KR101897339B1 - 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법 및 그 시스템 - Google Patents

전기 자동차의 주행가능거리 예측방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법은, 텔레메틱스 서버가 도로를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간을 주행하는 임의의 차량으로부터 주행 정보를 입력받아 해당 구간의 연비 데이터를 구축하는 단계; 대상 차량에서 차량 상태 정보, 출발지 및 목적지 정보를 텔레메틱스 서버에 전송하는 단계; 텔레메틱스 서버가 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 단계; 및 텔레메틱스 서버가 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간에 대해 구축한 연비 데이터에 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 반영하여 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

Description

전기 자동차의 주행가능거리 예측방법 및 그 시스템{AVILABLE DRIVING DISTANCE ESTIMATION METHOD FOR ELECTRIC VEHICLE AND THE SYSTEM THEREOF}
본 발명은 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 특히 도로 상황 및 전기 자동차의 실 주행기록을 매칭하여 빅데이터를 구축하고, 이를 기반으로 실 주행하는 전기 자동차의 배터리 잔량을 반영하여 주행가능거리를 정확하게 추정하여 제공할 수 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
최근, 친환경 차량으로 주행시 질소산화물이나 이산화탄소 등의 가스를 배출하지 않는 전기 자동차(EV)의 관심이 주목되고 있다.
그러나 전기 자동차의 주행거리는 가솔린을 연료로 사용하는 자동차와 비교하여 짧고, 전기 자동차의 배터리를 충전하는 충전소의 보급이 충분히 되어 있지 않아 주행하는데 있어서 주행가능거리의 예측이 필요하게 된다.
네비게이션을 통해 목적지까지 주행하기 위해 경로를 검색하여 추천 경로로 주행하게 되지만 차량의 배터리 잔여량을 고려하여 주행가능거리를 예측하여 제공하지만 이는 해당 차량의 n회 과거 주행기록으로부터 평균 연비를 연산하여 향후의 주행가능거리를 추정하게 된다. 즉, 과거 20번의 주행에서 내리막길을 반복해서 주행한 경우 평균 연비가 상대적으로 높게 나타나게 되는데 그 이후 주행 시 오르막길을 주행하게 되면 예측 연비 대비 실 연비가 상대적으로 낮게 나타나게 되어 예측 데이터와의 오차가 크게 나타나게 된다. 이는 주행 장소에 대한 정보와 상관없이 과거의 단순 주행 연비 데이터만을 기반으로 연비를 예측했기 때문이다.
따라서 여러 가지 환경적으로 주행의 변수가 발생되어 정확하게 주행가능거리를 제공하는 데 어려움이 있다.
본 발명은 도로 상황 및 전기 자동차의 실 주행기록을 매칭하여 빅데이터를 구축하고, 이를 기반으로 실 주행하는 전기 자동차의 배터리 잔량을 반영하여 주행가능거리를 정확하게 추정하여 제공할 수 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법 및 그 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법은, 텔레메틱스 서버가 도로를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간을 주행하는 임의의 차량으로부터 주행 정보를 입력받아 해당 구간의 연비 데이터를 구축하는 단계; 대상 차량에서 차량 상태 정보, 출발지 및 목적지 정보를 텔레메틱스 서버에 전송하는 단계; 텔레메틱스 서버가 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 단계; 및 텔레메틱스 서버가 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간에 대해 구축한 연비 데이터에 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 반영하여 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 연비 데이터를 구축하는 단계에서, 임의의 차량들의 주행 정보는, 각 차량들이 해당 구간 주행에 소모된 배터리 소모량 및 각 차량들이 해당 구간을 주행할 때의 외기온, 구간평균주행속도, 에코모드사용여부, 헤드램프사용여부, 와이퍼사용여부를 전송받는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 대상 차량에서 전송되는 차량 상태 정보는, 대상 차량의 배터리상태정보 및 전장 부하의 사용여부정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 단계는, 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 주행 차량 연비 및 주행가능거리는 사전 설정된 주기마다 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 갱신하여 보정하는 단계를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 단계에서, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하기 전에는 텔레메틱스 서버에 기저장된 기상 정보 및 도로교통상황정보의 평균값을 사용하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 