KR101801281B1 - 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101801281B1
KR101801281B1 KR1020150185618A KR20150185618A KR101801281B1 KR 101801281 B1 KR101801281 B1 KR 101801281B1 KR 1020150185618 A KR1020150185618 A KR 1020150185618A KR 20150185618 A KR20150185618 A KR 20150185618A KR 101801281 B1 KR101801281 B1 KR 101801281B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flap valve
cycles
actuator
final position
stored
Prior art date
Application number
KR1020150185618A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170002268A (ko
Inventor
안드레아 젠틸레
슈테판 하인리히
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Publication of KR20170002268A publication Critical patent/KR20170002268A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101801281B1 publication Critical patent/KR101801281B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00664—Construction or arrangement of damper doors
    • B60H1/00671—Damper doors moved by rotation; Grilles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835—Damper doors, e.g. position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00871—Air directing means, e.g. blades in an air outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00978—Control systems or circuits characterised by failure of detection or safety means; Diagnostic methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H2001/00635—Air-tight sealing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2271—Heat exchangers, burners, ignition devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35285—Plausibility check for data, within permissible range
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41059—Play in gear, screw backlash, lost motion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41099—Calibration by going to two extremes, limits, counting pulses, storing values
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42216—Changing position range, stroke, between closed and fully open
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45006—Valves
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49182—Tapping, overshoot after reversal, elasticity compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법에서는 각각의 플랩 밸브를 위해서 탄성 보정 계수 및/또는 기어 보정 계수 그리고 플랩 밸브 최종 위치가 결정되어 액추에이터 내부에 저장되며, 사전에 결정 가능한 사이클 개수가 후속하는 유효 사이클 뒤에 배치되고, 액추에이터 내에서의 사이클 개수가 계수되며, 실제 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수와 비교된다. 실제 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수보다 크면, 현재의 플랩 밸브 최종 위치를 검출하기 위한 보정 사이클이 실시되며, 새로이 검출된 플랩 밸브 최종 위치가 타당성에 대하여 검사되고, 타당성 검사의 결과가 긍정적인 경우에는 상기 새로이 검출된 플랩 밸브 최종 위치가 액추에이터 내부에 저장되며, 타당성 검사의 결과가 부정적인 경우에는 에러 메시지가 출력되어 플랩 밸브가 비상 상황 위치로 이동된다. 현재의 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수보다 작거나 같으면, 저장된 플랩 밸브 최종 위치가 제어 장치로부터 전달된다.

Description

자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법{METHOD FOR CONTROLLING FLAP IN MOTOR VEHICLE AIR CONDITIONER}
본 발명은 플랩 밸브, 특히 자동차 공기 조절 장치의 환기 시스템 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 플랩 밸브는 용적에 대한 공기 흐름 및 유동 방향을 공기 조절 장치 내에서의 기하학적 구조 및 위치에 의해서 조절 또는 방향 전환하는 환기 시스템 내 조절 부재이다. 플랩 밸브가 폐쇄되면, 유동 경로가 차단된다. 유동 경로를 가급적 완전하게 폐쇄하기 위하여 밀봉부 또는 밀봉 재료가 사용되는 경우가 많다. 플랩 밸브는 조절 부재로서 조절 구동부를 구비하며, 이 조절 구동부는 상황에 따라 부품 내부에 통합된다. 플랩 밸브 구동부는 액추에이터로서도 명명된다.
선행 기술에는, 배기 시스템 내 플랩 밸브가 프로그래밍에 의해서 어드레스를 획득하는 BUS-액추에이터로서도 구현되었다는 사실이 공지되어 있다. 또한, 경우에 따라서는 플랩 밸브의 장치 특유의 몇몇 추가 파라미터가 제어- 및 조절 시스템 내부에 저장될 수 있다는 사실도 공지되어 있다.
독일 공개 특허 출원서 DE 43 24 912 A1호에는, 특히 자동차 내 가열-, 환기- 또는 공기 조절 플랩 밸브를 위한 조절 구동부가 개시되어 있으며, 이 조절 구동부는 탄성 중합체 버퍼(buffer)를 구비한다. 이로써, 조절 동작시에 부정확성이 보상된다.
