KR101558712B1 - 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치 및 방법 - Google Patents

친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쉬프트레버 D단 위치에서 도로상황에 적합한 회생제동을 위하여 패들쉬프트를 수조작하면 타행 주행시 수조작된 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 도로상황에 따라 최적 단수를 선택하여 안내해주는 장치 및 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 운전자가 조작수단을 통해 선택한 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 운전자가 도로상황에 적합한 최적 단수를 선택하도록 안내해주는 장치로서, 주행 경로 설정을 위한 차량 목적지 정보를 입력받고, 도로정보로부터 결정된 최적 단수를 표시하는 입출력 표시부; GPS를 통해 차량의 현재 위치를 파악하고, 현재 위치로부터 운전자가 입출력 표시부를 통해 입력한 목적지까지의 주행 경로를 생성하는 경로 생성부; 주행 경로 상의 도로정보를 제공하는 정보 제공부; 및 정보 제공부가 제공하는 도로정보를 이용하여 주행 경로 상의 도로 구간에 대한 최적 단수를 결정한 뒤 입출력 표시부를 통해 표시하는 제어부를 포함하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치, 및 그 안내 방법을 제공한다.

Description

친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치 및 방법{Guide apparatus and method for regenerative braking variable control of eco-friendly vehicle}
본 발명은 쉬프트레버 D단 위치에서 패들쉬프트를 수조작하면 타행 주행시 수조작된 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 도로상황에 따른 최적 단수를 안내해줄 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 가솔린이나 디젤 등과 같은 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차는 배기가스로 인한 환경오염, 이산화탄소로 인한 지구온난화, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발 등의 여러 문제점을 가지고 있다.
따라서, 전기모터를 구동시켜 주행하는 전기자동차(Electric Vehicle, EV)나, 엔진과 전기모터로 주행하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 연료전지에서 생성되는 전력으로 전기모터를 구동시켜 주행하는 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)와 같은 친환경 자동차가 개발되어 왔다.
친환경 자동차에서는 차량의 제동 혹은 관성에 의한 타행 주행시에 제동 및 관성 에너지를 전기모터(구동모터)의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(Regenerative Braking, RB)이 이루어진다.
이렇게 친환경 자동차에서는 제동이나 타행 주행시에 전기모터를 이용하여 에너지를 회수하고 배터리를 충전하므로 연비 향상 및 효율적인 에너지 이용이 가능하다.
한편, 종래의 친환경 자동차에서는 도로에서 타행 주행(Coasting)시에 회생제동 에너지의 회수율이 최적화되어 있지 않은데, 이는 D단에 해당하는 토크맵이 하나로 정해져 있기 때문이다.
즉, D단에서 적용되는 회생제동 토크맵이 하나로 정해져 있어, 이 하나의 회생제동 토크맵에 의해 D(Drive)단 위치에서의 타행 주행 동안 항상 일정한 회생제동 에너지를 얻도록 되어 있고, 감속감도 항상 일정하다.
그러나, 도로 특성에 따라 얻을 수 있는 최적의 회생제동 에너지는 각기 다르며, 따라서 기존의 D단만으로는 최적의 회생제동 에너지를 얻을 수 없다.
예컨대, 경사가 가파른 강판로에서는 완만한 강판로에 비해 더 많은 회생제동 에너지를 얻을 수 있는데, 쉬프트레버(Shift Lever)가 D단으로 조작된 상태에서 회생제동이 이루어질 때 기존의 D단만으로는 최적의 회생제동 에너지를 얻을 수 없다(하나의 토크맵을 이용하므로).
또한, D단에 해당하는 회생제동 토크맵이 하나로 정해져 있으므로 주행 중 경사가 가파른 강판로나 과속방지턱에서와 같이 제동이 많이 필요한 상황에서 회생제동이 이루어지는 D단 타행 주행만으로는 감속하기가 어려워 브레이크로 감속을 행하게 되고, 그때 손실되는 에너지가 주행 중에 연비를 떨어뜨리는 원인이 된다.
