KR20170076122A - Intake System of Vehicle and Method of Driving Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 통해 실린더에 충진되는 공기의 양을 정밀하게 제어하여 차량의 출력을 향상시키고, 흡기 밸브의 고장을 정밀하게 판단할 수 있는 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템은 가변 흡기 시스템(Variable Intake System)의 구동을 제어하며, PID(Proportional Integral Differential) 컨트롤러, 디지털 아날로그 컨버터, 모터 드라이버, 서보모터 및 밸브 센서를 포함한다. 상기 PID 컨트롤러는 입력된 타겟 개도량 값에 기초하여 가변 흡기 시스템에 배치된 밸브의 회전각을 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 상기 디지털 아날로그 컨버터는 상기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 모터 드라이버는 상기 아날로그 신호에 따라 모터 구동신호를 출력한다. 상기 서보모터는 상기 모터 구동신호에 따라 동작하여 상기 밸브를 회전시킨다. 상기 밸브 센서는 상기 밸브의 회전각을 검출하여 개도량 피드백 값을 상기 PID 컨트롤러로 출력한다.The present invention relates to an intake system of a vehicle capable of precisely controlling the amount of air filled in a cylinder through a Variable Intake System (VIS) to improve the output of the vehicle and accurately determine the failure of the intake valve, And a driving method thereof.
The intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention controls the driving of a variable intake system and includes a proportional integral differential (PID) controller, a digital analog converter, a motor driver, a servo motor, and a valve sensor. The PID controller generates a control signal for controlling the rotation angle of the valve disposed in the variable intake system based on the input target opening amount value. The digital-to-analog converter converts the control signal into an analog signal and outputs the analog signal. The motor driver outputs a motor driving signal in accordance with the analog signal. The servomotor operates according to the motor drive signal to rotate the valve. The valve sensor detects a rotation angle of the valve and outputs an opening amount feedback value to the PID controller.

Description

차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법{Intake System of Vehicle and Method of Driving Thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an intake system of a vehicle,

본 발명은 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 통해 실린더에 충진되는 공기의 양을 정밀하게 제어하여 차량의 출력을 향상시키고, 흡기 밸브의 고장을 정밀하게 판단할 수 있는 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an intake system of a vehicle and a driving method thereof, and more particularly, to an intake system and a driving method thereof that can precisely control the amount of air filled in a cylinder through a Variable Intake System (VIS) To an intake system of a vehicle capable of precisely judging a failure of a valve and a driving method thereof.

도 1은 실린더와 밸브 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 schematically shows a cylinder and a valve system.

도 1을 참조하면, 엔진의 실린더(100)에 공기를 충진시키기 위해서 흡기 매니폴드(115, intake manifold)가 배치되어 있고, 흡기 밸브(110)를 개폐(開閉)에 의해 실린더의 내부에 공기가 충진된다. 또한, 실린더(100)에서 연소가 이루어진 후 배기가스를 배출하기 위해서 배기 매니폴드(125, exhaust manifold)가 배치되어 있고, 배기 밸브(120)의 개폐에 의해 실린더 내부의 배기가스가 배출된다.1, an intake manifold 115 is disposed to fill air in a cylinder 100 of an engine. When the intake valve 110 is opened and closed, air is introduced into the cylinder 100 Lt; / RTI > An exhaust manifold 125 is disposed to exhaust the exhaust gas after combustion in the cylinder 100. Exhaust gas inside the cylinder is discharged by opening and closing the exhaust valve 120. [

흡기 매니폴드(115)는 기화기에서 만들어진 혼합기를 저항을 적게 받으면서 실린더로 유도하는 관으로, 다중 실린더 엔진에서는 각 실린더에 균일한 질과 양의 혼합기를 분배하는 역할을 한다. 이러한, 흡기 매니폴드(115)는 연소에 필요한 공기가 지나가는 통로를 구성하는 것으로, 흡입되는 공기량은 직접적으로 연소에 관여하므로 엔진이 발생시킬 수 있는 토크(torque) 및 배기가스의 성분에 영향을 미치게 된다. 따라서, 흡기 매니폴드(115)를 통해 흡입되는 공기량을 정밀하게 제어해야 하며, 공기량을 제어하는 방식으로서 전자식 스로틀 밸브(Electronic Throttle Valve)와 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)이 개발되었다.The intake manifold 115 is a tube for introducing the mixer made in the carburetor into the cylinder while receiving less resistance. In the multi-cylinder engine, the intake manifold 115 functions to distribute a uniform mixture of quality and quantity to each cylinder. The intake manifold 115 constitutes a passage through which the air required for combustion flows. Since the amount of intake air is directly involved in combustion, the torque that can be generated by the engine and the components of the exhaust gas do. Therefore, the amount of air sucked through the intake manifold 115 must be precisely controlled, and an electronic throttle valve and a variable intake system (VIS) have been developed as a method for controlling the amount of air.

도 2는 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 나타내는 것으로, 저속 RPM(revolution per minute) 및 고속 RPM에서의 공기 흡입 경로를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing a variable intake system (VIS: Variable Intake System), showing an air intake path at a low RPM (revolution per minute) and a high RPM.

도 2를 참조하면, 가변 흡기 시스템(150)은 흡기 매니폴드의 흡기관(135) 내에서 VIS 밸브(140)를 개폐시켜 공기의 통로를 변경시키고, 이를 통해 공기가 지나가는 통로의 길이를 제어한다. 실린더가 저속 RPM으로 동작하는 경우에는 VIS 밸브(140)를 닫아 흡기관(135) 내에서 공기의 통로가 길어지도록 한다. 반면, 실린더가 고속 RPM으로 동작하는 경우에는 VIS 밸브(140)를 열어 흡기관(135) 내에서 공기의 통로가 짧아지도록 한다.Referring to FIG. 2, the variable intake system 150 opens and closes the VIS valve 140 in the intake pipe 135 of the intake manifold to change the passage of the air, thereby controlling the length of the passage through which the air passes . When the cylinder is operated at a low RPM, the VIS valve 140 is closed so that the passage of air in the intake pipe 135 becomes long. On the other hand, when the cylinder operates at a high RPM, the VIS valve 140 is opened to shorten the passage of air in the intake pipe 135.

