KR20100103563A - 솔레노이드 밸브의 제어 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 수단을 포함하는 장치 - Google Patents

솔레노이드 밸브의 제어 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 수단을 포함하는 장치 Download PDF

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코스티얀틴 롤렌코
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유압 시스템에서 솔레노이드 밸브, 특히 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법의 특징은, 유압 시스템의 모델이 형성되고, 제어 사이클이 사전 설정되며, 제어 사이클 시작 시에 제공되는 변수들, 유압 시스템의 부품들의 물리적 매개변수 및 유압유 온도에 기초하여 제어 사이클 종료 시의 유압 시스템 내 압력 및 솔레노이드 밸브의 코일에 인가되는 코일 전압이 추정되는 데 있다.

Description

솔레노이드 밸브의 제어 방법 {METHOD FOR CONTROLLING A SOLENOID VALVE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 솔레노이드 밸브의 제어 방법에 관한 것이다. 솔레노이드 밸브는 특히 유압 시스템에서 압력 제어를 위해 사용되는 비례제어 솔레노이드 밸브이다. 유압 시스템은 특히 자동차에서 사용되는, ABS 및/또는 ESP와 같은 유압 시스템이다.
상기 방법에서는 솔레노이드 밸브의 코일 전압이 결정되고, 유압 시스템 내 압력의 실제값이 추정된다.
동일 범주의 유형의 공지된 방법은 ABS, ESP, TCS 등과 같은 주행 다이내믹 제어 시스템을 위해 필요하다. 이때, 비례제어 솔레노이드 밸브는 유압 시스템 내에서의 요구된 압력 증가 또는 압력 감소의 달성에 이용된다. 유압 시스템은 예컨대 유압 브레이크 회로, 자동 변속기의 유압 작동식 클러치, 주행 다이내믹에 작용하는 유압 액츄에이터 등을 더 포함할 수 있다. ABS/ESP 시스템을 위한 비례제어 솔레노이드 밸브의 공지된 제어 방법들은 오직 비례제어 솔레노이드 밸브의 정상 거동만을 토대로 하거나(dp 기법), 오직 스위칭 거동만을 토대로 하거나(준 스위칭 기법), 또는 선형 밸브 거동을 토대로 (LMV 기법) 한다. 사용될 기법의 선택은 요구된 압력 기울기에 좌우된다. 브레이크 실린더 내 압력의 추정 시, 공지된 해결 방안들의 경우 일반적으로, 비례제어 솔레노이드 밸브의 작동 종료 시의 설정 압력이 물리적 한계의 범위 내에서 구현될 수 있는 한 정확하게 도달되는 점을 항상 전제로 한다.
다양한 여러 기법들로 인해, 상이한 기법들 간의 명확한 전환 조건들이 정의되어야 한다. 그로 인해 밸브 제어, 압력 추정 및 적용 프로세스가 매우 복잡해진다. 전술한 공지된 제어 기법들 중 어느 것에서도 비례제어 솔레노이드 밸브의 코일 인덕턴스, 코일 전류에 대한 밸브 유량의 비선형 의존성 및 압력차와 같은 중요한 유효 영향변수들은 고려되지 않는다. 압력 추정 시에도 역시 비례제어 솔레노이드 밸브의 동적 거동 및 비선형성이 무시되며, 이는 제동 압력의 추정 시 에러를 야기하거나, 추가 항들의 산입을 통해 경험적으로 고려되어야 한다.
본 발명의 과제는, 솔레노이드 밸브, 특히 비례제어 솔레노이드 밸브의 제어를 위한, 전술한 공지된 방법의 단점들을 더 이상 갖지 않는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 제1항의 전제부에 따른, 유압 시스템에서 솔레노이드 밸브, 특히 비례제어 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 방법을 토대로 본 발명에 따라 유압 시스템의 모델이 형성되고, 제어 사이클이 사전 설정되며, 제어 사이클 시작 시에 제공되는 변수들, 유압 시스템의 부품들의 물리적 매개변수 및 유압유 온도에 기초하여 제어 사이클 종료 시의 유압 시스템 내 압력 및 솔레노이드 밸브의 코일에 인가되는 코일 전압이 추정됨으로써 해결된다.
