KR101686637B1 - 경제 운전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 탑재된 OBD단자, 인젝터신호, 압력센서, GPS 수신기 등으로부터 신호를 수신하는 차량 신호 수신부와, 상기 차량 신호 수신부로부터 수신된 데이터를 연산하는 데이터 연산부와, 상기 데이터 연산부를 통해 산출된 값을 파형화하는 파형형성부와, 상기 데이터 연산부에서 산출된 데이터가 기준값을 초과하거나 미달되었을 때 운전자에게 경고를 시각적 또는 청각적으로 표시될 수 있도록 하는 경고발생부와, 상기 데이터 연산부를 통해 산출된 데이터 및 후술되는 입력부을 통해 입력되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 사용자가 임의로 설정값을 입력할 수 있도록 하는 입력부와, 상기 데이터연산부 및 입력부에서 산출된 데이터를 운전자로 하여금 시각적으로 확인할 수 있도록 하는 화면표시부와, 무선 또는 유선통신을 통해 경제운전 시스템을 제어할 수 있도록 하는 데이터 송수신부와, 상기 차량신호수신부, 데이터 연산부, 파형형성부, 경고발생부, 데이터 저장부, 입력부, 화면표시부 및 데이터 송수신부를 제어할 수 있도록 하는 제어부을 포함하는 경제 운전 시스템에 있어서, 시간당 연료사용량을 확인할 수 있도록 하여 엔진 상태에 따라 연료분사량이 증가 또는 감소하므로 엔진정비 및 관리시계측장비로 응용하여 활용할 수 있도록 하며, 차량이상을 감지할 수 있도록 하여 차량관리의 효율성을 높일 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있는 경제 운전 시스템에 관한 것이다.

Description

경제 운전 시스템{Economic driving system}
본 발명은 경제 운전 시스템에 관한 것으로서, 이를 더욱 상세하게 설명하면, 차량에 탑재되어 차량에서 발생되는 신호를 수신받을 수 있도록 하여 현재의 운전행태를 화면을 통해 표시될 수 있도록 하며, 사용자가 설정한 값을 기준으로 경제 운전이 이루어질 수 있도록 경고음 및 파형 등을 표시될 수 있도록 하는 경제운전 시스템에 관한 것이다.
경제운전은 인적요소기술로 그 중요성은 인식되고 있지만 지속적인 경제운전 실천 및 관리방법의 한계로 운전자의 경제운전 실천능력을 분석하지 못하였다.
즉 급가속, 급출발, 급제동, 정속주행은 속도의 변화를 측정하여 일정속도 이상으로 가속, 감속, 속도유지가 기준으로 정의 되어 사용되고 있어 도로구배에 따른 변화를 반영하지 못하고 있으며, 동일한 속도로 주행함에 있어 엔진에 걸리는 부하를 수없이 변동하면서 동일한 속도로 주행하게 되면 연료를 낭비하는 운전임에도 불구하고 정속주행을 한 것으로 판단하여 경제운전을 실천한 것으로 판단하며, 내리막 오르막을 반복할 도로 구배 조건에서 정속주행을 실시할 경우 내리막에서는 연료차단 또는 연료를 적게 사용하게 하고 오르막길에서는 연료를 과다하게 사용하여 연료를 낭비하는 운전을 하게 하여 연료를 낭비하는 운전임에도 불구하고 정속주행을 한 것으로 판단하여 경제운전을 실천한 것으로 판단하며, 엔진 2회전당 연료분사량을 기준으로 연료분사량이 많을 경우 연료낭비운전이라고 정의하고 있어 최적의 변속비를 선택할 수 없도록 하고 있다.
차량에서 획득할 수 있는 각종 센서의 신호 확보에 있어서 OBD 커넥터를 통한 신호 확보, 차량의 속도센서, RPM센서, 브레이크 센서, 인젝터 구동신호, GPS수신기를 통한 신호 등을 통하여 속도, 주행거리, RPM, 엔진 2회전당 연료분사량, 변속단수, 표준시간, 연비, 좌표(위도, 경도, 고도), 브레이크 사용 유무, 고도 등은 보편화 된 기술로 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 구할 수 있다.
하지만 활용방법의 한계로 인하여 수십대 내지 수천대의 차량 및 모든 운전자의 운전행태를 분석하고 평가하는 기준을 정립하지 못하고 있으며, 차량관리자가 수많은 운전자를 관리함에 있어서 객관적인 기준을 정립하지 못하여 지속적인 경제운전 실천 및 관리를 할 수 없는 한계에 직면해 있다.
