KR101064140B1 - 차량의 솔레노이드 전류 제어장치 - Google Patents

차량의 솔레노이드 전류 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 솔레노이드 전류 제어장치에 관한 것으로, 배터리와, 솔레노이드 코일(L)과 저항(RL)을 구성된 솔레노이드 구동부와, 전자제어유니트를 구비한 차량의 솔레노이드 전류 제어장치에 있어서, 상기 배터리로부터 공급되는 상기 솔레노이드 구동부의 저항(RL) 양단의 전압을 검출하여 출력하는 솔레노이드 전압 검출부와; 상기 전자제어유니트로부터 출력된 타겟 전압과 상기 솔레노이드 전압검출부에서 출력된 전압을 비교하여 그 결과 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 하거나 상기 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 차단하는 전류 조절부를 포함하여 구성되어, 각 솔레노이드별로 비교기(OP)를 이용하여 타겟 전류와 현재 흐르는 전류를 비교한 후 그 비교결과에 따라 전류 조절부를 조절하여 솔레노이드에 일정한 전류를 흐르도록 함으로써 고성능의 제어부(MCU)를 사용하지 않고도 온도 변화에 상관없이 솔레노이드 전류를 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 솔레노이드 전류 제어장치{apparatus for controlling current of solenoid in vehicle}
도1은 본 발명에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치의 일실시예를 나타낸 도면
도2는 도1의 각 부 파형을 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 디지털/아날로그 변환부 120 : 솔레노이드 구동부
130 : 솔레노이드 전압검출부 140 : 비교부
150 : 전류 조절부
본 발명은 차량의 솔레노이드에 관한 것으로, 특히 차량의 솔레노이드 전류 제어장치에 관한 것이다.
종래 차량의 솔레노이드 전류 제어장치는 션트(shunt) 저항을 이용하여 온도변화에 따른 솔레노이드의 저항 변화를 제어부(MCU:Micro Control Unit)에서 연산한 후 그에 따라 솔레노이드에 흐르는 전류를 제어하였다.
그러나 종래 기술에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치는 온도의 변화에 따른 솔레노이드 전류를 각각의 솔레노이드별로 제어부(MCU)가 연산하여 제어하여야 하므로 많은 연산량이 필요하여 고성능의 제어부(MCU)를 사용하여야 하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 각 솔레노이드별로 비교기(OP)를 이용하여 타겟 전류와 현재 흐르는 전류를 비교한 후 그 비교결과에 따라 전류 조절부를 조절하여 솔레노이드에 일정한 전류를 흐르도록 함으로써 고성능의 제어부(MCU)를 사용하지 않고도 온도 변화에 상관없이 솔레노이드 전류를 제어하도록 한 차량의 솔레노이드 전류 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치의 특징은, 배터리와, 솔레노이드 코일(L)과 저항(RL)을 구성된 솔레노이드 구동부와, 전자제어유니트를 구비한 차량의 솔레노이드 전류 제어장치에 있어서, 상기 배터리로부터 공급되는 상기 솔레노이드 구동부의 저항(RL) 양단의 전압을 검출하여 출력하는 솔레노이드 전압 검출부와; 상기 전자제어유니트로부터 출력된 타겟 전압과 상기 솔레노이드 전압검출부에서 출력된 전압을 비교하여 그 결과 신호를 출력하는 비교부와; 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 하거나 상기 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 차단하는 전류 조절부를 포함하여 구성되는데 있다.
상기 전자제어유니트로부터 출력된 타겟 전압을 그에 상응하는 아날로그 타겟 전압으로 변환하여 상기 비교부로 출력하는 디지털/아날로그 변환부를 더 포함하여 구성된 것을 다른 특징으로 하는데 있다.
상기 비교부는 상기 디지털/아날로그 변환부에 비반전 단자가, 상기 솔레노이드 전압검출부에 반전단자가 각각 연결되고, 출력단자가 상기 전류 조절부에 연결된 비교기(OP)와; 상기 디지털/아날로그 변환부와 상기 비교기(OP)의 비반전단자 사이에 연결된 저항(R1)과; 상기 저항(R1)과 일측이, 상기 비교기(OP)의 출력단자에 타측이 연결된 저항(R2)을 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
상기 전류 조절부는 상기 솔레노이드 구동부에 일측이, 상기 비교부에 타측이 연결된 에프이티(FET)와; 상기 비교부와 에프이티(FET) 사이에 연결된 저항(R4)과; 상기 에프이티(FET)에 병렬연결된 다이오드(D2)를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치의 일실시예를 나타낸 도면으로서, 전자제어유니트(ECU:Electronic Control Unit)(미도시)와, 디지털/ 아날로그 변환부(110)와, 솔레노이드 구동부(120)와, 솔레노이드 전압 검출부(130)와, 비교부(140)와, 전류 조절부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 전자제어유니트(ECU)는 상기 솔레노이드 구동부(120)의 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 하기 위한 타겟 전압을 출력하게 된다.