물론, D단에 비해 비교적 큰 에너지 회수가 가능한 변속단, 즉 다른 토크맵을 이용하는 E단(경제운전 모드 주행시 이용하는 에코 변속단)이나 B단(엔진브레이크 작동시 이용)이 있기는 하나, 주행 중에 쉬프트레버의 조작이 번거로우므로 이마저 운전자들이 사용을 잘 안 하고 있다.
특히, 감속을 위해 B단을 이용할 경우 큰 회생제동 에너지를 얻을 수 있으나, 모든 도로상황에서 큰 에너지 회수 목적으로 사용하기에는 차량의 감속감이 심하므로 자주 사용하지 못한다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 본 출원인은 쉬프트레버의 D단 위치에서 사용하는 여러 개의 회생제동 토크맵을 설정해두고, 차량 주행 중 쉬프트레버의 D단 위치에서 스티어링휠에 설치된 패들쉬프트(Paddle Shift)의 조작으로 변속단수(D0~DN단)에 해당하는 회생제동 토크맵의 선택 및 변경이 이루어지도록 한 회생제동량 가변 제어 장치 및 방법을 특허출원한 바 있다[특허출원 제10-2013-0074955호(2013.6.27.)].
상기 특허출원된 발명에 따르면, 쉬프트레버의 D단 위치에서 패들쉬프트의 조작만으로 도로상황에 맞는 회생제동 토크맵을 선택할 수 있고, D단 위치에서 세분화되고 차별화된 회생제동 제어가 수행될 수 있다.
따라서, 최적의 회생제동 에너지를 얻을 수 있게 되어 에너지 회수량 증가 및 연비 향상, 나아가 차량의 효율적인 에너지 이용을 도모할 수 있다.
그러나, 전방의 도로상황을 운전자가 전방 시야에 의존하여 스스로 예측하고 임의대로 판단하여 D0~DN단 중 어느 하나로 가변하므로, 단수 선택 및 적용 시점에서 운전자가 오판할 가능성이 있고, 이로 인해 불필요한 감속 등으로 교통 흐름을 방해하거나 오히려 연비를 저하시키는 경우가 발생할 수 있다.
예를 들어, 경사도가 완만한 강판로에서 감속감이 작은 D1단이 최적의 단수임에도 운전자가 오판하여 패들쉬프트를 D3단으로 조작하면 감속감이 너무 커져 차량이 중간에 정차할 수도 있다.
반면, 경사도가 급한 강판로에서 감속감이 큰 D3단이 최적의 단수이나, 운전자가 오판하여 D1단으로 조작할 경우 감속감이 너무 작아 차속이 높아지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 쉬프트레버 D단 위치에서 패들쉬프트를 수조작하면 타행 주행시 수조작된 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 도로상황에 따라 최적 단수를 선택하여 안내해주는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 운전자가 조작수단을 통해 선택한 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 운전자가 도로상황에 적합한 최적 단수를 선택하도록 안내해주는 장치로서, 주행 경로 설정을 위한 차량 목적지 정보를 입력받고, 도로정보로부터 결정된 최적 단수를 표시하는 입출력 표시부; GPS를 통해 차량의 현재 위치를 파악하고, 현재 위치로부터 운전자가 입출력 표시부를 통해 입력한 목적지까지의 주행 경로를 생성하는 경로 생성부; 주행 경로 상의 도로정보를 제공하는 정보 제공부; 및 정보 제공부가 제공하는 도로정보를 이용하여 주행 경로 상의 도로 구간에 대한 최적 단수를 결정한 뒤 입출력 표시부를 통해 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치를 제공한다.
그리고, 본 발명은 운전자가 조작수단을 통해 선택한 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 현재 위치로부터 운전자가 입출력 표시부를 통해 입력한 목적지까지의 주행 경로를 생성하는 단계; 생성된 주행 경로 상의 도로정보를 취득하는 단계; 및 취득한 도로정보를 이용하여 주행 경로 상의 도로 구간에 대한 최적 단수를 결정한 뒤 입출력 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법을 제공한다.
