KR102184842B1 - 솔레노이드 밸브의 활성화를 제어하기 위한 엔진 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

솔레노이드 밸브의 활성화를 제어하기 위한 엔진 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

솔레노이드를 가진 밸브를 제어하기 위한 밸브 제어기 및 방법이 개시되고, 방법은, 적어도 하나의 입력 신호를 수신하는 단계, 적어도 하나의 신호의 제1 에지를 검출하는 단계, 및 검출에 응답하여, 밸브를 활성화시키는 단계를 포함한다. 밸브를 활성화시키는 단계는, 상기 밸브가 개방되는 증가-내지-정점 단계, 상기 밸브가 개방된 채로 남아 있고 그리고 상기 밸브의 전류 레벨이 상기 증가-내지-정점 단계 동안 상기 밸브의 전류 레벨 미만인, 상기 증가-내지-정점 단계 후의 유지 단계, 및 상기 밸브의 전류 리플이 상기 유지 단계 동안 상기 밸브의 전류 리플 미만인, 상기 유지 단계 후의 활성화의 종료 단계에서 상기 밸브를 활성화시키는 것을 포함한다.

Description

솔레노이드 밸브의 활성화를 제어하기 위한 엔진 제어 시스템 및 방법{ENGINE CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING ACTIVATION OF SOLENOID VALVES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 특허 출원 제15/176,270호(출원일: 2016년 6월 8일, 발명의 명칭: "Engine Control System and Method for Controlling Actuation of Solenoid Valves")에 관한 것이고, 상기 기초출원의 전문은 참고로 본 명세서에 편입된다.
기술분야
본 발명의 기술 분야는 솔레노이드 밸브를 위한 제어 기법, 더 구체적으로, 내연 기관 내 연료 분사기 밸브를 제어하는 것에 관한 것이다.
(직접) 분사 밸브 및 흡입 밸브를 위한 솔레노이드 작동기는 특정한 전류 프로파일에 따라 작동기의 코일(저항성-유도성 부하로서 거동함)을 통해 전류를 제어함으로써 작동된다. 예로써, 도 1은 솔레노이드 직접 분사 밸브를 활성화시키도록 사용되는 전형적인 전류 프로파일을 도시한다. 전류 프로파일은 상이한 매개변수 정의를 가진 다양한 활성화 단계를 포함한다. 전류 프로파일의 모든 활성화 단계는 활성화의 종료(end of activation: EOA)에 도달될 때까지 시간 또는 전류 기준에 기초하여 순차적으로 진행된다. 전류 프로파일은 분사기 밸브 전류가 증가하여 분사기 밸브를 개방하는 증가-내지-정점 단계(rise-to-peak phase)(10), 뒤이어 분사기 밸브의 조절된 전류 레벨이 증가-내지-정점 단계에서의 분사기 밸브의 전류 레벨 미만이지만 분사기 밸브를 개방된 상태로 유지하는 유지 단계(hold phase)(20)를 포함한다. 유지 단계(20)는 제어 신호(NON)가 비-어서팅될(de-assert) 때까지 계속된다. 제어 신호(NON)는 제어 신호(NON)가 어서팅(assert)되는 것에 대응하는 것으로서 활성화의 시작(start of activation: SOA)을 규정하고, 그리고 제어 신호(NON)가 비-어서팅되는 것에 대응하는 것으로서 활성화의 종료(EOA)를 규정한다.
도 2는 활성화의 종료(EOA)에 대한 정확성 및 반복성을 예시한다. 용어 "정확성"은 제어 신호(NON)의 비-어서팅과 분사기 솔레노이드 전류의 발생한 감쇠 간의 평균 지연을 명시한다. 용어 "반복성"은 평균값으로부터 감쇠의 시간 편차(즉, 지터(jitter))를 설명한다. 지연의 시스템적 특성에 기인하여, 이 오류는 제어 신호(NON)의 지속기간을 조정함으로써 보상될 수도 있다. 지터는 임의의 특성이 있기 때문에, 지터는 보상될 수 없다. 대신에, 지터는 설계에 의해 감소되거나 또는 그렇지 않으면 최소화되어야 한다.
