KR19980016647A - 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치 - Google Patents

챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치에 관한 것으로, 중앙처리장치의 듀티신호를 단자 하나로 입력받아 솔레노이드로 전달 또는 차단하기 위한 스위칭 수단과; 상기 스위칭 수단의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 상기 스위칭 수단의 듀티 신호를 차단하기 위한 제2비교수단과; 상기 스위칭 수단의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 히스토리 곡선에 따라 듀티신호를 처리하기 위한 제1비교수단과; 상기 스위칭 수단의 출력이 없을 시에 전류를 솔레노이드로 흘려주기 위한 보조 스위칭 수단을 포함하여 구성되어, 듀티신호 하나만을 이용하고, 솔레노이드의 전류를 외부에서 감지하여 챠핑신호를 만들어, 발열을 없애며, 회로의 크기를 줄일 수 있는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치에 관한 것이다.

Description

챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치
제1도는 종래의 솔레노이드 구동장치의 구성도.
제2도는 종래의 솔레노이드 구동장치의 각 신호의 파형도.
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치의 구성도.
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치의 각부 파형도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
31: 중앙처리장치TR1, TR2, TR3: 트랜지스터
33: 전류감지 저항34: 연산 증폭기
35,36: 비교기37: 플립플롭
38: 오아 게이트39: 에스씨알
40: 솔레노이드
이 발명은 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 챠핑(Chopping)방식으로 솔레노이드를 구동하여 발열특성을 향상하고, 최적의 솔레노이드 동작이 이루어지도록 한 챠 제공하고자 하는 것이다.
일반적으로 자동차의 변속단 상태는 변속기 제어 유닛의 솔레노이드 밸브의 개폐에 의해 가변되며 상기 솔레노이드 밸브를 구동하는 회로는 제1도에 도시된 바와 같다.
이하, 첨부된 도면을 참조로하여 종래의 기술에 관해 설명하기로 한다.
제1도는 종래의 솔레노이드 구동장치의 구성도이고, 제2도는 종래의 솔레노이드 구동장치의 각 신호의 파형도이다.
제1도에 도시되어 있듯이, 종래의 자동차의 자동 변속 제어 유닛은 제어부(1)로부터 솔레노이드 밸브(4)를 구동하기 위한 초기 신호인 포스(force)신호를 입력받아 처리하는 포스 신호 처리부(2)와, 상기 포스 신호에 의해 구동된 솔레노이드 밸브(4)의 온 상태를 유지하기 위한 듀티(duty) 신호를 제어부(1)로부터 입력받아 처리하는 듀티 신호처리부(3)로 이루어져 있다.
상기 포스 신호 처리부(2)는 제어부(1)와 베이스 단자가 연결되고 에미터 단자가 접지되어 있는 엔피엔형 트랜지스터(T3)와, 상기 엔피엔형 트랜지스터(T3)의 컬렉터 단자에 일측단자가 연결되어 있는 저항(R4)과, 상기 저항(R4)의 타측단자에 베이스 단자가 연결되고 에미터 단자가 전원(Vb)에 연결되어 있으며 컬렉터 단자가 솔레노이드 밸브(4)에 연결되어 있는 피엔피형 트랜지스터(T4)와, 상기 피엔피형 트랜지스터(T4)의 에미터 단자에 일측단자가 연결되고 전원(Vb)에 타측단자가 연결되어 있는 저항(R6)과, 상기 저항(R4)의 타측단자에 일측단자가 연결되고 상기 저항(R6)의 일측단자에 타측단자가 연결되어 있는 저항(R6)으로 이루어져 있다.
상기 듀티 신호 처리부(3)는 제어부(1)와 베이스 단자가 연결되고 에미터 단자가 접지되어 있는 엔피엔형 트랜지스터(T1)와, 상기 엔피엔형 트랜지스터(T1)의 컬렉터 단자에 일측단자가 연결되어 있는 저항(R1)과, 상기 저항(R1)의 타측단자에 베이스 단자가 연결되고 에미터 단자가 전원(Vb)에 연결되어 있는 피엔피형 트랜지스터(T2)와, 상기 저항(R1)의 타측단자에 일측단자가 연결되고 전원(Vb)에 타측단자가 연결되어 있는 저항(R2)과, 상기 피엔피형 트랜지스터(T2)의 컬렉터 단자에 일측단자가 연결되고 타측단자가 솔레노이드 밸브(4)에 연결되어 있는 저항(R3)으로 이루어져 있다.
상기 저항(R3)은 아주 낮은 전류를 출력하도록 하는 시멘트 저항을 이용한다.
상기와 같이 이루어져 있는 본 회로의 동작을 살펴보면, 먼저 해당 변속단으로 이동하기 위하여 솔레노이드 밸브(4)의 개폐에 의한 유압을 형성하도록 제어장치(1)에서 해당 변속단에 해당하는 포스 신호와 듀티신호를 출력한다. 이 신호를 제2도의 (a),(b)에 도시하였다.
