KR20130062524A - 차량의 경제운전 안내시스템 - Google Patents

Abstract

차량의 구름마찰, 공기저항, 노면구배를 고려하여 주행저항을 산출하고, 공조장치에서 소모되는 공조에너지를 산출하며, 주행저항과 공조에너지에 따른 최적 경제차속으로 구성된 데이터맵을 구비하여 상기 산출된 주행저항과 공조에너지를 대입하여 현재 차량 상태에서의 최적의 경제차속을 지속적으로 도출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 도출된 경제차속을 운행자에게 표시하는 표시부;를 포함하는 차량의 경제운전 안내시스템이 소개된다.

Description

차량의 경제운전 안내시스템 {SYSTEM FOR INDUCING ECONOMIC DRIVING FOR VEHICLE}

본 발명은 주행 부하, 주행 속도, 공조파워 가변에 따른 경제운전 속도 차이 발생으로 인한 차량의 연비 편차를 줄이고 경제적인 운전을 유도하기 위해 Eco Driving Guide를 제시하는 차량의 경제운전 안내시스템에 관한 것이다.

전기자동차 등의 경우에는 Battery Energy Density에 한계가 있다. 즉, 기존의 내연기관 대비 주행거리가 약 26% 수준으로 절대적인 열세에 있는 것이 현실이다.

한편, 전기자동차의 에너지 소모 특성은 전기자동차의 경우 에너지 효율이 일반차량에 비해 좋지만, 전체 에너지 소모량 중 차량구동 및 공조에 소모되는 상대적 에너지 비율이 상대적으로 큰 특징이 있다.

따라서, 전기모터의 특성상 고속으로 갈수록 사용되는 에너지는 속도 상승에 따라 크지만 동일 파워로 공조장치를 사용하면서 같은 거리를 다른 속도로 갈 경우에는 총 소모에너지가 상이할 수 있다.

그리고, 내연기관 대비 짧은 주행가능거리 및 전체 에너지 소모량 중 구동/공조에너지 비율이 큰 전기자동차의 특성으로 인해, 연비 편차가 크다. 이로 인해 주행 부하, 주행 속도, 공조파워 가변에 따른 경제운전 속도의 차이가 발생 가능한 문제가 있다.

기존 차량의 Eco Guide는, 급가속 최소화, 공조 부하 소모량 최소화 관점의 ECO Guide이고, 마일드한 운전 및 공조부하 작동 최소화 유도를 통한 연비 상승 효과를 노릴뿐, 주행 부하, 주행 속도, 공조파워 가변에 따른 경제운전 속도를 직관적으로 알 수 없는 문제가 있다.

그리고, 구동에너지(주행부하,주행속도) 및 공조 에너지 소모량의 크기에 민감한 전기자동차의 경제운전 Guide로는 부족한 것이 현실이다.

이러한 문제는 단지 전기자동차에만 국한되는 것이 아니라, 모터를 이용하는 하이브리드 자동차 내지 기존의 내연기관 차량에도 동일한 문제로 지적되어 왔다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 주행 부하, 주행 속도, 공조파워 가변에 따른 경제운전 속도 차이 발생으로 인한 차량의 연비 편차를 줄이고 경제적인 운전을 유도하기 위해 Eco Driving Guide를 제시하는 차량의 경제운전 안내시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 경제운전 안내시스템은, 차량의 구름마찰, 공기저항, 노면구배를 고려하여 주행저항을 산출하고, 공조장치에서 소모되는 공조에너지를 산출하며, 주행저항과 공조에너지에 따른 최적 경제차속으로 구성된 데이터맵을 구비하여 상기 산출된 주행저항과 공조에너지를 대입하여 현재 차량 상태에서의 최적의 경제차속을 지속적으로 도출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 도출된 경제차속을 운행자에게 표시하는 표시부;를 포함한다.

상기 제어부의 구름마찰에 따른 주행저항은 차량 휠의 마찰계수와 차량 중량값을 통해 산출될 수 있다.

상기 제어부의 공기저항에 따른 주행저항은 차량의 공기저항계수와 전면 투영면적 및 현재차속을 통해 산출될 수 있다.

상기 제어부의 노면구배에 따른 주행저항은 차량 중량값과 노면의 기울기를 통해 산출될 수 있다.

상기 공조에너지는 공조장치에서 타겟으로 하는 목표온도에 따라 변동되는 값들로 데이터맵에 구비될 수 있다.

상기 제어부는 현재 차량의 공급에너지 대비 주행저항과 공조에너지를 합한 소모에너지가 차지하는 비중을 토대로 에너지효율을 도출하고, 상기 표시부는 제어부에서 도출된 경제차속과 에너지효율을 함께 표시할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 경제운전 안내시스템에 따르면, 기존 Eco Guide 대비 운전자의 조작과 경제 운전 속도를 동시에 표시하여 유도기능을 강화할 수 있다. 또한, 경제운전 차속의 가이드 제공으로 인하여 차량의 연비 편차를 최소화할 수 있다.

도 1 내지 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 경제운전 안내시스템의 경제차속을 도출하기 위한 데이터맵의 예시를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 경제운전 안내시스템의 표시부에 표시되는 그래픽을 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 경제운전 안내시스템에 대하여 살펴본다.

본 발명의 차량의 경제운전 안내시스템은, 차량의 구름마찰, 공기저항, 노면구배를 고려하여 주행저항을 산출하고, 공조장치에서 소모되는 공조에너지를 산출하며, 주행저항과 공조에너지에 따른 최적 경제차속으로 구성된 데이터맵을 구비하여 상기 산출된 주행저항과 공조에너지를 대입하여 현재 차량 상태에서의 최적의 경제차속을 지속적으로 도출하는 제어부; 및 상기 제어부에서 도출된 경제차속을 운행자에게 표시하는 표시부;를 포함한다.

