KR20130005114A - 차량용 크루즈 컨트롤시스템의 제어방법 및 이를 포함하는 차량용 전자통제시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 크루즈시스템의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 (a) 차량용 크루즈시스템이, 차량의 현재 속도가 입력목표차속을 추종하도록 동작하는 크루즈 기본제어로직을 수행하는 단계; (b) 차량의 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악하고, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간 내에서 주행 중인 지 판단하는 단계; 및 (c) 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 내에 주행 중인 것으로 판단한 경우 상기 입력목표차속을 사용자가 설정한 목표차속으로부터 사전에 정해진 감소값 만큼하여 감소하여 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 예상 주행 코스를 분석하여 등판 및 강판 조건을 미리 예측하며, 이를 기반으로 차량의 크루즈 컨트롤을 지능적으로 수행함으로써 크루즈 주행시 차량의 연비를 향상할 수 있다.

Description

차량용 크루즈 컨트롤시스템의 제어방법 및 이를 포함하는 차량용 전자통제시스템{Control method of vehicle cruise control system, and vehicle electronic control system including the same}

본 발명은 운전자가 정한 속도로 차량이 주행하도록 제어하는 차량용 크루즈 컨트롤시스템의 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 외부 IT 기기와 연동할 수 있는 지능형 차량용 크루즈 컨트롤시스템의 제어방법 및 이를 포함하는 차량용 전자통제시스템에 관한 것이다.

크루즈 컨트롤시스템(Cruise control system)은 정속 주행시스템을 의미하는 것으로 운전자가 차속을 정하면 차량이 정해진 목표 차속을 유지하도록 자동 제어되는 시스템이다. 최근에는 앞 차량의 차속을 감지하여, 선행 차량이 차속을 줄이면, 자동으로 속도를 줄였다가 다시 선행차량이 목표 차속 이상으로 진행하면, 원래의 목표 차속으로 복귀하는 시스템이 개발되기도 하였다.

그러나 종래의 크루즈 컨트롤시스템은 목표 차속의 유지, 차간 거리의 유지 등 사용자의 편의성을 중심으로 개발이 진행되는 경향이 강하며, 연비 효율성을 고려한 개발 노력은 상대적으로 부족한 실정이다.

즉 종래의 대부분의 크루즈 컨트롤시스템은 일반적으로 등판 구간에서도 차속을 유지하기 위해 공기량을 늘리는 제어를 실시하므로 연료 분사량이 늘어나 연비가 악화되는 문제를 가지고 있다.

KR 10-2008-0089543 A 2008. 10. 07, 도면 2

본 발명의 목적은 차량의 네비게이션 시스템과 같은 IT 기기와 연동하여 차량의 예상 주행 코스를 분석하여, 이를 크루즈 컨트롤 주행 시 이용함으로써 차량의 연비를 향상할 수 있는 차량용 크루즈 컨트롤시스템의 제어방법 및 이를 포함하는 차량용 전자통제시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량용 크루즈시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 차량용 크루즈시스템의 제어방법은 (a) 차량용 크루즈시스템이, 차량의 현재 속도가 입력목표차속을 추종하도록 동작하는 크루즈 기본제어로직을 수행하는 단계; (b) 차량의 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악하고, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간 내에서 주행 중인 지 판단하는 단계; 및 (c) 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 내에 주행 중인 것으로 판단한 경우 상기 입력목표차속을 사용자가 설정한 목표차속으로부터 사전에 정해진 감소값 만큼하여 감소하여 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량용 크루즈시스템의 제어방법은 (d) 차량의 발전시스템과 연동하여 배터리의 에너지충전상태를 파악하고 사전에 정해진 기준값 이상인지 판단하는 단계; 및 (e) 상기 에너지충전상태의 값이 상기 기준값 이상이 아닌 경우 상기 (a)단계를 수행하고, 상기 에너지충전상태의 값이 상기 기준값 이상인 경우 상기 발전시스템과 연동하여 목표 발전량을 현재의 발전량으로부터 사전에 정해진 감소 전력값 만큼 감소하여 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은 차량용 전자통제시스템에 대한 것으로, 본 차량용 전자통제시스템은 차량의 위치 및 속도를 파악하여 내장된 맵 상에 표시하는 네비게이션 시스템; 차량의 구동축과 연결되어 발전을 수행하는 알터네이터와 배터리의 관리를 수행하는 배터리관리시스템을 구비한 발전시스템; 및 상기 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악하는 주행구간분석모듈과, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간을 진입하기 소정 시간 전인 경우 상기 발전시스템과 연동하여 배터리의 에너지충전상태를 현재 상태보다 높게 하는 등판준비모듈과, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간 내에서 주행 중인 것으로 판단한 경우 목표차속을 감소하는 등판주행모듈과, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 강판구간 내에서 주행 중이고 차량이 목표차속 이상으로 주행 중인 것으로 판단한 경우 차량의 현재속도가 목표차속을 유지하도록 상기 발전시스템의 에너지충전상태를 높게 하는 강판주행모듈을 구비하는 차랑용 크루즈시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 차량의 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상 주행 코스를 분석하여 등판 및 강판 조건을 미리 예측하며, 이를 기반으로 차량의 크루즈 컨트롤을 지능적으로 수행함으로써 크루즈 컨트롤 주행시 차량의 연비를 향상할 수 있다.

