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KR101194989B1 - 솔레노이드 밸브의 전자제어장치 - Google Patents

솔레노이드 밸브의 전자제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브의 전자제어장치로서, 솔레노이드 밸브 구동부에 비대칭 충, 방전부를 추가하여 솔레노이드 밸브 구동시 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락을 검출하여 단락시 전류가 흐르는 것을 차단되도록 하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 전자제어장치는 전류의 공급시 자력을 발생하여 내부에 마련된 스풀을 이동시키는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치로서, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 솔레노이드 구동부와, 상기 구동부로 제어신호를 송출하는 제어부와, 상기 솔레노이드 밸브의 정상 상태시 PWM DUTY에 따라 전류가 충, 방전되며 흐르는 것을 허용하고, 상기 솔레노이드 밸브의 비정상 상태시 전류가 흐르는 것을 차단하는 비대칭 충, 방전 회로부를 포함한다.
솔레노이드 밸브, 전자제어장치, MCU, ECU, 커패시터, 저항

Description

솔레노이드 밸브의 전자제어장치 {ELECTRICAL CONTROL UNIT OF SOLENOID VALVE}
본 발명은 솔레노이드 밸브의 전자제어장치로서, 더욱 상세하게는 솔레노이드 밸브 구동부에 비대칭 충, 방전부를 추가하여 솔레노이드 밸브 구동시 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락을 검출하여 단락시 전류가 흐르는 것을 차단되도록 하는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 전자제어 제동장치 및 현가장치 등의 차량의 자세와 브레이크 시스템에 관한 전자제어장치(Electrical Control Unit : ECU)가 구비되어 있다. 한편, 상기 차량에는 다수의 유압 장치가 설치되며, 상기 유압 장치에는 상기 전자제어장치에 의해 작동이 제어되는 솔레노이드 밸브가 설치된다. 이러한 유압 장치는 차륜들의 제동력을 조절하여 차량의 자세 제어 등을 수행한다.
도 1은 일반적인 솔레노이드 밸브의 제어하기 위한 전자제어장치의 블록도로서, 솔레노이드 밸브(10)는 전류의 공급을 위한 배터리(20)가 연결되며, 작동의 제어를 위한 전자제어장치(30)를 포함한다. 상기 전자제어장치(30)는 펄스폭 변조 신호를 생성하는 제어부(MCU)(40)와, 상기 제어부(MCU)(40)에서 생성한 펄스폭 변 조 신호에 의해 작동하는 솔레노이드 구동부(60)와, 상기 솔레노이드 밸브(10)로 공급되는 전류를 검출하는 전류검출부(50)를 포함한다. 이와 같이 구성된 전자제어장치(30)는 솔레노이드 밸브(10)와 연결되어 그 작동을 제어하게 된다.
여기에서, 상기 솔레노이드 밸브(10)는 통상적으로 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation : PWM) 신호에 의해 제어되는데, 펄스폭 변조 신호의 듀티비(duty-ratio)를 조절하고, 그에 따라 상기 솔레노이드 밸브에 마련된 솔레노이드 코일에 흐르는 전류를 제어함에 따라 제어할 수 있다.
그러나, 종래의 솔레노이드 밸브(10)는 전자제어장치(30)에 연결되는 배선에서 단선(open), 배터리 단락(short) 또는 배터리 그라운드(GND) 단락이 될 수 있으며, 이에 따라 오작동을 일으키는 문제가 있다. 일례로, 솔레노이드 밸브(10)가 배터리 그라운드 단락될 경우, 내부의 전류 검출회로가 최대 전류를 검출하게 되며, 이에 따라 제어부(MCU)(40)에는 펄스폭 변조 신호(PWM)에서의 듀티비를 최소로 가져가게 된다. 따라서, 상기 솔레노이드 밸브(10)는 펄스폭 변소 신호는 최소로 제한되지만, 솔레노이드 코일에 흐르는 전류를 제어하지 못하여 최대 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 제어부(MCU)(40)는 솔레노이드 코일에 흐르는 전류를 줄이기 위해 계속해서 듀티비를 최소로 하여 펄스폭 변조 신호를 생성하게 된다. 이와 같이, 종래의 솔레노이드 밸브(10)는 내부 회로의 단락시 고장상태를 판단할 수 없으며, 이에 따라 솔레노이드 밸브(10)의 오작동을 일으키는 문제가 있으며, 이에 대한 고장 여부를 검출할 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 솔레노이드 밸브 구동부에 비대칭 충, 방전부를 추가하여 솔레노이드 밸브 구동시 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락을 검출하여 단락시 전류가 흐르는 것을 차단되도록 하는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 전자제어장치는 전류의 공급시 자력을 발생하여 내부에 마련된 스풀을 이동시키는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치로서, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 솔레노이드 구동부와, 상기 구동부로 제어신호를 송출하는 제어부와, 상기 솔레노이드 밸브의 정상 상태시 PWM DUTY에 따라 전류가 충, 방전되며 흐르는 것을 허용하고, 상기 솔레노이드 밸브의 비정상 상태시 전류가 흐르는 것을 차단하는 비대칭 충, 방전 회로부를 포함한다.
여기에서, 상기 비대칭 충, 방전 회로부는 상기 솔레노이드 밸브와 접지단 사이에 연결되는 커패시터와, 상기 솔레노이드 밸브와 상기 커패시터 사이에 병렬로 연결되는 제1저항 및 제2저항과, 상기 제2저항과 직렬로 연결되어 상기 제2저항에서 상기 커패시터로 흐르는 전류가 순방향을 이루도록 제어하는 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비대칭 충, 방전 회로부는 상기 제1저항이 상기 제2저항보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 상기 솔레노이드 밸브의 정상 상태는 상기 솔레노이드 밸브가 상기 제어부로부터 출력되는 펄스폭 변조 신호(PWM)에 의해 구동되 어 상기 솔레노이드 밸브의 전류가 제어 가능한 상태이고, 상기 솔레노이드 밸브의 비정상 상태는 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락시 상기 솔레노이드 밸브와 상기 비대칭 충, 방전 회로부 사이로 흐르는 전류가 'O'V가 되어 상기 솔레노이드 밸브의 전류가 제어 불능 상태일 수 있다.
