KR101406173B1 - 차량의 급발진 방지장치 - Google Patents

차량의 급발진 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기/전자적 기능이 포함되지 않는 순수한 기계적 제어장치의 구성으로 스로틀 밸브의 위치를 조정할 수 있도록 하여 급발진 발생을 사전에 예방하고, 급발진이 발생한 경우 엔진을 강제 정지시킬 수 있도록 하는 차량의 급발진 방지장치가 개시된다.
본 발명은 흡기관로의 소정위치에 설치되어 엔진에 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브; 상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)를 전기/전자 제어신호로 조절하는 제어부; 차량 실내의 소정위치에 설치되어 운전자에 의해 모드가 선택되는 조작레버; 상기 조작레버와 스로틀 밸브를 연결하는 케이블 링크를 포함하고, 상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)는 엔진 시동시 혹은 급발진 발생시 상기 케이블 링크로 전달되는 조작레버의 모드 선택에 의해 조절되는 차량의 급발진 방지장치가 제공된다.

Description

차량의 급발진 방지장치{SYSTEM OF PREVENTING SUDDEN ACCELERATION OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 급발진 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기/전자적 기능이 포함되지 않는 순수한 기계적 제어장치의 구성으로 스로틀 밸브의 위치를 조정할 수 있도록 하여 급발진 발생을 사전에 예방하고, 급발진이 발생한 경우 엔진을 강제 정지시킬 수 있도록 하는 차량의 급발진 방지장치에 관한 것이다.
최근 들어, 자동변속기를 장착한 차량에서 운전자의 의도와 무관하거나 운전자의 통제를 벗어나 차량이 순간적으로 고속으로 전진 혹은 후진하거나 전후진을 반복하여 차량 운전자는 물론 주변에 주정차된 차량, 건물, 보행자 등에 큰 손상을 입히게 되는 급발진 현상이 자주 발생되어 자동차업계 뿐만 아니라 소비자측에서 큰 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.
급발진은 엔진의 시동 초기 혹은 시프트 레버의 위치를 주행모드로 전환하는 시점에서 엔진 회전속도가 급격하게 상승하면서 발생되고 제동장치를 구동하여도 차량의 속도를 제어할 수 없으며, 심한 경우 제동장치가 정상적으로 동작되지 않는 경우가 발생된다.
급발진이 발생하는 원인에 대해서는 아직 명확하게 규명되지 않았으나, 운전자의 조작 오류, 차량의 노후화, 전자제어유닛(Electronic Control Unit ; ECU)에 외부 전자파의 유입으로 프로그램 오작동, 전자식 센서나 액추에이터, 전자제어유닛의 오류 등으로 발생된다고 추정하고 있다.
급발진 사고를 예방하기 엔진 시동시 제동장치를 구동하지 않으면 시동이 걸리지 않도록 하는 기술, 엔진 시동시 시프트 레버를 기구적으로 고정시키는 기술, 엔진회전수의 비정상적인 상승이 검출되는 경우 연료 분사를 차단하는 기술 등 다양한 형태의 기술들이 개발되어 실차에 적용되고 있으나, 급발진 사고를 안전하게 방지할 수 있는 명확한 기술이 제시되고 있지 않다.
등록특허공보 제10-0356065호(2002.09.27.) 등록특허공보 제10-0318859호(2001.12.13)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 전기/전자적 기능이 포함되지 않는 순수한 기계적 제어장치의 구성으로 스로틀 밸브의 위치를 조정하고, 기계적 제어장치의 작동이 전자제어 보다 우선하여 스로틀 밸브의 위치를 조절할 수 있도록 하여 급발진 발생을 사전에 예방하고, 급발진이 발생할 때 엔진을 강제 정지시킬 수 있는 급발진 방지장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 흡기관로의 소정위치에 설치되어 엔진에 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브; 상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)를 전기/전자 제어신호로 조절하는 제어부; 차량 실내의 소정위치에 설치되어 운전자에 의해 모드가 선택되는 조작레버; 조작레버와 스로틀 밸브를 연결하는 케이블 링크를 포함하고, 상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)는 엔진 시동시 혹은 급발진 발생시 상기 케이블 링크로 전달되는 조작레버의 모드 선택에 의해 조절되는 차량의 급발진 방지장치가 제공된다.