하지만, 이와 같은 접근 방식에서의 단점은, 다양한 제조자에 의해서 제조된 소자들이 상이한 허용 오차를 갖고, 사용되는 재료들이 상이한 탄성을 갖는다는 것이다. 자동차 공기 조절 설비에서 구조적인 형상으로 인해 야기되는 액추에이터의 허용 오차와 관련해서, 종래의 제어 장치 내에는 정보들이 전혀 저장되어 있지 않다. 따라서, 액추에이터 및 자동차 공기 조절 시스템의 시스템 관련 허용 오차는 보상될 수가 없다. 이와 같은 상황은 특히 상이한 제조자에 의해서 제조된 액추에이터들이 서로 조합된 경우에 단점이 되는데, 그 이유는 경우에 따라서는 원칙적으로 동일한 규정 위치들에서도 상기와 같은 상이한 소자들로부터 편차가 발생하는 경우가 있기 때문이다.
특히 선행 기술에 따른 시스템에서 어려운 점은, 자동차 공기 조절 설비에서의 허용 오차, 예를 들어 플랩 밸브 정지부(end stop)에서의 허용 오차가 보상될 수 없는 상황이다. 자동차 공기 조절 설비 내 플랩 밸브 스토퍼의 경우에, 일 최종 위치에서 완전히 개방되었거나 완전히 폐쇄된 상태에서는, 공기 조절 설비 하우징 또는 공기 조절 설비 플랩 밸브에 사용된 재료에 따라서 다른 최종 위치에 도달하게 된다. 이와 같은 상황은 적어도 소정 한계 안에서 탄성적이고 상이한 강도로 변형되는 재료에 대하여 가해지는 액추에이터의 압력에 의해서 야기된다. 다양한 제조자에 의해서 제조되는 상이한 재료들의 사용 이외에, 사용된 재료 자체의 탄성의 온도 의존성도 고려되어야만 한다. 따라서, 액추에이터의 작동시에 소자들의 탄성에 의해서 야기되는 변형이 지금까지는 전혀 고려되지 않았거나 전혀 보상되지 않았다는 사실이 단점이다.
지금까지 전혀 고려되지 않았거나 지나치게 적게 고려된 추가의 문제점은 액추에이터에서의 내부 허용 오차와 관련이 있다. 본원에서는, 예를 들어 조절 동작이 기계식으로 전달되는 경우의 백래시(back lash)가 언급될 수 있다. 특히 단점이 되는 상황은, 이와 같은 작용이 플랩 밸브 작동시 방향 전환할 때에 나타나는 경우이다. 이러한 효과도 선행 기술에 따른 시스템에서는 전혀 고려되지 않거나 보상되지 않는다.
본 발명의 과제는, 자동차 공기 조절 장치 내 다양한 액추에이터의 특이성이 불충분하게 고려된다는 전술된 단점들을 참작하는 플랩 밸브 제어 방법을 제공하는 데 있다. 특히 본 발명의 과제는, 시스템을 제어 및 조절할 때에 자동차 공기 조절 장치 내 전체 시스템의 탄성 및 액추에이터-플랩 밸브 시스템의 허용 오차를 고려하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 특허 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 방법에 의해서 해결된다. 개선 예들은 종속 특허 청구항들에 기재되어 있다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브 제어 방법에 의해서, 각각의 플랩 밸브를 위해 탄성 보정 계수 또는 기어 보정 계수 그리고 플랩 밸브 최종 위치가 결정되어 액추에이터 내부에 저장됨으로써 해결된다. 또한, 사전에 결정될 수 있는 연속하는 유효 사이클들의 사이클 개수가 저장되고, 현재의 사이클 개수가 액추에이터 내에서 계수된다. 스타트 과정이란, 자동차 공기 조절 장치로서 형성된 경우에는 자동차의 스타트 과정으로서 이해되며, 다른 형성 예에서는 유효 사이클의 의미에서 플랩 밸브의 이용을 개시하는 사건들로 이해된다.
그 다음에 이어서 현재의 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수와 비교되고, 현재의 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수보다 큰 경우에는, 현재의 플랩 밸브 최종 위치를 검출하기 위하여 보정 사이클이 실시되고, 새로이 검출된 플랩 밸브 최종 위치들의 타당성에 대하여 검사되며, 타당성에 대한 검사 결과가 긍정적인 경우에는 새로이 검출된 플랩 밸브 최종 위치들이 액추에이터 내부에 저장된다. 타당성에 대한 검사 결과가 부정적인 경우에는, 에러 메시지가 출력되고, 플랩 밸브들이 비상 상황 위치로 이동된다. 현재의 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수보다 작거나 같으면, 저장된 플랩 밸브 최종 위치들이 제어 장치로부터 전달된다.
