KR20020010131A - 자동차의 연료절약 유도장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 연료소비량과 운행효율을 운전자에게 효과적으로 인지시켜 경제운전을 유도하는 자동차 연료절감 기술에 관한 것으로서,
특히 자동차의 연료분사기의 분사량을 측정한 후 분사량을 전기적 디지털 신호로 바꾸어 입력하는 입력변환부(A2)와, 상기 입력변환부(A2)로부터 측정된 전기적신호를 부하량으로 변환하는 부하량검출부(A3)와, 상기 입력변환부(A2)로부터 측정된 전기적신호로부터 엔진회전수를 측정하는 엔진회전수 측정부(A4)와, 상기 부하량검출부(A3)로부터 측정된 부하량으로부터 급출발, 급가속 여부를 판단하는 급출발 ·급가속판단부(A5)와, 상기 부하량검출부(A3)로부터의 부하량과 상기 엔진회전수 측정부로부터의 엔진회전수를 이용하여 시각적으로 부하량을 나타내기 위한 디스플레이제어부(A6)와, 상기 디스플레이 제어부(A6)의 신호를 받아 표시용 발광 다이오드가 연속적으로 점등되어 시각적으로 확인케하는 디스플레이부(A8)와, 상기 급출발 ·급가속 판단부(A5)에서의 판단에 따라 경보를 제어하는 경보제어부(A7)와, 상기 경보 제어부 (A7)의 출력신호로 부져가 울려 청각적으로 확인케 하는 경보부(A9)와, 스위치 입력을 받아 제어기의 초기와 및 경보 ON/OFF, 내부변수 설정 등을 하는 스위치 입력부(A1O)로 이루어진 것을 그 구성적 특징으로 하는 것으로서, 운전자에게 경제운전을 유도함으로써 연료절감 및 유해 배기 가스 방출 감소, 차량성능유지, 급출발 ·급가속 사고 예방 등의 다양한 효과를 기대할 수 있다.

Description

자동차의 연료절약 유도장치 및 그 제어방법{Fuel saving guidance system of vehicle and control method thereof}
일반적으로 자동차의 연료소비율은 적정부하 영역에서 가장 낮고 저부하 및 고부하 영역에서는 높다. 그러므로 적정부하영역에서 운전을 하면 경제적인 운전을 할 수가 있다. 그러나 종래의 자동차는 연료의 소모량이나 부하정도를 알 수 있는 표시 장치가 설치되어 있지 않거나, 유사한 기능이 있더라도 운전자에게 시청각적으로 효율적인 전달을 할 수 있는 제품이 없어 적절할 부하영역에서 운전할 수 없었다.
또한 통상 연료는 급출발이나 급가속 및 부적절한 저 부하 영역에서 일반 주행보다 약 30% 이상 많이 소모되는 것으로 알려져 있다.
그와 같은 이유로 종래에 운전자의 잘못된 습관에서 유발되는 출발, 급가속 상황에서의 적절한 보정 수단이 미흡한 관계로 그에 따른 과다 연료소모, 배기 매연 증가, 차량수명 단축 등의 여러 문제점이 함께 노출되어 있다.
본 발명은 자동차의 연료소비량과 운행효율을 운전자에게 효과적으로 인지시켜 경제운전을 유도하는 자동차 연료절감 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가속시 최대효율 구동지시 및 정속 주행시 연료소비량 인지를 통해 경제속도영역 운전 유도, 또는 주행중 연료소비량 변동 파악을 통해 연료 소비 최소화 정부하운전 유도, 아울러 가·감속시 부하변동량을 다이나믹(dynamic)하게 보여줌으로써 차량의 제어추종 범위내 가·감속 유도, 급출발, 급가·감속 및 연료 과소모시 운전자에게 경고음과 표시 발광 다이오드의 연속적인 점등으로 인한 주의 환기를 통해 연료 과소모 절감, 특히 연료 차단 기능을 표시하여 불필요한 저부하시 즉 부분부하 영역에서의 운전을 자제시켜(연료 차단기능 활용) 연료소비량을 줄이며, 운전자에게 경제운전을 유도함으로써 연료절감 및 유해 배기 가스 방출 감소, 차량 성능유지, 급출발·급가속 사고 예방 등의 다양한 효과를 기대할 수 있도록 한 자동차의 연료절약 유도 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징 및 장점들은 뒤따르는 본 발명의 실시예의 상세한 설명과 함께 다음의 첨부된 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들중
도 1 은 본 발명 자동차 연료절약 유도장치를 설명하기 위한 제어 블록도,
도 2 는 본 발명 자동차 연료절약 유도장치의 처리 흐름도,
도 3 은 본 발명 자동차 연료절약 유도장치의 디스플레이부 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A1 - 자동차의 연료분사신호, A2 - 입력변환부,
A3 - 부하량 검출부, A4 - 엔진회전수 측정부