또한, 본 발명은 토크 보조시스템과의 연동을 고려한 제어로직을 포함하고 있어 일반 차량 뿐만 아니라 하이브리드 차량에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자통제시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템의 제어절차도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자통제시스템 및 차량용 크루즈시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전자통제시스템의 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 차량용 전자통제시스템(100)은 차량에 내장되어 운용되는 네비게이션 시스템(2)과 차량에 내장되어 운용되는 발전시스템(3)과 차량용 크루즈시스템(1)으로 이루어져 있다.

네비게이션 시스템(2)은 GPS수신기와 내장된 맵을 통해 차량의 현재현재를 위치 및 차량의 속도 등을 모니터링하여 전송할 수 있다. 그리고 발전시스템(3)은 차량의 구동축과 연결되어 발전을 수행하는 알터네이터와 배터리를 관리하며 에너지충전상태(SOC)을 모니터링하여 전송하는 배터리관리시스템(BMS)을 구비하고 있다.

이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템(1)에 대하여 구체적으로 설명한다. 차량용 크루즈시스템(1)은 차량의 속도가 운전자가 정한 속도를 유지하도록 차량을 제어하는 자동제어 시스템이다.

특히, 본 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 크루즈 제어를 위해 차량의 네비게이션 시스템(2)과 연동하며, 알터네이터를 이용해 발전을 담당하는 발전시스템(3)과 연동한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템(1)은 기능적으로 주행구간분석모듈(10), 등판준비모듈(20), 등판주행모듈(30), 강판주행모듈(40)로 구분할 수 있다. 여기서는 정해진 속도를 추종하는 주행제어 절차는 공지기술에 해당하므로 설명은 생략한다.

주행구간분석모듈(10)은 차량에 내장되어 운용되는 네비게이션 시스템(2)과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여, 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악한다. 또한 주행구간분석모듈(10)은 파악된 등판구간 별로 등판 평균경사각을 각각 계산하고, 파악된 강판구간 별로 강판 평균경사각을 각각 계산한다.

등판준비모듈(20)은 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간을 진입하기 소정 시간 전인 경우, 차량에 내장되어 운용되는 발전시스템(3)을 제어하여 배터리의 에너지충전상태를 현재 상태보다 높게한다.

이것은 본 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템(1)이 등판주행 동안 차량의 속도 감소로 야기 되는 전력 발전량의 감소를 대비하기 위함이다.

또한, 이것은 차량에 모터에 의해 엔진의 구동토크를 보조하는 토크 보조시스템이 구비된 경우, 등판주행 동안 엔진의 구동 토크를 보조하도록 토크 보조시스템에 전력을 공급하기 위함이다. 일반적으로 엔진과 모터를 구동원으로 같이 이용하는 하이브리드 차량이 이에 해당할 수 있다.

등판주행모듈(30)은 차량의 현재 위치가 파악된 강판구간 내에서 주행 중인 것으로 판단한 경우, 목표차속을 감소한다. 여기서 목표차속의 감소는 위의 주행구간분석모듈(10)에 의해 계산된 평균 등판경사각에 대응하여 수행된다.

