KR100941189B1

KR100941189B1 - 연료절감 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100941189B1
Application number: KR1020090056354A
Authority: KR
Inventors: 정안철
Original assignee: (주)비에프시스템
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-02-10

Abstract

본 발명은 차량의 엔진에 공급되는 연료를 절감하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서에서 감지되는 신호에 연료절감 제어방법이 반영된 가상 출력신호를 차량 ECU에 제공하는 연료절감 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료절감 장치는, 스위치 입력에 따라 연료절감 모드 또는 정상운전 모드로 선택하는 스위치 입력부와, 차량구동과 관련한 장치에서 측정된 아날로그 신호인 입력신호를 입력받아 디지털 신호인 센서신호로 변환하여, 상기 연료절감 장치에 제공하는 센서신호 입력부와, 상기 센서신호를 입력받아 저장하고, 저장된 상기 센서신호를 일정한 시간간격으로 나누어 그 시간간격에서의 신호변화를 체크하고, 연료절감 제어를 위한 변환보정 데이터를 반영하여 가상 출력데이터를 생성하는 중앙제어부와, 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 가상 출력신호로 변환하여 생성하는 가상신호부 및 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 신호를 차량 ECU에 제공하는 연료모드 전환부를 포함하여 구성되는 것을 특징을 특징으로 한다.

에코 드라이빙, 연료절감, 가상신호, ECU

Description

연료절감 장치 및 방법{Device and method for fuel reduction}

오늘날 차량과 관련하여 친환경적이고(ecological) 경제적인(economical) 기능이 강조되면서, 유해가스의 배출을 줄이고 연비를 향상시키는 에코 드라이빙 시스템(eco driving system)이 각광을 받고 있다.

특히 연비향상과 관련하여 운전자가 일정한 거리를 운행하는데 있어서, 급격한 가속 또는 감속을 수반한 운행과 완만한 속도변화를 유지한 정속운행을 비교해 볼 때 후자의 경우, 연료 소모량이 현격하게 줄어든다는 것이 알려지면서, 급가속 및 급감속을 줄이는 운전습관이 강조되고 있다.

만약, 운전자가 되도록 정속운행을 유지하고 속도의 변화가 필요한 경우에는 완만한 가속 및 감속을 유지한다면, 연비가 향상되고, 연료의 소모가 적어지므로 이에 따라 유해가스 배출이 줄어들고, 과속 및 급제동이 줄어들어 안전운행이 이루어진다.

따라서, 연비향상 등의 효과를 위한 에코 드라이빙 시스템을 장착한 차량이 급속하게 증가하고 있으며, 상기 시스템이 장착된 차량이 아니라면 내비게이션과 같은 장치를 이용하여서 상기 에코 드라이빙 시스템을 구축하고 있는 실정이다.

그러나, 현재 사용되고 있는 에코 드라이빙 시스템은 차량에 장착된 계기판, 모니터 또는 내비게이션의 화면에 현재의 주행상태를 표시하고, 상기 에코 드라이빙 시스템을 따르는 바람직한 주행상태를 표시하여 만약, 사용자가 바람직한 주행을 하지 않으면 화면에 경고를 표시하거나 경고음을 발생하여 사용자로 하여금 올바른 주행을 하도록 주의시킨다.

이러한 에코 드라이빙 시스템은 사용자 차량의 주행상태를 측정하고 이에 따라 바람직한 주행을 제시하는 것에 그치는 것이어서, 결국 사용자가 상기 에코 드라이빙 시스템으로부터 정보를 파악하여 사용자가 직접 액셀러레이터 등을 조절하여 주행을 하여야 한다.

