KR100376845B1 - 차량의 연비 절감 장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 연비 절감 장치와 그 방법에 관한 것으로, 엔진의 연료분사방식을 운전자가 인식함은 물론 운전자의 판단에 따라 연료분사방식을 선택할 수 있어 운전자의 비효율적인 운전습관을 고칠 뿐만 아니라 연료의 소모량도 더욱 효과적으로 절약함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진(E)으로 흡입된 공기와 인젝터(50)로부터 유입되는 연료를 혼합하여 공급하는 스로틀밸브에 구비되어 그 개도량을 측정하는 스로틀센서(10)와, 연료를 공급하는 인젝터(50)의 작동여부를 감지하는 인젝터작동센서(60), 운전자의 조작에 따른 신호를 감지하는 연비모드입력부(30), 이들(10,30,60)로부터 발생된 신호를 입력받아 연료분사방식을 선택하는 콘트롤러(20) 및 이 콘트롤러(20)로부터 선택된 신호에 따라 운전자에게 연료분사방식등의 정보를 알려주는 인디케이터표시부(40)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 연비모드입력부(30)에 입력된 노말모드신호에 따라 이씨유에 의해 수행되는 연료 분사 시 콘트롤러(20)의 비동기조건판단부(21)로 입력되는 스로틀센서(10)의 신호를 통해 스로틀밸브의 스로틀변화량과 설정된 비동기 판단 기준치에 따라 동기나 또는 비동기조건을 판단하는 판단단계; 이 판단단계에서 선택된 연료분사 방식과 운전자의 조작에 따른 노말모드와 이코노믹모드 신호를 받는 연비모드판단부(23)로 입력된 연료분사 방식을 서로 비교하여 확인하는 비교단계; 이 비교단계에서 상기 연비모드판단부(23)에 이코노믹모드신호가 입력되면 즉시 비동기분사방식을 차단함과 동시에 동기분사인 순차분사를 수행하는 동기분사단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 연비 절감 장치와 그 방법{An automotive fuel saving system and method thereof}

본 발명은 차량의 연비 절감 장치와 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자에게 차량의 연료분사방식을 알려줌은 물론 차량의 주행조건에 따라 최적의 연비모드를 선택할 수 있도록 된 차량의 연비 절감 장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 현재의 차량은 전자제어장치를 이용하여 차량을 제어하게 되는데, 이러한 전자제어장치 중 엔진을 제어하는 엔진제어유니트인 이씨유(E.C.U)는 특히, 엔진의 연료 분사시기나 모드를 제어하여 차량의 연비 측면에 있어 매우 주요한 기능을 하게 된다.

즉, 이와 같은 이씨유는 엔진의 실린더내로 유입되는 연료 분사량을 공기와 연료를 혼합하여 엔진의 실린더내로 유입시키는 스로틀밸브의 위치변화 즉, 개도량의 전압 변환 값을 입력받아 자체의 내장된 프로그램이나 로직에 따라 최적의 값을 판단·결정한 후 단위시간당 인젝터의 개방시간을 조정함으로써 늘어나거나 줄어든 공기 흡입량 만큼 가변적으로 제어하게 된다.

이와 같은 이씨유의 전자제어 연료분사는 통상 동기분사(순차분사)와 비동기분사로 분류되는데, 이중 동기분사는 다시 그 방법에 따라 독립분사와 그룹분사 및 동시분사로 구분되어진다.

여기서, 동기분사(순차분사)의 독립분사는 엔진 2회전에 1회 즉, 각 실린더의 흡입행정과 동기하여 각 실린더는 독립적으로 분사를 행하는 방식으로 1사이클의 연료량을 1회의 분사에서 최적시기에 공급할 수 있기 때문에 고출력·고회전형 엔진이나 희박 연소형 엔진에 주로 이용된다.

그리고, 동기분사(순차분사)의 그룹분사는 흡입행정에 인접하는 실린더를 그룹으로 정리하여 엔진 2회전에 1회 즉, 각 그룹의 흡입행정에 동기하여 각 그룹이 독립적으로 분사를 일으키는 방식으로 독립분사보다 분사밸브 구동회로가 작아지는 특성이 있다.

