KR102597290B1 - 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법 - Google Patents

자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은, 자동차에 탑재되는 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 상기 밸브 부재를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서의 제1센싱 정보를 획득하는 단계, 상기 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제2센싱 정보를 획득하는 단계 및 상기 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제1기준 정보, 상기 제1센싱 정보 및 상기 제2센싱 정보에 기초하여 상기 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATION OF VALVE MEMBER IN AUTOMOBILE}
본원은 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
배기가스 및 연비규제 강화로 자동차 엔진은 이산화탄소와 더불어 질소산화물을 줄이기 위해 배기가스재순환장치의 성능향상, 매연저감장치, 질소산화물 저감장치, 희박질소촉매장치 등 배기가스저감장치를 추가하고 엔진배기량을 낮추는 다운 사이징이 적용되는 추세이다.
한편, 가변 밸브 제어시스템은 배출가스 저감효과는 물론 엔진 출력향상 및 연비개선 효과가 뛰어나지만 비용의 증가로 인해 적용이 제한되어 왔지만 배출가스 및 연비규제가 강화되면서 대부분의 차에 적용될 만큼 일반화되고 있는 추세이다.
일반적으로 자동차 엔진은 흡입-압축-폭발-배기라는 연소사이클로 작동하는데 이렇게 엔진 내부로 연료와 공기를 넣어주고 연소가스를 엔진 밖으로 배출시켜 주는 장치가 흡기 및 배기밸브이며, 이렇게 밸브를 열고 닫아주는 기구를 캠샤프트(Cam Shaft)라 하는데 캠의 형상은 엔진속도와 출력, 토크, 연비 등에 따라 결정되므로, 특정한 구간에서는 최적의 효율을 가지지만 또 다른 영역에서는 효율이 떨어질 수밖에 없으며, 이와 관련하여 가변 밸브 제어시스템은 이러한 캠의 형상이나 흡기 및 배기밸브의 열림 또는 닫힘 시기(밸브타이밍), 밸브의 열림량(밸브리프트) 등을 변화시켜 출력 및 연비향상을 도모하고 배출가스를 줄여주는 시스템에 해당한다.
가변 밸브 제어시스템은 크게 밸브타이밍을 제어해 주는 가변 밸브타이밍(VVT 또는 CVVT) 시스템과 밸브의 열림량(밸브리프트)을 제어하는 가변 밸브리프트(VVL 또는 CVVL), 밸브 작동각을 제어하는 가변 밸브작동각(VVA) 시스템으로 구분된다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-0756854호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차용 밸브 부재의 개방 제어 또는 폐쇄 제어에 따른 유체 유동 흐름을 모니터링하여 밸브 부재의 상태를 평가하고, 이를 기초로 밸브 부재에 대한 교정을 수행할 수 있는 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은, 자동차에 탑재되는 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 상기 밸브 부재를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서의 제1센싱 정보를 획득하는 단계, 상기 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제2센싱 정보를 획득하는 단계 및 상기 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제1기준 정보, 상기 제1센싱 정보 및 상기 제2센싱 정보에 기초하여 상기 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1시간은 상기 제1센싱 정보와 상기 제1기준 정보의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 미만이 되도록 결정될 수 있다.
또한, 상기 개방 제어 신호는 상기 밸브 부재의 개방각 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2시간은 상기 제2센싱 정보와 상기 개방각 정보에 따라 결정되는 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 미만이 되도록 결정될 수 있다.
