KR100335941B1 - 연료 공급 오류 경고 장치 및 경고 방법 - Google Patents
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Abstract
이 발명의 특징에 따른 연료 공급 오류 경고 장치는 연료 분사부내 연료 공급 라인에 흐르는 연료의 압력을 측정하는 연료압 측정부를 구비하고, 상기 연료압 측정부에 의해 검출된 압력과 설정된 기준 압력과 비교하여 연료 공급 라인 또는 연료 필터에 이물질이 누적되어 있는 혹은 리크로 인하여 연료가 유출되는를 판단하며, 이를 운전자가 확인할 수 있도록 경고하고, 엔진에 공급되는 연료량을 감소시키며 차량의 속도를 감소시킨다.
따라서, 실시예에 따르면 이 발명은 연료 공급 라인에 대한 관리 소홀로 인해 전자 유닛 인젝터가 손상되거나 위험이 초래되는 것을 방지할 수 있다.
Description
이 발명은 차량의 연료 분사 장치에 관한 것으로, 특히, 연료 공급 라인의 압력 검출을 통해 전자 유닛 인젝터의 고장 발생 가능성을 검출하여 엔진을 보호하도록 하는 연료 공급 오류 경고 장치 및 경고 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 유닛 인젝터(electronic unit injector)가 장착된 엔진의 연료 분사 장치는 연료 탱크로부터 연료를 피드(feed) 펌프로 끌어올리고, 이 연료를 전자 유닛 인젝터가 장착되어 있는 실린더 헤드내의 연료 라인으로 보내어, 전자 유닛 인젝터 내부의 플린저(plunger)가 하강 행정을 할때 연료를 유입하여 전자 제어적으로 연료 분사량/분사 시기 등을 운전자가 의도하는 가속 페달(accel pedal)에 가하는 힘에 부합하는 기설정된 값에 따라 연료를 분사한다.
이때, 전자 유닛 인젝터는 고정밀도의 부품으로 연료 라인의 청정도가 상당히 중요시된다. 즉, 연료 라인에 이물질이 끼면 전자 유닛 인젝터로 연료 라인에 낀 이물질이 유입되고, 그에 따라 전자 유닛 인젝터가 정확한 연료 분사를 수행할 수 없거나, 심하면 전자 유닛 인젝터가 동작을 멈추게 된다.
따라서, 전자 유닛 인젝터에 이물질 유입을 막기 위해 2마이크로까지 필터링 하는 연료 필터를 사용하였다. 이는 기존 기계식 엔진에서 5마이크로까지 필터링 하는 연료 필터에 비해 더욱 미세한 입자를 필터링 하는 것이다.
상기와 같이 미세한 입자를 필터링 하는 필터를 사용하여도 연료 라인의 청정도 관리를 소흘이 하는 경우 연료 라인에는 이물질이 끼게 되므로 이 물질이 전자 유닛 인젝터에 유입되어 노즐을 막게 됨에 따라 전자 유닛 인젝터의 고장을 유발시키고, 이에 따라 연소실에 분사되는 연료량이 감소되어 엔진 부조 현상을 발생시키거나 심한 경우 연소실에 분사되는 연료량이 중단되어 엔진이 멈추게 되는 문제점이 발생한다.종래의 차량에서는 연료 공급 라인의 청정도 관리 소흘에 따른 이물질의 누적이나 연료 공급 라인의 리크(Leak)로 인한 연료 공급 라인의 압력 이상을 감지하는 수단이 제공되고 있지 않아 연소실로의 비정상적인 연료량이 공급되어 엔진의 파손시키거나 전자 유닛 인젝터의 고장을 유발시키게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 이 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연료 공급 라인의 압력을 검출하여 연료 공급 라인의 청정도 여부와 연료 공급 라인의 리크 여부를 판단하여 전자 유닛 인젝터의 고장 발생 가능성과 연소실에 비정상적인 연료량이 공급됨을 운전자가 확인할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치의 블록 구성도이다.
도2는 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치의 연료 온도/압력 센서가 연료압을 측정하는 것을 보인 블록도이다.
도3은 이 발명의 실시예에 따른 전자제어식 연료 분사 장치의 동작 순서도이다.
