KR102629430B1 - 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법 및 장치 - Google Patents

인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법은 (a) 크랭크샤프트 포지션 센서 진단을 시작하고, 크랭크샤프트 포지션 센서 신호 진단 결과 NG 발생의 여부를 확인하는 단계와, (b) 상기 NG 발생이 확인된 경우, 인젝터 로우 사이드 핀의 배터리 단락 여부를 확인하는 단계 및 (c) 파워 IC의 전원 노드와 연결되는 비교기로부터 레벨 출력을 수신하여, 로우 사이드 부하의 단락에 따른 영향성을 확인하는 단계를 포함한다.

Description

인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INDUCTIVE COUPLING NOISE DIAGNOSIS}
본 발명은 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법 및 장치에 관한 것이다.
고압 연료 분사기(Gasoline Direct Injector)와 같은 고전류 사양의 로우 사이드(Low side) 제어부에 대한 배터리 단락(SCB, Short circuit to Battery) 발생 시, 과전류가 흘러 인접 와이어링 하네스로 인덕티브 커플링 노이즈(Inductive coupling noise)가 센서 전원 전압에 유기될 수 있다.
이는 CKP 신호 품질에 영향을 주며 비정상(abnormal) 상태가 되어 시동성 유지를 장담할 수 없는 경우에 이르는 문제점이 있다(대부분은 일정 시간 후 차량 시동 꺼짐).
제어기 내부의 센서 전원에 대한 정상/비동작 판단 분배 저항을 통하여, 마이컴은 일정 전압 범위에 대하여 판단을 수행하며, 로우 사이드(Low side) 제어부는 부하에 흐르는 전류를 모니터링 하고, 그 값 범위에 대하여 마이컴에서 판단을 수행한다.
앞서 언급한 NG 상황 발생과는 전혀 관계없는 선로에 영향을 주는 것이므로, 종래 기술에 따른 진단 컨셉으로는 인덕티브 커플링 노이즈에 대한 정확한 진단이 불가한 한계가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 차량 내 센서와 액츄에이터가 제어기 내 공통 노드에 연결되어 전원을 공급받는 경우에 있어서, 고압 인젝터 및 고압 펌프와 같은 고전류 사양의 부하 단락에 의해 와이어링 하네스로 유기되는 인덕티브 커플링 노이즈에 의해 공통 노드에 연결된 전원에 대한 오진단을 개선하는 것이 가능한 진단 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법은 (a) 크랭크샤프트 포지션 센서 진단을 시작하고, 크랭크샤프트 포지션 센서 신호 진단 결과 상기 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 여부를 확인하는 단계와, (b) 상기 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 발생이 확인된 경우, 인젝터 로우 사이드 핀의 배터리 단락 여부를 확인하는 단계 및 (c) 파워 IC의 전원 노드와 연결되는 비교기로부터 레벨 출력을 수신하여, 로우 사이드 부하의 단락에 따른 영향성을 확인하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, (b-1) 상기 (b) 단계에서 상기 배터리 단락이 아닌 것으로 판단하는 경우, 크랭크샤프트 포지션 센서 진단 루틴을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, (c-1) 상기 (c) 단계에서 센서 서플라이 전압이 정상범위 내인 것으로 확인되면, 크랭크샤프트 포지션 센서 진단 및 인젝터 로우 사이드 핀의 배터리 단락 진단에 대한 각 루틴을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, (c-2) 상기 (c) 단계에서 센서 서플라이 전압이 정상범위 이내가 아닌 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지인 것으로 확인되면, 인젝터 로우 사이드 배터리 단락에 의한 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 여부의 오진단에 대한 알림 루틴을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 장치는 크랭크샤프트 포지션 센서로부터 CKP 신호를 수신하는 마이컴과, 상기 크랭크샤프트 포지션 센서로 파워 서플라이를 보내는 파워 IC 및 상기 파워 IC와 연결되어 센서 서플라이 전압의 정상 범위 여부에 따라 레벨 출력값을 상기 마이컴으로 보내는 비교기를 포함한다.
