KR20140029640A - 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 중에 도로 및 교통정보를 이용하여 주행거리를 극대화시킬 수 있도록 한 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 실제 도로 주행 중에 각종 교통정보(교통량, 교통 흐름)를 비롯하여 3D 맵(Map)의 도로정보(구배, 도로곡률, 교차로 등)와, GPS를 통하여 확보된 차량위치와 차간거리 센서를 통하여 확보된 정보 등을 활용하여 타행 주행이 가능한 영역을 판단하고, 타행 주행이 가능한 영역에서는 제어기(VCU)에서 모터와 회생제동 시스템을 제어함으로써, 전기자동차의 주행거리를 극대화시킬 수 있도록 한 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법{Device and method controlling driving of electric vehicle in the coasting situation}
본 발명은 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 중에 도로 및 교통정보를 이용하여 주행거리를 극대화시킬 수 있도록 한 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 공인된 인증 연비와 실제 도로 주행시 연비 간의 차이로 인하여, 소비자들의 불만이 가중되면서 실제 도로 주행시 연비 개선이 매우 중요해지고 있고, 따라서 자동차 업계에서는 차량 시스템만을 제어하는 것이 아니라, 운전자의 운전조건, 주변 교통상황 및 도로 정보 등을 이용하여 실제 도로 주행시 연비를 극대화할 수 있는 기술을 연구 개발하고 있다.
그 일례로서, IT 및 교통정보를 활용하여 경제운전 경로를 탐색하고 안내하는 기술과, 도로의 경사정보 및 과거 주행패턴을 기억하여 효과적인 연비 운전을 안내하는 기술과, 도로 구배 및 교통 정보를 예측 및 판단하여 배터리의 SOC 수준에 따라 충/방전을 제어하는 기술과, 맵(Map) 정보 DB를 이용하여 도착지까지의 경로와 교통정보를 기반으로 연료 소비가 최소화되도록 주행모드를 선택적으로 제어하는 기술 등이 연구 개발되고 있다.
본 발명은 상기와 같이 실제 도로 주행시 연비를 극대화시키는 기술 개발의 일환으로 안출한 것으로서, 실제 도로 주행 중에 각종 교통정보(교통량, 교통 흐름)를 비롯하여 맵(Map) 정보 DB의 도로정보(구배, 도로곡률, 교차로 등)와, GPS를 통하여 확보된 차량위치와 차간거리 센서를 통하여 확보된 정보 등을 활용하여 타행 주행이 가능한 영역을 판단하고, 타행 주행이 가능한 영역에서는 제어기(VCU)에서 모터와 회생제동 시스템을 제어함으로써, 전기자동차의 주행거리를 극대화시킬 수 있도록 한 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 액셀페달 감지센서와 브레이크 페달 감지센서의 감지신호가 모두 제로(0)인 경우, 차량의 현재차속을 검출하는 차속검출부와; 현재차속이 특정차속 이상일 경우, 차량의 현재 위치와, 전방의 도로상황 및 위치정보, 차간거리 정보를 수신받아 타행주행이 가능한지 여부를 판정하는 타행주행 가능영역 연산부와; 타행주행 가능영역 연산부의 연산 결과, 앞차와의 차간거리가 특정거리 이상이면 타행주행이 가능한 것으로 판정하여, 주행 및 회생제동용 모터를 오프시키는 제어기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 전기자동차의 타행 주행 제어 장치는: 상기 타행주행 가능영역 연산부에 차량의 현재 위치를 제공하는 GPS 수신부와, 차량 진행방향 전방의 도로구배, 곡률, 교차로 정보를 포함하는 도로상황 및 위치 정보를 제공하는 맵 정보 DB와, 전방 차량과의 차간거리를 검출하여 제공하는 차간거리 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 액셀페달 감지센서와 브레이크 페달 감지센서의 감지신호가 모두 제로(0)인 상태에서, 차량의 현재차속을 검출하는 단계와; 현재차속이 특정차속 이상일 경우, 차량의 현재 위치와, 전방의 도로상황 및 위치정보, 차간거리 정보를 수신받아 타행주행이 가능한지 여부를 판정하는 단계와; 앞차와의 차간거리가 특정거리 이상이면 타행주행 모드가 가능한 것으로 판정하는 단계와; 타행주행 모드를 위하여 주행 및 회생제동용 모터를 오프시키는 제어 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 타행주행 모드 시, 차량의 가속도가 제로(0) 이상이면, 다시 모터를 온시켜서 모터에 의한 회생제동이 이루어지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예는 타행주행 모드 시, 앞차와의 차간거리가 특정거리 이하이면 타행주행 모드를 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 운전자의 엑셀/브레이크 요구가 없을 경우 필요 이상의 회생제동을 하지 않고 무동력 주행을 통하여 차량의 운동에너지를 최대한 활용하고 배터리 에너지 소모는 최소화하여 전기차의 전비 향상 및 주행가능 거리 확대를 도모할 수 있다.
