KR20180086783A - 하이브리드 차량의 주행 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 주행 제어 방법 Download PDF

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김도희
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Abstract

하이브리드 차량의 주행 제어 방법은, 제어기가 거리에 따른 상기 하이브리드 차량의 전방 주행 정보에 근거하여 하이브리드 차량의 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 계산하는 단계와, 제어기가 상기 계산된 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 비교하여 최대 에너지 절감량을 결정하는 단계와, 제어기가 하이브리드 차량이 상기 결정된 최대 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하도록 하이브리드 차량을 제어하는 단계;를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 주행 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING DRIVING OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 차량의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하이브리드 차량의 주행 제어 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차는 연료전지 자동차, 전기자동차, 플러그인 전기자동차, 하이브리드 자동차를 포괄하는 것으로, 통상적으로 구동력 발생을 위한 모터를 구비한다.
이러한 친환경 자동차의 일례인 하이브리드 자동차(hybrid vehicle)는 내연기관 엔진(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 자동차는 내연기관 엔진의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 자동차는, 엔진, 모터, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진 클러치, 변속기, 차동기어장치, 배터리, 상기 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전을 하는 시동 발전기, 및 차륜으로 구성될 수 있다.
또한, 하이브리드 자동차는, 하이브리드 자동차의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(hybrid control unit), 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어기(engine control unit), 모터의 동작을 제어하는 모터 제어기(motor control unit), 변속기의 동작을 제어하는 변속 제어기(transmission control unit), 및 배터리를 제어하고 관리하는 배터리 제어기(battery control unit)로 구성될 수 있다.
상기 배터리 제어기는 배터리 관리 시스템(battery management system)으로 호칭될 수 있다. 상기 시동 발전기는 ISG(integrated starter & generator) 또는 HSG(hybrid starter & generator)라 호칭되기도 한다.
상기와 같은 하이브리드 자동차는 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode), 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode), 자동차의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지를 모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동 모드(regenerative braking mode) 등의 주행모드로 운행할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는 하이브리드 차량의 전방 주행 정보를 전방 주행 정보의 거리에 따라 분류하고, 상기 분류된 정보에 근거하여 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는, 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은, 제어기가 거리에 따른 상기 하이브리드 차량의 전방 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량의 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 계산하는 단계; 상기 제어기가 상기 계산된 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 비교하여 최대 에너지 절감량을 결정하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 하이브리드 차량이 상기 결정된 최대 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하도록 상기 하이브리드 차량을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은, 상기 제어기가 상기 전방 주행 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 전방 주행 정보는 상기 하이브리드 차량과 상기 하이브리드 차량의 전방 차량 사이의 거리를 지시(indication)하는 센서 데이터 또는 상기 하이브리드 차량에 수신되는 통신 데이터를 포함할 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행을 제어하는 단계는, 상기 제어기가 상기 통신 데이터인 근거리 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량이 EV 모드(electric vehicle mode)로 주행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 근거리 주행 정보는 상기 하이브리드 차량과 상기 전방 차량 사이의 통신 데이터일 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행을 제어하는 단계는, 상기 제어기가 상기 통신 데이터인 중거리 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량이 회생 제동을 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중거리 주행 정보는 교통 신호 정보를 포함할 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행을 제어하는 단계는, 상기 제어기가 상기 통신 데이터인 장거리 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량이 EV 모드(electric vehicle mode)로 주행하도록 또는 상기 하이브리드 차량이 회생 제동을 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 장거리 주행 정보는 교통 흐름 정보를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은 하이브리드 차량의 전방 주행상황 정보를 근거로 하여 차량의 주행을 제어할 수 있으므로, 차량의 연비를 향상(증가)시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 차량의 전방 주행상황 정보와 차량 간 통신 정보를 활용하여 도로(또는 실도로(real road))에서 차량의 연비(Fuel Efficiency)를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 차량에 장착되는 센서와, 차량의 주행 제어를 위한 통신 데이터를 수신하는 수신기를 이용하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근거리의 전방 주행 정보를 이용한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중거리의 전방 주행 정보를 이용한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 장거리의 전방 주행 정보를 이용한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
통신체계(communication system)의 발달과 프로세서 성능 향상에 따라 많은 양의 정보가 처리될 수 있으므로, 차량의 에너지 고효율 경제 주행(economy driving)을 위해 다양한 종류의 정보가 활용될 수 있다. 따라서 에너지 효율 향상에 도움을 주는 정보들을 적절히 분류하여 적절한 시점에 활용하는 것이 필요하다.