연비를 연산하는 단계에서, 초기에 구간별 연비 데이터가 기설정된 데이터 수 미만이면, 초기 설정치 데이터 또는 해당 구간과 인접한 구간의 데이터 또는 해당 구간 및 인접 구간의 복합 데이터를 이용하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 주행가능거리를 연산하는 단계 이후, 차량의 텔레메틱스 단말기에서 연산된 주행가능거리를 지도상에 주행가능범위로 표시하여 제공하는 단계를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 주행가능거리 예측시스템은, 차량의 텔레메틱스 단말기와 텔레메틱스 서버와 연동되는 텔레메틱스 시스템에 있어서, 도로를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간을 주행하는 임의의 차량들로부터 주행 정보를 입력받아 해당 구간의 연비 데이터를 구축하는 데이터베이스; 대상 차량의 텔레메틱스 단말기에서 설정된 목적지까지의 도로에 포함된 구간들에 대해 데이터 베이스에 저장된 연비 데이터를 검색하는 경로 탐색부; 대상 차량에서 전송되는 차량 상태 정보, 출발지 및 목적지 정보를 수신하고, 출발지에서 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 통신부; 및 경로 탐색부에서 검색된 출발지로부터 목적지까지의 구간별 연비 데이터에 통신부에서 수신된 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 반영하여 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 연산부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 데이터베이스에 입력되는 임의의 차량들의 주행 정보는, 각 차량들이 해당 구간 주행에 소모된 배터리 소모량 및 각 차량들이 해당 구간을 주행할 때의 외기온, 구간평균주행속도, 에코모드사용여부, 헤드램프사용여부, 와이퍼사용여부를 전송받는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 대상 차량에서 전송되는 차량 상태 정보는, 대상 차량의 배터리상태정보 및 전장 부하의 사용여부정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리의 연산은, 목적지까지의 해당 구간별 주행 차량 연비 및 주행가능거리는 사전 설정된 주기마다 대상 차량의 현재 주행 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 갱신하여 보정하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하기 전에는 텔레메틱스 서버에 기저장된 기상 정보 및 도로교통상황정보의 평균값을 사용하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 연산부에서 연비를 초기에 연산할 때, 초기 구간별 연비 데이터가 기설정된 데이터 수 미만이면, 초기 설정치 데이터 또는 해당 구간과 인접한 구간의 데이터 또는 해당 구간 및 인접 구간의 복합 데이터를 이용하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 연산부에서 연산된 주행가능거리는 대상 차량의 텔레메틱스 단말기에서 주행가능거리를 지도상에 주행가능범위로 표시하여 제공하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 도로 상황 및 전기 자동차의 실 주행기록을 매칭하여 빅데이터를 구축하고, 이를 기반으로 실 주행하는 전기 자동차의 배터리 잔량을 반영하여 주행가능거리를 정확하게 추정하여 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차의 주행가능거리 예측시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 도로 데이터를 링크 단위로 정의된 구간을 도시한 도면.
도 3A 및 도 3B는 본 발명의 주행가능거리를 차량의 클러스트 및 네비게이션에 표시되는 것을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동치의 주행가능거리 예측방법에 대한 순서도를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차의 주행가능거리 예측시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차의 주행가능거리 예측시스템은, 위치정보를 기반으로 하는 텔레매틱스 서버(100), 전기자동차(200), 교통정보센터 서버(300) 및 기상청 서버(400)를 포함하여 구성된다.
전기자동차(200)는 배터리의 전력을 이용하여 구동하는 것으로 배터리 상태에 따라 연비가 달라지기때문에 정확한 연비추정이 필요하다. 이러한 전기자동차의 배터리(210) 상태를 검출하여 차량의 텔레메틱스 단말기(220)를 통해 차량 정보를 텔레메틱스 서버에 전송할 수 있다.
보다 구체적으로, 차량의 텔레메틱스 단말기(220)는 차량의 배터리(210) 상태정보, 주행 정보, 환경 정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다. 즉, 차량의 텔레매틱스 단말기에서 목적지를 설정하면 현재 주행 차량의 정보를 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다. 여기서, 텔레메틱스 단말기(220)는 차량의 배터리(210) 상태를 검출하여 배터리 잔여량을 전송하고, 배터리 상태에 영향을 주는 변수인 환경 정보 등도 동시에 전송하여 배터리(210) 잔여량에 따른 목적지까지의 예측된 주행가능거리 정보를 전송받게 된다.