이러한, 가변 흡기 시스템(150)은 공기량 자체를 제어하는 것이 아니라 상황 별(RPM, Desire Torque)로 공기를 실린더로 충진시킬 때, 같은 공기량이 흡기 매니폴드에 있더라도 공기에 관성을 다르게 부여해 실린더에 충진되는 양이 달라지게 한다. 예를 들면, 고부하 영역에서는 피스톤의 회전이 빠르기 때문에 충진되는 공기량의 변화를 더욱 민감하게 하기 위해 통로의 길이를 짧게 한다. 따라서 피스톤의 왕복운동을 빠르게 할 수 있도록 한다. 한편, 저부하 영역에서는 회전은 느리지만 통로의 길이를 길게하여, 공기에 관성을 부여함으로써 실린더 내부에 충진되는 공기량이 상대적으로 많아질 수 있게끔 한다.The variable intake system 150 does not control the amount of air itself, but when the air is filled in the cylinder by the condition (RPM, Desire Torque), the inertia is differently applied to the air even if the same amount of air is present in the intake manifold, To be different. For example, since the rotation of the piston is fast in a high load region, the length of the passage is shortened to make the change in the amount of air filled more sensitively. Therefore, the reciprocating motion of the piston can be accelerated. On the other hand, in the low load region, the rotation is slow, but the length of the passage is made long, and inertia is given to the air so that the amount of air to be filled in the cylinder can be relatively increased.

그러나, 종래 기술의 가변 흡기 시스템(150)은 VIS 밸브(140)를 개방(on) 또는 폐쇄(off)시켜 공기의 흡입 경로를 변경시킴으로, VIS 밸브(140)의 제어가 쉬우나 흡입되는 공기량을 정밀하게 제어할 수 없는 단점이 있다. 또한, VIS 밸브(140)가 정확하게 개방(on) 또는 폐쇄(off)되었는지를 확인할 수 있는 피드백(feedback) 값이 없어, 가변 흡기 시스템(150)의 고장 진단이 어려운 문제점이 있다.However, the variable intake system 150 of the related art changes the intake path of the air by opening or closing the VIS valve 140 so that the control of the VIS valve 140 is easy, There is a disadvantage that it can not be controlled. In addition, there is no feedback value to check whether the VIS valve 140 is correctly opened or closed, and there is a problem that it is difficult to diagnose the trouble of the variable intake system 150.

대한민국 공개특허번호: 10-2009-0063859(가변 길이 흡기 다기관의 고장 진단 방법)Korea Patent No. 10-2009-0063859 (Method for diagnosing faulty variable intake manifold)

본 출원의 발명자들은 앞에서 언급한 문제점들을 인식하고 다음과 같은 기술적 과제를 제시한다.The inventors of the present application recognize the above-mentioned problems and propose the following technical problems.

앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 통해 실린더에 충진되는 공기의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vehicle intake system and a method of driving the same, which can precisely control the amount of air to be filled in a cylinder through a Variable Intake System (VIS) .

앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장을 정밀하게 판단할 수 있는 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a vehicle intake system and a driving method thereof that can accurately determine a failure of a variable intake system (VIS).

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be obvious to those skilled in the art from the description and the claims.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템은 가변 흡기 시스템(Variable Intake System)의 구동을 제어하며, PID(Proportional Integral Differential) 컨트롤러, 디지털 아날로그 컨버터, 모터 드라이버, 서보모터 및 밸브 센서를 포함한다. 상기 PID 컨트롤러는 입력된 타겟 개도량 값에 기초하여 가변 흡기 시스템에 배치된 밸브의 회전각을 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 상기 디지털 아날로그 컨버터는 상기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 모터 드라이버는 상기 아날로그 신호에 따라 모터 구동신호를 출력한다. 상기 서보모터는 상기 모터 구동신호에 따라 동작하여 상기 밸브를 회전시킨다. 상기 밸브 센서는 상기 밸브의 회전각을 검출하여 개도량 피드백 값을 상기 PID 컨트롤러로 출력한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an intake system for a vehicle, which controls driving of a variable intake system and includes a proportional integral differential (PID) controller, a digital analog converter, a motor driver, And a valve sensor. The PID controller And generates a control signal for controlling the rotation angle of the valve disposed in the variable intake system based on the input target opening amount value. The digital-to-analog converter Converts the control signal into an analog signal, and outputs the analog signal. The motor driver outputs a motor driving signal in accordance with the analog signal. The servomotor operates according to the motor drive signal to rotate the valve. The valve sensor detects a rotation angle of the valve and outputs an opening amount feedback value to the PID controller.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 PID(Proportional Integral Differential) 방식으로 상기 제어신호를 생성한다. 그리고, 개도량이 0%~100%가 되도록 상기 밸브를 선형적으로 회전시킨다.Also, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention generates the control signal in a Proportional Integral Differential (PID) manner. Then, the valve is linearly rotated so that the opening amount becomes 0% to 100%.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 밸브 센서에서 입력된 개도량 피드백 값을 비교한다. 그리고, 상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값이 일치하면 가변 흡기 시스템의 구동을 유지시킨다.Further, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention compares the preset target opening amount value with the opening amount feedback value input from the valve sensor. When the target opening amount value matches the opening amount feedback value, driving of the variable intake system is maintained.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 밸브 센서에서 입력된 개도량 피드백 값을 비교한다. 그리고, 상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값의 차이가 설정된 기준치를 초과하면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단한다.Further, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention compares the preset target opening amount value with the opening amount feedback value input from the valve sensor. If the difference between the target opening amount value and the opening amount feedback value exceeds the set reference value, it is determined that a malfunction has occurred in the variable intake system.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 상기 가변 흡기 시스템의 고장을 알리는 고장 신호를 출력한다.Further, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention outputs a failure signal indicating the failure of the variable intake system.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 상기 가변 흡기 시스템의 구동을 중지시킨다.Further, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention stops driving the variable intake system.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 차량의 흡기 매니폴드에 배치된 스로틀 밸브가 설정된 범위로 개폐되도록 제어한다.Further, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention controls so that the throttle valve disposed in the intake manifold of the vehicle is opened and closed in the set range.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 상기 PID 컨트롤러는 차량의 엔진이 구동되지 않는 경우에 상기 가변 흡기 시스템이 구동되지 않도록 제어한다. 그리고, 상기 밸브 센서에서 입력되는 개도량 피드백 값에 기초하여 상기 밸브가 완전히 닫혀있는지를 확인한다. 그리고, 상기 밸브가 완전히 닫혀있지 않으면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단한다.Further, the PID controller of the intake system of the vehicle according to the embodiment of the present invention controls the variable intake system not to be driven when the engine of the vehicle is not driven. Then, based on the opening amount feedback value inputted from the valve sensor, it is confirmed whether the valve is completely closed. If the valve is not completely closed, it is determined that a malfunction has occurred in the variable intake system.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(Variable Intake System)의 구동을 제어하며, 입력된 타겟 개도량 값에 기초하여 가변 흡기 시스템에 배치된 밸브의 회전각을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계와, 상기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 단계와, 상기 아날로그 신호에 따라 모터 구동신호를 출력하는 단계와, 상기 모터 구동신호에 따라 동작하여 상기 밸브를 회전시키는 단계와, 상기 밸브의 회전각을 검출하여 개도량 피드백 값을 생성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving an intake system of a vehicle, the method comprising: controlling a drive of a variable intake system; placing the system in a variable intake system based on an input target opening amount; Generating a control signal for controlling a rotation angle of the valve, outputting the control signal to an analog signal and outputting the control signal, outputting a motor drive signal in accordance with the analog signal, And rotating the valve, and generating a valve opening feedback value by detecting the rotational angle of the valve.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법에서, 상기 제어신호는 PID(Proportional Integral Differential) 방식으로 생성된다. 그리고, 개도량이 0%~100%가 되도록 상기 밸브를 선형적으로 회전시킨다.Further, in the method of driving an intake system of a vehicle according to the embodiment of the present invention, The control signal is generated by a PID (Proportional Integral Differential) method. Then, the valve is linearly rotated so that the opening amount becomes 0% to 100%.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값을 비교한다. 그리고, 상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값이 일치하면 가변 흡기 시스템의 구동을 유지시킨다.In addition, the driving method of a vehicle intake system according to an embodiment of the present invention compares a predetermined target opening amount value with the opening amount feedback value. When the target opening amount value matches the opening amount feedback value, driving of the variable intake system is maintained.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값을 비교한다. 그리고, 상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값의 차이가 설정된 기준치를 초과하면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단한다.In addition, the driving method of a vehicle intake system according to an embodiment of the present invention compares a predetermined target opening amount value with the opening amount feedback value. If the difference between the target opening amount value and the opening amount feedback value exceeds the set reference value, it is determined that a malfunction has occurred in the variable intake system.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 상기 가변 흡기 시스템의 고장을 알리는 고장 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.Further, the method of driving an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention further includes outputting a failure signal indicating a failure of the variable intake system.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생하면 상기 가변 흡기 시스템의 구동을 중지시킨다.The driving method of a vehicle intake system according to an embodiment of the present invention stops driving the variable intake system when a failure occurs in the variable intake system.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 차량의 흡기 매니폴드에 배치된 스로틀 밸브가 설정된 범위로 개폐되도록 제어한다.Further, a method of driving an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention controls so that a throttle valve disposed in an intake manifold of a vehicle is opened and closed in a set range.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 차량의 엔진이 구동되지 않는 경우에 상기 가변 흡기 시스템이 구동되지 않도록 제어한다. 그리고, 상기 개도량 피드백 값에 기초하여 상기 밸브가 완전히 닫혀있는지를 확인한다. 그리고, 상기 밸브가 완전히 닫혀있지 않으면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단한다.Further, the driving method of a vehicle intake system according to the embodiment of the present invention controls the variable intake system not to be driven when the engine of the vehicle is not driven. Then, based on the opening amount feedback value, it is confirmed whether the valve is completely closed. If the valve is not completely closed, it is determined that a malfunction has occurred in the variable intake system.