본 발명의 바람직한 일 개선 예에 따라, 탄성 보정 계수 및 기어 보정 계수는 하나의 공통된 고유한 플랩 밸브 보정 계수로 통합되어 액추에이터 내부에 저장되며, 이 경우 현재의 온도는 보정 계수를 적용할 때에 각각 함께 고려된다.
자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법으로서 형성된 경우에는, 점화 과정 또는 자동차 스타트 과정의 개수가 사이클 개수로서 선택된다.
바람직하게, 플랩 밸브 최종 위치는 액추에이터 내부에 저장된다. 특히 플랩 밸브 최종 위치는 액추에이터의 EEPROM 내부에 저장된다.
바람직하게, 플랩 밸브 최종 위치에 도달한 경우에는 플랩 밸브의 동작이 중지되고, 플랩 밸브 위치는 활성화된 상태를 유지하며, 플랩 밸브는 하중을 받지 않는 최종 위치로 되돌아간다.
플랩 밸브의 운동 방향이 변경되는 경우에는 바람직하게 하중 경감 보상이 실시된다.
또 다른 바람직한 사실은, 플랩 밸브의 운동 방향이 변경되는 경우에 운동 방향 반전 보상이 실시되는 것이다.
컨셉에 따르면, 선행 기술의 단점들은 제안된 방법에 의해서 극복된다. 본 발명에 따른 방법에 의해서는, 탄성 및 백래시와 같은 시스템 관련 파라미터들이 액추에이터 내부에 또는 제어- 혹은 조절 시스템 내부에 저장된다. 이 목적을 위해서는, 액추에이터가 반드시 내부 제어 유닛을 구비할 필요가 있다.
상기와 같은 상황은 제어- 및 조절 시스템 내부에 있는 자기 학습 액추에이터에 의해서 도달되며, 이 액추에이터 내부에는 관련 파라미터들이 추후에 저장된다. 이 경우에는 사용된 액추에이터 및 사용된 공기 조절 시스템 고유의 보정 계수들이 결정된다. 이 보정 계수들은 어드레싱 할 때에 액추에이터 내부에 혹은 제어 장치 내부에 저장되고 추후 트리거링의 경우에 액추에이터 내부에서 함께 고려된다.
이와 같은 접근 방식은, 선행 기술에 따른 시스템에 의해서 전술된 문제점들을 해결하기 위하여, 파라미터의 저장 이외에 또한 제어 방법의 진행을 위해서 변경된 작동 알고리즘도 필요로 한다.
제안된 방법에 의해서는, 선행 기술에 비해 다양한 장점들이 얻어진다. 우선, 설비와 관련된 허용 오차가 더 양호하게 보상된다는 것을 예로 들 수 있다. 또한, 플랩 밸브의 에러 위치 설정이 줄어들고, 플랩 밸브 또는 사용된 시스템의 고유 파라미터가 고려됨으로써 최종 정지 상태에 있는 다양한 액추에이터에 의해서도 플랩 밸브의 정확하고도 동일한 위치 설정이 가능해진다.
그 결과, 상기와 같은 접근 방식에 의해 보정 비용이 줄어들게 되고, 이로써 감소 된 이동 소음 및 에너지 절약에 의하여 곧바로 안락감의 개선이 이루어진다는 사실도 바람직하다 할 수 있다.
또한, 매우 특별한 경제적인 장점은, 상이한 제조자에 의해서 제조된 액추에이터를 동일한 공기 조절 시스템에 사용하는 것이 제어 장치와 관련된 추가의 적응 없이도 가능해진다는 것인데, 그 이유는 고유의 보정 계수들이 제어 시스템 내부에 저장됨으로써 자동차 공기 조절 장치를 제어할 때에 고려되기 때문이다.
제안된 방법에 의해서는, 선행 기술에 비해 다양한 장점들이 얻어진다. 우선, 설비와 관련된 허용 오차가 더 양호하게 보상된다는 것을 예로 들 수 있다. 또한, 플랩 밸브의 에러 위치 설정이 줄어들고, 플랩 밸브 또는 사용된 시스템의 고유 파라미터가 고려됨으로써 최종 정지 상태에 있는 다양한 액추에이터에 의해서도 플랩 밸브의 정확하고도 동일한 위치 설정이 가능해진다.
