KR102063442B1 - 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법 - Google Patents

운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치는 엔진으로 외부의 공기가 유입되는 흡기관(4)상에 설치되고 상기 흡기관(4)의 개도를 조절하는 스로틀 밸브(5)의 개도를 조절하는 스로틀 밸브장치에서, 상기 스로틀 밸브(5)의 개도를 조절하기 위한 복수의 구동수단을 구비하고, ECU(3, ECU(Electronic Control Unit)는 가속페달(1)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 복수의 구동수단 중에서 선택된 어느 하나가 상기 스로틀 밸브(5)에 연결되도록 제어하고, 운전자의 비가속 의지가 반영하는 스로틀 밸브제어방법은, 운전자의 주행의도를 판단하기 위해 차량에 설치된 복수의 센서들로부터 측정된 값이 입력되는 센서입력단계(S120)와, ECU(3)가 상기 센서들로부터 입력된 값으로 운전자의 주행의도를 판단하는 주행의도 판단단계(S130)와, 상기 ECU(3)가 운전자가 차량을 가속시키는 의지가 아닌 것으로 판단되면, 복수의 구동수단 중에서 어느 하나를 이용하여 상기 스로틀 밸브(5)의 개도량을 엔진의 아이들 상태의 개도량으로 작동되도록 하는 비가속제어단계(S141)를 포함한다.

Description

운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법{APPARATUS FOR THROTTLE VALVE UNIT APPLYING DRIVER'S NON-ACCELERATION INTENSION AND METHOD FOR CONTROLLING OF THE SAME}
본 발명은 차량의 스로틀 밸브를 제어하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자가 저속주행을 하거나, 관성주행을 하려는 의지를 갖는 것으로 판단되는 경우에 스로틀 밸브의 개도각을 미리 정해진 각도로 개방되도록 하여, 운전자의 의도와 상관없이 차량이 운행되는 것을 방지하기 위한 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법에 관한 것이다.
차량에서 운전자의 가속의지는 운전자가 가속페달을 조작하는 것에 의해 반영된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 실내에 설치된 가속페달(2)을 운전자가 조작하면, 상기 조작페달에 설치된 APS(2, Acceleration Position Sensor)와 같은 센서에 의해 운전자의 페달조작량에 비례하는 신호가 ECU(3, Electronic Control Unit)으로 출력된다. 상기 ECU(3)는 운전자의 가속의지에 따라 차량이 주행할 수 있도록 엔진으로 유입되는 공기양을 흡기관(4)에 설치되고 스로틀 밸브장치(100)에 의해 제어되는 스로틀 밸브(5)의 개도를 제어한다.
도 2에는 모터의 구동에 의해 스로틀 밸브(5)의 개도가 제어되는 ETS(100, Eletronic Throttle System)의 일례가 도시되어 있다. 상기 ETS(100)는 상기 ECU(3)는 모터(101)와, 상기 모터(101)에 의해 구동되는 모터기어(101)와, 상기 모터기어(101)와 감속기어(104)로 연결되어 상기 스로틀 밸브(5)를 회전시키는 밸브구동기어(103)를 포함한다. 상기 ECU(3)로부터 출력된 제어신호에 의해 상기 모터(101)가 구동하여, 상기 스로틀 밸브(5)가 회전함으로써, 엔진으로 유입되는 공기량이 제어된다.
한편, 차량은 운전자가 상기 가속페달을 조작함에 따라 주행해야 하는데, 운전자의 의지와 상관없이 주행하는 경우가 발생할 수 있다. 예컨대, 운전자가 가속페달의 조작량에 비하여 차량이 급가속되거나, 운전자에 의한 가속페달의 조작량이 조작전 또는 차량의 주행상태에 비하여 비정상적으로 급격하게 증가하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우는 실제 운전자의 가속의지와 달리 차량이 가속되는 것으로 볼 수 있다.
