KR20180046622A - 연료전지 차량의 원격 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

연료전지 차량의 원격 제어 방법은 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신하는 단계, 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 단계, 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 전달하는 단계, 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하는 단계, 응답 대기 시간동안 시동 신호의 결과를 차량용 네트워크를 통해 수신하는 단계, 및 결과를 무선 통신 네트워크를 통해 전달하는 단계를 포함한다.

Description

연료전지 차량의 원격 제어 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR REMOTELY CONTROLLING FUEL CELL ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 연료전지 차량(Fuel Cell Electrical Vehicle, FCEV or FCV)의 원격 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 차량과 다른 연료전지의 특성으로 인한 동작해 사용자 또는 운전자의 편의를 증대하기 위해 차별화되는 원격 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
친환경 자동차로서 하이브리드 차량 및 전기 차량이 사람들에게 알려져 있다. 통상적으로, 하이브리드 차량은 엔진과 모터와 같이 두 개 이상의 동력원을 가진 자동차로 정의될 수 있고, 전기 차량은 순수 배터리를 사용하는 자동차로 정의될 수 있다. 하이브리드 차량은 차량의 주행 중 발전기를 돌려 배터리를 자가충전하고 주행에너지로 바꿀 수 있다. 특히, 하이브리드 차량은 회생 제동 브레이크 시스템을 사용하여 차량 감속 시 역회전하는 전기 모터의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하고, 주행 중에 저장된 에너지를 사용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 높이고 있다. 전기자동차는 기존 내연기관과 달리 엔진 대신 모터를 연료 대신 고전압 배터리를 사용하여 주행을 하는 자동차를 말한다. 전기차의 큰 특징은 내연기관차량과 다르게 충전을 한다는 점이다. 전기 차량의 배터리를 충전하기 위한 충전시스템은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
친환경 자동차로서, 전기자동차뿐만 아니라 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 발생하는 전기에너지를 이용해 전기모터를 구동하는 방식으로 동작하는 수소연료전지 자동차(Fuel Cell Electrical Vehicle, FCEV or FCV)도 있다. 수소연료전지 자동차(FCV)는 수소와 산소를 반응시켜 발생하는 전기에너지를 사용하기 때문에 배기가스 대신 물을 배출하기 때문에 무공해 자동차로도 인식된다. 전기자동차는 스스로 전기를 생산해내지 못하기 때문에 충전소에서 전기를 충전해야 하지만, 수소연료전지 자동차는 스스로 전기에너지를 생산하기 때문에 별도로 전기 에너지를 충전할 필요가 없고 수소를 주입해야 한다. 수소를 주입하는 시간은 기존의 화석 연료(예, 휘발유, 경유)를 주입하는 시간과 큰 차이가 없어 사용자 또는 운전자의 편의성이 증대된다.
KR 10-2010-0129878 A KR 10-1558361 B1
본 발명은 수소연료전지 자동차(Fuel Cell Electrical Vehicle, FCEV or FCV)에서 냉 시동 조건과 일반 시동 조건에서 발생하는 시동 시간의 차이로 인하여 원격 시동 제어가 실패하는 상황을 방지하고, 시동 조건에 따라 능동적으로 원격 시동 제어를 가능하게 하는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량의 동작 조건에 따라 요구되는 예상 소요 시간에 대응하여 차량의 동작을 원격으로 제어할 수 있는 장치와 방법을 제공함으로써, 차량의 이동성 및 사용자 또는 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 원격 제어 방법은 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신하는 단계; 상기 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 단계; 상기 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 전달하는 단계; 상기 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하는 단계; 상기 응답 대기 시간동안 상기 시동 신호의 결과를 상기 차량용 네트워크를 통해 수신하는 단계; 및 상기 결과를 상기 무선 통신 네트워크를 통해 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 시동 모드는 일반 시동 모드와 냉시동 모드를 포함하며, 상기 냉시동 모드에서는 차량에 탑재된 연료전지 내 온도가 기 설정된 온도 이하인 조건에서 모터를 구동하고, 상기 일반 시동 모드는 상기 연료전지 내 온도가 상기 기 설정된 온도를 초과하는 조건에서 상기 모터를 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 온도는 영하 30°C일 수 있다.
