KR20000025188A - 자동차의 주행연비, 경제 연비 및 경제속도를산출 및 표시하는방법 - Google Patents

자동차의 주행연비, 경제 연비 및 경제속도를산출 및 표시하는방법 Download PDF

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Abstract

자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도를 산출 및 표시하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 엔진의 현재 부하 및 회전수를 측정하는 단계, 엔진 ECU에 입력되어 있는 엔진 맵에 상기 엔진의 부하 및 회전수를 적용하여 엔진의 연료 소비율을 검출하고, 상기 엔진의 연료 소비율을 현재 차량의 속도에 대해 연산하여 현재의 주행연비를 산출하는 단계, 상기 엔진의 주행 저항 곡선과 등연비곡선으로부터 엔진의 경제 연료 소비율을 검출하고, 상기 경제 연료 소비율에 대응하는 엔진 회전수를 검출하며, 상기 엔진 회전수에 대응하는 차량의 속도를 경제속도로서 산출하는 단계, 상기 엔진의 경제 연료 소비율을 차량의 경제속도에 대해 연산하여 차량의 경제 연비를 산출하는 단계, 및 현재의 주행연비와 경제 연비 및 상기 경제 연비로 운행하기 위한 주행 속도를 표시부에 표시하는 단계를 구비한다. 상기 방법에 따르면, 운전자가 도로 사정에 따른, 현재의 주행연비, 경제 연비 및 경제속도를 인식할 수 있으므로, 자동차를 경제연비 속도로 운전할 수 있다는 장점이 있다.

Description

자동차의 주행연비, 경제 연비 및 경제속도를 산출 및 표시하는 방법
본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 주행시 주행연비 및 경제 연비 그리고 상기 경제 연비로 주행하기 위한 주행 속도를 산출 및 표시하는 방법에 관한 것이다.
최근들어, 자동차의 연료 절약을 위한 다양한 장치와 방법들이 소개되고 있다. 자동차의 연료 절약을 위해서는 운전 습관을 바르게 갖는것도 중요하지만, 구체적인 도로 사정에 맞는 경제속도로 차량을 주행시키는 것이 더욱 중요하다.
일반적으로, 고속도로나 장거리 주행시 경제속도로 운전할 경우 상당한 연료를 절약할 수 있다는 것은 공지되어 있다. 그러나, 실제 차량의 경제속도는 동일 차량에서도 승차 중량이나 도로 구배 등에 따라 다르게 나타나기 때문에, 어느 속도가 경제속도 인지를 정확히 알기가 어렵다.
이러한 문제를 극복하기 위하여, 차량의 현재 연비 및 경제 연비를 산출하여 표시부에 표시하므로써, 운전자로 하여금 연료를 보다 실질적으로 소비하게 하는 방법들이 제안되고 있다. 예컨대, 대한민국 공개 실용신안 공보 제95-11274호 (출원인; 대우자동차 주식회사)에는 현재의 연비 및 경제적 연비를 알수 있도록 해주는 자동차의 연비 표시 장치가 개시되어 있다.
상기 공개 실용신안 공보 제95-11274호에 개시된 자동차의 연비 표시 장치는, 차량의 주행거리를 측정하거나 속도를 측정하는 주행계/속도계와 연료의 소비량을 측정하는 연료계의 변동값을 입력받아 현재의 연비 또는 경제적 연비를 산출하는 마이컴과, 계기판 일측에 부착되어 상기 마이컴에서 산출된 연비 또는 경제적 연비를 인식하기 용이한 형태로 표시하는 표시부를 구비한다.
