WO2013069871A1 - 연비극대화 악셀레이터 제어시스템 - Google Patents

연비극대화 악셀레이터 제어시스템 Download PDF

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WO2013069871A1
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throttle valve
engine throttle
accelerator
control unit
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민창송
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Song Min Chang
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel efficiency driving control system for automobiles, and more particularly, to a fuel efficiency maximizing accelerator control system for maximizing a distance that can be traveled with a limited amount of fuel.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an automated fuel maximizing accelerator control system by maximizing and understanding the rotational inertia and fuel efficiency of an engine.
  • the fuel efficiency maximizing accelerator control system includes: an accelerator portion for generating an accelerator manipulated variable signal in response to a driver's foot operation; A control unit which receives the accelerator control amount signal and determines an adjustment amount signal of an engine throttle valve in association with external conditions; And an engine throttle control unit for converting the adjustment amount signal of the engine throttle valve into the kinetic energy of the engine throttle valve, wherein the control unit is configured to maintain the engine rotational inertia for maintaining an arbitrary engine speed. It is characterized by maximizing fuel efficiency by reducing or blocking the input mixer.
  • the controller may determine a maximum value and a minimum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve for maintaining the set engine speed when the engine rotation inertia is not maintained and the set engine speed is decreased, and the engine throttle control unit determines the determined engine throttle It is preferable to adjust the engine throttle valve in accordance with the adjustment amount signal of the valve.
  • the control unit may adjust the engine throttle valve according to time so that the engine throttle control unit may periodically operate the engine throttle valve periodically and correspondingly according to the minimum to maximum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve arbitrarily set. It is desirable to minimize the amount of mixer that is fed into the engine by periodically determining the maximum and minimum values of the volumetric signals.
  • the controller may be determined by increasing the maximum value and the minimum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve on an uphill road as a whole, and may be determined by decreasing the maximum value and the minimum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve on an uphill road as a whole.
  • the maximum and minimum values of the adjustment amount signal of the engine throttle valve are determined periodically so that the period in which the mixer is periodically input is 4 seconds to 6 seconds.
  • the waveform of the adjustment amount signal of the engine throttle valve determined by the control unit over time is preferably any one of a sine wave, a semi-sinusoidal wave, a triangular wave, a rectangular wave, a Gaussian wave, and a straight wave wave.
  • the external condition may be any one of a road inclination angle, a road obstacle, a vehicle traveling distance, an acceleration factor, a deceleration factor, a vehicle speed, and an engine speed.
  • the engine throttle control unit has one side is coupled to the wire coupled to the rotating shaft of the engine throttle valve; An adjustment shaft case surrounding the adjustment shaft to reciprocate in the longitudinal direction and having an adjustment shaft position sensor installed at one side to detect and transmit a position signal of the adjustment shaft to the controller; And a motor unit connected to the other side of the adjusting shaft to transmit the kinetic energy of the adjusting shaft.
  • the engine throttle control unit includes a control wheel coupled to one side of the wire connected to the rotation shaft of the engine throttle valve; An adjustment wheel position sensor which detects a rotation position signal of the adjustment wheel and transmits it to the control unit; And a motor unit connected to a rotating shaft of the adjusting wheel to transmit the rotational kinetic energy according to the control of the control unit so that the adjusting wheel can rotate by the control of the control unit.
  • the fuel efficiency maximizing accelerator control system provides an automated accelerator control system to maximize the fuel efficiency driving effect of understanding the rotational inertia of the engine and the vehicle speed without requiring the driver to operate the accelerator carefully. Compared with the existing technologies such as driving induction devices, it is possible to save the maximum fuel consumption of the vehicle.
  • the fuel efficiency maximizing accelerator control system by providing an automated and maximized fuel economy operation, so as not to worry about the accelerator operation, and allows the driver to maximize the fuel expenditure in the expensive oil price situation, It prevents the emission of NOx, HC, CO, etc. due to incomplete combustion due to rapid acceleration, etc., thus providing a useful effect in preventing air pollution.
  • 1 is a graph showing a state of an accelerator operation amount according to time in a conventional accelerator driving system.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the main configuration of the accelerator driving system according to the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the engine throttle control unit according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the engine throttle control unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the state of the accelerator operation amount according to time in the traveling system according to the present invention.
