시스템, 홈 시어터(Home Theater) 시스템, 정보 제공 센터, 콜 센터(call center) 등과 같은 다양한 단말기가 될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 전기차량의 제어장치가 상기 전기차량에 유선 또는 무선으로 연결되는 경우, 상기 제어장치는 상기 전기차량과 통신을 하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다.
상기 통신모듈은 유선 또는 무선으로 상기 전기차량과 상기 제어장치를 연결하기 위한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
상기 통신모듈에 적용가능한 통신 프로토콜은 다음과 같다.
먼저, 근거리 통신과 관련된 프로토콜은, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio
Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, Wireless LAN (Bluetooth, 802.11n 등등 프로토콜) 등이 이용될 수 있다.
또한, 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브
로(Wireless Broadband : Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access : Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
또한, 유선 통신과 관련된 프로토콜 또는 인터페이스로는, USB(Universal
Serial Bus) 포트, HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 포트, DP(Display Port), 유/무선 헤드셋 포트(Headset port), 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 전기 자동차의 배터리를 나타낸 도이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 배터리 제어 장치 및 그 방법은 순수 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차뿐만 아니라 배터리가 사용되는 다양한 전기/전자 장치에 사용될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전기 자동차(1)는 모터에 전원을 공급하는 배터리(2)를 포함한다. 예를 들면, 하이브리드 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicles)는 필요 전력을 공급받기 위해 다수개의 배터리 셀로 구성된 배터리 팩을 탑재한다. 상기 배터리 팩에 포함되어 있는 다수개의 배터리 셀은 안전성과 수명 향상, 그리고 고출력을 얻기 위해 각 배터리 셀의 전압을 균일하게 해줄 필요가 있다. 배터리 제어 장치는 배터리 팩의 배터리들을 충전 또는 방전하면서 각 배터리가 적절한 전압을 가질 수 있게 한다. 반면, 다수개의 배터리 셀들은 내부 임피던스의 변화 등의 여러 요인에 의해 평형 상태를 안정적으로 유지하기가 어려워 배터리 관리 시스템에서는 다수의 배터리 셀들의 충전 상태를 평형화시키기 위한 밸런싱 기능을 가진다. 예를 들면, 배터리 팩 내의 배터리 셀들의 자기 방전률의 차이에 의해 시간이 지남에 따라 배터리 팩 내의 배터리 셀들간의 잔존용량(State Of Charge, 이하 SOC라 함)의 차이가 발생하게 된다. 이러한 배터리 셀들간의 용량 불균형(imbalance)을 극복하기 위해 배터리 셀들마다 충전(boost) 및/또는 방전(buck)을 해주기 위해 별도의 회로를 구성한다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 하이브리드 전기 자동차의 구성을 나타낸 도이다. 본 발명의 배터리 제어 장치 및 그 방법은 하이브리드 전기자동차뿐만 아니라, 순수 전기자동차에도 적용 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하이브리드 전기자동차는, 동력원으로서 엔진(101)과 모터/발전기 유닛(motor/generator unit: 이하, "M/G 유닛"이라 약칭함)(102)을 포함한다. 동력원에 의하여 구동되는 구동륜(driven wheel)은 전륜구동 차량(front-wheel drive vehicle)에서는 전륜(front-wheel), 그리고 후륜구동 차량(rear-wheel drive vehicle)에서는 후륜(rear-wheel)이다. 다만, 이하에서는 전륜구동 차량에 관하여 설명한다. 후륜구동 차량에 관한 실시예는 전륜구동 차량에 관한 이하의 설명으로부터 자명하다.
상기 M/B 유닛(102)은 구동상태에 따라 모터로 또는 발전기로 선택적으로 기능하는 장치로서, 당업자에게 자명하다. 따라서, 이하의 설명에서는 이해의 편의상 M/G 유닛(102)을 모터 혹은 발전기와 같은 명칭으로 사용할 수있으나, 모두 동일한 구성요소를 지칭하는 것이다. 상기 전기자동차의 엔진(101)과 모터(102)는 직렬로 변속기(transmission)에 연결된다.
상기 M/G 유닛(102)은 모터 제어 유닛(motor control unit: MCU(103)의 제어에 따라 인버터(inverter)(104)의 신호에 의해 구동된다.
상기 인버터(104)는 MCU(103)의 제어에 의하여, 배터리(105)에 저장된 전기에너지를 이용하여 상기 M/G 유닛(102)을 동력원으로서 구동하고, 상기 M/G 유닛(102)을 발전기로 구동하는 경우에 M/G 유닛(102)에서 발전된 전기에너지를 배터리(105)에 충전한다.
상기 엔진(101)과 M/G 유닛(102)의 동력은 클러치(106)를 통해 변속기(T/M)(107)로 전달되며, 최종 감속 기어(final drive gear, F/R)(108)를 통해 전륜(109)으로 전달된다. 후륜(110)은 엔진(101)과 M/G 유닛(102)에 의해 구동되지 않는 비구동륜이다.
상기 전륜(109)과 후륜(110) 각각에는 각 바퀴의 회전속도를 저감시키기 위한 휠 브레이크 장치(wheel brake apparatus)(111)가 개재된다. 그리고 각 휠 브레이크 장치(111)를 구동할 수 있도록, 브레이크 페달(112) 및 브레이크 페달(112)의 조작에 따라 생성된 유압을 기초로 각 휠 브레이크 장치(111)를 유압 제동하는 유압제어 시스템(hydraulic control system)(113)을 포함한다. 상기 전기 자동차는 상기 유압제어 시스템(113)을 제어하고 유압제어 시스템(113)으로부터 브레이크 제어 상태를 수신하는 브레이크 제어 유닛(brake control unit: BCU)(114)을 포함한다.
상기 BCU(114)는 운전자의 브레이크 페달(112) 조작 시에, 유압 제어 시스템(113)에서 발생되는 유압을 검출한다. 상기 BCU(114)는 이를 기초로 구동륜(예를 들면, 전륜(109))에 인가될 제동력과 이 중 유압에 의해 제동될 유압 제동력 및 회생제동에 의해 제동될 회생제동력을 산출한다. 이에 따라 상기 BCU(114)는 산출된 유압 제동력을 유압제어 시스템(113)의 제어를 통해 전륜(109)의 휠 브레이크 장치(111)에 공급한다.
상기 전기자동차는 BCU(114) 및 MCU(103)와 통신(communication)하여 이들을 제어함으로써 최대 속도 제한방법을 수행하는 전기자동차를 구현하는 전기자동차 전자 제어 유닛(hybrid electric vehicle electronic control unit: HEV-ECU)(115)을 포함한다.
상기 BCU(114)에서 산출된 회생제동력은 상기 HEV-ECU(115)로 전달되고, 이에 따라 HEV-ECU(115)는 수신한 회생제동력을 기초로 MCU(103)를 제어한다. 따라서 MCU(103)는 HEV-ECU(115)로부터 지정된 회생제동력이 구현되도록 M/G 유닛(102)을 발전기로서 구동한다. 이때, 상기 M/G 유닛(102)에 의해 발전된 전기에너지는 배터리(105)에 저장된다.
상기 전기 자동차는 차량 속도를 검출하는 차속 검출기(116)를 더 구성한다.
상기 HEV-ECU(115)는 차속 검출기(116)에서 검출된 차량 속도를 BCU(114) 및 MCU(103)의 제어를 위한 데이터로 활용한다.
또한, 상기 전기 자동차는 상기 배터리(105)의 전압(또는 전압 및 전류)을 검출하는 배터리 전압(또는 전압 및 전류) 검출부(117)를 포함한다. 상기 배터리 전압 검출부(117)는 배터리(105)의 현재 전압을 검출하고, 검출된 현재 전압과 미리 설정된 기준 전압의 편차에 따라 상기 HEV-ECU(115)가 전기자동차의 최대 속도를 제한할 수 있도록 결과 데이터를 제공할 수 있다.