상기와 같이, 운전자의 가속의지와 상관없이, 차량이 주행함에 따라 충돌사고를 야기시키는 문제점이 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '전자제어식 스로틀밸브장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-1147003 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 차량의 주행조건을 판단하여 운전자가 차량을 가속시키지 않는 것으로 판단되는 경우에는 스로틀 밸브의 개도를 미리 정해진 각도로 개방되도록 함으로써, 차량의 엔진이 아이들 상태에서 운전될 수 있도록 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치는, 엔진으로 외부의 공기가 유입되는 흡기관상에 설치되고 상기 흡기관의 개도를 조절하는 스로틀 밸브의 개도를 조절하는 스로틀 밸브장치에 있어서, 상기 스로틀 밸브의 개도를 조절하기 위한 복수의 구동수단을 구비하고, ECU(Electronic Control Unit)는 가속페달로부터 출력되는 신호에 따라 상기 복수의 구동수단 중에서 선택된 어느 하나가 상기 스로틀 밸브에 연결되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동수단은 제1구동모터와 제2구동모터로 구비되고, 상기 제1구동모터는 가속시 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하기 위해 구동하고 제1모터기어와 연결되고, 상기 제2구동모터는 상기 제1구동모터와 이격되게 설치되고, 상기 제1구동모터가 구동하지 않을 때, 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하기 위해 구동하고 제2모터기어와 연결되며, 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나가 상기 스로틀 밸브와 연결된 밸브구동기어와 선택적으로 치합되는 것으로 특징으로 한다.
상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나가 상기 밸브구동기어와 치합되도록 하는 치합선택수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 치합선택수단은 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어와 택일적으로 치합되는 가변아이들기어인 것을 특징으로 한다.
상기 ECU에 의해 구동하는 가변아이들기어 액츄에이터와, 상기 가변아이들기어와 상기 가변아이들기어 액츄에이터을 연결하는 기어로드를 더 포함하고, 상기 가변아이들기어 액츄에이터의 작동에 의해 상기 가변아이들기어는 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어와 택일적으로 치합되는 것을 특징으로 한다.
상기 가변아이들기어가 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어와 택일적으로 치합되기 위해 이동할 때, 상기 가변아이들기어의 이동을 가이드하는 기어가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 ECU는 운전자가 차량을 정해진 속도보다 낮은 속도로 주행하려는 것으로 운전자의 주행의도를 파악하면, 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 ECU는, TPS(Throttle Position Sensor), APS(Acceleration Position Sensor), 브레이크압력센서, 브레이크위치센서, 차량가속도센서, GPS센서, 연료분사량, 공기흡입량센서, 타이어슬립량, 조향각센서 및 엔진회전수 중 적어도 하나 이상이 가속조건으로 판단되는 경우 상기 제1구동모터와 상기 밸브구동기어를 작동시키고, 제1구동모터와 상기 밸브구동기어를 작동시키지 않으면, 상기 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 ECU는 운전자가 차량을 관성주행시키려는 것으로 운전자의 주행의도를 파악하면, 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 ECU는, 차량의 기울기센서, 속도센서, 토크센서, 브레이크 스위치 작동 유무 및 엔진회전수가 미리 설정된 관성주행판단범위에 있으면, 상기 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법은, 운전자의 가속페달 조작에 따라 엔진으로 유입되는 흡기의 양을 조절하고, 의지 유무에 따라, 운전자의 가속의지에 따라 스로틀 밸브의 개도를 제어하도록 구동되는 제1구동모터와 상기 제1구동모터의 비작동시 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하도록 구동되는 제2구동모터 중 어느 하나가 택일적으로 스로틀 밸브와 연결되도록 제어하여 상기 스로틀 밸브의 개도량을 제어하는 스로틀 밸브 제어방법에 있어서, 운전자의 주행의도를 판단하기 위해 차량에 설치된 복수의 센서들로부터 측정된 값이 입력되는 센서입력단계와, ECU가 상기 센서들로부터 입력된 값으로 운전자의 주행의도를 판단하는 주행의도 판단단계와, 상기 ECU가 운전자가 차량을 가속시키는 의지가 아닌 것으로 판단되면, 복수의 구동수단 중에서 어느 하나를 이용하여 상기 스로틀 밸브의 개도량을 엔진의 아이들 상태의 개도량으로 작동되도록 하는 비가속제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주행의도 판단단계에서, 상기 ECU는 운전자의 주행의지가 운전자가 차량을 정해진 속도 이하로 주행하려는 것으로 판단하면, 상기 비가속제어단계가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 주행의도 판단단계에서, 상기 ECU는 운전자의 주행의지가 차량을 관성주행시키는 것으로 판단하면, 상기 비가속제어단계가 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 비가속제어단계가 수행된 이후에는, 차량의 주행중인지를 판단하고, 상기 차량이 주행중이면, 상기 주행의도 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
상기 주행의도 판단단계에서, 상기 ECU가 운전자가 차량을 가속시키려는 것으로 판단하면, 상기 스로틀 밸브가 상기 가속페달의 조작량에 따라 개도되도록 상기 복수의 구동수단 중에서 나머지 구동수단을 작동시켜 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하는 가속제어단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 가속제어단계가 수행된 이후에는, 차량의 주행중인지를 판단하고, 상기 차량이 주행중이면, 상기 주행의도 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치 및 제어방법에 따르면, 운전자가 차량을 가속하지 않으려는 경우, 예컨대 저속주행을 하거나 관성주행을 하려고 판단되면, 스로틀 밸브의 개도량을 엔진이 아이들 상태로 운전할 때의 개도량을 강제로 제어함으로써, 차량이 운전자의 의도와 상관없이 급가속되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 통상적인 차량에서 운전자기의 가속페달, ECU 및 ETS의 제어관계를 도시한 블록도.