  • Figure 6 is a graph showing the fuel efficiency savings compared to the prior art in the driving system according to the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view showing various waveforms of an accelerator operation amount in a traveling system according to the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation method in a traveling system according to the present invention.
  • Accelerator Part 11 Accelerator Gauge
  • control unit 30 engine throttle control unit
  • the fuel efficiency maximizing accelerator control system includes: an accelerator portion for generating an accelerator manipulated variable signal in response to a driver's foot operation; A control unit which receives the accelerator control amount signal and determines an adjustment amount signal of an engine throttle valve in association with external conditions; And an engine throttle control unit for converting the adjustment amount signal of the engine throttle valve into the kinetic energy of the engine throttle valve, wherein the control unit is configured to maintain the engine rotational inertia for maintaining an arbitrary engine speed. It is characterized by maximizing fuel efficiency by reducing or blocking the input mixer.
  • the controller may determine a maximum value and a minimum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve for maintaining the set engine speed when the engine rotation inertia is not maintained and the set engine speed is decreased, and the engine throttle control unit determines the determined engine throttle It is preferable to adjust the engine throttle valve in accordance with the adjustment amount signal of the valve.
  • the control unit may adjust the engine throttle valve according to time so that the engine throttle control unit may periodically operate the engine throttle valve periodically and correspondingly according to the minimum to maximum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve arbitrarily set. It is desirable to minimize the amount of mixer that is fed into the engine by periodically determining the maximum and minimum values of the volumetric signals.
  • the controller may be determined by increasing the maximum value and the minimum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve on an uphill road as a whole, and may be determined by decreasing the maximum value and the minimum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve on an uphill road as a whole.
  • the maximum and minimum values of the adjustment amount signal of the engine throttle valve are determined periodically so that the period in which the mixer is periodically input is 4 seconds to 6 seconds.
  • the waveform of the adjustment amount signal of the engine throttle valve determined by the control unit over time is preferably any one of a sine wave, a semi-sinusoidal wave, a triangular wave, a rectangular wave, a Gaussian wave, and a straight wave wave.
  • the external condition may be any one of a road inclination angle, a road obstacle, a vehicle traveling distance, an acceleration factor, a deceleration factor, a vehicle speed, and an engine speed.
  • the engine throttle control unit has one side is coupled to the wire coupled to the rotating shaft of the engine throttle valve; An adjustment shaft case surrounding the adjustment shaft to reciprocate in the longitudinal direction and having an adjustment shaft position sensor installed at one side to detect and transmit a position signal of the adjustment shaft to the controller; And a motor unit connected to the other side of the adjusting shaft to transmit the kinetic energy of the adjusting shaft.
  • the engine throttle control unit includes a control wheel coupled to one side of the wire connected to the rotation shaft of the engine throttle valve; An adjustment wheel position sensor which detects a rotation position signal of the adjustment wheel and transmits it to the control unit; And a motor unit connected to a rotating shaft of the adjusting wheel to transmit the rotational kinetic energy according to the control of the control unit so that the adjusting wheel can rotate by the control of the control unit.
  • FIG. 1 is a graph showing the state of an accelerator operation amount according to time in a conventional accelerator driving system
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a main configuration of an accelerator driving system according to the present invention
  • FIG. 3 is a first embodiment of the present invention.
  • 4 is a block diagram showing the configuration of the engine throttle control unit according to the embodiment
  • Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the engine throttle control unit according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a time in a driving system according to the present invention
  • Fig. 6 is a graph showing the state of the accelerator operation amount according to the present invention
  • Fig. 6 is a graph showing the fuel economy saving effect compared to the prior art in the driving system according to the present invention
  • Fig. 7 shows various waveforms of the accelerator operation amount in the driving system according to the present invention.
  • 8 is a flowchart illustrating an operation method in a traveling system according to the present invention.
  • the fuel efficiency maximizing accelerator control system according to the present invention, as shown in Figure 2, the accelerator portion 10 for generating an accelerator operation amount signal in accordance with the driver's foot operation; A control unit 20 for receiving the accelerator operation amount signal and determining an adjustment amount signal of an engine throttle valve V in association with external conditions; And an engine throttle control unit 30 for converting the adjustment amount signal of the engine throttle valve V into the kinetic energy of the engine throttle valve.
  • the control unit 20 includes: an engine for maintaining an arbitrary engine speed; 40 is configured to maximize or reduce the fuel efficiency by reducing or blocking the mixer is injected into the engine 40 in the rotational inertia line.
