KR100881080B1 - 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브는, 중앙제어장치의 제어신호에 의해 작동되는 모터부와, 모터부의 작동으로 가동되는 밸브부와, 상기 밸브부의 실제 작동량을 측정하여 중앙제어장치에 전달함으로써, 각종 입력센서로부터 전달받은 데이터에 의해 상기 중앙제어장치에서 생성된 제어명령값과 밸브부의 실제 작동량과의 차이를 보정토록 하는 피드백 센싱수단을 포함하여 이루어진다.

상기 피드백 센싱수단은, 상기 핀틀샤프트(20)에 장착된 접동브러시(30)와, 상기 하우징내에 핀틀샤프트의 이동방향을 따라 배치되어 상기 접동브러시와 가변접촉되는 가변저항플레이트(32)를 포함하여 구성됨으로써 상기 접동브러시와 가변저항플레이트의 접촉위치 변동에 따라 발생전압을 달리하는 포텐션미터로 이루어진다.

상기 핀틀샤프트는 그 선단에 가이드돌기(201)가 형성된 구조로 이루어지고, 상기 접동브러시는 사각링 형태이며 상기 가이드돌기에 자유회전 가능하게 끼워져서, 상기 가변저항플레이트의 접촉라인과 안정적인 접촉이 가능하고, 핀틀샤프트에 이끌려 이동하도록 구성된다.

본 발명에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브에 의하면, 차량의 주행조건에 부합되는 최적의 아이들링 상태가 지속적으로 유지되기 때문에 엔진시동이 저절로 꺼지거나 공회전시 진동이 발생하는 등의 문제가 방지된다.

Description

직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브{reciprocating type idle control valve}

본 발명은 차량의 아이들링콘트롤 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이패스통로의 개방정도를 조절하는 아이들콘트롤 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 아이들링시스템은 전자식 엔진에서 아이들링 스피드를 유지 및 조절하기 위한 것으로 도 1에 나타난 것과 같이 스로틀밸브(3)가 설치된 스로틀바디(5)의 흡기통로(5a) 내벽면으로부터 스로틀바디(5)의 몸체내부로 이어지며 소정의 직경을 갖는 바이패스통로(5b)와, 스로틀밸브(3)의 닫힘상태에서 스로틀바디(5)의 외측으로부터 상기 흡기통로(5a)내측의 어느한 지점으로 상기 바이패스통로(5b)를 경유하여 엔진(E)쪽으로 유입되는 공기량을 제어하는 아이들콘트롤 밸브(10)를 포함하여 이루어져 있다.

아이들콘트롤 밸브는 그 작동방식에 따라 크게 직선왕복동형과 로터리형으로 나눌수 있는데, 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브에 대해 설명하면 다음과 같다.

여기서, 상기 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브는 그 기능상 모터부와 밸브부 가 조합된 구조로 이루어져 있으며, 도 2에 나타난 것과 같이 모터부는 스로틀바디(5)의 일측에 부착되는 하우징(12)과, 상기 하우징(12)의 내부에 삽입되어 전류의 인가시 회전자계가 형성되도록 하는 스테이터(14)와, 상기 스테이터(14)의 내측 중심선상에 개재되는 로터(16)와, 하우징(12)의 후단에 결합되어 스테이터(14)와 연결되는 커넥터(Connector)(18)로 이루어져 있다.

밸브부는 상기 하우징(12)의 외측으로부터 내측으로 끼워져 로터(16)의 중심에 삽입되어 로터(16)와 연계되는 핀틀샤프트(20)와, 핀틀샤프트(20)의 선단에 구비되는 핀틀헤드(22), 핀틀샤프트(20)에 장착되어 상기 핀틀헤드(22)를 탄성압박하는 핀틀스프링(24)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 로터(16)의 일단에는 로터(16)를 지지하여 로터(16)의 회전동작이 원활하게 이루어지도록 하는 베어링(161)이 결합되어 있다.

상기 핀틀헤드(22)의 선단부는 바이패스통로(5b)내에 긴밀하게 끼워질 수 있도록 탄두형으로 이루어지며, 핀틀샤프트(20)의 바깥쪽에는 핀틀헤드(22)로부터 하우징(12)으로 이어지면서 핀틀샤프트(20) 및 핀틀스프링(24)을 감싸는 쉴드(221)가 구비된다.

이와 같이 구성된 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브에 의하면, 스테이터(14)에 의해 형성되는 회전자계에 의해 로터(16)가 회전하고, 로터(16)와 나사연결된 핀틀샤프트(20)가 길이방향으로 이동함으로써, 핀틀샤프트(20)의 선단에 구비된 핀틀헤드(22)가 움직이게 되고, 이에 따라 핀틀헤드(22)에 의해 바이패스통로(5b)의 개방면적이 조절되어 엔진으로 공급되는 공기량이 달라짐으로써 엔진의 아이들링 스피드가 제어된다.

