KR101879865B1 - 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법은, 차량의 드라이빙 모드를 선택하는 드라이빙 모드 선택부; 차량의 기울기를 감지하는 가속도센서; 및 드라이빙 모드 선택부로부터 에코 드라이빙 모드가 입력되면, 가속도센서를 통해 차량이 오르막길에 진입하였는지 여부를 판단하여, 알터네이터의 회전수 및 전자부하의 온오프를 제어하는 제어부;를 포함하되, 제어부는, 사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하의 설정을 저장부에 저장하고, 에코 드라이빙 모드 중단 시 저장부에 저장된 설정으로 전자부하의 설정을 다시 변경하여 유지하고, 제어부는, 배터리센서로부터 차량의 배터리 상태를 입력받아, 차량의 배터리 상태가 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 알터네이터의 회전수를 감소시키고, 전자부하를 오프시키는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING SMART POWER OF THE VEHICLE}
본 발명은 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에코 드라이빙 모드 시, 차량이 오르막길에 진입하면 스마트 전력 제어를 수행하는 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 자동차 산업은 가솔린 및 디젤 내연기관을 중심으로 급속한 성장을 해왔으나, 그로 인해 환경오염 문제가 심각해지고, 화석연료 고갈 문제가 발생하여 고유가 시대를 맞이하게 되었다.
따라서, 차량 연비의 최적화는 자동차 제조업체나 소비자 그리고 환경적인 측면에서 매우 큰 이슈가 되었다.
제조업체의 경우, 연비 절감을 위한 엔진 및 변속기의 개발 및 효율화 작업이 꾸준히 연구되고 있고, 소비자 입장에서는 연비 향상을 위한 경제적인 운전 방법이 큰 화제가 되고 있다. 그리고 환경적인 측면에서는 각종 연료 소비 효율의 법규화 및 그 제한의 상승으로 환경오염에 대응하고 있다.
그러나, 환경문제 및 연료 고갈의 문제에 대응함에 있어서 연비가 향상된 차량의 개발 및 법규화도 중요하지만, 차량을 운행하는 운전자의 운전습관을 개선하는 것이 가장 중요하다. 동일한 차량이나 차종에 대해서도 운전자의 운전습관에 따라 연비가 크게 달라질 수 있기 때문이다.
따라서, 최근에는 친환경 운전, 즉 에코 드라이브의 중요성을 강조 및 홍보하는 운동이 활발히 전개되고 있다. 에코 드라이브는 자동차 운전자 스스로 친환경 운전, 안전운전, 경제적 운전 행동을 최적화하여 배기가스 감축, 사고 예방, 차량의 수명 연장, 에너지 절약을 실천하는 신개념의 운전 행동이다.
특히, 에코 드라이브는 지구환경도 지키면서 기름 값을 절약할 수 있는 친환경 운전 방법으로, 급가속, 급감속의 억제 등 연비를 좋게 하는 경제적 운전 방법이다.
그러나, 장시간에 걸쳐 체화된 운전자의 운전 습관을 교정하는 것은 쉽지 않기 때문에 에코 드라이빙 모드를 구비한 차량이 개발되어 상용화된 상태이다.
즉, 운전자가 에코 드라이빙 모드를 선택하면, 자동차 스스로 엔진, 변속기, 에어컨 등을 조절하여 최적의 연비로 차량을 운행할 수 있도록 한다.
그러나, 종래의 에코 드라이빙 모드에서는 연료 분사량에 의한 엔진출력을 제어하여, 차량의 오르막길 진입 시, 엔진의 출력을 저하시키는 에어컨, 통풍시트 등과 같은 편의사항에 의해 엔진의 출력이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 엔진 출력 저하로 인해 운전자가 느끼는 주행 감성 품질이 저하되고, 불필요한 전력제어로 인해 연비가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0099261호(공개일 : 2016.08.22공개)인 "차량의 클러스터 내 에코 가이드 표시 장치 및 그 방법"이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 에코 드라이빙 모드 시, 차량이 오르막길에 진입하면 스마트 전력 제어를 수행하여 엔진 출력 저하를 감소시키는 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치는, 차량의 드라이빙 모드를 선택하는 드라이빙 모드 선택부; 상기 차량의 기울기를 감지하는 가속도센서; 및 상기 드라이빙 모드 선택부로부터 에코 드라이빙 모드가 입력되면, 상기 가속도센서를 통해 상기 차량이 오르막길에 진입하였는지 여부를 판단하여, 알터네이터의 회전수 및 전자부하의 온오프를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하의 설정을 저장부에 저장하고, 에코 드라이빙 모드 중단 시 상기 저장부에 저장된 설정으로 상기 전자부하의 설정을 다시 변경하여 유지하고, 상기 제어부는, 배터리센서로부터 상기 차량의 배터리 상태를 입력받아, 상기 차량의 배터리 상태가 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 상기 알터네이터의 회전수를 감소시키고, 상기 전자부하를 