도 2는 종래기술에 따른 ETS의 구조를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스로틀 밸브장치에서 가속시의 상태를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 스로틀 밸브장치에서 비가속시의 상태를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 스로틀 밸브장치가 비가속시의 상태로 작동시, 운전자의 저속 주행의도를 판단하는 각종신호의 상태를 도시한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 스로틀 밸브장치가 비가속시의 상태로 작동시, 운전자의 관성주행의도를 판단하는 각종신호의 상태를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 스로틀 밸브장치의 제어방법을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치(10)는, 엔진으로 외부의 공기가 유입되는 흡기관(4)상에 설치되고 상기 흡기관(4)의 개도를 조절하는 스로틀 밸브(5)의 개도를 조절하기 위한 복수의 구동수단을 구비하고, ECU(3)는 가속페달(1)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 복수의 구동수단 중에서 선택된 어느 하나가 상기 스로틀 밸브(5)에 연결되도록 제어한다.
즉, 본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치(10)는, 복수의 구동수단을 구비하여, 상기 복수의 구동수단 중 어느 하나가 주행모드에 따라 선택적으로 작동하여, 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어한다.
ECU(Electronic Control Unit)가 판단한 운전자의 주행의지가 가속하려는 것으로 판단되면, 운전자가 가속페달(1)을 조작하는 것에 따라 스로틀 밸브(5)가 개방되도록 한다. 상기 ECU(3)가 운전자의 주행의지가 가속하려는 것이 아닌 것으로 판단되면, 저속주행하려거나 관성주행을 하려는 경우에는 상기 스로틀 밸브(5)가 엔진의 아이들상태가 되도록 강제로 셋팅하도록 한다.
이를 위하여, 구체적으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스로틀 밸브(5)의 개도를 제어하도록 구동력을 발생시키는 구동수단을 제1구동모터(11)와 제2구동모터(14)로 구비하고, 운전자의 주행의지에 따라 상기 제1구동모터(11)와 제2구동모터(14) 중 어느 하나가 상기 스로틀 밸브(5)에 연결된 밸브구동기어(13)에 연결되도록 한다.
제1구동모터(11)는 상기 제1구동모터(11)의 출력축에 연결되는 제1모터기어(12)가 결합되고, 상기 ECU(3)의 제어신호에 따라 구동된다. 상기 제1구동모터(11)는 운전자가 차량을 가속시키려는 경우에 작동되며, 상기 제1구동모터(11)는 상기 스로틀 밸브(5)가 최소개방(아이들상태)로부터 최대개방(풀로드)까지의 범위를 갖도록 상기 스로틀 밸브(5)의 개도를 제어하기 위해 작동된다.
한편, 상기 제1구동모터(11)와 상기 제1모터기어(12)는 상기 제1구동모터(11)의 구동축에 상기 제1모터기어(12)가 직접 연결될 수도 있지만, 중간에 감속기어(미도시)를 매개로 하여 연결되는 것이 바람직하다.
