KR20150142105A

KR20150142105A - 엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20150142105A
Application number: KR1020140070000A
Authority: KR
Inventors: 임재필
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2015-12-22
Also published as: US9869236B2; CN105275588B; US20150354440A1; KR101601429B1; DE102014117730A1; CN105275588A

Abstract

본 발명은, 터보차저의 컴프레서와 흡기매니폴드 사이에 연결된 흡기라인 상에 설치되어 흡기량을 조절 및 제어하는 장치로서, 회전구동력을 제공하는 모터; 일단이 흡기라인 상에 연결되며, 타단이 상기 컴프레서에 외기가 유입되도록 마련된 외기라인 상에 연결된 바이패스라인; 및 상기 흡기라인에서 바이패스라인으로 분기되는 지점에 마련되며, 모터의 회전변위에 따라 밸브부재의 개도량을 조절하여 컴프레서로부터 유입되는 흡기량을 흡기매니폴드 측과 바이패스라인 측에 선택적으로 배분하여 조절하는 유량조절밸브수단;을 포함하여 구성되는 엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법이 소개된다.

Description

엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법{THEREOF CONTROLLING METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING AIR-INTAKE FLOWED IN ENGINE}

본 발명은 엔진용 흡기량을 제어하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브의 전자제어를 통해 제어 정밀도를 향상시키고, 부품수 감소를 통해 엔진 레이아웃을 향상시키며, 원가를 절감하는 한편, 제어장치의 페일세이프 제어방안을 마련하여 제어장치의 신뢰성을 향상시키도록 한 엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

CNG(Compressed Natural Gas)를 연료로 사용하는 엔진에서 터보차저의 컴프레서와 흡기매니폴드 사이에 연결된 흡기라인 상에는 부스트압력을 제어하기 위해 공압식의 흡기량 조절밸브가 설치된다.

도 1은 상기한 공압식 흡기량 조절밸브를 도시한 것으로, 엔진의 부스트압력에 따라 공압식 밸브(3)를 이용하여 밸브 개도량을 제어함으로써, 컴프레서(1)를 통해 엔진(흡기매니폴드)으로 유입되는 공기량을 적절하게 제어하게 되며, 이로 인해 부스트압력을 조절하게 된다.

그러나, 상기한 공압식 조절밸브는 제어 응답성이 느려 제어의 정밀도가 떨어지는 문제가 있고, 공압식 밸브를 제어하기 위해서는 에어레귤레이터, 과급제어 밸브, 부스트 모니터링 모듈, 공압 라인 등 부가적인 부품 구성이 불가피하여 원가 측면에서 매우 불리한 문제도 있고, 또한 다이어프램(고무재질)의 내구 및 누기와 같은 부품의 내구성 및 품질 문제로 인해 장치의 신뢰성이 저하되는 문제도 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2004-0031264

