电磁阀的控制装置的制作方法

本发明涉及电磁阀的控制装置，更具体来讲涉及一种控制电磁阀的电流的电磁阀的控制装置。

背景技术：

通常，安装在车辆上的悬架装置起到吸收从路面传递过来的冲击以提高乘车感或路面凹凸不平时提高轮胎的接地力以确保驱动力及制动力的作用。尤其，目前上市的车辆为了确保驾驶员的安全及驾驶便利，搭载了能够根据车辆的状态适当地调节方向盘操控及车轮的上下振动的持续减震控制(continuousdampingcontrol；以下称为“cdc”)系统。

cdc系统是一种悬架装置，通过独立控制安装于车辆的四轮减震器(damper)的阻尼力提高行车稳定性及乘车感。这种cdc系统利用附着于各车轮的上端的上/下加速度传感器测定各车轮的动作并独立控制各车轮。并且，以车速传感器与转向角传感器的信号为基准判断驾驶员的急转向动作并控制各车轮的减震器阻尼力，以此使得车辆在不规则路面行驶时轮胎接地面的垂直荷重保持适当的水平，确保旋转、制动、驱动时的车辆稳定性。并且，通过有效切断车辆行驶过程中发生的路面的不规则压力，为乘客提供舒适的乘车感及驾驶便利性。

一般的cdc减震器电磁阀驱动电路包括用于控制施加到cdc减震器电磁阀的电流的hsfet(highsidefieldeffecttransistor，高端场效应晶体管)及lsfet(lowsidefieldeffecttransistor，低端场效应晶体管)。在电磁阀有电流流动的状态下，为了控制电磁阀的阻尼力而准备断开(off)lsfet将电磁阀中流动的电流控制为0[a]的情况下，随着lsfet断开(off)，电磁阀的感应器发生非常大的逆电动势，在感应器发生的逆电动势延迟电磁阀中流动的电流达到0[a]的时间，因此对逆电动势的消耗时间决定电磁阀的响应性。

与cdc减震器电磁阀的逆电动势的消耗速度相关的电磁阀的驱动方式可根据控制装置对hsfet及lsfet的控制方式分为图1所示的慢衰减(slow-decay)方式及图2所示的快衰减方式。为了控制电磁阀的阻尼力而断开(off)lsfet的情况下，图1的慢衰减方式时电磁阀的逆电动势沿着图1的电流路径以较慢的速度消耗，图2的快衰减(fast-decay)方式时电磁阀的逆电动势沿着图2的电流路径以较快的速度消耗。

逆电动势的消耗速度与cdc减震器的响应性能和cdc减震器电磁阀驱动电路的发热特性相关。提高逆电动势的消耗速度时cdc减震器的响应性能上升，但可能会因为cdc减震器电磁阀驱动电路发热而发生热关机(thermalshutdown)问题(从而衍生出用于改进发热特性的另外的放热设计及由于切换时间的限制性fet使用而引起的电磁兼容性(emc)劣化之类的连带问题)，降低逆电动势的消耗速度的情况下能够解决cdc减震器电磁阀驱动电路的发热问题，但cdc减震器的响应性能可能会下降，并且有控制装置中对lsfet的占空下限值限制的情况下还发生无法低电流控制的问题。

本发明的背景技术公开于韩国授权专利公报第10-0917557号(2009年09月16日公告)。

技术实现要素：

技术问题

本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是提供一种通过一个cdc减震器电磁阀驱动电路控制拓扑结构主动调节逆电动势的消耗速度以改进cdc减震器的响应性能的同时减少驱动电路的发热问题，在驱动电路发热的情况下也无需另外的放热设计，只需通过温度适应性保护逻辑即可抑制发热的电磁阀的控制装置。

技术方案

本发明的一个方面的电磁阀的控制装置的特征在于，包括：电磁阀，其阻尼力被施加的电流控制；开关部，其包括连接于所述电磁阀的一个端子与电源端子之间的第一开关及连接于所述电磁阀的另一端子与接地端子之间的第二开关，控制施加到所述电磁阀的电流；以及控制部，其差别化控制所述第一开关及所述第二开关的切换以调节在所述电磁阀发生的逆电动势的消耗速度。