이에 따라, 본 발명의 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치 및 방법에 의하면 차량에서 도로정보에 따라 최적 단수를 선택하여 안내해줌으로써 도로상황에 따른 적정한 회생제동 및 차량 감속이 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회생제동량 가변 제어 안내 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 회생제동량 가변 제어 안내 장치에서 주행 경로 상의 노드와 링크가 설정되는 예를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 안내 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명에서 구배 정보에 따른 표시 단수를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치 및 방법에 관한 것으로서, 쉬프트레버 D단 위치에서 패들쉬프트를 수조작하면 타행 주행시 수조작된 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 도로상황에 따라 최적 단수를 결정하여 안내해주는 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이하, 본 명세서에서 단수 D0~DN(예, D0~D3)은 회생제동량 가변 제어 장치가 적용된 차량에서 선택 가능한 개별 회생제동 토크맵이 설정되어 있는 단수를 의미하고, 해당 단수가 선택되도록 조작하면 타행 주행 동안 선택된 단수에 해당하는 회생제동 토크맵이 선택 적용되어 회생제동이 이루어진다.
또한, 본 명세서에서 단수 선택은 회생제동시 적용할 회생제동 토크맵이 선택될 수 있도록 D0~DN 중 어느 하나의 단수를 선택하는 것을 의미하고, 단수 선택 조작은 쉬프트레버 D단 위치에서 운전자가 간단히 조작할 수 있는 별도의 조작수단, 예컨대 스티어링휠의 패들쉬프트를 운전자가 수조작하는 것에 의해 이루어진다.
도 1은 실시예에 따른 회생제동량 가변 제어 안내 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 실시예에 따른 회생제동량 가변 제어 안내 장치에서 주행 경로 상의 노드와 링크가 설정되는 예를 나타낸 개략도이다.
본 발명에 따른 회생제동량 가변 제어 안내 장치(100)는 운전자가 선택한 단수에 따라 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 운전자가 도로상황에 적합한 최적 단수를 선택하도록 안내하는 장치로서, 운전자가 차량 목적지를 입력하여 주행 경로가 설정되면, 주행 경로 상의 도로 구간별로 도로정보를 취득하고, 취득된 도로정보에 따라 패들쉬프트 조작을 안내하기 위한 최적 단수(D0~DN)를 결정한 뒤, 결정된 최적 단수를 적정 시점에서 표시하여 운전자에게 알려주도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 실시예에 따른 회생제동량 가변 제어 안내 장치(100)는 입출력 표시부(110), 경로 생성부(120), 정보 제공부(130), 제어부(140)를 포함한다.
입출력 표시부(110)는 터치스크린과 같이 입출력이 가능한 표시장치로, 경로 생성을 위한 차량 목적지 정보를 입력받고, 더불어 도로정보를 토대로 결정된 최적 단수(D0~DN)를 표시한다.
경로 생성부(120)는 GPS(Global Positioning System)를 통해 차량의 현재 위치를 파악하고, 입출력 표시부(110)로부터 운전자가 입력한 목적지 정보를 전달받아 현재 위치로부터 목적지까지의 주행 경로를 생성하여 전달한다.
이때, 경로 생성부(120)는 자체 데이터베이스에 저장된 지도정보를 이용하여 목적지까지의 주행 경로를 생성하도록 구비되거나, 후술하는 3차원 지리정보를 활용하여 주행 경로를 생성하도록 구비될 수 있다.
정보 제공부(130)는 도로정보를 제공하도록 구비되는 것으로, 여기서 도로정보는 첨단 운전자 보조 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS)에 적용되는 데이터베이스상의 3차원 지리정보(ADAS 3D Map)가 될 수 있다.
