KR100967243B1 - 차량의 운행 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 운행 모니터링 시스템은, 공회전을 예상하면 연료를 절감하기 위해 차량의 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 예상 상황이 종료하면 상기 엔진을 재가동시키는 공회전 제한 모듈; 및 상기 엔진 재가동에 의한 시동을 포함한, 상기 엔진의 시동 회수를 카운트하는 이력 관리 모듈을 포함한다.

연료 절감, 모니터링, 이력 관리, 공회전 제한

Description

차량의 운행 모니터링 시스템{OPERATION MONITORING SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 운행 상태를 모니터링하는 운행 모니터링 시스템 및 이를 포함하는 연료 절감 시스템에 관한 것이다.

유가의 증가추세가 계속 유지될 것으로 전망되는 바, 차량에서의 연료 낭비를 방지할 수 있는 다양한 기술들이 제안되고 있다.

일반적으로, 차량을 운행하기 전에 시동을 걸어 엔진을 작동(공회전)시키게 된다. 특히, 에너지원을 경유로 하는 디젤엔진의 대형차량은 일정시간 동안 차량을 공회전시켜 엔진을 소정온도 이상으로 하여 운행하는 것이 바람직하나, 통상 장기간 엔진을 공회전시키도록 방치하여 불필요한 에너지의 소모를 초래하였고, 이로 인해 차량에서 발생되는 배출가스(매연)로 인한 대기오염을 가중시켜왔다.

일반적으로, 차량의 시동장치는 도 9에 제시되어 있는 바와 같이 차량에 전원을 공급하는 전원장치(1)와, 상기 전원장치로부터 전원을 공급받아 동작되어 차 량의 연료통으로부터 공급되는 액체연료를 공급/차단하는 연료밸브 구동모터(2)와, 차량을 시동시키는 키박스(3)와, 차량내부에 필요한 전원을 공급하는 전기장치 등으로 구성된다.

상기 차량 전원장치(1)를 키박스(3)를 통해 전원을 인가하면 제1릴레이 (RY5)를 도통시켜 메인 퓨즈(4)를 통해 차량 내부의 전기장치에 전원을 공급하며, 또한 제2릴레이(RY6)를 도통시켜 차량의 전원장치(1)에서 공급되는 전류가 릴레이 (RY7)에 흐르게 되어 연료밸브 구동모터(2)의 공급/차단스위치(5)를 개폐시켜 연료를 공급하여 엔진을 동작시킨다.

상기와 같이 구성된 종래의 차량은 별도의 엔진 구동을 제한하는 장치가 없어 엔진의 공회전을 제한할 수가 없게 되어 과도한 공회전으로 인해 불필요한 에너지의 낭비를 가져왔고, 이로 인해 엔진이 수명을 단축시켰으며 그 배출가스의 유해성으로 인해 대기 환경오염을 가중시켜 왔다.

특히, 교통 체증 중인 도로 등에서의 공회전은, 차량의 연료 낭비의 주된 원인이 되며, 이를 방지하기 위해 하이브리드 자동차가 개발되었고, 다양한 공회전 방지 기술들이 제안되었다.

연료 절감을 위한 공회전을 수행하면, 연료를 절감할 수 있지만, 빈번해지는 엔진 시동에 의해 일부 부품 또는 부속품(이하, 부품이라 약칭함)의 수명을 단축시킬 수 있다. 상기 일부 부품의 일례로서 엔진의 시동을 위한 시동 모터, 시동 릴레이, 및/또는 엔진 정지를 위한 연료 컷 밸브 등을 들 수 있다.

상기 시동 장치의 수명 단축에 따라, 시동 장치의 교체 비용이 증가하지만, 공회전시 엔진을 정지시키는 것에 따른 연료비 절감 효과에 비하여 미미한 수준이다. 따라서, 공회전시 엔진을 정지시키는 것이 보다 경제적임은 자명하나, 차량의 안전하고 원할한 운행을 보장하기 위해서는 상기 점화 장치의 교체가 적절한 시기에 이루어져야 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 원할한 운행을 보장할 수 있는 연료 절감 시스템 또는 운행 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 연료 절감 시스템은, 공회전을 예상하면 연료를 절감하기 위해 차량의 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 예상 상황이 종료하면 상기 엔진을 재가동시키는 공회전 제한 모듈; 및 상기 엔진 재가동에 의한 시동을 포함한, 상기 엔진의 시동 회수를 카운트하는 이력 관리 모듈을 포함한다.

여기서, 상기 연료 절감 시스템은, 상기 엔진의 시동 회수에 따라 결정되는 정보를 사용자에게 전달하는 통보 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 구성에 따른 본 발명의 연료 절감 시스템 또는 운행 모니터링 시스템을 실시하면, 연료를 절감하면서도 원할한 운행을 보장할 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료 절감 시스템 또는 운행 모니터링 시스템에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 하기 설명에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

공회전(idling)의 사전적 의미는 '기관(즉, 엔진)을 무부하 상태로 회전시키는 것'이다.

공회전 상황(situation)은 공회전이 발생할 수 있는 조건들이 만족되어 있는 상황으로서, 일반적인 차량의 경우 공회전이 발생한다. 그러나, 차량이 공회전 상황에 있어도, 본 발명의 사상에 따르는 경우 공회전이 발생하지 않는다. 이점에 있어서 용어 '공회전'과 '공회전 상황'은 구별된다.

또한, 하기 설명에서 공회전이 발생할 수 있는 조건들이 만족되어 있다가, 해제되는 것을 '공회전 종료'라고 칭하겠다. 상기 공회전 상황 또는 공회전 종료를 판단하게 하는 조건들은 다수개의 조건들이 다양한 조합들로 적용될 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 연료 절감 시스템은, 차량의 공회전 상황에서 연료를 절감하기 위해 엔진을 정지시키는데, 이하, 이를 '간이 정지'라 칭하겠다.

상기 '간이 정지'는, 일반적인 엔진의 정지와 다소 차이가 있다. 상기 연료를 절감하기 위해 엔진을 간이 정지시키는 '간이 정지'는, 엔진의 상태를 원활하게 보존할 수 있는 조건에서, 연료를 소모하는 엔진의 동작을 일시 멈춘다는 것을 의미한다.

예컨대, 상기 '간이 정지' 동작은, 엔진(실린더 내부)으로 연료를 공급하는 연료 펌프의 가동을 정지시키고, 점화 장치의 가동을 정지시키는 것이 될 수 있다.(이때, 점화 장치는, 디젤 엔진의 경우 가압 착화 장치이고, 가솔린 엔진의 경우 점화 플러그이다.)

예컨대, 상기 '간이 정지' 동작에 포함되지 않는 동작으로, 엔진의 각 마찰 부분에 윤활유를 공급하는 동작이 될 수 있다.

본 발명의 구성요소들은 그 기능별로, 공회전 제한 모듈; 이력 관리 모듈 및 통보 모듈로 구분할 수 있다. 하기 설명에서, 상기 공회전 제한 모듈; 이력 관리 모듈 및 통보 모듈을 모두 포함하는 구성을 연료 절감 시스템이라 칭하며, 이력 관리 모듈 및 통보 모듈을 포함하는 구성을 운행 모니터링 시스템라 칭하겠다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 절감 시스템을 도시한다.

도 1에 도시한 바와 같은 본 발명의 연료 절감 시스템은, 차량이 공회전 상황에서 엔진을 간이 정지시키기 위한 공회전 제한 모듈(200); 상기 엔진의 시동을 위한 부품의 교체 여부를 판단하는 이력 관리 모듈(300); 및 상기 엔진의 시동을 위한 부품의 교체에 대한 정보 및/또는 차량 운행 패턴을 사용자에게 통보하기 위한 통보 모듈(400)로 이루어질 수 있다.