또한, 동기분사(순차분사)의 동시분사는 엔진 1회전에 1회 즉, 소정의 크랭크각에서 모든 실린더가 일제히 분사하는 방식으로 1사이클분의 연료량은 1회로 나뉘어 공급하지만 분사밸브의 구동회로가 간단한 특징이 있다.

한편, 비동기분사는 시동시에 일정량의 분사나 급저속 등에서의 희박한 공연비를 보정 증량하는데 이는 크랭크 각과 무관하게 행하여지는 특징이 있다.

그러므로, 전자제어 연료분사 방식의 엔진의 경우 이씨유는 주변 대기의 온도와 대기압 및 엔진 냉각수 온도와 엔진 부하등을 기초로 하여 위와 같은 연료분사 방식을 자동으로 선택하여 가용하게 됨은 물론이다.

그러나, 만약 차량이 급 가속을 하게 되는 경우 단순한 분사량의 증가만으로는 엔진의 응답이 느려져 이씨유는 동기분사에서 비동기분사로 전환하게 되지만, 이는 평상시 주행에 비해 연료 소모량이 매우 커짐에도 불구하고 운전자가 이를 인식하지 못해 연료의 과다 소모를 알지 못하는 단점이 있게된다.

또한, 이와 같이 이씨유를 통해 자동으로 전자제어 연료분사를 하게 되면 도로나 차량의 주행상태에 의한 운전자의 판단에 따라 연료 분사방법이나 분사량을 선택할 수 없는 즉, 운전자의 입장에서 완전히 수동적인 상태로 되므로 차량의 연료분사방식을 운전자에게 알려 자신의 운전습관을 고치게 하거나 또는 운전자의 판단에 따른 연료분사방식을 선택할 수 있는 편리성을 얻지 못하는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 엔진의 연료분사방식을 운전자가 인식함은 물론 운전자의 판단에 따라 연료분사방식을 선택할 수 있어 운전자의 비효율적인 운전습관을 고칠 뿐만 아니라 연료의 소모량도 더욱 효과적으로 절약함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진으로 흡입된 공기와 인젝터로부터 유입되는 연료를 혼합하여 공급하는 스로틀밸브에 구비되어 그 개도량을 측정하는 스로틀센서와, 연료를 공급하는 인젝터의 작동여부를 감지하는 인젝터작동센서, 운전자의 조작에 따른 신호를 감지하는 연비모드입력부, 이들로부터 발생된 신호를 입력받아 연료분사방식을 선택하는 콘트롤러 및 이 콘트롤러로부터 선택된 신호에 따라 운전자에게 연료분사방식등의 정보를 알려주는 인디케이터표시부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 연비모드입력부에 입력된 노말모드신호에 따라 이씨유에 의해 수행되는 연료 분사 시 콘트롤러의 비동기조건판단부로 입력되는 스로틀센서의 신호를 통해 스로틀밸브의 스로틀변화량과 설정된 비동기 판단 기준치에 따라 동기나 또는 비동기조건을 판단하는 판단단계; 이 판단단계에서 선택된 연료분사 방식과 운전자의 조작에 따른 노말모드와 이코노믹모드 신호를 받는 연비모드판단부로 입력된 연료분사 방식을 서로 비교하여 확인하는 비교단계; 이 비교단계에서 상기 연비모드판단부에 이코노믹모드신호가 입력되면 즉시 비동기분사방식을 차단함과동시에 동기분사인 순차분사를 수행하는 동기분사단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 연비 절감 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차량의 연비 절감 방법의 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스로틀센서 20 : 콘트롤러

21 : 비동기조건판단부 22 : 제1모트선택부

22a : 동기모드부 22b : 비동기모드부

22c : 인젝터판단부 23 : 연비모드판단부

24 : 제2모드선택부 24a : 분사모드선택부

30 : 연비모드입력부 40 : 인디케이터표시부

50 : 인젝터 60 : 인젝터작동센서

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 연비 절감 장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 엔진(E)으로 흡입된 공기와 인젝터(50)로부터 유입되는 연료를 혼합하여 공급하는 스로틀밸브에 구비되어 그 개도량을 측정하는 스로틀센서(10)와, 연료를 공급하는 인젝터(50)의 작동여부를 감지하는 인젝터작동센서(60), 운전자의 조작에 따른 신호를 감지하는 연비모드입력부(30), 이들(10,30,60)로부터 발생된 신호를 입력받아 연료분사방식을 선택하는 콘트롤러(20) 및 이 콘트롤러(20)로부터 선택된 신호에 따라 운전자에게 연료분사방식등의 정보를 알려주는 인디케이터표시부(40)로 이루어진다.