A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 밸브의 전자제어를 통해 제어 정밀도를 향상시키고, 부품수 감소를 통해 엔진 레이아웃을 향상시키며, 원가를 절감하도록 한 엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 전자제어에 의해 작동되는 제어장치의 페일세이프 제어방안을 마련하여 제어장치의 신뢰성을 향상시키도록 한 엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 터보차저의 컴프레서와 흡기매니폴드 사이에 연결된 흡기라인 상에 설치되어 흡기량을 조절 및 제어하는 장치로서, 회전구동력을 제공하는 모터; 일단이 흡기라인 상에 연결되며, 타단이 상기 컴프레서에 외기가 유입되도록 마련된 외기라인 상에 연결된 바이패스라인; 및 상기 흡기라인에서 바이패스라인으로 분기되는 지점에 마련되며, 모터의 회전변위에 따라 밸브부재의 개도량을 조절하여 컴프레서로부터 유입되는 흡기량을 흡기매니폴드 측과 바이패스라인 측에 선택적으로 배분하여 조절하는 유량조절밸브수단;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 유량조절밸브수단은, 상기 모터의 회전축에 대해 편심 회전되도록 결합된 편심부재; 상기 편심부재의 외주면에 일단부가 접촉 구비되어, 상기 편심부재의 회전시 직선 이동되는 작동로드; 상기 작동로드의 타단부를 감싸는 형상으로 마련되며, 내부가 흡기라인의 내부 및 바이패스라인의 내부와 연통 가능하도록 구비되고, 상기 흡기라인에서 바이패스라인으로 이어지는 내주면 경계지점에 단턱이 형성된 밸브하우징; 상기 작동로드에 결합되어 함께 이동되며, 이동시 외주면 테두리가 상기 단턱에 밀접 또는 이격되도록 구비되어 흡기라인과 바이패스라인 사이를 상호 개방하거나 차단하는 밸브부재; 및 상기 작동로드의 직선 이동변위에 대해 탄성복원력을 제공하는 복원스프링;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 밸브부재의 위치를 측정하는 위치센서; 상기 밸브부재의 위치로부터 밸브부재의 개도량을 연산하며, 엔진 시동후에 상기 밸브부재의 개도량이 엔진의 목표 부스트압력을 제어하기 위한 목표개도량을 추종하도록 모터를 구동하여 밸브부재의 개도량을 피드백 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.

상기 제어기에는, 배터리를 통해 입력되는 전원을 상기 제어기에서 사용 가능한 전원으로 변환하도록 구비된 DC-DC컨버터;를 포함할 수 있다.

본 발명의 엔진용 흡기량 제어장치를 제어하는 방법으로서, 밸브부재의 위치를 측정하는 측정단계; 상기 밸브부재의 위치로부터 밸브부재의 개도량을 연산하며, 엔진 시동후에 상기 밸브부재의 개도량이 엔진의 목표 부스트압력을 제어하기 위한 목표개도량을 추종하도록 모터를 구동하여 밸브부재의 개도량을 피드백 제어하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어단계는, 상기 밸브부재의 제어 중 에러신호를 입력받아 제어장치에서의 에러를 판단하는 에러판단단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 측정단계 이전에 차량의 키온을 판단하는 키온판단단계; 차량의 키온시, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 키온제어단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 키온제어단계는, 상기 밸브부재의 제어 중 에러신호를 입력받아 제어장치에서의 에러를 판단하는 에러판단단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 에러판단단계에서, 밸브부재의 개도량과 목표개도량 간의 편차가 기준값 이상이고, 편차지속시간이 제1기준시간 이상인 에러로 판단시, 밸브부재의 스크래핑 작동을 실시하는 밸브클리닝단계;를 포함할 수 있다.

상기 밸브클리닝단계 이후에, 해당 에러신호가 계속해서 입력되는 경우 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계; 상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함할 수 있다.

상기 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 에러판단단계에서, 밸브부재의 개도량과 목표개도량 간의 편차가 기준값 이내이고, 편차지속시간이 제2기준시간 이상인 에러로 판단시, 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계; 상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함할 수 있다.

상기 에러판단단계에서, 제어기와 ECU간의 CAN통신이 소정시간동안 연속하여 수신이 불량한 에러이거나, 제어기의 온도가 소정온도 이상으로 소정시간 동안 지속되는 에러이거나, 위치센서에 의해 밸브부재의 위치신호가 입력되지 않는 에러인 경우, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 에러판단단계에서, 배터리에서 입력되는 전원이 소정전압 이상으로 소정시간 동안 지속되는 에러인 경우, 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계; 상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함할 수 있다.