차량의 각종 센서들을 구비하는 센서 모듈(500)의 센싱값들은 상기 공회전 제한 모듈(200)로 입력되어, 공회전 상황 또는 공회전 종료를 판단하는데 이용될 수 있다. 한편 상기 센싱값들은 상기 통보 모듈(400)로 전달되어, 사용자에게 통보하는 정보를 생성하는데 이용될 수 있다. 도면에서는 상기 센서 모듈(500)이 속도 센서 및 RPM 센서를 구비하는 것으로 구현하였지만, 다른 센서들을 구비할 수 있음은 당연하다. 예컨대, 상기 센서 모듈(500)은 하기 도 8에 도시된 각종 센서들을 구비할 수 있다.

도시한 바와 같이, 상기 공회전 제한 모듈(200)은, 시동/정지 모듈(600)(예 : 시동 모터)의 동작을 제어하는 신호를 출력한다. 상기 시동/정지 모듈(600)의 동작을 제어하는 신호는 상기 이력 관리 모듈(300)의 시동 카운터(320)에 의해 카운트 되고, 그 결과 상기 시동 카운터(320)는 카운터가 리셋된 시점부터 시동 회수를 기록하게 된다.

상기 시동/정지 모듈(600)은, 엔진의 시동을 위한 장치 및/또는 엔진의 정지를 위한 부품을 포함한다. 엔진의 시동을 위한 부품으로는, 배터리에 충전된 전원에 의해 엔진의 시동시 구동되는 시동 모터; 및 상기 시동 모터를 가동시키는 시동 스위치 장치(예 : 시동 릴레이)가 있다. 엔진의 정지를 위한 장치로는, 엔진에 연료가 공급되는 것을 중단시키기 위한 연료 컷 밸브(디젤 차량의 경우 엔진 스톱 모터)가 있다. 상기 예시한 장치들은 기계적인 동작을 수행하는 부품들로서, 그 사용 회수에 제한이 존재한다.

본 발명의 사상에 따라 상기 시동 카운터(320)에 기록된 시동 회수로부터 상기 시동/정지 모듈에 포함된 부품들의 남은 사용 회수를 판단하고, 교체 시기를 판단할 수 있다.

( 서버형 실시예 )

도 2에 도시한 실시예의 연료 절감 시스템은, 차량에 설치되는 공회전 제한 모듈(200) 및 이력 관리 모듈(301)과, 차량 외부의 별도의 장소에 위치하는 서버 형태의 통보 모듈(401)로 이루어진다.

도시한 실시예의 차량의 운행 모니터링 시스템(301, 401)는, 차량에 설치된 감지 장치로부터 중앙 서버가 데이터를 취합하여 정리하는 기능을 수행한다. 본 실시예에 따른 차량의 운행 모니터링 시스템(301, 401)는, 버스 회사나 택시 회사 같이 다수 대의 차량을 운용하는 환경에 적용할 수 있다.

도시한 실시예의 공회전 제한 모듈(200)은, 공회전을 예상하고, 공회전 예상 상황의 종료를 판단하는 공회전 예상부; 및 상기 공회전 예상부에서 공회전이 예상된다고 판단하면, 연료를 절감하기 위해 차량의 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 예상 상황의 종료를 판단하면, 차량의 엔진을 재가동시키는 연료 절감 제어부를 포함할 수 있다.

도시한 실시예의 상기 이력 관리 모듈(301)은, 상기 엔진의 시동의 회수를 카운트하는 시동 카운터(321); 및 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체에 대한 정보를 기록하는 교체 기록부(341)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이력 관리 모듈(301)은, 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체 여부를 판단하는 교체 판단부(361); 및 상기 통보 모듈(401)과 데이터 통신용 무선 채널을 형성하기 위한 통신부(311)를 더 포함할 수 있다.

구현에 따라, 상기 교체 판단부(361)를 상기 통보 모듈(401)의 내부 구성요소로 구성할 수 있다. 그러나, 운전자도 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체를 통보받을 수 있는 점에서, 도시한 바와 같은 구성이 바람직하다.

도시한 본 실시예의 통보 모듈(401)은, 상기 이력 관리 모듈(301)과 데이터 통신용 채널을 형성하기 위한 통신부(411); 공회전 상황 및/또는 공회전의 패턴을 파악하는 공회전 패턴 파악부(441); 및 상기 공회전 패턴 및/또는 상기 '엔진의 시동에 필요한 부품의 교체'에 대한 정보를 사용자에게 디스플레이하기 위한 디스플레이부(431)를 포함한다.

상기 공회전 패턴 파악부(441)는 공회전 관련 패턴 뿐만 아니라, 속도나 rpm 등 일반적인 운행 파라미터에 관련된 패턴을 파악하도록, 운행 패턴 파악부로서 구현할 수 있다.

구현에 따라, 상기 통보 모듈(401)은, 상기 디스플레이부 대신, 또는 상기 디스플레이부와 함께, 공회전 패턴 및/또는 상기 '엔진의 시동에 필요한 부품의 교체'에 대한 정보를 포함하는 보고서를 작성하는 리포팅부(421)를 (더) 포함할 수 있다.

도 3a 및 3b는 도 2의 리포팅부(421)가 작성한 보고서의 일 실시예를 도시한다. 도면 표시의 편의상 2개의 부분으로 나누어 표현하였지만, 구현에 따라서는 하나의 표로 이루어질 수 있다. 도시한 보고서와 유사한 이미지가 디스플레이부(431)에 디스플레이하도록 구현할 수 있음은 물론이다.

도시한 보고서는, 상기 통보 모듈이 접속할 수 있는 이력 관리 모듈들이 설치된 차량의 식별 번호별로 레코드를 가지고 있다. 즉, 하나의 통보 모듈로 다수개의 이력 관리 모듈들과 접속하여 데이터를 취합할 수 있는데, 상기 각 이력 관리 모듈을 식별하기 위해, 그것이 설치된 차량의 식별번호를 이용할 수 있다.

도시한 보고서는, 일반적인 차량의 운행 상황을 나타내는 필드로서, 주유량, 계산된 연비, 운행시간, 운행거리를 구비할 수 있으며, 상기 운행시간 및/또는 운행거리를, 공회전 제한 모듈을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우로 구분하여 나타낼 수 있다.

도시한 보고서는, 공회전 제한 모듈의 사용에 따른 효과를 나타내기 위한 필드로서, 운행중 차량의 정지 시간, 공회전 시간, 공회전 방지율, 급가속 회수, 급가속 누적시간을 구비할 수 있다.

한편, 도시한 보고서는, 효과 비교를 위한 추가 필드로서, 공회전 제한 모듈을 사용하지 않을 때의 급가속 회수, 급가속 누적시간을 구비할 수 있다.

한편, 도시한 보고서는, 엔진의 시동/정지에 필요한 부품의 교체 시기를 알려주기 위한 필드로서, 시동모터 사용회수, 연료 컷 밸브 사용회수 등을 포함할 수 있다. 또한, 엔진의 시동/정지에 필요한 부품의 교체 시기를 알려주기 위한 다른 필드로서, 시동 릴레이 사용회수, 엔진 스톱 모터 사용회수 등을 포함할 수 있다.

또한, 공회전 제한 모듈의 사용 여부를 판단하는데 중요한 조건인 배터리 평균 전압에 대한 필드를 구비할 수 있다.