교통정보센터 서버(300)는 텔레메틱스 서버(100)와 연동되어 실시간으로 도로교통상황정보인 현재 차량 주행 구간의 교통상황 및 구간평균주행속도 정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다.
기상청 서버(400)는 텔레메틱스 서버(100)와 연동되어 실시간으로 기상 정보인 현재 외기온, 우천 및 설천을 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다.
일반적으로, 텔레메틱스 서버(100)는 통신부(140)에서 이동통신방식과 위치추적방식과 인터넷을 접목하여 통신을 하게 되고, 차량과 별도의 서버(server) 간에 무선통신을 이용하여 차량을 제어할 수도 있고, 차량의 각 부품을 연동시키는 캔(CAN, Controller Area Network) 통신을 접목시켜 새로운 서비스와 제어가 가능할 수 있다.
이러한, 텔레매틱스(Telematics) 서버는 차량의 텔레메틱스 단말기와 이동 통신 방식, 위치 추적 방식 및 인터넷을 접목하여 차량 사고 발생 혹은 차량 도난 발생을 검출하고, 차량 운전 경로를 안내하며, 각종 기타 정보 등을 차량 운전자에게 제공하는 시스템이다. 즉, 상기 차량용 텔레매틱스 시스템은 이동 통신과 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Positioning System) 위성을 사용하는 GPS를 기반으로 차량을 통해 정보를 제공하는 시스템이다. 따라서 상기 차량용 텔레매틱스 시스템은 상기 GPS와 무선 통신망과 인터넷망을 사용하여 차량 운전자에게 교통 정보와, 응급상황 대처, 원격 차량 진단, 인터넷 사용(예를 들어, 금융 거래와, 뉴스 제공, 및 e메일 송수신 등) 등 각종 이동 통신 서비스를 제공한다.
또한, 텔레매틱스 서버(100)는 모든 도로에 대한 데이터베이스(110)를 구축하여 도로 정보를 동시에 제공하게 된다.
이러한 본 발명의 텔레메틱스 서버(100)는 텔레메틱스 서비스 센터로 데이터베이스(110), 경로 탐색부(120), 연산부(130) 및 전기자동차(200), 교통정보센터 서버(300) 및 기상청 서버(400)와 데이터를 송수신하는 통신부(140)를 포함하여 구성된다.
데이터베이스(110)는 모든 도로를 소정 구간별로 정의하고, 정의된 구간들에 대해 도로 데이터 및 정의된 구간을 주행하는 각 차량들의 배터리 소모 정보를 전송받아 해당 구간에 대한 배터리의 소모 데이터를 구축하여 저장하게 된다.
보다 구체적으로, 데이터베이스(110)에 저장된 도로는 소정 구간별로 정의하고, 정의된 구간들에 대한 도로는, 도로의 사거리를 분기점으로 각 노드 고유번호를 설정하고, 정의된 구간들은 도로의 형태에 따라 링크 단위로 저장 또는 행정 단위로 저장하게 된다.
데이터베이스(110)에 저장된 링크 단위는 링의 도로의 길이가 비교적 긴 도로를 링크별 단위로, 시작 노드 번호와 끝 노드 번호를 순서대로 나열하여 저장하게 된다. 즉, 도로의 사거리마다 노드 고유번호를 설정하고, 노드 간 도로를 링크로 데이터베이스화 하는 방법으로 예를 들면, 시작 노드번호를 가111로 지정하였다면 끝 노드번호는 나222로 정의하고, 링크의 명칭을 가111나222로 표기할 수 있다.
또한, 데이터베이스(110)에 저장된 행정 단위는 링크의 도로길이가 짧은 도로를 링크 단위로 저장하지 않고, 행정단위로 통합하여 일괄 저장하게 된다. 이는 메모리 소모량을 축소하기 위해 도로 타입별 저장 방법을 차별화하여 제공하게 된다.