상기 제어단계 이 후에 차량의 키오프시, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 키오프제어단계; 상기 키오프제어단계를 소정시간 동안 지속한 후에 제어장치에 인가되는 전원을 차단하는 전원차단단계;를 더 포함할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 모터의 전자적인 구동제어를 통해 밸브부재의 개도량을 조절하여 컴프레서로부터 흡기매니폴드 및/또는 바이패스라인으로 흐르는 흡기량을 적절하게 조절 및 제어함으로써, 기존의 공압식 밸브에 비해 제어 응답성능이 향상되어 제어정밀도가 높아지는 효과가 있고, 또한 제어장치의 구현을 위한 부가적인 부품 구성을 최소화하여 원가 및 레이아웃 측면에서 유리한 장점이 있으며, 제어장치의 다양한 고장 및 에러 상황에 대해 신속하고 정확하게 진단하고, 이에 대한 페일세이프 제어방안을 마련하여 장치의 신뢰성 및 품질 문제를 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 공압식 조절밸브의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 흡기량 제어장치가 배치된 전체적인 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 흡기량 제어장치의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 유량조절밸브수단의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 제어기의 구성을 설명하기 위한 회로도.
도 6은 본 발명에 의한 흡기량 제어장치의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 흡기량 제어장치가 배치된 전체적인 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 흡기량 제어장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 유량조절밸브수단의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 제어기의 구성을 설명하기 위한 회로도이고, 도 6은 본 발명에 의한 흡기량 제어장치의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 엔진용 흡기량 제어장치는 크게, 모터(21)와, 흡기라인(11)과, 바이패스라인(13) 및 유량조절밸브수단(20)을 포함하여 구성된다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 터보차저(T)의 컴프레서(10)와 흡기매니폴드 사이에 연결된 흡기라인(11) 상에 설치되어 흡기량을 조절 및 제어하는 장치로서, 회전구동력을 제공하는 모터(21); 일단이 흡기라인(11) 상에 연결되며, 타단이 상기 컴프레서(10)에 외기가 유입되도록 마련된 외기라인(15) 상에 연결된 바이패스라인(13); 및 상기 흡기라인(11)에서 바이패스라인(13)으로 분기되는 지점에 마련되며, 모터(21)의 회전변위에 따라 밸브부재(29)의 개도량을 조절하여 컴프레서(10)로부터 유입되는 흡기량을 흡기매니폴드 측과 바이패스라인(13) 측에 선택적으로 배분하여 조절하는 유량조절밸브수단(20);을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 모터(21)의 전자적인 회전 구동제어를 통해 밸브부재(29)의 개도량을 조절하여 컴프레서(10)로부터 흡기매니폴드 및/또는 바이패스라인(13)으로 흐르는 흡기량을 조절 및 제어함으로써, 기존의 공압식 밸브에 비해 응답성능이 향상되어 제어정밀도가 높아지고, 또한 부가적인 부품 구성이 불필요하여 원가 및 레이아웃 측면에서 유리하며, 부품의 품질 문제를 개선하여 장치의 신뢰성이 향상되는 것이다.

아울러, 상기한 유량조절밸브수단(20)은, 다시 편심부재(23)와, 작동로드(25)와, 밸브하우징(27)과, 밸브부재(29) 및 복원스프링(31)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 모터(21)의 회전축에 대해 편심 회전되도록 결합된 편심부재(23); 상기 편심부재(23)의 외주면에 일단부가 접촉 구비되어, 상기 편심부재(23)의 회전시 직선 이동되는 작동로드(25); 상기 작동로드(25)의 타단부를 감싸는 형상으로 마련되며, 내부가 흡기라인(11)의 내부 및 바이패스라인(13)의 내부와 연통 가능하도록 구비되고, 상기 흡기라인(11)에서 바이패스라인(13)으로 이어지는 내주면 경계지점에 단턱(27a)이 형성된 밸브하우징(27); 상기 작동로드(25)에 결합되어 함께 이동되며, 이동시 외주면 테두리가 상기 단턱(27a)에 밀접 또는 이격되도록 구비되어 흡기라인(11)과 바이패스라인(13) 사이를 상호 개방하거나 차단하는 밸브부재(29); 및 상기 작동로드(25)의 직선 이동변위에 대해 탄성복원력을 제공하는 복원스프링(31);을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 밸브부재(29)를 폐쇄시켜 밸브부재(29)의 개도량을 0%로 제어하고자 하는 경우, 모터(21)를 상기 개도량에 상응하는 회전변위만큼 회전시키면, 모터(21)의 회전축에 편심 결합된 편심부재(23)가 편심 회전되면서, 작동로드(25) 및 이에 결합된 밸브부재(29)가 바이패스라인(13)과 흡기라인(11) 상호 간을 폐쇄하는 방향으로 직선 이동되어 상기 밸브부재(29)의 테두리가 단턱(27a)에 밀접된다.

