KR100721366B1 - 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 코일의 구동장치에 관한 것으로, 솔레노이드 코일의 온도변화를 반영하는 코일의 저항변화를 모니터링하여 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치에 관한 것이다.

통상적으로 솔레노이드 코일 저항은 4 내지 15Ω 정도를 유지하므로 솔레노이드 밸브의 특성에 영향을 주기 않기 위해서는 션트저항은 1Ω 미만의 저항값을 갖게 되기 때문에 션트저항에는 소비전력이 큰 저항이 사용되어 많은 열이 발생하게 된다. 종래에는 이러한 열을 흡수하기 위해 션트저항 뒤편에 방열판을 붙이게 되는데 이로 인해, ABS 제어블럭의 사이즈도 커지게 될 뿐만 아니라, 전체 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 솔레노이드 코일의 온도변화를 검출하기 위한 션트저항의 발열량을 적게 하는 솔레노이드 코일의 모니터링 장치를 구현함으로서 ABS 제어블럭의 사이즈를 줄일 뿐만 아니라, 전체 제조비용을 낮추는 효과가 있다.

솔레노이드 밸브, 온도

Description

솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치{Apparatus for monitoring temperature change of the solenoid coil in a vehicle}

도 1은 일반적인 솔레노이드 코일의 구동장치에 대한 회로도.

도 2는 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하기 위한 장치에 대한 회로도.

도 3은 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 과정을 보인 플로우 챠트.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 제어부 20 : 구동부

30 : 전류 검출부

본 발명은 솔레노이드 코일의 구동장치에 관한 것으로, 솔레노이드 코일의 온도변화를 반영하는 코일의 저항변화를 모니터링하여 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 앤티 록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System ; 이하 ABS라 칭함)을 장착한 차량은 4바퀴의 입출구측에 각각 솔레노이드 밸브가 장착되는데 이러한 ABS 차량에서는 제동력이 차량의 타이어와 노면사이의 마찰력을 초과하여 미끄러지기 시작하면, 해당 바퀴의 솔레노이드 밸브를 작동하여 압력을 빼주고 다시 차량이 굴러가기 시작하면, 솔레노이드 밸브를 작동하여 바퀴에 압력을 가하는 동작이 연속적으로 일어난다. 이러한 동작에 의해 차량이 미끄러지기 않고, 제동이 이루어지는 것이다.

이와 같이, ABS 제동중에 바퀴의 압력을 빼고 넣고 하기 위해서는 솔레노이드 밸브를 열고 닫는 동작이 반복된다. 이때, 높은 압력에서 솔레노이드 밸브를 열고 닫고 동작을 하는 동안에는 노이즈가 발생하게 되는데 이러한 노이즈를 줄이기 위해 도 1에서와 같이, 제어부(10)에서 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor ; 이하 FET라 칭함)(Q1~Q8)를 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation 이하 PWM이라 칭함)제어를 수행하여 각 솔레노이드 코일에 인가되는 전류의 듀티비를 제어함으로서 솔레노이드 밸브가 비례제어 밸브 기능을 하게 되어 노이즈 감소시킨다.

그러나, 솔레노이드 코일(L1~L8)에 전류가 흐름에 따라 코일 및 코일 주위의 온도가 변화하여 코일저항치가 변화하게 되는데 이로 인해, 솔레노이드 코일(L1~ L8)에 적정 전류량이 흐르지 못해 솔레노이드 밸브가 적정개도량을 유지하지 못하게 된다.

종래에는 이와 같이 변화하는 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하기 위해 각 솔레노이드 코일(L1~L8)마다 션트저항(R1~R8)을 부착하여 션트저항(R1~R8)의 양단에 걸리는 전압신호를 증폭기(OP1~OP8)를 통해 증폭하여 계속 모니터링함으로서 션트저항(R1~R8)의 양단전압의 변화량에 따라 솔레노이드 코일(L1~L8)의 온도변화에 따른 저항변화량을 알 수 있게 된다.