즉, 평균 등판경사각의 크기에 대응하여 목표차속의 감소값이 정해진다. 즉 평균 등판경사각의 크기가 크면 클 수록 목표차속의 감소값이 커지도록 정해진다.

등판주행모듈(30)에서 수행되는 목표차속의 감소는 엔진의 부담을 덜어주어 연비를 향상시킬 수 있다. 더구나 차량에 토크 보조시스템이 운용되는 경우, 토크 보조시스템에 의해 엔진의 부담은 더욱 줄어들 수 있다.

등판주행모듈(30)에서 차량의 현재 위치가 등판구간 내에 있는 것을 판단하는 방법은 연동된 네비게이션 시스템에 내장된 기능을 활용하는 것으로, 차량의 현재 위치를 파악하고 파악된 현재 위치가 주행구간분석모듈(10)에 의해 파악된 등판구간 내에 있는지 비교하는 것에 의해 이루어질 수 있다.

차량의 현재 위치가 등판구간 내에 있는 것을 판단하는 또 다른 방법은, 차량으로부터 제공되는 차량의 기어단 및 차량속도를 모니터링하고, 이 모니터링된 정보들을 이용함으로써 판단할 수 있다. 즉, 차량속도의 변화와 기어단의 변화를 고려하여 차량이 현재 등판구간 내에 있는지를 유추할 수 있다.

강판주행모듈(40)은 차량의 현재 위치가 주행구간분석모듈(10)에 의해 파악된 강판구간 내에서 주행 중이고 차량이 목표차속 이상으로 주행 중인 것으로 판단한 경우, 차량의 현재속도가 목표차속으로 감소하도록 차량 발전시스템의 배터리 에너지충전상태를 높게 한다. 여기서 목표차속은 주행구간분석모듈(10)에서 계산된 강판 평균경사각에 대응하여 증가되어 재 설정된다.

여기서 강판주행모듈(40)은 주행구간분석모듈(10)에서 계산된 강판 평균경사각에 대응하여 목표차속을 증가하여 재 설정할 수 있다. 이에 의해, 강판구간에서 차량을 보다 원할하게 주행하도록 할 수 있다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템의 동작에 대하여 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차량용 크루즈시스템(1)은 크루즈 기본제어로직을 수행한다(S202), 크루즈 기본제어로직은 기준으로 입력되는 입력목표차속(Vtp)을 추종하도록 동작한다.

다음 차량용 크루즈시스템(1)은 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여, 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악하고, 각 등판구간 별로 등판 평균경사각을 계산하며, 각 강판구간 별로 강판 평균경사각을 계산한다(S204).

그리고 차량용 크루즈시스템(1)은 차량의 현재 위치가 위의 S204단계에서 파악된 강판구간 내에 있는 지 판단한다(S206).

판단 결과, 강판구간 내에 차량이 위치하는 것으로 판단한 경우, 차량용 크루즈시스템(1)은 사용자가 설정한 목표차속(Vt)으로부터, S204단계에서 파악된 강판 평균경사각의 크기에 대응하여 계산한 감소값(ΔVs1)을 차감하고 이 차감된 결과(Vt-ΔVs1)를 입력목표차속(Vtp)로 설정한다(S210). 입력목표차속(Vtp)는 크루즈 기본제어로직의 목표값으로 입력된다.

다음, 차량용 크루즈시스템(1)은 배터리의 에너지충전상태(SOC)가 사전에 정해진 기준값 이상인지 판단하고(S212), 기준값 미만이라고 판단한 경우 S202단계로 돌아가, S210단계에서 설정된 입력목표차속(Vtp)를 추종하도록 크루즈 기본제어로직을 수행한다.

S212단계의 판단 결과, 에너지충전상태가 사전에 정해진 기준값 이상이라고 판단한 경우, 차량용 크루즈시스템(1)은 차량의 발전시스템과 연동하여 발전량을 감소한다(S214). 이러한 감소 전력값(ΔP1)은 현재 에너지충전상태와 위의 기준값과의 차이와, 위의 감소값(ΔVs1)을 고려하여 결정할 수 있다.

