KR101116474B1 - 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브 제어 방법 및 조정 방법 - Google Patents

솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브 제어 방법 및 조정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전류를 최소로부터 최대까지 증가시키며 솔레노이드(solenoid)를 스위프(sweeping)하고, 선택된 전류 증분에서의 신호 압력 출력 및 전류를 측정하여 기록하고, 데이터 쌍을 제 1 테이블 내에 저장하여 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브(solenoid operated pressure control valve)를 조정(calibrating)하는 방법을 개시한다. 이와 유사하게, 전류를 최대로부터 최소로 감소시키며 솔레노이드를 스위프하고, 선택된 전류 증분에서 신호 출력 압력을 측정하고, 데이터 쌍을 제 2 테이블 내에 저장한다. 유압 시스템(hydraulic system) 내에서 제어되는 밸브의 설치시, 지령의 신호 압력 출력 Pc가 순시 신호(instantaneous signal)보다 크면, 압력 출력 P2를 제 1 테이블 내의 가장 가까운 데이터 쌍과 비교하고, 요구되는 솔레노이드 활성화(energization) 전류 Ie를 보간법(interpolation)에 의해 정한다. 지령의 신호 압력 출력 Pc가 순시 신호보다 작으면, P2를 제 2 테이블 내의 가장 가까운 데이터 쌍과 비교하고 요구되는 솔레노이드 활성화 전류 Ie를 보간법에 의해 정한다.