외부 엔진 조건, 예컨대, 요청된 출력 토크 및 엔진의 동력 또는 레일 압력의 세트에 따라, 필요한 연료량은 분사기의 활성화 시간을 변경함으로써 변경된다. 분사기의 활성화는 디지털 제어 신호(NON)의 도움으로 메인 마이크로제어기에 의해 제어된다. 분사기는 제어 신호가 어서팅될 때(이 경우에, 제어 신호(NON)가 논리 로우(low) 상태로 전이할 때) 특정한 전류 프로파일을 사용하여 활성화될 것이고 그리고 제어 신호가 비-어서팅될 때(제어 신호(NON)가 논리 하이(high) 상태로 전이할 때) 비활성화될 것이다.
활성화 시간 허용 오차의 상당한 부분은 활성화의 종료(EOA)에서 최종 전류 단계의 지터 및 지연에 의해 제공된다. 제어 신호(NON)가 비-어서팅될 때(예를 들어, 신호(NON)가 논리 로우로부터 논리 하이로 전이할 때), 분사기 솔레노이드를 구동하는 동력 단계의 모든 NMOS 스위치가 꺼져서, 분사기 전류의 빠른 감쇠를 초래한다. 비이상적인 동력 단계에 기인하여, 제어 신호(NON)의 상승 에지와 분사기 전류의 감쇠 간에 시스템적 지연이 있다. 게다가, 하나의 활성화로부터 다음의 활성화로의 제어 신호의 비-어서션(de-assertion)의 순간에서 분사기 전류 레벨의 고유 통계학적 변동은 전류 감쇠의 샷-투-샷(shot-to-shot) 타이밍 변동(즉, 지터)을 초래한다. 이것은 조절된 전류 유지 단계(20) 동안 전류 리플(current ripple)이 더 높아질수록, 전류 감쇠의 샷-투-샷 변동이 더 높아진다는 것을 의미한다. 도 2는 활성화의 종료(EOA)의 허용 오차에 대한 타이밍 상세사항을 예시한다.
모든 시스템적 오류(예를 들어, 지연)가 제어 신호(NON)의 지속기간을 조정함으로써 보상될 수 있지만, 오류의 임의의, 통계학적 부분(예를 들어, 샷-투-샷 변동)은 상쇄될 수 없다. 따라서, 샷-투-샷 변동을 최소화하기 위해서, 전류 리플은 감소되거나 또는 그렇지 않으면 최소화되어야 한다. 한편, 전류 리플을 감소시키는 것은 NMOS 스위치의 더 높은 스위칭 주파수 그리고 따라서 더 높은 스위칭 손실을 초래한다. 설계의 이유로, 동력 손실 그리고 결과적으로 전류 리플의 감소에 대한 최대 제한이 있다.
전용 응용 주문형 집적 회로("ASIC")는 분사기 밸브를 제어하도록 활용될 수도 있다. 이와 같이, ASIC은 외부 프로세서로부터 수신된 명령어 및 명령에 기초하여 전류 프로파일 정의에 따라 전류를 분사기 솔레노이드에 인가한다.
이와 같이, 솔레노이드 분사기 밸브의 작동을 효율적으로 제어하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 바람직한 특징 및 특성은 그 다음의 요약 및 상세한 설명, 및 첨부 도면과 이 배경 기술과 함께 취해지는, 첨부된 청구항으로부터 분명해질 것이다.
예시적인 실시형태는 솔레노이드 분사기 밸브를 위한 기존의 제어 디바이스의 결함을 극복한다. 예시적인 실시형태에서, 밸브 제어기는 밸브에 연결되기 위한 제1 입력부 및 제1 출력부를 포함한다. 밸브 제어기는 제1 입력부에서의 제1 입력 신호의 제1 에지의 수신 후 밸브를 선택적으로 활성화시키도록 구성된다. 밸브 활성화는, 증가-내지-정점 단계, 후속하여, 유지 단계 동안 밸브의 전류 레벨이 증가-내지-정점 단계에서의 밸브의 전류 레벨 미만인, 유지 단계, 및 밸브의 전류 리플이 유지 단계에서의 밸브의 전류 리플 미만인, 유지 단계 후 활성화의 종료 단계를 포함한다.