전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 검출 장치는 비대칭 충,방전회로를 이용하여 솔레노이드 밸브 구동시 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락을 검출할 수 있으며, 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락시 전류가 흐르는 것을 차단하여 오작동을 방지하며, 주행안정성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제어하기 위한 전자제어장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 전자제어장치의 회로도이다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(110)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 전류의 공급을 위한 배터리(120)가 연결되며, 작동의 제어를 위한 전자제어장치(130)를 포함한다. 상기 전자제어장치(130)는 펄스폭 변조 신호를 생성하는 제어부(MCU)(140)와, 상기 제어부(MCU)(140)에서 생성한 펄스폭 변조 신호에 의해 작동하는 솔레노이드 구동부(160)와, 상기 솔레노이드 밸브(110)로 공급되는 전류를 검출하는 전류검출부(150)를 포함하며, 전류 제어를 통한 솔레노이드 밸브의 배터 리 그라운드(GND) 단락 여부를 검사하는 비대칭 충, 방전 회로부(170)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(110)의 비대칭 충, 방전 회로부(170)의 회로도인 도 4를 참고하면, 상기 비대칭 충, 방전 회로부(170)는 상기 솔레노이드 밸브(110)와 접지단(GND) 사이에 연결되어 전류를 충전하는 커패시터(172)를 갖고, 상기 솔레노이드 밸브(110)와 상기 커패시터(172) 사이에는 제1저항(174) 및 제2저항(176)이 병렬로 연결된다. 또한, 상기 제2저항(176)에는 상기 제2저항(176)에서 상기 커패시터(172)로 흐르는 전류가 순방향으로만 흐르도록 전류의 순환방향을 제어하는 다이오드(178)가 설치된다. 여기에서, 상기 커패시터(172)는 전류를 충전하는 기능을 하며, PWM 전압이 들어올 때는 전압과 듀티(duty)의 비례만큼의 전압이 충전된다. 또한, 상기 다이오드(178)는 전류가 상기 제2저항(176)에서 상기 커패시터(172)로 흐르는 방향이 순방향이 되도록 설치된다.
상기 제어부(MCU)(140)는 펄스폭 변조 신호(Pulse Width Modulation : PWM)를 생성하여 상기 솔레노이드 구동부(160)로 전송하며, 상기 솔레노이드 구동부(160)는 상기 펄스폭 변조 신호에 따라 상기 솔레노이드 밸브(110)의 작동을 제어한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 비대칭 충, 방전 회로부(170)의 제1저항(174)은 50㏀으로 이루어지고, 제2저항(176)은 1㏀으로 이루어진 것을 일례로 설명하면 다음과 같다. 즉, 상기 커패시터(172)는 충전시에 상기 제1저항(174) 및 상기 제2저항(176)을 통해 전류가 공급된다. 이와 반대로, 상기 커패시터(172)에서 방전이 일어날 경우, 상기 다이오드(178)에 의해 제2저항(176) 쪽으로는 전류가 흐르지 않게 되며, 상기 제1저항(174)을 통해서만 방전이 이루어진다. 따라서, 상기 비대칭 충, 방전 회로부(170)는 충전시간이 방전시간에 비해 빠르게 되며, 본 실시예와 같이, 제1저항(174)이 50㏀, 제2저항(176)이 1㏀으로 이루어진 경우, 충전시간이 방전시간에 비해 약 50배 빠르게 된다.
더욱 상세하게는, 상기 비대칭 충, 방전 회로부(170)에 PWM 전압이 입력시, PWM duty가 'On'일 경우 상기 커패시터(172)에는 '전압(V) ㅧ duty'만큼 전압이 충전된다. 한편, PWM duty가 'Off'일 경우 상기 다이오드(178)에 의해 상기 제2저항(176)으로는 전류가 흐르지 않고, 상기 제1저항(174)으로만 전류가 흐르며 방전된다.
이때, 상기 커패시터(172)에 충전되는 통로의 저항보다 상기 커패시터(172)로부터 방전되는 통로의 저항값이 상대적으로 매우 커 충전보다 방전이 느려지며, 제어부(MCU)(140)의 입력 전압 레벨은 PWM duty가 매우 낮은 경우에도 높게(High) 인식된다.
한편, 상기 솔레노이드 밸브의 구동부가 단락되면, 단락된 곳을 통해 접지단(GND)으로 연결되며, 상기 비대칭 충, 방전 회로로는 전류가 흐르지 않다. 이에 따라 상기 솔레노이드 밸브(110)의 저자제어장치는 제어부(MCU)(140)의 입력 전압 레벨을 낮게(Low)로 인식하여 상기 레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND)가 단락된 것을 검출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 전자제어장치를 예시된 도면 을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
도 1은 일반적인 솔레노이드 밸브의 제어하기 위한 전자제어장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 제어하기 위한 전자제어장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 전자제어장치의 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 비대칭 충, 방전 회로부의 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 솔레노이드 밸브 120 : 배터리
130 : 전자제어장치 140 : 제어부(MCU)
150 : 전류검출부 160 : 솔레노이드 구동부
170 : 비대칭 충, 방전 회로부 172 : 커패시터
174 : 제1저항 176 : 제2저항
178 : 다이오드

