KR20000060163A - 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치 - Google Patents

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Abstract

도로에 설치된 제한속도 송출장치로부터 무선으로 수신하여 차량의 속도가 제한속도를 넘은 경우 강제적으로 제한속도까지 감속한 다음, 운전자의 가속페달 조작이 있어도 이를 제한하는 장치에서 적용할 수 있게 악셀레이터 페달의 답단량을 감지하는 악셀레이터 페달 스위치와,
스로틀 밸브를 개도시키게 회전축에 악셀레이터 페달과 악셀레이터 케이블로 연결 설치되는 회전판의 일측 회전축에 악셀레이터 페달 스위치의 답단량을 인지하는 전자제어장치의 전기적 신호에 의해 제어되는 구동수단을 직접 설치하여 스로틀 밸브를 제어하게 이루어지는 내연기관의 아이 에스 에이용 스로틀 밸브 개도 제어장치를 제공하는데 있다.

Description

내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치{THROTTLE VALVE CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아이 에스 에이(Intelligent Speed Adaptation)를 위하여 스로틀 밸브의 작동 구조를 개선한 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 아이 에스 에이(Intelligent Speed Adaptation; 이하 ISA)는 도로에 설치된 제한속도장치로부터 무선으로 수신하여 자신의 차량 주행 속도가 제한속도를 넘은 경우 강제적으로 제한속도까지 감속한 다음 운전자의 가속페달 조작이 있어도 이를 제한하는 장치이다.
이러한 장치는 국가 차원의 도로 정책등에 반영되고 있는바, 이에 따른 ISA 장치에 적용되는 스로틀 밸브의 개도 제어장치를 도4에 도시하고 있다.
스로틀 밸브 개도 제어장치(2)는 전자제어 스로틀 바디(4)에 적용 설치되고 있다.
스로틀 밸브 개도 제어장치(2)는 스로틀 밸브(6)와, 스로틀 밸브(6)에 회전력을 전달하는 회전축(8)과, 이 회전축(8)의 일측에 액셀레이터 페달(10)과 엑셀레이터 케이블(12)로 연결되는 제1회전판(14)과, 제1회전판(14)의 일측에 전자제어장치(16)의 제어신호로 작동하는 모타(18)와 스로틀 케이블(20)로 연결되는 제2회전판(22)으로 이루어지고 있다.
즉, 스로틀 밸브 개도 제어장치(2)는 페일-세이프 측면에서 스로틀 밸브(6) 개도를 제어하기 위하여 상호 보완 기능을 유지하게 제1,2회전판(14)(22)으로 구비되어 이루어지고 있으며, 복수의 케이블(12)(20) 연결구조로 설치하고 있다
이러한 스로틀 밸브 개도 제어장치(2)는 3가지 작동모드로 작동되고 있다.
모드1은 전자제어 없이 기존의 기계식 모드로;
이는 운전자의 악셀레이터 페달(10)에 의한 스로틀 밸브(6) 개도 제어인데, 즉 운전자의 악셀레이터 페달(10) 답력으로 악셀레이터 케이블(12)을 통해 제1회전판(14)을 회전시킨다.
제1회전판(14)의 회전으로 회전축(8)이 회전하므로서 스로틀 밸브(6)를 악셀레이터 페달(10)의 답단량만큼 개도시킨다.
이때 모터(18)는 제2회전판(22)과 스로틀 케이블(20)로 연결되어 있지만 전자제어장치(16)에 의해 전원이 인가되지 않은 상태에 있기 때문에 제1회전판(14)의 회전 작동에 영향을 주지 않게 되어 있으며, 악셀레이터 페달(10)의 답단에 의한 스로틀 밸브(6)의 개도는 자유스럽게 이루어진다.
모드2는 순수한 전자제어에 의한 작동 모드로;
전자제어장치(16)가 운전자의 조작이 없음을 판단하거나 차량의 상태를 각 센서를 통해 감지하여 모터(18)에 전원을 인가하므로서 스로틀 케이블(20)을 통해 제2회전판(22)을 제어 회전시킨다.
제2회전판(22)의 회전 제어로 회전축(8)이 회전하여 스로틀 밸브(6)를 개도시켜 차량의 주행 상태를 유지하게 한다.
이때 제2회전판(22)의 회전시 제1회전판(14)도 회전축(8)에 일체로 설치되고 있는 관계로 연동하게 되므로서 운전자가 악셀레이터 페달(10)을 답단하지 않더라도 악셀레이터 페달(10)은 따라서 연동하게 된다.
모드3은 기계식 모드와 전자제어식 모드가 혼용된 경우로;
운전자에 의한 악셀레이터 페달(10)의 답단 조작이 이루어지고 있는 상태에서 전자제어장치(16)가 판단하여 추가 제어하는 경우에는 운전자 우선의 원칙이 적용된다.
