KR900004902B1 - 정속주행장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

정속주행장치

제1도는 이 발명의 한 실시예에 의한 정속주행장치의 와이어리일구성도.

제2도는 가변게인 제어의 그래프.

제3도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 모터식 정속주행장치의 시스템블럭도.

제4도는 캠식변환기구의 구성도.

제5도는 종래의 모터식 정속주행장치의 시스템블럭도.

제6도는 종래의 액추에이터의 확대도.

제7도는 종래의 와이어리일 구성도.

제8도는 종래의 모터식 액추에이터(actuator)에 의한 게인(gain)특성도.

제9도는 동부압식 작동기에 의한 게인특성도.

제10도는 동 각종차량에 의한 게인특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 액추에이터 1a : 비선형전달요소(캠식변환기구)

2 : 와이어리일 3a, 3b : 와이어

4 : 가속페달 5a, 5b : 스로틀밸브

6 : 스로틀밸브 22 : 일력축

23 : 원통캠 24 : 나선형 홈(캠홈)

25 : 접동체 26 : 안내핀

27, 28 : 가이드

그리고 도면중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 표시한다.

이 발명은 모터식 액추에이터(actuator)에 의하여 자동차의 스로틀 밸브개도(開度)를 제어하여 차속을 일정하게 유지시키는 정속(定束)주행장치에 관한 것이다.

종래 이 종류의 모터식 정속주행장치에서는 스로틀개도속도에 설정차속특성(이하 게인(gain)이라 함)은 대략 평탄한 일정게인특성을 주고 있었다. 그런데 자동차의 차중에 따라서는 예를 들면 스포츠차는 일반화물차 또는 승용차에 비하여 구동능력에 여유가 있으며 따라서 가속성능도 뛰어나기 때문에 정속주행장치에 있어서도 고도의 응답성이 요청되는 것이므로 그 게인특성도 설정차속에 대하여 선형에 가까운 것이 바람직하다. 또 화물차인 경우는 적재중량이 크게되는 것도 고려하여 스포츠차와 같은 고응답성은 불필요하고 설정차속의 전영역에 걸쳐 평탄한 게인특성이 요망된다.

또한 승용차의 경우는 중간속도영역까지는 스포츠차에 가까운 선형특성에 요구되며 고속영역에서는 주행안정성의 관점에서 포화되는 하강특성이 바람직하다.

이상의 차종별 게인특성을 제10도의 게인곡선으로 표시하였다.

제5도는 종래의 정속주행장치의 시스템블록도이며 도면에서, 1은 액추에이터(actuator), 2는 액추에이터(1)의 출력부에 설치한 와이어리일(wire reel), 6은 흡기관(6a)내의 스로틀밸브, 5a, 5b는 스로틀밸브(6)의 스로틀링크, 3a는 와이어리일(2)과 스로틀링크(5a)를 연결한 와이어, 3b는 스로틀링크(5b)와 가속페달(4)을 연결한 와이어이다.

7은 엔진, 8은 차내의 속도이며, 9는 액추에이터(1)를 제어하는 제어장치, 10은 스위치함 또는 조작페널이다.

제6도는 액추에이터(1)의 확대도를 표시하며 구동용모터(11)가 하우징(13)의 외벽에 나사(16)에 의하여 고정되어 있다.

모터축은 하우징(13)내에서 웜감속기(도시생략)에 연결되며 그 출력축(14)에 와이어리일(2)이 너트(15)에 의하여 지지되어 있으며 상기 리일(2)의 외단에 와이어(3a)가 결합되어 있다.

그리고 12는 외부인출선이다.

제7도는 와이어리일(2)의 구체적 구성도이며 와이어(3a)의 끝부분이 와이어리일(2)에 지지된 로드(21)에 연결되어 있다.

상기 와이어리일(2)은 모터를 구동하여 리일을 회전시키면은 와이어(3a)에 일정속도로 리일경(20)에 권취된다.

그러나 와이어의 리일경은 그 권취시점(20a)에서 권취종점(20b)까지 같은경으로 되어 있으므로 스트록시점에서 종점까지 와이어의 구동속도는 일정하게 되고 일정게인제어가 된다.