여기서, 상기 콘트롤러(20)는 기존의 엔진을 제어하는 이씨유내에 프로그램과 로직을 추가하여 구성되거나 또는 별도의 회로로 구성하여 이씨유에 의해 제어될 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 콘트롤러(20)는 스로틀센서(10)의 개도량에 따라 차량의 급 가속 및 정상 주행등을 판단함과 더불어 인젝터작동센서(60)로부터 작동중인 인젝터(50)를 판단하는 비동기조건판단부(21)와, 이 비동기조건판단부(21)의 판단에 따라 연료분사방식의 동기나 비동기분사모드를 선택하는 제1모드선택부(22), 이 제1모드선택부(22)의 판단에 대해 연비모드입력부(30)의 신호를 비교·분석한 후제1모드선택부(22)의 판단을 따를 것인지 여·부를 판단하는 연비모드판단부(23) 및 상기 연비모드입력부(30)의 신호에 따라 다른 연료분사방식을 선택하고 이를 인디케이터표시부(40)로 보내 운전자에게 알려주는 제2모드선택부(24)로 이루어진다.

여기서, 상기 제1모드선택부(22)는 비동기조건판단부(21)의 판단에 따라 연료분사방식을 동기분사방식으로 하기 위한 동기모드부(22a)와, 연료분사방식을 비동기분사방식으로 하기 위한 비동기모드부(22b)로 이루어지되, 이 비동기모드부(22b)는 인젝터작동센서(60)로부터 입력된 신호에 따라 연료를 분사할 인젝터(50)를 선택하기 위한 인젝터판단부(22c)가 구비되어진다.

또한, 상기 연비모드입력부(30)는 노말모드(Normal Mode)와 이코노믹 모드(Economic Mode)로 구분되며, 이때 노말모드는 이씨유에 의한 기존의 전자제어 연료분사방식 제어를 수행하게 되는 반면, 이코노믹모드는 이씨유에서 선택된 연료분사방식을 차단하고 동기분사를 수행하게 된다.

그리고, 상기 인디케이터표시부(40)는 차량의 급 가속상태와 연료분사의 동기분사나 비동기분사등을 알 수 있도록 콘트롤러(20)로부터 신호를 받아 표시하게됨은 물론이다.

이하 본 발명의 작동방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 연비 절감 방법의 흐름도를 도시한 것인바, 먼저 운전자가 운전석에 구비된 노말모드와 이코노믹 모드중 노말모드를 선택한 경우 즉, 연비모드입력부(30)에 노말모드신호가 입력되면 이씨유는 자체적으로 내장된 프로그램과 로직에 따라 기존의 전자제어 연료분사방식 제어를 수행하게 된다.

이때, 엔진(E)으로 유입되는 혼합기의 양을 조절하는 스로틀센서(10)의 신호를 지속적으로 감지하는 콘트롤러(20)의 비동기조건판단부(21)는 입력되는 스로틀센서(10)의 신호를 통해 비동기조건을 판단하게 되는데 즉, 스로틀센서(10)에서 측정된 스로틀밸브의 스로틀변화량과 설정된 비동기 판단 기준치(이는 각 차종마다 다르므로 구체적인 언급은 생략한다)에 따라 동기나 또는 비동기조건이라고 결정한다.

이어, 상기 비동기조건판단부(21)에서 비동기조건이라고 판단되면 제1모드선택부(22)의 비동기모드부(22b)로 신호를 보내게 되고, 이 비동기모드부(22b)의 신호는 인젝터작동센서(60)를 통해 현재 작동중인 인젝터(50)를 감지하여 선택된 인젝터(50)로 신호를 전송하는 인젝터판단부(22c)를 거쳐 연비모드판단부(23)로 전송되어진다.

