KR20000035546A - 전기 제어 모터에 의해 제어 작동되는 특히, 드로틀밸브에서 조정 요소를 구비한 구성체를 위한 시험 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 제어 모터에 의해 제어 작동되는 특히, 드로틀 밸브(14)에서 조정 요소를 구비한 구성체(10)를 위한 시험 방법에 관한 것이다. 제어 모터(11)로부터 공급된 회전 모멘트가 조정 요소의 조정 위치에 따라 구성체 내로 기계적인 결합 없이 측정되기 위하여 제어 모터(11)는 모터용 전기를 공급받고 조정 요소의 제어 작동이 일정한 진행을 따르도록 제어되고, 조정 요소의 각각의 조정 위치에 공급된 회전 모멘트를 검출하기 위하여, 모터용 전기가 측정되고, 구성체 내의 오류를 인식하기 위하여, 조정 요소의 조정 위치에 대한 회전 모멘트의 의존성은 절대 의존성과 비교된다.

Description

전기 제어 모터에 의해 제어 작동되는 특히, 드로틀 밸브에서 조정 요소를 구비한 구성체를 위한 시험 방법 {TEST METHOD FOR A STRUCTURE PROVIDED WITH AN ELEMENT TO BE ADJUSTED BY AN ELECTRICALLY CONTROLLED MOTOR, PARTICULARLY IN A THROTTLE VALVE}

본 발명은 전기 제어 모터에 의해 제어 작동되는 특히, 드로틀 밸브에서 조정 요소를 구비한 구성체를 위한 시험 방법에 관한 것이다.

전기 제어 모터에 의해 제어 작동되는 조정 요소를 구비한 구성체 또한 모든 산업적으로 완성된 장치와 같이 공급되기 전에 적어도 임의 추출 시험으로 기능이 점검되야 한다. 드로틀 밸브의 정확하고 세밀한 위치가 가능하도록 예를 들어, 드로틀 밸브에서 드로틀 밸브를 조정하는 전기 제어 모터 및 모터 작동을 드로틀 밸브축으로 전달하는 변속기가 결함없이 작동되는지를 점검하는 것이 요구된다. 이런 방식의 드로틀 밸브 제어는 특히 공회전 제어, 속도 자동 제어기, 자동차의 드로틀 밸브의 전기적 제어에서 요구된다. 이런 방식의 시험에서는 엔진, 변속기, 드로틀 밸브축 또는 다른 드로틀 밸브 구성체의 구성 요소 예를 들어, 가속 페달로부터 드로틀 밸브축으로 제어 작동의 전달을 위해 배치된 케이블 판의 장착이 요구된다. 또한 드로틀 밸브 구성체는 상응되어 배치된다.

그러나 드로틀 밸브 구성체 및 전기 제어 모터에 의해 조정 요소가 갖는 다른 구성체의 구조에서 시험 목적만을 위해 실행되는 수단이 고려되는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 시험 달성에 필요한 요구되는 회전 모멘트 센서가 시험 대상에 배치될 수 없기 때문에 종래의 시험 방법은 게 사용될 수 없는 경우가 빈번하다.

청구항 제1항의 특징에 의한 본 발명에 따른 방법은 모터 회전 모멘트 사이의 상호 관계를 근거로, 모터용 전기와 조정 요소의 조정을 위해 요구되는 모터 회전 모멘트에 의한 전기 제어 모터로부터 공급된 회전 모멘트의 측정을 통해 구성체의 요소와 연결되는 회전 모멘트 센서가 더 이상 요구되지 않는 장점이 있다. 측정된 모터용 전기와 모터로부터 공급된 실제의 회전 모멘트 사이의 관계는 정류, 모터 상수와 같은 모터 특성값의 분산으로 인해, 회전 모멘트의 상대적 변화는 상당히 양호한 정확성으로 측정될 수 있고, 시험 대상의 양호/불량 평가뿐만 아니라 다양한 오류의 종류도 판별될 수 있다.