또한, 상기 교정 정보를 생성하는 단계는, 상기 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차를 기초로 하여 상기 제2센싱 정보가 상기 목표 유량에 부합하도록 하는 교정 개방각 정보를 연산할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은, 상기 제1시간이 미리 설정된 임계 시간을 초과하도록 조정되면, 상기 밸브 부재에 대한 세척 알림 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은, 상기 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 제1허용 오차를 초과하면, 상기 밸브 부재에 대한 교체 알림 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은, 상기 밸브 부재에 대하여 폐쇄 제어 신호가 인가된 폐쇄 시점으로부터 제3시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제3센싱 정보를 획득하는 단계, 상기 폐쇄 시점으로부터 상기 제3시간보다 큰 제4시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제4센싱 정보를 획득하는 단계 및 상기 폐쇄 제어 신호가 인가되기 전의 제2기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제2기준 정보, 상기 제3센싱 정보 및 상기 제4센싱 정보에 기초하여 상기 폐쇄 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은, 상기 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보와 상기 폐쇄 제어 신호에 포함된 폐쇄각 정보가 상호 대응되되, 상기 제1센싱 정보와 상기 제2센싱 정보의 편차 및 상기 제3센싱 정보와 상기 제4센싱 정보의 편차 간의 차이가 미리 설정된 제2허용 오차를 초과하면, 상기 밸브 부재에 대한 교체 알림 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템은, 자동차에 탑재되는 밸브 부재를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치되는 플로우 센서, 상기 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호를 전송하는 제어 모듈 및 상기 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제1센싱 정보를 획득하고, 상기 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제2센싱 정보를 획득하고, 상기 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제1기준 정보, 상기 제1센싱 정보 및 상기 제2센싱 정보에 기초하여 상기 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 교정 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 교정 모듈은, 상기 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차를 기초로 하여 상기 제2센싱 정보가 상기 목표 유량에 부합하도록 하는 교정 개방각 정보를 연산할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 자동차용 밸브 부재의 개방 제어 또는 폐쇄 제어에 따른 유체 유동 흐름을 모니터링하여 밸브 부재의 상태를 평가하고, 이를 기초로 밸브 부재에 대한 교정을 수행할 수 있는 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 개방 제어 신호 인가 후 플로우 센서의 센싱 정보의 시계열 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템의 교정 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본원의 제1실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 5는 본원의 제2실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템(10)은 교정 모듈(100), 밸브 부재(200), 플로우 센서(300), 제어 모듈(400) 및 사용자 단말(500)을 포함할 수 있다.
교정 모듈(100), 밸브 부재(200), 플로우 센서(300), 제어 모듈(400) 및 사용자 단말(500) 상호간은 네트워크(20)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(20)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(20)의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
사용자 단말(500)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치일 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(500)은 밸브 부재(200)가 구비되는 차량에 대하여 지정된 관리자, 운전자, 소유주 등이 보유한 단말일 수 있다.
다른 예로, 본원에서 개시하는 사용자 단말(500)은 차량 탑재 단말(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 차량 탑재 단말(미도시)은 구체적으로 블랙박스 단말, 내비게이션 모듈, 하이패스 모듈 또는 커넥티드 카 모빌리티 서비스 모듈 등 운전자 보험에 가입한 가입자의 차량에 탑재되어, 주행 차량의 운행 정보를 수집할 수 있는 각종 디바이스를 폭넓게 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
특히, 커넥티드 카 모빌리티 서비스 모듈은 예시적으로 블루링크, UVO 등 원격 시동 서비스, 원격 공조기 제어 서비스 등을 제공하기 위하여 차량 내부에 탑재되며 다른 차량이나 교통 및 통신 인프라, 보행자 단말 등과 실시간으로 통신하며 운전자의 편의와 교통 안전을 돕는 단말을 의미할 수 있다.
플로우 센서(300)는 자동차에 탑재되는 밸브 부재(200)의 개폐에 따라 흐름이 조정(예를 들면, 유량, 유동 속도 등이 조정)되는 유체가 밸브 부재(200)를 통과한 후 지나게 되는 소정의 기준 위치에 설치되어, 유체의 흐름에 대한 센싱 정보(예를 들면, 유량 정보, 유속 정보 등)를 계측하기 위한 센서 모듈일 수 있다. 예시적으로 본원의 구현예에 따라서 플로우 센서(300)는 밸브 부재(200)와 연결되어 유체가 유동하는 관형 부재(미도시)의 내측 벽면에 대하여 배치되되, 밸브 부재(200)에서 유체가 토출되는 출구 영역으로부터 미리 설정된 이격 거리만큼 이격된 위치를 기준 위치로 하여 설치되는 것일 수 있다.