그러므로, 상기 현재 사용되고 있는 에코 드라이빙 시스템을 따르는 경우, 사용자는 계기판, 모니터, 내비게이션 등을 주시하고 경고에 반응해야 하므로, 사용자는 운전 이외의 환경에 주의를 기울이게 되고, 이에 따라 운전자 시선 등이 분산되어 운전 부주의가 유발될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 에코 드라이빙 시스템을 따라서 주행을 하더라도, 사용자는 평소 자신의 운전습관에 따라 임의로 가속 등을 수행할 수 있고 상기 시스템은 단지 경고화면이나 경고음만 제공할 뿐 주행에 대한 제어를 수행할 수 없어서, 이러한 경우 여전히 연비향상 등의 효과가 있는 주행을 수행할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량 ECU에 제공되는 센서신호를 연료절감 제어 관련 변환보정 데이터를 반영한 가상 출력신호로 대신 제공하여, 사용자의 별도 조작 없이 능동적으로 연료절감 제어를 수행하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료절감 장치는, 차량의 엔진에 공급되는 연료를 절감하는 연료절감 장치에 있어서, 스위치 입력에 따라 차량운행 모드를 연료절감 모드 또는 정상운전 모드로 선택하는 스위치 입력부와; 차량구동과 관련한 장치에서 측정된 아날로그 신호인 입력신호를 입력받아 디지털 신호인 센서신호로 변환하여, 상기 연료절감 장치에 제공하는 센서신호 입력부와; 상기 스위치 입력부의 선택신호를 입력받고, 상기 센서신호를 입력받아 저장하고, 저장된 상기 센서신호를 일정한 시간간격으로 나누어 그 시간간격에서의 신호변화를 체크하고, 연료절감 제어를 위한 변환보정 데이터를 반영하여 상기 시간간격에 해당하는 가상 출력데이터를 생성하는 중앙제어부와; 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하는 가상신호 출력부, 상기 가상 출력신호의 출력이 정상이 아닌 경우 상기 정상운전 모드로 복귀하기 위한 신호인 백업신호를 생성하는 백업신호 출력부 및 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호를 수집하고 상기 중앙제어부의 명령에 따라 출력을 선택하는 가상신호 제어부를 포함하는 가상신호부; 및 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 상기 가상 출력신호 또는 상기 입력신호를 차량 ECU에 제공하는 연료모드 전환부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연료절감 방법은, 스위치 입력으로 차량운행 모드를 연료절감 모드 또는 정상운전 모드로 선택하는 단계와; 차량구동과 관련한 장치에서 측정된 아날로그 신호인 입력신호를 센서신호 입력부에서 입력받아 디지털 신호인 센서신호로 변환하여 제공하는 단계와; 중앙제어부에서 상기 스위치 입력 선택을 입력받고, 상기 센서신호를 저장하고, 저장된 상기 센서신호를 일정한 시간간격으로 나누어 그 시간간격에서의 신호변화를 체크하고, 연료절감 제어를 위한 변환보정 데이터를 반영하여 상기 시간간격에 해당하는 가상 출력데이터를 생성하는 단계와; 가상신호부에서 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하고, 상기 가상신호의 출력이 정상이 아닌 경우에는 상기 정상운전 모드로 복귀하기 위한 백업신호를 생성하고, 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호를 수집하여 상기 중앙제어부의 명령에 따라 출력을 선택하는 단계; 및 연료모드 전환부에서 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 상기 가상 출력신호 또는 상기 입력신호를 차량 ECU에 제공하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료절감 장치 및 방법은, 연료절감 제어 데이터가 반영된 가상 출력신호를 차량구동과 관련한 신호로 차량 ECU에 제공하므로 연료절감에 최적화된 주행환경을 제공하여 연비를 향상시키고, 연료의 소모량이 줄어들어 유해가스의 배출을 감소시키고, 급격한 속도의 변화를 미리 방지할 수 있으므로 안전운전 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 연료절감 시스템의 구성을 보여주는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 상기 시스템은 사용자 스위치 입력선택에 따라 운행모드를 결정하는 스위치 입력부(110)와, 차량구동과 관련한 센서신호를 상기 시스템에 제공하는 센서신호 입력부(120)와, 상기 센서신호로부터 연료절감 제어를 위한 데이터를 반영하여 가상신호를 생성하고 상기 시스템의 전체적인 제어를 수행하는 중앙제어부(130)와, 상기 중앙제어부의 명령에 따라 가상 출력신호를 생성하는 가상신호 출력부(140)와, 상기 가상신호 출력부의 고장발생에 대처하는 백업신호를 생성하는 백업신호 출력부(150)와, 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호를 다시 체크하기 위하여 상기 중앙제어부에 상기 신호를 입력시키는 가상신호 입력부(160)와, 상기 중앙제어부의 명령에 따라 운전출력 모드를 선택하는 가상신호 출력제어부(170)와, 상기 생성된 출력들을 수집하고 선택하는 가상신호 제어부(180)와, 상기 선택에 따라 차량운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 신호를 차량 ECU에 제공하는 연료모드 전환부(190)와, 상태표시부(133) 및 통신부(137)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 스위치 입력부(110)를 통해 사용자는 스위치 입력에 따라 차량운행 모드를 선택할 수 있다. 상기 차량운행 모드에는 본 발명에 따른 연료절감 제어가 반영된 연료절감 모드와, 본 발명을 이용하지 않는 일반적인 운행 모드인 정상운전 모드가 있다.

사용자는 운행을 시작할 때부터 스위치 입력을 통해 운행 모드를 선택할 수 있고, 어느 한 모드에 따른 운행 중에는 상기 스위치 입력부(110)에 따른 입력을 통해 차량운행 모드를 변경할 수 있다.

이하, 본 발명을 설명하는데 있어서는 상기 연료절감 제어에 따른 시스템을 기준으로 설명한다.

상기 센서신호 입력부(120)는 차량구동과 관련한 장치에서 센서를 이용하여 측정된 아날로그 신호인 입력신호 즉, 속도, 가속도, 액셀러레이터 신호, 엔진 연료공급량, 흡입 공기량, 엔진 RPM 등을 디지털 신호인 센서신호로 변환하여 상기 시스템에 제공한다. 측정된 상기 입력신호는 본래 차량 ECU로 제공되며, 상기 차량 ECU에서는 아날로그-디지털 컨버터(AD converter)를 통해 디지털 신호로 변환하여 차량제어를 수행하게 된다.

본 발명에 따른 연료절감 시스템은 상기 차량 ECU에 제공되는 가상신호를 생성하는 시스템이므로, 상기 가상신호의 생성 및 제어를 위한 디지털 센서신호를, AD 컨버터를 포함하는 상기 센서신호 입력부(120)로부터 제공받게 된다.

상기 중앙제어부(130)는 상기 스위치 입력부의 선택신호를 입력받고, 상기 센서신호를 저장하고, 저장된 상기 센서신호를 일정한 시간간격으로 나누어 신호변화를 체크한다. 본 발명에 따른 연료절감 시스템은 급격한 속도의 변화를 방지하는 능동제어 시스템이므로, 후술하는 가상 출력신호의 생성을 위해 일정한 시간간격에서의 속도 등의 변화를 체크할 필요가 있다.

