KR20160081140A - 플랩 개폐 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

플랩 개폐 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 장치는, 차량 플랩의 개폐를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어부; 제어 신호를 기초로 플랩을 목표 위치로 구동시키는 모터; 및 목표 위치와 제어 신호를 기초로 구동된 플랩의 실제 위치가 상이하면 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정하는 측정부를 포함하고, 제어부는, 측정된 전류의 변화량을 기초로 모터를 제어하는 신호를 생성한다.

Description

플랩 개폐 제어 장치 및 방법{FLAP OPENING AND SHUTTING CONTORL APPARATUS AND METHOD FOR THEROF}
본 발명은 플랩 개폐 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플랩 개폐 시 발생될 수 있는 이물질 끼임 혹은 플랩을 구동시키는 모터에 발생된 고장 등을 감지하고 이에 능동적으로 대처할 수 있는 플랩 개폐 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
액티브 에어 플랩(AAF : Active Air Flap) 시스템은 차량 전방에 위치한 공기 흡입구를 상황에 맞추어 개폐하는 시스템을 의미한다.
구체적으로, 차량이 고속 주행하고 있는 상황에서는 플랩을 폐쇄하여 공기 저항을 감소시킴으로써 연료 효율을 향상시키고 엔진 룸 내부 온도가 기 설정된 임계값 이상으로 올라가 부품이 과열될 우려가 있는 경우에는 플랩을 개방시켜 외부 공기가 유입될 수 있도록 한다.
종래의 액티브 에어 시스템은 플랩 사이에 이물질 끼임 등으로 발생될 수 있는 고장 발생 여부를 감지하고 고장이 발생되었다고 판단되면 경고등을 이용하여 사용자에게 고장 발생 사실을 알리는 수동적(Passive)인 방식으로 동작하였다.
이에, 차량의 주행 상태 또는 이물질 끼임 등이 발생했을 때 보다 능동적으로 동작할 수 있는 플랩 개폐 제어 장치 및 그 방법의 필요성이 대두되었다.
한국등록특허공보 10-1171794
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플랩 개폐시 발생될 수 있는 고장에 보다 능동적으로 대처할 수 있는 플랩 개폐 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 플랩을 구동시키는 모터에 흐르는 전류를 측정하여 발생된 고장의 유형을 판단할 수 있는 플랩 개폐 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 방법은, 플랩을 폐쇄하는 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 플랩을 목표 위치로 구동하는 단계, 상기 목표 위치와 상기 제어 신호에 기초하여 구동된 상기 플랩의 실제 위치의 차이가 임계값 이상이면 상기 플랩을 구동시키는 모터에 흐르는 전류를 측정하는 단계, 상기 측정된 전류값을 기초로 상기 플랩을 구동하는 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플랩을 구동시키는 모터에 흐르는 전류를 측정하는 단계는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정하는 단계 및 상기 플랩을 구동시키는 모터의 각속도를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 전류값을 기초로 상기 플랩을 구동하는 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도가 임계값 이상이면 상기 플랩을 개방하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플랩을 구동시키는 모터에 흐르는 전류를 측정하는 단계는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정하는 단계 및 상기 플랩을 구동시키는 모터의 각속도를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 전류값을 기초로 상기 플랩을 구동하는 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량이 임계값 이상이고 상기 모터의 각속도가 임계값 미만이며, 상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정된 전류값을 기초로 상기 플랩을 구동하는 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계는, 상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 목표 위치와 상기 제어 신호에 기초하여 구동된 상기 플랩의 실제 위치의 차이가 임계값 이상이면 상기 플랩을 구동시키는 모터에 흐르는 전류를 측정하는 단계는, 상기 측정된 전류값을 기초로 고장 유형을 판단하는 단계 및 상기 판단된 고장 유형에 대응 되는 알림 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 장치는, 차량의 