KR100863329B1

KR100863329B1 - 차량의 연료절감을 위한 표시장치

Info

Publication number: KR100863329B1
Application number: KR1020070007552A
Authority: KR
Inventors: 정승현
Original assignee: 모소모토주식회사
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-10-15
Also published as: KR20080069831A

Abstract

본 발명은 차량의 연료절감을 위한 표시장치를 개시한다.

본 발명은 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 시간을 산출하고, 상기 분사 밸브 개변 신호의 정격 전압을 측정하여 무효 분사 시간을 산출한 후 상기 분사 시간에서 상기 무효 분사 시간을 감산하여 유효 분사 시간을 산출하는 유효 분사 시간 산출 모듈과, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈에서 입력받은 유효 분사 시간과 분사 압력을 곱하여 분사량을 산출하는 분사량 산출부와, 상기 분사량 산출부로부터 분사량을 입력받고 위성으로부터 신호를 수신받는 GPS수신기를 구비하는 GPS 속도계로부터 차량 속도를 입력받아 연비를 산출하는 연비 산출 모듈과, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈에서 산출한 유효 분사 시간 및 상기 연비 산출 모듈에서 산출한 연비를 운전자에게 표시하는 표시부와, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈 및 분사량 산출부 그리고 연비 산출 모듈 및 표시부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 차량의 연료절감을 위한 표시장치는, 차량 주행시 인젝터의 분사량과 차속신호를 이용하여 연료 소모량과 연비를 산출하고 이를 연료 소모량, 순간연료소모량, 평균연비 등을 운전자가 실시간으로 확인할 수 있도록 안내하므로 결과적으로 차량 주행 환경에 따른 경제적인 운전 습관의 유도가 가능하여 연료의 소모를 줄이고 안전운전을 도모하는 이점을 제공한다.

연료 절감, 연비, 인젝터, GPS 속도계, 맵센서

Description

차량의 연료절감을 위한 표시장치{Apparatus for Measuring and Displaying Fuel Ratio}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 절감 장치의 구성을 나타낸 모식도,

도 2a는 도 1의 인젝터가 분사 신호 입력부로 전송하는 분사 밸브 개변 신호의 파형도이고, 도 2b는 도 1의 인젝터가 분사 밸브 개변 신호에 반응하여 분사 밸브를 개방하는 개방폭을 도시한 그래프,

도 3은 도 1의 표시부의 일실시예를 나타낸 도면.

도 4는 도 1에서 인젝터와 분사 신호 입력부간에, 맵센서와 분사량 산출부간에, GPS 속도계와 속도 입력부간에 전력선을 이용한 신호 전달을 위한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인젝터 102 : 맵센서

104 : GPS 속도계 110 : 분사 신호 입력부

120 : 분사 시간 산출부 130 : 유효 분사 시간 산출부

140 : 분사량 산출부 150 : 연비 산출부

160 : 속도 입력부 170 : 주행거리 산출부

200 : 메모리 210 : 표시부

220 : 키입력부 230 : 제어부

본 발명은 차량 운행시 소모되는 연료량을 실시간으로 측정하여 운전자에게 안내하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 주행 중 발생하는 여러 요인에 의한 연비의 측정오차를 정밀하게 보정하여 정확한 연비를 측정·표시할 수 있도록 함으로써 제품에 대한 신뢰성을 높이면서 주행조건에 따른 경제적인 운전습관을 유도할 수 있도록 한 차량의 연료절감을 위한 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 연비는 자동차의 연료소비를 나타낸 것으로서, 연료 1리터(ℓ) 또는 1갤런(gallon)으로 주행 가능한 거리인 km/ℓ나 mpg(miles per gallon), 또는 100km를 주행하는 데에 소비되는 연료량인 ℓ/100km로 표시하며, 자동차의 에너지 소비 효율이라고도 지칭한다.

