KR100812913B1

KR100812913B1 - 자동차의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치

Info

Publication number: KR100812913B1
Application number: KR1020060135100A
Authority: KR
Inventors: 김철
Original assignee: 지멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-03-11

Abstract

차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치가 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 인젝터의 초기 구동 시간인 피크 타임과 구동 유지 시간인 홀드 타임 정보를 저장하고, 내부 클럭 펄스를 기 설정한 분주 정보에 기초하여 분주시켜 상기 홀드 타임 동안 상기 인젝터의 구동 유지에 대응한 펄스폭 변조를 수행하며, 기 프로그램화된 인젝터 제어 순서에 따라 피크 타임에 제공되는 피크 신호와 상기 홀드 타임에 제공되는 홀드 신호를 가지는 인젝션 신호를 출력하는 엔진 제어 유닛; 및 상기 엔진 제어 유닛의 인젝션 신호에 따라 스위칭하는 스위치의 스위칭 상태에 따라 상기 인젝터부로 전원 공급을 이행하는 출력 드라이버부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 상기 베터리의 제1 전원보다 큰 부스터의 제2 전원에 의해 공급된 피크 전류가 인젝터로 인가되어 신속하게 목표 피크 전류치에 도달할 수 있어 고압 분사가 빠르게 실행되고, 상기 베터리의 제1 전원과 부스터의 제2 전원에 의해 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임의 제어가 정밀하게 이루어지게 된다.

자동차, 피크 앤드 홀드 타입 인젝터, 부스터

Description

자동차의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING PEAK AND HOLD TYPE INJECTOR OF CAR}

도 1은 본 발명에 따른 피크 앤드 홀드 타입 인젝터의 구성도이다.

도 2는 도 1의 출력 드라이버의 구성을 보인 도이다.

도 3은 도 1의 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인젝터 300 : 엔진제어유닛

500 : 출력 드라이버부

본 발명은 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피크 앤드 홀드 타입의 인젝터의 고압 연료 분사를 신속하게 실행할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 연료 분사를 위한 인젝터는 마이크로 컨트롤러로부터 제어되며, 마이크로 컨트롤러는 프로그램에 의거 상기 인젝터로 피크 신호 및 홀드 신호을 공급하므로서 연료 분사 시간을 제어하는 것이다.

종래 인젝터 제어를 위한 제어 장치는 엔진 실린더의 순차 동작을 위해 각 피크 앤 홀드 회로로 피크 신호 및 홀드 신호를 제공한다. 상기 피크 신호는 인젝터로 초기 피크 전류를 인가하기 위한 제어 신호이며, 상기 홀드 신호는 초기 피크 전류 이후에 인젝터의 동작 유지시키기 위한 제어 신호이다.

따라서 엔진제어유닛(ECU: Engin Control Unit)은 이러한 피크 타임과 홀드 타임을 생성하기 위해 피크 신호 및 홀드 신호를 출력한다.

상기 피크 타임은 각 인젝터를 순차 제어하기 위해 홀드 타임에 비례한 균일한 시간차를 갖고 있으며, 홀드 타임은 인젝터의 모듈에 따라 동일한 시간 간격을 갖고 있다.

즉, 상기의 피크 신호 및 홀드 신호는 피크 타임 만큼의 시간차를 갖고 출력되므로, 홀드 타임 동안 PWM 신호를 생성한다.

따라서 상기 PWM 신호의 펄스 폭은 인젝터의 제원에 따라 결정되는 것으로, 상기 인젝터 모듈에 기초하여 설계되는 것이다. 상기 홀드 타임 동안 PWM 신호가 출력되어, 상기 인젝터 드라이버로 공급된다. 이러한 인젝터 드라이버는 상기 인젝터를 구동하기 위한 소정의 전력 증폭을 수행함에 따라 PWM의 펄스폭에 의한 인젝터로의 전류 공급이 이루어지는 것이다.

