KR102285960B1 - Apparatus for estimating battery short of peak and hold injector driver - Google Patents

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Abstract

피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치는, 외부 부하(LOAD)로 공급되는 전류의 레벨을 감시하고, 전류 레벨의 변화에 따른 제어 신호를 출력하는 전류 비교부, 상기 전류 비교부에서 출력되는 제어 신호 또는 기 설정된 오프시간(TOFF)에 따라 구동 스위치의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하는 피크 앤드 홀드 전류 제어부, 기 설정된 일정 시간동안 상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부에서 출력되는 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트하는 카운터, 상기 카운터에서 카운트된 값을 기 설정된 배터리 단락 기준값과 비교하여 과전류를 진단하는 과전류 진단부를 포함한다. A battery short-circuit diagnosis device for a peak-and-hold injector driver is disclosed. A battery short-circuit diagnosis apparatus for a peak-and-hold injector driver according to an aspect of the present invention includes a current comparator for monitoring a level of a current supplied to an external load (LOAD) and outputting a control signal according to a change in the current level; A peak-and-hold current controller that outputs a PWM signal for controlling the turn-on or turn-off of the driving switch according to a control signal output from the current comparator or a preset off-time (T OFF ), the peak-and-hold for a preset period of time and a counter for counting the number of hold-on times of the PWM signal output from the current controller, and an overcurrent diagnosis unit for diagnosing overcurrent by comparing the counted value of the counter with a preset battery short-circuit reference value.

Description

피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치{APPARATUS FOR ESTIMATING BATTERY SHORT OF PEAK AND HOLD INJECTOR DRIVER}Battery Short Circuit Diagnosis Device for Peak-and-Hold Injector Driver

본 발명은 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정 전류 구동을 위한 피크 앤 홀드 인젝터 드라이버에서 과전류를 감지하여 배터리 단락을 진단할 수 있는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a battery short-circuit diagnosis device for a peak-and-hold injector driver, and more particularly, to a battery of a peak-and-hold injector driver capable of diagnosing a battery short by detecting an overcurrent in a peak-and-hold injector driver for constant current driving. It relates to a short circuit diagnosis device.

일반적으로, 자동차에서, 전자 제어 연료 분사 장치에 속하는 각종 엑츄에이터들(actuator)은 엔진 제어기(Engine Control Unit)를 통하여 전자적으로 제어되며, 엔진의 사용 환경 또는 운전 조건에 따라 혼합기의 공연비를 변화시켜서 연소 상태를 최적화하는 기능을 수행한다. 이러한 엑츄에이터는 구동회로를 통하여 전류를 제어하고 공급하는 방식으로 구동되며, 엑츄에이터의 안정적인 구동은 차량 안전에 상당히 중요한 영향을 미친다.In general, in automobiles, various actuators belonging to an electronically controlled fuel injection device are electronically controlled through an engine control unit (Engine Control Unit), and combustion is performed by changing the air-fuel ratio of a mixer according to the use environment or driving conditions of the engine. It performs the function of optimizing the state. Such an actuator is driven by controlling and supplying current through a driving circuit, and stable driving of the actuator has a very important effect on vehicle safety.

따라서, 엑츄에이터를 정확하게 제어하기 위하여 전류가 정밀하게 모니터링되고 제어되는 것이 중요하다.Therefore, it is important that the current is precisely monitored and controlled in order to accurately control the actuator.

하지만 최근 엔진 제어기(ECU) 및 엑츄에이터 등 차량 내 전자 부품들의 증가로 과전류 고장 등의 문제 등이 빈번하게 발생하여 차량 안전에 영향을 줄 수 있는 경우가 증가하고 있다. 특히, 배터리 단락(StB, Short Circuit to Battery) 고장으로 인하여 엑츄에이터의 구동전류가 정해진 사양 대비 이상적으로 많이 공급되는 경우에 문제가 될 수 있다. However, due to the recent increase in electronic components such as engine controllers (ECUs) and actuators, problems such as overcurrent failures occur frequently, which may affect vehicle safety is increasing. In particular, it may be a problem when the driving current of the actuator is ideally supplied compared to the specified specification due to a short circuit to battery (StB) failure.

