KR101438599B1 - 차량용 전자제어 스로틀 시스템 - Google Patents

차량용 전자제어 스로틀 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전자제어 스로틀 시스템은 전기적으로 발생되는 노이즈를 판별하기 위해서, 가속페달이 답입량을 감지하는 가속페달위치센서, 상기 가속페달위치센서의 답입량에 대응하여 움직이는 스로틀밸브, 상기 스로틀밸브의 움직인 양을 감지하는 스로틀위치센서, 및 상기 가속페달의 측정값변화율과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율을 상기 가속페달위치센서와 상기 스로틀위치센서로부터 연산하고, 상기 가속페달의 측정값변화율과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율의 차이가 제1설정된 값보다 크면 정상 신호에 외부 노이즈가 유입되었다고 에러코드 신호를 발생시키는 스로틀제어부를 포함한다.
따라서, 정상적인 시그널에 유입되는 외부적인 노이즈가 시스템 고장으로 판단되지 않음으로써 스로틀밸브가 보다 안정적으로 작동된다.
ETS, 가속페달위치센서, 스로틀위치센서, 스로틀모터, 스로틀밸브

Description

차량용 전자제어 스로틀 시스템{ELECTRIC THROTTLE SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 전자제어 스로틀 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기적으로 발생되는 노이즈에 대한 안정성이 개선된 전자제어 스로틀 시스템에 관한 것이다.
전자제어 스로틀 시스템이란, electric throttle system의 약자로 ETS라고 한다. 기존 엑셀레이터 페달과 스로틀밸브와의 기계적 연결구조(케이블)와 달리, 운전자의 가속의지 및 운전조건 등에 따라 엔진제어부(ECU)가 스로틀밸브를 구동시켜 흡입공기량을 제어한다.
ETS는 배선의 접촉이나 접점불량은 감소시킬 수 있으나 전자부품의 열적인 영향이나 예기치 않은 외란에 의해서 비상운전상태로 전환되거나 경고등이 점등되는 부작용이 발생한다.
본 발명의 목적은 전기적으로 발생되는 노이즈를 판별하여 안정적으로 작동되는 전자제어 스로틀 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자제어 스로틀 시스템은, 가속페달이 답입량을 감지하는 가속페달위치센서, 상기 가속페달위치센서의 답입량에 대응하여 움직이는 스로틀밸브, 상기 스로틀밸브의 움직인 양을 감지하는 스로틀위치센서, 및 상기 가속페달의 측정값변화율과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율을 상기 가속페달위치센서와 상기 스로틀위치센서로부터 연산하고, 상기 가속페달의 측정값변화율과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율의 차이가 제1설정된 값보다 크면 정상 신호에 외부 노이즈가 유입되었다고 에러코드 신호를 발생시키는 스로틀제어부를 포함한다.
상기 가속페달위치센서는, 메인가속페달위치센서 및 상기 메인가속페달위치센서의 고장을 검출하는 서브가속페달위치센서를 포함한다.
상기 스로틀위치센서는, 메인 스로틀위치센서 및 상기 메인 스로틀위치센서의 고장을 검출하는 서브 스로틀위치센서를 포함한다.
엔진 부하와 상기 가속페달위치센서의 신호에 따라서 상기 스로틀밸브의 개도량을 연산하고, 이 개산된 신호를 상기 스로틀제어부에 인가하는 엔진제어 부(100)를 더 포함하고, 상기 서브가속페달위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서는 상기 엔진제어부(100)에 의해서 제어되고, 상기 메인가속페달위치센서와 상기 메인 스로틀위치센서는 상기 엔진제어부(100)에 의해서 제어된다.
상기 스로틀제어부는, 상기 메인가속페달위치센서와 상기 서브가속페달위치센서에 감지된 상기 가속페달의 측정값변화율들의 제1차이값을 연산하는 단계, 상기 메인 스로틀위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서에 감지된 상기 스로틀밸브의 측정값변화율들의 제2차이값을 연산하는 단계, 상기 제1차이값 또는 상기 제2차이값이 설정된 범위 내에 있을 경우, 상기 메인 스로틀위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서에 감지된 상기 스로틀밸브의 위치수치들의 제3차이값을 연산하는 단계, 상기 제3차이값이 설정된 수치값보다 크면 제1에러값을 카운트업하고, 수치값 이하이면 제1에러값을 카운트다운 하는 단계, 및 상기 제1에러값이 설정된 값 이상이면 경고등을 점등하는 단계를 수행한다.
