KR101136171B1 - 연비극대화 악셀레이터 제어시스템 - Google Patents

연비극대화 악셀레이터 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은 운전자의 발 조작에 따라 악셀레이터 조작량 신호를 발생하는 악셀레이터부; 상기 악셀레이터 조작량 신호를 수신하여 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호를 외부 조건들과 연계하여 결정하는 제어부; 및 상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호를 엔진스로틀 밸브의 운동에너지로 변환하는 엔진스로틀 콘트롤부;를 포함하되, 상기 제어부는, 임의 엔진 회전수를 유지하기 위한 엔진 회전 관성이 유지되는 선에서 엔진으로 투입되는 혼합기를 감소 또는 차단시켜 연비 효율을 극대화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은, 운전자가 주의깊게 악셀레이터를 조작할 필요없이 엔진의 회전 관성 및 차속을 이해한 연비 운전 효과를 극대화하도록 자동화된 악셀레이터 제어시스템을 제공하여 에코운전 모니터링 장치 및 연비 운전 유도장치 등의 기존 기술에 비해 보다 더 자동차의 소비 연료를 최대한 절약할 수 있도록 해 주며, 운전자에게 고가의 유가 상황에서의 연료 지출을 최대한 절약하게 해 주고, 급가속 등에 의한 불완전 연소에 의한 NOx, HC, CO 등의 배기가스 방출을 방지하여 대기 오염 방지에도 유용한 효과를 제공한다.

Description

연비극대화 악셀레이터 제어시스템{Accelerator control system to maximize fuel ratio}
본 발명은 자동차의 연비주행용 악셀레이터 제어시스템에 관한 것으로, 특히 한정된 연료량으로 주행가능한 거리를 극대화하는 연비극대화 악셀레이터 제어시스템에 관한 것이다.
현재, 전세계적으로 자동차의 수는 인구수만큼 기하급수적으로 늘어나고 있으며, 이에 따라 휘발유 및 경유를 포함한 석유 등의 화석연료는 엄청나게 소비되고 있고, 전세계적으로 그 자원이 고갈되어 가고 있다.
이에 따라, 자동차의 연비를 극대화하고, 최적화하기 위한 직분사 엔진기술, 고효율 동력 전달 변속기 기술, 하이브리드 기술, 전기모터 기술 등의 기술 개발이 계속되고 있으나, 이는 메커니즘적인 차원에서의 연비 향상 노력들일 뿐, 고가의 기술력 및 대량의 투입 시간을 필요로 하는 문제점이 있으며, 간단한 주행 조작방법, 연료 투입방법, 엔진콘트롤 등 방법 차원에서의 연비 향상 노력은 운전자에게 전가하고 있을 뿐, 이에 관련한 자동화 장치 기술 개발은 지지부진한 문제점이 있다.
특히, 최종 주행 연비에 영향을 미치는 악셀레이터 및 브레이크 조작 등에 있어 이러한 부분은 운전자의 습관 및 조작 방법에서의 권유에만 그치고 있을 뿐, 이러한 부분을 장치화한 사례는 전무하여 기술 연구 시간 및 비용이 낮은 간단하면서도 효율이 높은 사각지대에 있는 악셀레이터 조작 기술에 있어 엔진 및 자동차 주행 특성을 철저히 파악한 제어시스템이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 엔진의 회전 관성 및 연비 효율을 이해하여 이를 극대화하여 자동화된 연비극대화 악셀레이터 제어시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은, 운전자의 발 조작에 따라 악셀레이터 조작량 신호를 발생하는 악셀레이터부; 상기 악셀레이터 조작량 신호를 수신하여 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호를 외부 조건들과 연계하여 결정하는 제어부; 및 상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호를 엔진스로틀 밸브의 운동에너지로 변환하는 엔진스로틀 콘트롤부;를 포함하되, 상기 제어부는, 임의 엔진 회전수를 유지하기 위한 엔진 회전 관성이 유지되는 선에서 엔진으로 투입되는 혼합기를 감소 또는 차단시켜 연비 효율을 극대화하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 엔진 회전 관성이 유지되지 못하고 설정된 엔진 회전수가 감소되는 경우 설정된 엔진 회전수를 유지하기 위한 상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 결정하고, 상기 엔진스로틀 콘트롤부는 결정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호에 따라 엔진스로틀 밸브를 조정하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 시간 흐름에 따라 엔진스로틀 콘트롤부가 엔진스로틀 밸브를 임의로 설정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치에서 최소치에 따라 이에 대응되도록 주기적으로 반복 동작시킬 수 있도록 시간 흐름에 따라 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 주기적으로 결정하여 엔진에 투입되는 혼합기의 양을 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 오르막길에서는 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 전체적으로 증가시켜 결정하고, 내리막길에서는 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 전체적으로 감소시켜 결정하는 것이 바람직하다.
