KR100254969B1 - 자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가속페달에 가해지는 답력의 크기와 차속을 감지하여 실린더내의 유압을 조절케 하므로 공기유입량이 가변되게 하는 자동차의 스로틀밸브의 개방각 제어장치에 관한 것으로, 종래의 기계식 스로틀밸브의 개방각 제어는 가속페달에 공급하는 답력에 따라 개방각이 정비례적으로 증가하게 되어 있어서 유입공기량의 제어가 저속과 고속시에 따라 가변되지 못하고, 급출발시나 과부하시 불완전 연소에 의해 배기가스가 증가하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 예시도면 제3도 내지 제5도와 같이, 제어유닛(30)이 가속페달(12)을 밟지 않은 시동초기에는 유압조절수단(38)의 공급라인(42)을 오픈하여 실린더(36)내에 유압을 공급하므로 피스톤(38)이 와이어(16)를 당기지 않게 되고, 가속페달을 약하게 밟아준 저속 및 출발시에는 제어유닛(30)이 유압조절수단(38)의 공급라인(42)을 폐쇄함과 동시에 배출라인(44)을 서서히 개방케하여 실린더내에 가해졌던 유압을 제거시켜주어 와이어가 당기게 하므로 개폐용 원판(24)이 서서히 당겨지게 하며 가속페달을 완전히 밟아 고속으로 가속되게 할 때는 배출라인을 급속히 개방케 하여 유압을 완전히 제거해주어 개폐용 원판의 개방정도가 최대가 되도록 하는 것이다. 따라서, 본 발명은 가속페달의 답력에 따라 개방각이 가변되도록 하였기 때문에 출발시 급출발이 방지되고, 이에 따른 배기가스도 저감되는 효과가 있다.

Description

자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치

본 발명은 자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속페달에 가해지는 답력의 크기와 차속을 감지하여 실린더내의 유압을 조절케 하므로 공기유입량이 가변되게 하는 자동차의 스로틀밸브의 개방각 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 스로틀 바디(10)는 가솔린 인젝션에서 엔진으로 흡입되는 공기량을 조절하는 장치로서, 제1도와 제2도에 도시된 바와 같이 가속페달(12)과 연동하는 스로틀밸브(14)를 비롯하여 그 내부에는 스로틀밸브(14)의 빠른 움직임을 콘트롤하는 스로틀 대시포트, 밸브의 열림 정도를 검출하는 스로틀 포지션 센서, 스로틀 포지션 스위치, 감속시에 연료를 일시 차단하는 대시포트로 구성되어 있다.

상기한 스로틀 바디(10)에 설치되어 있는 구성요소 중 스로틀밸브(14)는 회동축(22)과, 그 회동축(22)에 장착된 흡입구(17)의 개폐용 원판(24), 상기 개폐용 원판(24)측부의 회동축(22)을 연동시켜주도록 된 스로틀바디 링키지(18), 상기 회동축(22)의 리턴스프링(23), 및 상기 스로틀바디 링키지(18)에 가속페달(12)의 답력을 전달토록 하는 와이어(16)로 이루어진 것이다.

이러한 종래의 스로틀밸브(14)는 운전자가 가속페달(12)을 밟으면 와이어(16)의 움직인 변위에 따라 스로틀바디 링키지(18)가 회전하게 되어 회동축(22)에 달린 개폐용 원판(24)이 회전되므로 답력에 맞는 각도로 젖혀진다.

이에 개폐용 원판(24)의 젖혀진정도에 따라 개방된 흡입구(17)로 다량의 흡입공기가 유입되어 가속이 이루어지며, 가속페달(12)에 답력을 제거하면 회동축(22)의 리턴스프링(23)의 탄성복원력으로 스로틀바디 링키지(18)와 개폐용 원판(24)도 원위치되어 밸브가 다시 닫히므로, 감속이 이루어진다.

또한 상기 스로틀밸브(14)가 완전히 닫히게 되었을 때 흡입공기는 바이패스통로(26)를 따라 연소실로 공급하도록 되어 있다.

예시도면 제2(b)도는 종래 스로틀밸브중 개폐용원판의 개방각과 답력의 관계를 도시한 그래프로서, 종래의 스로틀밸브는 운전의 가속페달(12)에 공급하는 답력(F)에 따라 개폐용 원판(24)의 개방각도(θ)는 서로 정비례적으로 증가하도록 되어 있는데, 이는 가속페달(12)과 스로틀바디 링키지(18)를 연결한 와이어(16)가 가변탄성적이지 않기 때문에 가속페달의 답력(F)이 그대로 개폐용 원판(24)에 전달되어지기 때문이다.

따라서, 운전자는 가속페달(12)과 개폐용 원판(24)의 개방각(θ)의 상관관계가 숙지되도록 운전습관을 익혀야 하며, 주행상태에 따라 답력(F)의 공급정도를 적절토록 작동에 유의하여야 한다.

