KR101379696B1 - 하이브리드 자동차 교육장치 - Google Patents

Abstract

하이브리드 자동차 교육장치가 개시된다. 본 발명의 하이브리드 자동차 교육장치는, 전원을 공급하는 배터리, 배터리의 직류를 교류로 변환시키는 인버터와, 인버터에서 변환되는 전원에 의해 작동하는 제1 동력원과, 제1 동력원의 회전력을 변화시키는 변속기와, 변속기의 출력에 의해 회전하는 차축과, 제1 동력원과 함께 차축에 회전력을 전달하는 제2 동력원을 포함하는 가동 유닛; 가동 유닛이 상면에 설치되는 설치대; 설치대의 앞쪽에 설치되며, 가동 유닛의 작동을 실습할 수 있도록 가동 유닛의 작동을 제어하는 컨트롤 유닛; 및 설치대의 상부에 설치되며, 가동 유닛 및 컨트롤 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하며, 제2 동력원은 전기모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 전원에 의해 작동하는 제1 동력원과 함께 차축에 회전력을 전달하는 제2 동력원을 전기모터로 구성함으로써 하이브리드 자동차의 구동장치를 가동시키는 실습교육과정에서도 매연이 발생하지 않도록 이루어지는 하이브리드 자동차 교육장치를 제공할 수 있게 된다.

Description

하이브리드 자동차 교육장치{HYBRID ELECTRIC VEHICLE TRAINING EQUIPMENT}

본 발명은 하이브리드 자동차 교육장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하이브리드 자동차의 구동장치(driving device)를 직접 가동시키고 그 작동을 제어하는 실습교육과 함께 구동장치의 고장 진단 및 정비 수리에 필요한 시뮬레이션 교육을 수행할 수 있도록 이루어지는 하이브리드 자동차 교육장치에 관한 것이다.

하이브리드 자동차(hybrid electric vehicle)란 내연엔진과 전기모터, 수소연소엔진과 연료전지, 천연가스와 가솔린엔진 등과 같이 2개의 동력원을 함께 사용하는 자동차를 말한다. 전기자동차가 미래형 자동차로 먼저 각광받았으나 전기자동차는 충전시간이 최소 3~8시간 걸리는데다 고가의 충전장비 등이 필요한 단점이 있다. 그래서 새로운 대안으로 떠오른 것이 하이브리드 자동차이다.

하이브리드 자동차의 가장 대표적인 사례는 전기모터와 내연엔진을 같이 사용하는 것으로서, 1997년에 세계 최초의 전기모터와 내연엔진을 같이 사용하는 양산형 하이브리드 자동차가 출시된 이후에 세계 주요 자동차업체들이 본격적으로 하이브리드 자동차를 양산해오고 있다. 대한민국의 자동차 생산기업에서도 2009년부터 전기모터와 내연엔진을 같이 사용하는 하이브리드 자동차를 양산하고 있으며, 해마다 양산대수는 큰 폭으로 증가하고 있다.(이하에서부터 '하이브리드 자동차'는 전기모터와 내연엔진을 사용하는 자동차를 뜻함.)

하이브리드 자동차는 일반 자동차의 내연 엔진과 전기 자동차의 전기모터를 동시에 장착하여 차량 속도나 주행 상태 등에 따라 엔진과 모터의 힘을 적절하게 제어함으로써 차량의 동력을 발생시키며, 기존 자동차에 비해 출력은 떨어지지만 연비가 2배 가량 우수하고 일산화탄소, 질소산화물 등 오염물질을 10~15% 정도로 줄일 수 있다. 이에 따라, 대도시의 공기와 주변 환경을 개선할 수 있으며, 교통통제·도로계획 등과도 잘 맞기 때문에 환경자동차(eco-car)로도 부른다. 또한 주행 중 자체 발전기로 배터리를 충전하기 때문에 별도의 충전소가 필요 없는 장점이 있다.