또한 동일한 차량으로 운행하여도 교통상황(적재량, 운행속도, 신호등 수, 출발 횟수, 운행중 정차시간, 날씨, 도로구배, 통행량, 정체구간, 차선개수, 직진도로, 회전도로, 배차시간 등) 의 변화로 인하여 주행 연비가 변화되고, 자동차 메이커의 기술발전에 따른 연식별 연비변화 및 차량관리에 따른 연비변화, 차량성능에 따른 연비변화, 정비불량에 따른 연비변화 등 자동차 연비는 수많은 변수를 포함하고 있어서 운전자의 운전능력을 분석하지 못하고 있는 것이 현실이다.
차량상태, 교통상황, 도로구배, 운전자의 경제운전 실천능력 등에 따라 연비가 큰 폭으로 차이가 나게 되므로 운전자가 임의로 변경할 수 없는 차량상태, 교통상황, 도로구배를 제외한 운전자의 경제운전 실천능력을 분석하고 지속적인 반복교육을 실시할 수 있어야 하지만 수많은 차량 및 운전자를 일괄적으로 관리해야 하는 전문인력 부재 및 경제운전 분석 기법의 및 관리방법 부재로 인하여 경제운전 실천여부를 관리하는 방법을 찾지 못하고 있는 문제점이 있었다.
대한민국 특허청 특허출원번보 제 10-2013-0136016호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량으로부터 감지된 RPM, 속도, 연료사용량, 운전습관 연비, 안전운전, 누적연비를 시스템 화면에 표시될 수 있도록 하여 현재의 운전행태를 파악할 수 있도록 하고, 급출발, 급가속, 과속, 브레이크 사용에 대한 경고기능을 사용하여 경고음 발생시 승객이 경고음을 들을 수 있도록 함으로서 승객이 운전자에 안전운전을 실천할 것으로 요청할 것으로 감안하여 운전자는 스스로 안전운전을 실천할 것을 유도하고 민원발생으로 최소화할 수 있도록 하는 경제 운전 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시간당 연료사용량을 확인할 수 있도록 하여 엔진 상태에 따라 연료분사량이 증가 또는 감소하므로 엔진정비 및 관리시 계측장비로 응용하여 활용할 수 있도록 하며, 차량이상을 감지할 수 있도록 하여 차량관리의 효율성을 높일 수 있도록 하는 경제 운전 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명은 본 발명은 차량에 탑재된 OBD단자, 인젝터신호, 압력센서, GPS 수신기 등으로부터 신호를 수신하는 차량 신호 수신부와, 상기 차량 신호 수신부로부터 수신된 데이터를 연산하는 데이터 연산부와, 상기 데이터 연산부를 통해 산출된 값을 파형화하는 파형형성부와, 상기 데이터 연산부에서 산출된 데이터가 기준값을 초과하거나 미달되었을 때 운전자에게 경고를 시각적 또는 청각적으로 표시될 수 있도록 하는 경고발생부와, 상기 데이터 연산부를 통해 산출된 데이터 및 후술되는 입력부을 통해 입력되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부와, 사용자가 임의로 설정값을 입력할 수 있도록 하는 입력부와, 상기 데이터연산부 및 입력부에서 산출된 데이터를 운전자로 하여금 시각적으로 확인할 수 있도록 하는 화면표시부와, 무선 또는 유선통신을 통해 경제운전 시스템을 제어할 수 있도록 하는 데이터 송수신부와, 상기 차량신호수신부, 데이터 연산부, 파형형성부, 경고발생부, 데이터 저장부, 입력부, 화면표시부 및 데이터 송수신부를 제어할 수 있도록 하는 제어부을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 에 있어서 차량으로부터 감지된 RPM, 속도, 연료사용량, 운전습관 연비, 안전운전, 누적연비를 시스템 화면에 표시될 수 있도록 하여 현재의 운전행태를 파악할 수 있도록 하고, 급출발, 급가속, 과속, 브레이크 사용에 대한 경고기능을 사용하여 경고음 발생시 운전자 및 승객이 경고음을 들을 수 있도록 함으로서 승객이 운전자에 안전운전을 실천할 것으로 요청할 것으로 감안하여 운전자는 스스로 안전운전을 실천할 것을 유도하고 민원발생으로 최소화할 수 있도록 하는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 시간당 연료사용량을 확인할 수 있도록 하여 엔진 상태에 따라 연료분사량이 증가 또는 감소하므로 엔진정비 및 관리시 계측장비로 응용하여 활용할 수 있도록 하며, 차량이상을 감지할 수 있도록 하여 차량관리의 효율성을 높일 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제 운전 시스템를 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경제 운전 시스템를 개략적으로 도시한 블럭도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 메인화면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 주행분석화면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 주행기록화면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 환경설정화면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 파형설정화면을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 경제 운전 시스템를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제 운전 시스템를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경제 운전 시스템를 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 메인화면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 주행분석화면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 주행기록화면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 환경설정화면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 경제운전 시스템을 통해 표시되는 파형설정화면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명인 경제 운전 시스템(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 사각형상으로 형성되며 차량의 계기판 일측에 부착할 수 있도록 하며, 전면에 화면표시부(170)가 형성되어 운전시 운전행태를 시각적으로 확인할 수 있도록 하며, 상기 화면표시부(170)의 일측에 입력키가 형성되어 사용자 ID나, 제품 환경설정값을 입력할 수 있도록 하거나, 상기 화면표시부(170)가 터치 스크린 방식으로 형성되어 터치로 입력값을 설정할 수 있도록 한다.
