KR20120139040A - 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비에 관한 것으로, 저면에 바퀴(1a)를 설치하여 이동 가능케 하고, 상부에는 다수의 거치대(1b)와 안전난간(1c)을 형성한 본체(1)와; 상기 거치대(1b)에 거치되어 휘발유나 경유를 연료로 하여 가동되는 내연엔진(2)과; 상기 거치대(1b)에 거치되어 본체(1) 상부에 적재된 배터리(3a)에서 공급되는 전력에 의해 가동되는 전기모터(3)와; 상기 내연엔진(2)에서 발생한 동력에 의해 가동되어 상기 배터리(3a)를 충전하는 발전기와; 상기 내연엔진(2)과 전기모터(3)에서 발생한 동력을 변속기를 통해 구동축에 전달되는 것을 제어하는 동력제어기와; 실제 자동차의 운행과 같이 엔진 가동 조건을 다양하게 재현하여 다양한 운행 환경을 재현할 수 있도록 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동을 제어하는 구동제어부와; 상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동 상태를 표시하는 작동표시부(7)로 구성된 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비에 있어서,
상기 구동축의 양측 단부에 설치되어 구동축에 의해 회전하며, 외측에는 제동장치를 설치한 구성으로 된 휠(8)과; 상기 휠(8)이 외부에 노출되지 않도록 본체(1) 상부에 설치되어 휠(8)을 커버하는 케이스(9)와; 상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)의 구동을 위해서 필요한 주요 센서와, 전기모터(3)의 구동을 위해서 필요한 주요센서의 작동을 임의로 제어하는 시뮬레이션컨트롤러(10)와; 상기 시뮬레이션컨트롤러(10)에서 제어 가능한 모든 주요 센서의 작동 여부를 검사할 수 있는 진단잭(11a)을 구비한 진단측정부(11)로 구성함으로써 하이브리드 자동차의 주요 구성부 고장에 따른 진단 기술과, 정비 기술을 효과적으로 교육할 수 있는 이점이 있다.

Description

하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비 {Hybrid vehicle simulation training equipment}

본 발명은 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비에 관한 것으로 보다 구체적으로는 하이브리드 자동차의 주요 구성부 고장에 따른 진단 기술과, 정비 기술을 효과적으로 교육할 수 있도록 한 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비에 관한 것이다.

하이브리드 자동차는 단일 동력원에 의해 구동되는 일반 자동차와 달리 두 개 이상의 동력원에 의해 구동되는 자동차를 말하는 것으로서 가솔린엔진과 전기 모터, 수소연소 엔진과 연료전지, 천연가스와 가솔린엔진, 디젤엔진과 전기모터 등이 하이브리드 자동차 예라 할 수 있다.

현재까지 가장 활발하게 연구된 하이브리드 형태는 가솔린엔진과 전기모터에 의하여 구동되는 자동차로서 주요 자동차회사들이 이미 상용화된 제품을 출시하고 있는 실정인데, 이러한 하이브리드 자동차는 처음 출발할 때는 주로 배터리에 의해 가동되는 전기모터를 사용하여 구동하고, 일정 속도 이상으로 주행하거나 가속할 때에는 내연엔진을 사용하게 된다.

또한, 정속주행할 때나 감속할 때 발생하는 제동에너지는 회수하여 배터리를 충전하는 용도로 사용하게 되며, 그렇게 배터리에 전기가 모이면 이를 다시 전기모터의 동력원으로 사용함으로써 내연엔진의 출력보다 더 큰 출력을 필요로 할 때 전기모터의 출력도 함께 사용하는 등 다양한 구동 방식을 구현함으로써 동일한 차량 중량 대비 내연엔진의 출력을 낮출 수 있게 되어 연비가 크게 향상됨과 동시에 주행 정숙성도 우수하게 된다.