이러한, 연비는 차량이 실제의 도로상을 주행할 때에 구해지는 실 주행 연비와 차량의 인증시에 측정되는 공인연비로 대별할 수 있으나, 이중에서 공인연비는 차량 구입자가 여러 차량 사이의 연비 값을 비교하여 연비가 우수한 차량을 구입하는 데에 활용하도록 함과 동시에, 우리나라의 목표연비제도나 미국의 CAFE(기업평균연비 : Corporate Average Fuel Economy) 제도에서와 같이 정부차원에서 자동차 제작사의 평균연비를 관리하는 데에 사용되기도 하기 때문에, 차량들 사이의 객관성 있는 비교척도로 사용될 수 있도록 일정한 규칙에 의해 측정된다.

한편, 상기 공인연비는 나라에 따라서 약간 상이하기는 하지만, 아래에 기술하는 측정 장치 및 측정방법들이, 우리나라를 비롯하여 전 세계적으로 통용되고 있다. 동시에, 이들은 THC, CO, NOx, PM 등 유해 배출가스의 인증시험용으로도 사용되고 있다.

이러한 공인연비의 측정방법을 간략하게 살펴보면, 항온 항습을 유지한 시험실내에서, 차대 동력계, 운전 보조 장치, 배출가스 분석기 등을 사용하여, 차대 동력계 상에 위치한 시험차량이 연비측정모드(그림 1 참조)를 추적하여 주행할 때에 배출되는 CO2, CO, THC, NOx, PM 등의 배출가스를 측정하고, 이중 탄소성분을 함유한 CO2, CO, THC의 단위주행거리당 배출량(g/km)에 의해, 카본밸런스법에 의해 산출한다.

이와 같이 카본밸런스법에 의해 구한 연비는, 연료유량계를 사용하여 직접 측정한 연비와 거의 차이가 없으며, 연료유량계를 사용하는 방식보다 간편하기 때문에, 전 세계적으로 모드 연비는 이러한 방법을 사용하여 측정된다. 카본밸런스법에서 사용하는 공인연비 산출식은 아래의 [수학식 1]과 같으며, 가솔린, 경유, LPG 등 연료에 따라서 물성이 다르기 때문에 연료의 종류에 따라 다른 계수 값을 사용한다.

[수학식 1]

한편, 최근 들어 도로 상황과 주행조건이 점차 악화되어 공인연비와 실 주행연비의 차이가 커서 소비자의 오해 내지는 불만이 야기되는 등 공인연비 측정에 대한 신뢰성이 의문시되고 있으며, 이를 해소하기 위하여 상기 공인연비와 실 주행 연비의 차이를 줄이기 위하여 공인연비 계산식에 보정계수를 산입하는 방법이 제안되고 있으나 이 역시 정확성을 높이는데 한계가 있는 단점이 있었다.