한편, 차량의 중앙제어장치에서는 엔진의 작동상태 및 엔진부하에 영향을 주는 각종 부속기기(에어콘, 라이트 등)의 작동여부 및, 엔진에 설치된 각각의 입력센서로부터 전달받는 엔진상태에 대한 데이터를 분석하여 공회전에 필요한 공기흡입량을 계산하게 되며, 상기 아이들콘트롤 밸브(10)를 콘트롤하여 요구되는 공기흡입량에 맞도록 바이패스통로(5b)의 개방면적을 조절한다.

즉, 엔진에 가해지는 각종 부하조건을 감안하여 흡입공기량을 설정하고, 흡입공기량을 핀틀샤프트(20)의 회전스텝수로 환산하여 제어명령을 보내기 때문에 제어명령에 따른 흡입공기량 변화가 이론적으로는 최적의 상태로 유지되어야 한다.

그러나, 종래기술에 따르면 실제로 이루어지는 밸브부의 작동량 즉, 핀틀헤드(22)의 변위량은 엔진의 진동 등과 같은 각종 요인에 의해 중앙제어장치로부터 전달되는 제어명령값과 달라질 수 있는데, 종래기술에서는 이와 같은 제어명령값과 실제 밸브부 작동량의 차이를 보정할 수 있는 수단이 없기 때문에 결과적으로 차량의 아이들링시 에어공급상태가 불안정해짐으로써 차량의 시동이 꺼지거나, 아이들링 진동이 심해지는 등의 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 밸브부의 실제 작동량을 파악하여 중앙제어장치로 피드백함으로써 엔진의 아이들링 상태를 안정되게 유지할 수 있도록 하는 직선왕복동형 아이들콘트 롤 밸브를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브는, 하우징과, 상기 하우징의 내부에 삽입되어 전류의 인가시 회전자계가 형성되도록 하는 복수의 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 개재되어 회전작동되는 로터를 포함하여 이루어지며, 중앙제어장치의 제어신호에 의해 작동되는 모터부; 상기 로터와 스크류결합되어 상기 로터의 회전에 의해 길이방향으로 직선왕복이동하는 핀틀샤프트와, 핀틀샤프트의 선단에 구비되어 변위됨으로써 바이패스통로의 개방정도를 조절하는 핀틀헤드를 포함하여 이루어지는 밸브부; 상기 밸브부의 실제 작동량을 측정하여 중앙제어장치에 전달함으로써, 각종 입력센서로부터 전달받은 데이터에 의해 상기 중앙제어장치에서 생성된 제어명령값과 밸브부의 실제 작동량과의 차이를 보정토록 하는 피드백 센싱수단을 포함하여 이루어진다.

상기 피드백 센싱수단은, 상기 핀틀샤프트의 일측 선단에 배치되며 핀틀샤프트에 이끌려 핀틀샤프트 함께 이동되는 접동브러시와, 상기 하우징내에 핀틀샤프트의 이동방향을 따라 배치되어 상기 접동브러시와 가변접촉되는 접촉라인이 갖추어진 가변저항플레이트를 포함하여 구성됨으로써 상기 접동브러시와 가변저항플레이트의 접촉위치 변동에 따라 발생전압을 달리하는 포텐션미터로 이루어진다.

상기 핀틀샤프트는 그 선단에 가이드돌기가 형성된 구조로 이루어지고, 상기 접동브러시는 사각링 형태이며 상기 가이드돌기에 자유회전 가능하게 끼워져서, 상 기 가변저항플레이트의 접촉라인과 안정적인 접촉이 가능하고, 핀틀샤프트에 이끌려 이동하도록 구성된다.

본 발명에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브는, 상기 접동브러시를 상기 핀틀샤프트 측으로 탄성압박함으로써 상기 접동브러시가 핀틀샤프트와 상시 접하도록 하는 탄성압박수단을 포함하여 이루어진다.

상기 탄성압박수단은, 하우징내에 구비되어 그 일단이 상기 접동브러시에 접하고 타단이 하우징의 내벽에 의해 지지됨으로써 상기 접동브러시 측으로 팽창압력을 가하는 압축코일스프링을 포함하여 이루어진다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브에 의하면, 차량의 주행조건에 부합되는 최적의 아이들링 상태가 지속적으로 유지되기 때문에 엔진시동이 저절로 꺼지거나 공회전시 진동이 발생하는 등의 문제가 방지된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 3과 도 4를 참조로 하여 상세하게 설명하며, 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 첨부한다.