제2구동모터(14)는 상기 제2구동모터(14)의 출력축에 연결되는 제2모터기어(15)가 결합되고, 상기 ECU(3)의 제어신호에 따라 구동된다. 상기 제2구동모터(14)는 상기 제1구동모터(11)와 이격되게 설치되고, 상기 제2모터기어(15)도 상기 제1모터기어(12)와 치합되지 않는다. 여기서, 상기 제2구동모터(14)는 운전자가 차량을 저속주행시키거나, 차량을 관성주행시키려고 할 때 작동되며, 상기 스로틀 밸브(5)를 현재 위치로부터 최소개방(아이들상태)가 되도록 상기 스로틀 밸브(5)의 개도를 제어하기 위해 작동된다.
상기 제2구동모터(14)와 상기 제2모터기어(15)도 상기 제1구동모터(11)와 상기 제1모터기어(12)와 마찬가지로, 직접 연결될 수도 있지만, 중간에 감속기어(미도시)를 매개로 연결되는 것이 바람직하다.
상게 제1구동모터(11)와 상기 제2구동모터(14)는 치합선택수단을 통하여, 상기 제1구동모터(11)와 상기 제2구동모터(14) 중 선택된 어느 하나가 상기 스로틀 밸브(5)를 회전시키는 밸브구동기어(13)와 치합된다.
즉, 치합선택수단에 의해 상기 제1구동모터(11)와 상기 제2구동모터(14)는 택일적으로 상기 밸브구동기어(13)로 구동력을 전달하게 된다. 상기 치합선택수단은 제1모터기어(12)와 상기 밸브구동기어(13)가 치합되도록 하거나, 그렇지 않으면 상기 제2모터기어(15)와 상기 밸브구동기어(13)가 치합되도록 한다.
상기 치합선택수단은 상기 제1모터기어(12)와 상기 제2모터기어(15) 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어(13)가 치합되도록 하는 가변아이들기어(16)가 될 수 있다. 상기 가변아이들기어(16)가 상기 제1모터기어(12)와 상기 밸브구동기어(13)에 각각 치합되거나, 상기 제2모터기어(15)와 상기 밸브구동기어(13)에 각각 치합되도록 함으로써, 상기 제1구동모터(11)와 상기 제2구동모터(14) 중 어느 하나로부터 발생된 구동력이 택일적으로 상기 밸브구동기어(13)로 전달됨으로써, 상기 스로틀 밸브(5)의 개도가 제어된다.
상기 가변아이들기어(16)는 상기 ECU(3)에 의해 상기 제1구동모터(11)와 상기 밸브구동기어(13)를 연결하도록 치합되거나, 상기 제2구동모터(14)와 상기 밸브구동기어(13)를 연결하도록 치합되는데, 이를 위하여 상기 가변아이들기어(16)의 위치를 가변시키는 수단이 구비된다.
즉, 상기 가변아이들기어(16)의 위치를 가변시키도록 동력을 제공하는 가변아이들기어 액츄에이터(17)와, 상기 가변아이들기어(16)와 상기 가변아이들기어 액츄에이터(17)를 연결하는 기어로드(18)를 더 포함한다.
가변아이들기어 액츄에이터(17)는 모터, 솔레노이드 등으로 제공되고 상기 가변아이들기어(16)가 상기 제1모터기어(12) 또는 상기 제2모터기어(15)와 선택적으로 치합되 수 있도록 상기 가변아이들기어(16)의 위치를 가변시키는데 필요한 동력을 발생시킨다.
상기 가변아이들기어(16)와 상기 가변아이들기어 액츄에이터(17)는 기어로드(18)와 같은 부재로 연결되어, 상기 상기 가변아이들기어 액츄에이터(17)에서 발생한 동력이 상기 기어로드(18)를 통하여 상기 가변아이들기어(16)로 전달된다.
한편, 상기 가변아이들기어 액츄에이터(17)의 작동에 따라 이동하는 가변아이들기어(16)를 안내하기 위해 상기 가변아이들기어(16)가 이동하는 경로를 따라 기어가이드(19)가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치는 차량에 설치된 각종 센서로부터 입력된 값에 따라, 운전자의 주행의도를 파악하여, 상기 스로틀 밸브(5)를 운전자의 가속페달(1)의 조작에 따라 개도되도록 하거나, 상기 스로틀 밸브(5)가 미리 설정된 아이들 상태의 개도량으로 강제로 제어되도록 한다.