한편, 전기 자동차는 배터리를 이용해 모터를 구동하는 것으로, 배터리의 수명은 전기 자동차에서 중요한 부분이다. 배터리는 시간이 지나면 배터리 셀(Cell)의 전압이 조금씩 달라지게 된다. 이러한 불균형은 배터리의 수명을 줄게 하는 중요한 요소 중 하나이다. 이러한 셀들간의 불균형을 막아 배터리의 수명을 연장시키기 위해 대부분의 전기 자동차는 지속적으로 셀 밸런싱(Cell Balancing)을 수행하여야 한다. 상기 셀 밸런싱은 높은 전압을 갖고 있는 배터리 셀(Battery Cell)에 작은 부하를 연결하여 전류를 방전시킴으로써 다른 셀과 전압을 같게 하는 방법이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 텔레매틱스 단말기(200)의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 텔레매틱스 단말기(200)의 구성을 나타낸 블록도 이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 텔레매틱스 단말기(200)는 텔레매틱스 단말기(200)를 전체적으로 제어하는 제어부(예를 들면, 중앙 처리 장치, CPU)(212)와, 각종 정보를 저장하는 메모리(213)와, 각종 키 신호를 제어하는 키 제어부(211)와, LCD(liquid crystal display)를 제어하는 LCD 제어부(214)를 내장한 메인 보드(210)로 구성된다.
상기 메모리(213)는 길 안내 정보를 디지털 지도상에 표시하기 위한 지도 정보(지도 데이터)를 저장한다. 또한, 상기 메모리(213)는 차량이 현재 주행하는 도로 상황에 따른 교통 정보를 입력할 수 있도록 하는 교통 정보 수집 제어 알고리즘 및 상기 알고리즘의 제어를 위한 정보를 저장한다.
상기 메인 보드(210)는 고유의 기기번호가 부여되어 차량에 내장된 이동 통신 단말기인 CDMA(code division multiple access) 모듈(206), 차량의 위치 안내, 출발지부터 목적지까지의 주행 경로 추적 등을 위한 GPS 신호를 수신하거나 사용자에 의해서 수집된 교통정보를 GPS(Global Positioning System) 신호로 송신하는 GPS 모듈(207), CD(compact disk)에 기록된 신호를 재생하기 위한 CD 데크(CD Deck)(208), 자이로 센서(gyro sensor)(209) 등으로 구성된다. 상기 CDMA 모듈(206), GPS 모듈(207)은 안테나(204, 205)를 통해서 신호를 송신/수신한다.
또한, 방송 수신 모듈(222)은 상기 메인 보드(210)에 연결되고, 안테나(223)를 통해서 방송 신호를 수신한다. 상기 메인보드(210)에는 인터페이스 보드(203)를 통해서 상기 LCD 제어부(214)의 제어를 받는 표시부(LCD)(201)와, 키 제어부(211)의 제어를 받는 프론트 보드(202)와 차량의 내부 및/또는 외부를 촬영하는 카메라(227)가 연결된다. 상기 표시부(201)는, 각종 비디오 신호, 문자 신호를 표시하고, 상기 프론트 보드(202)는 각종 키 신호 입력을 위한 버튼을 구비하고, 사용자 선택이 이루어진 버튼에 해당하는 키 신호를 메인 보드(210)에 제공한다. 또한, 상기 표시부(201)는 도2의 근접 센서 및 터치 센서(터치 스크린)을 포함한다.
상기 프론트 보드(202)는 교통정보를 직접 입력하기 위한 메뉴 키를 구비하며, 상기 메뉴 키는 키 제어부(211)의 제어를 받도록 구성될 수 있다.
상기 오디오 보드(217)는 상기 메인 보드(210)와 연결되고, 각종 오디오 신호를 처리한다. 상기 오디오 보드(217)는 오디오 보드(217)의 제어를 위한 마이크로컴퓨터(219), 라디오 신호를 수신하는 튜너(218), 상기 마이크로컴퓨터(219)에 전원을 공급하는 전원부(216), 각종 음성 신호를 처리하는 신호 처리부(215)로 구성된다.
또한, 상기 오디오 보드(217)는 라디오 신호를 수신하기 위한 라디오 안테나(220)와, 오디오 테이프를 재생하기 위한 테이프 데크(221)로 구성된다. 상기 오디오 보드(217)는 상기 오디오 보드(217)에서 신호 처리된 음성 신호를 출력하기 위한 음성 출력부(예를 들면, 앰프)(226)를 더 구성할 수도 있다.
상기 음성 출력부(앰프)(226)는 차량 인터페이스(224)에 연결된다. 즉, 상기 오디오 보드(217)와 메인 보드(210)는 상기 차량 인터페이스(224)에 연결된다. 상기 차량 인터페이스(224)는 음성 신호를 입력하는 핸즈프리(225a), 탑승자 안전을 위한 에어백(225b), 차량의 속도를 검출하기 위한 속도 센서(225c) 등이 연결될 수도 있다. 상기 속도 센서(225c)는 차량 속도를 산출하고, 그 산출된 차량 속도 정보를 상기 중앙 처리 장치(212)에 제공한다.
상기 텔레매틱스 단말기(200)에 적용된 내비게이션 세션(300)은, 지도 데이터 및 차량 현재 위치 정보를 근거로 길 안내 정보를 발생하고, 그 발생된 길 안내 정보를 사용자에게 통지한다.
상기 표시부(201)는 근접 센서를 통해 표시창 내에서 근접 터치를 감지한다. 예를 들면, 상기 표시부(201)는 포인터(예를 들면, 손가락 또는 스타일러스 팬(stylus pen))가 근접 터치될 때 그 근접 터치의 위치를 검출하고, 그 검출된 위치에 대응하는 위치 정보를 상기 제어부(212)에 출력한다.
음성 인식 장치(또는 음성 인식 모듈)(301)는 사용자에 의해 발성된 음성을 인식하고, 그 인식된 음성 신호에 따라 해당 기능을 수행한다.
상기 텔레매틱스 단말기(200)에 적용된 내비게이션 세션(session)(300)은, 지도 데이터 상에 주행 경로를 표시하고, 상기 이동 통신 단말기(100)의 위치가 상기 주행 경로에 포함된 사각지대로부터 미리설정된 거리 이내일 때 무선 통신(예를 들면,근거리 무선 통신망)을 통해 주변 차량에 장착된 단말기(예를 들면, 차량 내비게이션 장치) 및/또는 주변 보행자가 휴대하고 있는 이동 통신 단말기와 자동으로 무선 네트워크를 형성함으로써 상기 주변 차량에 장착된 단말기로부터 그 주변 차량의 위치 정보를 수신하고, 주변 보행자가 휴대하고 있는 이동 통신 단말기로부터 상기 주변 보행자의 위치 정보를 수신한다.
이하에서는, 전기 차량(전기 자동차)의 전기 부하들의 전력 소모량에 따라 주행가능한 예상 거리를 표시함으로써 사용자가 용이하게 주행가능한 예상 거리를 조절할 수 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량의 제어 장치를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 발명의 실시예들에 따른 제어 장치는 독립 장치로서 구성되거나 도 3의 텔레매틱스 단말기(200)에도 적용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치에 대한 설명
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부, 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부, 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
도 4은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치(100)는, 제어부(110), 운행상태 검출부(120), 주행저항정보 획득부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치(100)는 메모리부(150)를 더 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 전기차량의 연비 효율을 향상시키는 기능을 제공하기 위해 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
상기 제어부(110)는 전기차량의 연비 효율을 향상시키는 기능을 제공하기 위한 다양한 기능을 할 수 있다.