이와 같은, 하이브리드 자동차를 교육하기 위한 장치로서 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0139040호에는 '하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비'(이하 '종래기술'이라 함)가 개시되고 있다. 종래기술문헌을 참조하면, 종래기술의 교육장치는 하이브리드 자동차의 주요 구성부의 고장에 따른 진단 기술과, 정비 기술을 교육할 수 있도록 이루어지며, 거치대(1b) 및 안전난간(1c)을 형성한 본체(1), 거치대(1b)에 거치되는 내연엔진(2), 배터리(3a)에 의해 가동되는 전기모터(3), 배터리(3a)를 충전하는 발전기, 동력제어기, 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동을 제어하는 구동제어부, 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동 상태를 표시하는 작동표시부(7), 구동축에 의해 회전하며 제동장치를 설치한 휠(8), 휠(8)을 커버하는 케이스(9), 주요센서의 작동을 임의로 제어하는 시뮬레이션컨트롤러(10) 및 주요 센서의 작동 여부를 검사할 수 있는 진단측정부(11)로 구성된다.

그러나, 종래기술의 교육장치는 거치대(1b) 상에 내연엔진(2)이 설치됨에 따라 작동실습시에 화석연료의 연소에 의한 배기가스의 발생이 불가피하므로 배기가스의 배출을 위해 교육장치의 상측으로 배출 덕트를 설치해야 하며, 교육장치의 가동시 반드시 환기를 해야하는 번거로움이 있었으며, 종래의 교육장치를 설치하려면 배출 덕트 및 환기시설에 대한 추가적인 설치비가 발생하여 교육장비의 전체적인 가격이 상승하게 되는 문제가 있었다.

또한, 종래기술의 교육장치는 본체(1)의 하단에 바퀴(1a)를 설치하여 교육장치를 이동가능하게 형성하였으나 내연엔진(2)이 배출 덕트와 연결됨에 따라 교육장치를 자유롭게 이동시킬 수가 없었으며, 교육장치를 다른 장소로 이동시키기 위해서는 배기가스의 배출 덕트를 추가로 설치해야 하는 문제점이 있었다.

한편, 종래기술의 교육장치는 하이브리드 시스템의 주요 고장형태를 재현할 수 있으며, 이상발생센서에 대한 검사를 실습할 수 있도록 이루어져 있으므로 하이브리드 자동차의 구동장치에 대한 전체적인 정비교육을 실습할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 내연엔진 자동차와 차별화되는 하이브리드 자동차의 구성요소인 구동모터 및 하이브리드용 인버터에 대한 교육장치는 마련되어 있지 않고 있으며, 하이브리드 자동차의 교육장치와 연계되어 구동모터 및 인버터에 대한 실습교육을 할 수 있는 교육장치의 필요성이 제기되고 있다.

본 발명의 목적은, 하이브리드 자동차의 구동장치를 가동시키는 실습교육과정에서도 매연이 발생하지 않도록 이루어지며, 내연기관 자동차의 구동구조와 차별화되는 하이브리드 자동차의 구성에 대한 세부적인 실습교육을 함께 수행할 수 있도록 이루어지는 하이브리드 자동차 교육장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리의 직류를 교류로 변환시키는 인버터와, 상기 인버터에서 변환되는 전원에 의해 작동하는 구동모터로 구성되는 제1 동력원과, 상기 제1 동력원의 회전력을 변화시키는 변속기와, 상기 변속기의 출력에 의해 회전하는 차축과, 상기 제1 동력원과 함께 상기 차축에 회전력을 전달하는 제2 동력원을 포함하는 가동 유닛; 상기 가동 유닛이 상면에 설치되는 설치대; 상기 설치대의 앞쪽에 설치되며, 상기 가동 유닛의 작동을 실습할 수 있도록 상기 가동 유닛의 작동을 제어하는 컨트롤 유닛; 및 상기 설치대의 상부에 설치되며, 상기 가동 유닛 및 컨트롤 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하며, 상기 제2 동력원은 전기모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 교육장치에 의하여 달성된다.

