KR101836593B1 - 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법은 솔레노이드 밸브의 SWEEP 테스트와 STEP 테스트가 타임주기테스트의 시간간격으로 수회 실시되어 측정된 SWEEP 유압과 STEP 유압의 각각이 전류-유압 선도에 함께 표시되고, 전류-유압 선도로부터 산출된 두 유압의 압력편차 결과로 두 유압이 서로 가까워지는 타임주기테스트의 시간간격 결정과 함께 SWEEP 유압을 입력값으로 하여 STEP 유압 출력값을 계산할 수 있는 상관관계산출식이 도출됨으로써 밸브의 동적인 특성을 위한 SWEEP 테스트 결과로부터 밸브의 정적인 특성을 위한 STEP 테스트 결과가 산출되고, SWEEP/STEP 테스트 항목이 SWEEP 코드로 단일화되어 밸브 테스트 소요 시간 단축이 이루어지는 특징을 구현한다.

Description

솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법{Method for Establishing Solenoid Valve Test Time of Automatic Transmission}
본 발명은 솔레노이드 밸브 성능 테스트에 관한 것으로, 특히 밸브 테스트 소요시간을 단축한 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기는 솔레노이드 밸브와 함께 다수 밸브가 포함된 유압시스템을 구비함으로써 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 마찰요소와 함께 변속기어 메커니즘의 여러 작동요소를 선택적으로 작동시켜 변속을 수행한다.
특히, 솔레노이드 밸브는 차량의 변속감에 중대한 역할을 하는 요소중에 하나이다. 그러므로, 솔레노이드 밸브는 생산시 솔레노이드 밸브의 안정적인 품질을 위해 EOL(End Of line) 테스트를 진행하고, 테스트를 위한 다양한 검출 항목을 적용함으로써 동적인 특성과 정적인 특성에 대한 정보를 획득한다.
일례로, SWEEP 테스트는 유압의 기울기 및 히스테리시스의 정보를 얻는 동적인 특성 테스트로서, 솔레노이드 밸브에 전류를 시간에 따라 연속적으로 0mA→1100mA→0mA를 인가하여 유압을 측정하는 방식이다. STEP 테스트는 목표로 하는 유압의 정보를 얻는 정적인 특성 테스트로서, 솔레노이드 밸브에 전류를 200mA,300mA, … 800mA, 900mA 계단식으로 일정시간 유지하여 안정화된 유압을 측정하는 방식이다.
국내등록특허 10-1034572(2011년05월04일)
하지만, SWEEP 테스트는 전류의 연속적인 변화에 의한 유압 지연으로 적어도 22초의 테스트 시간을 필요로 하고, STEP 테스트는 전류의 계단식 변화에 의한 유압 지연이 없어 약 17초의 테스트 시간을 필요로 함으로써 SWEEP와 STEP 테스트에만 약 37초가 소요된다.
그러므로, 약 37초의 긴 SWEEP/STEP 테스트 시간은 수천개의 솔레노이드 밸브 시험 시 많은 시간 소요를 요구함으로써 밸브 생산성이 저하될 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 솔레노이드 밸브에 대한 SWEEP 테스트로 SWEEP 유압과 STEP 테스트로 STEP 유압을 각각 구하여 두 유압의 편차보정 후 SWEEP 유압으로 STEP 유압이 도출되는 상관관계를 확립함으로써 밸브의 동적인 특성을 위한 SWEEP 테스트 결과로부터 밸브의 정적인 특성을 위한 STEP 테스트 결과가 산출되고, SWEEP/STEP 테스트 항목이 SWEEP 코드로 단일화되어 밸브 테스트 소요 시간을 단축할 수 있는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법은 (A) 밸브 테스트 장비와 밸브 공급 오일 온도의 세팅이 이루어진 후 솔레노이드 밸브가 세팅되는 단계; (B) 상기 솔레노이드 밸브에 대한 SWEEP 테스트와 STEP 테스트가 타임주기테스트의 시간간격으로 수회 실시되고, 상기 타임주기테스트의 결과가 SWEEP 유압과 STEP 유압으로 각각 측정되는 단계; (C) 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압의 각각이 전류-유압 선도에 함께 표시되는 단계; (D) 상기 전류-유압 선도를 이용하여 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압의 압력편차산출이 이루어지는 단계; (E) 상기 압력편차산출의 결과로부터 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압이 서로 가까워지는 상기 타임주기테스트의 시간간격이 결정되고, 상기 SWEEP 유압을 입력값으로 하여 상기 STEP 유압 출력값이 계산되는 상관관계산출식이 결정되는 단계;로 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 밸브 테스트 장비는 TCU(Transmission Control Unit)를 포함하고, 상기 공급 오일의 온도는 85℃인 ATF(automatic transmission fluid)이다.
