자동차의 스로틀밸브를 제어하는 방법

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51)Int. Cl.6
F02D 13/00
(11) 공개번호 특1998-052356
(43) 공개일자 1998년09월25일
(21) 출원번호 특1996-071341
(22) 출원일자 1996년12월24일
(71) 출원인 기아자동차 주식회사 김영귀
서울특별시 금천구 시흥동 992-28
(72) 발명자 반승환
서울특별시 마포구 합정동 363-3호
(74) 대리인 이세진, 김윤배
심사청구 : 있음
(54) 자동차의 스로틀밸브를 제어하는 방법
요약
본 발명은 자동차의 흡기라인에 설치되는 스로틀밸브를 제어하는 방법에 관한 것으로, 액셀페달에 연결부
재(2a, 2b)를 매개로 스로틀밸브(1)를 직접 연결하되, 연결부재(2a, 2b)에 가변기를 설치하여, 시동시에
는 스로틀밸브(1)가 서서히 열리고, 그 이후에는 스로틀밸브(1)의 개도각( )이 액셀페달의 누름각에 대
해 비례적으로 증가되도록 가변적으로 제어하는 방법으로 되어, 시동시에 배출되는 배기가스의 양이 감소
되도록 된 것이다.
대표도
도1
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따라 스로틀밸브를 제어하는 개략적인 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 가변기의 작동도로서, 스로틀밸브를 여는 초기 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 가변기의 작동도로서, 스로틀밸브를 여는 초기 이후의 상태도,
도 4는 본 발명에 따르 스로틀밸브가 제어되는 상태를 나내내는 선단도로서, 일정한 힘으로 스로틀밸브를
열 시 시간경과에 따른 스로틀밸브의 개도각 변화를 나타내는 좌표도,
도 5는 종래 기술로서, 도 1에 대한 대응도,
도 6은 종래 기술로서, 도 4에 대한 대응도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1; 스로틀밸브,2a, 2b; 연결부재,
3; 가변기,3a; 실린더,
3b; 피스톤,3c; 피스톤로드,
3d; 스프링.
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 자동차의 흡기라인에 설치되는 스로틀밸브를 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 시동시 초기
에는 스로틀밸브가 서서히 열리고, 그 이후에는 스로틀밸브의 개도각이 액셀페달의 누름각에 대해 비례적
으로 증가되도록 하여, 시동시에 배출되는 배기가스의 양이 감소되도록 된 자동차의 스로틀밸브를 제어하
는 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 스로틀밸브는 엔진에 흡입되는 공기 또는 혼합기의 양을 컨트롤하는 밸브로서 스로틀
보디에 장착되며, 스로틀보디는 흡기라인에 설치되는데, 스로틀보디는 가솔린 인젝션에서 엔진으로 흡입
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되는 공기량을 조절하는 장치로서 그 구성은, 상기 스로틀밸브와, 스로틀밸브의 빠른 움직임을 컨트롤하
는 스로틀리턴 대시포트, 스로틀밸브의 열림 정도를 검출하는 스로틀 포지션 센서, 스로틀 포지션 스윗치
및, 감속시에 연료를 일시 차단하는 대시포트 등으로 이루어진다.
상기 스로틀보디의 스로틀 리턴 대시포트는 스로틀 리턴 제어장치에서 사용되는 대시포트로서, 가솔린 엔
진에서 액셀페달을 놓았을 때, 스로틀밸브는 이것과 연동해서 닫히지만 어떤 각도가 되면 공기를 완충재
로 이용한 스로틀 리턴 대시포트가 작동하여 아이들 위치까지 천천히 되돌리게 되어 있다.
상기 스로틀밸브는 액셀페달과 연동되도록 설치되는데, 도 5는 종래 기술에 따라 스로틀밸브를 제어하는
개략적인 구조도인 바, 이에 따르면 종래 스로틀밸브를 제어하는 방법은, 액셀페달에 링키자나 와이어 등
의 연결부재(2)를 매개로 스로틀밸브(1)를 직접 연결하여, 액셀페달의 누름각에 대해 스로틀밸브(1)의 개
도각( )이 항상 비례적으로 제어되도록 되어 있다.