본 발명에서 제안하는 솔레노이드 밸브의 제어 방법은 압력 추정 및 압력 세팅 시 정밀도의 개선 및 그에 따른 유압 시스템 견고성의 향상을 가능케 한다. 본 발명에서 제안하는 모델 기반 방법은, 유압 시스템의 부품들, 특히 자동차 ABS/ESP 시스템의 브레이크 캘리퍼 및 비례제어 솔레노이드 밸브의 물리적 매개변수들로부터 제어 및 압력 추정을 매개변수화하는 것을 가능케 한다. 그럼으로써 압력 추정 및 제어 방법이 상이한 밸브들과 유압 시스템들에 비교적 신속하게 경제적으로 적응될 수 있고, 이로써 적용 복잡도가 현저히 감소한다. 또한, 본 발명에서 제안하는 제어 방법은 공지된 해결 방안들보다 간단하며, 이는 특히 시스템의 유지보수를 간편화한다. 상기 방법에서 제공되는 조정 매개변수들은 바람직하게 밸브 제어와 결부된 소음 발생 및/또는 제동 압력의 제어 다이내믹에의 작용을 허용한다.
코일 전압은 설정 압력과 현재 제동 압력, 주 브레이크 실린더 내 압력, 제동액의 온도 그리고 밸브 및 브레이크 캘리퍼의 물리적 매개변수들로부터 결정된다. 각 제어 사이클 시간의 종료 시 브레이크 실린더에서의 압력의 값이 정확하게 추정된다. 제어 및 압력 추정을 토대로 밸브의 다이내믹 거동 및 비선형 거동을 맵핑하는 다이내믹 제어 시스템 모델이 형성된다. 제어 전압의 결정 시뿐만 아니라 압력 추정 시에도 물리적 제어 시스템 매개변수와 주변 조건들, 즉 유압유의 온도 및 브레이크 캘리퍼의 압력과 주 브레이크 실린더 내 압력이 고려된다. 상기 제어 및 압력 추정은 모듈식으로 구현된다. 이로써 상이한 밸브 유형들 및 브레이크 시스템들에 대한 간단한 프로세스 적응이 가능하다.
설계된 밸브 제어는 파일럿 제어 형태의 압력 조절 시에도 사용될 수 있다.
압력 세팅 정확도 및 압력 추정 정확도는 본 발명에 따른 방법에 의해 향상된다. 또한, 내구성 거동의 개선(주변 조건들의 고려)이 달성된다. 또한, 제어 및 제동 압력 추정 시 물리적 제어 시스템 매개변수들이 고려되기 때문에, 그 복잡도가 감소함에 따라 적용이 간소화된다. 상기 방법은 복수의 유압 시스템이 사용되는 경우에, 예컨대 자동차의 조향 및 제동의 영역에서 유압식 X-바이-와이어 액츄에이터들이 사용되는 경우에도 운전자의 요구를 실현하는 데 적합하다.
제어 및 압력 추정에 기초한 모델의 매개변수들 및 특성 그래프들은 부품 측정을 통해 식별되어 제어 및 압력 세팅 시 사용될 수 있다. 도입부에 언급한 과제의 해결을 위해, 본 발명에서 제안하는 방법을 실행할 수 있는 유압 시스템 제어 장치가 필요하다. 상기 방법은 예컨대 메모리 프로그래밍 방식의 ABS/ESP 제어 프로그램으로서 저장되거나 하드웨어에서 실행될 수 있다.
그 밖의 장점들은 하기의 설명, 종속 청구항들 및 도면을 통해 제시된다.
도 1은 압력 증가를 위해 고려되는 제어 시스템의 부품들을 도시한 도면이다.
도 2는 밸브 작동 시 설정 압력, 실제 압력 및 추정 압력을 시간의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 3은 압력 증가 상태와 압력 유지 상태 사이의 선택을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 비례제어 솔레노이드 밸브의 코일 전압을 계산하기 위한 순서도이다.
도 5는 제어 사이클 종료 시의 추정된 브레이크 캘리퍼 압력의 계산을 위한 순서도이다.
도 6은 인터페이스들을 설명하기 위한 블록선도이다.
하기에서는 자동차의 ABS/ESP 시스템을 예로 들어 본 발명을 설명한다. 여기서는 정해진 스캐닝 시간(사이클 시간)을 갖는 디지털 구현에 기초한다. 도 1에는 압력 증가를 위해 고려되는, 제어 부재로서의 비례제어 솔레노이드 밸브(1)와, 압력원으로서의 주 브레이크 실린더(2) 및 축압기로서의 브레이크 캘리퍼(3)를 포함하는 제어 시스템의 주요 부품들을 단순화한 개략도가 도시되어 있다. 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에서의 코일 전압을 계산하기 위해 각각 1개의 다이내믹 모델이 이용된다.
제어 시스템의 모델
하기에서는 우선 제어 문제 및 추정 문제가 제시된 다음, 본 발명에 따른 방법에 기초한 모델을 이용한 코일 전압 및 제동 압력을 위한 계산 경로가 기술된다.
비례제어 솔레노이드 밸브(1)에 대한 모델의 연립방정식은 아래와 같이 인덕턴스(L) 및 옴의 저항(R)을 갖는 코일의 미분 방정식으로 구성된다.
Figure pct00001
여기서,
L = 코일 인덕턴스이고,
R = 코일의 옴의 저항이며,
I = 코일 전류이고,
dl/dt = 코일 전류의 시간에 따른 변동량이다.