즉, 운전자에 의하여 조작되는 악셀레이터 페달(10)에 의하여 제1회전판(14)이 회전 작동하여 일정 각도로 개도될 경우, 예를 들어 스로틀 밸브(6)의 개도 각도가 30°일 때 모터(18)에 의한 제2회전판(22)은 30°미만에서는 제1회전판(14)에 영향을 전혀 줄 수 없으며, 30°이상이 되면 제1회전판(14)이 아닌 제2회전판(22)의 회전 영향으로 30°이상으로 이루어지게 된다.
이러한 종래기술은 전자제어식 스로틀 밸브의 구조는 모드3과 같이 작용시 운전자가 과속을 하여 스로틀 밸브의 개도시 모터를 사용하여 강제적으로 적정속도 이하로 감속이 이루어지게 스로틀 밸브 개도를 운전자 우선의 원칙에 의해 제어할 수 없게 되어 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 종래기술에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 도로에 설치된 제한속도를 무선으로 수신하여 차량의 속도가 제한속도를 넘은 경우 강제적으로 제한속도까지 감속한 다음, 운전자의 가속페달 조작이 있어도 이를 제한하는 장치로 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치를 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 따른 스로틀 밸브 개도 제어장치를 도시한 사시도.
도2는 본 발명인 스로틀 밸브 개도 제어장치를 개략적으로 도시한 도면.
도3은 본 발명에 따른 스로틀 밸브 개도 제어장치의 작용을 도시한 흐름도.
도4는 종래의 기술을 도시한 도면.
이를 실현하기 위한 본 발명은 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치에 있어서,
악셀레이터 페달의 답단량을 감지하는 악셀레이터 페달 스위치와,
스로틀 밸브를 개도시키게 회전축에 악셀레이터 페달과 악셀레이터 케이블로 연결 설치되는 회전판의 일측 회전축에 악셀레이터 페달 스위치의 답단량을 인지하는 전자제어장치의 전기적 신호에 의해 제어되는 구동수단을 직접 설치하여 이루어지는 내연기관의 아이 에스 에이용 스로틀 밸브 개도 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 운전자의 조작 유무에 따라 전자제어장치가 판단한 후 전기적 신호를 구동수단에 인가하여 작동을 제어하므로서 도로에 설치된 제한속도를 무선으로 수신하여 자차의 속도가 제한속도를 넘은 경우 스로틀 밸브의 개구 각도를 강제적으로 줄임으로서 적정 개도각을 유지하여 차속을 감속시켜 주행하게 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 스로틀 밸브 개도 제어장치를 도시한 사시도이고, 도2는 본 발명인 스로틀 밸브 개도 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기한 스로틀 밸브 개도 제어장치(30)는 스로틀 밸브(32)를 개도시키게 회전축(34)에 악셀레이터 페달(36)과 악셀레이터 케이블(38)로 연결 설치되는 회전판(40)의 일측 회전축(34) 끝단에 전자제어장치(42)의 전기적 신호에 의해 제어되는 구동수단인 모타(44)를 직접 설치하여 이루어지고 있다.
모타(44)는 스텝모타등을 이용하거나 전자제어가 가능하면 된다.
그리고 악셀레이터 페달(36)의 답단량을 감지하는 악셀레이터 페달 스위치(46)를 설치하여 전자제어장치(42)에 악셀레이터 페달(36)의 답단량 정보를 전기적인 신호로 제공하게 하고 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에서 전자제어장치(42)의 판단 흐름을 도3에 의하여 설명하면, 운전자의 악셀레이터 페달(36)의 조작을 판단(S10)하여 조작이 있을 경우 악셀레이터 페달 스위치(46)를 통해 답단량을 전자제어장치(42)가 인지한다.
전자제어장치(42)가 악셀레이터 페달(36)의 답단을 감지하면 전자제어장치(42)는 다시 전자제어 조작 유무를 판단(S20)하여 전자제어 조작이 이루어지고 있으면, 모드를 기계식과 전자식 혼용 모드(S30)로 설정하여 차량을 주행하게 한다.
그리고 운전자의 악셀레이터 페달(36) 조작이 있는 다음 전자제어 조작이 이루어지지 않고 있다고 판단(S20)하면 전자제어장치(42)는 기계식모드(S40)로 설정하여 차량을 주행하게 한다.
또, 운전자의 악셀레이터 페달(36) 조작이 없다고 판단(S10)한 후 전자제어 조작이 있으면(S50) 전자제어장치(42)는 전자제어모드(S60)로 설정하여 차량을 주행하게 한다.
