KR200343309Y1 - 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치에 관한 것으로, 계자코일을 갖춘 스로틀 밸브 액츄에이터와, 이 계자코일로 전압을 인가하는 전압인가단자와 상기 계자코일로 인가되는 전압을 스위칭하는 다수의 스위칭소자 및 그 단자를 갖춘 전자제어유닛을 포함하는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로에 있어서, 상기 전자제어유닛의 전압인가단자와 상기 스위칭소자측 단자 사이에 순방향으로 설치된 발광다이오드와, 상기 스로틀 밸브 액츄에이터의 계자코일과 상기 전자제어유닛의 스위칭소자측 단자 사이에 순방향으로 설치된 다른 발광다이오드를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성된 본 고안은, 케이스의 커넥터에 전자제어유닛과 스로틀 밸브 액츄에이터의 커넥터를 각각 연결하면, 고장이 발생한 부위와 증상이 램프(발광다이오드)를 통해 표시되는 바, 점검자가 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장을 간단히 점검하여 이를 직관적으로 쉽게 인지할 수 있다.

Description

스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치 {Apparatus for finding fault of throttle valve actuator drive circuit}

본 고안은 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스로틀 밸브 액츄에이터 및 이 스로틀 밸브 액츄에이터를 구동하는 전자제어유닛의 고장 여부를 점검하여 이를 직관적으로 표시할 수 있는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 엔진에 흡입되는 공기 또는 혼합기의 양을 제어하는 스로틀밸브(Throttle valve)가 설치되어 있고, 이 스로틀 밸브는 운전자가 가속페달을 조작하는 정도에 따라 그 개도가 조절되도록 되어 있다.

최근에는, 상기 스로틀 밸브를 전자제어유닛의 제어신호에 따라 제어하는 전자 제어식 스로틀 밸브장치가 도입되고 있는 바, 이는 대개 정속 주행이나 트랙션 컨트롤(traction control)을 효과적으로 운용하기 위한 것으로, 가속 페달 케이블이 없고 가속 페달 가압 정도에 따라 전자 제어 유닛에서 모터를 회전시켜 스로틀 밸브의 개폐를 조절하도록 하고 있다.

여기서, 스로틀 밸브를 개폐하는 액츄에이터로는, 디지탈 신호로 직접 제어할 수 있고, 피드백이 필요 없어 제어계가 단순하며, 회전 오차각이 누적되지 않고, 정지할 때 큰 정지 토크를 갖는 등의 특성을 갖는 스텝핑 모터가 주로 사용되고 있으며, 근래에는 전자석 방식의 액츄에이터도 많이 사용되고 있다.

상기한 스텝핑 모터를 구동하는 구동회로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 다수의 스위칭소자(Q1~Q4)를 내장하고 있는 전자제어유닛(Electronic Control Unit; "ECU")(1)과 전자제어유닛용 커넥터(2)와 이 전자제어유닛용 커넥터(2)에 착탈식으로 결합하는 스텝핑 모터용 커넥터(3) 및 스텝핑 모터(4)를 포함한다.

상기 전자제어유닛(1)은 스텝핑모터(4)의 계자코일(4a, 4b)로배터리전압(B+)을 인가하고 이를 스위칭소자(Q1~Q4)를 통해 스위칭함으로써, 스텝핑모터(4)의 스텝각을 제어하도록 이루어져 있다.

상기와 같은 차량의 스로틀밸브를 개폐하는 스로틀 밸브 액츄에이터의 구동회로는, 스로틀 밸브 액츄에이터와 이를 제어하는 전자제어유닛의 양측에서 고장이 발생할 수 있다. 예컨대, 스로틀 밸브 액츄에이터측에서는 계자코일의 단선이, 전자제어유닛에서는 스위칭소자의 파손 또는 단락 등의 고장이 발생할 수 있다.

그런데, 일선의 차량 정비 현장에서, 스로틀 밸브 액츄에이터와 전자제어유닛 중 어느 쪽에 고장이 발생하였는지를 점검할 수 있는 점검 장비가 갖추어져 있지 못하기 때문에, 스로틀 밸브 액츄에이터 계통에 고장이 발생할 경우 정비가 곤란하였는 바, 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장을 간편히 점검하여 그 점검결과를 쉽게 알 수 있도록 하는 점검 장비에 대한 요구가 높다.