Description

솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브 제어 방법 및 조정 방법{METHOD OF CALIBRATING A SOLENOID OPERATED PRESSURE CONTROL VALVE AND METHOD OF CONTROLLING SAME}
도 1은 제어 시스템에서 사용되는 본 발명의 밸브의 개략도,
도 2는 도 1의 시스템에서 사용되는 밸브 조정(calibration) 프로그램의 블록도,
도 3은 제어 시스템에서 도 2에 따라 조정되게 밸브를 동작시키는 프로시저의 블록도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
12 : 유압 소스 펌프 15 : ECU
17 : 클러치 액츄에이터(clutch actuator) 19 : 시프트 클러치
21 : 기어 세트(gear set)
본 발명은 전자 제어기가 시스템 동작 파라메터 입력에 응답하여 솔레노이드(solenoid)에게 지령하는 유압으로 동작되는 시스템에서 솔레노이드 동작형 밸브(solenoid operated valves)를 이용하여 압력을 제어하는 것에 관한 것이다. 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브의 이러한 사용에는 자동차 자동 변속기(motor vehicle automatic speed change transmission)에서 시프트 또는 기어 세트 변경을 제어하기 위해 사용되는 예가 있다.
이러한 자동차 자동 속도 변속기 애플리케이션에서, 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브는 전형적으로, 변속기에서 펌프로부터, 시프트 클러치(shifting clutch), 전형적으로 밴드 클러치를 액츄에이트(actuating)하는, 일반적으로 피스톤 동작형인 액츄에이터(actuator)에 접속되는 유압 회로(hydraulic circuit)에의 공급 유압을 제어하기 위해 사용된다. 따라서, 시프트 패턴은, 변속기에서 다양한 기어 세트와 연관되는 시프트 밴드 클러치의 각각을 액츄에이트하는 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브를 활성화하기 위해 접속된 전자 제어기 내로 프로그래밍될 수 있다. 이러한 구성은 일반적으로 만족스러운 것으로 판명되었으나, 부드럽게 속도를 변화시키기 위해 클러치 액츄에이터에의 아주 정밀한 압력 제어를 요구하기도 한다. 이는 비구동 기어 세트를 위해 하나의 밴드 클러치를 사용하고, 구동 기어 세트를 위해 밴드 클러치가 사용되지 않는 경우에 특히 그러하다. 자동 변속기에서 밴드 클러치 액츄에이터에의 정밀한 압력 제어를 위한 이러한 요구사항은, 제어기로부터 솔레노이드 코일로의 활성화 전류에 응답하여 솔레노이드 동작형 밸브 내 의 이동 밸브 소자를 정밀히 제어할 것을 더 요구했다. 변속기에서 시프트 제어는 개루프(open loop)형이므로, 솔레노이드 동작형 밸브는 정확하게 조정되어야 하고, 일단 조정되면, 그 서비스 수명 내내 그 조정을 유지할 것을 요구한다. 또한, 증가 및 감소 전류간에 발생하는 솔레노이드 밸브의 히스테리시스(hysteresis) 효과는 곤란한 것으로 판명되었고, 특정 지령 신호 혹은 활성화 전류에 대해서 금지된, 밸브의 압력 출력의 변화를 초래했다.
따라서, 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브의 압력 출력 정확도를 향상시키는 방법 또는 수단을 구하고, 지령의 압력 활성화 전류에 응답하여 정확한 밸브 출력을 보장하도록 밸브를 조정하는 방법을 구하는 것이 바람직하다. 또한, 밸브 제조 동안에 수행하기 쉽고, 자동차 변속기 애플리케이션과 같은 대량 생산에서 비용 효과적이게 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브의 조정 및 출력을 향상시키는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 증가하는 전류로 스위프되고, 선택된 전류 증분에서의 밸브 출력 압력을 기록하고, 그 전류 및 압력 판독치를 데이터 쌍으로서 기록하고, 그 데이터 쌍을 테이블 내에 저장하여 밸브를 활성화시킴으로써 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브를 조정한다. 또한, 밸브는 감소하는 전류의 스위프로 활성화되고, 선택된 전류 증분에서 측정된 출력 압력이 기록되고, 그 데이터는 쌍으로서 기록되고, 제 2 테이블 내에 저장된다. 그 후, 제 1 및 제 2 테이블 내에 기록 및 저장된 값은 제 어 출력 압력을 제공하기 위해 밸브를 채용하는 시스템에서의 밸브 동작시에 후속적인 참조를 위해 이용할 수 있다.
유압 시스템 내에 제어되는 밸브가 설치되면, 밸브를 활성화하기 위해 채용한 제어기가 지령한 압력 신호는 증가하는 압력을 위한 테이블 내에 저장된 값과 비교하여 지령의 압력 신호에 대해 테이블 내의 데이터 포인트 중 가장 가까운 쌍들간에 보간을 행하여 요구된 활성화 전류를 계산하여 원하는 출력 압력을 제공한다. 이와 유사하게, 지령 압력은 제 2 테이블 내의 가장 가까운 데이터 쌍과 비교하여 보간해서 감소하는 전류에 대해 필요한 코일 활성 전류를 계산한다.
따라서, 본 발명은 알고 있는 밸브의 성능에 근거하여 증가하는 전류 모드 및 감소하는 전류 모드에서 밸브로부터의 원하는 출력 압력을 달성하는데 필요한 코일 활성화 전류를 결정하는 기법을 제공한다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 도면부호(10)에 나타낸 본 발명의 밸브는 자동차 자동 변속기의 시프트를 제어하는 시스템 내에서 사용하기 위해 설치된 것으로 도시되어 있다. 시스템은 유압 소스 펌프(12)와, 전자 제어 장치(ECU)(15)와, 시프트 클러치(18)를 액츄에이트하여 기어 세트(20)를 맞물림(engagement) 또는 이탈(disengagement)시키는 클러치 액츄에이터(17)를 포함한다. 펌프(12)는 그 출구(outlet)에서, 밸브(10)의 고압 입구(high pressure inlet)(18)에 접속된 도관(16)을 통해 압력 하의 유압 유체를 제공한다. 펌프는 그 입구(20)에서, 밸브(10)의 배출 또는 섬프 리턴 출구(sump return outlet)(24)에 접속되는 도관(22)으로부터 유체를 수신한다. 밸브(10)는 도관(28)을 통해 클러치 액츄에이터(17)의 압력 입구 포트(30)에 압력 제어 출구(26)를 접속시킨다.
밸브(10)는 밸브 몸체(34) 내의 이동성 밸브 부품(미도시)을 동작시키는 솔레노이드(32)를 구비한다. 솔레노이드(32)는 전기 리드(36, 38)에 의해 솔레노이드 구동기 회로(39)에 접속된다. 솔레노이드 구동기(39)는 ECU(15)로부터 입력을 수신한다. 도 1의 구성은 단일의 자동차 자동 변속기 시프트 클러치 액츄에이터를 위한 것이고, 서브시스템(40)은 변속기 내에서 맞물림 및 이탈되는 각각의 시프트 클러치를 위해 복제될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 조정 시퀀스는 단계(42)에서 시작하고, 단계(44)에서, 코일 전류는 최소 Imin부터 최대값 Imax까지 스위프된다. 밸브 신호 압력 출력 P2 의 값은, 판독된 압력이 기록되는 때에 코일 내의 전류 Ii의 값과 함께 기록되고, 데이터 쌍은 제 1 테이블 내에 저장된다.
프로시저는 단계(48)로 계속하여 코일 전류는 최대 Imax로부터 Imin으로 스위프된다. 단계(48)에서 감소하는 코일 전류가 인가되기 때문에, 그 후 프로시저는 감소하는 전류 Id의 다양한 증분에서의 출력 압력 P2의 값을 기록하고, 그 결과의 데이터 쌍은 제 2 테이블 내에 저장된다. 명백하게, 테이블은 단일의 전자 장치 내에 결합될 수 있다.
그 후 프로시저는 단계(52)에서 데이터 쌍 P2, Ii 및 P2, Id를 저장하고, 단계(54)에서 조정이 종료된다. 따라서, 도 2의 조정 프로시저는 증가하는 코일 전류 및 감소하는 코일 전류에 대해 별도로 코일 전류 대 압력 값의 테이블을 생성한다.
도 3을 참조하면, 도 1에 도시한 시스템 내의 밸브(10)의 동작이 순서도로 도시되어 있다. 단계(56)에서 동작이 시작되고, 단계(58)로 진행하여 시스템은 ECU(15)로부터 지령받은 압력 신호 Pc를 수신하고, 단계(60)로 진행하여 지령 압력 신호 Pc가 본 발명의 압력 제어 밸브(10)의 순시치 Pi보다 큰 지 여부를 판단한다. 단계(60)에서 판단이 긍정이면, 시스템의 동작은 단계(62)로 계속하여, 도 2에 관해 위에서 설명한, P2 대 Ii의 데이터 쌍의 제 1 테이블로부터 가장 가까운 데이터 쌍과의 보간법에 의해 코일 활성화 전류 Ie가 획득된다.
그러나, 단계(60)에서, 판단이 부정이면, 시스템은 단계(64)로 진행하고, 도 2에 관해 위에서 설명한 감소하는 코일 전류 Id에 대한 제 2 테이블 내의 가장 가까운 데이터 쌍으로부터 코일 활성화 전류 Ie를 보간한다. 제어기(15) 내로 증가 및 감소 솔레노이드 활성화 전류에 대한 데이터 쌍의 테이블이 프로그래밍될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그 후, 시스템은 단계(66)로 진행하여, 코일 구동기 내에 코일 활성화 전류 Ii를 생성하고 단계(68)로 진행하여, 단계(62) 또는 (64)에서 정해진 전류 Ie로 솔 레노이드(32)를 활성화한다. 그 후, 시스템은 단계(58)로 복귀한다.
따라서, 본 발명은 증가된 제어 압력 출력에 대해 밸브를 조정하려는 동작시 증가 및 감소하는 전류에 대해 솔레노이드 동작형 밸브를 활성화하여 획득한 데이터를 조정 및 저장하는 유일하고 새로운 기법을 제공한다. 대응하는 압력 값에 대해 측정된 전류 및 출력 제어 압력의 값은 테이블에 데이터 쌍으로 저장된다. 전자 제어기가 지령한 압력 신호에 대해 가장 가까운 데이터 쌍들간에 보간을 행함으로써 원하는 신호 압력에 대한 솔레노이드 전류가 출력된다.
본 발명은 위에서 설명한 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 수정 및 변경될 수 있고, 청구의 범위에 의해서만 제한된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
지령의 압력 활성화 전류에 응답하여 정확한 밸브 압력 출력을 보장하도록 밸브를 조정할 수 있다.