상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치가 주기적으로 결정되어 혼합기가 주기적으로 투입되는 주기는 4초 내지 6초인 것이 바람직하다.
또한, 시간 흐름에 따라 상기 제어부에서 결정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 파형은 정현파, 반정현파, 삼각파, 직사각형파, 가우스파 및 직선 파도형파 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 외부 조건은 도로 경사각도, 도로 장해물 유무, 선주행 차량 거리, 가속 요인, 감속 요인, 차속 및 엔진 회전수 중 어느 하나일 수 있다.
상기 엔진스로틀 콘트롤부는 일측이 엔진 스로틀 밸브의 회전축에 연결되는 와이어에 결합되는 조정축; 상기 조정축이 길이방향으로 왕복 운동할 수 있도록 조정축을 감싸며, 일측에 설치되어 상기 제어부에 조정축의 위치 신호를 검출하여 전달하는 조정축 위치센서를 가지는 조정축케이스; 및 상기 조정축의 타측과 연결되어 조정축의 운동에너지를 전달하는 모터부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 엔진스로틀 콘트롤부는 일측이 엔진 스로틀 밸브의 회전축에 연결되는 와이어에 결합되는 조정휠; 상기 조정휠의 회전 위치 신호를 검출하여 상기 제어부에 전달하는 조정휠 위치센서; 및 상기 조정휠이 제어부의 제어에 의해 회전 운동할 수 있도록 조정휠의 회전축에 연결되어 제어부의 제어에 따른 회전운동 에너지를 전달하는 모터부;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은, 운전자가 주의깊게 악셀레이터를 조작할 필요없이 엔진의 회전 관성 및 차속을 이해한 연비 운전 효과를 극대화하도록 자동화된 악셀레이터 제어시스템을 제공하여 에코운전 모니터링 장치 및 연비 운전 유도장치 등의 기존 기술에 비해 보다 더 자동차의 소비 연료를 최대한 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은, 자동화되어 알아서 극대화된 연비 운전을 제공하여 악셀레이터 조작에 신경을 쓰지 않게 해 주며, 운전자에게 고가의 유가 상황에서의 연료 지출을 최대한 절약하게 해 주고, 급가속 등에 의한 불완전 연소에 의한 NOx, HC, CO 등의 배기가스 방출을 방지하여 대기 오염 방지에도 유용한 효과를 제공한다.
도1은 종래의 악셀레이터 주행시스템에서의 시간에 따른 악셀레이터 조작량의 상태를 도시한 그래프.
도2는 본 발명에 따른 악셀레이터 주행시스템의 주요 구성을 보여주는 개념도.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 엔진스로틀 콘트롤부의 구성을 보여주는 구성도.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 엔진스로틀 콘트롤부의 구성을 보여주는 구성도.
도5는 본 발명에 따른 주행시스템에서의 시간에 따른 악셀레이터 조작량의 상태를 도시한 그래프.
도6은 본 발명에 따른 주행시스템에서의 종래 기술 대비 연비 절감 효과를 도시한 그래프.
도7은 본 발명에 따른 주행시스템에서의 악셀레이터 조작량의 다양한 파형을 보여주는 예시도.
도8은 본 발명에 따른 주행시스템에서의 조작 방법을 도시한 순서도.
