KR101125679B1 - 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법에 관한 것으로, 차량에 적용되어 있는 연료 차단 제어 시스템의 작동 구간을 증가시키고, 엔진효율이 최적인 조건의 운전(기어 변속, 시동 정지, 출발, 감속)을 유도함으로써 연료 소모량을 줄이며, 궁극적으로 연료소모량의 정량화를 통해 온실 가스 감축 옵션으로 사용되도록 하고, 운전자가 에코 드라이빙을 준수하지 않아 손실되는 연료 소모량을 계량하여 잘못된 운전 습관으로 인한 경제적 손실을 확인시켜줌으로써 운전 습관을 현실적으로 계도할 수 있는 것이다.
본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 장치는, 차량의 DLC(Data Link Connector)와 직접 또는 간접으로 연결되며 상기 DLC를 통해 냉각수 온도, 엔진 회전수, 속도, 스로틀밸브의 개도, 기어 단수, 연료 소모량을 포함하는 차량 운행 정보를 인가받아 저장함과 아울러, 에코 드라이빙 조건에 대한 정보 및 연료소모량을 저장하는 메모리(10)와; 차량의 위치 정보를 검출하는 GPS 모듈(20)과; 상기 메모리에 저장된 데이터를 근거로 하여 차량의 출발, 가속페달의 조작, 기어 변속, 시동 정지를 결정하여 제어하는 에코드라이빙 제어부(30)와; 상기 에코드라이빙 제어부의 제어를 통해 음성 메시지와 경고등을 포함하는 안내수단을 출력하여 운전자의 에코 드라이빙을 안내하는 출력부(40)와; 상기 에코드라이빙 제어부에 의한 에코 드라이빙의 준수 여부를 판단하여 에코 드라이빙이 준수되지 않은 것으로 판단되면, 에코 드라이빙의 안내 시점에서 에코 드라이빙을 준수하는 종점까지 연료 소모량을 산출하여 데이터베이스를 구축하는 연료소모량 산출부(50)로 구성된다.
본 발명에 의한 본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법은, 차량의 주행 데이터를 획득하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 획득한 차량의 주행 데이터를 근거로 하여 차량의 에코드라이빙을 안내하는 제2단계와; 상기 제2단계에 의한 에코 드라이빙의 준수 여부를 판단하여 에코 드라이빙을 준수하지 않은 것으로 판단되면 에코 드라이빙을 안내한 시점에서부터 안내를 따라 운전하는 시점까지 연료 소모량을 산출하여 데이터베이스를 구축하는 제3단계로 이루어진다.

Description

에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GUIDE ECO DRIVING, AND CONFIRM FUEL CONSUMPTION}

본 발명은 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 적용되어 있는 연료 차단 제어 시스템의 작동 구간을 증가시키고, 엔진효율이 최적인 조건의 운전(기어 변속, 시동 정지, 출발, 가속, 감속)을 유도함으로써 연료 소모량을 줄이며, 궁극적으로 연료소모량의 정량화를 통해 온실 가스 감축 옵션으로 사용될 수 있고, 운전자가 에코 드라이빙을 준수하지 않아 손실되는 연료 소모량을 계량하여 잘못된 운전 습관으로 인한 경제적 손실을 확인시켜줌으로써 운전 습관을 현실적으로 계도할 수 있는 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법에 관한 것이다.

세계 자동차 산업은 가솔린 및 디젤 내연기관을 중심으로 급속한 성장을 거듭해 왔지만, 환경문제와 에너지 안보 위협, 여기에 화석연료의 고갈 문제까지 맞물리면서 엄청난 변화에 직면하고 있다.

특히, 직면한 환경문제와 화석연료의 고갈 문제를 해결하기 위하여, 각 자동차 제조사들은 연료전지나 하이브리드 차량 등 전기 자동차에 대한 연구를 진행하는 동시에, 기존 내연기관 차량의 연비 극대화에 모든 노력을 기울이고 있으며, 차량 개발에 있어서 연비 극대화에 총력을 기울이고 있는 실정이다.

무엇보다, 현재 연료전지나 하이브리드 차량의 상용화가 이루어지지 않은 상황에서, 각 자동차 제조사들은 내연기관 차량, 즉 일반 엔진 차량에서 엔진 및 각 부품의 개선, 제어기술의 개선, 부품의 컴팩트화 및 경량화 등 연비 향상 개발에 많은 노력을 기울이고 있는 것이 사실이다.

한편, 환경문제 및 연료 고갈의 문제에 대응함에 있어서 연비가 향상된 차량의 개발도 중요하지만, 차량을 운행하는 운전자의 운전습관을 개선하는 것 역시 매우 중요하다.

동일한 차량이나 차종에 대해서도 운전자의 운전습관에 따라 연비가 크게 달라지고, 이러한 운전자의 운전습관이 차량의 연비를 좌우하는 중요한 요소임은 잘 알려진 사실이다.

따라서, 최근 들어 친환경 운전, 즉 에코 드라이브(Eco Drive)의 중요성을 강조 및 홍보하는 운동이 활발히 전개되고 있고, 이에 발맞추어 많은 운전자들이 동참하고 있는 상항이다.