도 1에 도시된 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 경우 홀드 Phase에서 사용자가 설정한 전류 이상의 전류가 부하에 흐르면, 구동 스위치(10)를 일정 시간 오프(OFF)하고, 다시 온(ON) 시키는 구동 방식으로 홀드 전류를 외부 부하에 인가하고 있다. In the case of the peak-and-hold injector driver shown in FIG. 1, when a current greater than the current set by the user flows to the load in the hold phase, the driving switch 10 is turned off for a certain period of time and then turned on again. A hold current is being applied to an external load.

그러나, 종래의 경우 외부 부하와 연결된 와이어에 배터리 단락이 생길 경우, 과전류 레벨까지 전류가 증가하기 전에 구동 스위치(10)를 오프할 경우 과전류를 감지하지 못하는 문제가 있다.However, in the conventional case, when a battery short circuit occurs in a wire connected to an external load, when the driving switch 10 is turned off before the current increases to the overcurrent level, there is a problem in that the overcurrent cannot be detected.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 정 전류 구동을 위한 피크 앤 홀드 인젝터 드라이버에서 과전류를 감지하여 배터리 단락을 진단할 수 있는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치를 제공하는 것이다. The present invention has been devised to improve the above problems, and an object of the present invention is to detect an overcurrent in a peak-and-hold injector driver for constant current driving and diagnose a battery short circuit in a peak-and-hold injector driver. To provide a diagnostic device.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치는, 외부 부하(LOAD)로 공급되는 전류의 레벨을 감시하고, 전류 레벨의 변화에 따른 제어 신호를 출력하는 전류 비교부, 상기 전류 비교부에서 출력되는 제어 신호 또는 기 설정된 오프시간(TOFF)에 따라 구동 스위치의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하는 피크 앤드 홀드 전류 제어부, 기 설정된 일정 시간동안 상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부에서 출력되는 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트하는 카운터, 상기 카운터에서 카운트된 값을 기 설정된 배터리 단락 기준값과 비교하여 과전류를 진단하는 과전류 진단부를 포함한다. A battery short-circuit diagnosis apparatus for a peak-and-hold injector driver according to an aspect of the present invention includes a current comparator for monitoring a level of a current supplied to an external load (LOAD) and outputting a control signal according to a change in the current level; A peak-and-hold current controller that outputs a PWM signal for controlling the turn-on or turn-off of the driving switch according to a control signal output from the current comparator or a preset off-time (T OFF ), the peak-and-hold for a preset period of time and a counter for counting the number of hold-on times of the PWM signal output from the current controller, and an overcurrent diagnosis unit for diagnosing overcurrent by comparing the counted value of the counter with a preset battery short-circuit reference value.

본 발명에서 상기 전류 비교부는, 상기 외부 부하(load)의 로우 사이드(Low Side) 구동 스위치 하단의 션트 저항에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부, 상기 전류 감지부에서 감지된 전류를 기 설정된 홀드 전류와 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 구동 스위치의 제어 신호를 출력하는 비교부를 포함할 수 있다.In the present invention, the current comparator includes a current sensing unit for sensing a current flowing through a shunt resistor at the lower end of a low side driving switch of the external load, and a preset hold current for the current sensed by the current sensing unit. and a comparator for comparing with and outputting a control signal of the driving switch according to the comparison result.

본 발명에서 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치는 상기 구동 스위치의 드레인 및 배터리에 연결되며, 배터리 단락 상황을 모의하기 위한 스위치를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the apparatus for diagnosing a short-circuit battery of the peak-and-hold injector driver is connected to the drain of the driving switch and the battery, and may further include a switch for simulating a battery short-circuit condition.

본 발명에서 상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부는, 상기 PWM 신호의 오프시간(Toff)을 설정하고, 상기 스위치를 온(on) 시키면, 배터리 단락 상황이 모의되어, 상기 카운터에서 카운트된 홀드 온 횟수를 상기 배터리 단락 기준값으로 설정할 수 있다. In the present invention, the peak-and-hold current control unit sets an off time (T off ) of the PWM signal, and when the switch is turned on, a battery short-circuit condition is simulated, and the number of hold-on counts counted by the counter is displayed. It can be set as the battery short circuit reference value.

본 발명에서 상기 과전류 진단부는, 상기 카운트된 값이 상기 배터리 단락 기준값을 초과하는 경우, 전류 감지부에서 감지된 전류를 과전류로 진단할 수 있다. In the present invention, when the counted value exceeds the battery short-circuit reference value, the overcurrent diagnosis unit may diagnose the current sensed by the current sensing unit as an overcurrent.