플랩의 개폐를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 제어 신호를 기초로 상기 플랩을 목표 위치로 구동시키는 모터 및 상기 목표 위치와 상기 제어 신호를 기초로 구동된 상기 플랩의 실제 위치의 차이가 임계값 이상이면 상기 모터에 흐르는 전류값을 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 측정된 전류값을 기초로 모터를 제어하는 신호를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정부는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도를 측정하고, 상기 제어부는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도가 임계값 이상이면 상기 플랩을 개방하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정부는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도를 측정하고, 상기 제어부는, 상기 모터에 흐르는 전류의 변화량이 임계값 이상이고, 상기 모터의 각속도가 임계값 미만이며, 상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 측정부에서 측정된 전류값을 기초로 발생된 고장 유형을 판단하고, 상기 판단된 고장 유형에 대응되는 알림 신호를 생성할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, 플랩을 구동시키는데 발생된 고장 유형을 판단할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 판단된 고장 유형에 능동적으로 대처할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 모터에 흐르는 전류를 측정하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a 및 3b는 플랩이 폐쇄 되는 동안 플랩 사이에 이물질이 들어간 경우 모터에 인가되는 전류의 변화 모습을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 모터를 구동시키는 회로에 이상이 발생되어 모터에 인가되는 전류의 크기가 비정상적으로 증가하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 실시예에서는 플랩 개폐 제어 장치에 의해 플랩을 폐쇄하는 도중 이상이 감지된 경우 플랩 개폐 제어 동작을 제어하는 방법에 대해 설명한다.
플랩 개폐 제어 장치가 플랩 폐쇄 신호를 생성하면(S110), 그에 따라 플랩을 폐쇄한다(S120). 소정의 시간이 경과한 후 제어 신호에 따른 플랩의 목표 위치와 실제 플랩의 위치를 비교하여, 플랩이 정상적으로 작동했는지 여부를 판단한다(S130).
이후, 목표 위치와 실제 위치의 차이가 상이하면 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정하여(S140) 고장이 발생된 원인을 판단한다.
정상적인 경우라면 모터가 구동될 때 모터에 일정한 크기의 전류가 흐르지만, 플랩 사이에 이물질이 끼어 모터에 부하가 작용하거나 모터를 구동시키는 회로에 고장이 발생되면 모터에 흐르는 전류가 변화하게 된다.
예를 들어, 플랩 사이에 이물질이 끼어 플랩의 개방 또는 폐쇄를 방해하는 경우 모터에 부하가 작용하게 되는바 모터에 흐르는 전류가 점차적으로 증가하게 된다. 또는, 모터를 구동하는 회로가 단락되거나 개방되는 경우 모터에 전류가 흐르지 않거나 정상인 상태보다 큰 전류가 흐르게 된다.
따라서, 모터에 흐르는 전류를 측정하면 모터에 발생된 고장의 유형을 판단할 수 있게 된다. 상술한 과정을 거쳐 모터에 발생된 고장 유형이 판단되면 이에 대처할 수 있는 플랩 제어 신호를 생성한다(S150).
예를 들어, 플랩 사이에 이물질이 끼어 모터의 구동을 방해하는 경우 플랩을 개방하는 제어 신호를 생성함으로써 이물질이 제거될 수 있도록 하고, 모터를 구동시키는 회로에 이상이 생겼다고 판단되면 과전류에 의해 회로 및 모터가 손상되는 것을 방지하기 위해 플랩의 구동을 중단하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 모터의 전류를 측정하여 그에 대응되는 제어 신호를 생성하면 발생된 고장에 보다 능동적으로 대처할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터에 흐르는 전류를 측정하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
플랩 개폐 제어 장치는 플랩을 구동시키는 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정한다(S210). 그리고, 모터에 흐르는 전류의 변화량이 임계값 이상이라고 측정되면 추가적으로 모터가 여전히 회전하고 있는지 여부를 판단하기 위해 모터의 각속도를 측정한다(S220).
정상적인 경우라면 플랩의 개폐시키는 모터에는 일정한 값의 전류가 흘러야 한다. 반면, 플랩을 개폐시키는데 있어 플랩 사이에 있는 이물질에 의해 플랩의 개폐 동작이 방해를 받거나 모터를 구동시키는 회로에 이상이 발생되면 모터에 흐르는 전류의 값이 변화하게 된다.