또한, 상기 일반 시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 30초이며, 상기 냉시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 1분일 수 있다.
또한, 상기 응답 대기 시간 중 상기 시동 신호는 기 설정된 주기로 적어도 2회이상 전달될 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 주기는 10초 내지 20초일 수 있다.
또한, 연료전지 차량의 원격 제어 방법은 상기 시동 모드에 따라 상기 시동 신호의 전달 주기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시동 모드에 따라 차량에 탑재된 모터의 구동 준비 시간이 상이할 수 있다.
또한, 상기 원격 시동 명령은 상기 무선 통신 네트워크를 통해 연결된 텔레매틱스 서버로부터 전달될 수 있다.
또한, 상기 시동 신호는 차량에 탑재된 텔레매틱스 단말기로부터 차량 제어기로 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)를 통해 전달되며, 상기 시동 모드는 상기 차량 제어기로부터 상기 텔레매틱스 단말기로 제어기 영역 네트워크(CAN)를 통해 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 전술한 연료전지 차량의 원격 제어 방법을 실현하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연료전지 차량의 원격 제어 장치는 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신한 후 상기 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 텔레매틱스 단말기; 및 상기 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 상기 텔레매틱스 단말기로 전달하는 차량 제어기를 포함하고, 상기 텔레매틱스 단말기는 상기 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하고, 상기 응답 대기 시간동안 상기 시동 신호의 결과를 상기 차량용 네트워크를 통해 수신하며, 상기 결과를 상기 무선 통신 네트워크를 통해 전달할 수 있다.
또한, 상기 시동 모드는 일반 시동 모드와 냉시동 모드를 포함하며, 상기 냉시동 모드에서는 차량에 탑재된 연료전지 내 온도가 기 설정된 온도 이하인 조건에서 모터를 구동하고, 상기 일반 시동 모드는 상기 연료전지 내 온도가 상기 기 설정된 온도를 초과하는 조건에서 상기 모터를 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 온도는 영하 30°C일 수 있다.
또한, 상기 일반 시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 30초이며, 상기 냉시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 1분일 수 있다.
또한, 상기 응답 대기 시간 중 상기 시동 신호는 기 설정된 주기로 적어도 2회이상 전달될 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 주기는 10초 내지 20초일 수 있다.
또한, 상기 텔레매틱스 단말기는 상기 시동 모드에 따라 상기 시동 신호의 전달 주기를 결정할 수 있다.
또한, 상기 시동 모드에 따라 차량에 탑재된 모터의 구동 준비 시간이 상이할 수 있다.
또한, 상기 시동 신호 및 상기 시동 모드는 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)를 통해 전달될 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차량의 동작 조건 또는 환경에 따라 소요되는 시간이 달라지는 경우에도, 차량의 동작 조건 또는 환경에 대응하여 사용자에 원격 제어를 수행함으로써 원격 제어의 실패율을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 차량의 동작 조건 또는 환경에 따른 차량 제어를 능동적으로 수행할 수 있어, 사용자 또는 운전자가 해당 조건 또는 환경에 맞추어 조작할 필요가 없으므로 사용자 또는 운전자의 편의성이 증대될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 수소연료전지 자동차의 원격 시동 제어를 위한 시스템을 설명한다.
도2는 수소연료전지 자동차의 원격 시동 제어 방법을 설명한다.
도3은 수소연료전지 자동차를 설명한다.
도4는 수소연료전지 자동차를 원격으로 시동 제어하는 과정을 설명한다.
도5는 시동 신호 및 시동 여부를 송수신하는 방법을 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
연료전지 차량은 내연기관 자동차의 동력변환장치에 해당하는 엔진을 연료전지로 대체함으로써, 연료전지에서 생산된 전기로 모터를 구동시켜 주행하는 자동차이다. 예를 들어, 수소연료전지 자동차는 연료전지로부터 생산된 전기로 구동되는 전기자동차의 일종이다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 직접 전기를 얻는다.