본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 연속적으로 동작시켜 실린더에 충진되는 공기의 양을 정밀하게 제어할 수 있다.The intake system of the vehicle and the method of driving the same according to the embodiment of the present invention can precisely control the amount of air to be filled in the cylinder by continuously operating the Variable Intake System (VIS).

본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장을 정밀하게 판단할 수 있다.The intake system of the vehicle and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention can accurately determine the failure of the variable intake system VIS.

본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 검출되면 가변 흡기 시스템(VIS)의 구동을 중지시키고, 스로틀 밸브의 개폐를 제어하여 일반적인 흡기 매니폴드 시스템을 구동시킨다. 이를 통해, 가변 흡기 시스템(VIS)이 구동되지 않더라도, 일반적인 흡기 매니폴드 동작이 유지됨으로 운전자가 정비소까지 차량을 주행할 수 있도록 한다.The intake system of the vehicle and the method of driving the same according to the embodiment of the present invention stop the driving of the variable intake system VIS when a failure of the variable intake system VIS is detected and control the opening and closing of the throttle valve, Drive the system. As a result, even if the variable intake system VIS is not driven, the normal intake manifold operation is maintained so that the driver can drive the vehicle to the garage.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through embodiments of the present invention.

도 1은 실린더와 밸브 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 나타내는 것으로, 저속 RPM(revolution per minute) 및 고속 RPM에서의 공기 흡입 경로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 서보모터를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 서보모터의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법을 나타내는 도면이다.1 schematically shows a cylinder and a valve system.
2 is a diagram showing a variable intake system (VIS: Variable Intake System), showing an air intake path at a low RPM (revolution per minute) and a high RPM.
3 is a view showing an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the servo motor shown in Fig.
5 is a view showing a driving method of the servo motor shown in Fig.
6 is a diagram illustrating a method of driving an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

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"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.If any part is referred to as being "on" another part, it may be directly on the other part or may be accompanied by another part therebetween. In contrast, when a section is referred to as being "directly above" another section, no other section is involved.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.The terms first, second and third, etc. are used to describe various portions, components, regions, layers and / or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish any moiety, element, region, layer or section from another moiety, moiety, region, layer or section. Thus, a first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as a second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified and that the presence or absence of other features, regions, integers, steps, operations, elements, and / It does not exclude addition.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.Terms indicating relative space such as "below "," above ", and the like may be used to more easily describe the relationship to other portions of a portion shown in the figures. These terms are intended to include other meanings or acts of the apparatus in use, as well as intended meanings in the drawings. For example, when inverting a device in the figures, certain parts that are described as being "below" other parts are described as being "above " other parts. Thus, an exemplary term "below" includes both up and down directions. The device can be rotated by 90 degrees or rotated at different angles, and terms indicating relative space are interpreted accordingly.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템을 나타내는 도면이다.3 is a view showing an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2와 함께 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템(200)은 PID 컨트롤러(210, Proportional Integral Differential Controller), 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC), 모터 드라이버(230), 스로틀 밸브(도 2 참조), 서보모터(240) 및 밸브 센서(250, 위치 센서)를 포함한다. 이러한, 차량의 흡기 시스템(200)은 도 2에 도시된 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)에 적용된다.3, an intake system 200 of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a PID controller 210, a digital-to-analog converter 220, a DAC 230, a motor driver 230, A throttle valve (see Fig. 2), a servo motor 240, and a valve sensor 250 (position sensor). The intake system 200 of the vehicle is applied to the Variable Intake System (VIS) shown in Fig.