그 결과, 상기와 같은 접근 방식에 의해 보정 비용이 줄어들게 되고, 이로써 감소 된 이동 소음 및 에너지 절약에 의하여 곧바로 안락감의 개선이 이루어진다는 사실도 바람직하다 할 수 있다.
또한, 매우 특별한 경제적인 장점은, 상이한 제조자에 의해서 제조된 액추에이터를 동일한 공기 조절 시스템에 사용하는 것이 제어 장치와 관련된 추가의 적응 없이도 가능해진다는 것인데, 그 이유는 고유의 보정 계수들이 제어 시스템 내부에 저장됨으로써 자동차 공기 조절 장치를 제어할 때에 고려되기 때문이다.
본 발명에 따른 실시 예들의 세부 사항, 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조하는 실시 예들에 대한 이하의 설명으로부터 드러난다. 도면 설명:
도 1a 및 도 1b는 플랩 밸브 정지부에 있는 플랩 밸브를 도시한 개략도이고,
도 2a 및 도 2b는 플랩 밸브 지연각을 도시한 개략도이며,
도 3a 및 도 3b는 백래시를 도시한 개략도이고,
도 4a 및 도 4b는 이동 거리에 대한 다이어그램이며,
도 5는 보정 계수 플랩 밸브 최종 위치를 위한 프로그램 흐름도이고,
도 6은 허용 오차 보상을 위한 프로그램 흐름도이며, 그리고
도 7은 온도 보정을 위한 프로그램 흐름도이다.
도 1a 및 도 1b에는, 관련 플랩 밸브 구동부(2)를 구비하는 플랩 밸브(1)의 플랩 밸브 정지부(3)가 두 가지 가능한 변형 예로 개략적으로 도시되어 있다. 플랩 밸브(1) 자체의 더 높은 탄성, 플랩 밸브 정지부(3)의 더 높은 탄성 또는 이들 2개 소자의 더 높은 탄성으로부터 나타나는 공기 조절 시스템의 더 높은 탄성에서는, 플랩 밸브 동작이 도 1a에 따른 이상적인 이동 거리에 비해 도 1b에 따른 더 큰 이동 거리를 갖는다. 액추에이터 측에서 액크(acknowledge) 된 최종 위치는 사용된 재료 또는 재료 조합에 따라서 차이가 나며, 이러한 효과는 일반적으로 보상되지 않는다. 경우에 따라 액추에이터는 설정된 최종 위치에 서있지 않고, 오히려 탄성 복원된다. 이와 같은 효과는 사용된 플라스틱 재료의 특성에 의해서 야기되며, 결과적으로 도달된 플랩 밸브의 최종 위치는 다양한 계수에 의존한다는 사실을 알 수 있다.
도 2a 및 도 2b에는 상기 상황이 지연각(4)을 이용해서, 본 경우에는 플랩 밸브 조정각을 이용해서 개략적으로 도시되어 있다. 도 2a에는 도면 부호 3.1을 갖는 플랩 밸브 최종 위치 0%와 도면 부호 3.2를 갖는 플랩 밸브 최종 위치 100% 사이에서 플랩 밸브(1)의 이상적인 이동 거리가 이상적인 지연각(4)으로서 도시되어 있다.
플랩 밸브(1)의 이상적인 이동 거리에 상응하는 이상적인 지연각(4)은 도 2a에 도시되어 있고, 조절 단계에서 수량화된다. 도 2b에서는 이동 거리의 실제 경우가 도 2a에 따른 이상적인 경우와 개략적으로 비교된다. 플랩 밸브(1)는 이상적인 경우에 플랩 밸브 최종 위치 0%(3.1)에서 정지하지만 플랩 밸브(1)의 탄력적인 특성으로 인해 변형되며, 그 결과 플랩 밸브 스토퍼의 양측에서 이상적인 지연각과 실제 지연각 사이에 각도 차(5.1과 5.2)가 생성된다. 이와 같은 각도 차(5.1과 5.2)는 시스템의 플랩 밸브(1)의 탄력적인 특성에 의존하고, 경우에 따라서는 플랩 밸브 최종 스토퍼(3.1)의 탄력적인 특성에 의존한다. 도 면 부호 3.1을 갖는 플랩 밸브 최종 위치 0%와 유사하게, 도면 부호 3.2를 갖는 플랩 밸브 최종 위치 100%에서의 고유 상황에 따라 재차 각도 차가 이루어지며, 이 각도 차는 각도 차(5.2)로 표기되고, 실제 지연각을 측정할 때에 누계 방식으로(cumulatively) 고려될 수 있다. 플랩 밸브(1) 및 공기 조절 시스템 그리고 플랩 밸브 최종 위치(3.1 및 3.2)의 탄성은 결과적으로 이상적인 지연각(4)에 비해 더 큰 실제 지연각을 야기한다.
