KR20190090184A - 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 차량의 불안정한 주행이 감지되는 경우, 감지되는 주행 상태에 따라, 차량 내 배터리로부터 출력되는 전압을 제어함으로써, 차량의 주행 가능 거리를 제한하며, 제한된 주행 가능 거리 및 주행 가능 거리 내 안전 지역 정보를 운전자에게 안내하여 운전자가 안전 지역에 차를 정차하도록 유도함으로써, 차량의 불안정한 주행으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법{Apparatus and method for managing of battery for safety driving of vehicle}
본 발명은 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 차량의 불안정한 주행이 감지되는 경우, 감지되는 주행 상태에 따라, 차량 내 배터리로부터 출력되는 전압을 제어함으로써, 차량의 주행 가능 거리 및 속도를 제한하며, 제한된 주행 가능 거리 및 속도 정보와, 주행 가능 거리 내 안전 지역 정보를 운전자에게 제공하여 운전자가 안전 지역에 차를 정차하도록 유도함으로써, 차량의 불안정한 주행으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
근래에는, 차량의 양적 증가로 인해 도로상의 접촉 사고 또한 매년 증가하고 있는 추세이며, 최근, 접촉 사고의 원인을 살펴보면, 운전자의 부주의 또는 운전 미숙으로 인한 사고 외에도, 졸음 운전 및 음주 운전으로 인한 사고가 매우 높은 비중을 차지하고 있다.
한편, 음주 운전의 경우, 술에 취한 상태로 운전하는 것을 말하며, 이러한 음주운전으로 인한 사고가 국내에서만 최근 5년간 약 12만건 이상 발생하고 있을 정도로 빈번하게 발생하는 접촉 사고의 원인 중 하나이다.
또한, 졸음 운전의 경우, 장시간 운전 시, 운전자들의 피로가 가중되면서 정신 집중력이 저하되고, 이러한 집중력 저하가 운전 중 졸음으로 이어져 발생하는 사고로서, 그 위험도가 음주 운전과 유사하고, 실제로 미국의 경우, 매년 30만건 이상의 졸음 운전으로 인한 사고가 발생하고 있을 정도로, 음주 운전과 더불어 빈번하게 발생하는 접촉 사고의 원인 중 하나이다.
한편, 이러한 음주 운전 또는 졸음 운전으로 인한 사고 발생 시, 단순히 운전자에게만 피해가 발생하는 것이 아닌, 차량 충돌로 인한 추가적인 인명 피해 또는 재산 피해를 발생시킬 수 있으며, 실제로 국내에서만 최근 5년간 3천명 이상이 음주 운전 사고로 사망하였을 정도로 그 위험도가 높다.
비록, 국가적으로 졸음 쉼터 등을 개설하고 음주운전 단속을 강화하는 등 졸음 운전 및 음주 운전으로 인한 사고를 예방하고자 노력하고 있으나, 졸음운전의 경우, 운전자가 자신의 졸음운전 상태를 자각하여 운전을 멈추지 않는 이상, 단속이 어려우므로 졸음운전으로 인한 사고 또한 예방하기 어렵다는 문제점이 있었으며, 음주운전 또한, 그 단속 구간 및 일시가 제한적이므로, 이러한 단속을 피해 음주운전을 하는 운전자로 인한 사고를 예방하는 것에는 한계가 있었다.
