KR101601432B1 - 인젝터 구동 제어 장치 - Google Patents

인젝터 구동 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101601432B1
KR101601432B1 KR1020140073549A KR20140073549A KR101601432B1 KR 101601432 B1 KR101601432 B1 KR 101601432B1 KR 1020140073549 A KR1020140073549 A KR 1020140073549A KR 20140073549 A KR20140073549 A KR 20140073549A KR 101601432 B1 KR101601432 B1 KR 101601432B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
injector
drive
current
driving
driver
Prior art date
Application number
KR1020140073549A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150144871A (ko
Inventor
박충섭
이형주
유학모
이지행
장두진
조강희
김영재
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사, 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020140073549A priority Critical patent/KR101601432B1/ko
Priority to US14/507,479 priority patent/US20150361918A1/en
Priority to DE102014220635.9A priority patent/DE102014220635B4/de
Priority to CN201410559535.2A priority patent/CN105275643B/zh
Publication of KR20150144871A publication Critical patent/KR20150144871A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101601432B1 publication Critical patent/KR101601432B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • F02D41/2467Characteristics of actuators for injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28Interface circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2055Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit with means for determining actual opening or closing time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2058Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • F02D41/403Multiple injections with pilot injections
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 인젝터 구동 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 연료 분사를 위한 인젝터의 구동시 구동 반도체에서 인젝터 출력단의 로드 조건에 따라 구동 전류를 능동적으로 제어할 수 있도록 하는 기술이다. 이러한 본 발명은, 인젝터의 동작을 제어하기 위한 구동신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛, 인젝터에 흐르는 전류를 센싱하여 센싱된 전류가 목표로 하는 전류 값에 도달하는 시간을 카운팅하고, 카운팅 된 시간과 기 설정된 시간의 비교 결과에 대응하여 구동 드라이버의 구동전류 설정 값을 가변하는 구동 반도체, 및 구동 드라이버의 출력 전류에 대응하여 인젝터를 동작시키는 인젝터 구동부를 포함한다.

Description

인젝터 구동 제어 장치{Device for control an injector driving}
본 발명은 인젝터 구동 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 연료 분사를 위한 인젝터의 구동시 구동 반도체에서 인젝터 출력단의 로드 조건에 따라 구동 전류를 능동적으로 제어할 수 있도록 하는 기술이다.
근래의 자동차 엔진은 연료를 공급할 때, 엔진의 각종 센서로부터 데이터를 입력받는다. 그리고, 데이터를 바탕으로 제어유닛(ECU)이 연료의 공급량을 결정하고, 결정된 양의 연료 공급은 연료를 분사하는 인젝터(injector)에서 수행하게 된다.
차량의 엔진 계통에는 연료를 공급 분사하기 위한 연료 인젝터가 장착되는데, 특히 디젤 엔진 차량에는 연소실 내부로 직접 연료를 분사하도록 인젝터가 장착된다.
연료분사장치의 한 예로서 커먼 레일 시스템(common rail system)은 고압펌프에서 연료를 레일로 공급하게 된다. 그리고, 제어유닛(ECU)에서 레일의 압력을 압력센서로부터 받아 레일(rail)의 압력을 제어하게 되며, 연료분사신호를 보내 연료를 분사하게끔 되어 있다.
이 커먼 레일 시스템에서는 엔진 블록의 중앙에 진동계(Accelerometer)를 부착하고, 여기서 발생하는 신호를 매시간 마다 학습하여 파일럿(pilot) 연료량을 인젝터(injector) 상태에 맞게 조정하도록 되어 있다.
이러한 소량 분사는 동일 인젝터에서 수차례 반복적으로 분사하더라도 일정 편차 내에서 관리가 되어야 본래의 기능을 다 할 수 있기 때문에 파일럿 분사나 포스트 분사의 연료량 관리는 매우 중요한 요소이다.
또한, 2017년부터 유럽에서 강화된 새로운 배기 가스 규제인 유로(Euro) 6+의 시행을 앞두고 있다. 이를 위해, 선진 자동차 업체는 해당 법규 대응이 가능한 기술 개발에 집중하고 있다.
유로(Euro) 6+ 배기 가스 규제의 핵심은 미세먼지 배출 수에 대한 강화된 규격이 적용된다는 것이다. 미세먼지 배출 수를 줄이기 위한 핵심 기술은 다중 분사(Multi injection)이다.
