KR100254440B1 - 솔레노이드 밸브 구동 장치 - Google Patents

솔레노이드 밸브 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CPU 포트(port) 감소로 인한 타기능 증대 및, 전류감지에 의한 DSV 구동으로 과전류 공급 억제에 따른 수명 연장과, 차체 및 와이어 쇼트에 기인한 TCU 소손 방지를 목적으로 ; 신호를 온/오프하는 CPU, 상기 CPU 한 개의 핀에 연결된 스위칭부, 상기 스위칭부의 타단에 연결되어 상기 스위칭부에서 나온 전류를 감지하는 신호 감지부, 상기 신호 감지부의 타단에 병렬로 연결되어 DSV를 초기 구동 및 유지시키는 유지전류부 및 과도전류부, 상기 신호 감지부의 타단에 연결되어 상기 유지전류부 및 과도전류부를 지나는 전류를 조절하는 제어부, 상기 신호 감지부의 타단에 연결되어 차체 및 와이어에 쇼트가 발생했을 시 전류가 흐르게 하는 전류통전부, 상기 신호 감지부의 타단에 일측단자가 연결되고 타측단자는 접지되어 경로 및 과도전류부를 흐르는 전류를 제어하는 콘덴서 및, 상기 유지전류부 및 과도전류부에 연결된 DSV로 구성되어 있는 솔레노이드 밸브 구동 장치를 제공하는데 있다.

Description

솔레노이드 밸브 구동 장치
제1도는 종래 기술에 의한 솔레노이드 밸브 구동 장치의 회로도이다.
제2도는 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브 구동 장치의 회로도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
15 : 유지전류부 25 : 과도전류부
30 : CPU 40 : DSV
50 : 신호 감지부 60 : 제어부
70 : 스위칭부 95 : 전류통전부
본 발명은 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한정된 제어부의 출력포트를 효율적으로 사용하며, 센싱(sensing) 저항을 통한 구동전류의 검출로 솔레노이드 구동에 안정성을 제공하도록 한 솔레노이드 밸브 구동장치에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 TCU(Transmission Control Unit, 이하 TCU라 함)는 DSV(Duty Solenoid Valve, 이하 DSV라 함)를 구동하기 위하여 2개의 CPU(Central Processing Unit, 이하 CPU라 함) 포트(port)를 할당하고 있다.
제1도는 종래 기술에 의한 솔레노이드 밸브 구동 장치의 회로도이다.
상기 제1도의 구성으로는 CPU(30)와, 초기 DSV(40)를 구동하기 위하여 과전류를 공급하기 위한 과전류부(10)와, 상기 과전류부(10)를 통해 DSV(40)를 구동한 후 상기 DSV(40)를 연속적으로 제어할 수 있는 최소전류를 공급하는 전류공급부(20)와, 상기 과전류부 및 전류공급부(10, 20)를 통해 개폐 주기가 조절되는 DSV(40)로 이루어진다.
이와 같은 종래의 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 구동장치의 동작은 다음과 같다.
초기에 DSV(40)를 구동하기 위해서는 많은 전류의 공급이 필요하므로 CPU(30)는 과전류부(10)의 저항(R11)과 연결되는 출력포트를 통해 "하이" 신호를 출력하여 트랜지스터(T11)를 스위칭 온시킨다.
따라서, 트랜지스터(T12)의 베이스 전류가 저항(R14) 및 저항(R13)을 통해 스위칭 온된 트랜지스터(T11)의 그라운드 측으로 유입되므로 트랜지스터(T12)가 스위칭 온되어 상기 DSV(40)를 구동시킨다,
이와 같이 상기 DSV(40)가 구동되는 상태에서는 연속적인 구동을 유지하기 위한 전류는 많은 전류량을 필요로 하지 않으므로 CPU(30)는 상기 과전류부(10)의 출력포트에 "로우" 신호를 출력하여 트랜지스터(T11) 및 트랜지스터(T12)를 턴오프의 상태로 유지하여 상기 DSV(40)로 인가되는 전류를 차단함과 동시에 전류공급부(20)의 출력포트에 "하이" 신호를 출력하여 저항(R15)을 통해 트랜지스터(T14)의 베이스에 공급한다.
따라서, 트랜지스터(T14)가 턴 온되므로 이와 연동하여 트랜지스터(T13)가 스위칭 온되어 저항(R19)을 통해 전류의 흐름을 조정한 다음 상기 DSV(40)에 공급되는 전류를 유지하여 준다.