본 실시예에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브는, 중앙제어장치의 제어신호에 의해 작동되는 모터부와, 상기 모터부에 의해 가동되는 밸브부와, 상기 밸 브부의 작동량을 측정하여 중앙제어장치에 전달함으로써 중앙제어장치에 의한 제어명령값과 밸브부의 실제 작동량과의 차이를 보정토록 하는 피드백 센싱수단을 포함하여 이루어진다.

도 3에 나타난 것과 같이 상기 모터부는 하우징(12)과, 상기 하우징(12)의 내부에 삽입되어 전류의 인가시 회전자계가 형성되도록 하는 복수의 스테이터(14)와, 상기 스테이터(14)의 내측에 개재되어 회전되는 로터(16)를 포함하여 이루어지며, 밸브부는 상기 로터(16)와 스크류결합된 핀틀샤프트(20)와, 핀틀샤프트(20)의 선단에 구비되는 핀틀헤드(22)를 포함하여 이루어진다.

피드백 센싱수단은, 상기 핀틀샤프트(20)의 일측 선단에 배치되며 핀틀샤프트(20)에 이끌려 핀틀샤프트(20)와 함께 이동되는 접동브러시(30)와, 상기 하우징(12)내에 핀틀샤프트(20)의 이동방향을 따라 배치되어 상기 접동브러시(30)와 가변접촉되는 접촉라인(미도시)을 포함하는 가변저항플레이트(32)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 피드백 센싱수단은 상기 접동브러시(30)와 가변저항플레이트(32)의 접촉위치 변동에 따라 발생전압을 달리하는 원리를 갖는 일종의 포텐션미터라고 볼 수 있는데, 포텐션미터는 고정된 저항 소자 위(본 실시예에서는 가변저항플레이트)를 기계적인 입력에 연동된 브러시가 접동하므로서 입력에 대응하는 전압을 얻는 것으로서 구조가 비교적 간단하고 출력으로서 큰 전압을 직접 얻을 수 있는 등의 이유 때문에 기계적인 변위를 전기적인 신호로 변환하기 위한 변환기로서 많이 이용된다.

여기서, 도 4에 나타난 것과 같이 상기 핀틀샤프트(20)는 그 선단에 가이드돌기(201)가 형성된 구조로 이루어지고, 상기 접동브러시(30)는 사각링 형태이며 상기 가이드돌기(201)에 자유회전 가능하게 끼워짐으로써 상기 가변저항플레이트(32)의 접촉라인(미도시)과 안정적인 접촉이 가능하고, 핀틀샤프트(20)에 이끌려 이동하도록 구성된다.

그리고, 상기 피드백 센싱수단은 상기 접동브러시(30)를 상기 핀틀샤프트(20) 측으로 탄성압박함으로써 상기 접동브러시(30)가 핀틀샤프트(20)와 상시 접하도록 하는 탄성압박수단을 더욱 포함하는데, 상기 탄성압박수단은 하우징(12)내에 구비되어 그 일단이 상기 접동브러시(30)에 접하고 타단이 하우징(12)의 내벽에 의해 지지됨으로써 상기 접동브러시(30) 측으로 팽창압력을 가하는 압축코일스프링(40)으로 이루어진다.

상술한 바와 구성된 본 실시예에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중앙제어장치에서는 엔진의 부하상태 및 각 입력센서에서 보내오는 데이터를 측정하여 모터부로 제어명령을 보내게 되며, 이에 따라 로터(16)가 회전가동되어 로터(16)와 연계된 핀틀샤프트(20)가 움직이게 되고, 상기 핀틀샤프트(20)에 장착된 접동브러시(30) 또한 움직이게 됨으로써, 접동브러시(30)와 가변저항플레이트(32)의 접촉위치가 달라지게 된다.

접동브러시(30)와 가변저항플레이트(32)의 접촉위치가 달라지면 이에 따라 가변저항플레이트(32)에서 출력되는 전압 또한 달라지게 되고, 중앙제어장치에서는 이와 같은 전압 변동치를 측정하여 밸브부의 실제 작동량을 파악하게 된다.

그리고, 밸브부의 실제 작동량을 통해서 핀틀헤드(22)의 정확한 위치를 파악함으로써 결과적으로 결과적으로 바이패스통로(5b)(도 1 참조)의 실제 개방면적을 정확히 알 수 있게 되는 것이다.

따라서, 중앙처리장치에서는 피드백 센싱수단에 의해 파악된 밸브부의 실제 작동량과 제어명령값에 의한 작동량을 비교하여 서로 다를 경우에는, 바이패스통로(5b)의 실제 개방면적이 초기에 판단한 최적의 개방면적과 다른 것으로 판단하여 이를 바로잡는 보정명령을 보내어 밸브부를 재차 작동시키게 된다.