상기의 포스 입력을 받은 포스 신호 처리부(2)에서는 솔레노이드 밸브(4)를 구동하기 위해 일정 시간동안 많은 전류를 흘려 주어 밸브를 온시킨다.
상기 포스 신호에 의해 솔레노이드 밸브(4)가 온되면 듀티 입력을 이용하여 듀티 신호 처리부(3)에서 저항(R3)에 의해 낮아진 전류를 흘러줌으로써 밸브의 온 상태를 유지시킨다. 이 때의 솔레노이드 밸브의 파형을 제2도의 (c)에 도시하였다.
따라서, 제어부(1)에서 출력되는 포스 신호와 듀티 신호에 의해 솔레노이드 밸브(4)에 개폐가 이루어진다.
제2도에 도시된 바와 같이, 듀티신호의 폭에 따라 솔레노이드 밸브의 온 시간이 결정되므로, 유압도 듀티신호에 따라 변하게 된다.
이러한 구조에서 듀티신호에 따라 솔레노이드 밸브에 유지전류를 공급하기 위해 전압(Vb)과 솔레노이드 밸브(4) 사이에 시멘트 저항(18Ω/10W)을 직렬로 연결하였다.
그러나 종래의 솔레노이드 구동장치는 솔레노이드 밸브에 실제 흐르는 전류와는 무관하게 트랜지스터(T2)의 온 시간이 정해지기 때문에 주변온도 및 전압(Vb)의 변동에 따라 과도한 전류의 공급이 이루어질 때도 있어서 솔레노이드 밸브의 성능 및 수명이 단축되는 단점이 있다.
또한, 종래의 솔레노이드 구동장치는 트랜지스터(T2) 구동시에 큰 열(6/7Vb)2/18)이 발생하는 단점이 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하고자 하는 것으로, 솔레노이드 구동방식을 변경하여 발열특성을 향상하고, 솔레노이드 밸브의 성능 및 수명을 향상시키고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 중앙처리장치의 듀티신호를 단자 하나로 입력받아 솔레노이드로 전달 또는 차단하기 위한 스위칭 수단과; 상기 스위칭 수단의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 상기 스위칭 수단의 듀티 신호를 차단하기 위한 제2비교수단과; 상기 스위칭 수단의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 히스토리 곡선에 따라 듀티신호를 처리하기 위한 제1비교수단과; 상기 스위칭 수단의 출력이 없을 시에 전류를 솔레노이드로 흘려주기 위한 보조 스위칭 수단을 포함하여 이루어진다.
상기 구성에 의하여 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치의 구성도이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치의 각부 파형도이다.
제3도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치의 구성은, 중앙처리장치(31)의 출력에 연결되어 있는 앤드 게이트(32)와; 상기 앤드 게이트(31)에 제1저항(R1)을 통해 연결된 제1트랜지스터(TR1)와; 상기 제1트랜지스터(TR1)의 출력에 연결된 제2트랜지스터(TR2)와; 상기 제2트랜지스터(TR2)의 출력에 한쪽단이 연결되고, 다른 한쪽단은 솔레노이드(40)에 연결된 전류감지 저항(33)과; 상기 전류감지 저항(33)의 전압을 인가받도록 연결되어 있는 연산 증폭기(34)와; 상기 연산 증폭기(34)의 출력을 입력받는 제1비교기(35)와; 상기 연산 증폭기(34)의 출력을 상기 제1비교기(35)와 병렬로 입력받는 제2비교기(36)와; 상기 제2비교기(36)의 출력을 클럭단자(CK)로 입력받는 플립플롭(37)과; 상기 제1비교기(35)의 출력과 상기 플립플롭(37)의 출력을 입력받아, 오아 연산하여 앤드 게이트(32)에 출력하는 오아 게이트(38)와; 중앙처리장치에 앤드 게이트(32)와 병렬로 연결된 에스씨알(39)과; 상기 에스씨알(39)에 연결된 제3트랜지스터(TR3)로 이루어진다.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치의 작용은 다음과 같다.
먼저, 중앙처리장치(31)에서 제4도의 (a)와 같은 듀티신호가 출력되면, 앤드 게이트(32)가 온 되고, 제1트랜지스터(Q1), 제2트랜지스터(Q2)가 온되어 전류감지 저항(33)을 통해 솔레노이드(40)에 제4도의 (b)와 같은 전류가 흐르기 시작한다.
다음, 전류감지 저항(33)에 유기된 전압은 연산 증폭기(34)에서 증폭되어 제1비교기(35) 및 제2비교기(36)로 입력된다.
다음, 제2비교기(36)는 솔레노이드(40)에 흐르는 과전류를 감지한다.