상기 제1차이값 또는 상기 제2차이값이 설정된 범위 밖에 있을 경우, 상기 스로틀제어부는, 상기 메인가속페달위치센서와 상기 메인 스로틀위치센서에서 각각 감지된 상기 가속페달과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율에 대한 제4차이값이 설정된 값 이내에 포함되는지 판단하는 단계, 상기 서브가속페달위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서에서 각각 감지된 상기 가속페달과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율에 대한 제5차이값이 설정된 값 이내에 포함되는지 판단하는 단계, 제1설정기간(예를 들어, 15.6 msec) 동안 상기 제4차이값 또는 상기 제5차이값이 설정된 범위 밖에 포함되는 경우, 정상 신호에 외부 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 단계, 노이 즈가 유입된 것으로 판단되는 경우, 제2에러값을 카운트업하는 단계, 및 상기 제2에러값을 저장하는 단계를 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자제어 스로틀 시스템에 의하면, 정상적인 시그널에 유입되는 외부적인 노이즈가 시스템 고장으로 판단되지 않음으로써 스로틀밸브가 보다 안정적으로 작동된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자제어 스로틀 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전자제어 스로틀 시스템은, 엔진제어부(100), 스로틀제어부(110), 스로틀어셈블리(120), 메인가속페달위치센서(150a, APS1), 및 서브가속페달위치센서(150b, APS2)를 포함한다.
여기서, 상기 스로틀어셈블리(120)는 스로틀모터(130), 스로틀밸브(140), 메인스로틀위치센서(160a, TPS1), 서브스로틀위치센서(160b, TPS2), 및 페일세이프모터(170)를 포함한다.
상기 엔진제어부(100)는 변속기제어부(TCU), 상기 서브가속페달위치센서(150b, APS2), 알피엠센서(미도시), 에어컨 작동센서(미도시)와 같은 각종 센서로부터 시그널을 입력받아, 엔진 부하와 가속의지 등을 판단한다.
그리고, 상기 엔진제어부(100)는 상기 스로틀밸브(140)의 목표 개도를 연산하여 상기 스로틀제어부(110)로 상기 스로틀밸브(140)의 개도값을 명령한다. 상기 스로틀제어부(110)는 상기 엔진제어부(100)로부터 목표 개도량을 입력받고, 상기 스로틀모터(130)에 설정된 전류를 공급한다.
상기 스로틀제어부(110)는 상기 스로틀모터(130)의 초기위치 학습값과 상기 스로틀위치센서(160a, 160b)에서 발생되는 전압을 감지하여 상기 스로틀모터(130)의 위치를 검출하여 상기 스로틀모터(130)에 전류를 공급한다.
가속페달위치센서(150a, 150b)는 가속페달의 눌러진 크기(답입량)를 감지하도록, 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1)와 상기 서브가속페달위치센서(150b, APS2)를 포함한다.
상기 서브가속페달위치센서(150b, APS2)는 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1)의 고장을 검출하고, 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1)가 상기 엔진제어부(100)와의 통신이 비정상으로 되는 경우, 상기 스로틀밸브(140)의 개도를 연산하도록 보정신호를 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1)에 인가한다.
스로틀위치센서(160a, 160b)는 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)와 상기 서브스로틀위치센서(160b, TPS2)를 포함한다.
상기 서브스로틀위치센서(160b, TPS2)는 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)의 고장을 검출하고, 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)가 고장인 경우, 보정신호를 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)에 인가한다.
상기 스로틀모터(130)는 3상 코일을 적용하여 정밀하게 구동되고, 상기 스로 틀제어부(110)로부터 작동전류를 입력받아 상기 스로틀밸브(140)를 구동한다.
