KR20130019910A

KR20130019910A - 소음이 개선된 스마트 부스터 장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20130019910A
Application number: KR1020110082215A
Authority: KR
Inventors: 김도군
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-02-27
Also published as: KR101859764B1; CN102957307A; CN102957307B

Abstract

본 발명은 노이즈 및 소음이 개선된 스마트 부스터 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 스마트 부스터 장치는 솔 밸브의 듀티비가 50% 이하인 구간에서 PWM을 상보 동작시켜 2개의 솔 밸브의 전류인가 시간을 의도적으로 불일치시킴으로써 전원의 급격한 변화를 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

소음이 개선된 스마트 부스터 장치 및 그 동작 방법{Smart Booster Apparatus Improving Noise And Method Thereof}

본 발명은 소음이 개선된 스마트 부스터 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 솔 밸브의 동작에 따라 발생하는 소음을 개선하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 스마트 부스터는 VCC_12V의 전원 라인에서 온/오프시 소요되는 시간으로 인해 솔 밸브에서 출력되는 전류에 리플(ripple) 성분이 많이 포함되어 있다.

이러한 리플 성분은 인가 전원의 불안정과 노이즈의 원인으로 작용하여 솔 밸브의 실제 스위칭 동작에 따라 극심한 소음을 발생시키는 문제가 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 두 개의 밸브를 포함하는 솔 밸브의 듀티비가 50% 이하인 구간에서 PWM을 상보 동작시켜 각 밸브의 전류인가 시간을 의도적으로 불일치시킴으로써 전원의 급격한 변화를 줄일 수 있는 소음이 개선된 스마트 부스터의 솔 밸브 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 소모전류의 리플 성분을 줄여 솔 밸브 동작에 의한 노이즈 발생을 줄일 수 있는 소음이 개선된 스마트 부스터의 솔 밸브 장치 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따른 차량의 스마트 부스터 장치는 입력된 PWM 신호로 전류를 형성하여 출력하는 두 개의 밸브를 포함하는 솔 밸브; 및 상기 PWM 신호를 어느 하나의 밸브에 출력하고 특정 시간이 지난 후 상기 PWM 신호를 나머지 밸브에 출력하는 ECU를 포함하고, 상기 각 밸브는 형성된 상기 전류가 상기 솔 밸브로부터 끊김 없이 출력되도록 상기 전류의 출력을 온/오프 스위칭하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 면에 따른 두 개의 밸브로 구성된 솔 밸브를 포함하는 차량 스마트 부스터 장치의 소음 개선 방법은 PWM 신호를 어느 하나의 밸브에 출력하고 특정 시간이 지난 후 상기 PWM 신호를 나머지 밸브에 출력하는 단계; 및 각 밸브는 입력된 상기 PWM 신호로 전류를 형성하고, 형성된 상기 전류가 상기 솔 밸브로부터 끊김 없이 출력되도록 상기 전류의 출력을 온/오프 스위칭하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 전원의 안정화와 전류 리플의 감소로 솔 밸브의 동작에 따라 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음이 개선된 스마트 부스터 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 솔 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 솔 밸브의 리플 현상을 설명하기 위한 도면.
도 6은 솔 밸브의 리플 현상이 개선된 것을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음이 개선된 스마트 부스터 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소음이 개선된 스마트 부스터 장치를 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음이 개선된 스마트 부스터 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 솔 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 리플 현상을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 리플 현상이 개선된 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 소음이 개선된 스마트 부스터 장치는 솔 밸브(110) 및 ECU(120)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(200, Angle 센서)이 운전자에 의해 조작되면, 스트로크 센서는 브레이크 페달(200)이 운전자에 의해 조작된 것을 감지하여 ECU(120)에 전달한다.

ECU(120)는 스트로크 센서로부터 운전자에 의해 브레이크 페달(200)이 조작된 것을 전달받으면, 요구 제동력을 결정하고 결정에 따라 모터(300)의 동작을 제어하고, 솔 밸브(110)에 운전자에 의해 브레이크 페달(200)이 조작된 것을 전달한다.

솔 밸브(110)는 두 개의 밸브(밸브 1, 밸브 2)를 포함하며, ECU(120)로부터 운전자에 의해 브레이크 페달(200)이 조작된 것을 전달받으면, 페달 시뮬레이터(600)를 동작시킨다.