조정 요소와 연결된 측정 센서에 의해 조정 요소의 조정 위치가, 평상의 운전에서 조정 요소의 조정 위치의 파악을 위해 사용되는 구성체 내부의 전위 계차기에 의해 양호하게 파악되면, 이로써, 구성체의 검토를 위해 모터용 전기 공급의 전기적 접속 외에 추가적인 접속이 요구되지 않는다.

본 발명에 따른 방법은 조정 요소가 제어 모터에 의해 작동되는 모든 곳에 구성적인 설계에 관계없이 적용될 수 있다.

시험을 위한 구성체가 자체의 조정 요소의 조정 위치의 파악을 위한 내부 측정 센서를 갖지 않는다면, 또는 구성체의 시험시에 이런 유형의 측정 센서가 동시에 점검되어야 한다면, 페쇄 조정 요소의 조정 위치는 또한 무접촉 작동되는 외부의 측정 센서에 의해, 양호하게는 광학적 거리 센서에 의해 측정될 수 있다. 이 경우에서 폐쇄 조정 요소는 자체 조정 이동의 전체 영역에서 무접촉 작동 방식의 측정 센서로 접근될 수 있다.

본 발명의 유익한 구성 및 개선은 하위 청구 범위에서 설명된다.

도1은 본 발명에 따른 방법의 달성을 위한 장치에 연결된 드로틀 밸브의 간단화되고 개략적인 블록 선도.

도2는 조정 위치의 측정을 위해 드로틀 밸브에 장착된 외부 측정 센서를 구비한 드로틀 밸브 부분을 도시한 도면.

도3a 내지 도3c는 본 발명의 방법에 따른 오류 인식의 설명을 위한 다양한 회전 모멘트 조정 위치 (드로틀 밸브 개방 각도)들을 도시하는 그래프.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 드로틀 밸브 구성체

11: 제어 모터

12: 변속기

13: 드로틀 밸브 축

14: 드로틀 밸브

15: 전위 계차기

16: 출력 공급 전환 회로

17: 측정 회로

18: 제어 전환기

19: 비교 회로

20: 표준값 공급기

21: 도관

22: 각도 측정 센서

23: 편심판

24: 스위프 영역

25: 간격 센서

본 발명의 실시예는 도면을 참조로 이하에서 상세히 설명된다.

도면에서, 대응하는 구성 부품은 동일한 참조 부호로 표시되었다.

도1은 전기 모터에 의해 제어 작동이 실행되는 조정 요소를 갖는 구성체를 위한 실시예로써, 도1에 도시된 폐쇄 위치로부터, 드로틀 밸브 최대 개방 위치인 고정된 기계적 정지부까지 드로틀 밸브를 개방하고 복귀시키기 위해, 변속기(12)를 통해 드로틀 밸브(14)의 드로틀 밸브축(13)과 구동 가능하게 연결되는 제어 모터(11)를 구비한 드로틀 밸브 구성체(10)를 도시한다. 드로틀 밸브(14) 각도 위치 및 개방 각도(α)를 측정하기 위해 정상 운전 동안에 드로틀 밸브(14)의 조정 위치용 측정 센서로써 이용되는 전위 계차기(14, potentiometer)가 드로틀 밸브축과 연결된다.

본 발명에 따른 시험 단계를 달성하기 위해서 드로틀 밸브(14)가 미리 결정된 방법으로 개방되도록 제어되는, 모터용 전기를 제어 모터(11)에 공급하는 조정 가능한 출력 공급 전환 회로(16)가 제공된다. 또한 출력 공급 전환 회로(16)는 각각의 모터용 전기에 상응되는 신호를 다른 비교 회로를 갖는(19) 제어 전환기(18)의 측정 회로(17)에 공급한다.

비교 회로(19)는 표준값 공급기(20)와 연결되고, 도선(21)을 통해 전위 계차기(15)와 연결되어, 출력 공급 전환 회로(16)에 오차에 상응되는 제어값을 공급하고, 표준 각도 위치에 실제 각도 위치이 접근되도록 모터용 전기를 변환시키기 위해, 드로틀 밸브(14) 제어 위치의 각각의 실제값 즉 표준값 공급기(20)로부터 제공된 상응되는 표준값과 각도 위치의 실제값을 비교할 수 있다.