기본적으로, 상기 제어부(110)는 전기차량의 연비 효율을 향상시키는 기능을 제공하기 위해 상기 전기차량의 제어장치(100)에 포함된 구성요소들을 제어하는 역할을 할 수 있다.
상기 제어부(110)는 상기 주행저항정보 획득부(130)에 의해 획득된 주행저항성분을 근거로 주행저항성분을 검출할 수 있다.
또한, 상기 제어부(110)는 상기 운행상태 검출부(120)에 의해 검출된 상기 전기차량의 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보가 상기 화면에 표시되도록 상기 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 주행저항성분은 상기 전기차량의 주행에 근거하여 소모되는 에너지의 성분을 나타낼 수 있다. 또 다른 의미로는, 상기 주행저항성분은 상기 전기차량이 이동하기 위한 최소한의 필요 에너지량을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 주행저항성분은, 상기 주행저항성분은, 구름 저항(rolling resistance), 공기역학 저항(aerodynamic resistance), 가속 저항(acceleration resistance) 및 기울기 저항(gradient resistance) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어부(110)는 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 전기차량의 운전과 관련된 가이드 정보를 상기 전기차량의 운전자(또는 사용자)에게 제공할 수 있다.
상기 운전자는 상기 가이드 정보에 따라 상기 전기차량을 운전할 수 있으며, 상기 가이드 정보에 따라 운전하는 경우, 상기 전기차량의 주행저항성분이 감소하여 상기 전기차량이 소모하는 에너지 소비량이 감소될 수 있다.
예를 들어, 상기 가이드 정보는, 상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 가이드 정보의 제공에 대해서는 도 6 내지 도 7를 참조하여 자세히 후술된다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(110)는, 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하고, 상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하고, 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(110)는 상기 운전자에게 상기 결정된 최적 경로를 가이드 정보로 제공할 수 있다.
상기 최적 경로의 결정방법에 대해서는 도 8 내지 도 9을 참조하여 자세히 후술된다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(110)는, 상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하고, 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하고, 상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(110)는, 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(110)는, 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다.
상기 절약되는 에너지 소비량의 표시방법에 대해서는, 도 10 내지 도 12를 참조하여 후술된다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(110)는 상기 운전상태를 근거로 제한 전력값을 결정하고, 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 것일 수 있다.
상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력의 제한방법에 대해서는, 도 13을 참조하여 자세히 후술된다.
상기 운행상태 검출부(120)는 상기 전기차량의 운행상태를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 운행상태는 상기 전기차량이 주행하는 도로의 종류, 도로의 상태, 교통 상황, 운행 중의 상기 전기차량의 상태 및 상기 전기차량의 운전자의 운전 성향 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 도로의 종류는 상기 전기차량이 주행하는 도로가 고속도로 또는 일반 국도인지 여부등을 나타낼 수 있으며, 상기 도로의 상태는, 포장 도로, 비포장 도로, 경사진 도로(또는 오르막 도로) 또는 내리막 도로인지 여부를 나타낼 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 교통 상황은, 도로의 정체현황등을 나타낼 수 있으며, 상기 운행 중의 상기 전기차량의 상태는 캐터리의 잔량, 차량의 외부/내부 온도(전기차량의 내부온도 설정 포함), 상기 전기차량의 고장상태, 상기 전기차량에 구비(또는 장착)된 기기의 제어상태(예를 들어, 멀티미디어 기기의 온-오프 상태) 또는 운행 중의 기상 상태 등을 의미할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 전기차량의 운전자의 운전성향은, 상기 전기차량의 출발 시 상기 운전자에 의한 가속 페달 제어 성량(또는 성향), 차량 가속 성향 분석(예를 들어, 0~100 km/h의 가속 성향), 차량 감속 성량(또는 성향), 기상상태 또는 기온에 따른 에어컨/히터 사용 성량(또는 성향), 창문의 여/닫힘 성량(또는 성향) 또는 외부 장치(예를 들어, 오디오, 네비게이션등 엔터테인먼트 장치)에 대한 사용 성향등을 의미할 수 있다.
상기 주행저항정보 획득부(130)는 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 역할을 할 수 있다. 상기 주행저항정보는 상기 전기차량의 주행저항성분을 계산하기(또는 추출, 검출) 위한 파라미터일 수 있다.
상기 주행저항정보는, 구름 저항 계수(Crr, coefficient of rolling resistance), 공기역학적 끌림계수(Cd, coefficient of aerodynamic drag), 공차중량, ) 전동기관성 모멘트, 차량의 전방 면적(Front Area), 차량의 주행 경사각, 차량의 가속도, 차량의 속도, 차량에 탑승한 사람수, 공기 밀도(Air density) 및 기상상태 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
여기서, 구름 저항 계수(Crr, coefficient of rolling resistance), 공기역학적 끌림계수(Cd, coefficient of aerodynamic drag), 공차중량, ) 전동기관성 모멘트 및 차량의 전방 면적(Front Area)등은 상기 전기차량과 관련된 OEM이 제공하는 파라미터일 수 있다.
또한, 차량의 주행 경사각, 차량의 가속도 및 차량의 속도등은 상기 전기차량의 내부 데이터일 수 있다.
또한, 차량에 탑승한 사람수 및 공기 밀도(Air density)등은 상기 전기차량의 외부 데이터일 수 있다.
상기 제어부(110)는 상기 획득된 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출할 수 있다.
여기서, 상기 주행저항성분은 전술한 바와 같이, 상기 전기차량의 주행에 근거하여 소모되는 에너지의 성분을 나타낼 수 있다. 또 다른 의미로는, 상기 주행저항성분은 상기 전기차량이 이동하기 위한 최소한의 필요 에너지량을 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 주행저항성분은, 상기 주행저항성분은, 구름 저항(rolling resistance), 공기역학 저항(aerodynamic resistance), 가속 저항(acceleration resistance) 및 기울기 저항(gradient resistance) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 주행저항성분에 대해서는 도 6을 참조하여 자세히 후술된다.
상기 디스플레이부(140)는 상기 전기차량의 제어장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(또는, 출력)하는 역할을 할 수 있다. 상기 정보는 특정 화면에 표시 또는 출력될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(140)는 상기 전기차량의 제어장치(100)가 특정 기능을 수행하는 경우, 상기 특정 기능과 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시할 수 있다.
기본적으로, 상기 디스플레이부(140)는 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이부(140)는 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 화면에 표시할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이부(140)는 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 화면에 표시할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이부(140)는 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 화면에 표시할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 디스플레이부(140)는 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 화면에 표시할 수 있다.
상기 디스플레이부(140)는, 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), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다.
상기 디스플레이부(140)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 상기 전기차량의 제어장치(100) 바디의 디스플레이부(140)가 차지하는 영역을 통해 전기차량의 제어장치(100) 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.
상기 디스플레이부(140)에는 다양한 종류의 시각 정보들이 표시될 수 있다. 이들 정보들은 문자, 숫자, 기호, 그래픽, 또는 아이콘 등의 형태로 표시될 수 있으며, 3차원 입체영상으로 이루어질 수 있다.
상기 디스플레이부(140)는 전체 영역으로 작동되거나, 복수의 영역들로 나뉘어져 작동될 수 있다. 후자의 경우, 상기 복수의 영역들은 서로 연관되게 작동되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 디스플레이부(140)의 상부와 하부에는 출력창과 입력창이 각각 표시될 수 있다. 출력창과 입력창은 각각 정보의 출력 또는 입력을 위해 할당되는 영역일 수 있다. 입력창에는 전화 번호 등의 입력을 위한 숫자가 표시된 소프트키가 출력될 수 있다. 소프트키가 터치되면, 터치된 소프트키에 대응되는 숫자 등이 출력창에 표시된다. 조작 유닛이 조작되면 출력창에 표시된 전화번호에 대한 호 연결이 시도되거나 출력창에 표시된 텍스트가 애플리케이션에 입력될 수 있다.