하기 표 1에 도시된 바와 같이, 도로 종류에 따라 저장 방법을 달리하는 것을 보여주고 있다. 즉, 도로의 형태에 따라 링크 단위로 저장되는 도로는 도로 길이가 긴 고속도로, 도시고속도로, 국도, 국가지원지방도 및 지방도를 포함할 수 있으며, 행정 단위로 저장되는 도로는 도로 길이가 짧은 도로 및 세도로를 포함할 수있다.
[표 1]
Figure 112016087007395-pat00001
도 2는 본 발명의 도로 데이터를 링크 단위로 정의된 구간을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터베이스에 저장된 정의된 구간을 주행하는 각 차량들의 배터리 소모 정보는 각 차량의 텔레메틱스 단말기에서 실시간으로 텔레메틱스 서버로 전송하게 된다.
다시 말해, 텔레메틱스 서버에서 각 도로를 정의하고, 정의된 도로를 주행하는 임의의 전기자동차가 해당 구간에서 소모한 배터리량과 환경정보를 실시간으로 차량의 텔레메틱스 단말기로부터 전송받게 된다. 여기서, 정의된 구간을 주행하는 차량들이 소모한 배터리량은 차량의 모터 부하, 공조부하 및 전장부하에서 소모되는 배터리 전력, 현재 배터리 상태 정보, 해당 구간의 외기온, 구간 평균주행속도, 에코모드사용여부, 헤드램프사용여부 및 와이퍼사용여부를 포함하고, 이에 한정되지 않고 차량의 배터리 상태에 영향을 줄 수 있는 변수를 포함하게 된다.
보다 구체적으로, 정의된 도로를 주행하는 차량 정보에 대해 모두 데이터베이스를 구축하게 된다. 이때, 정의된 도로를 주행하는 차량의 구동부하, 전장 부하 및 공조부하의 연비를 도출하여 해당 구간에서의 평균값을 계산하여 저장하게 된다. 따라서, 정의된 구간을 주행하는 차량이 많아질수록 데이터의 정확도는 높아질 수 있다.
또한, 해당 구간을 주행하는 차량의 환경 정보 중에서 기상 정보는 기상청 서버 및 도로교통상황정보는 교통정보센터 서버로부터 각각 실시간으로 텔레메틱스 서버로 전송받아 데이터베이스의 위치정보와 함께 해당 도로의 고유번호 목록하에 순차적으로 저장되어 빅데이터를 형성하게 된다.
경로 탐색부(120)는 차량의 텔레메틱스 단말기(220)에서 설정된 목적지에 해당하는 정의된 구간들에 대해 데이터 베이스(110)에 저장된 도로 데이터 및 배터리 소모 데이터를 검색하게 된다. 여기서, 목적지까지의 각 구간별로 검색하여 제공하게 된다.
연산부(130)는 경로 탐색부(120)에서 검색된 도로 데이터 및 배터리 소모 데이터에 현재 주행 차량의 텔레메틱스 단말기(220)에서 전송된 주행 차량 정보를 반영하여 목적지까지의 구간별 예측 연비를 연산하여 주행가능거리를 제공하게 된다.
보다 구체적으로, 연산부(130)에서 데이터 베이스(110)에 구축된 해당 구간에 대한 데이터에 현재 주행 차량 환경 정보를 반영하여 주행 연비를 계산하게 된다. 여기서, 목적지까지의 각 해당 구간은 주변 환경에 따라 차량주행속도, 외기온, 차량의 전장 부하 등의 사용에 의해 연비가 달라질 수 있다. 예를 들어, 링크 1 구간에서는 교통 체증이 심한 구간으로 속도가 30㎞/h 이고, 링크 2 구간에서는 속도가 50㎞/h이고, 링크 1 구간의 외기온은 25℃, 링크 2 구간의 외기온은 24℃, 전조등은 온 상태이고, 와이퍼는 오프 상태일 때의 배터리 소비량은 다른 환경과 달라지기 때문에 각 변수에 대한 정확한 값들을 도출하여 반영하게 된다.