또한, 경제 운전 시스템(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량에 탑재된 OBD단자, 인젝터신호, 압력센서, GPS 수신기 등으로부터 신호를 수신하는 차량 신호 수신부(110)와, 상기 차량 신호 수신부(110)로부터 수신된 데이터를 연산하는 데이터 연산부(120)와, 상기 데이터 연산부(120)를 통해 산출된 값을 파형화하는 파형형성부(130)와, 상기 데이터 연산부(120)에서 산출된 데이터가 기준값을 초과하거나 미달되었을 때 운전자에게 경고를 시각적 또는 청각적으로 표시될 수 있도록 하는 경고발생부(140)와, 상기 데이터 연산부(120)를 통해 산출된 데이터 및 후술되는 입력부(170)을 통해 입력되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부(150)와, 사용자가 임의로 설정값을 입력할 수 있도록 하는 입력부(160)와, 상기 데이터연산부(120) 및 입력부(160)에서 산출된 데이터를 운전자로 하여금 시각적으로 확인할 수 있도록 하는 화면표시부(170)와, 무선 또는 유선통신을 통해 경제운전 시스템(100)을 제어할 수 있도록 하는 데이터 송수신부(180)와, 상기 차량신호수신부(110), 데이터 연산부(120), 파형형성부(130), 경고발생부(140), 데이터 저장부(150), 입력부(160), 화면표시부(170) 및 데이터 송수신부(180)를 제어할 수 있도록 하는 제어부(190)을 포함한다.
상기 차량 신호 수신부(110)는 차량에 탑재된 OBD단자, 인젝터신호, 압력센서, GPS 수신기 등으로부터 데이터를 수신받는 것으로서, OBD단자로 부터 신호를 수신받을 경우에는 RPM, 속도, 주행거리, 고도, 변속단수, 연비 정보를 그대로 후술되는 화면표시부(170)를 통해 표시될 수 있도록 하고, 인젝터 신호 또는 GPS 수신기를 통해 수신받을 경우에는 데이터 연산부(120)를 통해 연산되어 산출된 값이 화면표시부(170)를 통해 표시될 수 있도록 한다.
상기 데이터 연산부(120)는 상기 차량신호수신부(110)를 통해 수신받은 데이터를 연산하는 것으로서, RPM, 운전습관 연비, 속도, 연료사용량, 부하 등이 연산될 수 있도록 한다.
상기 RPM은 인젝터 신호를 통해 수신받은 1회 분사주기의 시간을 rpm으로 환산하여 산출된 값을 후술되는 화면표시부(170)를 통해 표시될 수 있도록 한다. 예를들면, 공회전시 측정된 rpm이 600이고 이때, 2회전당 분사되는 분사횟수를 1분당 300번이라고 한다면, 이를 1분은 60000ms 이므로 분사주기의 시간을 rpm으로 환산하여 산출된 값을 rpm 숫자로 표시하고 그래프로 표시하는데, 2회전당 1회 분사하는 엔진은 분사주기 시간으로 rpm을 계산하는 방법은 rpm = 2 x (60,000ms / ms로 나타낸 1회 분사주기 측정시간)이므로 상기 식으로 산출된 값을 화면표시부(170)에 숫자로 표시될 수 있도록 하고, 운전자가 rpm의 미세한 변화량을 숫자로 쉽게 인지할 수 있도록 하여 변속 타이밍을 적시에 적용할 수 있도록 한다.
상기 운전습관 연비는 일정 시간 동안의 이동거리 / 일정 시간 동안의 연료사용량을 산출하는 것으로서, 4가지의 모드로 나뉘어지며, 모드 1은 25초, 모드 2는 50초, 모드 3은 100초, 모드 4는 200초에 해당하는 시간의 운전습관에 대한 연비를 화면표시부(170)에 숫자와 파형을 포함한 운전습관연비로 표시될 수 있도록 한다.
또한, 일정 시간 동안의 연료사용량을 한시간 동안의 연료사용량으로 환산하여 실시간으로 표시하여 운전자로 하여금 공회전 및 운전행태에 대한 시간당 연료사용량을 빠른 시간내에 확인할 수 있도록 한다, 이는 짧은 시간에 한 시간당 연료사용량을 확인할 수 있는 것은 엔진의 상태 변화를 즉시에 비교할 수 있어 정비 및 관리의 기준으로 활용할 수 있도록 한다.
