KR100337362B1 - 차량용 디젤 엔진 제어 방법 - Google Patents

차량용 디젤 엔진 제어 방법 Download PDF

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Abstract

디젤 엔진의 연소실 및 배기가스 온도를 피드백 제어하여 연소실 온도나 배기가스 온도가 과도하게 상승할 경우 연료 분사량 및 분사시간을 보정할 목적으로;
주행중인 차량의 엔진 회전수, 가속페달 개도, 흡기 압력, 흡기 온도, 배기가스 온도, 연소실 온도를 검출하여 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도를 산출하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 큰가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 또는 연소실 한계온도가 0보다 크면, 소정의 경고 신호를 출력하고 연료 분사량 및 분사시간을 보정 후, 보정된 연료 분사량 및 분사시간에 해당하는 제어 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 작은 경우, 정상적인 연료 분사 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 엔진 내구력을 향상시킬 수 있고, 안전 운행을 도모할 수 있다.

Description

차량용 디젤 엔진 제어 방법{METHODE FOR CONTROLLING DIESEL ENGINE OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 디젤 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디젤 엔진의 연소실 및 배기가스 온도를 피드백 제어하여 엔진 내구력을 향상시키기 위한 차량용 디젤 엔진 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진(Diesel Engine)은 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 엔진 주요부의 구조가 가솔린 엔진과 큰 차이는 없지만 연료의 공급과 연소 과정이 다르다. 흡입 행정에서 공기만을 흡입하여 고압축비(15 ∼ 22 : 1)로 압축하면 500 ∼ 600℃의 높은 압축열이 발생되며, 이 때 분사 노즐을 통하여 연료를 분사하면 압축 착화(자기 착화)되는 엔진이다.
따라서 분사펌프와 분사 노즐 등으로 구성된 연료 분사 장치가 필요하게 되며, 연료는 자기 착화성이 우수한 경우를 사용한다.
디젤 엔진의 연료 장치는 연료 탱크, 연료 파이프, 공급 펌프, 연료 여과기, 분사 펌프, 고압 파이프, 분사 노즐 등으로 구성되어 있어서, 연료는 연료 탱크에서 연료 파이프, 연료 공급 펌프, 연료 여과기, 분사 펌프, 고압 파이프를 걸쳐 분사 노즐로 공급된다.
분사 펌프는 엔진의 크랭크 샤프트에 의하여 구동되어 저압의 연료를 고압으로 변환시켜 실린더 헤드에 설치된 분사 노즐을 통하여 알맞은 시기에 소정의 압력으로 연소실에 분사한다.
연료를 분사할 때 시간적인 조건으로는 분사 시기, 분사기간, 분사량 및 분사 상태 즉, 연소실 내에서 분무의 도달 거리 또는 관통력, 분포 상태, 무화 정도등은 연소실의 형상과 함께 연소 상태를 결정하는 중요한 요인이 된다.
따라서 분사 펌프에 조속기와 타이머를 설치하여 분사량과 분사 시기를 변환시키도록 하였다.
상기한 분사량과 분사 시기는 기계적인 방식과 가솔린 엔진에서 처럼 마이컴을 이용한 전자 제어 방식이 있으며, 근래에는 기계적인 방식을 사용하기보다는 전자 제어 방식을 주로 사용하고 있으며, 더욱 정밀한 분사량과 분사 시기 제어를 위한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.
따라서, 기계식 대비 전자 제어식은 흡기 압력을 측정하여 연료량을 제어할 수 있어 연소실 밀 배기계온도 상승에 의한 열해를 방지할 수 있다.
그러나, 디젤 엔진의 연료는 엔진 오일과 기유가 유사하여 과도한 오일이 연소실 유입시 한정된 공기 대비 과도한 연료 유입과 동일한 조건이 됨에 따라, 연소실 온도나 배기가스 온도가 과도하게 상승하여 피스톤계, 헤드, 배기 매니폴드 등의 열해를 유발하여 엔진 고장까지 유발시킬 수 있고, 심하게는 운전자의 안전을 위협할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 디젤 엔진의 연소실 및 배기가스 온도를 피드백 제어하여 연소실 온도나 배기가스 온도가 과도하게 상승할 경우 연료 분사량 및 분사시간을 보정하기 위한 차량용 디젤 엔진 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