그러나, 상기 공개 실용신안 공보 제95-11274호에 개시된 연비 표시 장치는, 현재의 연비와 경제연비를 산출하기 위해 매우 고가인 유량 연료계를 사용하거나, 또는 연료 탱크에 센서 장치등을 장착하여야 하기 때문에, 실제 차량에 적용하는 데에는 경제성이 맞지 않는다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진 센서와 ECU의 알고리즘을 활용하여 자동차의 주행시 현재 연비는 물론 경제 연비와 이를 위한 주행 속도를 산출 및 표시하는 방법을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 방법을 수행하는 장치의 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동차의 주행연비, 경제 연비 및 경제속도를 산출 및 표시하는 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도3은 엔진 등연비곡선 맵을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진 20 : ECU
30 : 표시부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, (1) 엔진의 현재 부하 및 회전수를 측정하는 단계; (2) 엔진의 등연비 곡선 맵에 상기 엔진의 부하 및 회전수를 적용하여 엔진의 연료 소비율(cc/sec)을 검출하고, 상기 엔진의 연료 소비율을 현재 차량의 속도(km/h)에 대해 연산하여 현재의 주행연비(km/l)를 산출하는 단계; (3) 상기 엔진의 주행 저항 곡선과 등연비곡선으로부터 엔진의 경제 연료 소비율을 검출하고, 상기 경제 연료 소비율에 대응하는 엔진 회전수를 검출하며, 상기 엔진 회전수에 대응하는 차량의 속도를 경제속도로서 산출하는 단계; (4) 상기 엔진의 경제 연료 소비율을 차량의 경제속도에 대해 연산하여 차량의 경제 연비를 산출하는 단계; 및 (5) 현재의 주행연비와 경제 연비 및 상기 경제 연비로 운행하기 위한 주행 속도를 표시부에 표시하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 표시 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도1에는 본 발명에 따른 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 표시방법을 수행하는 장치의 블록도가 도시되어 있다. 도1에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 장치는 엔진 ECU(20)를 내장한 엔진(10) 및 상기 엔진 ECU(20)에 연결되어 있는 표시부(30)를 구비한다.
상기 엔진 ECU(20)는 엔진(10)으로부터 입력되는 엔진 회전 속도와 부하를 입력받는다. 공지되어 있는 바와 같이, 엔진(10)의 회전 속도는 rpm 센서로 실제 차량에서 측정하고 있으며, 엔진 부하는 센서로 측정하고 있는 흡입 공기량이나 흡기 부압을 이용하여 측정한다.
상기 엔진 ECU(20)는 상기 엔진(10)의 회전 속도와 부하를 도3에 도시되어 있는 바와 같은 엔진 맵에 적용하여 엔진의 연료 소비율을 산출한다. 상기 엔진 맵은 차량의 출고시 차량의 사양에 따라 소정의 형태로 엔진 ECU(20)에 내장시킨다.
여기서, 연료 소비율이란 엔진(10)이 어느 회전수에서 단위 일을 수행하는데 어느 정도의 연료를 소비하는가를 나타내는 수치로서, 그 값은 엔진(10)의 단위 출력시간(일)당 사용된 연료의 중량(g/kwh) 값 또는 단위 시간당 사용된 연료의 부피(cc/sec) 값으로 이미 최적화되어 데이터화 되어있다. 도3에 도시된 엔진의 단위 일당 사용된 연료의 중량(g/kwh) 값은 단위 시간당 사용된 연료의 부피 (cc/sec) 값으로 용이하게 치환될 수 있다.
상기 엔진 ECU(20)는, 상기 엔진(10)의 연료 소비율에 근거하여 현재의 연비, 경제적 연비 및 상기 경제적 연비를 위한 경제속도를 산출한다. 여기서, 연비라 함은 자동차의 주행에 따라 소비되는 연료의 양으로서, 주행 거리를 사용한 연료의 양으로 나누어(km/l) 표시한다.
상기 표시부(30)는 일반적으로 계기판 상에 설치되며, 엔진 ECU(20)에 의해산출되는 현재 연비, 경제적 연비 및 경제속도를 운전자가 인식할 수 있도록 표시하는 기능을 한다.
이하, 도2 및 도3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동차의 경제 연비 및 경제속도 산출 표시 방법을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 엔진 ECU(20)는 상기 엔진(10)으로부터 입력되는 엔진 회전수(rpm) 및 부하를 측정한다(S1). 전술한 바와 같이, 상기 엔진 회전수는 엔진(10)에 부착되어 있는 rpm 센서에 의해 산출되며, 엔진(10)의 부하는 센서로 측정하고 있는 흡입 공기량이나 흡기 부압을 통해 알 수 있다.