다음 본 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템(1)은, 토크 보조시스템과의 연동을 고려하여, 토크 보조시스템과의 연동가능 여부를 판단하며(S216), 판단 결과 연동 가능하지 않은 경우 S202단계로 돌아간다.

S216단계의 판단 결과, 연동 가능한 경우, 차량용 크루즈시스템(1)은 토크 보조시스템과 연동하여 등판구간에서 엔진 토크를 보조한다(S218). 이에 의해 엔진의 부하가 감소하여 연비가 향상될 수 있다.

한편, 위의 206단계 판단 결과, 차량이 현재 위치가 파악된 등판구간 내가 아닌 경우, 크루즈 기본제어로직의 입력목표차속(Vtp)를 사용자가 설정한 목표차속(Vt)으로 설정한다(S220).

다음, 차량용 크루즈시스템(1)은 현재 차량의 위치가 S204단계에서 파악된 강판구간 내에 있는 지 판단하고(S222), 판단 결과 강판구간 내에 있는 것으로 판단한 경우 차량의 현재속도(V)가, 목표차속(Vt)에 증가값(ΔVs2)을 더한 값보다 큰지 판단한다(S224). 여기서 증가값(ΔVs2)은 S204단계에서 계산된 강판구간의 강판 평균경사각에 대응하여 계산될 수 있다.

S224단계의 판단 결과 현재속도(V)가 목표차속(Vt)에 증가값(Vs2)을 더한 값보다 크지 않다고 판단한 경우, 차량용 크루즈시스템(1)는 S202단계로 돌아가 S220단계에서 설정된 입력목표차속(Vtp)를 기준으로 크루즈 기본제어로직을 수행한다.

S224단계의 판단 결과 현재속도(V)가 목표차속(Vt)에 증가값을 더한 값(Vt + ΔVs2)보다 큰 경우, 차량용 크루즈시스템(1)은 차량의 발전시스템과 연동하여 에너지충전상태를 증가한다(S226). 이러한 증가 전력값(ΔP2)은 현재 차량의 속도와 목표차속(Vt)의 차이에 대응하여 결정될 수 있다. 즉 차량용 크루즈시스템(1)는 현재 차량의 속도와 목표차속(Vt)의 차이가 클수록 큰 제동력이 발생하도록 증가 전력값(ΔP2)을 크게한다.

S222단계의 판단 결과, 현재 차량의 위치가 강판구간 내에 없는 것으로 판단한 경우, 차량용 크루즈시스템(1)는 현재 차량의 위치가 S204단계에서 판단된 등판구간 진입하기 사전에 정해진 시간 전에 해당하는 위치에 속하는지 판단하고(S230), 판단결과 등판구간 진입하기 사전에 정해진 시간 전에 해당하는 위치에 속하지 않은 경우, S202단계로 돌아간다.

S230단계의 판단 결과, 현재 차량의 위치가 등판구간 진입하기 사전에 정해진 시간 전에 해당하는 위치에 속하는 경우, 차량용 크루즈시스템(1)은 차량의 발전시스템과 연동하여 배터리의 에너지충전상태(SOC)를 일정 수준 증가시킨다(S232).

이와 같이 본 실시예에 따른 차량용 크루즈시스템(1)은 등판 및 강판과 같은 주행조건에 대응하여 목표차속 및 발전량을 지능적으로 제어함으로써 연비의 감소가 가능한 크루즈 주행제어를 구현할 수 있다.

1: 차량용 크루즈시스템 2: 네비게이션 시스템
3: 발전시스템 10: 주행구간분석모듈
20: 등판준비모듈 30: 등판주행모듈
40: 강판주행모듈 100: 차량용 전자통제시스템

Claims (8)