이러한 자동차의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터에 있어, 통상 120 bar 이상의 고압 분사 시 엔진 제어 유닛에서 설정된 목표 피크 전류가 크므로, 이러한 목표 피크 전류에 도달되기 위한 피크 타임이 길어지므로 인젝터의 초기 구동 시간이 길어지는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 상기 베터리의 제1 전원 보다 큰 부스터의 제2 전원에 의해 발생된 피크 전류가 인젝터로 인가되어 신속하게 목표 피크 전류치에 도달할 수 있어 고압 분사가 빠르게 실행되고, 상기 베터리의 제1 전원과 부스터의 제2 전원에 의해 각각 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임가 제어되므로 각 타임 별 제어가 정밀하게 이루어질 수 있는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치는,

다수의 인젝터로 구비되는 인젝터부와,

각각의 인젝터의 초기 구동 시간인 러싱 타임 피크 타임과 구동 유지 시간인 홀드 타임 정보를 저장하고, 내부 클럭 펄스를 기 설정한 분주 정보에 기초하여 분주시켜 상기 홀드 타임 동안 상기 인젝터의 구동 유지에 대응한 펄스폭 변조를 수행하며, 기 프로그램화된 인젝터 제어 순서에 따라 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임을 가지는 인젝션 신호를 출력하는 엔진 제어 유닛; 및

상기 엔진 제어 유닛의 인젝션 신호에 따라 스위칭하는 스위치의 상태에 따라 상기 인젝터부로 전원 공급을 이행하여 인젝터를 구동하는 출력 드라이버부를 포함하고

여기서, 상기 출력 드라이버부는,

삭제

상기 인젝션 신호의 러싱 타임과 홀드 타임 중 전류 유지 타임 동안 턴온 상태로 스위칭하여 베터리로부터 공급되는 제1 전원을 상기의 인젝터에 공급하는 제1 스위치와,

상기 베터리로부터 공급되는 제1 전원을 제2 전원으로 부스팅(Boosting)하여 상기 제1 전원보다 큰 제2 전원을 출력하는 부스터와,

상기 부스터의 출력측에 접속되어 상기 인젝션 신호의 피크 타임 동안 턴온 상태로 스위칭하여 상기 부스터의 제2 전원을 상기의 인젝터에 공급하는 제2 스위치와,

상기 인젝터의 출력측에 접속되어 상기의 제1 전원과 제2 전원 중 하나를 통해 상기 인젝터의 전류 공급 위해 상기의 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임 중 전류 유지 타임 동안 턴 온 상태로 스위칭하는 제3 스위치를 포함하고,

상기 제3 스위치의 출력측과 상기 제2 스위치의 입력측 사이에 접속되어 상기 인젝터의 출력 전류를 상기 제2 스위치로 공급하는 다이오드로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 베터리의 제1 전원보다 큰 부스터의 제2 전원에 의해 공급된 피크 전류가 인젝터로 인가되어 신속하게 목표 피크 전류치에 도달할 수 있어 고압 분사 속도가 향상되고, 상기 베터리의 제1 전원과 부스터의 제2 전원에 의해 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임의 제어가 정밀하게 이루어지게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도를 나타내며, 도 2는 도 1의 출력 드라이버부의 구성도를 나타내고, 도 3은 도 2의 출력 드라이버부의 동작 파형도이다.

본 발명에 따른 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치는, 다수의 인젝터로 구비되는 인젝터부(100)와, 각 인젝터의 초기 구동 시간인 피크 타임과 구동 유지 시간인 홀드 타임 정보를 저장하고 내부 클럭 펄스를 기 설정한 분주 정보에 기초하여 분주시켜 상기 홀드 타임 동안 상기 인젝터의 구동 유지에 대응한 펄스폭 변조를 수행하며 기 프로그램화된 인젝터 제어 순서에 따라 피크 타임에 제공되는 피크 신호와 상기 홀드 타임에 제공되는 홀드 신호를 가지는 인젝션 신호를 출력하는 엔진 제어 유닛(300)과, 상기 엔진 제어 유닛(300)의 인젝션 신호에 따라 온/오프되는 스위치의 스위칭 상태에 따라 상기 인젝터부(100)로 전원 공급을 이행하는 출력 드라이버부(500)를 포함한다.