상기 운행 중 차량의 정지 시간은 차량에 설치된 일반적인 속도계가 0의 범 위인 시간을 누적하여 얻을 수 있다. 상기 공회전 시간은 상기 차량의 정지시간 중 엔진이 가동된 시간을 누적하여 얻을 수 있다. 상기 공회전 방지율은 "((차량의 정지시간 - 공회전 시간) / 차량의 정지시간)×100%" 의 수식으로 산정할 수 있다.

공회전 제한 모듈을 사용하는 경우, 운전자의 운전 습관에 따라서는, 급가속이 빈번해 질 수 있다. 따라서, 공회전 제한 모듈의 사용에 따른 급가속 패턴의 악화를 살펴보기 위하여 상기 급가속 관련 데이터에 대한 필드를 구비할 수 있다. 도면에서는 급가속 회수 및 급가속 누적시간을 이용하였지만, 단위 시간당 급가속 회수, 각 급가속시점에서의 급가속 유지시간의 평균, 단위 시간당 급가속 시간의 비율 등을 이용할 수도 있다.

도 4는 도 2의 디스플레이부에서 실시간적으로 디스플레이되는 운행 모니터링 프로그램의 일 실시예를 도시한다.

상기 운행 모니터링 프로그램의 실행에 따른 도시한 인터페이스 화면은, 상기 통보 모듈을 이루는 서버 상에서 디스플레이될 수도 있지만, 상기 서버에 접속된 클라이언트 상에서 디스플레이될 수도 있다.

예컨대, 상기 서버에서, 클라이언트 컴퓨터로 운행 모니터링 프로그램의 클라이언트측 어플리케이션을 다운로드할 수 있으며, 이를 다운로드 받아 설치한 상기 클라이언트 컴퓨터에서 상기 클라이언트측 어플리케이션을 실행하면, 도 4의 인터페이스 화면이 디스플레이될 수 있다.

도시한 운행 모니터링 프로그램의 인터페이스 화면은, 운행 모니터링 프로그 램의 각 동작에 대한 메뉴들을 구비하는 메뉴 바 영역(R8); 차량에 설치된 각종 센서들의 상태를 표시하는 입력 상태 표시 영역(R5); 차량의 각 부분을 제어하기 위한 공회전 방지 모듈의 출력 신호의 상태를 표시하는 출력 상태 표시 영역(R6); 차량의 운행 상태의 실시간적으로 변동하는 패턴을 도시하는 실시간 그래프 영역(R1); 공회전 방지 모듈과 관련된 경고 메시지를 사용자에게 통보하기 위한 경고 표시 영역(R4); 및 접속된 이력 관리 모듈이 장착된 차량의 정보를 표시하는 차량 표시 영역(R9)을 구비할 수 있다.

상기 메뉴 바 영역(R8)의 '차량' 메뉴를 활성화하여, 상기 운행 모니터링 프로그램이 디스플레이하는 차량을 변경할 수 있다. 이 경우, 상기 운행 모니터링 프로그램이 실행되는 서버는, 상기 '차량' 메뉴에 따라 변경된 차량에 설치된 이력 관리 모듈과 접속하게 된다. 이에 따라, 상기 차량 표시 영역(R9)이 갱신될 뿐만 아니라, 다른 영역들도 해당 차량에 대한 정보들로 갱신된다.

상기 입력 상태 표시 영역(R5)에는, 도시한 바와 같이, 브레이크의 작동 상태에 대한 플래그, 기어 중립에 대한 플래그, 간이 시동 스위치에 의한 시동을 표시하는 플래그, 에어컨 fan 등 전력 소모 부품의 구동을 표시하는 플래그 등을 구비할 수 있다. 여기서, 간이 시동 스위치는 본 발명의 사상에 따라 엔진이 간이 정지된 상태에서, 사용자가 의도적으로 엔진을 재가동시키기 위한 것이다.

상기 출력 상태 표시 영역(R6)에는, 도시한 바와 같이, 엔진의 시동 모터를 구동함을 나타내는 플래그, 공회전 제한을 위한 엔진의 간이 정지시 안전을 위해 소정의 요소들(예 : 가속페달, 시동키)을 차단함을 나타내는 플래그, 엔진의 간이 정지시 배터리 방전 방지를 위해 전력 소모 요소들(예: 에어컨 팬, 에어컨, 히터)의 구동을 제한함을 나타내는 플래그 등을 구비할 수 있다.

도시한 상기 실시간 그래프 영역(R1)에는 차량의 속도 및 RPM값의 실시간적인 변화 패턴이 디스플레이된다. 속도가 '0'인데 '0'아닌 RPM값을 가지면 공회전이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 디스플레이 되는 패턴을 통해 사용자는 차량의 공회전 패턴을 파악할 수 있다. 또한, 상기 실시간 그래프 영역(R1)과 함께 또는 이를 교체하여, 비쥬얼 표시 영역(R10)을 구비할 수 있다. 상기 비쥬얼 표시 영역(R10)은 차량의 계기판의 형태와 유사하게 차량의 상태를 나타낸다.

또한, 배터리 전압 감지 센서나 기울기 센서 등 각 센서의 센싱값을 일대일로 표시하는 센서 표시 영역(R3)을 더 구비할 수 있다.

구현에 따라, 사용자가 임의로 상기 모니터링 프로그램 상의 메뉴를 조정하여, 상기 실시간 그래프 영역(R1)에 표시되는 파라미터를 결정할 수 있다.

상기 경고 표시 영역(R4)에는, 급가속 발생을 표시하는 플래그, 배터리 전압이 낮음을 표시하는 플래그를 구비할 수 있다. 또한, 엔진의 시동/정지에 필요한 부품의 교환이 필요함을 표시하는 플래그를 구비할 수 있다.

(장치형 실시예 )

도 5에 도시한 실시예의 차량의 운행 모니터링 시스템은, 차량에 설치된 모니터링 장치에서 차량의 운행 상태를 감지하고, 그 판단 결과를 운전자에게 통보한다. 본 실시예에 따른 차량의 운행 모니터링 시스템은, 개인 운전자에게 차량 관리 의 편의성을 제공할 수 있다.

도시한 운행 모니터링 시스템은, 도 1의 이력 관리 모듈(300) 및 통보 모듈(400)이 모두 차량에 장착되며, 일체형으로 구현될 수 있다.

도시한 실시예의 공회전 제한 모듈(200)은, 공회전을 예상하고, 공회전 예상 상황의 종료를 판단하는 공회전 예상부; 및 상기 공회전 예상부에서 공회전이 예상된다고 판단하면, 연료를 절감하기 위해 차량의 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 예상 상황의 종료를 판단하면, 차량의 엔진을 재가동시키는 연료 절감 제어부를 포함할 수 있다.

도시한 운행 모니터링 시스템(302)는, 상기 엔진의 시동 회수를 카운트하는 시동 카운터(322); 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체에 대한 정보를 기록하는 교체 기록부(342); 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체 여부를 판단하는 교체 판단부(361); 및 상기 '엔진의 시동에 필요한 부품의 교체'에 대한 정보를 사용자에게 통보하기 위한 통보 수단(422)을 포함한다.

구현에 따라, 상기 운행 모니터링 시스템(302)는, 공회전 상황 및/또는 공회전의 패턴을 파악하는 공회전 패턴 파악부(441)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 통보 수단(422)은, 상기 공회전 패턴을 사용자에게 통보하는 디스플레이 장치를 구비할 수 있다.

