KR200320707Y1 - 자동차의 연비표시 및 관리장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자동차의 연비표시 및 관리장치에 관한 것으로서, 특히 차량 주행중 ECU로부터 제공되는 정보를 통해 차량의 연비를 연산하여 대쉬보드 상에 설치된 표시부를 통해 화면 출력하여 운전자가 실시간으로 현재 차량의 연비상태를 확인 할 수 있도록 하고, 각종 오일 및 타이밍벨트 등의 교환주기를 예측하여 경보함은 물론 ECU의 자기진단 기능을 통해 차량 각 부위의 정상여부등을 확인할 수 있도록 하므로서, 운전자가 차량 주행중 실시간으로 현차량의 연비상황을 육안으로 확인하면서 연비가 향상되는 방향으로 운전하여 연료 소비량을 줄여줄 수 있고, 적당한 시기에 엔진오일, 트랜스미션 오일 등을 교환할 수 있도록 한 자동차의 연비표시 및 관리장치에 관한 것이다.

Description

자동차의 연비표시 및 관리장치{Fuel consumption display and managementing device}
본 고안은 자동차의 연비표시 및 관리장치에 관한 것으로서, 특히 운전자가 차량 주행중 실시간으로 현차량의 연비상황을 육안으로 확인하면서 연비가 향상되는 방향으로 운전하여 연료 소비량을 줄여줄 수 있고, 적당한 시기에 엔진오일, 트랜스미션 오일 등을 교환할 수 있도록 한 자동차의 연비표시 및 관리장치에 관한 것이다.
1980년대 이후 컴퓨터공학의 발달은 자동차 제조 기술에도 혁명적인 변화를 가져왔다. 마이크로 컴퓨터의 발달은 자동차에도 적용되어 현재와 같은 대기오염도를 유지할 수 있었고 따라서 배출 가스에 알맞은 연소를 달성할 수 있어 연비 상승에도 커다른 기여를 하였다.
현재의 엔진 구조와 재료로는 더이상의 연비효과와 배출 가스를 줄일 수 있는 방법은 없다고 보아야 한다.
연비를 줄이고 배출가스를 더 억제하는 방법은 운전자가 운전을 과격하게 하지 않는 방법밖에 없다. 이미 여러 실험에서 밝혀진 바와같이 100Km/H로 주행할때와 130Km/H로 주행할때와의 연비차는 20% 이상 나고, 또 서서히 가속할 때와 급격히 가속할 때와의 연비차도 30% 가까이 나는 것으로 밝혀지고 있다.
그런데 운잔자들은 위와같이 운전에 따라 연비의 차이가 많이 나는 줄은 알고 있으나 가시적으로 볼 수 없기 때문에 운전에 따른 연비차를 체감하지 못하여 경제적 운전을 실천하지 못하고 있는 실정이다.
그러나 전자제어 시스템으로 발전 된 엔진 구조에서는 누구나 인젝터의 연료분사 듀티(분사시간)을 측정하여 연비를 표시할 수 있다는 사실은 누구나 생각할 수 있으나 인젝터 제어 전기전자 회로에서 신호를 따서 파형을 측정하고 듀티를 측정하는 장치는 제어시스템의 오류를 일으키는 원인을 제공하기 때문에 불법부착물에 속하여 실용성이 없다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은,
차량 주행중 ECU로부터 제공되는 정보를 통해 차량의 연비를 연산하여 대쉬보드 상에 설치된 표시부를 통해 화면으로 출력하여 운전자가 실시간으로 현재 차량의 연비상태를 확인 할 수 있도록 하고, 각종 오일 및 타이밍벨트 등의 교환주기를 예측하여 경보함은 물론 ECU의 자기진단 기능을 통해 차량 각 부위의 정상여부등을 확인할 수 있도록 하므로서, 운전자가 차량 주행중 실시간으로 현차량의 연비상황을 육안으로 확인하면서 연비가 향상되는 방향으로 운전하여 연료 소비량을 줄여줄 수 있고, 적당한 시기에 엔진오일, 트랜스미션 오일 등을 교환할 수 있도록 한 자동차의 연비표시 및 관리장치를 제공함을 목적으로 한다.