이 다중 분사는 한번에 많은 양의 연료를 엔진에 주입하는 것과는 달리 연료 주입 시간을 여러 번 나누어 적은 양의 연료를 엔진에 주입하는 방식이다. 이는 일시에 많은 양의 연료를 주입하는 것에 대비하여 미세 먼지 배출 개수를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이러한 다중 분사 방식의 핵심 기술은 짧은 시간에 기존대비 적은 양의 연료를 정확하게 엔진에 주입하는 것으로 연료를 주입하는 인젝터의 정밀 제어가 반드시 필요하다.
그런데, 일반적인 인젝터 구동 장치의 경우 초기에 세팅된 고정된 전류량으로 인젝터 구동 스위치를 구동한다. 즉, 종래의 인젝터 구동 장치는 메인 MCU(MCU; Micro Control Unit)로부터 초기 세팅시 구동 드라이버의 전류 레벨 설정값을 전달받는다. 그리고, 인젝터 구동 전류가 타겟 레벨에 도달했는지의 유무를 전류 센서를 통해 측정하여 단순히 구동 드라이버의 온/오프 동작을 제어한다.
이에 따라, 일반적인 인젝터 구동 장치는 구동 스위치(파워 모스펫)의 턴 온 저항값의 변동이나 게이트 커패시터 변화에 대응이 불가능하다. 그리고, 구동 반도체 프리 드라이버의 로드 변화에 따라 구동 스위치의 턴 온 시점이 변경될 수 있다. 또한, 인젝터의 구동 채널 간 턴 온 타이밍의 편차가 발생 될 수 있는데, 기존의 인젝터 구동 장치의 경우 이러한 타이밍 편차에 대한 보상이 어렵다.
본 발명은 인젝터에 흐르는 전류의 타겟치 도달 시간을 모니터링하여 프리 드라이버의 구동 전류 값을 가변시킴으로써 구동 반도체에서 능동적으로 인젝터를 구동할 수 있도록 하는 특징을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 인젝터 구동 제어 장치는, 인젝터의 동작을 제어하기 위한 구동신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛; 인젝터에 흐르는 전류를 센싱하여 센싱된 전류가 목표로 하는 전류 값에 도달하는 시간을 카운팅하고, 카운팅 된 시간과 기 설정된 시간의 비교 결과에 대응하여 구동 드라이버의 구동전류 설정 값을 가변하는 구동 반도체; 및 구동 드라이버의 출력 전류에 대응하여 인젝터를 동작시키는 인젝터 구동부를 포함하고, 구동 반도체는 인젝터의 구동 전류를 센싱하는 전류센서; 구동신호의 인가시점으로부터 인젝터 구동부가 턴 온 되는 구간 까지를 카운팅하는 카운터; 카운터에서 카운팅 된 시간과 기 설정된 설정치를 비교하여 구동전류 설정 값을 가변하는 인젝터 제어부; 및 구동 전류 설정 값에 따라 인젝터 구동부에 가변된 구동 전류를 공급하는 구동 드라이버를 포함하며, 카운터는 구동신호가 인가되어 인젝터 구동부의 모스 트랜지스터 게이트 전압이 일정 레벨로 상승하는 구간을 감지하고 모스 트랜지스터가 턴 온 되면 카운팅 동작을 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인젝터 구동 제어 장치는, 인젝터의 구동 전류를 센싱하는 전류센서; 전류센서에서 센싱된 전류가 목표로 하는 전류 값에 도달하는 시간을 카운팅하는 카운터; 카운터에서 카운팅 된 시간과 기 설정된 설정치를 비교하여 구동전류 설정 값을 가변하는 인젝터 제어부; 및 구동 전류 설정 값에 따라 인젝터를 구동하는 인젝터 구동부에 가변 된 구동 전류를 공급하는 구동 드라이버를 포함하고, 카운터는 인젝터 구동부의 모스 트랜지스터 게이트 전압이 일정 레벨로 상승하는 구간을 감지하고 모스 트랜지스터가 턴 온 되면 카운팅 동작을 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 구동 반도체가 직접 외부 인젝터 구동 스위치의 로드 값 정보를 파악하여 외부 로드 상황에 맞는 구동 전류 값을 제어함으로써 채널 간 턴 온 시간 편차를 줄일 수 있다. .