한편, 이러한 음주 운전 및 졸음 운전 등으로 발생하는 접촉 사고를 감소시키고자, 차량에 비접촉식 센서를 설치하여 선행 차량과의 안전 거리를 손쉽게 유지하도록 함으로써, 차량의 안전 주행을 돕는 기술이 개발되기도 하였으나, 해당 기술 역시, 단순히 차량의 안전 거리를 확보할 수 있도록 하는 기술로서, 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 운전자의 불안정한 주행 상황을 감지하여, 그로 인한 사고 발생을 방지하는 것은 불가능하므로, 여전히, 졸음 운전 및 음주 운전으로 인한 사고를 실질적으로 방지하기 위한 기술은 개발되지 못한 상황이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0039501호
본 발명의 목적은, 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 차량의 불안정한 주행이 감지되는 경우, 감지되는 주행 상태에 따라, 차량 내 배터리로부터 출력되는 전압을 제어함으로써, 차량의 주행 가능 거리 및 속도를 제한하며, 제한된 주행 가능 거리 및 속도 정보와, 주행 가능 거리 내 안전 지역 정보를 운전자에게 제공하여 운전자가 안전 지역에 차를 정차하도록 유도함으로써, 차량의 불안정한 주행으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 차량의 불안정한 주행이 감지되는 경우, 감지되는 주행 상태가 인근 경찰서 또는 도로관리공단 서버 등으로 전송되도록 함으로써, 졸음 운전 또는 음주 운전의 발생률을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해, 졸음 운전 또는 음주 운전으로 인한 사고율 또한 감소시킬 수 있는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법은, 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 상태를 감지하는 단계와, 상기 주행 상태에 근거하여 상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 단계와, 상기 주행 상태가 상기 불안정 상태로 판단되는 경우, 상기 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 제한 정보를 산출하는 단계와, 상기 산출된 주행 제한 정보에 근거하여 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법은, 상기 산출된 주행 제한 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 상태를 감지하는 단계는, 상기 현재위치 정보에 근거하여 상기 차량의 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴 중 어느 하나 이상을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 단계는, 상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 상기 현재위치 정보에 포함되는 차선 정보 및 제한속도 정보의 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 단계는, 상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 소정 시간 내에 기 저장된 정상 패턴 변화 범위를 소정 횟수 이상 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 제한 정보는, 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보를 포함할 수 있고, 상기 주행 제한 정보를 산출하는 단계는, 상기 차량의 현재위치로부터 인접한 안전지역 정보에 기반하여 상기 주행 제한거리 정보를 산출하는 단계와, 상기 현재위치 정보에 포함되는 제한속도 정보에 기반하여 상기 주행 제한속도 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 제한거리 정보는, 상기 차량의 현재위치로부터 상기 안전지역 정보에 포함되는 안전지역까지 남은 거리에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어신호를 생성하는 단계는, 상기 주행 제한거리 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한거리 정보에 포함되는 남은 거리만을 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 단계와, 상기 주행 제한속도 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한속도 정보에 포함되는 제한속도 이내로만 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치는, 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 상태를 감지하는 감지부와, 상기 주행 상태에 근거하여 상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 판단부와, 상기 주행 상태가 상기 불안정 상태로 판단되는 경우, 상기 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 제한 정보를 산출하는 산출부와, 상기 산출된 주행 제한 정보에 근거하여 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치는, 상기 산출된 주행 제한 정보를 제공하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 감지부는, 상기 현재위치 정보에 근거하여 상기 차량의 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴 중 어느 하나 이상을 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부는, 상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 상기 현재위치 정보에 포함되는 차선 정보 및 제한속도 정보의 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 판단부는, 상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 소정 시간 내에 기 저장된 정상 패턴 변화 범위를 소정 횟수 이상 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 제한 정보는, 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보를 포함할 수 있고, 상기 산출부는, 상기 차량의 현재위치로부터 인접한 안전지역 정보에 기반하여 상기 주행 제한거리 정보를 산출하고, 상기 현재위치 정보에 포함되는 제한속도 정보에 기반하여 상기 주행 제한속도 정보를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주행 제한거리 정보는, 상기 차량의 현재위치로부터 상기 안전지역 정보에 포함되는 안전지역까지 남은 거리에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 주행 제한거리 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한거리 정보에 포함되는 남은 거리만을 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성할 수 있고, 상기 주행 제한속도 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한속도 정보에 포함되는 제한속도 이내로만 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 차량의 불안정한 주행이 감지되는 경우, 감지되는 주행 상태에 따라, 차량 내 배터리로부터 출력되는 전압을 제어함으로써, 차량의 주행 가능 거리 및 속도를 제한하며, 제한된 주행 가능 거리 및 속도 정보와, 주행 가능 거리 내 안전 지역 정보를 운전자에게 제공하여 운전자가 안전 지역에 차를 정차하도록 유도함으로써, 차량의 불안정한 주행으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 졸음 운전 및 음주 운전과 같은 차량의 불안정한 주행이 감지되는 경우, 감지되는 주행 상태가 인근 경찰서 또는 도로관리공단 서버 등으로 전송되도록 함으로써, 졸음 운전 또는 음주 운전의 발생률을 감소시킬 수 있으며, 그로 인해, 졸음 운전 또는 음주 운전으로 인한 사고율 또한 감소시킬 수 있는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치가 적용될 수 있는 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법을 설명하기 위한 순서도를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)가 적용될 수 있는 차량(1)을 개략적으로 도시한 도면이다.