친환경 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 관련 기술은 정밀 지도 정보(고정밀(High Precision) 지도 맵 정보 또는 정밀한 도로 맵(precise road map) 정보)에 근거한 타행 주행(coasting drive) 제어, 레이더(Radar) 기반의 타행 주행(coasting drive) 제어, 또는 교통신호 기반의 타행 주행(coasting drive) 제어를 포함할 수 있다. 상기 정밀 지도는 도로와 주변 지형의 정보를 높은 정확도로 구축한 3차원 지도를 말할 수 있다.
따라서 차량의 전체 주행 경로 상, 에너지 효율의 향상을 위해 현 시점에서 사용 가능한 차량의 주행 제어 방법들을 분류하고 전체 경로 상 가장 효율이 높은 제어 방법을 결정하는 것이 필요하다. 부연하여 설명하면, 전체 경로 상의 복수의 지점에 복수의 에너지 고효율 제어 방법이 존재함에도 단일 정보에 의한 제어만을 진행함에 따라, 전체 경로 상의 에너지 고효율 제어진입이 방해될 수 있다. 즉, 차량 전방의 주행 정보의 유효거리 별 에너지 절감량 비교에 따른 제어 진입이 필요할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근거리의 전방 주행 정보를 이용한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중거리의 전방 주행 정보를 이용한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 장거리의 전방 주행 정보를 이용한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도로(또는 실도로(real road)) 상의 하이브리드 차량의 전방 주행상황을 판단하여 에너지 고효율 제어를 하기 위해서, 본 발명의 실시예는 차량 전방의 주행정보를 분류할 수 있다. 부연하여 설명하면, 본 발명의 실시예는 차량 전방의 주행정보의 거리(또는 유효거리(effective range))를 기반으로 하이브리드 차량(300)을 제어할 수 있다. 차량 전방의 주행정보의 유효거리는, 센서(sensor)나 통신을 통해 전달되는 정보의 유효한 사용 거리를 의미하며, 근거리(단거리)(short range 또는 short distance), 중거리(medium range), 및 장거리(long range)로 분류될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 획득 단계(200)에서 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)에 포함된 센서(sensor) 또는 수신기(receiver)(또는 수신부)(105)를 이용하여 거리에 따른 하이브리드 차량(300)의 전방 주행 정보(또는 전방 주행 상황 정보)에 포함된 센서 데이터 또는 통신 데이터를 수신(또는 획득)할 수 있다. 센서 데이터는 하이브리드 차량(300)과 상기 하이브리드 차량의 전방 차량 사이의 거리를 지시(indication)할 수 있고, 통신 데이터는 상기 하이브리드 차량과 상기 전방 차량 사이에 전송(전달)되는 데이터와 같은 하이브리드 차량(300)에 수신되는 데이터를 의미할 수 있다. 상기 센서는 레이더(radar, radio detecting and ranging), 라이더(lidar, light detection and ranging), 또는 카메라(camera)를 포함할 수 있다.
제어기(305)는, 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어일 수 있고, 상기 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다.
하이브리드 차량(300)은, 제어기(controller)(305), 엔진(310), HSG(320), 엔진 클러치(engine clutch)(325), 전기 모터일 수 있는 모터(또는 구동 모터)(330), 배터리(340), 변속기(350), 및 차륜인 구동 휠들(driving wheels)(390)을 포함한다.
