KR100821065B1

KR100821065B1 - 자동차의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치

Info

Publication number: KR100821065B1
Application number: KR1020070009078A
Authority: KR
Inventors: 최무석
Original assignee: 지멘스 오토모티브 주식회사
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-04-08

Abstract

차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치가 개시되어 있다. 이러한 본 발명의 홀드 신호 발생부는, 상기 엔진 제어 유닛을 통해 기 설정된 피크 타임 정보와 상기의 펄스폭 변조 신호를 기초로 외부 전압을 발생하는 피크 발생부와, 상기 엔진 제어 유닛을 통해 기 설정된 홀드 타임 동안 그라운드 전압 및 상기의 펄스폭 변조 신호를 발생하는 홀드 발생부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 하나의 펄스폭변조 모듈을 사용하여 각각의 인젝터에 공급되는 홀드 신호를 발생함으로써, 불필요한 펄스폭변조 모듈이 제거되어 제조 공정 및 제조 원가를 절감할 수 있게 된다.

자동차, 피크 앤드 홀드 타입 인젝터, 펄스폭변조 모듈, 푸시 풀, 오픈 드레인, 출력 포트

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 드라이버 505 : 오프(OFF)신호 발생부

510 : 피크 앤드 홀드 신호 발생부

본 발명은 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피크 앤드 홀드 타입의 인젝터 구동 장치를 간단하게 설계할 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 신호를 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: Engine 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 가진다.

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

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

이러한 자동차의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터에 있어, 상기의 내부 클럭 펄스를 기 설정한 분주 정보에 기초하여 분주시켜 상기 홀드 타임 동안 상기 인젝터의 구동 유지에 대응한 펄스폭 변조를 수행하여 펄스폭변조 모듈은 각각의 인젝터 수와 같은 수로 구비되어 있으므로, 다수의 펄스폭 변조 모듈로 인해 자동차의 제조 원가가 상승되고 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 펄스폭변조 모듈을 사용하여 각각의 인젝터에 공급되는 오프 신호 및 피크 앤드 홀드 신호를 발생함으로써, 고가의 펄스폭변조 모듈 수를 줄여 제조 공정 및 제조 원가를 절감할 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 인젝터부;

인젝터의 구동 정지 시간인 오프 타임과 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 수행하는 펄스폭변조 신호를 출력하는 엔진 제어 유닛; 및

다수의 출력 드라이버로 구비되고, 상기 엔진 제어 유닛에서 발생된 펄스폭 변조신호와 피크 타입과 홀드 타임 정보를 기초로 홀드 신호를 발생하여 인젝터 구동부를 통해 상기의 인젝터로 공급하는 출력 드라이버부를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 출력 드라이버부는,

상기 엔진 제어 유닛을 통해 기 설정된 오프 타임 동안 외부 전압을 상기의 인젝터로 공급하는 오프 신호 발생부와,

상기 엔진 제어 유닛을 통해 기 설정된 피크 타임 동안 그라운드 전압을 출력하고 상기의 홀드 타임 동안 상기의 펄스폭 변조 신호를 출력하는 피크 앤드 홀드 신호 발생부를 포함하며,

상기 오프 신호 발생부는 상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 오프 타임 동안 턴 온 상태로 스위칭될 때 외부 전압을 출력하는 푸시 풀 방식으로 구비되며,

상기 피크 앤드 홀드 신호 발생부는, 상기 오프 신호 발생부의 기 설정된 오프 타임 경과 후 상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 피크 타임 동안 턴 온 상태로 스위칭될 때 그라운드 전압을 출력하고, 상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 홀드 타임 동안 턴오프 상태로 스위칭하여 풀업된 펄스폭변조 신호를 출력하는 오픈 드레인 방식으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오프 신호 발생부는, 상기 펄스폭 변조 신호를 바이어스하는 제2 저항과, 상기의 엔진 제어 유닛의 상기 오프 타임 동안 턴 온 상태로 스위칭하여 외부로부터 공급되는 전압을 출력하는 제2 스위치로 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 피크 앤드 홀드 신호 발생부는 상기의 펄스폭 변조 신호를 바이어스하는 제3 저항과, 상기의 엔진 제어 유닛의 상기 피크 타임 동안 턴 온 상태로 스위칭되어 그라운드 전압을 출력한 후상기의 엔진 제어 유닛의 상기 홀드 타임 동안 턴 오프 상태로 스위칭하여 풀업(Pull up)된 상기 제3 저항의 출력 신호를 출 력하는 제3 스위치로 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 하나의 펄스폭변조 모듈을 사용하여 각각의 인젝터에 공급되는 홀드 신호를 발생함으로써, 기존의 각각의 인젝터의 수와 일치하는 수의 펄스폭변조 모듈로 인한 제조 원가 상승 및 불필요한 제조 공정을 제거할 수 있게 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 인젝터의 홀드 신호 발생 장치는, 다수의 인젝터로 구비되는 인젝터부(100)와, 상기의 인젝터의 구동 정지 시간인 오프 타임 정보와 초기 구동 시간인 피크 타임과 인젝터 구동 유지 시간인 홀드 타임정보를 저장하고 내부 클럭 펄스를 기 설정한 분주 정보에 기초하여 분주시켜 상기 홀드 타임 동안 상기 인젝터의 구동 유지에 대응한 펄스폭 변조를 수행하는 펄스폭변조 신호(PWM)를 출력하는 엔진 제어 유닛(300)와, 다수의 출력 드라이버로 구비되고 상기 엔진 제어 유닛(300)에서 발생된 펄스폭 변조신호(PWM)와 오프 타임정보 및 피크 앤드 홀드 타임 정보를 기초로 피크 앤드 홀드 신호를 발생하여 인젝터 구동부(600)를 통해 상기 인젝터로 공급하는 출력 드라이버부(500)를 포함한다.