이에 본 고안은 상기와 같은 요구에 부응하여 안출한 것으로, 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장을 간단히 점검하여 이를 직관적으로 표시할 수 있는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 차량용 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 개략적인 구성도,

도 2는 본 고안이 적용된 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 개략적인 구성도,

도 3은 도 2에 도시된 고장 점검장치의 회로 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 전자제어유닛 15: 전자제어유닛용 커넥터

20: 스텝핑모터 21, 22: 계자 코일

25: 스텝핑모터용 커넥터 30: 점검 장치

31: 휴대형 케이스 32, 33: 커넥터

Q1~Q4: 스위칭소자 D1~D8: 발광다이오드

R1~R4: 저항

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치는, 계자코일을 갖춘 스로틀 밸브 액츄에이터와, 이 계자코일로 전압을 인가하는 전압인가단자와 상기 계자코일로 인가되는 전압을 스위칭하는 다수의 스위칭소자 및 그 단자를 갖춘 전자제어유닛을 포함하는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로에 있어서, 상기 전자제어유닛의 전압인가단자와 상기 스위칭소자측 단자 사이에 순방향으로 설치된 발광다이오드와, 상기 스로틀 밸브 액츄에이터의 계자코일과 상기 전자제어유닛의 스위칭소자측 단자 사이에 순방향으로 설치된 다른 발광다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 본 고안은, 상기 발광 다이오드와 상기 스위칭소자측 단자 사이에, 단락방지용 저항이 더 설치되는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 고안은, 상기 고장 점검장치가, 휴대형 케이스에 수용되며, 이 휴대용 케이스는 상기 스로틀 밸브 액츄에이터의 커넥터와 착탈식으로 접속하는 제1 커넥터와 상기 전자제어유닛의 커넥터와 착탈식으로 접속하는 제2 커넥터를 구비함을 또 다른 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안이 적용된 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 개략적인 구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 고안이 적용된 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로는, 전자제어유닛(10)과 스텝핑모터(20)와 고장 점검장치(30)를 포함하여 구성된다. 참고적으로, 본 고안의 실시예에서는, 스로틀 밸브 액츄에이터로서 스텝핑모터(20)를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

상기 전자제어유닛(10)은 스텝핑모터(20)의 동작 및 스텝각을 제어하기 위한 다수의 스위칭소자(Q1~Q4)와 이들 스위칭 소자의 단자(ECU1, ECU3, ECU4, ECU6) 및스텝핑모터(20)로 배터리 전원(B+)을 인가하기 위한 단자(ECU2, ECU5) 및, 착탈식의 커넥터(15)를 포함하여 구성된다.

상기 스텝핑 모터(20)는 계자코일(21, 22)과 이 계자코일(21, 22)의 양단에 연결되는 단자(SM1, SM3, SM4, SM6)와 각 계자코일(21, 22)에 전원을 인가하기 위한 단자(SM2, SM5) 및 착탈식의 커넥터(25)를 포함하여 구성된다.

상기 고장 점검장치(30)는, 전자제어유닛(10) 측 커넥터(15)와 스텝핑 모터(20) 측 커넥터(25)에 각각 착탈식으로 결합 또는 이탈가능하도록 이루어진 한쌍의 커넥터(32, 33)을 갖춘 휴대형 케이스(31)를 포함한다.

상기 휴대형 케이스(31)의 내부에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 전자제어유닛(10)의 전압인가단자(ECU2, ECU5)와 스위칭 소자의 단자(ECU1, ECU3, ECU4, ECU6)의 사이에 순방향으로 설치되는 복수의 전자제어유닛 점검용 발광다이오드(D1, D3, D5, D7)와, 스텝핑 모터(20)의 계자코일측 단자(SM1, SM3, SM4, SM6)와 전자제어유닛(10)의 스위칭 소자측 단자(ECU1, ECU3, ECU4, ECU6)의 사이에 순방향으로 설치되는 복수의 스텝핑모터 점검용 발광다이오드(D2, D4, D6, D8)를 포함하여 구성된다.

여기서, 전자제어유닛 점검용 발광다이오드(D1, D3, D5, D7)와 스텝핑모터 점검용 발광다이오드(D2, D4, D6, D8)는 서로 다른 색상의 광을 발생하도록 함으로써, 고장이 전자제어유닛(10)쪽에서 발생하였는지, 스텝핑 모터(20) 측에서 발생하였는지를 직관적으로 쉽게 인지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 발광다이오드(D1, D3, D5, D7)와 스위칭 소자의 단자(ECU1, ECU3,ECU4, ECU6)의 사이에는 단락 방지용 저항(R1)이 각각 설치된다.

이제 상기와 같은 본 고안의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

스텝핑모터 구동회로의 고장 점검을 하고자 하는 경우에, 점검자는 전자제어유닛(10)의 커넥터(15)와 스텝핑 모터(20)의 커넥터(25)를 분리한 다음, 고장 점검장치(30)의 커넥터(32, 33)에 각각 연결한다.