연료전지 차량은 크게 엔진에 해당하는 연료전지 스택, 연료전지의 최적운전에 필요한 각종 운전장치(수소 및 공기의 공급계, 물 및 열관리계 등), 수소저장장치, 전력변환장치, 구동계(모터 및 감속기), 그리고 이들을 제어하는 제어장치 등으로 구성된다. 수송용 연료전지 중에 자동차의 주동력으로 사용되는 연료전지는 대표적으로 프로톤 교환막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrain Fuel Cell. PEMFC)이며 기본이 되는 연료는 수소다. 수소 이외에 메탄올, 가솔린, 디젤, 천연가스와 같은 연료를 사용할 경우에는 이들 연료로부터 수소를 생산하기 위해 별도의 연료변환기를 장착해야 한다.
연료전지 차량의 모터에서부터 바퀴에 이르는 구조는 기존의 전기자동차와 유사하지만, 기존의 전기자동차와는 달리 저장된 전기를 사용하는 것이 아니라 전기를 만들면서 모터를 돌려 차량을 달리게 한다. 하지만, 연료전지만으로는 전기를 만들 수는 없고 연료전지 주위에 운전에 필요한 주변장치(Balance of Plant, BOP)들을 장착해서 이 장치들이 자동차의 운전 상황에 따라 연료전지에 필요한 양의 연료와 공기를 공급해 주고, 적절한 온도를 유지하기 위해 냉각수도 필요하다. 이러한 연료전지와 연료전지를 구동시키는데 필요한 주변장치들을 합쳐서 연료전지 시스템이라고 부를 수 있다.
이하에서는, 수소연료전지 자동차를 연료전지 차량의 예로 설명한다.
도1은 수소연료전지 자동차의 원격 시동 제어를 위한 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 수소연료전지 자동차(2)에 탑재된 텔레매틱스 단말기(32)는 무선 통신 기술을 사용하여 네트워크 서버(6)와 연결될 수 있고, 무선 통신 기술 또는 근거리 통신 기술을 사용하여 휴대용 통신 장치(4)와 연결될 수 있다.
네트워크 서버(6)는 수소연료전지 자동차(2)에 탑재된 텔레매틱스(telematics) 기술을 지원하기 위해 운영되는 네트워크 장치로서, 차량의 고유 정보, 차량의 운행 정보 등을 저장할 수 있다. 네트워크 서버(6)는 차량의 주행 중 또는 주행 전/후에 무선 통신망을 통해 차량과 연동할 수 있다. 또한, 네트워크 서버(6)는 운전자(사용자)가 설정한 정보들을 저장할 수 있고, 차량 주행 및 안전과 관련된 장치/기능의 조작을 도울 수 있다. 특히, 차량의 키가 없을 경우에도 운전자 또는 사용자가 휴대용 통신 장치(4)와 네트워크 서버(6)를 통해 수소연료전지 자동차(2)의 시동을 켤 수 있도록 설정할 수도 있고, 운전자(사용자)가 원하지 않을 경우 수소연료전지 자동차(2)의 시동을 켤 수 없도록 설정할 수도 있다.
휴대용 통신 장치(4)는 운전자(사용자)가 휴대할 수 있는 스마트폰 등을 예로 들 수 있다. 휴대용 통신 장치(4)는 무선 통신 기술 및 근거리 통신 기술을 통해 차량 또는 네트워크 서버(6)와 연동할 수 있으며, 차량의 고유 정보 또는 운전자의 개인 정보 등을 저장하거나 취득할 수 있다.
