KR100709470B1 - Current Control Circuit of MR Damper - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스위칭 소자인 FET1과 FET2를 통해 구동 제어되는 MR CDC 댐퍼의 전류 제어회로로서, 그 구성은 상기 FET1의 게이트(G)단으로 인가되는 신호를 입력받아 신호 변환을 이룬 후 FET1의 소스(S)단으로 변환된 신호를 출력하는 전류 제어 회로부를 포함하되, 상기 전류 제어 회로부는 FET1의 게이트(G)단으로 입력되는 신호를 변환하는 인버터(inverter)와; 상기 인버터의 출력을 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 신호를 드레인(D)단을 통해 상기 FET1의 소스(S)단으로 출력하는 스위칭소자인 FET3로 구성되는 회로인 것을 특징으로 한다. The present invention is a current control circuit of the MR CDC damper which is driven and controlled through the switching elements FET1 and FET2, the configuration of which receives the signal applied to the gate (G) terminal of the FET1 to perform a signal conversion and then the source of the FET1 ( An inverter for converting a signal input to the gate (G) terminal of FET1; It is characterized in that the circuit is composed of FET3, the switching element for receiving the output of the inverter is turned on or turned off to output a signal to the source (S) of the FET1 through the drain (D) stage.
FET, MR, 댐퍼, 전류, 인버터 FET, MR, Damper, Current, Inverter
Description
도 1은 종래 MR CDC 댐퍼의 전류 제어 회로 구성도. 1 is a configuration diagram of a current control circuit of a conventional MR CDC damper.
도 2는 종래 댐퍼의 전류 제어 시간 그래프 도면. Figure 2 is a graph of the current control time of a conventional damper.
도 3은 본 발명에 따른 MR CDC 댐퍼의 전류 제어 회로 구성도. 3 is a block diagram of a current control circuit of the MR CDC damper according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 댐퍼의 전류 제어 시간 그래프 도면. Figure 4 is a graph of the current control time of the damper according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 20 : 댐퍼 등가회로 30 : 전류 제어 회로부10, 20: damper equivalent circuit 30: current control circuit
35 : 인버터 35: inverter
본 발명은 엠알 댐퍼의 전류 제어 회로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량의 공기현가장치에 이용되는 MR CDC 댐퍼의 구동회로에서 역기전력을 감소시키기 위한 회로 구성을 추가한 엠알 댐퍼의 전류 제어 회로에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current control circuit of an MR damper, and more particularly, to a current control circuit of an MR damper including a circuit configuration for reducing back EMF in a driving circuit of an MR CDC damper used in a vehicle air suspension system. will be.
일반적으로, 차량의 공기현가 전자제어 장치에는 에어 스프링, CDC(Continuous Damping Control) 댐퍼 등이 사용된다. In general, an air spring, a continuous damping control (CDC) damper, or the like is used for the air suspension electronic control apparatus of a vehicle.
상기 CDC 댐퍼는 차의 몸체와 차축 사이에 장착되어 스프링의 인장과 압축 양방향의 운동을 제어하며, 주행상태에 따라 감쇄력을 제어하여 도로의 접지력, 제동력, 조향안정성 및 승차감 등을 극대화하기 위한 장치이다. 한편, MR(Magnetic Rheological) CDC 댐퍼는 MR 유체의 점성변화 특성을 이용하여 유체저항 제어를 통해 감쇠력 제어를 이룬다. 따라서, 비례전자밸브를 이용하는 CDC 댐퍼보다 빠른 반응속도의 감쇠력을 갖는 장점이 있으나, 노면상태에 따라 신속히 제어할 수 있는 현가시스템을 구현하기 위해서는 ECU의 빠른 전류 제어 응답성과 그에 상응하는 MR CDC 댐퍼의 응답성능이 요구된다. The CDC damper is mounted between the body and the axle of the car to control the movement of both tension and compression of the spring, and to control the damping force according to the driving state to maximize the road's traction, braking force, steering stability and ride comfort. . On the other hand, MR (Magnetic Rheological) CDC damper achieves the damping force control through the fluid resistance control using the viscosity change characteristics of the MR fluid. Therefore, although the damping force of the reaction speed is faster than that of the CDC damper using the proportional solenoid valve, in order to implement a suspension system that can be controlled quickly according to the road condition, the fast current control responsiveness of the ECU and the corresponding MR CDC damper Responsiveness is required.