특히, 주행 경로 상의 도로에서 감속 이벤트가 일어나는 곳(감속이 요구되는 곳), 예를 들어 차량 감속이 필요한 강판로 및 곡선로의 시작점, 교차로(십자형/T자형 등), 톨게이트, 과속카메라, 과속방지턱, 속도제한구역의 시작점 등을 주행 경로 상의 노드라 정의하고, 이웃한 노드를 연결하는 도로 구간을 링크라 정의할 때, 정보 제공부(130)가 전달하는 도로정보는 주행 경로 상의 상기한 노드 정보와 함께 링크 정보, 예를 들어 링크에 해당하는 도로 구간의 구배(경사도), 곡률, 평균주행속도, 링크 길이(노드 간 거리) 등의 정보를 포함한다.
통상의 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 적용되고 있는 3차원 지리정보(고정밀 3D Map 정보임)는 기존의 2차원 평면 지리정보(2D Map)에 고도정보를 더 포함하는 3차원 좌표(X, Y, Z)와 도로의 곡률 및 구배와 같은 링크 정보와 다양한 노드 정보를 포함하고 있다.
제어부(140)는 경로 생성부(120)에 의해 생성된 주행 경로를 확인하고, 이어 정보 제공부(130)가 제공하는 도로정보(주행 경로의 노드 정보와 링크 정보를 포함함)를 이용하여 주행 경로 상의 차량 감속 이벤트가 일어나는 노드를 확인하며, 상기 도로정보로부터 취득되는 노드 정보 및 링크 정보를 이용하여 도로속성과 도로상황이 고려된 최적 단수와 안내 시점을 연산한 뒤, 연산된 최적 단수를 안내 시점에 맞추어 입출력 표시부(110)를 통해 표시한다.
도 2를 참조하여 설명하면, 정보 제공부(130)가 제공하는 도로정보(3차원 지리정보)로부터 주행 경로 상의 노드(Node 1 ~ n)가 결정될 수 있고, 각 노드 정보와 함께 노드 사이를 연결하는 링크(Link 1 ~ n-1)에 대한 구배, 곡률, 평균주행속도, 링크 길이 등의 정보를 취득할 수 있다.
이하, 실시예의 설명에서는 주행 경로 상의 링크 정보로서 도로 구간(링크)의 평균주행속도와 구배 정보의 이용을 예로 들어 설명하기로 한다.
제어부(140)는 정보 제공부(130)가 제공하는 도로 정보로부터 노드 정보와 함께 링크 정보, 즉 평균주행속도와 구배 정보를 취득하고, 차량이 진행할 방향으로 주행 경로 상에 존재하는 6개의 링크(링크 0 ~ 5)에 관한 정보를 항상 버퍼(buffer)에 저장하여 처리한다.
또한, 버퍼에 저장된 정보를 무빙 윈도우(Moving Window) 방식으로 처리하도록 설정될 수 있으며, 예를 들어 차량이 링크 0을 지나가면, 링크 1을 새로운 링크 0으로, 링크 2를 링크 1로, 링크 3을 링크 2로, ..., 링크 6(추가되는 링크)을 링크 5로 저장하는 방식으로 처리한다.
이때, 각 링크 정보, 즉 평균주행속도와 구배 정보를 이용하여 사전에 최적 단수 및 안내 시점을 연산하고, 연산된 최적 단수가 상기 안내 시점에서 입출력 표시부(110)를 통해 표시되도록 한다.
최적 단수의 연산 과정에서는 기본적으로 현재 주행 중인 링크와 다음 링크 간의 평균주행속도와 구배의 차이가 이용되는데, 예를 들어 현재 주행 중인 링크를 링크 0(강판로)이라 할 때, 다음 링크인 링크 1(강판로)의 구배(R1)가 현재 링크인 링크 0의 구배(R0)보다 크고(두 링크 간의 구배 비교), 이때 두 링크 간의 구배 차이(R1-R0)가 설정값 이상인 경우(R1이 R0보다 설정값 이상의 차이로 큰 경우), 현재 단수보다 높은 단수를 최적 단수로 선택하여 결정한다.
만약, 구배 차이가 설정값 이하의 작은 값이라면 현재 단수를 그대로 유지한다.
