KR100190803B1 - Appratus and method for throttle valve control - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 스로틀밸브를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 가속페달; 상기 가속페달의 답력을 검출하기 위한 답력검출수단; 상기 답력검출수단에서 검출되는 신호에 응답하여 모터 구동신호 및 릴레이 구동신호를 발생하고, 자가 고장 진단시에 스로틀밸브의 제어 계통이 불량으로 판단되면 릴레이 구동신호의 발생을 중단하는 ECU; 상기 ECU에서 발생되는 릴레이 구동신호에 의해 제 1 스위치가 메이크 되고 제 2 스위치가 브레이크 되며, 릴레이 구동신호의 공급이 중단되면 제 1 및 제 2 스위치가 반대 동작을 하도록 하는 릴레이; 상기 제 1 스위치가 메이크 되면 상기 ECU에서 발생한 모터 구동신호에 따라 구동되는 모터; 상기 모터의 구동에 응답하여 스로틀밸브를 작동시키는 스로틀밸브 액츄에이터; 상기 스로틀밸브에 케이블로 연결되며, 상기 제 2 스위치가 메이크 되는 것에 의해 전원이 공급되어 자력을 갖는 전자석; 및 상기 가속페달의 답력에 대응하여 상기 스로틀밸브가 개방되도록 상기 전자석을 끌어당기는 전자석 흡인수단을 구비하여 스로틀밸브를 전기적으로 제어하는 가운데 제어 계통에 불량이 발생하면 물리적으로 제어를 할 수 있도록 하여 운전자의 가속 의지에 따라 차량을 가속시킬 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling a throttle valve of an automobile, comprising: an accelerator pedal; A stepping force detecting means for detecting a stepping force of the accelerator pedal; An ECU for generating a motor driving signal and a relay driving signal in response to the signal detected by the stepping force detecting means, and stopping the generation of the relay driving signal if it is determined that the control system of the throttle valve is defective at the time of self-diagnosis; A relay which makes the first switch and the second switch brake by the relay driving signal generated by the ECU, and causes the first and second switches to reverse operation when the supply of the relay driving signal is stopped; A motor driven according to a motor driving signal generated in the ECU when the first switch is made; A throttle valve actuator configured to operate a throttle valve in response to driving of the motor; An electromagnet connected to the throttle valve by a cable and supplied with power by being made by the second switch; And an electromagnet suction means for attracting the electromagnet so that the throttle valve is opened in response to the stepping force of the accelerator pedal to control the throttle valve electrically in case of a failure in the control system. You can accelerate the vehicle according to the will to accelerate.
Description
본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 특히 스로틀밸브를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor vehicle, and more particularly, to an apparatus and a method for controlling a throttle valve.
일반적으로 차량은 공기와 연료가 적당히 혼합된 혼합가스를 엔진 연소실에 보내어 폭발시키고, 폭발시 발생하는 힘에 의해 피스톤이 상하로 움직이도록 하여 동력이 발생하도록 하고 있는데, 이 때, 연소실에 흡입되는 공기 또는 혼합기의 양을 조절하도록 하는 것이 스로틀밸브이며, 스로틀밸브의 개도에 따라 차량 가속이 가능하도록 되어 있다. 따라서 스로틀밸브는 보통 링키지나 와이어로 가속페달에 연결이 된다.In general, the vehicle sends a mixed gas of air and fuel properly mixed to the engine combustion chamber to explode, and the power is generated by causing the piston to move up and down by the force generated during the explosion. Or it is a throttle valve to adjust the quantity of a mixer, and vehicle acceleration is made possible according to the opening degree of a throttle valve. Thus, the throttle valve is usually connected to the accelerator by linkage or wire.