모터(300)는 ECU(120)의 제어에 따라 구동되어 메인 실린더(400, M/Cyl)가 작동되도록 한다.

메인 실린더(400)는 모터(300)에 의해 작동되어 압력센서(500)에 피드백 정보를 전달하고, 차량의 전/후륜 캘리퍼를 동작시켜 차량에 제동이 걸리도록 한다.

이하에서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 솔 밸브의 동작을 설명한다.

솔 밸브(110)는 노멀 오픈 타입(Normal Open type)일 경우, 제어를 받지 않는 평상시 전류가 흐를 수 있는 오픈 상태가 되고, 제어시 전류가 흐를 수 없는 클로즈 상태가 되며, 노멀 클로즈 타입(Normal close type)일 경우, 제어를 받지 않는 평상시 전류가 흐를 수 없는 클로즈 상태가 되고, 제어시 전류가 흐를 수 있는 오픈 상태가 된다.

솔 밸브(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 1(스위치 소자 FET Q1), 밸브 2(스위치 소자 FET Q2)로 ECU(또는 MCU)에서 출력된 PWM_NO와 PWM_NC 신호(제어 PWM)를 입력받는다.

각 밸브(밸브 1, 밸브 2)는 입력된 PWM 전압을 전류로 형성하고, 제어에 따라 오픈되거나 클로우즈되어 형성된 전류를 흐를 수 있도록 하거나 흐를 수 없도록 한다. 즉, 온/오프 스위칭한다.

한편, 실제 사용 듀티(Duty)는 25~ 70%까지 가변적으로 사용하나 대부분의 제어가 50% 미만에서 이루어지므로, 동일 형태로 인가(주파수와 동일 rising, falling time)된 PWM에 의해 스위칭의 온/오프 시점이 동일하게 되어, 도 5에 도시된 바와 같이 전류 리플이 심하게 되고 노이즈가 야기되는 현상이 발생한다.

ECU(120)는 전술된 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 솔 밸브(솔레노이드 밸브)에 포함된 밸브 1과 밸브 2에 PWM 신호를 고정주파수 PWM과 50% 듀티 범위 내에서 상보적으로 출력한다.

각 밸브(밸브 1, 밸브 2)는 ECU(120)에서 출력된 PWM 신호를 입력받아 VCC_12V(DC LINK단)에 필요한 전류가 솔 밸브(110)로부터 단속 없이 일정한 양이 출력되도록 온/오프 스위칭하여, 도 6에 도시된 바와 같이 전류 리플을 감소시킨다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전원의 안정화와 전류 리플의 감소로 소음을 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 솔 밸브의 듀티비가 50% 이하인 구간에서 PWM을 상보 동작시켜 각 밸브(밸브 1, 밸브 2)의 전류인가 시간을 의도적으로 불일치시킴으로써 전원의 급격한 변화를 줄일 수 있다.

이상, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 및 소음이 개선된 스마트 부스터 장치를 설명하였고, 이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 및 소음이 개선된 스마트 부스터 장치의 동작을 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 솔 밸브(110)의 제어 듀티를 결정한다(S700). 즉, 듀티 카운터 값(Counter Value)을 결정한다.

결정된 듀티 카운터 값이 전체 클럭 카운터(Full Clock Counter)의 50%보다 큰지 여부를 판단하고(S701), 판단결과, 결정된 듀티 카운터 값이 전체 클럭 카운터(Full Clock Counter)의 50%보다 클 경우, 솔 밸브(110)를 노멀 오픈 타입(Normal Open type)으로 제어하며(S702), 판단결과, 결정된 듀티 카운터 값이 전체 클럭 카운터(Full Clock Counter)의 50%보다 작거나 같을 경우, 듀티 카운터 값을 리셋한다(S703).

클럭 카운트 재생기를 동작시켜 클럭 카운트를 카운팅한다(S704). 전체 카운트 시간은 1/PWM 주파수이다.

카운트의 오버플로어 여부를 판단하고(S705), 판단결과, 카운트가 오버플로어일 경우, 카운터를 리셋하며(S703), 판단결과, 카운트가 오버플로어 아닌 경우, 클럭 카운트가 0인지 여부를 판단한다(S706).

판단결과, 클럭 카운트가 0일 경우, 클럭 카운트를 카운팅하고(S704), 판단결과, 클럭 카운트가 0이 아닐 경우, 솔 밸브(110)의 스위치 소자 FET Q1, Q2로 입력될 PWM 신호인 PWM_NO 와 PWM_NC 신호의 NO 값을 HIGH로 rising하고, NC 값을 LOW로 falling한다(S707).