PID 컨트롤러(210)는 서보모터(240)의 구동을 선형(continuous)으로 제어할 수 있도록 PID(Proportional Integral Differential) 제어신호를 생성하고, 생성된 PID 제어신호를 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)에 공급한다. 이때, 서보모터(240)를 단순히 온/오프시키는 것이 아니라, PID 방식으로 서보모터(240)의 회전각을 정밀하게 제어하여 VIS 밸브(140)의 개방(open) 및 폐쇄(close) 비율을 선형적으로 제어, 즉, VIS 밸브(140)의 개도량을 0%~100%로 정밀하게 제어할 수 있다.The PID controller 210 generates a Proportional Integral Differential (PID) control signal to linearly control the driving of the servo motor 240 and outputs the generated PID control signal to the digital-to-analog converter 220, DAC Supply. At this time, rather than merely turning on / off the servo motor 240, it is possible to precisely control the rotation angle of the servo motor 240 using the PID method, so that the open and close ratio of the VIS valve 140 can be linearly controlled It is possible to precisely control the opening amount of the VIS valve 140 from 0% to 100%.

여기서, PID 컨트롤러(210)는 입력되는 VIS 밸브(140)의 개도량(개방/폐쇄)의 타겟 값과 밸브 센서(250)를 통해 입력되는 VIS 밸브(140)의 개도량 피드백 값을 비교하고, 두 값에 차이가 발생하는 경우에는 이 차이가 보정되도록 PID 제어신호를 생성하여 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)로 출력한다.Here, the PID controller 210 compares the target value of opening amount (open / close) of the input VIS valve 140 with the opening amount feedback value of the VIS valve 140 inputted through the valve sensor 250, If there is a difference between the two values, a PID control signal is generated to correct the difference and output to the digital-to-analog converter 220 (DAC).

디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)는 PID 컨트롤러(210)에서 입력되는 PID 제어신호를 PWM(Pulse With Modulation) 신호와 같은 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 PWM 신호를 모터 드라이버(230)로 공급한다.The digital-to-analog converter 220 (DAC) converts the PID control signal input from the PID controller 210 into an analog signal such as a PWM (Pulse With Modulation) signal, and supplies the converted PWM signal to the motor driver 230.

도 4는 도 3에 도시된 서보모터를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 서보모터의 구동 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a view showing the servo motor shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a view showing a driving method of the servo motor shown in FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 모터 드라이버(230)는 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)에서 입력되는 PWM 신호에 대응하는 모터 구동신호를 생성하고, 생성된 모터 구동신호를 서보모터(240)로 공급한다.4 and 5, the motor driver 230 generates a motor driving signal corresponding to the PWM signal input from the digital-to-analog converter 220 (DAC), and outputs the generated motor driving signal to the servo motor 240 Supply.

서보모터(240)는 모터 드라이버(230)에서 입력되는 모터 구동신호에 의해 구동되어 VIS 밸브(140)를 회전시킨다. 여기서, VIS 밸브(140)의 개도량을 제어 시 RPM, 스로틀 밸브의 개도량 및 차량 속도를 반영하여 가변 흡기 시스템의 개도량을 연속적으로 변화시킬 수 있다.The servo motor 240 is driven by a motor drive signal input from the motor driver 230 to rotate the VIS valve 140. Here, when the opening amount of the VIS valve 140 is controlled, the opening amount of the variable intake system can be continuously changed by reflecting the RPM, the opening amount of the throttle valve, and the vehicle speed.

도 4에 도시된 바와 같이, 서보모터(240)가 회전하면 서보암(245)의 회전각이 변화하게 된다. 서보암(245)이 0°일 때를 기준으로 ±90°로 회전각이 변화될 수 있다. 서보암(245)의 회전각이 변화되는 것을 VIS 밸브(140)에 적용하면 VIS 밸브(140)의 회전각이 0°일때 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)의 개도량 100%가 될 수 있다. 반면, VIS 밸브(140)의 회전각이 ±90°일 때 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)의 개도량이 0%가 될 수 있다.As shown in FIG. 4, when the servo motor 240 rotates, the rotation angle of the servo arm 245 changes. The rotation angle may be changed by 90 degrees with respect to the time when the servo arm 245 is 0 DEG. If the rotation angle of the servo arm 245 is changed to the VIS valve 140, the opening amount of the variable intake system (VIS: Variable Intake System) may be 100% when the rotation angle of the VIS valve 140 is 0 ° have. On the other hand, when the rotation angle of the VIS valve 140 is 90 degrees, the opening amount of the variable intake system (VIS) can be 0%.

VIS 밸브(140)의 회전각을 0°에서부터 ±90° 범위로 제어하면 VIS 밸브(140)의 회전각에 따라서 흡기관의 개도량이 0%~100% 범위에서 정밀하게 제어될 수 있다. 이를 통해, 흡기 매니폴드를 통해 실린더에 유입되는 공기량을 정밀하게 제어할 수 있다.If the rotation angle of the VIS valve 140 is controlled in the range of 0 to 90 degrees, the amount of opening of the intake pipe can be precisely controlled in the range of 0% to 100% according to the rotation angle of the VIS valve 140. Thus, the amount of air flowing into the cylinder through the intake manifold can be precisely controlled.

밸브 센서(250)는 VIS 밸브(140)의 회전각을 검출하고, VIS 밸브(140)의 회전에 대응되는 전압 값을 생성하여 PID 컨트롤러(210)로 공급한다. 밸브 센서(250)는 홀센서로 구성될 수 있으며, VIS 밸브(140)의 회전각에 따라서 홀센서에서 생성되는 전압 값이 변화하게 된다.The valve sensor 250 detects the rotation angle of the VIS valve 140, generates a voltage value corresponding to the rotation of the VIS valve 140, and supplies the generated voltage value to the PID controller 210. The valve sensor 250 may be constituted by a hall sensor, and the voltage value generated by the hall sensor changes according to the rotation angle of the VIS valve 140.

밸브 센서(250)에서 출력된 전압 값에 의해서 VIS 밸브(140)의 회전각을 검출할 수 있다. 밸브 센서(250)는 검출된 VIS 밸브(140)의 회전각을 VIS 밸브(140)의 개도량 피드백 값으로 PID 컨트롤러(210)로 출력한다.The rotation angle of the VIS valve 140 can be detected by the voltage value output from the valve sensor 250. [ The valve sensor 250 outputs the detected rotation angle of the VIS valve 140 to the PID controller 210 as an opening amount feedback value of the VIS valve 140.