상기 중앙제어부에서는 상기 언급한 액셀러레이터 신호, 엔진 연료공급량, TPS, 엔진 RPM 등의 신호를 종합하여 차량의 속도 및 가속도의 변화를 체크한다. 그리고 이러한 속도 등의 변화가 연료절감 제어를 위한 원활한 속도 등의 변화가 이루어지도록, 변환보정 데이터를 반영하여 상기 센서신호에 해당하는 새로운 가상 출력데이터를 생성한다.

상기 변환보정 데이터는 상기 중앙제어부에 미리 저장되어 있어, 다양한 차량 주행환경에 대해 TPS, RPM 등이 조절되어 적절한 연료절감 효과가 있는 보정 데이터 및 맵을 제공할 수 있고, 상기 중앙제어부는 이를 반영하여 원활한 속도 및 가속도의 신호변화를 갖는 상기 가상 출력데이터를 생성하게 된다. 따라서 상기 가상 출력데이터를 통해 상기 연료절감 모드를 수행할 수 있으며, 이러한 연료절감 모드는 차량속도의 급격한 가속 또는 감속을 완화하는 제어와, 차량이 정속으로 주행하더라도 더욱 안정적인 운행을 수행하는 정속제어를 포함한다.

상기 중앙제어부(130)에서 생성된 가상 출력데이터는 가상신호부로 전송되고, 가상신호부는 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하게 된다. 이렇게 상기 가상신호부에서 생성된 가상신호를 상기 중앙제어부의 명령에 따라 차량 ECU에 제공하는 것이 본 발명의 핵심적인 내용 으로 볼 수 있다. 상기 가상신호부를 통한 가상신호 제어를 더욱 바람직하게 수행하기 위하여 본 발명의 상기 가상신호부는 후술하는 가상신호 출력부(140), 백업신호 출력부(150) 등을 더욱 포함하여 구성되며, 이하 상기 가상신호부를 구성하는 상기 가상신호 출력부 등을 중심으로 설명한다.

상기 중앙제어부에서 생성된 상기 가상 출력데이터는 상기 가상신호 출력부(140)에 전송된다. 상기 가상신호 출력부는 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호를 생성하게 된다. 본 발명의 연료절감 시스템은 아날로그 센서입력에 해당되는 아날로그 가상신호를 생성하는 것이므로, 디지털-아날로그 컨버터(DA converter)가 포함된 상기 가상신호 출력부로부터 상기 가상 출력신호를 변환하여 생성하게 된다.

그리고, 상기 가상 출력신호를 곧바로 차량 구동신호로 사용하지 않고 변환된 출력신호의 이상 유무를 판단하기 위하여, 상기 가상 출력신호를 다시 상기 중앙제어부(130)에 입력시켜 상기 센서신호와 비교 및 판단하는 과정을 갖게 된다. 이러한 과정은 아날로그 신호인 상기 가상 출력신호를 디지털 신호로 변경하는 AD 컨버터가 포함된 상기 가상신호 입력부(160)를 통해 신호가 변경되어 상기 중앙제어부에 변경된 신호가 입력된다.

상기 중앙제어부는 먼저 상기 가상 출력신호가 정상인지 판단하고, 상기 가상 출력신호의 출력 값을 상기 센서신호의 출력 값과 비교하여 상기 연료절감 제어에서 허용하는 범위의 유효한 출력에 해당되는지 판단하여, 본 발명에 따른 연료절감 운전출력을 선택하게 된다.

만약, 상기 중앙제어부에서 상기 가상 출력신호가 정상이 아닌 것으로 판단되거나, 상기 연료절감 시스템에서 제어가능한 범위 밖의 출력신호인 것으로 판단되거나, 상기 가상신호 출력부(140)의 이상이 있는 것으로 판단되는 경우에는 더 이상 상기 가상 출력신호에 따른 연료절감 모드를 수행할 수 없게 된다. 따라서 정상운전 모드로 변경하기 위한 신호가 필요하며, 본 발명에서는 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 정상운전 모드로 변경하기 위한 아날로그 신호인 백업신호를 생성하기 위해, 상기 백업신호 출력부(150)를 별도로 구성하여 상기 가상신호 출력부(140)의 백업을 수행하게 된다.

그리고 상기 백업신호 출력부에서 생성된 백업신호는, 상기 가상 출력신호와 마찬가지로 상기 가상신호 입력부를 통해 디지털 신호로 변환되어, 상기 중앙제어부에서 상기 백업신호의 이상 유무를 판단하게 된다.

상기 가상신호 출력부에서 출력되는 가상 출력신호에 따라 연료절감 운전출력이 생성되고, 상기 백업신호 출력부에서 출력되는 백업신호에 따라 고장운전 출력이 생성된다. 이러한 출력들 중 하나의 출력이 상기 중앙제어부의 판단에 따라 선택되며, 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 가상신호 출력제어부(170)에서 구체적인 출력을 결정하게 된다.

상기 가상신호 제어부(180)는 상기 가상신호 출력부(140)에서 생성된 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호 출력부(150)에서 생성된 상기 백업신호를 수집하고, 상기 가상신호 출력제어부(170)의 출력 선택에 따라 운전출력 및 신호를 선택하게 된다.