하이브리드 차량(300)은 하이브리드 전기차(hybrid electric vehicle)로서, 동력원(power source)으로 엔진(310)과 모터(330)를 사용할 수 있고, 모터(330)와 엔진(310) 사이에 엔진 클러치(325)가 존재하여 엔진 클러치(325)가 열린 상태에서는 모터(330)에 의하여 주행하는 EV(Electric Vehicle) 모드로 작동되고 엔진 클러치(325)가 닫힌 상태에서는 모터(330)와 엔진(310) 모두에 의한 주행이 가능한 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 작동될 수 있다.
하이브리드 차량(300)은 모터(330)와 변속기(350)가 붙어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인(power train)을 포함할 수 있으며, 엔진(310)과 모터(330)로 구성되는 동력원 사이에 엔진 클러치(325)가 존재하여 엔진 클러치(325)의 접합(engagement)(결합) 여부에 따라 모터(330)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode) 혹은 엔진(310)의 회전력을 주동력으로 하면서 모터(330)의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode)의 운행(주행)을 제공할 수 있다. 부연하여 설명하면, 모터(330)는 변속기(350)와 직결되어 있는 구조를 가지는 하이브리드 차량(300)에서, 하이브리드 시동 발전기(HSG)(320)의 기동을 통해 엔진RPM(revolutions per minute)이 끌어올려지고, 엔진(310)의 동력 전달 및 차단은 클러치(325)의 접합(결합) 및 분리를 통해 수행되며, 변속기(350)를 포함할 수 있는 동력전달계를 통해 휠들(wheels)(390)에 구동력이 발생되고, 엔진(310)의 토크전달 요구 시 클러치(325)의 접합을 통해 엔진 토크가 전달될 수 있다.
제어기(305)는 하이브리드 제어기(hybrid control unit, HCU), 모터 제어기(motor control unit, MCU), 엔진 제어기(engine control unit)(ECU), 및 변속 제어기(transmission control unit, TCU)를 포함할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)는 엔진(310)의 정지 시 HSG(320)의 제어를 통해 엔진의 기동(시동)을 제어할 수 있다. HCU는 최상위 제어기로서 차량 네트워크(network)인 CAN(Controller Area Network)와 같은 네트워크로 연결되는 모터 제어기(MCU)와 같은 제어기들을 통합 제어할 수 있고, 하이브리드 차량(300)의 전체 동작을 제어할 수 있다.
모터 제어기(MCU)는 HSG(320) 및 모터(330)를 제어할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 상기 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 구동모터(330)의 출력토크를 제어하여 최대의 효율을 갖는 영역으로 구동될 수 있도록 할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 복수개의 전력 스위칭소자로 구성되는 인버터(inverter)를 포함하며, 인버터를 구성하는 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, FET, 트랜지스터(TR), 및 릴레이(relay) 중 하나로 구성될 수 있다. 인버터는 배터리(340)에서 공급되는 DC 전압(직류 전압)을 3상 교류 전압으로 변환시켜 구동 모터(330)를 구동할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 배터리(340)와 모터(330) 사이에 배치될 수 있다.
엔진 제어기(ECU)는 엔진(310)의 토크를 제어할 수 있다. 엔진 제어기(ECU)는 상기 네크워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 엔진(310)의 운전점을 제어하여 최적의 토크가 출력될 수 있도록 할 수 있다. 변속 제어기(TCU)는 변속기(350)의 동작을 제어할 수 있다.
엔진(310)는 디젤엔진, 가솔린 엔진, LPG엔진, 및 LNG엔진 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 엔진 제어기로부터 출력되는 제어신호에 따른 운전점으로 토크를 출력하여 HEV모드에서 구동모터(330)와의 구동력 조합을 적정하게 유지할 수 있다.
엔진(310)은 엔진 클러치(325)를 통해 모터(330)에 결합되고 변속기(350)에 전달되는 동력을 생성할 수 있다.