둘째, 인젝터의 구동 전류 값과 전류센서로부터 전달받은 시간 정보를 바탕으로 하여 드라이버를 제어하여 EMI(Electro Magnetic Interference) 측면이나 파워 소모 측면 등 다양한 응용에서 상황에 맞는 인젝터 특성 제어가 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 실시예는 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 구동 제어 장치의 구성도.
도 2는 도 1의 구동 반도체 관한 상세 구성도.
도 3은 도 2의 구동 반도체에 관한 동작을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 구동 제어 장치의 동작 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 구동 제어 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU; Micro Control Unit)(100), 구동 반도체(200) 및 인젝터(300)를 포함한다.
여기서, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 구동 반도체(200)로부터 인터페이스 신호를 입력받고, 인젝터(300)의 동작을 제어하기 위한 구동 신호를 생성한다.
그리고, 구동 반도체(200)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 인가되는 구동 신호에 따라 인젝터(300)의 구동 전류를 조절하여 구동 제어신호를 출력한다. 그리고, 구동 반도체(200)는 인젝터(300)의 구동 특성을 나타내는 신호를 검출하여 연산 처리하고 인젝터(300)의 구동 전류를 조절하는데 이를 반영한다.
즉, 구동 반도체(200)는 인젝터(300)의 파워 모스펫 턴 온 시 매번 인젝터(300)의 특성을 검출한 후 다음 분사 동작시 검출된 정보를 바탕으로 하여 직접 인젝터(300)의 구동 전류를 조절한다.
인젝터(300)는 구동 반도체(200)로부터 인가되는 구동 제어신호에 따라 구동 전류량이 조절된 상태에서 연료를 분사한다. 또한, 인젝터(300)는 구동 특성을 나타내는 신호를 구동 반도체(200)로 출력한다. 여기서, 인젝터(300)의 구동 특성을 나타내는 신호는 인젝터(300)의 분사시 소모되는 전압 또는 전류가 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 인젝터(300)에 흐르는 전류를 구동 반도체(200)가 모니터링하여 인젝터(300)의 구동 전류를 조절하게 된다.
도 2는 도 1의 구동 반도체(200)에 관한 상세 구성도이다.
구동 반도체(200)는 전류 센서(210), 선택부(220), 카운터(230), 레지스터(240), 인젝터 제어부(250) 및 구동 드라이버(260)를 포함한다.
먼저, 전류센서(210)는 인젝터 구동 저항부(330)와 연결되어 인젝터(300)의 구동시 소모되는 전류를 센싱한다. 인젝터(300)를 구동하기 위한 구동 반도체(200)의 경우 인젝터(300)에 흐르는 전류 값을 제어하기 위하여 전류센서(210)가 내장된다.
선택부(220)는 전압센서 또는 전류센서(210)의 출력 중 어느 하나의 출력을 선택하여 카운터(230)와 인젝터 제어부(250)에 출력한다. 즉, 선택부(220)는 센싱 전류 선택신호에 대응하여 전류센서(210)의 센싱 전류 값을 선택적으로 카운터(230), 인젝터 제어부(250)에 출력한다. 여기서, 선택부(220)에 인가되는 센싱 전류 선택신호는 인젝터 제어부(250)에 의해 제어될 수 있다.
그리고, 카운터(230)는 인젝터 제어부(250)의 제어에 따라 동작한다. 이러한 카운터(230)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 인젝터(300)의 구동신호가 인가되는 시점으로부터 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되는 시점까지의 시간을 카운팅한다. 즉, 카운터(230)는 인젝터(300) 구동신호가 인가되는 시점으로부터 선택부(220)로부터 전달된 센싱 전류가 기 설정된 목표 값에 도달되기까지의 시간을 카운팅한다.
인젝터 구동부(310)는 외부부하(340)와 연결되어 외부부하(340)에 따라 인젝터 구동부(310)의 턴 온 시간이 달라질 수 있다. 여기서, 외부부하(340)는 저항 R1, 커패시터 C1를 포함할 수 있다.