A5 - 급출발·급가속 판단부, A6 - 디스플레이 제어부,
A7 - 경보 제어부, A8 - 디스플레이부,
A9 - 경보부, A10 - 스위치 입력부,
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자동차의 연료분사기로부터 연료유량 데이터를 감지한 후 이를 부하량으로 변환하여 운전자에게 알림으로써 경제적인 운전을 유도하는 자동차의 연료절약 유도장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 급출발·급 가속 상황에서는 과부하상태로 판단하여 운전자에게 경고음과 표시램프의 연속적인 점등으로 주의를 환기시켜 줌으로써 잘못된 운전습관인 급출발·급 가속을 피할 수 있도록 유도하여 과부하 연료 소모를 회피할 수 있도록 한 자동차의 연료절약 유도장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
또한, 부적절한 저부하영역에서는 황색 표시등을 사용하여 적정부하 운행 및연료 컷 기능을 사용 불필요한 연료소모량을 줄일 수 있도록 한 자동차의 연료절약 유도장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 자동차의 연료분사시간으로부터 정확한 연료량을 계측함과 동시에 이를 부하량으로 환산 및 엔진회전수를 계측하여 부분부하영역과 과부하영역의 판단, 이에 따른 적절한 표시기의 선택과 경보의 설정 등을 통해 운전자에게 부하량과 급출발·급 가속 및 과소모 시점을 인식시키기 위한 적절한 제어 알고리듬을 구비한 자동차의 연료절약 유도장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차의 연료분사기로부터의 신호를 제어장치에 받아들일 수 있게 변환하는 입력 변환부, 상기 연료분사기로부터 측정된 신호로부터 부하량을 검출하는 부하량 검출부와, 상기 연료분사기로부터 측정된 신호로부터 엔진회전수를 측정하는 엔진회전수 측정부와, 상기에서 검출한 부하량과 엔진회전수로부터 급출발·급가속 및 과소모 시점을 판단하는 급출발·급가속 판단부와, 상기 급출발·급가속 판단부의 판단에 따라 경보를 제어하는 경보제어부와, 상기 경보제어부의 출력신호로부터 부져가 울려 청각적으로 확인케하는 경보부와, 상기 부하량 검출부로부터의 부하량에 따라 표시 발광 다이오드가 연속적으로 점등되어 시각적으로 확인케하는 디스플레이부와, 스위치 입력을 받아 제어기의 초기화, 내부변수 설정, 경보설정 등을 수행하는 스위치 입력부로 구성된 특징이 있다.
또한 본 발명의 다른 특징으로는 자동차의 연료 절약 유도장치에 있어서, 시작 스위치의 동작 후 스위치 입력에 따라 제어기를 초기화시키고 경보 설정 및 내부 기준 설정데이터를 자동설정하는 단계와, 연료분사기로부터 부하량을 측정하는 단계와, 급가속, 급출발시에는 발생되는 과부하 상태를 일정 수치 데이터로 기준 설정한 데이터와 상기 단계에서 획득한 데이터를 비교하는 단계와, 비교 판단하는 단계에서 정상이라고 판별되면 계속 과부하 상태로 검사하고, 비정상이라고 판별되면 표시램프의 연속적인 점등과 이어서 경고음이 발생되어 운전자에게 과부하 상황임을 알리는 단계로 이루어진 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명 자동차 연료절약 유도장치를 설명하기 위한 제어 블록도, 도 2는 본 발명 자동차 연료절약유도장치의 처리 흐름도, 도 3은 본 발명 자동차 연료절약 유도장치의 디스플레이부 구성도이다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 A2는 자동차의 연료분사량을 측정한 후 연료분사량을 전기적 디지털 신호로 바꾸어 후술하는 부하량 검출부(A3)과 엔진 회전수 측정부(A4)에 입력하는 입력 변환부이며, A3은 상기 입력 변환부(A2)에서 측정된 전기적 신호로부터 부하량을 검출하는 부하량 검출부이고, A4는 상기 입력변환부(A2)에서 측정된 전기적 신호로부터 엔진회전수를 측정하는 엔진회전수 측정부이다.
여기서, 상기 입력변환부(A2)는 차량내 장착된 진단용 컨넥터 및 기타 차량 배선으로부터 받을 수 있음은 물론이다.
또한, A5는 상기 부하량 검출부(A3)와 엔진회전수측정부(A4)의 신호로부터 급출발·급가속을 판단하는 급출발·급가속 판단부(A5)이며, A6은 상기 검출된 부하량에 따라 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이 제어부(A6)이고, A7은 상기 급출발·급가속 판단부(A5)에서 판단 결과에 따라 경보를 제어하는 경보제어부(A7)이다.