상기 속도는 GPS수신기로부터 수신받은 좌표를 연산하여 숫자로 표시될 수 있도록 한다. 따라서, 엔진 시동후 운행속도를 실시간으로 확인할 수 있도록 하고, 차량계기판에 적용된 속도계는 자동차 제작사, 차종, 타이어 직경 등에 따라 오차율을 포함하고 있으나, 상기 데이터 연산부(120)는 GPS 좌표를 연산한 속도를 활용하여 전체운전자가 동일한 속도감각으로 운행할 수 있도록 한다.
상기 연료사용량은 인젝트 펄스값(노즐 개통시간) *
Figure 112014123529832-pat00001
(P:압력값)으로 연산하여 표시하되, 상기 펄스값은 전기신호값에 인젝터 작동 지연시간을 배제할 수 있도록 하며, 상기 압력값은 연료압력센서가 있는 경우에는 측정전압에 해당하는 압력을 기준으로 하며, 센서가 없는 경우에는 회전수와 상관없이 동일한 압력값을 입력하거나, 회전수별 압력값을 입력할 수 있도록 한다. 상기와 같이 산출된 연료사용량은 1CC단위로 표시되어 운전자가 아주 짧은 시간에도 많은 연료가 사용되고 있음을 인식할 수 있도록 하며, 운행거리와 상관없이 연료사용량을 실시간으로 기록함으로서 웜업 및 공회전으로 인한 연료사용량을 인식할 수 있도록 한다.
상기 부하는 연료분사량을 엔진에 걸리는 힘에 따라 백분율로 표시할 수 있도록 하며, 최저값은 연료분사량이 없는 시점(FUEL CUT)이고, 최고값은 최대 연료분사량이 발생된 시점으로, 최저값과 최대값 사이에 차축에 힘이 걸리지 않는 순수 공회전 상태를 무부하라고 하면, 상기 무부하를 중심으로 엔진에 걸리는 + 힘의 크기와, -힘의 크기를 백분율로 환산하여 산출할 수 있도록 한다.
상기 파형형성부(130)는 데이터 연산부(120)에서 산출된 값을 파형으로 나타낼 수 있도록 하는 것으로서, 부하, RPM, 속도, 운전습관 연비를 모드에 따라 25 ~ 200초으로 나뉘어 실시간으로 연산하여 교통상황 도로상황에 가장 적합한 속도, 변속비, RPM, 부하를 운전자 스스로 찾을 수 있도록 파형을 제공하는 것으로서, 승용차, 버스, 화물차의 운행특성(운행속도 영역, 2회전당 연료분사량 영역, 운행 RPM영역, 연비영역)을 감안하여 RPM그래프, 속도그래프, 2회전당 연료분사량 그래프, 운전습관 연비그래프의 최대 RPM, 최대 속도, 최대 2회전당 연료분사량, 최대 연비를 설정하여 그래프 높이를 확대 또는 축소할 수 있도록 한다.
상기 파형형성부(130)에서 형성된 파형의 분석방법을 살펴보면,
⊙ 엔진 2회전당 연료분사량 변화 파형분석에 있어서는
+ 부하일 때
1 ~ 10초간의 임의 설정한 범위내 시간에서 엔진 1회전당 연료분사량의 변화를 측정하여 공회전시 분사되는 분사량을 0％로 하고 엔진에 걸리는 힘이 최대일 때 분사되는 분사량을 100％로 하고 0％ ～ 100％ 사이의 연료분사량 변화 진폭을 범위를 0％ ～ 10％, 0％ ～ 20％, 0％ ～ 30％, 0％ ～ 40％, 0％ ～ 50％, 0％ ～ 60％, 0％ ～ 70％, 0％ ～ 80％, 0％ ～ 90％, 0％ ～ 100％ 등과 같이 여러 단계로 임의 설정 구분한 값을 기준으로 하여 부하 변동량의 진폭에 따라 엔진 2회전당 분사량이 증가할 때 +부하 변동량에 따라 +부하 급감속의 크기를 정의하여 분석하고, 엔진 2회전당 분사량이 감소할 때 +부하 변동량에 따라 +부하 급감속의 크기를 정의하여 파형을 분석하고,
- 부하일 때
1 ~ 10초간의 임의 설정한 범위내 시간에서 엔진 2회전당 연료분사량의 변화를 측정하여
공회전시 분사되는 연료분사량을 0％로 하고 차속이 있고 연료분사량이 공회전시 연료분사량보다 적을 때 연료차단되는 지점을 - 100％로 하여
엔진이 차량의 주행에 방해되는 감속 역활을 하고 있는 연료분사량 변화 진폭의 범위를 ％ ～ 10％, 0％ ～ 20％, 0％ ～ 30％, 0％ ～ 40％, 0％ ～ 50％, 0％ ～ 60％, 0％ ～ 70％, 0％ ～ 80％, 0％ ～ 90％, 0％ ～ 100％ 등과 같이 여러 단계로 임의 설정 구분한 값을 기준으로 하여 엔진 2회전당 분사량이 감소할 때 -부하 변동량에 따라 -부하 급감속의 크기를 정의하여 분석하고, 엔진 2회전당 분사량이 증가할 때 부하 변동량에 따라 -부하 급가속의 크기에 따라 정의하여 파형을 분석할 수 있도록 한다.
