KR-20260060708-A - System and method for guiding regenerative braking use of vehicle

Abstract

차량에서 주행 데이터를 전송하는 차량의 제어기; 상기 차량의 제어기에 연결된 입출력부; 및 상기 차량의 제어기로부터 전송되는 주행 데이터를 수집하여 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하는 중앙 서버를 포함하며, 상기 중앙 서버는, 상기 차량의 최대 회생제동 가능 비율 및 실제 회생제동 비율을 결정하고, 상기 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하며, 상기 선정된 회생제동 부족 운전자의 차량으로 회생제동 사용 증가를 추천하는 메시지의 출력을 요청하고, 상기 차량의 제어기는, 상기 메시지의 출력 요청에 따라 상기 메시지를 출력하도록 입출력부를 제어하는 차량의 회생제동 사용 안내 장치, 및 그 방법이 개시된다.

Inventors

• 한욱현

Assignees

• 현대자동차주식회사
• 기아 주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (20)

1. 차량에서 주행 데이터를 통신부를 통해 전송하는 차량의 제어기; 상기 차량의 제어기에 연결된 입출력부; 및 상기 차량의 제어기로부터 전송되는 주행 데이터를 수집하여 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하는 중앙 서버를 포함하며, 상기 중앙 서버는, 상기 수집된 차량의 주행 데이터를 기초로 상기 차량의 최대 회생제동 가능 비율 및 실제 회생제동 비율을 결정하고, 상기 결정된 최대 회생제동 가능 비율과 실제 회생제동 비율을 이용하여 상기 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하며, 상기 선정된 회생제동 부족 운전자의 차량으로 회생제동 사용 증가를 추천하는 메시지의 출력을 요청하고, 상기 차량의 제어기는, 상기 중앙 서버로부터 수신된 상기 메시지의 출력 요청에 따라 상기 메시지를 출력하도록 입출력부를 제어하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 중앙 서버는, 복수의 차량으로부터 전송되는 주행 데이터를 수집하고, 상기 수집된 차량별 주행 데이터를 기초로 결정된 차량별 최대 회생제동 가능 비율과 차량별 실제 회생제동 비율을 이용하여 상기 차량들의 운전자 중 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하도록 구비된 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는, 상기 입출력부가 상기 메시지를 출력한 상태에서, 운전자가 상기 입출력부를 통해 회생제동 사용 증가를 선택한 경우, 회생제동 토크가 더 큰 값으로 설정된 회생제동 맵을 선택하고, 상기 선택된 회생제동 맵에 의해 결정된 회생제동 토크를 기초로 차량을 구동하는 모터의 회생 작동을 제어하도록 구비된 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제어기에는 회생제동 단수별로 설정된 복수의 회생제동 맵이 저장되고, 상기 복수의 회생제동 맵은, 차속에 따른 회생제동 토크가 설정된 맵으로서, 동일 차속에서의 회생제동 토크가 상이하게 설정된 맵들인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 주행 데이터는, 차량에서 설정된 정보 및 주행 동안 수집되는 정보를 기초로 결정되는 차량의 주행 에너지 정보; 및 차량을 구동하는 모터의 작동 정보를 포함하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 차량의 주행 에너지 정보는, 상기 설정된 정보 및 주행 동안 수집되는 정보를 기초로 수식에 의해 결정되는 등판 주행시 구배 에너지, 가속 에너지, 및 가속페달 작동 구간과 가속페달 미작동 구간의 각 주행저항 소모 에너지를 포함하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 중앙 서버는, 상기 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지와 등판 주행시 구배 에너지를 이용하여 휠 기준 가속 에너지를 결정하고, 상기 휠 기준 가속 에너지와 가속페달 미작동 구간의 주행저항 소모 에너지로부터 휠 기준 회수 가능한 최대 회생제동 에너지를 결정하며, 상기 결정된 휠 기준 회수 가능한 최대 회생제동 에너지를 이용하여 상기 최대 회생제동 가능 비율을 결정하도록 구비된 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 중앙 서버는, 상기 휠 기준 가속 에너지와 등판 주행시 구배 에너지의 합에서 상기 가속페달 미작동 구간의 주행저항 소모 에너지를 차감한 값으로 상기 휠 기준 회수 가능한 최대 회생제동 에너지를 결정하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 중앙 서버는, 상기 휠 기준 회수 가능한 최대 회생제동 에너지를, 상기 휠 기준 가속 에너지, 등판 주행시 구배 에너지, 및 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지의 합으로 나눈 비율 값으로 상기 최대 회생제동 가능 비율을 결정하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
