KR101701315B1 - Failure diagnosis apparatus for electronic expansion valve - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고장진단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 팽창밸브에 구비된 스텝모터를 구동하기 위해 시스템 제어보드에서 발생된 후 전송되는 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 전자식 팽창밸브의 이상 유,무를 감지하고, 이러한 감지 결과를 유무선 통신망을 통하여 외부의 제어장치로 전송하거나, A/S기사의 스마트폰으로 전송함으로써 전자식 팽창밸브의 이상 원인이 전기적 문제인지 아니면 기구적인 문제인지 정확하고 신속하게 판단하여 후속조치가 가능하게 한 전자식 팽창밸브 고장진단 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a fault diagnosis apparatus, and more particularly, to a fault diagnosis apparatus that compares a waveform of a pulse signal transmitted from a system control board to drive a step motor provided in an electronic expansion valve, It is possible to detect the abnormality of the expansion valve and to transmit the detection result to the external control device through the wired / wireless communication network or to transmit it to the smart phone of the A / S engineer to determine whether the abnormality of the electronic expansion valve is an electrical problem or a mechanical problem The present invention relates to an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus,

Figure R1020150030346
Figure R1020150030346

Description

전자식 팽창밸브 고장진단 장치{FAILURE DIAGNOSIS APPARATUS FOR ELECTRONIC EXPANSION VALVE}[0001] FAILURE DIAGNOSIS APPARATUS FOR ELECTRONIC EXPANSION VALVE [0002]

본 발명은 고장진단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자식 팽창밸브에 구비된 스텝모터를 구동하기 위해 시스템 제어보드에서 발생된 후 전송되는 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 전자식 팽창밸브의 이상 유,무를 감지하고, 이러한 감지 결과를 유무선 통신망을 통하여 외부의 제어장치로 전송하거나, A/S기사의 스마트폰으로 전송함으로써 전자식 팽창밸브의 이상 원인이 전기적 문제인지 아니면 기구적인 문제인지 정확하고 신속하게 판단하여 후속조치가 가능하게 한 전자식 팽창밸브 고장진단 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a fault diagnosis apparatus, and more particularly, to a fault diagnosis apparatus that compares a waveform of a pulse signal transmitted from a system control board to drive a step motor provided in an electronic expansion valve, It is possible to detect the abnormality of the expansion valve and to transmit the detection result to the external control device through the wired / wireless communication network or to transmit it to the smart phone of the A / S engineer to determine whether the abnormality of the electronic expansion valve is an electrical problem or a mechanical problem The present invention relates to an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus,

일반적으로 냉장고, 에어컨 등에 필수적으로 사용되는 전자식 팽창밸브는 냉각 매체를 공급하는 배관 내에 설치되어 배관 내의 개구면적을 개폐함으로써, 배관내를 통과하는 냉각 매체의 팽창을 조절함과 아울러, 오리피스 홀의 개도를 조정하여 냉각 매체의 토출 또는 팽창 양을 조절하면서 냉각 온도를 조절하게 된다.BACKGROUND ART [0002] An electronic expansion valve, which is generally used in refrigerators and air conditioners, is installed in a pipe for supplying a cooling medium to open and close an opening area in a pipe, thereby controlling the expansion of the cooling medium passing through the pipe, And adjusts the cooling temperature while adjusting the amount of discharge or expansion of the cooling medium.

이러한 전자식 팽창밸브는 본 출원인의 대한민국 등록특허 제10-1427137호 또는 도 1에 개시된 바와 같이, 캔(10), 케이스 본체(20), 스텝모터(30), 다단기어(40), 포지셔너(50), 육각너트 조립체(60), 벨로우즈(70), 포펫밸브(80), 냉매유입관(90), 밸브 본체, 냉매토출관 등을 포함하여 구성된다.Such an electronic expansion valve includes a can 10, a case body 20, a step motor 30, a multi-stage gear 40, and a positioner 50 (Fig. 1), as disclosed in Korean Patent No. 10-1427137 or Fig. A hexagonal nut assembly 60, a bellows 70, a poppet valve 80, a refrigerant inlet pipe 90, a valve body, a refrigerant discharge pipe, and the like.

이와 같이 구성된 전자식 팽창밸브는 냉동사이클의 기본이 되는 ‘압축 → 응축 → 팽창 → 증발’ 중 팽창의 역할을 하는 구성요소로서, 밸브에 장착된 스테핑 모터(Stepping Motor)에 펄스신호를 보내어 구동시키는데, 이러한 스테핑 모터의 회전은 밸브에 장착된 감속기어를 통하여 감속되면서 토크를 증가시켜 최종 축을 통해 밸브를 개폐하게 되며, 이러한 밸브가 개폐되는 정도에 따라 냉매의 양을 달리하여 냉동사이클의 온도를 제어하는 역할을 하게 된다.The electronic expansion valve thus constituted is a component acting as an expansion during 'compression → condensation → expansion → evaporation' which is the basis of the refrigeration cycle. The electronic expansion valve is driven by sending a pulse signal to a stepping motor mounted on the valve, The rotation of the stepping motor is reduced through the reduction gear mounted on the valve to increase the torque, thereby opening and closing the valve through the final shaft. The temperature of the refrigeration cycle is controlled by changing the amount of the refrigerant depending on the degree of opening / .