그러면, 상기 밸브부재(29)에 의해 흡기라인(11)과 바이패스라인(13)이 상호 폐쇄된 상태를 유지하게 되면서, 컴프레서(10)를 통해 압축되어 흡기라인(11) 및 밸브하우징(27)의 전단으로 유입된 공기가 상기 밸브하우징(27)의 후단 및 흡기라인(11)으로 모두 배출되면서 흡기매니폴드 측으로 유입되는 것이다.

반면, 상기 밸브부재(29)를 개방시켜 밸브부재(29)의 개도량을 높이고자 하는 경우, 모터(21)를 상기 개도량에 상응하는 회전변위만큼 회전시키면, 모터(21)의 회전축에 편심 결합된 편심부재(23)가 편심 회전되면서, 작동로드(25) 및 이에 결합된 밸브부재(29)가 바이패스라인(13)과 흡기라인(11) 상호 간을 개방하는 방향으로 직선 이동되어 상기 밸브부재(29)의 테두리가 단턱(27a)으로부터 이격된다.

그러면, 상기 흡기라인(11)과 바이패스라인(13)이 상호 개방된 상태로 전환되면서, 컴프레서(10)를 통해 압축되어 흡기라인(11) 및 밸브하우징(27)의 전단으로 유입된 공기가 상기 밸브부재(29)의 개도량에 따라 밸브하우징(27)의 후단과 연결된 흡기라인(11) 및 바이패스라인(13)으로 적절하게 분배되어 배출되면서 일부 공기는 흡기매니폴드 측으로 유입되고, 나머지 공기는 바이패스라인(13)으로 유입되어 다시 컴프레서(10) 측으로 재유입된다.

따라서, 밸브부재(29)의 개도량에 따라 흡기매니폴드 측으로 유입되는 흡기량을 조절할 수 있으며, 이에 엔진 부스트압력의 조절이 가능한 것이다.

아울러, 도 5를 참조하면, 본 발명은 상기 밸브부재(29)의 위치를 측정하는 위치센서(33); 상기 밸브부재(29)의 위치로부터 밸브부재(29)의 개도량을 연산하며, 엔진 시동후에 상기 밸브부재(29)의 개도량이 엔진의 목표 부스트압력을 제어하기 위한 목표개도량을 추종하도록 모터(21)를 구동하여 밸브부재(29)의 개도량을 피드백 제어하는 제어기(40);를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제어기(40)는 상위 제어기인 ECU(50)(Engine Control Unit)와 CAN통신에 의해 연결된 것으로, ECU(50)에서 입력된 목표부스트압력으로 부스트압력을 제어하기 위해 목표개도량이 입력되면 모터(21)의 구동을 통해 제어된 밸브부재(29)의 개도량을 피드백하고, 이와 함께 제어장치의 에러를 진단하는 역할을 한다.

이를 위해, 상기 제어기(40)에는 모터드라이버(43)가 설치되어 PWM(Pulse Width Modulation)제어를 통해 모터(21)를 구동시킬 수 있으며, H-Bridge 회로(47)를 구성하여 밸브부재(29) 정방향과 역방향 구동을 직접 제어할 수 있고, 레귤레이터(45)(12V→5V)를 이용하여 위치센서(33)(비접촉식)를 통한 밸브 개도량을 피드백 제어함으로써, CAN통신을 통해 피드백 제어된 정보를 ECU(50)에 전달하게 된다.

