KR20220068306A - 실시간 교차로 신호정보를 이용한 차량 엔진시동 제어방법 및 시스템 - Google Patents

실시간 교차로 신호정보를 이용한 차량 엔진시동 제어방법 및 시스템 Download PDF

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김봉섭
김태형
윤형석
조봉균
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Abstract

본 발명은 실시간 교차로 신호정보를 활용하여 차량의 엔진시동을 제어하는 방법과 그 시스템이다. 본 발명은 교차로의 실시간 신호정보에 따라 차량 엔진의 시동 정지 여부를 판단하여 종래 ISG 엔진시동 제어에 따른 불필요한 엔진 시동 및 재시동으로 인하여 발생하는 유해한 배기가스 배출과 시동 계열부품의 수명단축을 방지할 수 있다.

Description

실시간 교차로 신호정보를 이용한 차량 엔진시동 제어방법 및 시스템 {Engine start control method and system using real-time cross road signal information}
본 발명은 실시간 교차로 신호정보를 활용하여 차량의 엔진시동을 제어하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.
최근에 출시되는 차량은 연료를 절감하고, 환경을 보호하기 위하여, ISG(Idle Stop and Go: 아이들 스탑 앤 고) 시스템이 탑재되어 있다.
ISG 시스템은 차량이 정지되는 경우, 조건이 충족되면 엔진을 아이들(idle) 상태로 유지하지 않고, 엔진의 가동을 정지하며, 운전자가 가속 페달을 밟거나 또는 브레이크 페달에서 발을 떼면, 엔진을 자동으로 재 시동한다.
이러한 ISG 시스템은 차량의 연비를 개선하고, 배출가스를 절감시키며, 엔진 오일 등 각종 소모성 부품의 소모주기를 늘리는 효과가 있어 최근 출시되는 많은 차량에 장착되고 있다. ISG 시스템은 신호등의 신호에 따라 차량의 정차가 빈번한 교차로에서 주로 사용되고 있다.
하지만, ISG 시스템은 대한민국 특허공개 제10-2019-0051649호, 제10-2020-0067702호에 개시된 바와 같이, 운전자의 페달 조작에만 엔진시동을 제어함에 따라 차량의 진행신호가 얼마 남지 않은 상황에서도 엔진을 정지시키는 경우가 빈번하다.
이와 같이 빈번하게 엔진시동 정지와 재시동이 반복되면 유해한 배기가스 배출을 증가함은 물론, 시동 계열부품의 수명단축도 야기하여 환경 개선 및 차량의 연비개선이라는 목적에 부합하지 않게 동작하는 경우도 종종 발생하여 이를 개선한 기술개발이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0051649호 (아이들 스탑 앤 고 시스템의 제어방법) 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0067702호 (아이들 스탑 앤 고 차량을 위한 엔진 시동 제어 방법 및 시스템)
따라서, 본 발명은 운전자의 페달 조작에 의존하지 않고 주행하는 실시간 교차로 신호상황에 따라 엔진시동을 효율적으로 제어할 수 있는 차량 엔진시동 제어방법과 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 교차로에 진입하는 차량의 엔진시동을 제어하는 시스템으로, 교차로 인근에 설치되는 신호등의 신호정보를 획득하는 노변장치 및, 차량에 장착되어 교차로의 진입 시 검출된 차량의 브레이크 페달 누름신호와 노변장치로부터 수신된 상기 신호정보에 따라 차량의 엔진시동을 제어하는 엔진시동 제어장치를 구비한다.
본 발명에 있어서, 신호정보는 교차로의 현재 교통신호 상태, 현재 교통신호 잔여시간, 다음 교통신호 순서, 및 다음 교통신호까지의 대기시간을 포함한다.
본 발명에 있어서, 엔진시동 제어장치는 브레이크 페달 누름신호가 검출되면, 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 다음 교통신호까지의 대기시간 크기에 따라 엔진의 시동정지 여부를 제어한다.
본 발명에 있어서, 엔진시동 제어장치는 차량의 속도와 위치를 검출하는 속도 및 위치센서, 속도 및 위치센서에 의해 검출되는 차량의 위치와 목적지의 차량 진행경로를 탐색하여 결정하는 내비게이션, 브레이크 페달 누름신호를 검출하는 페달 감지센서, 노변장치로부터 교차로의 현재 교통신호 상태, 현재 교통신호 잔여시간, 다음 교통신호 순서, 및 다음 교통신호까지의 대기시간을 포함하는 신호정보를 수신하는 교차로 신호정보 수신부 및, 브레이크 페달 누름신호가 검출되면, 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 다음 교통신호까지의 대기시간 크기에 따라 엔진의 시동정지 여부를 제어하는 엔진시동 제어부를 구비한다.
또한, 본 발명은 교차로에 진입하는 차량의 엔진시동을 제어하는 방법으로, 차량의 브레이크 페달 누름신호를 검출하는 단계, 교차로 인근에 설치되는 노변장치로부터 교차로 신호정보를 수신하는 단계, 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 다음 교통신호까지의 대기시간 크기에 따라 차량의 엔진 시동정지를 제어하는 단계를 구비한다.
본 발명에 따르면, 교차로의 실시간 신호정보에 따라 차량 엔진의 시동 정지 여부를 판단함에 따라 종래 ISG 엔진시동 제어에 따른 불필요한 엔진 시동 및 재시동으로 인하여 발생하는 유해한 배기가스 배출과 시동 계열부품의 수명단축을 방지할 수 있다.
도 1은 통신망으로 연결되는 본 발명에 따른 엔진시동 제어시스템의 구성을도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진시동 제어장치의 블록도이다.
도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 엔진시동 제어장치가 탑재되어 교차로 내에서 정지된 차량이 대기신호 크기에 따라 엔진시동을 정지한 경우와 정지하지 않은 경우를 각각 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량 엔진시동 제어방법의 순서도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "형성되어", "포함되어", "결합되어", "고정되어" 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 형성, 포함, 결합 또는 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 운전자의 브레이크 페달의 누름여부와 함께 진입하는 교차로의 실시간 신호정보에 따라 엔진 시동을 제어하기 위한 기술로, 도 1에는 통신망으로 연결되는 엔진시동 제어장치(100)가 탑재된 차량(10)과 교차로 인근에 설치된 노변장치(Road Side Unit. 20)가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 통신망은 V2I(Vehicle to Infrastructure) 통신 또는I2V(Infrastructure to Vehicle) 통신을 수행할 수 있는 DSRC(Dedicated Short Range Communications)/WAVE(Wireless Access for Vehicular Environment)으로, 차량(10)은 교차로에 진입하여 노변장치(20)의 통신반경에 이르면 노변장치(20)와 통신한다. 