KR100721382B1 - 솔레노이드 코일의 온도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 코일의 구동장치에 관한 것으로, 상세하게는 솔레노이드 코일의 온도변화를 감시하는 장치에 있어서, 주변온도에 민감하지 않도록 구성하는 솔레노이드 코일의 온도측정 장치에 관한 것이다.

종래에는 배터리전원이 직류전압원으로 입력됨을 방지하기 위해 다이오드를 구성하였는데, 상기 다이오드는 그 특성상 온도에 매우 민감한 반응을 보이게 되는데, 약 1℃당 -2mV의 전압변화율을 보이게 된다. 상기와 같은 다이오드를 이용하여 솔레노이드 코일의 온도변화를 감지하는 건, 그 다이오드의 온도특성 때문에 정확한 온도감지가 어려운 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 솔레노이드 코일의 온도변화를 정확하게 검출하고, 그 검출된 온도에 상응하는 전류를 인가함으로써 최적의 조건으로 솔레노이드 밸브를 제어하도록 하는 솔레노이드 코일의 온도측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

솔레노이드 코일, 온도검출

Description

솔레노이드 코일의 온도 측정 장치{Apparatus for temperature gauge of the solenoid coil in a vehicle}

도 1은 종래 솔레노이드 코일의 온도변화를 측정하기 위한 장치에 대한 회로도.

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

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

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 제어부 Rs : 션트저항

Q10, Q20, Q30~38 : 스위칭 수단

본 발명은 솔레노이드 코일의 구동장치에 관한 것으로, 상세하게는 솔레노이드 코일의 온도변화를 감시하는 장치에 있어서, 주변온도에 민감하지 않도록 구성 하는 솔레노이드 코일의 온도측정 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 적정 개도량을 유지하지 못하게 된다.

종래에는 이와 같이 변화하는 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(1)가 FET(Q0)를 온 동작 하였을때, 배터리전원(B+)을 각각의 솔레노이드 코일(L1~L8)에 인가할 때, 그 배터리전원(B+)이 직류전압원(Vcc)으로 입력됨을 방지하기 위해 다이오드(D1)를 구성하였는데, 상기 다이오드(D1)는 그 특성상 온도에 매우 민감한 반응을 보이게 되는데, 약 1℃당 -2mV의 전압변화율을 보이게 된다.

상기와 같은 다이오드(D1)를 이용하여 솔레노이드 코일의 온도변화를 감지하는 건, 그 다이오드(D1)의 온도특성 때문에 정확한 온도감지가 어려운 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 솔레노이드 코일의 온도변화를 정확하게 검출하고, 그 검출된 온도에 상응하는 전류를 인가함으로써 최적의 조건으로 솔레노이드 밸브를 제어하도록 하는 솔레노이드 코일의 온도측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔레노이드 코일 온도측정 장치는 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, 제어부의 제어신호에 의해 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 배터리의 전원이 역류됨을 방지하기 위한 제 1스위칭 수단과, 제어부의 제어신호에 의해 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 배터리 전원을 단속하기 위한 제 2스위칭 수단과, 제어부의 제어신호에 의하여 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 솔레노이드 코일로의 전원유입을 단속하는 제 3스위칭 수단과, 상기 각각의 제 1, 2, 3스위칭 수단의 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.

상기 각각의 제 1, 2, 3스위칭 수단은 전계효과 트랜지스터임을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 구성 및 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 측정하기 위한 장치에 대한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 측정하는 과정을 보인 플로우 챠트이다.

먼저, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

제어부(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 밸브를 구동시키기 위한 온/오프 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 수단(Q10, Q20, Q30~Q38)과, 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류검출수단(Rs), 상기 전류검출수단(Rs) 및 스위칭 수단(Q10, Q20, Q30~38)을 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 전류검출수단(Rs) 으로부터 검출된 전류에 의해 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 제어부(10)으로 이루어져 있다.

솔레노이드 밸브는 솔레노이드 코일(L1~L8)을 포함하고 있으며, 이 솔레노이드 코일(L1~L8)에 전류가 흐르면, 자기력이 발생하여 밸브내의 플린저를 동작시켜 밸브의 개도를 가변시키게 된다.

