KR102359938B1 - 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법 - Google Patents

동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법 Download PDF

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Abstract

동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법은, 제어기가 동적 교통정보에 포함된 신호등 정보에 근거하여 신호등 정보에 대응하는 신호등에 접근할 친환경 차량의 타행 주행을 위한 목표 속도를 결정하는 단계와, 제어기가 동적 교통정보에 포함된 교통상황 정보에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계와, 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 친환경 차량이 타행 주행하도록 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하도록 제어하는 단계;를 포함한다.

Description

동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING COASTING DRIVE OF ENVIRONMENTALLY FRIENDLY VEHICLE USING DYNAMIC TRAFFIC INFORMATION}
본 발명은 차량의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차는 연료전지 자동차, 전기자동차, 플러그인 전기자동차, 하이브리드 자동차를 포괄하는 것으로, 통상적으로 구동력 발생을 위한 모터를 구비한다.
이러한 친환경 자동차의 일례인 하이브리드 자동차(hybrid vehicle)는 내연기관 엔진(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 자동차는 내연기관 엔진의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 자동차는, 엔진, 모터, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진 클러치, 변속기, 차동기어장치, 배터리, 상기 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전을 하는 시동 발전기, 및 차륜으로 구성될 수 있다.
또한, 하이브리드 자동차는, 하이브리드 자동차의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(hybrid control unit), 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어기(engine control unit), 모터의 동작을 제어하는 모터 제어기(motor control unit), 변속기의 동작을 제어하는 변속 제어기(transmission control unit), 및 배터리를 제어하고 관리하는 배터리 제어기(battery control unit)로 구성될 수 있다.
상기 배터리 제어기는 배터리 관리 시스템(battery management system)으로 호칭될 수 있다. 상기 시동 발전기는 ISG(integrated starter & generator) 또는 HSG(hybrid starter & generator)라 호칭되기도 한다.
상기와 같은 하이브리드 자동차는 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode), 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode), 자동차의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지를 모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동 모드(regenerative braking mode) 등의 주행모드로 운행할 수 있다.
관련기술인 미국등록특허번호 US 9,070,305 는 차량의 주행정보(위치, 방향, 높이)와 신호등의 정보를 이미지와 색으로 감지하여 신호등의 위치정보를 계산하는 방법을 제공할 수 있다.
관련기술인 미국등록특허번호 US 7,825,825는 차량에 신호등 정보를 제공하고 안내하는 방법을 개시(disclosure)할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는, 도로(경로)에 관한 동적 교통정보(예, 신호등 정보, 교통상황 정보)를 활용하여 친환경차의 실도로(real road) 연비를 향상시킬 수 있는 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법은, 제어기가 상기 동적 교통정보에 포함된 신호등 정보에 근거하여 상기 신호등 정보에 대응하는 신호등에 접근할 상기 친환경 차량의 타행 주행을 위한 목표 속도를 결정하는 단계; 상기 제어기가 상기 동적 교통정보에 포함된 교통상황 정보에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 상기 친환경 차량이 타행 주행하도록 상기 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는, 상기 제어기가 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 및 상기 신호등의 적색신호 잔여시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는, 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 적색신호 잔여시간 이하일 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 속도는 0 일 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는, 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 적색신호 잔여시간을 초과할 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 속도는 상기 친환경 차량의 현재 속도보다 작은 속도일 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는, 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 및 상기 신호등의 녹색신호 잔여시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는, 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 녹색신호 잔여시간 이하일 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 속도는 상기 친환경 차량의 현재 속도보다 작은 속도일 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는, 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 녹색신호 잔여시간을 초과할 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 목표 속도는 0 일 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계는, 상기 제어기가 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 상기 신호등의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하는 단계는, 상기 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 상기 친환경 차량이 타행 주행하도록 상기 친환경 차량의 구동 모터에 피드포워드 토크를 출력한 후 피드백 토크를 출력하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크 사이의 출력 천이 시점은 상기 예상 접근 필요 시간 및 상기 적색신호 잔여시간에 근거하여 결정될 수 있다.
