KR100724258B1 - 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어방법 - Google Patents

Abstract

아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 발생되는 아이들 공기량 제어 밸브의 헤더의 파손을 미연에 방지할 수 있도록 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은 아이들 공기량을 조절하는 스텝 모터 제어 방법에 있어서, a) 상기 마이크로 컨트롤러의 리셋 모드에 대응되는 제어 신호를 수신하는 단계; b) 상기 a) 단계를 통해 수신된 제어 신호를 기초로 발생하고, 상기 스텝 모터의 특성에 따라 미리 설정된 제1 소정 지연 시간을 가지는 제1 구동 신호를 미리 설정된 소정 스텝 동안 상기 스텝 모터에 제공하는 단계; c) 상기 소정 스텝이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 소정 스텝이 경과된 경우 상기 제어 신호를 기초하여 발생하는 상기 제1 소정 지연 시간 보다 큰 제2 소정 지연 시간을 가지는 제2 구동 신호를 상기 스텝 모터에 공급하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계의 제2 소정 지연 시간이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 제2 소정 지연 시간이 경과된 경우 상기 리셋 모드 시 설정된 목표 스텝에 도달하였는 지를 체크하고, 상기 목표 스텝에 도달하지 않은 경우 상기 a) 단계로 진행하는 단계를 포함한다.

자동차, 아이들 공기량 제어 밸브, 스텝 모터

Description

아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법{MEHTOD FOR CONTROLLING STEP MOTOR WHEN IACV IS RESET MODE}

도 1은 본 발명이 적용되는 IACV 제어 장치의 구성을 보인 도이다.

도 2는 도 1에 도시된 스텝 모터 제어부의 구동 신호를 보인 파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스텝 모터 제어 과정을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 마이크로 컨트롤러 20 : 스텝 모터 제어부

30 : 스로틀 바디 40 : 스텝 모터

50 : IACV

본 발명은 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아이들 공기량 제어의 리셋 모드 시 발생되는 아이들 공기량 제어 밸브의 헤더의 파손을 미연에 방지할 수 있도록 방법에 관한 것이다.

자동차의 엔진이 부하를 받게 되는 엔진의 아이들 작동 시에는 엔진에 필요 한 공기량이 많아진다.

이와 같은 엔진의 아이들 작동 상태는 별도의 감지수단에 의해 감지되어 자동차의 제어장치로 신호 인가되고, 자동차의 마이크로 컨트롤러는 아이들 작동 시의 공기량을 제어하는 아이들 공기량 제어 장치의 스텝 모터에 제어 신호를 보내게 된다.

이와 같은 스텝 모터에 제어 신호가 인가되면, 스텝 모터에 접속되는 커넥터를 통하여 스테이터로 전원이 인가됨에 따라 스테이터를 구성하는 코일에 전류가 흐르게 되면서 스테이터의 내측 공간에 회전 자계가 형성된다.

이와 같이 스테이터의 내측 공간에 회전 자계가 형성되면, 상기 스테이터의 내측 중심부에 끼워져 있는 로터가 제자리 회전된다.

이때, 상기 로터의 선단에 나사 결합된 핀틀 샤프트는 하우징의 선단 내측에 직선 이동되도록 결합되어 있기 때문에 로터와 함께 제자리에서 회전되는 것이 아니라, 로터의 회전력을 받아 하우징의 내측 또는 외측방향으로 직선 이동되며, 그 결과 핀틀 샤프트의 선단부에 일체로 형성된 헤더가 공기 유입구를 개방하거나 닫아 주는 역할을 하는 것이다.

이러한 헤더의 공기 유입구의 개방 또는 닫힘으로 엔진의 아이들 시 공기량이 조절된다.

이때 마이크로 컨트롤러에서 아이들 공기량 제어 밸브를 완전히 닫기 위한 리셋 모드에 대응되는 제어 신호가 발생되고, 신속하게 아이들 공기량 제어 밸브의 닫힘을 위해 리셋 모드에 대응되는 제어 신호는 현재 스텝과 아이들 공기량 제어 밸브를 완전히 닫기 위한 목표 스텝(완전히 닫힘을 나타내는 0 스텝) 의 차 보다 더 큰 값을 가진다. 따라서, 아이들 공기량 제어 밸브의 핀틀 샤프트의 헤더 부분이 스로틀 바디의 일측 부분과의 충돌이 발생하고, 이러한 충격으로 인해 헤드 부분이 마모되며 일정 시간 경과 후 상기 헤드의 마모로 인해 정확한 공기량 제어가 어려운 문제점이 있었다. 따라서, 아이들 공기량 제어 장치의 리셋 모드 시 응답 속도를 유지하면서 헤드의 마모를 최소로 줄일 수 있는 알고리즘이 별도로 필요하였다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 상기 스텝 모터의 특성 및 상기 마이크로 컨트롤러의 제어 신호를 기초로 스텝 모터에 공급되는 구동 신호의 지연 시간을 가변시킴으로써, 핀틀 샤프트의 헤더의 파손을 미연에 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자동차의 스텝 모터 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 과제는,