본 발명에서 상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부는, 상기 과전류 진단부에서 과전류로 진단된 경우를 배터리 단락(Short circuit to battery : SCB) 상태로 진단할 수 있다. In the present invention, the peak-and-hold current control unit may diagnose a case in which the overcurrent is diagnosed by the overcurrent diagnosis unit as a short circuit to battery (SCB) state.

본 발명에 따르면, 가상의 배터리 단락 상황을 주입할 수 있는 스위치를 추가하여 배터리 단락을 위한 기준값을 설정하고, 그 기준값을 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트한 값과 비교함으로써, 과전류를 감지하고, 배터리 단락을 진단할 수 있다. According to the present invention, an overcurrent is detected by adding a switch capable of injecting a virtual battery short circuit to set a reference value for a battery short circuit, and comparing the reference value with a value counted by the number of hold-on times of the PWM signal, Battery short circuit can be diagnosed.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within the range apparent to those skilled in the art from the contents to be described below.

도 1은 종래의 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태의 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단락 상태의 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태의 PWM 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단락 상태의 PWM 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단락 기준값을 설정하여 배터리 단락 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a circuit diagram for explaining a conventional peak-and-hold injector driver.
2 is a circuit diagram illustrating a battery short-circuit diagnosis apparatus of a peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a current in a steady state according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a current in a battery short-circuit state according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a PWM signal in a steady state according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a PWM signal in a battery short-circuit state according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a short circuit in a battery of a peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a short-circuit of a battery by setting a reference value for a short-circuit of a battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, a battery short-circuit diagnosis apparatus of a peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치를 나타낸 회로도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태의 전류를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단락 상태의 전류를 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태의 PWM 신호를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단락 상태의 PWM 신호를 설명하기 위한 도면이다.2 is a circuit diagram illustrating a battery short-circuit diagnosis apparatus of a peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram for explaining a steady state current according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is this view A diagram for explaining a current in a short-circuit state of a battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram for explaining a PWM signal in a steady state according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining a PWM signal in a battery short-circuit state.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치(100)는 구동 스위치(120), 전류 비교부(145), 과전류 진단부(160), 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170) 및 카운터(180)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , an apparatus 100 for diagnosing a battery short circuit of a peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention includes a driving switch 120 , a current comparator 145 , an overcurrent diagnosis unit 160 , and a peak-and-hold It includes a hold current control unit 170 and a counter 180 .

구동 스위치(120)는 부하(110)로 전원을 스위칭하기 위한 구성으로, 예컨대, FET으로 구현될 수 있다. 구동 스위치(120)의 게이트에는 카운터(180) 또는 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)가 연결되고, 드레인에는 부하(110)가 연결되며, 소스에는 션트 저항(130)이 연결될 수 있다. 이때, 부하(110)는 인젝터 구동을 위한 솔레노이드, 모터, 가변 솔레노이드 밸브 등 다양한 차량용 엑추에이터 부하일 수 있다.The driving switch 120 is configured to switch power to the load 110 , and may be implemented as, for example, an FET. The counter 180 or peak-and-hold current controller 170 may be connected to the gate of the driving switch 120 , the load 110 may be connected to the drain, and the shunt resistor 130 may be connected to the source. In this case, the load 110 may be various actuator loads for vehicles, such as a solenoid for driving the injector, a motor, and a variable solenoid valve.

전류 비교부(145)는 외부 부하(LOAD)로 공급되는 전류의 레벨을 감시하고, 전류 레벨의 변화에 따른 제어 신호를 출력한다. The current comparator 145 monitors the level of the current supplied to the external load LOAD and outputs a control signal according to the change in the current level.

이러한 전류 비교부(145)는 전류 감지부(140) 및 비교부(150)를 포함한다. The current comparator 145 includes a current sensing unit 140 and a comparator 150 .

전류 감지부(140)는 외부 부하(110)(load)의 로우 사이드(Low Side) 구동 스위치(120) 하단의 션트 저항(130)에 흐르는 전류를 감지한다. 이러한 전류 감지부(140)는 예컨대, 연산 증폭기(Operational amplifier)로 구현될 수 있다. The current sensing unit 140 senses a current flowing through the shunt resistor 130 under the low side driving switch 120 of the external load 110 (load). The current sensing unit 140 may be implemented as, for example, an operational amplifier.