또한, 상기 연립방정식은 아래와 같이 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에서의 압력차, 코일 전류 및 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 유체역학과 관련한 유압유 온도에 대한 유압유 유량의 의존도의 방정식을 포함한다.
Figure pct00002
여기서,
Q = 유량,
Figure pct00003
= 비례제어 솔레노이드 밸브에서의 압력차,
I = 코일 전류,
Figure pct00004
= 유압유 온도이다.
마지막으로 상기 연립방정식은 아래와 같이 브레이크 캘리퍼(3)의 유압 탄성에 좌우되는 브레이크 캘리퍼 압력의 미분 방정식을 포함한다.
Figure pct00005
여기서,
Figure pct00006
= 브레이크 캘리퍼 압력,
E = 브레이크 캘리퍼의 유압 탄성,
Q = 유량,
Figure pct00007
= 유압유 온도이다.
제어 문제
도 2는 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에서의 전압(U) 및 유압 시스템 내 압력(p)을 시간(t)의 함수로서 도시한 그래프이며, 이 그래프에는 밸브 작동 시 설정 압력, 실제 압력 및 추정 압력이 나타나 있다.
Figure pct00008
에서 시작하여
Figure pct00009
에서 끝나는 하나의 제어 사이클이 "T_cycle"이라 표기되어 있다. 일 제어 사이클(T_cycle) 동안 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 코일에 인가되는 전압(U)(도 2)은 하기의 관계식에 따라, 설정 제동 압력(
Figure pct00010
)과, 제어 사이클 시작 시의 추정 압력(
Figure pct00011
)과, 주 브레이크 실린더의 측정되거나 추정된 압력(
Figure pct00012
)과, 유압유의 추정 온도(
Figure pct00013
)와, 본 발명에 따른 방법에 기초하는 모델의 제어 시스템 매개변수들로부터 계산된다.
Figure pct00014
여기서,
U = 비례제어 솔레노이드 밸브의 전압,
Figure pct00015
= 설정 제동 압력,
Figure pct00016
= 제어 사이클 시작 시 브레이크 실린더 내의 추정 압력,
Figure pct00017
= 주 브레이크 실린더의 측정되거나 추정된 압력,
Figure pct00018
= 유압유의 추정 온도
Figure pct00019
= 제어 시스템 매개변수이다.
제어 사이클(
Figure pct00020
)의 종료 시의 추정된 제동 압력은 하기의 관계식에 따라, 코일 전압과, 제어 사이클의 시작 시의 추정된 압력과, 주 브레이크 실린더의 측정되거나 추정된 압력과, 유압유 추정 온도와, 제어 시스템 매개변수들로부터 계산된다.
Figure pct00021
Figure pct00022
여기서,
Figure pct00023
= 제어 사이클 종료 시의 추정된 제동 압력,
Figure pct00024
= 제어 사이클,
Figure pct00025
= 코일 전압,
Figure pct00026
= 제어 사이클의 시작 시의 추정된 압력,
Figure pct00027
= 주 브레이크 실린더의 압력,
Figure pct00028
= 유압유 추정 온도,
Figure pct00029
= 제어 시스템 매개변수들이다.
제어 전압의 측정
각각의 제어 사이클(
Figure pct00030
)에서는 하기에 언급되는 조건들을 이용하여, 제동 압력을 유지하는 것(압력 유지 상태), 즉
Figure pct00031
이 바람직한지, 또는 제동 압력을 증가시키는 것(압력 증가 상태), 즉
Figure pct00032
이 바람직한지의 여부가 평가된다.
상기 제어 방법에서는 또한, 코일 전압(U)의 최소 임계치(U_min) 및 최대 임계치(U_max)의 사전 설정이 수행된다. 압력 증가 상태에서 계산된 전압(U_incr)이 U_max보다 크면, 압력 유지 상태로의 변경이 실시된다. 압력 증가 상태에서 계산된 전압(U_incr)이 최소 전압(U_min)보다 작으면, 상기 최소값(U_min)이 코일 전압으로 선택된다.
최소 압력단(Δp_min), 최소 전압(U_min) 및 최대 전압 임계치(U_max)의 선택은 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 제어의 견고성, 소음 및 다이내믹에 영향을 미친다. 제어 전압의 계산은 하기에서 도 3에 도시된 순서도를 토대로 더 상세히 설명된다. 단계 29는 하기에 기술되는 단계들이 실행되는 함수 모듈(30)을 활성화한다. 단계 31에서는, 압력차