이처럼 냉동사이클을 반복함에 있어 팽창밸브의 이상이 발생될 경우 냉동사이클의 온도를 제어하기 어렵게 되며, 이는 전자식 팽창밸브가 적용된 제품 자체의 고장을 초래하게 되지만, 팽창밸브 자체의 이상 유무를 육안으로 식별하기는 매우 어려운바, 정상적인 냉동사이클이 이루어지지 않을 때 그 원인을 정확하게 진단하고 검출하기 어려운 문제점이 있었다.If the expansion valve malfunctions in repeating the refrigeration cycle, it becomes difficult to control the temperature of the refrigeration cycle. This causes the failure of the product itself to which the electronic expansion valve is applied. However, There is a problem that it is difficult to accurately diagnose and detect the cause when a normal refrigeration cycle is not performed.

또한, 전자식 팽창밸브의 내부에 구비된 스테핑 모터(Stepping Motor, S/Motor)를 구동하기 위해 여자시킴에 있어, 상하 코일(Coil)부에 순차적인 펄스(Pulse) 신호를 보내어 스테핑 모터를 구동하게 되는데, 상기 스테핑 모터에 구비된 상하 코일부에 와이어(Wire) 단선과 같은 문제가 발생되었을 때, 단선부위가 어디인가에 따라 스테핑 모터가 기동되지 않을 수도 있지만, 정상적인 구동은 아님에도 스테핑 모터가 회전을 수행하게 되는 경우가 발생할 수 있는 등 단선부위에 따라 또는 고장 원인에 따라 다양한 경우가 발생될 수 있게 된다.In order to drive a stepping motor (S / Motor) provided inside the electronic expansion valve, a pulse signal is sequentially sent to the upper and lower coils to drive the stepping motor When a problem such as a wire disconnection occurs in a part of the upper and lower coils provided in the stepping motor, the stepping motor may not be started depending on where the disconnection occurs. However, even if the stepping motor rotates, There is a possibility that various cases may occur depending on the broken line portion or the cause of the failure.

이처럼 스테핑 모터가 회전하게 될 경우에는 이를 고장이라고 판단하기 쉽지 않으며, 스테핑 모터의 회전상태를 육안으로 식별하여 고장 여부를 판단하기도 어려운바, 냉동사이클이 정상적으로 진행되지 않을 경우 해당 부품 자체를 교환하거나 일일이 분해하여 고장원인을 확인해야 하는 등 번거로운 문제점이 있었으며, 그로 인해 신속한 조치를 취하기 어려운 문제점이 있었다.When the stepping motor rotates, it is difficult to judge that the stepping motor is malfunctioning. It is also difficult to judge whether the stepping motor is malfunctioning by visually identifying the rotation state of the stepping motor. If the refrigeration cycle does not proceed normally, There has been a problem that it is troublesome to disassemble and to identify the cause of the trouble, and as a result, it is difficult to take quick action.

따라서, 시스템 제어보드로부터 정상적인 신호가 전송되었음에도 감속기어 등 기구적인 구성부품들의 구속으로 인하여 전자식 팽창밸브의 정상적인 동작이 수행되지 않을 경우에는 이를 확인하고 고장 원인을 해결하기 위하여 전자식 팽창밸브 자체를 분해해야만 고장 원인의 확인과 조치가 가능하지만, 그럴 필요가 없는 고장의 경우 즉 시스템 제어보드나 배선에서의 이상으로 인하여 펄스신호의 전송에 문제가 발생한 경우에도 팽창밸브의 이상으로 오인하여 전자식 팽창밸브 자체를 분해하게 되는 등 적절한 조치를 취하지 못하게 될 우려가 있었다.Therefore, when the normal operation of the electronic expansion valve is not performed due to the restraint of the mechanical components such as the reduction gear even though the normal signal is transmitted from the system control board, it is necessary to disassemble the electronic expansion valve itself Although it is possible to identify the cause of the fault and take corrective action, even if there is a problem that does not need to be solved, that is, a problem in transmission of the pulse signal due to an abnormality in the system control board or wiring, the electronic expansion valve itself There was a concern that it would not be possible to take appropriate measures such as disassembly.

그에 따라, 전자식 팽창밸브의 작동상태에 이상이 발생되는 등 고장이 발생된 경우 그 원인이 분해 및 교체를 요하는 기구적인 문제로 인한 것인지, 아니면 스테핑 모터로 전송되는 펄스의 오류로 인한 전기적인 문제로 인한 것인지를 정확하게 진단하여 적절한 조치를 취할 수 있게 함으로써, 진단 오류로 인한 추가적인 비용의 발생을 방지할 수 있게 한 새로운 고장진단 장치에 대한 필요성이 여전하다 할 것이다.Accordingly, if a malfunction occurs in the operating state of the electronic expansion valve, the cause of the malfunction may be a mechanical problem requiring disassembly or replacement, or an electrical problem due to an error in the pulse transmitted to the stepping motor It is possible to accurately diagnose whether or not the fault is caused by the fault, and to take appropriate measures to prevent the occurrence of the additional cost due to the diagnosis error.

대한민국 등록특허 제10-1427137호Korean Patent No. 10-1427137

본 발명은 전자식 팽창밸브에 구비된 스텝모터를 구동하기 위해 시스템 제어보드에서 발생된 후 전송되는 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 전자식 팽창밸브의 이상 유,무를 감지하고, 이러한 감지 결과를 유무선 통신망을 통하여 외부의 제어장치로 전송하거나, A/S기사의 스마트폰으로 전송함으로써 전자식 팽창밸브의 이상 원인이 전기적 문제인지 아니면 기구적인 문제인지 정확하고 신속하게 판단하여 후속조치가 가능하게 한 전자식 팽창밸브 고장진단 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention compares the waveform of a pulse signal transmitted from a system control board to a normal waveform stored in advance in order to drive a step motor included in the electronic expansion valve, thereby detecting an abnormality of the electronic expansion valve, By transmitting the detection result to the external control device through the wired / wireless communication network or by transmitting it to the smart phone of the A / S article, it is possible to follow the action accurately and quickly by determining whether the cause of the electronic expansion valve is an electrical problem or a mechanical problem And to provide an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus.