10. 청구항 6에 있어서, 상기 중앙 서버는, 상기 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지와 등판 주행시 구배 에너지를 이용하여 휠 기준 가속 에너지를 결정하고, 상기 모터의 작동 정보로서 회생제동 시 생성되는 회생 전류와 회생제동시 모터 전압, 상기 휠 기준 가속에너지와 등판 주행시 구배 에너지, 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지로부터 상기 실제 회생제동 비율을 결정하도록 구비된 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 중앙 서버는, 상기 회생 전류와 모터 전압을 곱한 값을, 상기 휠 기준 가속 에너지, 상기 등판 주행시 구배 에너지, 상기 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지의 합으로 나눈 비율 값으로 상기 실제 회생제동 비율을 결정하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
12. 청구항 1에 있어서, 상기 중앙 서버는, 상기 차량의 최대 회생제동 가능 비율을 상기 실제 회생제동 비율로 나눈 값을 이용하여 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하도록 구비된 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 중앙 서버는, 복수의 차량에 대해 수집한 주행 데이터를 기초로 차량별 최대 회생제동 가능 비율 및 차량별 실제 회생제동 비율을 결정하고, 상기 차량별 최대 회생제동 가능 비율에 대한 상기 차량별 실제 회생제동 비율의 백분율 값의 평균과 표준편차 정보를 이용하여 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하는 것인 차량의 회생제동 사용 안내 장치.
14. 중앙 서버에 의해, 차량으로부터 전송되는 주행 데이터가 수집되는 단계; 상기 중앙 서버에 의해, 상기 수집된 차량의 주행 데이터를 기초로 상기 차량의 최대 회생제동 가능 비율 및 실제 회생제동 비율이 결정되는 단계; 상기 중앙 서버에 의해, 상기 결정된 최대 회생제동 가능 비율과 실제 회생제동 비율을 이용하여 회생제동 사용이 부족한 운전자가 선정되는 단계; 상기 중앙 서버에 의해, 상기 선정된 회생제동 부족 운전자의 차량으로 회생제동 사용 증가를 추천하는 메시지의 출력이 요청되는 단계; 및 상기 선정된 회생제동 부족 운전자의 차량에서, 상기 중앙 서버로부터 수신된 상기 메시지의 출력 요청에 따라, 제어기에 의해, 상기 메시지를 출력하도록 입출력부가 제어되는 단계를 포함하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 중앙 서버는, 복수의 차량으로부터 전송된 주행 데이터를 수집하고, 상기 수집된 차량별 주행 데이터를 기초로 결정된 차량별 최대 회생제동 가능 비율과 차량별 실제 회생제동 비율을 이용하여 상기 차량들의 운전자 중 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.
16. 청구항 14에 있어서, 상기 제어기는, 상기 입출력부가 상기 메시지를 출력한 상태에서, 운전자가 상기 입출력부를 통해 회생제동 사용 증가를 선택한 경우, 회생제동 토크가 더 큰 값으로 설정된 회생제동 맵을 선택하고, 상기 선택된 회생제동 맵에 의해 결정된 회생제동 토크를 기초로 차량을 구동하는 모터의 회생 작동을 제어하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.
17. 청구항 14에 있어서, 상기 주행 데이터는, 차량에서 설정된 정보 및 주행 동안 수집되는 정보를 기초로 결정되는 차량의 주행 에너지 정보; 및 차량을 구동하는 모터의 작동 정보를 포함하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.
18. 청구항 17에 있어서, 상기 차량의 주행 에너지 정보는, 상기 설정된 정보 및 주행 동안 수집되는 정보를 기초로 수식에 의해 결정되는 등판 주행시 구배 에너지, 가속 에너지, 및 가속페달 작동 구간과 가속페달 미작동 구간의 각 주행저항 소모 에너지를 포함하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.
19. 청구항 18에 있어서, 상기 차량의 최대 회생제동 가능 비율이 결정되는 단계는, 상기 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지와 등판 주행시 구배 에너지를 이용하여 휠 기준 가속 에너지를 결정하는 단계; 상기 휠 기준 가속 에너지와 가속페달 미작동 구간의 주행저항 소모 에너지로부터 휠 기준 회수 가능한 최대 회생제동 에너지를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 휠 기준 회수 가능한 최대 회생제동 에너지를 이용하여 상기 최대 회생제동 가능 비율을 결정하는 단계를 포함하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.
20. 청구항 18에 있어서, 상기 실제 회생제동 비율을 결정하는 단계는, 상기 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지와 등판 주행시 구배 에너지를 이용하여 휠 기준 가속 에너지를 결정하는 단계; 및 상기 모터의 작동 정보로서 회생제동시 생성되는 회생 전류와 회생제동시 모터 전압, 상기 휠 기준 가속 에너지와 등판 주행시 구배 에너지, 가속페달 작동 구간의 주행저항 소모 에너지로부터 상기 실제 회생제동 비율을 결정하는 단계를 포함하는 차량의 회생제동 사용 안내 방법.

