KR101428266B1 - 고도정보를 이용한 ｅａｐｕ 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치에 관한 것으로, 차량의 예상 주행 경로에서 기 설정된 내리막 구간 조건(일예로, 임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간)에 해당하는 구간이 존재하는지를 판별한 후, 그 결과에 따라 고도정보를 반영하여 EAPU(Electronic Air Processing Unit)를 제어함으로써, 소모 마력 감소에 의한 등판 운전 성능을 증대하고 연비를 개선하기 위한, 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치에 있어서, 내비게이션에 의해 탐색된 차량의 예상 주행 경로의 지도데이터로부터 해당 도로의 고도정보를 추출하기 위한 고도정보 추출부; 및 상기 고도정보 추출부로부터 추출된 도로의 고도정보를 이용하여 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는지를 판별한 후 EAPU(Electronic Air Processing Unit)를 제어하기 위한 제어부를 포함한다.

Description

고도정보를 이용한 ＥＡＰＵ 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING THE ELECTRONIC AIR PROCESSING UNIT USING OF ALTITUDE INFORMATION}

본 발명은 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 예상 주행 경로에서 기 설정된 내리막 구간 조건(일예로, 임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간)에 해당하는 구간이 존재하는지를 판별한 후, 그 결과에 따라 고도정보를 반영하여 EAPU(Electronic Air Processing Unit)를 제어함으로써, 소모 마력 감소에 의한 등판 운전 성능을 증대하고 연비를 개선하는 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치에 관한 것이다.

에어 콤프레서(air compressor)는 차량에서 브레이크, 서스펜션, TGS 등의 주에너지원으로 사용되는 에어를 공급한다.

종래의 에어 콤프레서는 엔진의 크랭크 샤프트와 풀리로 연결된다. 이때, 에어 콤프레서는 에어를 계속적으로 발생하여 에어 탱크에 에어를 충전하였다. 이에 따라, 종래의 에어 콤프레서는 에어 탱크에 에어를 만충전한 후에도 계속적으로 작동함으로써 과잉 충전된 에어를 퍼지 기능에 의해 외부로 배출하였다. 즉, 종래의 에어 콤프레서는 에어를 과잉 충전한 후, 에어를 소비하는 방식으로 동작하였다.

한편, EAPU(Electronic Air Processing Unit)는 상기와 같이 소비되는 에어를 줄이기 위해 에어 콤프레서를 제어하는 장치로 도입되었다. EAPU는 ECU(Engine Control Unit)와 CAN(Controller Area Network) 방식으로 통신한다. 일반적으로, EAPU는 엔진 RPM, 토크, 악셀개도 등을 입력받아 에어 충전을 제어한다.

EAPU는 에어 탱크의 압력을 체크하여 에어 콤프레서의 동작을 조절하는 언로딩 방식을 이용한다. 즉, EAPU는 에어 압력이 높을 경우에, 리덕션 기능(즉, 에어 콤프레서 내 밸브 개방)을 이용하여 에어 콤프레서를 무부하 상태로 운전한다. 이는 소모되는 동력을 낮춰 연비를 개선한다.

하지만, EAPU를 이용하여 에어 콤프레서를 제어하는 방식도 연비를 개선할 필요가 있다. 즉, 차량에 탑재된 에어 콤프레서의 구동 소모 동력은 경차에 탑재되는 엔진 출력과 유사한 마력이 소모되어 연비 개선이 필요한 실정이다.

상기와 같은 요구에 부응하기 위하여, 본 발명은 차량의 예상 주행 경로에서 기 설정된 내리막 구간 조건(일예로, 임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간)에 해당하는 구간이 존재하는지를 판별한 후, 그 결과에 따라 고도정보를 반영하여 EAPU(Electronic Air Processing Unit)를 제어함으로써, 소모 마력 감소에 의한 등판 운전 성능을 증대하고 연비를 개선하는, 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치에 있어서, 내비게이션에 의해 탐색된 차량의 예상 주행 경로의 지도데이터로부터 해당 도로의 고도정보를 추출하기 위한 고도정보 추출부; 및 상기 고도정보 추출부로부터 추출된 도로의 고도정보를 이용하여 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는지를 판별한 후 EAPU(Electronic Air Processing Unit)를 제어하기 위한 제어부를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, EAPU를 제어하여 에어 콤프레서를 무부하 상태로 운전하는 구간을 증대함으로써, 소모 마력 감소에 의한 등판 운전 성능을 증대할 뿐만 아니라, 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 고도정보를 이용한 EAPU 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 3 및 도 4 는 상기 도 2의 EAPU 제어 방법에 대한 일실시예 설명도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치(이하 "EAPU 제어 장치"라 함, 140)는, 내비게이션(110)을 이용해 운전자에 의해 검색된 예상 주행 경로의 고도정보를 이용하여 EAPU(Electronic Air Processing Unit, 120)를 통해 에어 콤프레서(air compressor, 130)의 구동을 제어한다.