또한, 제어 모듈(400)은 밸브 부재(200)에 대하여 개방 제어 신호 또는 폐쇄 제어 신호를 전송하는 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(400)은 밸브 부재(200)가 구비되는 차량에 탑재되어 차량의 운행에 필요한 각종 연산, 처리, 제어 등을 수행하는 ECU(Electronic Control Unit)을 지칭하는 것일 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(400)은 교정 모듈(100)에 의해 연산된 교정 정보(개방 제어 신호에 대한 교정 정보, 폐쇄 제어 신호에 대한 교정 정보, 교정 개방각 정보, 교정 폐쇄각 정보 등)을 저장하기 위한 기록 매체(예를 들면, EPROM(Erasable PROM) 등)를 구비할 수 있다.
한편, 본원에서 개시하는 밸브 부재(200)는 차량의 냉난방, 공조 시스템 운영 등을 위하여 냉각수, 난방수, 냉매 등을 포함하는 유체가 차량 내부를 순환하도록 제어 모듈(400)에 의해 인가된 제어 신호(달리 말해, 개방 제어 신호 또는 폐쇄 제어 신호)에 따라 유체의 유동(토출) 정도를 조정하도록 구비될 수 있으며, 예시적으로 제어 모듈(400)은 밸브 부재(200)의 개방각 정보(예를 들면, 현재 밸브 부재(200)의 개방각도 대비 제어 신호의 인가에 대응하여 증가되어야 하는 개방각도의 값)를 포함하는 개방 제어 신호를 밸브 부재(200)로 인가하고, 마찬가지로 폐쇄각 정보(예를 들면, 현재 밸브 부재(200)의 개방각도 대비 제어 신호의 인가에 대응하여 감소되어야 하는 개방각도의 값)를 포함하는 폐쇄 제어 신호를 밸브 부재(200)로 인가할 수 있다.
이와 관련하여 본원에서 개시하는 교정 모듈(100)은 제어 모듈(400)로부터 밸브 부재(200)에 대하여 인가된 제어 신호(달리 말해, 개방 제어 신호 또는 폐쇄 제어 신호)의 인가 시점 및 제어 신호에 포함된 제어 내용(달리 말해, 개방각 정보 또는 폐쇄각 정보)와 제어 신호 인가 이후에 밸브 부재(200)가 개방각 또는 폐쇄각이 조정된 이후 플로우 센서(300)에 의해 계측된 밸브 부재(200)를 통과한 유체의 흐름에 대한 실측 정보를 상호 비교함으로써 밸브 부재(200)의 정밀한 개방/폐쇄 제어를 위한 교정 정보를 생성하도록 동작할 수 있으며, 나아가, 플로우 센서(30)에 의해 계측된 센싱 정보가 비정상적인 패턴을 보이는 경우, 밸브 부재(200)의 세척, 부품 교체 등이 필요한 결함 발생 상태인 것으로 파악하여, 제어 모듈(400), 사용자 단말(500) 등으로 관련된 알림 신호를 제공하도록 동작할 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 플로우 센서(300)의 계측 결과를 활용한 교정 모듈(100)의 교정 정보 생성 방식에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 개방 제어 신호 인가 후 플로우 센서의 센싱 정보의 시계열 변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 도 2의 가로축은 시간이고, 도 2의 세로축은 플로우 센서(300)에 의해 계측된 시점별 기준 위치의 유량을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 교정 모듈(100)은 제어 모듈(400)에 의해 밸브 부재(200)에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점(t0)으로부터 제1시간(t1) 경과 후 밸브 부재(200)를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서(300)의 제1센싱 정보(f1)를 획득할 수 있다.
또한, 교정 모듈(100)은 개방 시점(t0)으로부터 제1시간(t1)보다 큰 값에 해당하는 제2시간(t2) 경과 후 플로우 센서(300)의 제2센싱 정보(f2)를 획득할 수 있다.