Claims (3)

  1. 전자 제어기의 지령에 대해 솔레노이드 동작형 압력 제어 밸브(solenoid operated pressure control valve)를 제어하는 방법으로서,
    (a) 증가하는 솔레노이드 전류에 대한 솔레노이드 전류와 밸브 출력 압력의 데이터 쌍의 제 1 테이블과, 감소하는 솔레노이드 전류에 대한 솔레노이드 전류와 밸브 출력 압력의 데이터 쌍의 제 2 테이블을 제공하는 단계와,
    (b) 지령된 압력 Pc 신호를 전자 제어기에 제공하여 상기 지령된 압력 Pc를 상기 밸브 출구(outlet)에서의 측정 압력 PM과 비교하고, Pc가 PM보다 크면, 필요한 솔레노이드 활성화 전류 IE에 대해, 상기 제 1 테이블 내의 가장 가까운 압력 값으로부터 보간하고, Pc가 PM보다 작으면, 상기 제 2 테이블 내에서 보간하는 단계와,
    (c) IE를 생성하고 이 IE로 상기 솔레노이드를 활성화하고, Pc의 각각의 변화에 대해 상기 단계(b)를 반복하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 활성화 전류를 보간하는 단계는,
    상기 제 1 테이블 및 제 2 테이블의 이진 검색을 수행하고 그 가장 가까운 매칭값을 찾는 단계를 포함하는 방법.
  3. 삭제
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