Description

차량의 회생제동 사용 안내 장치 및 방법{System and method for guiding regenerative braking use of vehicle} 본 발명은 차량의 주행 데이터를 기반으로 회생제동 사용량이 부족한 운전자를 객관적이고 정량적으로 구분 및 판단한 후 회생제동 사용량이 부족하다고 판단한 운전자에 대해 회생제동 사용을 추천 및 유도할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 전기자동차나 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차와 같이 모터로 주행하는 친환경차량이 내연기관 자동차에 비해 가지는 가장 큰 장점은 모터에 의한 회생제동을 통해 소모 에너지를 회수할 수 있다는 것이다. 하지만, 친환경차량을 운전하는 운전자들 중에는 회생제동에 의한 전비 향상 효과나 유지비 감소 효과를 제대로 인지하지 못하여 회생제동을 사용하지 않는 경우가 다수 있다. 이러한 회생제동의 사용이 부족한 운전자들로 하여금 회생제동 사용시의 전비 향상 효과나 제동 관련 소모품 유지 비용 절감 효과를 체감할 수 있도록 한다면, 운전자는 물론 차량 메이커에게도 긍정적인 효과로 나타날 수 있다. 이를 고려할 때 최근 친환경차량의 생산과 이용이 증가하고 있는 상황에서 회생제동 사용량이 부족한 운전자에게 회생제동의 사용을 권장 및 유도하는 기술을 친환경차량에 적용할 필요가 있다. 하지만, 이를 위해서는 회생제동 사용량이 부족한 운전자를 정확히 구분하는 것이 필요한데, 회생제동 사용량은 차량의 주행 경로, 또는 차량의 외관 디자인이나 구동계 특성 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 시내도로 위주로 주행하는 운전자의 경우 제동 구간이 많으므로 고속도로만 주행하는 운전자에 비해 회생제동 사용량이 많다. 이에 회생제동 사용량이 부족한 운전자를 구분하기 위해 단순히 회생제동량만을 비교할 경우 고속도로를 주로 운전하는 운전자는 주행 노선을 고려하여 회생제동을 최대한 사용하려 하는데도 회생제동을 부족하게 사용하는 운전자로 잘못 판단될 수 있다. 따라서 회생제동 부족 사용자를 더욱 객관적이고 정확하게 판단 및 선정하는 방법, 및 선정된 회생제동 부족 사용자에 대해서는 회생제동의 사용을 적극 유도할 수 있는 방법이 요구 되고 있다. 특히 상용 차량의 경우 중량이 과다하고 운전 노선이 거칠어 회생제동의 사용이 거의 없고 마찰제동 등 기존 전통적인 제동 방법을 주로 사용하므로, 제동 관련 소모품의 내구 문제나 제동 시스템 과열 등으로 인한 문제가 다수 발생한다. 이에 상용 차량에서 주행 데이터를 기반으로 하여 회생제동 부족 운전자를 더욱 객관적이고 정량적으로 구분 및 선정한 후 회생제동의 사용을 적극 추천 및 유도할 수 있는 방법이 필요하다. 도 1은 본 발명에 따른 차량의 회생제동 사용 안내 과정을 수행하는 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명에 따른 회생제동 사용 안내 과정을 나타낸 순서도이다. 도 3은 본 발명에서 복수의 차량으로부터 중앙 서버로 각 차량의 주행 데이터가 전송되는 것을 나타낸 개략도이다. 도 4는 본 발명에서 최대 회생제동 가능 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명에서 실제 회생제동 비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명에서 차량별 최대 회생제동 가능 비율과 실제 회생제동 비율을 예시한 도면이다. 도 7은 본 발명에서 평균과 표준편차를 이용한 회생제동 부족 운전자 선정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명이 적용되는 차량에서 사용 가능한 단수별 회생제동 맵의 예를 나타낸 도면이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 의해 발명이 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 발명은 차량의 회생제동 사용 안내 장치 및 방법에 관한 것으로서, 차량의 주행 데이터를 기반으로 회생제동 사용량이 부족한 운전자를 객관적이고 정량적으로 구분 및 판단한 후 회생제동 사용량이 부족하다고 판단한 운전자에 대해 회생제동 사용을 추천 및 유도할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 중앙 서버가 차량들로부터 주행 데이터를 수집한 후 수집된 주행 데이터를 기초로 차량별 최대 회생제동 가능 비율 및 차량별 실제 회생제동 비율을 결정하고, 상기 결정된 차량별 최대 회생제동 가능 비율과 차량별 실제 회생제동 비율을 비교하여 운전자들 중 회생제동 사용이 부족한 운전자를 선정한 뒤, 상기 선정된 회생제동 부족 운전자를 대상으로 회생제동 사용 증가를 추천한다. 