KR101282616B1 - 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법에 관한 것으로서, 운전자에게 교통 정보를 반영한 보다 정확한 항속 가능 거리를 표시하여 제공해주는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, GPS 수신부를 통해 현재의 차량 위치 정보를 취득하는 과정; 지도 DB에 저장된 지도 데이터로부터 차량 위치 주변의 도로 정보를 파악하는 과정; 차량 위치 주변의 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보를 취득하는 과정; 상기 각 도로에 대해 데이터 저장부에 저장된 차량 연비 특성 데이터로부터 도로의 차량 평균 속도가 반영된 차량 연비를 취득하는 과정; 상기 차량 연비와 현재의 배터리 잔량 정보로부터 차량 위치를 기점으로 하여 각 도로 경로를 따르는 항속 가능 거리를 산출하는 과정; 및 상기 산출한 항속 가능 거리와 지도 DB의 지도 데이터를 이용하여 디스플레이 장치의 지도상에 차량 위치를 기점으로 하는 항속 가능 거리 정보를 표시하는 과정;을 포함하는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법을 제공한다.

Description

전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법{Indication method for electric vehicle cruising distance}

본 발명은 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자에게 각 도로의 교통 정보를 반영한 정확한 항속 가능 거리를 표시하여 제공해주는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법에 관한 것이다.

오늘날 화석연료를 이용하는 내연기관(엔진) 자동차는 배기가스로 인한 환경오염, 이산화탄소로 인한 지구 온난화, 오존 생성 등으로 인한 호흡기 질환 유발 등의 많은 문제점을 가지고 있다.

또한 지구상에 존재하는 화석연료는 한정되어 있기 때문에 언젠가는 고갈될 위기에 처해 있다.

이에 전기모터를 구동원으로 이용하여 주행하는 무공해 친환경 전기자동차(Electric Vehicle, EV)의 개발이 활발히 진행되고 있다.

전기자동차에는 차량을 구동시키기 위한 전기모터(구동모터)와 더불어 전기모터에 전력을 공급하는 배터리가 탑재되는데, 주행 전 배터리를 충전한 뒤 주행해야 한다.

현재 시판 중인 전기자동차의 항속거리는 일반 엔진 차량에 비해 짧고, 또한 주행 중 운전자가 현재의 항속 가능 거리를 제대로 인지하지 못하고 있을 경우 목적지까지 이동하는 동안 전력 부족으로 인해 차량이 멈추는 문제가 발생할 수 있다.

이러한 문제를 예방하기 위해 운전자는 계획적인 배터리 충전을 해야 하고, 현재의 항속 가능 거리를 정확히 인지하고 있어야 한다.

이에 전기자동차에서는 운전자가 모니터를 통해 현재의 항속 가능 거리를 시각적으로 인지할 수 있게 표시해주는 시스템을 탑재할 필요가 있는데, 도 1은 종래의 항속 가능 거리 표시 방법을 예시하고 있다.

도 1은 전기자동차에서 모니터를 통해 항속 가능 거리가 표시된 예를 나타내는 도면으로서, 배터리 잔량(State of Charge, SOC)으로부터 추정 계산한 항속 가능 거리를 자차 위치(1)를 중심으로 하는 동심원(2,3)으로 표시하고 있다.

즉, 현재의 배터리 잔량으로 동심원(2,3) 내부에 해당하는 지역은 항속 가능한 지역임을 표시하는 방식으로 차량의 항속 가능 거리 정보를 제공하는 것이다.

도 1을 참조하면, 지도상 도로 정보와 더불어 항속 가능 거리를 2단계로 표시하고 있는데, 큰 직경의 동심원 반경(2)은 배터리 잔량으로부터 계산한 최대 항속 가능 거리를 나타내며, 작은 직경의 동심원(3)은 최대 항속 가능 거리의 70%(최대 직경 동심원의 반경 70%)를 나타내는 것이다.