에코 드라이브는 자동차 운전자 스스로 친환경 운전, 안전운전, 경제적 운전 행동을 최적화하여 배기가스 감축, 사고 예방, 차량의 수명 연장, 에너지 절약을 실천하는 신개념의 운전 행동이라 할 수 있다.

특히, 에코 드라이브는 지구환경도 지키면서 기름 값을 절약할 수 있는 친환경 운전 방법으로, 급가속, 급감속의 억제 등 연비를 좋게 하는 경제적 운전 방법이며, 최근 경기침체의 영향으로 차량 운전자들 사이에서 연비에 대한 관심이 높아지면서 주목을 받고 있다.

국제유가의 변동에 따라 등락을 거듭하는 기름 값은 어쩔 수 없지만, 차량 연비를 최적화할 수 있는 운전 방법을 익혀 잘 사용하면 기름 값을 적잖게 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.

상기와 같이 에코 드라이브에 대한 운전자의 관심이 높아지면서, 에코 드라이브 기능을 구비한 차량 장치가 개발되어 상용화된 상태이다.

에코 드라이브 시스템은 운전자의 운전습관을 자동차 공학에 근거해 연비효율을 높일 수 있는 과학적인 운전습관이 되도록 유도해 연비를 높이는 운전 보조 시스템으로, 에코 드라이브 시스템의 예를 들면, 차량의 엔진회전수(RPM)와 차속을 계산하여, 경제적으로 운전하면 녹색등이 들어오고 급가속, 급감속 등 난폭운전을 하면 적색등이 켜져, 운전자 스스로가 경제적 운전을 하도록 유도하는 것을 들 수 있다.

또한 차량 내 모니터를 통해 주행 중의 순간연비나 지속도 레벨, 점수 등을 표시하여 경제적 운전을 유도하기도 한다.

이와 같이 운전자는 에코 드라이브 시스템이 제공하는 음성 정보나 램프 알림, 연비 표시 기능을 통해 에코 드라이브를 생활화하여 운전습관을 개선할 수 있게 된다.

종래 에코 드라이브 시스템은, 바른 운전 습관을 유도하여 연료를 절감하고, 배기가스를 줄이는 등을 기대효과로 말하고 있지만, 현실적으로 볼 때 에코 드라이브 시스템을 사용하지 못하고 있다.

일예로서 연료 차단 제어 시스템[DFCO(Deceleration Fuel Cut-Off)]을 설명하면, A 차량의 경우 일정 속도(예를 들어 80km/h)이상이면서 엔진회전수가 2,000rpm 이상인 조건에서 운전자가 가속페달에서 발을 떼면 연료 분사를 차단하여 연료를 줄일 수 있고, 엔진회전수가 1200rpm으로 떨어지면 연료를 분사하도록 하고 있다.

그러나, 대부분의 운전자는 이러한 연료 차단 제어 시스템의 작동 특성을 숙지하지 못하기 때문에 상기 속도와 회전수에 도달하여도 가속페달을 놓지 않으며, 따라서 연료 차단 제어 시스템은 무용지물일 뿐이다.

물론, 운전자가 DFCO를 숙지하여 일정 속도와 엔진회전수 이상인 조건에서 가속페달에서 발을 떼어 연료가 차단되도록 할 수 있으나, 차량의 주행 중에 DFCO의 작동을 위하여 계기판의 속도계와 엔진회전수 계기판을 수시로 확인하는 것은 불가능(왜냐하면 속도계와 엔진회전수 계기판을 볼 때 전방 등의 시야를 확보하지 못하여 사고가 발생될 수 있기 때문이다)하므로 DFCO를 숙지하여도 이를 사용하는 것은 현실적이지 못하다.

그리고, 차종 별로 연료 소비율[BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)]을 파악하도록 권장하고 있으며, BSFC 선도의 분석에 따르면, 동일 출력을 위한 엔진 효율은 기어의 선택에 따라 달라지는데, 종래에는 운전자로 하여금 최적의 출력에 맞는 기어 변속을 알려주지 못하고 있으므로 BSFC 데이터를 활용하지 못하고 있다.

또한, 경사진 언덕의 주행시 내리막길 주행시에는 가속페달에서 발을 떼어도 관성때문에 차량이 주행할 수 있으므로 가속페달에서 발을 떼며, 이때는 연료가 분사되지 않으므로 연료소모량을 줄일 수 있다. 하지만, 오르막길 주행시에는 가속페달에서 발을 떼면 차속이 급격히 감소하여 교통흐름을 방해할 수 있으므로 가속페달에서 발을 떼지 못한다. 그러나, 언덕길의 오르막길 주행시 차량이 일정 속도 이상이면 언덕의 최고점을 통과하기 전에 가속페달에서 발을 떼어도 언덕의 최고점을 통과할 수 있지만, 운전자는 엔진의 운전 상태를 알지 못하여 언덕길의 최고점을 통과한 후 내리막길 주행시에만 가속페달에서 발을 떼는 것이다.

이와 같은 주행 시 뿐 만 아니라 냉간 시동시, 정차시(공회전시), 가속시 등에도 다음과 같은 문제점이 있다.