공기량을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤러와 상기 마이크로 컨트롤러의 제어 신호를 수신하여 아이들 공기량 제어 밸브를 제어하기 위해 스텝 모터의 구동 신호를 발생하는 스텝 모터 제어부를 포함하여 아이들 공기량을 조절하는 스텝 모터 제어 방법에 있어서,

a) 상기 마이크로 컨트롤러의 리셋 모드에 대응되는 제어 신호를 수신하는 단계;

b) 상기 a) 단계를 통해 수신된 제어 신호를 기초로 발생하고, 상기 스텝 모터의 특성에 따라 미리 설정된 제1 소정 지연 시간을 가지는 제1 구동 신호를 미리 설정된 소정 스텝 동안 상기 스텝 모터에 제공하는 단계;

c) 상기 소정 스텝이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 소정 스텝이 경과된 경우 상기 제어 신호를 기초하여 발생하는 상기 제1 소정 지연 시간 보다 큰 제2 소정 지연 시간을 가지는 제2 구동 신호를 상기 스텝 모터에 공급하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계의 제2 소정 지연 시간이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 제2 소정 지연 시간이 경과된 경우 리셋 모드 시 설정된 목표 스텝이 도달하였는 지를 체크하고, 상기 목표 스텝에 도달하지 않은 경우 상기 a) 단계로 진행하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 소정 스텝 수는 3인 것을 특징으로 하고, 상기 목표 스텝은 아이들 공기량 제어 밸브를 완전히 닫기 위한 스텝인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터의 지연 시간을 소정 주기로 가변시킴으로써, 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 발생하는 핀틀 샤프트의 헤더의 파손을 미연에 방지하여 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한 다.

도 1은 본 발명이 적용되는 자동차의 아이들 공기량 제어 밸브의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 아이들 공기량 제어 밸브(50)의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어부(20)의 구동 신호를 보인 파형 도이다.

본 발명이 적용되는 자동차의 IACV 제어 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진이 공회전 상태인 경우 엔진에 부하가 걸리게 되면 엔진의 회전이 불안정해지는 경우가 발생하고, 이때 핀틀 사프트를 가지는 아이들 공기량 제어 밸브(IACV:Idle Air Control Valve)를 엔진의 스로틀 바디에 장착하여 엔진 회전수에 따른 공기량을 적절히 제어하게 된다.

전술한 바와 같은 차량의 IACV(Idle air control valve) 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로 컨트롤러(10), 스텝 모터 제어부(20), 스로틀 바디(30), 스텝 모터(40), 및 IACV(50)를 구비하며, 엔진의 스로틀 바디(30)에 IACV(50)가 장착된다. 따라서, 상기 마이크로 컨트롤러(10)는 엔진의 회전수를 검사한 후 상기 아이들 공기량 밸브(50)의 핀틀 샤프트로 공기 유입구를 완전히 닫기 위한 리셋 모드에 대응되는 제어 신호를 발생하고, 이 리셋 모드의 제어 신호는 직렬 통신 라인(SPI)을 통해 스텝 모터 제어부(20)에 공급되며, 상기 스텝 모터 제어부(20)는 수신된 제어 신호를 기초로 상기 스텝 모터(40)를 동작시키기 위한 제1 구동 신호(a)를 발생한다.

또한, 상기 스텝 모터 제어부(20)는 상기 제1 구동 신호(a)를 기초로 스텝 모터(40)를 제어하여 상기 스텝 모터(40)에 연결된 IACV(50)가 가동되어 공기 유입 구를 통해 유입되는 공기의 양을 완전히 차단하도록 구비되어 있다.

여기서, 상기 제1 구동 신호(a)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스텝 모터(40)의 각 스텝마다 일정한 제1 소정 지연 시간(Ta)을 가지며, 이 제1 소정 지연 시간(Ta)에 따라 상기 스텝 모터(40)는 상기 제어 신호에 의해 미리 설정된 아이들 공기량 제어 밸브(50)의 닫힘 방향으로 회전한다. 이러한 상기 제1 구동 신호(a)에 따라 상기 스텝 모터(40)는 미리 설정된 소정 스텝 수(통상 3 스텝) 동안 회전한다.

이어, 상기 스텝 모드 제어부(20)는 소정 스텝 수가 경과되었는 지를 체크하고, 소정 스텝이 경과된 경우 도 2에 도시된 바와 같이 제2 소정 지연 시간(Tb)을 가지는 제2 구동 신호(b)를 발생하며, 이 제2 구동 신호(b)는 스텝 모터(40)가 제공되고, 상기 스텝 모터(40)는 이 제2 구동 신호(b)에 따라 상기 제2 소정 지연 시간(Tb) 동안 정지된다.

또한, 상기 스텝 모터 제어부(20)는 상기 제2 구동 신호(b)의 제2 소정 지연 시간(Tb)이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 제2 소정 지연 시간(Tb)이 경과된 경우 상기 리셋 모드 시 설정된 목표 스텝에 도달하였는지를 체크하며 상기 목표 스텝에 도달하지 않은 경우 상기 제1 구동 신호(a)를 소정 스텝 수 동안 상기 스텝 모터(40)에 공급한다.