즉, 운전자의 주행의도가 차량을 가속시키려는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밸브구동기어(13)가 상기 제1구동모터(11)와 연결되도록 하여, 가속페달(1)의 조작에 따라 상기 스로틀 밸브(5)가 개방되도록 한다. 도 3의 상태에서는 제1구동모터(11)의 구동력이, 제1모터기어(12), 가변아이들기어(16) 및 밸브구동기어(13)를 거쳐, 상기 스로틀 밸브(5)가 최소개방과 최대개방 사이에서 개도된다.
한편, 운전자의 주행의도가 차량을 가속시키려는 경우가 아닌 경우, 예컨대, 차량을 미리 정해진 속도 이하의 저속으로 주행시키려고 하거나, 내리막 길 등에서 관성주행하려는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2구동모터(14)의 구동력이 상기 밸브구동기어(13)로 전달되도록 한다. 즉, 상기 제2구동모터(14)의 구동력은 제2모터기어(15), 가변아이들기어(16) 및 밸브구동기어(13)를 거쳐 상기 스로틀 밸브(5)가 아이들 상태가 되도록 강제로 그 위치를 제어한다.
한편, 상기 운전자의 주행의도가 저속주행인 것으로 판단하는 방식으로 도 5에 도시된 바와 같은 조건을 충족하지 않으면, 상기 ECU(3)는 운전자의 주행의도를 저속주행하고자 하는 것으로 판단할 수 있다.
예컨대, TPS(Throttle Position Sensor), APS(Acceleration Position Sensor), 브레이크압력센서, 브레이크위치센서, 차량가속도센서, GPS센서, 연료분사량, 공기흡입량센서, 타이어슬립량, 조향각센서 및 엔진회전수가 'A'로 도시된 구간과 같이 나타나는 경우가 운전자가 차량을 가속하려는 경우인데, 이를 제외한 경우, 즉 상기 센서값들이 'A'를 제외한 구간인 경우가 저속주행의도로 볼 수 있다.
상기 운전자의 주행의도가 관성주행인 것으로 판단하는 방식으로는 도 6의 'B'구간으로 도시된 바와 같이, 차량의 기울기센서, 속도센서, 토크센서, 브레이크 스위치 작동 유무 및 엔진회전수가 관성주행상태로 나타날 때 상기 ECU(3)는 운전자의 주행의도를 관성주행하려는 것으로 판단할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법에 대하여, 도 7을 이용하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법은 앞서 설명한 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브장치를 제어하기 위한 제어방법으로서, 운전자의 주행의도를 판단하기 위해 차량에 설치된 복수의 센서들로부터 측정된 값이 입력되는 센서입력단계(S120)와, ECU(3)가 상기 센서들로부터 입력된 값으로 운전자의 주행의도를 판단하는 주행의도 판단단계(S130)와, 상기 ECU(3)가 운전자가 차량을 가속시키는 의지가 아닌 것으로 판단되면, 복수의 구동수단 중에서 어느 하나를 이용하여 상기 스로틀 밸브(5)의 개도량을 엔진의 아이들 상태의 개도량으로 작동되도록 하는 비가속제어단계(S141)를 포함한다.
센서입력단계(S120)는 차량이 시동(S110)된 다음, 차량에 설치된 각종 센서들로부터 측정된 값이 ECU(Electronic Control Unit)로 입력되도록 하여, 상기 ECU(3)가 운전자의 주행의도를 판단하는 자료로 사용하도록 한다.
예컨대, 센서입력단계(S120)를 통하여 취득되는 값은 TPS(Throttle Position Sensor) 센서값, APS(Acceleration Position Sensor) 센서값, 브레이크 압력센서값, 브레이크 위치센서값, 차량가속도센서값, 차량속도센서값, 연료분사량, 공기흡입량센서값, 타이어슬립량, 조향각센서값, 기울기 센서값, 토크센서값, 엔진회전수 등이 될 수 있다.
