KR20040009981A

KR20040009981A - 자동차의 성능과 도로조건에 따른 운전방법 및 운전자의운전형태를 분석하여 적용한 복합시스템의 주행모델.

Info

Publication number: KR20040009981A
Application number: KR1020020044374A
Authority: KR
Inventors: 김종식
Original assignee: 김종식
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-01-31

Abstract

본 발명은 자동차의 성능과 도로조건에 따른 운전방법 및 운전자의 운전형태를 분석하여 적용한 복합시스템의 주행모델에 관한 것으로

모든 도로 조건은 가속(오르막), 속도유지(평지), 감속(내리막)으로 이루어져 있고, 가속(오르막), 속도유지(평지), 감속(내리막)의 3가지 조건에 대한 기준을 모델링을 확립하여 이를 활용할 수 있는 자동차 엔진의 부하 량을 운전자가 인식할 수 있도록 하는 전자제어장치 또는 신호 선으로부터 신호 값을 입력받아 엔진 부하 량의 0~100% 및 20%, 75%를 표시하고 연료분사가 되지 않는 연료차단을 운전자에게 표시하는 장치(제3도)와 운전자가 인식하여도 주행 중 정교하게 부하 량을 컨트롤할 수 없는 부분에 대하여 자동차에 장착되어진 전자제어장치(ECU)를 소프트웨어적으로 액셀러레이터의 움직임의 신호 값을 실시간으로 수정하여 전자제어장치(ECU)가 공기와 연료의 혼합비를 이상적으로 조절하게 하여 연료의 과도 손실을 방지하고 농후한 연소를 방지하는 제어장치(제4도)와 운전자의 운전 형태에서 액셀러레이터를 조작함에 있어서 부하변동에 따른 연료의 과다소모를 방지하는 구조(제5도)에 대한 것이다.

이를 복합적으로 적용하여 실 도로 주행에서 최고의 연료의 효율적 이용과 자동차의 기계적 성능과 전자제어장치의 최적화를 이루어내는 것으로 자동차 성능에 있어서 엔진 부하 량과 연료 소비율의 관계에서 가속시 엔진의 연료 최고 이용효율지점은 엔진 부하 량의 75% 영역(제2도)에서 이루어져 있으므로 자동차를 가속시 엔진부하 량을 75%의 영역에서 가속하게 하여 일정속도까지 가속한 후 속도 유지를 위한 연료 최고이용효율지점은 엔진 부하 량의 20%영역이므로 엔진 부하 량의 20%영역에서 정 부하 주행을 하게 하고 속도를 감속할 때 자동차의 연료차단기능(주행에 따른 자동차의 관성력으로 엔진이 회전하게 되면서 연료가 일정속도 및 일정회전수까지 연료분사가 차단되는 기능)을 활용하여 감속하게 하는 도로 주행모델(제1도)을 적용하면 자동차의 도로 주행연비를 최대로 올릴 수 있다.

Description

자동차의 성능과 도로조건에 따른 운전방법 및 운전자의 운전형태를 분석하여 적용한 복합시스템의 주행모델.{omitted}

본 발명은 자동차의 성능과 도로조건에 따른 운전방법 및 운전자의 운전형태를 분석하여 적용한 복합시스템의 주행모델에 관한 것으로 이를 적용하여 전자제어장치(ECU)가 내장된 모든 차량의 주행연비를 운전자의 실 도로 주행연비 대비 50% 이상 향상 시키는 기술이다.

30년 전의 기술로 만들어진 카뷰레터 엔진은 흡입되는 공기와 연료를 흡입구에서 혼합 되게 하여 연소가 되었으며 공기와 연료의 혼합비율이 일정하였다.

20년 전부터 적용되어 생산되고 있는 전자제어장치의 엔진은 일부 운전자의 취향을 적용하여 차량의 소프트웨어에 제어프로그램이 적용되기 시작하였다.

10년 전부터 전자제어장치의 중요성이 부각되어 주행조건에 따라서 공기와 연료 혼합비를 조절하는 프로그램이 업-그레이드 되었다.

현재 전 세계적으로 전자제어장치의 중요성이 부각되어 연료를 절감하는 프로그램이 개발되고 있으며 고급 차종부터 적용되고 있다.

이러한 예로 10년 전에 생산된 2000cc급 차량과 현재 생산되고 있는 3000cc급 차량의 연비는 대동소이하다.

그러나 전 세계적으로 자동차 전자제어장치 와 도로조건 및 운전형태에 따른 주행모델이 집대성이 되지 않아 공인연비 측정기준인 시가지모델의 주행연비 보다 일반운전자가 고속도로에서 공인연비 대비 50%이상 연비를 향상시킬 수 있는 주행모델이 발굴 되지 않았다.