그러나 최근의 전자제어 시스템을 탑재한 차량에 있어서는 기관의 회전수, 흡입공기온도, 기관의 냉각수 온도, 스로틀밸브 개도 등을 측정하여 전기적 신호로 ECU에 보내고, ECU에서 입력된 정보들을 총체적으로 종합한 후, 스로틀밸브 액츄에이터를 제어함으로써 스로틀밸브를 제어하도록 하고 있다.However, in a vehicle equipped with a recent electronic control system, the engine rotation speed, the intake air temperature, the engine coolant temperature, the throttle valve opening, etc. are measured and sent to the ECU as an electrical signal. Thereafter, the throttle valve is controlled by controlling the throttle valve actuator.
도 1은 종래 전자제어 기화기의 구조를 보인 도면으로서, 크게 본체, 액츄에이터, ECU 그리고 센서들로 나누며, 본체에는 쵸크밸브(2)와 스로틀밸브(4)가 설치되며, 액츄에이터에는 쵸크밸브(2)와 스로틀밸브(4)를 작동시키기 위한 각각의 액츄에이터(1,3)가 있다. 그리고 센서들은 스로틀밸브 개도센서(5),공전스위치(6),온도센서(7),스로틀밸브 액츄에이터(3) 내의 포텐쇼미터(8) 및 배전기(9) 등이 구비된다.1 is a view showing the structure of a conventional electronically controlled carburetor, which is divided into a main body, an actuator, an ECU, and a sensor, and a choke valve 2 and a throttle valve 4 are installed in the main body, and the choke valve 2 is provided in the actuator. And respective actuators 1 and 3 for operating the throttle valve 4. The sensors include a throttle valve opening sensor 5, an idle switch 6, a temperature sensor 7, a potentiometer 8 and a distributor 9 in the throttle valve actuator 3.
상기와 같은 구성으로 상기 ECU에서 온도센서(7),스로틀밸브 개도센서(5),공전스위치(6),포텐쇼미터(8),배전기(9)의 정보에 따라 연료공급 중단, 공전, 시동 난기운전 등의 상태에 맞게 스로틀밸브(4)를 제어한다.In the above configuration, the fuel supply is stopped, idle, and start-up operation in accordance with the information of the temperature sensor (7), the throttle valve opening sensor (5), the idle switch (6), the potentiometer (8), and the distributor (9). The throttle valve 4 is controlled according to the back state.
그러나 스로틀밸브(4)를 종래와 같이 전기적으로 제어를 함에 있어서 고장으로 인하여 기능이 불량하게 되는 경우에는 운전자의 가속 의지에 반하여 차량의 속도가 가속되지 않는다는 문제점이 발생하게 된다.However, when the throttle valve 4 is electrically controlled as in the related art, when a function becomes poor due to a failure, a problem occurs that the speed of the vehicle is not accelerated against the driver's willingness to accelerate.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 스로틀밸브를 전기적으로 제어하는 차량에 있어서, 전기적으로 제어되는 스로틀밸브의 제어 계통에 불량이 발생한 경우 스로틀밸브에 연결된 케이블이 운전자의 가속페달에 연결이 되도록 하여 운전자의 가속페달 조작에 의해 스로틀밸브를 제어할 수 있는 스로틀밸브 제어장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, in a vehicle that electrically controls the throttle valve, when a failure occurs in the control system of the electrically controlled throttle valve, the cable connected to the throttle valve is connected to the driver's accelerator pedal The present invention provides a throttle valve control device capable of controlling a throttle valve by an accelerator pedal operation of a driver.