한편, 본원의 실시예에 관한 설명에서 제1시간(t1)은 제1센싱 정보(f1)와 제1기준 정보(f0)의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 미만이 되도록 결정될 수 있다. 즉, 교정 모듈(100)은 제어 모듈(400)에 의해 개방 제어 신호가 밸브 부재(200)로 인가된 직후 밸브 부재(200)를 통과하는 유량의 증가가 개시되는 시점에 해당하는 제1시간(t1)을 가변적으로 설정할 수 있다.
이와 관련하여 도 2를 참조하여 예시하면, 제1시간(t1)이 't1a'로 설정된 초기 상태에서 해당 제1시간(t1a)에 획득된 제1센싱 정보(f1a)와 개방 제어 신호 인가 전의 제1기준 정보(f0) 간의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 이상인 것으로 초기 상태에 계측되면, 제어 모듈(200)은 해당 제1시간(t1a)은 밸브 부재(200)가 개방 제어 신호에 의해 개방된 시점으로부터 시간이 과도하게 경과된 시점으로서, 밸브 부재(200) 제어에 따른 유량 증가가 개시되는 초기 시점으로 특정되기에 부적합한 것으로 판단하여, 제1센싱 정보(f1)와 제1기준 정보(f0) 간의 편차가 하한 임계값 미만이 되도록 't1b'와 같이 제1시간(t1)을 하향 조정(단축)할 수 있다(도 2의 화살표 'a' 참조.).
또한, 본원의 실시예에 관한 설명에서 제2시간(t2)은 제2센싱 정보(f2)와 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보에 따라 결정되는 목표 유량(fg)과 제2센싱 정보(f2) 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 미만이 되도록 결정될 수 있다. 즉, 교정 모듈(100)은 제어 모듈(400)에 의해 개방 제어 신호가 밸브 부재(200)로 인가된 후 충분한 시간이 경과하여 밸브 부재(200)를 통과하는 유량이 소정 수준 이상 증가된 시점에 해당하는 제2시간(t2)을 가변적으로 설정할 수 있다.
이와 관련하여 도 2를 참조하여 예시하면, 제2시간(t2)이 't2a'로 설정된 초기 상태에서 해당 제1시간(t2a)에 획득된 제2센싱 정보(f2a)와 개방 제어 신호에 따른 목표 유량(fg) 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 이상인 것으로 초기 상태에 계측되면, 제어 모듈(200)은 해당 제2시간(t2a)은 밸브 부재(200)가 개방 제어 신호에 의한 유량 증가의 발생이 충분히 이루어지지 않은 시점으로서, 밸브 부재(200) 제어에 따른 유량 증가가 완결된 종기 시점으로 특정되기에 부적합한 것으로 판단하여, 제2센싱 정보(f2)와 목표 유량(fg) 간의 편차가 상한 임계값 미만이 되도록 't2b'와 같이 제2시간(t-2)을 상향 조정할 수 있다(도 2의 화살표 'b' 참조.).
이렇듯, 본원에서 개시하는 교정 모듈(100)은 개방 제어 신호 전달에 따라 밸브 부재(200)가 개방되어 유량이 증가하는 초기 시점에 대응하는 제1시간(t1)과 개방 제어 신호에 의해 밸브 부재(200)가 개방된 후 유량이 충분히 증가한 종기 시점에 대응하는 제2시간(t-2)을 제1센싱 정보(f1) 및 제2센싱 정보(f2)를 기초로 하여 밸브 부재(200)의 제원, 차량의 구동/운행 상태 등을 반영하여 적절한 시점으로 조정할 수 있다.