여기서, 상기 제어기(40)에는, 배터리를 통해 입력되는 전원을 상기 제어기에서 사용 가능한 전원으로 변환하도록 구비된 DC-DC컨버터(41);를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 제어기(40) 내에 DC-DC컨버터(41)를 구성하여 상용차량의 24V 전원으로 12V의 전원으로 구동되는 전자식 제어장치를 사용 가능한 것이다.

한편, 도 6은 본 발명에 의한 흡기량 제어장치의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면으로, 본 발명의 흡기량 제어장치의 제어방법은, 크게 측정단계와, 제어단계를 포함하여 구성된다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 엔진용 흡기량 제어장치를 제어하는 방법으로서, 밸브부재(29)의 위치를 측정하는 측정단계; 상기 밸브부재(29)의 위치로부터 밸브부재(29)의 개도량을 연산하며, 엔진 시동후에 상기 밸브부재(29)의 개도량이 엔진의 목표 부스트압력을 제어하기 위한 목표개도량을 추종하도록 모터(21)를 구동하여 밸브부재(29)의 개도량을 피드백 제어하는 제어단계;를 포함하여 구성된다.

즉, 차량의 시동 후에, 엔진의 부스트압력을 제어하기 위해 목표 부스트압력에 상응하는 목표개도량이 입력되면, 상기 모터(21)가 PWM제어를 통해 구동되면서 현재의 밸브부재(29) 개도량을 목표개도량에 수렴하도록 피드백 제어하게 됨으로써, 엔진의 부스트압력을 목표 부스트압력으로 제어할 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 제어단계는, 상기 밸브부재(29)의 제어 중 에러신호를 입력받아 제어장치에서의 에러를 판단하는 에러판단단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

바람직한 예시로서, 상기 에러판단단계에서는, 밸브부재(29)의 개도량과 목표개도량 간의 편차가 기준값(예시:5%) 이상이고, 편차지속시간이 제1기준시간(예시:500msec) 이상인 에러로 판단시, 밸브부재(29)의 스크래핑 작동을 실시하는 밸브클리닝단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 스크래핑 작동은 상기 밸브부재(29)의 이동 방향으로 소정 횟수(일례로 4회)만큼 진동하듯 왕복 이동시키는 작동으로, 이물 제거를 통해 밸브부재(29)의 에러를 해제하기 위해 적용된다.

그리고, 상기 밸브클리닝단계 이후에, 해당 에러신호가 계속해서 입력되는 경우 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계; 상기 에러신호의 연속 발생에 의해 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수(예시:4회)를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 경고단계에서는 클러스터에 경고등을 표시하여 경고할 수 있다. 다만, 상기 스크래핑 동작을 통해 해당 에러신호가 미입력되어 에러가 해제된 경우에는 모터(21)의 구동에 의한 정상적인 피드백 제어를 통해 흡기량 제어를 계속해서 실시하게 된다.

이와 함께, 상기 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 밸브부재(29)의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재(29)의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함할 수 있다.

즉, 상기한 에러상황이 연속하여 여러 번 발생되는 경우, 제어장치에 의한 흡기량 조절 제어를 중단하고, 밸브부재(29)를 완전 폐쇄하도록 제어하게 되는바, 컴프레서(10)에서 유입되는 공기를 흡기매니폴드 측으로 모두 유입시키는 림프홈모드로 전환시키게 된다.

한편, 다른 예시로서, 상기 에러판단단계에서, 밸브부재(29)의 개도량과 목표개도량 간의 편차가 기준값(예시:5%) 이내이고, 편차지속시간이 제2기준시간(예시:2초) 이상인 에러로 판단시, 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계; 상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수(예시:4회)를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 경고단계에서는 클러스터에 경고등을 표시하여 경고할 수 있다.