상기 과제를 해결하기 위한 전자식 팽창밸브 고장진단 장치는, An electronic expansion valve failure diagnosis apparatus for solving the above-

전자식 팽창밸브에 구비되어 정회전하거나 역회전하면서 냉매가 유입되고 토출되는 배관의 개폐정도를 조절하는 스테핑 모터; 상기 스테핑 모터의 정회전과 역회전을 제어하기 위한 펄스신호를 생성한 후, 제어라인(Com)과 펄스 라인(Pulse Line)을 통하여 상기 스테핑 모터로 전송하는 시스템 제어보드(Main Board); 및 상기 시스템 제어보드에서 스테핑 모터로 펄스신호가 전송되는 펄스 라인에 연결되어 펄스신호의 파형을 검출한 후, 검출된 파형을 정상파형과 비교하여 파형의 이상 유무를 진단하고, 그 진단 결과를 전송하는 고장진단모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A stepping motor provided in the electronic expansion valve for regulating the opening and closing degree of the pipe through which refrigerant flows and is discharged while rotating forward or reverse; A system control board for generating a pulse signal for controlling the forward rotation and the reverse rotation of the stepping motor and then transmitting the pulse signal to the stepping motor through a control line Com and a pulse line; And a pulse control circuit connected to the pulse line through which the pulse signal is transmitted from the system control board to the stepping motor to detect a waveform of the pulse signal and then compare the detected waveform with a normal waveform to diagnose the abnormality of the waveform, And a fault diagnosis module that diagnoses the fault.

이때, 상기 고장진단모듈은,In this case,

상기 시스템 제어보드에서 생성된 펄스신호가 스테핑 모터로 전송되는 펄스라인에 연결되어 펄스신호의 파형을 검출하는 파형검출부; 상기 파형검출부에서 검출된 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 고장원인을 진단하는 파형이상 진단부; 및 상기 파형이상 진단부에서 판단된 고장원인을 유무선 통신망을 통하여 전송하는 통신수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A waveform detector for detecting a waveform of a pulse signal by connecting a pulse signal generated by the system control board to a pulse line transmitted to a stepping motor; A waveform abnormality diagnosis unit for comparing a waveform of the pulse signal detected by the waveform detection unit with a normal waveform stored in advance to diagnose the cause of the failure; And communication means for transmitting the fault cause determined by the waveform abnormality diagnosis unit through a wired / wireless communication network.

또한, 상기 파형검출부는,In addition,

상기 스테핑 모터로 전송되는 펄스신호를 검출하기 위하여 적어도 하나 이상의 펄스라인에 각각 연결되어 있는 펄스라인 접점부; 상기 펄스라인 접점부에서 검출되는 펄스신호의 파형을 인지할 수 있도록 일정한 비율로 증폭하여 출력하는 적어도 하나 이상의 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력을 수신한 후 디지털 신호로 변환하여 상기 파형이상 진단부를 이루는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 전송하는 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A pulse line contact part connected to at least one pulse line for detecting a pulse signal transmitted to the stepping motor; At least one amplifier for amplifying and outputting the pulse signal at a predetermined ratio so as to recognize the waveform of the pulse signal detected at the pulse line contact point; And a converter for receiving the output of the amplifier and converting the digital signal to a microcontroller unit (MCU) constituting the waveform abnormality diagnosis unit.

또한, 상기 파형이상 진단부는,Further, the waveform abnormality diagnosis unit may include:

상기 스테핑 모터를 정상적으로 구동할 수 있는 펄스신호인 정상파형이 저장되어 있는 정상파형 저장부; 상기 파형검출부에서 검출된 펄스신호로 생성되는 비교파형을 수신하는 비교파형 수신부; 및 상기 비교파형을 정상파형과 비교하여 그 이상여부를 판단한 후 고장원인을 진단하는 파형비교부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A normal waveform storage unit for storing a normal waveform, which is a pulse signal for normally driving the stepping motor; A comparison waveform receiver for receiving a comparison waveform generated from the pulse signal detected by the waveform detector; And a waveform comparing unit comparing the comparison waveform with a normal waveform to determine whether the comparison waveform is abnormal, and then diagnosing the cause of the failure.

이때, 상기 파형비교부에서의 판단 결과, 비교파형의 써지파형 변화율이 정상파형의 변화율과 다를 경우에는, 스테핑 모터 자체에 불량이 발생되었거나 감속기어 또는 밸브가 구속되어 원활한 회전이 이루어지지 않는 불량이 발생된 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.At this time, if it is determined by the waveform comparison unit that the surge waveform change rate of the comparison waveform is different from the change rate of the normal waveform, there is a defect that the stepping motor itself is defective or the reduction gear or the valve is restrained, Is diagnosed as having occurred.

또한, 상기 파형비교부에서의 판단 결과, 비교파형의 PWM 파형이 표시되지 않을 경우에는, 스테핑 모터와 시스템 제어보드 상호간을 연결하는 배선 부위에 불량이 발생된 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.When the PWM waveform of the comparison waveform is not displayed as a result of the determination made by the waveform comparison unit, it is diagnosed that a failure occurs in a wiring portion connecting the stepping motor and the system control board.

또한, 상기 파형비교부에서의 판단 결과, 비교파형의 PWM 파형이 High로 계속 진행되는 것으로 나타날 경우에는, 스테핑 모터를 제어하기 위한 펄스신호를 생성하는 시스템 제어보드 자체에 불량이 발생된 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다.If it is determined that the PWM waveform of the comparison waveform continues to be High as a result of the determination by the waveform comparison unit, it is diagnosed that a failure has occurred in the system control board itself that generates the pulse signal for controlling the stepping motor .