구현에 따라, 상기 운행 모니터링 시스템(302)은, 도시한 공회전 제한 모듈(200)과 일체형으로 형성될 수 있다.

상기 통보 수단(422)은, 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체를 경고하는 경고 램프일 수 있다.

도 6은, 본 실시예의 운행 모니터링 시스템의 외형을 도시한다. 도시한 바와 같이, 상기 운행 모니터링 시스템의 외부 케이스에는, 각종 센서들의 센싱값을 입력받기 위한 입력 단자들(P1) 및 차량의 각 구성요소에 대한 제어 신호를 출력하기 위한 출력 단자들(P2)을 구비할 수 있다.

또한, 도시한 운행 모니터링 시스템의 외부 케이스에는, 상기 통보 수단(422)으로서, 엔진의 시동에 필요한 부품의 교체를 경고하는 경고 램프들(L)을 구비할 수 있다.

또한, 도시한 운행 모니터링 시스템의 외부 케이스에는, 브레이크의 작동 상태를 나타내는 램프, 기어 중립 상태를 나타내는 램프, 간이 시동 스위치에 의한 시동을 나타내는 램프, 에어컨 fan 등 전력 소모 부품의 구동을 나타내는 램프, 엔진의 시동 모터를 구동함을 나타내는 램프, 공회전 제한을 위한 엔진의 간이 정지시 안전을 위해 소정의 요소들(예 : 가속페달, 시동키)을 차단함을 나타내는 램프, 엔진의 간이 정지시 배터리 방전 방지를 위해 전력 소모 요소들(예: 에어컨 팬, 에어컨, 히터)의 구동을 제한함을 나타내는 램프, 급가속 발생을 나타내는 램프, 배터리 전압이 낮음을 나타내는 램프, 엔진의 시동/정지에 필요한 부품의 교환이 필요함을 나타내는 램프 등을 더 구비할 수 있다.

예컨대, 간이 정지에 따라 에어컨이나 히터가 정지된 경우, 이에 해당하는 램프를 턴온시켜 사용자에게 통보할 수 있다. 이 경우, 사용자는 에어컨 또는 히터의 정지에 따라, 실내의 쾌적도가 떨어질 수 있음을 인지하고, 필요시 간이 시동 스위치 등을 이용해, 의도적으로 엔진을 재가동할 수 있다.

예컨대, 간이 정지를 포함한 엔진의 정지나 시동으로 인하여, 시동 모터의 수명이 가깝다고 판단하면, 이에 해당하는 램프를 턴온시켜 사용자에게 시동 모터의 교체를 경고할 수 있다.

도 7은 본 발명의 사상에 따른 공회전 제한 모듈로 적용될 수 있는 공회전 제한 장치의 일 실시예를 도시한 것이다. 도시한 공회전 제한 장치는 버스를 위한 것이다.

도시한 차량의 공회전 제한 장치(201)는, 공회전이 발생할 것으로 예상되는 상황을 미리 판단하고, 공회전의 종료를 판단하는 공회전 예상부(1101); 버스에 설치된 배터리(12)의 충전량을 감지하기 위한 충전 감지부(1301); 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키기 위한 연료 절감 제어부(1201); 버스가 경사로에서 밀리지 않기 위해 필요한 지지력을 계산하는 지지력 계산부(1401); 상기 연료 절감 제어부가 버스의 엔진을 간이 정지시켰을 때, 기어(14)의 변경을 차단하는 기어 차단부(1701); 상기 연료 절감 제어부가 엔진을 간이 정지시키면, 헤드라이트 및 냉/난방 장치를 동시에 정지시키고, 상기 연료 절감 제어부가 엔진을 재가동시키면, 상기 헤드라이트를 재가동시키고, 배터리의 충전량이 기준치 이상인가를 확인하여 기준치 이상인 경우(또는 상기 헤드라이트의 재가동 이후 소정의 대기시 간이 경과하면) 상기 냉/난방 장치를 재가동시키는 배터리 방전 방지부(1801); 버스의 엔진 룸의 온도를 감지하기 위한 엔진 온도 감지부(1901); 버스의 실내 온도를 감지하기 위한 실내 온도 감지부(1901); 및 버스의 제동에 사용되는 에어압을 감지하기 위한 에어압 감지부(1331)로 이루어질 수 있다.

상기 연료 절감 제어부(1201)는, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전이 예상된다고 판단하면, 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키고, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전의 종료를 판단하면, 버스의 엔진을 재가동시킬 수 있다.

또는, 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전이 예상된다고 판단하고 상기 충전 감지부(1301)에서 감지한 충전량이 기준치보다 많으면, 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키고, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전의 종료를 판단하면, 버스의 엔진을 재가동시킬 수 있다. 이는 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지에 따른 배터리 방전을 방지하기 위한 것이다.

그러나, 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 상기 공회전 예상부(1101) 및 충전 감지부(1301)의 출력 신호들에 대한 판단 결과, 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지하는 것이 필요한 상황이더라도, 상기 지지력 계산부(1401)에서 계산한 지지력이 기준치 보다 높으면 버스 엔진을 간이 정지시키지 않을 수 있다. 이는 비탈길에서 버스의 밀림을 방지하기 위한 것이다.

또는, 상기 엔진 온도 감지부(1901)에서 감지한 온도가 기준치 보다 낮은 경우에도 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키지 않을 수 있다. 이는 엔진이 충분히 예열되지 않은 상태에서 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지를 금지하기 위한 것이다.

또는, 버스의 브레이크에 가해지는 제동압(별도의 브레이크 센서로 감지하도록 구현할 수 있다)을 감지하는 구현의 경우, 상기 제동압이 기준치보다 크면 버스 엔진을 간이 정지시키지 않을 수 있다. 이는 버스가 비탈길에서 멈춰선 경우 브레이크에 가해지는 제동압이 큰 것을 이용하여, 비탈길에서 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지를 금지하기 위한 것이다.

또는, 구현에 따라 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전이 예상된다고 판단하면 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키고, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전의 종료를 판단하거나 또는 상기 에어압 감지부(1330)에서 감지한 에어압이 기준치보다 적으면 버스의 엔진을 재가동시킬 수 있다.

또는, 구현에 따라 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전이 예상된다고 판단하고 상기 에어압 감지부(1330)에서 감지한 에어압이 기준치보다 많으면, 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키고, 상기 공회전 예상부(1101)에서 공회전의 종료를 판단하면 버스의 엔진을 재가동시킬 수 있다.

또한, 상기 버스의 연료 절감 장치(201)는, 탑승자의 양으로 인한 버스의 무게를 감지하는 무게 감지부(1481); 및 상기 버스의 중력에 대한 기울기를 감지하기 위한 기울기 감지부(1482)를 더 구비할 수 있고, 이 경우 상기 지지력 계산부(1401)는, 상기 무게 감지부(1481)가 감지한 버스의 무게 및 상기 기울기 감지부(1482)가 감지한 기울기로부터 버스가 밀리지 않기 위해 필요한 지지력을 계산한다.

또한, 상기 버스의 연료 절감 장치(201)는, 출입문이 열렸을 때 가속 패달(13)의 작동을 불활성화시키기 위한 개문 발차 방지 장치(1501)를 더 구비할 수 있고, 이 경우 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 운행 중인 기어단수에 비해 RPM이 높다고 판단되면, 상기 개문 발차 방지 장치(1501)를 작동시켜 가속 패달(13)의 작동을 불활성화시킬 수 있다.