동절기 장시간 시동이 정지한 상태에서 차량의 주행을 위해 시동을 걸때, 대부분의 운전자는 오랜 예열 시간이 차량의 성능 향상에 좋은 것으로 판단하여 길게는 1시간 동안 공회전을 시키고 있으며, 종래에는 엔진의 예열 정도를 객관적 데이터로 제공하지 못하여 운전자는 감각적인 판단에 의해 엔진을 예열함에 따라 공회전이 길어지고 그만큼 많은 연료를 소비하는 실정이다.

또한, 차량의 정차시(횡단보도와 교차로에서 신호 대기 중, 정차구간, 휴게소 등에서의 정차시) 대부분의 운전자는 시동을 끄지 않은 상태를 유지하며, 이때, 많은 양의 연료를 소비하는 문제점이 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 아이들 스톱 시스템이라 하여 공회전시 연료 분사를 정지하는 시스템이 있다. 그러나, 아이들 스톱 시스템은 연료 절감 효과는 있지만 운전자의 운전 습관에는 맞지 않기 때문에 운전자는 매우 불편함을 느끼며, 이러한 불편함으로 인하여 아이들 스톱 시스템이 작동되지 않도록 가속페달을 간헐적으로 밟아 아이들 스톱 시스템이 작동하지 않도록 하는 실정이다.

또한, 경제속도 이상에서 도로에 차량의 소통량이 적은 경우 무리한 가속을 위하여 가속페달을 밟는 것이 일반적이며, 이와 같은 무리한 가속시 많은 양의 연료를 소비하는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 특허 출원된 제2011-0081895호가 있다.

선행기술은 차량에 적용되어 있는 연료 차단 제어 시스템(DFCO)의 작동 특성에 맞는 최적의 운전습관을 안내하여 연료 차단 제어 시스템의 작동구간을 증가시킴으로써 연료소모량을 줄일 수 있는 특징이 있지만, 운전자가 안내를 이행하지 않는다면 효용성이 없는 단점이 있다. 물론, 연비 누적을 통해 안내의 불이행에 따른 연료 소모를 개략적으로는 알 수 있지만, 실질적으로 연료 차단 제어 시스템의 불이행으로 인한 연료 소모량을 정확하게 계량하지 못하는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0065998호 대한민국 공개특허공보 제10-1998-0085488호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량에 적용되어 있는 연료 차단 제어 시스템(DFCO)의 작동 특성에 맞는 최적의 운전습관을 안내하여 연료 차단 제어 시스템의 작동구간을 증가하고, 기어를 최적의 조건으로 안내하며, 엔진효율이 최적인 조건의 운전(시동 정지, 출발, 감속)을 유도함으로써 연료 소모량을 줄일 수 있고, 운전자가 에코 드라이빙을 준수하지 않아 손실되는 연료 소모량을 계량하여 잘못된 운전 습관으로 인한 경제적 손실을 확인시켜줌으로써 운전 습관을 현실적으로 계도할 수 있는 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명은 궁극적으로 연료소모량의 정량화를 통해 온실 가스 감축 옵션으로 사용될 수 있는 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 장치는, 차량의 DLC(Data Link Connector)와 직접 또는 간접으로 연결되며 상기 DLC를 통해 냉각수 온도, 엔진 회전수, 속도, 스로틀밸브의 개도, 기어 단수, 연료 소모량을 포함하는 차량 운행 정보를 인가받아 저장함과 아울러, 에코 드라이빙 조건에 대한 정보 및 연료소모량을 저장하는 메모리와; 차량의 위치 정보를 검출하는 GPS 모듈과; 상기 메모리에 저장된 데이터를 근거로 하여 차량의 출발, 가속페달의 조작, 기어 변속, 시동 정지를 결정하여 제어하는 에코드라이빙 제어부와; 상기 에코드라이빙 제어부의 제어를 통해 음성 메시지와 경고등을 포함하는 안내수단을 출력하여 운전자의 에코 드라이빙을 안내하는 출력부와; 상기 에코드라이빙 제어부에 의한 에코 드라이빙의 준수 여부를 판단하여 에코 드라이빙이 준수되지 않은 것으로 판단되면, 에코 드라이빙의 안내 시점에서 에코 드라이빙을 준수하는 종점까지 연료 소모량을 산출하여 데이터베이스를 구축하는 연료소모량 산출부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법은, 차량의 주행 데이터를 획득하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 획득한 차량의 주행 데이터를 근거로 하여 차량의 에코드라이빙을 안내하는 제2단계와; 상기 제2단계에 의한 에코 드라이빙의 준수 여부를 판단하여 에코 드라이빙을 준수하지 않은 것으로 판단되면 에코 드라이빙을 안내한 시점에서부터 안내를 따라 운전하는 시점까지 연료 소모량을 산출하여 데이터베이스를 구축하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법에 의하면, 차량의 속도와 엔진회전수를 근거로 한 연료 차단 제어 시스템(DFCO)의 작동을 운전자에게 미리 안내하여 운전자가 상기 DFCO의 특성을 숙지하지 않아도 최적의 타이밍에 상기 DFCO를 작동시켜 연료소모량을 더욱 줄이도록 하고, 또한, 엔진 출력에 따른 최적의 기어 변속을 유도하여 연료소모량을 줄이도록 함으로써 에코 드라이브 시스템의 효용성을 높일 수 있다.

