KR20040052371A - 비례 솔레노이드 구동 장치 - Google Patents
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Abstract
비려 솔레노이드의 단락 시 구동 소자들의 비정상적인 동작을 막아 구동 소자의 고장을 방지할 수 있는 본 발명에 따른 비례 솔레노이드 구동 장치는 D/A 컨버터, 비교부, 펄스 발생부, 드라이버를 통해서 솔레노이드를 작동시키고 보정부에 의해 솔레노이드의 전류를 감지해서 비교부에 피드백하는 비례 솔레노이드 구동 장치에 있어서, 펄스폭 발생부에서 출력되는 구동 듀티 신호와 피드백되는 신호를 비교하여 진폭 비교 신호를 출력하는 진폭 비교부와, 진폭 비교 신호에 의거하여 솔레노이드의 단락에 따른 스위칭 신호를 출력하는 중앙 제어부와, 스위칭 신호에 따라 솔레노이드에 전원 공급을 차단시키는 스위칭부를 포함한다.
Description
본 발명은 비례 솔레노이드(solenoid) 구동 장치에 관한 것으로, 특히 비례 솔레노이드에 대한 단선 및 단락을 검출하는 비례 솔레노이드 구동 장치에 관한 것이다.
비례 솔레노이드는 솔레노이드 코일에 인가되는 전류량에 대응하여 솔레노이드 코일내의 자석봉을 이동시키는 솔레노이드를 지칭하는 것으로서, 종래 자동차에서 사용되는 비례 솔레노이드 구동 회로는 펄스 폭 변조(PWM) 제어 방식과 전류 제어 방식으로 크게 구분된다. 이러한 비례 솔레노이드 구동 회로는 솔레노이드에 적절한 전류가 제공되는지의 여부를 판단하여 구동 회로의 고장 유무를 진단한다.
펄스폭 변조 제어 방식은 PWM 펄스로 드라이버인 트랜지스터의 구동을 제어함으로써 비례 솔레노이드에 인가되는 전류량을 제어하는 방식으로 도 1에 도시되어 있다.
펄스폭 제어방식의 비례 솔레노이드 구동 장치는 PWM 펄스에 의하여 드라이버를 구동시키고, 이 드라이버의 구동에 따라 비례 솔레노이드에는 소정 전류가 제공된다. 즉, 비례 솔레노이드에는 PWM 펄스의 펄스폭에 대응하는 전류가 제공되는 것이다. 이러한 펄스폭 제어 방식에 따른 비례 솔레노이드 구동 장치의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙 제어부(10), 구동부(20), 스위칭부(30), 보정부(40) 및 비례 솔레노이드(50)를 포함한다.
보정부(40)는 전류 검출부(41) 및 증폭부(42)로 구성되어 비례 솔레노이드(50)에 흐르는 전류를 검출하여 구동부(20)와 중앙 제어부(10)에 제공한다.
종래의 구성에 있어서, 중앙 제어부(10)는 내부에 아날로그/디지털 변환기를 구비하고 있어 증폭부(42)로부터의 전압을 디지털 신호로 변환시킨 후, 이 전압을 이용하여 비례 솔레노이드(50)에 적절한 전류가 제공되고 있는가를 판단한다. 즉,중앙 제어부(10)는 현재 출력중인 PWM 펄스에 의하여 비례 솔레노이드(50)에 적절한 전류가 제공되고 있는지를 증폭기(42)로부터의 전압을 이용하여 판단한다.
이러한 중앙 제어부(10)는 증폭부(42)로부터의 전압을 이용하여 비례 솔레노이드(50)의 단락 및 단선 상태를 판단하는데, 이때 증폭부(42)로부터의 전압이 제어 전류 범위를 벗어난 하이(high) 전압을 유지할 때 비례 솔레노이드(50) 상단 또는 하단이 단선된 것으로 판단하거나 비례 솔레노이드(50) 상단 또는 하단 접지단이 단락된 것으로 판단하고, 증폭부(42)로부터의 전압이 제어 전류 범위를 벗어난 하이(high) 전압을 유지할 때 비례 솔레노이드(50) 상단 또는 하단 배터리 부분이 단락된 것으로 판단한다. 비례 솔레노이드(50)의 양단이 단락된 경우에 중앙 제어부(10)는 부하의 저항이 작아진 것으로 판단하여 구동부(20)에서 출력되는 PWM 듀티를 작게 하는 제어 상태를 유지한다.
또한, 중앙 제어부(10)는 비례 솔레노이드(50)의 구동을 위한 디지털 신호와 스위칭부(30)를 스위칭시켜 비례 솔레노이드(50)에 공급되는 전원을 유지하기 위한 스위칭 신호를 출력한다.
구동부(20)는 D/A(Digital/Analog) 변환기(21), 비교부(22), 펄스 발생기(23) 및 드라이버(24)로 구성되어 중앙 제어부(10)에서 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후에 이를 아날로그 신호에 따라 구동 듀티 신호를 출력하고, 구동 듀티 신호에 따른 비례 솔레노이드(50)에 전원(Vcc)에서 인가되는 전압을 공급한다.