예를 들어, 모터가 회전하며 플랩을 개폐 시키는 도중 플랩 사이에 이물질이 끼어 개폐가 정상적으로 이루어지지 않는다면 모터에 역기전력이 발생되어 모터에 흐르는 전류가 점차적으로 증가하고 모터의 회전 속도가 점점 줄어들게 된다.
따라서, 모터에 흐르는 전류의 변화량이 임계값 이상이며 회전하고 있는 경우라면 플랩을 다시 개방시키는 제어신호를 생성하여(S230) 플랩 사이에 낀 이물질이 제거될 수 있도록 한다.
반면, 전류의 변화량이 임계값 이상이나 플랩의 개폐시키는 모터가 동작하고 있지 않은 경우라면 모터를 구동시키는 회로가 단락 되어 모터에 인가되는 전류가 무한대로 커지고 있는 상황이 발생되었다고 판단할 수 있다.
따라서, 모터에 흐르는 전류 변화량이 임계값 이상이고 모터가 구동하지 않는 경우라면, 모터에 인가되는 전류를 측정하고(S240) 전류의 크기가 임계값을 초과하면 과전류로 인해 모터가 파손되는 것을 방지하기 위해 플랩 구동을 중단하는 제어 신호를 생성한다(S250).
한편, 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 전류의 크기가 임계값 미만이라면 정상적으로 동작하고 있는 상황이므로 플랩 폐쇄 동작이 계속 이루어질 수 있도록 하는 제어 신호를 생성한다(S260).
상술한 바와 같이, 플랩을 폐쇄하는 도중 모터에 흐르는 전류의 변화량, 모터의 회전 각속도 및 모터에 인가되는 전류의 측정값을 이용하면 발생된 고장의 유형에 따라 적절한 대응을 할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 3a 및 3b는 플랩이 폐쇄 되는 동안 플랩 사이에 이물질이 들어간 경우 모터에 인가되는 전류의 변화 모습을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 플랩(310)이 폐쇄되는 동안 플랩(310) 사이에 사람의 손가락과 같은 이물질(320)이 끼는 사고가 발생될 수 있다.
이를 도 3b에 적용하면 t1(330) 까지는 모터에 인가되는 전류의 크기가 일정하므로 정상적으로 동작하고 있는 상태임을 알 수 있다. 이후, t1(330)이후에 플랩 사이에 이물질이 끼면 이물질에 의해 모터에 가해지는 부하의 크기가 늘어남에 따라 모터에 흐르는 전류의 크기가 점차적으로 증가하게 된다.
따라서, 도 2에서 도시한 S210 단계에서 모터의 각속도를 측정하는 S220 단계로 넘어간다. 이때, 이물질에 의해 회전 속도가 줄어들기는 하였지만 여전히 회전하고 있는 상태이므로 S230 단계로 넘어가 플랩을 개방하는 제어신호를 생성하게 된다.
즉 도3b의 t3(350)은 플랩을 개방 시키는 제어신호가 생성되어 모터를 반대로 회전시키는 전류가 인가되는바 모터에 흐르는 전류의 크기가 정상적으로 낮아지게 되었음을 의미한다.
도 4는 모터를 구동시키는 회로에 이상이 발생되어 모터에 인가되는 전류의 크기가 비정상적으로 증가하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, t4(410) 모터를 구동시키는 회로가 단락된 경우, 모터에 인가되는 전류의 크기가 점차적으로 증가하게 된다. 따라서, 도 2의 S210 단계에서 S220 단계로 넘어가게 된다. 이때, 모터를 구동시키는 회로가 단락되어 모터가 정상적으로 동작하지 않으므로 S230 단계에서 S240 단계로 넘어간다.