이때, 상기 통신수단은, 상기 파형이상 진단부에서 진단된 판정결과를 상기 시스템 제어보드로 전송할 수 있는 직렬통신모듈로 구성되거나, 상기 파형이상 진단부에서 진단된 판정결과를 외부의 A/S 기사의 스마트폰인 기사 단말기로 전송할 수 있는 무선통신모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the communication unit may be configured by a serial communication module capable of transmitting the determination result diagnosed by the waveform abnormality diagnosis unit to the system control board, or the determination result diagnosed by the waveform abnormality diagnosis unit may be transmitted to an external A / And a wireless communication module capable of transmitting the wireless communication module to an article terminal, which is a smartphone of the present invention.

본 발명은 전자식 팽창밸브에 구비된 스텝모터를 구동하기 위해 시스템 제어보드에서 발생된 후 전송되는 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 전자식 팽창밸브의 이상 유,무를 감지하고, 이러한 감지 결과를 유무선 통신망을 통하여 외부의 제어장치로 전송하거나, A/S기사의 스마트폰으로 전송함으로써 전자식 팽창밸브의 이상 원인이 전기적 문제인지 아니면 기구적인 문제인지 정확하고 신속하게 판단할 수 있는 효과가 있다.The present invention compares the waveform of a pulse signal transmitted from a system control board to a normal waveform stored in advance in order to drive a step motor included in the electronic expansion valve, thereby detecting an abnormality of the electronic expansion valve, By transmitting the sensing result to an external control device through a wired / wireless communication network or by transmitting it to a smart phone of an A / S magazine, it is possible to accurately and quickly determine whether the cause of the electronic expansion valve is an electrical problem or a mechanical problem have.

도 1은 통상적인 전자식 팽창밸브의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브 고장진단 장치의 시스템 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치를 이용하여 작동상태의 이상 유무를 검출하는 것을 개략적으로 나타내는 시스템도.
도 4는 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브 고장진단 장치의 블록 다이어그램.
도 5는 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치를 이용하여 작동상태의 이상 유무를 검출하고 이를 A/S기사의 스마트폰으로 전송할 수 있게 한 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 시스템도.
도 6은 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브 고장진단 장치의 다른 실시예를 나타내는 블록 다이어그램.
도 7은 본 발명에 따라 팽창밸브 자체불량으로 판단되는 예를 나타내는 파형 예시도.
도 8은 본 발명에 따라 배선 불량으로 판단되는 예를 나타내는 파형 예시도.
도 9는 본 발명에 따라 시스템 제어보드 불량으로 판단되는 예를 나타내는 파형 예시도.1 is a sectional view of a conventional electronic expansion valve;
2 is a system block diagram of an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus according to the present invention.
3 is a system diagram schematically showing the detection of an abnormality in an operating state by using a fault diagnosis apparatus of an electronic expansion valve according to the present invention.
4 is a block diagram of an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a system diagram schematically showing another embodiment of the present invention, in which an abnormality in the operating state is detected and transmitted to a smartphone of an A / S engineer using a fault diagnosis apparatus of an electronic expansion valve according to the present invention.
6 is a block diagram showing another embodiment of an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus according to the present invention.
7 is a waveform diagram showing an example in which it is determined that the expansion valve itself is defective according to the present invention.
Fig. 8 is a waveform diagram showing an example in which it is determined that the wiring is defective according to the present invention. Fig.
9 is a waveform diagram showing an example in which the system control board is judged to be defective according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브 고장진단 장치의 시스템 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치를 이용하여 작동상태의 이상 유무를 검출하는 것을 개략적으로 나타내는 시스템도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브 고장진단 장치의 블록 다이어그램이다.FIG. 2 is a system block diagram of an apparatus for diagnosing an electronic expansion valve failure according to the present invention. FIG. 3 is a system diagram schematically showing the detection of abnormality of an operating state by using the apparatus for diagnosing an electronic expansion valve according to the present invention And FIG. 4 is a block diagram of an electronic expansion valve failure diagnosis apparatus according to the present invention.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치는, 전자식 팽창밸브(100)에 구비되어 정회전하거나 역회전하면서 냉매가 유입되고 토출되는 배관의 개폐정도를 조절하는 스테핑 모터(30)와, 상기 스테핑 모터의 정회전과 역회전을 제어하기 위한 펄스신호를 생성한 후 제어라인(Com)과 펄스 라인(Pulse Line)을 통하여 상기 스테핑 모터로 전송하는 시스템 제어보드(Main Board)(200)와, 상기 시스템 제어보드에서 스테핑 모터로 펄스신호가 전송되는 펄스 라인에 연결되어 펄스신호의 파형을 검출한 후 검출된 파형을 정상파형과 비교하여 파형의 이상 유무를 진단하고 그 진단 결과를 전송하는 고장진단모듈(300)을 포함하여 구성된다.2 to 4, the apparatus for diagnosing an electronic expansion valve according to the present invention is provided with an electronic expansion valve 100 for controlling the opening and closing degree of a pipe through which refrigerant flows in and out, A stepping motor 30 for generating a pulse signal for controlling the forward rotation and the reverse rotation of the stepping motor and then transmitting the pulse signal to the stepping motor through a control line Com and a pulse line, A main board 200 connected to a pulse line to which a pulse signal is transmitted from the system control board to a stepping motor to detect a waveform of a pulse signal and compare the detected waveform with a normal waveform to diagnose the abnormality of the waveform And a failure diagnosis module 300 for transmitting the diagnosis result.