Claims (4)

  1. 전류의 공급시 자력을 발생하여 내부에 마련된 스풀을 이동시키는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치로서,
    상기 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 솔레노이드 구동부와,
    상기 구동부로 제어신호를 송출하는 제어부와,
    상기 솔레노이드 밸브의 정상 상태시 PWM DUTY에 따라 전류가 충, 방전되며 흐르는 것을 허용하고, 상기 솔레노이드 밸브의 비정상 상태시 전류가 흐르는 것을 차단하는 비대칭 충, 방전 회로부를 포함하되,
    상기 비대칭 충, 방전 회로부는
    상기 솔레노이드 밸브와 접지단 사이에 연결되는 커패시터와,
    상기 솔레노이드 밸브와 상기 커패시터 사이에 병렬로 연결되는 제1저항 및 제2저항과,
    상기 제2저항과 직렬로 연결되어 상기 제2저항에서 상기 커패시터로 흐르는 전류가 순방향을 이루도록 제어하는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비대칭 충, 방전 회로부는 상기 제1저항이 상기 제2저항보다 큰 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브의 정상 상태는 상기 솔레노이드 밸브가 상기 제어부로부터 출력되는 펄스폭 변조 신호(PWM)에 의해 구동되어 상기 솔레노이드 밸브의 전류가 제어 가능한 상태이고,
    상기 솔레노이드 밸브의 비정상 상태는 솔레노이드 밸브의 배터리 그라운드(GND) 단락시 상기 솔레노이드 밸브와 상기 비대칭 충, 방전 회로부 사이로 흐르는 전류가 'O'V가 되어 상기 솔레노이드 밸브의 전류가 제어 불능 상태인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 전자제어장치.
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