그리고, 언덕길 주행시 언덕의 최고점에 도달하기 전에 연료가 차단되도록 하여 종래 내리막길 주행시에만 연료가 차단되도록 할 때보다 더 많은 양의 연료를 절감할 수 있다.

또한, 공회전이 일정 시간 지속되면 시동 정지를 유도하고, 무리한 가속시 감속을 유도하여 연료를 줄일 수 있다.

특히, 전술한 에코 드라이빙 안내를 준수하지 않아 발생되는 연료 소모량을 계량하여 운전자에게 자료로 제공함으로써 운전자의 잘못된 운전 습관을 정확하게 확인시킬 수 있고, 정확한 데이터를 통해 현실적인 계도가 가능하므로 향후 운전자의 에코 드라이빙을 기대할 수 있다.

결과적으로 본 발명은 연료 손실이 일어나는 주행 상황에서 운전자에게 에코 드라이브를 유도하여 연료소모량을 줄임으로써 경제적 손실을 극소화할 수 있고, 또한, 메모리에 연료소모량을 저장하여 기간별로 연료소모량을 정량화함으로써 기간별 배출가스의 배출량을 환산할 수 있고, 이를 근거로 하여 온실 가스 감축 옵션으로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 장치에 적용된 출력부의 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법의 전체적인 흐름도.
도 4 내지 도 9은 각각 본 발명에 의한 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법의 조건별 흐름도로서,
도 4는 냉간 시동시이며,
도 5는 가속 주행시이고,
도 6은 정속 주행시이며,
도 7은 언덕 주행시이고,
도 8은 감속 주행시이며,
도 9는 정차시이다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인장치(100)는, 차량에 적용되어 있는 에코 드라이브 시스템{연료 차단 제어 시스템[차량 제조사마다 용어가 상이할 수 있으며, 본 발명에서는 DFCO(Deceleration Fuel Cut-Off)라 칭한다]의 작동을 위한 가속페달 조작, 연료 소비율[BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)]}에 의한 기어 변속을 안내하는 것이며, 차량의 센서로부터 데이터를 수집함을 기초로 하여 DFCO, BSFC 의 작동을 유도하는 것으로 메모리(10), GPS 모듈(20), 에코드라이빙 제어부(30), 출력부(40), 산출부(50)로 구성되며, 차량의 DLC(Data Link Connector)와 직접 연결된다.

본 발명은 커넥터부를 통해 DLC 에 연결되어 차량의 데이터(속도, 엔진회전수, 연료 소비량, DFCO LOGIC, BSFC LOGIC 등)를 수집하여야 하며, 이는 차량에 이미 적용되어 있는 각종 센서(속도센서, 브레이크 센서, 스로틀 포지션 센서, 크랭크 각 센서(엔진회전수 검출), 연료게이지 등)를 통해 얻을 수 있다.

상기 커넥터부는 상기 DLC를 통해 차량의 센서 데이터를 획득하는 것이므로, 상기 DLC와 직접 연결되지 않고 차량의 DLC로부터 차량의 센서 데이터를 수집할 수 있는 매개물로서, 예를 들어, 본 출원인에 의해 특허받은 대한민국 특허 제1008013호(운행차 하중 측정기기(VWMS, 200) 및 측정 알고리즘), 또는 대한민국 특허 제1031657호(운행차 하중 측정기기)를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 즉, 본 발명은 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인장치 단품으로 적용될 수도 있고, 다른 장비들과 함께 적용될 수도 있는 것이다.

상기 VWMS를 간략하게 설명하면, 차량의 DLC와 연결된 데이터 케이블을 통해 차량의 데이터가 입력되는 커넥터부와, 상기 커넥터부를 통하여 입력된 데이터가 연산 및 처리되는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로 프로세서에 입력된 정보 및 소프트웨어 버전이 화면으로 출력되는 디스플레이부와, 차량 기본정보 입력과 로직의 변경 및 제어를 위한 소프트웨어 셋팅부와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력된 데이터를 전송하고 외부의 데이터를 수신하기 위해 무선통신모듈과 접속되는 송신부(예를 들어 블루투스, 와이파이 등)와, 상기 마이크로 프로세서에 수집되는 데이터 및 연산처리결과가 저장되는 플레쉬 메모리부와, 도로의 구배를 측정하는 경사센서를 통해 데이터를 전달받아 상기 마이크로 프로세서에 전달하는 경사센서 커넥터부와, 상기 마이크로 프로세서에서 입력 및 출력되는 데이터 오류나 오류 작동시 이를 인지할 수 있도록 하는 경고부를 포함하여 구성된다.

메모리(10)는 상기 커넥터부를 통해 수집되는 모든 데이터(예를 들어, 시간별 현재 속도, 엔진회전수, 연료소비량, DFCO LOGIC, BSFC LOGIC, 냉각수 온도, 스로틀밸브 개도 등)가 저장된다.