비교부(22)는 증폭부(42)에서 출력되는 신호와 D/A 변환기(21)에서 출력되는신호의 비교 결과에 의거하여 소정 크기를 갖는 전류 지령치를 출력한다. 그 예로써, 증폭부(42)에서 출력된 신호가 D/A 변환기(21)에서 출력된 신호보다 작은 값을 갖는 경우에 비교부(22)는 기존에 비례 솔레노이드(50)에 공급되는 전류 지령치보다 높은 전류 지령치를 펄스 발생기(23)에 제공한다.
펄스 발생기(23)는 비교부(22)로부터의 전류 지령치에 대응되는 구동 듀티 신호를 드라이버(24)에 제공하고, 드라이버(24)는 전계 효과 트랜지스터(FET : Field Effect Transistor)를 사용하여 구동 듀티 신호에 따라 비례 솔레노이드(50)에 외부 전원(Vcc)을 공급한다.
스위칭부(30)는 릴레이 구동부(31)와 릴레이(32)로 구성되어 중앙 제어부(10)에서 인가되는 스위칭 신호에 따라 릴레이(32)를 온 또는 오프시키고, 릴레이(32)의 온 또는 오프 동작에 의해서 외부 전원(Vcc)이 드라이버(24)를 통해 비례 솔레노이드(50)에 공급되거나 공급을 차단시킨다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 비례 솔레노이드 구동 장치는 솔레노이드 양단이 단락될 때를 감지하기 못하는 문제점이 있다. 이로 인하여 비례 솔레노이드에 전류가 인가되지 않기 때문에 이에 따른 제어를 전혀 수행하지 못하여 전체 시스템의 성능을 저하시키거나 단락 상태에서 비정상적인 제어를 수행하게 된다.
또한, 비례 솔레노이드가 단락된 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이, 듀티 발생부의 구동 듀티 신호에 따라 피드백 파형이 배터리 전압으로 풀스윙하기 때문에 구동 소자의 심각한 피로를 야기시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비려 솔레노이드의 단락 시 구동 소자들의 비정상적인 동작을 막아 구동 소자의 고장을 방지할 수 있는 비례 솔레노이드 구동 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, D/A 컨버터, 비교부, 펄스 발생부, 드라이버를 통해서 솔레노이드를 작동시키고 보정부에 의해 솔레노이드의 전류를 감지해서 상기 비교부에 피드백하는 비례 솔레노이드 구동 장치에 있어서, 상기 펄스폭 발생부에서 출력되는 구동 듀티 신호와 상기 피드백되는 신호를 비교하여 진폭 비교 신호를 출력하는 진폭 비교부와, 상기 진폭 비교 신호에 의거하여 상기 솔레노이드의 단락에 따른 스위칭 신호를 출력하는 중앙 제어부와, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 솔레노이드에 전원 공급을 차단시키는 스위칭부를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 따른 비례 솔레노이드 구동 장치를 도시한 회로 블록도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비례 솔레노이드 구동 장치를 나타내는 회로 블록도이고,
도 3a 내지 3b는 비례 솔레노이드 정상 및 단락 상태에서의 구동 듀티 신호와 피드백 전류의 파형을 나타내는 도면이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 중앙 제어부 110 : 구동부
120 : 스위칭부 130 : 보상부
140 : 비례 솔레노이드 150 : 진폭 비교부
이하, 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 비례 솔레노이드 구동 장치를 나타내는 회로 블록도이고, 도 3a 내지 3b는 비례 솔레노이드 정상 및 단락 상태에서의 구동 듀티 신호와 피드백 전류의 파형을 나타내는 도면이다..
도 2를 참조하면, 본 발명의 비례 솔레노이드 구동 장치는 종래 기술의 회로에 있어서, 비례 솔레노이드 단락을 감시하기 위한 진폭 비교부를 더 추가한 것이다.
즉, 본 발명의 비례 솔레노이드 구동 장치는 중앙 제어부(100), 구동부(110), 스위칭부(120), 보상부(130), 비례 솔레노이드(140) 및 진폭비교부(150)를 포함하며, 구동부(110)는 D/A 변환기(111), 비교부(112), 펄스 발생기(113) 및 드라이버(114)를 포함하고, 스위칭부(120)는 릴레이 구동부(121), 릴레이(122)를 포함하며, 보정부(130)는 전류 검출부(131) 및 증폭부(132)를 포함한다.
진폭 비교부(150)는 펄스 발생기(113)에서 출력되는 구동 듀티 신호와 피드백되는 전류 파형을 비교하고, 비교 결과에 의거하여 로우(low) 또는 하이(high) 선택 비교 신호를 출력한다. 즉, 진폭 비교부(150)는 피드백되는 전류 파형이 낮은 전압을 유지하면 펄스 발생기(113)에서 출력되는 구동 듀티 신호에 관계없이 중앙 제어부(100)에 로우 선택 비교 신호를 출력하고, 피드백되는 전류 파형이 펄스 발생기(113)에서 출력되는 구동 듀티 신호와 동일한 위상을 갖는 경우에 하이 선택 비교 신호를 중앙 제어부(100)에 출력한다.