도 3a에는 이상적인 톱니 래크 기어가 그리고 도 3b에는 백래시(back lash)를 갖는 실제 톱니 래크 기어가 도시되어 있다.
도 3b에서는 톱니(6)가 구동되고, 운동 방향(8)으로 측면에 의해 톱니(7.1)에 접하며, 이 톱니를 운동 방향(8)으로 이동시킨다.
톱니(6)의 다른 톱니 측면은 이웃하는 톱니(7.2)에 대하여 간격을 가지며, 이 간격은 백래시(10)로서 명명된다. 이 백래시(10)는, 톱니(6)의 다른 측면이 톱니(7.2)에 접하고, 톱니(6)의 운동이 운동 방향(9)으로 톱니(7.2)로 전달될 수 있기 전에, 상기 톱니(6)가 운동 방향(8)으로부터 운동 방향(9)으로 운동 방향을 반전하는 경우에 먼저 극복되어야만 한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 백래시가 없는 이상적인 기어의 경우에는, 구동된 톱니(6)에서 운동 방향(8)으로부터 운동 방향(9)으로 방향 반전이 이루어지는 경우에 곧바로 구동된 소자들의 운동이 결과적으로 야기된다.
하지만, 플랩 밸브 또는 일반적으로 도 2b에 따른 조절 부재가 제어시에 각도 차(5.1과 5.2)를 고려하지 않고서 이동되는 경우에는, 공기 조절 플랩 밸브의 위치 편차가 결과적으로 야기되며, 이와 같은 위치 편차는 허위의 공기 유동을 유도한다. 현재 사용되고 있는 다단 기어에서는, 이와 같은 효과가 각각의 단에 따라서 점차 강화된다. 다양한 제조자에 의해서 제조된 각각의 액추에이터가 상이하게 사용된 재료 및 제조 방법 그리고 다양한 변속비로 인해 다른 백래시를 갖는 상황이 발생함으로써, 결과적으로 공기 조절 플랩 밸브의 위치는 트리거링이 동일한 경우에도 서로 달라진다. 이와 같은 상황은 상이한 제조자에 의해서 제조된 플랩 밸브를 사용할 때에 문제점을 유발시키며, 이러한 문제점은 플랩 밸브의 공급자가 교체될 때에 그리고 다른 구조 방식의 플랩 밸브를 사용해서 시스템을 수선할 때에 발생할 수 있다.
상기와 같은 특성은 다양한 기어 형태에서 유사하게 나타날 수 있는데, 그 이유는 톱니 래크 이외에 톱니 휠 또는 기어 내에서 사용되는 다른 변속 수단들도 이와 같은 백래시의 문제점에 의해서 영향을 받기 때문이다.
도 4a 및 도 4b에는 백래시를 가시화하고 수량화하기 위한 회로도가 도시되어 있다. 도 4a에는 백래시를 고려하지 않은 이상적인 이동 거리 및 탄성이 도시되어 있으며, 도 4b에는 백래시가 보상되지 않은 실제 이동 거리가 도시되어 있다.
도 4a에는 예를 들어 플랩 밸브 개방을 퍼센트로 나타낸 종 좌표 상의 이상적인 이동 거리가 횡 좌표 상의 조절 단계의 개수에 대하여 도시되어 있다. 임의의 플랩 밸브 위치에서는 이동 방향이 전환될 수 있다는 내용이 도시되어 있는데, 예를 들면 0%에서 50%로 그리고 그 다음에는 재차 0%로 전환될 수 있다. 이상적인 경우에는 그 다음에 플랩 밸브가 재차 정확하게 마지막에 출발 위치를 취했다. 플랩 밸브 최종 위치 0%(3.1) 및 플랩 밸브 최종 위치 100%(3.2)는 정확하게 할당할 수 있는 개수의 조절 단계에서 두 가지 방향으로 도달될 수 있다.