또한, 현재 단수가 이미 최고 단수인 경우에도 현재 단수를 그대로 유지한다.
또한, 다음 링크인 링크 1의 구배(R1)가 현재 링크인 링크 0의 구배(R0)보다 작고, 이때 구배 차이(R0-R1)가 설정값 이상인 경우(R1이 R0보다 설정값 이상의 차이로 작은 경우), 현재 단수보다 낮은 단수가 결정된다.
여기서, 현재 단수가 이미 최저 단수인 경우에는 현재 단수를 그대로 유지한다.
상기와 같이 구배 차이로부터 결정된 단수는 단수 선택 및 변경을 유도하기 위해 입출력 표시부(110)를 통해 표시하여 운전자에게 안내한다.
요컨대, 다음 링크의 구배가 주행 중인 링크의 구배에 비해 설정값 이상의 차이로 더 크다면(경사도가 큰 급한 강판로라면) 현재 단수보다 높은 단수로의 표시 변경이 이루어지도록 하고, 다음 링크의 구배가 설정값 이상의 차이로 더 작다면(경사도가 작은 완만한 강판로라면) 현재 단수보다 낮은 단수로의 표시 변경이 이루어지도록 한다.
바람직한 실시예에서, 단수 결정시 두 링크의 구배 차이가 설정값 이상으로 커 단수 변경이 필요한 경우일 때, 구배 차이의 정도에 따라 변경이 이루어지는 단 개수가 정해지도록 하는 것이 가능하다.
즉, 단수를 몇 단이나 높이고 낮출지가 구배 차이의 정도에 따라 결정되도록 하는 것이며, 이를 위해 미리 설정된 매칭 테이블을 이용하는 것이 가능하다.
매칭 테이블의 예시는 하기 표 1과 같으며, 표 1에서 구매 차이 정도의 수치와 결정 단수의 수치는 일례를 든 것이므로 변경 가능하다.
Figure 112013120925782-pat00001
표 1의 예를 참조하면, 두 링크의 구배 차이가 2도 이상으로 큰 경우 단수 변경이 이루어지며, 구배 차이가 2도 이상 큰 경우에서 현재 링크의 구배보다 다음 링크의 구배가 더 크다면(구배 차이가 + 값) 현재 단수보다 높은 단수가 변경할 최적 단수로 결정되고, 현재 링크의 구배보다 다음 링크의 구배가 더 작다면(구배 차이가 - 값) 현재 단수보다 낮은 단수가 변경할 최적 단수로 결정된다.
또한, 구배 차이의 구분 범위를 설정해두어 구배 차이 정도에 따라 표 1과 같이 현재 단수로부터 변경할 단수가 결정될 수 있도록 하는데, 예를 들어 다음 링크의 구배가 현재 링크의 구배보다 5도 이상 크고 그 구배 차이가 8도보다 작다면 현재 단수에서 두 개 단이 높은 단수가 결정된다.
아울러, 노드가 교차로나 톨게이트, 과속카메라, 과속방지턱, 속도제한구역 등인 경우, 그 노드에 연결된 링크와 현재 주행 중인 링크의 평균주행속도가 이용될 수 있는데, 예를 들어 다음의 링크가 과속카메라나 과속방지턱의 노드에 연결된 링크인 경우 현재 주행 중인 링크의 평균주행속도와 다음 링크의 평균주행속도를 이용하여 최적 단수를 결정한다.
단수 결정 방식은 구배의 경우와 유사하며, 현재 주행 중인 링크를 링크 0이라 할 때, 다음 링크인 링크 1의 평균주행속도(V1)가 현재 링크인 링크 0의 평균주행속도(V0)보다 작고, 이때 속도 차이(V0-V1)가 설정값 이상인 경우(V1이 V0보다 설정값 이상의 차이로 작은 경우), 현재 단수보다 높은 단수를 최적 단수로 선택하여 결정한다.
만약, 구배 차이가 설정값 이하의 작은 값이라면 현재 단수를 그대로 유지한다.