밸브 제어기는 제1 입력부에서의 제1 입력 신호의 제2 에지의 수신 후 밸브의 활성화를 유지 단계로부터 활성화의 종료 단계로 전이한다. 예시적인 실시형태에서, 활성화의 종료 단계의 지속기간이 미리 결정된다. 유지 단계의 지속기간은 활성화의 종료 단계의 지속기간 초과이다. 제1 입력 신호의 제1 에지는 하강 에지이고 그리고 제1 입력 신호의 제2 에지는 하강 에지에 후속하는 상승 에지이다. 밸브 제어기는 제1 입력부에서의 제1 입력 신호의 제2 에지의 수신에 응답하여 밸브의 활성화를 유지 단계로부터 활성화의 종료 단계로 전이한다. 밸브는 밸브 제어기가 연료 분사기를 제어하도록 연소 엔진을 가진 자동차를 위한 연료 분사기를 포함한다. 밸브 제어기는 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit: ASIC)를 포함하고, ASIC은 적어도 하나의 상태 기계를 갖는다. 적어도 하나의 상태 기계는 밸브를 증가-내지-정점 단계, 유지 단계 및 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는, 제1 출력 신호를 밸브에 의한 수신을 위한 제1 출력부에서 생성한다. 전류 밸브의 지터의 양은 밸브가 활성화의 종료 단계에서 활성화되는 일 없이 전류 밸브의 지터의 양 미만이다.
솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법은, 제1 입력 신호를 수신하는 단계; 제1 입력 신호의 제1 에지를 검출하는 단계; 및 제1 입력 신호의 제1 에지를 검출하는 단계에 응답하여, 밸브를 활성화시키는 단계를 포함한다. 밸브를 활성화는, 밸브가 개방되는 증가-내지-정점 단계, 밸브가 개방된 채로 남아 있고 그리고 밸브의 전류 레벨이 증가-내지-정점 단계 동안 밸브의 전류 레벨 미만인, 증가-내지-정점 단계 후의 유지 단계, 및 밸브의 전류 리플이 유지 단계 동안 밸브의 전류 리플 미만인, 유지 단계 후의 활성화의 종료 단계에서 밸브를 활성화시키는 것을 포함한다.
방법은 제1 입력 신호의 제2 에지를 검출하는 단계를 더 포함하되, 밸브를 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는 것은 제1 입력 신호의 제2 에지를 검출하는 것에 응답하여 발생한다. 제1 에지는 제1 입력 신호의 하강 에지이고 그리고 제1 입력 신호의 제2 에지는 입력 신호의 상승 에지이다. 제1 입력 신호의 제2 에지는 제1 입력 신호의 제1 에지 후 이어지는 입력 신호의 다음의 에지이다.
방법은 제1 입력 신호의 제2 에지를 검출하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 밸브를 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는 것은 제1 입력 신호의 제2 에지를 검출하는 것 후 발생한다. 밸브를 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는 것은 미리 결정된 시간 기간 동안 발생한다. 미리 결정된 시간 기간은 밸브가 활성화되는 각각의 예로 고정된다. 하나의 양상에서, 유지 단계의 지속기간은 활성화의 종료 단계의 지속기간 초과이다. 또 다른 양상에서, 활성화의 종료 단계의 지속기간은 유지 단계의 지속기간 초과이다.
개시된 주제의 다른 이점은 첨부 도면과 연관되어 고려될 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해되기 때문에, 손쉽게 이해될 것이다.
도 1은 솔레노이드 밸브를 작동시키기 위한 공지된 전류 프로파일의 파형을 도시한 도면;
도 2는 도 1의 전류 프로파일의 상세 부분의 파형을 도시한 도면;
도 3은 예시적인 실시형태에 따른, 엔진 제어 시스템을 가진 차량의 도면;
도 4는 예시적인 실시형태에 따른, 솔레노이드 밸브를 작동시키기 위한 전류 프로파일의 파형을 도시한 도면;
도 5는 도 4의 솔레노이드 밸브를 작동시키기 위한 전류 프로파일의 상세 부분의 파형을 도시한 도면; 및
도 6은 예시적인 실시형태에 따른, 솔레노이드 밸브를 제어하는 방법의 흐름도.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 유사한 부호가 수개의 도면 전반에 걸쳐 유사한 부분을 나타내고, 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 엔진 제어 시스템 및 방법이 본 명세서에 도시되고 설명된다.