종래 MR CDC 댐퍼의 구동 제어는 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 스위칭소자(FET1, FET2)를 이용하여 제어된다. 즉, FET1은 시스템의 페일시 온/오프 제어에 사용되고, FET2는 PWM 전류제어를 통해 댐퍼의 감쇠력(damping force)을 제어한다. The drive control of the conventional MR CDC damper is controlled using two switching elements FET1 and FET2, as shown in FIG. That is, FET1 is used for fail on / off control of the system, and FET2 controls damping force of the damper through PWM current control.
또한, 상기 MR CDC 댐퍼는 R3과 L1의 등가회로(10)로 표현할 수 있는데, 차량의 주행상태에 따라 감쇠력을 제어하며 댐퍼의 감쇠력을 0[A]로 제어할 경우 FET2 또는 FET1의 게이트(gate) 입력단에 0[V]를 인가하여 FET1 또는 FET2를 오프 시킨다. 이러한 댐퍼에 흐르는 전류는 상기 인덕턴스(L1)에 의한 역기전력으로 0[A]에 도달하는 시간(50ms)이 길어지게 된다(도 2 참조, 도 2에서 A는 컨트롤러의 제어신호이고 B는 컨트롤러의 제어신호에 따른 댐퍼의 응답특성임). 이렇게, 0[A]에 도달하는 시간이 길어질 경우 댐퍼의 감쇠력은 서서히 변하게 되어 시스템의 응답성이 저하되며, 이는 차량의 승차감에 나쁜 악영향을 미치게 된다. In addition, the MR CDC damper may be represented by the
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발 명의 목적은 차량의 공기현가장치에 이용되는 MR CDC 댐퍼의 구동회로에서 댐퍼의 구동상태를 0[A]로 제어하는 시간을 단축시키기 위해 MR CDC 댐퍼의 등가회로상에서 인덕턴스에 의해 발생되는 역기전력을 감소시키기 위한 엠알 댐퍼의 전류 제어 회로를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to control the driving time of the damper in the drive circuit of the MR CDC damper used in the air suspension of the vehicle to control the time to 0 [A] In order to shorten, to provide a current control circuit of the MR damper to reduce the back EMF generated by the inductance on the equivalent circuit of the MR CDC damper.
상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 스위칭 소자인 FET1과 FET2를 통해 구동 제어되는 MR CDC 댐퍼의 전류 제어회로는, 상기 FET1의 게이트(G)단으로 인가되는 신호를 입력받아 신호 변환을 이룬 후 FET1의 소스(S)단으로 변환된 신호를 출력하는 전류 제어 회로부를 포함하되, 상기 전류 제어 회로부는 FET1의 게이트(G)단으로 입력되는 신호를 변환하는 인버터(inverter)와; 상기 인버터의 출력을 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 신호를 드레인(D)단을 통해 상기 FET1의 소스(S)단으로 출력하는 스위칭소자인 FET3으로 구성되는 회로인 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the current control circuit of the MR CDC damper driven and controlled through the switching elements FET1 and FET2 according to the present invention receives a signal applied to the gate (G) terminal of the FET1, and then performs signal conversion. A current control circuit unit for outputting a signal converted to a source S terminal of FET1, wherein the current control circuit unit includes an inverter for converting a signal input to the gate G terminal of FET1; It is characterized in that the circuit is composed of FET3 which is a switching element that receives the output of the inverter is turned on or turned off to output a signal to the source (S) of the FET1 through the drain (D) stage.
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이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment according to the present invention.