또한 그 제어방법을 제공하는 데 있다.It also provides a control method.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스로틀밸브 제어장치는 가속페달; 상기 가속페달의 답력을 검출하기 위한 답력검출수단; 상기 답력검출수단에서 검출되는 신호에 응답하여 모터 구동신호 및 릴레이 구동신호를 발생하고, 자가 고장 진단시에 스로틀밸브의 제어 계통이 불량으로 판단되면 릴레이 구동신호의 발생을 중단하는 ECU; 상기 ECU에서 발생되는 릴레이 구동신호에 의해 제 1 스위치가 메이크 되고 제 2 스위치가 브레이크 되며, 릴레이 구동신호의 공급이 중단되면 제 1 및 제 2 스위치가 반대 동작을 하도록 하는 릴레이; 상기 제 1 스위치가 메이크 되면 상기 ECU에서 발생한 모터 구동신호에 따라 구동되는 모터; 상기 모터의 구동에 응답하여 스로틀밸브를 작동시키는 스로틀밸브 액츄에이터; 상기 스로틀밸브에 케이블로 연결되며, 상기 제 2 스위치가 메이크 되는 것에 의해 전원이 공급되어 자력을 갖는 전자석; 및 상기 가속페달의 답력에 대응하여 상기 스로틀밸브가 개방되도록 상기 전자석을 끌어당기는 전자석 흡인수단을 구비한 것을 특징으로 한다.The throttle valve control device of the present invention for achieving the above object is an accelerator pedal; A stepping force detecting means for detecting a stepping force of the accelerator pedal; An ECU for generating a motor driving signal and a relay driving signal in response to the signal detected by the stepping force detecting means, and stopping the generation of the relay driving signal if it is determined that the control system of the throttle valve is defective at the time of self-diagnosis; A relay which makes the first switch and the second switch brake by the relay driving signal generated by the ECU, and causes the first and second switches to reverse operation when the supply of the relay driving signal is stopped; A motor driven according to a motor driving signal generated in the ECU when the first switch is made; A throttle valve actuator configured to operate a throttle valve in response to driving of the motor; An electromagnet connected to the throttle valve by a cable and supplied with power by being made by the second switch; And an electromagnet suction means for attracting the electromagnet to open the throttle valve in response to the stepping force of the accelerator pedal.
또한 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스로틀밸브 제어방법은 가속페달; 상기 가속페달의 답력을 검출하기 위한 답력검출수단; 상기 답력검출수단에서 검출되는 신호에 응답하여 모터 구동신호 및 릴레이 구동신호를 발생하고, 자가 고장 진단시에 스로틀밸브의 제어 계통이 불량으로 판단되면 릴레이 구동신호의 발생을 중단하는 ECU; 상기 ECU에서 발생되는 릴레이 구동신호에 의해 제 1 스위치가 메이크 되고 제 2 스위치가 브레이크 되며, 릴레이 구동신호의 공급이 중단되면 제 1 및 제 2 스위치가 반대 동작을 하도록 하는 릴레이; 상기 제 1 스위치가 메이크 되면 상기 ECU에서 발생한 모터 구동신호에 따라 구동되는 모터; 상기 모터의 구동에 응답하여 스로틀밸브를 작동시키는 스로틀밸브 액츄에이터; 상기 스로틀밸브에 케이블로 연결되며, 상기 제 2 스위치가 메이크 되는 것에 의해 전원이 공급되어 자력을 갖는 전자석; 및 상기 가속페달의 답력에 대응하여 상기 스로틀밸브가 개방되도록 상기 전자석을 끌어당기는 전자석 흡인수단을 구비한 스로틀밸브 제어장치의 제어방법에 있어서, 가속페달의 조작에 따른 답력을 검출하는 단계; 상기 답력 검출 단계에서 검출된 답력에 따라 상기 스로틀밸브 액츄에이터에 의해 상기 스로틀밸브가 제어되도록 모터 및 릴레이 구동신호를 발생하는 단계; 상기 모터 및 릴레이 구동신호 발생 단계 수행중 자가 고장 진단 신호를 발생하여 스로틀밸브의 전기적인 제어 계통이 불량한지의 여부를 판단하는 단계; 및 상기 스로틀밸브의 전기적 제어 불량여부 판단 단계시 스로틀밸브의 제어 계통이 불량하다고 판단되면 상기 가속페달의 답력에 따라 전자석이 흡인되어 스로틀밸브가 개방되도록 릴레이 신호의 발생을 중단하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the throttle valve control method of the present invention for achieving the above object is an accelerator pedal; A stepping force detecting means for detecting a stepping force of the accelerator pedal; An ECU for generating a motor driving signal and a relay driving signal in response to the signal detected by the stepping force detecting means, and stopping the generation of the relay driving signal if it is determined that the control system of the throttle valve is defective at the time of self-diagnosis; A relay