전술한 바와 같은 종래의 자동차에 구비되는 솔레노이드 구동장치는 상기 DSV(40)에 동작전원을 공급하는 전장이 가는 와이어(wire)로 설치되므로 와이어가 차체에 쇼트(short) 되는 트랜지스터(T1)의 파손을 초래하게 되는 문제점이 있었다.
또한, DSV의 동작을 제어하는 CPU의 출력포트가 복수개로 사용됨으로 인하여 한정된 출력포트를 효율적으로 사용하지 못하는 문제점 있었다.
그러므로 본 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 센싱 저항을 이용하여 DSV로 공급되는 제어전류를 감지한 후 그에 따라 제어전압을 안정되게 공급하며, 단일의 CPU 출력포트 사용으로 한정된 CPU의 출력포트를 효율적으로 사용할 수 있도록 하여 타기능을 증대시킬 수 있도록 한 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 구동장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동전류 공급을 위한 제어신호를 온/오프하는 CPU와; 상기 CPU 한 개의 핀에 연결되며 인가되는 신호에 따라 구동전류의 공급을 스위칭하는 스위칭부와; 상기 스위칭부의 하단에 연결되어 상기 스위칭부에서 나온 전류를 감지하는 신호 감지부와; 상기 신호 감지부의 하단에 일측 단자가 연결되어 초기 DSV를 구동시키기 위해서 과도전류를 흐르게 하는 과도전류부와; 상기 신호 감지부의 하단에 상기 과도전류부와 병렬로 연결되어 DSV를 계속해서 구동시킬 수 있는 유지 전류가 흐르게 하는 유지전류부와; 상기 신호 감지부의 하단에 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부와 병렬로 연결되어 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부를 지나는 전류를 조절하는 제어부와; 상기 신호 감지부의 하단에 연결되어 차체 및 와이어에 쇼트가 발생했을 시 전류가 흐르게 하는 전류통전부와; 상기 신호 감지부의 하단에 일측 단자가 연결되고 타측 단자는 접지되어 상기 전류통전부 및 상기 과도전류부를 흐르는 전류를 제어하는 콘덴서(C21)와; 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부에 연결된 DSV를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 이 분야에 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 의한 솔레노이드 밸브 구동 장치의 회로도이다.
종래의 구성과 동일한 부분은 동일한 부호를 부여한다.
구동전류 공급을 위한 제어신호를 온/오프하는 CPU(30)와, 상기 CPU(30)의 신호에 따라 구동전류의 공급을 스위칭하는 스위칭부(70)와, 상기 스위칭부(70)의 하단에 연결되어 상기 스위칭부(70)에서 나온 전류의 양을 센싱하는 신호 감지부(50)와, 상기 신호 감지부(50)의 하단에 일측 단자가 연결되어 초기 DSV(40)를 구동시키기 위해서 과도전류를 흐르게 하는 과도전류부(25), 상기 신호 감지부(50)의 하단에 상기 과도전류부(25)와 병렬로 연결되어 DSV(40)를 계속해서 구동시킬 수 있는 유지전류가 흐르게 하는 유지전류부(15)와, 상기 신호 감지부(50)의 하단에 유지전류부(15) 및 과도전류부(25)와 병렬로 연결되어 상기 유지전류부(15) 및 과도전류부(25)를 지나는 전류를 조절하여 전류방향을 정해주는 제어부(60)와, 상기 신호 감지부(50)의 하단에 연결되어 차체 및 와이어에 쇼트가 발생했을 시 전류를 흐르게 하는 전류통전부(95)와, 상기 신호 감지부(50)의 하단에 일측 단자가 연결되고 타측 단자는 접지되어 유지전류부(15) 및 과도전류부(25)를 흐르는 전류를 제어하는 콘덴서(21)와, 상기 유지전류부(15) 및 과도전류부(25)에 연결된 DSV(40)를 포함하여 구성된다.
구체적으로는, 상기 스위칭부(70)는 상기 CPU(30)의 단일 출력포트에 저항(R21)의 일측 단자가 연결되고, 상기 저항(R21)의 타측 단자에 트랜지스터(T21)의 베이스 단자가 연결되며, 상기 트랜지스터(T21)의 에미터 단자는 그라운드로 연결되고, 컬렉터 단자는 에미터 단자에 공급전원(VB)이 연결되고 컬렉터 단자에 신호 감지부(50)가 연결된 트랜지스터(T22)의 베이스 단자에 연결되어, CPU(30)에서 출력되는 제어신호에 따라 트랜지스터(T21) 및 트랜지스터(T22)가 연동 스위칭 되어 DSV(40)를 구동시킬 수 있는 구동전류의 공급을 스위칭 한다.