도2는 수소연료전지 자동차의 원격 시동 제어 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 수소연료전지 자동차의 원격 제어 방법은 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신하는 단계(10), 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 단계(12), 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 전달하는 단계(14), 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하는 단계(16), 응답 대기 시간동안 시동 신호의 결과를 차량용 네트워크를 통해 수신하는 단계(18), 및 결과를 무선 통신 네트워크를 통해 전달하는 단계(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 원격 시동 명령은 무선 통신 네트워크를 통해 연결된 텔레매틱스 서버로부터 전달될 수 있다. 또한, 시동 신호는 차량에 탑재된 텔레매틱스 단말기로부터 차량 제어기로 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)를 통해 전달되며, 시동 모드는 차량 제어기로부터 상기 텔레매틱스 단말기로 제어기 영역 네트워크(CAN)를 통해 전달될 수 있다.
수소연료전지 자동차에 탑재된 연료전지스택(Stack)은 단위 전지가 연속적으로 배열되어 구성되는데, 각 단위 전지는 가장 안쪽에 막-전극 어셈블리(MEA: Membrane-Electrode Assembly)가 위치하며, 막-전극 어셈블리는 수소 이온(Proton)을 이동시켜 줄 수 있는 전해질막과, 이 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 도포된 촉매층, 즉 캐소드 및 애노드로 구성되어 있다. 연료전지스택은 시동이 오프 되는 경우 막 전극 어셈블리 내에 생성된 물을 제거하여야 차기 시동에서 산화 및 환원반응에 안정성을 제공하여 안정된 시동성을 확보할 수 있다. 영하의 온도에 장시간 노출되는 경우 전기화학 반응에 의해 막-전극 어셈블리 내에 생성된 물이 막-전극 어셈블리의 애노드 및 캐소드 표면에 얼어붙게 된다. 이러한 이유로, 다른 차량과 달리 수소연료전지 자동차에는 일반 시동 모드와 냉시동 모드가 있을 수 있다.
냉시동 모드에서는 수소연료전지 자동차에 탑재된 연료전지 내 온도가 기 설정된 온도 이하인 조건에서 모터를 구동하는 반면, 일반 시동 모드는 연료전지 내 온도가 기 설정된 온도를 초과하는 조건에서 모터를 구동한다. 여기서, 기 설정된 온도는 영하 30°C일 수 있다.
수소연료전지 자동차의 동력 장치는 전기 모터이지만 연료로 수소를 사용하게 되며, 수소 특성상 일정 온도 이하에서는 전기 모터를 구동하기 위한 준비시간이 더 필요하다. 이로 인해 냉시동 모드와 일반 시동 모드에서 시동 시간에 차이가 발생한다. 시동 모드에 따라 차량에 탑재된 모터의 구동 준비 시간이 상이하기 때문에 시동 시간에 차이가 발생할 수 있다. 이로 인하여, 일반적인 차량을 원격 시동하는 과정과 동일한 경우 냉시동 모드와 같은 특정 온도 이하에서는 원격 시동이 실패할 수 있다. 따라서, 텔레매틱스 서비스 중 원격 시동의 경우, 일반 시동 및 냉시동 모드에 따라 응답 대기시간이 달라질 수 있으며, 이러한 대기시간을 효율적이고 능동적으로 설정하는 방법이 필요하다. 예를 들어, 일반 시동 모드에서 응답 대기 시간은 30초일 수 있으며, 냉시동 모드에서 응답 대기 시간은 1분일 수 있다.
사용자 또는 운전자가 스마트폰을 통해 텔레매틱스 서버에 명령을 전달하고, 텔레매틱스 서버는 차량에 탑재된 텔레매틱스 단말기에게 원격 시동 명령을 전달할 수 있다. 텔레매틱스 단말기는 차량내에 시동을 관장하는 장치(제어기)에게 명령을 전달하고, 정해진 원격 시동 응답 대기 시간만큼 기다릴 수 있다. 이 응답 대기 시간 내에 결과가 수신되면 그 결과를 다시 스마트 폰에 전달할 수 있다. 응답 대기 시간 중 시동 신호는 기 설정된 주기로 적어도 2회이상 전달될 수 있다. 여기서, 기 설정된 주기는 10초 내지 20초일 수 있다. 예를 들어, 일반 시동 모드의 경우라면 응답 대기 시간을 10초 주기로 3번의 원격 시동 명령 송신하는 30초로 설정할 수 있다. 한번의 시동 명령으로 최대 10초내에 시동 성공 또는 실패가 결정될 수 있기 때문에, 재시도를 포함하여 총 3번의 시도를 할 수 있다. 또한, 원격제어를 명령한 사용자 또는 운전자가 원격 시동 요청에 대해 너무 길게 제공하지 않게 하기 위해 30초로 제한할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 연료전지 차량의 원격 제어 방법은 시동 모드에 따라 시동 신호의 전달 주기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도3은 수소연료전지 자동차를 설명한다.