⊙ RPM 변화 파형분석에 있어서는
RPM 증가시
1 ~ 10초간의 임의 설정한 범위내 시간에서 증가하는 RPM이 51RPM ～ 100RPM, 101RPM ～ 150RPM, 151RPM ～ 200RPM, 201RPM ～ 250RPM, 251RPM ～ 300RPM, 301RPM ～ 350RPM, 351RPM ～ 400RPM, 401RPM ～ 450RPM, 451RPM ～ 500RPM, 501RPM 이상 등과 같이 여러 단계로 임의 설정 구분한 값을 기준으로 하여 RPM 증가시 급가속으로 정의하여 rpm급가속 크기에 따라 파형을 분석하고,
RPM 감소시
1 ~ 10초간의 임의 설정한 범위내 시간에서 감소하는 RPM이 51RPM ～ 100RPM, 101RPM ～ 150RPM, 151RPM ～ 200RPM, 201RPM ～ 250RPM, 251RPM ～ 300RPM, 301RPM ～ 350RPM, 351RPM ～ 400RPM, 401RPM ～ 450RPM, 451RPM ～ 500RPM, 501RPM 이상 등과 같이 여러 단계로 임의 설정 구분한 값을 기준으로 하여 RPM 감소시 급감속으로 정의하여 rpm 급감속의 크기에 따라 파형을 분석하고,
⊙ 속도 변화파형 분석에 있어서
가속시
1 ~ 10초간의 임의 설정한 범위내 시간에서 가속되는 속도가 11KM/H ～20KM/H, 21～30KM/H, 31～40KM/H, 41～50KM/H, 51～60KM/H, 61～70KM/H, 71～80KM/H, 81～90KM/H, 91～100KM/H, 101KM/H이상 등과 같이 임의 설정 구분한 값을 기준으로 하여 횟수 및 시간을 가속시 속도 급가속으로 정의하여 속도 급가속의 크기에 따라 파형을 분석하고,
감속시
1 ~ 10초간의 임의 설정한 범위내 시간에서 감속되는 속도가 11KM/H ～20KM/H, 21～30KM/H, 31～40KM/H, 41～50KM/H, 51～60KM/H, 61～70KM/H, 71～80KM/H, 81～90KM/H, 91～100KM/H, 101KM/H이상 등과 같이 임의 설정 구분한 값을 기준으로 하여 횟수 및 시간을 감속시 속도 급감속으로 정의하여 속도 급감속의 크기에 따라 파형을 분석할 수 있도록 한다.
상기 경고발생부(140)는 상기 데이터 연산부(120)에서 산출된 값과 후술되는 입력부(160)로부터 수신된 임의의 설정값을 대비하여 차량의 문제점을 파악할 수 있도록 하거나, 급출발, 급가속, 과속, 급감속, 급제동, 브레이크 사용 등에 대해 경고음 또는 화면표시부를 통해 경고색 표시나 깜박이등으로 청각적이나 시각적으로 운전자로 하여금 안전운전을 실천할 것을 유도할 수 있도록 하는 것으로서,
예를 들면, 설정된 속도대별 허용 rpm 이상으로 rpm이 증가하여 rpm급출발, rpm 급가속이 발생할 경우에는 화면표시부(170)를 통해 "안전운전" 글자가 점멸하거나, 경고음이 발생될 수 있도록 하고, 브레이크 1회 사용당 1식 누적하여 기록함으로서 각 노선별 브레이크 사용횟수 허용치 이상일 경우 경고음을 발생할 수 있도록 하고, 정체된 시내구간을 운행하는 차량에서 낮은 속도에서 브레이크를 자주사용하게 될 때 경고음이 발생하면 운전자 및 승객의 스트레스가 증가하게 되므로 경고음이 발생하지 않도록 설정된 속도 이하의 속도에서 브레이크 사용시에는 경고음이 발생하지 않도록 한다.
과속 설정값 이상으로 속도가 증가할 경우에는 "안전운전" 글자가 점멸되거나 경고음이 발생될 수 있도록 하여 시내버스 특성상 늦게 출근한 운전자가 새벽에 운행을 시작하기 위해 주차장에서 기종점으로 이동하거나, 운행을 마치고 주차장으로 이동하거나, 승객이 없는 운행시간에 과속 충동을 억제할 수 있도록 한다.