또한, A8은 상기 디스플레이 제어부(A6)에서의 출력을 표시 발광다이오드를 이용해 시각적으로 나타내는 디스플레이부(A8)이며, A9는 상기 경보제어부의 출력으로 부져를 울려 청각적으로 알리는 경보부(A9)이고, A10은 스위치 입력을 받아초기화 및 경보 설정, 기준 설정 등을 하는 스위치 입력부(A10)이다.
여기서, 상기 디스플레이부(A8)는 여러 개의 표시용 발광 다이오드(LED)로 구비되며 상기 디스플레이 제어부(A6)의 출력신호로 순차적인 점등동작이 이루어져 운전자가 시각적으로 급출발, 급가속을 확인하는 표시부로서 부하에 따라 녹색, 황색, 적색으로 표시된다.
이와 같은 구성은 실시예에 불과하며, 그 구성 요지 범위내에서 얼마든지 변경이 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 부하량을 표시하는 상기 디스플레이부(A8)에 있어 ②로 표현되는 부분은 부하표시부, ③은 효율 및 상태 표시부, ④는 적정부하영역, ⑤는 가속시 적정부하영역, ⑥은 과부하표시부를 나타낸다.
즉, 연료소비량과, 부하량을 나타내기 위한 다수의 발광다이오드와 연료소비율과 급출발·급가속을 나타내기 위해 1개의 3색 발광다이오드로 구성되어 있으며, 다수의 발광 다이오드에서 연료량은 켜진 개수로 나타나고 부하량은 적정부하 영역은 녹색으로 나타내며, 최고효율 시점 부하에서는 황색, 과부하에서는 적색으로 표시되며, 1개의 발광다이오드에서 연료소비율이 높으면서 저부하영역일 때는 황색으로 고부하영역일 때는 적색으로 적정 부분부하에서는 녹색으로 켜지는 한편, 급출발·급가속 및 과소모 시점에서는 적색으로 켜진다.
또한 연료소비가 전혀 없는 연료차단시(Fuel Cut)의 부하량 표시기는 소등 효율표시기에서는 녹색으로 표시하는 것이 그 동작상 바람직하다.
상기 디스플레이부가 표시되기 위한 제어 순서는 다음과 같다.
시작스위치의 동작 후 스위치 입력을 받아 초기화 및 경보설정, 기준치 설정을 하는데(B1)(B2), 여기서 기준치 설정은 차종에 따른 급가속, 급출발시에 발생되는 과부하 상태를 일정 수치값으로 미리 세팅(SETTING)한 것으로 사용자가 직접 조정할 수도 있으나, 제품특성상 미리 기준값이 설정된 상태로 출하되는 것이 바람직하다.
이후 자동차 시동이 이루어져 일정시간동안 시동 안정(엔진안정검사) 여부를 우선 판단한다.(B3)(B4)
단계 B4에서 시동 안정이 이루어진 것으로 판단되면 부하량검출부(A3)와 엔진회전수측정부(A4)는 입력변환부(A2)에서 입력되는 전기신호로부터 각부하량과 엔진회전수를 각기 입력받아 측정한다.(B5)
이 측정된 데이터와 차종에 따른 급가속, 급출발시에 발생되는 과부하상태를 일정 수치값으로 기준 설정한 데이터를 이용하여 급출발. 급가속 판단부(A5)에서 비교판단하는데(B6),
상기 비교 판단단계에서 비정상이라고 판단되면 디스플레이 제어부(A6)와, 경보제어부(A7)를 통해 도 3의 디스플레이부(1)에 표시 발광다이오드의 연속적인 점등과 이어 경고음을 발생시켜 운전자에게 과부하 상황임을 알린다.(B7)(B8)(B9)
물론, 과부하상태는 ⑥의 과부하표시부에 적색으로 나타남은 당연하다.
한편, 연료분사기 측정데이터에서 부하량을 검출하여 기준치와 비교하는 방법 외에 일정시간에 따른 획득한 부하량을 환산한 데이터로 과부하 상태를 판별토록 하는 것도 그 동작상 바람직하다.
따라서 운전자는 급가속. 급출발을 디스플레이부의 표시 발광다이오드로 쉽게 알 수 있으므로 자연스럽게 연료소모량이 많은 급가속. 급출발을 회피할 수 있게 되는 것이다.