그러나, 통상적으로 솔레노이드 코일 저항은 4 내지 15Ω 정도를 유지하므로 솔레노이드 밸브의 특성에 영향을 주기 않기 위해서는 션트저항(R1~R8)은 1Ω 미만의 저항값을 갖게 되기 때문에 션트저항(R1~R8)에는 소비전력이 큰 저항이 사용되어 많은 열이 발생하게 된다. 종래에는 이러한 열을 흡수하기 위해 션트저항 뒤편에 방열판을 붙이게 되는데 이로 인해, ABS 제어블럭의 사이즈도 커지게 될 뿐만 아니라, 전체 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 솔레노이드 코일의 온도변화를 검출하기 위한 션트저항의 발열량을 적게 하기 위한 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 차량의 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브내의 솔레노이드 코일에 소정의 직류전원을 인가하여 상기 솔레노이드 코일에서의 전압의 변화량을 모니터링 하는 장치에 있어서, 상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전원전압을 검출하기 위한 션트저항과, 스위칭 수단의 온동작시 동작전원이 션트저항을 통해 전원전압측으로 역류됨 을 방지하기 위한 다이오드; 제어부의 제어신호에 의해 온/오프 동작 하여 ABS 동작시 상기 솔레노이드 코일에 동작전원을 공급하기 위한 스위칭 수단; 상기 스위칭수단의 구동동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 상기 스위칭 수단의 오프 동작시 션트저항과 솔레노이드 코일에 의해 분압되는 전원전압신호에 따라 상기 솔레노이드 코일의 저항변화량에 따른 온도변화량을 모니터링 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에서는 첨부된 도면을 참조하여 그 상세 구성 및 동작을 설명한다.

도 2는 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하기 위한 장치에 대한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 과정을 보인 플로우 챠트 이다.

먼저, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면,

제어부(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 밸브를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동부(20), 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류검출부(30), 상기 전류검출부(30) 및 구동부(20)를 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 전류검출부(30)로부터 검출된 전류에 의해 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 제어부(10)으로 이루어져 있다.

솔레노이드 밸브는 솔레노이드 코일(L)을 포함하고 있으며, 이 솔레노이드 코일에 전류가 흐르면, 자기력이 발생하여 밸브내의 플린저를 동작시켜 밸브의 개도를 가변시키게 된다.

상기 구동부(20)는 제어부(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일에 공급되는 배터리 전원(B+)을 제어하는 FET(Q0)와, 상기 FET(Q0)가 온동작 함에 따라 공급된 배터리 전원(B+)에 의해 자기력을 발생시켜 밸브의 개도량을 조절하는 다수개의 솔레노이드 코일(L1~L8)과, 제어부(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일(L1~L8)에 흐르는 전류량을 조절하기 위해 스위칭되는 FET(Q1~Q8)로 이루어져 있다.

한편, 전류검출부(30)는 직류전압원(Vcc)과, 상기 직류전압원(Vcc)과 솔레노이드 코일(L1~L8)사이에 직렬로 연결되어 솔레노이드 코일(L1~L8)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 션트저항(R1)과, FET(Q0)의 온동작시 배터리 전원(B+)이 션트저항(R1)을 통해 직류전압원(Vcc)측으로 역류됨을 방지하기 위한 다이오드(D1)로 이루어져 있다. 이때, 직류전압원(Vcc)의 전압값과 션트저항(R1)값은 솔레노이드 코일 양단에 솔레노이드 밸브에 동작전압이 인가되지 않도록 하는 값으로 정해진다. 즉, 일반적으로 솔레노이드 코일의 저항치가 4 내지 15Ω이고, 솔레노이드 밸브의 동작전압이 7 내지 8V 이므로, 직류전압원(Vcc)에 의해 솔레노이드 밸브가 동작되지 않는 범위내에서 직류전압원(Vcc)의 전압값과 션트저항(R1)값은 정해진다.

본 발명에서는 배터리 전원(B+)을 제어하기 위하여 FET(Q0)을 이용함을 예로하여 설명하나, 이는 통상의 솔레노이드 밸브를 구동하는 데 이용하는 릴레이를 사용함도 타당하다.