바람직한 실시예로서, 상기 솔레노이드 밸브는 100개 이상이고, 각각에 대해 상기 SWEEP 테스트와 상기 STEP 테스트가 실시된다.
바람직한 실시예로서, 상기 타임주기테스트는 11초, 22초, 44초의 상기 SWEEP 테스트의 시간이고, 2초의 상기 STEP 테스트의 시간이고, 상기 압력편차산출은 분산(Variance)과 표준 편차(Standard deviation)로 이루어지며, 상기 상관관계산출식은 y = 0.9729x + 68.991이고, 상기 y는 STEP 값이고, x는 SWEEP 값이다.
이러한 본 발명은 솔레노이드 밸브 테스트 항목인 SWEEP와 STEP이 코드화됨으로써 SWEEP 테스트에 의한 동적 특성으로 STEP 테스트로 알 수 있는 정적 특성이 정확하게 예측되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 SWEEP 테스트 결과만으로 STEP 테스트 결과를 알 수 있으므로 STEP 테스트 삭제가 가능함으로써 솔레노이드 밸브의 동적/정적인 유압 품질확인이 SWEEP 테스트 소요시간인 22초로 단축되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 솔레노이드 밸브 성능 테스트 소요시간이 단축됨으로써 단축 시간만큼 솔레노이드 밸브 생산량이 늘어나는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 SWEEP 테스트와 STEP 테스트로부터 획득한 SWEEP 유압과 STEP 유압을 비교한 전류-유압 선도의 예이며, 도 3은 도 2의 전류-유압 선도에서 550mA 전류에서 보여진 SWEEP 유압과 STEP 유압의 압력 편차 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 최소 SWEEP 테스트 시간 계산을 위한 SWEEP 유압과 STEP 유압의 상관관계 선도의 예이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법을 나타낸다. 이하에서는 도 2내지 도 4를 참조로 설명한다.
S10은 밸브 테스트 장비 세팅단계로서, 밸브 테스트 장비 및 밸브 공급 오일 온도가 세팅된다. 일례로, 상기 밸브 테스트 장비는 제어 컴퓨터와 유압공급장치 및 밸브지그 등이 제어파트를 구성하고, 계측 컴퓨터와 유압센서, 증폭기 및 지지탈-아날로그 변환기 등이 계측파트를 구성하며, 특히 자동변속기 솔레노이드 밸브 테스임을 감안하여 TCU(Transmission Control Unit)가 공통 장비로 구성된다. 상기 공급 오일은 ATF(automatic transmission fluid)로서 공급오일온도는 약 85℃로 설정된다. 여기서, 상기 제어파트 및 상기 계측파트의 구성장비는 밸브 테스트를 위한 통상적인 장비이다. 그러므로, 이하 설명되는 계산 및 산출은 제어 컴퓨터 또는 계측 컴퓨터에 탑재된 프로그램을 통해 이루어짐을 의미한다.
S20은 밸브 세팅단계로서, 밸브지그를 이용한 밸브 세팅이 이루어진다. 이 경우, 결과의 신뢰성을 위해 최소 N개(N은 100개 이상)의 솔레노이드 밸브가 시료로 사용되고, 제1 솔레노이드 밸브부터 제N 솔레노이드 밸브로 구분되어 순서대로 테스트된다.
S40은 솔레노이드 밸브(예, 제1 솔레노이드 밸브)의 SWEEP 테스트 단계로서, S41과 같이 11초/22초/44초 연속전류인가에 의한 전류치별 SWEEP 유압을 획득한다. 일례로, 0mA→600mA→0mA(또는 0mA→1100mA→0mA)의 전류를 솔레노이드 밸브에 11초 동안 연속적 인가한 11초 SWEEP 유압, 22초 동안 연속적 인가한 22초 SWEEP 유압, 44초 동안 연속적 인가한 44초 SWEEP 유압을 측정함으로써 유압의 기울기 및 히스테리시스의 정보를 얻는 동적인 특성 테스트로 수행된다.
S50은 솔레노이드 밸브(예, 제1 솔레노이드 밸브)의 STEP 테스트 단계로서, S51과 같이 100mA,200mA,...,600mA(또는 600mA 이상)의 전류를 솔레노이드 밸브에 2초 이상 계단식으로 인가한 100mA STEP 유압,...,600mA STEP 유압을 획득함으로써 목표로 하는 유압의 정보를 얻는 정적인 특성 테스트로 수행된다.
