KR20160142362A - 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 서로 뒤따르는 작동 구간을 갖는 작동 신호가 이 경우에 사용되되, 자석 코일의 코일 와이어에서의 전류에서의 증가를 야기하고 기특정된 펄스 지속시간을 갖는 시작 펄스, 및 시작 펄스를 뒤따르고 그리고 듀티 사이클을 갖는 펄스 시퀀스가 각각의 작동 구간에서 제공된다. 솔레노이드 밸브의 코일 와이어를 통해 흐르는 전류의 전류 강도는 전류에서의 증가 동안 2개의 다른 시간에 측정되고, 후속하여 전류 구배는 측정된 전류 강도로부터 계산된다. 그 후, 전류 구배에 대한 기특정된 임계값은 계산된 전류 구배와 비교된다. 계산된 전류 구배가 기특정된 전류 구배보다 더 낮으면, 코일 와이어를 통해 흐르는 전류는 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 과열을 방지하기 위해 감축된다.

Description

솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING THE TEMPERATURE OF THE COIL WIRE OF A SOLENOID VALVE}
본 발명은 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
솔레노이드 밸브는 보통은 체적 유량, 예컨대 공통-레일 디젤 분사 시스템의 연료 체적 유량을 조정 및 제어하는데 사용된다. 상기 솔레노이드 밸브의 동작 동안에는 각각의 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도가 허용가능한 최대 온도를 초과할 위험이 있다. 이것은 솔레노이드 밸브의 기능 방해 및 또한 솔레노이드 밸브의 파괴를 초래할 수 있다.
이것을 회피하기 위해, 솔레노이드 밸브의 코일의 하우징 상에 맞는 온도 센서에 의해 코일 온도의 특징을 나타내는 온도 값을 측정하는 것이 이미 알려져 있다.
이러한 절차의 하나의 단점은 솔레노이드 밸브의 하우징 상에 맞는 온도 센서에 의해 측정된 온도가 코일 와이어의 실제 온도에 대응하는 것이 아니라, 그보다는 실제 코일 온도의 근사값에 불과하다는 것이다.
본 발명의 목적은 코일 와이어의 실제 온도가 기지의 방법으로보다는 더 양호하게 검출될 수 있는 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법을 특정하는 것이다.
이러한 목적은 특허 청구항 제1항에서 특정된 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유익한 구성 및 개량은 종속 특허 청구항 제2항 내지 제6항에서 특정된다. 특허 청구항 제7항은 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도는 연속하는 작동 구간을 갖는 작동 신호를 평가함으로써 모니터링되되, 시작 펄스는 미리 정의된 펄스 지속시간을 갖고, 상기 시작 펄스는 자석 코일의 코일 와이어에서의 전류 상승을 유발하고, 그리고 시작 펄스에 이어지는 그리고 듀티 비를 갖는 펄스 시퀀스는 각각의 작동 구간에서 제공된다. 이것은 전류 상승의 지속시간 동안 제1 시점에서 솔레노이드 밸브의 코일 와이어를 통해 흐르는 전류의 전류 강도를 측정하는 단계, 전류 상승의 지속시간 동안 제2 시점에서 솔레노이드 밸브의 코일 와이어를 통해 흐르는 전류의 전류 강도를 측정하는 단계, 측정된 전류 강도로부터 전류 구배를 계산하는 단계, 계산된 전류 구배와 전류 구배에 대한 미리 정의된 임계값을 비교하는 단계, 및 계산된 전류 구배가 미리 정의된 전류 구배보다 더 작으면 코일 와이어를 통해 흐르는 전류를 감축하는 단계를 수반한다.