which makes the first switch and the second switch brake by the relay driving signal generated by the ECU, and causes the first and second switches to reverse operation when the supply of the relay driving signal is stopped; A motor driven according to a motor driving signal generated in the ECU when the first switch is made; A throttle valve actuator configured to operate a throttle valve in response to driving of the motor; An electromagnet connected to the throttle valve by a cable and supplied with power by being made by the second switch; And a electromagnet suction means for attracting the electromagnet to pull the electromagnet so as to open the throttle valve in response to the stepping force of the accelerator pedal, the method comprising: detecting a step force according to an operation of the accelerator pedal; Generating a motor and a relay driving signal such that the throttle valve is controlled by the throttle valve actuator according to the step detected in the stepping force detecting step; Generating a self-diagnosis signal while performing the motor and relay driving signal generation step to determine whether an electrical control system of the throttle valve is defective; And stopping the generation of the relay signal so that the electromagnet is sucked in accordance with the pedal pedal's pedal force to open the throttle valve when it is determined that the control system of the throttle valve is poor at the step of determining whether the throttle valve is poor in electrical control. It features.
도 1 은 일반적인 전자제어 기화기의 구조를 보인 도면.1 is a view showing the structure of a general electronically controlled vaporizer.
도 2 는 본 발명에 따른 스로틀밸브 제어장치의 블록도.Figure 2 is a block diagram of a throttle valve control device according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 스로틀밸브 제어방법을 설명하기 위한 순서도.Figure 3 is a flow chart for explaining a throttle valve control method according to the invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 스로틀밸브 제어장치의 블록도로서, 가속페달(10), 가속페달의 답력검출수단(20), ECU(30), 릴레이(40), 모터(50), 스로틀밸브 액츄에이터(60), 스로틀밸브(70), 전자석(80), 그리고 전자석 흡인수단(90) 등을 보인다.2 is a block diagram of a throttle valve control apparatus according to the present invention, the accelerator pedal 10, the pedal pedal detecting means 20 of the accelerator pedal, the ECU 30, the relay 40, the motor 50, the throttle valve actuator 60, the throttle valve 70, the electromagnet 80, and the electromagnet suction means 90 are shown.
여기에서 릴레이(40)는 상기 ECU(30)에서 발생한 릴레이 구동신호(Relay_drive)에 응답하여 제 1 스위치(SW1)가 메이크 되고, 제 2 스위치(SW2)가 브레이크 되며, 릴레이 구동신호(Relay_drive)가 중단되면 반대의 동작을 한다.In this case, the relay 40 makes the first switch SW1, the second switch SW2 is braked, and the relay drive signal Relay_drive in response to the relay drive signal Relay_drive generated by the ECU 30. If interrupted, do the opposite.
상기 모터(50)는 상기 제 1 스위치(SW1)가 메이크 될 때 구동을 하여 상기 스로틀밸브 액츄에이터(60)에 동력을 전달하게 되며, 상기 전자석(80)은 상기 릴레이(40)에 구동신호(Relay_drive)가 중단되어 상기 제 2 스위치(SW2)가 메이크 될 때 전원(Vcc)을 공급받아 자력을 가지게 된다.The motor 50 is driven when the first switch SW1 is made to transmit power to the throttle valve actuator 60, and the electromagnet 80 transmits a drive signal to the relay 40. ) Is interrupted and when the second switch SW2 is made, the power Vcc is supplied to have magnetic force.