또한, 상기 버스의 연료 절감 장치(201)는, 운전자로부터 엔진의 재가동을 지시받을 수 있는 재가동 조작부(1607)를 더 구비할 수 있고, 이 경우 상기 공회전 예상부(1101)는, 엔진의 재가동 지시를 입력받으면 공회전의 종료로 판단할 수 있다.

상기 공회전 예상부(1101)는, 앞으로 다가오는 소정의 시간 동안 차량이 공회전 상황에 있을 것인가를 미리 예상하기 위한 구성이다. 상기 소정의 시간은 엔진을 잠시 꺼두었다 다시 가동시켜도 엔진에 무리나 연료 낭비가 없는 조건의 시간이다.

상기 공회전 예상부(1101)는 공회전을 예상하기 위한 판단의 근거가 되는 파라미터들을 수집하기 위해 다양한 감지 장치들을 구비하고, 상기 파라미터들로부터 공회전 예상을 판단하기 위한 일종의 연산 장치를 구비할 수 있다.

상기 공회전 예상부(1101)의 연산 장치는, 다른 동작들을 수행하는 CPU의 내부 모듈로 구현될 수도 있다. 상기 공회전 예상부(1101)의 구체적인 구조에 대해서는 후술하겠다.

상기 충전 감지부(1301)는 버스에 설치된 납 축전지와 같은 배터리(12)의 충전량을 감지하기 위한 것이다. 배터리의 충전량을 판단하는 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 그 결과 또한 on/off 값, 디지털값 또는 아날로그값으로 출력하도록 구현할 수 있다.

상기 연료 절감 제어부(1201)는 상기 공회전 예상부(1101), 온도 감지부(1901, 1902), 지지력 계산부(1401), 충전 감지부(1301) 및 에어압 감지부(1331)의 출력 신호들을 입력받아 소정의 연산을 수행하여, 연료를 절감하기 위해 엔진을 간이 정지시키기 위한 신호를 출력하고, 엔진을 간이 정지된 중 다시 엔진을 가동시켜야 하는 상황이 되면 엔진을 재가동시키기 위한 신호를 출력한다.

상기 엔진을 간이 정지시키기 위한 신호 및 엔진을 재가동시키기 위한 신호는, 엔진 펌프 및 점화 장치 등의 동작을 제어하는 스위치를 개폐하도록 구현될 수 있다. 상기 연료 절감 제어부(1201)는 다른 기능을 위한 연산도 수행하는 CPU의 내부 모듈로 구현될 수도 있다.

상기 엔진 온도 감지부(1901)는 엔진 룸의 온도를 직/간접적으로 측정하기 위한 것이다. 직접 엔진 룸의 온도를 측정하도록 구현할 수도 있지만, 비용 문제상 실제로는 엔진 룸과 가까우며, 엔진 룸의 온도에 따라 온도가 변하는 지역에 설치된 온도 센서로 구현하는 것이 바람직하다.

상기 엔진 온도 감지부(1901)가 구비된 경우, 상기 연료 절감 제어부(1201)는 공회전이 발생한 상황에서도, 상기 엔진 온도 감지부(1901)가 감지한 온도값이 소정의 기준 온도보다 낮으면, 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지시키지 않도록 구현할 수 있다.

겨울철과 같이 엔진의 가동을 위해 예열이 필요한 환경에서, 공회전이라고 엔진을 간이 정지시켜면, 다시 시동시키는데 오히려 연료 효율을 떨어뜨리고, 버스의 피로도를 누적시키는 바, 상기 구현에 따르면 이와 같은 환경에서 공회전에도 엔진의 가동을 유지시키는 이점이 있다. 따라서 상기 소정의 기준 온도는 원할하게 엔진이 가동될 수 있는 온도가 될 것이다.

상기 무게 감지부(1481)는, 승객들의 승하차에 따라 버스의 중량이 실시간적으로 변동하는 것을 감지하기 위한 것으로, 버스의 차축에 구비된 스프링 장치에 설치된 센서로 구현할 수 있다. 예컨대, 유압식 또는 기계식 스프링의 변위를 감지하는 센서로 구현하거나, 유압식 스프링의 유압을 감지하는 센서로 구현할 수 있다.

상기 기울기 감지부(1482)는 버스 차체의 중력 방향에 대한 기울기를 감지하기 위한 것으로 이를 통해, 버스가 운행하는 비탈길의 기울기를 알 수 있다. 상기 기울기 감지부(1482)는 시중에 널리 사용되고 있는 2축 또는 3축 가속도 센서나 중력 감지 센서 등으로 구현될 수 있다.

상기 지지력 계산부(1401)는, 버스의 중량과 버스의 기울기로부터 밀리지 않기 위해 필요한 지지력을 계산한다. 상기 지지력은 버스에 승객이 많을수록 증가하고, 기울기가 클수록 증가한다.

상기 지지력 계산부(1401)에서 수행되는 지지력 계산 방법은 종래의 물리적/기계공학적 이론을 바탕으로 한 다양한 것들이 적용될 수 있다. 예컨대, 차량의 전체 무게에 대하여 중력으로 인해 받는 힘을 M이라 하고, 도로의 수평면에 대한 기울기 각도를 θ라 하면, 단순히 빗면에서 빗면에 평행인 방향으로 중력에 의해 받는 힘(F)을 계산하면, F = M × sin θ 가 된다. 상기 힘(F)은 본 발명의 사상에 따른 지지력으로 적용될 수 있다.

단순히 비탈길의 기울기만을 고려하여 '연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지'의 허용여부를 결정하면, 승객이 거의 없어 다소 작은 기울기의 비탈길에서는 밀릴 염려가 없는 경우에도 공회전시 엔진 가동을 유지하여, 연료 낭비가 발생할 수 있다.

반면, 본 실시예에서는 상기 지지력 계산부(1401)를 이용하여, 버스가 비탈길에서 뒤로 밀리지 않기 위해 필요한 지지력을 고려하여 '연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지'의 허용여부를 결정함으로써, 비탈길에서 안전을 확보하면서도 보다 효율적으로 연료를 절감할 수 있다. 이는 버스와 같이 차량의 중량 변 화가 심한 환경에 더욱 유용하다.

상기 기어 차단부(1701)는, 본 발명의 사상에 따라 연료를 절감하기 위해 버스의 엔진을 간이 정지한 상태에서 변속 기어가 변경되면 사고의 위험이 높아지기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다. 일반적으로 자동 변속기 차량에서는 주차 모드일때만 시동이 걸리고, 엔진의 시동이 정지된 상태에서는 기어 변경의 범위가 제한되므로 상기 위험이 존재하지 미미하지만, 수동 변속기 차량의 경우 상기 위험이 존재한다.

상기 기어 차단부(1701)는, 수동 변속기 버스의 경우 클러치 패달에 대한 불활성화 장치로 구현할 수 있고, 자동 변속기 버스의 경우 변속기 조작봉을 잠그는 장치에 잠그라는 신호를 보내는 구조로 구현할 수 있다.

상기 개문 발차 방지 장치(1501)는 새롭게 제시하는 구성이 아니고, 기존의 버스에 일반적으로 설치된 구성이다. 즉, 상기 개문 발차 방지 장치(1501)는 출입문이 열려진 상황에서는 운전자가 가속 페달을 밟아도, 가속 페달이 밟히지 않거나, 가속 페달이 밟아져도 가속이 이루어지지 않도록 하기 위한 것이다.