또한 상기의 정속주행장치는 가속페달(4)의 조작과는 무관하게 액추에이터(1)가 스로틀링크(5a)를 통하여 스로틀밸브(6)의 개도를 소정개도에 보지하고 차속을 일정하게 제어할 수가 있지만은 종래의 모터식 작동기에서는 스트록에 대한 동작속도(이후 게인이라 함)는 제8도의 특성도에 표시한 바와 같이 대략 평탄한 특성이 있으며 또 부압식 액추에이터의 게인은 제어부압에 대하여는 제9도의 특성도와 같이 비선형의 특성이 있는 것이 일반적이다.

종래의 정속주행장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로 가속페달(4)의 조작과는 무관하게 액추에이터(1)가 스로틀밸브(6)의 개도를 소정개도에 유지하여 차속을 일정치로 정속제어하는 것이 가능하지만 와이어(3a)의 구동속도는 설정차속에 대하여 대략 일정하며 따라서 일정 게인특성 밖에는 얻지 못하는 문제가 있었다.

또 상기한 종래의 모터식 정속주행장치에 있어서는 모터속도가 전원전압에 의하여 결정되고 대략 고정화되어 있다.

따라서 게인특성은 대략 평탄한 게인특성에 고정화되고 만다. 또한 부압식 정속주행장치에 있어서도 게인특성은 제어부압, 다이아프램 실용적, 제어밸브의 오리피스경 등에 의하여 정해지는 비선형게인특성에 고정화되어 있으며 이 때문에 각종 자동차의 구송성능이나 응답성과 정합(mitching)을 도모하는 것은 곤란하였었다.

이 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위한 것으로서 와이어의 구동속도를 스트록에 대응하여 가변게인 제어할 수 있도록 한 정속주행장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

또한 이 발명은 정속주행장치의 게인특성을 자동차의 게인특성에 상사화(相似化)시켜 정합을 도모할 수 있는 정속주행장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

이 발명에 관한 정속주행장치는 액추에이터의 출력축에 설치한 스로틀 밸브 구동용의 와이어리일이 가변리일경 제어기구를 설치한 것이다.

또한 이 발명에 관한 정속주행장치는 모터식작동기 또는 부압식작동기의 출력축에 원통캠식의 변환기구 또는 비선형전달요소를 구비한 것이다.

이 발명에서의 정속주행장치는 와이어리일에 가변리일경 제어기구를 설치한 것으로서 리일에 감기는 와이어는 감기 시작부터 끝까지 사이에 구동속도가 가변제어된다.

또한 이 발명에서의 정속주행장치는 모터식 액추에이터의 출력축에 원통형캠식 변환기구를 설치하므로서 작동기의 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있으며 변환기구의 캠홈의 리드피치(lead pitch)를 스트록에 대하여 제어하는 것에 의하여 혹은 비선형 전달요소에 의하여 모터속도를 비선형적으로 변환하는 것에 의하여 액추에이터의 동작게인특성을 차량의 게인특성과 상사시킬 수가 있다.

다음은 이 발명의 한실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제1도는 이 발명의 정속주행장치에서의 와이어리일구성을 표시하며 제7도에 표시한 종래의 와이어리일과 상이한 점은 와이어리일경(20)이 그 권취시점(20a)에서 권취종점(20b)사이에서 비선형적으로 변화하는 가변리일경 제어기구로 한 것이다.

이와 같은 구성에 의하여 스트록시점에서 종점까지의 사이에서 와이어(3a)의 구동속도는 가변제어할 수가 있다.

제2도는 와이어리일(2)의 제어에 의한 가변게인제어의 일례를 표시하며 횡축에 설정차속 또는 스트록을 종축에 게인을 나타내고 있다. 즉 (ㄱ)은 선형게인특성이며 이것은 리일경의 회전각에 대하여 비례 증가시킨다.

(ㄴ)은 평탄게인특성이며 이것은 리일경을 회전각의 어느 범위내에서 일정하게 한다.