여기서, 차량이 주행하는 해당 구간에 대해 주행 차량으로부터 차량의 정보를 수신하는데 있어, 기상청 서버(400)로부터 외기온 및 교통정보센터 서버(300)로부터 평균차속 등을 전송받아 이를 반영하여 연비를 연산하게 된다. 이때, 연산부(130)는 현재 주행 중인 차량의 배터리 잔여량을 반영하여 연산된 주행 연비를 이용하여 현재 주행 중인 차량의 주행가능거리를 계산하여 제공하게 된다.
또한, 연산부(130)에서 목적지까지의 현재 주행 차량 연비를 연산하는데 있어 소정 주기마다 실시간으로 정보를 갱신하여 보정하여 정확한 정보를 제공하게 된다.
한편, 도 3A 및 도 3B는 본 발명의 주행가능거리를 차량의 클러스트 및 네비게이션에 표시되는 것을 도시한 도면이다.
도 도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이, 차량의 클러스트에는 네이게이션을 이용하여 경로 설정시, 데이터베이스에 구축된 각 해당 구간의 도로 데이터를 이용하여 연산한 주행가능거리를 표시하게 된다. 또한, 네비게이션에는 항시 주행가능범위를 지도상에 영역으로 표시하여 운전자가 직관적으로 정보를 알아볼 수 있도록 할 수 있다. 이때, 데이터가 확보된 링크들의 주행가능거리 끝점을 연결하여 네비게이션 맵을 생성하여 제공할 수 있다. 여기서, 빅데이터 기반 주행가능거리 연산을 이용한 경우에, 링크별 연산을 통해 방향과 위치에 따른 에너지 소모량이 차이가 나는 것을 볼 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 자동치의 주행가능거리 예측방법에 대한 순서도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법은, 먼저, 도로를 복수의 구간으로 분할하여 정의하고, 정의된 구간들에 대해 데이터를 구축하여 서버의 데이터베이스에 저장하게 된다(S410).
보다 구체적으로, 데이터베이스(110)에 저장된 도로는 도로별 종류에 따라 구간별로 정의하고, 정의된 구간들에 대한 도로는, 도로의 사거리를 분기점으로 각 노드 고유번호를 설정하고, 정의된 구간들은 도로의 형태에 따라 링크 단위로 저장 또는 행정 단위로 저장하게 된다.
데이터베이스(110)에 저장된 링크 단위는 링의 도로의 길이가 비교적 긴 도로를 링크별 단위로, 시작 노드 번호와 끝 노드 번호를 순서대로 나열하여 저장하게 된다. 즉, 도로의 사거리마다 노드 고유번호를 설정하고, 노드 간 도로를 링크로 데이터베이스화 하는 방법으로 예를 들면, 시작 노드번호를 가111로 지정하였다면 끝 노드번호는 나222로 정의하고, 링크의 명칭을 가111나222로 표기할 수 있다.
또한, 데이터베이스(110)에 저장된 행정 단위는 링크의 도로길이가 짧은 도로를 링크 단위로 저장하지 않고, 행정단위로 통합하여 일괄 저장하게 된다. 이는 메모리 소모량을 축소하기 위해 도로 타입별 저장 방법을 차별화하여 제공하게 된다.
한편, 초기에 데이터베이스에 저장된 연비 데이터가 부족한 경우에는 저장된 데이터 개수에 따라 초기에 CAL값, 인접 링크값, 블랜딩값 등을 사용하여 주행가능거리를 제공할 수 있다. 즉, 초기 구간별 연비 데이터가 기설정된 데이터 수 미만이면, 초기 설정치 데이터 또는 해당 구간과 인접한 구간의 데이터 또는 해당 구간 및 인접 구간의 복합 데이터를 사용하게 된다. 예를 들어, 데이터 축적수가 0 ~ 10, 10 ~ 20의 초기에는 데이터 표본 수 부족으로 연산하는데 부적합하여 초기 CAL값 및 인접 링크의 연산 값을 사용하고, 20 ~ 30 인 경우 해당 링크와 주변 링크의 데이터를 블렌딩(blending)하여 사용할 수 있다. 또한, 데이터 표본 수가 30 이상인 경우 해당 링크만의 데이터를 사용하도록 설정할 수 있다.
이어, 정의된 구간을 주행하는 각 차량들의 주행 정보를 전송받아 해당 구간에 대한 연비 데이터를 구축하여 텔레메틱스 서버의 데이터베이스에 저장하는 단계가 수행된다(S420).