상기 디스플레이부(140)는 스크롤(scroll)에 의해 터치 입력 받도록 구성될 수 있다. 사용자는 디스플레이부(120)를 스크롤 함으로써 디스플레이부(140)에 표시된 개체, 예를 들어 아이콘 등에 위치한 커서 또는 포인터를 이동시킬 수 있다.
나아가, 손가락을 상기 디스플레이부(140) 상에서 이동시키는 경우, 손가락이 움직이는 경로가 상기 디스플레이부(140)에 시각적으로 표시될 수도 있다. 이는 상기 디스플레이부(140)에 표시되는 이미지를 편집함에 유용할 수 있다.
상기 디스플레이부(140)는 터치스크린을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이부(140)의 터치스크린이 일정 시간 범위 내에서 함께 터치되는 경우에 대응하여, 상기 전기차량의 제어장치(100)의 일 기능이 실행될 수도 있다. 함께 터치되는 경우로는, 사용자가 엄지 및 검지를 이용하여 상기 상기 전기차량의 제어장치(100)의 바디를 집는(clamping) 경우가 있을 수 있다. 상기 일 기능은, 예를 들어, 상기 디스플레이부(140)에 대한 활성화 또는 비활성화 등일 수 있다.
상기 메모리부(150)는, 상기 전기차량의 제어장치(100)에서 처리되는 정보를 저장하는 역할을 할 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 메모리부(150)는 상기 전기차량의 제어장치(100)에 의해 처리되는 정보를 저장하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 메모리부(150)는, 상기 전기차량의 제어장치(100)가 수행하는 기능과 관련된 다양한 사용자 인터페이스(User Interface : UI) 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface : GUI)를 저장할 수 있다.
또한, 상기 메모리부(150)는, 상기 단말(100)이 동작하는데 필요한 데이터와
프로그램 등을 저장할 수 있다.
또한, 상기 메모리부(150)는, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크, 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) 및 SSD(Solid-State Drive) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 단말(100)은 인터넷(internet)상에서 메모리부(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영하거나, 또는 상기 웹 스토리지와 관련되어 동작할 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어방법에 대한 설명
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어방법은, 전기차량의 운행상태를 검출하는 단계, 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 단계, 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하는 단계 및 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 상기 전기차량의 운전과 관련된 가이드 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 운행상태를 검출할 수 있다(S110).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득할 수 있다(S120).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출할 수 있다(S130).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 상기 전기차량의 운전과 관련된 가이드 정보를 제공할 수 있다(S140). 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 상기 가이드 정보를 표시할 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은, 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하는 단계, 상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하는 단계, 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 단계 및 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은, 상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하는 단계, 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하는 단계 및 상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은, 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은, 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은, 상기 운전상태를 근거로 제한 전력값을 결정하는 단계 및 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 개시된 전기차량의 제어장치 또는 제어방법에 대한 다양한 실시예가 도 6 내지 도 13을 참조하여 자세히 후술된다.
제 1 실시예 - 운행상태를 근거로 한 주행저항성분의 감소방안
본 명세서에 개시된 제 1 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 1 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부, 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부, 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
도 6은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 전기차량의 주행저항성분을 나타내는 예시도이다.
도 6을 참조하면, 전기차량의 주행저항성분은 구름 저항(rolling resistance), 공기역학 저항(aerodynamic resistance), 가속 저항(acceleration resistance) 및 기울기 저항(gradient resistance) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 도 6에서와 같이, 주행(또는 운행) 중의 전기차량은 위와 같은 네 가지의 주행저항성분을 포함할 수 있다.
상기 주행저항성분은 상기 전기차량의 주행에 근거하여 소모되는 에너지의 성분을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 구름 저항(rolling resistance) 성분은, 상기 전기차량의 구름에 의한 에너지 소모량과 관련된 저항 성분이고, 상기 공기역학 저항(aerodynamic resistance) 성분은 상기 전기차량의 주행 시, 상기 전기차량과 공기와의 마찰에 의한 에너지 소모량과 관련된 저항 성분이고, 상기 가속 저항(acceleration resistance) 성분은 상기 전기차량의 가속 시 소모되는 에너지와 관련된 저항 성분이며, 상기 기울기 저항(gradient resistance) 성분은 상기 전기차량이 경사진 도로를 주행할 때 발생하는 에너지 소모량과 관련된 저항 성분일 수 있다.
상기 네 가지의 주행저항성분에 대해 자세히 살펴보면, 먼저, 상기 구름 저항(rolling resistance) 성분인 Rr(R110)은 다음과 같은 수학식 1으로 정의될 수 있다.
Figure 112012018308805-pat00001
여기서, W는 차량 중량 (Kg), Crr은 구름 저항 계수(coefficient of rolling resistance), θ는 경사 도로의 경사각(또는 각면의 경사각, degree)이다.
예를 들어, 상기 Crr은 브릿지스톤 포텐자 타이어(Bridgestone Potenza tires on the Jaguar)의 경우 0.011일 수 있다.
따라서, 상기 구름 저항 Rr(R110)은 차량 중량과 관련 있는 주행저항일 수 있다.
상기 구름 저항 Rr(R110)을 감소시킬 수 있는 방법으로는, 차량 중량이 최소가 되도록 불필요한 짐을 제거하는 방법이 있을 수 있다. 따라서, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 운행상태가 비포장도로이어서 상기 Rr(R110)이 다른 주행저항성분에 비해 그 값이 큰 경우, 상기 Rr(R110)을 감소시키기 위해 "불필요한 짐을 내려주세요"라는 가이드 정보를 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다.
다음으로, 상기 공기역학 저항(aerodynamic resistance) 성분인 Ra(R120)는 다음과 같은 수학식 2에 의해 정의될 수 있다.
Figure 112012018308805-pat00002
여기서, Cd는 공기역학 끌림 계수(coefficient of aerodynamic drag)이고, Ad는 상기 전기차량의 전면 면적(Frontal Area)이고, v는 상기 전기차량의 속도(m/s)이고, da는 공기 밀도이며, g는 중력 가속도(m/s2)이다.
예를 들어, 상기 Cd는 0.3 ~ 0.35일 수 있고, 상기 공기 밀도 Ad는 1.22521 kg/m3 일 수 있다.
따라서, 상기 Ra는 상기 전기차량의 속도와 밀접한 관련이 있는 저항 성분일 수 있다.
상기 Ra(R120)를 감소시킬 수 있는 방법으로는, 상기 전기차량의 공기역학적 저항이 최소가 되는 속도특성을 분석하여, 최대 연비 효율이 되는 시점에서 정속운행을 하는 방법이 있을 수 있다. 따라서, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 운행상태가 10 km/h의 맞바람이 많이 부는 기상상태이고, 이 때의 최대 연비 효율이 되는 속도가 70 km/h인 경우, 상기 Ra(R120)을 감소시키기 위해 "70 km/h로 정속운전을 해주세요"라는 가이드 정보를 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다.
다음으로, 상기 가속 저항(acceleration resistance) 성분인 Ri(R130)는 다음과 같은 수학식 3에 의해 정의될 수 있다.
Figure 112012018308805-pat00003
여기서, W는 차량 중량(Kg)이고, α는 가속도( m/s2)이고, ε는 회전부분 상당 관성계수이고, g는 중력 가속도(m/s2)이다.
따라서, 상기 Ri는 상기 전기차량의 가속도 및 차량중량과 밀접한 관련이 있는 저항성분일 수 있다.