여기서, 상기 출력 드라이부(500)는 상기 인젝터부(100)의 인젝터의 수와 일치하는 출력 드라이버를 가지며, 상기 출력 드라이버(500)는 상기 인젝터로의 전원 공급을 이행하도록 구비된다.

상기 출력 드라이버(500A)는, 상기 인젝션 신호의 러싱 타임과 홀드 타임 동안 턴온 상태로 스위칭하여 베터리로부터 공급되는 제1 전원(Vcc1)을 상기의 인젝터에 공급하는 제1 스위치(501)와, 상기 베터리로부터 공급되는 제1 전원(Vcc1)을 제2 전원(Vcc2)으로 부스팅(Boosting)하여 상기 제1 전원(Vcc1) 보다 큰 제2 전원(Vcc2)을 출력하는 부스터(503)와, 상기 부스터(503)의 출력측에 접속되어 상기 인젝션 신호의 피크 타임 동안 턴온 상태로 스위칭하여 상기 부스터의 제2 전원(Vcc2)을 상기의 인젝터에 공급하는 제2 스위치(505)와, 상기 인젝터의 출력측에 접속되어 상기의 제1 전원(Vcc1)과 제2 전원(Vcc2) 중 하나를 통해 상기 인젝터(100A)의 전류 공급 위해 상기 인젝터 구동 신호에 따라 스위칭하는 제3 스위치(507)를 포함하고, 그에 더하여 상기 제3 스위치(507)의 출력측과 상기 제2 스위치(505)의 입력측 사이에 접속되어 상기 인젝터(100A)의 출력 전류를 상기 제2 스위치(505)로 공급하는 다이오드(509)를 더 포함한다.

즉, 상기 엔진 제어 유닛(300)은 기 설정된 프로그램에 따라 초기 구동용 피크 전류를 인젝터로 인가하기 위한 러싱 타임(Rx) 및 피크 타임(Px)을 가지는 피크 신호와 구동 유지용 홀드 전류를 인젝터로 인가하기 위한 홀드 타임(Hx)을 가지는 홀드 신호를 발생한다. 상기의 러싱 타임(Rx) 및 피크 타임(Px)를 가지는 피크 신호와 홀드 타임(Hx)을 가지는 홀드 신호는 상기 출력 드라이버(500A)에 공급된다. 여기서 상기 홀드 타임(Hx)은 인젝터의 전류가 감소되는 전류 감소 타임(Hx1)과 감소된 홀드 전류를 유지하는 전류 유지 타임(Hx2)를 포함한다.

도 3의 a) 및 c)에 도시된 바와 같이, 엔진 제어 유닛(300)의 상기의 러싱 타임(Rx) 동안 상기 제1 스위치(501) 및 제3 스위치(507)는 턴 온 상태로 스위칭되어 베터리로부터 공급되는 제1 전원(Vcc1)에 의해 발생된 러싱 전류가 인젝터(100A)로 인가된다. 이때 상기 러싱 전류는 도 3의 d)에 도시된 바와 같다. 상기 인젝터의 흐르는 전류가 러싱 전류에 도달되면 상기 제1 스위치(501)는 턴 오프 상태로 스위칭된다.

또한, 도 3의 b) 및 c)에 도시된 바와 같이, 상기의 엔진제어유닛(300)의 피크 타임(Px) 구간 동안 상기 제2 스위치(505) 및 제3 스위치(507)가 턴 온 상태로 스위칭되어 베터리로부터 공급되는 제1 전원(Vcc1)를 제1 전원보다 큰 제2 전원(Vcc2)로 승합하는 부스터(503)의 제2 전원(Vcc2)에 의해 발생된 피크 전류가 인젝터(100A)로 인가된다. 이때 상기 인젝터는 엔진 제어 유닛(300)에서 설정된 목표 피크 전류치가 인가된다.