그러나 상기와 같은 장점에도 불구하고 하이브리드 자동차는 두 가지 동력원을 사용하기 때문에 차량 가격이 비쌀 뿐만 아니라, 자동차 구조가 매우 복잡해져서 정비성도 나빠지는 문제점이 있었다.

따라서 고장이나 사고 발생시에 고장진단이나 정비, 수리가 어렵고, 그에 따른 비용도 크게 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 하이브리드 자동차의 실제 운행 상태와 동일한 운행 상태를 그대로 모의 재연하여 다양한 운행 상태에서 발생하는 하이브리드 자동차의 주요 구성부의 작동 상태를 다수의 패널과 표시부 등을 통해 표시함과 동시에 주요 구성부의 인위적인 작동 제어에 의한 고장 상황을 재연 가능케 함으로써 하이브리드 자동차의 주요 구성부 고장에 따른 진단 기술과, 정비 기술을 효과적으로 교육할 수 있도록 한 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비를 제공하는 데 있다.

저면에 바퀴(1a)를 설치하여 이동 가능케 하고, 상부에는 다수의 거치대(1b)와 안전난간(1c)을 형성한 본체(1)와;

상기 거치대(1b)에 거치되어 휘발유나 경유를 연료로 하여 가동되는 내연엔진(2)과;

상기 거치대(1b)에 거치되어 본체(1) 상부에 적재된 배터리(3a)에서 공급되는 전력에 의해 가동되는 전기모터(3)와;

상기 내연엔진(2)에서 발생한 동력에 의해 가동되어 상기 배터리(3a)를 충전하는 발전기와;

상기 내연엔진(2)과 전기모터(3)에서 발생한 동력을 변속기를 통해 구동축에 전달되는 것을 제어하는 동력제어기와;

실제 자동차의 운행과 같이 엔진 가동 조건을 다양하게 재현하여 다양한 운행 환경을 재현할 수 있도록 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동을 제어하는 구동제어부와;

상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동 상태를 표시하는 작동표시부(7)로 구성된 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비에 있어서,

상기 구동축의 양측 단부에 설치되어 구동축에 의해 회전하며, 외측에는 제동장치를 설치한 구성으로 된 휠(8)과;

상기 휠(8)이 외부에 노출되지 않도록 본체(1) 상부에 설치되어 휠(8)을 커버하는 케이스(9)와;

상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)의 구동을 위해서 필요한 주요 센서와, 전기모터(3)의 구동을 위해서 필요한 주요센서의 작동을 임의로 제어하는 시뮬레이션컨트롤러(10)와;

상기 시뮬레이션컨트롤러(10)에서 제어 가능한 모든 주요 센서의 작동 여부를 검사할 수 있는 진단잭(11a)을 구비한 진단측정부(11)로 구성된다.

한편, 상기 케이스(9)의 외측면에는 투시창(9a)을 형성하는 것을 포함한다.

또한, 상기 케이스(9)의 일측면에는 내부에서 발생하는 열을 외부로 신속히 방출하는 송풍기(9b)를 설치하는 것을 포함한다.

본 발명은 하이브리드 자동차의 실제 운행 상태와 동일한 운행 상태를 그대로 모의 재연하여 다양한 운행 상태에서 발생하는 하이브리드 자동차의 주요 구성부의 작동 상태를 다수의 패널과 표시부 등을 통해 표시함과 동시에 주요 구성부의 인위적인 작동 제어에 의한 고장 상황을 재연 가능케 함으로써 하이브리드 자동차의 주요 구성부 고장에 따른 진단 기술과, 정비 기술을 효과적으로 교육할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 좌측면 예시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 우측면 예시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시뮬레이션컨트롤러와 진단측정부 예시도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면들 중에서 동일한 구성 요소들은 가능한 어느 도면에서든지 동일한 부호를 사용하고 있음을 유의해야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 공지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였음을 미리 밝혀두는 바이다.