상기 Ri(R130)를 감소시킬 수 있는 방법으로는, 상기 전기차량의 모터 특성 및 가속특성(예를 들어, 10 km/h 구간별 가속성향 및 0 ~ 100 km/h의 가속성향등)을 활용하여 최대의 연비효율을 나타내는 가속으로 운행하는 방법이 있을 수 있다. 따라서, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 운행상태가 경사진 도로를 운행하는 상태이고, 이 때의 최대 연비 효율이 되는 가속이 10 m/s2인 경우, 상기 Ri(R130)을 감소시키기 위해 "10 m/s2로 운전을 해주세요"라는 가이드 정보를 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다.
다음으로, 상기 기울기 저항(gradient resistance) 성분은 다음과 같은 수학식 4에 의해 정의될 수 있다.
Figure 112012018308805-pat00004
여기서, W는 차량 중량 (Kg)이고, θ는 경사 도로의 경사각(또는 각면의 경사각, degree)dlek.
따라서, 상기 기울기 저항은 상기 전기차량의 중량과 밀접한 관련이 있는 저항 성분일 수 있다.
상기 Rg(R140)를 감소시킬 수 있는 방법으로는, 먼저, 상기 전기차량이 경사진 도로(오르막 길)의 주행시(이 경우, 상기 Ra를 감소시키는 방법과 동일 또는 유사함)에는, 상기 전기차량의 모터 특성 및 가속특성(예를 들어, 10 km/h 구간별 가속성향 및 0 ~ 100 km/h의 가속성향등)을 활용하여 최대의 연비효율을 나타내는 가속으로 운행하는 방법이 있을 수 있다. 따라서, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 운행상태가 경사진 도로를 운행하는 상태이고, 이때의 최대 연비 효율이 되는 가속이 5 m/s2인 경우, 상기 Ri(R130)을 감소시키기 위해 "5 m/s2로 운전을 해주세요"라는 가이드 정보를 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다.
또한, 상기 전기차량이 내리막 길을 주행하는 경우, 관성 주행으로 상기 Ri를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 "관성 주행을 해주세요(또는 가속 페달을 많이 밟지 마세요"라는 가이드 정보를 상기 운전자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다양한 운행 상태에 따른 전 주행 저항 성분(또는 주행저항성분의 합)은 다음과 같을 수 있다.
예를 들어, 평탄로 등속주행시의 전 주행저항성분은 구름저항과 공기역학 저항 성분의 합일 수 있고, 경사로 등속주행시 전 주행저항성분은 구름 저항, 공기역학 저항 및 기울기 저항 성분의 합일 수 있고, 평탄로 등가속 주행시 전 주행저항성분은 구름저항, 공기역학 저항 및 가속 저항 성분의 합일 수 있으며, 경사로 등가속 주행시 전 주행저항성분은 구름저항, 공기역학 저항, 가속 저항 및 기울기 저항 성분의 합일 수 있다.
도 7은 본 명세서에 개시된 제 1 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 운행상태를 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항 성분을 감소시키도록 유도하는 가이드 정보를 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다.
상기 가이드 정보는, 상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 최적 경로는 상기 주행 목적지까지 상기 전기차량의 소모하는 에너지가 최소가 되는 경로일 수 있다.
또한, 상기 최적 운전 패턴에 대한 정보는, 상기 전기차량의 운행에 적합한 운전 방식에 대한 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 전기차량 출발 시의 가속 페달의 적합한 밟힘량, 상기 전기차량의 가속시의 가속도 값(또는 RPM값), 상기 전기차량 감속시의 브레이크 페달의 밟힘량 또는 기상상태/기온에 따른 에어컨/히터 사용 성량, 창문의 여.닫힘 성량등을 의미할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보는 상기 전기차량의 운행상태를 근거로 하여 결정되는 최적의 운전모드를 의미할 수 있다. 상기 최적 운전 모드는, 경제 모드(ECO mode), 파워 모드(power mode) 및 노말 모드(normal mode) 중 어느 하나의 모드인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 운행상태가 상기 전기차량이 지나가는 도로가 에너지의 소모량이 많은 도로라는 정보인 경우, 상기 최적 모드는 경제 모드(ECO mode)를 의미할 수 있다. 상기 경제 모드(ECO mode)는 상기 전기차량의 연비를 개선할 수 있는 경제 운전 모드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 경제 모드(ECO mode) 중에는 불필요한 가속페달조작을 줄이는 방식이 있으며, 이 경우, 운전자가 페달을 밟으면 스프링을 통해 답력을 느끼는 일반모드(Normal Mode)와 달리, 페달을 밟으면 별도의 동력을 이용해 운전자쪽으로 답력을 전달해 발을 떼도록 함으로써, 연비를 절감하는 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 다른 방식으로는 상기 전기차량의 전기모터에 인가되는 전력이 특정 전력이라로 제한되도록 하여 에너지를 절감할 수 있는 방식이 있을 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 운행상태가 상기 전기차량이 지나가는 도로가 속도가 증가되지 않는 상태라는 정보인 경우, 상기 최적 모드는 파워 모드(power mode)를 의미할 수 있다.
또한, 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보는 상기 전기차량에 구비(또는 장착)된 멀티미디어 기기의 제어정보등을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기차량의 장착된 오디오의 볼륨 정보를 의미할 수 있다.
도 7은, 상기 가이드 정보가, 상기 전기차량에 구비된 기기(예를 들어, 에어컨 또는 히터)에 대한 제어 정보인 경우를 나타낸다.
상기 운행상태는, 상기 전기차량이 주행하는 도로의 종류, 도로의 상태, 교통 상황, 운행 중의 상기 전기차량의 상태 및 상기 전기차량의 운전자의 운전 성향 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
도 7(a)의 경우는 상기 운행상태가 운행 중의 상기 전기차량의 상태를 나타내며, 특히, 상기 전기차량의 상태는 운행중의 기상상태를 의미할 수 있다.
즉, 상기 검출된 운전상태가 기상상태와 관련된 정보이고, 상기 기상상태와 관련된 정보가 눈오는 날(또는 추운 날)이라는 정보인 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 내부 온도 설정을 일정 온도(예를 들어, 22 ℃) 이하로 설정하라는 가이드 정보를 상기 운전자에게 제공할 수 있다.
상기 가이드 정보에 따라, 상기 운전자가 상기 전기차량의 내부 온도를 상기 일정 온도 이하로 설정하는 경우, 상기 전기차량의 가속 특성이 개선되어, 상기 주행저항성분 중 가속 저항성분이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 주행저항성분의 감소로 인해 상기 전기차량의 에너지 소비량(또는 소모량)이 감소될 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보를 상기 전기차량에 구비(또는 장착)된 디스플레이 장치(140)의 화면에 표시할 수 있다. 상기 디스플레이 장치(140)는 상기 전기차량의 제어장치(100) 내부에 구비될 수 있고(예를 들어, 상기 디스플레이부(140)으로 구현), 또한, 상기 전기차량의 제어장치와는 별도로 상기 전기차량에 장착(또는 구비)될 수 있다.
도 7(b)의 경우처럼, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 화면에 "차량 내부온도를 22 ℃로 설정하세요"라는 가이드 정보를 표시할 수 있다.
이하에서는 제 1 실시예에 따른 전기차량의 제어장치에 의한 가이드 정보의 제공에 대한 구체적인 예시들이 개시된다.
먼저, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량 내의 정보를 활용(In-vehicle)한 가이드 정보를 제공할 수 있다.