이 발명의 특징에 따른 연료 공급 오류 경고 장치는 연료 분사부내 연료 라인에 흐르는 연료의 압력을 측정하는 연료압 측정부를 구비하고, 상기 연료압 측정부에 의해 검출된 압력과 설정된 기준 압력과 비교하여 연료 라인 또는 연료 필터에 이물질이 끼었는지 또는 연료가 새는지를 판단하며, 이를 운전자가 확인할 수 있도록 경고함으로써, 전자 유닛 인젝터의 고장 발생 가능성을 통지한다. 이때 연료압 측정부는 장치의 제조 원가 부담을 줄이기 위해 연료 공급 라인에 형성되는 압력과 온도를 측정하는 하나의 센서로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 연료 압력의 비교는 연료 공급 라인 또는 연료 필터에 이물질이 누적되면 연료 압력이 높아지고, 연료 공급 라인이 리크되어 연료가 유출되면 연료 압력이 낮아지는 원리에 기인한 것이다.
이 발명의 특징에 따른 연료 공급 오류 경고 장치는 검출 연료 압력이 기준 연료 압력과 다르면 운전자가 이를 확인할 수 있도록 경고하고, 운전자의 안전을 위해 차속을 감소시킨다.
따라서, 이 발명의 특징에 따른 연료 공급 오류 경고 장치는 센서부, 연료 분사부, 연료압 검출부, 전자제어장치, 엔진부, 경고부를 포함한다.상기 센서부는 스로틀 밸브 개도량, 차속 등을 검출하여 해당하는 전기적 신호를 출력하고, 연료 분사부는 연료 탱크에 저장된 연료를 전자 유닛 인젝터를 통해 연소실에 공급되도록 하고 연료 공급 라인의 이상시 입력되는 제어 신호에 따라 분사하는 연료량을 감소시킨다. 연료압 검출부는 연료 공급 라인에 형성되는 압력을 검출하고, 이를 전기적 신호로 출력한다. 상기 전자제어장치는 상기 센서부에서 출력하는 신호에 따라 운전자가 요구하는 연료량이 공급되도록 상기 연료 분사부를 제어하고, 상기 연료압 검출부의 출력 신호를 통해 얻어진 연료 공급 라인의 압력을 기준 압력과 비교하여 연료 공급 라인의 상태를 판단하며, 연료 공급 라인의 이상으로 판단되는 경우에 차속을 감속시키는 제어 신호를 출력한다. 상기 엔진 구동부는 상기 연료 공급 라인의 이상시 입력되는 상기 전자제어장치의 제어 신호에 따라 차속을 감소시킨다. 상기 경고부는 연료 공급 라인의 이상시 상기 전자제어장치의 제어 신호에 따라 사용자가 연료 공급 라인의 이상을 확인할 수 있도록 하는 경고 메시지를 출력한다.
그리고, 이 발명의 특징에 따른 연료 공급 오류 경고 방법은 차량 구동에 따른 각종 센서의 출력 신호를 입력받는 단계, 상기 각종 센서의 출력 신호에 해당하는 연료량을 연산하여 연소실에 공급하는 단계, 연료 공급 라인에 형성되는 압력을 검출하여 기준 압력과 비교한 다음 연료 공급 라인의 이상여부를 판단하는 단계와, 연료 공급 라인의 이상으로 판단되면 경보 메시지를 출력함 동시에 압력차에 따른 보정 연료량을 산출하여 연소실에 공급시키는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도1 내지 도3을 참조로 하여 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치 및 방법에 대해 설명한다.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치의 블록 구성도이다. 도1에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치는 센서부(10), 연료 온도/압력 센서(20), ECU(electronic controlled unit)(30), 연료 분사부(40), 엔진 구동부(50) 및 경고부(60)를 포함한다.
센서부(10)는 가속 페달과 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 전기적 신호로 출력하는 스로틀 포지션 센서(11)와 주행중인 차량의 속도를 검출하여 전기적 신호로 출력하는 차속 센서(12)로 이루어지며, 차량의 주행 상태를 검출하는 도시되지 않은 다수의 센서를 포함한다.
연료 분사부(40)는 ECU((30)에서 출력하는 제어 신호에 따라 구동되어 산출된 연료량이 연소실로 공급되도록 한다. 연료 온도/압력 센서(20)는 연료 탱크와 전자 유닛 인젝터 사이인 연료 공급 라인의 압력과 연료 온도를 검출한다.