이어서, 엔진 ECU(20)는 현재의 주행연비(km/l)를 산출한다(S2). 상기 주행연비의 산출은 도3에 도시된 엔진의 등연비 곡선에 상기 엔진(10)의 부하 및 회전수를 적용하여 엔진의 현재 연료 소비율(cc/sec)을 검출하고, 상기 엔진의 연료 소비율을 현재 차량의 속도(km/h)에 대해 연산하므로써 이루어진다. 도3에서, 상기 엔진(10)의 연료 소비율은 엔진(10)의 단위 일당 사용된 연료의 중량(g/kwh) 값으로 표시되어 있으나, 이는 엔진 ECU(20)에 의해 단위 시간당 사용된 연료의 부피값(cc/sec)으로 치환될 수 있다.
상기 엔진(10)의 연료 소비율이 단위 시간당 사용된 연료의 부피값(cc/sec)으로 산출되기 때문에, 현재 차량 속도(km/h)에 따른 자동차의 연비(km/l)는 각각의 단위를 통일하여 연산하면 쉽게 구해질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 주행연비는 인젝터를 이용하여 구해질 수도 있다. 즉, 현재의 가솔린 승용차는 전자제어식 연료 공급용 인젝터를 사용하고 있으며, 디젤 엔진도 전자제어식 연료 분사방식을 사용하기 시작하고 있는데, 이 경우도 대부분 인젝터를 사용하게 된다. 인젝터를 사용할 경우, 인젝터에 공급하는 연료 압력과 인젝터의 노즐 개폐기간으로 연료 공급 분사량을 조절한다. 즉, 인젝터 공급 연료압력과 노즐 개폐시간을 알면 엔진 공급 연료량을 알 수가 있으며, 이 값을 자동차의 속도에 대해 연산하여 자동차의 주행연비를 산출할 수가 있다.
현재의 주행연비가 구해지면, 엔진 ECU(20)는 차량의 경제 주행속도를 산출한다(S3). 상기 경제 주행속도의 산출은 상기 엔진의 주행 저항 곡선과 등연비 곡선으로부터 엔진(10)의 경제 연료 소비율을 검출한 후, 상기 경제 연료 소비율에 대응하는 엔진 회전수를 검출하고, 상기 엔진 회전수에 대응하는 차량의 속도를 검출하는 방식으로 이루어진다.
여기서, 상기 엔진(10)의 경제 연료 소비율은, 다수개의 등연비 곡선 중에서 상대적으로 낮은 연비를 나타내는 등연비 곡선에 근접하는 상기 주행 저항 곡선의 소정 위치에서 결정된다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 등연비 곡선은 등고선의 형태로 형성되고, 상기 주행 저항 곡선은 상기 등연비 곡선 상에 표시된다. 상기 다수개의 등연비 곡선은 연비 맵의 상부 쪽에 형성될수록 연료 소비율이 경제적이다. 따라서, 상기 연비 맵의 상부 쪽에 형성된 등연비 곡선과 근접한 상기 주행 저항 곡선의 소정 지점이 상기 엔진(10)의 경제 연료 소비율을 결정하는 위치가 되는 것이다.
즉, 도3을 참조하여 설명하면, 등연비 곡선(A)가 가장 경제적인 연료 소비율을 나타내며, 등연비 곡선(B)가 가장 높은 연료 소비율을 나타낸다.
따라서, 상기 주행 저항 곡선과 상기 등연비 곡선을 비교할 때, 상기 주행 저항 곡선 상의 소정지점(E)가 상기 다수개의 등연비 곡선 중에서 상대적으로 낮은 연비를 나타내는 등연비 곡선(S)에 근접되어 있으므로 상기 지점(E)에서 엔진(10)의 경제 연료 소비율이 결정된다. 상기 지점(E)를 검출하는 것은 엔진 ECU(20)에서 담당한다.
또한, 상기 경제 연료 소비율에 대응하는 엔진 회전수는 엔진 맵으로부터 검출되며, 상기 차량의 경제속도는 상기 검출된 엔진 회전수에 대응하는 차량의 속도가 된다. 상기 엔진 회전수에 대한 차량의 속도는 데이터화 되어 있다.