도1은 종래의 악셀레이터 주행시스템에서의 시간에 따른 악셀레이터 조작량의 상태를 도시한 그래프이고, 도2는 본 발명에 따른 악셀레이터 주행시스템의 주요 구성을 보여주는 개념도이며, 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 엔진스로틀 콘트롤부의 구성을 보여주는 구성도이고, 도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 엔진스로틀 콘트롤부의 구성을 보여주는 구성도이며, 도5는 본 발명에 따른 주행시스템에서의 시간에 따른 악셀레이터 조작량의 상태를 도시한 그래프이고, 도6은 본 발명에 따른 주행시스템에서의 종래 기술 대비 연비 절감 효과를 도시한 그래프이며, 도7은 본 발명에 따른 주행시스템에서의 악셀레이터 조작량의 다양한 파형을 보여주는 예시도이고, 도8은 본 발명에 따른 주행시스템에서의 조작 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은, 도2에 도시된 바와 같이 운전자의 발 조작에 따라 악셀레이터 조작량 신호를 발생하는 악셀레이터부(10); 상기 악셀레이터 조작량 신호를 수신하여 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 신호를 외부 조건들과 연계하여 결정하는 제어부(20); 및 상기 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 신호를 엔진스로틀 밸브의 운동에너지로 변환하는 엔진스로틀 콘트롤부(30);를 포함하여, 상기 제어부(20)는, 임의 엔진 회전수를 유지하기 위한 엔진(40) 회전 관성이 유지되는 선에서 엔진(40)으로 투입되는 혼합기를 감소 또는 차단시켜 연비 효율을 극대화하도록 구성된다.
상기 악셀레이터부(10)는 운전자의 발 조작에 따라 밟는 수치가 회전각 수치화된 신호를 발생하는 전자 악셀레이터로서, 악셀레이터부(10) 일측에는 악셀레이터 게이지(11)가 설치될 수 있으며, 여기에서 감지된 악셀레이터 조작량 수치 표시부가 별도로 편의상 운전자의 차량 계기판에 설치될 수도 있다.
도1에 나타낸 바와 같이, A,B,C는 동일한 차량으로 동일한 시간대에 동일한 주행속도에 도달하여 이를 유지하기 위한 운전자별 다양한 악셀레이터 조작방법에 따른 조작량을 보여주는 그래프로서, A는 기존 일반적인 운전자들의 시간 흐름에 따른 악셀레이터 조작량의 상태를 보여주는 그래프이며, B는 연비 운전 모니터링 장치에 의한 에코 모드 운전시(연비 운전시)의 악셀레이터 조작량의 상태를 보여주는 그래프이며, C는 가장 이상적인 연비 운전시의 악셀레이터 조작량의 상태를 보여주는 그래프이다.
즉, 악셀레이터를 밟는 깊이에 따라 악셀레이터 조작량을 수치화하여 세분화하고, 특히 3으로 꾸준히 악셀레이터를 밟을 시, 3에 해당하는 차속을 100km/h 라 한다면, C는 엔진 내부 부압이 거의 걸리지 않는 선에서 연비를 극대화하기 위한 가장 이상적인 악셀레이터 조작량 그래프이면, A에서와 같이 종래의 일부 운전자들은 100km/h에 도달하기 위해서 악셀레이터에 발을 사뿐히 조금만 올려놓는 것이 아닌 의식없이 발을 악셀레이터에 올려놓기 때문에 초기에 5를 초과할 정도로 악셀레이터를 깊게 밟아 엔진으로 투입되는 혼합기의 양이 많아지며, 동일한 시간 경과 후 동일한 속도에 도달하더라도 소비되는 연료의 양이 많은 문제가 있으며, B에서와 같이 종래의 다른 운전자들은 차량 내부에 설치된 에코 연비 운전 안내 장치에 의해 엔진 내부 부압이 불필요하게 높게 걸리지 않도록 하여 A에 비해 소비되는 연료의 양이 절감되게 하는 효과가 있으나, 여전히 운전자의 수동 조작에 맡겨져 그 효율이 극대화되지 못하는 문제가 있다.