(ㄷ)은 점증게인특성이며 이것은 리일경을 회전각에 대하여 단조롭게 증가시킨다.

(ㄹ)은 점증+점감게인특성이며 이것은 리일경을 회전각에 대하여 단조롭게 증가시킨 다음 단조롭게 감소시키는 등의 각종 모드의 가변게인제어가 가능하게 된다.

다음은 이 발명의 다른 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제3도는 모터식 정속주행장치의 시스템블록도이며, 1a는 모터식 액추에이터(1)의 출력축에 설치되어 액추에이터(1)의 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위한 원통캠식 변환기구이다.

이 변환기구(1a)에 의하여 액추에이터(1) 구동속도의 입력/출력특성을 비선형으로 제어할 수가 있다. 그리고 기타부호는 제5도에 표시한 종래장치와 동일하다.

제4도는 상기 캠식 변환기구(1a)의 구성도이며, 22는 모터식 액추에이터(1)의 감속기출력축에 연결되어 있는 입력축이며, 23은 이 입력축(22) 일체로 구성된 원통캠이며 캠원주변에 나선형홈(24)과 그 홈양단에 직선홈(24a)(24b)이 형성되어 있다.

25는 접동체이며 이 접동체(25)에서 돌출된 안내핀(26)이 나선형홈(24) 및 직선홈(24a)(24b)내를 운동하게 된다.

27, 28은 접동체(25)의 직선운동을 규제하는 가이드이며 접동체(25)에 스로틀링크(5a)와 연결되는 와이어(3a)가 고정되어 있다.

상기 변환기구(1a)는 입력축(22)과 함께 원통캠(23)이 회전하면은 캠(23)의 나선형홈(24)에 맞물리는 안내핀(16)을 통하여 접동체(25)가 좌우로 직선운동 하게 된다.

이 직선운동의 최대스트록은 직선홈(24a)(24b)의 피치간격이 된다. 상기 캠식변환기구(1a)의 입력축(22)의 회전각과 이에 따른 접동체(23)의 길이방향위치는 차속에 의하며, 저속에서는 접동체(23)가 제2도에서 원통캠(21)의 좌단부근에 위치하고 반면에 고속에서는 원통캠(21)이 우단쪽으로 이동하게 된다.

또한 접동체(23)의 나선형홈(24)의 피치를 적절하게 변동시키면은 스로틀밸브(5)의 개도속도를 바람직한 방법으로 차속에 의하여 제어할 수가 있는 것이다.

예를 들면 제2도에서 좌에서 우로 캠(21)길이에 따라 피치를 선형 혹은 비선형방법으로 증가시키면 스로틀밸브개도의 속도는 각각 선형 혹은 비선형으로 증가하게 된다.

한편 제2도에서 좌에서 우로 캠(21)의 길이에 따라 선형 혹은 비선형방법으로 피치를 감소시키면 스로틀밸브개도의 속도는 각각 선형 혹은 비선형으로 감소하게 된다.

또한 피치를 일정하게 유지하면 스로틀밸브개도인 속도도 일정하게 된다. 그러므로 원통캠(21)의 나선형홈(24)을 선형으로 증가하는 피치부, 비선형으로 증가하는 피치부, 그리고 비선형으로 감소하는 피치부로 형성하면은 제2도의 (ㄷ) 및 (ㄹ)곡선과 같이 스로틀밸브개도의 속도는 첫째선형으로 증가한 다음 비선형으로 최대까지 점차 증가하고 그후 비선형으로 점차 감소하는 특성이 된다.

이와 같이 이 실시예에 의한 가변게인제어의 특성은 제2도와 같다. 즉(ㄱ)의 선형게인특성은 나선형홈(14)의 리드피치를 일정하게하고, 설정차속이 증가함에 따라 모터의 인가전압을 증가시켜 모터회전속도를 비례제어함으로써 얻게되며, (ㄱ)평탄게인특성은 나선형홈(14)의 리드피치를 일정하게 하고 모터의 인가전압도 일정하게 함으로써 설정차속에 관계없이 모터회전속도를 일정하게 한 것으로, 이것은 특히 화물차와 같이 급가속, 급감속을 판매조건으로 하지 않는 것에 적합하다.