이러한 방식으로 코일 와이어를 통해 흐르는 전류를 감축하는 것은 펄스 시퀀스의 펄스의 듀티 비를 변화시킴으로써 또는 펄스 시퀀스의 펄스의 수를 변화시킴으로써 단순한 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 이점은, 특히, 코일 와이어 온도가 직접 그리고 그리하여 코일 와이어 온도가 코일 하우징 상에 맞는 온도 센서에 의해 검출되는 기지의 방법보다 더 정확히 검출된다는 것이다. 본 발명에 따른 방법을 적용함으로써, 코일 와이어의 임계 한계 온도가 초과되는 것이 방지되고 그리하여 솔레노이드 밸브의 기능이 항상 보장된다.
본 발명의 추가적 이점은 방법을 수행하기 위한 기술적 경비가 감축된다는 것이다. 요구되는 컴포넌트의 수는 온도 센서가 사용되는 기지의 방법에 비해 감축된다. 이에 관하여, 특히 온도 센서에 대한 필요성 및 또한 온도 센서가 평가 유닛에 접속되게 하여야 하는 플러그 커넥션 및 전기 라인에 대한 필요성이 없게 된다. 본 발명에 따른 방법에서, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하는 것은 여하튼 존재하는 솔레노이드 밸브의 작동 장비를 사용하여 달성될 수 있다.
더욱, 본 발명에 따른 방법은, 위에서 언급된 부가적 컴포넌트에 대한 필요성이 없게 되고, 그 결과, 전체 시스템의 고장 확률이 감축되므로, 온도 센서가 사용되는 기지의 방법보다 더 높은 신뢰성을 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 추가적 이점은 솔레노이드 밸브의 동작 동안 발생하는 코일 와이어의 온도에서의 변화에 대한 반응 시간이 감축된다는 것이다.
더욱, 위에서 언급된 부가적 컴포넌트에 대한 필요성을 없앰으로써 비용이 절약된다.
본 발명의 추가적 이점은 도면을 참조하여 이하의 그 예시적 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 장치의 블록 예시도;
도 2는 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도;
도 3은 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 작동 신호의 일례의 실시형태의 도식적 선도; 및
도 4는 다양한 전류 구배를 설명하기 위한 도식적 선도.
도 1은 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 장치의 블록 예시도를 도시한다. 상기 장치는 전압원(1), 솔레노이드 밸브(2), 제어 및 조정 유닛(3) 및 스위치(4)를 포함한다. 전압원(1), 제어 및 조정 유닛(3) 및 스위치(4)는 전자 제어 유닛(ECU)을 형성한다.
전압원(1)은 그 출력에서 DC 전압을 제공하며, 상기 DC 전압은 스위치(4)를 통하여 솔레노이드 밸브(2)의 자석 코일(2a)을 통한 전류 흐름을 야기한다. 솔레노이드 밸브(2)를 통해 흐르는 전류는 제어 및 조정 유닛(3)에 공급되고, 거기서 전류가 측정되고, 전류 구배가 계산되고 그리고 계산된 전류 구배가 평가된다. 마이크로컴퓨터를 포함하는 제어 및 조정 유닛(3)은 그 출력에서 스위치 제어 신호(s)를 이용가능하게 하며, 그에 의해 스위치(4)가 작동된다. 스위치(4)의 작동은 작동 신호에 의해 달성되는데, 추가적 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
위에서 기술된 장치는 자석 코일(2)의 코일 와이어(2a)의 온도를 모니터링하기 위한 방법을 수행하기 위해 본 발명에서 사용된다.
도 2는 솔레노이드 밸브의 자석 코일의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 상기 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한다. 이 방법은 연속하는 작동 구간을 갖는 작동 신호를 사용한다. 시작 펄스는 미리 정의된 펄스 지속시간을 갖고, 상기 시작 펄스는 자석 코일의 코일 와이어에서의 전류 상승을 유발하고, 그리고 시작 펄스에 이어지는 그리고 듀티 비를 갖는 펄스 시퀀스는 상기 작동 구간의 각각에서 제공된다.