여기서, 노변장치(20)는 교차로의 신호등(30)의 신호를 수신하여 신호정보를 획득하며, 통신망으로 관제서버(40)와 연결되고 교차로 인근의 다양한 교통정보를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진시동 제어장치(100)를 도시한 블록도로, 속도 및 위치센서(110), 내비게이션(120), 교차로 신호정보 수신부(130), 브레이크 페달 감지센서(140), 및 엔진시동 제어부(150)로 이루어진다.
이와 같은 차량 엔진시동 제어장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는, 하드웨어 모듈 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다. 여기서, 소프트웨어 모듈이란, 시스템 내에서 연산을 수행하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 시스템 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다. 이하에서는 시스템의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
속도 및 위치센서(110)는 차량의 속도나 위치를 측정하는 구성으로, 공지의 센서가 사용될 수 있다.
내비게이션(120)는 속도 및 위치센서(110)로 감지되는 차량(10)의 위치와 입력되는 목적지에 따라 차량 진행경로를 탐색 결정하는 구성으로, 차량 현재위치와 목적지의 관계에 대한 정보를 제공할 수 있다면 특정 형식 및 형태에 한정되지 않는다.
교차로 신호정보 수신부(130)는 통신망으로 연결된 노변장치(20)로부터 실시간 교차로 신호정보를 수신하기 위한 구성으로, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF 회로를 포함하여 구성된다.
교차로 신호정보 수신부(130)는 차량(10)이 교차로에 진입하면, 이를 감지한 노변장치(20)로부터 교차로에 설치된 신호등의 신호정보를 수신하다. 이때 노변장치(20)로부터 수신되는 신호정보는 현재 교통신호 상태, 현재 교통신호 잔여시간, 다음 교통신호 순서, 및 다음 교통신호까지의 대기시간을 포함한다.
예를 들어, 현재 교통신호가 정지신호이면, 현재 정지신호 잔여시간(10초), 다음 교통신호 순서(직진신호-좌회전 신호 순), 다음 직진신호 대기시간(40초), 다다음 죄회전 신호 대기시간(1분 10초)과 같은 정보이다.
브레이크 페달 감지센서(140)는 운전자에 의한 브레이크 페달의 발 누름 동작여부를 검출하는 것으로, 브레이크 페달에 설치되어 운전자의 발 누름 압력을 감지하여 신호를 검출한다.
엔진시동 제어부(150)는 브레이크 페달 감지센서(140)에 의한 누름신호와 교차로 신호정보 수신부(130)를 통하여 수신되는 실시간 교차로 신호정보에 따라 엔진시동을 제어하는데, 교차로에 진입한 운전자가 정지신호를 인지하고 브레이크 페달을 누르더라도, 교차로 신호정보 수신부(130)를 통하여 수신되는 교차로 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 다음 교통신호까지의 대기시간 크기에 따라 엔진의 시동정지 여부를 제어한다.
이에 대해서는 아래 도 3을 참조하면 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 엔진시동 제어장치가 탑재된 차량(10)이 교차로 내에 정차된 상태를 도시한 도면이다. 이를 참조하면, 차량(10)은 내비게이션(130)에 의하여 탐색된 차량 진행경로가 직진인 교차로로 진입 시, 운전자가 교차로 정지신호에 따라 브레이크 페달(132)을 누르면 누름신호가 감지된다.
이때, 교차로 신호정보 수신부(130)를 통하여 차량(10)에 수신되는 다음 신호정보인 직진신호까지의 대기시간이 설정된 기준시간 미만이면, 엔진 시동을 정지시키지 않은 채 차량만 정지시키고, 직진신호까지의 대기시간이 기준시간 이상이면 엔진 시동도 함께 정지시킨다. 도 3(a),(b)는 설정된 기준시간이 5초인 경우로, 도3(a)는 수신된 대기시간이 기준시간 미만인 3초로 엔진시동을 정지하지 않은 상태인데, 이와 같이 교차로에서 진행방향신호가 얼마 남지 않은 상황에서, 엔진 시동정지 및 재시동을 반복하지 않음으로써, 잦은 엔진시동 정지와 재시동에 따른 유해한 배기가스 배출과 시동 계열부품의 수명단축을 방지할 수 있다.
그리고, 도3(b)는 수신된 대기시간이 기준시간을 초과하는 11초로 차량 정지와 함께 엔진시동도 정지한 상태인데, 대기시간 도안 엔진시동을 정지함으로써 종래와 같이 연비를 절감할 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 차량 엔진시동 제어방법의 순서도가 도 4에 도시되어 있다.
먼저, 교차로에 진입하는 차량이 신호등의 신호정보에 따라 운전자에 의한 브레이크 페달(132)의 누름신호를 검출한다(S110). 그리고, 차량(10)은 교차로에 인근에 설치된 노변장치(20)로부터 교차로 신호정보를 수신한다(S120). 이때, 직전하려는 차량(10)이 교차로의 정지신호에 따라 브레이크 누름신호가 검출되면, S110 단계에서 수신한 교차로 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 다음 교통신호까지의 대기시간을 독출한다(S130). 그런 다음, 다음 교통신호까지의 대기시간이 설정된 기준시간과 비교하여(S140), 대기시간이 기준시간 미만이면 엔진 시동을 정지시키지 않은 채 차량만 정지시키고(S150), 대기시간이 기준시간 이상이면 엔진 시동도 함께 정지시킨다(S160).
이와 같이 이루어지는 본 발명은 교차로의 실시간 신호정보에 따라 차량 엔진의 시동 정지 여부를 판단함에 따라, 종래 ISG 엔진시동 제어에 따른 불필요한 엔진 시동 및 재시동으로 인하여 발생하는 유해한 배기가스 배출과 시동 계열부품의 수명단축을 방지할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10 : 차량 20 : 노변장치
30 : 교차로 신호등 40 : 관제서버
100 : 엔진시동 제어장치 110 : 속도 및 위치센서
120 : 내비게이션 130 : 교차로 신호정보 수신부
140 : 브레이크 페달 감지센서 150 : 엔진시동 제어부