상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계는, 상기 제어기가 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 상기 신호등의 녹색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하는 단계는, 상기 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 상기 친환경 차량이 타행 주행하도록 상기 친환경 차량의 구동 모터에 피드포워드 토크를 출력한 후 피드백 토크를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크 사이의 출력 천이 시점은 상기 예상 접근 필요 시간 및 상기 녹색신호 잔여시간에 근거하여 결정될 수 있다.
상기 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법은, 상기 친환경 차량이 접근할 신호등까지의 잔여거리가 상기 친환경 차량이 회생 제동(regenerative braking)이 가능한 거리의 최소값인 기준 타행거리 이상인 지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 잔여거리가 상기 기준 타행거리 이상일 때, 상기 친환경 차량의 타행 주행을 위한 목표 속도를 결정하는 단계가 진행될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법은 신호등 정보를 포함하는 교통정보에 근거하여 친환경 차량이 에코 코스팅(연비(경제) 운전 또는 타력주행)을 수행하도록 할 수 있으므로 차량의 에너지를 저감시켜 친환경 차량의 실도로 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량(xEV)의 타행 주행 제어 방법(Eco-Coasting)이 적용되는 교통정보 가공 시스템을 포함하는 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량(xEV)의 타행 주행 제어 방법(Eco-Coasting)을 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 3은 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 친환경 차량의 목표 가속도를 보정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 친환경 차량의 주행 제어 토크를 출력하는 토크 출력부를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 토크 출력부를 설명하는 도면(도표(table))이다.
도 10은 도 8에 도시된 토크 출력부로부터 출력되는 피드포워드 토크의 보정(Calibration)을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 1에 도시된 친환경 차량의 타행 주행 제어 토크를 출력하는 제어기를 설명하는 도면이다.
도 12는 도 1에 도시된 친환경 차량의 주행 제어를 설명하는 도면이다.
본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
차량의 실도로 주행 중 에너지 소모를 최소화하기 위해 차량이 이용할 수 있는 정보는 크게 정적 정보와 동적 정보로 구분이 가능하다. 정적 정보는 도로의 구배와 곡률, 톨 게이트(toll gate), 또는 IC(인터체인지) 등의 정보를 포함하는 고정밀 지도 맵 정보로 대표될 수 있고, 동적 정보는 신호등 또는 도로 정체 등의 정보를 포함하는 V2X(vehicle-to-everything) 정보로 대표될 수 있다.
목적지와 경로가 정해지면 정적 정보는 차량의 출발 전에 계산될 수 있지만, 동적 정보는 시시각각 변화할 뿐만 아니라 차량의 주행 프로파일(profile) 역시 운전자의 성향이나 돌발상황 등에 민감하여 전체 프로파일을 온전히 예측하는 것은 굉장히 어렵다. 따라서, 실도로 상에서 동적 정보가 적절한 시점에 업데이트(update)될 수 있다면, 일정 구간에 한해서는 굉장히 예측 가능한 상황이 될 수 있고, 이를 활용하여 에너지 소모를 최소화시킬 수 있는 차량의 에너지 저감 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량(xEV)의 타행 주행 제어 방법(Eco-Coasting)이 적용되는 교통정보 가공 시스템을 포함하는 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 시스템은 서버(server)로 구현되는 GPS 수집 시스템(10), 서버(server)로 구현되는 신호등 시스템(20), 서버(server)로 구현되는 교통정보 가공 시스템(30), 및 친환경 차량(40)을 포함한다.
GPS 수집 시스템(10)은 도로를 주행하고 본 발명의 실시예에 따른 친환경 차량(40)을 포함하는 차량들의 GPS 정보(위치 정보)를 수집할 수 있다.