오프시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 가속도센서를 통해 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 여부를 판단하여, 상기 차량이 평지 또는 내리막길에 진입한 경우, 에코 드라이빙 모드를 중단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 차량의 스마트 전력 제어 방법은, 제어부가 드라이빙 모드 선택부로부터 에코 드라이빙 모드를 입력받는 단계; 상기 제어부가 가속도센서를 통해 차량이 오르막길에 진입하였는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 오르막길 진입 여부에 따라 알터네이터의 회전수 및 전자부하의 온오프를 제어하는 단계;를 포함하되, 상기 제어부가 상기 가속도센서를 통해 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 차량이 평지 또는 내리막길에 진입한 경우, 상기 제어부가 에코 드라이빙 모드를 중단하는 단계;를 더 포함하고, 상기 에코 드라이빙 모드를 중단하는 단계는, 상기 제어부가 전자부하의 설정을 저장부에 저장된 전자부하의 설정으로 다시 변경하여 유지하는 단계;를 포함하며, 상기 제어부가 배터리센서로부터 차량의 배터리 상태를 입력받는 단계; 상기 제어부가 상기 배터리센서로부터 입력받은 차량의 배터리 상태가 기준치 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 차량의 배터리 상태가 기준치 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 알터네이터의 회전수를 감소시키고, 상기 전자부하를 오프시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법은, 에코 드라이빙 모드 시, 차량이 오르막길에 진입하면 스마트 전력 제어를 수행함으로써, 오르막길에서 발생할 수 있는 엔진 출력 저하를 감소시켜, 주행 감성 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치를 나타낸 블록구성도로서, 이를 참조하여 차량의 스마트 전력 제어 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치는, 드라이빙 모드 선택부(100), 가속도센서(200), 배터리센서(300), 제어부(400), 저장부(500), 알터네이터(600) 및 전자부하(700)를 포함한다.
드라이빙 모드 선택부(100)는 차량의 드라이빙 모드를 선택하는 스위치로, 예를 들어, 노멀(NORMAL) 모드, 스포츠(SPORTS) 모드, 에코(ECO) 모드 등을 선택할 수 있다. 즉, 운전자는 드라이빙 모드 선택부(100)를 통해 차량의 드라이빙 모드 중 하나를 선택할 수 있다.
이때, 드라이빙 모드는 사용자가 선택하지 않은 상황에서 기본으로 노멀 모드로 설정될 수 있으며, 또한 노멀 모드를 제외한 다른 드라이빙 모드 해제 시 노멀 모드로 설정될 수 있다.
또한, 운전자가 에코 모드를 선택한 경우에는 시동의 온오프에 상관없이 설정이 해제되지 않고 유지될 수 있으며, 사용자의 해제 선택 시에만 설정이 해제되도록 할 수 있다.
한편, 드라이빙 모드 선택부(100)는 운전자가 입력하기 용이한 차량의 운전석 근처에 설치될 수 있고, 버튼 스위치 형태로 형성될 수 있으나, 그 종류나 설치 장소는 한정하지 않는다.
가속도센서(200)는 차량의 가속도를 감지하고, 이를 통해 차량의 기울기를 감지하여 제어부(400)로 전송한다. 가속도센서(200)는 외부의 충격량과 방향을 감지하는 것으로, 외부의 충격이 없을 때는 항상 중력 방향을 감지하므로 기울기센서의 기능을 할 수 있다.
즉, 가속도센서(200)뿐만 아니라 기울기센서 및 자이로센서 등으로 차량의 기울기를 감지할 수도 있다.
배터리센서(300)는 차량의 배터리 상태를 감지하여 제어부(400)에 전송한다. 즉, 배터리센서(300)는 차량의 배터리 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 측정할 수 있다. 또한, 배터리센서(300)는 배터리의 작동 영역 내에서 각 셀들의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출할 수 있다.
저장부(500)는 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 설정된 전자부하(700)의 설정을 저장한다. 즉, 사용자가 전자부하(700)에 대하여 설정한 사항들을 저장하고, 에코 드라이빙 모드가 해제되거나 중단되었을 경우, 전자부하(700)의 설정을 제어부(400)에 제공할 수 있다.
알터네이터(alternator, 600)는 교류 발전기로, 엔진의 회전력을 이용하여 발전하고 발생된 전기를 이용하여 배터리를 충전시키는 역할을 수행한다. 즉, 엔진의 동력을 이용하여 로터를 회전시켜 전자 유도에 의해 교류 전류를 발생시키고, 교류 전류를 직류 전류로 정류하여 배터리에 충전을 하게 된다. 따라서, 알터네이터(600)는 전자부하(700)에 필요한 전기를 만들어 배터리에 저장할 수 있다.