상기 페일세이프모터(170)는 전자제어 스로틀 시스템(electric throttle system)에 결함이 발생했을 때, 상기 스로틀모터(130)가 구동되지 못하는 경우를 대비한다. 즉, 상기 스로틀모터(130)가 작동되지 않는 경우, 상기 페일세이프모터(170)가 작동되어 최소한의 주행이 가능하도록 한다.
한편, 전자제어 스로틀 시스템은 기존의 기계식 시스템과 비교하여 전자부품의 열적인 영향과 외부에서 유입되는 외란(노이즈)으로 인하여 경고등이 점등되거나 차량의 운행이 제한될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 정상적인 신호에 노이즈가 유입되었다는 것을 판단하여 경고등이 점등되거나 차량의 운행이 제한되는 문제점을 해소하며, 이에 대해서는 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자제어 스로틀 시스템의 제어 플로우 차트이다.
도 2를 참조하면, 제1단계(S100)에서, 각종 센서들로부터 시그널을 읽는다. 그리고, 제2단계(S105)에서, 차량이 시동온 상태인지를 판단한다. 상기 시동온 상태는 엔진이 가동되는 상태와 엔진이 가동되지 않는 상태를 포함한다.
제3단계(S110a)에서, 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1)에서 보내진 신호 및 상기 서브가속페달위치센서(150b, APS2)에서 보내진 신호를 분석하여 가속페달측정값변화율의 차이가 제1차이값(2%) 범위 내에 있는지 판단한다.
아울러, 제4단계(S110b)에서, 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)에서 보내진 신호 및 상기 서브스로틀위치센서(160b, TPS2)에서 보내진 신호를 분석하여 상기 스로틀밸브(140)의 측정값변화율의 차이가 제2차이값(2%) 범위 내에 있는지 판단한다.
상기 제3 또는 4단계(S110a, S110b)에서, 상기 제1,2차이값이 설정된 범위 내에 있으면, 제5단계(S145)를 수행한다.
상기 제5단계(S145)에서, 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)와 상기 서브스로틀위치센서(160b, TPS2)의 제3차이값을 계산하고, 상기 제3차이값이 설정된 범위(4.5%)를 벗어나면 제6단계(S150a)에서, 3을 카운트업하고, 상기 제3차이값이 설정된 범위 내에 있으면 제7단계(S150b)에서, 1을 카운트다운한다.
제8단계(S155)에서는 카운트한 수가 20을 넘으면, 제9단계(S160)에서 경고등을 점등하여 운전자로 하여금 스로틀 시스템의 고장조치를 받도록 한다.
상기 제3 또는 4단계(S110a, S110b)에서, 상기 제1,2차이값이 설정된 범위(2%) 밖에 있으면, 제10단계를 수행한다.
상기 제10단계(S115)는, 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1), 상기 서브가속페달위치센서(150b, APS2), 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1), 및 상기 서브스로틀위치센서(160b, TPS2)에 외부적인 노이즈(전기적, 물리적)가 유입된 것으로 판단한다.
제11단계(S120a)에서, 상기 메인가속페달위치센서(150a, APS1)와 상기 메인스로틀위치센서(160a, TPS1)에서 보내지 신호를 분석하여 가속페달의 측정값변화율과 스로틀밸브의 측정값변화율을 감지하고, 상기 변화율들의 제4차이값이 설정된 범위(2%) 밖에 있으면, 제13단계(S125)를 수행한다.
아울러, 제12단계(S120b)에서, 상기 서브가속페달위치센서(150b, APS2)와 상기 서브스로틀위치센서(160b, TPS2)에서 보내지 신호를 분석하여 가속페달의 측정값변화율과 스로틀밸브의 측정값변화율을 감지하고, 상기 변화율들의 제5차이값이 설정된 범위(2%) 밖에 있으면, 제13단계(S125)를 수행한다. 상기 제4,5차이값이 설정된 범위 내에 있으면, 상위 단계로 이동한다.