이러한 단점을 해결하면서 운전자에 대한 경제적인 운전습관을 유도하기 위한 해결방안으로서 실시간 연비를 측정하여 화면 등을 통해 사용자에게 안내하는 다양한 연비측정 표시장치가 제안되고 있으며, 그 중 대표적인 것으로 연료파이프에 시간당 연료량을 측정하는 유량계를 접속시키고 여기로부터 발생하는 연료량 신호와, 차량의 변속기에서 발생하는 차속신호를 조합하여 연비를 계산하는 방법이 있으며, 이는 실시간으로 운전자에게 연비에 관련한 정보제공이 가능하나 차량의 주행 환경에 따라 실제 연료탱크의 기울기 등에 의하여 그 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 특허공개 제1999-59808호에 순간 연료소모량측정방법에 대하여 개시되어 있으나, 이와 같은 종래기술은 질량검출식 소모량 측정방식으로 부피단위로 환산할 때 오차 발생이 큰 단점이 있으며, 인젝터에 인가되는 전압의 변동에 따른 연 료분사량의 변동을 알 수 없고, 흡기매니폴드의 진공도 등의 오차 요인을 감안하지 않아 결과적으로 연비측정이 부정확하여 현재의 주행환경에 따른 연비를 정확하게 나타내지 못할 뿐만 아니라 그로 인한 제품의 신뢰도가 낮은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 차량 주행시 인젝터와 차속신호를 측정하여 소모되는 연료량과 연비를 산출하고 이를 운전자에게 실시간으로 안내하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 인젝터의 기구적인 동작에 따른 측정 오차를 보정하여 보다 정확한 연비 산출을 가능하게 하여 제품의 신뢰성을 높이면서 운전자의 경제적인 운전습관을 유도할 수 있도록 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 차량의 연료절감을 위한 표시장치는, 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 시간을 산출하고, 상기 분사 밸브 개변 신호의 정격 전압을 측정하여 무효 분사 시간을 산출한 후 상기 분사 시간에서 상기 무효 분사 시간을 감산하여 유효 분사 시간을 산출하는 유효 분사 시간 산출 모듈과, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈에서 입력받은 유효 분사 시간과 분사 압력을 곱하여 분사량을 산출하는 분사량 산출부와, 상기 분사량 산출부로부터 분사량을 입력받고 위성으로부터 신호를 수신받는 GPS수신기를 구비하는 GPS 속도계로부터 차량 속도를 입력받아 연비를 산출하는 연비 산출 모듈과, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈에서 산출한 유효 분사 시간 및 상기 연비 산출 모듈에서 산출한 연비를 운전자에게 표시하는 표시부와, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈 및 분사량 산출부 그리고 연비 산출 모듈 및 표시부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은, 인젝터로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은 전자 제어 장치로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은, 분사 밸브 개변 신호를 입력받는 분사 신호 입력부와, 상기 분사 신호 입력부로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 시간을 산출하는 분사 시간 산출부와, 상기 분사 밸브 개변 신호의 정격 전압을 측정하여 무효 분사 시간을 산출한 후 상기 분사 시간 산출부로부터 입력된 상기 분사 시간에서 상기 무효 분사 시간을 감산하여 유효 분사 시간을 산출하는 유효 분사 시간 산출부를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 전력선 통신 장치를 구비하고 있으며, 분사 밸브 개변 신호를 상기 전력선 통신 장치를 통하여 전력선으로 전송하는 인젝터를 더 포함하고, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은 전력선 통신 장치를 구비하여 상기 인젝터로부터 전력선을 통하여 전송된 분사 밸브 개변 신호를 수신하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 분사량 산출부는, 맵센서로부터 분사 압력을 입력받아 입력받은 분사압력을 이용하여 분사량을 보정하여 보정된 분사량을 산출하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 GPS 속도계로부터 속도를 입력받는 속도 입력부와, 상기 속도 입력부로부터 속도를 입력받고 상기 분사량 산출부로부터 분사량을 입력받아 연비를 산출하는 연비 산출부를 더 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 연비 산출 모듈은, 상기 속도 입력부로부터 속도를 입력받아 주행거리를 산출하는 주행 거실 산출부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 표시부에 주행거리 또는 구간 주행 거리를 표시하는 것에 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 따른 차량의 연료절감을 위한 표시장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료 절감 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명의 차량의 연료절감을 위한 표시장치는, 인젝터(100), 맵센서(102), GPS 속도계(104), 분사 신호 입력부(110), 분사 시간 산출부(120), 유효 분사 시간 산출부(130), 분사량 산출부(140), 연비 산출부(150), 속도 입력부(160), 주행거리 산출부(170), 메모리(200), 표시부(210), 키입력부(220), 제어부(230)로 구성된다.

여기에서, 분사 신호 입력부(110)와, 분사 시간 산출부(120)와, 유효 분사 시간 산출부(130)는 유효 분사 시간 산출모듈로 구분될 수 있으며, 연비 산출부(150)와 속도 입력부(160)는 연비 산출 모듈로 부를 수 있다.