그리고 본 고안에서는 ECU의 진단커넥터(Kline)에서 제어 데이터를 전송받아필요한 데이터를 연산하여 연비를 표시하기 때문에 불법부착물이 아니며 실용상 부합하는 방법이다. 이 점이 본 고안의 핵심중의 또 다른 목적이다.
도 1 은 본 고안의 자동차의 연비표시 및 관리장치를 보인 블럭도.
도 2 는 본 고안에 적용된 표시부의 설치상태를 예시한 상태도.
도 3 는 본 고안의 전체적인 작동과정을 예시한 플로우챠트.
도 4 는 본 고안에 의한 연비연산과정을 보인 플로우챠트.
도 5 은 본 고안에 의한 자기진단 과정을 보인 플로우챠트.
도 6 은 본 고안에 의한 관리모드의 제어과정을 보인 플로우챠트.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 진단커넥터, 2: 연결커넥터,
3: 먹스, 4: 신호입력부,
5: 마이크로 프로세서, 6: 롬,
7: 램, 8: 타이머,
9: 밧데리, 10: 증폭부,
11: 타이머, 12: 표시부,
13: 키이패드부,
도 1 은 본 고안의 자동차의 연비표시 및 관리장치를 보인 블럭도, 도 2 는 본 고안에 적용된 표시부의 설치상태를 예시한 상태도, 도 3 는 본 고안의 전체적인 작동과정을 예시한 플로우챠트, 도 4 는 본 고안에 의한 연비연산과정을 보인 플로우챠트, 도 5 은 본 고안에 의한 자기진단 과정을 보인 플로우챠트, 도 6 은 본 고안에 의한 관리모드의 제어과정을 보인 플로우챠트로 상기 목적달성을 위한 본 고안을 도시한 것으로서, 이 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 목적달성을 위한 본 고안은,
자동차에 장착된 ECU와 전기적으로 연결되기 위한 진단커넥터(1)를 구비하고 있는 자동차에 있어서,
연결커넥터(2)를 통해 상기 진단커넥터(1)와 접속되어 ECU로부터 인젝터 분사기간, 차속정보, 엔진 rpm 등과같은 연비계산을 위한 정보를 수신하는 먹스(3)와;
상기 먹스(3)를 통해 수신되는 정보를 안정적으로 마이크로 프로세서(5)에 공급하는 신호입력부(4)와;
연비표시, 자기진단, 차량관리모드 및 각종정보의 입력을 위한키이패드부(13)와;
차량 주행시 ECU로부터 전송되는 정보로서 현 차량의 연비를 계산하여 표시부(12)를 통해 출력하고, 키이패드(13)를 통한 제어명령에 따라 자기진단표시, 각종오일과 타이밍벨트의 교환시기 및 마일리지 등에 관한 안내화면 출력등이 이루어지도록 제어하는 마이크로 프로세서(5)와;
차량관리에 필요한 오일의 교환시기, 타이밍벨트의 교환시기 및 마일리지 정보를 저장하고, 또한 연비계산에 필요한 연산프로그램 등을 저장하고 있는 롬(6)과;
상기 마이크로 프로세서(5)의 연비계산 및 각종 프로그램의 실행을 도와주는 램(7)과;
실시간 카운팅된 현재시간을 마이크로 프로세서(5)에 제공하는 타이머(8)와;
구동전원을 공급하는 밧데리(9)와;
상기 마이크로 프로세서(5)에서 연산된 연비 정보를 화면출력하는 표시부(12); 로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 표시부(12)는 차내의 대쉬보드(14) 상면에 설치하여 운전자가 운전중에도 쉽게 볼 수 있도록 하며, 상기 표시부(12)는 터치스크린 기능을 갖는 액정화면으로 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 프로세서(5)는 연산된 연비정보를 화면표시와 동시에 음성메세지로 출력하고, 상기 마이크로 프로세서(5)에서 출력되는 음성메세지를 증폭하는 증폭부(10)와, 상기 증폭부(10)에서 증폭된 음성메세지를 소리로서 출력하는스피커(11)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며,
상기 마이크로 프로세서(5)는 ECU로부터 제공되는 마일리지 정보를 통해 엔
진오일, 트랜스밋션 오일, 타이밍벨트 등의 교환시기를 예측하여 표시부(12)를 통해 운전자에게 알려주는 것을 특징으로 한다.