상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)조절은 제어부의 전기/전자 제어신호 보다 케이블 링크로 전달되는 조작레버의 모드 선택이 우선할 수 있다.
상기 스로틀 밸브와 조작레버의 케이블 링크 연결은 전기/전자 제어 동력이 포함되지 않는 순수한 기계적 구조로 구성될 수 있다.
상기 조작레버의 모드 선택에 따라 케이블 링크로 전달되는 기계적 동력이 제어부의 제어신호에 따라 발생되는 전기/전자 동력을 이기고 스로틀 밸브의 위치(개도량)을 조절할 수 있다.
상기 조작레버는 엔진 시동시 과도한 공기량 유입을 방지하기 위해 스로틀 밸브의 위치(개도량)을 설정된 위치로 조절하는 제1모드; 엔진이 시동 온을 유지한 상태에서 급발진이 발생할 때 엔진으로의 공기 유입을 차단하기 위해 스로틀 밸브를 완전 폐쇄하는 제2모드; 정상 운전조건에서 스로틀 밸브의 위치(개도량)조절이 제어부의 제어신호에 의해 작동되도록 하는 제3모드를 포함할 수 있다.
상기 케이블 링크는 일측에 랙 기어가 구성되어 스로틀 밸브의 회전축에 결합되는 피니언 기어와 치결합되고, 소정 위치에 케이블 링크의 이동 위치를 고정 지지하는 탄성체가 구성될 수 있다.
상기 제어부는 조작레버의 모드 선택으로 스로틀 밸브의 위치(개폐량)조절이 실행될 때 스로틀 밸브를 조절하는 제어신호의 출력을 중지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 엔진 시동시 조작레버의 모드 선택에 따라 케이블 링크를 통해 전달되는 기계적 동력으로 스로틀 밸브를 설정된 위치(개도량)로 조절하여 엔진으로의 과도한 공기 유입을 방지하는 과정; 엔진 시동 온 상태의 정상 운행에서 제어부의 전기/전자 제어신호에 의해 스로틀 밸브의 위치가 제어되어 가속요구에 따른 엔진 출력을 추종시키는 과정; 운행중 급발진 발생시 조작레버의 모드 선택에 따라 케이블 링크를 통해 전달되는 기계적 동력으로 스로틀 밸브를 폐쇄하여 엔진으로의 공기 유입을 차단하는 과정을 포함하는 차량의 급발진 방지방법이 제공된다.
상기 조작레버의 모드 선택에 따라 케이블 링크를 통해 전달되는 기계적 동력이 상기 제어부의 전기/전자 제어신호 보다 우선하여 스로틀 밸브의 위치(개도량)를 조절할 수 있다.
상기 조작레버의 모드 선택에 따라 케이블 링크를 통해 기계적 동력이 전달되어 스로틀 밸브의 위치(개도량)가 조절될 때 상기 제어부는 전기/전자 제어신호의 출력을 중지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 전자제어보다 우선하는 기계적인 케이블 링크로 스로틀 밸브의 위치를 조절하여 엔진으로 유입되는 공기량을 안정되게 조정할 수 있어 시동 초기에 발생될 수 있는 급발진을 사전에 예방하고, 운행중에 발생되는 급발진 사고를 방지할 수 있다.