단계(S1)는 전류 상승 동안 제1 시점(t1)에서 솔레노이드 밸브의 코일 와이어를 통해 흐르는 전류의 전류 강도(I(t1))를 측정하는 것을 수반한다.
이후에, 단계(S2)는 전류 상승 동안 제2 시점(t2)에서 솔레노이드 밸브의 코일 와이어를 통해 흐르는 전류의 전류 강도(I(t2))를 측정하는 것을 수반한다.
그 후, 단계(S3)는 이하의 관계에 따라 전류 구배(α)를 계산하는 것을 수반한다:
α = [I(t2) - I(t1)] / (t2-t1).
그 후, 전류 구배에 대한 미리 정의된 임계값(αlim)이 계산된 전류 구배(α)와 비교되는 단계(S4)로 이행된다.
이러한 비교가 계산된 임계값(α)이 미리 정의된 임계값(αlim)보다 더 작다고 드러내면, 그때는 자석 코일(2)의 코일 와이어(2a)를 통해 흐르는 전류를 감축하는 것을 수반하는 단계(S5)로 이행된다. 이러한 방식으로 코일 와이어를 통해 흐르는 전류를 감축하는 것은 유익하게는 각각의 작동 구간의 펄스 시퀀스의 펄스의 듀티 비를 변화시킨다는 의미에서 스위치(4)에 공급되는 스위치 제어 신호(s)를 변화시킴으로써 수행될 수 있다. 그 대안으로서, 이러한 방식으로 코일 와이어를 통해 흐르는 전류를 감축하는 것은 또한 각각의 작동 구간의 펄스 시퀀스의 펄스의 수를 변화시킴으로써 수행될 수 있다.
단계(S5)에서 이러한 방식으로 솔레노이드 밸브의 코일 와이어를 통해 흐르는 전류를 감축하는 것 다음에는, 단계(S1 내지 S5)가 후속 작동 구간에서 재차 수행될 수 있게 되도록, 단계(S1)로 복귀된다.
대조적으로, 단계(S4)에서 수행된 비교가 계산된 전류 구배(α)가 미리 정의된 임계값(αlim)보다 더 크거나 상기 미리 정의된 임계값(αlim)과 같다고 드러내면, 그때는, 단계(S1 내지 S5)가 후속 작동 구간에서 재차 수행될 수 있게 되도록, 단계(S4)로부터 단계(S1)로의 직접 복귀 진행이 달성된다.
본 발명은 코일 와이어의 온도가 증가함에 따라 전류 구배가 감소한다는 사실을 이용한다. 그래서, 전류 구배에 대한 미리 정의된 임계값(αlim)은, 솔레노이드 밸브의 동작 동안, 자석 코일의 코일 와이어의 허용가능한 최대 온도가 초과되지 않음이 항상 보장되는 방식으로 미리 정의된다. 이것은 코일 와이어의 과열 및 또한 코일 와이어의 과열로 인한 자석 코일의 파괴를 방지한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 작동 신호의 일례의 실시형태의 도식적 선도를 도시한다. 상기 도식적 선도에서, 전압(U)은 위쪽으로 플롯팅되고 시간(t)은 오른쪽으로 플롯팅된다. 사용되는 작동 신호는, 각각 휴지 구간(P1, P2, ...)만큼 서로로부터 이격되어 있는, 복수의 작동 구간(A1, A2, ...)을 가짐이 분명하다. 자석 코일의 코일 와이어에서의 전류 상승을 유발하는 시작 펄스(SI)는 상기 작동 구간의 각각에서 제공된다. 더욱, 시작 펄스에 이어지는 그리고 듀티 비를 갖는 펄스 시퀀스(IF)는 작동 구간의 각각에서 제공된다. 시작 펄스(SI)의 펄스 지속시간은 펄스 시퀀스(IF)의 펄스의 펄스 지속시간보다 더 크다. 전류 구배의 상기 평가가 계산된 전류 구배가 전류 구배에 대한 미리 정의된 임계값보다 더 작다고 드러내면, 그때는 펄스 시퀀스(IF)의 펄스의 듀티 비가 자석 코일(2)의 코일 와이어(2a)를 통해 흐르는 전류를 감축할 목적으로 변화될 수 있다. 그 대안으로서, 펄스 시퀀스(IF)의 펄스의 수가 또한 자석 코일(2)의 코일 와이어(2a)를 통해 흐르는 전류를 감축할 목적으로 변화될 수 있다. 이것은 각각의 휴지 구간의 지속시간에서의 변화 및 또한 작동 구간의 지속시간에서의 변화를 초래한다.