인젝터(100)는 연료파이프까지 온 정상 압력의 연료를 전기적 분사신호에 의해 흡기 매니폴드로 분사해주는 분사장치로서 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

즉, 상기의 인젝터(100)는 전자 제어 장치(ECU)로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 밸브를 개방하게 되며, 전자 제어 장치로부터 전송받은 분사 밸브 개변 신호를 분사 신호 입력부(110)로 전송한다.

맵센서(Manifold Absolute Pressure Sensor;102)는 엔진에 흡입되는 공기의 양을 간접적으로 측정하는 것으로 현재 대부분의 차량에 적용되어 있는 것으로서, 이러한 맵센서(102)의 작동원리는 흡입 다기관에서 발생하는 압력을 맵센서(102)가 규정된 절대압력과 비교 측정하고 이를 통해 간접적으로 공기량을 유출, 상기 인젝터(100)가 적절히 구동되도록 하는 것으로 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

GPS 속도계(104)는 GPS 수신기를 포함하는 구성이며 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 산출한다. 이러한 GPS 속도계(104)는 위도·경도·고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도정보와 함께 정확한 시간까지 얻을 수 있으며, 이러한 GPS 수신기를 이용한 차량의 속도를 인식하는 방법은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한 다.

분사 신호 입력부(110)는 인젝터(100)로부터 유선을 통하여 분사밸브 개변 신호를 입력받으며, 입력받은 분사 밸브 개변 신호를 분사 시간 산출부(120)로 전송한다. 그리고, 분사 시간 산출부(120)는 분사 신호 입력부(110)로부터 입력받은 분사 밸브 개변 신호로부터 분사 시간을 산출한다.

여기에서, 분사 신호 입력부(110)가 인젝터(100)로부터 입력받은 분사밸브 개변 신호의 파형이 도 2a에 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이 분사밸브 개변 신호는 계단 파형의 신호이며, 계단 파형에서 0V 전압을 가지는 구간이 분사구간이 된다.

따라서, 분사 시간 산출부(120)는 분사 시간을 산출하기 위하여 계단 파형의 분사밸브 개변 신호에서 분사 구간의 시간을 측정하여 분사시간을 산출한다.

한편, 유효 분사 시간 산출부(130)는 분사 시간 산출부(120)에서 산출한 분사 시간으로부터 유효 분사 시간을 구하게 된다. 이처럼 유효 분사 시간을 구하는 이유는 인젝터(100)가 전자 제어 장치로부터 분사 밸브 개변 신호를 전송받아 분사 밸브를 개방하게 될 때 실제 유류가 흡입될 정도로 개방되는데 시간이 필요하기 때문이다.

또한, 인젝터(100)가 전자 제어 장치로부터 분사 밸브 개변 신호를 전송받아 분사 밸브를 개방한다 하더라도 개방되는 시간에 흡입되는 유량은 분사 밸브의 개 방된 폭에 따라 흡입량이 서로 달라질 수 있기 때문에 평균적 의미에서 유효 분사 시간이 필요하다.

따라서, 유효 분사 시간 산출부(130)는 이와 같은 실제적인 분사 밸브의 동작을 고려하여 유효 분사 시간을 구하게 되는데, 이는 다음 [수학식 2]로 표시된다.

[수학식 2]

T=Tc(=Teff*K1)+Tnull

여기에서, T는 분사시간, Tc는 분사 가능 시간, Teff는 유효 분사 시간, Tnull은 무효 분사 시간을 지칭한다.

이때, 분사 시간 T는 분사 시간 산출부(120)에서 산출한 분사 시간을 말하며, 인젝터(100)가 전자 제어 장치로부터 전송받은 분사 밸브 개변 신호로부터 산출한 시간이다.

그리고, 분사 가능 시간 Tc는 인젝터(100)가 전자 제어 장치의 분사 밸브 개변 신호에 응답하여 분사 밸브를 개방하게 될 때 실제로 유류가 흡입될 수 있는 시간을 말하며, 분사 가능 시간에 흡입되는 유류의 양은 시간이 경과함에 따라 점점더 증가하게 된다. 이러한, 분사 가능 시간 Tc는 분사 시간 T에서 무효 분사 시간 Tnull을 감산하여 구한다.