메모리(10)에 저장된 데이터는 관리자에 의해 수시로 확인되고 또한 통계자료로 제공됨으로써 운전자의 운전 습관을 확인할 수 있는 정보로 활용되고, 또한, 기간별로 연료소모량의 정량화가 이루어져 온실가스 감축 옵션으로 사용된다. 예를 들어 1년 단위로 연료소모량을 확인할 수 있으며 따라서 연료소모량의 절감 정도에 따른 온실가스 감축 정도를 정량화할 수 있으므로 본 발명은 에코 드라이브 시스템의 유도뿐만 아니라 온실가스 감축 옵션으로 사용될 수 있는 것이다.

에코드라이빙 제어부(30)는 운전자로 하여금 에코 드라이빙을 유도하는 것으로, 에코 드라이빙은 DFCO(연료 차단 제어 시스템) 시작시에 가속페달로부터 발을 떼도록 하는 제어, 연료소비율에 따른 기어 변속 제어, 공회전시 시동 오프 제어, 냉간 시동시 출발 제어, 가속시 감속 유도 제어, 언덕 주행시 가속 페달 제어 등을 말하며, 이러한 제어는 후술하는 방법 설명에서 구체화한다.

출력부(40)는 에코드라이빙 제어부(30)에 의한 각 상황을 운전자에게 알려주는 기능을 수행하며, 음성 메시지를 출력하는 스피커, 유색의 빛을 조사하는 감속유도등이 있다. 상기 스피커는 에코 드라이빙 제어부(30)의 제어를 받아 각종 음성 메시지(가속 페달 조작, 기어 변속, 시동 정지, 출발 등)를 출력한다.

도 2는 출력부(40)의 일예를 도시한 것으로, 출력부(40)는 하나의 인디케이터로 패키지된 형태이며, 차량의 실내(운전자가 운전 중 용이하게 육안 확인 및 소리를 들을 수 있는 곳)에 장착된다.

출력부(40)인 인디케이터는 예를 들어, 감속 유도등(41), 스피커(42), 연비 표시부(43)(순간 연비와 누적 연비 표시 가능하며, 순간 연비 표시와 누적 연비 표시를 구분하는 램프 포함), 냉간시동제한 표시등(44), 공회전제한 유도표시등(45), 언덕길주행 유도표시등(46), 고단기어변속 유도표시등이 갖추어진다. 감속 유도등(41)은 예를 들어, 각각 LED인 백색등(41a), 다수(3개를 예로 도시됨)의 녹색등(41b), 다수의 황색등(41c), 다수의 적색등(41d)으로 구성된다.

연료 차단시 1개의 백색등(41a)이 점등되며, 연료소모가 증가할 때마다 녹색등(41b) - 황색등(41c) - 적색등(41d)이 점등되도록 구성된다. 녹색등(41b) 3개는 적은 연료소모를 표시하고, 황색등(41c) 3개는 중간정도의 연료소모를 표시하며, 적색등(41d) 3개는 과도한 연료소모를 표시한다. 3번째 적색등(41d)이 점등되면 동시에 경고음이 발생되도록 하여 무리한 가속을 예방하는 구성이다. 대개 가속페달에 의한 스로틀 밸브의 개도는 10 단계로 구분되며 이에 맞춰 LED 램프도 10개로 구분된 것이다. 즉, 스로틀 밸브의 개도의 단계에 따라 LED 램프의 수량과 점등도 달라지는 것이다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 에코 드라이빙 유도와 연료 소모량 확인 방법은 차량의 주행 데이터 획득(S10) - 에코 드라이빙 안내(S20) - 연료 소모량 산출 및 데이터베이스 구축(S30)의 공정으로 이루어지며, 연료 소모량은 차종마다 기준 연비를 설정하고, 에코 드라이빙 안내를 지키지 않은 시간을 근거로 하여 산출될 수 있고, 이하 각 공정을 조건별로 예를 들어 구체적으로 설명한다.

1. 냉간 시동시(도 4참고).

장시간 주차 후, 첫 시동시나 동절기에는 오랜 시간동안 공회전을 하는 경우가 대부분이다. 그러나, 최근에 개발된 차량의 대부분은 짧은 시간 또는 공회전없이 바로 이동을 하여도 차량에 무리가 가지 않는다. 따라서, 본 발명은 DLC 등을 통해 인가되는 차량의 냉각수 온도를 메모리에 저장하고, 현재 냉각수 온도가 일정 온도 이상이 되면 출력부(스피커)를 통해서 예를 들어 "출발해도 좋습니다."라는 음성 메시지를 출력하도록 한다.

예를 들어, 차량의 속도와 엔진회전수 및 냉각수 온도 정보는 DLC 또는 VWMS를 통해 메모리에 저장된다(S11). 에코드라이빙 제어부(30)는 메모리(10)에 저장되는 정보를 근거로 하여 냉각수 온도가 일정 온도 이상으로 상승한 상황에서 속도가 "0"이면서 엔진 회전수가 "0"이 아니면(S11-1) 차량이 주행하여도 가능한 것으로 판단하여 "출발해도 좋습니다."라는 출발 메시지를 출력하도록 함으로써 장시간 공회전으로 낭비되는 연료 소모를 줄일 수 있다(S21). 다만 냉간 시동을 어느 정도하는 것을 권장하는 제조회사나 차량모델이 있을 수 있기 때문에 차량별 냉각수 온도는 별도로 지정하여 관리한다. 차량별로 시동을 위한 적정의 냉각수 온도가 다를 것이므로 여기서 냉각수 온도를 수치로 한정하지는 않는다.