비교부(150)는 전류 감지부(140)에서 감지된 전류를 기 설정된 홀드 전류(VSET_POINT)와 비교하고, 그 비교결과에 따라 구동 스위치(120)의 제어 신호를 출력한다. 이때, 비교부(150)는 감지된 전류가 홀드 전류보다 큰 경우 구동 스위치(120)를 턴 오프(OFF)시키기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. The comparator 150 compares the current sensed by the current sensing unit 140 with a preset hold current V SET_POINT , and outputs a control signal of the driving switch 120 according to the comparison result. In this case, the comparator 150 may output a control signal for turning off the driving switch 120 when the sensed current is greater than the hold current.

피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 비교부(150)에서 출력되는 제어 신호에 따라 구동 스위치(120)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력한다. 즉, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)에는 구동 스위치(120)의 오프시간(TOFF)이 미리 설정되어 있으므로, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 오프시간에 구동 스위치(120)를 턴오프시킬 수 있다. 이처럼 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 오프시간에 구동 스위치(120)를 턴오프시키고, 비교부(150)로부터 구동 스위치(120)를 턴오프시키기 위한 제어신호가 수신되면, 구동 스위치(120)를 턴오프시키기 위한 PWM 신호를 출력할 수 있다. The peak-and-hold current controller 170 outputs a pulse width modulation (PWM) signal for controlling the turn-on or turn-off of the driving switch 120 according to the control signal output from the comparator 150 . That is, since the off time T OFF of the driving switch 120 is preset in the peak and hold current control unit 170 , the peak and hold current control unit 170 turns off the driving switch 120 at the off time. can As such, the peak-and-hold current control unit 170 turns off the driving switch 120 at the off time, and when a control signal for turning off the driving switch 120 is received from the comparator 150, the driving switch 120 A PWM signal to turn off can be output.

피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 PWM 신호에 의해 구동 스위치(120)를 턴온 또는 턴오프시킬 수 있다. 예컨대, PWM 신호가 HIGH인 경우, 구동 스위치(120)는 턴온되어 전류가 흐르고, PWM 신호가 LOW인 경우, 구동 스위치(120)는 턴오프되어 전류가 차츰 줄어들 수 있다. 이때, 정상 상태인 경우 구동 스위치(120)에는 도 3과 같이 전류가 흐를 수 있고, 배터리 단락 상태인 경우 구동 스위치(120)에는 도 4와 같이 전류가 흐를 수 있다. 정상 상태인 경우와 배터리 단락 상태인 경우의 전류를 비교하면, 오프시간은 미리 설정되어 있으므로 동일하나, 온 시간은 다름을 확인할 수 있다. The peak-and-hold current controller 170 may turn on or off the driving switch 120 by a PWM signal. For example, when the PWM signal is HIGH, the driving switch 120 is turned on to flow a current, and when the PWM signal is LOW, the driving switch 120 is turned off to gradually decrease the current. In this case, in a normal state, a current may flow through the driving switch 120 as shown in FIG. 3 , and in a battery short-circuit state, a current may flow through the driving switch 120 as shown in FIG. 4 . Comparing the current in the normal state and the battery short-circuit state, it can be seen that the off time is preset and thus the off time is the same, but the on time is different.

카운터(180)는 기 설정된 일정 시간동안 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)에서 출력되는 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트한다. 여기서, PWM 신호의 홀드 온 횟수는 PWM 신호의 에지 횟수를 의미할 수 있다. PWM 신호의 오프시간은 미리 설정되어 있으므로, 정상 상태와 배터리 단락 상태의 오프시간은 동일할 수 있다. 따라서, 정상 상태에서 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트하면, 도 5와 같을 수 있고, 배터리 단락 상태에서 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트하면, 도 6과 같을 수 있다. 정상 상태와 배터리 단락 상태에서의 카운트 값을 살펴보면, 배터리 단락 상태에서의 카운트 값이 더 크다는 것을 알 수 있다. The counter 180 counts the number of hold-on times of the PWM signal output from the peak-and-hold current control unit 170 for a predetermined period of time. Here, the number of hold-on times of the PWM signal may mean the number of edges of the PWM signal. Since the off-time of the PWM signal is preset, the off-time of the normal state and the short-circuit state of the battery may be the same. Accordingly, when the number of hold-on times of the PWM signal is counted in the normal state, it may be as shown in FIG. 5 , and when the number of hold-on times of the PWM signal is counted in the battery short-circuit state, it may be as shown in FIG. 6 . Looking at the count values in the normal state and the battery short-circuit state, it can be seen that the count value in the battery short-circuit state is larger.