도 6은 종래 기술에 따라 스로틀밸브가 제어되는 상태를 나타내는 선도로서, 일정한 힘으로 스로틀밸브를
열 시 시간경과에 따른 스로틀밸브의 개도각 변화를 나타내는 좌표도인 바, 이에 따르면, 스로틀밸브(1)
의 개도각( )이 일정하게 고정적으로 변화됨을 알 수 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
한편, 자동차의 시동시에는 엔진이 냉각된 상태이기 때문에 연소실에 공급된 연료의 일부만이 기화되므로
혼합기의 농도가 상당히 농후하게 되도록 해야 하는데, 따라서 시동시에 발생되는 배기가스에는 불완전
연소로 인한 유해물질이 많이 함유되는 바, 이는 대기오염의 심각한 요인 되므로 시동시에 발생되는 배기
가스의 양을 줄이기 위한 방안이 다방면으로 연구되고 있다.
그러나, 상기 스로틀밸브를 제어하는 종래 방법에 따르면, 가솔린 엔진에서 액셀페달을 놓았을 때 공기를
완충재 이용한 스로틀 리턴 대시포트에 의해 아이들 위치까지 천천히 되돌려 지게 되지만, 액셀페달의 누
름각에 대하여 스로틀밸브(1)의 개도각( )이 일정하게 고정적으로 변화되므로 시동시에 유입되는 흡입
공기량이 많게 되어, 연소범위에 필요한 혼합기를 형성시키려면 다량의 연료를 공급하여 혼합기의 농도가
상당히 농후하게 되도록 해야 하는 바, 이에 따라 시동시에 유해물질이 많이 함유된 배기가스가 대기중으
로 다량 배출되어 대기오염의 심각한 요인이 되는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 발명된 것으로, 시동시 초기에는 스로틀밸브가 서서
히 열리고, 그 이후에는 스로틀밸브의 개도각이 액셀페달의 누름각에 대해 비례적으로 증가되도록 하여,
시동시에 배출되는 배기가스의 양이 감소되로록 하는 자동차의 스로틀밸브를 제어하는 방법에 제공함에
그 목적이 있다.
발명의 구성 및 작용
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액셀페달에 연결부재(2a, 2b)를 매개로 스로틀밸브(1)를
직접 연결하되, 연결부재(2a, 2b)에 가변기를 설치하여, 시동시에는 스로틀밸브(1)가 서서히 열리고, 그
이후에는 스로틀밸브(1)의 개도각이 액셀패달의 누름각에 대해 비례적으로 증가되도록 가변적으로 제어하
는 방법으로 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 스로틀밸브를 제어하는 개략적인 구조도인 바, 이에 따르면, 액셀페달에 링키지나
와이어 등의 연결부재(2a, 2b)를 매개로 스로틀밸브(1)가 직접 연결되되, 연결부재(2a, 2b)에 가변기가
설치되어, 가변기에 의해 스로틀밸브(1)의 제어가 가변적으로 되도록 되어 있으며, 이러한 가변기는 시동
시 초기에는 스로틀밸브(1)가 서서히 열리고, 그, 이후에는 스로틀밸브의 개도각( )이 액셀페달의 누름
각에 대해 비례적으로 증가되도록 작동된다.