도 3을 참조하면, 예시적인 실시형태의 엔진 제어 시스템(100)은 차량(106)의 엔진(104)의 적어도 하나의 양상을 제어하도록 활용된다. 엔진(104)은 예를 들어, 석유 제품, 예컨대, 가솔린 또는 디젤 연료로 연료 공급되는 내연 기관일 수도 있다. 물론, 당업자는 다른 연료가 엔진(104)에 대해 활용될 수도 있고/있거나 다른 유형의 엔진(104)이 구현될 수도 있다는 것을 이해한다. 차량(106)은 당업자가 손쉽게 이해하는 바와 같이, 자동차, 트럭, 트랙터, 오토바이, 보트, 비행기 등일 수도 있다.
엔진 제어 시스템(100)은 프로세서(108)를 포함한다. 프로세서(108)는 계산을 수행할 수 있고, 데이터를 조작할 수 있고, 그리고/또는 명령어를 실행시킬 수 있고, 즉, 프로그램을 실행시킬 수 있다. 프로세서(108)는 당업자가 이해하는 바와 같이 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 응용 주문형 집적 회로("ASIC"), 및/또는 다른 디바이스(들)(미도시)를 사용하여 구현될 수도 있다. 프로세서(108)는 당업자가 또한 이해하는 바와 같이 데이터 및/또는 명령어를 저장하기 위한 메모리(미도시)를 포함할 수도 있다.
엔진 제어 시스템(100)은 또한 밸브 제어기(110)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 밸브 제어기(110)는 프로세서(108)로부터 독립되고 그리고 ASIC을 사용하여 구현된다. 밸브 제어기(110)는 하나 이상의 밸브(112)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 밸브 제어기(110)는 밸브(112)를 위한 제어 신호를 생성하는 하나 이상의 상태 기계를 포함할 수도 있다. 그러나, 밸브 제어기(110)는 당업자가 이해하는 바와 같이 다른 디바이스 및/또는 회로를 사용하여 구현될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
밸브 제어기(110)는 프로세서(108)와 통신한다. 이와 같이, 명령어 및/또는 데이터는 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 적어도 프로세서(108)로부터 밸브 제어기(110)로 전송될 수도 있다.
예시된 실시형태에서, 밸브 제어기(110)는 또한 복수의 밸브(112)와 통신한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 밸브(112)가 활용되고, 밸브 각각은 각각의 밸브(112)가 밸브 제어기에 의해 제어되도록 밸브 제어기(110)와 통신한다. 이 예시적인 실시형태에서, 밸브(112)는 연료를 엔진(104)의 실린더(미도시)로 직접적으로 분사하기 위한 각각의 직접 분사 밸브(112)이다. 그러나, 밸브(112)는 다른 유형의 연료 밸브일 수도 있고/있거나 다른 목적을 제공할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 밸브(112) 중 하나 이상은 실린더(들)로의 공기 및/또는 연료 흐름을 조절하기 위한 흡입 밸브일 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 각각의 밸브(112)는 위에서 언급된 솔레노이드(102)를 포함한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 솔레노이드(102)는 밸브(112)를 위치 및/또는 상태, 예컨대, 개방된 위치와 폐쇄된 위치 간에서 활성화시키고/시키거나 작동시킨다. 즉, 솔레노이드(102)는 유체, 이 경우에, 연료를 밸브를 통해 흐르게 하도록 밸브를 개방하고 그리고 유체가 흐르는 것을 방지하도록 밸브를 폐쇄한다. 솔레노이드(102)는 밸브 제어기(110)와 통신한다. 이와 같이, 밸브 제어기(110)는 각각의 밸브(112) 및/또는 밸브의 솔레노이드(102)의 활성화를 제어하기 위한 하나 이상의 출력 제어 신호(113) 및/또는 다른 데이터를 생성할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 각각의 밸브(112) 및/또는 솔레노이드(102)는 하나 이상의 제어 신호(113)의 별개의 세트에 의해 제어된다. 