상기 디지털/아날로그 변환부(110)는 상기 전자제어유니트(ECU)로부터 출력된 타겟 전압을 그에 상응하는 아날로그 타겟 전압으로 변환하여 출력하게 된다.
상기 솔레노이드 구동부(120)는 솔레노이드 코일(L)과 솔레노이드 밸브(미도시)와, 솔레노이드 코일(L)에 직렬 연결된 저항(RL)과 상기 솔레노이드 코일(L) 및 저항(RL)에 병렬연결된 다이오드(D1)로 구성되며, 배터리로부터 동작전원을 공급받아 솔레노이드 코일(L)에 유도자기장이 발생되어 솔레노이드 밸브(미도시)를 구동하게 되며, 상기 전류 조절부(150)의 턴오프시 다이오드(D1)에 의해 솔레노이드 코일(L)(L)의 잔류 전류를 소멸시키게 된다.
상기 솔레노이드 구동부(120)내 솔레노이드 코일(L)의 전류 리플 범위는 상기 비교부(140)의 저항(R1)과 저항(R2)에 의한 히스테리시스 크기에 의해 정해지게 된다.
상기 솔레노이드 전압검출부(130)는 상기 전자제어유니트(ECU)의 제어신호에 따라 턴온되는 상기 솔레노이드 구동부(120)의 저항(RL) 양단의 전압을 검출하여 출력하게 된다.
상기 비교부(140)는 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압과 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압을 비교하여 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압이 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압보다 클 경우 하이신호를, 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압이 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압보다 작을 경우 로우신호를 출력하게 된다.
상기 비교부(140)는 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에 비반전 단자가, 상기 솔레노이드 전압검출부(120)에 반전단자가 각각 연결되고, 출력단자가 상기 전류 조절부(150)에 연결된 비교기(OP)와; 상기 디지털/아날로그 변환부(110)와 상기 비교기(OP)의 비반전단자 사이에 연결된 저항(R1)과; 상기 저항(R1)과 일측이, 상기 비교기(OP)의 출력단자에 타측이 연결된 저항(R2)을 포함하여 구성된다.
상기 전류 조절부(150)는 일측이 상기 비교부(140)의 비교기(OP)의 출력단에 연결된 저항(R4)과, 상기 저항(R4)의 타측과 게이트단자가 연결되고 소스단자가 상기 솔레노이드 구동부(120)와 연결되며, 드레인단자가 접지에 연결된 FET와, 상기 FET의 소스단자와 드레인단자에 연결된 다이오드(D2)로 구성되어, 상기 비교부(140)로부터 출력된 하이신호에 따라 동작전원(Vcc, +5V)을 저항(R3)을 통해 공급받아 턴온되어 상기 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 하거나, 상기 비교기(OP)(140)로부터 출력된 로우신호에 따라 턴오프되어 상기 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 차단하게 되며, FET의 잔류 전류는 다이오드(D2)에 의해 소멸되게 된다.
도2는 도1의 각 부 파형을 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전자제어유니트(ECU)는 상기 솔레노이드 구동부(120)의 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 하기 위한 타겟 전압을 출력하게 된다.
그러면 디지털/아날로그 변환부(110)는 상기 전자제어유니트(ECU)로부터 출력된 타겟 전압을 도2의 ①에 도시된 바와 같이, 그에 상응하는 아날로그 타겟 전압으로 변환하여 출력하게 된다. 이때, 솔레노이드 구동부(120)와 솔레노이드 전압검출부(130)는 전류 조절부(150)의 턴오프에서 따라 미구동 상태에 있게 된다.
이에 따라 비교부(140)의 비교기(OP)는 상기 디지털/아날로그 변환부(110)로부터 출력된 아날로그 타겟 전압을 저항(R1)을 통해 비반전단자로 입력받고 상기 솔레노이드 전압검출부(130)의 미구동 상태에 따라 반전단자로 미입력 신호를 비교한 후 비교결과 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압이 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압보다 크므로 동작전원(VDD, +12V)에 따라 턴온되어 도2의 ②에 도시된 바와 같이 하이신호인 동작전원(VCC, +5V)을 저항(R1)을 통해 전류 조절부(150)로 출력하게 된다.
그러면 전류 조절부(150)의 FET는 상기 비교부(140)로부터 출력된 하이신호인 동작전원(VCC, +5V)을 저항(R1, R2)을 통해 게이트단자로부 공급받아 턴온되어 상기 솔레노이드 구동부(120)로 배터리로부터의 동작전원을 공급하게 된다.