상기 비교기는 오버 볼테이지 임계값 및 언더 볼테이지 임계값에 반응하여, 상기 센서 서플라이 전압이 정상 범위일 때 하이 레벨 출력값을 보내고, 상기 센서 서플라이 전압이 정상 범위보다 높거나 낮은 경우 로우 레벨 출력값을 보낸다.
상기 하이 레벨 출력값에 따라, 상기 마이컴은 상기 크랭크샤프트 포지션 센서의 진단 및 인젝터 로우 사이드 핀 배터리 단락 진단의 각 루틴을 수행한다.
상기 로우 레벨 출력값에 따라, 상기 마이컴은 인젝터 로우 사이드 핀 배터리 단락에 의한 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 여부의 오진단 알림 루틴을 수행한다.
본 발명에 따르면, 센서 및 액추에이터 기능에 영향을 주는 오진단을 구분하는 것이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1 은 종래 기술에 따른 CKP 신호 레벨 영향을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 유기에 따른 영향성을 측정한 오실로스코프 파형을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 회로를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
도1 은 종래 기술에 따른 CKP 신호 레벨 영향을 설명하기 위한 회로도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 유기에 따른 영향성을 측정한 오실로스코프 파형을 도시한다.
파워 IC(Power IC)의 출력은 동일 노드로 복수의 센서(크랭크 샤프트 포지션 센서, 센서 A, 센서 B)에 연결되며, 센서 전류의 총 용량에 맞춰 사용된다.
CKP 5V 서플라이는 분배 저항을 통해 마이컴(uC)에서 모니터링한다.
종래 기술에 따르면, 로우 사이드(Low side)에 연결된 부하의 전류를 측정하고, 션트(shunt) 저항 양단 전압 차로 소모 전류를 측정하여, normal 상태, SCB 상태, SCG 상태를 구분한다.
로우 사이드 제어 시점에 Batt+와 단락 상황이 발생되는 경우, 전류량을 측정하여 로우 사이드 단락 진단 상황으로 상위단에 보고하고, 해당 인젝터 구동에 대한 후속 제어 방향을 결정한다.
로우 사이드 제어 시점에 Batt+와 단락 상황이 발생되는 경우, 마이컴은 인젝터의 단락 여부에 대해서는 정상적으로 진단하였으나, 과전류(30~100A/수 us)로 인하여 와이어링 하네스를 통해 인덕티브 커플링 노이즈(Inductive coupling noise)가 CKP supply를 포함한 센서 전원 노드에 유기된다.
이로 인해, CKP 신호 레벨에 영향을 주게 되고, 마이컴은 CKP 센서 신호 누락으로 오진단을 하게 되어 차량 시동이 꺼지는 문제점이 있다.
내연기관의 고전류 사양 부하는 운전자의 안전과 직결하는 경우가 많아 고장 상황에 대한 정확한 판단과 대응이 필요하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 타 부하의 전류 흐름에 의해 센서 전압이 정상 범위를 벗어나는 오진단을 보완하여, 부하 사양 진단 및 센서 전압 진단을 구분하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 회로를 도시한다.
파워 IC(320)의 전원 노드와 연결되는 비교기(330)를 구성하여, 고전류 부하의 단락에 따른 영향성을 구분하는 시퀀스를 구비한다.
비교기(330)는 5.5V의 오버 볼테이지(OV, Over Voltage), 4.5V의 언더 볼테이지(UV, Under Voltage) 임계값에 반응하도록 하고, 센서 서플라이 전압이 정상 범위(4.5V~5.5V) 일 때 마이컴(310, uC)으로의 입력은 하이 레벨(High level)이고, 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지인 경우, 마이컴(310, uC)로의 입력은 로우 레벨(Low level)이 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 고전류 로우 사이드 제어 시점에 Batt+와 단락 상황 발생 시 전류량을 측정하여, Low side 배터리 단락 진단 상황으로 상위단에 보고하고, 이 때 인덕티브 커플링 노이즈(Inductive coupling noise)의 유기에 따라 5V 센서 전원에 영향이 있는지 여부를 비교기(330)를 통해 진단한다.