본 발명에서 상기 제어부(20)는 가장 이상적인 극대화된 연비 운전 그래프인 C에 가깝도록 가속 및 등속 운전시 자동으로 악셀레이터 조작량을 제어하는 기능을 한다.
상기 엔진스로틀 콘트롤부(30)는 엔진 스로틀 밸브(V)가 전자식 직분사 밸브라고 한다면 제어부에서 엔진 스로틀 밸브(V)로 바로 연결될 수 있도록 생략될 수 있으나, 본 실시예에서는 엔진 스로틀 밸브(V)가 밸브의 회전축에 연결되는 와이어에 의해서 와이어를 당기고 놓음에 따라 흡기관내의 유로 단면적을 기계적으로 변화시키는 기계식 작동 밸브인 것을 기준으로 설명한다.
상기 엔진스로틀 콘트롤부(30)는 일 실시예로서 도3에 나타낸 바와 같이, 일측이 엔진 스로틀 밸브의 회전축에 연결되는 와이어에 결합되는 조정축(32); 상기 조정축(32)이 길이방향으로 왕복 운동할 수 있도록 조정축(32)을 감싸며, 일측에 설치되어 상기 제어부(20)에 조정축(32)의 위치 신호를 검출하여 전달하는 조정축 위치센서(S2)를 가지는 조정축케이스(31); 및 상기 조정축(32)의 타측과 연결되어 조정축(32)의 운동에너지를 전달하는 모터부(M1);를 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 모터부(M1)는 기어드모터로서 모터의 회전력을 직선 왕복 운동력으로 바꾸어 출력축이 조정축(32)과 연결되어 악셀레이터부(10)의 조작에 따른 제어부(20)의 제어 신호에 따라 후술할 주기적인 악셀레이터 최대치 및 최소치간 조작량 변화로 극대화된 연비 운전에 대응되는 엔진 스로틀 밸브(V)의 작동량을 제공함으로써 자동 제어할 수 있게 되며, 상기 모터부(M1) 대신에 유압식 또는 전자식 엑츄에이터가 설치될 수도 있다.
상기 조정축 위치센서(S2)는 조정축(32)의 위치를 감지하여 제어부(20)에서 의도하는 바대로 정확한 위치에서 작동하는지 제어부(20)에 피드백하는 기능을 하며, 상기 조정축(32)과 조정축케이스(31)간에는 오일이 충전되어 작동이 부드럽게 이루어질 수 있도록 된다.
또한, 상기 엔진스로틀 콘트롤부(30)는 다른 실시예로서 도4에 나타낸 바와 같이, 일측이 엔진 스로틀 밸브(V)의 회전축에 연결되는 와이어에 결합되는 조정휠(35); 상기 조정휠(35)의 회전 위치 신호를 검출하여 상기 제어부에 전달하는 조정휠 위치센서(S2); 및 상기 조정휠이 제어부의 제어에 의해 회전 운동할 수 있도록 조정휠(35)의 회전축에 연결되어 제어부(20)의 제어에 따른 회전운동 에너지를 전달하는 모터부(M2);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 모터부(M2)는 내부에 감속기가 설치될 수 있으며, 회전 운동에너지를 조정휠(35)에 전달하여 조정휠(35)이 와이어를 당기거나 놓아서 제어부의 악셀레이터부(10)의 조작에 따른 제어부(20)의 제어 신호에 따라 후술할 주기적인 악셀레이터 최대치 및 최소치간 조작량 변화로 극대화된 연비 운전에 대응되는 엔진 스로틀 밸브(V)의 작동량을 제공함으로써 자동 제어할 수 있게 된다.
상기 조정축 위치센서(S2)는 조정휠(35)의 회전각 위치를 감지하여 제어부(20)에서 의도하는 바대로 정확한 위치에서 작동하는지 제어부(20)에 피드백하는 기능을 한다.
