CN104727962A - 喷射器驱动器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷射器驱动器及其控制方法。该喷射器驱动器包括:被配置成操作喷射器的多个驱动开关;以及驱动半导体,其被配置成:驱动该驱动开关;在空闲模式时确定喷射器的短路故障;以及检测并存储通道单元中的故障短路。一种用于控制喷射器驱动器的方法,包括:由控制器驱动被配置成操作喷射器的多个驱动开关;由控制器在空闲模式时确定喷射器的短路故障;由控制器检测通道单元中的故障短路;由控制器将检测到的故障短路存储在寄存器中;以及由控制器读取存储在寄存器中的信息,以确定喷射器的短路故障位置。

Description

喷射器驱动器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种喷射器驱动器,更特别涉及一种通过在空闲模式时为驱动半导体中的每个通道进行安全检查的识别,从而有效地识别驱动通道的故障的技术。
背景技术
在近年来开发的车辆中,当燃料提供给发动机时,车辆发动机接收来自各个传感器的数据。此外,电子控制单元(ECU)基于数据确定燃料的供应量,用于喷射燃料的喷射器提供所确定的燃料量。车辆发动机系统安装有供应并喷射燃料的燃料喷射器,特别地,柴油机车安装有将燃料直接喷射到燃烧室的喷射器。作为燃料喷射装置的一个例子,普通的燃油喷射轨道系统将燃料从高压泵提供给轨道。此外,电子控制单元(ECU)从轨道经由压力传感器接收压力,以调节来自轨道的压力,并传输燃料喷射信号以喷射燃料。
在普通的燃料喷射轨道系统中,发动机气缸组(engine block)的中心包括加速度表,并且从加速度表生成的每个信号被存储以调节驾驶燃料量,以符合喷射器状态。即使相同的喷射器重复地喷射相当少的喷射量若干次,喷射器仍然应该执行原始功能,以便管理在预定偏差内的喷射量。因此,驾驶喷射或后喷射的燃料量的管理是积分因数(integral factor)。
然而,在现有的喷射驱动器中,在空闲模式时可能不执行与电源和参考电位短路相对应的通道单元中的检查。换言之,根据相关现有技术的喷射器驱动器,在电源电压端子与喷射器之间的连接通道、以及参考电压端子与喷射器的连接通道之间发生短路时,可能仅仅检测气缸组(bank)单元中的故障位置。
主微控制单元(MCU)进入驱动模式,以检测在空闲模式状态时相应气缸组发生故障时的故障位置。特别地,主微控制单元可以对特定序列进行编程,然后识别故障位置,从而识别在什么位置发生了故障。因此,会相当延迟地识别气缸组的故障状态以及检测故障发生的位置。
发明内容
本发明提供一种喷射器驱动器,其通过在空闲模式时为驱动半导体中的每个驱动通道识别安全检查,而有效地识别驱动通道的故障。此外,本发明提供一种喷射器驱动器,其通过为驱动半导体中的每个驱动通道识别故障来识别故障,并将安全检查的结果传送到主微控制单元(MCU)。
在本发明的一个方面,喷射器驱动器可以包括:被配置成操作喷射器的驱动开关;以及驱动半导体,其被配置成驱动该驱动开关,在空闲模式时确定喷射器的短路故障,并检测且存储通道单元中的故障短路。
在本发明的另一方面中,喷射器驱动器可以包括:被配置成操作喷射器的驱动开关;监测单元,其被配置成驱动该驱动开关,在空闲模式时确定喷射器的短路故障,并检测通道单元中的故障短路;被配置成存储监测单元输出的寄存器;以及被配置成读取被存储在寄存器中的信息并确定喷射器的短路故障位置的控制器。
附图说明
本发明的上述以及其他目的、特征和优点,通过以下的详细描述并结合附图将会更明显,其中:
图1是根据本发明的示例性实施例的喷射器驱动器的示例性配置图;
图2是根据本发明的示例性实施例的图1的驱动半导体的示例性操作流程图;以及
图3至图8是示例性图,用于描述根据本发明的示例性实施例的空闲模式中图1的驱动半导体的第一监测单元和第二监测单元的操作。
具体实施方式
可以理解的是,本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般而言的机动车辆,比如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车,各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰船的船只、飞行器等等,并且包括混合动力车、电动汽车、混合动力电动汽车、氢动力汽车以及其它替代燃料汽车(例如,从除了石油以外的资源中取得的燃料)。如在本文中所引用的,混合动力车是具有两种或多种动力来源的车辆,例如汽油动力车和电动动力车二者。