Figure pct00033
가 최소 압력단(Δp_min)의 압력값보다 크거나 같은지, 아니면 그보다 작은지의 여부가 검사된다. 상기 압력차가 최소 압력단(Δp_min)의 압력값보다 작으면 단계 32로 진행되며, 여기서는 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 제어를 위한 값(U_lock)을 갖는 코일 전압(U)이 공급된다. 이러한 방식으로 압력 유지 상태가 시작된다. 선택적으로, 상기 압력차가 최소 압력단의 압력값보다 크면 단계 33으로 진행되며, 여기서는 더 높은 압력을 형성하기 위해(압력 증가 상태) 코일 전압이 U_incr의 값으로 상승된다. 단계 34에서는 상기 전압(U_incr)이 최대 임계치(U_max)보다 큰지의 여부가 검사된다. 최대 임계치(U_max)보다 크면, 단계 32로 진행되어 압력 유지 상태가 시작된다. 최대 임계치(U_max)보다 크지 않다면, 단계 35로 진행된다. 단계 35에서는 상기 전압(U_incr)이 최소 임계치(U_min)보다 작은지의 여부가 검사된다. 상기 전압(U_incr)이 최소 임계치(U_min)보다 작으면 단계 36으로 진행되고, 압력 유지 상태가 시작되기 전에 코일 전압이 U = U_min의 값으로 세팅된다. 단계 35에서의 검사 결과 전압(U_incr)이 최소 임계치(U_min)보다 크다면, 단계 37에서 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 제어 및 압력 유지 상태의 개시를 위해 상기 전압값(U_incr)이 채택된다. 따라서 압력 유지 상태에서는, 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 확실한 폐쇄 및 그에 따른 브레이크 캘리퍼(3) 내 압력의 유지를 가능케 하는 코일 전압(U_lock)이 인가된다. 상기 전압은 추정된 코일 저항(R_est)과, 주 브레이크 실린더 내부의 추정되거나 측정된 압력과 추정된 초기 제동 압력 사이의 압력차
Figure pct00034
Figure pct00035
로부터 산출된다. 추가 압력차(Δp_sicher)는 일시적으로 발생하는 운전자 조작의 변화 시 및/또는 제어 사이클 중 측정 에러나 추정 에러 시의 확실한 압력 유지를 보장한다. 밸브 허용오차의 발생 시에도 밸브가 확실하게 닫힐 수 있도록 하기 위해, 예컨대 U_lock의 계산 시 제한 밸브의 거동을 나타내는 "최악의 경우(worst case)"의 밸브 특성 그래프[
Figure pct00036
]가 사용될 수 있다.
코일 전류는 Q = 0인 경우 압력차
Figure pct00037
에 따라 방정식 (2)의 반전에 의해 계산된다. 추가로, 경우에 따라 밸브의 열적 과부하를 방지할 수 있도록 아래와 같이 전류가 값(I_max)으로 제한된다.
Figure pct00038
여기서,
Figure pct00039
= 유지 전류,
Figure pct00040
= 주 브레이크 실린더 내의 측정되거나 추정된 압력
Figure pct00041
= 제어 사이클의 시작 시 브레이크 캘리퍼 내의 추정된 압력,
Figure pct00042
= 압력 유지 상태에서 밸브가 확실하게 닫혀있도록 하기 위한 추가의 압력차,
Figure pct00043
= 유량이 없는 상태,
Figure pct00044
= 유압유 온도이다.
발생하는 코일 전압은 방정식 (8)을 이용하여 계산된 유지 전류(I_lock) 및 추정된 코일 저항(R_est)으로부터 하기와 같이 계산된다.
Figure pct00045
상기 식(9)에서는 저항(R)의 과소 추정 시 발생할 수 있는 최대 오류가 매개변수(ΔR)로써 고려된다. 그럼으로써 코일 전류가 적어도 값(I_lock)을 갖는 점이 보장된다.
함수
Figure pct00046
는 제어 장치 내에 2D 도표로서, 또는 유압유 온도(T_Fluid)의 의존도가 무시될 경우에는 1D 도표로서 저장될 수 있다. 그 대안으로, 해석 함수(analytic function)를 포함하는 특성 그래프가 적절하게 근사될 수 있으며, 그 결과 저장 용량 및 경우에 따라서는 계산 비용도 감소될 수 있다.
압력 증가 상태