비교 회로(19)는 모터용 전기를 확실히 제어하도록 빠른 PID (비례 미분 적분 제어 동작) 제어로 실행된다.

드로틀 밸브(14) 각도 위치의 측정을 위해 전위 계차기(15) 대신 또한 접촉없이 실행되는 각도 측정기(22)가 도선(21)을 통해 도2에 도시된 바와 같이 비교 회로(19)와 연결될 수 있다. 각도 측정 센서(22)는 상세히 도시되지 않으나, 예를 들어 자성이고, 드로틀 밸브의 정확한 위치에 고정되는 편심판(23)을 포함한다. 편심판(23)은 스위프 영역(24, sweep)을 갖고, 드로틀 밸브(14) 회전축의 스위프 영역 방사형 간격은 선적인 각도 위치로 변경된다. 편심판(23)의 스위프 영역(24)은 유익한 고 정밀도의 레이저 간격 센서인 광학적 간격 센서와 협력한다.

본 발명에 따른 시험 단계의 달성을 위해 직류 모터로써 구성된 제어 모터(11)는 드로틀 밸브(14)가 폐쇄 위치로부터 대응되는 개방 위치(α=0)로 점진적인 개방 과정에서 지속적인 속도로 최대 개방 위치까지 상응되는 개방 각도(α=α_max)로 이동되고, 최종적으로 상응되는 방법으로 다시 폐쇄 위치로 복귀되도록 출력 공급 전환 회로(16)로부터 전류를 공급받는다.

모터용 전기는 출력 공급 전환 회로(16)를 조정하는 비교 회로(19)에 의해 드로틀 밸브(14)의 각도 위치가 가능하면 개방 각도(α)의 소정의 시간적 경과에 정확하게 따를 수 있도록 제어된다. 여기서 제어값으로써, 즉 드로틀 밸브(14)의 각도 위치를 위한 측정값으로써 전위 계차기의 출력 신호가 이용되면 표준값 공급기(20)는 상응되는 전위 기울기가 즉, 전위 측정기의 출력 신호가, 가능하면 정확하게 따라야 하는 시간적으로 선형으로 상승하는 전위를 공급한다. 각도 측정 센서(22)가 드로틀 밸브(14)의 개방 각도(α)를 측정하기 위해 배치되면, 표준값 공급기(20)는 상응되는 신호 기울기를 공급한다.

드로틀 밸브(14)가 개방, 폐쇄되는 동안에 각도 측정 센서(22)로부터의 전위 계차 신호 또는 출력 신호 및 비교 회로(19)에 의해 측정된 오차가 시험 대상의 양호/불량 평가를 가능하게 하기 위해 표시되고 평가된다.

도3a에서 개방 각도(α)에 의한 드로틀 밸브(14)의 개방(곡선 a) 및 폐쇄(곡선 b) 에서의 제어 모터(11)의 회전 모멘트가 각각 도시된다. 제1 오류를 위한 개방 각도(α)에 의한 회전 모멘트 진행에서 제어 모터(11)와 드로틀 밸브축(13) 사이의 변속기(12)의 전위에 의해 발생된 두개의 피크(P, P')를 도시한다. 또한 회전 모멘트 진행은 바람직한 거의 지속적인 진행을 가진다.

도3b는 다른 오류를 위한 드로틀 밸브의 개방 각도(α)에 따른 드로틀 밸브의 개방(곡선 a') 및 폐쇄(곡선 b') 에서의 회전 모멘트 진행을 다시 도시한다. 여기서 회전 모멘트 진행은 드로틀 밸브(14)의 개방 및 폐쇄 시에 드로틀 밸브축(13)의 상승된 베어링 마찰을 최소화하는 바람직한 진행(b'_e', b'_e')으로부터 벗어난다.

도3c에서 제어 모터(11) 모터축의 상승된 베어링 마찰로 인해 "불량"으로 평가된 회전 모멘트 진행이 도시된다. 도3c에서는 회전 모멘트 곡선(a", b") 드로틀 밸브(14)의 개방 및 폐쇄 시에서 바람직한 진행(a"e, b"e)으로부터 다시 벗어난 회전 모멘트 진행이 도시되고, 원하는 진행을 인식하기 위한 도3b의 곡선에서 보다 더 작은 선회 주기를 명확히 알 수 있다.