그렇기 때문에, 운전자는 상기 다스플레이부의 표출기능을 이용하는 시동, 공회전, 가속, 정속, 감속에 이르는 최선의 운전방법을 시도할 수 있는데, 먼저 최적 공회전 기간 시동초기 부하량의 절반(1/2)정도에서 출발을 하고, 가속시에는 부하표시기의 가속영역 표시기까지 가속을 하도록 하며, 정속 주행시에는 부하 표시기의 부하량이 변동하지 않도록 운전하는 정부하운전 및 연료소비량 판단으로 경제속도유지, 부하량, 도로 여건이 허용하는 범위내에서 가속영역으로의 운전과 연료 차단을 활용하는 탄력운전(차량에 인가되는 평균부하량을 증가시킴으로써 에너지 이용효율을 높인다.)과 가.감속시 부하변동량이 시각적 인지 범위내 가.감속을 자유롭게 할 수 있어 차량의 에너지 이용효율을 높임은 물론이고, 차량오염 및 유해 공해물질배출을 효과적으로 억제시킬수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 연료분사기 데이터를 감지한 후 이를 부하량으로 변환하여 적정 부하 영역에서 운전하도록 유도함에 따라 경제적인 운전이 가능하고, 또한 급출발, 급가속 상황에서는 과부하 상태로 판단하여 운전자에게 경고음과 표시램프의 연속적인 점등으로 주의를 환기시켜 급출발, 급가속을 회피할 수 있도록 함으로써 과속으로 인한 연료 소모를 크게 절감할 수 있다.
아울러, 저부하 영역에서는 황색 표시등을 사용하여 적절한 부하유도 및 연료 컷 기능을 사용 불필요한 연료소모량을 줄여 연료량을 절감하며, 최적 운행 조건하에 자동차가 운행되도록 유도하고, 특히 급출발 . 급가속에 의한 자동차 사고는 물론이고, 차량오염 및 유해 공해물질배출도 억제시킬수 있는 특징을 지닌다.
상기 내용에 포함되어 있음.

Claims (4)

  1. 자동차의 연료분사기의 분사량을 측정한 후 분사량을 전기적 디지털 신호로 바꾸어 입력하는 입력변환부(A2)와,
    상기 입력변환부(A2)로부터 측정된 전기적신호를 부하량으로 변환하는 부하량검출부(A3),와
    상기 입력변환부(A2)로부터 측정된 전기적신호로부터 엔진회전수를 측정하는 엔진회전수 측정부(A4)와,
    상기 부하량검출부(A3)로부터 측정된 부하량으로부터 급출발, 급가속 여부를 판단하는 급출발·급가속판단부(A5)와,
    상기 부하량검출부(A3)로부터의 부하량과 상기 엔진회전수 측정부로부터의 엔진회전수를 이용하여 시각적으로 부하량을 나타내기 위한 디스플레이제어부(A6)와,
    상기 디스플레이 제어부(A6)의 신호를 받아 표시용 발광다이오드가 연속적으로 점등되어 시각적으로 확인케하는 디스플레이부(A8)와,
    상기 급출발·급가속 판단부(A5)에서의 판단에 따라 경보를 제어하는 경보 제어부(A7)와,
    상기 경보 제어부(A7)의 출력신호로 부져가 울려 청각적으로 확인케하는 경보부(A9)와,
    스위치 입력을 받아 제어기의 초기와 및 경보 ON/OFF, 내부변수 설정등을 하는 스위치 입력부(A10)로 구성된 것을 특징으로 한 자동차의 연료절약 유도장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부(A8)에서 표시 발광 다이오드의 색을 다르게 설정하여 부하와 연료소모량 및 연료소비율을 동시에 나타냄과 아울러 연료의 소비율에 따른 시각적 차별인식이 이루어지도록 부적절한 부분부하 황색, 과부하 적색, 최적연료소비율과 과소모 시점 경계시 황색이 표시되도록 한 것을 특징으로 한 자동차의 연료절약 유도장치.
  3. 시작스위치의 동작 후 스위치 입력을 받아 초기화 및 경보설정, 기준치 설정을 하는 단계(B1)(B2)와,
    자동차의 연료분사기로부터 부하량과 엔진 회전수를 측정하는 단계(B5)와,
    자동차 시동을 시작한 후 시동이 안정되었는가를 판단하는 단계(B3)(B4)와,
    차종에 따른 급가속, 급출발시에 발생되는 과부하 상태를 일정 수치값으로 기준설정한 데이터와 상기 단계에서 획득한 데이터를 비교 판단하는 단계(B6)와,
    비교 판단하는 단계에서 비정상이라고 판단되면 표시 발광다이오드의 연속적인 점등과 이어서 경고음이 발생되어 운전자에게 과부하 상황임을 알리는 단계(B7)(B8)(B9)로 이루어진 것을 특징으로 한 자동차의 연료절약 유도 장치 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    연료분사기 측정데이터에서 부하량을 검출하여 기준치와 비교함과 아울러, 일정시간에 따른 획득한 부하량을 환산한 데이터로 과부하 상태를 판별하도록 한 것임을 특징으로 한 자동차의 연료절약 유도장치 제어방법.
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