또한, 교정 모듈(100)은 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점(예를 들면, 도 2의 원점)에 플로우 센서(300)에 의해 계측된 제1기준 정보(f0), 제1센싱 정보(f1) 및 제2센싱 정보(f2)에 기초하여 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로 본원의 일 실시예에 따르면, 교정 모듈(100)은 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보에 대응하는 목표 유량(fg)과 제2센싱 정보(f2) 간의 편차를 기초로 하여 제2센싱 정보(f2)가 목표 유량(fg)에 부합하도록 하는 교정 개방각 정보를 연산할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(400)에 의해 70도로 개방각 정보가 설정된 개방 제어 신호가 인가된 후, 측정된 제2센싱 정보(f2)와 70도에 해당하는 개방각 정보에 대응하여 설정되는 목표 유량(fg)에 대한 편차에 기초하여 교정 개방각 정보가 4도만큼으로 연산된 경우, 제어 모듈(400)은 교정 모듈(100)로부터 교정 개방각 정보를 수신하고, 향후 개방 제어 신호 인가 시 해당 목표 유량(fg)에 도달하고자 하는 경우, 74도만큼에 해당하는 개방각 정보에 따른 개방 제어 신호를 인가하도록 동작할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 밸브 부재(200)의 개방 후의 초기 시점 및 종기 시점에 대응하는 유량 특성을 보이도록 하는 방향으로 제1시간(t1) 및/또는 제2시간(t2)에 대한 지속적인 갱신이 이루어지다가, 제1시간(t1) 및/또는 제2시간(t2)이 과도하게 조정되는 경우, 교정 모듈(100)은 유체가 통과하는 밸브 부재(200)의 출구 영역에 대한 세척이 필요한 상태이거나, 밸브 부재(200)가 제어 신호에 따른 개방 또는 폐쇄를 통한 유량 제어 기능을 상실하여 밸브 부재(200) 자체에 대한 교체가 필요한 상태인지 등을 추가로 판단할 수 있다.
예를 들어, 본원의 일 실시예에 따르면, 교정 모듈(100)은 제1시간(t1)이 미리 설정된 임계 시간을 초과하도록 조정되면, 밸브 부재(200)의 출구 영역에 이물질 등이 잔여하여 개방 제어 신호가 인가된 시점 이후에 유량이 실질적으로 증가하는데 과도한 시간이 소요되는 것으로, 보아 밸브 부재(200)에 대한 세척 알림 신호를 생성하고, 생성된 세척 알림 신호를 제어 모듈(400), 사용자 단말(500) 등으로 제공하도록 동작할 수 있다.
다른 예로, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(400), 사용자 단말(500) 등으로 세척 알림 신호가 전달되어 밸브 부재(200) 또는 밸브 부재(200)와 연결된 관형 부재(미도시)에 대한 세척이 완료된 상태(예를 들면, 세척을 완료하였다는 내용의 사용자 입력이 제어 모듈(400) 또는 사용자 단말(500)에 의해 입력된 경우 등)에서 재차 제1시간(t1)이 미리 설정된 임계 시간을 초과하도록 조정되는 상황이 발생하는 경우, 교정 모듈(100)은 제어 모듈(400)로부터 밸브 부재(200)로 전달되는 개방 제어 신호에 신호 지연이 발생한 것으로 판단하여, 신호 지연에 대한 알림 정보를 생성하고, 생성된 알림 신호를 제어 모듈(400), 사용자 단말(500) 등으로 제공하도록 동작할 수 있다.
또 다른 예로, 교정 모듈(100)은 목표 유량(fg)과 제2센싱 정보(f2) 간의 편차가 미리 설정된 제1허용 오차를 초과하면, 밸브 부재(200)가 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보에 상응하는 만큼 개방되지 못하는 상태인 것으로 판단하여 밸브 부재(200)에 대한 교체 알림 신호를 생성하고, 생성된 교체 알림 신호를 제어 모듈(400), 사용자 단말(500) 등으로 제공하도록 동작할 수 있다.
한편, 전술한 개방 제어 신호에 대응하여 유량 증가가 발생하는 초기 시점(제1시간) 및 종기 시점(제2시간) 각각에 플로우 센서(300)의 센싱 정보를 획득하고, 이에 기초하여 밸브 부재(200)에 대한 교정 정보를 생성하고, 밸브 부재(200)의 비정상 구동 상태를 모니터링하는 프로세스는 폐쇄 제어 신호에 대응하여 유량 감소가 발생하는 초기 시점(제3시간) 및 종기 시점(제4시간) 각각에 대하여 플로우 센서(300)의 센싱 정보를 획득하고, 이를 분석하는 방식으로 밸브 부재(200)의 폐쇄 제어 시에도 대응되게 적용될 수 있다.