한편, 알터네이터(600)는 엔진의 힘으로 작동되는 저항 부품이므로, 저항을 최대한 줄여주기 위하여 알터네이터(600)의 회전이 필요 없을 경우에는 알터네이터(600)의 회전수를 감소시킬 수 있다.
전자부하(700)는 배터리로부터 전원을 공급받아 부하를 발생시키는 것으로, 앞, 뒤, 사이드 미러 열선, 에어컨, 통풍시트 및 열선시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 전자부하(700)는 각각 제어부(400)의 제어에 의해 온오프 될 수 있다.
제어부(400)는 차량의 스마트 전력 제어를 수행하는 것으로, 드라이빙 모드에 따라 알터네이터(600)의 회전수 및 전자부하(700)의 온오프를 제어한다.
즉, 제어부(400)는 드라이빙 모드 선택부(100)로부터 드리이빙 모드를 입력받는다. 이때, 드라이빙 모드 선택부(100)로부터 에코 드라이빙 모드가 입력되면, 제어부(400)는 가속도센서(200)로부터 차량의 기울기를 입력받아 차량의 오르막길 진입 여부를 판단한다.
그리고 제어부(400)는 차량이 오르막길에 진입한 경우, 배터리센서(300)로부터 차량의 배터리 상태를 입력받는다. 그 다음 제어부(400)는 배터리센서(300)로부터 입력받은 차량의 배터리 상태가 미리 설정한 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 배터리 상태가 정상이라고 판단하여 에코 드라이빙 제어를 수행할 수 있다.
즉, 제어부(400)는 배터리 상태가 정상이라고 판단하면, 알터네이터(600)의 회전수를 감소시키고, 전자부하(700)를 오프시킨다.
다시 말해, 제어부(400)는 에코 드라이빙 모드가 입력된 경우, 차량이 오르막길에 진입하고, 배터리 상태가 정상이면, 사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하(700)의 설정을 중지하고, 알터네이터(600)의 회전수를 감소시키고, 앞, 뒤, 사이드 미러 열선, 에어컨, 통풍시트 및 열선시트 중 적어도 하나를 오프시킬 수 있다. 따라서, 차량의 오르막길 진입 시 차량 연료 효율을 향상시킬 수 있으며, 운전자 주행감성 품질을 향상시킬 수 있다.
그리고 제어부(400)는 가속도센서(200)를 통해 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였다고 판단한 경우, 에코 드라이빙 모드를 중지할 수 있다. 여기서, 에코 드라이빙 모드는 차량이 평지 또는 내리막길에 진입함과 동시에 종료될 수도 있으나, 본 실시예에서는 사용자의 에코 드라이빙 모드 해제에 의해서 종료되는 것으로 설명하도록 한다. 그러나, 이에 한정하지는 않는다.
그리고, 제어부(400)는 에코 드라이빙 모드가 중지되면, 사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하(700)의 설정으로 다시 변경하여 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 차량의 스마트 전력 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 방법은, 먼저 제어부(400)가 드라이빙 모드 선택부(100)로부터 에코 드라이빙 모드가 입력되었는지 확인한다(S100).
여기서, 드라이빙 모드 선택부(100)는 차량의 드라이빙 모드를 선택하는 스위치로, 예를 들어, 운전자가 노멀(NORMAL) 모드, 스포츠(SPORTS) 모드, 에코(ECO) 모드 등을 선택할 수 있다.
따라서, 제어부(400)는 상기 드라이빙 모드 중 에코 드라이빙 모드가 입력되었는지 판단할 수 있다.
이때, 에코 드라이빙 모드가 입력되지 않은 경우, 제어부(400)는 전자부하(700)에 대하여 저장부(500)에 저장된 사용자 설정을 유지할 수 있다(S600).
반면, S100 단계에서 에코 드라이빙 모드가 입력된 경우, 제어부(400)는 차량이 오르막길에 진입하였는지 판단한다(S200).
제어부(400)는 가속도센서(200)로부터 차량의 기울기를 입력받아 차량의 오르막길 진입 여부를 판단할 수 있는데, 여기서 가속도센서(200)는 외부의 충격량과 방향을 감지하는 것으로, 외부의 충격이 없을 때는 항상 중력 방향을 감지하므로 기울기센서의 기능을 할 수 있다.
이때, 차량이 오르막길에 진입하지 않은 경우, 제어부(400)는 전자부하(700)에 대하여 저장부(500)에 저장된 사용자 설정을 유지할 수 있다(S600).
반면, S200 단계에서 차량이 오르막길에 진입한 경우, 제어부(400)는 배터리센서(300)로부터 차량의 배터리 상태를 입력받아, 배터리 상태가 기준치 이상인지 판단한다(S300).