도 2는 본 발명에 따른 가변기의 작동도로서, 스로틀밸브를 여는 초기 상태도이고, 도 3은 본 발명에 따
른 가변기의 작동도로서, 스로틀밸브를 여는 초기 이후의 상태도 인 바, 이에 따르면, 상기 가변기(3)는
실린더(3a)와, 이 실린더(3a)에 이동가능하게 내장되는 피스톤(3b), 피스톤(3b)에 연결되어 외부로 돌출
된 피스톤로드(3c) 및, 실린더(3a)에 내장되어 피스톤(3b)을 일방향으로 탄력적으로 지지하는 스프링(3
d)으로 구성되며, 실린더(3a)와 피스톤로드(3c)에는 액셀페달측 연결부재(2a)와 스로틀밸브(1) 측 연결부
재(2b)가 각각 연결되는데, 이에 의거하여 가변기(3)의 작동상태를 설명한다.
도 2에 따르면, 엔진 시동을 위하여 운전자가 액셀페달을 일정한 힘으로 밟게 되면, 액셀페달의 누름각의
변화에 따라 액셀페달측 연결부재(2a)가 V1의 속도로 액셀페달측으로 당겨지게 되어, 이에 연결된 피스톤
로드(3c)와 피스톤(3b)이 V1의 속도로 액셀페달측으로 당겨지게 되는데, 초기에는 당겨지는 힘에 의해 일
정시간 스프링(3d)이 오므라들게 되므로 실린더(3a)와 이에 연결된 연결부재(2b)는 V2의 속도로 감속된 상
태로 액셀페달측으로 당겨진다.
도 3에 따르면, 운전자가 액셀페달을 일정한 힘으로 지속적으로 밟아 액셀페달의 누름각이 상기 초기 상
태 이후로 변화되면, 상기 스프링(3d)이 더 이상 오므라들지 못하게 되므로, 액셀페달측 연결부재(2a),
피스톤로드(3c), 피스톤(3b), 실린더(3a) 및, 스로틀밸브(1)측 연결부재(2b)가 동일한 V1 의 속도로 액셀
페달측으로 당겨진다.
따라서, 상기 연결부재(2b)에 연결된 스로틀밸브(1)는 시동시 초기에는 V1 의 속도로 서서히 열리고, 그
이후에는 점차적으로 V2의 속도로 증가되어 액셀페달의 누름각에 대해 비례적으로 작동 제어된다.
도 4는 본 발명에 따라 스로틀밸브가 제어되는 상태를 나타내는 선도로서, 일정한 힘으로 스로틀밸브를
열 시 시간경과에 따른 스로틀밸브의 개도각 변화를 나타내는 좌표도인 바, 이에 따르면, 스로틀밸브(1)
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의 개도각( )이 가변적으로 제어됨을 알 수 있다.
발명의 효과
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 연결부재에 가변기를 설치하여, 시동시 초기에는 스로틀밸브가
서서히 열리고, 그 이후에는 스로틀밸브의 개도각이 액셀페달의 누름각에 대해 비례적으로 증가되도록 가
변적으로 제어함으로써, 시동시 유입되는 흡입공기가 양이 소량으로 유입되어진다.
따라서, 상기에서 언급한 바 있는 종래 기술에 비해 시동시에 상대적으로 적은 양의 연료를 공급하여 연
소범위에 필요한 혼합기를 형성하므로, 유해물질이 많이 함유된 시동시의 배기가스의 양이 대폭감소되어,
대기오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 시동시에 공급하는 연료의 양이 줄어들게 되어 연비절감의 효과도 기대된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명의 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지
않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상
의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능할 것이다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
액셀페달에 연결부재(2a, 2b)를 매개로 스로틀밸브(1)를 직접 연결하되, 연결부재(2a, 2b)에 가변기를 설
치하여, 시동시에는 스로틀밸브(1)가 서서히 열리고, 그 이후에는 스로틀밸브(1)의 개도각( )이 액셀페
달의 누름각에 대해 비례적으로 증가되도록 가변적으로 제어하는 자동차의 스로틀밸브를 제어하는 방법.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 가변기(3)는, 실린더(3a)와, 피스톤(3b), 피스톤로드(3c) 및, 스프링(3d)으로 구성
된 것을 특징으로 하는 자동차의 스로틀밸브를 제어하는 방법.
도면
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도면2
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