상기 ECU(30)는 상기 답력검출수단(20)으로부터 가속페달(10)의 답력을 전달받아 모터 구동신호(Motor_drive) 및 릴레이 구동신호(Relay_drive)를 발생하며, 자가 고장 진단(Self_test)시에 스로틀밸브 제어 계통이 불량하다고 판단되면 릴레이 구동신호(Relay_drive)의 발생을 중단한다.The ECU 30 receives the stepping force of the accelerator pedal 10 from the stepping force detecting means 20 to generate a motor driving signal (Motor_drive) and a relay driving signal (Relay_drive), and throttles at the time of self-diagnosis (Self_test). If it is determined that the valve control system is bad, the generation of the relay drive signal (Relay_drive) is stopped.
그리고 상기 흡인수단(90)은 운전자가 가속페달(10)을 밟는 동작에 대응하여 상기 스로틀밸브(70)가 개방되도록 상기 전자석(80)을 끌어당기는 동작을 한다.The suction means 90 pulls the electromagnet 80 such that the throttle valve 70 is opened in response to the driver stepping on the accelerator pedal 10.
상기와 같은 구성으로 운전자가 가속페달(10)을 밟으면 상기 답력검출수단(20)에서는 밟히는 정도를 상기 ECU(30)에 전달하게 되고, 상기 ECU(30)는 가속페달(10) 답력검출신호에 응답하여 모터 구동신호(Motor_drive) 및 릴레이 구동신호(Relay_drive)를 발생한다. 그러면 릴레이 코일(L)에 흐르는 릴레이 구동신호(Relay_drive)에 의해 상기 제 1 스위치(SW1)가 메이크 되며, 제 1 스위치(SW1)의 메이크에 의해 모터(50)가 구동이 된다. 물론 모터(50)는 상기 ECU(30)에서 발생된 모터 구동신호(Motor_drive)에 따라 구동을 하게 된다. 그리고 모터(50)가 구동되면 상기 스로틀밸브 액츄에이터(60)가 모터(50)의 구동에 맞게 작동되어 스로틀밸브(70)의 개도를 결정하게 된다.When the driver steps on the accelerator pedal 10 as described above, the stepping force detecting means 20 transmits the stepped amount to the ECU 30, and the ECU 30 responds to the accelerator pedal 10 stepping force detection signal. In response, the motor driving signal Motor_drive and the relay driving signal Relay_drive are generated. Then, the first switch SW1 is made by the relay driving signal Relay_drive flowing through the relay coil L, and the motor 50 is driven by the make of the first switch SW1. Of course, the motor 50 is driven according to the motor drive signal (Motor_drive) generated by the ECU (30). When the motor 50 is driven, the throttle valve actuator 60 is operated in accordance with the driving of the motor 50 to determine the opening degree of the throttle valve 70.
또한 상기와 같이 전기적으로 상기 스로틀밸브(70)를 제어할 때, 상기 ECU(30)에서는 자가 고장 진단 신호(Self_test)를 발생하여 스로틀밸브(70)의 제어 계통을 진단하게 되며, 이 때, 스로틀밸브(70) 제어 계통에 이상이 발생하여 제대로 제어가 되지 않는다고 판단되면, 릴레이 구동신호(Relay_drive)를 중단하여 제 1 스위치(SW1)를 브레이크 시키고 제 2 스위치(SW2)가 메이크 되도록 하여 모터(50)의 구동이 중단되도록 한다. 한편 제 2 스위치(SW2)가 메이크 되므로 상기 전자석에 전원(Vcc)이 공급되어 자력을 갖게 되며 운전자가 가속페달(10)을 밟는 것에 따라 동작하게 되는 전자석 흡인수단(90)에 의해 움직이게 되어 상기 스로틀밸브(70)를 제어할 수 있게 되는 것이다.In addition, when the throttle valve 70 is electrically controlled as described above, the ECU 30 generates a self failure diagnosis signal Self_test to diagnose the control system of the throttle valve 70. In this case, the throttle If it is determined that an abnormality occurs in the control system of the valve 70 and the control is not performed properly, the relay drive signal Relay_drive may be interrupted to brake the first switch SW1 and the second switch SW2 may make the motor 50. ) Will be stopped. On the other hand, since the second switch SW2 is made, the power supply Vcc is supplied to the electromagnet to have magnetic force, and the throttle is moved by the electromagnet suction means 90 which is operated by the driver stepping on the accelerator pedal 10. The valve 70 will be able to control.