상기 가상신호 제어부의 선택출력에 따라 최종적인 차량 운행모드 즉, 연료절감 모드 또는 정상운전 모드를 상기 연료모드 전환부(190)에서 선택하고, 선택한 모드에 따른 신호를 차량 ECU에 제공하게 된다. 상기 연료모드 전환부는 상기 중앙제어부의 명령을 따르는 상기 가상신호 출력제어부(170) 및 상기 가상신호 제어부(180)와 연동하여 동작하는 일종의 선택부 또는 스위치의 개념으로 볼 수 있다.

상기 연료모드 전환부(190)는 상기 중앙제어부의 명령을 따르는 연료절감 시스템의 최종적인 신호를 수신하게 된다. 만약 상기 시스템의 고장 발생 등의 문제가 생긴다면 상기 가상신호 출력제어부(170)를 통해 상기 정상운전 모드로 변환시키는 명령을 수신할 수 있고, 상기 시스템을 구동하기 전에 상기 시스템에 대한 고장여부를 진단하여 이상이 발생한 경우에는 상기 시스템을 사용하지 않고, 센서에서 측정된 아날로그 센서입력을 곧바로 차량 ECU에 제공하여 정상운전 모드를 수행할 수 있다.

그리고, 상기 시스템에서 스위치 입력 등으로 차량운행 모드가 변경되는 경우에 있어서, 즉 정상운전 모드에서 연료절감 모드로 변경되는 경우 또는 상기 연료절감 모드에서 상기 정상운전 모드로 변경되는 경우에 있어서, 상기 모드 사이에 신호 또는 출력의 차이에 따라 모드 변경시 급격한 속도의 변화가 발생할 수 있다. 만약, 상기 센서신호 입력부(120)에 제공된 센서신호 출력이 상기 가상 출력신호 출력보다 큰 경우에, 상기 연료절감 모드에서 상기 정상운전 모드로 변경이 이루어진다면, 정상운전 모드로 변경이 이루어짐과 동시에 예상하지 못한 가속이 발생하게 된다. 이러한 급가속에 따라 차량의 엔진 등에 고장이 발생할 우려가 있고, 차 량 안전에도 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 모드의 변경에 있어서 각 모드 사이의 출력 차이를 인식하고, 일정한 시간에 복수의 단계를 거쳐 원활한 변경이 이루어질 필요가 있다. 본 발명에서는 이러한 원활한 변경을 제어하기 위해, 상기 중앙제어부(130)에서 전환제어 모드 또는 복귀제어 모드를 포함시켜 상기 모드의 변경을 수행하도록 한다.

상기 정상운전 모드에서 상기 연료절감 모드로 변경되는 경우는 상기 스위치 입력부를 통해 모드 변경신호가 상기 중앙제어부에 입력될 때이다. 이때 연료절감 모드를 수행하기 위한 가상 출력신호의 출력 값의 조절을, 상기 전환제어 모드를 이용하여 수행할 수 있고 이에 따라 원활한 모드의 변경을 수행할 수 있다. 상기 중앙제어부에서 상기 정상운전 모드의 센서신호로부터 상기 가상 출력신호로 전환하는 과정을 살펴보면 먼저, 가상 출력신호와 센서신호의 출력 값, 예를 들면 출력전압을 동일하게 설정한다. 다음, 상기 가상 출력신호의 목표출력 값을 상기 중앙제어부에서 생성한 가상 출력데이터에 따른 값으로 설정하고, 상기 가상출력 신호의 출력 값이 상기 목표출력 값에 도달하도록 제어한다.

상기 연료절감 모드에서 상기 정상운전 모드로 변경되는 경우로, 스위치 입력에 따른 모드 변경이 있거나, 정상적으로 가상 출력신호가 생성되고 있으나 그 출력신호가 연료절감 제어범위를 벗어나거나 출력 값이 급격하게 변동하는 경우를 예로 들 수 있다. 이러한 경우 연료절감 모드를 종료하고 정상운전 모드로 복귀하게 되며 이때 상기 가상신호의 출력 값의 조절을, 상기 복귀제어 모드를 이용하여 수행할 수 있고 이에 따라 원활한 모드의 변경을 수행할 수 있다. 그 과정을 살펴 보면, 상기 중앙제어부는 가상 출력신호의 목표출력 값을 센서신호 출력 값으로 설정하고, 상기 가상출력신호의 출력 값이 상기 목표출력 값에 도달하도록 제어한다.

또한, 상기 가상출력 신호가 생성되지 않거나 상기 가상신호 출력부(140)의 이상이 발생한 경우에는 상기 백업신호 출력부(150)를 통하여 정상운전 모드로 복귀하게 된다. 이러한 경우에 있어서도, 모드의 변경을 원활하게 하기 위하여 상기 복귀제어 모드와 유사한 방식으로, 상기 백업신호의 출력이 상기 센서신호 출력 값에 도달하도록 상기 중앙제어부에서 백업제어 모드를 이용하여 제어하게 된다.

상기 언급한 전환제어, 복귀제어 및 백업제어는 후술하는 연료절감 방법에서 더욱 상세하게 그 과정을 설명하도록 한다.

또한 상기 연료절감 시스템은, 상기 시스템의 상태를 시각/청각 효과를 이용하여 나타내도록 미디어 장치를 포함하는 상태표시부(133)를 더 구비할 수 있다. 상기 상태표시부를 통해, 상기 센서신호, 운행환경, 운행모드 등을 디스플레이할 수 있고, 특히 고장 등이 발생하여 복귀제어 또는 백업제어를 통해 정상운전 모드로 변경이 되는 경우에는 고장상태 및 경고화면을 표시하거나 경고음을 발생하여 사용자에게 알릴 수 있다.