그러므로, 본 실시예에 의하면 밸브부의 작동량이 엔진의 진동 등과 같은 여러 가지 요인에 의해 중앙제어장치에서 보낸 제어명령값과 정확하게 일치하지 않는 경우에 이러한 상황이 즉시 보정되어 바이패스통로(5b)의 개방면적이 차량의 주행조건에 부합하게 유지됨으로써 최적의 아이들링 상태를 유지하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 아이들콘트롤 밸브의 작동에 있어서, 접동브러시(30)가 핀틀샤프트(20)의 가이드돌기(201)에 자유회전 가능하게 끼워진 특성상, 상기 접동브러시(30)는 핀틀샤프트(20)와 함께 회전되지는 않으며, 길이방향으로만 이끌려서 이동하게 되며, 사각링 형태로 이루어진 특성상 가변저항플레이트(32)에 구비된 접촉라인과 안정된 접촉상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 탄성압박수단의 압축코일스프링(40)은 접동브러시(30)와 하우징(12)의 내벽사이에서 기본적으로 압축된 상태를 유지하게 되는데, 이에 따르면, 핀틀샤프트(20)의 직선이동에 있어서, 핀틀헤드(22)가 돌출되는 방향(도면상 왼쪽)으로 이동되는 경우에도 탄성압박수단의 압축코일스프링(40)이 확장되면서 접동브러시(30)를 핀틀샤프트(20) 측으로 압박하기 때문에 접동브러시(30)가 가이드돌기(201)로부터 이탈되지 않으며 핀틀샤프트(20)와 항시 밀착된 상태를 유지하게 된다.

도 1은 일반적인 차량의 아이들링 시스템의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 2는 종래기술에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 실시예에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 실시예에 따른 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브의 요부구조를 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 아이들콘트롤 밸브 12: 하우징

14: 스테이터 16: 로터

20: 핀틀샤프트 201: 가이드돌기

22: 핀틀헤드 30: 접동브러시

32: 가변저항플레이트 40: 압축코일스프링

Claims (5)

1. 하우징과, 상기 하우징의 내부에 삽입되어 전류의 인가시 회전자계가 형성되도록 하는 복수의 스테이터와, 상기 스테이터의 내측에 개재되어 회전작동되는 로터를 포함하여 이루어지며, 중앙제어장치의 제어신호에 의해 작동되는 모터부;

   상기 로터와 스크류결합되어 상기 로터의 회전에 의해 길이방향으로 직선왕복이동하는 핀틀샤프트와, 핀틀샤프트의 선단에 구비되어 변위됨으로써 바이패스통로의 개방정도를 조절하는 핀틀헤드를 포함하여 이루어지는 밸브부;

   상기 밸브부의 실제 작동량을 측정하여 중앙제어장치에 전달함으로써, 각종 입력센서로부터 전달받은 데이터에 의해 상기 중앙제어장치에서 생성된 제어명령값과 밸브부의 실제 작동량과의 차이를 보정토록 하는 피드백 센싱수단으로서, 상기 핀틀샤프트의 일측 선단에 배치되며 핀틀샤프트에 이끌려 핀틀샤프트 함께 이동되는 접동브러시와, 상기 하우징내에 핀틀샤프트의 이동방향을 따라 배치되어 상기 접동브러시와 가변접촉되는 접촉라인이 갖추어진 가변저항플레이트를 포함하여 구성됨으로써 상기 접동브러시와 가변저항플레이트의 접촉위치 변동에 따라 발생전압을 달리하는 포텐션미터;

   를 포함하는 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 핀틀샤프트는 그 선단에 가이드돌기가 형성된 구조로 이루어지고,

   상기 접동브러시는 사각링 형태이며 상기 가이드돌기에 자유회전 가능하게 끼워져서, 상기 가변저항플레이트의 접촉라인과 안정적인 접촉이 가능하고, 핀틀샤프트에 이끌려 이동하도록 구성되는 것

   을 특징으로 하는 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브.
4. 제3항에 있어서,

   상기 접동브러시를 상기 핀틀샤프트 측으로 탄성압박함으로써 상기 접동브러시가 핀틀샤프트와 상시 접하도록 하는 탄성압박수단

   을 포함하는 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브.
5. 제4항에 있어서,

   상기 탄성압박수단은

   하우징내에 구비되어 그 일단이 상기 접동브러시에 접하고 타단이 하우징의 내벽에 의해 지지됨으로써 상기 접동브러시 측으로 팽창압력을 가하는 압축코일스프링

   을 포함하는 직선왕복동형 아이들콘트롤 밸브.

Images