하지만, 도 4b에 따른 실제에서는 상기와 같은 상황이 액추에이터 내에서의 백래시에 의해 또는 액추에이터와 공기 조절 플랩 밸브 간 연결부에서의 간극에 의해 위조된다. 플랩 밸브 위치의 이동 거리가 0% 내지 100%이고 이어서 방향 전환이 이루어지는 경우에는, 공기 조절 플랩 밸브의 운동이 다른 방향으로 이루어지기 전에 먼저 백래시가 극복되어야만 한다. 도 4b에서는 이와 같은 시점이 구간(BL1 및 BL2)에 해당한다. 하지만, 액추에이터가 이 시점에 이미 조절 운동을 시작하기 때문에, 내부에서도 이미 조절 단계들이 계수됨으로써, 결과적으로 플랩 밸브 위치가 동일한 경우에 상기 위치가 시작되는 방향에 따라서는 액크 된 단계의 개수가 실제 위치와 일치하지 않게 된다.
도 5에는 플랩 밸브 위치의 검출과 관련된 프로그램 흐름도가 도시되어 있다. 처리 단계 11은 점화의 스위치-온과 관련이 있으며, 그 다음에 처리 단계 12에서는 점화 과정의 개수가 제어 장치 내부에 저장된 사전에 결정 가능한 최소 사이클 개수보다 큰지의 여부가 검사된다. 최소 사이클 개수가 더 작다면, 처리 단계 13에서는 플랩 밸브 최종 위치들 사이에서 플랩 밸브를 교정하기 위한 교정 루틴이 실행된다. 처리 단계 14에서는 도달된 위치들이 어느 정도까지 실제로 도달 가능한 값일 수 있는지에 대한 타당성 검사가 실행된다. 검출된 값들이 타당성 검사의 기준에 상응하지 않으면, 에러가 출력되고, 플랩 밸브 비상 상황 위치가 취해진다. 타당성 검사의 기준에 도달된다면, 처리 단계 15에서 플랩 밸브 최종 위치들이 액추에이터 또는 제어 장치의 EEPROM 내부에 저장된다.
처리 단계 12에서 아직까지 최소 사이클 개수에 도달되지 않았다면, 플랩 밸브 최종 위치들이 처리 단계 17에서 EEPROM으로부터 전달되고 제어를 위해 사용된다. 플랩 밸브 제어 장치의 작업 모드는 처리 단계 19에 상응한다. 점화가 스위치-오프 되면, 처리 단계 20에서 검사가 이루어지고, 처리 단계 21에서는 제어 장치의 계수기가 사이클 개수와 관련해서 상응하게 올라가게(count up) 된다. 그 다음에 처리 단계 22에서 사이클이 종료된다.
도 6에는 정지 위치에서의 허용 오차 보상 및 특성과 관련된 프로그램 흐름도가 도시되어 있다. 처리 단계 19에 따른 작업 모드에서의 처리 시퀀스는 처리 단계 23에서의 정지 위치 도달에 대한 검사 과정을 포함한다. 이 검사가 긍정적인 결과에 도달한 경우에는, 처리 단계 24에 따라 플랩 밸브의 운동이 중지되고, 플랩 밸브 위치는 활성화된 상태를 유지하며, 액추에이터는 탄성을 보상하면서 사전에 규정된 위치로 되돌아간다. 처리 단계 23에서 플랩 밸브 최종 위치가 전혀 확인되지 않았다면, 운동 방향의 변경이 어느 정도까지 이루어졌는지에 대한 검사가 이루어진다. 이와 같은 내용은 처리 단계 25에서 검사된다. 방향 변경이 이루어졌다면, 처리 단계 26에서 제어시에 백래시 보상이 고려된다. 마지막으로, 플랩 밸브 최종 위치에 도달했는지에 대한 검사는, 시스템이 처리 단계 19에 따른 작업 모드에 있는 동안까지만 속행된다.
공기 조절 시스템이 상이한 온도 범위에서 동작을 해야만 하고, 플라스틱 부품들이 온도에 의존하는 탄성 특성을 지녀야만 하기 때문에, 보정 계수의 산출은 적응된 상태에서 이루어져야만 한다.
도 7은, 처리 단계 19 내부에 있는 정상 작동 모드에서, 처리 단계 27에서 사전에 규정될 수 있는 복원 시간이 만료되었는지의 여부에 대하여 검사하는 관련 방법을 보여준다. 이 경우에 해당한다면, 처리 단계 28에서 플래그(flag)가 세워지고, 이 플래그는 처리 단계 29에 따른 다음 상태 조회시에 제어 장치 측에서 전송된다. 그 다음에 처리 단계 30에서는, 제어 장치가 현재의 온도를 전송할 때까지 대기한다. 이 온도는 처리 단계 31에서 액추에이터 내부에 저장되고, 허용 오차 보상을 위해 사용된다.