그리고, 통신부(137)를 더 구비하여 상기 중앙제어부에 미리 저장되어 있는 변환보정 데이터를 변경하여 저장시킬 수 있다. 연료절감 등을 더욱 효과적으로 수행하는 프로그램 등이 개발되면, 상기 통신부를 통해 새로운 데이터를 입력하여 시스템의 업그레이드를 수행시킬 수 있다.

또한 상기 통신부는 외부의 장치와 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 이러한 데이터 통신을 통해 차량의 운행정보를 외부의 통제시스템 등에 알릴 수 있어 차량의 고장발생 또는 응급상황에 대처할 수 있으며, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)와 연동하여 차량의 운행 등을 제어할 수 있다.

상기 상태표시부 및 상기 통신부는 상기 중앙제어부(130)와 연동하여 동작하며, 본 발명의 전체적인 시스템의 운영과 관련하여 상기 중앙제어부에서 종합적인 제어를 수행하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 연료절감 방법을 순서도를 이용하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전체적인 연료절감 제어방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.

먼저, 스위치 입력으로 차량운행 모드 즉, 연료절감 모드 또는 정상운전 모드를 선택한다(S210).

다음, 차량구동과 관련한 장치에서 측정된 아날로그 신호를 센서신호 입력부에서 입력받아 디지털 신호인 센서신호로 변환하여 중앙제어부에 제공한다(S220).

다음, 중앙제어부에서 상기 센서신호에 연료절감 제어가 반영된 가상 출력데이터를 생성한다(S230).

즉, 상기 중앙제어부에서 상기 센서신호를 저장하고, 저장된 신호를 일정한 시간간격으로 나누어 그 시간간격에서의 신호변화를 체크하고, 연료절감 제어를 위한 변환보정 데이터를 반영하여 상기 시간간격에 해당하는 가상 출력데이터를 생성하게 된다.

다음, 가상신호부에서 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성한다. 그리고 상기 가상신호부는 가상신호 출력부 등을 더욱 포함하여 가상신호를 생성할 수 있다.

즉, 가상신호 출력부에서 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상신호 출력 데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하는 단계와 상기 가상 출력신호가 상기 시스템에서 제어가능한 범위 밖의 출력신호를 생성하거나 상기 가상신호 출력부의 이상이 있는 경우, 백업신호 출력부에서 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 정상운전 모드로 변환하기 위한 아날로그 신호인 백업신호를 생성하는 단계를 포함하여 구성할 수 있다.

다음, 상기 연료절감 모드 또는 정상운전 모드를 제어하기 위하여 상기 중앙제어부에서 전환제어, 복귀제어, 백업제어를 이용하여 가상 출력신호 또는 백업신호를 생성한다(S240).

즉, 가상신호 출력부에서 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상신호 출력 데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하고 생성한다. 이러한 경우 상기 전환제어를 이용하여 가상 출력신호를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 가상 출력신호가 정상인 상태에서 스위치의 입력 등으로 정상운전 모드로 변경이 이루어지는 경우 상기 복귀제어를 이용하여 가상 출력신호를 제어할 수 있다. 또한, 상기 가상 출력신호가 상기 시스템에서 제어가능한 범위 밖의 출력신호를 생성하거나 상기 가상신호 출력부의 이상이 있는 경우, 상기 백업제어를 이용하여 백업신호를 제어할 수 있다.

다음, 상기 중앙제어부의 제어에 따라 가상신호 출력제어부, 가상신호 제어부, 연료모드 전환부를 통해 차량의 운행모드를 선택한다(S250).

즉, 가상신호 입력부에서 상기 가상 출력신호 또는 상기 백업신호와 상기 센서신호를 상기 중앙제어부에서 비교 및 판단을 수행하고, 상기 가상 출력신호에 따른 연료절감 운전출력 또는 상기 백업신호에 따른 고장운전 출력을 가상신호 출력제어부에서 선택하며, 상기 가상신호 제어부에서 상기 가상신호 출력부에서 생성된 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호 출력부에서 생성된 상기 백업신호를 수집하고, 상기 가상신호 출력제어부의 명령에 따라 출력을 선택하며, 상기 연료모드 전환부는 상기 가상신호 제어부의 선택출력에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 신호를 차량 ECU에 제공한다.

도 3은 본 발명에 따른 전환제어 방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.

먼저, 상기 중앙제어부는 상기 가상신호 제어부의 출력을 연료절감 운전출력으로 선택한다(S310). 스위치 입력에 따라 정상운전 모드에서 연료절감 모드로 변경이 이루어질 때 상기 전환제어가 사용될 수 있으므로, 상기 중앙제어부는 상기 스위치 입력부를 통해 모드 변경신호를 입력받고 상기 가상신호 제어부의 출력을 변경한다.

다음, 상기 가상 출력신호의 출력 값이 상기 센서신호의 출력 값과 동일하도록, 상기 가상 출력신호의 출력 초기값을 설정한다(S320). 연료절감 모드로의 변경에 있어서, 상기 가상 출력신호의 출력과 상기 센서신호의 출력이 초기부터 차이가 있고 곧바로 가상 출력신호로 변경이 이루어지면 급격한 속도의 변동이 발생할 수 있으므로, 상기 가상 출력신호의 출력 초기값은 상기 정상운전 모드의 센서신호의 출력 값과 동일하도록 출력의 초기치를 설정하게 된다.