그러한 관계로 전 세계 자동차 메이커에서 생산한 동일한 자동차의 주행연비가 운전자에 따라서 주행연비의 차이가 많았다.

또한 주행연비에 있어서 영향요소가 많은 관계로 주행모델에 대한 발굴에 어려움이 있었으며 현재 자동차 메이커에서는 차종별로 개발하여 장착하는 트리컴퓨터의 도입으로 주행 후 주행결과를 확인하는 수준의 기술을 표출하고 있다.

그러나 수많은 차종에 적용되는 트리컴퓨터는 차종별로 개발하여 적용하여도 주행결과에 따른 주행연비를 알 수 있는 수준이라 하겠다.

본 발명은 운전자의 주행 방법에 따라 일반차량(배기량 2000cc 기준)이 한번 주유(70리터 기준)로 400km ~ 1600km를 주행하는 차이점을 발굴, 모든 차량의 운전자가 실 도로 주행연비를 최대로 주행할 수 있도록 하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차 연료의 효율적 이용에 있다고 하겠다.

제1도는 본 발명의 자동차 성능을 활용한 최고효율 주행모델.

제2도는 본 발명의 자동차 엔진의 연료소비율과 엔진 부하 량 그래프

제3도는 본 발명의 연료분사 량 및 엔진부하 량 표시장치 흐름도.

제4도는 본 발명의 연료분사 량 제어 흐름도.

제5도는 본 발명의 액셀러레이터를 조작함에 있어서 부하변동을 방지하는 구조도.

이 같은 목적은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의해 달성되는바 첨부된 도면 제1도는 본 발명의 자동차 성능을 활용한 최고효율 주행모델로 자동차를 가속(오르막)시 엔진 부하 량을 75%의 영역에서 가속(1)하게 하여 일정속도까지 가속한 후 속도 유지를 위한 연료 최고이용효율지점은 엔진 부하 량의 20%영역이므로 엔진 부하 량의 20%영역에서 정 부하(평지)주행을 하게하고 속도를 감속할 때 자동차의 연료차단기능(주행에 따른 자동차의 관성력으로 엔진이 회전하게 되면서 연료가 일정속도 및 일정회전수까지 연료분사가 차단되는 기능)을 활용하여 감속(내리막)주행하게 하는 도로 주행모델이며 제2도는 본 발명의 자동차 엔진의 연료소비율과 엔진 부하 량 그래프에서 가속시 연료소비율이 가장 낮은 엔진 부하 량이 75%인 영역을 제시하여 이를 활용할 수 있도록 제3도는 본 발명의 연료분사 량 및 엔진부하 량 표시장치 흐름도에서 자동차 엔진의 부하 량을 운전자가 인식할 수 있도록 하는 전자제어장치 또는 신호 선으로부터 신호 값을 입력받아 엔진부하 량의 0~100% 및 20%, 75%를 표시하고 연료분사가 되지 않는 연료차단을 운전자에게 표시하도록 하였고, 제4도는 본 발명의 연료분사 량 제어흐름도로서 운전자가 엔진 부하 량을 인식하여도 주행 중 정교하게 컨트롤할수 없는 부분에 대하여 자동차에 장착되어진전자제어장치(ECU)를 소프트웨어적으로 액셀러레이터의 움직임의 신호 값을 실시간으로 수정하여 전자제어장치(ECU)가 공기와 연료의 혼합비를 이상적으로 조절하게 하여 연료의 과도 손실을 방지하고 농후한 연소를 방지하게 하였고, 제5도는 본 발명의 액셀러레이터를 조작함에 있어서 부하변동을 방지하는 구조도로서 운전자가 액셀러레이터를 조작하는 발의 떨림 현상을 원천적으로 방지하여 운전자의 인위적인 떨림 현상과 주행 중 도로표면의 요철로 인한 진동으로 발생하는 떨림 현상으로 인한 연료의 과도 손실을 방지하여 자동차의 도로 주행연비를 최대로 올릴 수 있다.

도로를 주행할 때 가속, 정 부하, 감속의 조건에서 주행하게 되고,

이것은 오르막, 평지, 내리막의 상황과 같은 조건이 되므로

운전자가 주행을 최고효율 가속, 최고효율 정 부하 주행, 감속시 연료차단 감속을 하면 기계적 성능과 소프트웨어적 성능이 향상됨.

1) 기계적 성능 향상요소

첫째: 엔진 내부의 오염 발생을 억제

최고효율 가속지점 이상에서는 자동차 메이커에서 운전자가 원하는 요구조건을 만족시키기 위하여 연료가 과잉 공급되도록 설정되어 있다.