상기 70%의 항속 가능 거리는 도로의 실제 길이를 감안하여 무리 없이 항속 가능한 지역을 별도로 나타내기 위해 사용되는 것이다.

도 2는 배터리 잔량(SOC)로부터 항속 가능 거리가 산출되는 예를 나타내고 있으며, 좌측에는 배터리 잔량이 표시되는 잔량계가 도시되어 있다.

종래기술의 문제점을 살펴보면, 상기한 동심원의 반경(항속 가능 거리)은 도 2와 같이 배터리 잔량으로부터 추정되는 것으로, 자차 위치 주변의 교통 상황의 영향에 의한 전력 소비 부하는 전혀 고려되어 있지 않다.

이에 실제 동심원 내부에 있는 지역이라 하더라도 교통량이 많은 정체 지역 등에서는 전력 소비가 상대적으로 크므로 실제 항속 가능 지역은 동심원에 표시된 지역과 차이가 있을 수밖에 없다.

이와 같이 정확한 항속 가능 거리 정보를 제공하지 못할 경우 목적지까지 운행하는 동안 운전자가 심리적인 스트레스를 받게 된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 일본 특허공보 특허제3177806호에 개시되어 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 운전자에게 교통 정보를 반영한 보다 정확한 항속 가능 거리를 표시하여 제공해줄 수 있는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, GPS 수신부를 통해 현재의 차량 위치 정보를 취득하는 과정; 지도 DB에 저장된 지도 데이터로부터 차량 위치 주변의 도로 정보를 파악하는 과정; 차량 위치 주변의 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보를 취득하는 과정; 상기 각 도로에 대해 데이터 저장부에 저장된 차량 연비 특성 데이터로부터 도로의 차량 평균 속도가 반영된 차량 연비를 취득하는 과정; 상기 차량 연비와 현재의 배터리 잔량 정보로부터 차량 위치를 기점으로 하여 각 도로 경로를 따르는 항속 가능 거리를 산출하는 과정; 및 상기 산출한 항속 가능 거리와 지도 DB의 지도 데이터를 이용하여 디스플레이 장치의 지도상에 차량 위치를 기점으로 하는 항속 가능 거리 정보를 표시하는 과정;을 포함하는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법을 제공한다.

여기서, 상기 차량 연비 특성 데이터는 차량 평균 속도에 따라 차량 연비를 규정한 데이터인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 항속 가능 거리를 산출하는 과정은, 지도 데이터로부터 각 도로의 길이를 취득하는 단계; 상기 취득된 각 도로의 길이와 해당 도로에서의 차량 연비로부터 각 도로의 주행시 소비 전력을 산출하는 단계; 및 차량 위치를 기점으로 하여 각 도로 경로를 따라 도로별 산출된 상기 소비 전력을 누적하고, 누적된 소비 전력과 현재의 배터리 잔량에 대응하는 항속 가능 거리를 도로 경로별로 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보는 차량 외부의 교통 정보 수집 장치로부터 무선통신망을 통해 전송되는 실시간 정보인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보는 각 도로의 평균적인 차량 속도 정보를 데이터화하여 데이터 저장부에 미리 저장해놓은 정보인 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 항속 가능 거리 표시 방법에서는 차량 주변의 지도상에 각 도로의 교통 정보를 반영한 항속 가능 거리를 표시하도록 구성됨으로써, 운전자가 목적지까지의 거리를 고려하여 정확한 시점에서 배터리를 충전하도록 안내할 수 있으며, 이로써 목적지 도착 전에 배터리의 완전 방전으로 차량이 멈춰서는 일을 예방할 수 있다.