본 발명에 따른 측정 방법은 우수한 상대적 측정 정확도를 갖고, 예를 들어변속기 오류에 의한 작은 회전 모멘트 변경 또한 양호하게 인식될 수 있다. 도3b 및 도3c에서 도시된 바와 같이, 다수의 오류에서 제어 작동에 의한 회전 모멘트로부터 구성체의 오류를 발생시키는 요소 또한 인식될 수 있다.

본 발명의 기본적인 장점은, 제어 전환기(18) 및 출력 공급 전환 회로(16)가 시험 대상 구성체와 기계적으로 연결되야만 하는 것이 아니고, 시험 대상 구성체에 구비된 삽입 연결부를 통해 전기적으로 연결되야만 하기 때문에 작동 구동부의 시험은 실질적으로 시간 소비 없이 달성될 수 있다. 이로써, 기계적인 연결 시에 작동자의 오류가 제외될 수 있기 때문에 측정 결과의 신뢰성에 실질적으로 영향을 미친다. 또한 본 발명에 따른 방법은 구성체를 분해함 없이는 측정 수단을 기계적으로 연결하는 것이 불가능한, 작동 구동부가 구비된 구성체에 또한 배치될 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 방법은 또한 시험 분야에서 품질 제어를 위해 배치될 수 있다.

예를 들어, 내부 전위 계차기가 구비된 드로틀 밸브(10)에서 제어값 측정을 위한 각도 측정 센서(22), 즉 드로틀 밸브(14)의 각도 위치가 정해진다면, 전위 계차기(15)에 의해 드로틀 밸브(14)의 개방 각도(α)를 위한 측정 정확도를 재검토하기 위해, 작동 구동부의 재검토에 추가적으로, 또한 개방 각도(α)에 상응되는 전위 계차기의 출력 신호와 개방 각도(α)에 상응되는 각도 측정 센서(22)의 출력 신호가 비교될 수 있다.

본 발명에 따른 조정 요소를 구비한 구성체를 위한 시험 방법은 회전 모멘트의 상대적 변화를 상당한 정확성으로 측정할 수 있고, 시험 대상의 양호/불량 평가뿐만 아니라 다양한 오류의 종류도 판별하고, 조정 요소가 제어 모터에 의해 작동되는 모든 곳에 구성적인 설계에 관계없이 적용된다.

Claims (6)

1. 전기 제어 모터(11)에 의해 제어 작동되는 특히, 드로틀 밸브(14)에서 조정 요소를 구비한 구성체(10)를 위한 시험 방법에 있어서,

   제어 모터(11)는 모터용 전기를 공급받고 조정 요소의 제어 작동이 일정한 진행을 따르도록 제어되는 단계와, 조정 요소의 각각의 조정 위치에 공급된 회전 모멘트를 검출하기 위해 상기 모터용 전기가 측정되는 단계와, 구성체(10) 내의 오류를 인식하기 위하여 조정 요소의 조정 위치에 대한 회전 모멘트의 의존성은 절대 의존성과 비교되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험 방법.
2. 제1항에 있어서, 조정 요소의 조정 위치는 조정 요소와 연결된 측정 센서(13)에 의해 파악되는 것을 특징으로 하는 시험 방법.
3. 제2항에 있어서, 구성체 내부의 전위 계차기(15)가 측정 센서로써 사용되는 것을 특징으로 하는 시험 방법.
4. 제1항에 있어서, 조정 요소의 조정 위치가 무접촉으로 작동되는 측정 센서(22)에 의해, 양호하게는 광학 간격 센서(25)에 의해 파악되는 것을 특징으로 하는 시험 방법.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 조정 요소가 일정한 조정 속도로 한쪽 단부 위치에서 다른쪽 단부 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 시험 방법.
6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 모터용 전기가 빠른 PID(비례 미분 적분 제어 동작, proportional-intefral differntial) 제어 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 시험 방법.