연료가 과잉공급이 되면 농후한 연소가 되므로 오염물질(카본 등)이 발생되어 엔진내부에 응착하여 엔진 성능을 저하시킨다.

가속시 최고효율 지점에서 가속하게 되면 오염물질 발생을 억제할 수 있다.

둘째: 엔진내부의 오염물질 자기정화기능

a. 엔진 내부에 오염물질이 응착되면

밸브 스탬의 압축 공기 누출로 출력저하, 실린더 내부의 폭발력을 흡수로 출력저하, 점화플러그 스파크 발생 저지로 출력저하를 초래한다.

b. 아이들링밸브에 오염물질이 응착되면 아이들링운전이 불안정 해진다.

a 및 b를 개선하고 있는 방법으로 연료차단 감속주행을 하면 연료가 전혀 공급되지 않는 상황에서 수백M~수천M를 주행하게 되고, 이때는 진공청소기의 원리와 같이 오염물질을 배기구를 통하여 배출하게 된다.

셋째: 실린더내부의 윤활 마찰저항 개선

과부하상태로 운전하게 되면 실린더 내부의 열 축적현상으로 오일 피막이 파괴된다(실린더의 상사점과 하사점의 마모도로 확인).

열 축적으로 윤활막이 파괴된 상태에서 운행하게 되면 실린더 마찰부분의 금속조직은 조금씩 떨어져 나오게 된다.(오일 교환 시 쇳가루가 같이 나오는 현상으로 알 수 있다)

자동차 엔진은 단기통이 아니고 보통 4기통 이상인데 하나의 실린더 성능이 저하되면 다른 실린더에 영향을 미쳐 성능저하를 초래한다.(일반운전자의 차량은 대부분이 이렇다고 할 수 있다)

그러면 최고효율 가속을 사용하고 연료차단 감속을 충실히 사용한다면 윤활마찰저항이 개선되어 속도가 30KM(110KM~80KM로 감속할 때의 속도차이)감속될 때 연료차단 상태의 감속 주행거리가 적용 전에는 750M 가속으로 250M 정도 주행되지만 적용 후 윤활 마찰 저항이 개선되면 450M 가속으로 550M 정도 연료소모 없는 연료차단 감속주행을 하게 된다.

2) 자동차 전자제어장치(ECU)소프트웨어의 성능향상

차량 엔진전자제어 장치는 고유기능인 학습기능과 보정기능이 있는데 운전자의 패턴을 학습하여 운전형태에 적합하도록 보정하고 있다.

최고효율로 주행을 하게 되면 최상의 조건으로 소프트웨어 특성이 변화되어 연비를 최대로 올릴 수 있다.

EX) 장거리 고속도로 주행 시 갈 때 보다 돌아을 때의 연료소모가 적음을 알 수 있다.

Claims

자동차 성능을 활용한 최고효율 주행모델로 자동차를 가속(오르막)시 엔진 부하 량을 75%의 영역에서 가속(1)하게 하여 일정속도까지 가속한 후 속도 유지를 위한 연료 최고이용효율지점은 엔진 부하 량의 20%영역이므로 엔진 부하 량의 20%영역에서 정 부하(평지)주행(2)을 하게하고 속도를 감속할 때 자동차의 연료차단기능(주행에 따른 자동차의 관성력으로 엔진이 회전하게 되면서 연료가 일정속도 및 일정회전수까지 연료분사가 차단되는 기능)을 활용하여 감속(내리막)주행(3)하게 하는 도로 주행모델.
제 1항에서 자동차 엔진의 부하 량을 운전자가 인식할 수 있도록 하는 전자제어장치(ECU) 또는 신호 선으로부터 신호 값을 입력받아 엔진 부하 량의 0~100% 및 20%, 75%를 표시하고, 연료분사가 되지 않는 연료차단을 운전자에게 표시하도록 하는 장치.
제1항에서 운전자가 부하 량을 인식하여도 주행 중 정교하게 컨트롤할 수 없는 부분에 대하여 자동차에 장착되어진 전자제어장치(ECU)를 소프트웨어적으로 액셀러레이터의 움직임의 신호 값을 실시간으로 수정하여 전자제어장치(ECU)가 공기와 연료의 혼합비를 이상적으로 조절하게 하여 연료의 과도 손실을 방지하고 농후한 연소를 방지하게 하는 장치.
제 1항에서 운전자가 액셀러레이터를 조작하는 발의 떨림 현상을 원천적으로 방지하여 운전자의 인위적인 떨림 현상 및 주행 중 도로표면의 요철로 인한 진동에 의한 떨림 현상에 따른 연료의 과도 손실을 방지하는 구조.