본 발명은 전기/전자적 기능이 포함되지 않는 순수한 기계적 제어장치의 구성을 사용함으로써, 차량내 각종 전기적 노이즈 및 전자부품의 오류로 발생하는 급발진 상황에 대하여 즉각적인 대응을 제공할 수 있어 차량의 운행에 안전성 및 신뢰성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지장치가 적용된 흡기계통의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지장치에서 스로틀 밸브의 케이블 링크를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지장치에서 시동시 스로틀 밸브의 위치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지장치에서 급발진 발생시 스로틀 밸브의 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지 제어절차를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지장치가 적용된 흡기계통의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 엔진(12)이 시동 온 될 때 혹은 시동 온이 유지되는 상태에서 외부의 공기는 흡기관로(4)의 선단부에 배치된 에어 클리너(2)에 의해 공기에 포함된 습기 등의 이물질이 정화되어 스로틀 밸브(8)에 공급된다.
상기 스로틀 밸브(8)는 제어부(30)에서 인가되는 전기/전자 제어신호에 따라 위치(개폐량)가 조절되어 운전자가 가속페달(도시되지 않음)로 요구하는 공기량을 서지탱크(10)로 유입시킨다.
상기 서지탱크(10)는 스로틀 밸브(8)를 통해 유입된 공기를 일시 저장한 다음 엔진(12)으로 공급하며, 인젝터(14)로 분사되는 연료와 혼합되어 혼합기가 형성되도록 한다.
따라서, 상기 엔진(12)은 압축 행정의 상사점 혹은 상사점 부근에서 혼합기를 연소시켜 폭발력을 발생시킴으로써, 동력을 얻을 수 있도록 한다.
상기 흡기관로(4)에 설치되어 엔진(12)으로 공급되는 공기량을 조정하는 스로틀 밸브(8)는 차량 실내에서 운전석 주변의 소정 위치에 설치되는 조작레버(20)와 케이블 링크(21)로 연결된다.
상기 조작레버(20)와 스로틀 밸브(8)를 연결하는 케이블 링크(21)는 전기/전자적인 구성이 전혀 포함되지 않는 순수한 기계적 구조를 갖는다.
따라서, 상기 스로틀 밸브(8)는 운전자가 수동으로 조작하는 조작레버(20)의 작동에 따라 위치(개폐량)가 조절되어 엔진(12)으로 유입되는 공기량을 조절한다.
상기 조작레버(20)의 작동에 따라 케이블 링크(21)를 통해 스로틀 밸브(8)에 전달되는 힘은 상기 제어부(30)가 스로틀 밸브(8)을 제어하는 전기적 동력을 이길 수 있도록 설계된다.
따라서, 조작레버(20)의 작동에 따른 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량) 조절이 제어부(30)의 제어신호 보다 우선할 수 있도록 한다.
상기 조작레버(20)는 제1모드, 제2모드, 제3모드를 포함한다.
상기 조작레버(20)의 제1모드는 엔진 시동시 선택되며, 시동 초기에 과도한 공기량이 엔진(12)으로 유입되지 않도록 스로틀 밸브(8)를 설정된 위치(개폐량)로 조절한다.
따라서, 엔진(12)을 시동 온 할 때 조작레버(20)로 제1모드를 선택하는 경우 시동 초기에 엔진(12)의 회전수가 급상승하는 급발진 위험이 발생되지 않게 된다.
상기 조작레버(20)의 제2모드는 엔진(12)이 시동 온을 유지하여 운행되는 상태에서 급발진이 발생될 때 선택되며, 제2모드는 스로틀 밸브(8)를 완전히 폐쇄하여 엔진(12)으로 유입되는 공기를 차단시킴으로서, 엔진(12)을 강제로 정지시킨다.
상기 조작레버(20)의 제3모드는 정상적인 운전조건에서 선택되며, 제3모드는 케이블 링크(21)를 통해 조작레버(20)의 선택이 스로틀 밸브(8)에 전달되지 않는 상태이다.
이때, 제어부(30)의 가속페달로 요구되는 가감속의 요구에 따라 전기/전자적 제어신호를 출력하여 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량)를 조절한다.
따라서, 엔진(12)에는 운전조건을 추종하는 공기량이 공급되므로, 운전자가 요구하는 감가속 조건을 추종하는 엔진(12) 출력을 제공한다.