本发明的特征在于所述控制部通过对所述第一开关及所述第二开关分别进行脉宽调制(pulsewidthmodulation；pwm)控制的脉宽调制(pwm)控制模式差别化控制所述第一开关及所述第二开关的切换。

本发明的特征在于所述控制部将施加到所述第一开关及所述第二开关的各pwm控制信号的频率及占空中一个以上设定为不同的值以差别化控制所述第一开关及所述第二开关的切换。

本发明的特征在于所述控制部分为降低所述逆电动势的消耗速度的慢衰减(slow-decay)模式及增大所述逆电动势的消耗速度的快衰减(fast-decay)模式调节所述逆电动势的消耗速度。

本发明的特征在于所述控制部通过控制使所述第一开关脉宽调制导通(pwmon)且使所述第二开关脉宽调制断开(pwmoff)，使得以所述慢衰减(slow-decay)模式消耗所述逆电动势，通过控制使所述第一开关及所述第二开关全部脉宽调制断开(pwmoff)，使得以所述快衰减(fast-decay)模式消耗所述逆电动势。

本发明的特征在于所述控制部将施加到所述第一开关的脉宽调制控制信号的频率设定成小于施加到所述第二开关的脉宽调制控制信号的频率的值。

本发明的特征在于所述的电磁阀的控制装置还包括：温度感测部，其检测所述开关部的温度，其中，所述控制部在所述温度感测部检测到的温度超过预先设定的第一基准温度的情况下，进入向所述第一开关施加高电平(high-level)控制信号且对所述第二开关进行脉宽调制控制的温度适应型保护模式降低所述逆电动势的消耗速度。

本发明的特征在于所述控制部在进入所述温度适应型保护模式后，所述温度感测部检测到的温度达到预先设定的第二基准温度以下的情况下进入所述脉宽调制控制模式，所述第二基准温度低于所述第一基准温度。

本发明的特征在于所述电磁阀是持续减震控制(continuousdampingcontrol；cdc)减震器电磁阀，所述第一开关及所述第二开关分别是场效应晶体管(fieldeffecttransistor；fet)，所述电磁阀的控制装置还包括：第一二极管及第二二极管，其形成通过所述逆电动势发生的电流的路径。

技术效果

根据本发明的一个方面，采用通过具有不同pwm频率的pwm控制信号分别控制cdc减震器电磁阀驱动电路的各开关的不同频率控制方法，能够提高cdc减震器的响应性能，并且克服低电流控制的局限性，同时达到减少驱动电路的发热问题且改进emc特性的效果。

附图说明

图1是用于说明现有的慢衰减电磁阀的驱动方式的例示电路图；

图2是用于说明现有的快衰减电磁阀的驱动方式的例示电路图；

图3是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置的例示电路图；

图4是示出分别施加到本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置中第一开关及第二开关的pwm控制信号的例示图；

图5是示出本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在pwm控制模式正常工作时的电流流动的例示图；

图6是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在慢衰减模式消耗逆电动势的过程的例示图；

图7是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在快衰减模式消耗逆电动势的过程的例示图；

图8是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在温度适应型保护模式消耗逆电动势的过程的例示图；

图9是对比慢衰减模式及快衰减模式时本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置消耗逆电动势的时间的例示图。

具体实施方式

以下参见附图说明本发明的电磁阀的控制装置的实施例。在该过程中，为确保说明的明确性及便利性而可能会夸大显示附图中线条的粗细或构成要素的大小。另外，下述的术语是根据在本发明中的功能定义的术语，可能会根据不同的用户、运用者的目的或惯例而有所差异。因此对这些术语的定义应以说明书全文的内容为基础。