즉, 제어부(400)는 배터리센서(300)로부터 차량의 배터리 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 입력받고, 미리 설정한 기준치 이상인지 판단하여 기준치 이상인 경우, 배터리 상태가 정상이라고 판단할 수 있다.
이때, 배터리 상태가 정상이 아니라고 판단한 경우, 제어부(400)는 전자부하(700)에 대하여 저장부(500)에 저장된 사용자 설정을 유지할 수 있다(S600).
반면, S300 단계에서 배터리 상태가 정상이라고 판단한 경우, 제어부(400)는 에코 드라이빙 제어를 수행한다(S400).
즉, 제어부(400)는 배터리 상태가 정상이라고 판단하면, 알터네이터(600)의 회전수를 감소시키고, 전자부하(700)를 오프시킨다.
다시 말해, 제어부(400)는 에코 드라이빙 모드가 입력된 경우, 차량이 오르막길에 진입하고, 배터리 상태가 정상이면, 사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하(700)의 설정을 중지하고, 알터네이터(600)의 회전수를 감소시키고, 앞, 뒤, 사이드 미러 열선, 에어컨, 통풍시트 및 열선시트를 오프시킬 수 있다.
따라서, 전자부하(700)를 잠시 오프시켜 전자부하(700)에 의한 엔진 출력 저하를 감소시키고, 알터네이터(600)의 회전수를 감소시켜 연비를 줄일 수 있도록 한다.
S400 단계 이후, 제어부(400)는 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 판단한다(S500).
즉, 제어부(400)는 가속도센서(200)를 통해 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 여부를 판단할 수 있다.
S500 단계에서 차량이 평지 또는 내리막길에 진입했다고 판단한 경우, 제어부(400)는 전자부하(700)에 대해 저장부(500)에 저장된 사용자 설정으로 다시 변경하여 유지한다(S600).
즉, 제어부(400)는 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였다고 판단한 경우, 에코 드라이빙 모드를 중지하고, 사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하(700)의 설정으로 다시 변경하여 유지할 수 있다.
그러나, S500 단계에서 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하지 않았다고 판단한 경우, 제어부(400)는 S400 단계로 회귀하여, 에코 드라이빙 제어를 수행한다(S400).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 스마트 전력 제어 장치 및 방법은, 에코 드라이빙 모드 시, 차량이 오르막길에 진입하면 스마트 전력 제어를 수행함으로써, 오르막길에서 발생할 수 있는 엔진 출력 저하를 감소시켜, 주행 감성 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 드라이빙 모드 선택부 200 : 가속도센서
300 : 배터리센서 400 : 제어부
500 : 저장부 600 : 알터네이터
700 : 전자부하

Claims (3)

  1. 차량의 드라이빙 모드를 선택하는 드라이빙 모드 선택부;
    상기 차량의 기울기를 감지하는 가속도센서; 및
    상기 드라이빙 모드 선택부로부터 에코 드라이빙 모드가 입력되면, 상기 가속도센서를 통해 상기 차량이 오르막길에 진입하였는지 여부를 판단하여, 알터네이터의 회전수 및 전자부하의 온오프를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    사용자 인터페이스를 통해 설정된 전자부하의 설정을 저장부에 저장하고, 에코 드라이빙 모드 중단 시 상기 저장부에 저장된 설정으로 상기 전자부하의 설정을 다시 변경하여 유지하고,
    상기 제어부는,
    배터리센서로부터 상기 차량의 배터리 상태를 입력받아, 상기 차량의 배터리 상태가 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 상기 알터네이터의 회전수를 감소시키고, 상기 전자부하를 오프시키며,
    상기 제어부는,
    상기 가속도센서를 통해 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 여부를 판단하여, 상기 차량이 평지 또는 내리막길에 진입한 경우, 에코 드라이빙 모드를 중단하는 것을 특징으로 하는 차량의 스마트 전력 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제어부가 드라이빙 모드 선택부로부터 에코 드라이빙 모드를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 가속도센서를 통해 차량이 오르막길에 진입하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 오르막길 진입 여부에 따라 알터네이터의 회전수 및 전자부하의 온오프를 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 제어부가 상기 가속도센서를 통해 차량이 평지 또는 내리막길에 진입하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 차량이 평지 또는 내리막길에 진입한 경우, 상기 제어부가 에코 드라이빙 모드를 중단하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 에코 드라이빙 모드를 중단하는 단계는,
    상기 제어부가 전자부하의 설정을 저장부에 저장된 전자부하의 설정으로 다시 변경하여 유지하는 단계;를 포함하며,
    상기 제어부가 배터리센서로부터 차량의 배터리 상태를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 배터리센서로부터 입력받은 차량의 배터리 상태가 기준치 이상인지 판단하는 단계; 및
    상기 차량의 배터리 상태가 기준치 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 알터네이터의 회전수를 감소시키고, 상기 전자부하를 오프시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 스마트 전력 제어 방법.
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