도시된 바와 같이, 수소연료전지 자동차(2)는 기존 자동차의 엔진에 해당하는 모터(28), 연료전지(26) 및 수소탱크(22)를 포함할 수 있다.
연료전지(26)는 연료전지 스택을 포함할 수 있고, 수소·공기·물을 관리하는 운전장치와 연동할 수 있다. 여기서, 연료전지 스택은 수소와 산소가 만나서 전기를 발생시키는 장치로 다공질 탄소막을 접합시켜 기체의 확산을 최적화 및 촉매층과 접촉을 용이하게 하는 투과막/전극접합체(Membrane/Electrode Assembly, MEA)와, 연료와 공기의 통로가 되면서 외부회로로 전기를 흘리는 역할도 수행하는 분리막(Separator 혹은 Bipolar plate)을 포함할 수 있다.
운전장치는 스택에 수소와 공기를 공급, 제어하고 발생되는 물과 열을 제거하는 장치로 공기공급기(Air Process System(APS), 24), 열 및 물 관리계(Thermal Management System, TMS) 및 수소공급계(Fuel Process System, FPS)를 포함할 수 있다. 여기서, 공기공급기(APS, 24)는 연료전지 스택에 수소와 반응을 할 공기(산소)를 공급하는 시스템으로 에어클리너, 공기공급기(Air Blower 또는 Air compressor)등을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 열 및 물 관리계(TMS)는 전체 시스템에서 필요로 하는 물 균형을 유지하는 기능이 있으며, 반응 시 스택은 열을 발생하게 되는데 이를 적절한 온도로 유지하는 기능을 수행한다. 합니다. 열 및 물 관리계(TMS)에는 라디에이터, 물펌프, 이온제거기, 물탱크 등이 포함될 수 있다. 또한, 수소공급계(FPS)는 스택에 수소를 공급하는 시스템으로, 수소 탱크, 압력 조절기, 수소재순환기 등을 포함할 수 있다.
수소탱크(22)는 연료인 수소를 저장하기 위한 장치로서, 고압수소를 저장하고 압력을 조절하는 장치로 수소탱크, 압력조절밸브, 탱크내장형 솔레노이드 밸브, 압력센서, 수소센서 등을 포함할 수 있다.
도시되지 않았지만, 수소연료전지 자동차(2)는 전장 장치를 더 포함할 수 있으며, 전장 장치에는 연료전지(26) 내 연료전지스택으로부터 출력된 DC전압을 AC전압으로 변환하는 인버터(변환기)와 제동시 발생하는 전기를 저장하기 위한 캐패시터 및 이차전지 등을 포함할 수 있다. 캐패시터 및 이차전지 등은 보조 전원으로 사용할 수 있으며, 연료전지(26) 내 연료전지 스택의 내구수명을 증대시키고, 주행거리와 연비를 향상시키는 데 도음이 될 수 있다.
모터(28), 연료전지(26) 및 수소탱크(22) 등은 차량 제어기(34)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 여기서 차량 제어기(34)는 차량에 탑재된 컴퓨팅 장치로 수소연료전지 자동차(2)의 모터(28)의 동작을 제어해 차량의 운전성, 연비(에너지효율) 등의 성능을 관장할 수 있다. 또한, 차량 제어기(34)는 사용자 또는 운전자의 의도를 정확하게 반영하여 차량이 움직일 수 있도록 모터(28)를 제어할 수 있다.