버스의 연료를 절감하기 위한 다른 사상으로, 수동 변속기 버스에서 기어 변속없이 RPM이 높아지는 것을 방지하고자 한다. 이를 위해 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 현재 속도와 변속 기어의 위치 및 RPM값을 입력받아, 기어 변속이 필요한 상황에서 RPM이 높아지고 있다고 판단하면, 가속 페달 등 가속기(accelerator)를 불활성화시키는 것이 바람직하다.

그런데, 이를 위해 별도의 가속기 불활성화 장치를 구현하기보다는, 일반적인 버스에 이미 존재하는 상기 개문 발차 방지 장치(1501)를 이용할 것을 본 실시예에서는 제안한다.

즉, 상기와 같이 운행 중인 기어단수에 비해 RPM이 높다고 판단되면, 이미 일반적인 버스에 구비된 상기 개문 발차 방지 장치를 작동시켜 가속 패달(13)의 작동을 불활성화시키면, 본 사상을 적용하기 위한 제조 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

한편, 버스의 브레이크의 작동 상태를 보다 세부적으로(즉, 보다 많은 단계로) 획득하기를 원하면, 상기 브레이크 센서를 브레이크에 가해지는 제동압(유압식 브레이크의 경우 제동시 유압으로 측정하고, 에어 브레이크의 경우 제동시 에어압을 측정하는 것이 용이할 것이다)을 감지하도록 구현할 수 있다. 이 경우, 상기 공회전 예상부(101)가 포함하는 상기 제동압 감지 방식의 브레이크 센서를 구비할 것이다.

이 경우, 상기 연료 절감 제어부는, 상기 브레이크 센서가 감지한 제동압이 기준치보다 크면 버스 엔진을 간이 정지시키지 않도록 구현할 수 있다. 이는 제동압이 많은 상태에서 정지한 경우는 비탈길에서 정지한 경우라 판단하여, 안전을 위해 버스가 밀리지 않도록 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지를 금지하기 위한 것이다.

상술한 연료 절감 제어부(1201)에 의해 수행되는 과정들은, 연료 절감을 위해 엔진을 간이 정지시킬 때 소정 조건들을 검사하는 과정으로 이루어져 있다. 또한, 구현에 따라 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지 중 엔진을 다시 재가동 시키기 위한 조건들로 상기 조건들을 적용할 수도 있다.

예컨대, 상기 연료 절감 제어부(1201)는, 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지 상태에서, 충전 감지부(1301)로부터 입력받은 배터리 충전량이 소정의 기준치 보다 적으면, 엔진을 재가동할 수 있다.

또는, 상기 연료 절감 제어부(201)는, 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지 상태에서, 실내 온도 감지부(902)로부터 입력받은 실내 온도가 소정의 기준치 보다 높으면, 엔진을 재가동할 수 있다.

또는, 상기 연료 절감 제어부(201)는, 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지 상태에서, 엔진 온도 감지부(901)로부터 입력받은 엔진 온도가 소정의 기준치 보다 낮으면, 엔진을 재가동할 수 있다.

또는, 상기 연료 절감 제어부(201)는, 연료 절감을 위한 엔진의 간이 정지 상태에서, 상기 지지력 계산부(401)에서 계산한 지지력이 기준치 보다 높으면 버스 엔진을 재가동할 수 있다.

도 8은 도 7의 공회전 예상부(1101)로 적용될 수 있는 회로에 대한 일 실시예의 구조 및 그 연결 구조를 도시한다.

도시한 공회전 예상부(1101)는, 변속 기어의 위치를 감지하는 기어 위치 감 지 센서(1183); 제동 장치들의 작동 상태를 감지하는 브레이크 센서(1181, 1182); 버스의 속도를 감지하기 위한 속도 센서(1184); 및 상기 센서들의 감지값들로부터 공회전 예상 여부를 판단하기 위한 연산기(1112)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 공회전 예상부(1101)는, 앞차와의 거리를 감지하기 위한 거리 감지 센서(1185); 버스 출입문의 개폐를 감지하는 개문 감지 센서(1188); 가속 페달의 위치를 감지하기 위한 가속페달 센서(1189); 및 엔진의 RPM을 감지하기 위한 RPM 센서(1186)를 더 구비할 수 있다.

도면에서, 각 센서들의 출력은 포토 커플러를 경유하여, 공회전 예상부의 연산기(1112)로 입력되지만, 구현에 따라 직접 입력하거나 다른 입력단 버퍼 회로를 경유하여 입력될 수도 있다.

상기 기어 위치 감지 센서(1183)는 변속 기어의 위치, 즉, 기어가 몇단에 맞춰져 있는 가를 감지하기 위한 것이다. 일반적으로 자동 변속기 차량에서는 자동 변속기 세트로부터 기어의 위치를 입력받을 수 있으므로, 이를 위한 입력 단자로 상기 기어 위치 감지 센서(1183)를 용이하게 구현할 수 있다.

수동 변속기 차량의 경우 기어봉이 기어 단수에 따라 위치하게 되는 영역들(슬롯형 영역이 바람직하다)에 구비된 빔 방출소자 - 빔 감지소자의 쌍들로 상기 기어 위치 감지 센서(1183)를 구현할 수 있다(여기서, 빔은 광, 초음파, 적외선 등을 포함하는 직진성 에너지파의 개념이다). 또는 상기 영역에 기어봉의 존재여부에 따른 전기적 특성 변화를 감지하기 위한 통전 감지 소자로 구현할 수 있다. 이 경우 상기 기어봉 표면이 도전성 성질을 가지는 것이 전기적 특성 변화를 크게 할 수 있 어 바람직하다.

상기 브레이크 센서는, 브레이크의 제동압(유압)으로부터 브레이크의 작동 상태를 감지하도록 구현하는 경우, 하나의 센서로 브레이크의 작동 상태를 알 수 있으며, 작동 상태를 보다 많은 단계로 획득할 수 있는 이점이 있으나, 구현이 어렵고 비용이 증대되는 단점이 있다.

도면에서는 브레이크 센서를, 풋 브레이크의 위치를 감지하기 위한 풋 브레이크 센서(1181) 및 사이드(핸드) 브레이크의 위치를 감지하기 위한 사이드 브레이크 센서(1182)로 구현하였다.

상기 풋 브레이크 센서(1181) 및 사이드 브레이크 센서(1182)는, 풋/사이드 브레이크의 레버 또는 이와 연동되어 움직이는 부분이 위치하게 되는 영역들(슬롯형 영역이 바람직하다)에 구비된 위치 감지 수단(빔 방출소자 - 빔 감지소자의 쌍, 또는 통전 감지 소자 등)으로 구현될 수 있다. 또는 운전자의 페달이나 손잡이로의 신체 접촉을 감지할 수 있는 터치 스위치와 같은 접촉 감지 센서로 구현될 수 있다.

상기 풋 브레이크 센서(1181)는, 본 발명의 공회전 제한 장치가 장착된 대상차량의 브레이크가 어떤 상태(운전자의 발이 브레이크 패달위에 올려져 가압되어 있는가 아닌가)에 있는지를 감지하기 구성요소로서, 풋 브레이크 센서(1181)는 대상 차량의 브레이크 페달에 인접하게 설치되어 브레이크 페달이 가압되어 있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 그 결과 버스의 풋 브레이크 상태에 대한 위치신호를 제어기로 출력할 수 있다.

상기 속도 센서(1184)는 버스의 운행 속도를 측정하기 위한 것으로, 별도의 가속도 센서로 구현하거나, 차량의 위치 추적 및 경로 탐색을 위한 GPS 모듈로부터 속도를 입력받도록 구현할 수도 있으나, 단순히 차량에 설치된 속도계로부터 속도값을 입력받도록 구현하는 것이 비용면에서 바람직하다.