이와 같이, 밸브 센서(250)를 이용하여 서보모터(240)의 구동에 의해서 회전된 VIS 밸브(140)의 회전각을 검출하고, PID 컨트롤러(210)에서 VIS 밸브(140)의 실제 회전각(개도량 피드백 값)과 최초에 입력된 타겟 값, 즉, 회전시키고자 했던 VIS 밸브(140)를 회전각(타겟 개도량 값)을 비교할 수 있다.The rotation angle of the VIS valve 140 rotated by the servo motor 240 is detected using the valve sensor 250 and the actual rotation angle of the VIS valve 140 And the rotation angle (target opening amount value) of the VIS valve 140 to which the rotation target was to be rotated.

PID 컨트롤러(210)는 VIS 밸브(140)의 개도량 피드백 값과 타겟 개도량 값에 차이(스로틀 밸브의 회전각 차이)가 발생하면 이 차이가 보정되도록 PID 제어신호를 생성하여 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)로 출력한다.The PID controller 210 generates a PID control signal to correct the difference between the opening amount of the VIS valve 140 and the target opening amount (difference in the rotation angle of the throttle valve) , DAC).

디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)는 위에서 설명한 것과 동일하게 PID 컨트롤러(210)에서 입력되는 PID 제어신호를 PWM(Pulse With Modulation) 신호와 같은 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 PWM 신호를 모터 드라이버(230)로 공급한다. 이후, 모터 드라이버(230), 서보모터(2540) 및 밸브 센서(250)의 구동은 위에서 설명한 것과 동일하다.The digital-to-analog converter 220 converts the PID control signal input from the PID controller 210 into an analog signal such as a PWM (Pulse With Modulation) signal, and outputs the converted PWM signal to the motor driver 230 ). Thereafter, the driving of the motor driver 230, the servo motor 2540 and the valve sensor 250 is the same as described above.

여기서, VIS 밸브(140)의 개도량 타겟 값과 밸브 센서(250)에서 검출된 개도량 피드백 값의 차이가 기준치(thresholds)를 초과하는 경우, PID 컨트롤러(210)는 가변 흡기 시스템(VIS)에 고장이 발생한 것으로 판단한다. 이후, 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장을 알리는 고장 신호를 생성 및 출력함으로써 운전자에게 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 인지될 수 있도록 한다.Here, when the difference between the opening amount target value of the VIS valve 140 and the opening amount feedback value detected by the valve sensor 250 exceeds the threshold value, the PID controller 210 controls the variable intake system VIS It is judged that a failure has occurred. Thereafter, a failure signal indicating a failure of the variable intake system VIS is generated and output to allow the driver to recognize the failure of the variable intake system VIS.

만약, 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 검출되면 가변 흡기 시스템(VIS)의 구동을 중지시키고, 스로틀 밸브의 개폐를 제어하여 일반적인 흡기 매니폴드 시스템을 구동시킨다. 따라서, 가변 흡기 시스템(VIS)이 구동되지 않더라도, 일반적인 흡기 매니폴드 동작이 유지됨으로 운전자가 정비소까지 차량을 주행할 수 있도록 한다.If a failure of the variable intake system VIS is detected, the driving of the variable intake system VIS is stopped, and the opening and closing of the throttle valve is controlled to drive a general intake manifold system. Therefore, even if the variable intake system VIS is not driven, the normal intake manifold operation is maintained, so that the driver can drive the vehicle to the garage.

위에서 설명한 PID 컨트롤러(210)의 기능을 ECU(electronic control unit)가 수행할 수도 있고, ECU(electronic control unit)의 구성으로 PID 컨트롤러(210)가 포함될 수도 있다.The function of the PID controller 210 described above may be performed by an electronic control unit (ECU), or the PID controller 210 may be included in an electronic control unit (ECU).

여기서, PID 컨트롤러(210)가 ECU(electronic control unit)에 배치되는 경우, PWM 신호를 제어할 수 있도록 입력 핀 및 출력 핀이 구비된다. 기존에 배치된 그라운드(GND) 출력 핀은 변경 없이 적용하고, 전압을 출력하는 핀은 PWM 신호를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.Here, when the PID controller 210 is disposed in an electronic control unit (ECU), an input pin and an output pin are provided to control the PWM signal. The existing ground (GND) output pin is applied without change, and the voltage output pin is configured to control the PWM signal.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a method of driving an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템의 구동 방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 차량의 흡기 시스템의 구동 방법은 도 2에 도시된 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)에 적용된다.Referring to FIG. 6, a method of driving an intake system of a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. The driving method of the intake system of the vehicle of the present invention is applied to the Variable Intake System (VIS) shown in Fig.

엔진 구동이 시작되었는지를 확인한다(S10). S10의 확인결과, 엔진 구동이 시작되었으면 가변 흡기 시스템(VIS)을 동작시킨다(S20).It is confirmed whether or not the engine drive is started (S10). As a result of the check in S10, when the engine is started, the variable intake system VIS is operated (S20).

이후, 가변 흡기 시스템(VIS)을 동작시킬 때 차량의 제어 요인(factor), 예를 들면, 엔진의 RPM, 차량 속도, 유량을 참조한다(S30).Thereafter, referring to a control factor of the vehicle, for example, the RPM of the engine, the vehicle speed, and the flow rate when operating the variable intake system VIS (S30).

이후, PID 컨트롤러(210)에서 PID 구동을 개시하여 서보모터(240)의 선형적으로 제어한다(S40).Thereafter, the PID controller 210 starts the PID drive and controls the servomotor 240 linearly (S40).

구체적으로, PID 컨트롤러(210)에서 PID(Proportional Integral Differential) 제어신호를 생성하고, 생성된 PID 제어신호를 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)에 공급한다. PID 방식으로 서보모터(240)의 회전각을 정밀하게 제어하여 VIS 밸브(140)의 개방(open) 및 폐쇄(close) 비율을 선형적으로 제어, 즉, VIS 밸브(140)의 개도량을 0%~100%로 정밀하게 제어할 수 있다. Specifically, the PID controller 210 generates a PID (Proportional Integral Differential) control signal, and supplies the generated PID control signal to the digital-to-analog converter 220 (DAC). The open and close rates of the VIS valve 140 are linearly controlled by precisely controlling the rotation angle of the servo motor 240 in the PID system, that is, the opening amount of the VIS valve 140 is set to 0 It can be precisely controlled from% to 100%.