또한, 현재 단수가 이미 최고 단수인 경우에도 현재 단수를 그대로 유지한다.
또한, 다음 링크인 링크 1의 평균주행속도(V1)가 현재 링크인 링크 0의 평균주행속도(V0)보다 크고, 이때 속도 차이(V1-V0)가 설정값 이상인 경우(V1이 V0보다 설정값 이상의 차이로 큰 경우), 현재 단수보다 낮은 단수가 결정된다.
여기서, 현재 단수가 이미 최저 단수인 경우에는 현재 단수를 그대로 유지한다.
요컨대, 다음 링크의 평균주행속도가 주행 중인 링크의 평균주행속도에 비해 설정값 이상의 차이로 더 작다면 현재 단수보다 높은 단수로의 표시 변경이 이루어지도록 하고, 다음 링크의 평균주행속도가 설정값 이상의 차이로 더 크다면 현재 단수보다 낮은 단수로의 표시 편경이 이루어지도록 한다.
상기와 같이 속도 차이로부터 결정된 단수는 단수 선택 및 변경을 유도하기 위해 입출력 표시부(110)를 통해 표시하여 운전자에게 안내한다.
평균주행속도를 이용하는 경우에도 단수 결정시 두 링크의 속도 차이가 설정값 이상으로 커 단수 변경이 필요한 경우일 때, 속도 차이의 정도에 따라 변경이 이루어지는 단 개수가 정해지도록 하는 것이 가능하다.
즉, 단수를 몇 단이나 높이고 낮출지가 속도 차이의 정도에 따라 결정되도록 하는 것이며, 이를 위해 미리 설정된 매칭 테이블을 이용하는 것이 가능하다.
매칭 테이블의 예시는 하기 표 2과 같으며, 표 2에서 속도 차이 정도의 수치와 결정 단수의 수치는 일례를 든 것이므로 변경 가능하다.
Figure 112013120925782-pat00002
표 2의 예를 참조하면, 두 링크의 속도 차이가 10도 이상으로 큰 경우 단수 변경이 이루어지며, 속도 차이가 10도 이상 큰 경우에서 현재 링크의 평균주행속도보다 다음 링크의 평균주행속도가 더 작다면(속도 차이가 + 값) 현재 단수보다 높은 단수가 결정되고, 현재 링크의 평균주행속도보다 다음 링크의 평균주행속도가 더 크다면(속도 차이가 - 값) 현재 단수보다 낮은 단수가 결정된다.
또한, 속도 차이의 구분 범위를 설정해두어 속도 차이 정도에 따라 표 2와 같이 현재 단수로부터 변경할 단수가 결정될 수 있도록 하는데, 예를 들어 다음 링크의 평균주행속도가 현재 링크의 평균주행속도보다 20km/h 이상 작고 그 속도 차이가 30km/h보다 작다면 현재 단수에서 두 개 단이 높은 단수가 결정된다.
위의 예에서 링크의 구배 정보(강판로 판정 및 구배 차이 등 연산에 활용)와 평균주행속도 정보를 이용하는 예를 설명하였으나, 링크의 곡률 정보를 이용하는 경우에도 유사한 방식이 적용될 수 있다.
특히, 곡률 정보로부터 곡선 도로임을 판정하고 최적 단수를 결정하여 표시하는 과정은 구배 정보를 이용하는 과정과 유사한 방법으로 진행될 수 있으며, 구배 정보를 이용하는 과정을 이해할 수 있다면 곡률 정보를 이용하는 과정 또한 충분히 이해할 수 있을 것이다.
다음의 링크에서 현재의 링크에 비해 곡률이 크다는 것(감속감을 크게 할 수 있는 단수로 변경)은 위의 설명에서 구배가 크다는 것에 대응되고, 곡률이 작다는 것(감속감을 작게 할 수 있는 단수로 변경)은 구배가 작다는 것에 대응된다 할 수 있으므로, 곡률을 이용하는 과정에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 실시예의 안내 장치(100)에서 제어부(140)가 도로상황에 적합한 최적 단수를 결정하고 나면, 결정된 최적 단수를 표시부(110)를 통해 표시 및 안내하여 운전자가 필요할 경우 단수를 변경하도록 유도한다.