첨부도면 도 1 내지 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명은 저면에 바퀴(1a)를 설치하여 이동 가능케 하고, 상부에는 다수의 거치대(1b)와 안전난간(1c)을 형성한 본체(1)와; 상기 거치대(1b)에 거치되어 휘발유나 경유를 연료로 하여 가동되는 내연엔진(2)과; 상기 거치대(1b)에 거치되어 본체(1) 상부에 적재된 배터리(3a)에서 공급되는 전력에 의해 가동되는 전기모터(3)와; 상기 내연엔진(2)에서 발생한 동력에 의해 가동되어 상기 배터리(3a)를 충전하는 발전기(4)와; 상기 내연엔진(2)과 전기모터(3)에서 발생한 동력을 변속기를 통해 구동축에 전달되는 것을 제어하는 동력제어기와; 실제 자동차의 운행과 같이 엔진 가동 조건을 다양하게 재현하여 다양한 운행 환경을 재현할 수 있도록 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동을 제어하는 구동제어부와; 상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동 상태를 표시하는 작동표시부(7)와; 상기 구동축의 양측 단부에 설치되어 구동축에 의해 회전하며, 외측에는 제동장치를 설치한 구성으로 된 휠(8)과; 상기 휠(8)이 외부에 노출되지 않도록 본체(1) 상부에 설치되어 휠(8)을 커버하는 케이스(9)와; 상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)의 구동을 위해서 필요한 주요 센서와, 전기모터(3)의 구동을 위해서 필요한 주요센서의 작동을 임의로 제어하는 시뮬레이션컨트롤러(10)와; 상기 시뮬레이션컨트롤러(10)에서 제어 가능한 모든 주요 센서의 작동 여부를 검사할 수 있는 진단잭(11a)을 구비한 진단측정부(11)로 구성되는데 상기 본 발명의 주요 구성부를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 본체(1)는 저면에 바퀴(1a)를 설치하여 이동 가능케 되는데, 상기 바퀴(1a)는 제동장치를 구비한 케스터를 설치함으로써 이동과 고정이 용이하게 하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 본체(1) 상부에는 다수의 거치대(1b)를 형성함으로써 가동 중 진동이 발생하는 내연엔진(2)과 전기모터(3)를 견고하게 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 본체(1) 상부에는 안전난간(1c)을 형성함으로써 내연엔진(2)과 전기모터(3)를 비롯한 주요 장치가 상기 안전난간(1c) 내부에 위치하도록 하여 시뮬레이션 교육 중 발생할 수 있는 안전사고의 위험을 낮춤과 동시에 교육생들이 안전난간(1c)을 경계로 하여 주요 장치를 최대한 자세히 눈으로 관찰할 수 있기 때문에 교육 효과를 높일 수 있게 된다.

본 발명의 내연엔진(2)은 엔진 가동이 가능하도록 실제 하이브리드 자동차의 내연엔진(2)을 그대로 상기 본체(1)의 거치대(1b)에 거치하여 설치하게 된다. 따라서 다양한 하이브리드 자동차의 내연엔진(2)을 선택적으로 설치할 수 있음을 미리 밝혀두는 바이다.

또한, 상기 내연엔진(2)은 휘발유를 사용하는 가솔린엔진 뿐만 아니라, 경유를 사용하는 디젤엔진도 설치할 수 있음을 미리 밝혀두는 바이다.

본 발명의 전기모터(3)는 엔진 가동이 가능하도록 실제 하이브리드 자동차의 전기모터(3)를 그대로 상기 본체(1)의 거치대(1b)에 거치하여 설치하게 된다. 따라서 다양한 하이브리드 자동차의 전기모터(3)를 선택적으로 설치할 수 있음을 미리 밝혀두는 바이다.

본 발명의 발전기(4)는 실제의 하이브리드 자동차와 같이 내연엔진(2)에서 발생한 동력에 의해 가동되어 본체(1) 상부에 설치되는 배터리(3a)를 충전할 수 있도록 설치하게 된다.