제어부(30)는 조작레버(20)의 모드 선택에 따라 전기/전자적 제어신호로 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량)를 조절하거나 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량) 조절을 중지한다.
상기 제어부(30)는 조작레버(20)가 제1모드 혹은 제2모드를 선택하면 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량) 조절을 중지한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지장치에서 스로틀 밸브의 케이블 링크를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 조작레버(20)에 연결되는 케이블 링크(21)는 일측에 랙 기어(22)가 구성되어 스로틀 밸브(8)의 회전축(24)에 결합되는 피니언 기어(23)와 치결합되고, 케이블 링크(21)의 소정 위치에 탄성체(26)가 결합된다.
상기 탄성체(26)는 케이블 링크(21)를 고정 및 지지하여 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량)가 조작레버(20)에서 선택된 모드의 위치를 안정되게 유지할 수 있도록 한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.
본 발명이 적용되는 차량에서 엔진(12)을 초기 시동하는 경우 운전자가 운전석 주변의 소정 위치에 설치된 조작레버(20)를 작동시켜 제1모드를 선택하면, 제1모드의 선택은 케이블 링크(21)를 통해 기계적 구조의 동력이 스로틀 밸브(8)에 전달된다.
상기 스로틀 밸브(8)는 케이블 링크(21)로 전달되는 기계적 구조의 동력에 따라 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이 스로틀 밸브(21)의 위치(개폐량)가 설정된 위치(θ1)로 조절된다.
따라서, 엔진(12)의 시동 초기에 과도한 공기량이 엔진(12)으로 유입되지 않도록 함으로써 엔진(12)의 회전수가 급상승되는 것을 방지하여 급발진이 발생되지 않도록 한다.
또한, 본 발명이 적용되는 차량이 엔진(12) 시동 온을 유지한 상태에서 정상적으로 운전되는 경우 조작레버(20)는 제3모드에 위치된다.
상기 제3모드는 케이블 링크(21)를 통해 조작레버(20)의 선택이 스로틀 밸브(8)에 전달되지 않는 상태이다.
이때, 제어부(30)의 가속페달로 요구되는 가감속의 요구에 따라 전기/전자적 제어신호를 출력하여 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량)를 조절한다.
따라서, 엔진(12)에는 운전조건을 추종하는 공기량이 공급되므로, 운전자가 요구하는 감가속 조건을 추종하는 엔진(12) 출력을 제공한다.
그러나, 상기와 같이 엔진(12) 시동 온을 유지하여 운행하는 상태에서 급발진이 발생되면 운전자는 운전석 주변의 소정 위치에 설치된 조작레버(20)를 작동시켜 제2모드를 선택한다.
상기 제2모드의 선택은 케이블 링크(21)를 통해 기계적인 구조의 동력이 스로틀 밸브(8)에 전달되어 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이 스로틀 밸브(21)를 완전히 폐쇄시킨다.
상기 스로틀 밸브(21)의 완전 폐쇄에 따라 엔진(12)으로 유입되는 공기가 완전히 차단되므로 엔진(12)의 시동을 강제로 정지시켜 급발진으로 인한 인명 및 재산적 피해가 발생되지 않도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 급발진 방지 제어절차를 도시한 흐름도이다.
본 발명이 적용되는 차량에서 제어부(30)는 운전석 주변의 소정위치에 설치된 조작레버(20)의 모드선택을 검출하여(S101), 운전모드(제3모드)가 선택되었는지 판단한다(S102).
상기 S102에서 조작레버(20)가 운전모드(제3모드)를 선택하고 있는 상태이면 가속페달로 요구되는 감가속의 요구에 따라 전기/전자 제어신호를 출력하여 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량)를 조절함으로써, 운전요구를 추종하는 엔진(12) 출력을 제공한다(S103).
그러나, 상기 S102에서 조작레버(20)가 운전모드(제3모드)를 선택하고 있지 않으면 시동모드(제1모드)를 선택한 상태인지 판단한다(S104).