상술한 바와 같이, 모터를 구동시키는 회로가 단락되어 모터에 인가되는 전류가 점차적으로 증가하는 상황에 해당되므로 S240 단계에서는 S250 단계로 넘어가 플랩 구동을 중단하는 제어 신호를 생성하여 과전류에 의해 모터가 손상되는 것을 방지한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랩 개폐 제어 장치는 모터(510), 측정부(520) 및 제어부(530)을 포함한다.
모터(510)는 제어부(530)의 제어신호에 따라 구동하여 플랩이 개폐될 수 있도록 한다. 측정부(520)는 모터(510)에 흐르는 전류, 보다 상세하게는 모터(510)에 흐르는 전류의 변화량, 전류의 크기 및 모터(510)의 각속도를 측정하여 제어부(530)에 전송한다.
제어부(530)는 측정부(520)로부터 수신된 모터(1510)의 전류값을 기초로 모터(1010)가 플랩을 개방하도록 하거나 폐쇄시키도록하는 제어 신호를 생성한다.
제어부(530)가 모터(510)에서 측정된 파라미터 값에 따라 플랩을 개방 혹은 폐쇄시키는 신호를 생성하는 과정은 도 1내지 도 4에서 상세히 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
한편, 제어부(530)는 측정된 전류값을 기초로 판단된 고장 유형을 운전자에게 알리기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 즉, 플랩 사이에 이물질이 끼어 고장이 발생된 경우와 플랩을 구동시키는 모터의 회로에 고장이 발생된 경우 이를 수리하기 위한 방법이 상이하므로 운전자로 하여금 이에 적절하게 대처할 수 있도록 하기 위해 고장 유형에 따라 서로 다른 알림 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 이물질이 플랩 사이에 끼어 있는 경우 이를 알리기 위한 제어 신호를 생성하여 계기판에 이에 대응되는 경고등이 활성화되도록 하고, 모터를 구동시키는 회로에 이상이 있는 경우 이에 대응되는 경고등이 활성화되도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
따라서, 운전자는 플랩을 구동시키는데 있어 발생된 고장 유형에 따라 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
310 : 플랩 320 : 이물질
330 : t1 340 : t2
350 : t3 410 : t4
500 : 플랩 개폐 제어 장치 510 : 모터
520 : 측정부 530 : 제어부

Claims (10)

  1. 플랩을 목표 위치로 이동시키는 구동력을 제공하는 모터;
    상기 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정하는 측정부; 및
    상기 전류의 변화량을 기초로 모터를 제어하는 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 플랩 개폐 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도를 측정하는 플랩 개폐 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도가 임계값 이상이면 상기 플랩을 개방하는 제어 신호를 생성하는 플랩 개폐 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 변화량이 임계값 이상이고, 상기 모터의 각속도가 임계값 미만이며, 상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성하는 플랩 개폐 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 크기를 측정하고,
    상기 제어부는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성하는 플랩 개폐 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정부에서 측정된 전류의 변화량을 기초로 발생된 고장 유형을 판단하고, 상기 판단된 고장 유형에 대응되는 알림 신호를 생성하는 플랩 개폐 제어 장치.
  7. 플랩의 위치를 결정하는 제어 신호에 기초하여 상기 플랩을 목표 위치로 구동하는 단계;
    상기 플랩에 구동력을 제공하는 모터에 흐르는 전류의 변화량을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 전류의 변화량을 기초로 상기 플랩을 구동하는 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 플랩 개폐 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류의 변화량을 측정하는 단계는,
    상기 플랩을 구동시키는 모터의 각속도를 측정하는 단계를 더 포함하는 플랩 개폐 제어 방법
  9. 제8항에 있어서,
    상기 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 변화량 및 상기 모터의 각속도가 임계값 이상이면 상기 플랩을 개방하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 플랩 개폐 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 모터를 제어하는 신호를 생성하는 단계는,
    상기 모터에 흐르는 전류의 변화량이 임계값 이상이고 상기 모터의 각속도가 임계값 미만이며, 상기 모터에 흐르는 전류의 크기가 임계값 이상이면 상기 플랩의 구동을 중단하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는 플랩 개폐 제어 방법.
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