또한 운전자의 심리적인 스트레스를 해소시킬 수 있고, 효율적이고 계획된 충전을 위한 정확한 기초 정보를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 전기자동차에서 모니터를 통해 항속 가능 거리가 표시된 종래의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 전기자동차에서 배터리 잔량(SOC)으로부터 항속 가능 거리가 산출되는 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 항속 가능 거리 표시 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 전기자동차의 연비 특성 데이터를 예시한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 전기자동차에서 운전자에게 교통 정보를 반영한 정확한 항속 가능 거리를 표시하여 제공해줄 수 있는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법에 관한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 항속 가능 거리 표시 방법을 나타내는 도면이며, 도 5는 전기자동차의 연비(電比) 특성 데이터를 예시한 도면이다.

먼저, 도 3에 나타낸 바와 같이, 항속 가능 거리 표시 장치는, 각 도로의 교통 정보를 수집하고 무선통신망을 통해 각 도로의 차량 평균 속도 정보를 전송하는 교통 정보 수집 장치(11)와, 상기 교통 정보 수집 장치(11)가 무선 전송하는 차량 평균 속도 정보를 수신하기 위한 무선통신부(21)와, GPS(Global Position System) 위성(12)으로부터 차량의 위치신호를 수신하기 위한 GPS 수신부(22)와, 각 도로 정보를 포함한 지도 데이터를 제공하기 위한 지도 DB(database)(23)와, 각 도로의 평균 속도 정보와 차량의 연비 특성 데이터, 현재의 배터리 잔량(SOC) 정보로부터 항속 가능 거리를 산출하고 산출된 항속 가능 거리와 차량의 위치신호, 지도 데이터에 기초하여 지도상에 자차 위치를 기점으로 한 항속 가능 거리를 표시하기 위한 신호를 출력하는 제어부(25)와, 상기 제어부(25)에서 출력되는 신호에 따라 항속 가능 거리 정보를 표시하는 디스플레이 장치(26)를 포함하여 구성된다.

여기서, 교통 정보 수집 장치(11)는 차량 외부의 장치이고, 무선통신부(21), GPS 수신부(22), 지도 DB(23), 디스플레이 장치(26), 그리고 이들과 연결된 제어부(25)는 차량 내에 구비되는 구성부이다.

상기 교통 정보 수집 장치(11)는 각 도로의 교통 정보를 실시간으로 수집하고, 또한 수집된 교통 정보 중 도로의 평균 속도 정보를 무선통신망을 통해 각 차량으로 제공하게 된다.

상기 교통 정보 수집 장치(11)는 도로의 교통 상황을 실시간 수집하여 제공하는 교통 정보 제공 업체의 서버가 될 수 있다.

이에 차량에서는 무선통신부(21)가 무선 전송되는 평균 속도 정보를 수신하여 제어부(25)로 전달하며, 동시에 GPS 수신부(22)는 GPS 위성(12)으로부터 수신된 차량의 위치신호를 제어부로 전달한다.

이와 같이 각 도로의 평균 속도 정보는 교통 정보 수집 장치(11)로부터 무선으로 실시간 제공되는 정보가 될 수 있다.

또는 본 발명의 다른 실시예로서, 도로의 평균 속도 정보는 제어부(25)에 연결된 별도 데이터 저장부(메모리)(24)에 미리 저장되어 있는 정보가 될 수 있다.

이때, 데이터 저장부(24)에 저장된 평균 속도 정보는 교통 정보 제공 업체나 지도 제공 업체, 텔레매틱스 서비스 업체 등이 각 도로의 평균적인 차량 속도 정보를 데이터화하여 제공하는 정보가 될 수 있다.

이 경우 제어부(25)가 자차 위치 주변의 각 도로에 대해 데이터 저장부(24)에 저장되어 있는 평균 속도 정보를 추출하여 사용하게 되며, 각 도로의 평균 속도 정보와 데이터 저장부(24)에 별도 저장된 차량 연비 특성 데이터(도 5 참조), 배터리 잔량 정보를 이용하여 차량의 항속 가능 거리를 산출하게 된다.