본 실시예에 따른 차량용 MR CDC 댐퍼의 전류 제어 회로구성을 도 3을 참조하여 설명한다. The current control circuit configuration of the vehicular MR CDC damper according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 3.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 회로 구성은 스위칭 소자인 FET1과 FET2를 통해 구동 제어되는 MR CDC 댐퍼(20)(댐퍼 등가회로)의 전류 제어를 위해 상기 FET1의 게이트(G)단으로 인가되는 신호를 입력받아 신호 변환을 이룬 후 FET1의 소스(S)단으로 변환된 신호를 출력하는 전류 제어 회로부(30)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 3, the circuit configuration according to the present embodiment is a gate G of the FET1 for controlling the current of the MR CDC damper 20 (damper equivalent circuit) driven and controlled through the switching elements FET1 and FET2. It is configured to include a
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상기의 구성에서, 본 실시예에 따른 전류제어회로부(30)는 FET1의 게이트(G)단으로 입력되는 신호를 변환하는 인버터(inverter)(35)와; 상기 인버터(35)의 출력을 입력받아 턴온 또는 턴오프 신호를 드레인(D)단을 통해 상기 FET1의 소스(S)단으로 출력하는 스위칭소자인 FET3으로 이루어진 회로 구성이다. 상기 회로에서, 인버터(35)와 FET3 사이에는 직렬 연결되는 저항수단(R4)을 추가로 포함한다. In the above configuration, the current
상기와 같은 회로구성을 갖는, 본 실시예에 따른 MR CDC 댐퍼의 전류 제어 회로 동작을 도 3을 참조하여 설명한다. The operation of the current control circuit of the MR CDC damper according to the present embodiment having the circuit configuration as described above will be described with reference to FIG.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 기존의 댐퍼 전류 제어회로에 인덕턴스(L1)에 의해 발생되는 역기전력을 감소시키기 위해 전류제어회로부(30)를 추가한 회로 구성이다. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the current
즉, MR 댐퍼(20)(댐퍼 등가회로임)의 구동상태를 0[A]의 전류로 제어해야 하는 경우, 스위칭소자 FET1의 게이트(G)단에 Low 전압을 인가하게 되면 그에 따라 FET1은 오프 동작되고, 상기 FET1의 게이트(G)단으로 인가되는 Low 전압은 전류제어회로부(30)의 인버터(35)를 통해 High 전압상태로 스위칭소자 FET3에 인가된다. That is, when it is necessary to control the driving state of the MR damper 20 (which is a damper equivalent circuit) with a current of 0 [A], when a low voltage is applied to the gate G terminal of the switching element FET1, FET1 is turned off accordingly. The low voltage applied to the gate (G) terminal of the FET1 is applied to the switching device FET3 in the high voltage state through the
그러면, 상기 FET3은 턴온(turn-on) 동작된 후 그에 따른 신호가 상기 FET1의 소스(S)단으로 출력되어, 댐퍼 즉, 댐퍼 등가회로(20)에서 인덕턴스(L1)에 의해 발생되는 역기전력이 감소되어 댐퍼(20)의 구동상태를 0[A]로 전류 제어하는데 걸리는 시간을 최대한 줄일 수 있게 된다. 이는, 도 4의 그래프 도면에 나타난 바와 같다. 상기 도 4에서, A'는 컨트롤러의 제어신호이고 B'는 컨트롤러의 제어신호에 따른 댐퍼의 응답특성을 의미한다. Then, after the FET3 is turned on, a signal corresponding thereto is output to the source S terminal of the FET1, so that the back EMF generated by the inductance L1 in the damper
도 4에 도시된 바와 같이, 컨트롤러의 제어신호(A')가 인가된 후 그에 따른 댐퍼(도 3의 20)에서의 전류 응답(0[A]로 전류 제어)(B')이 0.5ms로 종래(도 2 참조)보다 빠르게 일어났음을 알 수 있다. As shown in Fig. 4, after the control signal A 'of the controller is applied, the current response (current control to 0 [A]) B' at the damper (20 in Fig. 3) is 0.5 ms. It can be seen that it occurred earlier than the conventional one (see FIG. 2).
이와 같이, 본 발명에서는 MR CDC 댐퍼의 인덕턴스에 의해 발생되는 역기전력을 감소시키기 위한 전류제어회로부 구성을 통해 컨트롤러의 구동 오프 제어시 그에 따른 댐퍼에서의 응답이 빠르게 일어날 수 있도록 한 것이다. As described above, in the present invention, the current control circuit unit is configured to reduce the back EMF generated by the inductance of the MR CDC damper so that the response from the damper can be generated quickly when the controller is driven off.
본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다. In interpreting the technical scope of the present invention, it should not be construed as being limited to the embodiments described above, and the technical scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the matters described in the claims.
본 발명의 엠알 댐퍼의 전류 제어 회로에 따르면, 댐퍼의 구동을 0[A]로 제어할 경우 그에 이르는 시간을 수십 혹은 수백 msec로 단축시켜 댐퍼의 응답특성을 향상시킴으로써, 차량의 주행시 승차감 및 조향안정성 등을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the current control circuit of the MAL damper of the present invention, when controlling the driving of the damper to 0 [A] by reducing the time to reach to several tens or hundreds of msec to improve the response characteristics of the damper, ride comfort and steering stability while driving the vehicle There is an effect that can be improved.
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KR1020050111707A KR100709470B1 (en) | 2005-11-22 | 2005-11-22 | Current Control Circuit of MR Damper |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103513695A (en) * | 2013-05-31 | 2014-01-15 | 浙江大学 | Current controller for magneto-rheological damper |
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2005
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