신호등 시스템(20)은 교통정보 가공 시스템(30)에 신호등의 위치, 신호등의 신호 시간, 신호등(교통신호등)의 점등정보, 및 교통신호등의 전환 잔여시간 정보 등을 포함하는 신호등 정보를 제공할 수 있다.
교통정보 가공 시스템(30)은 차량들의 위치 정보 및 신호등 정보에 근거하여 교통정보(예, 교통 상황 정보)를 가공(생성)하고 정밀한 교통 정보인 상기 가공된 교통정보를 무선 통신을 통해 친환경 차량(40)에 제공(전송)할 수 있다. 상기 교통정보는 도로의 정체도(도로 정체 정보)를 포함하는 교통상황 정보, 도로의 구간별 차량의 평균 속도, 또는 교통량 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량(xEV)의 타행 주행 제어 방법(Eco-Coasting)을 설명하는 흐름도(flowchart)이다. 도 3은 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 실시예를 설명하는 도면이다. 도 4는 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 친환경 차량의 목표 가속도를 보정하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 6은 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 실시예를 설명하는 도면이다. 도 7은 도 1의 신호등 시스템에 관한 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때의 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 방법의 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 도 8은 도 1에 도시된 친환경 차량의 주행 제어 토크를 출력하는 토크 출력부를 설명하는 도면이다. 도 9는 도 8에 도시된 토크 출력부를 설명하는 도면(도표(table))이다. 도 10은 도 8에 도시된 토크 출력부로부터 출력되는 피드포워드 토크의 보정(Calibration)을 설명하는 도면이다. 도 11은 도 1에 도시된 친환경 차량의 타행 주행 제어 토크를 출력하는 제어기를 설명하는 도면이다. 도 12는 도 1에 도시된 친환경 차량의 주행 제어를 설명하는 도면이다.
도 2 내지 도 12를 참조하면, 판단 단계(100)에서 친환경 차량(40)에 포함된 제어기(controller)(405)는 친환경 차량이 통과(접근)할 신호등까지의 잔여거리(dres)가 기준 타행거리(dref)이상인 지 여부를 판단할 수 있다.
도 11에 도시된 제어기(405)는 도 1에 도시된 교통정보 가공 시스템(30)으로부터 교통정보에 포함된 신호등 정보를 수신할 수 있다. 친환경 차량(40)은 예를 들어, GPS(global positioning system) 수신기를 포함하는 것에 의해 자신의 위치정보를 파악할 수 있다.
잔여거리(dres)는 abs (신호등위치 - 현재차량위치)일 수 있고, 기준 타행거리(dref)는 친환경 차량(40)이 회생 제동(regenerative braking)이 가능한 거리의 최소값을 의미할 수 있다. 상기 abs ()는 절대값 함수를 지시(indication)할 수 있다. 상기 회생 제동은 친환경 차량의 제동 혹은 관성에 의한 타행(코스팅(coasting)) 주행 시 제동 및 관성 에너지를 친환경 차량(40)의 구동 휠(driving wheel)을 구동하는 구동 모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 것을 의미할 수 있다. 부연하여 설명하면, 전방의 신호등이나 커브길, 전방차량, 그 밖에 기타 물체가 있을 경우 이를 운전자가 사전에 인지하여 미리 액셀페달에서 발을 떼주게 되면(또는 액셀페달과 브레이크 페달을 모두 밟지 않은 상태에서) 타행 주행을 통한 에너지 회수가 가능할 수 있다(코스팅 제어(Coasting Control)).
제어기(405)는 친환경 차량(40)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 제어기(405)는, 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어일 수 있고, 상기 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다.
판단 단계(105)에 따르면, 잔여거리(dres)가 기준 타행거리(dref) 이상일 때, 제어기(405)는 친환경 차량(40)이 통과(접근)할 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호인 지 여부를 판단할 수 있다. 현재 신호가 적색 신호(red signal)일 때 프로세스(process)인 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량(xEV)의 타행 주행 제어 방법은 판단 단계(115)로 진행할 수 있다. 현재 신호가 적색 신호(red signal)가 아닐 때 프로세스(process)는 판단 단계(122)로 진행할 수 있다.