상기에서 악셀레이터 페달(36)의 답단이 없는 상태에서 전자제어 조작이 없다고 판단(S50)하면 처음 단계로 이동하여 운전자의 조작 여부를 반복 판단하게 한다.
상기한 바와 같은 과정을 거쳐 이루어지는 작용은 스로틀 밸브 개도 제어장치(30)에서 기계식과 전자식 혼용 모드(S30)때에는 모타(44)의 동력이 운전자의 악셀레이터 페달(36)의 답단력 보다 크게 되어 있어 전자제어 조작이 주도하게 이루어진다.
이때 악셀레이터 페달 스위치(46)가 감지한 악셀레이터 페달(36)의 답단량 정보를 전자제어장치(42)가 인지한 후 모타(44) 제어에 반영하여 제어한다.
그리고 상기의 작용과 반대로 전자제어장치(42)의 신호로 모타(44)를 작동시켜 전자제어 조작하고 있을 때 운전자의 악셀레이터 페달(36) 조작이 이루어지더라도 상기에서 언급한 바와 같이 모타(44)의 동력이 큼에 따라 악셀레이터 페달(36)의 답단이 이루어지더라도 제한 받지 않고 전자제어 조작이 이루어진다.
다시말해 악셀레이터 페달 스위치(46)에 의해 운전자에 의한 페달(36) 답단량은 반영되고 있기 때문이다.
한편 기계식 모드(S40)일때는 전자제어장치(42)의 전기적 신호로 모타(44)에 인가되고 있는 전원은 차단된 상태이다.
이에 따라 모타(44)에 연결된 회전축(34)은 운전자의 악셀레이터 페달(36) 조작시 부하가 걸리지 않고 자유롭게 회전하게 되므로서 스로틀 밸브(32)의 개도각을 조절할 수 있게 된다.
또, 전자제어모드(S60)에서는 전자제어장치(42)의 전기적 신호로 모타(44)에 전원이 인가된 상태에서 전자제어에 의해 스로틀 밸브(32)의 개도가 이루어진다.
이때 모타(44)의 작동으로 회전축(34)이 회전할 때 회전판(40)도 회전하고, 여기에 악셀레이터 케이블(38)로 연결된 악셀레이터 페달(36)도 따라서 연동한다.
상기한 악셀레이터 페달(36)은 운전자에 의한 답단 조작이 불편하지 않는 한도내에서 모타(44)의 작동시 답단과 해제 작용을 수회 반복하게 되는 현상이 발생한다. (전자제어 브레이크인 ABS와 유사한 반복 작동 기능)
상기한 바와 같이 전자제어장치(42)가 운전자의 악셀레이터 페달(36) 답단 조작 여부를 판단한 후 전기적 신호를 모타(44)에 인가하여 작동을 제어하므로서 도로에 설치되어 송출되는 제한속도 신호를 무선으로 수신하여 자차의 속도가 제한속도를 넘기게 되면 스로틀 밸브(32)의 개구 각도를 강제적으로 줄임으로서 적정 개도각을 유지하여 차속을 감속시켜 안전 주행을 도모하게 한다.
반대로 차량이 규정 제한 속도를 초과하지 않은 상태에서 주행하게 되면 통상의 주행상태를 유지하게 한다.
이러한 본 발명은 스로틀 개도 증/감이 전자 제어적으로 가능하고, 모터와 회전축으로 직결된 상태이므로 전자제어가 정밀하게 이루어지는 효과가 있다.
모타의 페일-세이프 측면에서 악셀레이터 페달 스위치를 통해 감지하여 답단량을 반영할 수 있어 유리한 점이 있다.
스로틀 밸브를 설치한 회전축에 모터를 직결하므로서 하나의 케이블을 삭제할 있어 공정이 생략되며, 이로 인해 중량 저감과 원가절감이 이루어지는 점이 있다.

Claims (4)

  1. 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치에 있어서
    악셀레이터 페달의 답단량을 감지하는 악셀레이터 페달 스위치와,
    스로틀 밸브를 개도시키게 회전축에 악셀레이터 페달과 악셀레이터 케이블로 연결 설치되는 회전판의 일측 회전축에 악셀레이터 페달 스위치의 답단량을 인지하는 전자제어장치의 전기적 신호에 의해 제어되는 구동수단을 직접 설치하여 이루어지는 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 구동수단은 전자제어장치에 의한 제어가 가능한 모타를 설치하여 이루어지는 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 악셀레이터 페달은 모타의 구동시 일정 각도 범위내에서 정,역회전하는 회전판에 악셀레이터 케이블로 연결되어 연동하므로서 답단과 해제를 반복하게 설치됨을 특징으로 하는 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 모타는 기계식과 전자식 혼용 모드에서 운전자의 악셀레이터 페달의 답단력 보다 큰 동력을 발생하게 제어되므로서 전자제어장치에 의한 스로틀 밸브의 개도 제어를 주도하게 되는 내연기관의 스로틀 밸브 개도 제어장치.
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