이때, 상기 스테핑 모터(Stepping Motor)(30)는 시스템 제어보드(Main Board)(200)에서 전송되는 펄스신호에 따라 제어되면서 정회전 스텝으로 구동되거나 역회전 스텝으로 구동되어 냉매의 유입 또는 토출되는 정도를 조절할 수 있게 되며, 이러한 스테핑 모터(30)와 시스템 제어보드(200)의 구성은 통상적인 전자식 팽창밸브에 적용되는 것과 마찬가지인바 이하 그 상세한 설명은 생략한다.At this time, the stepping motor 30 is controlled in accordance with a pulse signal transmitted from a system control board (Main Board) 200, and is driven in a forward rotation step or a reverse rotation step so that refrigerant is introduced or discharged And the configuration of the stepping motor 30 and the system control board 200 is the same as that applied to a conventional electronic expansion valve, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 이처럼 스테핑 모터의 구동을 위해 시스템 제어보드에서 생성된 후 스테핑 모터로 전송되는 펄스신호의 펄스 파형을 검출한 후, 그 파형의 이상여부를 진단하여 고장의 원인이 전기적인 문제에 기인한 것인지, 기구적인 문제에 기인한 것인지 신속하게 판단할 수 있게 하기 위한 것인바, 이하에서는 이러한 펄스신호의 파형을 검출하고 진단할 수 있게 한 고장진단모듈에 대하여 상세히 설명한다.The present invention detects a pulse waveform of a pulse signal generated by a system control board and transmitted to a stepping motor in order to drive the stepping motor and then diagnoses whether the waveform is abnormal, In order to make it possible to quickly judge whether or not the waveform of the pulse signal is due to a mechanical problem, a fault diagnosis module capable of detecting and diagnosing the waveform of the pulse signal will be described in detail below.

이러한 상기 고장진단모듈(300)은, 상기 시스템 제어보드에서 생성된 펄스신호가 스테핑 모터로 전송되는 펄스라인에 연결되어 펄스신호의 파형을 검출하는 파형검출부(310)와, 상기 파형검출부에서 검출된 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 고장원인을 진단하는 파형이상 진단부(320)와, 상기 파형이상 진단부에서 판단된 고장원인을 유무선 통신망을 통하여 전송하는 통신수단(330)을 포함하여 구성된다.The fault diagnosis module 300 includes a waveform detector 310 for detecting a waveform of a pulse signal connected to a pulse line transmitted from a stepping motor to the pulse signal generated by the system control board, A waveform abnormality diagnosis unit 320 for comparing the waveform of the pulse signal with a normal waveform stored in advance to diagnose the cause of the fault, a communication unit 330 for transmitting the cause of the fault determined by the waveform abnormality diagnosis unit through a wired / .

이때, 상기 파형검출부(310)는, 상기 스테핑 모터로 전송되는 펄스신호를 검출하기 위하여 적어도 하나 이상의 펄스라인에 각각 연결되어 있는 펄스라인 접점부(312)와, 상기 펄스라인 접점부에서 검출되는 펄스신호의 파형을 인지할 수 있도록 일정한 비율로 증폭하여 출력하는 적어도 하나 이상의 증폭기(op amp)(314)와, 상기 증폭기의 출력을 수신한 후 디지털 신호로 변환하여 상기 파형이상 진단부를 이루는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU : Micro Controller Unit)으로 전송하는 컨버터(ADC)(316)를 포함하여 구성된다.The waveform detection unit 310 includes a pulse line contact unit 312 connected to at least one pulse line for detecting a pulse signal transmitted to the stepping motor, At least one amplifier (op amp) 314 for amplifying and outputting the signal at a constant rate so as to recognize the waveform of the signal, and a microcontroller unit 314 for converting the digital signal into a digital signal after receiving the output of the amplifier, And a converter (ADC) 316 for transmitting the data to a microcontroller unit (MCU).

상기 파형이상 진단부(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스테핑 모터로 전송되는 펄스신호를 감지하여 정상파형과의 차이를 판단함으로써 펄스신호의 이상여부를 진단하기 위한 것으로서, 상기 파형검출부(310)에서 검출된 펄스신호로 생성되는 비교파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하도록 프로그래밍 되어 있는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU : Micro Controller Unit)으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the waveform abnormality diagnosis unit 320 diagnoses abnormality of a pulse signal by detecting a pulse signal transmitted to the stepping motor and determining a difference from a normal waveform, And a micro controller unit (MCU) programmed to compare a comparison waveform generated by the pulse signal detected by the microcomputer 310 with a normal waveform stored in advance.

이러한 상기 파형이상 진단부(320)는, 도 4에 도시된 바와 같이 스테핑 모터를 정상적으로 구동할 수 있는 펄스신호인 정상파형이 저장되어 있는 정상파형 저장부(322)와, 상기 파형검출부에서 검출된 펄스신호로 생성되는 비교파형을 수신하는 비교파형 수신부(324)와, 상기 비교파형을 정상파형과 비교하여 그 이상여부를 판단한 후 고장원인을 진단하는 파형비교부(326)를 포함하여 구성된다.The waveform abnormality diagnosis unit 320 includes a normal waveform storage unit 322 storing a normal waveform, which is a pulse signal that can normally drive the stepping motor, as shown in FIG. 4, And a waveform comparator 326 for comparing the comparison waveform with a normal waveform to determine whether the comparison waveform is abnormal and diagnosing the cause of the fault.

이때, 상기 파형비교부(326)에서는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 비교파형(도 7 내지 도 9에서는 이상파형으로 표현됨)을 정상파형과 비교하여 그 차이의 유형에 의해 고장원인을 판단한 후 표출하거나 전송하도록 구성된다.7 to 9) is compared with a normal waveform, and the cause of the failure is determined according to the type of the difference. In the waveform comparison unit 326, Or to transmit or display the information.