디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)는 PID 컨트롤러(210)에서 입력되는 PID 제어신호를 PWM(Pulse With Modulation) 신호와 같은 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 PWM 신호를 모터 드라이버(230)로 공급한다.The digital-to-analog converter 220 (DAC) converts the PID control signal input from the PID controller 210 into an analog signal such as a PWM (Pulse With Modulation) signal, and supplies the converted PWM signal to the motor driver 230.

모터 드라이버(230)는 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)에서 입력되는 PWM 신호에 대응하는 모터 구동신호를 생성하고, 생성된 모터 구동신호를 서보모터(240)로 공급한다.The motor driver 230 generates a motor driving signal corresponding to the PWM signal input from the digital-to-analog converter 220 (DAC), and supplies the generated motor driving signal to the servo motor 240.

서보모터(240)는 모터 드라이버(230)에서 입력되는 모터 구동신호에 의해 구동되어 VIS 밸브(140)를 회전시킨다. 여기서, VIS 밸브(140)의 개도량을 제어 시 RPM, 스로틀 밸브의 개도량 및 차량 속도를 반영하여 가변 흡기 시스템의 개도량을 연속적으로 변화시킬 수 있다.The servo motor 240 is driven by a motor drive signal input from the motor driver 230 to rotate the VIS valve 140. Here, when the opening amount of the VIS valve 140 is controlled, the opening amount of the variable intake system can be continuously changed by reflecting the RPM, the opening amount of the throttle valve, and the vehicle speed.

이후, 밸브 센서(250, 위치 센서)를 이용하여 서보모터(240)의 구동에 의해서 회전된 VIS 밸브(140)의 회전각을 검출하고, VIS 밸브(140)의 회전에 대응되는 전압 값을 생성한다. 그리고, 밸브 센서(250)는 상기 전압 값을 VIS 밸브(140)의 개도량 피드백 값으로 PID 컨트롤러(210)로 출력한다(S50).Thereafter, the rotation angle of the VIS valve 140 rotated by the drive of the servo motor 240 is detected using the valve sensor 250 (position sensor), and a voltage value corresponding to the rotation of the VIS valve 140 is generated do. Then, the valve sensor 250 outputs the voltage value to the PID controller 210 as an opening amount feedback value of the VIS valve 140 (S50).

이후, PID 컨트롤러(210)에서 VIS 밸브(140)의 실제 회전각(개도량 피드백 값)과 최초에 입력된 타겟 값, 즉, 회전시키고자 했던 VIS 밸브(140)를 회전각(타겟 개도량 값)을 비교한다. 그리고, 최초 목표로 했던 VIS 밸브(140)가 회전하여 타겟 개도량 값과 일치하는지 확인한다(S60). 즉, 타겟 개도량 값과 VIS 밸브(140)가 실제로 회전하여 검출된 피드백 개도량 값이 일치하는지 비교한다.Thereafter, the PID controller 210 calculates the actual rotation angle (opening amount feedback value) of the VIS valve 140 and the initially input target value, that is, the VIS valve 140 to be rotated, ). Then, it is confirmed whether or not the VIS valve 140 which has been the first target rotates and coincides with the target opening amount value (S60). That is, the target opening amount value is compared with the feedback opening amount value detected by the actual rotation of the VIS valve 140 to determine whether they match.

S60의 확인 결과, 타겟 개도량 값과 VIS 밸브(140)가 실제로 회전하여 검출된 피드백 개도량 값이 일치하면 현재의 VIS 구동을 유지한다(S70). 단, VIS 구동의 유지는 타겟 개도량 값과 VIS 밸브(140)가 실제로 회전하여 검출된 피드백 개도량 값이 일치할 때까지로 한정된다.As a result of the determination in S60, if the target opening amount value and the detected opening amount value match the actual opening of the VIS valve 140, the current VIS driving is maintained (S70). However, the maintenance of the VIS drive is limited until the target opening amount value coincides with the detected feedback opening amount value when the VIS valve 140 actually rotates.

한편, S60의 확인 결과, 타겟 개도량 값과 VIS 밸브(140)가 실제로 회전하여 검출된 피드백 개도량 값이 일치하지 않으면, 상기 두 개도량 값의 차이가 기준치(thresholds)를 초과하는지 확인한다(S80).On the other hand, if it is determined in step S60 that the target opening amount value and the feedback opening amount value that are actually detected by the VIS valve 140 do not coincide with each other, it is determined whether the difference between the two metering values exceeds the threshold value S80).

S80의 확인 결과, VIS 밸브(140)의 개도량 타겟 값과 밸브 센서(250)에서 검출된 개도량 피드백 값의 차이가 기준치(thresholds)를 초과하는 경우, PID 컨트롤러(210)는 가변 흡기 시스템(VIS)에 고장이 발생한 것으로 판단한다(S90).If the difference between the opening amount target value of the VIS valve 140 and the opening amount feedback value detected by the valve sensor 250 exceeds the threshold value as a result of the check at S80, the PID controller 210 sets the variable intake system It is determined that a failure has occurred in the VIS (S90).

이와 함께, 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장을 알리는 고장 신호를 생성 및 출력함으로써 운전자에게 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 인지될 수 있도록 한다. 만약, 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 검출되면 가변 흡기 시스템(VIS)의 구동을 중지시키고, 스로틀 밸브의 개폐를 제어하여 일반적인 흡기 매니폴드 시스템을 구동시킨다. 따라서, 가변 흡기 시스템(VIS)이 구동되지 않더라도, 일반적인 흡기 매니폴드 동작이 유지됨으로 운전자가 정비소까지 차량을 주행할 수 있도록 한다.At the same time, a failure signal indicating the failure of the variable intake system VIS is generated and output to allow the driver to recognize the failure of the variable intake system VIS. If a failure of the variable intake system VIS is detected, the driving of the variable intake system VIS is stopped, and the opening and closing of the throttle valve is controlled to drive a general intake manifold system. Therefore, even if the variable intake system VIS is not driven, the normal intake manifold operation is maintained, so that the driver can drive the vehicle to the garage.