상기 하이브리드 자동차 교육장치는, 상기 구동모터의 구동 및 발전원리를 실습할 수 있도록, 학습용 모터 및 모터제어부로 이루어지는 제1 학습 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 학습 유닛이 작동하면 상기 디스플레이 유닛이 상기 제1 학습 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시할 수 있다.

상기 하이브리드 자동차 교육장치는, 상기 인버터의 구조 및 작동원리를 실습할 수 있도록, 학습용 인버터 및 인버터 실험모듈로 이루어지는 제2 학습 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 학습 유닛이 작동하면 상기 디스플레이 유닛이 상기 제2 학습 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전원에 의해 작동하는 제1 동력원과 함께 차축에 회전력을 전달하는 제2 동력원을 전기모터로 구성함으로써 하이브리드 자동차의 구동장치를 가동시키는 실습교육과정에서도 매연이 발생하지 않도록 이루어지는 하이브리드 자동차 교육장치를 제공할 수 있게 된다.

아울러, 제1 학습 유닛 및 제2 학습 유닛이 더 마련됨에 따라 구동모터 및 인버터의 세부적인 실습교육을 진행할 수 있도록 이루어지는 하이브리드 자동차 교육장치를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치의 전체구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 하이브리드 자동차 교육장치의 구동력 및 전원의 전달경로를 나타내는 계통도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치의 제1 학습유닛을 포함하는 전체구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치의 제1 학습유닛 및 제2 학습유닛을 포함하는 전체구성을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 하이브리드 자동차 교육장치는 하이브리드 자동차의 구동장치(driving device)를 가동시키는 실습교육과정에서도 매연이 발생하지 않도록 이루어지며, 내연기관 자동차의 구동구조와 차별화되는 하이브리드 자동차의 구성에 대한 세부적인 실습교육을 함께 수행할 수 있도록 이루어진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치의 전체적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 하이브리드 자동차 교육장치의 구동력 및 전원의 전달경로를 나타내는 계통도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치(1)는 가동 유닛(100), 설치대(200), 컨트롤 유닛(300), 디스플레이 유닛(400) 및 에러 시뮬레이션 유닛(700)을 포함하여 이루어진다.

먼저, 설치대(200)는 그 상,하부에 가동 유닛(100), 컨트롤 유닛(300) 및 디스플레이 유닛(400)을 고정설치하기 위한 구성으로서, 바람직하게는 금속 프레임 및 금속 플레이트를 사각 테이블 형태로 조립하여 이루어진다. 설치대(200)의 하단에는 교육장치(1)에 이동성을 부여하기 위해 복수 개의 캐스터가 설치될 수 있다.

가동 유닛(100)은 하이브리드 자동차의 모터 및 엔진의 출력을 발생시키고 이를 구동 바퀴에 전달하는 일련의 구동장치(driving device)로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 교육장치(1)는 모터 및 엔진의 출력을 사용하는 하이브리드 자동차의 구동장치를 직접 가동시키고 그 작동을 제어하는 실습교육과 함께 구동장치의 고장 진단 및 정비 수리에 필요한 시뮬레이션 교육을 수행할 수 있도록 마련된다. 즉, 하이브리드 자동차를 공부하는 학생 또는 교육생이 하이브리드 자동차의 구동장치를 실내에서도 손쉽게 가동해보고 가동되는 구조를 눈으로 확인할 수 있도록 하이브리드 자동차의 실제 구동장치가 설치대(200)의 상측에 가동가능하게 조립된다.

가동 유닛(100)은 배터리(110), 인버터(120), 제1 동력원(130), 변속기(140), 차축(150), 제2 동력원(160) 및 제3 동력원(170)을 포함하여 이루어진다.

배터리(110)는 하이브리드 자동차에 사용되는 고전압 배터리(110)가 사용된다. 배터리(110)는 납축전지, NiMH 배터리, Li-ion 배터리 또는 Li-Ion 폴리머 배터리 등이 선택적으로 설치될 수 있다.

하이브리드 자동차는 고전압배터리(110)의 전력을 전장 부하에 사용되는 전압에 맞게 전기를 공급하는 LDC(low voltage DC-DC converter)와 함께 하이브리드 자동차의 구동모터를 작동시키는 인버터(120)가 장착된다. 하이브리드 자동차는 구동모터를 작동시키기 위한 고출력의 인버터(120) 시스템이 요구되며, 이 인버터(120) 시스템은 배터리(110)의 DC전류를 모터의 구동에 필요한 AC전류로 바꾸어주는 역할을 한다.

제1 동력원(130)은 인버터(120)에서 변환되는 전원에 의해 작동하는 구성으로서, 하이브리드 자동차에 장착되는 구동모터로 이루어진다.

변속기(transmission, 140)는 동력원의 회전력을 변화시키는 구성으로서, 하이브리드 자동차에 실장되는 변속기(140)로 이루어진다.

차축(150)은 자동 변속기(140)의 출력에 의해 회전하는 구성으로서, 자동차의 차축(150)으로 구비된다. 양측 휠에는, 후술할 컨트롤 유닛(300)의 브레이크 페달의 작동에 의해 제동력을 발생시키도록 각각 브레이크가 마련된다.

제2 동력원(160)은 제1 동력원(130)과 함께 구동하여 차축(150)에 회전력을 전달하는 것으로서, 전원에 의해 구동되는 전기모터로 이루어진다. 제2 동력원(160)으로 사용되는 전기모터에는 전원을 공급하기 위해 추가적인 배터리 또는 전원장비가 연결될 수 있다.

하이브리드 자동차는 내연엔진과 구동모터를 함께 장착하여 차량 속도나 주행 상태 등에 따라 엔진과 모터의 힘을 적절하게 제어함으로써 차량의 동력을 발생시키도록 이루어지는 것으로서, 종래기술의 교육장치는 하이브리드 자동차의 구동장치(driving device)에 대한 실습교육을 수행하기 위해 구동모터로 이루어지는 제1 동력원과 함께 조합되어 교육장치의 가동 유닛에 설치되는 제2 동력원이 내연기관으로 구성되었다.

종래의 교육장치는 제2 동력원이 내연기관으로 이루어짐에 따라 내연기관의 구동을 위해 내연기관에 수시로 가솔린 또는 디젤 연료를 공급해야만 하는 불편함이 초래되었으며, 작동실습시 가솔린 또는 디젤 연료의 연소에 의한 배기가스의 발생이 불가피하므로 배기가스의 배출을 위해 교육장비에 반드시 배출 덕트를 설치해야 하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 교육장치를 설치하려면 배출 덕트 및 환기시설에 대한 추가적인 설치비가 발생하여 교육장비의 전체적인 가격이 상승하게 되었다.

이에 따라, 국내외의 자동차 교육기관 및 정비학원 등 학생 또는 교육생에게 하이브리드 자동차에 대한 실습교육 및 고장진단교육을 수행해야 하는 단체로부터 상술한 바와 같은 문제점이 해결될 수 있는 교육장치에 대한 요구가 꾸준히 제기되어왔다.

본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치(1)는 제2 동력원(160)을 전기모터로 마련함으로써 하이브리드 자동차의 구동장치를 가동시키는 실습교육과정에서도 매연이 발생하지 않게 이루어지며, 이는 상기와 같은 문제점을 근본적으로 해결한 것이다.

또한, 환경 자동차(eco-car)라고 불리고 있는 하이브리드 자동차에 대한 교육장치(1)가 매연이 발생하지 않는 친환경적인 구성으로 이루어지면 전 세계적으로 추진되고 있는 친환경정책에 적극적으로 부합되는 교육장치로서 수출의 활로가 열릴 수 있다.