연료전지 자동차(2)의 원격 제어 장치는 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신한 후 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 텔레매틱스 단말기(32) 및 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 상기 텔레매틱스 단말기로 전달하는 차량 제어기(34)를 포함할 수 있다. 여기서, 텔레매틱스 단말기(32)는 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하고, 응답 대기 시간동안 시동 신호의 결과를 차량용 네트워크를 통해 수신하며, 결과를 무선 통신 네트워크를 통해 전달할 수 있다.
차량 제어기(34)가 전달하는 시동 모드는 일반 시동 모드와 냉시동 모드를 포함할 수 있다. 냉시동 모드에서는 연료전지 자동차(2)에 탑재된 연료전지(26) 내 온도가 기 설정된 온도 이하인 조건에서 모터(28)를 구동하고, 일반 시동 모드는 연료전지(26) 내 온도가 기 설정된 온도를 초과하는 조건에서 모터(28)를 구동한다. 여기서, 기 설정된 온도는 영하 30°C일 수 있다.
텔레매틱스 단말기(32)가 차량 제어기(34)로부터 시동 결과를 수신하는 응답 대기 시간은 시동 모드에 대응하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 일반 시동 모드에서 응답 대기 시간은 30초일 수 있으며, 냉시동 모드에서 응답 대기 시간은 1분일 수 있다. 이는 시동 모드에 따라 모터(28)의 구동을 준비하는 시간이 달라지기 때문이다.
텔래매틱스 단말기(32)는 응답 대기 시간 중 시동 신호를 기 설정된 주기로 적어도 2회이상 차량 제어기(34)로 전달할 수 있다. 이때, 기 설정된 주기는 10초 내지 20초일 수 있으며, 텔레매틱스 단말기(32)는 시동 모드에 따라 시동 신호의 전달 주기를 결정할 수 있다.
차량 제어기(34)와 텔레매틱스 단말기(32) 간의 통신은 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)를 통해 이루어지며, 시동 신호 및 시동 모드는 제어기 영역 네트워크(CAN)에서 사용하는 프레임(메시지)를 통해 전달될 수 있다.
도4는 수소연료전지 자동차를 원격으로 시동 제어하는 과정을 설명한다.
도시된 바와 같이, 원격 시동 제어 과정은 네트워크 서버(6)로부터 원격 시동 명령이 수소연료전지 자동차에 탑재된 텔레매틱스 단말기(32)로 전달되는 것으로 시작된다. 원격 시동 명령을 수신한 텔레매틱스 단말기(32)는 관련 장치를 활성화(부팅)시킬 수 있다. 여기서, 텔레매틱스 단말기(32)는 차량에 탑재된 멀티미디어 시스템(오디오-비디오-내비게이션(AVN) 시스템)일 수 있으며, 그와는 별도로 장착된 장치일 수도 있다.
텔레매틱스 단말기(32)는 수신한 원격 시동 명령에 대응하여 시동 신호를 차량 제어기(34)로 전달한다. 차량 제어기(34)는 시동 신호에 대응하여 수소연료전지 자동차의 시동 모드를 텔레매틱스 단말기(32)에 알려줄 수 있다. 차량 제어기(34)는 시동 모드를 인식하기 위해 수소연료전지 자동차에 탑재된 연료 전지의 내부 온도를 확인할 수 있다.
온도 조건에 대응하는 시동 모드를 수신하면, 텔레매틱스 단말기(32)는 원격 시동을 위한 응답 대기 시간을 능동적이고 효율적으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 일반시동 모드의 경우 30초로, 냉시동 모드의 경우는 1분으로 설정하여, 시동 결과(성공 또는 실패)를 기다린 후, 그 결과를 네트워크 서버(6)를 통해 사용자의 휴대용 단말기로 전달할 수 있다.
도5는 시동 신호 및 시동 여부를 송수신하는 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 텔레매틱스 단말기(32)가 차량 제어기(34)로 전달하는 시동 신호(36)는 기 설정된 주기(Period, 예를 들면 10초)를 가질 수 있다. 시동 신호(36)는 일정 시간 동안 활성화(On)되고, 이후 일정 시간 동안 시동 결과를 수신하기 위해 대기(Wait)하는 동안 비활성화될 수 있다.