이때, 상기 비동기조건판단부(21)에서 비동기조건이라고 판단되지 않으면 제1모드선택부(22)의 동기모드부(22a)로 신호를 보내 연비모드판단부(23)로 직접 전송되어진다.

이후, 상기 연비모드판단부(23)로 입력된 제1모드선택부(22)의 신호는 연비모드입력부(30)를 통해 입력되는 노말모드나 이코노믹모드의 작동상태를 감지하여 만약, 노말모드이면 다시 한번 상기 비동기조건판단부(21)를 통해 비동기조건의 만족여부를 체크하게 된다.

이때, 상기 연비모드판단부(23)에 이코노믹모드신호가 입력되거나 또는 비동기조건이 만족되지 않게 되면 즉시 비동기분사방식을 차단함과 동시에 동기분사인순차분사를 하게된다.

한편, 상기 연비모드판단부(23)에 비동기조건이 만족된 신호가 입력되면 상기 인젝터판단부(22c)에 의해 선택된 인젝터(50)를 작동시켜 비동기분사인 그룹분사를 수행하게 된다.

이때, 상기 비동기조건판단부(21)에 의해 비동기조건이 만족되면 이 신호는 인디케이터표시부(40)로 입력되어 현재 급 가속상태임을 표시하는 한편, 상기 연비모드판단부(23)에 이코노믹모드신호가 입력되어 비동기분사가 취소되면 이 신호는 인젝터(50)로 전송됨과 더불어 인디케이터표시부(40)로 입력되어 현재 이코노믹모드로 주행됨을 알려주게 된다.

한편, 운전자가 이코노믹모드를 선택하게 되면 즉, 비동기조건에 대한 판단 없이 즉시 비동기분사를 취소하면서 동기분사를 수행하면서 상기 인디케이터표시부(40)에 현재 이코노믹모드임을 알려주게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행시 연료분사 방식이 비동기 분사에서 동기분사 방식으로 바뀌지 않아도 운전성에 약간의 영향을 주는 점을 이용하여 굳이 가속이 필요 없는 상황이나 또는 운전자가 좀더 경제적인 즉, 높은 연비로 차량을 주행하고자 하는 경우 운전자 스스로 연료분사 방식을 선택할 수 있어 좀더 효율적으로 차량을 운행할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 운전자가 가속폐달을 밟더라도 스로틀밸브의 개도량과 비동기분사조건을 비교·분석한 후 설정된 조건이 만족될 경우만 비동기분사를 수행하게 되므로연료의 소모량을 최소화 할 수 있는 효과가 있음은 물론이다.

Claims (11)