다음으로, 유효 분사 시간 Teff는 흡입되는 양의 평균량을 구하고 그러한 평 균량의 유류가 흡입된다고 가정할 때 한번의 엔진 공정에서 소요되는데 필요한 시간을 말한다. 즉, 유효 분사 시간이란 평균량의 유류가 흡입될 때 걸리는 시간을 말하며, 분사 가능 시간 Tc에 가변인자 K1을 나누면 구할 수 있다.

다음으로, 무효 분사 시간 Tnull은 인젝터(100)가 전자 제어 장치로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 밸브를 개방할 때 분사 밸브가 흡입이 가능할 때까지 열리는 시간을 말한다. 이러한 무효 분사 시간은 자동차의 배터리의 전압에 영향을 받게 되는데, 유효 분사 시간 산출부(130)는 인젝터(100)로부터 전송받은 분사 밸브 개변 신호의 정격 전압을 측정하여 자동차의 배터리의 전압을 얻으며, 이 결과를 이용하여 무효 분사 시간을 산출한다.

위에서 설명한 분사 시간, 분사 가능 시간, 무효 분사 시간은 도 2b에 도식화되어 있는데, 분사 시간은 분사 가능 시간과 무효 분사 시간의 합이며, 무효 분사 시간은 분사 밸브 개변 신호에 응답하여 인젝터(100)가 개방될 때 개방의 시작부터 일정 폭의 증가가 무효 분사 시간이 되며, 그 이후에는 분사 가능 시간이 됨을 알 수 있다.

한편, 유효 분사 시간 산출부(130)는 분사 시간 산출부(120)로부터 입력받은 분사 시간에서 위의 [수학식 2]을 이용하여 유효 분사 시간을 산출할 수 있다.

즉, 유효 분사 시간 산출부(130)는 분사 시간 산출부(120)에서 산출한 분사 시간을 입력받고, 분사 신호 입력부(110)에서 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 정격 전압을 측정하여 무효 분사 시간을 산출한 후에 위의 [수학식 2]을 사용하여 유효 분사 시간을 산출할 수 있다.

이와 같이 산출된 유효 분사 시간을 유효 분사 시간 산출부(130)는 분사량 산출부(140)로 전송하고, 메모리(200)에 저장한다.

그리고, 분사량 산출부(140)는 유효 분사 시간 산출부(130)에서 산출한 유효 분사 시간에 분사 압력을 곱하여 단위 분사량을 구하며, 아래 [수학식 3]으로 표현된다.

[수학식 3]

Q=K2*Teff*P

여기에서, Q는 분사량, K2는 가변 인자, Teff는 유효 분사 시간, P는 분사 압력을 말한다.

가변인자 K2가 필요한 이유는 유효 분사 시간과, 분사 압력의 단위가 분사량과 상이하기 때문에 단위를 통일한 필요가 있으며, 그에 따라 일정값이 승산되어야 한다.

그리고, 분사 압력 P는 차종에 따른 일정값을 상수로 지정할 수도 있지만, 맵센서(102)로부터 실시간으로 입력받아 사용할 수 있다.

이처럼, 분사량 산출부(140)는 분사량이 산출되면 산출된 분사량은 메모리(200)에 저장한다.

다음으로, 속도 입력부(160)는 GPS 속도계(104)로부터 속도를 입력받으며, 입력받은 속도를 주행 거리 산출부(170)와 연비 산출부(150)로 전송하고, 메모 리(200)에 저장한다.

주행거리 산출부(170)는 속도 입력부(160)로부터 입력받은 속도를 이용하여주행거리를 산출하여 메모리(200)에 저장한다. 즉, 주행 거리 산출부(170)는 속도 입력부(160)로부터 입력받은 속도에 시간을 승산하여 주행 거리를 산출하여 메모리(200)에 저장한다.