즉, 상기의 엔진 제어 유닛(300)에서 펄스폭 변조 신호(PWM), 피크 타임, 및 홀드 타임 정보에 따라 발행된 피크 및 홀드 신호는 전력 증폭하여 상기의 출력 드라이버부(500)를 통해 인젝터 구동부(600)에 공급되고, 따라서, 피크 앤드 홀드 신 호에 따라 인젝터로 전류가 인가되어 연료를 실린더 내로 분사하도록 구비된다.

상기의 피크 앤드 홀드 신호 발생부(510)는 상기의 엔진 제어 유닛(300)을 통해 설정된 오프 타임 정보 동안 발생된 고전위 레벨의 제어 신호(t2)에 따라 외부 전압(Vcc)을 출력하는 오프 신호 발생부(505)와, 상기 엔진 제어 유닛(300)을 통해 기 설정된 피크 타임동안 발생한 고전위 레벨의 제어 신호(t3)에 따라 그라운드 전압을 출력하고 홀드 타임 동안 상기의 펄스폭 변조 신호(PWM)를 출력하는 피크 앤드 홀드 발생부(510)를 포함한다.

여기서, 상기 오프 신호 발생부(505)는 상기의 엔진 제어 유닛(300)에서 기 설정된 오프 타임 동안 공급되는 상기의 제어 신호(t2)에 의해 턴 온 상태로 스위칭될 때 외부로부터 공급되는 전압을 출력하는 푸시 풀 방식으로 구비되고, 상기 오프 신호 발생부(505)는 상기 펄스폭 변조 신호를 격리하는 제2 저항(R2)과, 상기의 엔진 제어 유닛(300)의 상기 오프 타임 동안 상기 제어 신호(t2)에 의해 턴 온 상태로 스위칭되어 외부 전압(Vcc)과 상기 제2 저항(R2)의 출력 신호가 격리되어 외부 전압(Vcc)를 출력하여 상기의 오프 신호를 발생하는 제2 스위치(SW2)를 포함한다.

또한, 상기 피크 앤드 홀드 발생부(510)는, 상기 오프 신호 발생부(505)의 기 설정된 오프 타임 경과 후 상기의 엔진 제어 유닛(300)에서 기 설정된 피크 타임

동안 발생하는 상기의 제어 신호(t3)에 의해 턴 온 상태로 스위칭될 때 그라운드 전압을 출력하는 오픈 드레인 방식으로 구비되고, 상기의 펄스폭 변조 신호를 바이 어스하는 제3 저항(R3)과, 상기의 엔진 제어 유닛(300)의 상기 피크 타임 동안 상기의 제어 신호(t3)에 따라 턴온 상태로 스위칭하여 그라운드 전압을 출력하고 홀드 타임 동안 턴 오프 상태로 스위칭되어 펄스폭변조 신호(PWM)에 풀업(Pull up)된 상기 제3 저항(R3)의 출력 신호를 출력하는 제3 스위치(SW3)를 포함한다.

즉, 상기 엔진 제어 유닛(300)은 펄스폭변조 모듈을 통해 발생된 펄스폭변조 신호(PWM)와, 오프 타임, 피크 타임, 및 홀드 타임 정보를 발생하여 출력 드라이버부(500)에 공급된다. 즉, 상기 오프 타임 정보 및 펄스폭변조 신호(PWM)는 상기의 오프 신호 발생부(505)에 공급되며, 상기 피크 타임 및 홀드 타임 정보 및 펄스폭변조 신호(PWM)는 상기의 피크 앤드 홀드 발생부(510)에 각각 공급된다.

즉, 상기 오프 타임 정보 동안 상기 제어 신호(t2)는 제2 스위치(SW2)에 공급되어 상기 제2 스위치(SW2)는 턴온 상태로 스위칭하여 외부 전압(Vc)이 출력된다. 상기의 펄스폭 변조 신호(PWM)는 상기 제2 스위치(SW2)의 스위칭 동작을 통해 출력된 외부 전압(Vcc)과 격리되고, 따라서, 외부 전압(Vcc)이 상기 오프 타임 동안 출력된다. 이때 상기 제어 신호(t3)에 따라 상기 제3 스위치(SW3)는 턴 오프 상태로 스위칭된다.