상기 (S21) 공정을 통해 출발 안내를 한 상태에서 각종 센서를 통해 차량의 출발을 확인하며(S31), 차량이 출발하지 않았으면(엔진 회전수가 "0"이 아니면서 속도가 "0"인 조건으로 확인 가능) 에코 드라이빙을 지키지 않은 것이므로 연료 소모량을 산출한다. 예를 들어 출발 안내의 출력 시각을 시점(S31-1)으로 하고 차량이 출발(속도가 "0"초과)하는 시각을 종점(S31-2)으로 시점과 종점 사이의 시간을 근거로 하여 연료 소모량[g(cc/sec)]을 산출한다.

2. 가속 주행시(도 5참고).

차량이 정지 상태에 있거나 주행 중에 추가로 가속을 하고자 할 때, 운전자가 가속페달을 밟고 가속을 한다. 이때, 운전자는 습관대로 가속페달을 밟아서 가속을 하기 때문에 잘못된 운전습관으로 인한 연료소모가 추가로 발생된다. 본 발명에 따르면 운전자는 감속유도등(41)의 LED 램프를 보면서 가속페달을 조작하도록 안내한다.

운전자는 이와 같은 감속유도등(41)의 LED 램프 중에서 녹색등(41b)이나 황색등(41c)이 점등되도록 가속페달을 밟게 될 것이므로 부드러운 운전과 경제운전의 습관을 자연스럽게 습득하여 불필요한 연료 소모를 줄일 수 있다.

한편, 감속 유도등(41)의 점등을 검출하고(S12), 적색등(41d)이 점등(다수개의 적색등(41d)이 적용되는 경우 첫 번째 적색등이 점등)하면(S12-1), 연료 소모량을 산출한다. 예를 들어 적색등(41d)이 점등된 시각을 시점(S32)으로 하고 적색등(41d)이 소등[황색등(41c)이 점등]된 시각을 종점(S32-1)으로 하여 시점과 종점 사이의 시간을 근거로 연료 소모량을 산출한다.

3. 정속 주행시(도 6참고).

수동 변속기 장착 차량에서 3초 이상 같은 속도와 같은 기어단수를 사용하면, 미리 그 차량에 장착된 엔진의 BSFC 선도를 분석하여 지금 사용하는 기어단수보다 고단기어를 사용하는 것이 엔진효율 측면에서 좋다고 판단되면(S13) 예를 들어"고단기어로 변속하세요"라는 음성메시지가 스피커를 통해 출력되도록 한다(S22). 운전자는 음성메시지의 유도에 따라 고단기어로 변속하고 연료소모량을 줄이게 된다.

예를 들어 엔진의 BSFC 선도 분석 결과 최적의 엔진회전수가 1900~2400rpm인 경우 3단으로 차속과 엔진회전수가 각각 시속 60km, 2500rpm이라면 "고단기어로 변속하세요"라는 음성메시지가 출력되고, 운전자는 4단으로 변속하여 엔진회전수가 2000rpm인 시속 60km를 주행하게 되어 연료소모량을 줄이게 된다.

한편, 센서를 통해 기어 변속을 확인하고(S33), 기어 변속 안내를 확인한 후 기어 변속을 하지 않은 조건에서는 연료 소모량을 산출한다. 기어 변속 안내가 출력된 시각을 시점(S33-1)으로 하고 기어가 변속된 시각 또는 정속주행 조건을 벗어나는 시각을 종점(S33-2)으로 하여 시점과 종점 사이의 시간을 근거로 연료소모량을 산출한다. 이때 연료소모량의 차이를 산출하는 것은 미리 그 차량에 장착된 엔진의 BSFC 선도 데이터를 근거로 한다.

4. 언덕길(오르막길) 주행시(도 7참고).

GPS 모듈과 g 센서(기울기 센서)를 이용해서 미리 도로의 구배정도를 측정하여 메모리에 지도 데이터를 저장한다.

차량의 언덕 주행을 판단하면(S14) 주행 중에 언덕길을 만나게 되면 에코드라이빙 제어부(30)가 차량의 속도와 위치를 분석해서 언덕길의 특정 위치까지 가기 전에 미리 차량의 속도를 일정속도 이상이 되도록 출력부의 스피커를 통해서 전달한다(S23).

예를 들어, "전방 100m까지 시속을 110km로 높이세요. 그리고, 가속페달에서 발을 떼면 연료 소모없이 언덕길을 넘어갈 수 있습니다."라고 음성 메시지를 전달한다. 이 음성 메시지의 유도대로 운전자가 주행하면 언덕길 정상을 지나 내리막길에서 운전자가 가속페달에서 발을 떼던 것이 언덕길 끝부분(언덕길 정상 전)으로 앞당겨져서 그만큼 연료소모를 줄일 수 있다. 물론, 음성 메시지의 유도는 교통흐름이나 주변상황에 맞게 적절히 사용해야 한다.