图3是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置的例示电路图，图4是示出分别施加到本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置中第一开关21及第二开关22的脉宽调制(pwm)控制信号的例示图，图5是示出本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在pwm控制模式正常工作时的电流流动的例示图，图6是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在慢衰减(slow-decay)模式消耗逆电动势的过程的例示图，图7是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在快衰减(fast-decay)模式消耗逆电动势的过程的例示图，图8是用于说明本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置在温度适应型保护模式消耗逆电动势的过程的例示图。

参见图3，本发明的一个实施例的电磁阀的控制装置可包括电磁阀10、开关部20、开关驱动部30、控制部40、第一二极管d1及第二二极管d2。

电磁阀10的阻尼力受到被施加的电流的控制，执行提高道路的接地力、制动力、转向稳定性及乘车感等的功能。在本实施例中，电磁阀10可以由cdc(continuousdampingcontrol，持续减震控制)减震器电磁阀构成，图3示出由感应器及电阻构成的cdc(continuousdampingcontrol)减震器电磁阀的等价电路。

开关部20可以如图3包括连接于电磁阀10的一个端子与电源端子(电池电源端子)之间的第一开关21及连接于电磁阀10的另一端子与接地端子之间的第二开关22以控制施加到电磁阀10的电流。第一开关21通常可以由为了系统的故障保护(fail-safe)而被控制接通/断开(on/off)的hsfet(highsidefieldeffecttransistor，高端场效应晶体管)构成，第二开关22通常可以由通过pwm电流控制来控制电磁阀10的阻尼力的lsfet(lowsidefieldeffecttransistor，低端场效应晶体管)构成。

第一二极管d1可以连接于电源端子与电磁阀10及第二开关22的连接端子之间起到在下述低衰减模式形成通过电磁阀10的逆电动势发生的电流的路径的续流二极管的功能，第二二极管d2连接于电磁阀10及第一开关21的连接端子与接地端子之间起到在低衰减模式及高衰减模式形成通过电磁阀10的逆电动势发生的电流的路径的续流二极管的功能。

控制部40可通过开关驱动部(driveric)30差别化控制第一开关21及第二开关22的切换以调节在电磁阀10发生的逆电动势的消耗速度。

即，如上所述，逆电动势的消耗速度和电磁阀10的响应性能、驱动电路的发热特性相关，增大逆电动势的消耗速度的情况下电磁阀10的响应性能上升，但可能会因驱动电路的发热而发生热关机(thermalshutdown)问题，降低逆电动势的消耗速度的情况下能够解决驱动电路的发热问题，但电磁阀10的响应性能可能会下降，因此本实施例采用差别化控制第一开关21及第二开关22的切换以调节在电磁阀10发生的逆电动势的消耗速度改进电磁阀10的响应性能，解决低电流控制的局限性，同时能够减少驱动电路的发热问题且改进电磁兼容(emc)特性的构成。

对控制部40差别化控制第一开关21及第二开关22的切换以调节在电磁阀10发生的逆电动势的消耗速度的构成具体来讲，控制部40可通过对第一开关21及第二开关22分别进行pwm(pulsewidthmodulation，脉冲调制)控制的pwm控制模式差别化控制第一开关21及第二开关22的切换。

在此，本实施例中，控制部40可以将施加到第一开关21及第二开关22的各pwm控制信号的频率及占空中一个以上设为不同的值以差别化控制第一开关21及第二开关22的切换。图4示出施加到第一开关21及第二开关22的各pwm控制信号(第一pwm控制信号、第二pwm控制信号)的例子，示出将各pwm控制信号的频率及占空设为不同的值的例子。因此，第二开关22每次pwmoff时通过在电磁阀10发生的逆电动势发生的电流的路径不同，因此能够改变逆电动势的消耗速度。

更具体来讲，在本实施例中，控制部40可区分为降低逆电动势的消耗速度的慢衰减模式及增大逆电动势的消耗速度的快衰减模式调节逆电动势的消耗速度。

对图5至图7所示的例子来讲，第一开关21及第二开关22均为pwmon状态的情况下(图4的区间①)，如图5所示，电流沿着从电源端子向第一开关21、电磁阀10及第二开关22连接的电流路径顺方向流动。