여기서는 카운터(180)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 카운터(180)는 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)의 내부에 위치할 수도 있다. Here, the counter 180 has been described as a separate configuration, but the counter 180 may be located inside the peak-and-hold current controller 170 .

한편, 전류 감지부(140)에서 감지된 전류가 홀드 전류를 초과하면, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 LOW인 PWM 신호를 출력하여, 구동 스위치(120)를 턴오프시키기 때문에, 과전류 진단을 위한 전류 레벨까지 올라갈 수 없다. 따라서, 카운터(180)를 통해 일정한 시간 동안 측정된 PWM 신호의 홀드 온 횟수가 정상 상황에 비해 클 경우 배터리 고장으로 판단할 수 있다. 배터리 또는 외부 부하(110)의 물리적 특성에 의해 정상인 경우 PWM 신호의 홀드 온 횟수는 다양할 수 있다. 그러나, 배터리 단락의 경우, 홀드 온 횟수(Frequency)는 부하(110)의 영향없이 Calibration이 가능하다.On the other hand, when the current sensed by the current sensing unit 140 exceeds the hold current, the peak-and-hold current control unit 170 outputs a PWM signal that is LOW, and turns off the driving switch 120, so that the overcurrent diagnosis is performed. It cannot rise to the current level for Therefore, when the number of hold-on times of the PWM signal measured for a predetermined time through the counter 180 is greater than the normal situation, it may be determined as a battery failure. The number of hold-on times of the PWM signal may vary when it is normal due to the physical characteristics of the battery or the external load 110 . However, in the case of a battery short circuit, the hold-on frequency (Frequency) can be calibrated without the influence of the load 110 .

따라서, 배터리 단락이 발생한 경우 PWM 신호의 홀드 온 횟수에 대한 기준값을 설정할 필요가 있다. Therefore, it is necessary to set a reference value for the number of hold-on times of the PWM signal when a battery short circuit occurs.

이에, 본 발명에 따른 배터리 단락 진단 장치는 배터리 단락을 강제로 주입할 수 있는 스위치(190)를 더 포함할 수 있다. 스위치(190)는 구동 스위치(120)의 드레인 및 배터리에 연결되며, 배터리 단락 상황을 모의(모사)할 수 있다. 즉, PWM 신호의 오프 시간(Toff)을 설정하고, 스위치(190)를 온(on) 시키면, 배터리 단락 상황이 모의되어, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 카운터(180)에서 카운트된 홀드 온 횟수를 배터리 단락 기준값으로 설정할 수 있다. Accordingly, the battery short-circuit diagnosis apparatus according to the present invention may further include a switch 190 capable of forcibly injecting a short-circuit battery. The switch 190 is connected to the drain of the driving switch 120 and the battery, and can simulate (simulate) a battery short circuit. That is, when the OFF time (T off ) of the PWM signal is set and the switch 190 is turned on, a battery short circuit is simulated, and the peak and hold current control unit 170 holds the count counted by the counter 180 . The number of ONs can be set as the battery short-circuit reference value.

과전류 진단부(160)는 카운터(180)에서 출력되는 카운트 값을 기 설정된 배터리 단락 기준값(SB_NUM_TH)과 비교하여 과전류를 진단(감지)한다. 이때, 과전류 진단부(160)는 카운트 값이 배터리 단락 기준값을 초과하는 경우, 전류 감지부(140)에서 감지된 전류를 과전류로 진단(감지)할 수 있다. The overcurrent diagnosis unit 160 diagnoses (detects) the overcurrent by comparing the count value output from the counter 180 with a preset battery short-circuit reference value SB_NUM_TH. In this case, when the count value exceeds the battery short-circuit reference value, the overcurrent diagnosis unit 160 may diagnose (detect) the current sensed by the current detection unit 140 as an overcurrent.