그에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 파형비교부(326)에서의 판단 결과 비교파형(도 7에서는 이상파형으로 표현됨)의 써지파형 변화율이 정상파형의 변화율과 다를 경우에는, 스테핑 모터로 전송되는 펄스신호인 PWM 파형의 써지파형이 불안한 증상을 나타내는 것으로 판단하여, 스테핑 모터 자체에 불량이 발생되었거나 감속기어 또는 밸브가 구속되어 원활한 회전이 이루어지지 않는 불량이 발생된 것으로 진단하도록 구성된다.7, when the change rate of the surge waveform of the comparison waveform (represented by the abnormal waveform in Fig. 7) is different from the change rate of the normal waveform as a result of the determination by the waveform comparison unit 326, It is determined that the surge waveform of the PWM waveform, which is a transmitted pulse signal, indicates an unstable symptom, so that the stepping motor itself is diagnosed that a failure occurs, or a failure that the deceleration gear or the valve is restrained and the smooth rotation is not performed occurs.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 파형비교부(326)에서의 판단 결과, 비교파형(도 8에서는 이상파형으로 표현됨)의 PWM 파형이 표시되지 않을 경우에는, 상기 시스템 제어보드에서 스테핑 모터로 펄스신호가 전송되지 않는 것으로 판단하여, 스테핑 모터와 시스템 제어보드 상호간을 연결하는 배선 부위에 불량이 발생된 것으로 진단하도록 구성된다.8, if the PWM waveform of the comparison waveform (represented by an abnormal waveform in FIG. 8) is not displayed as a result of the determination by the waveform comparison unit 326, the stepping motor It is determined that the pulse signal is not transmitted and that a fault is detected in the wiring part connecting the stepping motor and the system control board.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 파형비교부(326)에서의 판단 결과, 비교파형(도 9에서는 이상파형으로 표현됨)의 PWM 파형이 High로 계속 진행되거나 Low로 계속 진행되는 것으로 나타날 경우에는, 스테핑 모터를 제어하기 위한 펄스신호를 생성하는 시스템 제어보드 자체에 불량이 발생된 것으로 진단하도록 구성된다.9, when the waveform comparator 326 determines that the PWM waveform of the comparison waveform (represented by an abnormal waveform in FIG. 9) continues to be High or continues to be Low Is configured to diagnose that a failure has occurred in the system control board itself which generates a pulse signal for controlling the stepping motor.

이와 같이 상기 파형검출부(310)에서 검출된 펄스신호에 의해 생성되는 비교파형을 정상파형과 비교하는 것만으로도 불량의 원인을 신속하게 진단할 수 있게 되므로, 전자식 팽창밸브 자체를 분해하지 않고서도 고장의 해소를 위한 신속하고 적절한 조치가 가능하게 된다.Since the cause of the failure can be quickly diagnosed by simply comparing the comparison waveform generated by the pulse signal detected by the waveform detection unit 310 with the normal waveform in this manner, the failure of the electronic expansion valve itself It is possible to take prompt and appropriate measures to resolve the problem.

상기 통신수단(330)은, 상기 파형이상 진단부에서 판단된 고장원인 또는 불량부위를 나타내는 정보를 유무선 통신망을 통하여 전송할 수 있는 유무선 통신모듈로 구성된다.The communication means (330) comprises a wired / wireless communication module capable of transmitting information indicating a fault cause or a faulty portion judged by the waveform abnormality diagnosis unit through a wired / wireless communication network.

그에 따라, 상기 통신수단(330)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 파형이상 진단부에서 판단된 진단결과인 판정결과를 상기 시스템 제어보드로 전송할 수 있는 RS232, RS485 또는 TTL과 같은 직렬통신모듈(332)로 구성될 수 있으며, 이와 같이 상기 통신수단이 직렬통신모듈로 구성되어 판정결과가 시스템 제어보드로 직접 전송되는 경우에는 상기 파형이상 진단부에서 불량으로 판단된 결과를 수신한 시스템 제어보드에서 상기 스테핑 모터로의 펄스신호 전송을 중지하고 고장을 외부에 표출시킬 수 있게 하여 불량상태에서의 구동으로 인한 추가적인 손상을 방지할 수 있게 된다.3 and 4, the communication unit 330 may include an RS232, RS485, or TTL, such as a RS232, RS485, or TTL, that can transmit a determination result, which is a diagnosis result determined by the waveform abnormality diagnosis unit, And a serial communication module 332. When the communication unit is configured as a serial communication module and the determination result is directly transmitted to the system control board, It is possible to stop the transmission of the pulse signal from the system control board to the stepping motor and display a fault to the outside, thereby preventing further damage due to driving in a defective state.