또한, 인젝터 구동부(320)는 외부부하(350)와 연결되어 외부부하(350)에 따라 인젝터 구동부(320)의 턴 온 시간이 달라질 수 있다. 여기서, 외부부하(350)는 저항 R2, 커패시터 C2를 포함할 수 있다. 즉, 외부부하(340, 350)에 따라 각 채널별로 인젝터 구동부(310, 320)의 턴 온 시점이 달라질 수 있다.
레지스터(240)는 인젝터 제어부(250)로부터 인가되는 데이터를 저장한다. 그리고, 레지스터(240)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 초기 세팅 값에 대한 데이터를 저장한다. 이때, 마이크로 컨트롤 유닛(100)과 레지스터(240)는 에스피아이(SPI; Serial Peripheral Interface) 통신을 통해 마이크로 컨트롤 유닛(100)과 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 인젝터 제어부(250)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 인젝터(300)의 구동 전류를 제어하기 위한 구동신호를 입력받는다. 인젝터 제어부(250)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 인가되는 구동신호에 대응하여 전류 센서(210)로부터 센싱된 전류 값을 반영하여 인젝터(300)의 구동 전류를 조절한다.
즉, 인젝터 제어부(250)는 전류센서(210)로부터 인가되는 전류 값을 입력받는다. 그리고, 인젝터 제어부(250)는 센싱된 전류 값이 목표 값에 도달되는 시간 정보를 입력받는다. 이때, 센싱된 전류 값이 목표로 하는 전류 값에 도달되기 까지 걸리는 시간 정보는 카운터(230)에 의해 카운팅되며, 카운팅 된 정보는 레지스터(240)에 저장될 수 있다.
그리고, 인젝터 제어부(250)는 센싱된 전류 값이 목표 값에 도달되는 시간 정보에 대응하여 구동 드라이버(260)의 턴 온/턴 오프 동작을 제어하거나 구동 전류를 설정하게 된다. 본 발명의 실시예는 전류센서(210) 및 카운터(230)에 의해 센싱된 정보로 채널간 편차를 정량화시킨 후 구동 드라이버(260)의 구동 전류 설정 값을 변경시켜 채널 간 인젝터(300) 구동 전류에 대한 편차를 보상하게 된다.
또한, 인젝터 제어부(250)는 인젝터(300)의 센싱 전류 값이 기 설정된 값을 벗어나는 경우(예를 들면, 상회하는 경우) 외부 로드에 이상이 생긴 상황으로 판단하여 구동 반도체(200)를 초기화시킬 수 있다.
구동 드라이버(260)는 인젝터 제어부(250)로부터 인가되는 구동 전류 설정 값에 대응하여 인젝터 구동부(310)의 구동 전류를 제어한다. 구동 드라이버(260)는 정전류원(261, 262)를 포함한다.
여기서, 정전류원(261)은 인젝터 제어부(250)로부터 인가되는 구동 전류 설정 신호에 따라 인젝터 구동부(310)의 구동 전류 값을 가변시키기 위한 전류원이다. 그리고, 정전류원(262)는 인젝터 제어부(250)로부터 인가되는 온/오프 신호에 따라 구동 드라이버(260)의 턴 온/턴 오프 동작을 제어하기 위한 전류원이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예는 구동 반도체(200)에 내장된 전류센서(210)를 이용하여 인젝터(300)에 전류가 흐르는 시점을 시간 정보로 검출한다. 그리고, 인젝터 구동부(310)의 턴 온 타이밍을 측정한 후 레지스터(240)에 기 저장된 설정 값과 비교하고 비교 결과를 반영하여 구동 반도체(200)가 능동적으로 구동 드라이버(260)의 구동 전류를 설정 값을 변경하도록 한다.
도 3은 도 2의 구동 반도체(200)에 관한 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3에서 (1)의 파형은 인젝터(300)의 구동 전류에 대한 파형이다. 그리고, (2)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)로부터 인가되는 구동신호에 따라 인젝터 제어부(250)가 구동 드라이버(260)를 턴 온 시켜 외부의 인젝터(300)를 구동하기 위한 신호이다.
또한, (3)은 마이크로 컨트롤 유닛(100)로부터 인가되는 구동신호에 따라 구동 드라이버(260)가 구동되면 인젝터 구동부(310)가 동작하게 된다. 즉, 구동 드라이버(260)로부터 인가되는 구동 전류에 따라 인젝터 구동부(310)의 모스 트랜지스터를 턴 온 시키기 위한 게이트 전압이 서서히 상승하게 된다.