상기 RPM 센서(1186)도 일반적인 차량에 설치된 RPM 계측기로부터 RPM값을 입력받도록 구현할 수 있다.

상기 거리 감지 센서(1184)는 버스의 앞차와의 거리를 측정하기 위한 것으로, 레이져와 같은 빔을 발사한 후, 반사하여 되돌아오기까지의 시간으로부터 거리를 측정하는 다양한 수단들 중 하나로 구현할 수 있다.

한편, 일반적인 차량에 설치된 계측기로부터 출력을 입력받도록 구현한다면, 상기 속도 센서(1184)와 엔진RPM 센서(1186)의 출력은 펄스형태의 출력이므로, 이를 D/A컨버터(1188)와 A/D컨버터(1199)를 통해 적절한 형태의 신호로 변환하여 상기 연산기(1112)에 인가하도록 구현할 수 있다.

상기 가속 페달 감지 센서(1189)는, 사용자가 가속 페달을 누르는 동작을 감지하기 위한 것이다. 가속 페달의 구동 부분에 위치한 위치 감지 수단(빔 방출소자 - 빔 감지소자의 쌍, 또는 통전 감지 소자 등)으로 구현할 수도 있고, 가속 페달로의 신체 접촉을 감지할 수 있는 터치 스위치와 같은 접촉 감지 센서로 구현될 수 있다. 또는 운전자의 발과 같은 가속 페달 상부의 물체의 존재를 파악하기 위한 위치 감지 수단으로 구현될 수도 있다.

상기 개문 감지 센서(1188)는, 일반적인 버스 차량에 구비된 구성이며, 본 실시예에서는 상기 공회전 예상부(1101)가 공회전 판단을 위한 데이터로 이용하기 위해, 상기 개문 감지 센서(1188)의 감지값을 입력받을 수 있다.

공회전이 예상되는 상황을 판단하기 위해서, 상기 센서들로부터 감지값들을 판단한 결과 공회전 예상 조건을 만족하여도, 소정 시간 동안 판단을 유보하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 차량 운행 중 순간적인 정지는 빈번하게 발생하는 것을 감안한 것이다.

이를 위해 상기 공회전 예상부(1101)는 판단 유보를 위한 상기 소정 시간의 경과를 판단하기 위해 타이머를 구비하는 것이 바람직하다. 도면에서는 공회전 예상부의 제어기(1113)로 입력되는 구동용 기준 클럭의 개수를 카운트하는 내부 카운터(1122)로 구현하였다.

한편, 상기 공회전 예상부(1101)는 공회전 예상 상황을 판단하기 위해 운전자의 습관을 파악하여 반영한 공회전 분석 DB(1132)를 이용할 수 있다.

즉, 상기 공회전 예상부(1101)는 운전자의 습관에 따라 공회전 발생을 미리 예상할 수 있는, 상기 변속기어 센서, 브레이크 센서 및 속도 센서 등 도시한 각 센서들의 출력값들을 저장하는 공회전 분석 DB(1132)를 구비할 수 있다.

예컨대, 공회전 예상부(1101)의 상기 연산기(1112)는, 운행 중 상당 시간(불필요한 공회전이라 판단할 수 있는 시간) 동안 차량이 정지 하였을 때, 해당 정시 상태가 시작된 시각에서의 상기 기어 위치 감지 센서(1183), 풋 브레이크 센서(1181), 사이드 브레이크 센서(1182), 가속 페달 센서(1189) 및 속도 센서(1184)의 출력값들을 분석하여, 상기 공회전 분석 DB에 기록할 수 있다. 이에 따라 상기 공회전 분석 DB는 공회전 상태에서의 상기 센서들의 출력값들의 누적된 기록을 보유할 수 있다.

운행 중 상당기간 정지가 예상되는 상황에서는, 각 운전자의 습관에 따라 다소 차이가 있는 행동을 수행한다. 예컨대, 교통 정체 중 상당 기간 정지해야 한다고 판단하는 경우, 어느 운전자는 차량의 손상을 방지하기 위해, 변속기어를 중립에 맞춰놓기도 하고, 다른 운전자는 오른쪽 다리를 휴식하기 위해 사이드 브레이크를 체결하고 풋 브레이크에서 발을 떼기도 한다.

예컨대, 후자의 경우 상기 공회전 분석 DB에는, 사이드 브레이크 on, 풋 브레이크 off, 속도 0, 가속 페달 0 등과 같은 상황이 다수회 기록되어 있을 것이다. 상기 연산기(112)는 상기 공회전 분석 DB에 소정 회수 이상(예컨대, 8회) 기록된 상황이 발생하는 경우, 공회전 시작 신호를 출력할 수 있다.

상기 파지 감지부(1172)는, 운전자가 공회전 상황이 종료하였다고 판단하여, 간이 정지된 버스의 엔진을 재가동하라는 지시로서, 기어 조작봉의 파지를 입력받기 위한 것이다. 즉, 상기 파지 감지부(1172)는 도 7의 재가동 조작부(1607)의 구체화된 구현이며, 일종의 간이 시동 스위치이다.

운전자로부터 재가동 지시를 입력받는 기능을 수행하는 상기 파지 감지부(1172)를 구비하지 않는 경우, 상기 공회전 예상부의 연산기(1112)는 다음과 같은 방법으로 공회전 종료를 판단할 수 있다.

가장 단순하게는 제동을 위한 장치들(풋/사이드 브레이크, 주차 기어)이 모두 해제되면 공회전의 종료로 판단할 수 있다.

자동 변속기 차량의 경우 제동 장치들이 해제된 상태에서 운전자가 변속 기어 레버를 드라이브나 후진으로 맞추면, 상기 공회전 예상부(1102)의 연산기(1112)는, 공회전 종료 신호를 출력하여 엔진을 재가동시키도록 구현할 수 있다.

수동 변속기 차량의 경우 제동 장치들이 해제된 상태에서 운전자가 클러치 패달을 밟으면, 상기 공회전 예상부의 연산기(1112)는, 공회전 종료 신호를 출력하여 엔진을 재가동시키도록 구현할 수 있다. 이를 위해서 상기 클러치 패달의 위치를 파악하기 위한 센서가 별도로 요구된다.

이하, 상기 연산기(1112)가 공회전 예상을 판단하여, 공회전 시작 신호 및 공회전 종료 신호를 출력하는 방법들을 설명하겠다.

운전자가 운행중 차량을 시동이 걸린 상태로 일시 정지시켰을 때의 변화를 살펴보면, 우선 속도가 0의 범위가 되며, 가속 페달에서 발을 떼고 있으며, 제동 수단을 체결하고 있다. 여기서, 제동 수단을 체결한다는 것은, 풋 브레이크 페달을 밟거나, 사이드 브레이크 페달을 밟거나, 자동 변속기 차량의 경우 주차로 기어를 맞춘 것을 의미하고, 속도가 0의 범위 이내라는 어구의 의미는, 엄밀히 0의 속도가 아니더라도 현실적으로 또는 사람의 감각적으로 속도가 없는 것과 다름이 없는 범위의 미약한 속도를 가지는 것을 의미한다.

따라서, 상기 연산기(1112)는 주기적으로 상기 조건들을 만족하는지 모니터링하고 있다가, 상기 조건들이 만족하면, 판단 유보를 위한 소정 시간이 경과하면, 공회전이 계속될 것으로 판단한다는 의미의 신호(즉, 도면에서 공회전 시작 신호)를 출력한다. 상기 판단 유보를 위한 소정 시간은 2초 내지 4초 중 특정 시간으로 정해지는 것이 바람직하다.