각각의 제어 신호(113)는 차동 신호의 쌍일 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 밸브 제어기(110)는 다른 것 중에서, 적어도 하나의 전류 프로파일을 저장하기 위한 메모리(114)를 포함한다. 전류 프로파일은 밸브 활성화 내내 각각의 솔레노이드(102) 및/또는 밸브(112)의 전류를 획정한다. 도 4는 예시적인 실시형태에 따른, 밸브 활성화 동안 각각의 솔레노이드(102) 및/또는 밸브(112)에 대한 전류 프로파일(400)을 도시한다. 도 1의 종래의 전류 프로파일과 유사하게, 전류 프로파일은 솔레노이드(102)의 전류 레벨이 예를 들어, 대응하는 밸브(112)를 개방하는 증가-내지-정점 단계(10), 및 증가-내지-정점 단계(10)에 후속하고 그리고 솔레노이드(102)의 전류 레벨이 밸브(112)를 개방된 위치에서 유지하도록 크기 설정되는 유지 단계(20)를 포함한다. 도 4는 이 활성화 단계 동안 전류 리플(IRHP)의 양을 예시한다. 예시적인 실시형태에 따르면, 전류 프로파일(400)은 유지 단계(20)에 후속하고 그리고 솔레노이드(102)의 전류 리플(IREOA)의 양이 유지 단계(20) 동안 전류 리플(IRHP)의 양과 비교하여 감소되는 또 다른 단계(30)를 포함한다. 전류 리플의 양은 예를 들어, 밸브(112)에 대한 밸브 제어기(110) 내 드라이브 트랜지스터(미도시)의 스위칭 주파수를 증가시킴으로써 감소된다. 스위칭 주파수를 증가시키는 것은 단계(30)에서 더 큰 스위칭 손실을 초래할 것이다. 그러나, 이 단계(30)의 지속 시간을 제한함으로써, 단계(30) 동안 전력 손실의 증가는 비교적 제한되고 그리고 상당하지 않다. 단계(30)는 유지 단계(20) 후 그리고 밸브(112)에 대한 활성화 기간의 종료 바로 전에 발생하고, 그리고 아래에서 활성화의 종료 단계(30)로서 지칭된다. 이 방식으로, 예시적인 실시형태는 유지 단계(20)를 감소된 전류 리플(IREOA)을 가진 활성화의 종료 단계(30)로부터 실질적으로 분리하고, 이에 의해 유지 단계(20) 동안 전력 손실의 증가 없음을 유지한다.
증가-내지-정점 단계(10)의 밸브 활성화는 도 1 및 도 4에 예시된 실시형태에서 제어 신호(113)의 하강 에지인, 제어 신호(113)의 트리거링 및/또는 어서팅 에지에 응답하여 발생한다. 또한, 밸브 활성화는 위에서 식별된 제어 신호의 하강 에지에 후속하는 제어 신호(113)의 상승(비-어서팅) 에지 후 그리고 이에 응답하여 유지 단계(20)로부터 활성화의 종료 단계(30)로 전이한다.
예시적인 실시형태에서, 활성화의 종료 단계(30)는 활성화의 종료 단계(30)의 지속 시간이 밸브 활성화의 각각의 예에서 동일하도록 미리 결정된 양으로 고정되는 지속 시간을 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 밸브 제어기(110)는 다른 것 중에서, 활성화의 종료 단계(30)의 지속 시간을 설정하기 위한 타이밍 회로를 가진 상태 기계로서 구현되거나 또는 그렇지 않으면 이 상태 기계를 포함한다.
도 5는 대응하는 유지 단계(20) 동안 전류 리플(IRHP)의 양에 비해, 활성화의 종료 단계(30) 동안 밸브(112)의 감소된 전류 리플(IREOA)의 결과로써, 활성화의 종료 단계(30) 후 지터(JEOA)의 양이 활성화의 종료 단계(30)를 포함하지 않는 도 1의 기존의 밸브 활성화에서 보이는 지터(JHP)의 양에 비해 감소되는 것을 예시한다. 감소된 지터(JEOA)는 더 나은 정확성 및 반복성을 가진 밸브 활성화를 발생시킨다. 게다가, 활성화의 종료 단계(30)의 끝과 밸브(112) 내 전류가 더 이상 존재하지 않을 때의 시간 간의 시간 지연(TDEOA)은 활성화의 종료 단계(30)를 포함하지 않는 도 2의 전류 프로파일에서 보이는 시간 지연(TDHP)에 비해, 감소된 전류 리플(IRHP)에 기인하여 현저하게 더 작다.