이러한 동작을 과정을 통해 상기 스텝 모터(40)가 목표 회전수에 도달하게 되면, 상기 IACV(50)를 통해 공기량의 유입이 차단된다.

여기서, 상기 제2 소정 지연 시간(Tb)은 제1 소정 지연 시간(Ta)보다 큰 값 을 가지며 상기 제1 소정 지연 시간(Ta) 및 제2 소정 지연 시간(Tb)은 상기 스텝 모터(40)의 특성에 따라 결정된다.

즉, 상기 스텝 모터의 지연 시간은 특성이 다른 스텝 모터 각각에 대해 소정 회의 실험을 통해 헤더의 마모가 적은 최적의 값으로 결정된다.

전술한 바와 같이 구성되는 차량의 IACV 제어 장치에서 본 발명의 동작을 첨부된 도 3을 참조하여 의 흐름도에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 엔진의 시동을 걸기 위해 이그니션키를 엔진 스타트 위치로 돌리면 엔진 스타트 모터(미도시됨)에 의해 엔진이 크랭크되고 엔진 회전수를 감지하여 엔진이 안정된 경우 상기 마이크로 컨트롤러(10)는 아이들 공기량 제어 밸브를 리셋 모드로 설정하기 위한 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호는 직렬 통신 라인(SPI)을 통해 스텝 모터 제어부(20)에 공급된다.

상기 스텝 모터 제어부(20)는 직렬 통신 라인(SPI)을 통해 공급된 상기 제어 신호를 수신하고(단계 101), 이 수신된 제어 신호가 아이들 시 공기량을 제어하기 위해 리셋 모드에 대응되는 제어 신호인 지를 체크한다(단계 103). 여기서, 상기 리셋 모드에 대응되는 제어 신호인 경우 상기 스텝 모터 제어부(20)는 미리 설정된 제1 소정 지연 시간(Ta)을 가지는 제1 구동 신호(a)를 소정 스텝 수(3 스텝) 동안 발생하고(단계 105) 발생한 제1 구동 신호(a)에 의해 상기 스텝 모터(40)가 회전하게 된다. 따라서, 상기 아이들 공기량 밸브(50)는 닫힘 방향으로 제어된다.

이어 상기 스텝 모터 제어부(20)는 상기 소정 스텝 수가 경과되었는 지를 체크하고(단계 107), 여기서, 소정 스텝 수가 경과된 경우 제2 소정 지연 시간(Tb)을 가지는 제2 구동 신호(b)를 발생하며(단계 109), 상기 제2 소정 지연 시간(Tb)이 경과되었는 지를 체크한다(단계 111). 여기서, 상기 제2 소정 지연 시간(Tb)이 경과된 경우 상기 스텝 모터 제어부(20)는 목표 스텝에 도달하였는 지를 체크하고(단계 113), 여기서, 목표 스텝에 도달되지 않은 경우 상기 단계(105)로 진행한다.

그러나 상기 단계(113)를 통해 목표 스텝에 도달된 경우 본 프로그램을 종료한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 아이들 공기량 밸브 제어 장치의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법은, 상기 아이들 공기량 제어 장치의 리셋 모드 시 스텝 모터의 지연 시간을 소정 주기로 가변시킴으로써, 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 발생하는 핀틀 샤프트의 헤더의 파손을 미연에 방지하여 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

1. 공기량을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 마이크로 컨트롤러와 상기 마이크로 컨트롤러의 제어 신호를 수신하여 아이들 공기 제어 밸브를 제어하기 위해 스텝 모터를 회전하기 위한 구동 신호를 발생하는 스텝 모터 제어부를 포함하여 아이들 공기량을 조절하는 스텝 모터 제어 방법에 있어서,

   a) 상기 마이크로 컨트롤러의 리셋 모드에 대응되는 제어 신호를 수신하는 단계;

   b) 상기 a) 단계를 통해 수신된 제어 신호를 기초로 발생하고, 상기 스텝 모터의 특성에 따라 미리 설정된 제1 소정 지연 시간을 가지는 제1 구동 신호를 미리 설정된 소정 스텝 동안 상기 스텝 모터에 제공하는 단계;

   c) 상기 소정 스텝이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 소정 스텝이 경과된 경우 상기 제어 신호를 기초하여 발생하는 상기 제1 소정 지연 시간 보다 큰 제2 소정 지연 시간을 가지는 제2 구동 신호를 상기 스텝 모터에 공급하는 단계; 및

   d) 상기 c) 단계의 제2 소정 지연 시간이 경과되었는 지를 체크하고, 상기 제2 소정 지연 시간이 경과된 경우 상기 리셋 모드 시 설정된 목표 스텝에 도달하였는지를 체크하고, 상기 목표 스텝에 도달하지 않은 경우 상기 a) 단계로 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법.
2. 삭제
3. 제2항에 있어서, 상기 소정 스텝 수가 3인 것을 특징으로 하는 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 목표 스텝은 아이들 공기량 제어 장치를 완전히 닫기 위한 스텝인 것을 특징으로 하는 아이들 공기량 제어 밸브의 리셋 모드 시 스텝 모터 제어 방법.

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