  • the accelerator unit 10 is an electronic accelerator which generates a signal in which the stepped value is rotated according to the driver's foot operation, and an accelerator accelerator 11 may be installed at one side of the accelerator unit 10, and the detected accelerator
  • the accelerator operation amount numerical display may be separately installed on the driver's vehicle dashboard for convenience.
  • A, B, C is a graph showing the amount of operation according to the various accelerator operation method for each driver to maintain and reach the same traveling speed in the same time zone with the same vehicle
  • A is the time of the conventional general drivers
  • B is a graph showing the state of the accelerator operation amount in the eco mode operation (at the time of fuel consumption) by the fuel consumption operation monitoring device
  • C is the graph of the accelerator operation amount at the most ideal fuel consumption operation. This graph shows the status.
  • control unit 20 functions to automatically control the accelerator operation amount during acceleration and constant speed operation so as to be close to C, which is the most ideal fuel economy driving graph.
  • the engine throttle control unit 30 may be omitted so that the engine throttle valve (V) can be directly connected to the engine throttle valve (V) in the control unit if the engine throttle valve (V) is an electronic direct injection valve, in this embodiment engine throttle valve (V) It will be described on the basis of the fact that is a mechanical actuating valve which mechanically changes the cross-sectional area of the flow path in the intake pipe as the wire is pulled and released by the wire connected to the rotating shaft of the valve.
  • the engine throttle control unit 30 includes an adjustment shaft 32 coupled to a wire connected at one side to a rotation shaft of the engine throttle valve.
  • An adjustment shaft position sensor surrounding the adjustment shaft 32 to allow the adjustment shaft 32 to reciprocate in the longitudinal direction, and installed on one side to detect and transmit a position signal of the adjustment shaft 32 to the controller 20.
  • An adjusting shaft case 31 having S2; And a motor unit M1 connected to the other side of the adjusting shaft 32 to transmit the kinetic energy of the adjusting shaft 32.
  • the motor unit M1 is a geared motor, which changes the rotational force of the motor into a linear reciprocating force and the output shaft is connected to the adjustment shaft 32 to be described later according to the control signal of the controller 20 according to the operation of the accelerator unit 10.
  • the hydraulic or electronic actuator is replaced instead of the motor unit (M1). It may be installed.
  • the adjustment shaft position sensor S2 detects the position of the adjustment shaft 32 and feeds back to the control unit 20 whether it operates at the correct position as intended by the control unit 20, and the adjustment shaft 32. Oil is filled between the adjustment shaft case 31 and the operation can be made smoothly.
  • the adjustment wheel 35 is coupled to one side of the wire connected to the rotation shaft of the engine throttle valve (V); An adjustment wheel position sensor S2 for detecting a rotation position signal of the adjustment wheel 35 and transmitting it to the control unit; And a motor unit M2 connected to the rotation shaft of the adjustment wheel 35 to transmit the rotational kinetic energy according to the control of the control unit 20 so that the adjustment wheel can be rotated under the control of the control unit.
  • the motor unit M2 may be provided with a speed reducer therein, and the rotation wheel energy is transmitted to the adjustment wheel 35 so that the adjustment wheel 35 pulls or releases the wires according to the operation of the accelerator unit 10 of the control unit.
  • the control signal of the control unit 20 it is possible to automatically control by providing an operation amount of the engine throttle valve (V) corresponding to the fuel consumption operation maximized by the operation amount change between the maximum and minimum of the periodic accelerator to be described later.
  • the adjustment shaft position sensor S2 functions to detect the rotation angle position of the adjustment wheel 35 and feed back to the control unit 20 whether it operates at the correct position as intended by the control unit 20.
  • the control unit 20 by using a separate sensor, such as an engine speed sensor (not shown), a vehicle speed sensor (S3), an inclination sensor (not shown), a front object recognition camera (road inclination angle, road obstacle presence) , Driving distance, acceleration factor, deceleration factor, vehicle speed, engine speed, etc.), and considering the amount of manipulation of the accelerator unit 10 of the driver, minimizing the load of the engine and maximizing the rotational inertia of the engine in real time. By determining the optimum output signal programmed by the final function to enable the engine throttle valve (V) to maximize the optimum fuel economy running.