尽管示例性实施例被描述成使用多个单元执行示例性过程,然而应该理解的是,该示例性工艺也可以由一个或多个模块来执行。另外,应该理解,术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储模块,处理器被特定配置成执行所述模块以执行在后面将进一步描述的一个或多个工艺。
此外,本发明的控制逻辑可被实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非短暂计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括,但不局限于,ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、闪存盘、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在连接计算机系统的网络中,以使计算机可读介质可以以分布式方式,例如,通过电信息通信服务器或控制器区域网(CAN),被存储和执行。
本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出,否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。还应该理解的是,在本说明书中使用“包括”和/或“包含”等术语时,是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件,而不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其组合的存在或增加。如本文中所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
除非明确指出或可从上下文明显看出,否则如本文中使用的术语“约”被理解为在本领域中的正常公差范围内,例如,在平均数的两个标准偏差内。“约”可以被理解为在规定值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非从上下文可以明确知道,否则本文所提供的所有数值都可由术语“约”修正。
在下文中,将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。图1是根据本发明示例性实施例的喷射器驱动器的示例性配置图。根据本发明的示例性实施例,喷射器驱动器可以包括气缸组(bank)100、驱动半导体200和微控制单元(MCU)300。
气缸组100可以包括至少两个喷射器110和120,多个驱动开关SW1至SW4,以及电阻器R。本发明的示例性实施例描述气缸组100中包括两个喷射器110和120的例子,但本发明并不限于此,因此喷射器的数目可以充分地变化。此外,多个驱动开关SW1至SW4的开关状态可以基于驱动半导体200的驱动单元250和260而被操作。多个驱动开关SW1至SW4在空闲模式状态时可以保持断开状态。
此外,驱动开关SW1可以是被配置成向喷射器110和120提供相当高电压HV的驱动开关。驱动开关SW1可以包括连接于高电压HV施加端子与节点ND1之间、经由栅极端子施加驱动器D1的输出的金属氧化物半导体场效应(MOS)晶体管。此外,驱动开关SW2可以是被配置成将从电池提供的电源电压VBAT提供到喷射器110和120的驱动开关。驱动开关SW2可以包括连接于电源电压VBAT施加端子与节点ND1之间、经由栅极端子施加驱动器D2的输出的MOS晶体管。驱动开关SW3和SW4可以是被配置成将参考电压即接地(GND)电压提供到喷射器110和120的驱动开关。
驱动开关SW3可以包括连接于节点Node1和节点ND2之间以便经由栅极端子施加驱动器D3的输出的MOS晶体管。此外,驱动开关SW4可以包括连接于节点Node2和节点ND2之间以便经由栅极端子施加驱动器D4的输出的MOS晶体管。电阻器R可被连接于节点ND2与接地(GND)电压施加端子之间。驱动半导体200可以包括第一监测单元210、第二监测单元220、寄存器230、接口单元240、驱动单元250和260,以及控制器270。