판단 단계(115)에 따르면, 도 3의 상부 도면에 도시된 바와 같이, 제어기(405)는 친환경 차량(40)이 신호등(200)에 접근하기 위해 필요한 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res) 이하인 지 여부를 판단할 수 있다. 적색신호 잔여시간(tr_res)은 적색신호시간(또는 적색신호 유지시간)(tr)에서 적색신호 경과시간(tr_pass)을 뺀 값일 수 있다. 접근 필요 시간(tappr)은 잔여거리(dres)를 친환경 차량(40)의 현재 속도로 나눈 값일 수 있다. 접근 필요 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res) 이하일 때 프로세스(process)는 결정 단계(135)로 진행할 수 있다. 접근 필요 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res) 이하가 아닐 때 프로세스(process)는 판단 단계(120)로 진행할 수 있다.
판단 단계(120)에 따르면, 도 4의 상부 도면에 도시된 바와 같이, 제어기(405)는 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res)을 초과하는 지 여부를 판단할 수 있다. 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res)을 초과할 때 프로세스(process)는 결정 단계(135)로 진행할 수 있고, 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res)을 초과하지 않을 때 프로세스(process)는 판단 단계(115)로 진행할 수 있다.
판단 단계(122)에 따르면, 제어기(405)는 친환경 차량(40)이 통과(접근)할 신호등의 현재 신호가 녹색 신호(green signal)인 지 여부를 판단할 수 있다. 현재 신호가 녹색 신호(green signal)일 때 프로세스(process)는 판단 단계(125)로 진행할 수 있다. 현재 신호가 녹색 신호(green signal)가 아닐 때 프로세스(process)는 판단 단계(105)로 진행할 수 있다.
판단 단계(125)에 따르면, 도 6의 상부 도면에 도시된 바와 같이, 제어기(405)는 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res) 이하인 지 여부를 판단할 수 있다. 녹색신호 잔여시간(tg_res)은 녹색신호시간(또는 녹색신호 유지시간)(tg)에서 녹색신호 경과시간(tg_pass)을 뺀 값일 수 있다. 접근 필요 시간(tappr)은 잔여거리(dres)를 친환경 차량(40)의 현재 속도로 나눈 값일 수 있다. 접근 필요 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res) 이하일 때 프로세스(process)는 결정 단계(135)로 진행할 수 있다. 접근 필요 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res) 이하가 아닐 때 프로세스(process)는 판단 단계(130)로 진행할 수 있다.
판단 단계(130)에 따르면, 도 7의 상부 도면에 도시된 바와 같이, 제어기(405)는 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res)을 초과하는 지 여부를 판단할 수 있다. 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res)을 초과할 때 프로세스(process)는 결정 단계(135)로 진행할 수 있고, 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res)을 초과하지 않을 때 프로세스(process)는 판단 단계(125)로 진행할 수 있다.