이러한 최적 단수 표시 및 안내 시점은 다음 링크가 시작되는 지점으로 설정될 수 있다.
도 3은 상술한 과정을 정리하여 나타낸 순서도로서, 차량 주행 중 제어부(140)가 정보 제공부(130)에서 전달된 도로정보를 확인하여 주행 경로 상에 감속 이벤트가 존재하는지를 판단하고, 감속 이벤트가 존재하는 경우 감속 이벤트의 종류를 확인한다.
만약, 감속 이벤트가 강판로라면 구배 정보를 이용하여 최적 단수 결정 및 단수 표시 과정을 수행하고, 교차로나 톨게이트, 과속카메라, 과속방지턱 등인 경우 평균주행속도 정보를 이용하여 최적 단수 결정 및 단수 표시 과정을 수행한다.
도 4는 구배(경사도) 정보에 따른 표시 단수를 설명하기 위한 도면으로, (a) 경사도가 완만한 강판로일 경우 감속감이 작은 단수, 예컨대 D1 단이 최적 단수라 할 수 있고, (b) 경사도가 급한 강판로일 경우 감속감이 큰 단수, 예컨대 D3단이 최적 단수라 할 수 있다.
(a)의 경우, 제어부(140)는 정보 제공부(130)가 제공하는 3차원 지리정보(ADAS 3D Map) 등을 활용하여 주행 경로 상의 주행할 도로 구간(링크)에서 최적단이 D1단인 것으로 결정하고, 그 도로 구간 진입시에(또는 진입 전에) 최적 단수 D1단을 입출력 표시부(110)에 표시하여 운전자에게 알려준다.
(b)의 경우, 제어부(140)는 주행 경로 상의 주행할 도로 구간에서 최적단이 D3단인 것으로 결정한 뒤, 결정된 최적 단수 D1단을 입출력 표시부(110)에 표시하여 운전자에게 알려준다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
100 : 회생제동량 가변 제어 안내 장치
110 : 입출력 표시부
120 : 경로 생성부
130 : 정보 제공부
140 : 제어부

Claims (21)

  1. 운전자가 조작수단을 통해 선택한 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 운전자가 도로상황에 적합한 최적 단수를 선택하도록 안내해주는 장치로서,
    주행 경로 설정을 위한 차량 목적지 정보를 입력받고, 도로정보로부터 결정된 최적 단수를 표시하는 입출력 표시부;
    GPS를 통해 차량의 현재 위치를 파악하고, 현재 위치로부터 운전자가 입출력 표시부를 통해 입력한 목적지까지의 주행 경로를 생성하는 경로 생성부;
    주행 경로 상의 도로정보를 제공하는 정보 제공부; 및
    정보 제공부가 제공하는 도로정보를 이용하여 주행 경로 상의 도로 구간에 대한 최적 단수를 결정한 뒤 입출력 표시부를 통해 표시하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    효율적 회생제동 에너지를 얻기 위해 정보 제공부가 제공하는 도로정보로부터 주행 경로 상에서 감속 이벤트가 일어나는 곳으로 정의된 노드들을 확인한 뒤, 도로정보로부터 취득되는 각 노드 정보와 상기 노드들중 이웃한 노드들을 연결하는 도로 구간의 링크 정보를 이용하여 최적 단수를 결정하되, 현재 링크와 다음 링크의 구배, 곡률, 주행속도중 어느 하나를 설정값과 비교하여 최적 단수를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 노드는 강판로 및 곡선로의 시작점, 교차로, 톨게이트, 과속카메라, 과속방지턱, 속도제한구역의 시작점 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보 제공부가 제공하는 도로정보는 ADAS(Advanced Driver Assistance System, ADAS)의 3차원 지리정보(ADAS 3D Map)인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 장치.