또한, 차량의 배터리 전압 설정값 이하로 전압이 낮을 때는 전압표시창이 음각으로 반전되어 시동 가능 여부를 확인할 수 있도록 하여 운전자 스스로 공회전을 자제할 수 있도록 하거나, 반복적인 방전상태를 확인함으로서 배터리 교체주기를 적절하게 시행할 수 있도록 하고,
발전기 전압 설정값 이하로 전압이 낮을 때는 전압표시창이 음각, 양각으로 점멸되어 충전 가능여부를 확인할 수 있도록 하여 운행중 시동이 꺼지는 사고 및 예비차를 적시에 투입하여 결행을 예방할 수 있도록 한다.
또한, 입력부(160)로부터 입력된 과속설정값 이상으로 속도가 증가한 시간 1초당 1식 누적하여 기록하고 과속 카운트시 화면표시부(170)를 통해 표시되는 메인화면에 "안전운전" 글자가 점멸할 수 있도록 하고, 규정속도 이상에서는 경고음을 발생할 수 있도록 한다.
또한, 속도대별 기준rpm를 설정하고 속도대별 기준rpm를 초과할 경우 횟수 및 지속시간에 대한 경고가 발생할 수 있도록 한다. 예를 들면,
과속 기준값이 시속 100km/h라고 하면 시속 100km/h 이상의 속도로 주행시 1초 단위로 과속 카운트 누적하여 경고음을 발생할 수 있도록 하고,
rpm 급출발 기준값이 시속 20km/h 이하, 허용rpm이 1200rpm이라고 하면 1200rpm 초과시 1초단위 초과 rpm을 카운터하여 경고음을 발생할 수 있도록 하고(급출발 rpm 기준값은 수동차량, 저상 4단, 저상 5단, 저상 6단, 하이브리드 등 차종에 따라 적용값을 달리 적용할 수 있도록 하여 연료낭비, 차내사고, 난폭운전, 차량손상, 교통사고 등을 예방할 수 있도록 한다),
rpm 급가속 rpm을 1500rpm을 기준값으로 했을 때 운행 전체 구간에 대하여 1500rpm 초과시 1초 단위 초과 rpm을 카운터 하여 경고음을 발생할 수 있도록 한다(급가속 rpm 기준값은 노선별 최고속도에서의 최고단에 해당하는 rpm을 설정하여 부적절한 저단사용으로 인한 연료낭비, 차량손상, 교통사고 등을 예방할 수 있도록 한다).
또한, 엔진공회전시의 무부하와 엔진에 걸리는 힘이 최대인 최고부하 사이를 입력부(160)를 통해 입력된 값을 이용하여 분할될 수 있도록 하고, rpm별로 엔진에 과부하가 걸리지 않는 영역을 설정하여 운전자가 엔진에 과부하가 걸리지 않는 부하영역에서 고단변속을 할 수 있도록 하여 저단사용에 따른 연료낭비를 예방하기 위한 것과 엔진에 과부하가 걸리도록 하는 부적절한 고단사용을 억제하여 엔진에 무리가 가지않도록 경고음을 발생할 수 있도록 한다. 예를 들면,
* 사용자가 입력부(160)를 통해 5단계로 분할하고자 할 경우에는,
600rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
700rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
800rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
900rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
1000rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
으로 100rpm 단위로 분할하여 엔진회수별 적정 부하 영역에서 기어변속이 이루어질 수 있도록 한다.
* 만약, 사용자가 5단계보다 더 세분하게 분할하고자 9단계로 분할했을 경우에는,
600rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
650rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
700rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
750rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
800rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
750rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
900rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
950rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역
1000rpm일 때 고단 사용시 엔진에 무리가 가지 않는 부하영역으로 나뉘어져 엔진 회전수별 적정부하영역에서 운행할 수 있는 가이드 라인을 제시할 수 있도록 한다.
또한, 브레이크 사용시 누적 카운트 설정값 초과시 1카운트 당 1회 경고음이 발생할 수 있도록 하되, 설정된 기준속도 이상에서는 브레이크 사용시 경고기능 발생할 수 있도록 하였으나, 설정된 기준속도 미만에서는 브레이크 사용시에도 경고음을 발생하지 않을 수 있도록 한다.
상기 데이터 저장부(150)는 상기 데이터연산부(120) 및 후술되는 입력부(160)에서 입력되는 데이터를 저장하는 것으로서, 저장된 데이터는 시간에 따라, ID에 따라, 주행 시작에서 종료시점까지의 내역 등에 따라 나누어 저장될 수 있도록 하여, 시내버스 노선 특성상 종점에서 기점, 기점에서 종점 운행시 도로구배, 승객, 교통흐름 등으로 인하여 발생하는 연비 편차를 반복 저장함으로서 운전자가 경제 운전 시스템를 초기화하더라도 저장될 수 있도록 하여 이전기록을 통하여 반복연습을 통한 운전능력 향상을 기할 수 있도록 한다.