이때, 차량(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 배터리 팩(10)을 포함하는 전기 자동차(Electric vehicle) 및 하이브리드 자동차(Hybrid vehicle)을 의미할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
한편, 차량(1)은 배터리 팩(10), ECU(Electronic Control Unit, 20), 인버터(30) 및 모터(40)를 포함할 수 있다.
배터리 팩(10)은 후술되는 모터(40)에 구동력을 제공하여 차량(1)을 구동시키는 전기 에너지원일 수 있다. 배터리 팩(10)은 모터(40) 및/또는 내연기관(미도시)의 구동에 따라 후술되는 인버터(30)에 의해 충전되거나 방전될 수 있다. 여기서, 배터리 팩(10)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 배터리 팩(10)은 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성될 수 있다.
또한, 배터리 팩(10)은 복수의 전지 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 전지 팩을 의미할 수 있고, 하나 이상의 전지 팩을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
ECU(20)는 차량(1)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치일 수 있다. 예컨대, ECU(20)는 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break), 속도 등의 정보에 기초하여 토크 정도를 결정하고, 모터(40)의 출력이 토크 정보에 맞도록 제어할 수 있다. 또한, ECU(20)는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100) 에 의해 배터리 팩(10)이 충전 또는 방전될 수 있도록 인버터(30)에 제어 신호를 보낼 수 있다.
인버터(30)는 ECU(20)의 제어 신호에 기초하여 배터리 팩(10)이 충전 또는 방전되도록 할 수 있다.
모터(40)는 배터리 팩(10)의 전기 에너지를 이용하여 ECU(20)로부터 전달되는 제어 정보(예컨대, 토크 정보)에 기초하여 차량(1)을 구동할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다만, 도 2 및 도 3에 도시된 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 일 실시예에 따른 것으로, 그 구성요소들이 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
아울러, 도 1에 도시된 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery management system)의 형태로 구현될 수 있고, 기존의 차량 내에 설치된 배터리 관리 시스템의 구성 및 구조를 부가, 변경 또는 제거하여 구현될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
한편, 이와 같이, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)가 배터리 관리 시스템(BMS)로 구현되는 경우, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(10)의 상태를 추정하고, 추정한 상태 정보를 이용하여 배터리 팩(10)을 관리할 수 있다. 예컨대, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 배터리 팩(10)의 잔존 용량(State Of Charging; SOC), 잔존 수명(State Of Health; SOH), 최대 입출력 전력 허용량, 출력 전압 등 배터리 팩(10)의 상태 정보를 추정하고 관리할 수 있다. 그리고, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 이러한 상태 정보를 이용하여 배터리 팩(10)의 충전 또는 방전을 제어하며, 나아가 배터리 팩(10)의 교체 시기 추정할 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)가 배터리 관리 시스템(BMS)으로 구현되는 것에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 감지부(110), 판단부(120), 산출부(130), 제어부(140) 및 출력부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 감지부(110)는 차량의 현재위치 정보에 근거하여 차량의 주행 상태를 감지하는 역할을 할 수 있다. 보다 구체적으로, 감지부(110)는 차량의 현재위치 정보에 근거하여 차량의 차선변화 패턴 및 속도변환 패턴 중 어느 하나 이상을 감지하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 차량의 현재위치 정보는 차량 내에 설치되는 GPS 모듈 또는 GPS 모듈을 포함하는 기기(예를 들어, 네비게이션)로부터 수신될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
한편 이때, 차선변화 패턴은, 소정 시간 동안 차량에서 차선을 변경한 횟수 및 차선 변경 방향 정보를 포함할 수 있고, 속도변환 패턴은, 소정 시간 동안 차량의 속도 증감 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
다음으로, 판단부(120)는 상기 감지부(110)로부터 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴에 근거하여 차량의 주행상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 역할을 할 수 있다.