하기에서는, 도 4에 도시된 순서도를 토대로 하여, 압력 증가 상태를 계속 기술한다. 함수 모듈(40)에서는 하기에 기술하는 시퀀스들이 실행된다. 방정식 (1), (2), (3)으로 구성된 연립방정식의 대수적 반전(algebraic inversion)에 의해, 제동 압력의 목표 설정치(
Figure pct00047
), 브레이크 실린더 내의 추정된 초기 압력(
Figure pct00048
), 주 브레이크 실린더 내의 추정되거나 측정된 압력(
Figure pct00049
), 추정된 코일 저항(
Figure pct00050
), 추정된 유압유 온도(
Figure pct00051
) 및 제어 시스템 매개변수들로부터 필요한 코일 전압(
Figure pct00052
)이 산출된다.
제1 단계에서는 선형 흐름 거동의 가정 하에, 하기의 관계식,
Figure pct00053
에 따라 모델 방정식(1)의 적분에 의해 유량(Q)이 계산되고, 제어 사이클(T_cycle) 동안 목표 제동 압력(
Figure pct00054
)에 도달하기 위해 제어 사이클(T_cycle)의 종료 시 필요한 유량(Q_end)(도 4의 단계 41)이
Figure pct00055
에 따라 계산된다.
이어서 방정식 (2)의 반전에 의해 제어 사이클의 종료 시 코일 전류가 계산되며, 영의 값으로 제한된다(도 4의 단계 42).
Figure pct00056
최종적으로, 미분 방정식(3)의 해로부터 제어 사이클 동안 인가되는 전압(U_incr)이 아래와 같이 계산된다(도 4의 단계 43).
Figure pct00057
코일 시간 상수(T_coil)는 하기의 관계식에 따라 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 코일의 인덕턴스(L) 및 추정 저항(R_est)으로부터 계산된다.
Figure pct00058
비례제어 솔레노이드 밸브에 전류 제어기가 구비된 경우, 코일 전압 대신 전류 목표값이 사전 설정된다. 이 값은 유지 전류(I_lock) 및 압력 증가 상태 동안의 최종 전류(I_end)로부터 구해진다.
간소화한 형태로, 해석 함수를 이용하여 함수
Figure pct00059
이 근사될 수 있다. 상기 함수는 선택적으로 특성 그래프로서 저장 장치 내에 저장되어 계속 사용될 수 있다. 또한, (12)에서 전기적 코일 시간 상수(T_coil)는 상수 매개변수로서 근사될 수 있다. (13)에서 지수 함수
Figure pct00060
은 선형으로 근사될 수도 있고, 또는 코일 시간 상수(T_coil)가 일정하다는 가정 하에 상수 매개변수로서 간주될 수도 있다.
하기에서는, 도 5에 도시된 순서도를 토대로 브레이크 캘리퍼(3) 내의 압력이 어떻게 산출되는지가 기술된다. 하기에 기술되는 시퀀스들은 함수 모듈(50) 내에서 실행된다. 제어 사이클(T_cycle)의 종료 시 추정된 브레이크 캘리퍼 압력(
Figure pct00061
)은 코일 전압(U)과, 제어 사이클의 시작 시 추정된 압력(
Figure pct00062
)과, 주 브레이크 실린더의 측정되거나 추정된 압력(
Figure pct00063
)과, 유압유의 추정 온도(T_Fluid_est)와, 제어 시스템 매개변수들로부터 계산된다.
전류 추정 및 유량 추정의 보다 정확한 평가 및 그에 따른 보다 정확한 압력 추정을 달성하기 위해, 제어 사이클(T_cycle)을 N개의 지속 시간 섹션들(Δt)로 나눈다. 각각의 섹션에 대해 하기의 관계식에 따라 전류가 계산된다(도 5의 단계 51).
Figure pct00064
여기서 k = 1, ... N이다.
이어서(도 5의 단계 52) 하기의 관계식에 따라 유량(Q_est)이 계산된다.
Figure pct00065
이에 기초하여, 최종적으로 하기의 관계식에 따라 사이클 시간의 종료 시 추정된 제동 압력이 계산된다(도 5의 단계 53).
Figure pct00066
한 바람직한 변형예에서는, 간소화의 목적으로 (16)에서의 함수적 종속[
Figure pct00067
]이 해석 함수를 이용하여 근사되거나, 특성 그래프로서 저장되어 계속 사용될 수 있다. 전기적 코일 시간 상수(T_coil) 역시 상수 매개변수를 사용하여 근사될 수 있다. 지수 함수
Figure pct00068
은 선형으로 근사될 수 있거나, 코일 시간 상수(T_coil)가 일정하다는 가정 하에 상수 매개변수로서 간주될 수도 있다.
도 6에 도시된 블록선도(60)는 인터페이스들을 재차 명확하게 나타내고 있다.