결정 단계(135)에 따르면, 제어기(405)는 상기 동적 교통정보에 포함된 신호등 정보에 근거하여 상기 신호등 정보에 대응하는(포함되는) 신호등에 접근할(접근하는) 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도 또는 목표 가속도를 결정할 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 적색(red) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res) 이하일 때, 도 3을 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 적색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도(Vtgt)를 결정할 수 있다. 목표 속도(Vtgt)는 0 또는 0에 가까운 값일 수 있다. 목표 가속도(atgt)는 0 미만일 수 있다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 적색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도(Deceleration))를 결정할 수 있다. 상기 목표 가속도는 상기 0 또는 0에 가까운 값인 목표 속도(Vtgt)를 생성하기 위한 값일 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 적색(red) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res)을 초과할 때, 도 4 및 도 5를 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 적색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도(Vtgt)를 결정할 수 있다. 목표 속도(Vtgt)는 친환경 차량(40)의 현재 속도보다 작은 속도일 수 있다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 적색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도)를 결정할 수 있다. 상기 목표 가속도는 상기 친환경 차량(40)의 현재 속도보다 작은 목표 속도(Vtgt)를 생성하기 위한 값일 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 녹색(green) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res) 이하일 때, 도 6을 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 녹색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도(Vtgt)를 결정할 수 있다. 목표 속도(Vtgt)는 친환경 차량(40)의 현재 속도보다 작은 속도일 수 있다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 녹색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도)를 결정할 수 있다. 상기 목표 가속도는 상기 친환경 차량(40)의 현재 속도보다 작은 목표 속도(Vtgt)를 생성하기 위한 값일 수 있다.
도 6에서, Vtgt _ prd 는 교통 정보(예, 도로 정체도) 및 친환경 차량의 정보(예, 위치 정보)에 근거하여 계산된 친환경 차량의 예측 목표속도 프로파일(예측 목표속도 변화값)이며, Vtgt _ prd 의 평균이 Vtgt _ avg 이다. 예상 접근 소요시간(tappr _ prd)은 Vtgt_avg 와 신호등(200)까지의 잔여거리(dres)를 활용하여 연산될 수 있다(즉, tappr _ prd = Vtgt _ avg / dres). Vtgt _ prd가 일정한 값(Vr) 이상을 유지하므로 tappr _ prd 가 tg_res보다 작게 되어 친환경 차량(40)이 신호등을 통과할 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 녹색(green) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res)을 초과할 때, 도 7을 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 녹색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도(Vtgt)를 결정할 수 있다. 목표 속도(Vtgt)는 0 또는 0에 가까운 값일 수 있다. 목표 가속도(atgt)는 0미만일 수 있다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 녹색신호 잔여시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도(Deceleration))를 결정할 수 있다. 상기 목표 가속도는 상기 0 또는 0에 가까운 값인 목표 속도(Vtgt)를 생성하기 위한 값일 수 있다.
판단 단계(140)에 따르면, 친환경 차량(40)의 제어기(405)는 친환경 차량이 주행하는 도로의 정체도, 도로 상에서 차량들의 평균속도, 또는 도로의 교통량 등을 포함하는 동적 교통정보가 수신되는 지 여부를 판단할 수 있다.
보정 단계(145)에 따르면, 제어기(405)는 상기 동적 교통정보에 포함된 교통상황 정보(information on traffic condition)(예, 도로 정체도)에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도 또는 목표 가속도를 보정할 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 적색(red) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res) 이하일 때, 도 3을 참조하여 친환경 차량(40)의 목표 속도(또는 목표 가속도)를 보정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 신호등(200)의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 친환경 차량이 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도 또는 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도)를 보정할 수 있다. 목표 가속도(atgt)는 도로의 정체도에 따라 보정(Calibration)될 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 적색(red) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 적색신호 잔여시간(tr_res)을 초과할 때, 도 4 및 도 5를 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 보정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 신호등(200)의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 친환경 차량이 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간(tappr _ prd)에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도를 보정할 수 있다.
제어기(405)는 예상 접근 소요시간(tappr _ prd)이 접근 소요시간(tappr)보다 커지면 정체가 심화되었다고 판단하여 목표속도(Vtgt)를 낮추고, 예상접근 소요시간이 접근 소요시간보다 작아지면 정체가 완화되었다고 판단하여 목표속도(Vtgt)를 높일 수 있다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 및 신호등(200)의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 친환경 차량이 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간(tappr _ prd)에 근거하여 친환경 차량의 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도)를 보정할 수 있다.
