CN104696087A - 喷油器驱动器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种喷油器驱动器及其操作方法。所述喷油器驱动器包括：具有控制器的驱动半导体，所述控制器包括存储器和配置成执行一个或多个处理的处理器，所述驱动半导体被配置成：当制动信号被施加时，向微控制单元（MCU）传送用于确认是否已接收到制动信号的中断信号；从MCU接收制动信号识别确认响应信号；基于制动信号识别确认响应信号接收结果，检测MCU是否存在错误；以及当持续预定时间未从MCU接收到响应信号时，操作喷油器驱动信号。

Description

喷油器驱动器及其操作方法
技术领域
本发明涉及喷油器驱动器及其操作方法，并且更特别地涉及当在驱动喷油器过程中发生制动错误时，利用驱动半导体直接控制制动信号，从而确保安全功能的技术。
背景技术
近来，当车辆发动机供油时，车辆发动机从发动机内的各个传感器接收数据。发动机控制单元（ECU）基于所述数据确定供油量，并且喷油的喷油器供给所确定的量的燃油。喷油器安装在车辆的发动机系统中以供油和喷油，特别地，在柴油车中，安装喷油器以便把燃油直接喷入燃烧室内部。
共轨系统（喷油装置的实例）从高压泵向油轨供油。在从压力传感器接收到油轨的压力时，ECU控制油轨的压力，并传送喷油信号以允许喷射燃油。在共轨系统中，在发动机机体的中央安装加速计，每小时获得从加速计产生的信号，以调整引燃燃油量从而适合喷油器的状态。尽管相同的喷油器反复喷射少量的燃油，但是少量的燃油喷射需要被控制在预定的偏差内，以实现其初始功能，因此引燃喷射或后喷射中的燃油量管理是关键因素。
同时，发动机控制器是在总体上调整待喷射到发动机中的燃油量、点火时间等从而控制发动机的RPM等的装置。为了确保精确的调整，发动机控制器接收几个信号，并进行优化的发动机控制操作。在这些信号当中，制动信号是用于通过诸如减小发动机燃油量之类的操作，控制发动机的减速操作的重要信号。在接收到制动信号时，发动机控制器的微控制单元（MCU）确定是否进行减速操作。然而，当由于物理冲击而使制动信号未被适当地传送给发动机控制器时，或者如果由于内部或外部因素（例如，MCU故障）而使主MCU未正常工作，那么MCU不能执行精确的减速操作。
发明内容
因此，本发明提供了一种喷油器驱动器及其操作方法，其中驱动半导体与主微控制单元（MCU）一起进行关于减速条件的交叉检查，以便稳定地进行减速操作。另外，本发明提供了一种喷油器驱动器及其操作方法，其中当主MCU存在错误或故障时，驱动半导体接收制动信号，以便主动地控制喷油器的减速操作。
在本发明的一个方面中，喷油器驱动器可以包括：中断信号生成单元，其配置成当制动信号被施加时，向微控制单元（MCU）传送用于确认是否已接收到制动信号的中断信号；响应确认单元，其配置成从MCU接收制动信号识别确认响应信号；以及控制器，其配置成基于响应确认单元的制动信号识别确认响应信号接收结果，检测MCU是否有错误（例如，故障），并且当持续预定时间未从MCU接收到响应信号时，调整喷油器驱动信号。
在本发明的另一方面中，喷油器驱动器可以包括：微控制单元（MCU），其配置成当接收到中断信号时，传送关于是否已接收到制动信号的响应信号；以及驱动半导体，其配置成当制动信号被施加时传送中断信号，在接收到响应信号时检测MCU是否有错误，以及当持续预定时间未从MCU接收到响应信号时，调整喷油器驱动信号。
在本发明的另一方面中，操作喷油器驱动器的方法可以包括：当制动信号被输入时，向微控制单元（MCU）传送用于确认是否已接收到制动信号的中断信号；从MCU接收指示制动信号已被识别的响应信号；以及当持续预定时间未从MCU接收到响应信号时，调整喷油器驱动信号。
附图说明
根据结合附图给出的以下详细说明，本发明的上述及其他目的、特征和优点将变得更加明了，在附图中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的喷油器驱动器的示例性视图；
图2是根据本发明的示例性实施例的图1的微控制单元（MCU）和驱动半导体的示例性详细框图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的图2的中断信号生成单元的操作的示例性视图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的图2的控制器的操作的示例性视图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的操作喷油器驱动器的方法的示例性流程图；并且
图6是示出根据本发明的示例性实施例的操作喷油器驱动器的方法的示例性视图。