하이브리드 시동 발전기(HSG)(320)는 전동기 또는 발전기로 동작하며, 모터 제어기(MCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 전동기로 동작되어 엔진(310)의 시동 온(on)을 실행하고, 엔진(310)이 시동 온 유지하는 상태에서 발전기로 동작되어 전압을 발전시키며 발전 전압을 상기 인버터를 통해 배터리(340)에 충전 전압으로 제공할 수 있다. 하이브리드 시동 발전기(HSG)(320)는 엔진(310)에 벨트(belt)로 연결될 수 있다. HSG(320)는 엔진(310)을 크랭크(Cranking)하기 위한 모터로서, 엔진과 직접 연결 또는 벨트로 연결될 수 있다.
엔진 클러치(325)는 엔진(310)과 구동모터(330) 사이에 배치(장착)되어, 동력 전달(동력 연결)을 단속시켜 EV모드와 HEV모드의 운행이 제공될 수 있도록 할 수 있다. 엔진 클러치(325)의 동작은 제어기(305)에 의해 제어될 수 있다.
구동 모터(330)는 모터 제어기(MCU)로부터 출력되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행(coasting drive) 또는 회생 제동에서 발전기로 동작되어 회생에너지를 배터리(340)에 공급할 수 있다.
배터리(340)는 다수개의 단위 셀(unit cell)로 이루어지며, 휠들(390)에 구동력을 제공하는 구동모터(330) 또는 HSG(320)에 전압을 제공하기 위한, 예를 들어, 직류 350(Volt) 내지 450V의 고전압이 저장될 수 있다.
변속기(350)는 자동 변속기(automatic transmission) 또는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission, DCT)와 같은 다단 변속기(multiple speed transmission 또는multistage transmission)로 구현될 수 있으며, 변속 제어기(TCU)의 제어에 따른 유압(hydraulic pressure)의 작동으로 결합요소(engagement element) 및 해방요소(disengagement element)가 동작되어 임의의 변속단을 결합(선택)할 수 있다. 변속기(350)는 엔진(310) 및/또는 모터(330)의 구동력을 휠들(390)에 전달 또는 차단할 수 있다.
추정 단계(235)에 따르면, 제어기(305)는 전방 주행 정보에 포함된 센서 데이터 또는 통신 데이터에 근거하여 하이브리드 차량(300)의 근거리 에너지 절감량을 계산(또는 연산)할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어기(305)는 엔진(310)이 사용되지 않고 구동 모터(330)만 사용되는 EV 모드로 하이브리드 차량의 주행이 유지될 때의 근거리 에너지 절감량을 계산할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 차량(300)의 제어기(305)는 수신기(105)를 통해 수신되는 전방 근거리에서 주행하는 제2 차량의 근거리 주행 정보 및 제3 차량의 근거리 주행 정보에 근거하여 제1 차량의 주행을 제어할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(305)는 제2 차량에 의해 검출된 센서 데이터에 응답하지 않고 제3 차량과의 V2V 통신(vehicle to vehicle communication)에 따른 통신 데이터(예, 제3 차량의 감속 정보(또는 감속상황 정보)에 응답(인지)하여 불필요한 엔진(Engine)(310)의 온(On) 없이 EV 모드의 주행을 유지(holding)시킬 수 있다. 따라서 제1 차량(300)의 에너지 소모가 감소될 수 있다.
추정 단계(240)에 따르면, 제어기(305)는 통신 데이터에 근거하여 하이브리드 차량(300)의 중거리 에너지 절감량을 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(305)는 하이브리드 차량이 통신 데이터인 중거리 주행 정보에 근거하여 회생 제동(또는 능동(active) 회생 제동)을 수행할 때의 중거리 에너지 절감량을 계산할 수 있다. 능동(active) 회생 제동은 차량의 목표 속도가 정해진 회생 제동을 의미할 수 있다. 하이브리드 차량(300)의 감속을 위해 운전자에 의해 브레이크페달 오프(Brake Pedal off) 및 액셀페달 오프(accelerator pedal off)가 유지될 때, 차량의 타행 주행이 수행될 수 있다. 차량의 타행 주행이 수행될 때, 브레이크에 의한 하이브리드 차량의 제동 없이 모터에 관한 타행 주행 토크(음의 토크임) 제어(Coasting Torque Control)를 통하여 차량이 감속되고 구동 모터(330)에 의해 회수되는 에너지가 배터리(340)에 저장될 수 있다.