실시예에 따라, 시동 신호(36)의 주기(Period)는 차량 제어기(34)에서 전달되는 시동 모드에 따라 달라질 수 있다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
2: 수소연료전지 자동차 6: 네트워크 서버
4: 휴대용 통신 장치 32: 텔레매틱스 단말기
34: 차량 제어기

Claims (20)

  1. 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신하는 단계;
    상기 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 단계;
    상기 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 전달하는 단계;
    상기 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하는 단계;
    상기 응답 대기 시간동안 상기 시동 신호의 결과를 상기 차량용 네트워크를 통해 수신하는 단계; 및
    상기 결과를 상기 무선 통신 네트워크를 통해 전달하는 단계
    를 포함하는, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시동 모드는 일반 시동 모드와 냉시동 모드를 포함하며,
    상기 냉시동 모드에서는 차량에 탑재된 연료전지 내 온도가 기 설정된 온도 이하인 조건에서 모터를 구동하고,
    상기 일반 시동 모드는 상기 연료전지 내 온도가 상기 기 설정된 온도를 초과하는 조건에서 상기 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기 설정된 온도는 영하 30°C인, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 일반 시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 30초이며,
    상기 냉시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 1분인, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응답 대기 시간 중 상기 시동 신호는 기 설정된 주기로 적어도 2회이상 전달되는, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기 설정된 주기는 10초 내지 20초인, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 시동 모드에 따라 상기 시동 신호의 전달 주기를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시동 모드에 따라 차량에 탑재된 모터의 구동 준비 시간이 상이한, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원격 시동 명령은 상기 무선 통신 네트워크를 통해 연결된 텔레매틱스 서버로부터 전달되는, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시동 신호는 차량에 탑재된 텔레매틱스 단말기로부터 차량 제어기로 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)를 통해 전달되며, 상기 시동 모드는 상기 차량 제어기로부터 상기 텔레매틱스 단말기로 제어기 영역 네트워크(CAN)를 통해 전달되는, 연료전지 차량의 원격 제어 방법.
  11. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 연료전지 차량의 원격 제어 방법을 실현하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  12. 무선 통신 네트워크를 통해 원격 시동 명령을 수신한 후 상기 원격 시동 명령에 대응하는 시동 신호를 차량용 네트워크를 통해 전달하는 텔레매틱스 단말기; 및
    상기 시동 신호에 대응하여 시동 모드를 상기 텔레매틱스 단말기로 전달하는 차량 제어기를 포함하고,
    상기 텔레매틱스 단말기는 상기 시동 모드에 대응하여 응답 대기 시간을 결정하고, 상기 응답 대기 시간동안 상기 시동 신호의 결과를 상기 차량용 네트워크를 통해 수신하며, 상기 결과를 상기 무선 통신 네트워크를 통해 전달하는, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시동 모드는 일반 시동 모드와 냉시동 모드를 포함하며,
    상기 냉시동 모드에서는 차량에 탑재된 연료전지 내 온도가 기 설정된 온도 이하인 조건에서 모터를 구동하고,
    상기 일반 시동 모드는 상기 연료전지 내 온도가 상기 기 설정된 온도를 초과하는 조건에서 상기 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기 설정된 온도는 영하 30°C인, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 일반 시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 30초이며,
    상기 냉시동 모드에서 상기 응답 대기 시간은 1분인, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 응답 대기 시간 중 상기 시동 신호는 기 설정된 주기로 적어도 2회이상 전달되는, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기 설정된 주기는 10초 내지 20초인, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 텔레매틱스 단말기는 상기 시동 모드에 따라 상기 시동 신호의 전달 주기를 결정하는, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 시동 모드에 따라 차량에 탑재된 모터의 구동 준비 시간이 상이한, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 시동 신호 및 상기 시동 모드는 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network, CAN)를 통해 전달되는, 연료전지 차량의 원격 제어 장치.
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