그러면, 연비 산출부(150)는 분사량 산출부(140)로부터 입력받은 분사량과 속도 입력부(160)에서 입력받은 속도를 이용하여 다음 [수학식 4]을 사용하여 연비를 산출한다.

[수학식 4]

DFC=V(km/h)/F(l/h)

여기에서, DFC는 자동차의 주행 연비를 표시하며, V는 주행 속도를 표시하고, F는 분사량을 나타낸다.

즉, 연비 산출부(150)는 주행 속도를 분사량으로 나누어 자동차의 주행 연비를 구한다.

한편, 제어부(230)는 분사 신호 입력부(110), 분사 시간 산출부(120), 유효 분사 시간 산출부(130), 분사량 산출부(140), 연비 산출부(150), 속도 입력부(160), 주행 거리 산출부(170)를 제어한다.

그리고, 제어부(230)는 표시부(210)가 속도와, 유효 분사 시간을 히스토그램 을 사용하여 표시하며, 연비를 표시하도록 제어한다. 또한, 그외에 제어부(230)는 표시부(210)가 누적 주행 연비, 구간 주행 연비, 구간거리, 연료소모량, 분사 시간, 엔진 오일 교체 거리 등을 표시할 수 있도록 제어한다.

표시부(210)에 표시된 속도, 유효 분사 시간 히스토그램, 유효 분사 시간, 유효 연비의 일예가 도 3에 도시되어 있는데, 표시부(210)의 하부의 좌측에 속도가 숫자를 사용하여 표시되어 있으며, 우측의 하부에 연비가 숫자를 사용하여 표시되어 있고, 우측 상부에 유효 분사 시간이 숫자를 사용하여 표시되어 있으며, 상부에는 굽은 히스토그램 그래프를 사용하여 유효 분사 시간이 표시되어 있다. 굽은 히스토그램 그래프는 녹색 구간, 청색 구간, 적색 구간으로 구성되어 있으며, 녹색 구간은 일예로 5개의 바(bar)로 이루어져 있으며 하나의 바(bar)가 0.5ms를 나타내도록 설정하면 유효 분사 시간이 0 내지 2.5인 경우를 표시하며, 청색 구간은 일예로 5개의 바(bar)로 이루어져 있으며 하나의 바(bar)가 0.5ms를 나타낸다고 설정하면 유효 분사 시간이 2.5~5이하인 경우에 표시되며, 적색 구간은 일예로 6개의 바(bar)로 이루어져 있으며 하나의 바가 0.5ms를 나타내도록 설정하면 5~8ms를 표시한다. 물론, 유효 분사 시간이 8ms이상인 경우에 히스토그램의 바의 증가는 없다.

여기에서, 만곡된 히스토그램 그래프의 눈금이 증가하게 되면, 운전자는 유효 분사 시간이 길어지는 것을 시각적으로 인지하게 되고, 적색 구간에 진입하게 되면 녹색 구간에 위치하도록 액셀레이터 패달을 밟지 않게 되어 연료 소비를 절감할 수 있다.

한편, 제어부(230)는 표시부(210)에 누적 주행 연비, 구간 주행 연비, 구간 거리, 연료 소모량, 분사 시간, 엔진 오일 교체 거리, GPS 정보 등을 제공한다.

여기에서, 누적 주행 연비란 운전자가 설정한 특정 시점부터 현재 시점까지의 누적 주행 연비를 말하며, 구간 주행 연비란 운전자가 설정한 특정 구간에서 구간 주행 연비를 말한다.

그리고, 구간 거리란 당해 장치에 운전자가 설정한 특정 구간의 운행 거리를 말하며, 연료 소모량이란 특정 시점에서 연료 소모량을 말한다.

유효 분사 시간이란 유류가 흡입되는 시간을 말하고, 엔진 오일 교체 거리란 엔진 오일을 교체한 시점부터 현재까지의 운행 거리를 말한다.그리고, GPS 정보란 지리 정보를 말한다.