한편, 또 다른 예시로서, 상기 에러판단단계에서, 제어기(40)와 ECU(50)간의 CAN통신이 소정시간(예시:1초)동안 연속하여 수신이 불량한 에러이거나, 제어기(40)의 PCB 온도가 소정온도(예시:140℃) 이상으로 소정시간(예시:2분) 동안 지속되는 에러이거나, 위치센서(33)에 의해 밸브부재(29)의 위치신호가 입력되지 않는(예시:위치센서(33) 입력단에서 0V로 검출시) 에러인 경우, 밸브부재(29)의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재(29)의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함할 수 있다.

즉, 제어장치에 의한 흡기량 제어가 불가능한 에러상황인 경우, 제어장치에 의한 흡기량 조절 제어를 중단하고, 밸브부재(29)를 완전 폐쇄하도록 제어하게 되는바, 컴프레서(10)에서 유입되는 공기를 흡기매니폴드 측으로 모두 유입시키는 림프홈모드로 전환시키게 된다.

한편, 또 다른 예시로서, 상기 에러판단단계에서, 배터리에서 입력되는 전원이 소정전압(예시:36V) 이상으로 소정시간(예시:2초) 동안 지속되는 에러인 경우, 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계; 상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 측정단계 이전에 차량의 키온을 판단하는 키온판단단계; 차량의 키온시, 밸브부재(29)의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재(29)의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 키온제어단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 차량의 키온시, ECU(50)에서 밸브부재(29)의 목표개도량 명령값을 0%로 제공하면, 제어기(40)에서 피드백값인 0%로 밸브부재(29)의 개도량을 제어한 상태로 엔진의 시동 전까지 유지하게 된다.

그리고, 상기 키온제어단계는, 밸브부재(29)의 제어 중 에러신호를 입력받아 제어장치에서의 에러를 판단하는 에러판단단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 에러판단단계의 구체적인 예시는 엔진 시동 후의 에러판단단계의 구성과 동일하며, 이에 키온시 에러판단단계의 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

한편, 본 발명은, 상기 제어단계 이 후에 차량의 키오프시, 밸브부재(29)의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재(29)의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 키오프제어단계; 상기 키오프제어단계를 소정시간(예시:12초) 동안 지속한 후에 릴레이 오프를 통해 제어장치에 인가되는 전원을 차단하는 전원차단단계;를 더 포함할 수 있다.

즉, 차량의 키오프시에는, 제어장치에 의한 흡기량 조절 제어를 중단하고, 밸브부재(29)를 완전 폐쇄하도록 제어하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 컴프레서 11 : 흡기라인
13 : 바이패스라인 15 : 외기라인
20 : 유량조절밸브수단 21 : 모터
23 : 편심부재 25 : 작동로드
27 : 밸브하우징 27a : 단턱
29 : 밸브부재 31 : 복원스프링
33 : 위치센서 40 : 제어기
41 : DC-DC컨버터 50 : ECU