주행의도 판단단계(S130)는 차량의 센서들로부터 입력된 값으로 운전자의 주행의도를 판단한다. 즉, 상기 주행의도 판단단계(S130)에서는 센서들로 입력된 값을 토대로 하여, 운전자가 차량을 저속주행하려는지, 또는 관성주행을 하려는 지를 판단한다. 예컨대, 상기 ECU(3)는 도 5에서 A구간을 제외한 구간이면 운전자의 주행의도를 저속주행으로 판단할 수 있고, 도 6에서 B구간이면 운전자의 주행의도를 관성주행으로 판단할 수 있다.
비가속제어단계(S141)는 상기 주행의도 판단단계(S130)에 운전자가 차량을 가속시키지 않고, 미리 정해진 속도 이하로 주행시키려고 하거나, 내리막 길 등에서 가속페달(1)을 조작하지 않고 차량의 관성에 의해 주행하려는 경우에 적용되어, 상기 스로틀 밸브(5)의 개도를 아이들 상태의 개도상태가 되도록 강제로 제어한다.
상기 비가속제어단계(S141)는 스로틀 밸브(5)의 개도를 최소로 하여, 엔진이 아이들 상태를 유지할 수 있을 정도로만 개방시킨다. 예컨대, 앞서 살펴본 스로틀 밸브장치(10)에서 가변아이들기어(16)가 제2모터기어(15)와 밸브구동기어(13)에 치합되도록 제어되도록 하여, 상기 제2구동모터(14)가 상기 스로틀 밸브(5)를 아이들상태가 되도록 최소개방상태가 되도록 개도를 제어할 수 있다.
가속제어단계(S142)는 상기 주행의도 판단단계(S130)에서 상기 ECU(3)가 상기 운전자의 주행의도를 차량을 가속시키려는 것으로 판단되는 경우에 실행된다. 운전자가 상기 차량을 가속시키려면, 운전자는 상기 가속페달(1)을 조작하게 되고, 이에 따라 상기 스로틀 밸브(5)는 아이들상태일 때 보다 더 많은 양이 개도되며, 운전자가 상기 가속페달(1)을 최대로 조작하면, 상기 스로틀 밸브(5)는 최대로 개방된다.
상기 비가속제어단계(S141) 또는 상기 가속제어단계(S142)가 수행된 후에는 상기 차량의 시동이 유지되고 있는 지를 판단하여(S150), 상기 차량의 시동이 유지되고 있는 상태라면, 상기 주행의도 판단단계(S130)로 리턴되어 주행중인 차량에서 운전자의 주행의지를 다시 판단하고(S130), 운전자의 주행의지에 맞게 아이들 상태가 되도록 강제로 스로틀 밸브(5)가 제어되거나(S141), 운전자의 가속페달(1) 조작에 따라 개방되도록 스로틀 밸브(5)가 제어된다(S142).
1 : 가속페달
2 : APS(Acceleration Position Sensor)
3 : ECU(Electronic Control Unit)
4 : 흡기관
5 : 스로틀밸브
10 : ETS(Electronic Throttle System)
11 : 제1구동모터
12 : 제1모터기어
13 : 밸브구동기어
14 : 제2구동모터
15 : 제2모터기어
16 : 가변아이들기어
17 : 가변아이들기어 구동모터
18 : 기어로드
19 : 기어가이드
100 : ETS
101 : 모터
102 : 모터기어
103 : 밸브구동기어
104 : 감속기어

Claims (16)

  1. 엔진으로 외부의 공기가 유입되는 흡기관상에 설치되고 상기 흡기관의 개도를 조절하는 스로틀 밸브의 개도를 조절하는 스로틀 밸브장치에 있어서,
    상기 스로틀 밸브의 개도를 조절하기 위한 복수의 구동수단을 구비하고,
    ECU(Electronic Control Unit)는 가속페달로부터 출력되는 신호에 따라 상기 복수의 구동수단 중에서 선택된 어느 하나가 상기 스로틀 밸브에 연결되도록 제어하며,
    상기 구동수단은 제1구동모터와 제2구동모터로 구비되고,
    상기 제1구동모터는 가속시 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하기 위해 구동하고 제1모터기어와 연결되고,
    상기 제2구동모터는 상기 제1구동모터와 이격되게 설치되고, 상기 제1구동모터가 구동하지 않을 때, 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하기 위해 구동하고 제2모터기어와 연결되며,
    상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나가 상기 스로틀 밸브와 연결된 밸브구동기어와 선택적으로 치합되는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나가 상기 밸브구동기어와 치합되도록 하는 치합선택수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 치합선택수단은 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어와 택일적으로 치합되는 가변아이들기어인 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 ECU에 의해 구동하는 가변아이들기어 액츄에이터와,