상기 중거리 주행 정보는 V2X 통신(vehicle-to-everything communication)에 의한 정보로서, 하이브리드 차량(300) 외부에 배치된 서버(server)(예, 텔레매틱스 서버(telematics server))로부터 통신을 통해 전달되는 교통 신호(traffic signal) 정보, 톨게이트(toll gate) 위치 정보, 차량의 터닝(turning)(또는 방향전환) 위치 정보, 또는 등판(uphill road) 위치 정보를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 차량(300)의 제어기(305)는 수신기(105)를 통해 수신되는 전방 중거리에 배치된 교통 신호등의 교통신호 정보에 근거하여 제1 차량(300)의 주행을 제어할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(305)는 제2 차량의 주행 정보에 응답하지 않고 교통신호 정보인 적색 신호등(red traffic light) 신호에 응답하여 제1 차량(300)을 감속시켜 회생제동을 수행시킬 수 있다. 따라서 제1 차량(300)의 에너지 소모가 감소될 수 있다.
추정 단계(245)에 따르면, 제어기(305)는 통신 데이터에 근거하여 하이브리드 차량(300)의 장거리 에너지 절감량을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(305)는 하이브리드 차량이 통신 데이터인 장거리 주행 정보에 근거하여 EV 모드로 주행할 때 또는 회생 제동(또는 능동(active) 회생 제동)을 수행할 때의 장거리 에너지 절감량을 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 시간에 기반한 장거리 에너지 절감량은 다음과 같은 수학식에 의해 계산(추정)될 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식에서, 공기저항파워(air resistance power)는 하이브리드 차량(300)이 주행할 때 나타나는 공기저항에 대응하는 차량의 파워이고, 구름저항파워(rolling resistance power)는 하이브리드 차량(300)이 주행할 때 나타나는 구름저항에 대응하는 차량의 파워이고, 등판저항파워(gradient resistance power)는 하이브리드 차량(300)이 주행할 때 나타나는 등판저항에 대응하는 차량의 파워이고,
Figure pat00002
는 변속기(350)와 휠들(390) 사이에 배치된 차동기어 장치(differential gear device)의 효율이고,
Figure pat00003
는 변속기(350)의 효율이고,
Figure pat00004
는 구동 모터(330)의 효율이고,
Figure pat00005
는 배터리(340)의 효율일 수 있다.
거리에 기반한 에너지는 장거리 에너지 절감량은 아래와 같은 수학식에 의해 계산(추정)될 수 있다.
Figure pat00006
도 3을 참조하면, 하이브리드 차량(300)의 제어기(305)는 수신기(105)를 통해 수신되는 장거리 주행 정보(장거리 전방 주행 정보)에 근거하여 하이브리드 차량의 주행을 제어할 수 있다. 상기 장거리 주행 정보는 V2X 통신(vehicle-to- everything communication))에 의한 정보로서, 하이브리드 차량(300) 외부에 배치된 서버(server)(예, 텔레매틱스 서버(telematics server))로부터 통신을 통해 전달되는 교통 흐름 정보(Traffic Flow Information)(예, 차량의 정체), 도로의 경사도 정보, 도로의 곡률 정보, 도로의 노면상태 정보, 정밀 지도 정보, 또는 GPS(Global Positioning System)의 위치정보를 포함할 수 있다.
비교 단계(250)에 따르면, 제어기(305)는 상기 계산된 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 비교하여 최대 에너지 절감량을 결정할 수 있다.
