KR100760862B1 - 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명은 솔레노이드 코일의 온도변화를 검출하기 위한 션트저항의 발열량을 적게함으로서 ABS 제어블럭의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 전체 제조비용을 절약할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 차량의 휠 실린더에 공급되는 브레이크 액압을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브내의 솔레노이드 코일에 소정의 직류전원을 인가하여 솔레노이드 코일에서의 전압의 변화량을 모니터링 하는 장치에 있어서, 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압을 검출하기 위한 션트저항, 솔레노이드 코일의 작동시에는 상기 션트저항에 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압의 공급을 차단하고, 솔레노이드 코일의 비작동시에는 션트저항에 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압을 공급하는 스위칭수단, 스위칭수단의 구동동작에 의해 상기 션트저항에서 검출된 전압신호를 일정한 전압신호로 증폭하여 출력하는 증폭기, 스위칭수단의 구동동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 증폭기에서 출력되는 전압신호에 따라 상기 솔레노이드 코일의 저항변화량에 따른 온도변화량을 모니터링 하는 마이컴으로 이루어져 있다.

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 회로도이다.

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

도 3은 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 방법에 대한 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 마이컴 20 : 구동부

30 : 전류검출부

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.

이와같이, 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, 마이컴(10)에서 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor ; 이하 FET라 칭함)(Q1 내지 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 내지 L8)에 전류가 흐름에 따라 코일 및 코일 주위의 온도가 변화하여 코일저항치가 변화하게 되는데 이로 인해, 솔레노이드 코일(L1 내지 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 내지 L8)마다 션트저항(R1 내지 R8)을 부착하여 션트 저항(R1 내지 R8)의 양단에 걸리는 전압신호를 증폭기(OP1 내지 OP8)를 통해 증폭하여 계속 모니터링함으로서 션트저항(R1 내지 R8)의 양단전압의 변화량에 따라 솔레노이드 코일(L1 내지 L8)의 온도변화에 따른 저항변화량을 알 수 있게 된다.

그러나, 통상적으로 솔레노이드 코일 저항은 4 내지 15Ω정도를 유지하므로 솔레노이드 밸브의 특성에 영향을 주기 않기 위해서는 션트저항(R1 내지 R8)은 1Ω 미만의 저항값을 갖게 되기 때문에 션트저항(R1 내지 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 적게하기 위한 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 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 전압을 검출하기 위한 션트저항; 상기 솔레노이드 코일의 작동시에는 상기 션트저항에 상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압의 공급을 차단하고, 상기 솔레노이드 코일의 비작동시에는 상기 션트 저항에 상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압을 공급하는 스위칭수단; 상기 스위칭수단의 구동동작에 의해 상기 션트저항에서 검출된 전압신호를 일정한 전압신호로 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 스위칭수단의 구동동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 상기 증폭기에서 출력되는 전압신호에 따라 상기 솔레노이드 코일의 저항변화량에 따른 온도변화량을 모니터링 하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하기 위한 장치에 대한 회로도이다. 도 2에 도시된바와 같이, 본 발명에 따른 모니터링 장치는 소정의 제어신호에 따라 솔레노이드 밸브를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동부(20), 솔레노이드 밸브에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류검출부(30) 및 구동부(20)를 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 전류검출부(30)로부터 검출된 전류에 의해 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 마이컴(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.

또한, 구동부(20)는 마이컴(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일에 공급되는 배터리 전압(B+)을 단속하는 FET(Q0), FET(Q0)의 동작에 따라 공급된 배터리 전압(B+)에 의해 자기력을 발생시켜 밸브의 개도량을 조절하는 솔레노이드 코일(L), 마이컴(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류량을 조절하기 위해 스위칭되는 FET(Q1 내지 Q8)로 이루어져 있다.