이어 상기 인젝터(100A)에 흐르는 전류가 목표 피크 전류치에 도달되면, 상기 엔진 제어유닛(300)의 상기 홀드 타임(Hx) 중 전류 감소 타임(Hx1) 동안 상기 제1 스위치(501) 및 제2 스위치(505) 및 제3 스위치(507)는 모두 턴 오프 상태로 스위칭되어 인젝터(100A)에 흐르는 피크 전류가 서서히 감소하게 되고, 이는 도 3의 d)에 도시된 바와 같다.

또한, 상기 전류 감소 타임(Hx1)의 경과 후 상기 엔진제어유닛(300)의 상기 홀드 유지 타임(Hx2) 동안 상기 제1 스위치(501) 및 제3 스위치(507)가 턴 온 상태로 스위칭되어 베터리의 제1 전원(Vcc1)로 인해 발생된 홀드 전류가 인젝터(100A)로 인가된다.

상기 엔진제어유닛(300)의 홀드 유지 타임(Hx2) 종료 후 상기의 제1 스위치(501) 내지 제3 스위치(507)가 턴오프 상태로 스위칭되어 인젝터(100A)에 전류가 흐르지 않게 된다.

즉, 베터리의 제1 전원(Vcc1) 보다 승압된 제2 전원(Vcc2)에 의해 공급된 피크 전류가 인젝터로 인가되므로, 인젝터의 목표 피크 전류의 도달 시간이 기존의 베터리 제1 전원(Vcc1)에 비해 빠르다.

이상 설명된 바와 같이, 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치는 상기 베터리의 제1 전원보다 큰 부스터의 제2 전원에 의해 공급된 피크 전류가 인젝터로 인가되어 신속하게 목표 피크 전류치에 도달할 수 있어 고압 분사 속도가 향상되고, 상기 베터리의 제1 전원과 부스터의 제2 전원에 의해 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임의 제어가 정밀하게 이루어질 수 있는 효과를 얻는다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

다수의 인젝터로 구비되는 인젝터부와,

각각의 인젝터의 초기 구동 시간인 러싱 타임 피크 타임과 구동 유지 시간인 홀드 타임 정보를 저장하고, 내부 클럭 펄스를 기 설정한 분주 정보에 기초하여 분주시켜 상기 홀드 타임 동안 상기 인젝터의 구동 유지에 대응한 펄스폭 변조를 수행하며, 기 프로그램화된 인젝터 제어 순서에 따라 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임을 가지는 인젝션 신호를 출력하는 엔진 제어 유닛; 및

상기 엔진 제어 유닛의 인젝션 신호에 따라 스위칭하는 스위치의 상태에 따라 상기 인젝터부로 전원 공급을 이행하여 인젝터를 구동하는 출력 드라이버부를 포함하고,

상기 출력 드라이버부는

상기 인젝션 신호의 러싱 타임과 홀드 타임 중 전류 유지 타임 동안 턴온 상태로 스위칭하여 베터리로부터 공급되는 제1 전원을 상기의 인젝터에 공급하는 제1 스위치와,

상기 베터리로부터 공급되는 제1 전원을 제2 전원으로 부스팅(Boosting)하여 상기 제1 전원보다 큰 제2 전원을 출력하는 부스터와,

상기 부스터의 출력측에 접속되어 상기 인젝션 신호의 피크 타임 동안 턴온 상태로 스위칭하여 상기 부스터의 제2 전원을 상기의 인젝터에 공급하는 제2 스위치와,

상기 인젝터의 출력측에 접속되어 상기의 제1 전원과 제2 전원 중 하나를 통해 상기 인젝터의 전류 공급 위해 상기의 러싱 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임 중 전류 유지 타임 동안 턴 온 상태로 스위칭하는 제3 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 제3 스위치의 출력측과 상기 제2 스위치의 입력측 사이에 접속되어 상기 인젝터의 출력 전류를 상기 제2 스위치로 공급하는 다이오드로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.