1. (a) 차량용 크루즈시스템이, 차량의 현재 속도가 입력목표차속을 추종하도록 동작하는 크루즈 기본제어로직을 수행하는 단계;
   (b) 차량의 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악하고, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간 내에서 주행 중인 지 판단하는 단계; 및
   (c) 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 내에 주행 중인 것으로 판단한 경우 상기 입력목표차속을 사용자가 설정한 목표차속으로부터 사전에 정해진 감소값 만큼 감소하여 설정하는 단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   (d) 차량의 발전시스템과 연동하여 배터리의 에너지충전상태를 파악하고 사전에 정해진 기준값 이상인지 판단하는 단계; 및
   (e) 상기 에너지충전상태의 값이 상기 기준값 이상이 아닌 경우 상기 (a)단계를 수행하고, 상기 에너지충전상태의 값이 상기 기준값 이상인 경우 상기 발전시스템과 연동하여 목표 발전량을 현재의 발전량으로부터 사전에 정해진 감소 전력값 만큼 감소하여 설정하는 단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
3. 제2항에 있어서,
   (f) 모터에 의해 엔진의 토크를 보조하기 위한 토크 보조시스템과 연동 가능한지 판단하는 단계; 및
   (g) 상기 토크 보조시스템과 연동 가능하지 않은 경우 상기 (a)단계를 수행하고, 상기 토크 보조시스템과 연동 가능하다고 판단한 경우 상기 토크 보조시스템과 연동하여 상기 모터를 구동하여 엔진 토크를 보조하면서 동시에 상기 (a)단계를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
4. 제1항에 있어서,
   (h) 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 내에서 주행 중이 아닌 경우 상기 입력목표차속을 상기 목표차속으로 설정하고, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 강판구간 내에서 주행 중인 지 판단하는 단계;
   (i) 차량의 현재 위치가 상기 강판구간 내에 있는 것으로 판단한 경우 차량의 현재 속도가 상기 목표차속에 사전에 정해진 증가값을 더한 값보다 큰지 판단하는 단계; 및
   (j) 차량의 현재 속도가 상기 목표차속에 사전에 정해진 증가값을 더한 값보다 크지 않은 경우 상기 (a)단계를 수행하고, 차량의 현재 속도가 상기 목표차속에 사전에 정해진 증가값을 더한 값보다 큰 경우 상기 발전시스템과 연동하여 목표 발전량을 현재의 발전량으로부터 사전에 정해진 증가 전력값 만큼 증가하여 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
5. 제4항에 있어서,
   (k) 차량의 현재 위치가 상기 강판구간 내에서 주행 중이 아닌 경우, 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 진입하기 사전에 정해진 시간 전에 해당하는 위치에 속하는 지 판단하는 단계; 및
   (l) 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 진입하기 사전에 정해진 시간 전에 해당하는 위치에 속하는 지 않는 경우 상기 (a)단계를 수행하고, 차량의 현재 위치가 상기 등판구간 진입하기 사전에 정해진 시간 전에 해당하는 위치에 속하는 경우 상기 발전시스템과 연동하여 목표 발전량을 현재의 발전량으로부터 일정량 증가하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 (b)단계는, 상기 파악된 강판구간 별로 강판 평균경사각을 계산하는 과정을 더 포함하고,
   상기 (i)단계의 증가값은 상기 강판 평균경사각에 대응하여 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 (b)단계는, 상기 파악된 등판구간 별로 등판 평균경사각을 계산하는 과정을 더 포함하고,
   상기 (c)단계의 감소값은 상기 등판 평균경사각에 대응하여 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 크루즈시스템의 제어방법.
8. 차량의 위치 및 속도를 파악하여 내장된 맵 상에 표시하는 네비게이션 시스템;
   차량의 구동축과 연결되어 발전을 수행하는 알터네이터와 배터리의 관리를 수행하는 배터리관리시스템을 구비한 발전시스템; 및
   상기 네비게이션 시스템과 연동하여 차량의 예상경로를 분석하여 예상경로 내의 등판구간 및 강판구간을 파악하는 주행구간분석모듈과, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간을 진입하기 소정 시간 전인 경우 상기 발전시스템과 연동하여 배터리의 에너지충전상태를 현재 상태보다 높게 하는 등판준비모듈과, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 등판구간 내에서 주행 중인 것으로 판단한 경우 목표차속을 감소하는 등판주행모듈과, 차량의 현재 위치가 상기 파악된 강판구간 내에서 주행 중이고 차량이 목표차속 이상으로 주행 중인 것으로 판단한 경우 차량의 현재속도가 목표차속을 유지하도록 상기 발전시스템의 에너지충전상태를 높게 하는 강판주행모듈을 구비하는 차랑용 크루즈시스템;을
   포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전자통제시스템.

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