(ㄷ)의 점증게인특성은 나선형홈(14)의 리드피치를 일정하지 않게 변화시키고 모터의 인가전압을 일정하게 함으로써 모터속도로 일정하게 한 것으로 얻을 수 있으며, 이것은 특히 스포츠카와 같이 급가속게인이 높은 차량용에 적합하다.

(ㄹ)의 (점증+점감)게인특성은 나선형홈(14)의 리드피치를 가변으로 하고 모터속도를 일정하게 한 것으로 이것은 특히 승용차에 적합하다. 이와 같이 이 발명에서는 여러 가지 모드의 가변게인제어가 가능하게 된다.

상기 실시예에서는 모두 액추에이터(1)가 모터식 액추에이터인 경우를 설명하였으며 입력축(22)의 속도는 차속에 관계없이 대략 일정하다. 그러나 이 발명에 의한 정속주행장치는 차속에 대하여 비선형으로 변화하는 운동속도의 선형왕복출력부재가 있는 진공식(부압식) 액추에이터를 사용할 수 있다.

이와 같은 부압식 액추에이터를 사용시는 비선형전달요소 예를들면 제1도에 표시한 가변리일경제어기구 혹은 제4도에 표시한 원통캠을 액추에이터의 출력부재에 연결하고 또한 액추에이터 출력부재의 직선운동을 비선형 전달요소의 회전운동으로 변환하는 적합한 부재를 장착함으로써 상기 실시예와 같은 정속주행장치를 얻게된다.

이상 설명한 바와 같이 이 발명에 의하면 액추에이터의 출력축에 설치한 스로틀 밸브 구동용의 와이어리일에 가변리일경 제어기구를 설치하고, 또는 모터식 액추에이터의 출력축에 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 캠식변환기구를 설치하여 변환기구의 캠홈의 리드피치를 스트록에 대하여 가변시켜서 혹은 액추에이터의 출력축에 비선형 전달요소를 설치하여 그 입력축의 속도를 비선형적으로 출력축에 전달하므로서 차량 게인에 상사한 게인을 얻는 액추에이터를 갖추게 되고 비교적 용이하게 가변게인제어가 가능한 정속주행장치를 얻게되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전동식 액추에이터에 의하여 스로틀밸브를 조작하여 스로틀개도를 제어하고 차속을 일정하게 하는 정속주행장치에 있어서, 상기 전동식 액추에이터의 출력축에 설치한 스로틀밸브 구동을 와이어리일에 와이어의 구동속도를 스트록(회전각)에 대응하여 가변제어할 수 있도록 와이어리일경이 그 권취시점으로부터 권취종점까지의 사이에서 비선형적으로 변화하는 가변리일경 제어기구를 설치한 것을 특징으로 하는 정속주행장치.
2. 모터식 작동기에 의하여 스로틀밸브를 조작하여 드로틀개도를 제어하고 차속을 일정하게 하는 정속주행장치에 있어서, 상기 모터식 액추에이터의 출력축에 일체적으로 형성된 원통캠과 이 원통캠을 내주어서 접동시키는 접동체와 이 접동체의 직선운동을 규제하는 가이드로 구성되고, 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 원통캠식 변환기구를 설치하여 이 변환기구의 캠홈의 리드피치를 스트록에 대하여 가변시키도록 한 것을 특징으로 하는 정속주행장치.
3. 부압식 액추에이터에 의하여 스로틀밸브를 조작하여 스로틀밸브개도를 제어하고 차속을 일정하게 하는 정속주행장치에 있어서, 상기 액추에이터의 출력축에 비선형 전달요소를 설치하여 그 입력축의 속도를 비선형적으로 상기 출력축으로 전달가능하게 하고, 상기 액추에이터의 동작게인특성을 차량이 가지는 게인특성에 상사시키도록 한 것을 특징으로 하는 정속주행장치.

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