제어기(405)는 예상 접근 소요시간(tappr _ prd)이 접근 소요시간보다 커지면 정체가 심화되었다고 판단하여 목표감속도(도 5에서 속도의 기울기 절대값)를 높이고(atgt_cor,3), 예상접근 소요시간이 접근 소요시간보다 작아지면 정체가 완화되었다고 판단하여 목표감속도(도 5에서 속도의 기울기 절대값)를 낮출 수 있다(atgt_cor,1).
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 녹색(green) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res) 이하일 때, 도 6을 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 보정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 신호등(200)의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 친환경 차량이 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도 또는 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도)를 보정할 수 있다. 목표 가속도(atgt)는 도로의 정체도에 따라 보정(Calibration)될 수 있다.
친환경 차량(40)이 접근할 신호등(200)의 현재 신호가 녹색(green) 신호이고 접근 필요(소요) 시간(tappr)이 녹색신호 잔여시간(tg_res)을 초과할 때, 도 7을 참조하여 친환경 차량(40)의 타행 주행을 위한 목표 속도(또는 목표 가속도)를 보정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어기(405)는 신호등(200)까지의 잔여거리, 친환경 차량(40)의 현재 속도, 신호등(200)의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 친환경 차량이 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간(tappr _ prd)에 근거하여 친환경 차량의 목표 속도 또는 목표 가속도(atgt)(또는 목표 감속도)를 보정할 수 있다. 목표 가속도(atgt)는 도로의 정체도에 따라 보정(Calibration)될 수 있다(atgt_cor). 도 7에 도시된 바와 같이, tappr _ prd증가와 함께 친환경 차량(40)의 신호등 도착시점이 지연될 수 있다. 제어기(405)는 예상 접근 소요시간(tappr _ prd)이 접근 소요시간보다 커지면 정체가 심화되었다고 판단하여 목표감속도(도 7에서 속도의 기울기 절대값)를 높이고(atgt _ cor,1), 예상접근 소요시간이 접근 소요시간보다 작아지면 정체가 완화되었다고 판단하여 목표감속도(도 7에서 속도의 기울기 절대값)를 낮출 수 있다(atgt_cor,3).
결정 단계(150)에 따르면, 제어기(405)는 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 친환경 차량(40)이 타행 주행하도록 친환경 차량에 포함된 구동 모터에 제어 토크를 출력하도록 제어할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제어기(405)는 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 친환경 차량(40)이 타행 주행하도록 친환경 차량을 구동하는 구동 모터에 피드포워드(Feedforward) 토크를 출력한 후 피드백(Feedback) 토크를 출력(제공)하도록 제어하여 구동 모터가 토크를 발생하도록 할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(405)는 친환경 차량(40)의 제어 초기의 운전성능을 만족시키기 위해 맵(map) 기반의 Feedforward 토크를 생성하도록 제어하고 친환경 차량(40)의 목표속도 추종성능을 만족시키기 위해 모델링(modelling) 기반의 Feedback 토크를 생성하도록 제어할 수 있다.
즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제어토크 생성방법은 피드포워드(FF) 토크가 먼저 생성되기 시작하고, 목표속도와 현재속도와의 차이가 감소되고 친환경 차량(40)이 감속 이벤트(event)인 신호등에 접근함에 따라 보다 정밀한 제어를 필요로 하므로 신호등에 대응하는 목표지점 부근 거리에서 피드백(FB) 토크가 생성될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제어기(405)는 토크 출력부(300)가 친환경 차량(40)의 현재속도 및 친환경 차량의 보정된 목표 속도에 대응하는 제어 토크인 맵 테이블(map table)(예, 메모리)에 저장된 피드포워드 토크(FF tq.)를 출력하도록 제어할 수 있다. 토크 출력부(300)는 상기 맵 테이블을 포함하는 피드포워드(Feedforward) 방식의 토크 출력부일 수 있다. 맵 테이블은 시험(test)에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 토크 출력부(300)에 상기 보정된 목표 속도 대신 친환경 차량(40)의 보정된 목표 가속도가 인가 또는 입력될 수 있다.