상기 신호 감지부(50)는 상기 스위칭부(70)의 트랜지스터(T22)의 컬렉터 단자에 전류량을 감지할 수 있는 센싱 저항(RS)과 저항(R24)의 일측 단자를 병렬로 연결하며 상기 센싱 저항(RS)의 타측 단자에 베이스가 연결되고 상기 저항(R24)의 타측 단자가 에미터 단자에 연결되며 컬렉터 단자에 전류 제어용 콘덴서(C21)가 연결되는 PNP형 트랜지스터(T23)로 이루어진다.
상기 유지전류부(15)는 일측 단자가 상기 신호 감지부(50)의 트랜지스터(T23) 컬렉터 단자에 연결된 시멘트 저항(RC)으로 이루어지며, 타측 단자는 DSV(40)에 연결되어 있다.
상기 과도전류부(25)는 상기 신호 감지부(50)의 트랜지스터(T23) 컬렉터 단자에 유지전류부(15)와 병렬로 일측단자가 연결되며 게이트 전압에 의하여 소자 스스로 턴 오프 가능한 GTO(Gate Turn-Off transistor, 이하 GTO라 약함)(TH1)로 구성되고 타측단자는 DSV(40)에 연결되어 있다.
상기 제어부(60)는 상기 과도전류부(25)의 GTO(TH1)의 게이트단자에 일측 단자가 연결되어 있는 콘덴서(C22)와 상기 GTO(TH1)의 애노드(Anode) 단자에 일측 단자가 연결된 저항(R25)으로 이루어져 있다.
상기 전류통전부(95)는 상기 신호 감지부(50)의 트랜지스터(T23) 컬렉터 단자에 일측 단자가 연결된 저항(R26)과 상기 저항(R26)의 타측단자에 일측단자가 연결되고 타측단자는 접지되어 있는 저항(R27) 및 상기 제어부(60)의 콘덴서(C22) 타측 단자에 애노드 단자가 연결되고 상기 저항 (R26)의 타측 단자에 게이트 단자가 연결된 사이리스터(thyristor, 이하 SCR이라 약함)(TH2)로 이루어져 있다.
이상과 같이 구성되어진 본 발명의 동작은 다음과 같다.
세부적으로 본 발명에 의한 동작은 첫째, 초기에 DSV(40)를 구동하기 위한 과전류 패스(path)와, 상기 DSV(40)의 연속적인 구동제어에 필요한 유지 전류 패스 및, DSV(40) 내지 와이어(wire)에 쇼트(short) 발생시 전류 패스 등 크게 세가지로 나뉘어진다.
상기 과전류 패스(path) 동작은 CPU(30)가 검출되는 각각의 운행조건에 따라 DSV(40)를 구동하기 위한 소정의 제어신호를 단일의 출력포트를 통하여 스위칭부(70)의 저항(R21)을 통해 트랜지스터(T21)의 베이스 단자에 공급하면 트랜지스터(T21)가 스위칭 온되므로 이와 연동되는 트랜지스터(T22)가 스위칭 온되어 공급전원(VB)을 컬렉터 단자측으로 유기시킨다.
상기 스위칭부(70)의 트랜지스터(T22) 컬렉터 단을 통해 인가되는 전류는 신호 감지부(50)의 센싱 저항(RS)을 통해 유지전류부(15), 과도전류부(25) 및 제어부(60)측으로 유기되므로 제어부(60)의 콘덴서(C22)에 의한 게이트 전압에 의하여 과도전류부(25)의 GTO(TH1)가 턴 온되어 상기 신호 감지부(50)의 센싱 저항(RS)을 통한 전류가 DSV(40)측에 공급되어 초기 구동을 유도한다.
전술한 바와 같은 동작에 의하여 DSV(40)가 구동된 이후 상기 DSV(40)의 동작 유지를 위한 유지 전류의 패스(Path) 동작은 다음과 같다.
상기 과전류 패스(path) 동작이 진행되면 상기 신호 감지부(50)의 시멘트 저항인 센싱 저항(RS)에 흐르는 신호에 비례하는 전압이 상기 트랜지스터(T22)를 통해 컬렉터 단자에 연결되는 상기 콘덴서(C21)에 충전되고 상기 콘덴서(C21)에 전압이 일정값에 이르면 충전된 전류가 방전되어 저항(R26) 및 저항(R27)에 의하여 전류의 세기가 조정된 다음 상기 SCR(TH2)이 턴 온시킨다.