요약해서 말하자면, 컨셉에 따라 변경된 알고리즘이 플랩 밸브 제어시에 정상 작동을 위해서 실시된다. 교정 주행은 사전에 결정된 개수의 점화 과정 후에 실시된다. 상응하는 파라미터의 표시에 따라 상기 개수는 조절될 수 있으며, 이로써 현재 존재하는 방법들이 줄어들 수 있다. 보정 사이클이 성공적으로 이루어진 후에는, 발견된 최종 위치들이 저장되고, 다음 점화 과정에서는 새로운 교정 주행 없이도 이용될 수 있다. 보정 사이클이 성공적으로 이루어진 후에는, 발견된 최종 위치들이 타당성에 대하여 검사된다. 이 검사가 부정적인 결과를 나타내면, 액추에이터는 프로그래밍 가능한 비상 상황 위치로 이동된다. 또한, 상응하는 에러 메시지가 마스터-제어 장치로 발송된다. 점화가 스위치-오프 된 후에는, 다음 교정 주행까지의 점화 과정의 개수를 기록하기 위하여 계수기가 올라가게 된다.
또한, 변경된 알고리즘은 최종 정지 혹은 방향 전환의 경우를 위해서 실행된다. 정지 상태가 인식되면, 액추에이터가 먼저 상기 위치에 고정되고, 그 다음에 그에 상응하게 사전에 결정되고 프로그래밍 된 보정 계수들이 규정된 최종 위치로 이동된다. 이로써, 플랩 밸브의 최종 위치가 사용된 액추에이터 또는 공기 조절 플랩 밸브의 재료와 무관하게 항상 동일하다는 사실이 보증된다. 방향 전환시에는 먼저 액추에이터의 백래시의 보상 그리고 액추에이터와 공기 조절 플랩 밸브 사이에 있는 인터페이스에서의 간극의 보상이 마찬가지로 사전에 결정된 보정 계수들에 의해서 이루어진다. 그 다음에 이어서, 플랩 밸브의 위치 설정이 지시된 단계 개수로 인해, 이 위치가 시작되는 방향과 무관하게 항상 동일하도록 액추에이터가 이동된다.
1: 플랩 밸브
2: 플랩 밸브 구동부
3: 플랩 밸브 스토퍼
3.1: 플랩 밸브 최종 위치 0%
3.2: 플랩 밸브 최종 위치 100%
4: 지연각
5.1: 0%에서의 각도 차이
5.2: 100%에서의 각도 차이
6: 톱니
7.1: 톱니
7.2: 톱니
8: 운동 방향
9: 운동 방향
10: 기어 간극
11: - 31개의 방법 단계
BL1: 구간
BL2: 구간

Claims (7)

  1. 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법으로서,
    - 각각의 플랩 밸브를 위해서 탄성 보정 계수 또는 기어 보정 계수 그리고 플랩 밸브 최종 위치를 결정하여 액추에이터 내부에 저장하며, 사전에 결정 가능한 사이클 개수를 후속하는 유효 사이클 뒤에 배치하고, 액추에이터 내에서의 사이클 개수를 계수하며,
    - 실제 사이클 개수를 사전에 결정된 사이클 개수와 비교하며,
    - 실제 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수보다 크면, 현재의 플랩 밸브 최종 위치를 검출하기 위한 보정 사이클이 실시되며, 새로이 검출된 플랩 밸브 최종 위치가 타당성에 대하여 검사되고, 타당성이 긍정적인 경우에는 상기 새로이 검출된 플랩 밸브 최종 위치가 액추에이터 내부에 저장되며, 타당성이 부정적인 경우에는 에러 메시지가 출력되어 플랩 밸브가 비상 상황 위치로 이동하며,
    - 현재의 사이클 개수가 사전에 결정된 사이클 개수보다 작거나 같으면, 저장된 플랩 밸브 최종 위치가 제어 장치로부터 전달되는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    탄성 보정 계수 및 기어 보정 계수가 하나의 공통된 플랩 밸브 보정 계수로 통합되어 액추에이터 내부에 저장되며, 이때에는 현재의 온도가 각각 상기 보정 계수들을 적용할 때에 함께 고려되는 것을 특징으로 하는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    사이클 개수로서 점화 과정의 개수가 선택되는 것을 특징으로 하는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    플랩 밸브 최종 위치가 EEPROM 내부에 저장되는 것을 특징으로 하는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    플랩 밸브 최종 위치에 도달한 경우에는 플랩 밸브의 운동이 정지되고, 플랩 밸브 위치는 활성화된 상태를 유지하며, 플랩 밸브는 하중을 받지 않는 최종 위치로 되돌아가는 것을 특징으로 하는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    플랩 밸브의 운동 방향이 변경될 때에는 하중 경감 보상이 실행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    플랩 밸브의 운동 방향이 변경될 때에는 운동 방향 반전 보상이 실행되는 것을 특징으로 하는, 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법.