在该配置中,第一监测单元210可被配置成监测驱动开关SW1和SW2之间的连接通道的状态,该驱动开关SW1和SW2向喷射器110和120提供相当高电压HV(例如,预定电压)或电源电压VBAT。第二监测单元220可被配置成监测驱动开关SW3和SW4之间的连接通道的状态,驱动开关SW3和SW4向喷射器110和120提供参考电压。
第一监测单元210可以包括比较器A1和A2,该比较器A1和A2被配置成将电源电压侧的驱动开关SW1和SW2的两个端子中的每个端子的节点信号进行比较。换言之,比较器A1可被配置成将高电压HV与节点ND1的输出进行比较,并将比较的结果输出到寄存器230。此外,比较器A2可被配置成将电源电压VBAT与节点ND1的输出进行比较,并将比较的结果输出到寄存器230。第二监测单元220可以包括比较器A3和A4,该比较器A3和A4被配置成将参考电压侧的驱动开关SW3和SW4中的每一个的两个端子的节点信号进行比较。换言之,比较器A3可被配置成将节点Node1的输出与施加接地GND电压的节点ND2的输出进行比较,并将比较的结果输出到寄存器230。比较器A4可被配置成将节点Node2的输出与施加接地GND电压的节点ND2的输出进行比较,并将比较的结果输出到寄存器230。
寄存器230可被配置成存储从第一监测单元210和第二监测单元220提供的、通道单元中的故障检测结果。此外,寄存器230可被配置成将存储在通道单元中的故障检测结果传送到接口单元240。换言之,寄存器230可被配置成存储并更新关于有故障的气缸组的信息、关于短路故障是发生在电源电压侧还是发生在参考电压侧的信息、关于短路故障是发生在喷射器的上部还是发生在喷射器的下部的信息、关于短路故障是否发生在多个喷射器中的哪一个喷射器的连接通道的信息,等等。
例如,寄存器230可被配置成基于喷射器表示气缸组1中的GND短路以及上节点气缸组中的故障1_GND_Short_Top。此外,寄存器230可被配置成基于喷射器表示气缸组1中的GND短路以及下节点的左侧第一通道气缸组中的故障1_GND_Short_Bottom_Ch1。寄存器230还可被配置成基于喷射器表示气缸组1中的GND短路以及下节点的右侧第二通道气缸组中的故障1_GND_Short_Bottom_Ch2。另外,寄存器230可被配置成基于喷射器表示气缸组1中的电池侧短路以及上节点气缸组中的故障1_VBattery_Short_Top。寄存器230可被配置成基于喷射器表示气缸组1中的电池侧短路以及下节点的左侧第一通道气缸组中的故障1_VBattery_Short_Bottom_Ch1。寄存器230还可被配置成基于喷射器表示气缸组1中的电池侧短路以及下节点的右侧第二通道气缸组中的故障1_VBattery_Short_Bottom_Ch2。
接口单元240可被配置成启用中断管脚(pin),以将从驱动半导体200的寄存器230接收到的问题发生结果输出到外部主MCU300。换言之,接口单元240可被配置成读取被存储在寄存器230中的数据,并执行外部主MCU300与串行外围接口(SPI)之间的通信。此外,控制器270可被配置成操作第一监测单元210、第二监测单元220、寄存器230、接口单元240以及驱动单元250和260。
在该配置中,控制器270可被配置成选择读取存储在寄存器230中的信息,以确定故障发生在哪个气缸组100中。控制器270可以是驱动半导体200的控制逻辑端子。控制器270可被配置成操作驱动半导体200以将特定序列传送到驱动单元250和260,从而在不操作主MCU300的情况下,有效地检测气缸组100的故障位置。换言之,控制器270可被配置成生成特定序列,以便更准确地确定发生故障的相应气缸组100的位置以操作驱动单元250和260,从而选择性地操作多个开关SW1至SW4。
另外,MCU300可被配置成从驱动半导体200的接口单元接收接口信号,并生成操作喷射器110和120的控制脉冲。MCU300可被配置成,在气缸组100中发生短路时将喷射器操作停止信号传送到驱动半导体200的接口单元240。此外,MCU300可被配置成通过接口单元240访问其中可存储故障位置信息的寄存器230,从而检测故障位置。MCU300的接口单元240和驱动半导体200可被配置有单列直插式封装管脚,该管脚与中断管脚进行通信以便传送和接收数据。
驱动器250和260可被配置成基于驱动半导体200的控制,选择性地驱动气缸组100的喷射器110和120的驱动开关SW1至SW4。驱动单元250可包括在气缸组100的电源电压侧驱动驱动开关SW1和SW2的驱动器D1和D2。此外,驱动单元260可以包括在气缸组100的参考电压侧驱动驱动开关SW3和SW4的驱动器D3和D4。