    상기 가변아이들기어와 상기 가변아이들기어 액츄에이터을 연결하는 기어로드를 더 포함하고,
    상기 가변아이들기어 액츄에이터의 작동에 의해 상기 가변아이들기어는 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어와 택일적으로 치합되는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가변아이들기어가 상기 제1모터기어와 상기 제2모터기어 중 어느 하나와 상기 밸브구동기어와 택일적으로 치합되기 위해 이동할 때,
    상기 가변아이들기어의 이동을 가이드하는 기어가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 ECU는 운전자가 차량을 정해진 속도보다 낮은 속도로 주행하려는 것으로 운전자의 주행의도를 파악하면, 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 ECU는,
    TPS(Throttle Position Sensor), APS(Acceleration Position Sensor), 브레이크압력센서, 브레이크위치센서, 차량가속도센서, GPS센서, 연료분사량, 공기흡입량센서, 타이어슬립량, 조향각센서 및 엔진회전수 중 적어도 하나 이상이 가속조건으로 판단되는 경우 상기 제1구동모터와 상기 밸브구동기어를 작동시키고,
    제1구동모터와 상기 밸브구동기어를 작동시키지 않으면, 상기 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 ECU는 운전자가 차량을 관성주행시키려는 것으로 운전자의 주행의도를 파악하면,
    제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 ECU는,
    차량의 기울기센서, 속도센서, 토크센서, 브레이크 스위치 작동 유무 및 엔진회전수가 미리 설정된 관성주행판단범위에 있으면,
    상기 제2구동모터가 상기 밸브구동기어를 작동시키는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지를 반영하는 스로틀 밸브장치.
  11. 운전자의 가속페달 조작에 따라 엔진으로 유입되는 흡기의 양을 조절하고, 의지 유무에 따라, 운전자의 가속의지에 따라 스로틀 밸브의 개도를 제어하도록 구동되는 제1구동모터와 상기 제1구동모터의 비작동시 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하도록 구동되는 제2구동모터 중 어느 하나가 택일적으로 스로틀 밸브와 연결되도록 제어하여 상기 스로틀 밸브의 개도량을 제어하는 스로틀 밸브 제어방법에 있어서,
    운전자의 주행의도를 판단하기 위해 차량에 설치된 복수의 센서들로부터 측정된 값이 입력되는 센서입력단계와,
    ECU가 상기 센서들로부터 입력된 값으로 운전자의 주행의도를 판단하는 주행의도 판단단계와,
    상기 ECU가 운전자가 차량을 가속시키는 의지가 아닌 것으로 판단되면, 복수의 구동수단 중에서 어느 하나를 이용하여 상기 스로틀 밸브의 개도량을 엔진의 아이들 상태의 개도량으로 작동되도록 하는 비가속제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주행의도 판단단계에서,
    상기 ECU는 운전자의 주행의지가 운전자가 차량을 정해진 속도 이하로 주행하려는 것으로 판단하면, 상기 비가속제어단계가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 주행의도 판단단계에서,
    상기 ECU는 운전자의 주행의지가 차량을 관성주행시키는 것으로 판단하면, 상기 비가속제어단계가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 비가속제어단계가 수행된 이후에는
    차량의 주행중인지를 판단하고, 상기 차량이 주행중이면, 상기 주행의도 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 주행의도 판단단계에서,
    상기 ECU가 운전자가 차량을 가속시키려는 것으로 판단하면,
    상기 스로틀 밸브가 상기 가속페달의 조작량에 따라 개도되도록 상기 복수의 구동수단 중에서 나머지 구동수단을 작동시켜 상기 스로틀 밸브의 개도를 제어하는 가속제어단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가속제어단계가 수행된 이후에는
    차량의 주행중인지를 판단하고, 상기 차량이 주행중이면, 상기 주행의도 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 운전자의 비가속 의지가 반영된 스로틀 밸브 제어방법.
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