S60은 솔레노이드 밸브의 SWEEP 테스트와 STEP 테스트가 제N개의 솔레노이드 밸브까지 모두 완료된 상태이다.
S70은 제N개의 솔레노이드 밸브로부터 획득된 SWEEP 유압과 STEP 유압에 대한 전류치별 압력 편차를 계산하는 단계이다. 이 단계에서 SWEEP 유압과 STEP 유압의 분포 및 유압 편차의 결과는 도 2와 도 3의 전류-유압 선도로 표현된다.
도 2를 참조하면, 11초 SWEEP 유압/22초 SWEEP 유압/44초 SWEEP 유압 별로 구분된 SWEEP 유압이 100mA STEP 유압/200mA STEP 유압/300mA STEP 유압/400mA STEP 유압/500mA STEP 유압/600mA STEP 유압 별로 각각 구분되어 표현된다. 그러므로, 계단식으로 구분된 전류값에 해당되는 STEP 유압에 맞춰 SWEEP 유압이 용이하게 비교될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전류-유압 선도에서 550mA 전류에서 보인 SWEEP 유압과 STEP 유압의 압력 편차를 알 수 있다. 도시된 바와 같이, 550mA 전류 시 SWEEP 테스트 시간이 11초에서 22초 및 44초로 증가할수록 STEP 유압에 가까워짐을 알 수 있다. 그러나, SWEEP 테스트 시간의 증가는 솔레노이드 밸브의 생산량 저하로 이어질 수밖에 없다.
S80은 SWEEP 유압과 STEP 유압의 압력편차를 정리한 후 그 결과로 시험기 패턴(즉, SWEEP 유압과 STEP 유압의 압력 편차 패턴)을 확인하는 단계이다. 이 단계에서 상기 압력편차는 표준편차와 분산을 적용하여 계산된다. 상기 분산(Variance)은 편차의 제곱의 합이고, 표준 편차(Standard deviation)는 평균으로 부터 원래 데이타에 대한 오차범위의 근사값을 의미한다. 이러한 이유는 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압은 동일 전류치에서 유압의 점도의 영향으로 차이가 있는 점에 기반되어, SWEEP 시험시 동일 전류값의 경우 목표로 하는 시간에서 100개 이상의 각 전류치별 압력편차의 산포로부터 표준편차의 산포를 구함으로써 산포가 적은 방향으로 시간을 미리 검토할 수 있는 시험기 패턴 확인이 이루어진다. 또한 표준편차 산포를 구하는 과정에서 필요한 각 전류치별 압력편차의 평균은 SWEEP 유압과 합해져 SWEEP의 보정값으로 산출된다. 도 3을 참조하면, 총 3회로 구분된 11초/22초/44초 SWEEP 테스트로 구한 SWEEP 유압중 특정인가전류의 SWEEP 유압 평균값의 산출예를 알 수 있다. 상기 SWEEP의 보정값은 S90에서 이용된다.
S90은 표준편차와 분산의 계산 결과를 시험기 패턴에 적용하고, 계산 결과에 대한 판정이 이루어지는 단계이다. 이 단계에서 판정법 : (규격폭/3) > (STEP 값 - SWEEP의 보정값)의 관계식을 적용한다. 여기서, ">"은 두 값의 크기 관계를 나타낸 부등호로서 (규격폭/3) > (STEP 값 - SWEEP의 보정값)은 규격폭/3이 (STEP 값 - SWEEP 보정값)보다 큰 값임을 나타낸다. 그리고 상기 규격폭의 정의는 시험 부품인 솔레노이드 밸브의 규격이 갖는 가공 및 치수들의 산포에 기반된 각 전류별 목표유압의 공차로서, 예를 들면 솔레노이드 밸브의 500mA에서는 STEP 평가시 유압규격이 9.3±0.3 kgf/cm2 이라고 하면 규격폭은 0.6 kgf/cm2로 정의된다. 그러므로 규격폭/3은 STEP 값과 SWEEP 보정값의 차이에 따른 유압의 편차가 규격폭의 3분의1 이내로 들어와야 SWEEP 보정 후 유압이 문제수준이 아니라고 판단됨을 의미한다.