상기 S104에서 조작레버(20)가 시동모드(제1모드)를 선택한 상태로 판단되면 스로틀 밸브(8)는 케이블 링크(21)를 통해 전달되는 기계적인 동력에 의해 설정된 위치(개폐량)로 조절되어 엔진(12)으로 과도한 공기량이 공급되지 않도록 한다(S105).
따라서, 엔진(12)의 시동 초기에 엔진(12)의 회전수가 급격하게 상승하는 현상을 사전에 방지하여 급출발 발생을 예방한다.
이때, 제어부(30)는 조작레버(20)가 시동모드(제1모드)를 선택함에 따라 전기/전자 제어신호를 출력하는 스로틀 밸브(8)의 위치(개폐량)를 조정하는 동작을 실행하지 않는다(S106).
또한, 상기 S104에서 조작레버(20)가 시동모드(제1모드)를 선택하고 있지 않으면 엔진정지모드(제2모드)를 선택한 상태인지 판단한다(S107).
상기 S107에서 조작레버(20)가 엔진정지모드(제2모드)를 선택한 상태로 판단되면 스로틀 밸브(8)는 케이블 링크(21)를 통해 전달되는 기계적인 동력에 의해 완전히 폐쇄되어 엔진(12)으로 공급되는 공기를 차단한다(S108).
따라서, 엔진(12)의 시동이 강제적으로 정지된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
8 : 스로틀 밸브 20 : 조작레버
21 : 케이블 링크 30 : 제어부

Claims (10)

  1. 흡기관로의 소정위치에 설치되어 엔진에 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브;
    상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)를 전기/전자 제어신호로 조절하는 제어부;
    차량 실내의 소정위치에 설치되어 운전자에 의해 모드가 선택되는 조작레버;
    상기 조작레버와 스로틀 밸브를 연결하는 케이블 링크;
    를 포함하고,
    상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)는 엔진 시동시 혹은 급발진 발생시 상기 케이블 링크로 전달되는 조작레버의 모드 선택에 의해 조절되며,
    상기 조작레버는 엔진 시동시 과도한 공기량 유입을 방지하기 위해 스로틀 밸브의 위치(개도량)을 설정된 위치로 조절하는 제1모드;
    엔진이 시동 온을 유지한 상태에서 급발진이 발생할 때 엔진으로의 공기 유입을 차단하기 위해 스로틀 밸브를 완전 폐쇄하는 제2모드;
    정상 운전조건에서 스로틀 밸브의 위치(개도량)조절이 제어부의 제어신호에 의해 작동되도록 하는 제3모드;
    를 포함하는 차량의 급발진 방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)조절은 제어부의 전기/전자 제어신호 보다 케이블 링크로 전달되는 조작레버의 모드 선택이 우선하는 차량의 급발진 방지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스로틀 밸브와 조작레버의 케이블 링크 연결은 전기/전자 제어 동력이 포함되지 않는 순수한 기계적 구조로 구성되는 차량의 급발진 방지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조작레버의 모드 선택에 따라 케이블 링크로 전달되는 기계적 동력이 제어부의 제어신호에 따라 발생되는 전기/전자 동력을 이기고 스로틀 밸브의 위치(개도량)을 조절하는 차량의 급발진 방지장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이블 링크는 일측에 랙 기어가 구성되어 스로틀 밸브의 회전축에 결합되는 피니언 기어와 치결합되고,
    소정 위치에 케이블 링크의 이동 위치를 고정 지지하는 탄성체가 구성되는 차량의 급발진 방지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 조작레버의 모드 선택으로 스로틀 밸브의 위치(개폐량)조절이 실행될 때 스로틀 밸브를 조절하는 제어신호의 출력을 중지하는 차량의 급발진 방지장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020120127579A 2012-11-12 2012-11-12 차량의 급발진 방지장치 KR101406173B1 (ko)

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