Claims (19)

  1. 유압 시스템(10)에서 솔레노이드 밸브, 특히 비례제어 솔레노이드 밸브(1)를 제어하는 방법에 있어서,
    유압 시스템(10)의 모델이 형성되고, 제어 사이클(T_cycle)이 사전 설정되며, 제어 사이클(T_cycle) 시작 시에 제공되는 변수들, 유압 시스템(10)의 부품들의 물리적 매개변수 및 유압유 온도(T_Fluid)에 기초하여 제어 사이클(T_cycle) 종료 시의 유압 시스템(10) 내 압력 및 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 코일에 인가되는 코일 전압(U)이 추정되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 유압 시스템(10)은 차량의 ABS/ESP 시스템이고, 비례제어 솔레노이드 밸브(1) 및 브레이크 캘리퍼(3)의 물리적 매개변수가 고려되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 사이클(T_cycle)의 지속 동안 선형의 유압유 유량(Q)이 가정되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 제어 사이클(T_cycle)은 N개의 시간 간격으로 분할되고, 제어 사이클(T_cycle)의 종료 시 유압 시스템(10) 내 압력의 최대한 정확한 추정을 위해 N개의 시간 간격들의 각각의 시간 간격 내에서의 유량(Q)이 계산되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 코일 전압(U)의 산출 및 제어 사이클(T_cycle)의 종료 시 유압 시스템(10) 내 압력의 추정을 위해 브레이크 캘리퍼(3)의 탄성(E), 코일 전류(I)에 대한 유량(Q)의 의존도, 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에 인가되는 압력차, 그리고 비례제어 솔레노이드 밸브((1)의 코일 인덕턴스가 고려되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델은 하기의 방정식들,
    Figure pct00069