다음, 상기 중앙제어부의 변환보정 데이터를 반영한 상기 가상 출력데이터에 따른 출력 값을 상기 가상 출력신호의 목표출력으로 설정한다(S330). 상기 전환제어를 통해 연료절감 모드로 변경이 이루어지므로 연료절감 제어가 반영된 보정 데이터에 따른 출력 값을 목표출력으로 설정하게 된다.

다음, 상기 중앙제어부는 상기 시스템의 고장 여부를 진단하며 스위치 입력여부를 확인한다(S340). 이러한 고장진단 또는 스위치 입력 여부 확인은 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 있어서 수시로 점검할 수 있고, 만약 고장발생이 진단되면 정상운전 모드로 변경하고 스위치 입력이 있으면 그 입력신호에 따른 모드 변경을 우선적으로 수행하게 된다.

다음, 상기 가상 출력신호의 정상적인 출력 여부를 확인한다(S350). 상기 중앙제어부에서 상기 가상신호 입력부를 통해 가상 출력신호를 수신받아 진단하게 되며, 만일 이상이 발견되면 연료절감 모드를 종료하고 백업제어를 통해 정상운전 모드로 변경이 이루어지며, 고장상태를 상태표시부를 이용하여 표시한다(S355).

상기 가상 출력신호의 정상적인 출력을 확인하는 단계에서 정상적인 신호로 판단되는 경우에는 상기 연료모드 전환부에서 연료절감 모드로 변경한다(S360).

다음, 상기 중앙제어부의 전환제어 모듈을 통해 상기 가상 출력신호가, 초기값으로부터 상기 목표출력에 도달하도록 목표출력 제어를 수행한다(S370). 이러한 목표출력 제어를 수행하는 방법으로는, 일정한 시간을 설정하여 단계적으로 출력을 증감시켜 상기 목표출력에 근접시키는 방법이 있다.

다음, 상기 전환제어를 수행한 상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하였는지 확인하여, 도달하지 않으면 다시 상기 전환제어를 수행하고, 상기 가상출력신호가 상기 목표출력에 도달하였다면 전환제어를 종료한다(S380).

도 4는 본 발명에 따른 복귀제어 방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.

먼저, 상기 중앙제어부에 입력된 상기 센서신호의 출력 값을 상기 가상신호의 목표출력으로 설정한다(S410). 상기 복귀제어는 가상 출력신호의 출력 값을 정상운전 모드의 센서신호의 출력 값으로 변경하는 것이므로 상기 중앙제어부에 입력된 상기 센서신호의 출력 값을 목표출력으로 설정한다.

다음, 상기 중앙제어부의 복귀제어 모듈을 통해 상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하도록 목표출력 제어를 수행한다(S420).

다음, 상기 중앙제어부는 상기 시스템의 고장 여부를 진단하며 스위치 입력여부를 확인한다(S430).

다음, 상기 가상 출력신호의 정상적인 출력 여부를 확인한다(S440). 상기 중앙제어부에서 상기 가상신호 입력부를 통해 신호를 수신받아 진단하게 되며, 만일 이상이 발견되면 연료절감 모드를 종료하고 백업제어를 통해 정상운전 모드로 변경이 이루어지며, 고장상태를 상태표시부를 이용하여 표시한다(S445).

다음, 상기 복귀제어를 수행한 상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하였는지 확인하여, 도달하지 않으면 다시 상기 복귀제어를 수행하고(S450), 상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하였다면, 상기 연료모드 전환부를 정상운전 모드로 변경하고(S460) 복귀제어를 종료한다.

도 5는 본 발명에 따른 백업제어 방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.

먼저, 상기 중앙제어부는 상기 가상신호 제어부의 출력을 고장운전 출력으로 선택한다(S310).

다음, 상기 중앙제어부에서 백업신호의 출력 값을 상기 가상 출력신호의 출력 값과 동일하도록, 상기 백업신호의 출력 초기값을 설정한다(S520). 백업제어에 따른 모드의 변경으로 급격한 속도의 변동이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 상기 백업신호의 초기치를 상기 가상 출력신호의 출력값으로 설정한다.

다음, 상기 중앙제어부에 입력된 상기 센서신호의 출력 값을 상기 백업신호의 목표출력으로 설정한다(S530). 상기 백업제어는 상기 가상신호 출력부의 고장발생에 대처하여 가상 출력신호의 출력 값을 정상운전 모드의 센서신호의 출력 값으로 변경하는 것이므로, 상기 중앙제어부에 입력된 상기 센서신호의 출력 값을 목표출력으로 설정한다.

다음, 상기 중앙제어부의 백업제어 모듈을 통해 상기 백업신호가, 상기 목표출력에 도달하도록 목표출력 제어를 수행한다(S540).

다음, 상기 중앙제어부는 상기 시스템의 고장 여부를 진단하며 스위치 입력여부를 확인한다(S550).

다음, 상기 백업신호의 정상적인 출력 여부를 확인한다(S570). 상기 중앙제어부에서 상기 가상신호 입력부를 통해 상기 백업신호를 수신받아 진단하게 되며, 만일 이상이 발견되면 정상운전 모드로 변경이 이루어지며, 고장상태를 상태표시부 를 이용하여 표시한다(S565).

다음, 상기 백업제어를 수행한 상기 백업신호가 상기 목표출력에 도달하였는지 확인하여, 도달하지 않으면 다시 상기 백업제어를 수행하고(S570), 상기 백업신호가 상기 목표출력에 도달하였다면, 상기 연료모드 전환부를 정상운전 모드로 변경하고(S580), 고장상태가 해결되기까지 정상운전 모드로만 동작하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 연료절감 시스템의 구성을 보여주는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 연료절감 제어방법을 순차적으로 보여주는 순서도.