다르게는, 차량이 언덕의 최고점으로부터 일정 거리 이전 지점을 통과할 때 차량의 속도를 일정 속도(예를 들어 규정 속도)로 맞춘 후 가속페달에서 발을 떼도록 안내할 수도 있다.

도로의 사전 조사를 통해 언덕의 오르막길 중 일정 위치에서 일정 속도(예를 들어 현재 도로의 규정 속도) 이상이면 가속페달을 발을 떼도 후속 차량의 주행을 방해하지 않으면서 언덕을 통과할 수 있음을 확인하고, 언덕의 구배가 다양하고 도로마다 규정속도가 다르므로 가속페달에서 발을 떼는 위치는 달라질 수 있으며, 따라서, 여기서, 기재한 속도와 위치는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예일 뿐이다.

한편, 가속 페달 조작 안내(S23)가 출력된 후 가속 페달의 조작 여부를 확인하며(스로틀 밸브의 개도 등을 통해 확인 가능)(S34), 가속 페달의 조작이 없는 것으로 확인되면 연료 소모량을 산출한다. 가속 페달 조작 안내의 출력 시각을 시점(S34-1)으로 하고 가속 페달이 조작(예를 들어 안내된 지점에서 가속 페달로부터 발을 떼지 않더라도 언덕의 최고점 전에는 가속페달을 거의 밟지 않을 것이며, 스로틀 밸브의 10%만 개방된 시점)된 시각을 종점(S34-2)으로 하여 시점과 종점 사이의 시간을 근거로 연료 소모량을 산출한다.

5. 감속 주행시(도 8참고).

고속 주행(예를 들어 시속 80km 이상)시 전방 도로 상황 등에 따라 차량의 속도를 줄이기 위해 가속페달에서 발을 떼는 상황이 발생되는데, 이때 운전자는 습관적으로 변속레버를 중립에 놓는 경우가 종종 발생된다. 이런 경우에 엔진은 공회전 상태가 되고 연료는 무의미하게 계속 소모된다. 이러한 잘못된 운전습관을 고치기 위해 변속방지유도등이 점등된다.

상기의 조건에서 운전자가 가속페달에서 발을 떼면 DFCO Login이 작동되어 감속유도등(41)의 램프 중에서 연료 차단 의미의 백색등(41a)이 점등된다. 그렇게 해서 운전자에게 변속레버를 중립에 놓지 않고 최대한 백색등(41a)의 점등이 유지되도록 운전을 유도하여 연료를 절약할 수 있게 도와준다.

지금까지는 가속 주행시 사용되는 감속유도등(41)을 이용한 것이며, 이에 한정되지 않고 상기의 조건에서 점등되는 변속방지유도등이 별도로 적용될 수도 있다.

한편, 감속 주행 상태를 감지한 후(S15), 기어 중립의 변속 방지를 안내한 상태에서(S35), 기어가 중립으로 변속되면, 연료 소모량을 산출한다. 기어를 중립으로 변속한 시각을 시점(S35-1)으로 하고 기어를 중립에서 다른 단으로 변속한 시각 또는 정지시에 차속이 줄다가 일정한 값을 통과할 때까지를 종점(S35-2)으로 하여 시점과 종점 사이의 시간을 근거로 연료 소모량을 산출한다.

6. 정차시(공회전시)(도 9참고).

주행 중 신호 대기나 정차시에는 차속과 가속페달 개도량의 변화가 없고 엔진회전수가 "0" 내지 공회전범위 안에 있게 된다. 운전자는 차량을 움직이기 전까지는 대부분 시동을 켠 상태로 대기하게 되는데, 이때 소모되는 연료의 양은 적지만 이런 상황이 자주 발생되기 때문에 누적량은 무시할 수 없이 많은 양이 된다. 이러한 연료 소모를 줄이기 위하여 에코드라이빙 제어부(30)가 정차 상태인지를 판단(S16)(차속 : 0km/h, 가속페달 개도량 : 0%, 엔진회전수 : 공회전 범위)하여 정차 상태가 5초 이상 유지된다면 출력부의 스피커를 통해 "엔진시동을 꺼 주세요"라는 음성 메시지를 출력한다(S24). 운전자는 음성 메시지를 듣고 시동을 끄게 되어 불필요한 공회전으로 인한 연료소모를 줄일 수 있다.

엔진시동의 오프(OFF) 안내가 출력된 후 엔지 시동이 오프되지 않으면(S36), 연료 소모량을 산출하며, 엔진시동 오프의 안내가 시작된 시각을 시점(S36-1)으로 하고 차량이 출발(차속이 0 km/h를 초과한 상태)한 시각을 종점(S36-2)으로 하여 시점과 종점 사이의 시간을 근거로 연료 소모량을 산출한다. 즉, 정차 상태에서 엔진시동을 끄지 않고 있다가 차량을 이동할 때까지의 연료 소모량을 산출한다.

본 발명에 의한 메모리에는 전술한 모든 상황별 정보(시간별, 속도, 엔진회전수, 엔진소모량 등)가 저장되며, 예를 들어 화물 차량의 통제실에서는 상기 메모리에 저장된 차량의 주행기록을 근거로 하여 운전자의 운전습관을 파악할 수 있고, 따라서, 운전자의 운전습관을 에코 드라이브에 적합한 습관으로 바꾸기 위한 교육에 적극 활용될 수 있다.