Claims (5)

  1. 교차로에 진입하는 차량의 엔진시동을 제어하는 시스템에 있어서,
    상기 교차로 인근에 설치되는 신호등의 신호정보를 획득하는 노변장치; 및
    상기 차량에 장착되어 상기 교차로의 진입 시 검출된 차량의 브레이크 페달 누름신호와 상기 노변장치로부터 수신된 상기 신호정보에 따라 차량의 엔진시동을 제어하는 엔진시동 제어장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진시동 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호정보는,
    상기 교차로의 현재 교통신호 상태, 현재 교통신호 잔여시간, 다음 교통신호 순서, 및 다음 교통신호까지의 대기시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진시동 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 엔진시동 제어장치는,
    상기 브레이크 페달 누름신호가 검출되면, 상기 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 상기 다음 교통신호까지의 대기시간 크기에 따라 엔진의 시동정지 여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진시동 제어시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔진시동 제어장치는,
    상기 차량의 속도와 위치를 검출하는 속도 및 위치센서;
    상기 속도 및 위치센서에 의해 검출되는 차량의 위치와 목적지의 차량 진행경로를 탐색하여 결정하는 내비게이션;
    상기 브레이크 페달 누름신호를 검출하는 브레이크 페달 감지센서;
    상기 노변장치로부터 교차로의 현재 교통신호 상태, 현재 교통신호 잔여시간, 다음 교통신호 순서, 및 다음 교통신호까지의 대기시간을 포함하는 상기 신호정보를 수신하는 교차로 신호정보 수신부; 및,
    상기 브레이크 페달 누름신호가 검출되면, 상기 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 상기 다음 교통신호까지의 대기시간 크기에 따라 엔진의 시동정지 여부를 제어하는 엔진시동 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진시동 제어시스템.
  5. 교차로에 진입하는 차량의 엔진시동을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 차량의 브레이크 페달 누름신호를 검출하는 단계;
    상기 교차로 인근에 설치되는 노변장치로부터 교차로 신호정보를 수신하는 단계;
    상기 신호정보 중 차량 진행경로와 일치하는 다음 교통신호까지의 대기시간의 크기에 따라 차량의 엔진 시동정지를 제어하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진시동 제어방법.
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