피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 과전류 진단부(160)에서 과전류로 진단(감지)된 경우를 배터리 단락(Short circuit to battery : SCB) 상태로 진단한다. 배터리 단락이 진단되면, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 구동 스위치(120)를 오프시킬 수 있다. The peak-and-hold current control unit 170 diagnoses a case where the overcurrent is diagnosed (detected) as an overcurrent by the overcurrent diagnosis unit 160 as a short circuit to battery (SCB) state. When the battery short circuit is diagnosed, the peak-and-hold current controller 170 may turn off the driving switch 120 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a short circuit in a battery of a peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 전류 감지부(140)는 외부 부하(110)의 로우 사이드 구동 스위치(120) 하단의 션트 저항(130)에 흐르는 전류를 감지한다(S510).Referring to FIG. 7 , the current sensing unit 140 detects a current flowing through the shunt resistor 130 at the lower end of the low-side driving switch 120 of the external load 110 ( S510 ).

단계 S510이 수행되면, 비교부(150)는 감지된 전류를 기 설정된 홀드 전류와 비교하여 구동 스위치(120)의 제어 신호를 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)로 출력하고(S520), 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 제어 신호에 따라 구동 스위치(120)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력한다(S530).When step S510 is performed, the comparator 150 compares the sensed current with a preset hold current and outputs the control signal of the driving switch 120 to the peak and hold current controller 170 (S520), and the peak and hold current The current controller 170 outputs a PWM signal for controlling the turn-on or turn-off of the driving switch 120 according to the control signal (S530).

단계 S530이 수행되면, 카운터(180)는 기 설정된 일정 시간동안 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트한다(S540).When step S530 is performed, the counter 180 counts the number of hold-on times of the PWM signal for a predetermined period of time (S540).

단계 S540이 수행되면, 과전류 진단부(160)는 카운터(180)에서 카운트된 값이 기 설정된 배터리 단락 기준값을 초과하는지를 판단한다(S550). 여기서, 배터리 단락 기준값은 구동 스위치의 드레인 및 배터리에 연결된 스위치를 온시켜 배터리 단락 상황을 모의하고, 카운터에서 카운트된 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 배터리 단락 기준값으로 설정한 값일 수 있다. When step S540 is performed, the overcurrent diagnosis unit 160 determines whether the value counted by the counter 180 exceeds a preset battery short circuit reference value (S550). Here, the battery short-circuit reference value may be a value in which a battery short-circuit condition is simulated by turning on the drain of the driving switch and a switch connected to the battery, and the number of hold-on times of the PWM signal counted by the counter is set as the battery short-circuit reference value.

단계 S550의 판단결과 카운트된 값이 배터리 단락 기준값을 초과하면, 과전류 진단부(160)는 배터리 단락으로 진단한다(S560). 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 배터리 단락이 진단되면, 구동 스위치(120)를 오프시킬 수 있다. As a result of the determination in step S550, if the counted value exceeds the battery short-circuit reference value, the overcurrent diagnosis unit 160 diagnoses the battery short-circuit (S560). The peak-and-hold current controller 170 may turn off the driving switch 120 when the battery short circuit is diagnosed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 단락 기준값을 설정하여 배터리 단락 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a short-circuit in a battery by setting a reference value of a short-circuit in the battery according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 전원이 인가된 상태에서(S610), 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 배터리 단락 상황을 모의하기 위해 스위치(190)를 온시킨다(S620).Referring to FIG. 8 , in a state in which power is applied ( S610 ), the peak and hold current controller 170 turns on the switch 190 to simulate a battery short circuit ( S620 ).