보다 구체적으로, 텔레메틱스 서버에서 각 도로를 정의하고, 정의된 도로를 주행하는 임의의 전기자동차가 해당 구간에서 소모한 배터리량과 환경정보를 실시간으로 차량의 텔레메틱스 단말기로부터 전송받게 된다. 여기서, 정의된 구간을 주행하는 차량들이 소모한 배터리량은 차량의 모터 부하, 공조부하 및 전장부하에서 소모되는 배터리 전력, 현재 배터리 상태 정보, 해당 구간의 외기온, 구간 평균주행속도, 에코모드사용여부, 헤드램프사용여부 및 와이퍼사용여부를 포함하고, 이에 한정되지 않고 차량의 배터리 상태에 영향을 줄 수 있는 변수를 포함하게 된다.
보다 구체적으로, 정의된 도로를 주행하는 차량 정보에 대해 모두 데이터베이스를 구축하게 된다. 이때, 정의된 도로를 주행하는 차량의 구동부하, 전장 부하 및 공조부하의 연비를 도출하여 해당 구간에서의 평균값을 계산하여 저장하게 된다. 따라서, 정의된 구간을 주행하는 차량이 많아질수록 데이터의 정확도는 높아질 수 있다.
또한, 해당 구간을 주행하는 차량의 환경 정보 중에서 기상 정보는 기상청 서버 및 도로교통상황정보는 교통정보센터 서버로부터 각각 실시간으로 텔레메틱스 서버로 전송받아 데이터베이스의 위치정보와 함께 해당 도로의 고유번호 목록하에 순차적으로 저장되어 빅데이터를 형성하게 된다.
그 다음, 차량의 텔레메틱스 단말기(220)에서 목적지를 설정하면 현재 주행 차량의 차량 상태 정보 및 목적지까지의 해당 구간별 환경 정보를 텔레메틱스 서버에 전송하는 단계가 수행된다(S430).
보다 상세하게는, 차량의 배터리(210) 상태정보, 주행 정보, 환경 정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다. 즉, 차량의 텔레매틱스 단말기에서 목적지를 설정하면 현재 주행 차량의 정보를 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다. 여기서, 텔레메틱스 단말기(220)는 차량의 배터리(210) 상태를 검출하여 배터리 잔여량을 전송하고, 배터리 상태에 영향을 주는 변수인 환경 정보 등도 동시에 전송하여 배터리(210) 잔여량에 따른 목적지까지의 예측된 주행가능거리 정보를 전송받게 된다.
교통정보센터 서버(300)는 텔레메틱스 서버(100)와 연동되어 실시간으로 도로교통상황정보인 현재 차량 주행 구간의 교통상황 및 구간평균주행속도 정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다.
기상청 서버(400)는 텔레메틱스 서버(100)와 연동되어 실시간으로 기상 정보인 현재 외기온, 우천 및 설천을 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하게 된다.
이어서, 데이터베이스에 저장된 목적지까지의 해당 구간의 연비 데이터에 현재 주행 차량의 차량 상태 정보 및 목적지까지의 구간별 환경 정보를 반영하여 해당 구간별 예측 연비 및 주행가능거리를 연산하여 현재 주행 차량에 제공하는 단계가 수행된다(S440).
구체적으로, 먼저 차량의 텔레메틱스 단말기(220)에서 설정된 목적지에 해당하는 정의된 구간들에 대해 데이터 베이스(110)에 저장된 도로 데이터 및 배터리 소모 데이터를 검색하게 된다. 여기서, 목적지까지의 각 구간별로 검색하여 제공하게 된다.
연산부(130)는 경로 탐색부(120)에서 검색된 도로 데이터 및 배터리 소모 데이터에 현재 주행 차량의 텔레메틱스 단말기(220)에서 전송된 주행 차량 정보를 반영하여 목적지까지의 구간별 예측 연비를 연산하여 주행가능거리를 제공하게 된다.