상기 제어부(20)는, 엔진 회전수 센서(미도시), 차속센서(S3), 경사도 센서(미도시), 전방 물체 인식 카메라 등 별도 센서에 의해 외부 조건 정보들(도로 경사각도, 도로 장해물 유무, 선주행 차량 거리, 가속 요인, 감속 요인, 차속, 엔진회전수 등)을 수집하고, 운전자의 악셀레이터부(10)의 조작량을 고려하여, 엔진의 부하를 최소화하고 엔진의 회전 관성을 최대한 이용한 실시간으로 프로그램된 최적의 출력 신호를 결정하여 최종적으로는 엔진스로틀 밸브(V)가 극대화된 최적 연비 주행이 가능하도록 작동하게 하는 기능을 한다.
즉, 상기 제어부(20)는 도5에 나타낸 바와 같이, 운전자에 의해 악셀레이터부(10)에서 악셀레이터 조작량 신호가 발생 감지되면, 운전자가 악셀레이터를 밟는 예를 들면 3인 작동량 수치에 대응되는 도달하고자 하는 예를 들면 100km/h인 임의 차속을 결정하고, 이 차속에 도달하기 위한 시간 흐름에 따른 최적의 연비 주행을 실현할 악셀레이터 조작량 그래프(D) 및 악셀레이터 평균 조작량 그래프(E)가 결정된다.
일반적으로, 차량은 엔진 크랭크축의 회전 관성, 자동/수동 미션 여부 또는 미션의 동력전달 특성, 차량 주행 관성 등에 의해 악셀레이터를 밟는 즉시 즉각적으로 가속되지는 않으며, 악셀레이터에서 발을 떼는 즉시 가속이 멈추어지지는 않는 등 차량 주행 관성 및 이에 의한 또는 자체 엔진 회전 관성이 있으며, 소정 양의 연료가 엔진으로 한번 투입되면 차량 주행 관성 및 엔진 회전 관성에 의해 다음 연료를 투입하지 않아도 엔진 회전수가 일정하게 유지되는 구간이 존재한다.
본 발명에서 제어부(20)는, 이러한 차량 주행 관성 및 엔진 크랭크축의 회전 관성을 이용하여 바람직하게 가속을 위해서 이상적인 악셀레이터 평균 조작량 그래프(E)를 기준으로 이보다 더 큰 악셀레이터 조작량 출력 신호를 발생시켜 엔진 회전축이 가속되게 하여 엔진 회전수를 높이고, 이상적인 악셀레이터 평균 조작량 그래프(E)를 기준으로 이보다 더 작은 악셀레이터 조작량 출력 신호를 발생시켜 의도한 엔진 회전수가 유지되는 선에서 불필요한 연료 분사를 없애거나 감소시키도록 하며, 의도한 엔진 회전수가 유지되지 않고 떨어지는 경우, 재차 이상적인 악셀레이터 평균 조작량 그래프(E)를 기준으로 이보다 더 큰 악셀레이터 조작량 출력 신호를 발생시켜 엔진 회전수를 높이는 주기적인 파도형 악셀레이터 출력 조작량 신호를 발생시킨다.
즉, 제어부(20)에는 다양한 주행 조건에 따른 최적의 이상적인 엑셀레이터 출력 조작량 그래프 정보가 내장되어 엔진(40) 회전 관성이 유지되지 못하고 설정된 엔진 회전수가 감소되는 경우 설정된 엔진 회전수를 유지하기 위한 상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치가 결정되고, 상기 엔진스로틀 콘트롤부(30)는 결정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 출력 신호에 따라 엔진스로틀 밸브(V)를 조정하게 된다.
이때,시간 흐름에 따라 상기 제어부에서 결정된 엔진 스로틀 밸브의 조정량 신호의 파형은 다양한 외부 조건들 및 엔진 특성, 운전자의 악셀레이터 조작 유형에 따라 도7에 a 내지 f에 도시한 바와 같이, 펄스파형으로서 정현파(사인파), 반정현파, 삼각파, 직사각형파, 가우스파 및 직선 파도형파 등 일 수 있으며, 파형의 형상, 진폭 및 주기가 다양하게 결정될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 바람직하게 시간 흐름에 따라 엔진스로틀 콘트롤부(30)가 엔진스로틀 밸브(V)를 임의로 설정된 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 신호의 최대치에서 최소치에 따라 이에 대응되도록 주기적으로 반복 동작시킬 수 있도록 시간 흐름에 따라 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 주기적으로 결정하여 엔진에 투입되는 혼합기의 양을 최소화하여 연비 운전의 극대화를 이루게 된다. 이때, 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 출력 최대치 및 최소치 신호의 발생 주기는 수많은 실험 결과 세부적인 주기는 다양한 외부 조건에 따라 0.001초 단위로 조절될 수 있지만, 4초 내지 6초가 바람직하며, 그 중에서도 5초가 가장 바람직하며, 이 영역대를 벗어나는 경우 차량 주행 관성 및 엔진 회전 관성 특성에서 벗어나는 조작이 이루어져 연비를 극대화시키지 못하게 된다.