이 경우에도 각 도로에 대한 평균 속도 정보는 교통 정보 제공 업체나 내비게이션 지도 제공 업체, 텔레매틱스 서비스 업체로부터 상기한 무선통신부(21)를 통해 전달받아 갱신될 수 있다.

도 3에 나타내는 장치는 차량에 기 탑재된 텔레매틱스 시스템이 될 수 있는데, 이 경우 각 도로의 평균 속도 정보를 텔레매틱스 시스템이 전달받아 데이터 저장부(24)에 저장한 뒤 활용하게 되며, 또한 이렇게 저장된 정보는 텔레매틱스 시스템을 통해 주기적으로 갱신될 수 있다.

한편, 본 발명에서 제어부(25)는 각 도로의 교통 정보, 특히 상기한 도로의 평균 속도 정보와, 데이터 저장부(24)에 저장된 차량의 연비 특성 데이터, 현재의 배터리 잔량 정보를 토대로 하여 각 도로 주행시의 평균 속도가 반영된 항속 가능 거리를 산출하게 된다.

통상의 전기자동차에서 배터리 잔량 정보는 미도시된 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)으로부터 출력되고 있으며, 이에 상기 제어부(25)가 배터리 관리 시스템으로부터 배터리 잔량 정보를 수신하여 항속 가능 거리를 산출하는데 활용하게 된다.

또한 제어부(25)는 교통 정보를 반영하여 산출한 항속 가능 거리 정보와, GPS 수신부(22)를 통해 수신한 자차 위치 정보, 그리고 지도 DB(23)로부터 읽어드린 지도 데이터를 토대로 자차 위치 중심의 주변 도로를 나타낸 지도상에 항속 가능 지역이 표시되도록 하기 위한 신호를 출력하게 된다.

이에 제어부(25)에서 출력되는 신호에 따라 디스플레이 장치(26)가 항속 가능 지역을 지도상에 표시하여 운전자에게 제공하게 된다.

도 4의 우측 도면은 본 발명에 따라 디스플레이 장치(모니터)(26)를 통해 항속 가능 지역을 표시한 예를 나타내는 것으로, 실제 차량이 각 도로를 주행하게 될 때 교통 정보가 반영된 정확한 항속 가능 지역이 구분 표시됨을 볼 수 있는데, 내부 영역(4)이 현재의 배터리 잔량으로 항속 가능한 지역을 나타낸다.

본 발명에서 교통 정보를 반영하여 항속 가능 거리를 산출하는 과정에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부(25)가 GPS 수신부(22)를 통해 수신되는 위치신호로부터 현재의 차량 위치 정보를 취득하고, 이와 더불어 지도 DB(23)에 저장된 지도 데이터로부터 차량 위치 주변의 도로 정보를 파악한다.

그리고, 지도상의 각 도로와 도로가 연결되는 지점을 노드(node)라 하고, 노드 사이에 연결된 각 도로를 링크(link)라 할 때, 제어부(25)는 차량 위치 주변의 각 노드 사이의 링크에 대한 차량 평균 속도 정보를 취득하게 되고, 더불어 지도 DB(23)에 저장된 지도 데이터로부터 각 링크(도로)의 실제 길이 정보를 취득하게 된다.

아울러, 각 도로에 대해 데이터 저장부(24)에 저장된 차량 연비 특성 데이터로부터 각 링크의 차량 평균 속도가 반영된 차량 연비를 취득하게 되며, 이어 각 링크별로 해당 링크의 실제 길이와, 해당 링크의 차량 평균 속도가 반영된 차량 연비로부터 링크별 주행시의 소비 전력을 산출하게 된다.

여기서, 차량 연비는 도 5에 나타낸 바와 같은 데이터 저장부(24)에 저장된 차량 연비 특성 데이터로부터 취득되는데, 차량 연비 특성 데이터는 차량 평균 속도에 따라 차량 연비를 규정한 데이터로서, 상기 차량 연비 특성 데이터의 차량 평균 속도는 해당 링크(도로)의 차량 평균 속도에 해당한다.