보다 구체적으로, 연산부(130)에서 데이터 베이스(110)에 구축된 해당 구간에 대한 데이터에 현재 주행 차량 환경 정보를 반영하여 주행 연비를 계산하게 된다. 여기서, 목적지까지의 각 해당 구간은 주변 환경에 따라 차량주행속도, 외기온, 차량의 전장 부하 등의 사용에 의해 연비가 달라질 수 있다. 예를 들어, 링크 1 구간에서는 교통 체증이 심한 구간으로 속도가 30㎞/h 이고, 링크 2 구간에서는 속도가 50㎞/h이고, 링크 1 구간의 외기온은 25℃, 링크 2 구간의 외기온은 24℃, 전조등은 온 상태이고, 와이퍼는 오프 상태일 때의 배터리 소비량은 다른 환경과 달라지기 때문에 각 변수에 대한 정확한 값들을 도출하여 반영하게 된다.
여기서, 차량이 주행하는 해당 구간에 대해 주행 차량으로부터 차량의 정보를 수신하는데 있어, 기상청 서버(400)로부터 외기온 및 교통정보센터 서버(300)로부터 평균차속 등을 전송받아 이를 반영하여 연비를 연산하게 된다. 이때, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하기 전에는 텔레메틱스 서버에 기저장된 동일 시기, 동일 구간의 기상 정보 및 동일 시기, 동일 구간의 도로교통상황정보의 평균값을 사용하여 데이터를 수신하는 동안에 사용할 수 있다.
그리고 연산부(130)는 현재 주행 중인 차량의 배터리 잔여량을 반영하여 연산된 주행 연비를 이용하여 현재 주행 중인 차량의 주행가능거리를 계산하여 제공하게 된다.
예들 들어, 차량의 주행가능거리의 예측으로 남양에서 죽전까지 운행시, 예측에 필요한 변수 정보인 외기온 및 평균차속 데이터를 실제 주행 시간대에 맞는 정보를 사용하여 연산한다면, 1구간 남양 연구소 -> 비봉 IC, 2구간 비봉 IC -> 군포 IC, 3구간 군포 IC -> 동수원 IC, 4구간 동수원 IC -> 죽전역으로 각 해당 링크 구간으로 나누어지고, 1구간의 출발시간과 같은 시간의 외기온과 평균차속 사용, 2구간의 출발시간의 20분 후 시간의 외기온과 평균차속 사용, 3구간의 출발시간의 30분 후 시간의 외기온과 평균차속 사용(30분 후 강수 예정: 강수데이터 반영), 4구간의 출발 시간의 45분 후 시간의 외기온과 평균차속 사용(45분 후 상습 정체 구간으로 평균차속이 낮아짐)의 각 데이터를 사용할 수 있다.
따라서, 결정된 변수 데이터인 외기온과 평균차속을 이용하여 도출한 배터리 소모량으로 연비를 연산하여 주행가능거리를 보다 정확하게 예측하여 제공할 수 있다.
그리고 목적지까지의 해당 구간별 주행 차량 연비 및 주행가능거리는 소정 주기마다 실시간으로 차량의 현재 주행 차량의 차량 상태 정보 및 환경 정보를 갱신하여 보정하는 단계가 수행된다(S450). 여기서, 텔레메틱스 서버에서 구간의 견비를 예측할 때, 예측 시의 변수 정보와 운행할 때의 변수 데이터 값이 시간 차이가 있으므로 다른 경우가 발생 될 수 있다. 따라서, 초기 예측 이후에 실 주행 시 시간에 따른 변수 정보를 보정하여 정확도를 향상시킬 수 있다. 이때, 정보가 갱신되는 주기는 10분마다 할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 갱신 시간을 설정할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 --- 텔레메틱스 서버 110 --- 데이터베이스
120 --- 경로탐색부 130 --- 연산부
140 --- 통신부 200 --- 전기자동차
210 --- 배터리 220 --- 텔레메틱스 단말기
300 --- 교통정보센터 서버 400 --- 기상청 서버

Claims (14)

  1. 텔레메틱스 서버가 도로를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간을 주행하는 임의의 차량으로부터 주행 정보를 입력받아 해당 구간의 연비 데이터를 구축하는 단계;
    대상 차량에서 차량 상태 정보, 출발지 및 목적지 정보를 텔레메틱스 서버에 전송하는 단계;
    텔레메틱스 서버가 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 단계; 및
    텔레메틱스 서버가 출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간에 대해 구축한 연비 데이터에 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 반영하여 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 단계를 포함하는 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법.