구체적으로, 교정 모듈(100)은 밸브 부재(200)에 대하여 폐쇄 제어 신호가 인가된 폐쇄 시점으로부터 제3시간 경과 후 플로우 센서(300)의 제3센싱 정보를 획득할 수 있다. 또한, 교정 모듈(100)은 폐쇄 시점으로부터 제3시간보다 큰 제4시간 경과 후 플로우 센서(300)의 제4센싱 정보를 획득할 수 있다.
또한, 교정 모듈(100)은 폐쇄 제어 신호가 인가되기 전의 제2기준 시점에 플로우 센서(300)에 의해 계측된 제2기준 정보, 제3센싱 정보 및 제4센싱 정보에 기초하여 폐쇄 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 교정 모듈(100)은 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보와 폐쇄 제어 신호에 포함된 폐쇄각 정보가 상호 대응되되, 제1센싱 정보와 제2센싱 정보의 편차 및 제3센싱 정보와 제4센싱 정보의 편차 간의 차이가 미리 설정된 제2허용 오차를 초과하면, 밸브 부재(200)에 대한 교체 알림 신호를 생성할 수 있다.
달리 말해, 본원에서 개시하는 교정 모듈(100)은 동일한(실질적으로 개방각-폐쇄각 간에 상호 일치하는 것으로 간주될 수 있는 오차가 존재하는 경우를 포함한다.) 개방각 및 폐쇄각이 적용되되, 개방 제어 신호에 대응하여 유량 증가가 개시되는 초기 시점과 유량 증가가 완결된 종기 시점에 계측된 센싱 정보간 편차와, 폐쇄 제어 신호에 대응하여 유량 감소가 개시되는 초기 시점과 유량 감소가 완결된 종기 시점에 계측된 센싱 정보간의 편차가 과도한 경우, 밸브 부재(200)의 개방 동작과 폐쇄 동작이 불균형적으로 이루어지는 것으로 판단하여 밸브 부재(200)에 대한 점검, 부품 교체 등이 필요한 것으로 판단하여 교체 알림 신호를 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 본원에서 개시하는 교정 모듈(100)은 동일한(실질적으로 개방각-폐쇄각 간에 상호 일치하는 것으로 간주될 수 있는 오차가 존재하는 경우를 포함한다.) 개방각 및 폐쇄각이 적용되되, 개방 제어 신호에 대응하여 조정된 제1시간과 제2시간 간의 시간 편차와 폐쇄 제어 신호에 대응하여 조정된 제3시간과 제4시간 간의 시간 편차 간의 차이가 과도한 경우, 마찬가지로 밸브 부재(200)의 개방 동작과 폐쇄 동작이 불균형적으로 이루어지는 것으로 판단하여 밸브 부재(200)에 대한 점검, 부품 교체 등이 필요한 것으로 판단하여 교체 알림 신호를 생성할 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템의 교정 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 교정 모듈(100)은 수집부(110), 측정 시점 제어부(120) 및 교정 정보 생성부(130)를 포함할 수 있다.
수집부(110)는 밸브 부재(200)에 대하여 제어 모듈(400)로부터 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후, 밸브 부재(200)를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서(300)의 제1센싱 정보를 획득할 수 있다.
또한, 수집부(110)는 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간보다 큰 제2시간 경과 후 플로우 센서(300)의 제2센싱 정보를 획득할 수 있다.
측정 시점 제어부(120)는 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 계측된 제1센싱 정보와 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 플로우 센서(300)에 의해 계측된 제1기준 정보의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 미만이 되도록 제1시간을 결정(조정)할 수 있다.
또한, 측정 시점 제어부(120)는 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 계측된 제2센싱 정보와 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보에 따라 결정되는 목표 유량과 제2센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 미만이 되도록 제2시간을 결정(조정)할 수 있다.