S100은 판정법을 적용한 시험기 패턴으로부터 상관관계산출이 이루어지는 단계이다. 예를 들어 1개의 솔레노이드 밸브를 SWEEP 11초 평가를 진행하는 경우, 100개 이상의 샘플의 유압편차의 평균으로 S80에서 구한 상기 SWEEP의 보정값과 STEP 값을 더해서 SWEEP 보정후 값과 STEP유압의 상관관계를 알 수 있다. 도 4는 상관관계 산출식의 예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 목표로 하는SWEEP 시험의 시간단축이 가능한 SWEEP 보정 후 유압 vs STEP 유압의 상관관계의 결정계수(R2)가 0.9 이상이 확보됨을 예시한다. 일례로 상관관계 산출식은 y = Ax + C, y는 STEP 측정값이고, x는 SWEEP 측정값이며, A,C는 상수이다. 그러므로 11초/22초/44초 연속전류인가에 의한 전류치별 SWEEP 테스트와 2초 이상 계단식 전류인가에 의한 STEP 테스트가 약 100개 이상의 솔레노이드 밸브에 적용된 결과는 y = 0.9729x + 68.991로 표현된다. 여기서, y는 STEP 유압값이고, x는 SWEEP 유압값이다. 이로부터 11초, 22초, 44초의 SWEEP 테스트 시간 중 SWEEP 유압과 STEP유압이 가까워지는 SWEEP 테스트 시간은 22초로 확인되었다. 이 경우 상기 상관관계 산출식의 상관관계와 상관결정계수는 엑셀TM의 추세선 활용으로 구해지고, 수식이 절대적인 값이 아니므로 샘플에 따라 달라진다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법은 솔레노이드 밸브의 SWEEP 테스트와 STEP 테스트가 타임주기테스트의 시간간격으로 수회 실시되어 측정된 SWEEP 유압과 STEP 유압의 각각이 전류-유압 선도에 함께 표시되고, 전류-유압 선도로부터 산출된 두 유압의 압력편차 결과로 두 유압이 서로 가까워지는 타임주기테스트의 시간간격 결정과 함께 SWEEP 유압을 입력값으로 하여 STEP 유압 출력값을 계산할 수 있는 상관관계산출식이 도출됨으로써 밸브의 동적인 특성을 위한 SWEEP 테스트 결과로부터 밸브의 정적인 특성을 위한 STEP 테스트 결과가 산출되고, SWEEP/STEP 테스트 항목이 SWEEP 코드로 단일화되어 밸브 테스트 소요 시간 단축이 이루어진다.
S10 : 세팅 단계 S20 : 밸브 세팅 단계
S40 : SWEEP 테스트 단계 S50 : STEP 테스트 단계
S70 : 압력편차계산 단계 S80 : 시험기패턴적용 단계
S90 : 판정 단계 S100 : 상관관계산출 단계

Claims (8)

  1. (A) 밸브 테스트 장비와 밸브 공급 오일 온도의 세팅이 이루어진 후 솔레노이드 밸브가 세팅되는 단계;
    (B) 상기 솔레노이드 밸브에 대한 SWEEP 테스트와 STEP 테스트가 타임주기테스트의 시간간격으로 수회 실시되고, 상기 타임주기테스트의 결과가 SWEEP 유압과 STEP 유압으로 각각 측정되는 단계;
    (C) 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압의 각각이 전류-유압 선도에 함께 표시되는 단계;
    (D) 상기 전류-유압 선도를 이용하여 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압의 압력편차산출이 이루어지는 단계;
    (E) 상기 압력편차산출의 결과로부터 상기 SWEEP 유압과 상기 STEP 유압이 서로 가까워지는 상기 타임주기테스트의 시간간격이 결정되고, 상기 SWEEP 유압을 입력값으로 하여 상기 STEP 유압 출력값이 계산되는 상관관계산출식이 결정되는 단계;
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 밸브 테스트 장비는 TCU(Transmission Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 공급 오일의 온도는 85℃인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 공급 오일은 ATF(automatic transmission fluid)인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는 100개 이상이고, 각각에 대해 상기 SWEEP 테스트와 상기 STEP 테스트가 실시되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 타임주기테스트는 11초, 22초, 44초의 상기 SWEEP 테스트의 시간이고, 2초의 상기 STEP 테스트의 시간인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 압력편차산출은 분산(Variance)과 표준 편차(Standard deviation)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 상관관계산출식은 y = 0.9729x + 68.991이고, 상기 y는 STEP 값이고, x는 SWEEP 값인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 테스트 항목 코드화방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004212182A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Aisin Aw Co Ltd パワートレインの検査システム、この検査システムで検査されたパワートレインおよびそのパワートレインの制御装置

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