도 4는 다양한 전류 구배를 설명하기 위한 도식적 선도를 도시한다. 이 경우에, 작동 구간의 시작 펄스(SI)는 도 4에서 확대된 방식으로 예시된다. 2개의 다른 전류 프로파일(SV1, SV2)이 시작 펄스 내에 예시된다. 전류 프로파일(SV1)의 추이는 전류 프로파일(SV2)보다 더 평탄하다. 그 결과, 전류 프로파일(SV1)과 연관된 전류 구배(α1 = [I(t2) - I(t1)] / (t2 - t1))는 전류 프로파일(SV2)과 연관된 전류 구배(α1 = [I'(t2) - I'(t1)] / (t2 - t1))보다 더 작다.

Claims (7)

  1. 연속하는 작동 구간을 갖는 작동 신호를 사용하여 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법으로서,
    시작 펄스는 미리 정의된 펄스 지속시간을 갖고, 상기 시작 펄스는 자석 코일의 상기 코일 와이어에서의 전류 상승을 유발하고, 그리고 상기 시작 펄스에 이어지는 그리고 듀티 비를 갖는 펄스 시퀀스는 각각의 작동 구간에서 제공되고, 하기 단계들을 포함하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법:
    S1: 상기 전류 상승 동안 제1 시점(t1)에서 상기 솔레노이드 밸브의 상기 코일 와이어를 통해 흐르는 전류의 전류 강도[I(t1)]를 측정하는 단계,
    S2: 상기 전류 상승 동안 제2 시점(t1)에서 상기 솔레노이드 밸브의 상기 코일 와이어를 통해 흐르는 상기 전류의 상기 전류 강도[I(t2)]를 측정하는 단계,
    S3: 측정된 상기 전류 강도로부터 전류 구배(α)를 계산하는 단계,
    S4: 계산된 상기 전류 구배(α)와 상기 전류 구배에 대한 미리 정의된 임계값(αlim)을 비교하는 단계, 및
    S5: 계산된 상기 전류 구배(α)가 미리 정의된 전류 구배(αlim)보다 더 작으면 상기 코일 와이어를 통해 흐르는 상기 전류를 감축하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연속하는 작동 구간에서 단계(S1 내지 S5)를 반복하는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시작 펄스의 상기 펄스 지속시간은 상기 펄스 시퀀스의 펄스의 상기 펄스 지속시간보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일 와이어를 통해 흐르는 상기 전류를 감축하는 단계는 듀티 비를 갖는 상기 펄스 시퀀스의 펄스의 상기 듀티 비를 변화시키는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일 와이어를 통해 흐르는 상기 전류를 감축하는 단계는 듀티 비를 갖는 상기 펄스 시퀀스의 펄스의 수를 변화시키는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속하는 작동 구간은 각각의 경우에 휴지 구간만큼 서로로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법.
  7. 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 장치로서,
    전압원, 솔레노이드 밸브, 제어 및 조정 유닛, 및 스위치를 포함하되,
    상기 제어 및 조정 유닛(3)은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서 특정된 특징을 갖는 방법을 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 장치.
KR1020167030772A 2014-04-03 2015-03-12 솔레노이드 밸브의 코일 와이어의 온도를 모니터링하기 위한 방법 및 장치 KR20160142362A (ko)

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