위에서 설명된 밸브 제어기(110)는 아래에 그리고 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 솔레노이드(102)의 활성화를 제어하는 방법(600)을 실행시키도록 구성된다. 그러나, 본 명세서에서 설명된 방법(600)이 위에서 설명된 차량(106), 엔진(104), 밸브 제어기(110) 및 엔진 제어 시스템(100) 이외의 다른 디바이스를 사용하여 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 6을 참조하면, 방법(600)은 예시적인 실시형태에 따른 밸브 제어기(110)의 작동을 예시한다. 간략함을 위해, 방법(600)은 단일의 밸브(112)를 제어하는 것에 대하여 설명될 것이고, 그리고 설명된 방법이 엔진(104)의 각각의 밸브(112)에 적용 가능하다는 것이 이해된다. 방법(600)은 602에서, 밸브 제어기(110)가 밸브(112)를 위한 제어 신호(113)를 수신하는 단계 및 604에서, 제어 신호(113)의 어서팅(이 경우에, 하강) 에지가 발생하는지를 결정하는 단계를 포함한다. 부정적인 결정은 밸브 제어기(110)가 작동(602)으로 복귀되는 것을 발생시킨다. 제어 신호(113)의 어서팅(하강) 에지가 발생한다는 긍정적인 결정은, 606A에서 증가-내지-정점 단계(10)를 실행시키는 작동, 후속하여 606B에서 유지 단계(20)를 실행시키는 작동을 포함하는, 606에서 밸브 제어기(110)가 밸브 활성화 사이클의 실행을 유발하는 것을 발생시킨다. 다음에, 그리고 밸브(112)가 유지 활성화 단계(20)에 있는 동안, 밸브 제어기(110)는 제어 신호(113)의 비-어서팅(상승) 에지가 606C에서 발생하는지를 결정한다. 이러한 에지가 검출/결정되지 않는다면, 밸브 제어기(110)는 유지 단계(20)에서 밸브(112)를 계속해서 활성화시킨다. 제어 신호(113)의 비-어서팅 에지가 결정/검출될 때, 밸브 제어기(110)는 이에 대응하여 606D에서 활성화의 종료 단계(30)의 실행을 유발한다. 언급된 바와 같이, 활성화의 종료 단계(30)가 미리 결정된 시간 기간 동안 수행되고, 이 동안 전류 리플(IREOA)은 유지 단계(20) 동안 전류 리플(IRHP)의 양에 비해 감소된다. 이것은 밸브(112)의 솔레노이드(102)를 구동시키는 밸브 제어기(110) 내 드라이브 트랜지스터의 스위칭 주파수를 증가시킴으로써 달성된다. 전력 손실량이 이 단계(30) 동안 증가되지만, 더 긴 유지 단계(30) 동안 전력 손실량은 영향받지 않는다. 본 발명은 예시적인 방식으로 본 명세서에 설명되었고, 그리고 사용되는 용어는 제한적이라기보다는 설명의 단어 특성인 것으로 의도된다는 것이 이해된다. 분명히, 본 발명의 많은 변경 및 변동이 위의 교시내용에 비추어 가능하다. 본 발명은 그 외에 첨부된 청구항의 범위 내에서 구체적으로 설명된 바와 같이 실행될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하도록 구성된 밸브 제어기로서,
    상기 밸브에 연결되기 위한 제1 입력부 및 적어도 하나의 출력부를 포함하되,
    상기 밸브 제어기는 상기 제1 입력부에서의 제1 신호의 제1 에지의 수신 후 상기 밸브를 선택적으로 활성화시키도록 구성되고, 상기 밸브의 활성화는, 증가-내지-정점 단계(rise-to-peak phase), 후속하여, 유지 단계(hold phase) 동안 상기 밸브의 전류 레벨이 상기 증가-내지-정점 단계에서의 상기 밸브의 전류 레벨 미만인, 상기 유지 단계, 및 상기 밸브의 전류 리플(current ripple)이 상기 유지 단계에서의 상기 밸브의 상기 전류 리플 미만인, 상기 유지 단계 후 활성화의 종료 단계(ending-of-activation phase)를 포함하고,
    상기 밸브 제어기는 상기 제1 입력부에서의 상기 제1 신호의 제2 에지의 수신 후 또는 상기 제1 신호의 제2 에지의 수신에 응답하여 상기 밸브의 활성화를 상기 유지 단계로부터 상기 활성화의 종료 단계로 전이하는, 밸브 제어기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 활성화의 종료 단계의 지속기간이 미리 결정되는, 밸브 제어기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유지 단계의 지속기간은 상기 활성화의 종료 단계의 상기 지속기간 초과인, 밸브 제어기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호의 상기 제1 에지는 음의 에지이고 그리고 상기 제1 신호의 상기 제2 에지는 상기 음의 에지에 후속하는 양의 에지인, 밸브 제어기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 밸브는 상기 밸브 제어기가 연료 분사기를 제어하도록 연소 엔진을 가진 자동차를 위한 상기 연료 분사기를 포함하는, 밸브 제어기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 밸브 제어기는 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit: ASIC)를 포함하되, 상기 ASIC은 적어도 하나의 상태 기계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 상태 기계는 상기 밸브를 상기 증가-내지-정점 단계, 상기 유지 단계 및 상기 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는, 상기 밸브에 의한 수신을 위한 적어도 하나의 출력 신호를 생성하는, 밸브 제어기.
  9. 제1항에 있어서, 전류 밸브의 지터(jitter)의 양은 상기 밸브가 상기 활성화의 종료 단계에서 활성화되는 일 없이 상기 전류 밸브의 지터의 양 미만인, 밸브 제어기.
  10. 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법으로서,