비교기(330)의 출력이 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지가 된다면, 고전류 부하의 배터리 단락에 의해 5V 센서 오진단이 발생될 수 있으므로, 해당 전원을 사용하는 센서나 액추에이터의 오진단을 구분하는 루틴을 수행하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법을 도시한다.
S401 단계에서, 크랭크샤프트 포지션 센서의 진단이 시작된다.
S402 단계에서, 크랭크샤프트 포지션 센서 신호를 이용한 진단 결과, 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 여부(NG 발생 여부)를 확인한다. S402 단계에서 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 발생(NG 발생)이 아닌 것으로 확인되면, S401 단계로 회귀한다.
S402 단계에서 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상(NG 발생)이 발생된 것으로 확인되면, S403 단계에서 인젝터 로우 사이드 핀 배터리 단락 여부를 확인한다. S403 단계에서 배터리 단락이 아닌 것으로 확인되면, S404 단계에서 크랭크샤프트 포지션 센서 진단 루틴이 수행된다.
S403 단계에서 배터리 단락인 것으로 확인되면, S405 단계는 비교기에 의해 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지가 출력되는지 여부를 확인한다. S405 단계에서 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지가 출력되지 않고, 센서 서플라이 전압이 정상 범위(4.5V~5.5V) 일 때, S406 단게에서는 크랭크샤프트 포지션 센서 진단과, 인젝터 로우 사이드 핀 배터리 단락 진단의 각 루틴이 수행된다.
S405 단계에서 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지가 출력되는 것으로 확인되면, 인젝터 로우 사이드 배터리 단락에 의한 크랭크샤프트 포지션 센서 이상 여부의 오진단 알림 루틴이 수행된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 컴퓨터 시스템(1000)은, 버스(1070)를 통해 통신하는 프로세서(1010), 메모리(1030), 입력 인터페이스 장치(1050), 출력 인터페이스 장치(1060), 및 저장 장치(1040) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1000)은 또한 네트워크에 결합된 통신 장치(1020)를 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU)이거나, 또는 메모리(1030) 또는 저장 장치(1040)에 저장된 명령을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1030) 및 저장 장치(1040)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(read only memory) 및 RAM(random access memory)를 포함할 수 있다. 본 기재의 실시예에서 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 메모리는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체이며, 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 구현된 방법으로서 구현되거나, 컴퓨터 실행 가능 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서 구현될 수 있다. 한 실시예에서, 프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨터 판독 가능 명령은 본 기재의 적어도 하나의 양상에 따른 방법을 수행할 수 있다.
통신 장치(1020)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은, 본 발명의 실시예를 위해 특별히 설계되어 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등일 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 통해 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 인덕티브 커플링 노이즈 진단 장치에 의해 수행되는 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법에 있어서,
    (a) 크랭크샤프트 포지션 센서 진단을 시작하고, 크랭크 샤프트 포지션 센서 신호 진단 결과 상기 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 여부를 확인하는 단계;
    (b) 상기 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 발생이 확인된 경우, 인젝터 로우 사이드 핀의 배터리 단락 여부를 확인하는 단계; 및
    (c) 파워IC의 전원 노드와 연결되는 비교기로부터 레벨 출력을 수신하여, 로우 사이드 부하의 단락에 따른 영향성을 확인하는 단계
    를 포함하는 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (b-1) 상기 (b) 단계에서 상기 배터리 단락이 아닌 것으로 판단하는 경우, 크랭크샤프트 포지션 센서 진단 루틴을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (c-1) 상기 (c) 단계에서 센서 서플라이 전압이 정상범위 내인 것으로 확인되면, 크랭크샤프트 포지션 센서 진단 및 인젝터 로우 사이드 핀의 배터리 단락 진단에 대한 각 루틴을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (c-2) 상기 (c) 단계에서 센서 서플라이 전압이 정상범위 이내가 아닌 오버 볼테이지 또는 언더 볼테이지인 것으로 확인되면, 인젝터 로우 사이드 배터리 단락에 의한 크랭크샤프트 포지션 센서의 이상 여부의 오진단에 대한 알림 루틴을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 인덕티브 커플링 노이즈 진단 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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