상기 스위칭 수단(Q10, Q20, Q30~Q38)은 제어부(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일에 공급되는 배터리 전원(B+)을 제어하는 FET(Q20)와, 제어부(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일(L1~L8)에 흐르는 전류량을 조절하기 위해 스위칭되는 FET(Q30~Q38)와, 제어부(10)의 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 상기 배터리 전원(B+)의 유입을 방지하는 FET(Q10)으로 구성된다.

또한, 상기 FET(Q20)가 온동작 함에 따라 공급된 배터리 전원(B+)에 의해 자기력을 발생시켜 밸브의 개도량을 조절하는 다수개의 솔레노이드 코일(L1~L8)이 마련된다.

한편, 전류검출수단(Rs)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(Rs)으로 구성된다.

이때, 직류전압원(Vcc)의 전압값과 션트저항(Rs)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(Rs)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 작동인가를 판단하여 ABS가 동작하지 않은 상태이면,

먼저, 제어부(10)는 배터리 전원(B+)이 솔레노이드 코일(L1~L8)에 공급되지 않도록 FET(Q20)을 오프하고, FET(Q10)을 온 동작시킨다.

그러면, 직류전압원(Vcc)에 의한 전압이 솔레노이드 코일(L1~L8)측에 공급되고, 제어부(10)는 순차적으로 FET(Q30~Q38)을 온동작 시킨다. 각각의 FET(Q30~Q38)가 순차적으로 온동작 하게 되면, 제어부(10)은 각각의 FET(Q30~Q38)에 대응되는 각각의 솔레노이드 코일(L1~L8)에 흐르는 전류를 알기 위해 션트저항(Rs)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(Rs)에 의해 분압된 전압값이 인가된다. 그러므로, 오옴(Ohm)의 법칙(V = IR)에 따라 솔레노이드 코일(L1~L8)의 온도 변화에 비례한 전압이 션트저항(Rs) 양단에 발생하게 되고, 제어부(10)는 상기 션트저항(R1)의 양단전압신호를 입력받게 된다.

일예를 들면, 직류전압원(Vcc)가 12V, 션트저항(Rs)이 15Ω, 솔레노이드 코 일(L1)의 저항(5Ω)일 때, 전압분배법칙에 따라 션트저항(Rs) 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(Rs)은 7.2V 전압이 솔레노이드 코일(L1) 양단에는 4.8V가 걸린다. 이에 따라, 제어부(10)에서는 션트저항(Rs)의 양단전압을 알 수 있으므로, 솔레노이드 코일(L)의 저항치를 추정할 수 있어 솔레노이드 코일의 온도변화를 정확하게 모니터링 하게 된다.

한편, ABS 작동시점이 되면, 제어부(10)는 배터리 전원(B+)이 솔레노이드 코일(L)에 인가되도록 FET(Q20)를 온 시키고 FET(Q10)을 오프시키어, 해당 FET(Q30~Q38)를 PWM 제어하여 솔레노이드 밸브의 개도를 조절한다.

이때, 배터리 전원(B+)이 션트저항(Rs)을 통해 직류전압원(Vcc)으로 입력되려 하나 FET(Q10)에 의해 입력이 방지되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 솔레노이드 코일의 온도변화를 검출하기 위해 온도에 민감한 특성을 갖는 다이오드를 배제한 회로를 구성하여 솔레노이드 코일의 모니터링 장치를 구현함으로서 솔레노이드 코일의 온도변화를 정확하게 감지함으로써 신뢰성 있는 제품의 생산이 가능해 진다.

Claims (3)

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

   상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전원전압을 검출하기 위한 션트저항과, 제어부의 제어신호에 의해 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 배터리의 전원이 역류됨을 방지하기 위한 제 1스위칭 수단과, 제어부의 제어신호에 의해 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 배터리 전원을 단속하기 위한 제 2스위칭 수단과, 제어부의 제어신호에 의하여 온/오프 스위칭 동작을 수행하여 솔레노이드 코일로의 전원유입을 단속하는 제 3스위칭 수단과,

   상기 각각의 제 1, 2, 3스위칭 수단의 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 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 솔레노이드 코일의 온도 측정 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 각각의 제 1, 2, 3 스위칭 수단은 전계효과 트랜지스터임을 특징으로 하는 솔레노이드 코일의 온도 측정 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 ABS 모드인지 판단하여, ABS 모드가 아니면 각각의 솔레노이드 코일의 온도를 측정하는 특징을 포함하는 솔레노이드 코일의 온도 측정 장치.

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