    적어도 하나의 입력 신호를 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 입력 신호의 제1 에지를 검출하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 입력 신호의 상기 제1 에지를 검출하는 단계에 응답하여, 상기 밸브를 활성화시키는 단계를 포함하되, 상기 밸브를 활성화시키는 단계는, 상기 밸브가 개방되는 증가-내지-정점 단계, 상기 밸브가 개방된 채로 남아 있고 그리고 상기 밸브의 전류 레벨이 상기 증가-내지-정점 단계 동안 상기 밸브의 전류 레벨 미만인, 상기 증가-내지-정점 단계 후의 유지 단계, 및 상기 밸브의 전류 리플이 상기 유지 단계 동안 상기 밸브의 전류 리플 미만인, 상기 유지 단계 후의 활성화의 종료 단계에서, 상기 밸브를 활성화시키는 것을 포함하고,
    상기 방법은 상기 적어도 하나의 입력 신호의 제2 에지를 검출하는 단계를 더 포함하되, 상기 밸브를 상기 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는 것은 상기 적어도 하나의 입력 신호의 상기 제2 에지를 검출하는 것 후에 또는 상기 적어도 하나의 입력 신호의 상기 제2 에지를 검출하는 것에 응답하여 발생하는, 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 에지는 상기 적어도 하나의 입력 신호의 하강 에지이고 그리고 상기 적어도 하나의 입력 신호의 상기 제2 에지는 상기 적어도 하나의 입력 신호의 상승 에지이고, 상기 적어도 하나의 입력 신호의 상기 제2 에지는 상기 적어도 하나의 입력 신호의 상기 제1 에지 후의 상기 적어도 하나의 입력 신호의 다음의 에지인, 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서, 상기 밸브를 상기 활성화의 종료 단계에서 활성화시키는 것은 미리 결정된 시간 기간 동안 발생하는, 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 기간은 각각의 예에서 상기 밸브가 활성화되는 미리 결정된 시간 기간으로 고정되는, 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 유지 단계의 지속기간은 상기 활성화의 종료 단계의 지속기간 초과인, 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 활성화의 종료 단계의 지속기간은 상기 유지 단계의 지속기간 초과인, 솔레노이드를 가진 밸브를 제어하는 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10900391B2 (en) * 2018-06-13 2021-01-26 Vitesco Technologies USA, LLC. Engine control system and method for controlling activation of solenoid valves

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040223282A1 (en) 2003-04-03 2004-11-11 Stephan Bolz Circuit arrangement and method for controlling a bistable magnetic valve
DE102007024397A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils
US20120180762A1 (en) 2011-01-13 2012-07-19 GM Global Technology Operations LLC Method for driving a solenoid valve of a fuel injector
JP2013087717A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Denso Corp 燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置
US20140043000A1 (en) 2012-08-13 2014-02-13 Continental Automotive Systems, Inc. Current controller having programmable current-control parameters and hardware-implemented support functions
WO2015039095A1 (en) 2013-09-16 2015-03-19 Cummins Inc. System for adjusting a fuel injector actuator drive signal during a fuel injection event
JP2016048069A (ja) 2015-12-03 2016-04-07 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
US20170358387A1 (en) 2016-06-08 2017-12-14 Continental Automotive Systems, Inc. Engine control system and method for controlling actuation of solenoid valves

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4453652A (en) * 1981-09-16 1984-06-12 Nordson Corporation Controlled current solenoid driver circuit
US5381297A (en) * 1993-06-18 1995-01-10 Siemens Automotive L.P. System and method for operating high speed solenoid actuated devices
JP2001152940A (ja) * 1999-11-24 2001-06-05 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射システム
JP4037632B2 (ja) * 2001-09-28 2008-01-23 株式会社日立製作所 燃料噴射装置を備えた内燃機関の制御装置
JP2004092573A (ja) * 2002-09-03 2004-03-25 Hitachi Ltd 燃料噴射装置および制御方法
GB2422915B8 (en) * 2003-11-28 2007-06-05 Bosch Gmbh Robert Method for providing a controlled injection rate and injection pressure in a fuel injector assembly