제어부에서는 상기 표시부에 표시될 정보를 도출하고, 이를 위해 차량의 각종 센서로부터 데이터를 가져와 연산을 수행한다.

표시부는 차량의 내외부에 마련되며 특히 차량의 클러스터 내지 디스플레이부 또는 운행자의 모바일기기를 통하여 표시부의 역할을 수행하도록 할 수 있다.

제어부는 크게 경제차속을 도출하기 위한 구성으로서 주행저항과 공조에너지를 이용한다.

도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 경제운전 안내시스템의 경제차속을 도출하기 위한 데이터맵의 예시를 나타낸 그래프로서, 도 1은 입력에너지와 차속에 대한 주행저항의 변화를 나타낸다. 즉, 우측의 범례는 모터 내지 구동부를 통하여 입력되는 입력에너지를 나타내고 각각의 입력에너지에 대한 주행저항에 따른 소모에너지는 차속에 따라 변화되는 양상을 보이는 것을 알 수 있다.

그리고, 도 2는 공조장치 목표온도와 차속에 대한 공조에너지의 변화를 나타낸다. 즉, 우측의 범례는 공조장치의 목표온도를 나타내고, 목표온도가 동일하더라도 차속에 따라 공조에너지는 달리 요구됨을 알 수 있다.

따라서, 이러한 실험예들을 살펴보면, 일종의 최저 에너지 소모의 경제차속이 도출되는바, 이러한 점들을 고려하여 경제차속을 설정하고 이를 알려줌으로써 운행자로 하여금 직관적으로 경제차속을 따르려고 하고 그를 통해 경제운전을 보다 쉽게 안내하는 것이다.

또한, 이러한 구성은 공조부하 등이 상대적으로 많이 소요되는 전기자동차의 경우 더욱 유리한 효과를 얻을 것이며, 좀 더 실제값에 근접하는 경제차속을 얻을 수 있는 것이다.

한편, 상기 제어부의 구름마찰에 따른 주행저항은 차량 휠의 마찰계수와 차량 중량값을 통해 산출될 수 있다. 구름마찰력은 아래와 같이 산출될 수 있다.

그리고, 상기 제어부의 공기저항에 따른 주행저항은 차량의 공기저항계수와 전면 투영면적 및 현재차속을 통해 산출될 수 있다. 공기저향력은 아래와 같이 산출된다.

또한, 상기 제어부의 노면구배에 따른 주행저항은 차량 중량값과 노면의 기울기를 통해 산출되며, 아래와 같이 표현된다.

그리고, 상기 공조에너지는 공조장치에서 타겟으로 하는 목표온도에 따라 변동되는 값들로 도 2와 같은 데이터맵에 구비될 수 있을 것이다. 그리고, 주행저항과 공조에너지에 따른 최적의 차속은 상호간의 연관성을 통해 3차원 그래프 등으로 표시됨으로써 결국 하나의 경제차속을 도출하도록 데이터맵으로 구성되는 것도 가능하다.

한편, 상기 제어부는 현재 차량의 공급에너지 대비 주행저항과 공조에너지를 합한 소모에너지가 차지하는 비중을 토대로 에너지효율을 도출하고, 상기 표시부는 제어부에서 도출된 경제차속과 에너지효율을 함께 표시하도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 경제운전 안내시스템의 표시부에 표시되는 그래픽을 나타낸 도면으로서, 클러스터의 중앙에는 경제차속을 실시간으로 계산하여 표시함으로써 운전자가 지속적으로 최적의 운전점을 찾아가도록 안내하며, 동시에 좌측에서는 에너지효율을 보여줌으로써 경제차속을 따라갈수록 에너지효율이 높아짐을 시각적으로 직접 알려주도록 하는 것이다.

한편, 하이브리드 차량 또는 전기자동차의 경우에는 회생제동에너지와 구동에너지를 함께 나타냄으로써 좀 더 입체적으로 차량의 에너지 효율을 표시하는 것도 바람직할 것이다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 차량의 경제운전 안내시스템에 따르면, 기존 Eco Guide 대비 운전자의 조작과 경제 운전 속도를 동시에 표시하여 유도기능을 강화할 수 있다. 또한, 경제운전 차속의 가이드 제공으로 인하여 차량의 연비 편차를 최소화할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (6)

1. 차량의 구름마찰, 공기저항, 노면구배를 고려하여 주행저항을 산출하고, 공조장치에서 소모되는 공조에너지를 산출하며, 주행저항과 공조에너지에 따른 최적 경제차속으로 구성된 데이터맵을 구비하여 상기 산출된 주행저항과 공조에너지를 대입하여 현재 차량 상태에서의 최적의 경제차속을 지속적으로 도출하는 제어부; 및
   상기 제어부에서 도출된 경제차속을 운행자에게 표시하는 표시부;를 포함하는 차량의 경제운전 안내시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부의 구름마찰에 따른 주행저항은 차량 휠의 마찰계수와 차량 중량값을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 경제운전 안내시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부의 공기저항에 따른 주행저항은 차량의 공기저항계수와 전면 투영면적 및 현재차속을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 경제운전 안내시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부의 노면구배에 따른 주행저항은 차량 중량값과 노면의 기울기를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 차량의 경제운전 안내시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 공조에너지는 공조장치에서 타겟으로 하는 목표온도에 따라 변동되는 값들로 데이터맵에 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 경제운전 안내시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 현재 차량의 공급에너지 대비 주행저항과 공조에너지를 합한 소모에너지가 차지하는 비중을 토대로 에너지효율을 도출하고, 상기 표시부는 제어부에서 도출된 경제차속과 에너지효율을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 차량의 경제운전 안내시스템.

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