그러나, 종래의 기계식 스로틀밸브(4)의 개방각 제어는 가속페달(12)에 공급하는 답력(F)에 따라 개방각이 정비례적으로 증가하게 되어 있어서 유입공기량의 제어가 저속과 고속시에 따라 가변되지 못하고, 급출발시나 과부하시 불완전 연소에 의해 배기가스가 증가하게 되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가속페달의 답력전달 와이어와 스로틀바디 링키지로 작동되는 종래의 기계식 제어대신, 제어유닛으로 감지된 차속과 가속페달의 답력정도를 판단하고 이에 따라 유압조절수단을 적절히 통전제어하여 스로틀밸브의 개방각을 가변적으로 미세조절할 수 있게 하는 자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가속페달측에 가해진 답력의 크기를 감지하는 포지션센서가 제어유닛에 연결되고, 상기 제어유닛의 타측 입력단에는 차속센서가 연결되며, 상기 제어유닛의 출력단에는 제어유닛의 통전제어에 따라 실린더내로 유압이 공급 또는 제거되도록 한 유압조절수단이 연결되는 한편, 상기 실린더는 그 내부에 스로틀바디 링키지의 와이어와 결합된 피스톤과 리턴스프링이 구비되어져 실린더내에 유압이 빠지면서 스로틀바디 링키지의 와이어가 당겨져 개폐용 원판이 열리도록 된 구조이다.

따라서, 본 발명은 제어유닛이 가속페달을 밟지 않은 시동초기에는 공급라인을 오픈하여 실린더내에 유압을 공급하므로 피스톤이 와이어를 당기지 못하여 공기가 바이패스 통로를 통해서만 공급되고, 가속페달을 약하게 밟아주어 가속의 정도가 작게 된 저속 및 출발시에는 제어유닛이 공급라인을 폐쇄함과 동시에 배출라인을 서서히 개방케하여 실린더내에 가해졌던 유압을 제거시켜주어 와이어가 당기게 하므로 개폐용 원판이 서서히 당겨지게 하며, 가속페달을 완전히 밟아 고속으로 가속되게 할 때는 배출라인을 급속히 개방케 하여 유압을 완전히 제거해주어 개폐용 원판의 개방정도가 최대가 되도록 하는 것이다.

제1도는 종래의 스로틀밸브를 보인 예시도.

제2(a)도는 종래의 스로틀밸브의 작동상태도.

제2(b)도는 종래 스로틀밸브중 개폐용 원판의 개방각과 답력의 관계를 도시한 그래프.

제3도는 본 발명에 따른 스로틀밸브의 개방각 제어장치의 구성을 보인 도면.

제4(a)도는 시동초기 본 발명에 따른 제어장치의 작동상태를 보인 도면.

제4(b)도는 출발 및 저속시 본 발명에 따른 제어장치의 작동상태를 보인 도면.

제4(c)도는 고속시 본 발명에 따른 제어장치의 작동상태를 보인 도면.

제5도는 본 발명에 따른 제어장치의 답력과 개방각의 관계를 되시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 제어유닛 32 : 포지션센서

34 : 차속센서 36 : 실린더

38 : 유압조절수단 40 : 리턴스프링

42 : 공급라인 44 : 배출라인

46,46′ : 솔레노이브밸브

본 발명의 구성 및 작용 효과를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 가속페달(12)측에 가해진 답력의 크기를 감지하는 포지션센서(32)와 속도를 감지토록 하는 차속센서(34)가 제어유닛(30)에 연결되고, 상기 제어유닛(30)의 출력단에는 제어유닛(30)의 통전제어에 따라 실린더(36)내로 연결된 공급라인(42)과 배출라인(44)을 개폐토록 하는 솔레노이드밸브(46)(46′)가 연결되는 한편, 상기 실린더(36)는 그 내부에 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)와 결합된 피스톤(38)과 리턴스프링(40)이 구비되어져 실린더(36)내 유압이 서서히 제거되면 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)가 당겨져 원판(24)이 열리도록 된 자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치이다.

예시도면 제3도는 본 발명에 따른 스로틀밸브의 개방각 제어장치의 구성을 보인 도면으로, 본 발명은 차속 및 가속페달의 답력신호에 의해 제어유닛(30)이 유압 조절수단인 솔레노이드밸브(46)(46′)를 통전제어케 하여 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)를 당겨주도록 하므로 개폐용 원판(24)의 작동을 전자제어할 수 있도록 된 것이다.

여기서, 본 발명은 제어유닛(30)의 입력부에 가속페달(12) 답력(F)크기를 감지하도록 한 포지션센서(32)와 속도를 감지토록 하는 차속센서(34)가 연결되고, 상기 신호를 입력받도록 된 제어유닛(30)은 그 출력단에 실린더(36)내로 유압이 공급 또는 제거되도록 한 유압조절수단이 연결되어 제어유닛(30)의 통전제어에 의해 작동되는 것이다.