도 3은 본 발명에 따른 전환제어 방법을 순차적으로 보여주는 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 복귀제어 방법을 순차적으로 보여주는 순서도.

도 5는 본 발명에 따른 백업제어 방법을 순차적으로 보여주는 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 스위치 입력부 120 : 센서신호 입력부

130 : 중앙제어부 133 : 상태표시부

137 : 통신부 140 : 가상신호 출력부

150 : 백업신호 출력부 160 : 가상신호 입력부

170 : 가상신호 출력제어부 180 : 가상신호 제어부

190 : 연료모드 전환부

Claims

차량의 엔진에 공급되는 연료를 절감하는 연료절감 장치에 있어서,

스위치 입력에 따라 차량운행 모드를 연료절감 모드 또는 정상운전 모드로 선택하는 스위치 입력부;

차량구동과 관련한 장치에서 측정된 아날로그 신호인 입력신호를 입력받아 디지털 신호인 센서신호로 변환하여, 상기 연료절감 장치에 제공하는 센서신호 입력부;

상기 스위치 입력부의 선택신호를 입력받고, 상기 센서신호를 입력받아 저장하고, 저장된 상기 센서신호를 일정한 시간간격으로 나누어 그 시간간격에서의 신호변화를 체크하고, 연료절감 제어를 위한 변환보정 데이터를 반영하여 상기 시간간격에 해당하는 가상 출력데이터를 생성하는 중앙제어부;

상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하는 가상신호 출력부, 상기 가상 출력신호의 출력이 정상이 아닌 경우 상기 정상운전 모드로 복귀하기 위한 신호인 백업신호를 생성하는 백업신호 출력부 및 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호를 수집하고 상기 중앙제어부의 명령에 따라 출력을 선택하는 가상신호 제어부를 포함하는 가상신호부; 및

상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 상기 가상 출력신호 또는 상기 입력신호를 차량 ECU에 제공하는 연료모드 전환부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료절감 장치.
제 1항에 있어서,

상기 가상신호부는,

상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하는 가상신호 출력부;

상기 가상 출력신호가 상기 연료절감 장치에서 제어가능한 범위 밖의 출력신호를 생성하거나 상기 가상신호 출력부의 이상이 있는 경우, 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 정상운전 모드로 변경하기 위한 아날로그 신호인 백업신호를 생성하는 백업신호 출력부;

상기 가상 출력신호 또는 상기 백업신호를 입력받아, 디지털 신호로 변환하여 상기 중앙제어부에 제공하는 가상신호 입력부;

상기 가상신호 입력부로부터 입력받은 신호와 상기 센서신호를 상기 중앙제어부에서의 비교 및 판단에 따라, 상기 가상 출력신호에 따른 연료절감 운전출력 또는 상기 백업신호에 따른 고장운전 출력을 선택하는 가상신호 출력제어부; 및

상기 가상신호 출력부에서 생성된 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호 출력부에서 생성된 상기 백업신호를 수집하고, 상기 가상신호 출력제어부의 명령에 따라 출력을 선택하는 가상신호 제어부;

를 포함하여 구성되고,

상기 연료모드 전환부는,

상기 가상신호 제어부의 선택출력에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 신호를 차량 ECU에 제공하는 것을 특징으로 하는 연료절감 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 중앙제어부는,

상기 정상운전 모드에서 상기 연료절감 모드로 변경하는데 있어서,

상기 가상 출력신호의 초기값을 상기 센서신호의 출력 값으로 설정하고, 상기 가상 출력신호의 목표출력을 상기 가상 출력데이터에 따른 출력 값으로 설정하여, 상기 가상신호의 출력이 상기 목표출력에 도달하도록 제어하는 전환제어 모드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료절감 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 중앙제어부는,

상기 연료절감 모드에서 상기 정상운전 모드로 변경하는데 있어서,

상기 가상 출력신호의 목표출력을 상기 센서신호의 출력 값으로 설정하여, 상기 가상신호의 출력이 상기 목표출력에 도달하도록 제어하는 복귀제어 모드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료절감 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 중앙제어부는,

상기 백업신호 출력부의 백업신호에 따라 상기 정상운전 모드로 변경하는데 있어서,

상기 백업신호의 초기값을 상기 가상 출력신호의 출력 값으로 설정하고, 상기 백업신호의 목표출력을 상기 센서신호의 출력 값으로 설정하여, 상기 백업신호의 출력이 상기 목표출력에 도달하도록 제어하는 백업제어 모드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료절감 장치.
제 1항에 있어서,

상기 연료절감 장치는,

상기 연료절감 장치의 상태를 시각/청각 효과를 이용하여 나타내도록 미디어 장치를 포함하는 상태표시부; 및

상기 변환보정 데이터의 변경 또는 상기 연료절감 장치와 외부 장치와의 데이터 송수신을 수행하는 통신부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감 장치.
차량의 엔진에 공급되는 연료를 절감하는 방법에 있어서,

스위치 입력으로 차량운행 모드를 연료절감 모드 또는 정상운전 모드로 선택하는 단계;

차량구동과 관련한 장치에서 측정된 아날로그 신호인 입력신호를 센서신호 입력부에서 입력받아 디지털 신호인 센서신호로 변환하여 제공하는 단계;