  2. 제1항에 있어서,
    연비 데이터를 구축하는 단계에서,
    임의의 차량들의 주행 정보는, 각 차량들이 해당 구간 주행에 소모된 배터리 소모량 및 각 차량들이 해당 구간을 주행할 때의 외기온, 구간평균주행속도, 에코모드사용여부, 헤드램프사용여부, 와이퍼사용여부를 전송받는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법.
  3. 제1항에 있어서,
    대상 차량에서 전송되는 차량 상태 정보는, 대상 차량의 배터리상태정보 및 전장 부하의 사용여부정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 주행가능거리 예측방법.
  4. 제1항에 있어서,
    대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 단계는,
    출발지로부터 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 주행 차량 연비 및 주행가능거리는 사전 설정된 주기마다 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 갱신하여 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측방법.
  5. 제1항에 있어서,
    실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 단계에서,
    기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하기 전에는 텔레메틱스 서버에 기저장된 기상 정보 및 도로교통상황정보의 평균값을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측방법.
  6. 제1항에 있어서,
    연비를 연산하는 단계에서,
    초기에 구간별 연비 데이터가 기설정된 데이터 수 미만이면, 초기 설정치 데이터 또는 해당 구간과 인접한 구간의 데이터 또는 해당 구간 및 인접 구간의 복합 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측방법.
  7. 제1항에 있어서,
    주행가능거리를 연산하는 단계 이후,
    차량의 텔레메틱스 단말기에서 연산된 주행가능거리를 지도상에 주행가능범위로 표시하여 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측방법.
  8. 차량의 텔레메틱스 단말기와 텔레메틱스 서버와 연동되는 텔레메틱스 시스템에 있어서,
    도로를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간을 주행하는 임의의 차량들로부터 주행 정보를 입력받아 해당 구간의 연비 데이터를 구축하는 데이터베이스;
    대상 차량의 텔레메틱스 단말기에서 설정된 목적지까지의 도로에 포함된 구간들에 대해 데이터 베이스에 저장된 연비 데이터를 검색하는 경로 탐색부;
    대상 차량에서 전송되는 차량 상태 정보, 출발지 및 목적지 정보를 수신하고, 출발지에서 목적지까지의 도로에 포함된 구간별 실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하는 통신부; 및
    경로 탐색부에서 검색된 출발지로부터 목적지까지의 구간별 연비 데이터에 통신부에서 수신된 대상 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 반영하여 대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리를 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    데이터베이스에 입력되는 임의의 차량들의 주행 정보는, 각 차량들이 해당 구간 주행에 소모된 배터리 소모량 및 각 차량들이 해당 구간을 주행할 때의 외기온, 구간평균주행속도, 에코모드사용여부, 헤드램프사용여부, 와이퍼사용여부를 전송받는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 주행가능거리 예측시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    대상 차량에서 전송되는 차량 상태 정보는, 대상 차량의 배터리상태정보 및 전장 부하의 사용여부정보를 포함하여 텔레메틱스 서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 주행가능거리 예측시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    대상 차량의 예상 연비 및 예상 주행가능거리의 연산은, 목적지까지의 해당 구간별 주행 차량 연비 및 주행가능거리는 사전 설정된 주기마다 대상 차량의 현재 주행 차량의 차량 상태 정보, 기상 정보 및 도로교통상황정보를 갱신하여 보정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    실시간 기상 정보 및 도로교통상황정보를 수신하기 전에는 텔레메틱스 서버에 기저장된 기상 정보 및 도로교통상황정보의 평균값을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    연산부에서 연비를 초기에 연산할 때, 초기 구간별 연비 데이터가 기설정된 데이터 수 미만이면, 초기 설정치 데이터 또는 해당 구간과 인접한 구간의 데이터 또는 해당 구간 및 인접 구간의 복합 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    연산부에서 연산된 주행가능거리는 대상 차량의 텔레메틱스 단말기에서 주행가능거리를 지도상에 주행가능범위로 표시하여 제공하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 주행가능거리 예측시스템.
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