즉, 제어부(230)는 운전자가 키입력부(230)의 키조작을 통하여 누적 주행 연비를 알고 싶은 경우에 메모리(200)에 저장된 실시간 주행 연비를 읽어와서 누적연비를 산출하여 표시부(210)를 통하여 운전자에게 제공한다.

또한, 제어부(230)는 운전자가 키입력부(230)의 키조작을 통하여 특정 구간에 대한 구간 누적 연비를 알고 싶은 경우에 사용자가 지정한 구간에 대한 구간 누적 연비를 산출하여 표시부(210)를 통하여 운전자에게 보여준다.

또한, 제어부(230)는 운전자가 키입력부(230)의 키조작을 통하여 특정 구간에 대한 구간 거리를 알고 싶은 경우에 메모리(200)에 저장된 주행 거리를 읽어와서 특정 구간에 대한 구간 거리를 산출하여 산출된 구간 거리를 표시부(210)에 표시한다.

또한, 제어부(230)는 운전자가 키입력부(230)의 키조작을 통하여 특정 구간 에 대한 연료 소모량을 알고 싶은 경우에 메모리(200)에 저장되어 있는 특정 구간에 대한 연료 소모량을 읽어와서 표시부(210)에 표시한다.

또한, 제어부(230)는 키입력부(230)의 키조작을 통하여 엔진오일의 교환시기를 알고 싶어 엔진오일을 교환한 시점부터 누적 주행거리를 알기를 원하면 메모리(200)에 저장된 엔진 오일을 교환한 시점부터 현재까지의 주행거리를 누적하여 운전자에게 보여준다. 운전자는 이러한 정보를 이용하여 엔진 오일을 교환할 수 있다.

이와 같이 누적 주행 연비, 구간 주행 연비, 구간 거리, 연료 소모량, 분사 시간, 엔진 오일 교환 거리 등을 운전자가 키입력부(230)의 키조작에 따라 제어부(230)가 메모리(200)에서 읽어와서 제공한다.

즉, 키입력부(230)의 중앙 부분에 있는 키는 온오프 키를 나타내는데 운전자가 온오프 키를 온하면, 제어부(230)는 표시부(210)에 사용가능한 메뉴를 제공한다.

이때, 제어부(230)가 표시부(210)에 제공하는 사용 가능한 메뉴로 누적 주행 연비, 구간 주행 연비, 구간 거리, 연료 소모량, 분사 시간, 엔진 오일 교환 거리, GPS 정보 등이 있다.

이와 같은 메뉴가 표시부(210)를 통해 제공되면, 운전자는 키입력부(220)의 상하 이동키를 이용하여 원하는 메뉴를 선택할 수 있으며, 선택된 메뉴에 대한 정보를 제어부(230)는 메모리(200)로부터 읽어와서 표시부(210)에 표시한다.

특히, 운전자가 키입력부(220)의 키조작을 통하여 GPS 정보를 요구하면, 제 어부(230)는 GPS 단말기(미도시)로부터 GPS 정보를 읽어와서 제공한다.

도 4는 도 1에서 인젝터와 분사 신호 입력부간에, 맵센서와 분사량 산출부간에, GPS 속도계와 속도 입력부간에 전력선을 이용한 신호 전달을 위한 구성도이다.

도면을 참조하면, 도1에서 인젝터와 분사 신호 입력부간에, 맵센서와 분사량 산출부간에, GPS 속도계와 속도 입력부간에 전력선을 이용한 신호 전달을 위한 구성은, 전력선(450)과, 각 모듈(400, 410, 420)에 포함되어 있는 전력선 통신 장치(401, 411, 421, 431)와, 연료 절감 장치(430)에 포함되어 있는 전력선 통신 장치(431)를 포함하고 있다.

여기에서, 각 모듈은 인젝터를 제어하는 인젝터 모듈(400)과, 속도를 측정하여 전송하는 GPS 속도계 모듈(410)과, 분사 압력을 측정하여 전송하는 맵센서 모듈(420)을 말한다.