또한, 상기 데이터 저장부(150)는 운전자의 고유사번 ID를 기저장하고 있어, 운행을 시작 또는 종료할때마다 입력되는 ID와 주행기록을 매칭하여 저장함으로서 추후 호출시 운전자의 운행기록을 확인할 수 있도록 한다. 따라서, 시내버스 운행특성상 고정기사, 보조기사, 예비기사, 순환기사. 대체근무 기사 등 차량별로 운전자가 수시로 변경되더라도 ID별 주행기록을 확인할 수 있도록 한다.
상기 입력부(160)는 경제운전 시스템(100)를 통해 운전자 또는 관리자가 경제운전 시스템(100)의 환경을 설정하거나, ID를 입력할 수 있도록 형성된 것으로서, 키패드를를 통하여 입력할 수 있도록 하거나, 후술되는 화면표시부(170)가 터치스크린으로 형성되어 데이터를 입력할 수 있도록 한다.
상기 화면표시부(170)는 후술되는 제어부(190)에서 제공되는 프로그램을 운전자가 시각적으로 확인할 수 있도록 표시하는 것으로서, 경제운전 시스템(100)의 전면에 위치하여 운전자의 운전행태를 숫자, 파형 등으로 확인할 수 있도록 한다.
상기 데이터 송수신부(180)는 무선, 유선 네트워크를 통해 관리자의 서버와 데이터를 송수신할 수 있도록 하여 관리자가 서버에 접속하여 경제운전 시스템(100)의 환경을 설정할 수 있도록 하거나, 최고속도, 부하 등의 설정값이 기저장된 usb를 통해 데이터를 수신할 수 있도록 한다.
상기 제어부(190)는 경제운전 시스템(100)에 제공되는 프로그램을 제공하며, 상기 차량신호 수신부(110), 데이터연산부(120), 파형형성부(130), 경고발생부(140), 데이터 저장부(150), 입력부(160), 화면표시부(170) 및 데이터송수신부(180)를 제어할 수 있도록 하며, 상기 구성에서 오류가 발생하거나, 입력부(160)에서 입력되는 설정값이 잘못 입력되더라고 데이터연산부(120)나 경고발생부(140)에 영향을 미치지 못하도록 한다.
또한, 상기 제어부(190)에서 제공되는 프로그램을 살펴보면, 현재의 운행상태를 상기 데이터 연산부(120)를 통해 연산된 값을 숫자로 표시할 수 있도록 하는 메인화면(도 3참조)과, 부하, rpm, 속도 및 운전습관 연비를 25~200초간의 파형을 기록하는 주행분석화면(도 4참조)과, 저장된 연료사용량, 연비, 과속횟수, 운행시간, 주행거리, 브레이크 사용, rpm초과횟수, 공회전 연료사용량 등의 누적값을 제공하는 주행기록화면(도 5참조)과, 제품관리를 위한 고유번호를 프로그램에 내장하여 분실 도난을 예방하고 효율적으로 관리를 위한 인증번호와, 회전당 연료분사량의 최고 부하 설정값으로 활용하기 위한 최고설정값, 최고부하, 엔진에서 발생되는 연료분사량 신호값을 누적한 상수 기준값과, 연료사용량, 상수값, 과속기준값, rpm기준값, 경고음 on/off, 배터리 및 발전기 전압 등의 설정값을 상기 입력부(160) 또는 데이터 송수신부(180)를 통해 수신하여 표시될 수 있도록 하는 환경설정화면(도 6참조)과, 운전자의 고유ID, RPM, 속도 및 연비의 파형 높이 설정 및 브레이크 사용에 따른 경고음 발생 기준 값을 설정할 수 있도록 하는 파형설정화면(도 7참조) 등을 제공할 수 있도록 한다.