首先,驱动器D1可被连接到驱动开关SW1的栅极端子,以接通和断开驱动开关SW1。驱动开关SW1可以基于驱动器D1的输出而转换从而选择性地向节点ND1提供高电压HV。驱动开关SW1可以在空闲模式时保持在断开状态。驱动器D2可被连接到驱动开关SW2的栅极端子,以接通和断开驱动开关SW2。驱动开关SW2可以基于驱动器D2的输出进行转换,以选择性地将电源电压VBAT提供给节点ND1。驱动开关SW2可以在空闲模式期间保持在断开状态。此外,驱动器D3可被连接到驱动开关SW3的栅极端子从而接通和断开开关SW3。驱动开关SW3可以基于驱动器D3的输出进行转换,从而选择性地将节点ND2的参考电压提供给节点Node1。驱动开关SW3可以在空闲模式期间保持在断开状态。驱动器D4可被连接到驱动开关SW4的栅极端子,以接通和断开开关SW4。驱动开关SW4可以基于驱动器D4的输出进行转换,以选择性地将节点ND2的参考电压提供到节点Node2。驱动开关SW4可以在空闲模式期间保持在断开状态。
下面参考图2描述根据本发明的示例性实施例的具有上述配置的喷射器驱动器的操作过程。首先,可以确定驱动半导体200是否进入空闲状态(步骤S1)。响应于确定驱动半导体200进入空闲状态,可以确定并分析有故障的气缸组(步骤S2)。响应于确定出相应的气缸组无故障,该气缸组可以根据可作为参考的概图(profile)被操作(步骤S3)。另一方面,响应于确定出相应气缸组有故障,控制器270可被配置成读取来自寄存器230被确定为故障的信息(步骤S4)。例如,控制器270可被配置成识别是气缸组100的电池侧位置有故障还是气缸组100的参考电压侧位置有故障。
接下来,控制器270可被配置成生成执行新概图的命令(步骤S5)并可基于新概图而被操作(步骤S6)。换言之,为了识别气缸组100中发生故障的更精确位置,驱动半导体200可被配置成自主地执行特定序列,以操作驱动单元250和260。此外,驱动半导体200可被配置成监测气缸组100的驱动开关SW1至SW4,以检测单个通道的故障(步骤S7)。
当在气缸组100的驱动开关SW1至SW4断开的空闲模式状态期间发生接地GND短路时,连接到驱动半导体200的外部节点可以具有接地GND电压。因此,可能难以识别气缸组100的哪个节点发生接地GND短路。因此,根据本发明的示例性实施例,通过测量在驱动半导体200侧的多个驱动开关SW1至SW4的两个端子的节点电压,可以执行特定序列。此外,可以在通道单元中区分短路故障发生的安全检查结果,并存储在内部寄存器230中。
当在多个驱动开关SW1至SW4中的驱动开关SW1和SW2的输出通道中发生异常(例如故障)时,可以在喷射器110和120的上部的电源电压侧检测到短路。此外,当在多个驱动开关SW1至SW4中的驱动开关SW3和SW4的输出通道中发生异常时,可以在喷射器110和120的下部的参考电压(例如接地电压)侧检测到短路。
根据本发明的示例性实施例,当在气缸组100中发生故障时,故障可能不在气缸组单元中被检测到,而是在通道单元中被检测到,以便将安全检查结果存储在寄存器230中。此外,在识别安全检查结果时,驱动半导体200可被配置成将故障短路的位置信息存储在寄存器230中,并连续更新该存储结果。特别地,根据本发明的示例性实施例,通道单元中故障的确定,可以由驱动半导体代替外部MCU300来执行。因此,用户可以读取存储在驱动半导体200的寄存器230中的信息,以便更精确地检测故障发生的位置。
图3至图8是示例性图,用于描述在空闲模式期间图1所示的驱动半导体200中的第一监测单元210和第二监测单元220的操作。首先,图3和4示出用于检查气缸组100的短路故障发生的示例性配置和方法。
在空闲模式期间(步骤S10),连接到喷射器110和120的驱动开关SW1至SW4可以保持在断开状态(步骤S11)。节点ND1、Node1和Node2可以保持作为电池电压VBATT/2的固定状态(步骤S12)。当在喷射器110和120与控制板之间的连接线路中发生电池短路(或接地GND短路)时,电压值可以大约是可在驱动半导体200中被检测的参考电压(步骤S13)。特别地,当喷射器110和120具有相当低的阻抗时,驱动半导体200可被配置成感测具有节点ND1、Node1和Node2电压电平的电池电压电平(步骤S14)。驱动半导体200可被配置成将气缸组100的电池短路确定为有故障(步骤S15),并且在内部寄存器230中记录电池短路(步骤S16)。此外,MCU300可被配置成经由接口单元240读取存储在寄存器230中的数据,以识别气缸组单元中是否发生气缸组100的电池短路(步骤S17)。