한편 정확한 주행 곡선은 차량 중량과 도로구배 상태 바람세기 등을 측정하여 구해야 하나, 제작시의 차량 총중량과 평지 주행시의 주행 곡선을 사용하고, 실제 주행시의 값으로 보정하면 경제연비를 위한 주행속도를 큰 오차 없이 구할 수 있다.
이어서, 상기 엔진 ECU(20)는 상기 엔진(10)의 경제 연료 소비율을 차량의 경제속도에 대해 연산하여 차량의 경제 연비를 산출한다(S4). 상기 차량의 경제 연비를 산출하기 위한 연산은, 상기 단계(S2)에서 설명된 차량의 연비를 산출하기 위한 연산 방법과 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
마지막으로, 상기 엔진 ECU(20)는 상기 검출된 자동차의 주행연비, 경제 연비 및 경제 연비를 위한 자동차의 경제속도를 표시부(30)에 표시하므로써, 운전자가 상기 표시부(30)에 나타난 수치를 근거로 현실감 있는 경제운전을 할 수 있도록 한다.
다시 말해서, 운전자가 운전중에 현재 연비와 경제 연비 그리고 경제 연비를 위한 경제속도를 알 수 있기 때문에, 현재 연비와 경제 연비를 비교하여 경제속도로 운전하면, 현재 연비가 경제 연비의 수치에 일치되게 되며, 이에 따라, 연료의 절감이 이루어질 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 운전자가 도로 사정에 따른 현재 연비, 경제 연비 및 경제속도를 인식할 수 있으므로, 자동차를 경제연비 속도로 운전할 수 있다는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 별도의 장치를 사용하지 않고도 엔진 ECU의 알고리즘을 이용하여 자동차의 주행연비, 경제 연비 및 경제속도의 산출이 용이하게 이루어진다. 따라서, 자동차의 생산비용을 상승시키지 않고도 연료의 경제적 사용이 가능해 진다는 장점을 갖는다.
이상 본 발명이 바람직한 실시예에 근거하여 서술되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어 질 수 있으며, 이러한 변형 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. (1) 엔진의 현재 부하 및 회전수를 측정하는 단계;
    (2) 엔진 ECU에 입력되어 있는 엔진 맵에 상기 엔진의 부하 및 회전수를 적용하여 엔진의 연료 소비율(cc/sec)을 검출하고, 상기 엔진의 연료 소비율을 현재 차량의 속도(km/h)에 대해 연산하여 현재의 주행연비(km/l)를 산출하는 단계;
    (3) 엔진의 주행 저항 곡선과 등연비곡선으로부터 엔진의 경제 연료 소비율을 검출하고, 상기 경제 연료 소비율에 대응하는 엔진 회전수를 검출하며, 상기 엔진 회전수에 대응하는 차량의 속도를 경제속도로서 산출하는 단계;
    (4) 상기 엔진의 경제 연료 소비율을 차량의 경제속도에 대해 연산하여 차량의 경제 연비를 산출하는 단계; 및
    (5) 현재의 주행연비와 경제 연비 및 상기 경제 연비로 운행하기 위한 주행 속도를 표시부에 표시하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 표시 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시부는 계기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 표시 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 등연비 곡선은 다수개의 등고선 형태로 형성되며, 상기 주행 저항 곡선은 상기 다수개의 등고선 형태의 등연비 곡선 상에 표시되고, 상기 다수개의 등연비 곡선 중에서 상대적으로 낮은 연비를 나타내는 등연비 곡선에 근접한 주행 저항 곡선의 소정 위치에서 상기 엔진의 경제 연료 소비율이 결정되고, 상기 위치는 ECU에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 표시 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 엔진의 회전 속도는 회전수 센서에 의해 검출되며, 상기 엔진의 부하는 센서로 측정하고 있는 흡입 공기량이나 흡기 부압을 이용하여 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 표시 방법.
  5. 제1항에 있어서, 인젝터에 공급하는 연료압력과 인젝터의 노즐 개폐시간을 통해 엔진 공급 연료량을 산출하고, 상기 엔진 공급 연료량을 차속에 대해 연산하므로써 상기 주행연비를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주행연비, 경제연비 및 경제속도 산출 방법.
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