한편, 상기 피크 타임 정보 동안 상기 제어 신호(t3)는 상기의 제3 스위치(SW3)에 공급되어 상기 제3 스위치(SW3)는 턴온 상태로 스위칭한다. 상기의 펄스폭 변조 신호(PWM)와 상기 제3 스위치(SW3)의 스위칭 동작을 통해 도 3에 도시된 바와 같이 그라운드 전압이 출력되고, 이어 상기 제어 신호(t2)(t3)에 따라 상기 제2 스위치(SW2) 및 제3 스위치(SW3)는 턴 오프 상태로 스위칭하여 펄스폭 변조 신호 (PWM)가 기 설정된 홀드 정보에 따른 홀드 타임 동안 출력된다.

상기의 과정을 통해 홀드 타임 동안 펄스폭변조 신호를 가지는 홀드 신호를 발생한다.

이상 설명된 바와 같이, 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치는 하나의 펄스폭변조 모듈을 사용하여 각각의 인젝터에 공급되는 홀드 신호를 발생함으로써, 기존의 각각의 인젝터의 수와 일치하는 수의 펄스폭변조 모듈로 인한 제조 원가 상승 및 불필요한 제조 공정을 제거할 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 인젝터부;

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 수행하는 펄스폭변조 신호를 출력하는 엔진 제어 유닛; 및

다수의 출력 드라이버로 구비되고, 상기 엔진 제어 유닛에서 발생된 펄스폭 변조신호와 피크 타임과 홀드 타임 정보를 기초로 피크 앤드 홀드 신호를 발생하여 인젝터 구동부를 통해 상기의 인젝터로 공급하는 출력 드라이버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기출력 드라이버부는,

상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 오프 타임 정보를 기초로 외부 전압을 발생하는 오프 신호 발생부와,

상기 엔진 제어 유닛을 통해 기 설정된 피크 타임 동안 그라운드 전압을 발생하고 기 설정된 홀드 타임 동안 상기의 펄스폭 변조 신호를 발생하는 피크 앤드 홀드 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 오프 신호 발생부는,

상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 오프 타임 동안 발생하는 고전위 레벨의 제어 신호(t2)에 따라 턴 온 상태로 스위칭될 때 외부 전압을 출력하는 푸시 풀 방식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 오프 신호 발생부는,

상기 펄스폭 변조 신호를 격리하는 제2 저항과,

상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 오프 타임 동안 발생하는 고전위 레벨의 제어 신호(t2)에 따라 턴 온 상태로 스위칭되어 상기의 외부 전압을 출력하는 제2 스위치로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 피크 앤드 홀드 신호 발생부는,

상기 피크 발생부의 기 설정된 오프 타임 경과 후 상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 피크 타임 동안 발생하는 고전위 레벨의 제어 신호(t3)에 따라 턴 온 상태로 스위칭될 때 그라운드 전압을 출력하고, 상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 홀드 타임 동안 상기의 제어 신호(t3)의 저전위 레벨에 따라 턴 오프 상태로 스위칭될 때 풀 업(Pull Up)된 펄스폭변조 신호를 출력하는 오픈 드레인 방식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제5항에 있어서, 상기 피크 앤드 홀드 신호 발생부는

상기의 펄스폭 변조 신호를 바이어스하는 제3 저항과,

상기의 엔진 제어 유닛에서 상기 피크 타임 동안 고전위 레벨의 상기 제어 신호(t3)에 따라 턴 온 상태로 스위칭되어 그라운드 전압을 출력하고, 상기 홀드 타임 동안 턴 오프 상태로 스위칭하여 상기 제3 저항의 출력 신호를 순차 출력하는 제3 스위치로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 피크 앤드 홀드 발생부는, 상기 피크 신호 발생부의 기 설정된 피크 타임 경과 후 상기의 엔진 제어 유닛에서 기 설정된 홀드 타임 동안 턴 오프 상태로 스위칭될 때 풀 업된 펄스폭변조 신호를 출력하는 오픈 드레인 방식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.
제7항에 있어서, 상기 피크 앤드 홀드 발생부는,

상기의 펄스폭 변조 신호를 바이어스하는 저항과,

상기 저항의 출력 신호에 따라 상기 피크 타임 동안 상기 제어 신호(t3)에 따라 턴 온 상태로 스위칭되어 풀업(Pull up))된 상기 저항의 출력 신호를 출력하고 상기 홀드 타임 동안 턴 오프 상태로 스위칭되어 상기의 펄스폭변조 신호인 홀드 신호를 발생하는 스위치로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 피크 앤드 홀드 타입 인젝터 구동 장치.