교정 정보 생성부(130)는 제1기준 정보와, 측정 시점 제어부(120)에 의해 제1시간 및 제2시간이 밸브 부재(200)의 개방 구동에 따른 유량 증가가 개시되는 초기 시점과 유량 증가가 완결된 종기 시점에 적합하도록 조정된 상태에서 계측된 제1센싱 정보 및 제2센싱 정보에 기초하여 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로 교정 정보 생성부(130)는 목표 유량과 제2센싱 정보 간의 편차를 기초로 하여 제2센싱 정보가 목표 유량에 부합하도록 하는 교정 개방각 정보를 연산할 수 있다.
한편, 밸브 부재(200)에 대하여 적용되는 폐쇄 제어 시에도 마찬가지로, 수집부(110)는 밸브 부재(200)에 대하여 제어 모듈(400)로부터 폐쇄 제어 신호가 인가된 폐쇄 시점으로부터 제3시간 경과 후, 밸브 부재(200)를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서(300)의 제3센싱 정보를 획득할 수 있다.
또한, 수집부(110)는 폐쇄 제어 신호가 인가된 폐쇄 시점으로부터 제3시간보다 크게 설정되는 제4시간이 경과한 후 플로우 센서(300)의 제4센싱 정보를 획득할 수 있다.
측정 시점 제어부(120)는 폐쇄 시점으로부터 제3시간 경과 후 계측된 제3센싱 정보와 폐쇄 제어 신호가 인가되기 전의 제2기준 시점에 플로우 센서(300)에 의해 계측된 제2기준 정보의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 미만이 되도록 제3시간을 결정(조정)할 수 있다.
또한, 측정 시점 제어부(120)는 폐쇄 시점으로부터 제4시간 경과 후 계측된 제4센싱 정보와 폐쇄 제어 신호에 포함된 폐쇄각 정보에 따라 결정되는 목표 유량과 제4센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 미만이 되도록 제4시간을 결정(조정)할 수 있다.
또한, 교정 정보 생성부(130)는 제2기준 정보와, 측정 시점 제어부(120)에 의해 제3시간 및 제4시간이 밸브 부재(200)의 폐쇄 구동에 따른 유량 감소가 개시되는 초기 시점과 유량 감소가 완결된 종기 시점에 적합하도록 조정된 상태에서 계측된 제3센싱 정보 및 제4센싱 정보에 기초하여 폐쇄 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로 교정 정보 생성부(130)는 목표 유량과 제4센싱 정보 간의 편차를 기초로 하여 제4센싱 정보가 목표 유량에 부합하도록 하는 교정 폐쇄각 정보를 연산할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 4는 본원의 제1실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 4에 도시된 본원의 제1실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은 앞서 설명된 교정 모듈(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 교정 모듈(100)에 대하여 설명된 내용은 본원의 제1실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 S11에서 수집부(110)는 밸브 부재(200)에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 밸브 부재(200)를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서(300)의 제1센싱 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S12에서 수집부(110)는 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 플로우 센서(300)의 제2센싱 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S13에서 교정 정보 생성부(130)는 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 플로우 센서(300)에 의해 계측된 제1기준 정보, 단계 S11을 통해 획득된 제1센싱 정보 및 단계 S12를 통해 획득된 제2센싱 정보에 기초하여 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S13은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 5는 본원의 제2실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 5에 도시된 본원의 제2실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은 앞서 설명된 교정 모듈(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 교정 모듈(100)에 대하여 설명된 내용은 도 5에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 S21에서 수집부(110)는 밸브 부재(200)에 대하여 폐쇄 제어 신호가 인가된 폐쇄 시점으로부터 제3시간 경과 후 밸브 부재(200)를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서(300)의 제3센싱 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S22에서 수집부(110)는 폐쇄 시점으로부터 제4시간 경과 후 플로우 센서(300)의 제2센싱 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계 S23에서 교정 정보 생성부(130)는 폐쇄 제어 신호가 인가되기 전의 제2기준 시점에 플로우 센서(300)에 의해 계측된 제2기준 정보, 단계 S21을 통해 획득된 제3센싱 정보 및 단계 S22를 통해 획득된 제4센싱 정보에 기초하여 폐쇄 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S21 내지 S23은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시예에 따른 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 자동차용 밸브 부재의 교정 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템