보다 구체적으로, 판단부(120)는 차선변화 패턴에 포함되는 차선 변화 횟수가 기 저장된 차선 변경 허용횟수 이상인 경우, 해당 차량의 주행상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
예를 들어, 데이터베이스(미도시)에 저장된 1분동안 차선 변경 허용횟수가 3회이고, 차선변화 패턴에 포함되는 1분 동안 차량에서 차선을 변경한 횟수 정보가 10회인 경우, 판단부(120)는 해당 차량(1)의 주행 상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
또한, 판단부(120)는 차량의 현재위치 정보에 포함되는 도로의 차선 정보가 실선 차선임에도 불구하고, 상기 감지되는 차선변화 패턴에 차량의 차선변경에 대한 정보가 포함되는 경우, 해당 차량의 주행상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
아울러, 판단부(120)는 차량의 속도변화 패턴이 소정 시간 내에 기 저장된 정상 속도 변화폭을 벗어나는 경우, 해당 차량의 주행상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
예를 들어, 데이터베이스(미도시)에 저장된 정상 속도 변화폭이 5초내에 30Km 이하이고(예를 들어, 5초내에 30Km 이하의 속도 변화를 정상 속도 변화로 간주하는 정상 속도 변화폭), 속도변화 패턴에 포함되는 5초내에 차량(1)에서 변화한 속도가 30Km 이상인 경우, 판단부(120)는 해당 차량(1)의 주행 상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
즉, 판단부(120)는 소정 시간 내에 소정 횟수 이상의 급가속, 급발진 및 급정거로 인해 속도변화 패턴이 기 저장된 정상 속도 변화폭을 벗어나는 경우, 해당 차량의 주행상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
한편, 상술한 차선 변경 허용횟수 및 정상 속도 변화폭은 정상 패턴 변화 범위에 포함될 수 있고, 상기 정상 패턴 변화 범위는, 차량의 평균 차선 변경 횟수 및 평균 속도 변화폭에 근거하여 산출 및 저장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
또한, 판단부(120)는 감지부(110)로부터 감지되는 차량의 속도변화 패턴이 차량(1)의 현재위치 정보에 포함되는 도로의 제한속도 정보를 벗어나는 경우, 해당 차량의 주행상태를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
한편, 판단부(120)는 차선변화 패턴에 포함되는 차선 변화 횟수가 기 저장된 차선 변경 허용횟수를 소정 횟수 이상 초과하고, 속도변화 패턴이 정상 속도 변화폭을 소정 범위 이상 벗어나는 경우, 해당 주행 상태를 음주운전으로 인한 불안정 상태로 판단할 수도 있다.
다음으로, 산출부(130)는 상기 판단부(120)로부터 차량의 주행 상태가 불안정 상태로 판단되는 경우, 차량의 주행 상태에 근거하여 주행 제한 정보를 산출하는 역할을 할 수 있다.
여기서, 주행 제한 정보란, 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
보다 구체적으로, 산출부(130)는 상기 판단부(120)로부터 차량의 주행 상태가 불안정 상태로 판단되는 경우, 해당 차량의 현재위치 정보에 기반하여 해당 차량이 안전지역 정보에 포함되는 졸음쉼터 또는 휴게소까지만 주행할 수 있도록 하는 주행 제한거리 정보를 산출할 수 있다.
또한, 산출부(130)는 해당 차량의 현재위치 정보에 포함되는 도로의 제한속도에 기반하여, 차량이 해당 제한속도 이내로만 주행할 수 있도록 하는 주행 제한속도 정보를 산출할 수 있다.
다음으로, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 산출된 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보 중 어느 하나 이상에 근거하여 배터리 팩(10)으로부터 출력되는 전압을 제어하는 역할을 할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 산출된 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보 중 어느 하나 이상에 근거하여 ECU(20)에 제어 신호를 전송할 수 있으며, 이로 인해, ECU(20)가 제어 신호에 근거하여 인버터(30)를 통해 배터리 팩(10)의 충, 방전 및 모터(40)를 제어하여 차량의 구동을 제어하도록 할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 주행 제한거리 정보가 산출되는 경우, 차량을 현재 위치로부터 인접한 안전지역(예를 들어, 졸음쉼터 및 휴게소 등)까지만 주행 가능하도록 하는 제어 신호를 ECU(20)에 전송할 수 있으며, 이러한 경우, ECU(20)가 제어 신호에 근거하여 인버터(30)를 통해 배터리 팩(10)의 충, 방전 및 모터(40)를 제어함으로써, 차량이 상기 안전지역까지만 구동하도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 주행 제한속도 정보가 산출되는 경우, 차량을 현재 위치의 제한속도 이내로만 주행 가능하도록 하는 제어 신호를 ECU(20)에 전송할 수 있으며, 이러한 경우, ECU(20)가 제어 신호에 근거하여 인버터(30)를 통해 배터리 팩(10)의 충, 방전 및 모터(40)를 제어함으로써, 차량이 제한속도 이내로만 구동하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 산출된 주행 제한속도 정보에 근거하여, 차량의 구동이 소정 시간 이내로 정지되도록 하는 제어 신호를 ECU(20)에 전송할 수도 있다. 예를 들어, 판단부(120)로부터 판단된 주행 상태가 음주 운전으로 인한 불안정 상태인 경우, 산출부(130)는 현재위치 정보가 아닌, 음주 운전 정보에 근거한 주행 제한속도 정보를 산출할 수 있고, 이러한 경우, 제어부(140)는 차량의 구동이 소정 시간 이내로 정지되도록 하는 제어 신호를 ECU(20)에 전송할 수 있다.