    (여기서,
    L = 코일 인덕턴스,
    R = 코일의 옴의 저항,
    I = 코일 전류,
    dl/dt = 코일 전류의 시간에 따른 변동량),
    Figure pct00070

    (여기서,
    Q = 유량,
    Figure pct00071
    = 비례제어 솔레노이드 밸브에서의 압력차,
    I = 코일 전류,
    Figure pct00072
    = 유압유 온도),
    Figure pct00073

    (여기서,
    Figure pct00074
    = 브레이크 캘리퍼 압력,
    E = 브레이크 캘리퍼의 유압 탄성,
    Q = 유량,
    Figure pct00075
    = 유압유 온도)
    에 기초하는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에서의 전압(U)은 하기의 관계식,
    Figure pct00076

    (여기서,
    U = 비례제어 솔레노이드 밸브의 전압,
    Figure pct00077
    = 설정 제동 압력,
    Figure pct00078
    = 제어 사이클 시작 시의 추정 압력,
    Figure pct00079
    = 주 브레이크 실린더의 추정 압력,
    Figure pct00080
    = 유압유의 추정 온도
    Figure pct00081
    = 제어 시스템 매개변수)
    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 사이클 종료 시의 추정된 제동 압력은 하기의 관계식,
    Figure pct00082

    Figure pct00083

    (여기서,
    Figure pct00084
    = 제어 사이클 종료 시의 추정된 제동 압력,
    Figure pct00085
    = 제어 사이클,
    Figure pct00086
    = 코일 전압,
    Figure pct00087
    = 제어 사이클의 시작 시의 추정된 압력,
    Figure pct00088
    = 주 브레이크 실린더(2)의 압력,
    Figure pct00089
    = 유압유 추정 온도,
    Figure pct00090
    = 제어 시스템 매개변수)
    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 최소 압력단(Δp_min)이 사전 설정되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 제어 사이클(T_cycle)에서는 제동 압력을 유지하는 것(압력 유지 상태)이 바람직한지, 아니면 제동 압력을 증가시키는 것(압력 증가 상태)이 바람직한지의 여부가 평가되며, 만일 관계식
    Figure pct00091

    이 적용되면 압력 유지 상태가 제어되고, 관계식
    Figure pct00092

    이 적용되면 압력 증가 상태가 제어되는 것을 특징으로 하는 (상기 식들에서,
    Figure pct00093
    = 최소 압력단,
    Figure pct00094
    = 브레이크 캘리퍼 내 설정 압력,
    Figure pct00095
    = 브레이크 캘리퍼 내 추정 압력), 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 코일 전압(U)에 대해 최소 임계치(U_min) 및 최대 임계치(U_max)가 사전 설정되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 증가 상태에서 계산된 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 전압(U_incr)이 최대 임계치(U_max)보다 크면, 압력 유지 상태로의 변경이 실시되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 증가 상태에서 계산된 전압(U_incr)이 최소 전압(U_min)보다 작으면, 상기 최소 임계치(U_min)가 코일 전압으로 선택되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 유지 단계에서는 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 확실한 폐쇄 및 그에 따른 브레이크 캘리퍼(3) 내 압력의 유지를 가능케 하는 코일 전압(U_lock)이 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에 인가되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일 전압(U_lock)은 추정된 코일 저항(R_est)과, 추정되거나 측정된 주 브레이크 실린더(2) 내부의 압력과 추정된 초기 제동 압력 사이의 압력차
    Figure pct00096
    를 토대로 결정되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 사이클(T_cycle) 동안 비례제어 솔레노이드 밸브(1)에 인가될 전압(U_incr)은 하기의 관계식,
    Figure pct00097

    (여기서,
    Figure pct00098
    이고,
    R_est = 비례제어 솔레노이드 밸브(1)의 코일의 추정 저항,
    I_end = 제어 사이클의 종료 시 필요한 코일 전류,
    I_est_beg = 제어 사이클의 시작 시 추정된 전류)
    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 사이클(T_cycle)의 각각의 시간 간격(N) 내에서 추정된 코일 전류(I_est)가 하기의 관계식,
    Figure pct00099

    (여기서 k = 1, ... N이고,
    I_est = 추정된 코일 전류,
    R_est = 코일의 추정 저항,
    U = 코일 전압,
    I_beg = 제어 사이클의 시작 시 코일 전류)
    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 사이클의 종료 시 추정된 제동 압력
    Figure pct00100
    이 하기의 관계식,
    Figure pct00101

    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 제어 방법.
  19. 제1항 내지 제18항에 기술된 방법을 실행하도록 형성된 수단을 포함하는 장치.
KR1020107015157A 2008-01-10 2008-11-14 솔레노이드 밸브의 제어 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 수단을 포함하는 장치 KR101525637B1 (ko)

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