이에 따라 솔레노이드 구동부(120)의 솔레노이드 코일(L), 및 전류 조절부 (150)내 FET의 소스단자와 드레인단자, 및 접지로 폐회로가 형성되게 되며, 이에 따라 솔레노이드 구동부(120)의 솔레노이드 코일(L)은 배터리로부터 동작전원을 공급받아 유도자기장을 발생하여 솔레노이드 밸브(미도시)를 구동하게 된다.
아울러 솔레노이드 구동부(120)의 저항(RL)에는 도2의 ③에 도시된 바와 같이, 전류가 흐르게 된다.
그러면 솔레노이드 전압검출부(130)는 상기 솔레노이드 구동부(120)의 저항(RL) 양단의 전압을 검출하여 출력하게 된다.
이어 비교부(140)의 비교기(OP)는 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압을 비반전단자로 입력받고 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압을 반전단자로 입력받아 비교한 후 비교결과 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압이 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압보다 클 경우 도2의 ②에 도시된 바와 같이, 하이신호를 출력하여 상기와 같이 상기 전류 조절부(150)를 턴온시켜 상기 솔레노이드 구동부(110)를 계속 구동하게 된다.
여기서, 상기 솔레노이드 구동부(120)내 솔레노이드 코일(L)의 전류 리플 범위는 상기 비교부(140)의 저항(R1)과 저항(R2)에 의한 히스테리시스 크기에 의해 정해지게 된다.
또한, 비교부(140)의 비교기(OP)는 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압을 비반전단자로 입력받고 상기 솔레노이드 전압검출부 (130)에서 출력된 전압을 반전단자로 입력받아 비교한 후 비교결과 상기 디지털/아날로그 변환부(110)에서 변환된 아날로그 타겟 전압이 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 출력된 전압보다 작을 경우 접지로 턴오프되어 동작전원(VCC, +5V), 저항(R3), 비교기(OP) 및 접지로 폐회로를 형성한 후 상기 저항(R3)을 통해 공급되는 동작전원(VCC, +5V)에 상응하는 전류를 접지로 흐르게 함으로써 전류 조절부(150)내 FET의 게이트단자로 공급되는 동작전원(VCC, +5V)을 차단시켜 상기 전류 조절부(150)와 솔레노이드 구동부(110)를 미동작시키게 된다.
이와 같이 비교부(120)에서는 상기 디지털/아날로그 변환부(110)로부터 출력된 아날로그 타겟 전류와 상기 솔레노이드 전압검출부(130)에서 검출된 전압을 비교한 후 비교결과에 따라 상기 솔레노이드 구동부(120)로 공급되는 배터리전원을 전류 조절부(150)를 통해 제어함으로써 온도변화와는 무관하게 상기 솔레노이드 구동부(110)의 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 솔레노이드 전류 제어장치는 각 솔레노이드별로 비교기(OP)를 이용하여 타겟 전류와 현재 흐르는 전류를 비교한 후 그 비교결과에 따라 전류 조절부를 조절하여 솔레노이드에 일정한 전류를 흐르도록 함으로써 고성능의 제어부(MCU)를 사용하지 않고도 온도 변화에 상관없이 솔레노이드 전류를 제어할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니 하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 배터리와, 솔레노이드 코일(L)과 저항(RL)을 구성된 솔레노이드 구동부와, 전자제어유니트를 구비한 차량의 솔레노이드 전류 제어장치에 있어서,
    상기 배터리로부터 공급되는 상기 솔레노이드 구동부의 저항(RL) 양단의 전압을 검출하여 출력하는 솔레노이드 전압 검출부와;
    상기 전자제어유니트로부터 출력된 타겟 전압과 상기 솔레노이드 전압검출부에서 출력된 전압을 비교하여 그 결과 신호를 출력하는 비교부와;
    상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 솔레노이드 코일(L)에 일정한 전류를 흐르게 하거나 상기 솔레노이드 코일(L)에 흐르는 전류를 차단하는 전류 조절부와;
    상기 전자제어유니트로부터 출력된 타겟 전압을 그에 상응하는 아날로그 타겟 전압으로 변환하여 상기 비교부로 출력하는 디지털/아날로그 변환부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 솔레노이드 전류 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교부는
    상기 디지털/아날로그 변환부에 비반전 단자가, 상기 솔레노이드 전압검출부에 반전단자가 각각 연결되고, 출력단자가 상기 전류 조절부에 연결된 비교기(OP)와;
    상기 디지털/아날로그 변환부와 상기 비교기(OP)의 비반전단자 사이에 연결된 저항(R1)과;
    상기 저항(R1)과 일측이, 상기 비교기(OP)의 출력단자에 타측이 연결된 저항(R2)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 솔레노이드 전류 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 조절부는
    상기 솔레노이드 구동부에 일측이, 상기 비교부에 타측이 연결된 에프이티(FET)와;
    상기 비교부와 에프이티(FET) 사이에 연결된 저항(R4)과;
    상기 에프이티(FET)에 병렬연결된 다이오드(D2)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 솔레노이드 전류 제어장치.
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