한편, S80의 확인 결과, VIS 밸브(140)의 개도량 타겟 값과 밸브 센서(250)에서 검출된 개도량 피드백 값의 차이가 기준치(thresholds)를 초과하지 않으면, On the other hand, if it is determined in S80 that the difference between the opening amount target value of the VIS valve 140 and the opening amount feedback value detected by the valve sensor 250 does not exceed the threshold value,

상기 S40으로 회귀하여 PID 컨트롤러(210)가 VIS 밸브(140)의 개도량 피드백 값과 타겟 개도량 값에 차이(스로틀 밸브의 회전각 차이)가 보정되도록 PID 제어신호를 생성하여 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)로 출력한다.The process returns to S40 and the PID controller 210 generates a PID control signal so that the difference between the opening amount feedback value and the target opening amount value of the VIS valve 140 (the difference in rotation angle of the throttle valve) , DAC).

이후, S50 내지 S90의 구동을 진행한다. 이때, 디지털 아날로그 컨버터(220, DAC)는 위에서 설명한 것과 동일하게 PID 컨트롤러(210)에서 입력되는 PID 제어신호를 PWM(Pulse With Modulation) 신호와 같은 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 PWM 신호를 모터 드라이버(230)로 공급한다. 이후, 모터 드라이버(230), 서보모터(240) 및 밸브 센서(250)의 구동은 위에서 설명한 것과 동일하다.Thereafter, the operation proceeds from S50 to S90. At this time, the digital-to-analog converter 220 (DAC) converts the PID control signal input from the PID controller 210 into an analog signal such as a PWM (Pulse With Modulation) signal, (230). Thereafter, the drive of the motor driver 230, the servo motor 240, and the valve sensor 250 is the same as described above.

다시, S10의 확인결과, 엔진 구동이 시작되지 않았으면 가변 흡기 시스템(VIS)을 동작시키기 않는다(S100).If it is determined in S10 that the engine is not started, the variable intake system VIS is not operated (S100).

이후, 밸브 센서(250)를 이용하여 VIS 밸브(140)가 확실하게 닫혔는지를 확인한다. 즉, VIS 밸브(140)의 개도량이 0%인지 확인한다(S110).Then, the valve sensor 250 is used to check whether the VIS valve 140 is securely closed. That is, it is confirmed whether the opening amount of the VIS valve 140 is 0% (S110).

S110의 확인 결과, VIS 밸브(140)의 개도량이 0% 아니면, 즉, 엔진이 구동되지 않고, VIS 구동이 중지된 상태에서 VIS 밸브(140)가 완전히 폐쇄되지 않으면 PID 컨트롤러(210)는 가변 흡기 시스템(VIS)에 고장이 발생한 것으로 판단한다(S120). 이후, 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장을 알리는 고장 신호를 생성 및 출력함으로써 운전자에게 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 인지될 수 있도록 한다.If the opening amount of the VIS valve 140 is not 0%, that is, if the engine is not driven and the VIS valve 140 is not completely closed in the state where the VIS driving is stopped, the PID controller 210 determines that the variable intake It is determined that a malfunction has occurred in the system VIS (S120). Thereafter, a failure signal indicating a failure of the variable intake system VIS is generated and output to allow the driver to recognize the failure of the variable intake system VIS.

한편, S110의 확인 결과, VIS 밸브(140)의 개도량이 0% 이면, 즉, 엔진이 구동되지 않고, VIS 구동이 중지된 상태에서 VIS 밸브(140)가 완전히 폐쇄되었으면 흡기 시스템의 구동을 종료한다.On the other hand, if it is determined in S110 that the opening amount of the VIS valve 140 is 0%, that is, if the VIS valve 140 is completely closed in a state where the engine is not driven and the VIS driving is stopped, the driving of the intake system is terminated .

이러한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(VIS: Variable Intake System)을 연속적으로 동작시켜 실린더에 충진되는 공기의 양을 정밀하게 제어할 수 있다.The intake system and the driving method of the vehicle according to the embodiment of the present invention can precisely control the amount of air filled in the cylinder by continuously operating the variable intake system (VIS).

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장을 정밀하게 판단할 수 있다.Further, the intake system of the vehicle and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention can accurately determine the failure of the variable intake system VIS.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 흡기 시스템 및 이의 구동 방법은 가변 흡기 시스템(VIS)의 고장이 검출되면 가변 흡기 시스템(VIS)의 구동을 중지시키고, 스로틀 밸브의 개폐를 제어하여 일반적인 흡기 매니폴드 시스템을 구동시킨다. 즉, 가변 흡기 시스템(VIS)에 고장이 발생한 경우에 차량의 흡기 매니폴드에 배치된 스로틀 밸브가 설정된 범위로 개폐되도록 함으로서, 차량이 일정 속도로 주행할 수 있도록 한다. 이를 통해, 가변 흡기 시스템(VIS)이 구동되지 않더라도, 일반적인 흡기 매니폴드 동작이 유지됨으로 운전자가 정비소까지 차량을 주행할 수 있도록 한다.In addition, the intake system of the vehicle and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention stop driving the variable intake system VIS when a failure of the variable intake system VIS is detected and control the opening and closing of the throttle valve, And drives the manifold system. That is, when a failure occurs in the variable intake system VIS, the throttle valve disposed in the intake manifold of the vehicle is opened and closed in a set range, so that the vehicle can travel at a constant speed. As a result, even if the variable intake system VIS is not driven, the normal intake manifold operation is maintained so that the driver can drive the vehicle to the garage.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. Only. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 실린더
110: 흡기 밸브
115: 흡기 매니폴드
120: 배기 밸브
125: 배기 매니폴드
130: 서지 탱크
135: 흡기관
140: VIS 밸브
200: 차량의 흡기 시스템
210: PID 컨트롤러
220: 디지털 아날로그 컨버터(DAC)
230: 드라이버
240: 서보모터
245: 서보암
250: 밸브 센서100: Cylinder
110: intake valve
115: Intake manifold
120: Exhaust valve
125: Exhaust manifold
130: Surge tank
135:
140: VIS valve
200: intake system of vehicle
210: PID controller
220: Digital Analog Converter (DAC)
230: Driver
240: Servo motor
245: Servo arm
250: Valve sensor

Claims (16)