또한, 상기 통신수단(330)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 파형이상 진단부에서 판단된 진단결과인 판정결과를 외부의 A/S 기사의 스마트폰인 기사 단말기로 전송할 수 있는 블루투스나 와이파이(WiFi) 등의 무선통신모듈(334)로 구성될 수 있다. 이와 같이 상기 통신수단이 무선통신모듈로 구성되어 A/S 기사의 스마트폰(400)으로 그 판정결과를 전송할 수 있게 할 경우, A/S 기사는 무선통신모듈로부터 전송되는 판정결과를 수신하여 고장원인 또는 고장부위를 신속하게 파악할 수 있어 보다 신속한 고장처리가 가능하게 된다. 이를 위하여 상기 A/S 기사가 소지하고 있는 스마트폰(400)과 같은 기사 단말기에는 상기 고장진단모듈에서 전송되는 판정결과를 수신할 수 있도록 프로그래밍되어 있는 어플리케이션이 미리 설치되어 있어야 함은 물론이다.6, the communication unit 330 may transmit a determination result, which is a diagnosis result determined by the waveform anomaly diagnosis unit, to Bluetooth or Wi-Fi, which can transmit the determination result to an article terminal that is a smart phone of an external A / And a wireless communication module 334 such as WiFi. When the communication unit is configured as a wireless communication module and is capable of transmitting the determination result to the smart phone 400 of the A / S news, the A / S article receives the determination result transmitted from the wireless communication module, It is possible to quickly identify the cause or failure site, thereby enabling faster failure processing. It is needless to say that an application programmed to receive a determination result transmitted from the failure diagnosis module must be installed in an article terminal such as the smart phone 400 possessed by the A / S engineer.

또한, 상기 고장진단모듈(300)에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 파형이상 진단부에서 진단된 판정결과에 따른 불량원인을 외부로 용이하게 표출시킬 수 있는 진단결과 표출부(340)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.5 and 6, the failure diagnosis module 300 may include a diagnosis result display unit 340 that can easily display the cause of failure according to the determination result diagnosed by the waveform anomaly diagnosis unit to the outside ). ≪ / RTI >

이러한 진단결과 표출부(340)는 정상 또는 이상 등의 판정결과를 표출할 수 있도록 점등가능한 발광다이오드로 구성되는 것이 바람직하며, 그에 따라, 상기 파형이상 진단부의 결과에 따라 모터불량, 배선불량, 보드불량 등의 상황에 따라 발광다이오드가 점등되어 그 결과를 전자식 팽창밸브를 사용하는 사용자나 관리자가 용이하게 인식할 수 있게 된다. 이 경우 모터의 수동제어가 가능하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.The diagnostic result display unit 340 preferably includes a light emitting diode that can be turned on so as to be able to display a determination result such as normal or abnormal. Thus, according to the result of the waveform abnormality diagnosis unit, The light emitting diode is turned on in response to a situation such as failure, and the result can be easily recognized by a user or an administrator using the electronic expansion valve. In this case, it is needless to say that the motor may be manually controlled.

이와 같이 본 발명은 육안에 의한 고장식별이 어려운 전자식 팽창밸브의 이상 유무를 상기 스테핑 모터를 구동할 때 발생되는 PWM 파형의 변화에 의해 인지하고 판단할 수 있게 함으로써, 보다 신속하고 정확한 고장원인 진단이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to recognize and judge the abnormality of the electronic expansion valve, which is difficult to be visually recognized by the naked eye, by the change of the PWM waveform generated when the stepping motor is driven, .

또한, 이러한 고장진단모듈은 시스템 제어보드에 장착하는 형태로 구성될 수 있음은 물론, 휴대 가능한 형태로 제조되어 고장진단을 위해 방문한 A/S 기사가 펄스라인과의 접접을 형성한 후 그 원인을 신속하게 진단하도록 구성될 수도 있게 된다. 이때, 고장으로 인하여 스테핑 모터의 구동이 이루어지지 않을 경우 수동제어에 의해 펄스신호의 생성과 진단을 위한 임의의 구동이 가능하게 이루어질 수도 있게 된다.In addition, such a fault diagnosis module can be configured to be mounted on a system control board, as well as being manufactured in a portable form. In order to diagnose a fault, a visiting A / S operator forms a contact with a pulse line, It may be configured to diagnose quickly. At this time, if the stepping motor is not driven due to a failure, it is possible to perform arbitrary driving for generating and diagnosing a pulse signal by manual control.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

100 - 전자식 팽창밸브 200 - 시스템 제어보드
300 - 고장진단모듈 310 - 파형검출부
312 - 펄스라인 접점부 314 - 증폭기
316 - 컨버터 320 - 파형이상 진단부
322 - 정상파형 저장부 324 - 비교파형 수신부
326 - 파형비교부 330 - 통신수단
332 - 직렬통신모듈 334 - 무선통신모듈
340 - 진단결과 표출부
400 - 기사 단말기100 - Electronic expansion valve 200 - System control board
300 - Fault Diagnosis Module 310 - Waveform Detector
312 - Pulse line contact 314 - Amplifier
316 - Converter 320 - Waveform fault diagnosis part
322 - normal waveform storage unit 324 - comparison waveform receiver
326 - Waveform comparison unit 330 - Communication means
332 - Serial communication module 334 - Wireless communication module
340 - Diagnosis result display section
400 - Article Terminal

Claims (10)