또한, 판단부(120)로부터 판단된 주행 상태가 음주운전으로 인한 불안정 상태인 경우, 해당 주행 상태에 대한 정보가 통신부(미도시)를 통해 경찰 및 도로관리공단 서버로 전송될 수 있다.
즉, 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)가 통신부(미도시)를 더 포함할 수도 있으나, 통신부(미도시)를 필수적으로 포함하는 것으로 한정되는 것은 아님에 유의한다.
다음으로, 출력부(150)는 산출된 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보 중 어느 하나 이상을 음성 또는 화면의 형태로 운전자에게 출력하는 역할을 할 수 있다.
또한, 출력부(150)는 산출부(130)로부터 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보 중 어느 하나 이상이 산출되는 경우, 경고음 또는 경고화면을 출력하여 운전자로 하여금 자신의 불안정한 주행 상태를 자각하도록 하는 역할을 할 수 있다.
이때, 출력부(150)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100) 내에 포함될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 산출부(130)로부터 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보 중 어느 하나 이상이 산출되는 경우, 내장된 출력부(150)를 통해 경고음 또는 경고화면을 출력함으로써, 운전자로 하여금 자신의 불안정한 주행 상태를 자각하도록 할 수 있다.
한편, 출력부(150)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)와 연동되되, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)와 별도로 구성되는 외부 기기로서 구현될 수도 있다.
예를 들어, 출력부(150)는 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)와 별도로 구성되며, 경고음 및 경고화면 중 어느 하나 이상을 출력 가능한 외부 기기(예를 들어, 차량 내에 설치되는 네비게이션)로 구현될 수 있고, 이러한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치(100)는 상기 외부 기기로 구현된 출력부(150)를 통해 주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보 중 어느 하나 이상에 따른 경고음 또는 경고화면을 원격으로 출력할 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부(150)는 평상시에는 네비게이션으로서 활용되되, 차량의 주행상태가 불안정 상태로 판단되는 경우, 경고음 또는 경고화면을 출력함으로써, 운전자로 하여금 자신의 불안정한 주행 상태를 자각하도록 하는 경보기로서도 활용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법을 설명하기 위한 순서도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
다만, 도 4에 나타낸, 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법의 과정은 일 실시예에 따른 것으로, 그 과정이 도 4에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 과정이 부가, 변경 또는 삭제될 수 있음을 유의한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법은, 먼저, 감지부(110)가 차량 내에 설치되는 GPS 모듈 또는 GPS 모듈을 포함하는 기기(예를 들어, 네비게이션)로부터 차량의 현재위치 정보를 수신하여, 현재위치 정보에 근거한 차량의 주행 상태를 감지(S201)하면, 판단부(120)는 감지되는 주행 상태에 근거하여 차량의 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단(S202)한다.
이때, 판단부(120)로부터 주행 상태가 불안정 상태로 판단되는 경우, 산출부(130)는 수신된 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 제한 정보를 산출(S203)한다.
여기서, 주행 제한 정보는, 차량의 제한된 주행 가능 거리에 대한 정보를 포함하는 주행 거리제한 정보 및 차량의 제한된 주행 가능 속도에 대한 정보를 포함하는 주행 속도제한 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다.
한편, 산출부(130)로부터 주행 제한 정보가 산출되는 경우, 제어부(140)는 산출된 주행 제한 정보에 근거하여 차량의 구동을 제어하는 제어신호를 생성(S204)하며, 생성된 제어신호를 ECU(20)로 전송한다.
보다 구체적으로, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 주행 거리제한 정보가 산출되는 경우, 차량을 현재 위치로부터 인접한 안전지역(예를 들어, 졸음쉼터 및 휴게소 등)까지만 주행 가능하도록 하는 제어 신호를 ECU(20)에 전송할 수 있으며, 이러한 경우, ECU(20)가 제어 신호에 근거하여 인버터(30)를 통해 배터리 팩(10)의 충, 방전 및 모터(40)를 제어함으로써, 차량이 상기 안전지역까지만 구동하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 산출부(130)로부터 주행 속도제한 정보가 산출되는 경우, 주행 속도제한 정보에 포함되는 주행 가능 속도 이내로만 주행 가능하도록 하는 제어 신호를 ECU(20)에 전송할 수 있으며, 이러한 경우, ECU(20)가 제어 신호에 근거하여 인버터(30)를 통해 배터리 팩(10)의 충, 방전 및 모터(40)를 제어함으로써, 차량이 제한속도 이내로만 구동하도록 제어할 수 있다.