또한, 상기 제어부(20)는 오르막길에서는 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 전체적으로 게이지상 눈금으로 약 0.5정도 증가시켜 결정하고, 내리막길에서는 엔진스로틀 밸브(V)의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 전체적으로 약 0.5정도 감소시켜 결정하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 제어시스템은 도8에 나타낸 바와 같이, 운전자가 원하는 속도에 대응되는 악셀레이터를 밟으면 악셀레이터 조작량이 제어부에 의해 인지되고, 다양한 외부 조건 및 차속 대비, 운전자가 원하는 속도에 최적의 연비 운전으로 도달하기 위한 프로그램된 엔진스로틀 콘트롤 최대치 및 최소치 수치를 결정한 다음, 최대치 및 최소치 사이에서 최적 주기로 변동 분사 제어가 실행되어 가속 및 등속 주행이 이루어지고, 추후 도로 경사도, 장애물 또는 운전자의 악셀레이터 조작량 변화 등을 감지 및 유무에 따라 프로그램된 최적의 콘트롤 데이터를 로딩하게 차량 주행을 유지하도록 운영된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 제어시스템은 도6에 나타낸 바와 같이, 가속 시작시 파형의 악셀레이터 출력 조작량 신호를 발생시키면서 가속하게 되며, 등속 주행 구간에서는 그래프 A,B,C에 비해서 낮은 악셀레이터 조작량 평균 그래프인 E로 실제 조작 그래프인 D에 의해 전체 시간에 대해 투입되는 e영역대만큼의 연료 절감 효과를 거둘 수 있으며, 그래프 A보다 a+b+e 영역대만큼의 연료 절약 효과 및 연비 극대화 효과를 거둘 수 있고, 그래프 B보다 b+e 영역대만큼의 연료 절약 효과 및 연비 극대화 효과를 거둘 수 있게 된다.
실제로 본 출원인은 자동화된 본 악셀레이터 제어시스템을 갤로퍼 차량(2000년식 경유차량, 수동 변속기, 배기량 2500cc)에 적용하여 출발 전 한 주유서에서 연료통 입구 상한선까지 주유한 후, 광주광역시 출원인의 주거지에서 전남 목포를 거쳐 본 출원인의 주거지로 되돌아 와서 동일한 주유소에서 동일한 연료통 입구 상한선까지 주유하는 방식으로 연료량 대비 주행 거리를 측정한 결과, 32km/L로서, 공인 연비보다 30~40% 높은 연비를 달성한 결과를 확인할 수 있었다.
이처럼, 차량 주행 연비를 극대화할 수 있으며, 급가속에 의한 불완전 연소를 최소화하거나 없애 대기오염 방지를 최소화할 수 있게 되고, 자원 낭비 방지 및 에너지 소비 효율을 높일 수 있게 된다.