한편, 전류검출부(30)는 직류전압원(Vcc), 직류전압원(Vcc)과 직렬로 연결되며 마이컴(10)의 제어신호에 따라 솔레노이드 코일(L)에 직류전압원(Vcc)이 인가되도록 스위칭되는 FET(Q9), FET(Q9)의 드레인단과 직류전압원(Vcc)사이에 직렬로 연결되어 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 션트저항(R1), FET(Q9)와 션트저항(R1)과 병렬로 연결되어 션트저항(R1)의 양단전압을 증폭하기 위한 증폭기(AMP)로 이루어져 있다. 이때, FET(Q9)의 소스단과 FET(Q0)의 소스단은 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 직류전압원(Vcc)의 전압값과 션트저항값은 솔레노이드 코일 양단에 솔레노이드 밸브의 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 션트저항값은 정해진다.

본 발명에서는 배터리 전압(B+)의 공급 및 차단을 위해 전계효과 트랜지스터를 사용한 구성을 보이고 있으나, 일반적으로 솔레노이드 밸브의 구동장치에 사용되는 페일 세이프 릴레이로 대체하여도 동일한 효과를 창출할 수 있다.

도 3은 본 발명의 솔레노이드 코일의 온도변화를 모니터링하는 방법에 대한 흐름도이다. 도 3에 도시된바와 같이, 솔레노이드 코일(L)의 작동시점을 알기 위한 하나의 기준으로 ABS 작동인가를 판단하여(S100) ABS 비작동 상태이면, 먼저, 마이 컴(10)은 배터리 전압(B+)이 솔레노이드 코일(L)에 공급되지 않도록 FET(Q0)을 오프한다(S110).

이어, 마이컴(10)은 직류전압원(Vcc)에 의한 전압이 솔레노이드 밸브에 공급될 수 있도록 FET(Q9)를 온시킨다(S120). 마이컴(10)은 순차적으로 FET(Q1 내지 Q8)을 온시킨다(S130). 해당 FET(Q1 내지 Q8)이 순차제어되면, 마이컴(10)은 해당 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 알기 위해 션트저항(R1)의 양단전압을 검출한다(S140). 마이컴(10)은 이 양단전압에 의해 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 알게 되고, 이 전류를 통해 솔레노이드 코일(L)의 온도변화에 따른 저항변화를 인식하게 된다(S150). 이때, 직류전압원(Vcc)의 전압은 션트저항(R1)에 의해 분압된 전압값이 인가된다. 그러므로, 오옴의 법칙(V = IR)에 따라 솔레노이드 코일(L)의 변화량에 비례한 전압이 션트저항(R1) 양단에 발생하게 된다. 이에 따라, 마이컴(10)에서는 증폭기(AMP)를 통해 션트저항(R1)의 양단전압신호를 증폭하여 입력받게 된다.

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

한편, ABS 작동시점이 되면, 마이컴(10)은 직류전압원(Vcc)에 의한 전압이 솔레노이드 코일에 인가되지 않도록 FET(Q9)를 오프시킨다(S200). 이어, 마이컴(10)은 배터리 전압(B+)이 솔레노이드 코일(L)에 인가되도록 FET(Q0)를 온시킨 후(S210), 해당 FET(Q1 내지 Q8)를 PWM 제어하여 솔레노이드 밸브의 개도를 조절한다(S220, S230).

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 전압의 변화량을 모니터링 하는 장치에 있어서,

   상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압을 검출하기 위한 션트저항,

   상기 솔레노이드 코일의 작동시에는 상기 션트저항에 상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압의 공급을 차단하고, 상기 솔레노이드 코일의 비작동시에는 상기 션트저항에 상기 솔레노이드 코일에 의해 분압된 전압을 공급하는 스위칭수단,

   상기 스위칭수단의 구동동작에 의해 상기 션트저항에서 검출된 전압신호를 일정한 전압신호로 증폭하여 출력하는 증폭기,

   상기 스위칭수단의 구동동작을 제어하기 위한 제어신호를 출력하며, 상기 증폭기에서 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 스위칭수단은 상기 직류전원과 솔레노이드 코일사이에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 코일의 온도변화 모니터링 장치.
3. 삭제

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