한편, 산출부(130)로부터 주행 제한 정보가 산출되는 경우, 출력부(150)는 주행 제한 정보를 운전자에게 음성 또는 화면의 형태로 출력(S205)하며, 이로 인해, 운전자가 현재 자신의 불안정한 주행 상태를 자각할 수 있도록 하고, 인접한 졸음쉼터 및 휴게소 등으로 진입하여 휴식을 취하도록 유도할 수 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
1: 차량
10: 배터리 팩
20: ECU
30: 인버터
40: 모터
100: 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치
110: 감지부
120: 판단부
130: 산출부
140: 제어부
150: 출력부

Claims (16)

  1. 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 상태를 감지하는 단계;
    상기 주행 상태에 근거하여 상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 단계;
    상기 주행 상태가 상기 불안정 상태로 판단되는 경우, 상기 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 제한 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 주행 제한 정보에 근거하여 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법은,
    상기 산출된 주행 제한 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주행 상태를 감지하는 단계는,
    상기 현재위치 정보에 근거하여 상기 차량의 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴 중 어느 하나 이상을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 단계는,
    상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 상기 현재위치 정보에 포함되는 차선 정보 및 제한속도 정보의 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 단계는,
    상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 소정 시간 내에 기 저장된 정상 패턴 변화 범위를 소정 횟수 이상 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주행 제한 정보는,
    주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보를 포함하고,
    상기 주행 제한 정보를 산출하는 단계는,
    상기 차량의 현재위치로부터 인접한 안전지역 정보에 기반하여 상기 주행 제한거리 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 현재위치 정보에 포함되는 제한속도 정보에 기반하여 상기 주행 제한속도 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주행 제한거리 정보는,
    상기 차량의 현재위치로부터 상기 안전지역 정보에 포함되는 안전지역까지 남은 거리에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어신호를 생성하는 단계는,
    상기 주행 제한거리 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한거리 정보에 포함되는 남은 거리만을 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 주행 제한속도 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한속도 정보에 포함되는 제한속도 이내로만 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 방법.
  9. 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 상태를 감지하는 감지부;
    상기 주행 상태에 근거하여 상기 주행 상태를 안정 상태 및 불안정 상태 중 어느 하나로 판단하는 판단부;
    상기 주행 상태가 상기 불안정 상태로 판단되는 경우, 상기 차량의 현재위치 정보에 근거하여 주행 제한 정보를 산출하는 산출부; 및
    상기 산출된 주행 제한 정보에 근거하여 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치는,
    상기 산출된 주행 제한 정보를 제공하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 현재위치 정보에 근거하여 상기 차량의 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴 중 어느 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 상기 현재위치 정보에 포함되는 차선 정보 및 제한속도 정보의 허용범위를 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 감지된 차선변화 패턴 및 속도변화 패턴이 소정 시간 내에 기 저장된 정상 패턴 변화 범위를 소정 횟수 이상 벗어나는 경우, 상기 주행 상태를 상기 불안정 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 주행 제한 정보는,
    주행 제한거리 정보 및 주행 제한속도 정보를 포함하고,
    상기 산출부는,
    상기 차량의 현재위치로부터 인접한 안전지역 정보에 기반하여 상기 주행 제한거리 정보를 산출하고, 상기 현재위치 정보에 포함되는 제한속도 정보에 기반하여 상기 주행 제한속도 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주행 제한거리 정보는,
    상기 차량의 현재위치로부터 상기 안전지역 정보에 포함되는 안전지역까지 남은 거리에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주행 제한거리 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한거리 정보에 포함되는 남은 거리만을 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성하고,
    상기 주행 제한속도 정보가 산출되는 경우, 상기 차량이 상기 주행 제한속도 정보에 포함되는 제한속도 이내로만 주행 가능하도록 상기 배터리 팩의 충,방전 및 상기 차량의 모터 중 어느 하나 이상을 제어하는 상기 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    차량의 안전 주행을 위한 배터리 관리 장치.
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