그런 후, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 카운터(180)에서 카운트된 홀드 온 횟수를 배터리 단락 기준값으로 설정하고(S630), 스위치(190)를 오프시켜 배터리 단락 모의 상황을 종료시킨다(S640). 구체적으로, 스위치(190)를 온 시키면, 전류 감지부(140)는 구동 스위치(120) 하단의 션트 저항(130)에 흐르는 전류를 감지하여 비교부(150)로 전송한다. 비교부(150)는 감지된 전류를 기 설정된 홀드 전류와 비교하고, 그 비교결과에 따라 구동 스위치(120)의 제어 신호를 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)로 전송한다. 이때, 비교부(150)는 감지된 전류가 홀드 전류보다 큰 경우 구동 스위치(120)를 오프(OFF)시키기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러면, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 제어 신호에 따라 구동 스위치(120)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하고, 카운터(180)는 기 설정된 일정 시간동안 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트한다. 그러면, 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 카운터(180)에서 카운트된 값을 배터리 단락 기준값으로 설정할 수 있다.Then, the peak-and-hold current controller 170 sets the number of hold-ons counted by the counter 180 as the battery short-circuit reference value (S630), and turns off the switch 190 to end the battery short-circuit simulation (S640). . Specifically, when the switch 190 is turned on, the current sensing unit 140 detects a current flowing through the shunt resistor 130 at the lower end of the driving switch 120 and transmits the sensed current to the comparator 150 . The comparator 150 compares the sensed current with a preset hold current, and transmits a control signal of the driving switch 120 to the peak and hold current controller 170 according to the comparison result. In this case, the comparator 150 may output a control signal for turning off the driving switch 120 when the sensed current is greater than the hold current. Then, the peak-and-hold current control unit 170 outputs a PWM signal for controlling the turn-on or turn-off of the driving switch 120 according to the control signal, and the counter 180 holds the PWM signal for a predetermined period of time. count the number of times Then, the peak-and-hold current controller 170 may set the value counted by the counter 180 as a battery short-circuit reference value.

상술한 바와 같이 배터리 단락 기준값이 설정되면, 배터리 단락 진단 장치는 정상 모드로 동작하여, 전류 감지부(140)는 외부 부하(110)의 로우 사이드 구동 스위치(120) 하단의 션트 저항(130)에 흐르는 전류를 감지한다(S650).When the battery short-circuit reference value is set as described above, the battery short-circuit diagnosis apparatus operates in a normal mode, and the current sensing unit 140 is connected to the shunt resistor 130 at the lower end of the low-side driving switch 120 of the external load 110 . The flowing current is sensed (S650).

단계 S650이 수행되면, 비교부(150)는 감지된 전류를 기 설정된 홀드 전류와 비교하여 구동 스위치(120)의 제어 신호를 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)로 출력하고(S660), 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 제어 신호에 따라 구동 스위치(120)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력한다(S670).When step S650 is performed, the comparator 150 compares the sensed current with a preset hold current and outputs the control signal of the driving switch 120 to the peak and hold current controller 170 (S660), and the peak and hold current The current controller 170 outputs a PWM signal for controlling the turn-on or turn-off of the driving switch 120 according to the control signal (S670).

단계 S670이 수행되면, 카운터(180)는 기 설정된 일정 시간동안 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트한다(S680).When step S670 is performed, the counter 180 counts the number of hold-on times of the PWM signal for a predetermined period of time (S680).

단계 S680이 수행되면, 과전류 진단부(160)는 카운터(180)에서 카운트된 값이 배터리 단락 기준값을 초과하는지를 판단한다(S690).When step S680 is performed, the overcurrent diagnosis unit 160 determines whether the value counted by the counter 180 exceeds a battery short circuit reference value (S690).

단계 S690의 판단결과 카운트된 값이 배터리 단락 기준값을 초과하면, 과전류 진단부(160)는 배터리 단락으로 진단한다(S700). 피크 앤드 홀드 전류 제어부(170)는 배터리 단락이 진단되면, 구동 스위치(120)를 오프시킬 수 있다. If the counted value exceeds the battery short-circuit reference value as a result of the determination in step S690, the overcurrent diagnosis unit 160 diagnoses the battery short-circuit (S700). The peak-and-hold current controller 170 may turn off the driving switch 120 when the battery short circuit is diagnosed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치는, 가상의 배터리 단락 상황을 주입할 수 있는 스위치를 추가하여 배터리 단락을 위한 기준값을 설정하고, 그 기준값을 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트한 값과 비교함으로써, 과전류를 감지하고, 배터리 단락을 진단할 수 있다. As described above, the battery short-circuit diagnosis apparatus of the peak-and-hold injector driver according to an embodiment of the present invention sets a reference value for a battery short circuit by adding a switch capable of injecting a virtual battery short circuit condition, and the reference value By comparing the number of hold-on times of the PWM signal with the counted value, overcurrent can be detected and a battery short circuit can be diagnosed.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100 : 배터리 단락 진단 장치
110 : 부하
120 : 구동 스위치
130 : 션트 저항
140 : 전류 감지부
145 : 전류 비교부
150 : 비교부
160 : 과전류 진단부
170 : 피크 앤드 홀드 전류 제어부
180 : 카운터
190 : 스위치100: battery short-circuit diagnostic device
110: load
120: drive switch
130: shunt resistor
140: current sensing unit
145: current comparator
150: comparison unit
160: overcurrent diagnosis unit
170: peak and hold current control unit
180: counter
190 : switch