가변 흡기 시스템(Variable Intake System)의 구동을 제어하는 차량의 흡기 시스템에 있어서,
입력된 타겟 개도량 값에 기초하여 가변 흡기 시스템에 배치된 밸브의 회전각을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 PID(Proportional Integral Differential) 컨트롤러;
상기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 아날로그 컨버터;
상기 아날로그 신호에 따라 모터 구동신호를 출력하는 모터 드라이버;
상기 모터 구동신호에 따라 동작하여 상기 밸브를 회전시키는 서보모터; 및
상기 밸브의 회전각을 검출하여 개도량 피드백 값을 상기 PID 컨트롤러로 출력하는 밸브 센서;를 포함하는 차량의 흡기 시스템.1. An intake system of a vehicle for controlling driving of a variable intake system,
A Proportional Integral Differential (PID) controller for generating a control signal for controlling the rotation angle of the valve disposed in the variable intake system based on the input target opening amount value;
A digital-to-analog converter for converting the control signal into an analog signal and outputting the analog signal;
A motor driver for outputting a motor drive signal in accordance with the analog signal;
A servo motor operating according to the motor drive signal to rotate the valve; And
And a valve sensor for detecting the rotation angle of the valve and outputting an opening amount feedback value to the PID controller. 제1 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 PID(Proportional Integral Differential) 방식으로 상기 제어신호를 생성하고,
개도량이 0%~100%가 되도록 상기 밸브를 선형적으로 회전시키는 차량의 흡기 시스템.The method according to claim 1,
The PID controller generates the control signal by a PID (Proportional Integral Differential) method,
And the valve is linearly rotated so that the opening amount becomes 0% to 100%. 제1 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 밸브 센서에서 입력된 개도량 피드백 값을 비교하고,
상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값이 일치하면 가변 흡기 시스템의 구동을 유지시키는 차량의 흡기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the PID controller compares a preset target opening amount value with an opening amount feedback value input from the valve sensor,
And maintains the driving of the variable intake system when the target opening amount value and the opening amount feedback value coincide with each other. 제1 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 밸브 센서에서 입력된 개도량 피드백 값을 비교하고,
상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값의 차이가 설정된 기준치를 초과하면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단하는 차량의 흡기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the PID controller compares a preset target opening amount value with an opening amount feedback value input from the valve sensor,
And determines that a malfunction has occurred in the variable intake system if the difference between the target opening amount value and the opening amount feedback value exceeds a set reference value. 제4 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 상기 가변 흡기 시스템의 고장을 알리는 고장 신호를 출력하는 차량의 흡기 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the PID controller outputs a failure signal indicating a failure of the variable intake system. 제4 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 상기 가변 흡기 시스템의 구동을 중지시키는 차량의 흡기 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the PID controller stops driving the variable intake system. 제6 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 차량의 흡기 매니폴드에 배치된 스로틀 밸브가 설정된 범위로 개폐되도록 제어하는 차량의 흡기 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the PID controller controls the throttle valve disposed in the intake manifold of the vehicle to be opened or closed in a predetermined range. 제1 항에 있어서,
상기 PID 컨트롤러는 차량의 엔진이 구동되지 않는 경우에 상기 가변 흡기 시스템이 구동되지 않도록 제어하고,
상기 밸브 센서에서 입력되는 개도량 피드백 값에 기초하여 상기 밸브가 완전히 닫혀있는지를 확인하고,
상기 밸브가 완전히 닫혀있지 않으면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단하는 차량의 흡기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the PID controller controls the variable intake system not to be driven when the engine of the vehicle is not driven,
A controller for checking whether the valve is completely closed based on an opening amount feedback value input from the valve sensor,
And determines that a malfunction has occurred in the variable intake system if the valve is not completely closed. 가변 흡기 시스템(Variable Intake System)의 구동을 제어하는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법에 있어서,
입력된 타겟 개도량 값에 기초하여 가변 흡기 시스템에 배치된 밸브의 회전각을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계;
상기 제어신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 단계;
상기 아날로그 신호에 따라 모터 구동신호를 출력하는 단계;
상기 모터 구동신호에 따라 동작하여 상기 밸브를 회전시키는 단계; 및
상기 밸브의 회전각을 검출하여 개도량 피드백 값을 생성하는 단계를 포함하는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.A method of driving an intake system of a vehicle that controls driving of a variable intake system,
Generating a control signal for controlling the rotation angle of the valve disposed in the variable intake system based on the input target opening amount value;
Converting the control signal into an analog signal and outputting the analog signal;
Outputting a motor drive signal in accordance with the analog signal;
Operating the valve according to the motor drive signal to rotate the valve; And
And detecting an angle of rotation of the valve to generate an opening amount feedback value. 제9 항에 있어서,
상기 제어신호는 PID(Proportional Integral Differential) 방식으로 생성되고,
개도량이 0%~100%가 되도록 상기 밸브를 선형적으로 회전시키는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.10. The method of claim 9,
The control signal is generated by a PID (Proportional Integral Differential)
And the valve is linearly rotated so that the opening amount becomes 0% to 100%. 제9 항에 있어서,
기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값을 비교하고,
상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값이 일치하면 가변 흡기 시스템의 구동을 유지시키는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.10. The method of claim 9,
Comparing the predetermined target opening amount value with the opening amount feedback value,
And when the target opening amount value matches the opening amount feedback value, driving of the variable intake system is maintained. 제9 항에 있어서,
기 설정된 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값을 비교하고,
상기 타겟 개도량 값과 상기 개도량 피드백 값의 차이가 설정된 기준치를 초과하면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단하는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.10. The method of claim 9,
Comparing the predetermined target opening amount value with the opening amount feedback value,
And determines that a malfunction has occurred in the variable intake system if the difference between the target opening amount value and the opening amount feedback value exceeds a set reference value. 제12 항에 있어서,
상기 가변 흡기 시스템의 고장을 알리는 고장 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.13. The method of claim 12,
Further comprising the step of outputting a failure signal indicating a failure of the variable intake system. 제12 항에 있어서,
상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생하면 상기 가변 흡기 시스템의 구동을 중지시키는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.13. The method of claim 12,
And stopping the driving of the variable intake system if a malfunction occurs in the variable intake system. 제14 항에 있어서,
차량의 흡기 매니폴드에 배치된 스로틀 밸브가 설정된 범위로 개폐되도록 제어하는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.15. The method of claim 14,
And controlling the throttle valve disposed in the intake manifold of the vehicle to be opened and closed in a predetermined range. 제9 항에 있어서,
차량의 엔진이 구동되지 않는 경우에 상기 가변 흡기 시스템이 구동되지 않도록 제어하고,
상기 개도량 피드백 값에 기초하여 상기 밸브가 완전히 닫혀있는지를 확인하고,
상기 밸브가 완전히 닫혀있지 않으면 상기 가변 흡기 시스템에 고장이 발생한 것으로 판단하는 차량의 흡기 시스템의 구동 방법.10. The method of claim 9,
Controls the variable intake system not to be driven when the engine of the vehicle is not driven,
Determining whether the valve is completely closed based on the opening amount feedback value,
And determines that a malfunction has occurred in the variable intake system if the valve is not completely closed.
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