根据本发明的示例性实施例,驱动半导体200检查气缸组100以检测短路故障位置的部分可以对应于三个部分ND1、Node1和Node2。然而,由于驱动半导体200可被配置成感测气缸组单元中的短路,因此上述方法可以非精确地确定短路故障的位置。换言之,当在空闲模式时节点ND1、Node1和Node2中的任何一个节点具有短路故障时,三个节点ND1、Node1和Node2的电压可以是短路电压,因此可以具有大致相同的电位值。
因此,节点ND1、Node1和Node2可被表示为电池短路(或接地短路)状态。换言之,可能难以区分是发生节点ND1的高侧短路故障还是节点Node1和Node2的低侧短路故障。特别地,即使在低侧线路中,可能也难以精确地确定是发生节点Node1侧短路故障还是节点Node2侧短路故障。因此,当在空闲模式期间发生短路故障时,寄存器230可以仅仅存储两种类型的短路状态,例如“电池短路”和“接地短路”。因此,根据本发明的示例性实施例,可以在通道单元中确定气缸组100的短路故障。
此外,图5和6示出在空闲模式期间检查接地GND短路故障发生的示例性结构。连接到喷射器110和120的驱动开关SW1至SW4可以在空闲模式状态期间保持在断开状态。节点ND1、Node1和Node2可以保持在作为电池电压VBATT/2的固定状态。当接地GND短路发生在喷射器110和120与控制板之间的连接线路中时,在驱动半导体200中可以检测到等于或小于参考电压的电压值。特别地,当喷射器110和120具有相当低的阻抗时,驱动半导体200可被配置成感测具有节点ND1、Node1和Node2的电压电平的接地电压电平。驱动半导体200可以确定接地短路,并且可被配置成将接地短路记录在内部寄存器230中(步骤S20)。
根据本发明的示例性实施例,当感测到关于在哪个气缸组100中发生短路故障的信息时,驱动半导体200可被配置成执行存储在控制器270中的序列,以确定通道单元中的短路是电源电压侧短路故障还是参考电压侧短路故障。换言之,驱动半导体200可被配置成将驱动单元250和260操作成特定序列一预定最小时间以检测故障,然后再次进入空闲状态。
因此,控制器270可被配置成操作驱动单元250以接通连接于电源电压VBAT施加端子的驱动开关SW2(步骤S21)。因此,可通过比较器A2的比较操作,来检测是电池侧位置发生短路故障还是参考电压侧位置发生短路故障。换言之,节点ND1的喷射器输出电压可被设定为INJH,并且比较器A2的输出信号可被设定为Vds_VBAT。比较器A2可被配置成将电压INJH与电源电压VBAT进行比较,从而将输出信号Vds_VBAT输出。
施加到比较器A2的一个端子的电压可以与电压VBAT-Vthr相对应,从而比电源电压VBAT小阈值电压Vthr。在此,阈值电压Vthr可以是在空闲模式时作为负载施加到电源电压端子的阈值电压值。特别地,预定电压可被施加到喷射器110,以便在正常状态(例如无错误、故障、短路等状态)中生成参考值。在此,预定电压可以以电源电压VBAT值的大约一半来施加。因此,当电压INJH大于电压VBAT-Vthr时,比较器A2可被配置成将输出信号Vds_VBAT输出成逻辑“0”。另一方面,当电压INJH小于电压VBAT-Vthr时,比较器A2可被配置成将输出信号Vds_VBAT输出成逻辑“1”。
此外,输出到比较器A2的输出信号Vds_VBAT可被存储在寄存器230中。换言之,当比较器A2的输出信号Vds_VBAT不是电池电压VBAT电平时,节点ND1的接地短路可被记录在寄存器230中(步骤S22)。响应于确定出没有发生电源电压侧短路故障,可以确定是否发生参考电压侧短路故障。另外,可以确定在参考电压侧发生喷射器110节点的短路还是喷射器120节点的短路。换言之,响应于确定发生参考电压侧短路故障,可以确定是否在节点Node1和Node2中的一个发生了短路故障。