상기 전기차량의 제어장치(100)는 출발 가이드 정보를 제공함에 있어서, 일정 시간 동안 차량이 멈추어 있을 경우(예를 들어, 정해진 특정 시간 동안 0Km 속도를 유지할 경우), 상기 전기차량의 운전자에게 출발할 것을 가이드하고, 상기 전기차량이 다시 출발 시 정해진 특정 속도(예를 들어, 에너지 효율이 좋은 출발 속도)까지 상기 운전자가 가속 페달을 급하게 밟지 않는지를 감시하고 이행 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 속도 가이드 정보를 제공함에 있어서, 상기 운전자가 가속을 할 경우 경제 운전이 가능한 속도 구간을 가이드할 수 있다. 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보가 제공된 시점부터 정해진 시간 동안 상기 운전자가 경제 운전이 가능한 속도구간 내에서 이행하는지를 감시하고 이행 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 급가속 가이드 정보를 제공함에 있어서, 상기 운전자가 가속을 할 경우 급가속 운전에 대해 가이드할 수 있다. 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보가 제공된 시점부터 정해진 시간 동안 운전자가 가속 페달을 급하게 밟지 않는지 혹은 일정 시간 내에 속도변화 폭이 크지 않는지를 감시하고, 이행 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 기후 또는 기상상태에 대한 가이드 정보를 제공함에 있어서, 상기 전기차량 내부의 온도가 외부온도에 비해 지나치게 높거나, 낮을 경우 가이드 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 내부온도가 외부온도에 비해 지나치게 낮을 경우나 정해진 표준 온도에 비해 낮을 경우, 즉 상기 전기차량 내에 에어컨을 사용에 에너지를 낭비할 경우에 에어컨 사용을 낮게 설정하도록 가이드 정보를 제공할 수 있으며, 상기 운전자가 이를 이행하는지 감시하여 이행 여부를 판단한다. 반대로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 차량 내부온도가 외부 온도에 비해 지나치게 높을 경우나 정해진 표준 온도에 비해 높을 경우도 가이드 정보를 제공하고 이행여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 경사 가이드 정보를 제공함에 있어서, 상기 전기차량의 경사를 센서를 이용하여 감지하고, 만약, 상기 전기차량이 내리막길에 진입하였을 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 운전자가 관성 운전을 할 수 있도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 경사 가이드 정보가 제공된 시점부터 내리막길이 끝날때 까지 운전자가 가속 페달을 일정량 이상 밟지 않고 관성운전을 하는지 감시하여 이행 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 도어(Door) 가이드 정보를 제공함에 있어서, 상기 전기차량이 정해진 특정 속도 이상으로 움직일 경우, 창문이 열려 있을 경우 상기 창문을 닫도록 유도하는 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보가 제공된 시점으로부터 일정 시간 내에 운전자가 창문을 닫고 운전을 하는지를 감시하여 이행여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량 외부 정보를 활용(Out-vehicle)한 가이드 정보를 제공할 수 있다.
상기 전기차량의 제어장치(100)는 교통 상황에 따른 속도 가이드 정보를 제공함에 있어서, 전방 교통 상황에 따라, 일정 거리이상 지점에서부터 교통 정체 시작 시, 정해진 속도 이하로 주행 하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보가 제공된 시점에서부터 교통정체 시작 지점까지 정해진 속도 이하로 주행하는지 감시하여 이행 여부 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 내리막길에 대한 가이드 정보를 제공함에 있어서, 지도 정보를 이용하여 전방에 내리막길이 있을 경우 관성운전을 유도하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 내리막길이 끝난 시점까지 상기 운전자가 가속 페달을 많이 밟지 않고 관성운전을 하는지 감시하고 이행여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 도로 상황에 따른 가이드 정보를 제고공함에 있어서, 상기 전기차량이 시내 도로 진입시, 운전자에게 출력 제한 모드 (Eco Mode)를 활용하여 에너지를 절약할 것을 유도. 출력 제한 모드로 변경하였는지 여부를 감시하고 이행 여부를 판단할 수 있다.
또한, 변형된 제 1 실시예에 따른 전기차량의 제어장치(100)는 가이드 정보의 이행 확률 데이터 활용하여, 상기 전기차량의 운전자의 가이드 정보의 이행에 따른 에너지 절약 정도 산출할 수 있고, 상기 운전자의 가이드 정보의 이행 확률에 따라 표준연비에 비해 얼마만큼의 에너지를 감소하였는지 판단할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 각 가이드 정보별 이행율에 따라 운전자의 잘못된 습관을 상기 운전자에게 보고(Report)할 수 있다. 상기 보고는 상기 전기차량에 장착된 화면에 표시될 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 운행 시작/종료시 상기 운전자가 잘 이행하지 않는 가이드 정보를 판별하여 보고(Report)함으로서 경제 운전을 유도할 수 있다.
또한, 상기 가이드 정보의 이행률과 이에 따른 에너지 감소 정도를 활용하여 특정 서비스가 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 운전 시 상기 가이드 정보의 이행 정도를 서비스 서버로 전송할 수 있고, 차량/서비스/보험회사등은 이를 활용하여 상기 운전자에 대한 개인별 점수를 부여하여 여러가지 서비스로 활용 가능할 수 있다.(예를 들어, 포인트(Point) 제도 / 자동차세 혜택 등)
제 2 실시예 - 최소 에너지 소비량에 해당하는 최적 경로 정보의 제공
본 명세서에 개시된 제 2 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부, 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부, 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 실시예에 따르면, 상기 가이드 정보는, 상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 제 2 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하고, 상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하고, 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정할 수 있다.
도 8은 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 운행상태를 검출할 수 있다(S110).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득할 수 있다(S120).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출할 수 있다(S130).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출할 수 있다(S210).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출할 수 있다(S220).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정할 수 있다(S230).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 최적 경로를 가이드 정보로 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다(S240).
도 9는 본 명세서에 개시된 제 2 실시예에 따른 전기차량의 제어장치의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 9를 참조하면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로(L110, L120, L130)를 추출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 후보 경로(L110, L120, L130)에 대한 정보를 상기 전기차량에 구비된 네비게이션과 관련된 애플리케이션으로부터 획득할 수 있다. 이를 위해, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 네비게이션과 연동하여 동작할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 후보 경로(L110, L120, L130)에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 후보 경로 중 제 1 경로(L110)에 대하여 제 1 예상 에너지 소비량을 검출할 수 있다.
상기 제 1 경로(L110)는 세 가지 지점(P110 ~ P130)을 거치는 경로일 수 있고, 상기 세 가지 지점(P110 ~ P130)은 다양한 형태의 도로 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 세가지 지점은 에너지 소비량이 많은 경사진 도로, 비포장 도로 및 일반 국도 중 적어도 하나일 수 있다. 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(110)는 상기 제 1 예상 에너지 소비량을 500W로 추출할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 제 2 경로(L120)에 대하여 제 2 예상 에너지 소비량을 검출할 수 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 경로(L120)는 에너지 소비량이 많은 경사진 도로(P140)를 거치는 경로일 수 있다. 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(110)는 상기 제 2 예상 에너지 소비량을 300W로 추출할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 제 3 경로(L130)에 대하여 제 3 예상 에너지 소비량을 검출할 수 있다.
상기 제 3 경로(L130)는 에너지 소비량이 많은 지점을 거치지 않지만, 전체적으로 길이가 긴 경로일 수 있다. 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(110)는 상기 제 3 예상 에너지 소비량을 250W로 추출할 수 있다.
따라서, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 후보 경로(L110 ~ L130) 중 에너지 소비량이 최소인 제 3 경로를 최적 경로로 결정할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 네비게이션과 연동하여 상기 제 3 경로를 추천 경로로 상기 전기차량의 운전자에게 안내할 수 있다. 즉, 상기 추천 경로는 상기 가이드 정보로서의 역할을 할 수 있다.
제 2 실시예에 따르면, 상기 예상 에너지 소비량은 상기 후보 경로(L110 ~ L130)에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 하여 추출되는 것일 수 있다.