(4)는 인젝터 구동부(310)의 모스 트랜지스터 게이트에 전압이 인가되는 시점으로부터 게이트 전압이 일정 기울기 레벨로 상승하는 구간까지의 시간을 카운터(230)에서 체크 하는 구간이다. 여기서, 카운터(230)는 구동신호의 라이징 에지에 동기하여 내부 클록 카운팅 동작이 시작된다.
즉, 이 구간(T)은 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 인젝터 구동부(310)의 구동 명령이 인가되는 시점으로부터 실제 인젝터(300)가 구동되어 인젝터(300)에 전류가 흐르는 시점까지의 구간을 나타낸다.
(6)은 인젝터 구동부(310)의 모스 트랜지스터 게이트 전압이 서서히 상승하다가 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되어 인젝터(300)가 구동되기 시작하는 시점을 나타낸다.
인젝터(300)에 전류가 흐르는 (6)의 시점이 되면 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되고, 내부 카운터(230)가 카운팅 동작을 종료하게 된다. 그리고, 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되면 인젝터(300)가 구동되기 시작한다.
또한, (6)의 시점 이후에 인젝터(300)의 구동 전류를 전류센서(210)가 센싱하여 (5)에서와 같이 센싱된 구동 전류 값을 하이 펄스 신호로 인젝터 제어부(250)에 전달한다. 즉, 전류센서(210)는 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되어 전류가 흐르는 (6)의 시점을 감지하여 이때 센싱 된 센싱 전류를 인젝터 제어부(250)에 전달한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인젝터 구동 제어 장치의 동작 흐름도이다.
먼저, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 구동 드라이버(260)의 구동전류 설정 값, 구동 드라이버(260)의 턴 온 전류 설정 값 및 외부 인젝터 구동부(310)의 턴 온 시간 설정 값을 구동 반도체(200)에 전송한다.(단계 S1) 그러면, 구동 반도체(200)는 마이크로 컨트롤 유닛(100)으로부터 전송된 위의 설정 값들을 레지스터(240)에 저장하고 인젝터 제어부(250)에 전달한다.(단계 S2)
이후에, 마이크로 컨트롤 유닛(100)은 외부의 인젝터 구동부(310)를 턴 온 시키기 위한 구동신호를 구동 반도체(200)에 전송한다.(단계 S3) 그러면, 인젝터 제어부(250)는 구동 드라이버(260)를 구동시키고, 이에 대응하여 외부부하(340)가 구동된다.
외부부하(340)가 구동되면 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되어 인젝터(300)가 구동된다. 그리고, 인젝터(300)가 구동되면 인젝터 구동 전류가 전류센서(210)에 의해 감지되기 시작한다. 그리고, 구동 반도체(200) 내부의 카운터(230)는 구동신호가 활성화되는 시점으로부터 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되는 시점까지를 카운팅한다.(단계 S4)
이어서, 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되면 카운터(230)는 인젝터 구동부(310)의 턴 온 되기까지의 카운트 신호, 즉 시간 정보를 인젝터 제어부(250)에 전달한다. 그리고, 전류 센서(210)는 인젝터(300)의 구동시 센싱된 구동 전류 값을 인젝터 제어부(250)에 전달한다.(단계 S5)
다음에, 인젝터 제어부(300)는 레지스터(240)에 기 저장된 외부 인젝터 구동부(310)의 턴 온 시간 설정 값과, 카운터(230)에서 실질적으로 측정된 외부 인젝터 구동부(310)의 턴 온 시간을 비교하게 된다.
이에 따라, 인젝터 제어부(300)는 두 비교값이 다른 경우 실질적으로 측정된 외부 인젝터 구동부(310)의 턴 온 시간을 반영하여 구동 드라이버(260)의 구동 전류 설정 값을 변경한다.(단계 S6)
그리고, 인젝터 구동부(250)는 변경된 구동 전류 설정 값을 마이크로 컨트롤 유닛(100)에 전달한다.(단계 S7) 즉, 구동 반도체(200)에서 변경된 구동 전류 설정 값은 SPI 통신을 통해 마이크로 컨트롤 유닛(100)에 전달되어 마이크로 컨트롤 유닛(100)에서 구동 반도체(200)의 변경 사항을 파악할 수 있도록 한다.