  • V throttle valve
  • the controller 20 tries to reach the driver's stepped value corresponding to, for example, three persons. For example, an arbitrary vehicle speed of 100 km / h is determined, and an accelerator accelerator amount graph D and an accelerator accelerator amount graph E for realizing an optimum fuel economy running over time to reach the vehicle speed are determined.
  • the vehicle is not accelerated immediately upon stepping on the accelerator due to the rotational inertia of the engine crankshaft, whether it is an auto / manual mission or the power transmission characteristics of the mission, or the driving inertia of the vehicle, and the acceleration does not stop immediately upon release of the accelerator.
  • Vehicle driving inertia and thereby or its own engine rotational inertia and when a predetermined amount of fuel is injected into the engine once, the engine rotational inertia and engine rotational inertia keep the engine speed constant even without the next fuel input.
  • the control unit 20 by using the vehicle inertia and the rotational inertia of the engine crankshaft, generates a larger accelerator accelerator output signal based on the accelerator accelerator MV graph E, which is ideal for acceleration. This speeds up the engine speed and generates a smaller accelerator output signal based on the ideal accelerator average manipulated value graph (E) to eliminate or reduce unnecessary fuel injection at the line where the intended engine speed is maintained. If the intended engine speed is not maintained and falls down, the controller generates a larger accelerator accelerator output signal based on the ideal accelerator average manipulated value graph (E) to generate a periodic wave accelerator accelerator output signal that increases the engine speed. .
  • the controller 20 has the optimum ideal accelerator output manipulated value graph information embedded in various driving conditions so that the engine 40 rotation inertia is not maintained and the set engine speed is maintained when the set engine speed is decreased.
  • the maximum and minimum values of the adjustment amount signal of the throttle valve are determined, and the engine throttle control unit 30 adjusts the engine throttle valve V according to the determined adjustment amount output signal of the engine throttle valve.
  • the waveform of the adjustment amount signal of the engine throttle valve determined by the control unit over time is as a pulse waveform, as shown in a to f in FIG. 7 according to various external conditions, engine characteristics, driver's accelerator operation type. It may be a sinusoidal wave (sine wave), a semi-sinusoidal wave, a triangular wave, a rectangular wave, a Gaussian wave, and a straight wave wave, and the shape, amplitude, and period of the waveform may be variously determined.
  • the control unit 20 may periodically perform the engine throttle control unit 30 so as to correspond to the throttle valve V according to the minimum from the maximum value of the adjustment amount signal of the engine throttle valve V, which is arbitrarily set.
  • the maximum and minimum values of the adjustment amount signal of the engine throttle valve (V) are periodically determined according to the flow of time so that the operation can be repeated, thereby maximizing fuel efficiency by minimizing the amount of the mixer injected into the engine.
  • the generation period of the adjustment amount output maximum value and the minimum value signal of the engine throttle valve (V) can be adjusted in 0.001 seconds in accordance with various external conditions as a result of numerous experiments, 4 to 6 seconds is preferable, Among these, 5 seconds is the most preferable. If it is out of this range, the operation that deviates from the vehicle driving inertia and engine rotational inertia characteristics is not made, thereby maximizing fuel economy.
  • control unit 20 determines the maximum and minimum values of the adjustment amount signal of the engine throttle valve V on an uphill road by about 0.5 on the gauge scale, and determines the adjustment amount of the engine throttle valve V on a downhill road. It is desirable to determine the maximum and minimum of the signal by reducing the overall value by about 0.5.
  • variable injection control is executed at optimum intervals between the maximum and minimum values to achieve acceleration and constant speed, followed by changes in road inclination, obstacles or driver's accelerator operation. It is operated to keep the vehicle running to load the optimal control data programmed according to the detection and presence of the back.
  • the control system accelerates by generating an accelerator output manipulated variable signal of the waveform at the start of acceleration, as shown in FIG. 6, and has a lower average of the accelerator manipulated variable amount compared to the graphs A, B, and C in the constant velocity driving section.
  • E fuel savings can be achieved as much as e-zone input over the entire time by the actual operation graph D, and fuel savings and fuel efficiency maximization can be achieved by a + b + e zone than graph A. It is possible to achieve the fuel saving effect and the fuel economy maximizing effect as much as b + e area than the graph B.