도 8, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 맵 테이블에 저장된 제어 토크인 피드포워드 토크는 운전성(감속감)을 고려할 때 시험(test)에 의해 보정(또는 교정)될 수 있다. 부연하여 설명하면, 비선형적이고 불확실하고 모델링이 어려운 운전성(Drivability, Driver’s feeling)을 시험과 경험 기반으로 Calibration을 하여, 비교적 용이하게 피드포워드 토크의 출력이 결정될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제어기(405)는 제어대상 모델인 플랜트(plant) 모델(410) 및 감산기(subtractor)(400)를 이용하여 상기 보정된 목표속도에 대응하는 제어 토크를 출력할 수 있다. 예를 들어, 플랜트(plant) 모델(410)은 친환경 차량을 구동하는 모터 등을 포함하는 차량 모델일 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(405)는 친환경 차량의 현재 속도와 보정된 목표 속도 사이의 차이인 차속 차이에 근거하여 제어 토크에 대응하는 피드백 토크(FB tq.)를 출력할 수 있다. 제어기(405)는 피드백(Feedback) 방식의 토크 출력부일 수 있다. 제어기(405)는 플랜트(plant) 모델(410)로부터 출력되는 차량의 현재속도가 목표속도를 추종하도록 플랜트(plant) 모델에 근거하여 피드백 토크를 결정할 수 있다.
상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크 사이의 출력 천이 시점은 예상 접근 필요 시간(tappr _ prd) 및 적색신호 잔여시간(tr_res)에 근거하여 결정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크 사이의 출력 천이 시점은 예상 접근 필요 시간(tappr _ prd) 및 녹색신호 잔여시간(tg_res)에 근거하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 출력 천이 시점은 수학식인 abs(tappr _ prd - tx_res) = α에 의해 결정될 수 있다. 상기 수학식의 α가 작은 값을 가질 때 목표속도의 추종성을 향상시키기 위해 피드백(FB) 토크가 상대적으로 빠르게 생성될 수 있다. 상기 수학식에서, x는 r(red) 또는 g(green)이다.
전술한 바와 같이, 제어기(405)는 신호등 정보 및 교통상황 정보에 따른 친환경 차량(40)의 감속 또는 제동을 위해 친환경 차량의 코스팅 토크(타행 주행 토크)를 조절(제어)할 수 있다. 즉, 제어기(405)는 친환경 차량(40)이 능동 관성주행을 수행하도록 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 신호등 정보를 포함하는 교통정보에 따른 차량의 감속 또는 제동 상황을 사전에 감지하여 불필요한 차량의 가속에 의한 연료(에너지) 소모를 방지함과 동시에 친환경 차량의 모터(전기 모터인 구동 모터)를 활용한 코스팅(coasting) 제어를 활용하여 에너지를 회수할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(fieldprogrammable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
20: 신호등 시스템
30: 교통정보 가공 시스템
40: 친환경 차량
200: 신호등
300: 토크 출력부
405: 제어기
410: 플랜트 모델

Claims (14)

  1. 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법에 있어서,
    제어기가 상기 동적 교통정보에 포함된 신호등 정보에 근거하여 상기 신호등 정보에 대응하는 신호등에 접근할 상기 친환경 차량의 타행 주행을 위한 목표 속도를 결정하는 단계;
    상기 제어기가 상기 동적 교통정보에 포함된 교통상황 정보에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 상기 친환경 차량이 타행 주행하도록 상기 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하도록 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 및 상기 신호등의 적색신호 잔여시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는,
    상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 적색신호 잔여시간 이하일 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 구동 모터에 의해 달성되는 상기 목표 속도는 0이고,
    상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 상기 신호등의 적색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 상기 친환경 차량이 타행 주행하도록 상기 친환경 차량의 구동 모터에 피드포워드 토크를 출력한 후 피드백 토크를 출력하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크 사이의 출력 천이 시점은 상기 예상 접근 필요 시간 및 상기 적색신호 잔여시간에 근거하여 결정되고,
    상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 상기 신호등의 녹색신호 잔여시간, 및 상기 교통상황 정보에 포함된 도로의 정체도에 따른 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근할 예상 접근 필요 시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 친환경 차량의 구동 모터에 제어 토크를 출력하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 보정된 목표 속도에 근거하여 상기 친환경 차량이 타행 주행하도록 상기 친환경 차량의 구동 모터에 피드포워드 토크를 출력한 후 피드백 토크를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크 사이의 출력 천이 시점은 상기 예상 접근 필요 시간 및 상기 녹색신호 잔여시간에 근거하여 결정되는 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는,