ECU(30)는 장치의 전반적인 동작을 제어하는 제어 신호를 출력하며, 센서부(10)로부터 입력되는 스로틀 포지션 센서(11)와 엔진회전수 센서(12)의 출력 신호를 입력받아 엔진으로 분사할 연료량을 결정하며, 연료 온도/압력 센서(20)로부터 검출되는 연료 공급 라인의 압력과 설정된 기준 압력과의 비교를 통해 연료 공급 라인의 이물질 누적이나 리크의 발생여부를 판단하여 경고 출력 및 차속의 감속을 위한 연료 공급을 제어한다. 이때, ECU(30)는 차속과 스로틀 밸브 개도량 및 연료 공급 라인의 이상에 대한 연소실 공급 연료량은 맵(map)값으로 저장된다.엔진 구동부(50)는 ECU(30)에서 출력하는 제어 신호에 따라 엔진의 동작을 제어하고, 경고부(60)는 ECU(30)에서 출력하는 제어 신호에 따라 연료 공급 라인의 이상에 대한 경고 메시지를 발생시키는데, 여기서의 경고부(60)는 경고등으로서 연료 공급 라인의 이물질 누적으로 인해 기준 압력 이상을 유지하거나 리크의 발생으로 기준 압력 이하인 경우 점등하여 사용자가 연료 공급 라인의 이상을 알 수 있도록 한다. 이때, 당업자라면, 경고부(60)를 경고등 이외에 경고음을 발생하는 장치 또는 그외 사용자가 인지할 수 있는 장치를 통해 연료 공급 라인의 이상을 사용자에게 전달하는 것이 용이함은 자명하다.
여기서, 도2를 참조로 연료 온도/압력 센서(20)가 연료압을 측정하는 것을 설명한다.도2는 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치의 연료 온도/압력 센서(20)가 연료압을 측정하는 것을 보인 블록도이다.
도2에 도시되어 있듯이, 연료 분사부(40)는 연료 탱크(41), 피드 펌프(42), 연료 필터(43), 전자 유닛 인젝터(44)를 포함한다. 연료 탱크(41)는 연료를 저장하고 있으며, 피드 펌프(42)는 연료 탱크(41)에 저장된 연료를 펌핑하여 밖을 유출되도록 하고, 연료 필터(43)는 연료에 혼합되어 있는 이물질을 걸러내며, 전자 유닛 인젝터(44)는 ECU(30)에서 출력하는 제어 신호에 따라 구동되어 산출된 연료량을 연소실에 분사한다. 여기서, 피드 펌프(42)에 의해 유출되는 연료 탱크(41)의 연료는 연료 필터(43)를 통해 도시하지 않은 연료 라인으로 공급된다.
이상과 같이 구성된 이 발명의 실시예에 따른 연료 공급 오류 경고 장치의 동작은 다음과 같다.
차량이 주행하면(S100), 스로틀 포지션 센서(11)는 가속 페달과 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도량 정보를 ECU(30)로 출력하고, 차속 센서(12)는 현재의 차속 정보를 ECU(30)로 출력하며, 그 밖의 도시하지 않은 센서에서 출력하는 차량 상태에 대한 정보는 ECU(30)로 입력된다(S210).
그러면, ECU(30)는 스로틀 포지션 센서(11)와 차속 센서(12)에서 출력하는 정보를 저장된 차속과 스로틀 밸브 개도량을 연료량 맵에 적용하여 엔진에 공급되는 적정 연료량을 판단하고(S300), 적정 연료가 엔진으로 분사되도록 연료 분사부(40)의 전자 유닛 인젝터(44)의 동작을 제어한다.
전자 유닛 인젝터(44)는 연료 탱크(41)로부터 피드 펌프(42)와 연료 필터(43)를 통해 공급되는 연료를 ECU(30)의 제어 신호 즉, 분사 펄스 신호에 따라 분사 노즐을 개방하여 연소실로 연료를 분사한다. 이때, 연료 탱크(41)에서 전자 유닛 인젝터(44) 사이의 연료 공급 라인에 형성되는 압력과 연료의 온도는 연료 온도/압력 센서(20)에 의해 검출되어 ECU(30)에 출력된다(S220). 여기서, 연료 온도/압력 센서(20)는 하나의 센서이며, 온도 및 압력을 측정할 수 있는 복합 센서이다.
만약의 경우, 연료 공급 라인에 이물질이 누적되어 있거나 연료필터(43)에 이물질이 누적되어 있으면 연료 공급 라인에 형성되는 압력은 설정된 기준 압력에 비해 상승되고, 연료 공급 라인이 리크되어 연료의 유출이 있는 경우에는 연료 공급 라인의 압력은 설정된 기준 압력에 비해 낮게 형성된다.