이에 차량 연비 특성 데이터에서 링크의 평균 속도로부터 해당 링크에서의 차량 연비가 구해질 수 있게 된다.

이어 차량 위치를 기점으로 하여 각 링크(도로) 경로를 따라 주변 링크별 산출된 링크 소비 전력을 누적하고, 또한 누적된 소비 전력과 현재의 배터리 잔량에 대응하는 항속 가능 거리를 링크 경로(자차 위치를 기점으로 하여 도로가 연결된 경로)별로 산출하게 된다.

결국, 제어부(25)는 링크 경로를 따르는 항속 가능 거리와 지도 DB(23)로부터 읽어드린 지도 데이터를 활용하여, 차량 위치 중심의 주변 도로를 나타낸 지도상에, 차량 위치를 기점으로 하는 항속 가능 거리가 포함된 영역이 구분 표시되도록 그래픽 처리를 수행하는바, 도 4의 우측 도면에서와 같은 항속 가능 거리 및 지역 정보가 디스플레이 장치(26)를 통해 표시될 수 있게 된다.

이때, 차량 위치를 중심으로 항속 가능한 지역(4)과 불가한 지역을 선 또는 색으로 구분하여 표시하는데, 항속 가능 지역(4)을 차량 위치가 포함된 안쪽 영역으로, 불가한 지역을 바깥쪽 영역으로 구분하여 표시하게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 각 도로의 교통 정보를 반영하여 정확한 항속 가능 거리를 산출한 뒤 지도상에 표시해줌으로써, 운전자가 목적지까지의 거리를 고려하여 정확한 시점에서 배터리를 충전하도록 안내할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

11 : 교통 정보 수집 장치 12 : GPS 위성
21 : 무선통신부 22 : GPS 수신부
23 : 지도 DB 24 : 데이터 저장부
25 : 제어부 26 : 디스플레이 장치

Claims (5)

1. GPS 수신부를 통해 현재의 차량 위치 정보를 취득하는 과정;
   지도 DB에 저장된 지도 데이터로부터 차량 위치 주변의 도로 정보를 파악하는 과정;
   차량 위치 주변의 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보를 취득하는 과정;
   상기 각 도로에 대해 데이터 저장부에 저장된 차량 연비 특성 데이터인 차량 평균 속도에 따라 차량 연비를 규정한 데이터로부터 도로의 차량 평균 속도가 반영된 차량 연비를 취득하는 과정;
   상기 차량 연비와 현재의 배터리 잔량 정보로부터 차량 위치를 기점으로 하여 각 도로 경로를 따르는 항속 가능 거리를 산출하는 과정;
   상기 산출한 항속 가능 거리와 지도 DB의 지도 데이터를 이용하여 디스플레이 장치의 지도상에 차량 위치를 기점으로 하는 항속 가능 거리 정보를 표시하는 과정;
   을 포함하고,
   상기 항속 가능 거리를 산출하는 과정은,
   지도 데이터로부터 각 도로의 길이를 취득하는 단계;
   상기 취득된 각 도로의 길이와 해당 도로에서의 차량 연비로부터 각 도로의 주행시 소비 전력을 산출하는 단계; 및
   차량 위치를 기점으로 하여 각 도로 경로를 따라 도로별 산출된 상기 소비 전력을 누적하고, 누적된 소비 전력과 현재의 배터리 잔량에 대응하는 항속 가능 거리를 도로 경로별로 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보는 차량 외부의 교통 정보 수집 장치로부터 무선통신망을 통해 전송되는 실시간 정보인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 도로에 대한 차량 평균 속도 정보는 각 도로의 평균적인 차량 속도 정보를 데이터화하여 데이터 저장부에 미리 저장해놓은 정보인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 항속 가능 거리 표시 방법.

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