KR1020150185618A 2015-06-29 2015-12-24 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법 KR101801281B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015110400.8A DE102015110400B4 (de) 2015-06-29 2015-06-29 Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten
DE102015110400.8 2015-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170002268A KR20170002268A (ko) 2017-01-06
KR101801281B1 true KR101801281B1 (ko) 2017-11-27

Family

ID=57537382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150185618A KR101801281B1 (ko) 2015-06-29 2015-12-24 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101801281B1 (ko)
DE (1) DE102015110400B4 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111645484B (zh) * 2020-05-21 2021-09-14 泰铂（上海）环保科技股份有限公司 一种车用空调风门执行器自适应的控制方法
DE102020120241A1 (de) 2020-07-31 2022-02-03 Minebea Mitsumi Inc. Stellantrieb mit einem Elektromotor und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Stellantriebes
CN117387192B (zh) * 2023-11-23 2024-04-16 宜所(广东)智能科技有限公司 空调电子膨胀阀的控制方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3811088B2 (ja) 2001-04-19 2006-08-16 東芝機械株式会社 サーボ制御方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324912C2 (de) 1993-07-24 1995-11-16 Buehler Gmbh Nachf Geb Stellantrieb, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaklappen in Kraftfahrzeugen
DE10060687A1 (de) * 2000-12-07 2002-06-13 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Lamellen und/oder Klappen bei einer Fahrzeug-Klimaanlage
DE10305332B4 (de) * 2003-02-06 2008-07-03 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Verfahren zur Steuerung von Ventilklappen in Klimaregeleinrichtungen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3811088B2 (ja) 2001-04-19 2006-08-16 東芝機械株式会社 サーボ制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015110400B4 (de) 2019-02-21
DE102015110400A1 (de) 2016-12-29
KR20170002268A (ko) 2017-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101801281B1 (ko) 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법
US20070114956A1 (en) Vehicle-mounted drive control apparatus
US10794479B2 (en) Shift range control device
US8585012B2 (en) Method for controlling an actuator
JP6105868B2 (ja) 電動弁制御装置及び電動弁装置
CN111356868B (zh) 电动阀控制装置以及具备该电动阀控制装置的电动阀装置
JP2008542619A (ja) アクチュエータの制御方法
JP2002349215A (ja) 内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置
US20170246932A1 (en) Method of maintaining a position of an airflow-direction control element of a hvac system
JP6664730B2 (ja) 電動弁制御装置およびそれを備えた電動弁装置
EP2239443B1 (en) Throttle control system
CN110872998A (zh) 用于验证cvvd位置学习结果的方法以及用于验证cvvd位置学习结果的cvvd系统
JP2016205484A (ja) 電動弁および電動弁制御装置
CN116560292A (zh) 一种适应远程控制的电动执行机构智能控制方法
CN114584418B (zh) 基于机械限位的从控制器自动编址方法
WO2019172215A1 (ja) シフトレンジ制御装置
CN111645484B (zh) 一种车用空调风门执行器自适应的控制方法
KR102610009B1 (ko) 모터 제어 장치
JP4688924B2 (ja) 内燃機関のスロットル制御装置
US20210184613A1 (en) Shift range control device
KR20180081570A (ko) 자동차의 제어 장치의 작동 방법
JP6143948B2 (ja) 自動車における内燃機関のスロットルバルブの駆動ユニットを較正する方法および制御装置
JP7053101B2 (ja) 風量調整ダンパ機構の自己診断方法
JP2008291771A (ja) 位置制御装置
KR101117856B1 (ko) 자동차용 공기조화장치의 액츄에이터 오차 보정방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant