KR101826698B1 - 고압 펌프에서의 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법 및 그 장치 - Google Patents

고압 펌프에서의 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 고압 펌프에서의 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 고압 펌프 등에 장착되는 솔레노이드 밸브의 그라운드쇼트 또는 배터리쇼트 고장, 오픈로드 고장 및 쇼트서킷 고장을 판정하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법에 관한 것이다.

Description

고압 펌프에서의 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법 및 그 장치{Fault Diagnosis Method for Solenoid Valve Of High Pressure Pump And Device Thereof}
본 발명의 일 측면은 고압 펌프에서의 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 고압 펌프 등에 장착되는 솔레노이드 밸브의 그라운드쇼트 또는 배터리쇼트 고장, 오픈로드 고장 및 쇼트서킷 고장을 판정하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법 및 해당 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 차량의 연료 공급 장치는 연료탱크, 연료레일 및 연료펌프를 포함하여 구성될 수 있다. 연료레일은 고압의 연료를 저장하고 저장된 고압연료를 각 인젝터로 분배하는 역할을 수행한다. 연료레일에는 다수의 인젝터가 설치되며, 각 인젝터는 실린더 헤드 또는 흡기 매니폴드에 연결되어 연소실 또는 포트 내부로 연료를 분사하는 역할을 수행하는 것이다. 연료레일은 연료탱크와 연결되어 연료탱크로부터 연료를 공급받는다. 이러한 연료레일과 연료탱크 사이에는 고압 펌프가 설치되며, 고압 펌프는 연료탱크로부터 연료를 고압으로 압축하여 연료레일로 전달하는 역할을 수행한다.
한편, 고압 펌프 내부에는 유로제어밸브가 설치될 수 있다. 이러한 유로제어밸브의 일례로서 솔레노이드 밸브가 있다.
종래의 고압 펌프 내부에 설치되는 솔레노이드 밸브의 작동의 일례는 하이사이드에서 배터리 전압이 공급되고, 로우사이드에서 제어 신호를 전송받는 등의 방식으로 그 작동이 제어된다.
그러나 상기와 같은 작동 방식을 가지는 종래의 솔레노이드 밸브는 고압 펌프가 구동시 각종 전기적인 요소의 단락 단선 등의 고장을 진단하는 기법이 마련되지 않고 있으므로 이러한 고장이 발생한 경우에 그 대비를 할 수 없어서 문제가 되고 있다.
특히, 고압 펌프가 구동시 배터리 쇼트 고장, 그라운드 쇼트 고장, 오픈로드 고장 및 하이사이드/로우사이드 쇼트 고장에 대한 감지 기법의 개발이 시급한 실정이다.
이에 본 발명에 따른 일 측면은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 고압 펌프가 구동시 솔레노이드 밸브의 배터리 쇼트 고장, 그라운드 쇼트 고장, 오픈로드 고장 및 하이사이드/로우사이드 쇼트 고장에 대한 검출 기법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위에 제기된 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 작동하는 솔레노이드 밸브; 상기 전원 공급부가 전원을 공급하지 않는 경우에도 상기 솔레노이드 밸브로 바이어스 전압을 공급하는 바이어스전원 공급부; 상기 솔레노이드 밸브의 하이사이드 전압을 측정하는 하이사이드전압 측정부; 상기 솔레노이드 밸브의 로우사이드 전압을 측정하는 로우사이드전압 측정부; 및 상기 솔레노이드 밸브의 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류 여부를 판정하는 과전류 판정부를 포함하고,
아이들 상태에서 상기 하이사이드전압 측정부와 상기 로우사이드전압 측정부에서 측정한 전압 정보와 상기 바이어스전원 공급부에서 공급된 바이어스 전압 정보를 비교하여, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제1 기준전압보다 낮은 경우 솔레노이드 밸브의 그라운드쇼트 고장으로 진단하고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제2 기준전압보다 높은 경우 배터리쇼트 고장으로 진단하고, 상기 하이사이드의 전압이 제2 기준전압과 제1 기준전압 사이에 있고, 상기 로우사이드의 전압이 제1 기준전압보다 낮은 경우 오픈로드 고장으로 진단하며, 상기 솔레노이드의 구동 상태에서 상기 과전류 판정부에서 과전류가 흐른 것으로 판정된 경우, 솔레노이드의 쇼트서킷 고장으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템을 제공할 수 있다.
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실시예에 따라서 상기 전원 공급부는 차량에 설치되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 실시예에 따라서 상기 바이어스전원 공급부는 동일한 값을 가지는 두 개의 저항 요소를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 과전류 판정부는 상기 로우사이드에 설치되는 션트 저항과 상기 션트 저항에 걸리는 전압값이 임계 전압보다 큰 경우 과전류로 판정하는 전압 비교판정부를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 과전류 판정부는 상기 솔레노이드 밸브에 흐르는 과전류를 측정하기 위해서 상기 솔레노이드 밸브의 작동시부터 경과 시간을 측정하는 타이머를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 과전류 판정부는 상기 타이머가 측정한 상기 경과 시간이 설정 시간이 도달하기 전에 상기 측정된 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 지금까지 전술한 솔레노이드 밸브는 차량용 고압 펌프의 유로를 제어하기 위해서 적용되는 것일 수 있다.
또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, 아이들 상태에서 솔레노이드 밸브로 바이어스 전압을 공급하는 바이어스전압 공급단계;
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 하이사이드와 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 그라운드쇼트 고장(Short Circuit to Ground) 여부를 판단하는 그라운드쇼트고장 판단단계;
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 상기 하이사이드와 상기 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 오픈로드 고장 여부를 판단하는 오픈로드고장 판단단계; 및
상기 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드 사이의 쇼트서킷 고장 여부를 판단하는 쇼트서킷고장 판단단계;를 포함하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 제공할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 그라운드쇼트고장 판단단계는 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제1 기준전압보다 낮은 경우 그라운드쇼트 고장으로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 제1 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 차감한 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 오픈로드고장 판단단계는 상기 하이사이드의 전압이 제2 기준전압과 제1 기준전압 사이에 있고, 상기 로우사이드의 전압이 제1 기준전압보다 낮은 경우 오픈로드 고장으로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 제1 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 차감한 값이고, 상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 더한 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 쇼트서킷고장 판단단계는 상기 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류가 흐른 경우 쇼트서킷 고장으로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 쇼트서킷고장 판단단계는 상기 솔레노이드 밸브의 작동시부터 경과한 경과 시간이 설정 시간에 도달하기 전에 상기 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면은, 아이들 상태에서 솔레노이드 밸브로 바이어스 전압을 공급하는 바이어스전압 공급단계;
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 하이사이드와 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 배터리쇼트 고장(Short Circuit to Battery) 여부를 판단하는 배터리쇼트고장 판단단계;
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 상기 하이사이드와 상기 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 오픈로드 고장 여부를 판단하는 오픈로드고장 판단단계; 및
상기 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드 사이의 쇼트서킷 고장 여부를 판단하는 쇼트서킷고장 판단단계;를 포함하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법을 제공할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 배터리쇼트고장 판단단계는 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제2 기준전압보다 높은 경우 배터리쇼트 고장으로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 더한 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 오픈로드고장 판단단계는 상기 하이사이드의 전압이 제2 기준전압과 제1 기준전압 사이에 있고, 상기 로우사이드의 전압이 제1 기준전압보다 낮은 경우 오픈로드 고장으로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 제1 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 차감한 값이고, 상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 더한 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 쇼트서킷고장 판단단계는 상기 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류가 흐른 경우 쇼트서킷 고장으로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 상기 쇼트서킷고장 판단단계는 상기 솔레노이드 밸브의 작동시부터 경과한 경과 시간이 설정 시간에 도달하기 전에 상기 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법에서 솔레노이드 밸브는 차량용 고압 펌프의 유로를 제어하기 위해 적용되는 것일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고압 펌프의 구동시 솔레노이드 밸브의 배터리 쇼트 고장, 그라운드 쇼트 고장, 오픈로드 고장 및 하이사이드/로우사이드 쇼트 고장에 대한 검출 및 대응이 가능하다.
이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 범용성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템이 일 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법의 일 실시예를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법의 다른 실시예를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 도 4의 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다. 본 발명
도 1은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템이 일 실시예를 나타낸다. 도 1(a)는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템이 일 실시예를 나타내고, 도 1(b)는 임계 전압을 설정하기 위한 회로도를 나타낸다.
본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 시스템(100)은 전원 공급부(110); 상기 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받아 작동하는 솔레노이드 밸브(120); 상기 전원 공급부(110)가 전원을 공급하지 않는 경우에도 상기 솔레노이드 밸브(120)로 바이어스 전압(Bias)을 공급하는 바이어스전원 공급부(130);
상기 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드 전압(HFV)을 측정하는 하이사이드전압 측정부; 상기 솔레노이드 밸브(120)의 로우사이드 전압(LFV)을 측정하는 로우사이드전압 측정부; 및
상기 솔레오이드 밸브의 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류 여부를 판정하는 과전류 판정부(140);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 솔레노이드 밸브(120)는 차량용 고압 펌프의 유로를 제어하기 위해 적용되는 것일 수 있다.
실시예에 따라서 전원 공급부(110)는 차량에 설치되는 배터리 전원과 상기 배터리 전원과 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드 사이에 연결되는 제1스위치(111)를 포함할 수 있으며, 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 제1스위치(111)가 온(On)되면 솔레노이드 밸브(120)는 배터리의 전원을 공급받아서 구동할 수 있다. 바이어스전원 공급부(130)는 동일한 값을 가지는 두 개의 저항 요소(R1, R2)가 직렬로 연결되는 구조를 포함하여 구성될 수 있고, 저항 요소(R1)에는 배터리 전압(VBAT)이 연결될 수 있으며, 배터리 전압(VBAT)이 공급되기 전이라도 솔레노이드 밸브(120)로 바이어스 전압(Bias)을 공급할 수 있다.
실시예에 따라서 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드에는 하이사이드전압 측정부가 연결될 수 있으며, 로우사이드에는 로우사이드전압 측정부가 연결될 수 있다. 실시예에 따라서 솔레노이드 밸브(120)의 로우사이드에는 제2스위치(112)가 연결될 수 있다.
실시예에 따라서 과전류 판정부(140)는 로우사이드에 설치되는 션트 저항(R3)과, 솔레노이드 밸브(120)에 흐르는 과전류를 측정하기 위해서 상기 솔레노이드 밸브(120)의 작동시부터 경과 시간(Elapsed Time)을 측정하는 타이머(Timer, 141)와 상기 션트 저항(R3)에 걸리는 전압값이 임계 전압(Threshold V1)보다 큰 경우 과전류로 판정하는 전압 비교판정부(142)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 전압 비교판정부(142)는 두 개의 OP-엠프 요소와 두 개의 저항요소(R4, R5)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 임계 전압(V1)은 직렬로 연결되는 두 개의 저항요소(R4, R5)에 의하여 결정될 수 있으며, 이 저항 요소(R4, R5)를 조절하여 사용자가 임의로 설정할 수 있다.
하이사이드전압 측정부와 로우사이드전압 측정부는 전압을 모니터링하는 구성일 수 있고, 과전류 판정부(140)는 전류를 모니터링하는 구성일 수 있다. 즉 과전류 판정부(140)는 전압을 모니터링하여 전류가 얼마나 흐르는지를 검출하기 위한 구성이다.
위 구성에 의한 과전류 판정부(140)는 타이머(141)가 측정한 상기 경과 시간(Elapsed Time)이 설정 시간(Set Time)이 도달하기 전에 상기 션트 저항(R3)을 기초로 측정된 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정할 수 있다. 여기서 션트 저항(R3)을 기초로 측정된 전류값이 임계 전류값에 도달하는지 여부는 션트 저항(R3)에서 측정된 전압값이 임계 전압(V1)값을 초과하는지 여부로 판정할 수 있다.
솔레노이드 밸브의 작동 중에 과전류는 어떠한 원인에 의하여 언제든지 흐를 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 고장으로 인한 과전류 인지를 판단하기 위하여 타이머(141) 구성을 채용한다.
이하, 전술한 구성을 가지는 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 시스템(100)이 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단을 수행하는 방법을 설명한다. 다만, 후술할 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 방법의 일 실시예는 전술한 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 시스템(100)에 의하여만 수행될 수 있는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법의 제1 실시예를 나타내는 블럭도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 방법은 아이들 상태에서 솔레노이드 밸브(120)로 바이어스 전압(Bias)을 공급하는 바이어스전압 공급단계(S100);
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드와 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압(Bias)을 기초로 그라운드쇼트 고장(Short Circuit to Ground) 여부를 판단하는 그라운드쇼트고장 판단단계(S110);
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브(120)의 상기 하이사이드와 상기 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압(Bias)을 기초로 오픈로드 고장 여부를 판단하는 오픈로드고장 판단단계(S120); 및
상기 솔레노이드 밸브(120)를 작동시키고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드 사이의 쇼트서킷 고장 여부를 판단하는 쇼트서킷고장 판단단계(S130);를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 그라운드쇼트고장 판단단계(S110)는 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압(LFV)이 모두 제1 기준전압보다 낮은 경우 그라운드쇼트 고장으로 판정할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 오픈로드고장 판단단계(S120)는 상기 하이사이드의 전압(HFV)이 제2 기준전압과 제1 기준전압 사이에 있고, 상기 로우사이드의 전압(LFV)이 제1 기준전압보다 낮은 경우 오픈로드 고장으로 판정할 수 있다. 여기서 상기 제1 기준전압은 상기 바이어스 전압(Bias)에서 설정 전압을 차감한 값이고, 상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압(Bias)에서 설정 전압을 더한 값일 수 있다.
또한 실시예에 따라서 상기 쇼트서킷고장 판단단계(S130)는 상기 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류가 흐른 경우 쇼트서킷 고장으로 판정할 수 있다. 여기서 상기 쇼트서킷고장 판단단계(S130)는 상기 솔레노이드 밸브(120)의 작동시부터 경과한 경과 시간이 설정 시간에 도달하기 전에 상기 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정할 수 있다.
여기서 바이어스 전압(Bias)은 두 개의 저항 요소(R1, R2)에 의하여 구성되는데, 두 개의 저항 요소(R1, R2)가 동일한 값을 가져가면 바이어스 전압(Bias)은 배터리 전압(VBAT)/2이 형성되며, 제1 기준전압은 바이어스 전압(Bias)에서 설정 전압을 차감한 값이 될 수 있다. 또한 제2 기준전압은 바이어스 전압(Bias)에서 설정 전압을 더한 값이 될 수 있다. 도 3을 참조하면 여기서 설정 전압은 1V를 예시하고 있다. 제1 기준전압과 제2 기준전압은 후술할 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 모두 적용될 수 있다.
도 3은 도 2의 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 방법은 우선, 솔레노이드 밸브(120)의 모든 스위치가 오프된 상태 즉 아이들 상태에서 바이어스 전압(Bias)을 생성하여 솔레노이드 밸브(120)로 공급하고(S100), 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)을 모니터링한다.
모니터링한 결과, 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)이 모두 제1 기준전압(Bias-1V)보다 낮은 경우가 검출되면 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드 또는 로우사이드에 그라운드쇼트 고장(Short to GND Fault)이 발생한 것으로 판정할 수 있으며, 해당 고장을 기록하고 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 멈출 수 있다.
한편, 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)이 모두 제1 기준전압(Bias-1V)보다 낮은 경우가 검출되지 않은 경우에는, 솔레노이드 밸브(120)의 아이들 상태에서 계속해서 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)을 모니터링하여, 하이사이드의 전압(HFV)이 제2 기준전압(Bias+1V)보다 작고 제1 기준전압(Bias-1V)보다 크며, 로우사이드의 전압(LFV)이 제1 기준전압(Bias-1V)보다 작은 경우가 검출되면 오픈로드 고장(Open Load Disconnection)으로 판정할 수 있으며, 그 경우 해당 고장을 기록하고 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 멈출 수 있다.
그러나 모니터링한 결과, 전술한 하이사이드의 전압(HFV)이 제2 기준전압(Bias+1V)보다 작고 제1 기준전압(Bias-1V)보다 크며, 로우사이드의 전압(LFV)이 제1 기준전압(Bias-1V)보다 작은 경우가 검출되지 않으면, 솔레노이드 밸브(120)를 작동시킨다(S130). 솔레노이드 밸브(120)가 작동하게 되면 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드와 로우사이드의 스위치(111, 112)가 동시에 온(On)이 되며, 그때부터 타이머(141)가 작동하기 시작한다.
예컨대 사용자가 타이머(141)의 설정 시간(Set Time)을 6us로 설정하였다면, 솔레노이드 밸브(120)의 작동과 동시에 이 타이머(141)는 작동하게 되며, 설정 시간 6us 이전에 션트 저항(R3)을 통하여 측정한 전류값이 사용자가 정한 임계 전류값에 도달하게 되면 오버 슬로우 레이트로 판정하고, 이 경우 쇼트가 발생한 것으로 판정할 수 있다. 도 3에서는 임계 전류값에 대응하는 LFSV 신호가 1로 설정된 경우를 예시하고 있다.
그러나, 측정한 전류값이 임계 전류값에 도달하지 않거나, 혹은 측정한 전류값이 경과 시간(Elapsed Time)이 타이머(141)의 설정 시간을 초과한 상태에서 임계 전류값에 도달한 경우에는 솔레노이드 밸브(120)가 정상적으로 동작하는 것으로 판정할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법의 제2 실시예를 나타내는 블럭도이다.
본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 방법의 제1 실시예와 제2 실시예는 그라운드쇼트고장 판단단계(S110)와 배터리쇼트고장 판단단계(S210)가 다른 차이가 있다. 따라서 제2 실시예는 제1 실시예와 차이점만을 설명하며, 공통점은 제1 실시예의 설명으로 대신한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 방법은 아이들 상태에서 솔레노이드 밸브(120)로 바이어스 전압(Bias)을 공급하는 바이어스전압 공급단계(S200);
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드와 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압(Bias)을 기초로 배터리쇼트 고장(Short Circuit to Battery) 여부를 판단하는 배터리쇼트고장 판단단계(S210);
상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브(120)의 상기 하이사이드와 상기 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압(Bias)을 기초로 오픈로드 고장 여부를 판단하는 오픈로드고장 판단단계(S220) ; 및
상기 솔레노이드 밸브(120)를 작동시키고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드 사이의 쇼트서킷 고장 여부를 판단하는 쇼트서킷고장 판단단계(S230);를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 배터리쇼트고장 판단단계(S210)는 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압(LFV)이 모두 제2 기준전압보다 높은 경우 배터리쇼트 고장으로 판정할 수 있다. 여기서 상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압(Bias)에서 설정 전압을 더한 값일 수 있다.
도 5는 도 4의 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
본 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(120)의 고장 진단 방법은 우선, 솔레노이드 밸브(120)의 모든 스위치가 오프된 상태 즉 아이들 상태에서 바이어스 전압(Bias)을 생성하여 솔레노이드 밸브(120)로 공급하고(S200), 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)을 모니터링한다.
모니터링한 결과, 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)이 모두 제2 기준전압(Bias+1V)보다 높은 경우가 검출되면 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드 또는 로우사이드에 배터리쇼트 고장(Short Circuit to Battery)이 발생한 것으로 판정할 수 있으며, 해당 고장을 기록하고 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 멈출 수 있다.
한편, 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)이 모두 제2 기준전압(Bias+1V)보다 높은 경우가 검출되지 않으면, 솔레노이드 밸브(120)의 아이들 상태에서 계속해서 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드의 전압(HFV)과 로우사이드의 전압(LFV)을 모니터링하여, 하이사이드의 전압(HFV)이 제2 기준전압(Bias+1V)보다 작고 제1 기준전압(Bias-1V)보다 크며, 로우사이드의 전압(LFV)이 제1 기준전압(Bias-1V)보다 작은 경우인지를 판단하며, 그러한 경우가 검출되면 오픈로드 고장(Open Load Disconnection)으로 판정할 수 있으며, 오픈로드 고장으로 판정한 경우에는 해당 고장을 기록하고 솔레노이드 밸브(120)의 동작을 멈출 수 있다.
그러나 모니터링한 결과, 전술한 하이사이드의 전압(HFV)이 제2 기준전압(Bias+1V)보다 작고 제1 기준전압(Bias-1V)보다 크며, 로우사이드의 전압(LFV)이 제1 기준전압(Bias-1V)보다 작은 경우가 검출되지 않으면, 솔레노이드 밸브(120)를 작동시킨다(S130). 솔레노이드 밸브(120)가 작동하게 되면 솔레노이드 밸브(120)의 하이사이드와 로우사이드의 스위치(111, 112)가 동시에 온(On)이 되며, 그때부터 타이머(141)가 작동하기 시작한다. 이하의 과정은 제1 실시예와 실질적으로 동일하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 고장 진단 시스템
110: 전원 공급부
120: 솔레노이드 밸브
130: 바이어스전원 공급부
140: 과전류 판정부

Claims (18)

  1. 전원 공급부;
    상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 작동하는 솔레노이드 밸브;
    상기 전원 공급부가 전원을 공급하지 않는 경우에도 상기 솔레노이드 밸브로 바이어스 전압을 공급하는 바이어스전원 공급부;
    상기 솔레노이드 밸브의 하이사이드 전압을 측정하는 하이사이드전압 측정부;
    상기 솔레노이드 밸브의 로우사이드 전압을 측정하는 로우사이드전압 측정부; 및
    상기 솔레노이드 밸브의 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류 여부를 판정하는 과전류 판정부를 포함하고,
    아이들 상태에서 상기 하이사이드전압 측정부와 상기 로우사이드전압 측정부에서 측정한 전압 정보와 상기 바이어스전원 공급부에서 공급된 바이어스 전압 정보를 비교하여,
    상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제1 기준전압보다 낮은 경우 솔레노이드 밸브의 그라운드쇼트 고장으로 진단하고,
    상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제2 기준전압보다 높은 경우 배터리쇼트 고장으로 진단하고,
    상기 하이사이드의 전압이 제2 기준전압과 제1 기준전압 사이에 있고, 상기 로우사이드의 전압이 제1 기준전압보다 낮은 경우 오픈로드 고장으로 진단하며,
    상기 솔레노이드의 구동 상태에서 상기 과전류 판정부에서 과전류가 흐른 것으로 판정된 경우, 솔레노이드의 쇼트서킷 고장으로 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 차량에 설치되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스전원 공급부는 동일한 값을 가지는 두 개의 저항 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 과전류 판정부는 상기 솔레노이드 밸브에 흐르는 과전류를 측정하기 위해서 상기 솔레노이드 밸브의 작동시부터 경과 시간을 측정하는 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 과전류 판정부는 상기 타이머가 측정한 상기 경과 시간이 설정 시간이 도달하기 전에 상기 측정된 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 과전류 판정부는 상기 로우사이드에 설치되는 션트 저항과 상기 션트 저항에 걸리는 전압값이 임계 전압보다 큰 경우 과전류로 판정하는 전압 비교판정부를 가지는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브는 차량용 고압 펌프의 유로를 제어하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 시스템.
  8. 아이들 상태에서 솔레노이드 밸브로 바이어스 전압을 공급하는 바이어스전압 공급단계;
    상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 하이사이드와 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 그라운드쇼트 고장(Short Circuit to Ground) 여부를 판단하는 그라운드쇼트고장 판단단계;
    상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 상기 하이사이드와 상기 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 오픈로드 고장 여부를 판단하는 오픈로드고장 판단단계; 및
    상기 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드 사이의 쇼트서킷 고장 여부를 판단하는 쇼트서킷고장 판단단계;
    를 포함하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 그라운드쇼트고장 판단단계는 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제1 기준전압보다 낮은 경우 그라운드쇼트 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 차감한 값인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  11. 아이들 상태에서 솔레노이드 밸브로 바이어스 전압을 공급하는 바이어스전압 공급단계;
    상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 하이사이드와 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 배터리쇼트 고장(Short Circuit to Battery) 여부를 판단하는 배터리쇼트고장 판단단계;
    상기 아이들 상태에서 상기 솔레노이드 밸브의 상기 하이사이드와 상기 로우사이드를 모니터링하여 상기 바이어스 전압을 기초로 오픈로드 고장 여부를 판단하는 오픈로드고장 판단단계; 및
    상기 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 상기 하이사이드와 상기 로우사이드 사이의 쇼트서킷 고장 여부를 판단하는 쇼트서킷고장 판단단계;
    를 포함하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리쇼트고장 판단단계는 상기 하이사이드와 상기 로우사이드의 전압이 모두 제2 기준전압보다 높은 경우 배터리쇼트 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 더한 값인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  14. 제8항 또는 제11항에 있어서,
    상기 오픈로드고장 판단단계는 상기 하이사이드의 전압이 제2 기준전압과 제1 기준전압 사이에 있고, 상기 로우사이드의 전압이 제1 기준전압보다 낮은 경우 오픈로드 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 차감한 값이고, 상기 제2 기준전압은 상기 바이어스 전압에서 설정 전압을 더한 값인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  16. 제8항 또는 제11항에 있어서,
    상기 쇼트서킷고장 판단단계는 상기 로우사이드의 전류를 측정하여 과전류가 흐른 경우 쇼트서킷 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 쇼트서킷고장 판단단계는 상기 솔레노이드 밸브의 작동시부터 경과한 경과 시간이 설정 시간에 도달하기 전에 상기 전류값이 임계 전류값에 도달한 경우 과전류로 판정하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브 고장 진단 방법.
  18. 제8항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브는 차량용 고압 펌프의 유로를 제어하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브의 고장 진단 방법.

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