즉, 상기 제 1 경로(L110)에 대한 제 1 예상 에너지 소비량은, 상기 전기차량이 상기 제 1 경로(L110)를 따라 주행시 발생하는 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 추출되는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 세가지 지점(P110~P130)에 대하여 각각 감소시키는 것이 가능한 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 주행저항성분을 감소시킨 결과에 따라 감소된 에너지 소비량이 상기 제 1 예상 에너지 소비량으로 추출할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 지점(P110)이 경사진 도로인 경우, 상기 전기차량의 모터 특성 및 가속특성(예를 들어, 10 km/h 구간별 가속성향 및 0 ~ 100 km/h의 가속성향등)을 활용하여 최대의 연비효율을 나타내는 가속인 20 km/h로 운전한다는 가정하에 상기 제 2 예상 에너지 소비량을 검출할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 예상 소비량을 추출하기 위해, 상기 전기차량과 관련된 데이터(또는 주행저항정보, 파라미터)를 OBD2 또는 CAN 데이터를 활용하여 획득할 수 있고, 이를 이용하여, 상기 전기차량을 구성하는 모듈별 에너지 소모량 및 에너지 효율등을 측정할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 ADASIS나 TPEG으로부터 도로의 정보 및 교통상황 정보를 획득하여 목적지까지 이동하기 위해 필요한 주행저항성분을 계산할 수 있다.
제 3 실시예 - 다양한 인디케이터의 표시
본 명세서에 개시된 제 3 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 3 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부, 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부, 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 제 3 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하고, 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하고, 상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것일 수 있다.
또한, 제 3 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것일 수 있다.
또한, 제 3 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것일 수 있다.
도 10은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은 다음과 같은 단계로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 운행상태를 검출할 수 있다(S110).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득할 수 있다(S120).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출할 수 있다(S130).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 상기 전기차량의 운전과 관련된 가이드 정보를 제공할 수 있다(S140). 이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 상기 가이드 정보를 표시할 수 있다.
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출할 수 있다(S310).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출할 수 있다(S320).
다음으로, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 전기차량에 장착된 화면에 표시할 수 있다(S330).
도 11은 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 11(a)를 참조하면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량이 주행할 도로(또는 경로)의 교통상황을 검출할 수 있다. 상기 교통상황은 상기 전기차량의 운행상태일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 ITS (Intelligent Transport System)를 활용하여 전방의 교통 상태를 미리 감지하여 상기 교통상황을 검출할 수 있다.
상기 ITS는 지능형 교통 시스템을 의미할 수 있다. 구체적으로 상기 ITS는 점점 가속화되고 있는 정보화 사회에 적합한 신속, 안전, 쾌적한 차세대 교통체계를 구현하는 데 목적을 두고 있다. ITS 서비스는 다음과 같이 분류될 수 있다.
먼저, ATMS(Advanced Traffic Management System)은 도로상에 차량 특성, 속도 등의 교통 정보를 감지할 수 있는 시스템을 설치하여 교통 상황을 실시간으로 분석하고, 이를 토대로 도로 교통의 관리와 최적 신호 체계의 구현을 꾀하는 동시에 여행시간 측정과 교통사고 파악, 과적 단속 등의 업무 자동화를 구현한다. 예로 요금 자동 징수 시스템과 자동단속시스템이 있다.
다음으로, ATIS(Advanced Traveler Information System)는 교통 여건, 도로 상황, 출발지에서 목적지까지의 최단 경로, 소요 시간, 주차장 상황 등 각종 교통 정보를 FM 라디오방송, 차량 내 단말기 등을 통해 운전자에게 신속, 정확하게 제공함으로써 안전하고 원활한 최적 교통을 지원한다. 예로 운전자 정보 시스템, 최적 경로 안내 시스템, 여행 서비스 정보 시스템 등을 들 수 있다.
다음으로 APTS(Advanced Public Transportation System)는 대중교통 운영체계의 정보화를 바탕으로 시민들에게는 대중교통 수단의 운행 스케줄, 차량 위치 등의 정보를 제공하여 이용자 편익을 극대화하고, 대중교통 운송 회사 및 행정 부서에는 차량관리, 배차 및 모니터링 등을 위한 정보를 제공함으로써 업무의 효율성을 극대화 한다. 예로 대중교통 정보 시스템, 대중교통 관리 시스템 등을 들 수 있다.
다음으로 CVO(Commercial Vehicle Operation)는 컴퓨터를 통해 각 차량의 위치, 운행상태, 차내 상황 등을 관제실에서 파악하고 실시간으로 최적운행을 지시함으로써 물류비용을 절감하고, 통행료 자동 징수, 위험물 적재 차량 관리 등을 통행 물류의 합리화와 안전성 제고를 도모한다. 예로 전자 통관 시스템, 화물차량 관리 시스템 등이 있다.
다음으로 AVHS(Advanced Vehicle and Highway System)는 차량에 교통상황, 장애물 인식 등의 고성능 센서와 자동제어장치를 부착하여 운전을 자동화하며, 도로상에 지능형 통신시설을 설치하여 일정간격 주행으로 교통사고를 예방하고 도로소통 능력을 증대시킬 수 있다.
도 7(a)의 경우처럼, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 ITS를 근거로 상기 전기차량의 주행 도로의 교통상황이 정체상황인 경우, 정체되는 구간까지 과속하지 말고 천천히 주행할 것을 유도하는 가이드 정보(예를 들어, "전방 5km 부터 정체됩니다. 40Km 이하로 주행하세요")를 상기 전기차량의 운전자에게 제공할 수 있다.
또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보에 따른 운전자(또는 사용자)의 반응을 감시하고, 이행 여부를 판단하여 알려줄 수 있으며, 그에 따른 에너지 절약 정도를 알려줄 수 있다(예를 들어, "5kw 절약 되었습니다.")
상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 가이드 정보 및 에너지 절약 정도를 나타내는 인디케이터를 상기 전기차량에 장착된 화면에 표시할 수 있다. 상기 화면은 별도로 상기 전기차량에 구비된 디스플레이 장치의 화면일 수 있고, 또한, 상기 전기차량의 제어장치(100)에 포함된 디스플레이부(140)에 포함된 화면일 수 있다.
도 7(b)를 참조하면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 주행하는 도로의 종류를 검출할 수 있다. 상기 도로의 종류는 상기 운행상태에 포함된 정보일 수 있다.
이 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량이 시내도로로 진입한 경우, 에너지 절약을 위해 상기 전기차량의 운전모드를 경제 모드(ECO mode)로 변경하라는 가이드 정보(예를 들어, "시내도로에 진입하였습니다. Eco Mode로 변경하세요")를 상기 전기차량의 운전자(또는 사용자)에게 제공할 수 있다.
또한, 상기 운전자가 상기 전기차량의 운전모드를 상기 경제 모드로 변경하여 운전한 경우, 이를 감지하여, 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터(예를 들어, "400kw 절약 되었습니다.")를 상기 전기차량에 장착된 화면에 표시할 수 있다.
도 12는 본 명세서에 개시된 제 3 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 12를 참조하면, 상기 제어부(110)는 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응 여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 순응도는, 상기 운전자의 상기 가이드 정보에 따른 운전 정도를 수치화한 것일 수 있다.
또한, 상기 제어부(110)는, 상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부(140)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 12의 경우처럼, 상기 디스플레이부(140)는 순응도가 50%이고, 상기 순응도에 의할 때 절약되는 에너지는 20W임을 화면의 중앙에 표시할 수 있다.
제 4 실시예 - 적응형 파워 제한 모드
본 명세서에 개시된 제 4 실시예는 상술된 실시예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서는 본 명세서에 개시된 제 4 실시예의 명확한 표현을 위해 중복되는 부분을 생략할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 4 실시예에 따른 전기차량의 제어장치는, 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부, 상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부, 상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부 및 상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고, 상기 검출된 운행상태를 근거로 상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 운전상태를 근거로 제한 전력값을 결정하고, 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 것일 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 4 실시예에 따른 전기차량의 제어방법은 특히, 경제 모드(ECO mode)에서 적응형 파워 제한 모드에 적용될 수 있다.