즉, 약 3A정도의 전류가 솔레노이드(40)에 흐르면 제2비교기(36)의 출력은 하이가 된다.
이 때의 파형이 제4도의 (d)에 도시되어 있다.
제2비교기(36)의 라이징 에지가 디(D)형 플립플롭(37)의 클럭단자(CK)에 인가되어, 플립플롭(37)의 출력(Q)은 로우가 된다.
이 때의 파형이 제4도의 (e)에 도시되어 있다.
다음, 플립플롭(37)의 출력이 오아 게이트(38), 앤드 게이트(32) 및 제1트랜지스터(TR1)를 통해 제2트랜지스터(TR2)로 입력되어 제2트랜지스터(TR2)는 오프된다. 이 때 오아 게이트(38)의 출력파형을 제4도의 (f)에 도시하였다.
다음, 제2트랜지스터(TR2)가 오프되어 제2비교기(36)의 출력은 로우가 되고, 전류가 계속 감소함에 따라 제1비교기(35)의 비교전압(V β+, Vβ-)범위까지 오게 되면, 히스테리시스(Histeresis) 곡선에 따라 제1비교기(35)의 출력이 하이 또는 로우가 되며, 이 때의 파형을 제4도의 (c)에 도시되어 있다.
다음, 제1비교기(35)의 출력에 따라 제2트랜지스터(TR2)가 온 또는 오프되어 솔레노이드(40)의 전류를 제한한다.
상기 과정에서 제2트랜지스터(TR2)가 오프되었을 때에는 솔레노이드(40)에 흐르던 전류경로를 유지하기 위해 에스씨알(SCR)(39)이 턴온 되어 있어 전류가 솔레노이드(40)로 흐르게 된다.
중앙처리장치(31)에서 출력되던 듀티신호가 오프되면, 제3트랜지스터(TR3)도 오프되어, 솔레노이드(40)에 흐르던 전류경로가 끊어지게 되고, 이로 인해 생기는 전압 스파이크(Spike)는 제너다이오드(ZD)에 의해 제2트랜지스터(TR2)가 잠시 온 되어 소모시킨다. 이때의 파형을 제4도의 (g),(h)에 도시하였다.
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서, 듀티신호 하나만을 이용하고, 솔레노이드의 전류를 외부에서 감지하여 챠핑신호를 만들어, 발열을 없애며, 회로의 크기를 줄일 수 있는 잇점이 있는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 중앙처리장치의 듀티신호를 단자 하나로 입력받아 솔레노이드로 전달 또는 차단하기 위한 스위칭 수단과;
    상기 스위칭 수단의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 상기 스위칭 수단의 듀티 신호를 차단하기 위한 제2비교수단과;
    상기 스위칭 수단의 전압을 인가받아 기준전압과 비교하여 히스토리 곡선에 따라 듀티신호를 처리하기 위한 제1비교수단;
    상기 스위칭 수단의 출력이 없을 시에 전류를 솔레노이드로 흘려주기 위한 보조 스위칭 수단을 포함하여 구성되어 짐을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 스위칭 수단은 듀티신호 만을 입력받아 솔레노이드를 제어하는 것을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기한 스위칭 수단은 솔레노이드에 흐르는 전류를 감지하여 솔레노이드를 제어하는 것을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기한 스위치 수단은,
    중앙처리장치(31)의 출력에 연결되어 있는 앤드 게이트(32)와;
    상기 앤드 게이트(31)에 제1저항(R1)을 통해 연결된 제1트랜지스터(TR1)와;
    상기 제1트랜지스터(TR1)의 출력에 연결된 제2트랜지스터(TR2)와;
    상기 제2트랜지스터(TR2)의 출력에 한쪽단이 연결되고, 다른 한쪽단은 솔레노이드(40)에 연결된 전류감지 저항(33)과;
    상기 전류감지 저항(33)의 전압을 인가받도록 연결되어 있는 연산 증폭기(34)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기한 제1비교수단은,
    상기 연산 증폭기(34)의 출력을 입력받으며, 히스테리시스 곡선에 따라 듀티신호를 출력하는 제1비교기(35)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기한 제2비교 수단은,
    상기 연산 증폭기(34)의 출력을 상기 제1비교기(35)와 병렬로 입력받는 제2비교기(36)와;
    상기 제2비교기(36)의 출력을 클럭단자(CK)로 입력받는 플립플롭(37)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조 스위칭 수단은,
    중앙처리장치에 앤드 게이트(32)와 병렬로 연결된 에스씨알(39)과;
    상기 에스씨알(39)에 연결된 제3트랜지스터(TR3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 챠핑 드라이브 방식을 이용한 솔레노이드 구동장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100295853B1 (ko) * 1997-11-06 2001-10-24 이계안 솔레노이드밸브구동장치
KR100603529B1 (ko) * 2004-08-11 2006-07-20 주식회사 매트릭스 솔레노이드 코일 구동 회로

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