Claims (6)

외부 부하(LOAD)로 공급되는 전류의 레벨을 감시하고, 전류 레벨의 변화에 따른 제어 신호를 출력하는 전류 비교부;
상기 전류 비교부에서 출력되는 제어 신호 또는 기 설정된 오프시간(TOFF)에 따라 구동 스위치의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 PWM 신호를 출력하는 피크 앤드 홀드 전류 제어부;
기 설정된 일정 시간동안 상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부에서 출력되는 PWM 신호의 홀드 온 횟수를 카운트하는 카운터;
상기 카운터에서 카운트된 값을 기 설정된 배터리 단락 기준값과 비교하여 과전류를 진단하는 과전류 진단부; 및
상기 구동 스위치의 드레인 및 배터리에 연결되며, 배터리 단락 상황을 모의하기 위한 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치.
a current comparator for monitoring a level of a current supplied to an external load LOAD and outputting a control signal according to a change in the current level;
a peak-and-hold current controller for outputting a PWM signal for controlling turn-on or turn-off of the driving switch according to a control signal output from the current comparator or a preset off time (T OFF );
a counter for counting the number of hold-on times of the PWM signal output from the peak-and-hold current controller for a predetermined period of time;
an overcurrent diagnosis unit for diagnosing overcurrent by comparing the value counted by the counter with a preset battery short-circuit reference value; and
and a switch connected to the drain of the driving switch and the battery and simulating a battery short-circuit condition.
 제1항에 있어서,
상기 전류 비교부는,
상기 외부 부하(load)의 로우 사이드(Low Side) 구동 스위치 하단의 션트 저항에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 및
상기 전류 감지부에서 감지된 전류를 기 설정된 홀드 전류와 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 구동 스위치의 제어 신호를 출력하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치.
According to claim 1,
The current comparator,
a current sensing unit sensing a current flowing through a shunt resistor at a lower end of a low side driving switch of the external load; and
and a comparator for comparing the current sensed by the current sensing unit with a preset hold current, and outputting a control signal of the driving switch according to the comparison result.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부는,
상기 PWM 신호의 오프시간(Toff)을 설정하고, 상기 스위치를 온(on) 시키면, 배터리 단락 상황이 모의되어, 상기 카운터에서 카운트된 홀드 온 횟수를 상기 배터리 단락 기준값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치.
According to claim 1,
The peak-and-hold current control unit comprises:
When an off time (T off ) of the PWM signal is set and the switch is turned on, a battery short-circuit condition is simulated, and the number of hold-on counts counted by the counter is set as the battery short-circuit reference value. Battery short-circuit diagnostic device for peak-and-hold injector drivers.
 제1항에 있어서,
상기 과전류 진단부는,
상기 카운트된 값이 상기 배터리 단락 기준값을 초과하는 경우, 전류 감지부에서 감지된 전류를 과전류로 진단하는 것을 특징으로 하는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치.
According to claim 1,
The overcurrent diagnosis unit,
When the counted value exceeds the battery short-circuit reference value, the battery short-circuit diagnosis apparatus for a peak-and-hold injector driver, wherein the current detected by the current sensing unit is diagnosed as an overcurrent.
 제5항에 있어서,
상기 피크 앤드 홀드 전류 제어부는,
상기 과전류 진단부에서 과전류로 진단된 경우를 배터리 단락(Short circuit to battery : SCB) 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 피크 앤드 홀드 인젝터 드라이버의 배터리 단락 진단 장치.
6. The method of claim 5,
The peak-and-hold current control unit comprises:
The apparatus for diagnosing a short circuit to a battery of a peak-and-hold injector driver, wherein the overcurrent diagnosis unit diagnoses the case as a short circuit to battery (SCB) state.
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