즉, 구동 드라이버(260)에 설정되는 구동 전류 설정 값은 인젝터 구동부(310)에 연결된 외부부하(340) 또는 인젝터 구동부(320)에 연결된 외부부하(350)에 의해 달라질 수 있다. 예를 들어, 인젝터 구동부(310)에 연결된 외부부하(340) 값에 따라 구동 채널별로 부하조건이 달라 지게 된다. 이러한 경우, 각 채널별로 인젝터 구동부(310)가 턴 온 되는 시간이 달라지게 된다.
유로 6 대응을 위해서는 각 채널 간 인젝터의 특성 편차를 줄이기 위해 정밀하게 데이터를 제어하는 것이 중요하다. 인젝터 특정 편차 측정을 위해 각 채널 간 인젝터 오픈 및 클로징 타이밍에 대한 시간 정보를 이용한다. 각 채널 인젝터간 편차 측정시 각 채널의 전류 공급 시점을 동일하게 유지하기 위하여 구동 드라이버(260) 외부의 부하 조건에 맞게 구동 드라이버(260)의 전류 구동 능력을 제어할 필요가 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예는 각 채널 간 부하 조건을 확인하기 위해 구동 반도체(200) 내부의 전류센서(210)를 이용하여 구동 드라이버(260)의 슬루 시간(Slewing Time)을 측정한다. 그리고, 외부부하(340)에 따라 구동 채널별 조건을 감지한 후 구동 드라이버(260)의 구동 전류 설정 값을 부하 조건에 맞게 조절하여 구동 채널 간 턴 온 시간 편차를 줄일 수 있도록 한다.

Claims (10)

  1. 인젝터의 동작을 제어하기 위한 구동신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛;
    상기 인젝터에 흐르는 전류를 센싱하여 센싱된 전류가 목표로 하는 전류 값에 도달하는 시간을 카운팅하고, 카운팅 된 시간과 기 설정된 시간의 비교 결과에 대응하여 구동 드라이버의 구동전류 설정 값을 가변하는 구동 반도체; 및
    상기 구동 드라이버의 출력 전류에 대응하여 상기 인젝터를 동작시키는 인젝터 구동부를 포함하고,
    상기 구동 반도체는
    상기 인젝터의 구동 전류를 센싱하는 전류센서;
    상기 구동신호의 인가시점으로부터 상기 인젝터 구동부가 턴 온 되는 구간 까지를 카운팅하는 카운터;
    상기 카운터에서 카운팅 된 시간과 기 설정된 설정치를 비교하여 상기 구동전류 설정 값을 가변하는 인젝터 제어부; 및
    상기 구동 전류 설정 값에 따라 상기 인젝터 구동부에 가변된 구동 전류를 공급하는 상기 구동 드라이버를 포함하며,
    상기 카운터는 상기 구동신호가 인가되어 상기 인젝터 구동부의 모스 트랜지스터 게이트 전압이 일정 레벨로 상승하는 구간을 감지하고 상기 모스 트랜지스터가 턴 온 되면 카운팅 동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구동 반도체는 상기 인젝터 제어부에서 가변 된 상기 구동전류 설정 값을 레지스터에 저장하고 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 전송하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 구동 반도체는 상기 마이크로 컨트롤 유닛에서 인가된 상기 구동 드라이버의 구동전류 설정 값, 상기 구동 드라이버의 턴 온 전류 설정 값 및 상기 인젝터 구동부의 턴 온 시간 설정 값 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 상기 레지스터에 저장하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 인젝터의 구동 전류를 센싱하는 전류센서;
    상기 전류센서에서 센싱된 전류가 목표로 하는 전류 값에 도달하는 시간을 카운팅하는 카운터;
    상기 카운터에서 카운팅 된 시간과 기 설정된 설정치를 비교하여 구동전류 설정 값을 가변하는 인젝터 제어부; 및
    상기 구동 전류 설정 값에 따라 상기 인젝터를 구동하는 인젝터 구동부에 가변 된 구동 전류를 공급하는 구동 드라이버를 포함하고,
    상기 카운터는 상기 인젝터 구동부의 모스 트랜지스터 게이트 전압이 일정 레벨로 상승하는 구간을 감지하고 상기 모스 트랜지스터가 턴 온 되면 카운팅 동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 카운터는 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 구동신호가 인가되는 시점으로부터 상기 인젝터 구동부가 턴 온 되는 구간 까지를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 인젝터 제어부에서 가변 된 상기 구동전류 설정 값을 저장하는 레지스터; 및
    센싱 전류 선택 신호에 따라 상기 전류센서의 출력을 상기 인젝터 제어부에 전달하는 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 레지스터는 마이크로 컨트롤 유닛에서 인가된 상기 구동 드라이버의 구동전류 설정 값, 상기 구동 드라이버의 턴 온 전류 설정 값 및 상기 인젝터 구동부의 턴 온 시간 설정 값 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 인젝터 구동 제어 장치.