100: 교정 모듈
110: 수집부
120: 측정 시점 제어부
130: 교정 정보 생성부
200: 밸브 부재
300: 플로우 센서
400: 제어 모듈
500: 사용자 단말
20: 네트워크

Claims (12)

  1. 자동차용 밸브 부재의 교정 방법에 있어서,
    자동차에 탑재되는 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 상기 밸브 부재를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치된 플로우 센서의 제1센싱 정보를 획득하는 단계;
    상기 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제2센싱 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제1기준 정보, 상기 제1센싱 정보 및 상기 제2센싱 정보에 기초하여 상기 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 단계,
    를 포함하고,
    상기 제1시간은 상기 제1센싱 정보와 상기 제1기준 정보의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 미만이 되도록 결정되는 것인, 교정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개방 제어 신호는 상기 밸브 부재의 개방각 정보를 포함하고,
    상기 제2시간은 상기 제2센싱 정보와 상기 개방각 정보에 따라 결정되는 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 미만이 되도록 결정되는 것인, 교정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 교정 정보를 생성하는 단계는,
    상기 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차를 기초로 하여 상기 제2센싱 정보가 상기 목표 유량에 부합하도록 하는 교정 개방각 정보를 연산하는 것인, 교정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1시간이 미리 설정된 임계 시간을 초과하도록 조정되면, 상기 밸브 부재에 대한 세척 알림 신호를 생성하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 교정 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 제1허용 오차를 초과하면, 상기 밸브 부재에 대한 교체 알림 신호를 생성하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 교정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 부재에 대하여 폐쇄 제어 신호가 인가된 폐쇄 시점으로부터 제3시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제3센싱 정보를 획득하는 단계;
    상기 폐쇄 시점으로부터 상기 제3시간보다 큰 제4시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제4센싱 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 폐쇄 제어 신호가 인가되기 전의 제2기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제2기준 정보, 상기 제3센싱 정보 및 상기 제4센싱 정보에 기초하여 상기 폐쇄 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 교정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개방 제어 신호에 포함된 개방각 정보와 상기 폐쇄 제어 신호에 포함된 폐쇄각 정보가 상호 대응되되, 상기 제1센싱 정보와 상기 제2센싱 정보의 편차 및 상기 제3센싱 정보와 상기 제4센싱 정보의 편차 간의 차이가 미리 설정된 제2허용 오차를 초과하면, 상기 밸브 부재에 대한 교체 알림 신호를 생성하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 교정 방법.
  9. 자동차용 밸브 부재의 교정 시스템에 있어서,
    자동차에 탑재되는 밸브 부재를 통과한 유체가 흐르게 되는 기준 위치에 설치되는 플로우 센서;
    상기 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호를 전송하는 제어 모듈; 및
    상기 밸브 부재에 대하여 개방 제어 신호가 인가된 개방 시점으로부터 제1시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제1센싱 정보를 획득하고, 상기 개방 시점으로부터 제2시간 경과 후 상기 플로우 센서의 제2센싱 정보를 획득하고, 상기 개방 제어 신호가 인가되기 전의 제1기준 시점에 상기 플로우 센서에 의해 계측된 제1기준 정보, 상기 제1센싱 정보 및 상기 제2센싱 정보에 기초하여 상기 개방 제어 신호에 대한 교정 정보를 생성하는 교정 모듈,
    을 포함하고,
    상기 제1시간은 상기 제1센싱 정보와 상기 제1기준 정보의 편차가 미리 설정된 하한 임계값 미만이 되도록 결정되는 것인, 교정 시스템.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 개방 제어 신호는 상기 밸브 부재의 개방각 정보를 포함하고,
    상기 제2시간은 상기 제2센싱 정보와 상기 개방각 정보에 따라 결정되는 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차가 미리 설정된 상한 임계값 미만이 되도록 결정되는 것인, 교정 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 교정 모듈은,
    상기 목표 유량과 상기 제2센싱 정보 간의 편차를 기초로 하여 상기 제2센싱 정보가 상기 목표 유량에 부합하도록 하는 교정 개방각 정보를 연산하는 것인, 교정 시스템.
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