제3 동력원(170)은 제2 동력원(160)의 회전축과 연동회전하여 제2 동력원(160)을 시동할 때에는 전동기의 역할을 하고, 발전을 해야할 때에는 발전기로 동작하는 구성이다.

한편, 컨트롤 유닛(300)은 설치대(200)의 앞쪽에 설치되며, 가동 유닛(100)의 작동을 제어하여 가동 유닛(100)의 작동을 실습할 수 있도록 이루어진다.

컨트롤 유닛(300)은 전원 스위치, 포브키, 포브키 홀더, 시동 버튼, 변속 기어, 가속 페달, 브레이크 페달 및 비상정지 버튼을 포함하여 이루어진다. 컨트롤 유닛(300)은, 하이브리드 자동차의 운전석에 마련되어 하이브리드 자동차의 시동 및 운행을 컨트롤하는 구성들로 이루어짐으로써 컨트롤 유닛(300)의 조작에 의한 가동 유닛(100)의 가동을 실제 운전상태와 가깝게 재연할 수 있게 된다.

디스플레이 유닛(400)은 설치대(200)의 상부에 설치되며, 교육장치(1)의 학습단계 및 작동상태를 표시한다.

학습단계 및 작동상태는 다양한 실시예로서 표시될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 의한 교육장치(1)의 디스플레이 유닛(400)은 배터리(110)와 구동모터의 가동상태 및 하이브리드 자동차의 주행 모드를 나타낼 수 있도록 이루어진다.

즉, 디스플레이 유닛(400)이 EV(electric vehicle) 모드, EV 모드 중 엔진시동, HEV(hybrid electric vehicle) 모드와 같은 자동차의 다양한 주행 모드를 표시하면서 배터리(110) 및 모터의 가동상태를 표시하게 되면, 교육생은 가동 유닛(100)의 현 주행 모드와 함께 배터리(110)의 전압 및 전류, 구동모터의 RPM 및 전압, 제3 동력원(170)의 전압을 확인함으로써 하이브리드 자동차의 운행조건에 대해 보다 용이하게 이해할 수 있게 된다.

에러 시뮬레이션 유닛(700)은 가동 유닛(100)의 작동 중에 임의로 에러를 발생시키고 이를 검사하는 진단교육을 수행할 수 있도록 마련되며, 작동 스위치 및 진단잭의 조합으로 이루어진다.

작동 스위치는 스위칭 회로를 이용하여 가동 유닛(100)을 구성하는 각각의 구성에 구비된 센서의 작동을 임의로 제어할 수 있도록 이루어진다. 따라서, 센서의 정상작동시에는 가동 유닛(100)에 대한 기본교육을 실행할 수 있으며, 작동 스위치를 이용하여 센서로 공급되는 전력을 차단하면 센서의 오작동을 유발하고, 이에 따라 실제 하이브리드 자동차의 운행 과정에서 발생가능한 센서고장을 실습할 수 있다.

진단잭은 스위칭 회로의 단락 여부를 검사할 수 있도록 구비되어, 작동 스위치에 의해 설정된 센서고장에 대한 진단 및 고장위치를 탐지하는 교육을 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치(1)는 구동모터에 대한 실습교육을 진행하기 위한 제1 학습 유닛(500) 및 인버터(120)의 세부적인 작동 및 고장진단교육을 진행할 수 있는 제2 학습 유닛(600) 중 어느 하나 이상이 더 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치의 제1 학습유닛을 포함하는 전체구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치의 제1 학습유닛 및 제2 학습유닛을 포함하는 전체구성을 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 학습 유닛(500)은 구동모터의 구동 및 발전원리를 실습할 수 있도록 마련되며, 학습용 모터(510) 및 모터 제어부(530)로 이루어진다. 교육생은 제1 학습 유닛(500)의 교육을 받은 후에 구동장치에 대한 교육을 받게 된다.