이와같이 구성된 자동차의 연비표시 및 관리장치의 동작을 설명하기에 앞서서 본 고안의 기술적배경, 즉, 연비계산방법을 설명한다.
연비계산을 위해서는 인젝션타임(ms), 차속(Km/H), 엔진회전수(RPM) 등의 정보가 필요하다.
인젝션타임은 인젝터의 솔레노이드의 통전시간, 즉, 인젝터의 밸브가 열리는 시간을 말한다. 연료압력이 일정하고 분사노즐 홀의 크기가 일정하면 연료의 분사량은 인젝터 노즐이 열리는 시간과 정비례하기 마련이다. 따라서 인젝터의 스펙과 인젝션타임을 알게되면 연료 분사량을 알수 있게된다.
차속정보는 차량의 주행속도를 나타내며, 이 차속정보도 ECU의 진단커넥터(1)로부터 전송받는다.
엔진회전수정보는 RPM 단위로 제공되는 것으로 1분당 엔진의 회전수를 나타내며, 이 RPM정보 또한 ECU의 진단커넥터로부터 전송 받는다. 이러한 엔진회전수정보가 필요한 이유는 단위시간당 인젝터의 분사횟수를 계산하기 위함이다.
인젝터의 스펙에서 단위 시간(ms)당 분사연료량을 알고 ECU가 제어하는 분사시간(ON Duty)을 알면 아래의 식으로 연료량을 계산할 수 있다.
FVI=FMS×T(단, FVI=1분사의 연료량(단위: mcc), FMS=1ms당연료량(단위:mcc), T=분사시간)
즉, 지정시간단 연료량 측정은 지정 시간동안의 1분사 연료량을 적산하는 것이며, 물론 지정된 시간 동안 인젝터의 분사시간 만을 적산한다.
따라서, ECU로부터 인젝션타임(ms), 차속(Km/H), 엔진회전수(RPM)의 데이타를 제공받으면, 식 FCH=(FVI×HM)×6-05(단위 = L) 와 식 HM=RPM×CN {단, FHC=1시간 동안 연료소모량, HM=1분간 분사주기, CN=엔진형식 정수(ex;4기통-2, 6기통-3,8기통-4)} 으로서 1시간 동안의 연료분사량(FCH)을 구할 수 있으며, 이를통해 아래의 식으로 연비를 구할 수 있게된다.
식 - 연비 = 차속/FCH (단위: Km/L)
상기와같은 기술적 배경을 토대로 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 고안은 도 1 에 도시된 바와같이 연결커넥터(2)와 차량에 구비되어 있는 진단커넥터(1)를 연결한 상태에서 작동한다.
차량이 주행하면 자동차의 ECU는 각종 센서로부터 감지되는 자동차의 운전상태에 대한 정보를 수집하고 그 중에서 인젝션타임(ms), 차속(Km/H), 엔진회전수(RPM)에 대한 정보를 진단컨넥터(1)로 출력한다.
상기 ECU에서 제공되는 정보는 먹스(3)에 의해 선택되어 신호입력부(4)를 통해 마이크로 프로세서(5)로 공급된다.
물론 진단커넥터(1)로부터 데이터를 전송받기 위하여는 ECU 통신 프로토콜을 이용하여 ECU와 연비표시기와의 통신이 가능하다. 그리고 차종마다 통신 프로토콜이각각 다르다.