이하 도 3을 참조하여 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

솔레노이드 코일(L1~L8)의 작동시점을 알기 위한 하나의 기준으로 ABS 작동 인가를 판단하여 ABS가 동작하지 않은 상태이면,

먼저, 제어부(10)는 배터리 전원(B+)이 솔레노이드 코일(L1~L8)에 공급되지 않도록 FET(Q0)을 오프한다.

그러면, 직류전압원(Vcc)에 의한 전압이 솔레노이드 코일(L1~L8)측에 공급되고, 제어부(10)는 순차적으로 FET(Q1~Q8)을 온동작 시킨다. 각각의 FET(Q1~Q8)가 순차적으로 온동작 하게 되면, 제어부(10)은 각각의 FET(Q1~Q8)에 대응되는 각각의 솔레노이드 코일(L1~L8)에 흐르는 전류를 알기 위해 션트저항(R1)의 양단전압을 검출한다. 제어부(10)는 이 양단전압에 의해 솔레노이드 코일(L1~L8)에 흐르는 전류를 알게 되고, 이 전류를 통해 각각 솔레노이드 코일(L1~L8)의 온도변화에 따른 저항변화를 인식하게 된다. 이때, 직류전압원(Vcc)의 전압은 션트저항(R1)에 의해 분압된 전압값이 인가된다. 그러므로, 오옴(Ohm)의 법칙(V = IR)에 따라 솔레노이드 코일(L1~L2)의 온도 변화에 비례한 전압이 션트저항(R1) 양단에 발생하게 되고, 제어부(10)이를 모니터링 라인()을 션트저항(R1)의 양단전압신호를 입력받게 된다.

일예를 들면, 직류전압원(Vcc)가 12V, 션트저항(R1)이 15Ω, 솔레노이드 코일(L1)의 저항(5Ω)일 때, 전압분배법칙에 따라 션트저항(R1) 양단에는 9V 전압이 걸리고, 솔레노이드 코일(L1) 양단에는 3V가 걸린다. 솔레노이드 코일(L1)의 온도가 변화하여 솔레노이드 코일(L1)의 저항치가 5Ω에서 10Ω으로 변하면 션트저항(R1)은 7.2V 전압이 솔레노이드 코일(L1) 양단에는 4.8V가 걸린다. 이에 따라, 제어부(10)에서는 션트저항(R1)의 양단전압을 알 수 있으므로, 솔레노이드 코일(L)의 저항치를 추정할 수 있어 솔레노이드 코일의 온도변화를 정확하게 모니 터링 하게 된다.

한편, ABS 작동시점이 되면, 제어부(10)는 배터리 전원(B+)이 솔레노이드 코일(L)에 인가되도록 FET(Q0)를 온시킨 후, 해당 FET(Q1~Q8)를 PWM 제어하여 솔레노이드 밸브의 개도를 조절한다.

이때, 배터리 전원(B+)이 션트저항(R1)을 통해 직류전압원(Vcc)으로 입력되려 하나 다이오드(D1)에 의해 입력이 방지되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 솔레노이드 코일의 온도변화를 검출하기 위한 션트저항의 발열량을 적게 하는 솔레노이드 코일의 모니터링 장치를 구현함으로서 ABS 제어블럭의 사이즈를 줄일 뿐만 아니라, 전체 제조비용을 낮추는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 차량의 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브내의 솔레노이드 코일에 소정의 직류전원을 인가하여 상기 솔레노이드 코일에서의 온도 변화량을 모니터링 하는 장치에 있어서,

   상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압을 검출하기 위한 션트저항 ,

   상기 솔레노이드 코일의 작동시 동작전원이 전원전압측으로 역류되는 것을 방지하기 위한 다이오드 ,

   상기 검출수단에서 출력되는 전압신호에 따라 상기 솔레노이드 코일의 저항변화량에 따른 온도변화량을 모니터링 하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 동작전원은 배터리 전원임을 특징으로 하는 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 션트저항의 저항값은 상기 직류전원이 솔레노이드 코일에 인가되어도 솔레노이드 밸브가 동작되지 않도록 솔레노이드 코일의 저항값과, 직류전원값을 고려하여 결정됨을 특징으로 하는 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치.

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