附图中各元件的附图标记
100：微控制器100
200：驱动半导体200
300：喷油器300
具体实施方式
应理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆（诸如包括运动型多功能车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车）、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车（例如从除石油以外的资源中取得的燃料）。
尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但应理解的是，所述示例性处理也可以由一个或多个模块来执行。另外，应理解的是，术语“控制器/控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件装置。所述存储器被配置成存储各模块，并且所述处理器被具体地配置成执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个处理。
此外，本发明的控制逻辑可以实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、压缩盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式（例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN））被存储和执行。
本文中所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且并非旨在对本发明进行限制。如本文中所使用的那样，单数形式的“一”旨在也包括复数形式，除非文中清楚地指出。还应理解的是，术语“包括”在本说明书中被使用时，指的是所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，而并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或附加。如本文中使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关列出条目的任何和全部组合。
在下文中，将参考附图详细说明本发明的示例性实施例。图1是示出根据本发明的示例性实施例的喷油器驱动器的示例性视图。
根据本发明的示例性实施例的喷油器驱动器可以包括微控制单元（MCU）或微控制器100、驱动半导体200和喷油器300。特别地，MCU100（例如，第一控制器/控制器）可以配置成接收制动信号，确定是否进行减速操作，以及向驱动半导体200输出减速命令。MCU100可以配置成向驱动半导体200传送接口信号，以及从驱动半导体200接收接口信号。驱动半导体200可以配置成基于从MCU100施加的控制脉冲，调整喷油器300的喷射定时，以及调整减速操作。换句话说，驱动半导体200可以配置成在持续不断地减小驱动喷油器300的驱动脉冲的宽度的同时，调整减速操作。
在本发明的示例性实施例中，不但MCU100，而且驱动半导体200可以配置成单独地接收制动信号。当驱动半导体200接收到制动信号时，驱动半导体200可以配置成向MCU100传送确认请求信号（例如，中断信号），以确认MCU是否也已接收到制动信号。因此，驱动半导体200可以配置成与主MCU100一起进行喷油器300的减速条件的交叉检查。当主MCU100存在错误或故障时，驱动半导体200可以配置成直接确定是否使喷油器减速、并调整减速操作。喷油器300可以配置成基于从MCU100或驱动半导体200施加的驱动控制信号喷油。当识别出制动信号时，可以在MCU100或驱动半导体200的控制下，驱动喷油器300以使之减速。
图2是图1的MCU100和驱动半导体200的示例性详细框图。首先，MCU100可以包括均由MCU100（例如，第一控制器）执行的信号输入单元110和响应信号生成单元120。驱动半导体200可以包括制动信号输入单元210、中断信号生成单元220、响应确认单元230和控制器240（例如，第二控制器）。
信号输入单元110可以配置成接收从驱动半导体200施加的中断信号。当从信号输入单元110施加中断信号时，响应信号生成单元120可以配置成向驱动半导体200输出表示MCU100已识别出制动信号的响应信号。制动信号输入单元210可以配置成接收制动信号，并把制动信号输出给中断信号生成单元220。当从制动信号输入单元210输入制动信号时，中断信号生成单元220可以配置成向MCU100的信号输入单元110输出如图3中所示的中断信号。