상기 마이크로 프로세서(5)는 ECU로부터 제공되는 정보를 토대로 롬(6)에 저장되어있는 연산프로그램에 따라 연비를 연산하여 표시부(12)를 통해 화면 출력한다.
상기 마이크로 프로세서(5)의 연비 연산과정은 앞서 설명된 식들에 의해 구현되는 것이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 마이크로 프로세서(5)에 의해 연산된 연비는 도 3 과같이 표시부(12)를 통해 표시되는데, 이때 표시되는 연비의 단위는 Km/L를 사용하되 필요에 따라서 L/H(시간당 연료소비량), 원/Km(거리당 소비된 연료가격) 으로 표현할 수도 있다.
상기한 표시부(12)는 도 2 에 도시된 바와같이 차내의 대쉬보드(14) 상면에 수직으로 세워 설치하므로서, 운전자가 운전중에도 표시부(12)의 화면을 자연스럽게 볼 수 있도록 하며, 상기 표시부(12)를 터치스크린 기능을 가지는 액정화면으로 구현하여 별도의 키이패드를 형성하지 않아도 되도록 할 수 있다.
한편, 상기 마이크로 프로세서(5)는 연산된 연비 정보를 음성메세지로 출력할 수 있다.
즉, 상기 마이크로 프로세서(5)가 연산된 연비정보에 대응하는 음성메세지를 합성하여 출력하면, 증폭부(10)가 상기 마이크로 프로세서(5)에서 출력된 음성신호를 증폭한 후 스피커(11)를 통해 출력하므로서 운전자가 궂이 표시부(12)를 보지 않더라도 현 주행속도에 대응하는 연비를 확인할 수 있는 것이다.
한편, 본 고안에 의하면 차량관리를 효율적으로 실시할 수 있다.
즉, 엔진오일, 트랜스밋션 오일, 타이밍벨트에 대한 교환시기를 운전자에게 예고하여 운전자가 차량의 각 부위를 정확한 시기에 교환하여 차량의 수명이 연장될 수 있도록 하는 것이다.
이의 구현을 위해 롬(6)에는 엔진오일, 트랜스밋션오일, 타이밍벨트 등의 교환주기에 대한 정보가 저장되어 있으며, 사용자는 오일이나 타이밍벨트를 교환할때마다 그 교환한 시기의 누적 마일리지를 키이패드부(13)를 통해 입력한다.
이후 마이크로프로세서(5)는 차량의 누적되는 주행거리를 감시하다가 롬(6)에 저장되어있는 교환주기에 근접하게되면 표시부(12) 또는 음성메세지로서 운전자에게 경보하는 것이다.
예를들어, 엔진오일의 교환주기가 5000Km이고 이러한 정보가 롬(6)에 저장되어 있다고 가정하면, 운전자가 임의 날짜에 엔진오일을 교환하면서 그때의 누적 마일리지를 입력하면 마이크로프로세서(5)는 그때 이후의 마일리지정보를 감시하다가 엔진오일 교환 후 차량의 주행거리가 5000Km에 근접할 경우 표시부(12)를 통해 '엔진오일을 교환해주세요' 또는 '엔진오일 교환 요망' 등과 같은 경보 메세지를 출력하는 것이며, 이러한 경보동작은 스피커(11)를 통한 음성 메세지로도 이루어진다.
또한, 본 고안에 의하면 자동차에 적용된 모든 전자제어부품의 고장여부를 진단할 수 있다.
즉, 자동차에 장착된 모든 전자제어부품은 ECU 를 통해 자기진단 할 수 있는 자기진단 기능을 가지고 있으며, 마이크로 프로세서(5)는 ECU로부터 자기진단 데이타를 수신하여 표시부(12)를 통해 화면 출력하므로서 운전자가 전자제어부품의 고장여부를 신속히 확인할 수 있도록 한다.