因此,比较器A2的输出信号Vds_VBAT是电池电压VBAT电平,连接于参考电压施加端子与节点Node1之间的驱动开关SW3可被接通(步骤S23)。接着,通过比较器A4的比较操作,可以检测参考电压侧位置的短路故障。当短路发生在参考电压施加端子与节点Node2之间时,通过比较器A4的比较结果可以检测右下通道的短路故障。换言之,节点Node2的喷射器120电压可被设定为INJL2,且比较器A4的输出信号可被设定成Vds_INJL2。接着,比较器A4可被配置成将电压INJL2与节点ND2的输出电压进行比较,从而将输出信号Vds_INJL2输出。
特别地,施加到比较器A4的一个端子的电压可以与电压GND+Vthr相对应,从而比接地电压GND大阈值电压Vthr。在此,阈值电压Vthr可以是在空闲模式期间作为负载施加到接地电压端子的阈值电压值。特别地,预定电压可被施加到喷射器120从而在正常状态中生成参考值。在此,预定电压可以以电源电压VBAT值的大约一半来施加。因此,当电压INJL2小于电压GND+Vthr时,比较器A4可被配置成将输出信号Vds_INJL2输出成逻辑“0”。另一方面,当电压INJL2大于电压GND+Vthr时,比较器A4可被配置成将输出信号Vds_INJL2输出成逻辑“1”。
此外,输出到比较器A4的输出信号Vds_INJL2可被存储在寄存器230中。换言之,当比较器A4的输出信号Vds_INJL2不是接地GND电平时,节点Node2的接地短路可被记录在寄存器230中(步骤S24)。另一方面,当比较器A4的输出信号Vds_INJL2是接地GND电平时,节点Node1的接地短路可被记录在寄存器230中(步骤S25)。此外,MCU300可被配置成经由接口单元240读取存储在寄存器230中的数据,以识别在通道单元中是否发生气缸组100的接地GND短路(步骤S26)。
此外,图7和8示出在空闲模式期间检查电池短路的故障发生的示例性结构。连接于喷射器110和120的驱动开关SW1至SW4可以在空闲模式状态期间保持断开状态。节点ND1、Node1和Node2可以保持在电池电压VBATT/2的固定状态。当在喷射器110和120与控制板之间的连接线路中发生电池短路时,可以在驱动半导体200中检测到等于或大于参考电压的电压值。特别地,驱动半导体200可被配置成用节点ND1、Node1和Node2的电压电平感测电池电压电平。驱动半导体200可被配置成确定电池短路,并将电池短路记录在内部寄存器230中(步骤S30)。
根据本发明的示例性实施例,当感测到关于哪个气缸组100中发生短路故障的信息时,驱动半导体200可被配置成执行存储在控制器270中的序列,以确定通道单元中是发生电源电压侧短路故障还是参考电压侧短路故障。控制器270可被配置成操作驱动单元250以接通连接于高电压HV施加端子的驱动开关SW1(步骤S31)。因此,可以通过比较器A1的比较操作,来检测是发生电池侧位置的短路故障还是参考电压侧位置的短路故障。换言之,节点ND1的喷射器输出电压可被设定为INJH,并且比较器A1的输出信号可被设定为Vds_HV。接着,比较器A1可被配置成将电压INJH与高电压HV进行比较,从而将输出信号Vds_HV输出。
特别地,施加到比较器A1的一个端子的电压可以与电压HV-Vthr相对应,从而比相当高电压HV小阈值电压Vthr。在此,阈值电压Vthr可以是在空闲模式期间作为负载施加到高电压端子的阈值电压值。预定电压可被施加到喷射器120,以便生成正常状态的参考值。另外,预定电压可以以电源电压VBAT值的大致一半来施加。因此,当电压INJH大于电压HV-Vthr时,比较器A1可被配置成将输出信号Vds_HV输出成逻辑“0”。当电压INJH小于电压HV-Vthr时,比较器A1可被配置成将输出信号Vds_HV输出成逻辑“1”。此外,输出到比较器A1的输出信号Vds_HV可被存储在寄存器230中。换言之,当比较器A1的输出信号Vds_HV不是相当高电压HV电平(例如,小于预定电压电平)时,节点ND1的电池短路可被记录在寄存器230中(步骤S32)。
同时,响应于确定出未发生电源电压侧短路故障,可以确定是否发生参考电压侧短路故障。此外,可以确定在参考电压侧是发生喷射器110节点的短路还是喷射器120节点的短路。换言之,响应于确定出发生参考电压侧短路故障,可以确定是否在节点Node1和Node2任一中发生短路故障。因此,比较器A1的输出信号Vds_HV可以是相当高电压HV电平(例如,大于预定电压的电压电平),连接于参考电压施加端子与节点Node1之间的驱动开关SW3可被接通(步骤S33)。接着,通过比较器A3的比较操作可以检测参考电压侧位置的短路故障。