当中断信号生成单元220接收到如图3中所示的制动信号时，中断信号生成单元220可以配置成向信号输入单元110传送表示制动信号的接收的确认请求信号（例如，中断信号）。特别地，中断信号可以是确认MCU100是否也已接收到制动信号的信号。此外，响应确认单元230可以配置成从响应信号生成单元120接收表示MCU100已识别出制动信号的确认信号。当响应确认单元230从响应信号生成单元120接收到制动信号识别确认信号时，响应确认单元230可以配置成把接收结果输出给中断信号生成单元220和控制器240。
控制器240可以配置成检测MCU100的异常操作，当控制器240从响应确认单元230接收到响应确认信号时，控制器可以配置成运行喷油器240以执行安全功能。当施加制动信号时，或者当检测到主MCU100的异常操作时，控制器可以配置成如图4中所示调整喷油器300的减速操作。控制器240可以配置成在持续不断地减小驱动喷油器300的驱动脉冲的宽度的同时，调整减速操作。例如，控制器240可以配置成通过逐渐减小第N个喷油器开启信号、第(N+1)个喷油器开启信号、第(N+2)个喷油器开启信号和第(N+3)个喷油器开启信号的高电平脉宽，来降低喷油器300的驱动速度。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的操作喷油器驱动器的方法的示例性流程图。首先，如果发生车辆的制动操作（例如，当制动器被接合时），制动信号可以被输入到驱动半导体200的制动信号输入单元210和MCU100的信号输入单元110（操作S1）。当操作信号被输入到驱动半导体200时，驱动半导体200可以配置成进行对应操作（操作S2）。
此后，驱动半导体200的中断信号生成单元220可以配置成向MCU100的信号输入单元110传送中断信号（操作S3）。换句话说，驱动半导体200可以配置成向MCU100的信号输入单元110传送用于确认制动信号是否已被输入的请求信号。当信号输入单元110已正常（例如，无故障地）接收到制动信号时，响应信号生成单元120可以配置成向驱动半导体200的响应确认单元230传送制动信号识别确认响应信号。
此外，驱动半导体可以配置成（经由响应确认单元230）确认是否已从MCU100的响应信号生成单元120接收到制动信号识别确认响应信号（操作S4）。由响应确认单元230确认的制动信号识别确认响应信号可以递送给驱动半导体200的控制器240。
当可以从响应信号生成单元120接收到制动信号识别确认响应信号时，控制器240可以配置成确定MCU100处于正常操作状态并且未发生故障（操作S5）。特别地，MCU100可以配置成向控制器240传送用于一起驱动喷油器300的命令信号。随后，驱动半导体200可以配置成基于来自MCU100的驱动命令信号，调整喷油器300的减速操作。同时，控制器240可以配置成确定是否已持续预定时间，未从响应信号生成单元120接收到制动信号识别确认响应信号（操作S6）。特别地，控制器240可以配置成确定MCU100的故障和异常状态。因此，为了允许驱动半导体200执行安全功能，控制器240可以配置成调整喷油器300的减速操作（操作S7）。控制器240可以配置成向驾驶者告知发动机控制器存在错误或者正在出故障。
图6是示出根据本发明的示例性实施例的操作喷油器驱动器的方法的示例性视图。首先，在MCU100处于无错误的正常状态时进行的操作处理将如下所述。
在操作S10中，制动信号可以被输入到MCU100和驱动半导体200两者中。在操作S11中，驱动半导体200可以配置成向MCU100传送制动信号识别确认请求信号。此后，在操作S12中，MCU100可以配置成向驱动半导体200传送制动信号识别确认响应信号。MCU100的响应信号生成单元120可以配置成利用串行外设接口（SPI），清除（例如，擦除、删除等）中断信号。在操作S13中，MCU100可以配置成向驱动半导体200传送正常驱动喷油器300的驱动命令信号。此后，在操作S14中，驱动半导体200可以配置成向喷油器300输出正常驱动喷油器300的减速操作命令。
在MCU100处于有错误的异常状态时进行的操作处理将如下所述。在操作S10中，制动信号可以被输入到MCU100和驱动半导体200两者中。在操作S11中，驱动半导体200可以配置成向MCU100传送制动信号识别确认请求信号。此后，在操作S12中，当在MCU100中发生错误时，MCU100不会向驱动半导体200传送制动信号识别确认响应信号。于是，驱动半导体200的响应确认单元230可能持续异常状态确定时间，未从MCU100接收到响应信号。特别地，可以在驱动半导体200的控制器240中预先设定异常状态确定确认时间。因此，在操作S13中，驱动半导体200可以配置成持续异常状态确定确认时间，基于来自MCU100的操作命令信号操作喷油器300。当异常状态确定确认时间已经过去时，在操作S14中，可以基于存储在驱动半导体200的控制器240内的控制信号，而不是基于MCU100内存储的控制信号，使喷油器300减速和操作喷油器300。