본 발명의 동력제어기는 내연엔진(2)과 전기모터(3)에서 발생한 동력을 변속기를 통해 구동축에 전달되는 과정에서 차량의 운행 상태에 따라서 어느 쪽의 동력을 변속기로 전달할지를 선택 제어하게 된다.

또한, 내연엔진(2)과 전기모터(3)를 주행 상황에 맞도록 상호 연동 제어하여 내연엔진(2)과 전기모터(3)에 사용되는 전류를 필요에 따라서 교류와 직류로 변환하는 인버터를 구비하게 된다.

본 발명의 구동제어부는 실제 하이브리드 자동차의 가속과 감속을 조절하기 위한 가속페달과 제동페달을 설치함으로써 가속페달을 이용해 실제 하이브리드 자동차를 가속하는 것과 같이 내연엔진(2)과 전기모터(3)를 작동시킬 수 있게 되며, 제동페달을 이용해 실제 하이브리드 자동차가 감속하는 것과 같이 전기모터(3)와 휠(8)에 설치된 제동장치를 작동시킬 수 있게 된다.

본 발명의 작동표시부(7)는 실제 하이브리드 자동차의 운행 과정에서 어떤 동력을 사용하고 있는 지를 표시하는 표시창과 하이브리드 자동차의 운행을 위해서 필요로 하는 스타트버튼, 파킹버튼 및 배터리(3a) 전압과 내연엔진(2)에 공급되는 연료압력 등을 표시하는 게이지 등을 설치함으로써 하이브리드 자동차의 실제 운행중 동력을 발생하는 부분의 상태를 쉽게 확인할 수 있게 되어 그에 따른 교육생의 이해를 돕게 된다.

본 발명의 휠(8)은 실제 하이브리드 자동차와 같이 구동축의 양측 단부에 설치되어 구동축에 의해 회전하도록 함으로써 하이브리드 자동차가 실제로 운행하는 것과 같은 상황을 그대로 재현할 수 있게 된다.

또한, 휠(8)의 외측에는 제동장치를 설치하여 상기 구동제어부의 제동페달에 의해 작동되게 함으로써 하이브리드 자동차의 실제 감속 상황을 그대로 재현할 수 있을 뿐만 아니라, 제동과정에서 발전기(4)를 가동시켜 배터리(3a)에 충전하는 것과 같은 실제 하이브리드 자동차의 제동 과정을 그대로 재현함으로써 교육생의 이해를 돕게 된다.

본 발명의 케이스(9)는 상기와 같이 내연엔진(2)이나 전기모터(3)에 의해 구동되어 회전하는 휠(8)이 외부에 노출됨으로써 고속으로 회전하는 동안에 안전사고 발생하는 것을 방지하기 위하여 본체(1) 상부에 설치되어 상기 휠(8)을 커버하게 된다.

이때, 상기 휠(8)이 내연엔진(2)이나 전기모터(3)의 동력에 의해 실제로 회전하는 상태를 눈으로 직접 확인할 수 있도록 하기 위하여 케이스(9)의 외측면에는 투시창(9a)을 설치하는 것이 바람직할 것이다.

아울러, 상기 케이스(9)의 일측면에는 송풍기(9b)를 설치함으로써 내연엔진(2)이나 전기모터(3)에 의해 고속으로 회전하던 휠(8)을 제동장치를 이용해 제동하는 과정에서 발생하는 열기를 송풍기(9b)를 이용해 외부로 신속히 배출할 수 있도록 하여 케이스(9) 내부 및 휠(8)이나 제동장치에 대한 냉각효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 시뮬레이션컨트롤러(10)는 스위칭회로를 이용해 내연엔진(2)의 구동을 위해서 필요한 주요 센서와, 전기모터(3)의 구동을 위해서 필요한 주요센서의 작동을 임의로 제어하여 센서의 정상작동 뿐만 아니라, 센서로 공급되는 전력을 차단하여 센서의 오작동을 유발할 수 있도록 함으로써 실제 하이브리드 자동차의 운행 과정에서 발생할 수 있는 센서류의 고장을 인위적으로 시연할 수 있게 된다.