한편, 운전자가 차량을 시동시킨 후 변속기어를 주차위치나 중립 위치에 맞추고 나서 일정시간 예열을 기다릴 수도 있으므로, 변속기어가 주차위치나 중립 위치에 맞춰진 경우에는, 상기 판단 유보를 위한 소정 시간을 보다 길게 설정할 수 있다. 예컨대, 이 경우 3분 내지 5분 중에서 지정된 시간 동안 판단을 유보하고, 상기 시간이 경과할때 까지 공회전 판단 조건의 만족을 유지하는 경우에 공회전 시작 신호를 출력할 수 있다.

사이드 브레이크를 체결한 경우나 주차 기어에 맞춰진 경우는, 운전자가 상당 기간 정지하겠다는 의사가 있는 것으로 강하게 추정할 수 있다. 따라서, 사이드 브레이크를 체결하거나 주차 기어에 맞춰지고, 속도가 0이며, 가속 페달에 발이 떼어진 경우에는, 판단을 유보하는 시간을 보다 짧게(0.5초 내지 1초 중 하나의 시간으로 지정) 유지하거나 생략할 수 있다.

상술된 조건들은 상황에 따라 보다 다양하게 설정되어 구현될 수 있다.

한편, 버스의 경우 승객의 승하차를 위해 일시 정지한 경우라면 출입문이 열려져 있고, 교통 체증에 의해 도로에서 차량이 멈춰 선 경우라면, 앞차와의 간격이 좁을 가능성이 높다.

따라서, 상기 개문 감지 센서(1187)를 구비하는 경우, 출입문이 열리고(개문 감지 센서로 감지), 버스의 속도가 0(속도 센서로 감지)인 경우에는, 다른 조건을 검토할 필요없이, 공회전이 예상되는 상황이라고 판단해도 무방하다. 이 경우 다른 조건을 검토하지 않음으로써 구현이 용이해지며, 더 나아가 특정 용도에는 불필요한 센서들을 생략할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 거리 감지 센서(1185)를 구비하는 경우, 상기 거리 감지 센서(1185)의 감지값을 해석한 결과 앞차와의 간격이 좁은 경우에는, 상기 공회전 예상 판단의 근거가 되었던 조건(파라미터)들 중 어느 하나(또는 둘 이상)의 조건이 해제되어도, 여전히, 공회전 예상 상태로 판단하여, 공회전 종료 신호를 출력하지 않도록 구현할 수 있다.

상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

예컨대, 상기 실시예들에서는 차량을 버스로 구체화하여 설명하였지만, 본 발명의 사상의 구현을 위한 구성 요소들을 구비한 것이라면 어느 차량(예 : 화물차)에도 적용가능함은 물론이며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 절감 시스템의 전체 구성을 도시한 블록도.

도 2는 본 발명의 사상에 따라 서버형으로 구현한 연료 절감 시스템의 구성을 도시한 블록도.

도 3a 및 도 3b는 도 2의 리포팅부에서 출력하는 보고서의 일 실시예를 도시한 표.

도 4는 도 2의 디스플레이부에서 디스플레이 중인 차량 모니터링 프로그램의 인터페이스를 도시한 화면.

도 5는 본 발명의 사상에 따라 차량에 설치하는 장치형으로 구현한 연료 절감 시스템의 구성을 도시한 블록도.

도 6은 도 5의 장치형 연료 절감 시스템의 외형을 도시한 사시도.

도 7은 도 1의 공회전 제한 모듈의 일 실시예를 도시한 블록도.

도 8은 도 7의 공회전 예상부의 일 실시예를 도시한 블록도.

도 9는 일반적인 차량의 엔진 시동 관련 회로를 도시한 회로도.

Claims (11)

1. 공회전 상황이 발생하면 연료를 절감하기 위해 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 상황이 종료하면 상기 엔진을 재가동시키는 공회전 제한 모듈을 구비하는 차량에 대한 운행 모니터링 시스템에 있어서,

   상기 차량에 설치되며,

   공회전 상황이 종료할 때의 엔진 시동을 포함한, 상기 엔진의 누적된 시동 회수를 카운트하는 시동 카운터와,

   하기 통보 모듈과의 데이터 통신용 채널을 형성하기 위한 통신부를 구비하는 이력 관리 모듈; 및

   상기 차량이 아닌 장소에 설치되며,

   상기 이력 관리 모듈과 데이터 통신용 채널을 형성하기 위한 통신부와,

   상기 시동 카운터의 카운트 수로부터 엔진의 시동 또는 정지에 필요한 부품의 교체 여부를 판단하는 교체 판단부와,

   복수 개의 차량에 대한 상기 '엔진의 시동 또는 정지에 필요한 부품의 교체에 대한 정보'를 디스플레이하고, 복수 개의 차량에 대한 상기 공회전 제한 모듈의 사용 시간을 디스플레이 하기 위한 디스플레이부를 구비하는 통보 모듈

   을 포함하는 운행 모니터링 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 통보 모듈은,

   시동 모터, 시동 릴레이, 연료 컷 밸브 또는 엔진 스톱 모터 중 적어도 하나의 교체에 대한 정보를 사용자에게 전달하는 것을 특징으로 하는 운행 모니터링 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 통보 모듈은,

   차량의 운행에 따른 파라미터의 변화를 파악하는 운행 패턴 파악부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운행 모니터링 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 공회전 제한 모듈은,

   공회전 상황의 발생 및 종료를 판단하는 공회전 예상부; 및

   상기 공회전 예상부에서 공회전 상황의 발생을 판단하면, 연료를 절감하기 위해 차량의 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 상황의 종료를 판단하면, 차량의 엔진을 재가동시키는 연료 절감 제어부

   를 포함하는 운행 모니터링 시스템.
7. 공회전 상황이 발생하면 연료를 절감하기 위해 엔진을 간이 정지시키고, 공회전 상황이 종료하면 상기 엔진을 재가동시키는 공회전 제한 모듈을 구비하는 차량에 대한 운행 모니터링 시스템에 있어서,

   상기 차량에 설치되며,

   공회전 상황이 종료할 때의 엔진 시동을 포함한, 상기 엔진의 누적된 시동 회수를 카운트하는 시동 카운터와,

   엔진의 시동 또는 정지에 필요한 부품의 사용 회수에 대한 정보를 기록하는 교체 기록부와,

   상기 시동 카운터의 카운트 수와 상기 사용 회수에 대한 정보로부터 엔진의 시동 또는 정지에 필요한 부품의 교체 여부를 판단하는 교체 판단부와,

   하기 통보 모듈과의 데이터 통신용 채널을 형성하기 위한 통신부를 구비하는 이력 관리 모듈; 및

   상기 차량이 아닌 장소에 설치되며,

   상기 이력 관리 모듈과 데이터 통신용 채널을 형성하기 위한 통신부와,

   복수 개의 차량에 대한 상기 '엔진의 시동 또는 정지에 필요한 부품의 교체에 대한 정보'를 디스플레이하고, 복수 개의 차량에 대한 상기 공회전 제한 모듈의 사용 시간을 디스플레이 하기 위한 디스플레이부

   를 구비하는 통보 모듈

   을 포함하는 운행 모니터링 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 통보 모듈은,

   시동 모터, 시동 릴레이, 연료 컷 밸브 또는 엔진 스톱 모터 중 적어도 하나의 교체에 대한 정보를 사용자에게 전달하는 것을 특징으로 하는 운행 모니터링 시스템.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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