第一开关21为pwmon状态且第二开关22为pwmoff状态的情况下(图4的区间②)，沿着图6所示的电流路径，通过第一二极管d1、第一开关21及电磁阀10消耗逆电动势。图6所示的电流路径与图1所示的以慢衰减方式驱动电磁阀10的情况的电流路径相同，因此控制部40可以通过控制使第一开关21为pwmon且第二开关22为pwmoff使得逆电动势以慢衰减模式消耗。

另外，第一开关21及第二开关22均为pwmoff状态的情况下(图4的区间③)，通过图7所示的电流路径，通过第一二极管d1及第二二极管d2、第一开关21及第二开关22、电源端子及电磁阀10消耗逆电动势。图7所示的电流路径与图2所示的以快衰减方式驱动电磁阀10的情况的电流路径相同，因此控制部40可以通过控制使第一开关21及第二开关22全部为pwmoff使得逆电动势以快衰减模式消耗。

如上所述，控制部40可通过第二开关22每次为pwmoff时交替进入的慢衰减模式及快衰减模式调节逆电动势的消耗速度，为此，控制部40可以如图4将施加到第一开关21的pwm控制信号的频率设定成小于施加到第二开关22的pwm控制信号的频率的值。

另外，上述过程中第一开关21及第二开关22被pwm控制，因此电磁阀10常时驱动，因此即使通过第二开关22每次为pwmoff时交替进入的慢衰减模式及快衰减模式调节逆电动势的消耗速度也仍存在发生开关部20的温度上升到预定温度以上的发热问题的可能性。因此，本实施例还可以如图8所示包括检测开关部20的温度的温度感测部50。

因此，控制部40在通过温度感测部50检测到的温度超过预先设定的第一基准温度的情况下，可以如图8所示向第一开关21施加高电平(high-level)控制信号，进入对第二开关22进行pwm控制的温度适应型保护模式降低逆电动势的消耗速度以最小化开关部20的发热。进入温度适应型保护模式后，温度感测部50检测到的温度达到预先设定的第二基准温度以下的情况下，控制部40可以重新进入对第一开关21及第二开关22分别进行pwm(pulsewidthmodulation)控制的pwm控制模式调节逆电动势的消耗速度。即，在第二开关22为pwmoff的状态下消耗电磁阀10发生的逆电动势时，控制部40可以监控开关部20的温度且在超过第一基准温度的情况下通过主动变更使得以慢衰减模式消耗逆电动势，以此最小化开关部20的发热。

可根据设计者的意图及开关部20的热关机(thermalshutdown)温度设计第一基准温度及第二基准温度并预先设定在控制部40，第二基准温度可以低于第一基准温度(例：第一基准温度＝150℃，第二基准温度＝130℃)。

图9是对比慢衰减模式及快衰减模式时本发明的一个实施例的电磁阀10的控制装置消耗逆电动势的时间的例示图。参见图9，本实施例能够通过交替执行慢衰减模式及快衰减模式的混合衰减(mixed-decay)模式使逆电动势的消耗速度比现有图1的慢衰减方式上升以改进电磁阀10的响应性，开关部20的切换损耗(loss)比现有图2的快衰减方式减小，从而能够减少发热问题。

并且，对于本实施例的温度适应型保护模式来讲，仅在例如在高温环境下长时间高电流持续控制之类的恶劣条件时感测到开关部20高温的情况下才会进入，因此能够强化驱动电路的温度耐久性。

如上，本实施例采用通过具有不同pwm频率的pwm控制信号分别控制cdc减震器电磁阀驱动电路的各开关的不同频率控制方法，从而能够提高cdc减震器的响应性能，并且克服低电流控制的局限性，同时达到减少驱动电路的发热问题且改进emc特性的效果。

以上参考附图所示的实施例对本发明进行了说明，但这不过是例示而已，本领域一般技术人员应理解可由此实施其他多种变形及等同的其他实施例。因此，本发明的技术保护范围以技术方案的范围为准。