각 모듈에 구비된 전력선 통신 장치(401, 411, 421)와 연료 절감 장치(430)에 구비된 전력선 통신 장치(431)는 전력선을 통하여 데이터를 교환하여 통신을 수행하며, 이러한 전력선을 이용한 데이터 송수신 방법은 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 차량의 연료절감을 위한 표시장치는 주행에 따른 연료 소모량과 연비를 가장 효율적인 방법을 통하여 산출하고 이를 실시간으로 표시함으로써 운전자는 이러한 정보를 기초로 주행 환경에 따라 경제적인 운전 을 실시할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 차량의 연료절감을 위한 표시장치는, 차량 주행시 인젝터의 분사량과 차속신호를 이용하여 연료 소모량과 연비를 산출하고 이를 연료 소모량, 순간연료소모량, 평균연비 등을 운전자가 실시간으로 확인할 수 있도록 안내하므로 결과적으로 차량 주행 환경에 따른 경제적인 운전 습관의 유도가 가능하여 연료의 소모를 줄이고 안전운전을 도모하는 이점을 제공한다.

Claims

분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 시간을 산출하고, 상기 분사 밸브 개변 신호의 정격 전압을 측정하여 무효 분사 시간을 산출한 후 상기 분사 시간에서 상기 무효 분사 시간을 감산하여 유효 분사 시간을 산출하는 유효 분사 시간 산출 모듈과;

상기 유효 분사 시간 산출 모듈에서 입력받은 유효 분사 시간과 분사 압력을 곱하여 분사량을 산출하는 분사량 산출부와;

상기 분사량 산출부로부터 분사량을 입력받고 위성으로부터 신호를 수신받는 GPS수신기를 구비하는 GPS 속도계로부터 차량 속도를 입력받아 연비를 산출하는 연비 산출 모듈과;

상기 유효 분사 시간 산출 모듈에서 산출한 유효 분사 시간 및 상기 연비 산출 모듈에서 산출한 연비를 운전자에게 표시하는 표시부와;

상기 유효 분사 시간 산출 모듈 및 분사량 산출부 그리고 연비 산출 모듈 및 표시부를 제어하는 제어부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은,

인젝터로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은 전자 제어 장치로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은,

분사 밸브 개변 신호를 입력받는 분사 신호 입력부와;

상기 분사 신호 입력부로부터 분사 밸브 개변 신호를 입력받아 분사 시간을 산출하는 분사 시간 산출부와;

상기 분사 밸브 개변 신호의 정격 전압을 측정하여 무효 분사 시간을 산출한 후 상기 분사 시간 산출부로부터 입력된 상기 분사 시간에서 상기 무효 분사 시간을 감산하여 유효 분사 시간을 산출하는 유효 분사 시간 산출부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 1 항에 있어서, 전력선 통신 장치를 구비하고 있으며, 분사 밸브 개변 신호를 상기 전력선 통신 장치를 통하여 전력선으로 전송하는 인젝터를 더 포함하고, 상기 유효 분사 시간 산출 모듈은 전력선 통신 장치를 구비하여 상기 인젝터로부터 전력선을 통하여 전송된 분사 밸브 개변 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분사량 산출부는,

맵센서로부터 분사 압력을 입력받아 입력받은 분사압력을 이용하여 분사량을 보정하여 보정된 분사량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 연비 산출 모듈은,

상기 GPS 속도계로부터 속도를 입력받는 속도 입력부와;

상기 속도 입력부로부터 속도를 입력받고 상기 분사량 산출부로부터 분사량을 입력받아 연비를 산출하는 연비 산출부;

를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.
제 7 항에 있어서, 상기 연비 산출 모듈은,

상기 속도 입력부로부터 속도를 입력받아 주행거리를 산출하는 주행 거실 산출부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 표시부에 주행거리 또는 구간 주행 거리를 표시하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료절감을 위한 표시장치.