판단 단계(255)에 따르면, 제어기(305)는 상기 계산된 근거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량인 지 여부를 판단할 수 있다.
상기 근거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량일 때, 프로세스(process)인 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은 수행 단계(270)로 진행된다. 상기 근거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량이 아닐 때, 프로세스(process)는 제한 단계(285)로 진행된다.
수행 단계(270)에 따르면, 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)이 상기 근거리 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하도록 하이브리드 차량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어기(305)는 통신 데이터인 근거리 주행 정보(근거리의 주변 차량의 주행 정보)에 근거하여(수신하여) 하이브리드 차량(300)이 EV 모드로 주행을 유지하도록 제어할 수 있다.
제한 단계(285)에 따르면, 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)이 상기 근거리 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하지 않도록 하이브리드 차량을 제어할 수 있다.
상기 중거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량일 때, 프로세스(process)는 수행 단계(275)로 진행된다. 상기 중거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량이 아닐 때, 프로세스(process)는 제한 단계(290)로 진행된다.
수행 단계(275)에 따르면, 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)이 상기 중거리 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하도록 하이브리드 차량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(305)는 통신 데이터인 중거리 주행 정보(예, 교통 신호 정보)에 근거하여 하이브리드 차량(300)이 회생 제동(또는 능동(active) 회생 제동)을 수행하도록 제어할 수 있다.
제한 단계(290)에 따르면, 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)이 상기 중거리 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하지 않도록 하이브리드 차량을 제어할 수 있다.
상기 장거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량일 때, 프로세스(process)는 수행 단계(280)로 진행된다. 상기 중거리 에너지 절감량이 최대 에너지 절감량이 아닐 때, 프로세스(process)는 제한 단계(295)로 진행된다.
수행 단계(280)에 따르면, 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)이 상기 장거리 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하도록 하이브리드 차량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어기(305)는 통신 데이터에 포함된 장거리 주행 정보(예, 교통 흐름 정보, 도로의 경사도 정보, 또는 도로의 곡률 정보)에 근거하여 하이브리드 차량(300)이 EV 모드로 주행을 유지하도록 또는 회생 제동(또는 능동(active) 회생 제동)을 수행하도록 제어할 수 있다.
제한 단계(295)에 따르면, 제어기(305)는 하이브리드 차량(300)이 상기 장거리 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하지 않도록 하이브리드 차량을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(fieldprogrammable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
105: 수신기
305: 제어기
330: 모터

Claims (8)

  1. 하이브리드 차량의 주행 제어 방법에 있어서,
    제어기가 거리에 따른 상기 하이브리드 차량의 전방 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량의 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 계산하는 단계;
    상기 제어기가 상기 계산된 근거리 에너지 절감량, 중거리 에너지 절감량, 및 장거리 에너지 절감량을 비교하여 최대 에너지 절감량을 결정하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 하이브리드 차량이 상기 결정된 최대 에너지 절감량에 대응하는 주행을 하도록 상기 하이브리드 차량을 제어하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은,
    상기 제어기가 상기 전방 주행 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 전방 주행 정보는 상기 하이브리드 차량과 상기 하이브리드 차량의 전방 차량 사이의 거리를 지시(indication)하는 센서 데이터 또는 상기 하이브리드 차량에 수신되는 통신 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 주행을 제어하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 통신 데이터인 근거리 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량이 EV 모드(electric vehicle mode)로 주행하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  4. 제4항에 있어서,
    상기 근거리 주행 정보는 상기 하이브리드 차량과 상기 전방 차량 사이의 통신 데이터인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 주행을 제어하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 통신 데이터인 중거리 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량이 회생 제동을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중거리 주행 정보는 교통 신호 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 주행을 제어하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 통신 데이터인 장거리 주행 정보에 근거하여 상기 하이브리드 차량이 EV 모드(electric vehicle mode)로 주행하도록 또는 상기 하이브리드 차량이 회생 제동을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장거리 주행 정보는 교통 흐름 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
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