상술한 바와 같이, 하이브리드 자동차의 구동장치는 일반 자동차에 설치되는 내연엔진과 함께 구동모터가 장착되어 상황에 따라 각각 수시로 기동 또는 기동중단되어 자동차의 차축에 구동력을 전달하며, 하이브리드 자동차를 교육받는 교육생은 반드시 모터 구동의 원리를 이해해야하고 이에 대한 실습이 요구되는 바이다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치(1)는 구동장치에 대한 교육과 함께 모터의 구동 및 발전원리를 체계적으로 학습할 수 있도록 이루어진다. 학습용 모터(510)는 일반적인 영구자석 모터 한 쌍으로 구비될 수 있다.

한 쌍의 모터는 회전축이 커플링으로 연결되어 구동실험을 수행하게 된다. 즉, 일측 모터에 전원을 인가하여 회전축을 회전시키는 경우 이와 연결된 타측 모터에 임의로 로드를 발생시킴으로써 모터의 작동에 대한 실습교육을 실습해볼 수 있도록 이루어진다. 이때, 한 쌍의 모터는, 교육생들이 모터 내부의 구조 및 작동을 직접 관찰할 수 있도록 케이스를 투명하게 형성하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 교육장치는 제1 학습 유닛(500)과 함께 제2 학습 유닛(600)이 더 마련될 수 있다. 제2 학습 유닛(600)은 하이브리드 자동차에 장착되는 인버터(120)의 작동 및 고장진단교육을 실습할 수 있도록 마련되는 것으로서, 학습용 인버터(610) 및 인버터 실험모듈(630)로 이루어진다. 교육생은 제1 학습 유닛(500)과 제2 학습 유닛(600)의 교육을 순서대로 받은 후에 하이브리드 자동차의 구동장치에 대한 교육을 받게 된다.

상술한 바와 같이, 일반적인 하이브리드 자동차의 구동장치는 일반 자동차에 설치되는 내연엔진과 함께 구동모터가 장착되어 차축(150)에 구동력을 전달하며, 배터리(110)와 구동모터 사이에는 인버터(120)가 설치됨으로써 배터리(110)의 직류 전원을 교류 전원으로 변화하여 구동모터에 전원을 인가하게 된다.

하이브리드 자동차는, 시동시부터 시동 오프시까지 오직 내연엔진의 회전력으로 인하여 구동력을 얻는 내연기관 자동차와는 달리 자동차의 속도 및 주행상태에 따라 EV 모드, 엔진 모드, HEV 모드 등과 같이 내연엔진과 구동모터가 수시로 기동 또는 기동중단되어 자동차의 차축에 구동력을 전달하며, 이에 따라 인버터는 수시로 온/오프 동작을 하며 구동모터에 전원을 인가시키게 된다.

이와 같이 인버터(120)는 고속으로 주행하는 자동차의 구동 장치에 설치되어 수시로 작동되어야 하는 구성이므로 높은 내구성 및 응답성이 요구된다. 또한, 인버터(120)는 내부의 제어회로에 대한 안정성이 담보되어야 하므로 하이브리드 자동차의 정비시에 반드시 인버터(120)에 대한 고장진단이 요구된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 자동차 교육장치(1)는 구동장치에 대한 교육과 함께 인버터(120)의 작동구조 및 작동원리를 체계적으로 학습할 수 있도록 이루어진다.

학습용 인버터(610)는 하이브리드 차량에 장착되는 인버터로 구비되며, 제2 학습 유닛(600)의 전면에 인버터의 입력부가 노출되도록 설치된다. 교육생은 입력부에 세팅값을 직접 입력하여 작동시킬 수 있다.

인버터 실험모듈(630)은 학습용 인버터(610) 내부에 실장된 제어회로의 각 요소에 임의적으로 고장을 발생시킨 후 이를 진단할 수 있도록 이루어지며, 입력부에 세팅된 세팅값에 따라 이와 연결된 시험모터를 가동시키는 모의실험을 실행할 수 있다.