또한, 운전자의 별도 조작 없이 각종 IT 정보(도로구배, 곡률, 교통흐름), GPS 정보, 및 차간거리 정보를 활용하여 전기차의 파워트레인 시스템을 제어하여 운전 편의성 및 안정성 증대를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차의 타행 주행 제어 장치 및 방법을 설명하는 제어순서도,
도 2는 타행 주행을 위한 주변 조건을 설명하기 위한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차의 타행 주행 제어 장치는 액셀페달 감지센서(APS)와 브레이크 페달 감지센서(BPS)의 감지신호가 모두 제로(0)인 경우, 차속센서(12)로부터 신호를 수신하여 차량의 현재차속을 검출하는 차속검출부(10)를 포함하고, 타행주행이 가능한지 여부를 판정하는 타행주행 가능영역 연산부(20)를 포함한다.
또한, 상기 타행주행 가능영역 연산부(20)에 도로상황 및 교통상황 등의 정보를 제공하기 위한 수단으로서, 차량의 현재 위치를 제공하는 GPS 수신부(22)와, 차량 진행방향 전방의 도로구배, 곡률, 교차로 정보를 포함하는 도로상황 및 위치 정보를 제공하는 맵 정보 DB(24)와, 전방 차량과의 차간거리를 검출하여 제공하는 차간거리 감지센서(26)를 포함한다.
따라서, 타행주행 가능영역 연산부(20)는 현재차속이 특정차속 이상일 경우, GPS 수신부(22)로부터의 차량의 현재 위치와, 맵(Map) 정보 DB(24)로부터 바람직하게는 3D 맵(Map) 정보를 보유하고 있는 맵 정보 DB(24)로부터의 전방 도로상황 및 위치정보와, 차간거리 감지센서(26)로부터의 차간거리 정보를 수신받아 타행주행이 가능한지 여부를 판정한다.
연이어, 타행주행 가능영역 연산부(20)의 연산 결과, 앞차와의 차간거리가 특정거리 이상이면 타행주행이 가능한 것으로 결정되면, 타행주행 가능영역 연산부(20)에서 주행 및 회생제동용 모터(32)를 제어하기 위한 차량 제어기(30)에 주행 및 회생제동용 모터(32)를 오프시키는 제어 명령을 전달하게 된다.
이에 따라, 상기 차량 제어기(30)에서 주행 및 회생제동을 동시에 수행하는 모터(32)를 오프시키는 제어를 함으로써, 차량은 관성에 의한 타행 주행을 하게 되고, 동시에 모터 오프에 따른 배터리 소모를 줄일 수 있다.
여기서, 상기한 구성을 기반으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실제 도로 주행 시, 운전자가 액셀페달과 브레이크 페달을 밟고 있는지 여부를 검출하는 액셀페달 감지센서와 브레이크 페달 감지센서의 감지신호가 모두 제로(0)인 경우, 차속검출부에서 현재차속을 검출한다.
보다 상세하게는, 운전자가 액셀페달과 브레이크 페달을 모두 밟지 않는 상태에서 액셀페달 감지센서(APS)와 브레이크 페달 감지센서(BPS)의 신호값이 모두 제로(0)가 되고, 이때 차속검출부(10)에서 차속센서(12)에서 검출된 현재차속이 특정차속 이상인지를 판단하게 된다.
현재차속이 특정차속 이상일 경우, 타행주행 가능영역 연산부(20)에서 차량의 현재 위치와, 전방의 도로상황과, 차간거리 등을 수신받아 타행주행이 가능한지 여부를 판정하게 된다.
즉, 현재차속이 특정차속 이상일 경우, 타행주행 가능영역 연산부(20)에서 GPS 수신부(22)로부터 차량의 현재 위치와, 맵(Map) 정보 DB(24)로부터 바람직하게는 3D 맵(Map) 정보를 보유하고 있는 맵 정보 DB(24)로부터 현재 차량 위치에서 차량 진행방향 전방의 도로구배, 곡률, 교차로 등의 도로 상황 및 위치 정보와, 차간거리 감지센서(25)로부터 전방 차량과의 차간거리 등을 수신받아서, 타행주행이 가능한지 여부를 판정하게 된다.
따라서, 상기 타행주행 가능영역 연산부(20)의 연산 결과, 앞차와의 차간거리가 특정거리 이상이면 타행주행이 가능한 것으로 판정하여, 타행주행 모드를 실행시키기 위한 명령신호를 차량 제어기(30)에 보낸다.
다음으로, 상기 차량 제어기(30)에서 주행 및 회생제동을 동시에 수행하는 모터(32)를 오프시키는 제어를 함으로써, 차량은 관성에 의한 타행 주행을 하게 되고, 동시에 모터 오프에 따른 배터리 소모를 줄일 수 있다.