Claims

터보차저의 컴프레서와 흡기매니폴드 사이에 연결된 흡기라인 상에 설치되어 흡기량을 조절 및 제어하는 장치로서,
회전구동력을 제공하는 모터;
일단이 흡기라인 상에 연결되며, 타단이 상기 컴프레서에 외기가 유입되도록 마련된 외기라인 상에 연결된 바이패스라인; 및
상기 흡기라인에서 바이패스라인으로 분기되는 지점에 마련되며, 모터의 회전변위에 따라 밸브부재의 개도량을 조절하여 컴프레서로부터 유입되는 흡기량을 흡기매니폴드 측과 바이패스라인 측에 선택적으로 배분하여 조절하는 유량조절밸브수단;을 포함하는 엔진용 흡기량 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유량조절밸브수단은,
상기 모터의 회전축에 대해 편심 회전되도록 결합된 편심부재;
상기 편심부재의 외주면에 일단부가 접촉 구비되어, 상기 편심부재의 회전시 직선 이동되는 작동로드;
상기 작동로드의 타단부를 감싸는 형상으로 마련되며, 내부가 흡기라인의 내부 및 바이패스라인의 내부와 연통 가능하도록 구비되고, 상기 흡기라인에서 바이패스라인으로 이어지는 내주면 경계지점에 단턱이 형성된 밸브하우징;
상기 작동로드에 결합되어 함께 이동되며, 이동시 외주면 테두리가 상기 단턱에 밀접 또는 이격되도록 구비되어 흡기라인과 바이패스라인 사이를 상호 개방하거나 차단하는 밸브부재; 및
상기 작동로드의 직선 이동변위에 대해 탄성복원력을 제공하는 복원스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치.
청구항 2에 있어서,
상기 밸브부재의 위치를 측정하는 위치센서;
상기 밸브부재의 위치로부터 밸브부재의 개도량을 연산하며, 엔진 시동후에 상기 밸브부재의 개도량이 엔진의 목표 부스트압력을 제어하기 위한 목표개도량을 추종하도록 모터를 구동하여 밸브부재의 개도량을 피드백 제어하는 제어기;를 포함하는 엔진용 흡기량 제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어기에는,
배터리를 통해 입력되는 전원을 상기 제어기에서 사용 가능한 전원으로 변환하도록 구비된 DC-DC컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치.
청구항 1항에 기재된 엔진용 흡기량 제어장치를 제어하는 방법으로서,
밸브부재의 위치를 측정하는 측정단계;
상기 밸브부재의 위치로부터 밸브부재의 개도량을 연산하며, 엔진 시동후에 상기 밸브부재의 개도량이 엔진의 목표 부스트압력을 제어하기 위한 목표개도량을 추종하도록 모터를 구동하여 밸브부재의 개도량을 피드백 제어하는 제어단계;를 포함하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 제어단계는,
상기 밸브부재의 제어 중 에러신호를 입력받아 제어장치에서의 에러를 판단하는 에러판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 측정단계 이전에 차량의 키온을 판단하는 키온판단단계;
차량의 키온시, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 키온제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 7에 있어서,
상기 키온제어단계는,
상기 밸브부재의 제어 중 에러신호를 입력받아 제어장치에서의 에러를 판단하는 에러판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 에러판단단계에서, 밸브부재의 개도량과 목표개도량 간의 편차가 기준값 이상이고, 편차지속시간이 제1기준시간 이상인 에러로 판단시, 밸브부재의 스크래핑 작동을 실시하는 밸브클리닝단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 9에 있어서,
상기 밸브클리닝단계 이후에, 해당 에러신호가 계속해서 입력되는 경우 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계;
상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 10에 있어서,
상기 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 에러판단단계에서, 밸브부재의 개도량과 목표개도량 간의 편차가 기준값 이내이고, 편차지속시간이 제2기준시간 이상인 에러로 판단시, 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계;
상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 12에 있어서,
상기 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 에러판단단계에서,
제어기와 ECU간의 CAN통신이 소정시간동안 연속하여 수신이 불량한 에러이거나, 제어기의 온도가 소정온도 이상으로 소정시간 동안 지속되는 에러이거나, 위치센서에 의해 밸브부재의 위치신호가 입력되지 않는 에러인 경우, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 페일세이프제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 에러판단단계에서,
배터리에서 입력되는 전원이 소정전압 이상으로 소정시간 동안 지속되는 에러인 경우, 해당 에러신호에 상응하는 에러코드를 저장하는 저장단계;
상기 에러신호의 연속 발생에 의한 해당 에러코드의 연속 저장횟수가 소정횟수를 초과하는 경우, 운전자에게 에러상황을 경고하는 경고단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 제어단계 이 후에 차량의 키오프시, 밸브부재의 목표개도량을 0%로 입력하여, 밸브부재의 개도량이 0%가 되도록 제어하는 키오프제어단계;
상기 키오프제어단계를 소정시간 동안 지속한 후에 제어장치에 인가되는 전원을 차단하는 전원차단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 흡기량 제어장치의 제어방법.