참고적으로, 전자제어유닛(10)과 스텝핑 모터(20)의 형식에 따라, 또는, 스로틀 밸브 액츄에이터로 스텝핑 모터가 아닌 전자석 방식의 액츄에이터가 적용됨에 따라, 6핀 커넥터가 아닌 그 이하의 핀수를 갖는 커넥터(예컨대, 3핀 커넥터 등)가 사용되는 경우에도, 본 고안의 고장 점검장치 커넥터(32, 33)에 핀 배열에 맞게 결합하기만 하면, 그 이용이 가능하다.

이 상태에서, 차량의 시동키를 온(on)하면, 배터리(도시되지 않음)의 전압(B+)이 전자제어유닛(10)에 인가되고, 전자제어유닛(10)으로부터 스텝핑 모터(20)의 계자코일(21, 22)로 배터리 전압(B+)이 인가됨과 더불어 전자제어유닛(10)의 내부에서는 펄스신호가 발생된다.

상기 발생된 펄스신호에 의해 전자제어유닛(10)의 스위칭소자(Q1~Q4)가 스위칭 동작하여 계자코일(21, 22)을 펄스주기에 따라 도통시키게 된다.

이에, 전자제어유닛(10)과 스텝핑 모터(20)에 이상이 없을 경우에는, 각 발광 다이오드(D1~D8)에 스위칭소자(Q1~Q4)가 스위칭동작하는 펄스주기로 전류가 흐르게 되므로, 펄스주기에 따라 점멸하여 깜박이게 된다.

이때, 전자제어유닛(10)의 스위칭소자(Q1~Q4) 중 어느 것에 손상이 있을 경우에는 해당 스위칭소자에 순방향으로 연결된 발광 다이오드가 점등되지 않으므로, 전자제어유닛(10)의 고장상태를 직관적으로 쉽게 판별할 수 있다.

예컨대, 전자제어유닛(10)의 스위칭소자(Q1)에 손상이 있는 경우에는, 전자제어유닛 점검용 발광 다이오드(D1)가 점등되지 않게 된다.

만약, 전자제어유닛(10)의 스위칭소자(Q1~Q4) 중 어느 것에 단락이 발생한 경우에는 해당 스위칭소자에 순방향으로 연결된 발광 다이오드가 점멸하지 않고, 계속 점등된 상태를 유지하므로, 전자제어유닛(10)의 고장상태를 직관적으로 쉽게 판별할 수 있다.

예컨대, 전자제어유닛(10)의 스위칭소자(Q1)에 단락이 발생한 경우에는, 전자제어유닛 점검용 발광 다이오드(D1)가 계속 점등되어 있게 된다.

또한, 스텝핑 모터(20)의 계자코일(21, 22) 중에 단선 고장이 발생한 경우에는 해당 계자코일에 순방향으로 연결된 발광다이오드가 점등되지 않으므로, 스텝핑 모터(20)의 고장을 직관적으로 쉽게 알 수 있다.

예컨대, 스텝핑 모터(20)의 계자코일(21)에 단선 고장이 발생하면, 스텝핑 모터 점검용 발광 다이오드(D2, D4) 중 어느 하나 또는 전부가 점등되지 않게 된다.

상기에서 본 고안은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 고안이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 고안에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 고안의 특징을 이용하는 한 본 고안의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

특히, 상기한 본 고안의 실시예에서는, 스로틀 밸브 액츄에이터로, 스텝핑모터가 사용된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 계자코일이 채용된 것이라면 전자석 방식의 액츄에이터 등 어떤 것에도 용이하게 적용하여 실시할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안은, 케이스의 커넥터에 전자제어유닛과 스로틀 밸브 액츄에이터의 커넥터를 각각 연결하면, 고장이 발생한 부위와 증상이 램프(발광다이오드)를 통해 표시되는 바, 점검자가 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장을 간단히 점검하여 이를 직관적으로 쉽게 인지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 계자코일을 갖춘 스로틀 밸브 액츄에이터와, 이 계자코일로 전압을 인가하는 전압인가단자와 상기 계자코일로 인가되는 전압을 스위칭하는 다수의 스위칭소자 및 그 단자를 갖춘 전자제어유닛을 포함하는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로에 있어서,

   상기 전자제어유닛의 전압인가단자와 상기 스위칭소자측 단자 사이에 순방향으로 설치된 발광다이오드와,

   상기 스로틀 밸브 액츄에이터의 계자코일과 상기 전자제어유닛의 스위칭소자측 단자 사이에 순방향으로 설치된 다른 발광다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드와 상기 스위칭소자측 단자 사이에, 단락방지용 저항이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고장 점검장치는, 휴대형 케이스에 수용되며, 이 휴대용 케이스는 상기 스로틀 밸브 액츄에이터의 커넥터와 착탈식으로 접속하는 제1 커넥터와 상기 전자제어유닛의 커넥터와 착탈식으로 접속하는 제2 커넥터를 구비함을 특징으로 하는 스로틀 밸브 액츄에이터 구동회로의 고장 점검장치.