当短路发生在参考电压施加端子与节点Node2之间时,通过比较器A3的比较结果可以检测左下通道的短路故障。换言之,节点Node1的喷射器120的电压可被设定为INJL1,并且比较器A3的输出信号可被设定为Vds_INJL1。接着,比较器A3可被配置成将电压INJL1与节点ND2的输出电压进行比较,从而将输出信号Vds_INJL1输出。特别地,施加到比较器A3的一个端子的电压可以与电压GND+Vthr相对应,从而比接地电压GND大阈值电压Vthr。在此,阈值电压Vthr可以是在空闲模式期间作为负载施加到接地电压端子的阈值电压值。特别地,预定电压可被施加到喷射器110,以产生正常状态的参考值。在此,预定电压可以以电源电压VBAT值的大约一半来施加。
因此,当电压INJL1小于电压GND+Vthr时,比较器A3可被配置成将输出信号Vds_INJL1输出成逻辑“0”。当电压INJL1大于电压GND+Vthr时,比较器A3可被配置成将输出信号Vds_INJL1输出成逻辑“1”。此外,输出到比较器A3的输出信号Vds_INJL1可被存储在寄存器230中。换言之,当比较器A3的输出信号Vds_INJL1不是接地GND电平时,节点Node1的电池短路可被记录在寄存器230中(步骤S34)。当比较器A3的输出信号Vds_INJL1是接地GND电平时,节点Node2的电池短路可被记录在寄存器230中(步骤S35)。
此外,MCU300可被配置成经由接口单元240读取存储在寄存器230中的数据,从而识别通道单元中是否发生气缸组100的电池短路(步骤S36)。当存储在寄存器230中的每个通道的安全检查结果显示逻辑“0”时,驱动半导体200的控制器270可被配置成确定在气缸组100的相应通道中发生故障。例如,当从上部第一监测单元210的比较器A1输出的输出信号Vds_HV是逻辑“0”时,控制器270可被配置成确定在连接于驱动开关SW1的通道中是否发生短路。
当从上部第一监测单元210的比较器A2输出的输出信号Vds_VBAT为逻辑“0”时,控制器270可被配置成确定短路发生在连接于驱动开关SW2的通道中。当从下部第二监测单元220的比较器A3输出的输出信号Vds_INJL1为逻辑“0”时,控制器270可被配置成确定短路发生在连接于驱动开关SW3的通道中。换言之,控制器270可被配置成确定短路发生在喷射器110的下部位置。
另外,当从下部第二监测单元220的比较器A4输出的输出信号Vds_INJL2为逻辑“0”时,控制器270可被配置成确定短路发生在连接于驱动开关SW4的通道中。换言之,控制器270可被配置成确定短路发生在喷射器120的下部位置。当在驱动半导体200中检测的气缸组100的短路为“电池短路”时,控制器可被配置成确定为节点ND1电池短路(例如battery_ND1短路)、节点Node1电池短路(例如battery_Node1短路)、节点Node2电池短路(例如battery_Node2短路)。此外,当在驱动半导体200中检测的气缸组100的短路是“接地短路”时,控制器270可被配置成确定为节点ND1接地短路(例如ground_ND1短路)、节点Node1接地短路(例如ground_Node1短路)、节点Node2接地短路(例如ground_Node2短路)。因此,外部主MCU300可被配置成经接口单元240读取存储在寄存器230中的数据,从而识别通道单元中气缸组100更精确的短路位置。
根据本发明的示例性实施例,可以通过在空闲模式时为驱动半导体中的每个驱动通道启用安全检查的识别,而有效地识别驱动通道的故障。上面已经出于解释说明的目的,对本发明的示例性实施例进行描述。因此,本领域技术人员应该意识到,在不偏离附加权利要求中所公开的本发明的保护范围和精神的情况下,还可以进行各种修改、更改、替换和增加,并且这些修改、更改、替换和增加落入本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种喷射器驱动器,包括:
被配置成操作喷射器的多个驱动开关;以及
驱动半导体,其被配置成:
驱动所述驱动开关;
在空闲模式时确定所述喷射器的短路故障;以及
检测并存储通道单元中的故障短路。
2.如权利要求1所述的喷射器驱动器,其中所述驱动半导体包括:
控制器,其被配置成:
监测所述驱动开关与所述喷射器之间的连接节点短路;
将所监测的连接节点短路存储在寄存器中;以及