1. 엔진(E)으로 흡입된 공기와 인젝터(50)로부터 유입되는 연료를 혼합하여 공급하는 스로틀밸브에 구비되어 그 개도량을 측정하는 스로틀센서(10)와, 연료를 공급하는 인젝터(50)의 작동여부를 감지하는 인젝터작동센서(60), 운전자의 조작에 따른 신호를 감지하는 연비모드입력부(30), 이들(10,30,60)로부터 발생된 신호를 입력받아 연료분사방식을 선택하는 콘트롤러(20) 및 이 콘트롤러(20)로부터 선택된 신호에 따라 운전자에게 연료분사방식등의 정보를 알려주는 인디케이터표시부(40)로 이루어진 차량의 연비 절감 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 콘트롤러(20)는 스로틀센서(10)의 개도량에 따라 차량의 급 가속 및 정상 주행등을 판단함과 더불어 인젝터작동센서(60)로부터 작동중인 인젝터(50)를 판단하는 비동기조건판단부(21)와, 이 비동기조건판단부(21)의 판단에 따라 연료분사방식의 동기나 비동기분사모드를 선택하는 제1모드선택부(22), 이 제1모드선택부(22)의 판단에 대해 연비모드입력부(30)의 신호를 비교·분석한 후 제1모드선택부(22)의 판단을 따를 것인지 여·부를 판단하는 연비모드판단부(23) 및 상기 연비모드입력부(30)의 신호에 따라 다른 연료분사방식을 선택하고 이를 인디케이터표시부(40)로 보내 운전자에게 알려주는 제2모드선택부(24)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 연비 절감 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1모드선택부(22)는 비동기조건판단부(21)의 판단에 따라 연료분사방식을 동기분사방식으로 하기 위한 동기모드부(22a)와, 연료분사방식을 비동기분사방식으로 하기 위한 비동기모드부(22b)로 이루어지되, 이 비동기모드부(22b)는 인젝터센작동센서(60)로부터 입력된 신호에 따라 연료를 분사할 인젝터(50)를 선택하기 위한 인젝터판단부(22c)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 차량의 연비 절감 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연비모드입력부(30)는 이씨유에 의한 전자제어 연료분사방식 제어를 수행하는 노말모드와, 상기 이씨유에서 선택된 연료분사방식을 차단하고 동기분사방식을 수행하는 이코노믹모드로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 연비 절감 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 인디케이터표시부(40)는 차량의 급 가속상태와 연료분사의 동기분사나 비동기분사등을 알 수 있도록 콘트롤러(20)로부터 신호를 받아 표시하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 연비 절감 장치.
6. 연비모드입력부(30)에 입력된 노말모드신호에 따라 이씨유에 의해 수행되는 연료 분사 시 콘트롤러(20)의 비동기조건판단부(21)로 입력되는 스로틀센서(10)의 신호를 통해 스로틀밸브의 스로틀변화량과 설정된 비동기 판단 기준치에 따라 동기나 또는 비동기조건을 판단하는 판단단계;

   상기 판단단계에서 선택된 연료분사 방식과 운전자의 조작에 따른 노말모드와 이코노믹모드 신호를 받는 연비모드판단부(23)로 입력된 연료분사 방식을 서로 비교하여 확인하는 비교단계;

   상기 비교단계에서 상기 연비모드판단부(23)에 이코노믹모드신호가 입력되면 즉시 비동기분사방식을 차단함과 동시에 동기분사인 순차분사를 수행하는 동기분사단계;

   로 이루어진 차량의 연비 절감 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 판단단계에서 비교단계를 수행하기 전 비동기조건판단부(21)에서 비동기조건이라고 판단되면 제1모드선택부(22)의 비동기모드부(22b)로 신호를 보내게 되고, 이 비동기모드부(22b)의 신호는 인젝터작동센서(60)를 통해 현재 작동중인 인젝터(50)를 감지하여 선택된 인젝터(50)로 신호를 전송하는 인젝터판단부(22c)를 거쳐 연비모드판단부(23)로 전송되도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 연비 절감 방법.
8. 제 6항에 있어서, 상기 비교단계에서 연비모드입력부(30)를 통해 노말모드신호가 입력되면 다시 한번 상기 판단단계로 피드백되어 동기나 비동기조건을 판단하는 확인단계;

   를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 로 이루어진 차량의 연비 절감 방법.
9. 제 6항에 있어서, 상기 비교단계에서 연비모드판단부(23)에 비동기조건이 만족된 신호가 입력되면 상기 인젝터판단부(22c)에 의해 선택된 인젝터(50)를 작동시켜 비동기분사인 그룹분사를 수행하는 비동기분사단계;

   를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 로 이루어진 차량의 연비 절감 방법.
10. 제 6항에 있어서, 상기 판단단계에서 비동기 조건으로 판단되면 인디케이터표시부(40)로 신호를 전송하여 운전자에게 차량의 주행상태가 현재 급 가속상태임을 표시하는 제1표시단계;

    를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 로 이루어진 차량의 연비 절감 방법.
11. 제 6항에 있어서, 상기 판단단계와 비교단계에서 연비모드판단부(23)에 이코노믹모드신호가 입력되면 비동기분사가 취소되면서 인디케이터표시부(40)로 전송하여 운전자에게 차량의 주행상태가 현재 이코노믹모드로 주행됨을 표시하는 제2표시단계;

    를 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 로 이루어진 차량의 연비 절감 방법.