  10. 삭제
KR1020140073549A 2014-06-17 2014-06-17 인젝터 구동 제어 장치 KR101601432B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140073549A KR101601432B1 (ko) 2014-06-17 2014-06-17 인젝터 구동 제어 장치
US14/507,479 US20150361918A1 (en) 2014-06-17 2014-10-06 Device for controlling a fuel injector
DE102014220635.9A DE102014220635B4 (de) 2014-06-17 2014-10-13 Vorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffinjektors
CN201410559535.2A CN105275643B (zh) 2014-06-17 2014-10-20 用于控制喷油器的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140073549A KR101601432B1 (ko) 2014-06-17 2014-06-17 인젝터 구동 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150144871A KR20150144871A (ko) 2015-12-29
KR101601432B1 true KR101601432B1 (ko) 2016-03-10

Family

ID=54706750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140073549A KR101601432B1 (ko) 2014-06-17 2014-06-17 인젝터 구동 제어 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150361918A1 (ko)
KR (1) KR101601432B1 (ko)
CN (1) CN105275643B (ko)
DE (1) DE102014220635B4 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101557A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Webasto SE Rolloanordnung mit Führungsbändern für Rollobahn
DE102017220534A1 (de) * 2017-11-17 2019-05-23 Robert Bosch Gmbh Vereinfachung der Ansteuerschnittstelle zwischen Ansteuer-ASIC und Mikrocontroller
CN109236533B (zh) * 2018-07-13 2021-02-26 天津理工大学 一种自适应多功能汽车喷油器驱动***
US11486325B2 (en) * 2018-09-13 2022-11-01 Hitachi Astemo, Ltd. Injector control unit
CN109186981A (zh) * 2018-09-18 2019-01-11 上海工程技术大学 一种大功率喷嘴阀流量特性测试试验台
KR102565337B1 (ko) * 2018-10-11 2023-08-09 현대자동차주식회사 엔진의 인젝터 제어장치 및 제어방법
KR102053094B1 (ko) * 2018-10-18 2019-12-06 현대오트론 주식회사 인젝터 제어 장치 및 방법
JP7312326B2 (ja) * 2020-06-23 2023-07-20 日立Astemo株式会社 燃料噴射制御装置
KR102354733B1 (ko) * 2020-09-28 2022-01-25 주식회사 현대케피코 인젝터 구동회로 및 방법
KR102462269B1 (ko) * 2020-12-15 2022-11-02 현대모비스 주식회사 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 과전류 진단 장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002004921A (ja) * 2000-06-27 2002-01-09 Mitsubishi Electric Corp インジェクタ駆動装置
JP2005201249A (ja) * 2003-11-25 2005-07-28 Crf Soc Consortile Per Azioni 内燃機関の共通レール燃料噴射システムの電気インジェクタ用駆動装置
JP2013060884A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Denso Corp インジェクタ制御装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515830A (en) * 1995-05-22 1996-05-14 Kokusan Denki Co., Ltd. Fuel injection equipment for internal combustion engine
JP3828239B2 (ja) * 1997-05-22 2006-10-04 三菱電機株式会社 燃料噴射用インジェクタの制御装置
JPH11148439A (ja) * 1997-06-26 1999-06-02 Hitachi Ltd 電磁式燃料噴射弁及びその燃料噴射方法
JPH11101149A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Isuzu Motors Ltd エンジンの燃料噴射方法及びその装置
JP3534167B2 (ja) * 1998-05-25 2004-06-07 国産電機株式会社 インジェクタ駆動方法及び駆動回路
JP4486183B2 (ja) * 1999-08-09 2010-06-23 株式会社デンソー 電磁弁駆動装置
US6414860B1 (en) * 2001-01-31 2002-07-02 Yazaki North America, Inc. Current control start up for pulse-width modulated systems
JP3908480B2 (ja) * 2001-05-16 2007-04-25 ボッシュ株式会社 燃料噴射装置における動作制御方法及び燃料噴射装置
US6705278B2 (en) * 2001-06-26 2004-03-16 Caterpillar Inc Fuel injector with main shot and variable anchor delay