  7. 운전자가 조작수단을 통해 선택한 단수에 따라 회생제동 토크맵이 선택되어 회생제동량 가변 제어가 이루어지는 차량에서 현재 위치로부터 운전자가 입출력 표시부를 통해 입력한 목적지까지의 주행 경로를 생성하는 단계;
    생성된 주행 경로 상의 도로정보를 취득하는 단계; 및
    취득한 도로정보를 이용하여 주행 경로 상의 도로 구간에 대한 최적 단수를 결정한 뒤 입출력 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하며,
    상기 최적 단수의 결정은, 효율적 회생제동 에너지를 얻기 위해 정보 제공부가 제공하는 도로정보로부터 주행 경로 상에서 감속 이벤트가 일어나는 곳으로 정의된 노드들을 확인하고, 도로정보로부터 취득되는 각 노드 정보와 상기 노드들중 이웃한 노드들을 연결하는 도로 구간의 링크 정보를 이용하며, 현재 링크와 다음 링크의 구배, 곡률, 주행속도중 어느 하나를 설정값과 비교하여 최적 단수를 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 노드는 강판로 및 곡선로의 시작점, 교차로, 톨게이트, 과속카메라, 과속방지턱, 속도제한구역의 시작점 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 7에 있어서, 제어부는 현재 주행 중인 링크의 구배와 다음 링크의 구배를 비교하여 다음 링크의 구배가 현재 주행 중인 링크의 구배보다 크고, 두 링크 간의 구배 차이가 설정값 이상인 경우 현재 단수보다 높은 단수를 최적 단수로 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    제어부는 현재 주행 중인 링크의 구배와 다음 링크의 구배를 비교하여 다음 링크의 구배가 현재 주행 중인 링크의 구배보다 작고, 두 링크 간의 구배 차이가 설정값 이상인 경우 현재 단수보다 낮은 단수를 최적 단수로 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  13. 청구항 7에 있어서, 상기 최적 단수 결정시 변경이 이루어지는 단 개수는 상기 링크들 사이의 구배 차이 정도에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  14. 청구항 7에 있어서,
    제어부는 현재 주행 중인 링크의 곡률과 다음 링크의 곡률을 비교하여 다음 링크의 곡률이 현재 주행 중인 링크의 곡률보다 크고, 두 링크 간의 곡률 차이가 설정값 이상인 경우 현재 단수보다 높은 단수를 최적 단수로 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  15. 청구항 7에 있어서,
    제어부는 현재 주행 중인 링크의 곡률과 다음 링크의 곡률을 비교하여 다음 링크의 곡률이 현재 주행 중인 링크의 곡률보다 작고, 두 링크 간의 곡률 차이가 설정값 이상인 경우 현재 단수보다 낮은 단수를 최적 단수로 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 7에 있어서,
    제어부는 현재 주행 중인 링크의 평균주행속도와 다음 링크의 평균주행속도를 비교하여 다음 링크의 평균주행속도가 현재 주행 중인 링크의 평균주행속도보다 작고, 두 링크 간의 속도 차이가 설정값 이상인 경우 현재 단수보다 높은 단수를 최적 단수로 결정하는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  18. 청구항 7에 있어서,
    제어부는 현재 주행 중인 링크의 평균주행속도와 다음 링크의 평균주행속도를 비교하여 다음 링크의 평균주행속도가 현재 주행 중인 링크의 평균주행속도보다 크고, 두 링크 간의 속도 차이가 설정값 이상인 경우 현재 단수보다 낮은 단수를 최적 단수로 결정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  19. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 최적 단수 결정시 변경이 이루어지는 단 개수는 상기 두 링크들 사이에서의 평균주행속도 차이 정도에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
  20. 삭제
  21. 청구항 7에 있어서,
    상기 정보 제공부가 제공하는 도로정보는 ADAS(Advanced Driver Assistance System, ADAS)의 3차원 지리정보(ADAS 3D Map)인 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 회생제동량 가변 제어 안내 방법.
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