즉, 차량 제어기(30)에서는 모터에 회생제동 오프 명령을 보내서 타행주행 모드에서 모터가 필요한 회생제동 작동이 되지 않도록 한다.
이때, 상기 차량 제어기(30)에서 차속센서(12)의 차속신호를 기반으로 차량의 가속도를 계산하고, 가속도 > 0 일 경우(예를 들어, 내리막길)에는 다시 모터(32)를 온시켜서 모터에 의한 회생제동이 이루어지도록 함으로써, 내리막길과 같은 주행 조건에서 운전자가 의도하지 않은 가속이 되지 않도록 제어한다.
한편, 위와 같은 타행 주행 중, 차건거리 감지센서(26)에서 검출된 차간거리가 특정거리보다 가까울 경우에는 차량 제어기(30)에서 타행주행 모드를 해제하는 제어를 하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 타행 주행 제어예를 좀 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 전방에 ①교차로가 있거나, 혹은 ②서행 중인 차량이 있는 경우, 그리고 ③내리막 길에서 운전자가 서서히 감속하는 경우, 가속 페달에서 발을 떼고 브레이크 페달을 밟지 않는 경우가 발생한다.
이 경우, 액셀페달 감지센서(APS)와 브레이크 페달 감지센서(BPS)로부터 APS=0이고 BPS=0인 값이 검출되고, 차속센서로부터 검출된 차속이 특정 차속 이상이면 GPS로부터 차량의 현재위치(ⓐ위치)를 비롯하여, 현재 위치 전방에서의 도로구배/곡률, 교차로 위치 정보를 타행주행 가능영역 연산부(20)에서 수신받는다.
이어서, 타행주행 가능영역 연산부(20)의 연산 결과, 차간 거리 센서로부터 앞차와의 거리가 특정 거리 이상이면 앞에서 받은 정보를 통해 현재 차량의 상태가 타행주행이 가능한 영역인지를 결정하여 차량 제어기(30)에 타행주행 모드가 가능하다는 신호명령을 전달하게 된다.
이에, 타행주행이 가능한 상태에서 차량제어기(30)에 의거 타행주행 모드가 ON 되면, 차속센서(12)로부터 받은 속도로 가속도를 계산하여 가속도가 0 이하의 조건에서는 모터(32)를 오프시키는 제어를 통해 회생제동을 하지 않고 차량의 운동에너지로 무동력 주행을 하도록 제어한다.
반면에, 가속도가 0보다 크거나 차간 거리 센서로부터 앞차와의 거리가 특정 거리 이하 (ⓑ 위치) 라는 것이 검출되면 모터를 다시 온시켜서 자동으로 회생제동이 되도록 제어한다.
10 : 차속검출부
12 : 차속센서
20 : 타행주행 가능영역 연산부
22 : GPS 수신부
24 : 맵(Map) 정보 DB
26 : 차간거리 감지센서
30 : 차량 제어기
32 : 모터

Claims (5)

  1. 액셀페달 감지센서와 브레이크 페달 감지센서의 감지신호가 모두 제로(0)인 경우, 차량의 현재차속을 검출하는 차속검출부와;
    현재차속이 특정차속 이상일 경우, 차량의 현재 위치와, 전방의 도로상황 및 위치정보, 차간거리 정보를 수신받아 타행주행이 가능한지 여부를 판정하는 타행주행 가능영역 연산부와;
    타행주행 가능영역 연산부의 연산 결과, 앞차와의 차간거리가 특정거리 이상이면 타행주행이 가능한 것으로 판정하여, 주행 및 회생제동용 모터를 오프시키는 제어기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 타행주행 가능영역 연산부에 차량의 현재 위치를 제공하는 GPS 수신부와, 차량 진행방향 전방의 도로구배, 곡률, 교차로 정보를 포함하는 도로상황 및 위치 정보를 제공하는 맵(Map) 정보 DB와, 전방 차량과의 차간거리를 검출하여 제공하는 차간거리 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 장치.
  3. 액셀페달 감지센서와 브레이크 페달 감지센서의 감지신호가 모두 제로(0)인 상태에서, 차량의 현재차속을 검출하는 단계와;
    현재차속이 특정차속 이상일 경우, 차량의 현재 위치와, 전방의 도로상황 및 위치정보, 차간거리 정보를 수신받아 타행주행이 가능한지 여부를 판정하는 단계와;
    앞차와의 차간거리가 특정거리 이상이면 타행주행 모드가 가능한 것으로 판정하는 단계와;
    타행주행 모드를 위하여 주행 및 회생제동용 모터를 오프시키는 제어 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 타행주행 모드 시, 차량의 가속도가 제로(0) 이상이면, 다시 모터를 온시켜서 모터에 의한 회생제동이 이루어지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 타행주행 모드 시, 앞차와의 차간거리가 특정거리 이하이면 타행주행 모드를 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 타행 주행 제어 방법.
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