    상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 적색(red) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 적색신호 잔여시간을 초과할 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 목표 속도는 상기 친환경 차량의 현재 속도보다 작은 속도인 것을 특징으로 하는 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등까지의 잔여거리, 상기 친환경 차량의 현재 속도, 및 상기 신호등의 녹색신호 잔여시간에 근거하여 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는,
    상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 녹색신호 잔여시간 이하일 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 목표 속도는 상기 친환경 차량의 현재 속도보다 작은 속도인 것을 특징으로 하는 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계는,
    상기 친환경 차량이 접근할 상기 신호등의 현재 신호가 녹색(green) 신호일 때, 상기 친환경 차량이 상기 신호등에 접근하기 위해 필요한 접근 필요 시간이 상기 녹색신호 잔여시간을 초과할 때의 상기 친환경 차량의 목표 속도를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 목표 속도는 0인 것을 특징으로 하는 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법.
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  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법은,
    상기 친환경 차량이 접근할 신호등까지의 잔여거리가 상기 친환경 차량이 회생 제동(regenerative braking)이 가능한 거리의 최소값인 기준 타행거리 이상인 지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 잔여거리가 상기 기준 타행거리 이상일 때, 상기 친환경 차량의 타행 주행을 위한 목표 속도를 결정하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 동적 교통정보를 이용한 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110979326B (zh) * 2019-12-24 2021-05-28 武汉理工大学 一种智能网联电动汽车输出转矩计算方法
KR102360170B1 (ko) * 2020-05-19 2022-02-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 주행 제어 장치 및 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058826A (ja) 2010-09-06 2012-03-22 Denso Corp 運転者支援装置、および運転者支援システム
JP2014007895A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Denso Corp 運転支援装置
JP2014111397A (ja) 2012-12-05 2014-06-19 Toyota Motor Corp 車両の駆動力制御装置
JP5985115B2 (ja) * 2014-04-15 2016-09-06 三菱電機株式会社 運転支援装置および運転支援方法
JP2016215934A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 車両の自動運転システム
KR101712285B1 (ko) 2015-09-23 2017-03-03 쌍용자동차 주식회사 하이브리드 자동차 또는 전기자동차의 회생제동 제어방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231515B1 (ko) * 2010-06-30 2013-02-07 기아자동차주식회사 주행경로의 연료량 계산 시스템 및 그 방법
KR101338435B1 (ko) * 2011-12-08 2013-12-10 기아자동차주식회사 친환경 자동차의 토크 제어방법 및 그 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058826A (ja) 2010-09-06 2012-03-22 Denso Corp 運転者支援装置、および運転者支援システム
JP2014007895A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Denso Corp 運転支援装置
JP2014111397A (ja) 2012-12-05 2014-06-19 Toyota Motor Corp 車両の駆動力制御装置
JP5985115B2 (ja) * 2014-04-15 2016-09-06 三菱電機株式会社 運転支援装置および運転支援方法
JP2016215934A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 車両の自動運転システム
KR101712285B1 (ko) 2015-09-23 2017-03-03 쌍용자동차 주식회사 하이브리드 자동차 또는 전기자동차의 회생제동 제어방법

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