중앙제어부에서 상기 스위치 입력 선택을 입력받고, 상기 센서신호를 저장하고, 저장된 상기 센서신호를 일정한 시간간격으로 나누어 그 시간간격에서의 신호변화를 체크하고, 연료절감 제어를 위한 변환보정 데이터를 반영하여 상기 시간간격에 해당하는 가상 출력데이터를 생성하는 단계;

가상신호부에서 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상 출력데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하고, 상기 가상신호의 출력이 정상이 아닌 경우에는 상기 정상운전 모드로 복귀하기 위한 백업신호를 생성하고, 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호를 수집하여 상기 중앙제어부의 명령에 따라 출력을 선택하는 단계; 및

연료모드 전환부에서 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 상기 가상 출력신호 또는 상기 입력신호를 차량 ECU에 제공하는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료절감 방법.
제 7항에 있어서,

상기 가상신호부에서, 상기 가상 출력신호로 변환하여 생성하고, 백업신호를 생성하고, 출력을 선택하는 단계는,

가상신호 출력부에서 상기 가상 출력데이터를 입력받아, 상기 가상신호 출력 데이터에 해당하는 아날로그 신호인 가상 출력신호로 변환하여 생성하는 단계;

상기 가상 출력신호가 상기 연료절감 방법에서 제어가능한 범위 밖의 출력신호를 생성하거나 상기 가상신호 출력부의 이상이 있는 경우, 백업신호 출력부에서 상기 중앙제어부의 명령에 따라 상기 정상운전 모드로 변환하기 위한 아날로그 신호인 백업신호를 생성하는 단계;

가상신호 입력부에서 상기 가상 출력신호 또는 상기 백업신호를 입력받아, 디지털 신호로 변환하여 상기 중앙제어부에 제공하는 단계;

상기 가상신호 입력부로부터 입력받은 신호와 상기 센서신호를 상기 중앙제어부에서의 비교 및 판단에 따라, 상기 가상 출력신호에 따른 연료절감 운전출력 또는 상기 백업신호에 따른 고장운전 출력을 가상신호 출력제어부에서 선택하는 단계; 및

가상신호 제어부에서 상기 가상신호 출력부에서 생성된 상기 가상 출력신호와 상기 백업신호 출력부에서 생성된 상기 백업신호를 수집하고, 상기 가상신호 출력제어부의 명령에 따라 출력을 선택하는 단계;

를 포함하여 구성되고,

상기 연료모드 전환부에서, 모드를 선택하고 선택에 따른 신호를 차량 ECU에 제공하는 단계는,

상기 가상신호 제어부의 선택출력에 따라 상기 연료절감 모드 또는 상기 정상운전 모드를 선택하고, 선택한 모드에 따른 신호를 차량 ECU에 제공하는 것을 특징으로 하는 연료절감 방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

상기 연료절감 방법은,

상기 중앙제어부에서 상기 정상운전 모드를 상기 연료절감 모드로 변경하는데 있어서,

상기 가상신호 제어부에서 연료절감 운전출력을 선택하는 단계;

상기 중앙제어부에서 가상 출력신호의 출력 값을 상기 센서신호의 출력 값으로 동일하게 설정하는 단계;

상기 중앙제어부의 변환보정 데이터를 반영한 상기 가상 출력데이터에 따른 출력 값을 상기 가상 출력신호의 목표출력으로 설정하는 단계;

고장 발생 진단 또는 스위치 입력 여부를 확인하는 단계;

상기 가상 출력신호가 정상인지 확인하는 단계;

상기 연료모드 전환부를 상기 연료절감 모드로 변경하는 단계; 및

상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하도록 제어하는 목표출력 제어 단계;

로 구성된 전환제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감 방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

상기 연료절감 방법은,

상기 중앙제어부에서 상기 연료절감 모드를 상기 정상운전 모드로 변경하는 데 있어서,

상기 중앙제어부에 입력된 상기 센서신호의 출력 값을 상기 가상 출력신호의 목표출력으로 설정하는 단계;

상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하도록 제어하는 목표출력 제어 단계;

고장 발생 진단 또는 스위치 입력 여부를 확인하는 단계;

상기 가상 출력신호가 정상인지 확인하는 단계;

상기 가상 출력신호가 상기 목표출력에 도달하였는지 확인하는 단계; 및

상기 연료모드 전환부를 상기 정상운전 모드로 변경하는 단계;

로 구성된 복귀제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감 방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,

상기 연료절감 방법은,

상기 중앙제어부에서 상기 백업신호 출력부를 통해 상기 정상운전 모드로 변경하는데 있어서,

상기 가상신호 제어부에서 고장운전 출력을 선택하는 단계;

상기 중앙제어부에서 상기 백업신호의 출력 값을 상기 가상 출력신호의 출력 값으로 동일하게 설정하는 단계;

상기 중앙제어부에 입력된 상기 센서신호의 출력 값을 상기 백업신호의 목표출력으로 설정하는 단계;

상기 백업신호가 상기 목표출력에 도달하도록 제어하는 목표출력 제어 단계;

고장 발생 진단 또는 스위치 입력 여부를 확인하는 단계;

상기 백업신호가 정상인지 확인하는 단계;

상기 백업신호가 상기 목표출력에 도달하였는지 확인하는 단계; 및

상기 연료모드 전환부를 상기 정상운전 모드로 변경하는 단계;

로 구성된 백업제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감 방법.