출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 경제운전 시스템
110 : 차량신호 수신부 120 : 데이터 연산부
130 : 파형형성부 140 : 경고발생부
150 : 데이터 저장부 160 : 입력부
170 : 화면표시부 180 : 데이터 송수신부
190 : 제어부

Claims (11)

  1. 차량에 탑재된 OBD단자, 인젝터신호, 압력센서, GPS 수신기로부터 초당 연료분사량, 분당 연료분사량, 총 연료사용량, 연비, 연료압력, 속도, 엔진회전수, 엔진과 미션 고장코드, 냉각수온도, 연료온도, 운행거리, 고장정보, 인젝터 열림량, 분사주기, 연료분사압력, 위도, 고도 및 경도에 대한 데이터를 수신하는 차량 신호 수신부(110);
    엔진 2회전당 인젝터에서 연료를 분사하는 횟수, 인젝터 지연시간, 차축에 걸리는 힘이 정(+)으로 최대일 때의 연료분사량 최대 값, 차축에 힘이 걸리지 않는 상태(무부하 상태)의 연료분사량 값, 사용자가 임의로 설정한 범위 시간(1~10초)에서 + 부하변동량의 진폭량 및 - 부하변동량의 진폭량, 사용자가 임의로 설정한 범위 시간(1~10초)에서 + RPM 변화량 및 -RPM변화량, 사용자가 임의로 설정한 범위 시간(1~10초)에서 + 속도 변화량 및 - 속도 변화량, 브레이크 허용 사용횟수, 브레이크 경고음 발생 기준속도, 사용자가 임의로 입력한 과속 속도, 배터리 전압, 발전기 전압, 속도대별 허용 rpm, rpm 대역별 허용 부하, 속도파형 형성을 위한 최대 속도 값, RPM파형 형성을 위한 최대 RPM 값 및 연비파형 형성을 위한 최대 연비 값에 대하여 사용자가 기준치로 지정하는 설정값과 사용자 ID를 입력하기 위한 입력부(160);
    상기 차량 신호 수신부(110)로부터 수신된 데이터를 통해 엔진회전수, RPM, 인젝터 열림량에 대한 연료분사량, 인젝터 펄스 값, 인젝터 지연시간, 속도, 운행거리를 연산하고, 사용자가 지정하는 상기 설정값과 실제 운전으로 발생하는 값(수치)을 비교하여 상기 실제 운전으로 발생하는 값이 상기 설정값을 초과하거나 미달되는지 여부를 비교하여 연산하는 데이터 연산부(120);
    상기 데이터 연산부(120)를 통해 산출된 데이터와 상기 입력부(160)를 통해 임의로 입력한 설정값을 운전자로 하여금 시각적으로 확인할 수 있도록 나타내는 화면표시부(170);
    상기 화면표시부(170)에 나타내며, 상기 데이터 연산부(120)를 통해 산출된 값을 시간에 따른 변화량을 나타낸 그래프로 파형화하는 파형형성부(130);
    상기 데이터 연산부(120)에서 산출된 데이터가 기준값을 초과하거나 미달되었을 때 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 경고가 표시될 수 있도록 하는 경고발생부(140);
    상기 데이터 연산부(120)를 통해 산출된 데이터 및 상기 입력부(160)을 통해 입력되는 데이터를 저장하는 데이터 저장부(150);
    무선 또는 유선통신을 통해 관리자 서버와 연결되며, 상기 관리자 서버를 통해 경제운전 시스템(100)을 제어할 수 있는 제어신호를 송수신하는 데이터 송수신부(180); 및
    상기 차량신호수신부(110), 데이터 연산부(120), 파형형성부(130), 경고발생부(140), 데이터 저장부(150), 입력부(160), 화면표시부(170), 데이터 송수신부(180)를 제어할 수 있도록 하는 제어부(190);을 포함하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 연산부(120)는 인젝터 신호를 통해 수신받은 1회 분사주기의 시간을 RPM으로 환산할 수 있도록 연산식 rpm = 1회전당 분사횟수 * (60,000ms / ms로 나타낸 1회 분사주기 측정시간) 에 적용하여 RPM 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 연산부(120)는 인젝트 펄스값(노즐 개통시간) *
    Figure 112016064329218-pat00002
    (P:연료분사압력값)으로 연산하여 연료사용량을 산출할 수 있도록 하고, 상기 펄스값은 전기신호값에 인젝터 작동 지연시간을 배제할 수 있도록 하며, 상기 연료분사압력값은 연료압력센서가 있는 경우에는 측정전압에 해당하는 연료분사압력을 기준으로 하고, 센서가 없는 경우에는 회전수 상관없이 동일한 연료분사압력값을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파형형성부(130)는 데이터 연산부(120)에서 산출된 값을 파형으로 나타낼 수 있도록 하는 것으로서, 부하, RPM, 속도, 운전습관 연비를 모드에 따라 25 ~ 200초로 나뉘어 실시간으로 연산하여 교통상황 도로상황에 가장 적합한 속도, 변속비, RPM, 부하를 운전자 스스로 찾을 수 있도록 파형을 제공하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경고발생부(140)는 상기 데이터 연산부(120)에서 산출된 값과 상기 입력부(160)로부터 수신된 임의의 설정값을 대비하여 차량의 문제점을 파악할 수 있도록 하거나, 급출발, 급가속, 과속, 급감속, 급제동, 브레이크 사용에 대해 경고음 또는 상기 화면표시부를 통해 경고색 표시나 깜박임으로써, 청각적이나 시각적으로 표시하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경고발생부(140)는 상기 입력부를 통해 속도대 별 기준rpm를 설정하고 속도대 별 기준rpm를 초과할 경우 횟수 및 지속시간에 대한 경고가 발생할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경고발생부(140)는 상기 브레이크 허용 사용횟수를 초과하여 브레이크를 사용시에 경고음을 발생할 수 있도록 하되, 설정된 기준속도 이상에서 브레이크 사용시는 경고음을 발생할 수 있도록 하고 설정된 기준속도 미만에서 브레이크 사용시에는 경고음을 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 경제 운전 시스템.
  11. 삭제
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