또한, 일정 기간별 예를 들어, 본 발명이 적용되지 않은 1년과, 본 발명이 적용된 1년간의 연료소모량을 비교할 수 있는 정보를 제공할 수 있으므로 동일 기간별 연료소모량에 따른 배출가스 배출량을 산출할 수 있고, 이를 근거로 온실가스 감축 여부를 확인할 수 있다. 따라서, 단순한 에코 드라이브 유도가 아니라 온실 가스 감축 옵션으로 사용되어 온실 가스 감축에 따른 이익도 창출할 수 있다.

또한, 연료소모량 산출부(50)는 에코 드라이빙을 준수하지 않아 발생된 연료 손실을 계량하여 제시(날짜, 시각, 연료 소모 기간(분, 초 등 단위), 연료 소모량(l))함으로써 운전자에게 경각심을 줄 수 있고, 따라서 향후 에코 드라이빙의 준수를 통해 연료의 손실을 극소화할 수 있다.

10 : 메모리, 20 : GPS 모듈
30 : 에코드라이빙 제어부, 40 : 출력부
50 : 연료소모량 산출부,

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차량의 주행 데이터를 획득하는 제1단계와;
   상기 제1단계를 통해 획득한 차량의 주행 데이터를 근거로 하여 연료 차단 제어 시스템(Deceleration Fuel Cut-Off)의 시작시에 가속페달로부터 발을 떼도록 하는 제어, 연료소비율에 따른 기어 변속 제어, 공회전시 시동 오프 제어, 냉간 시동시 출발 제어, 가속시 감속 유도 제어, 언덕 주행시 가속 페달 제어를 포함하는 차량의 에코드라이빙을 안내하는 제2단계와;
   상기 제2단계에 의한 에코 드라이빙의 준수 여부를 판단하여 에코 드라이빙을 준수하지 않은 것으로 판단되면 에코 드라이빙을 안내한 시점에서부터 안내를 따라 운전하는 시점까지 연료 소모량을 산출하여 데이터베이스를 구축하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1단계에서는 냉각수의 온도를 검출하고, 상기 제2단계에서는 상기 제1단계를 통해 검출된 냉각수의 온도가 적정 온도 이상으로 검출되면 출발을 안내하며, 상기 제3단계에서는 상기 제2단계 이후 차량의 출발 정보를 센싱하여 차량이 출발하지 않은 시점에서부터 연료 소모량의 검출을 시작하고 차량이 출발하면 연료 소모량의 검출을 중지하여 연료 검출 시간에 따른 연료 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1단계에서는 각각 하나 이상으로 이루어지며 차량의 속도에 따라 단계적으로 점등되는 황색등과 적색등으로 구성된 감속유도등의 점등을 검출하며, 상기 제3단계에서는 상기 제1단계를 통해 상기 감속유도등 중 적색등이 점등되면 적색등의 점등 시점에서부터 적색등이 소등되는 시점까지의 연료 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1단계에서는 차량의 연료 소비율 데이터[BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)]를 실시간으로 획득하고, 상기 제2단계에서는 일정 시간 이상 같은 속도와 기어 단수의 변화가 없으면 상기 BSFC 데이터를 분석하여 기어 변속을 결정한 후 운전자에게 고단 기어의 변속을 안내하며, 상기 제3단계에서는 상기 제2단계를 통해 고단 기어 변속의 안내 이후 기어가 변속되지 않은 시점에서부터 기어가 변속된 시점까지 연료 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1단계는 GPS 센서를 통해 차량의 위치를 검출하고, 상기 제2단계는 상기 제1단계를 통해 획득한 차량의 현재 위치를 근거로 하여 차량이 언덕의 오르막 주행시 언덕의 정상으로부터 일정 거리 이전에 상기 차량의 속도가 일정 속도 이상에 도달한 후 가속페달에서 발을 떼도록 안내하며, 상기 제3단계는 상기 제2단계를 통해 안내한 후 가속페달에서 발을 떼지 않은 시점에서 발을 떼는 시점까지 연료 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.
8. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1단계에서는 차량의 속도와 스로틀 밸브의 개도 데이터를 획득하고, 상기 제2단계에서는 차량이 속도가 일정 속도 이상의 조건에서 가속페달에서 발을 떼어 스로틀밸브의 개도가 작아지면 운전자에게 변속을 하지 않도록 안도록 안내하며, 상기 제3단계에서는 상기 제2단계의 안내 이후 기어를 중립으로 변속하는 시점에서부터 기어를 변속하는 시점까지의 연료 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.
9. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1단계에서는 차량의 속도, 스로틀밸브 개도량, 엔진회전수 데이터를 획득하고, 상기 제2단계에서는 차속이 "0"이고 엔진회전수가 "0"이 아닌 상태가 일정 시간이상 지속되면 운전자에게 시동 정지를 안내하며, 상기 제3단계는 상기 제2단계를 통해 시동 정지를 안내한 후 시동이 정지되지 않은 시점에서부터 차량이 출발한 시점까지 연료 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에코 드라이빙 유도 및 연료 소모량 산출 방법.

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