따라서 실제 하이브리드 자동차의 운행 과정에서 발생할 수 있는 센서류의 고장에 따른 다양한 고장 형태를 손쉽게 재현할 수 있기 때문에 교육생들이 하이브리드 자동차의 다양한 고장 형태를 직접 체험하고 관찰할 수 있기 때문에 실제 하이브리드 자동차의 정비나 수리에 필요한 전문 기술을 보다 쉽게 습득할 수 있게 된다.

본 발명의 진단측정부(11)는 상기 시뮬레이션컨트롤러(10)에 의해 설정된 고장 부분이 어느 부분인지를 검사할 수 있도록 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동에 필요한 모든 센서를 제어하는 스위칭회로의 단락 여부를 검사할 수 있는 진단잭(11a)을 형성하게 된다.

따라서 센서의 전원 공급 상태나 센서의 신호값 출력 여부를 확인할 수 있는 테스터기를 이용해 상기 진단잭(11a)을 일일이 검사하여 어떤 센서가 이상이 있는지를 직접 확인해볼 수 있기 때문에 실제 하이브리드 자동차의 정비나 수리에 필요한 전문 기술을 보다 쉽게 습득할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 본체 1a: 바퀴
1b: 거치대 1c: 안전난간
2: 내연엔진 3: 전기모터
3a: 배터리 7: 작동표시부
8: 휠 9: 케이스
9a: 투시창 9b: 송풍기
10: 시뮬레이션컨트롤러 11: 진단측정부
11a: 진단잭

Claims (3)

1. 저면에 바퀴(1a)를 설치하여 이동 가능케 하고, 상부에는 다수의 거치대(1b)와 안전난간(1c)을 형성한 본체(1)와; 상기 거치대(1b)에 거치되어 휘발유나 경유를 연료로 하여 가동되는 내연엔진(2)과; 상기 거치대(1b)에 거치되어 본체(1) 상부에 적재된 배터리(3a)에서 공급되는 전력에 의해 가동되는 전기모터(3)와; 상기 내연엔진(2)에서 발생한 동력에 의해 가동되어 상기 배터리(3a)를 충전하는 발전기와; 상기 내연엔진(2)과 전기모터(3)에서 발생한 동력을 변속기를 통해 구동축에 전달되는 것을 제어하는 동력제어기와; 실제 자동차의 운행과 같이 엔진 가동 조건을 다양하게 재현하여 다양한 운행 환경을 재현할 수 있도록 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동을 제어하는 구동제어부와; 상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)과 전기모터(3)의 작동 상태를 표시하는 작동표시부(7)로 구성된 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비에 있어서,
   상기 구동축의 양측 단부에 설치되어 구동축에 의해 회전하며, 외측에는 제동장치를 설치한 구성으로 된 휠(8)과; 상기 휠(8)이 외부에 노출되지 않도록 본체(1) 상부에 설치되어 휠(8)을 커버하는 케이스(9)와; 상기 본체(1) 상부에 설치되어 내연엔진(2)의 구동을 위해서 필요한 주요 센서와, 전기모터(3)의 구동을 위해서 필요한 주요센서의 작동을 임의로 제어하는 시뮬레이션컨트롤러(10)와; 상기 시뮬레이션컨트롤러(10)에서 제어 가능한 모든 주요 센서의 작동 여부를 검사할 수 있는 진단잭(11a)을 구비한 진단측정부(11)를 포함한 구성으로 된 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스(9)의 외측면에는 투시창(9a)을 형성하는 것을 포함하는 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스(9)의 일측면에는 내부에서 발생하는 열을 외부로 신속히 방출하는 송풍기(9b)를 설치하는 것을 포함하는 하이브리드 자동차 시뮬레이션 교육장비.
   

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