전자식 팽창밸브에 구비되어 정회전하거나 역회전하면서 냉매가 유입되고 토출되는 배관의 개폐정도를 조절하는 스테핑 모터; 상기 스테핑 모터의 정회전과 역회전을 제어하기 위한 펄스신호를 생성한 후, 제어라인(Com)과 펄스 라인(Pulse Line)을 통하여 상기 스테핑 모터로 전송하는 시스템 제어보드(Main Board); 및 상기 시스템 제어보드에서 스테핑 모터로 펄스신호가 전송되는 펄스 라인에 연결되어 펄스신호의 파형을 검출한 후, 검출된 파형을 정상파형과 비교하여 파형의 이상 유무를 진단하고, 그 진단 결과를 전송하는 고장진단모듈;을 포함하고,
상기 고장진단모듈은, 상기 시스템 제어보드에서 생성된 펄스신호가 스테핑 모터로 전송되는 펄스라인에 연결되어 펄스신호의 파형을 검출하는 파형검출부; 상기 파형검출부에서 검출된 펄스신호의 파형을 미리 저장되어 있는 정상파형과 비교하여 고장원인을 진단하는 파형이상 진단부; 및 상기 파형이상 진단부에서 판단된 고장원인을 유무선 통신망을 통하여 전송하는 통신수단;을 포함하고,
상기 파형검출부는, 상기 스테핑 모터로 전송되는 펄스신호를 검출하기 위하여 적어도 하나 이상의 펄스라인에 각각 연결되어 있는 펄스라인 접점부; 상기 펄스라인 접점부에서 검출되는 펄스신호의 파형을 인지할 수 있도록 일정한 비율로 증폭하여 출력하는 적어도 하나 이상의 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력을 수신한 후 디지털 신호로 변환하여 상기 파형이상 진단부를 이루는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 전송하는 컨버터;를 포함하고,
상기 파형이상 진단부는, 상기 스테핑 모터를 정상적으로 구동할 수 있는 펄스신호인 정상파형이 저장되어 있는 정상파형 저장부; 상기 파형검출부에서 검출된 펄스신호로 생성되는 비교파형을 수신하는 비교파형 수신부; 및 상기 비교파형을 정상파형과 비교하여 그 이상여부를 판단한 후 고장원인을 진단하는 파형비교부;를 포함하고,
상기 파형비교부는, 비교파형의 PWM 파형이 표시되지 않을 경우, 스테핑 모터와 시스템 제어보드 상호간을 연결하는 배선 부위에 불량이 발생된 것으로 진단하는 제1 진단과, 비교파형의 PWM 파형이 High로 계속 진행되는 것으로 나타날 경우, 스테핑 모터를 제어하기 위한 펄스신호를 생성하는 시스템 제어보드 자체에 불량이 발생된 것으로 진단하는 제2 진단, 및 비교파형의 써지파형 변화율이 정상파형의 변화율과 다를 경우, 스테핑 모터 자체에 불량이 발생되었거나 감속기어 또는 밸브에 불량이 발생된 것으로 진단하는 제3 진단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치.A stepping motor provided in the electronic expansion valve for regulating the opening and closing degree of the pipe through which refrigerant flows and is discharged while rotating forward or reverse; A system control board for generating a pulse signal for controlling the forward rotation and the reverse rotation of the stepping motor and then transmitting the pulse signal to the stepping motor through a control line Com and a pulse line; And a pulse control circuit connected to the pulse line through which the pulse signal is transmitted from the system control board to the stepping motor to detect a waveform of the pulse signal and then compare the detected waveform with a normal waveform to diagnose the abnormality of the waveform, The fault diagnosis module comprising:
The fault diagnosis module includes a waveform detector for detecting a waveform of a pulse signal by connecting a pulse signal generated by the system control board to a pulse line transmitted to a stepping motor; A waveform abnormality diagnosis unit for comparing a waveform of the pulse signal detected by the waveform detection unit with a normal waveform stored in advance to diagnose the cause of the failure; And communication means for transmitting the fault cause determined by the waveform abnormality diagnosis unit through a wired / wireless communication network,
Wherein the waveform detection unit comprises: a pulse line contact unit connected to at least one pulse line for detecting a pulse signal transmitted to the stepping motor; At least one amplifier for amplifying and outputting the pulse signal at a predetermined ratio so as to recognize the waveform of the pulse signal detected at the pulse line contact point; And a converter for receiving an output of the amplifier, converting the digital signal into a digital signal, and transmitting the digital signal to a microcontroller unit (MCU) constituting the waveform abnormality diagnosis unit,
Wherein the waveform abnormality diagnosis unit includes: a normal waveform storage unit in which a normal waveform, which is a pulse signal for normally driving the stepping motor, is stored; A comparison waveform receiver for receiving a comparison waveform generated from the pulse signal detected by the waveform detector; And a waveform comparing unit comparing the comparison waveform with a normal waveform to determine whether the comparison waveform is abnormal, and then diagnosing the cause of the failure,
The waveform comparison unit may include a first diagnosis for diagnosing that a wiring part connecting the stepping motor and the system control board is defective when the PWM waveform of the comparison waveform is not displayed, A second diagnosis for diagnosing that a failure has occurred in the system control board itself which generates a pulse signal for controlling the stepping motor, and a second diagnosis for determining whether a surge waveform change rate of the comparison waveform is different from a normal waveform change rate, And a third diagnosis that diagnoses that a failure has occurred in the motor itself or that a failure has occurred in the reduction gear or the valve. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 통신수단은, 상기 파형이상 진단부에서 진단된 판정결과를 상기 시스템 제어보드로 전송할 수 있는 직렬통신모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the communication means comprises a serial communication module capable of transmitting the determination result diagnosed by the waveform abnormality diagnosis unit to the system control board. 제1항에 있어서,
상기 통신수단은, 상기 파형이상 진단부에서 진단된 판정결과를 외부의 A/S 기사의 스마트폰인 기사 단말기로 전송할 수 있는 무선통신모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the communication means comprises a wireless communication module capable of transmitting the determination result diagnosed by the waveform abnormality diagnosis section to an article terminal, which is a smart phone of an external A / S article. 제1항에 있어서,
상기 고장진단모듈에는, 상기 파형이상 진단부에서 진단된 판정결과에 따른 불량원인을 외부로 용이하게 표출시킬 수 있도록 점등 가능한 발광다이오드로 이루어진 진단결과 표출부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전자식 팽창밸브의 고장진단 장치.The method according to claim 1,
And a diagnosis result display unit comprising a light emitting diode capable of being lit so that the cause of the defect according to the determination result diagnosed by the waveform abnormality diagnosis unit can be easily displayed to the outside, Valve fault diagnosis device.
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