상기와같은 자기진단 기능을 통해 엔진 뿐 아니라 자동차에 장착된 모든 전자제어장치, 예를들면 자동트랜스미션 제어장치(TCU), ABS ECU, Air bag ECU, 등의 고장 진단내용을 고장이 발생하면 자동으로 표시하는 것이며, 이러한 기능을 통해 운전자는 고장발생부위를 정확히 파악한 후 정비소에서 정확한 정비를 요구할 수 있게되는 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 차량 주행중 ECU로부터 제공되는 정보를 통해 차량의 연비를 연산하여 대쉬보드 상에 설치된 표시부를 통해 화면 출력하여 운전자가 실시간으로 현재 차량의 연비상태를 확인 할 수 있도록 하고, 각종 오일 및 타이밍벨트 등의 교환주기를 예측하여 경보함은 물론 ECU의 자기진단 기능을 통해 차량 각 부위의 정상여부등을 확인할 수 있도록 하므로서, 운전자가 차량 주행중 실시간으로 현차량의 연비상황을 육안으로 확인하면서 연비가 향상되는 방향으로 운전하여 연료 소비량을 줄여줄 수 있고, 적당한 시기에 엔진오일, 트랜스미션 오일 등을 교환할 수 있도록 한 자동차의 연비표시 및 관리장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (5)

  1. 자동차에 장착된 ECU와 전기적으로 연결되기 위한 진단커넥터(1)를 구비하고 있는 자동차에 있어서,
    연결커넥터(2)를 통해 상기 진단커넥터(1)와 접속되어 ECU로부터 인젝터 분사기간, 차속정보, 엔진 rpm 등과같은 연비계산을 위한 정보를 수신하는 먹스(3)와;
    상기 먹스(3)를 통해 수신되는 정보를 안정적으로 마이크로 프로세서(5)에 공급하는 신호입력부(4)와;
    연비표시, 자기진단, 차량관리모드 및 각종정보의 입력을 위한 키이패드부(13)와;
    차량 주행시 ECU로부터 전송되는 정보로서 현 차량의 연비를 계산하여 표시부(12)를 통해 출력하고, 키이패드(13)를 통한 제어명령에 따라 자기진단표시, 각종오일과 타이밍벨트의 교환시기 및 마일리지 등에 관한 안내화면 출력등이 이루어지도록 제어하는 마이크로 프로세서(5)와;
    차량관리에 필요한 오일의 교환시기, 타이밍벨트의 교환시기 및 마일리지 정보를 저장하고, 또한 연비계산에 필요한 연산프로그램 등을 저장하고 있는 롬(6)과;
    상기 마이크로 프로세서(5)의 연비계산 및 각종 프로그램의 실행을 도와주는 램(7)과;
    실시간 카운팅된 현재시간을 마이크로 프로세서(5)에 제공하는 타이머(8)와;
    구동전원을 공급하는 밧데리(9)와;
    상기 마이크로 프로세서(5)에서 연산된 연비 정보를 화면출력하는 표시부(12); 로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 연비표시 및 관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표시부(12)는 차내의 대쉬보드(14) 상면에 설치하여 운전자가 운전중에도 쉽게 볼 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 연비표시 및 관리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 표시부(12)는 터치스크린 기능을 갖는 액정화면으로 구현하는 것을 특징으로 하는 자동차의 연비표시 및 관리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서(5)는 연산된 연비정보를 음성메세지로 출력하고, 상기 마이크로 프로세서(5)에서 출력되는 음성메세지를 증폭하는 증폭부(10)와, 상기 증폭부(10)에서 증폭된 음성메세지를 소리로서 출력하는 스피커(11)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 연비표시 및 관리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서(5)는 ECU로부터 제공되는 마일리지 정보를 통해 엔진오일, 트랜스밋션 오일, 타이밍벨트 등의 교환시기를 예측하여 표시부(12)를 통해 운전자에게 알려주는 것을 특징으로 하는 자동차의 연비표시 및 관리장치.
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