중앙 제어부(100)는 비례 솔레노이드(140)를 구동하기 위한 구동 신호와 릴레이(320)를 온 또는 오프시키기 위한 스위칭 신호를 출력하고, 진폭 비교부(150)로부터 진폭 비교 신호를 수신하여 비례 솔레노이드(140)의 단락 여부를 판단하고, 비례 솔레노이드(140)가 단락된 경우에 릴레이 구동부(121)에 릴레이(122)의 오프를 위한 스위칭 신호를 출력하여 릴레이(122)를 오프시킨다.
중앙 제어부(100)가 진폭 비교부(140)에서 출력되는 진폭 비교 신호를 이용하여 비례 솔레노이드(140)의 단락 여부를 판단하는 과정을 상세하게 설명하면 아래와 같다.
비례 솔레노이드(140)가 정상적으로 작동한 경우에, 도 3a에 도시된 바와 같이, 진폭 비교부(150)는 피드백 전류 파형이 매우 낮은 전압을 유지하기 때문에 펄스 발생기(113)에서 출력되는 구동 듀티 신호에 관계없이 로우 진폭 선택 신호를 출력하면, 로우 진폭 선택 신호에 따라 카운터 값이 항상 “0”이 됨으로 중앙 제어부(100)는 비례 솔레노이드(140)가 정상적으로 수행되는 것으로 판단한다.
비례 솔레노이드(140)가 단락된 경우에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 피드백 전류 파형이 펄스 발생기(113)에서 발생된 구동 듀티 신호와 동일한 위상으로 스윙하기 때문에 구동 듀티 신호가 온인 경우에 피드백 전류 파형과 구동 듀티 신호의 비교 결과 값이 하이가 됨으로 온 듀티시마다 진폭 비교부(150)는 하이 진폭 비교 신호를 출력한다. 하이 진폭 선택 신호에 따라 카운터 값이 기 설정된 값보다 증가되기 때문에 중앙 제어부(100)는 비례 솔레노이드(140)의 양단이 단락된 것으로 판단하여 릴레이(132)를 오프시키기 위한 스위칭 신호를 릴레이 구동부(131)에 출력한다.
중앙 제어부(100)에서 출력되는 스위칭 신호에 응답하여 릴레이 구동부(131)는 릴레이(132)를 오프시켜 비례 솔레노이드(140)에 공급되는 외부 전원(Vcc)을 차단시킨다. 또한 중앙 제어부(100)는 비례 솔레노이드(140)가 단락된 경우에 외부 전원(Vcc)의 공급을 차단할 뿐만 아니라 비례 솔레노이드(140)의 구동을 위한 구동 신호 출력을 중지시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 구동 듀티 신호와 피드백 전류 파형의 비교 결과 하이 진폭 비교 신호가 입력되면 비례 솔레노이드의 양단이 단락된 것으로 판단하여 비례 솔레노이드 구동을 위한 구동 신호 출력을 중지시키고 릴레이를 오프시켜 비례 솔레노이드에 외부 전원이 공급되는 것을 차단시킴으로써, 종래 기술의 문제점인 비정상적인 동작으로 인한 구동 소자 파손을 막을 수 있다.
Claims (1)
- D/A 컨버터, 비교부, 펄스 발생부, 드라이버를 통해서 솔레노이드를 작동시키고 보정부에 의해 솔레노이드의 전류를 감지해서 상기 비교부에 피드백하는 비례 솔레노이드 구동 장치에 있어서,상기 펄스폭 발생부에서 출력되는 구동 듀티 신호와 상기 피드백되는 신호를 비교하여 진폭 비교 신호를 출력하는 진폭 비교부와,상기 진폭 비교 신호에 의거하여 상기 솔레노이드의 단락에 따른 스위칭 신호를 출력하는 중앙 제어부와,상기 스위칭 신호에 따라 상기 솔레노이드에 전원 공급을 차단시키는 스위칭부를 포함하는 비례 솔레노이드 구동 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020080242A KR20040052371A (ko) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 비례 솔레노이드 구동 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020020080242A KR20040052371A (ko) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 비례 솔레노이드 구동 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040052371A true KR20040052371A (ko) | 2004-06-23 |
Family
ID=37346042
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| KR1020020080242A KR20040052371A (ko) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 비례 솔레노이드 구동 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20040052371A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100836789B1 (ko) * | 2007-02-14 | 2008-06-10 | 주식회사 만도 | 솔레노이드 밸브 구동 장치 |
| US7738234B2 (en) | 2005-04-01 | 2010-06-15 | Smc Kabushiki Kaisha | Solenoid-operated valve and solenoid-operated valve-driving circuit |
-
2002
- 2002-12-16 KR KR1020020080242A patent/KR20040052371A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7738234B2 (en) | 2005-04-01 | 2010-06-15 | Smc Kabushiki Kaisha | Solenoid-operated valve and solenoid-operated valve-driving circuit |
| KR100836789B1 (ko) * | 2007-02-14 | 2008-06-10 | 주식회사 만도 | 솔레노이드 밸브 구동 장치 |
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