ECU(30)는 이러한 연료 공급 라인의 압력 상태를 연료 온도/압력 센서(20)의 출력 신호로서 판독하여 설정된 기준 압력과 비교하므로써, 검출한 연료 공급 라인의 압력이 기준 압력과 같지 않으면 경고부(600)로 제어 신호를 출력하여(S400), 경고부(600)가 점등하도록 한다.(S500).
그리고, ECU(30)는 검출 압력과 기준 압력의 비교차에 따라 연료량 축소 비율 맵에서 비교차에 해당하는 연소실 분사 연료량 축소 비율을 판단하고, 판단된 연료량 축소 비율을 기 판단한 적정 연료량과 곱하여(S610) 엔진 출력 저감을 위한 감소 연료량을 결정하고, 결정된 연료량이 연소실로 분사되도록 전자 유닛 인젝터(44)의 동작을 제어한다(S700). 이때, 연료 공급 라인의 이상에 따라 보정된 연료량은 엔진이 정지되지 않으면서 정비소까지 갈 수 있는 최소한의 연료 공급량으로 한다.
한편, ECU(30)는 연료 분사량을 제어함과 더불어 엔진 구동부(40)를 제어하여 안정된 운행이 가능한 최소한의 차속이 되도록 한다(S800). 이는 연료 공급 라인의 이상에 따른 운전자의 안전을 보장하기 위한 것이다.
따라서, 사용자는 경고부(60)가 점등됨에 따라 연료 라인 또는 연료 필터에 이물질이 끼는등의 이유로 연료 공급 라인에 이상이 발생하였음을 인지하게 되며, 그에 따른 차량의 정비를 하는 것이 가능해진다(S900).
이 발명은 주행시 연료 공급 라인의 이상을 운전자가 확인할 수 있으므로 연료 공급 라인에 대한 관리 소홀로 인해 전자 유닛 인젝터가 손상되거나 위험이 초래되는 것을 방지할 수 있다.
Claims (5)
- (정정)차량 상태 및 운전자의 운행 조작 신호를 출력하는 센서부와 연소실에 산출된 연료량을 분사하는 연료 분사부와 경고 메시지를 출력하는 경고부를 포함하는 차량에 있어서,연료 탱크와 전자 유닛 인젝터 사이인 연료 공급 라인에 형성되는 압력을 검출하여 전기적 신호로 출력하며, 압력과 연료의 온도를 측정하는 하나의 온도/압력 센서로 이루어지는 연료압 검출부;상기 센서부에서 출력하는 신호에 따라 운전자가 요구하는 연료량이 공급되도록 상기 연료 분사부를 제어하고, 상기 연료압 검출부의 출력 신호를 통해 얻어진 연료 공급 라인의 압력을 설정된 기준 압력과 비교하여 연료 공급 라인에 이상이 있는지를 판단하며, 연료 공급 라인의 이상으로 판단되면 차속의 감속 제어와 경고 메시지 출력을 제어하는 전자제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 공급 오류 경고 장치.
- (삭제)
- 제1항에 있어서,상기 전자제어장치는,상기 검출 압력과 기준 압력과의 차이값에 따른 연료량 축소 비율 맵을 저장하고 있으며, 연료량 축소 비율 맵을 통해 결정된 비율을 적정 연료량에 곱하여 보정한 연료량을 얻고, 이 보정한 연료량이 연소실에 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 오류 경고 장치.
- (정정)차량 구동에 따른 각종 센서의 출력 신호를 입력받는 단계:상기 각종 센서의 출력 신호에 해당하는 연료량을 연산하여 연소실에 공급하는 단계:연료 공급 라인에 형성되는 압력을 검출하여 기준 압력과 비교한 다음 연료 공급 라인의 압력이 설정된 기준값 이상이면 연료 공급 라인 혹은 연료 필터에 이물질이 누적되어 있는 것으로 판단하고, 연료 공급 라인의 압력이 기준값 이하이면 리크가 발생된 것으로 판단하는 단계와;상기에서 연료 공급 라인의 이물질 누적 또는 리크로 판단되면 경보 메시지를 출력함 동시에 압력차에 따른 보정 연료량을 산출하여 연소실에 공급시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 오류 경고 방법.
- (삭제)
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| KR20010011467A (ko) | 2001-02-15 |
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