  • the applicant applied the automated accelerator control system and control method to the galloper vehicle (2000 diesel engine, manual transmission, displacement 2500cc) to refuel from the gas station to the upper limit of the fuel tank inlet before departure, and then to the applicant's residence in Gwangju Metropolitan City. After returning to Applicant's residence via Mokpo, Jeonnam, the fuel gas was measured at the same gas station from the same gas station to the upper limit of the entrance of the same fuel cell. The achieved result could be confirmed.
  • the galloper vehicle 2000 diesel engine, manual transmission, displacement 2500cc
  • the applicant refilled the SK gas station in Duam-dong, Buk-gu, Gwangju on April 17, 2012, and then returned to the starting point in front of Damyang-gun, Jeollanam-do, in front of the Dooam shopping center.
  • fueling up to the upper limit of the fuel tank entrance which was confirmed by the applicant, 1.217 liters of diesel fuel was injected, and 44.9 km was recorded as a result of the mileage measurement, and finally the fuel efficiency of about 37 km / L was confirmed.
  • This experiment was conducted in a situation where there were many factors to reduce fuel consumption such as vehicle congestion and signal waiting at actual road driving scenes in general, so it is more efficient to measure in an optimum environment at a constant speed in a specific place such as a vehicle certified fuel economy experiment. It is expected that the fuel economy of is to be measured, which can be confirmed that the results disproving the effect of the present invention.
  • the system can be installed as a driving system of a fuel-efficient vehicle in the vehicle, but the driver can easily select the fuel consumption maximizing driving mode as in the normal driving mode and the cruise function to which the system is applied by a simple switch operation of the driver.
  • the system may be adapted and configured.
  • Fuel maximization accelerator control system is expected to be applied to existing manufactured cars and automobiles that are to be manufactured to bring fuel efficiency and safety accidents.

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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

[규칙 제26조에 의한 보정 12.09.2012]　연비극대화 악셀레이터 제어시스템
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.
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
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.
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 제어시스템 및 제어방법을 갤로퍼 차량(2000년식 경유차량, 수동 변속기, 배기량 2500cc)에 적용하여 출발 전 한 주유소에서 연료통 입구 상한선까지 주유한 후, 광주광역시 출원인의 주거지에서 전남 목포를 거쳐 본 출원인의 주거지로 되돌아 와서 동일한 주유소에서 출발시의 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. 또한, 추가 실험 결과로서, 본 출원인은 2012년 04월 17일 광주광역시 북구 두암동의 SK주유소에서 출원인이 연료통 입구 상한선까지 가득 주유한 후, 출발지인 두암상가 앞에서 전라남도 담양군 공고 앞을 거쳐 출발지로 다시 돌아와 동일한 주유소에서 출원인이 출발시 확인한 연료통 입구 상한선까지 주유한 결과, 1.217리터의 경유가 주입되었으며, 주행거리를 측정한 결과 44.9km가 기록되어, 최종적으로는 약 37km/L의 연비 결과가 나옴을 확인할 수 있었으며, 광주광역시 산수오거리 사거리에서 전라남도 담양군 공고 앞을 거쳐 출발지로 다시 와서 상기한 동일 방법으로 측정한 결과, 1.182리터의 경유가 주입되었으며, 주행거리는 46.4km가 기록되었고, 약 39km/L의 연비 결과가 나옴을 확인할 수 있었다.
또한, 본 출원인은 동일 차량으로 2012년 03월 10일 광주광역시 두암동 SK주유소에서 출발하여 고서방향, 담양군 쌍교 및 현대자동차를 거쳐 백동사거리에서 유턴하여 광주광역시 문화동 고속도로 진입 입구를 거쳐 출발지인 두암동 SK주유소까지 도착한 결과, 1.122리터의 경유가 주입되었으며, 주행거리는 66.6km가 기록되었고, 약 59km/L의 놀라운 연비 결과를 확인할 수 있었다.
이는 평상시의 실제 도로 주행 현장에서 차량 정체 및 신호 대기 등 연비에 저감요인이 많은 상황에서 실험이 진행되었기에 보통 자동차 공인 연비 실험처럼 특정한 장소에서 등속도 주행방식으로 최적의 환경에서 측정하게 되면 더 높은 효율의 연비가 측정될 것으로 예상되며, 이는 본 발명의 효과를 반증하는 결과임을 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.
한편, 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.
본 발명에 따른 연비극대화 악셀레이터 제어시스템은 기존 제조된 자동차 및 제조 예정인 자동차에 적용되어 연비 절감 효과 및 안전 사고 절감 효과를 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

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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