根据本发明的示例性实施例，能够提供以下优点。首先，驱动半导体可以配置成与主MCU一起进行关于减速条件的交叉检查，以便稳定地进行减速操作。其次，当主MCU存在故障时，驱动半导体可以配置成接收制动信号，并主动地调整喷油器的减速操作。
另外，尽管已经详细说明了本发明的示例性实施例，但是本发明的范围并不局限于此，本领域的技术人员利用权利要求中限定的本发明的基本构思而作出的各种变型和改型也属于本发明的范围。应理解的是，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由上述详细说明限定，并且从权利要求的含义、范围和等效形式推断出的所有修改或变更都包含在本发明的范围中。

Claims (13)

1.一种喷油器驱动器，包括：
具有控制器的驱动半导体，所述控制器包括存储器和配置成执行一个或多个处理的处理器，
所述驱动半导体被配置成：
当制动信号被施加时，向微控制单元（MCU）传送用于确认是否已接收到制动信号的中断信号；
从MCU接收制动信号识别确认响应信号；
基于制动信号识别确认响应信号接收结果，检测MCU是否存在错误；以及
当持续预定时间未从MCU接收到响应信号时，操作喷油器驱动信号。
2.如权利要求1所述的喷油器驱动器，其中所述驱动半导体还被配置成接收所述制动信号。
3.如权利要求1所述的喷油器驱动器，其中当在预定时间内从MCU接收到所述响应信号时，所述驱动半导体的所述控制器被配置成基于从MCU施加的命令信号操作喷油器。
4.如权利要求1所述的喷油器驱动器，其中所述驱动半导体的所述控制器被配置成持续异常状态确定时间，基于来自MCU的命令信号操作喷油器，在所述异常状态确定时间内，确定MCU是否存在错误。
5.一种喷油器驱动器，包括：
微控制单元（MCU），其被配置成当接收到中断信号时，传送关于是否已接收到制动信号的响应信号；以及
驱动半导体，其被配置成：
当所述制动信号被施加时，传送所述中断信号；
在接收到所述响应信号时，检测MCU是否存在错误；以及
当持续预定时间未从MCU接收到所述响应信号时，操作喷油器驱动信号。
6.如权利要求5所述的喷油器驱动器，其中所述驱动半导体还被配置成：
当所述制动信号被施加时，向所述微控制单元（MCU）传送用于确认是否已接收到所述制动信号的中断信号；
从MCU接收确认所述制动信号是否已被识别的所述响应信号；以及
当持续预定时间未从MCU接收到所述响应信号时，操作喷油器驱动信号。
7.如权利要求6所述的喷油器驱动器，其中所述驱动半导体还被配置成接收所述制动信号。
8.如权利要求5所述的喷油器驱动器，其中当在预定时间内从MCU接收到所述响应信号时，所述驱动半导体被配置成基于从MCU施加的命令信号操作喷油器。
9.如权利要求5所述的喷油器驱动器，其中所述驱动半导体被配置成持续异常状态确定时间，基于来自MCU的命令信号操作喷油器，在所述异常状态确定时间内，确定MCU是否存在错误。
10.一种操作喷油器驱动器的方法，所述方法包括：
当输入制动信号时，由驱动半导体向微控制单元（MCU）传送用于确认是否已接收到制动信号的中断信号；
由所述驱动半导体从MCU接收指示所述制动信号已被识别的响应信号；以及
当持续预定时间未从MCU接收到所述响应信号时，由所述驱动半导体操作喷油器驱动信号。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
当在预定时间内从MCU接收到所述响应信号时，由所述驱动半导体基于从MCU施加的命令信号操作喷油器。
12.如权利要求10所述的方法，还包括：
由所述驱动半导体持续异常状态确定时间，基于来自MCU的命令信号操作喷油器，在所述异常状态确定时间内，确定是否已从MCU接收到响应信号。
13.一种用于车辆中的喷油器的包含由控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
基于从微控制单元（MCU）接收的制动信号识别确认响应信号，检测MCU是否存在错误的程序指令，所述制动信号识别确认响应信号指示当制动信号被施加时，在MCU是否接收到制动信号；以及
当持续预定时间未从MCU接收到响应信号时，操作喷油器驱动信号的程序指令。
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