도 3은 본 발명에 따른 ECU의 스로틀밸브 제어방법을 설명하기 위한 순서도로서, 도2를 참조하면, 운전자가 상기 가속페달(10)에 압력을 가할 때 상기 답력검출수단(20)에서는 가해진 압력을 검출(S1)하여 상기 ECU(30)에 전달하고, 상기 ECU(30)에서는 상기 답력검출수단(20)에서 검출된 신호에 따라 상기 스로틀밸브 액츄에이터(60)에 의해 스로틀밸브(70)가 제어되도록 모터 구동신호(Motor_drive) 및 릴레이 구동신호(Relay_drive)를 발생(S2)한다. 그리고 상기 모터 및 릴레이 구동신호(Motor_drive,Relay_drive) 발생 단계(S2) 수행중 자가 고장 진단 신호(Self_test)를 발생(S3)하여 스로틀밸브(70)의 전기적인 제어 계통이 불량한지의 여부를 판단(S4)하고, 스로틀밸브(70)의 전기적 제어 계통 불량여부 판단 단계(S4)시 스로틀밸브(70)의 제어 계통이 불량하다고 판단되면 상기 가속페달(10)의 답력에 따라 전자석(80)이 흡인되어 스로틀밸브(70)가 개방되도록 릴레이 구동신호(Relay_ drive)의 발생을 중단(S5)한다.3 is a flowchart illustrating a method of controlling an throttle valve of an ECU according to the present invention. Referring to FIG. 2, when the driver applies pressure to the accelerator pedal 10, the pressure detecting means 20 applies the pressure applied thereto. The throttle valve 70 is controlled by the throttle valve actuator 60 according to the signal detected by the stepping force detecting means 20 in the ECU 30 by detecting it (S1). The motor driving signal Motor_drive and the relay driving signal Relay_drive are generated (S2). In addition, by generating a self-diagnosis signal (Self_test) while performing the motor and relay driving signals (Motor_drive, Relay_drive) generation step (S2) (S3) to determine whether the electrical control system of the throttle valve 70 is bad ( S4), and if it is determined that the control system of the throttle valve 70 is defective at the time of determining whether the electrical control system of the throttle valve 70 is defective (S4), the electromagnet 80 is sucked according to the stepping force of the accelerator pedal 10. As a result, the generation of the relay drive signal Relay_drive is stopped to open the throttle valve 70 (S5).
즉 스로틀밸브(70)를 전기적으로 제어함에 있어서, 스로틀밸브 제어 계통에 불량이 발생하면 스로틀밸브에 케이블(cable)로 연결된 전자석(80)을 운전자의 답력에 따라 끌어당길 수 있도록 한 것이다.In other words, in the electrical control of the throttle valve 70, if a failure occurs in the throttle valve control system, the electromagnet 80 connected by a cable (cable) to the throttle valve can be pulled according to the driver's stepping power.
본 발명은 상기와 같이 스로틀밸브를 전기적으로 제어하는 가운데 제어 계통에 불량이 발생하면 물리적으로 제어를 할 수 있도록 함으로써, 운전자의 가속 의지에 따라 차량 가속이 가능하도록 할 수 있다.The present invention can physically control when a failure occurs in the control system while electrically controlling the throttle valve as described above, it is possible to enable the vehicle acceleration according to the driver's willingness to accelerate.
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