즉, 기존의 경제 모드(ECO mode)는 운전자의 성향을 고려하지 않고 여러 가지 상황에 따른 효율을 고려하지 않은 파워제한 모드이므로 운전자가 답답함을 느끼거나, 실질적인 에너지 효율 증가가 일어나지 않을 수 있다.
또한 차량상태 및 도로상황이나 주위 환경에 맞도록 파워제한을 하지 않기 때문에 경사로에서 효율적인 운행을 하지 못하고, 차량의 노후화 및 기상상태에 따라 성능이 다르므로 이를 반영하지 못하는 문제점이 있을 수 있다.
본 명세서에 개시된 제 4 실시예에 따르면, 에너지의 효율적인 가속 및 경재 속도로 운행할 수 있도록 상기 전기차량의 운행상태(예를 들어, 상기 전기차량이 주행하는 도로의 종류, 도로의 상태, 교통 상황, 운행 중의 상기 전기차량의 상태 또는 상기 전기차량의 운전자의 운전 성향)를 분석(또는 검출)하여 적절한 파워 제한을 실시하여 운전자의 답답함을 없애고, 차량의 부하를 적응적으로 계산하여 부하에 따라 파워제한을 하여 에너지 효율이 좋은 운행을 할 수 있도록 할 수 있는 이점이 있을 수 있다.
도 13은 본 명세서에 개시된 제 4 실시예에 따른 전기차량의 제어방법을 나타내는 예시도이다.
도 13을 참조하면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 상기 전기차량의 운행상태의 변화에 따라 제한 전력값을 결정하고, 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어할 수 있다.
도 13(a)의 경우, 상기 전기차량의 운행상태가 45도로 경사진 도로를 주행하는 상태인 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 경제 모드에서 전력이 제한되는 제한 전력값을 50W로 결정할 수 있고, 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 50W 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어할 수 있다.
또한, 도 13(b)의 경우, 상기 전기차량의 운행상태가 20도로 경사진 도로를 주행하는 상태인 경우, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 경제 모드에서 전력이 제한되는 제한 전력값을 20W로 결정할 수 있고, 상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 20W 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어할 수 있다.
이러한 방식에 의해, 경제 모드에서 탄력적으로 제한 전력값을 변경함으로써, 경사가 매우 급한 도로를 진행하는 경우, 일괄적인 제한 전력값에 의해 느끼는 상기 전기차량의 운전자의 답답함을 제거할 수 있는 이점이 있을 수 있다.
또한, 제 4 실시예에 따르면, 상기 전기차량의 제어장치(100)는 운전자의 성향(가속 페달 제어 성향)을 분석하여 가속 등속 감속 성향등을 분석하여, 상기 성향들에 따라 파워제한을 적응적으로 조절하여 운전자의 답답함을 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 전기차량의 제어장치 및 제어방법에 의하면, 전기차량(전기 자동차)의 운행상태를 근거로 상기 전기차량의 주행저항성분이 감소 되도록 유도하는 가이드 정보를 제공하여, 상기 전기차량의 운전자에게 에너지 효율이 좋은 운행을 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.
100: 전기차량의 제어장치 110: 제어부
120: 운행상태 검출부 130: 주행저항정보 획득부
140: 디스플레이부 150: 메모리부

Claims (20)

  1. 전기차량에 대한 정보를 화면에 표시하는 디스플레이부;
    상기 전기차량의 운행상태를 검출하는 운행상태 검출부;
    상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 주행저항정보 획득부; 및
    상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하고,
    상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 검출된 운행상태를 근거로 발생하고, 상기 가이드 정보를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하는 것인 전기차량의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주행저항정보는,
    구름 저항 계수(Crr, coefficient of rolling resistance), 공기역학적 끌림계수(Cd, coefficient of aerodynamic drag), 공차중량, ) 전동기관성 모멘트, 차량의 전방 면적(Front Area), 차량의 주행 경사각, 차량의 가속도, 차량의 속도, 차량에 탑승한 사람수 및 공기 밀도(Air density) 중 적어도 하나를 포함하는 것인 전기차량의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주행저항성분은,
    구름 저항(rolling resistance), 공기역학 저항(aerodynamic resistance), 가속 저항(acceleration resistance) 및 기울기 저항(gradient resistance) 중 적어도 하나를 포함하는 것인 전기차량의 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 운행상태는,
    상기 전기차량이 주행하는 도로의 종류, 도로의 상태, 교통 상황, 운행 중의 상기 전기차량의 상태 및 상기 전기차량의 운전자의 운전 성향 중 적어도 하나를 포함하는 것인 전기차량의 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가이드 정보는,
    상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인 전기차량의 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 최적 운전 모드는,
    경제 모드(ECO mode), 파워 모드(power mode) 및 노말 모드(normal mode) 중 어느 하나의 모드인 것인 전기차량의 제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하고,
    상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하고,
    상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 것인 전기차량의 제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하고,
    상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하고,
    상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것인 전기차량의 제어장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 순응도는,
    상기 가이드 정보에 따른 상기 운전자의 운전 상태를 수치화한 것인 전기차량의 제어장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것인 전기차량의 제어장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출된 운전상태를 근거로 제한 전력값을 결정하고,
    상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 것인 전기차량의 제어장치.
  13. 전기차량의 운행상태를 검출하는 단계;
    상기 전기차량과 관련된 주행저항정보를 획득하는 단계;
    상기 주행저항정보를 근거로 주행저항성분을 검출하는 단계; 및
    상기 주행저항성분이 감소되도록 유도하는 가이드 정보를 상기 검출된 운행상태를 근거로 발생하는 단계와;
    상기 가이드 정보를 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계와;
    상기 전기차량의 운전자에 대한 상기 가이드 정보의 순응여부 또는 순응도를 나타내는 인디케이터를 상기 화면에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가이드 정보는,
    상기 전기차량의 주행 목적지까지의 최적 경로에 대한 정보, 상기 전기차량에 대한 최적 운전 패턴에 대한 정보, 상기 전기차량의 최적 운전모드에 대한 정보 및 상기 전기차량에 구비된 기기에 대한 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것인 전기차량의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전기차량이 상기 주행 목적지까지 주행 가능한 후보 경로를 추출하는 단계;
    상기 후보 경로에 대하여 상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 예상 에너지 소비량을 추출하는 단계;
    상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 단계; 및
    상기 예상 에너지 소비량 중 가장 작은 에너지 소비량에 해당하는 후보 경로를 상기 최적 경로로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 검출된 주행저항성분을 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 1 에너지 소비량을 추출하는 단계;
    상기 주행저항성분을 감소시킨 결과를 근거로 한 상기 전기차량에 대한 제 2 에너지 소비량을 추출하는 단계; 및
    상기 제 1 에너지 소비량 및 상기 제 2 에너지 소비량과의 차이를 근거로 상기 가이드 정보에 따른 운행 결과에 따라 절약되는 에너지 소비량을 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 제어방법.
  17. 삭제
  18. 제13항에 있어서, 상기 순응도는,
    상기 가이드 정보에 따른 상기 운전자의 운전 상태를 수치화한 것인 전기차량의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가이드 정보의 순응도에 근거하여 절약되는 에너지 소비량을 나타내는 인디케이터를 상기 전기차량에 장착된 디스플레이 장치의 화면에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 제어방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 검출된 운행상태를 근거로 제한 전력값을 결정하는 단계; 및
    상기 전기차량에 구비되는 전기모터에 인가되는 전력이 상기 제한 전력값 이하가 되도록 상기 전기차량을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차량의 제어방법.
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