즉, 유압조절수단은 오일의 공급라인(42)과 배출라인(44)을 개폐하도록 각 라인상에 솔레노이드밸브(46)(46′)가 장치되어 있는 것이고, 상기한 솔레노이드밸브(46)(46′)는 제어유닛(30)의 통전제어로 작동케 되어 있다.

이러한 공급라인(42)과 배출라인(44)은 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16) 작동을 위한 실린더(36)로 연결되어 있는 것으로, 상기한 실린더(36)는 그 내부에 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)와 결합된 피스톤(38)과 리턴스프링(40)이 구비되어져 실린더(36)내 유압이 서서히 제거되면 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)가 당겨져 개폐용 원판(24)이 열리도록 된 것이다.

따라서, 본 발명은 시동초기시 가속페달(12)에 가해지는 답력(F)이 없는 경우에는 예시도면 제4(a)도와 같이, 제어유닛(30)이 이를 감지하여 유압조절수단의 솔레노이드밸브(46)(46′)를 통전제어하는 바, 상기한 제어는 공급라인(42)은 개방되게 하고, 배출라인(44)은 폐쇄되도록 하여 실린더(36)에 유압이 공급되게 한다.

상기한 공급된 유압으로 실린더(36)내의 피스톤(38)은 리턴스프링(40)을 밀게 되어 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)를 작동하지 않게 되며 이에 개폐용 원판(24)은 흡입구(17)를 폐쇄케 한다. 이러한 상태에서는 바이패스통로(26)를 따라서만 공기가 흘러 연소실로 공급된다.

예시도면 제4(b)도는 출발 및 저속시 본 발명에 따른 제어장치의 작동상태를 보인 도면으로, 가속페달(12)에 작은량의 답력(F)이 가해지면 제어유닛(30)이 공급라인(42)은 폐쇄되지만 배출라인(44)은 서서히 개방되게 솔레노이드밸브(46′)를 통전제어한다.

이에 실린더(36)내의 유압은 배출라인(44)을 따라서 서서히 빠져나가면서 피스톤(38)이 리턴스프링(40)에 밀려나게 되면서 스로틀바디 링키지(18)의 와이어(16)가 서서히 당겨져 개폐용 원판(24)이 천천히 개방된다.

따라서, 출발 및 저속시에는 가속이 되는 정도가 느려지게 되어 급출발이 일어나지 않게 되어 배기가스가 저감되는 것이다.

예시도면 제4(c)도는 고속시 본 발명에 따른 제어장치의 작동상태를 보인 도면으로, 가속페달(12)에 점점 큰 답력이 가해지면 솔레노이드밸브(46)를 닫아주어 공급라인(42)을 폐쇄케 하고, 배출라인(44)은 완전히 열리도록 솔레노이드밸브(46′)를 통전제어하게 된다.

이에 실린더(36)내의 유압은 배출라인(44)을 따라서 급속히 제거되어져 피스톤(38)의 리턴스프링(40)이 완전히 밀려나면서 개폐용 원판(24)이 유입공기량이 최대가 되도록 완전히 젖혀지게 한다. 따라서 가속의 정도가 급격히 커지게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 제어유닛(30)이 가속페달(12)을 밟지 않은 시동초기에는 공급라인(42)을 오픈하여 실린더(36)내에 유압을 공급하므로 피스톤(38)이 와이어(16)를 당기지 못하여 공기가 바이패스통로(26)를 통해서만 공급되고, 가속페달을 약하게 밟아주어 가속의 정도가 작게 된 저속 및 출발시에는 제어유닛(30)이 공급라인(42)을 폐쇄함과 동시에 배출라인(44)을 서서히 개방케하여 실린더내에 가해졌던 유압을 제거시켜주어 와이어가 당기게 하므로 개폐용 원판(24)이 서서히 당겨지게 하며, 가속페달을 완전히 밟아 고속으로 할 때는 배출라인을 급속히 개방케 하여 유압을 완전히 제거해주어 개폐용 원판의 개방정도가 최대가 되도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 가속페달의 답력에 따라 개방각이 가변되도록 하였기 때문에 출발시 급출발이 방지되고, 이에 따른 배기가스도 저감되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 실린더의 피스톤이 흡기다기관의 개폐용 원판을 회동시키는 스로틀바디링키지의 와이어에 연결되어 이 개폐용 원판을 유압을 이용하여 개폐시키도록 이루어진 자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치에 있어서, 상기 실린더(36)는 제어유닛(30)의 제어에 따라 작용하는 솔레노이드밸브(46,46′)에 연결되고, 이 제어유닛(30)에는 가속페달(12)의 답력을 감지하는 포시션센서(32)와 속도를 감지하는 차속센서(34)가 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 스로틀밸브 개방각 제어장치.

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