JP4089244B2 (ja) * 2002-03-01 2008-05-28 株式会社デンソー 内燃機関用噴射量制御装置
US7248531B2 (en) * 2005-08-03 2007-07-24 Mosaid Technologies Incorporated Voltage down converter for high speed memory
JP2007170204A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Kokusan Denki Co Ltd 内燃機関用燃料噴射装置
JP5055050B2 (ja) * 2006-10-10 2012-10-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
KR100930813B1 (ko) * 2009-03-09 2009-12-09 이동원 능동형 정전력 공급장치
JP2010255444A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置及び方法
JP5058239B2 (ja) * 2009-10-30 2012-10-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5198496B2 (ja) * 2010-03-09 2013-05-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のエンジンコントロールユニット
EP2584695B1 (en) * 2010-06-15 2022-08-10 IHI Corporation Power-saving driving apparatus and power-saving driving method for apparatus with uniform load pattern
DE102010042467B4 (de) * 2010-10-14 2019-12-05 Continental Automotive Gmbh Ermittlung des Öffnungszeitpunkts eines Steuerventils eines indirekt angetriebenen Kraftstoffinjektors
CN102518523B (zh) * 2011-12-29 2014-07-16 北京经纬恒润科技有限公司 一种高压共轨柴油机喷油控制装置
JP5790611B2 (ja) 2012-09-13 2015-10-07 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002004921A (ja) * 2000-06-27 2002-01-09 Mitsubishi Electric Corp インジェクタ駆動装置
JP2005201249A (ja) * 2003-11-25 2005-07-28 Crf Soc Consortile Per Azioni 内燃機関の共通レール燃料噴射システムの電気インジェクタ用駆動装置
JP2013060884A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Denso Corp インジェクタ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150144871A (ko) 2015-12-29
DE102014220635A1 (de) 2015-12-17
CN105275643B (zh) 2020-09-22
CN105275643A (zh) 2016-01-27
US20150361918A1 (en) 2015-12-17
DE102014220635B4 (de) 2023-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101601432B1 (ko) 인젝터 구동 제어 장치
EP2980391B1 (en) Device for controlling fuel injection valve
KR101567201B1 (ko) 인젝터 특성 보정 장치
US9903305B2 (en) Control device for internal combustion engine
US9714626B2 (en) Drive device for fuel injection device
US8776763B2 (en) Internal combustion engine controller
JP5790611B2 (ja) 燃料噴射制御装置
US20080184968A1 (en) Solenoid valve driver and fuel injection system equipped with the same for compensating lag of operation of solenoid valve
EP2317102A2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP2014055571A (ja) 燃料噴射制御装置
US20120194961A1 (en) Injector Drive Circuit
US7856963B2 (en) Method of operating a fuel injector
KR101509958B1 (ko) 인젝터 특성 보정 장치
WO2015045503A1 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
US8091529B2 (en) Regulating method for a volume control
US6823832B2 (en) Method and device for control of the fuel injection in an internal combustion engine
KR101664626B1 (ko) 인젝터 구동 제어방법 및 장치
JP5900369B2 (ja) 電磁弁駆動装置
JP3265812B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5971187B2 (ja) インジェクタ駆動用電子制御装置
JP6158026B2 (ja) 昇圧装置
KR101780365B1 (ko) 최소 분사량을 고려한 인젝터 제어 방법
JP6951260B2 (ja) 燃料噴射制御装置
KR20020081410A (ko) 엔진의 연료 분사 제어를 위한 방법 및 장치
JP3869288B2 (ja) 燃料噴射方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190227

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 5