구체적으로, EAPU 제어 장치(140)는 차량의 예상 주행 경로에서 기 설정된 내리막 구간 조건(일예로, 임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간)에 해당하는 구간이 존재하는지를 판별한 후, 그 결과에 따라 고도정보를 반영하여 EAPU(120)를 제어한다. 이때, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간 조건을 '임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간'으로 기 설정되는 경우에, 해당 임계 지점부터 고도정보를 반영하여 EAPU(120) 제어를 시작한다.

반면에, EAPU 제어 장치(140)는 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당하는 구간이 존재하지 않는 경우에, 통상적인 방식에 따라 EAPU(120)를 제어한다. 즉, EAPU(120)는 에어 압력의 체크 결과에 따라 에어 콤프레서(110)의 동작을 조절하는 언로딩 방식으로 에어 콤프레서(110)를 제어한다.

한편, EAPU 제어 장치(140)는 차량의 예상 주행 경로가 변경되는 경우에, 내비게이션(110)의 경로 재설정 결과에 따라 기 설정된 내리막 구간 조건에 해당하는 구간이 존재하는지를 판별하여 전술한 바와 같은 EAPU(120) 제어 절차를 다시 진행한다.

아울러, EAPU(120)는 에어 압력 리덕션(pneumatic pressure reduction) 기능을 이용하여 에어 콤프레서(110)를 제어한다. 즉, EAPU(120)는 에어 콤프레서(110) 내 밸브를 개방하여 에어 압력 조절을 제어하는 PR 신호를 온(on)/오프(off) 스위칭하여 에어 콤프레서(110)를 제어한다. 즉, EAPU 제어 장치(140)는 EAPU(120)의 제어를 통해 PR 신호를 스위칭함으로써 에어 콤프레서(110)를 제어한다.

구체적으로, EAPU 제어 장치(140)는 내비게이션 연동부(141), 고도정보 추출부(142), 제어부(143)를 포함한다.

내비게이션 연동부(141)는 내비게이션(110)과 연동하여 유무선 통신 환경을 구현한다. 여기서, 내비게이션(110)은 차량의 내부 또는 외부에 탑재하여 내비게이션 연동부(141)를 통해 EAPU 제어 장치(140)와 연동한다. 이때, 네이게이션(110)은 GPS 신호를 이용하여 차량의 위치정보를 획득하기 위한 GPS부(111), GPS부(111)로부터 획득된 차량의 현재 위치로부터 목적지까지 차량의 예상 주행 경로를 탐색하여 지도데이터에 차량의 현재 위치를 대응하기 위한 경로 탐색부(112), 고도정보(altitude information)가 포함된 지도 데이터를 저장하기 위한 지도데이터 저장부(113)를 포함한다.

고도정보 추출부(142)는 내비게이션 연동부(141)를 통해 내비게이션(110)의 경로 탐색부(112)와 연동하여, 경로 탐색부(112)에 의해 탐색된 차량의 예상 주행 경로의 지도데이터로부터 도로의 고도정보를 추출한다.

제어부(143)는 고도정보 추출부(142)로부터 추출된 도로의 고도정보를 이용하여 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는지를 판별한 후 EAPU(120)를 제어한다. 즉, 제어부(143)는 내비게이션 연동부(141)를 통해 운전자에 의해 경로 탐색이 확인되면, 고도정보 추출부(142)를 제어하여 차량의 예상 주행 경로의 지도데이터로부터 도로의 고도정보를 추출하도록 한다. 이때, 제어부(143)는 고도정보 추출부(142)로부터 추출된 도로의 고도정보를 이용하여 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는지를 판별한 후, 그 결과에 따라 EAPU(120)를 제어한다.

이와 같이, 제어부(143)는 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는 경우에, 내리막 구간 조건에 해당되는 구간의 임계 지점 부터 내리막 구간 전까지 EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 온(on) 상태로 스위칭한다. 이때, 에어 콤프레서(110)는 무부하 운전 구간으로 구동한다.

또한, 제어부(143)는 내리막 구간 진입 이후에 EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 오프(off) 상태로 스위칭한다. 이때, 에어 콤프레서(110)는 구동을 최대화하여 엔진을 충진하나, 엔진 연료 컷(ENG fuel cut) 구간이므로 연료소비와 무관한 구간이다.

도 2 는 본 발명에 따른 고도정보를 이용한 EAPU 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이고, 도 3 및 도 4 는 상기 도 2의 EAPU 제어 방법에 대한 일실시예 설명도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, EAPU 제어 장치(140)는 내비게이션(110)을 통해 차량의 예상 주행 경로를 확인하여, 예상 주행 경로로부터 도로의 고도정보를 확인한다(201).

이후, EAPU 제어 장치(140)는 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는지를 판별한다(202). 이때, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간 조건을 '임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간'으로 기 설정하는 것이 바람직하다. 다시 말해, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간 조건을 '현 위치에서 1㎞ 전방 주행 예정 노선의 300m 이상 구간의 내리막 경사도를 2% 이상인 경우를 기 설정한다.

EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는 경우에(202), 에어 탱크의 컷 인(cut in) 압력을 백업 컷 오프(backup cut off) 압력까지 하향하도록 EAPU(120)를 제어한다(203). 즉, EAPU 제어 장치(140)는 EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 온(on) 상태로 유지한다. 이때, 에어 콤프레서(110)는 무부하 운전 구간으로 동작한다.

반면에, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하지 않는 경우에(202), 일반적인 EAPU 제어 방식에 따라 동작한다(211).

특히, EAPU 제어 장치(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 안전을 위해 에어 탱크의 압력이 백업 컷 오프 압력 수준 이하로 낮아지는 것을 방지한다(A 부분).

먼저, EAPU 제어 장치(140)는 에어 탱크의 압력이 백업 컷 오프 압력 수준에 도달하는지를 판단한다(204).

이후, EAPU 제어 장치(140)는 에어 탱크의 압력이 백업 컷 오프 압력 수준에 도달하면(204), EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 오프(off) 상태로 변환한다(205). 다만, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간 진입 전이기 때문에, 컷 오프 압력 수준을 하향 설정하여 에어 충전량을 최소화하도록 한다. 즉, 에어 콤프레서(110)는 도 4와 같이 컷 오프 하향값까지 에어 충전한다.

다음으로, EAPU 제어 장치(140)는 에어 탱크의 압력이 컷 오프 하향값에 도달하면(205), EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 온(on) 상태로 변환한다(206). 이때, 에어 콤프레서(110)는 무부하 상태 구간으로 구동한다.

이와 같이, EAPU 제어 장치(140)는 EAPU(120)를 제어하여 에어 콤프레서(110)를 무부하 상태로 운전하는 구간을 증대함으로써(B 부분), 소모 마력 감소에 의한 등판 운전 성능을 증대할 뿐만 아니라, 연비를 개선하는 효과가 있다.

한편, EAPU 제어 장치(140)는 차량이 내리막 구간에 진입하는지를 판단한다(207). 이때, EAPU 제어 장치(140)는 차량이 내리막 구간에 진입하면(207), EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 오프(off) 상태로 변환한다(208). 이때, 에어 콤프레서(110)는 컷 오프 압력 수준까지 원복하여 에어를 충전한다. 이처럼 에어 콤프레서(110)는 엔진 연료 컷(ENG fuel cut) 구간에서 최대로 구동하여 에어를 충전하나 연료 소비와 무관한 구간이다.

이후, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간을 탈출하는지를 판단한다(209). 이때, EAPU 제어 장치(140)는 내리막 구간을 탈출하면(209), EAPU(120)를 제어하여 PR 신호를 온(on) 상태로 변환한다(210). 이때, 에어 콤프레서(110)는 컷 인 압력을 다시 원복한다.

그런 다음, EAPU 제어 장치(140)는 통상적인 방식에 따라 EAPU(120)를 제어한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

110 : 내비게이션 111 : GPS부
112 : 경로 탐색부 113 : 지도데이터 저장부
120 : EAPU(Electronic Air Processing Unit) 130 : 에어 콤프레서
140 : EAPU 제어 장치 141 : 내비게이션 연동부
142 : 고도정보 추출부 143 : 제어부

Claims (7)

1. 내비게이션에 의해 탐색된 차량의 예상 주행 경로의 지도데이터로부터 해당 도로의 고도정보를 추출하기 위한 고도정보 추출부; 및
   상기 고도정보 추출부로부터 추출된 도로의 고도정보를 이용하여 차량의 예상 주행 경로에서 내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는지를 판별한 후 EAPU(Electronic Air Processing Unit)를 제어하기 위한 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는,
   내리막 구간 조건을 '임계 지점부터 1㎞ 전방에 경사도 2%, 거리 300m 이상의 내리막 구간'으로 기 설정하는 것을 특징으로 하는 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내비게이션과 연동하여 유무선 통신 환경을 구축하기 위한 내비게이션 연동부
   를 더 포함하는 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   내리막 구간 조건에 해당되는 구간의 임계 지점부터 내리막 구간 전까지 에어 콤프레서를 무부하 운전 구간으로 구동하도록 상기 EAPU를 제어하는 것을 특징으로 하는 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   내리막 구간 조건에 해당되는 구간이 존재하는 경우, 에어 탱크의 컷 인(cut in) 압력을 백업 컷 오프(backup cut off) 압력까지 하향하도록 상기 EAPU를 제어하는 것을 특징으로 하는 고도정보를 이용한 EAPU 제어 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 에어탱크의 압력이 백업 컷 오프 압력 수준에 도달하면, 컷 오프 압력 수준을 하향 설정하여 에어를 충전하는 것을 특징으로 하는 고도 정보를 이용한 EAPU 제어 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   내리막 구간 진입 이후에 에어 콤프레서의 구동을 엔진 연료 컷(ENG fuel cut) 구간으로 상기 EAPU를 제어하는 것을 특징으로 하는 고도 정보를 이용한 EAPU 제어 장치.
   

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