본 시스템은 차량내에 연비 운전 전용 자동차의 구동 시스템으로 설치될 수 있지만, 운전자의 간편한 스위치 조작에 의해 일반 운전 모드와 본 시스템이 적용되는 크루즈 기능에서와 같은 연비 극대화 운전 모드를 선택할 수 있도록 본 시스템이 적용되어 구성될 수도 있다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 악셀레이터부 11 : 악셀레이터 게이지
20 : 제어부 30 : 엔진스로틀 콘트롤부
31 : 조정축케이스 32 : 조정축
35 : 회전휠 M1, M2 : 모터부
S1 : 악셀레이터 센서 S2 : 위치센서
S3 : 차속센서

Claims (9)

  1. 운전자의 발 조작에 따라 악셀레이터 조작량 신호를 발생하는 악셀레이터부;
    엔진스로틀 밸브의 조정량 신호를 결정하는 제어부; 및
    상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호를 엔진스로틀 밸브의 운동에너지로 변환하는 엔진스로틀 콘트롤부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 조작량 신호에 의해 설정된 엔진 회전수를 유지하기 위한, 엔진 회전 관성이 유지되는 선에서, 상기 엔진으로 투입되는 혼합기의 양을 증가 또는 감소시키는 기능을 수행하고,
    상기 제어부는, 상기 엔진 회전 관성이 유지되지 못하여, 엔진 회전수가 감소되는 경우, 상기 설정된 엔진 회전수를 유지하기 위한, 상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 결정하고,
    상기 엔진스로틀 콘트롤부는, 상기에서 결정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호에 따라 상기 엔진스로틀 밸브를 조정하며,
    상기 제어부는, 시간의 흐름에 따라, 상기 악셀레이터 조작량 신호와 외부 조건들을 연계하여, 상기에서 결정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 주기적으로 결정하는 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량이 특정 속도로 등속 주행하는 경우,
    상기 특정 속도에 대응되는 엔진회전수를 유지하기 위한 엔진 회전 관성이 유지되면, 상기 특정 속도에 대응되는 상기 엔진 스로틀 밸브의 조정량 신호의 크기를 감소시키고,
    상기 특정 속도에 대응되는 엔진회전수를 유지하기 위한 엔진 회전 관성이 유지되지 않으면, 상기 특정 속도에 대응되는 상기 엔진 스로틀 밸브의 조정량 신호의 크기를 증가시켜, 상기 차량의 엔진회전수가 상기 특정 속도에 대응되는 엔진회전수를 유지하도록 하며,
    시간의 흐름에 따라 상기 엔진으로 투입되는 혼합기의 양을 감소 또는 증가시키는 것을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시간 흐름에 따라 엔진스로틀 콘트롤부가 엔진스로틀 밸브를 임의로 설정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치에서 최소치에 따라 이에 대응되도록 주기적으로 반복 동작시킬 수 있도록
    시간 흐름에 따라 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 주기적으로 결정하여 엔진에 투입되는 혼합기의 양을 최소화하는 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    오르막길에서는 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 전체적으로 증가시켜 결정하고,
    내리막길에서는 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치를 전체적으로 감소시켜 결정하는 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 최대치 및 최소치가 주기적으로 결정되어 혼합기가 주기적으로 투입되는 주기는 4초 내지 6초인 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    시간 흐름에 따라 상기 제어부에서 결정된 엔진스로틀 밸브의 조정량 신호의 파형은 정현파, 반정현파, 삼각파, 직사각형파, 가우스파 및 직선 파도형파 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 조건은
    도로 경사각도, 도로 장해물 유무, 선주행 차량 거리, 가속 요인, 감속 요인, 차속 및 엔진 회전수 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 엔진스로틀 콘트롤부는
    일측이 엔진 스로틀 밸브의 회전축에 연결되는 와이어에 결합되는 조정축;
    상기 조정축이 길이방향으로 왕복 운동할 수 있도록 조정축을 감싸며, 일측에 설치되어 상기 제어부에 조정축의 위치 신호를 검출하여 전달하는 조정축 위치센서를 가지는 조정축케이스; 및
    상기 조정축의 타측과 연결되어 조정축의 운동에너지를 전달하는 모터부;를 포함하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 엔진스로틀 콘트롤부는
    일측이 엔진 스로틀 밸브의 회전축에 연결되는 와이어에 결합되는 조정휠;
    상기 조정휠의 회전 위치 신호를 검출하여 상기 제어부에 전달하는 조정휠 위치센서; 및
    상기 조정휠이 제어부의 제어에 의해 회전 운동할 수 있도록 조정휠의 회전축에 연결되어 제어부의 제어에 따른 회전운동 에너지를 전달하는 모터부;를 포함하는
    연비극대화 악셀레이터 제어시스템.
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