NO 듀티 카운터 값이 클럭 카운트와 같은지 여부를 판단하고(S708), 판단결과, NO 듀티 카운터 값이 클럭 카운트와 같지 않으면, 클럭 카운트를 카운팅하고(S704), 판단결과, NO 듀티 카운터 값이 클럭 카운트와 같을 경우, 솔 밸브(110)의 스위치 소자 FET Q1, Q2로 입력될 PWM 신호인 PWM_NO 와 PWM_NC 신호의 NO 값을 HIGH로 rising하고, NC 값을 LOW로 falling한다(S709).

한편, 클럭 카운트가 전체 카운트의 50%인지 여부를 판단하고(S701), 판단결고, 클럭 카운트가 전체 카운트의 50%가 아닐 경우, 클럭 카운트를 카운팅하고(S704), 판단결과, 클럭 카운트가 전체 카운트의 50%일 경우, 솔 밸브(110)의 스위치 소자 FET Q1, Q2로 입력될 PWM 신호인 PWM_NO 와 PWM_NC 신호의 NO 값을 HIGH로 rising하고, NC 값을 LOW로 falling한다(S711).

NC듀티 카운터 값이 클럭 카운트와 같은지 여부를 판단하고(S712), 판단결과, NC 듀티 카운터 값이 클럭 카운트와 같지 않으면, 클럭 카운트를 카운팅하며(S704), 판단결과, NC 듀티 카운터 값이 클럭 카운트와 같을 경우, 솔 밸브(110)의 스위치 소자 FET Q1, Q2로 입력될 PWM 신호인 PWM_NO 와 PWM_NC 신호의 NO 값을 HIGH로 rising하고, NC 값을 LOW로 falling한다(S713).

솔 밸브(110)의 스위치 소자 FET Q1, Q2에 NO 값을 HIGH로 rising하고, NC 값을 LOW로 falling한 PWM 신호인 PWM_NO 와 PWM_NC 신호를 출력한다(S714).

이상 바람직한 실시예와 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 관해 구체적으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 : 솔 밸브 120 : ECU
200 : 브레이크 페달 300 : 모터
400 : 메인 실린더 500 : 압력 센서
600 : 페달 시뮬레이터

Claims

차량의 스마트 부스터 장치에 있어서,
입력된 PWM 신호로 전류를 형성하여 출력하는 두 개의 밸브를 포함하는 솔 밸브; 및
상기 PWM 신호를 어느 하나의 밸브에 출력하고 특정 시간이 지난 후 상기 PWM 신호를 나머지 밸브에 출력하는 ECU를 포함하고,
상기 각 밸브는 형성된 상기 전류가 상기 솔 밸브로부터 끊김 없이 출력되도록 상기 전류의 출력을 온/오프 스위칭하는 것
인 소음이 개선된 스마트 부스터 장치.
제1항에 있어서,
상기 ECU는 상기 각 밸브의 듀티 비가 특정 값 이하인 구간에서 상기 PWM 신호를 어느 하나의 밸브에 출력하고 특정 시간이 지난 후 상기 PWM 신호를 나머지 밸브에 출력하는 것
인 소음이 개선된 스마트 부스터 장치.
두 개의 밸브로 구성된 솔 밸브를 포함하는 차량 스마트 부스터 장치의 소음 개선 방법에 있어서
PWM 신호를 어느 하나의 밸브에 출력하고 특정 시간이 지난 후 상기 PWM 신호를 나머지 밸브에 출력하는 단계; 및
각 밸브는 입력된 상기 PWM 신호로 전류를 형성하고, 형성된 상기 전류가 상기 솔 밸브로부터 끊김 없이 출력되도록 상기 전류의 출력을 온/오프 스위칭하는 단계
를 포함하는 스마트 부스터 장치의 소음 개선 방법.
제3항에 있어서,
상기 출력하는 단계는 상기 각 밸브의 듀티 비가 특정 값 이하인 구간에서 상기 PWM 신호를 어느 하나의 밸브에 출력하고 특정 시간이 지난 후 상기 PWM 신호를 나머지 밸브에 출력하는 단계인 것
인 스마트 부스터 장치의 소음 개선 방법.