상기 SCR(TH2)의 턴 온으로 인하여 상기 콘덴서(C22)의 전압이 그라운드 측으로 유기되어 양단의 전압이 급격히 낮아지게 되므로, 이로 인하여 GTO(TH1)가 턴 오프된다.
따라서, DSV(40)에 인가되는 전류의 주경로는 과도전류부(25)에서 유지전류부(15)로 변환되어 상기 저항(RS)을 통한 구동 유지 전류가 DSV(40)측으로 공급되어 DSV(40)의 동작을 안정되게 유지하여 준다.
상기 쇼트(short) 발생시 전류 패스(path) 동작은 과전류공급 패스가 형성된 구간에서만 쇼트(short)로 인한 트랜지스터의 파손이 있기 때문에 이러한 경우 쇼트 발생시 스위칭부(70)의 트랜지스터(T22)와 신호 감지부(50)의 센싱 저항(RS)에 큰 전류의 흐름이 발생되므로 이로 인해 신호 감지부(50)의 트랜지스터(T23)에서 콘덴서(C21)로 신호공급이 빨라져서 SCR(TH2)이 턴 온된다.
따라서 상기 과전류공급 패스에서 유지전류 패스로 바뀌게 되므로 쇼트시에도 TCU의 소손을 막게 된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식으로 용이하게 그 변형이나 개량이 가능한 것은 모두 포함한다.
이상 상술한 본 발명에 의하면 CPU 포트(port) 감소로 인한 타기능 증대, 전류감지에 의한 DSV(40) 구동으로 과전류 공급 억제에 따른 수명 연장, TCU와 DSV(40)간의 와이어 쇼트(wire short)시 전류제한으로 TCU의 소손 방지의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 구동전류의 공급을 위한 제어신호를 온/오프하는 제어부와; 상기 제어부의 단일 출력포트에 접속되며 인가되는 제어신호에 따라 구동전류 공급을 스위칭하는 스위칭부와; 상기 스위칭부의 하단에 연결되어 상기 스위칭부에서 나온 전류를 감지하는 신호 감지부와; 상기 신호 감지부의 하단에 일측단자가 연결되어 초기 DSV를 구동시키기 위해서 과도전류를 흐르게 하는 과도전류부와; 상기 신호 감지부의 하단에 상기 과도전류부와 병렬로 연결되어 DSV를 계속해서 구동시킬 수 있는 유지전류가 흐르게 하는 유지전류부와; 상기 신호 감지부의 하단에 연결되며 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부와 병렬로 연결되어 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부를 지나는 전류를 조절하는 제어부와; 상기 신호 감지부의 하단에 연결되어 차체 및 와이어에 쇼트가 발생했을 시 전류가 흐르게 하는 전류통전부와; 상기 신호 감지부의 하단에 일측 단자가 연결되고 타측 단자는 접지되어 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부를 흐르는 전류를 제어하는 콘덴서; 및 상기 유지전류부 및 상기 과도전류부에 연결된 DSV;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 감지부는 상기 스위칭부의 트랜지스터(T22) 컬렉터 단자에 전류량을 감지할 수 있는 센싱 저항(RS)과 저항(R24)의 일측 단자를 병렬로 연결하며 상기 센싱 저항(RS)의 타측 단자에 베이스가 연결되고 상기 저항(R24)의 타측 단자가 에미터 단자에 연결되며 컬렉터 단자에 전류 제어용 콘덴서(C21)가 연결되는 트랜지스터(T23)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유지전류부는 일측 단자가 상기 신호 감지부의 트랜지스터(T23) 컬렉터 단자에 연결된 시멘트 저항(RC)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 과도전류부는 상기 신호 감지부의 트랜지스터(T23) 컬렉터 단자에 상기 유지전류부와 병렬로 일측 단자가 연결되며 게이트 전압에 의하여 소자 스스로 턴 오프 가능한 GTO로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전류통전부는 상기 신호 감지부의 트랜지스터(T23) 컬렉터 단자에 일측 단자가 연결된 저항(R26)과 상기 저항(R26)의 타측 단자에 일측 단자가 연결되고 타측 단자는 접지되어 있는 저항(R27) 및 상기 제어부에 연결되고 상기 저항 (R26)의 타측 단자에 게이트 단자가 연결된 사이리스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 구동 장치.
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