读取存储在所述寄存器中的信息,以确定所述喷射器的短路故障位置。
3.如权利要求2所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
读取存储在所述寄存器中的信息并将所读取的信息传送到外部微控制单元。
4.如权利要求2所述的喷射器驱动器,其中所述驱动半导体还包括:
驱动单元,其被配置成选择性地操作所述驱动开关。
5.如权利要求4所述的喷射器驱动器,其中所述控制器被配置成操作所述驱动单元,以便选择性地接通所述驱动开关。
6.如权利要求2所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
检测所述驱动开关中位于电源电压侧的驱动开关与所述喷射器之间的短路;以及
检测所述驱动开关中位于参考电压侧的驱动开关与所述喷射器之间的短路。
7.如权利要求6所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
在高电压施加端子与所述喷射器之间比较输出电压;以及
在电源电压施加端子与所述喷射器之间比较输出电压。
8.如权利要求6所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
在接地电压端子与第一喷射器之间比较输出电压;以及
在所述接地电压端子与第二喷射器之间比较输出电压。
9.一种喷射器驱动器,包括:
被配置成操作喷射器的多个驱动开关;以及
控制器,其被配置成:
驱动所述驱动开关;
在空闲模式时确定所述喷射器的短路故障;
检测通道单元中的故障短路;
将检测到的故障短路存储在寄存器中;以及
读取存储在所述寄存器中的信息,以确定所述喷射器的短路故障位置。
10.如权利要求9所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
读取存储在所述寄存器中的信息;以及
将所读取的信息传送到外部微控制单元。
11.如权利要求9所述的喷射器驱动器,还包括:
驱动单元,其被配置成选择性地操作所述驱动开关。
12.如权利要求11所述的喷射器驱动器,其中所述控制器被配置成操作所述驱动单元,以便选择性地接通所述驱动开关。
13.如权利要求9所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
检测所述驱动开关中位于电源电压侧的驱动开关与所述喷射器之间的短路;以及
检测所述驱动开关中位于参考电压侧的驱动开关与所述喷射器之间的短路。
14.如权利要求13所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
在高电压施加端子与所述喷射器之间比较输出电压;以及
在电源电压施加端子与所述喷射器之间比较输出电压。
15.如权利要求13所述的喷射器驱动器,其中所述控制器还被配置成:
在接地电压端子与第一喷射器之间比较输出电压;以及
在所述接地电压端子与第二喷射器之间比较输出电压。
16.一种控制喷射器驱动器的方法,包括:
由控制器驱动被配置成操作喷射器的多个驱动开关;
由所述控制器在空闲模式时确定所述喷射器的短路故障;
由所述控制器检测通道单元中的故障短路;
由所述控制器将检测到的故障短路存储在寄存器中;以及
由所述控制器读取存储在所述寄存器中的信息,以确定所述喷射器的短路故障位置。
17.如权利要求16所述的方法,还包括:
由所述控制器读取存储在所述寄存器中的信息;以及
由所述控制器将所读取的信息传送到外部微控制单元。
18.如权利要求16所述的方法,还包括:
由所述控制器检测所述驱动开关中位于电源电压侧的驱动开关与所述喷射器之间的短路;以及
由所述控制器检测所述驱动开关中位于参考电压侧的驱动开关与所述喷射器之间的短路。
19.一种非短暂计算机可读介质,包含由控制器执行的程序指令,所述计算机可读介质包括:
驱动被配置成操作喷射器的多个驱动开关的程序指令;
在空闲模式时确定所述喷射器的短路故障的程序指令;
检测通道单元中故障短路的程序指令;
将检测到的故障短路存储在寄存器中的程序指令;以及
读取存储在所述寄存器中的信息以确定所述喷射器的短路故障位置的程序指令。
20.如权利要求19所述的非短暂计算机可读介质,还包括:
读取存储在所述寄存器中的信息的程序指令;以及
将所读取的信息传送到外部微控制单元的程序指令。
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