JP4474423B2 (ja) * 2007-01-12 2010-06-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
JP4871245B2 (ja) * 2007-10-26 2012-02-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
JP5053868B2 (ja) * 2008-01-07 2012-10-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射制御装置
DE102008006530B4 (de) * 2008-01-29 2017-10-12 Continental Automotive Gmbh Steuerungssystem und Arbeitsverfahren für ein Steuerungssystem
US7561957B1 (en) * 2008-02-27 2009-07-14 Gm Global Technology Operations, Inc. Spark-ignition direct-injection cold start strategy using high pressure start
JP4776651B2 (ja) * 2008-03-28 2011-09-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関制御装置
US7647919B2 (en) * 2008-05-14 2010-01-19 Delphi Technologies, Inc. Direct fuel injection control with variable injector current profile
JP2010255444A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置及び方法
JP5698938B2 (ja) * 2010-08-31 2015-04-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置の駆動装置及び燃料噴射システム
JP5358621B2 (ja) * 2011-06-20 2013-12-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置
JP2013124577A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5874607B2 (ja) * 2012-11-05 2016-03-02 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
EP3597899A1 (en) * 2013-07-29 2020-01-22 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Drive device for fuel injection device, and fuel injection system
JP6318575B2 (ja) * 2013-11-21 2018-05-09 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
JP6337098B2 (ja) * 2014-04-25 2018-06-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁式燃料噴射弁の制御装置
WO2016136394A1 (ja) * 2015-02-27 2016-09-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置の駆動装置
JP6365591B2 (ja) * 2016-05-30 2018-08-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10041461B2 (en) * 2016-12-15 2018-08-07 Caterpillar Inc. System and method for valve seating detection

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040223282A1 (en) 2003-04-03 2004-11-11 Stephan Bolz Circuit arrangement and method for controlling a bistable magnetic valve
DE102007024397A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ansteuern eines Einspritzventils
US20120180762A1 (en) 2011-01-13 2012-07-19 GM Global Technology Operations LLC Method for driving a solenoid valve of a fuel injector
JP2013087717A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Denso Corp 燃料噴射制御装置用電磁弁駆動装置
US20140043000A1 (en) 2012-08-13 2014-02-13 Continental Automotive Systems, Inc. Current controller having programmable current-control parameters and hardware-implemented support functions
WO2015039095A1 (en) 2013-09-16 2015-03-19 Cummins Inc. System for adjusting a fuel injector actuator drive signal during a fuel injection event
JP2016048069A (ja) 2015-12-03 2016-04-07 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
US20170358387A1 (en) 2016-06-08 2017-12-14 Continental Automotive Systems, Inc. Engine control system and method for controlling actuation of solenoid valves

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