이하 본 발명의 실시예에 따른 차량의 회생제동 사용 안내 장치 및 방법에 대해 더 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 버스 등의 상용 차량에 적용할 경우 유용하다. 또한, 본 발명은 차량 구동을 위한 구동원 및 차량 주행을 위한 구동장치로서 모터를 탑재하고 상기 모터에 의한 회생제동을 수행할 수 있는 차량에 적용할 수 있으며, 예로서 전기자동차와 연료전지 자동차에 적용할 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 차량의 회생제동 사용 안내 과정을 수행하는 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 회생제동 사용 안내 과정을 나타낸 순서도이다. 또한, 도 3은 본 발명에서 복수(n개)의 차량으로부터 중앙 서버로 각 차량의 주행 데이터가 전송되는 것을 나타낸 개략도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 회생제동 사용 안내 과정을 수행하는 장치는, 차량(100)에 구비되는 것으로서, 운전정보 검출부(110), 입출력부(120), 제어기(130), 통신부(140)를 포함한다. 운전정보 검출부(110)는 차량 운전 상태를 나타내는 정보, 즉 차량 운전 정보를 검출하기 위한 것으로, 차속을 검출하는 차속 검출부, 차량 종가속도를 검출하는 가속도 검출부, 및 운전자의 가속페달 입력값을 검출하는 가속페달 검출부를 포함할 수 있다. 상기 차속 검출부는 휠속을 검출하는 통상의 휠속 센서일 수 있고, 휠속 센서의 신호로부터 차속 정보가 얻어질 수 있음은 당해 기술분야에서 잘 알려진 기술 사항이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 가속도 검출부는 차량 종가속도를 검출하는 통상의 종가속도 센서(G 센서)일 수 있고, 상기 가속페달 검출부는 가속페달에 설치되어 운전자의 가속페달 조작 상태에 따른 전기 신호를 출력하는 통상의 가속페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)일 수 있다. 이로써 차량 운전 정보는 차속 검출부에 의해 검출되는 차속, 가속도 검출부에 의해 검출되는 차량 종가속도, 가속페달 검출부에 의해 검출되는 가속페달 입력값(APS 값, %)을 포함하는 것일 수 있다. 본 발명에서 차량 종가속도는 차량(100)이 주행하는 도로의 구배 정보를 취득하는데 이용될 수 있다. 이에 더하여 운전정보 검출부(110)는 모터 회전속도를 검출하는 모터 속도 검출부를 더 포함할 수 있고, 이는 모터에 장착되는 통상의 레졸버일 수 있다. 후술하는 바와 같이 구동계 효율값을 결정하기 위해 모터 회전속도를 이용하는 경우, 차량 운전 정보는 모터 속도 검출부에 의해 검출되는 모터 회전 속도를 더 포함하는 것일 수 있다. 입출력부(120)는 본 발명에서 회생제동 사용 안내 과정에 필요한 각종 정보를 입력할 수 있도록 구비된 입력장치와, 상기 회생제동 사용 안내 과정에서 필요한 각종 표시 정보 및 생성되는 정보를 표시하는 표시장치를 포함할 수 있다. 통신부(140)는 차량(100)이 차량 외부 시스템과 통신을 수행할 수 있도록 구비되는 것으로, 제어기(130)에 연결되며, 이에 차량(100)의 제어기(130)는 상기 통신부(140)를 통해 차량 외부 시스템인 중앙 서버(200)와 각종 정보를 주고 받을 수 있도록 연결된다. 상기 제어기(130)는 차량(100)을 구동하는 구동장치(150)의 작동을 제어하며, 여기서 구동장치(150)는 모터일 수 있다. 상기 모터는 차량(100)을 구동시키기 위한 구동력을 생성 및 출력하며, 차량 제동 시나 타행 주행 시에는 발전기로 작동하여 차량의 운동에너지를 전기에너지로 회수하는 에너지 회생을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 회생제동 사용 안내 과정을 수