상기 제13단계(125)에서, 설정된 기간(15.6 msec) 동안 상기 제11 또는 12단계(S120a, S120b)에서 상기 제4,5차이값이 설정된 범위 밖에 있으면, 제14단계(130)에서 1을 카운트업하고, 제15단계(135)에서, 카운트 적산치가 2를 넘으면 스로틀 시스템에 에러가 발생했다는 것을 제16단계(S140)에서 저장한다. 상기 저장된 에러코드는 정비사가 참조하여 고장유무를 판단한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자제어 스로틀 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자제어 스로틀 시스템의 제어 플로우 차트이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 엔진제어부
110: 스로틀제어부
120: 스로틀어셈블리
130: 스로틀모터
140: 스로틀밸브
150a: 메인가속페달위치센서
150b: 서브가속페달위치센서
160a: 메인스로틀위치센서
160b: 서브스로틀위치센서
170: 페일세이프모터

Claims (6)

  1. 가속페달의 답입량을 감지하는 가속페달위치센서;
    상기 가속페달위치센서의 답입량에 대응하여 움직이는 스로틀밸브;
    상기 스로틀밸브가 움직인 양을 감지하는 스로틀위치센서; 및
    상기 가속페달의 측정값변화율과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율을 상기 가속페달위치센서와 상기 스로틀위치센서로부터 연산하고,
    상기 가속페달의 측정값변화율과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율의 차이가 제1설정된 값보다 크면 정상 신호에 외부 노이즈가 유입되었다고 에러코드 신호를 발생시키는 스로틀제어부; 를 포함하는 전자제어 스로틀 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가속페달위치센서는,
    메인가속페달위치센서; 및
    상기 메인가속페달위치센서의 고장을 검출하는 서브가속페달위치센서;
    를 포함하는 전자제어 스로틀 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 스로틀위치센서는,
    메인 스로틀위치센서; 및
    상기 메인 스로틀위치센서의 고장을 검출하는 서브 스로틀위치센서;
    를 포함하는 전자제어 스로틀 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    엔진 부하와 상기 가속페달위치센서의 신호에 따라서 상기 스로틀밸브의 개도량을 연산하고, 이 개산된 신호를 상기 스로틀제어부에 인가하는 엔진제어부를 더 포함하고,
    상기 서브가속페달위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서는 상기 엔진제어부에 의해서 제어되고,
    상기 메인가속페달위치센서와 상기 메인 스로틀위치센서는 상기 스로틀제어부에 의해서 제어되는 전자제어 스로틀 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 스로틀제어부는,
    상기 메인가속페달위치센서와 상기 서브가속페달위치센서에 감지된 상기 가속페달의 측정값변화율들의 제1차이값을 연산하는 단계;
    상기 메인 스로틀위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서에 감지된 상기 스로틀밸브의 측정값변화율들의 제2차이값을 연산하는 단계;
    상기 제1차이값 또는 상기 제2차이값이 설정된 범위 내에 있을 경우, 상기 메인 스로틀위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서에 감지된 상기 스로틀밸브의 위치수치들의 제3차이값을 연산하는 단계;
    상기 제3차이값이 설정된 수치값보다 크면 제1에러값을 카운트업하고, 수치값 이하이면 제1에러값을 카운트다운 하는 단계; 및
    상기 제1에러값이 설정된 값 이상이면 경고등을 점등하는 단계;
    를 수행하는 전자제어 스로틀 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1차이값 또는 상기 제2차이값이 설정된 범위 밖에 있을 경우,
    상기 스로틀제어부는,
    상기 메인가속페달위치센서와 상기 메인 스로틀위치센서에서 각각 감지된 상기 가속페달과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율에 대한 제4차이값이 설정된 값 이내에 포함되는지 판단하는 단계;
    상기 서브가속페달위치센서와 상기 서브 스로틀위치센서에서 각각 감지된 상기 가속페달과 상기 스로틀밸브의 측정값변화율에 대한 제5차이값이 설정된 값 이내에 포함되는지 판단하는 단계;
    제1설정기간(예를 들어, 15.6 msec) 동안 상기 제4차이값 또는 상기 제5차이값이 설정된 범위 밖에 포함되는 경우, 정상 신호에 외부 노이즈가 유입된 것으로 판단하는 단계;
    노이즈가 유입된 것으로 판단되는 경우, 제2에러값을 카운트업하는 단계; 및
    상기 제2에러값을 저장하는 단계;
    를 수행하는 전자제어 스로틀 시스템.
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