한편, 교육장치(1)에 제1 학습 유닛(500) 또는 제2 학습 유닛(600)이 연결되면 제1 학습 유닛(500) 또는 제2 학습 유닛(600)의 교육상태 및 작동이론이 디스플레이 유닛(400)에 표시될 수 있다.

즉, 제1 학습 유닛(500)을 교육장치(1)와 연결하면 제1 학습 유닛(500)의 교육시에 디스플레이 유닛(400)의 일측에 제1 학습 유닛(500)의 학습단계 및 작동상태가 표시되며, 제2 학습 유닛(600)을 교육장치(1)와 연결하면 제1 학습 유닛(500)의 교육시 디스플레이 유닛(400)에 제2 학습 유닛(600)의 학습단계 및 작동상태 등이 표시될 수 있다.

디스플레이 유닛(400)에 제1 학습 유닛(500) 및 제2 학습 유닛(600)의 교육상태 및 작동이론이 표시되면 교육생에게 보다 체계적이며 세부적인 실습 및 이론교육이 가능하다. 또한, 디스플레이 유닛(400)이 디스플레이 패널로 이루어지는 경우 제1 학습 유닛(500) 및 제2 학습 유닛(600)의 내부기억장치에 교육상태 및 작동이론에 대한 내용을 업데이트할 수 있도록 하면 디스플레이 패널에 출력되는 내용을 계속 교체할 수 있으므로 꾸준하게 진보하는 하이브리드 자동차의 기술에 대한 폭 넓은 교육을 실행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전원에 의해 작동하는 제1 동력원(130)과 함께 차축(150)에 회전력을 전달하는 제2 동력원(160)을 전기모터로 구성함으로써 하이브리드 자동차의 구동장치를 가동시키는 실습교육과정에서도 매연이 발생하지 않으며, 제1 학습 유닛(500) 및 제2 학습 유닛(600)이 더 마련됨에 따라 제1 동력원(130) 및 인버터(120)의 세부적인 실습교육을 진행할 수 있도록 이루어지는 하이브리드 자동차 교육장치(1)를 제공할 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 교육장치 100 : 가동 유닛
110 : 배터리 120 : 인버터
130 : 제1 동력원 140 : 변속기
150 : 차축 160 : 제2 동력원
170 : 제3 동력원 200 : 설치대
300 : 컨트롤 유닛 400 : 디스플레이 유닛
500 : 제1 학습 유닛 600 : 제2 학습 유닛
700 : 에러 시뮬레이션 유닛

Claims (5)

1. 전원을 공급하는 배터리와, 상기 배터리의 직류를 교류로 변환시키는 인버터와, 상기 인버터에서 변환되는 전원에 의해 작동하는 구동모터로 구성되는 제1 동력원과, 상기 제1 동력원의 회전력을 변화시키는 변속기와, 상기 변속기의 출력에 의해 회전하는 차축과, 상기 제1 동력원과 함께 상기 차축에 회전력을 전달하는 제2 동력원을 포함하는 가동 유닛;
   상기 가동 유닛이 상면에 설치되는 설치대;
   상기 설치대의 앞쪽에 설치되며, 상기 가동 유닛의 작동을 실습할 수 있도록 상기 가동 유닛의 작동을 제어하는 컨트롤 유닛; 및
   상기 설치대의 상부에 설치되며, 상기 가동 유닛 및 컨트롤 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하며,
   상기 제2 동력원은 전기모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 교육장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동모터의 구동 및 발전원리를 실습할 수 있도록, 학습용 모터 및 모터제어부로 이루어지는 제1 학습 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 교육장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 학습 유닛이 작동하면 상기 디스플레이 유닛이 상기 제1 학습 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 교육장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 인버터의 구조 및 작동원리를 실습할 수 있도록, 학습용 인버터 및 인버터 실험모듈로 이루어지는 제2 학습 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 교육장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 학습 유닛이 작동하면 상기 디스플레이 유닛이 상기 제2 학습 유닛의 학습단계 및 작동상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차 교육장치.

Images