도1은 본 발명에 적용되는 차량용 디젤 엔진 제어 장치 구성 블럭도.
도2는 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진 제어 방법 동작 순서도이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 주행중인 차량의 엔진 회전수, 가속페달 개도, 흡기 압력, 흡기 온도, 배기가스 온도, 연소실 온도를 검출하여 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도를 산출하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 큰가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 또는 연소실 한계온도가 0보다 크면, 소정의 경고 신호를 출력하고 연료 분사량 및 분사시간을 보정 후, 보정된 연료 분사량 및 분사시간에 해당하는 제어 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 작은 경우, 정상적인 연료 분사 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한도면에 의거하여 차량용 디젤 엔진 제어 방법을 예를 들어 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 적용되는 차량용 디젤 엔진 제어 장치 구성 블록도로서, 차량의 주행 상태에 따라 가변되는 엔진 회전수(11), 가속페달 개도(12), 흡기 압력(13), 흡기 온도(14), 배기가스 온도(15) 및 연소실 온도(16)를 검출하는 차량 주행 상태 검출수단과(10); 상기 차량 동작 상태 검출 수단(10)에서 검출된 차량 주행 상태 신호를 받아 주행중인 차량의 엔진 회전수, 가속페달 개도, 흡기 압력, 흡기 온도, 배기가스 온도, 연소실 온도를 검출하여 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도를 산출하고, 상기에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 큰가를 비교 판단하여, 상기 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 또는 연소실 한계온도가 0보다 크면, 소정의 경고 신호를 출력하고 연료 분사량 및 분사시간을 보정 후, 보정된 연료 분사량 및 분사시간에 해당하는 소정의 연료 분사 제어 신호를 출력하고, 상기 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 작은 경우, 정상적인 소정의 연료 분사 제어 신호를 출력하는 제어수단(20)과; 상기 제어수단(20)에서 출력되는 소정의 경고 신호에 의해 구동되는 경고 수단(30)과; 상기 제어수단(20)에서 출력되는 소정의 연료 분사 제어 신호에 의해 엔진으로 분사되는 연료량을 조절하는 인젝터(40)로 이루어져 있다.
상기 구성으로 이루어지는 차량용 디젤 엔진 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진 제어 방법 동작 순서도이다.
운전자의 조작 상태에 따라 엔진의 동작이 가변되는 디젤 엔진을 장착한 차량에서, 상기 엔진을 기 설정된 프로그램에 의해 제어하는 제어 수단(20)은 차량 주행 상태 감지 수단(10)으로 소정의 제어 신호를 출력한다(S100).
이에 차량 주행 상태 감지 수단(10)은 엔진 회전수 검출부(11), 가속페달 개도 검출부(12), 흡기 압력 검출부(13), 흡기 온도 검출부(14), 배기가스 온도 검출부(15) 및 연소실 온도 검출부(16)로부터 엔진 회전수, 가속페달 개도, 흡기 압력, 흡기 온도, 배기가스 온도 및 연소실 온도를 검출한 후, 상기 검출값을 제어 수단(20)으로 전송한다.
상기에서, 배기가스 온도 및 연소실 온도는 엔진으로부터 피드백 된 값이다.
따라서, 제어 수단(20)은 상기 차량 주행 상태 검출수단(10)으로부터 입력되는 엔진 회전수, 가속페달 개도, 흡기 압력, 흡기 온도, 배기가스 온도 및 연소실 온도의 검출값을 인가받아 판독하여 한계온도 대비 연소실 한계온도(△Tcomb)와 한계온도 대비 배기가스 한계온도(△Texh)을 산출한다(S110).
상기에서 한계온도 대비 연소실 한계온도(△Tcomb)는 엔진에서 피드백 되어 입력된 현재의 연소실 온도(Tcomb(n))에서 설정된 연소실 한계온도(Tcomb(a))를 감산 연산하여 산출한다.
상기에서 한계온도 대비 배기가스 한계온도(△Texh)는 엔진에서 피드백 되어 입력된 현재의 배기가스 온도(Texh(n))에서 설정된 배기가스 한계온도(Texh(a))를 감산 연산하여 산출한다.
이후, 제어 수단(20)은 상기에서 산출된 한계온도 대비 연소실한계온도(△Tcomb)가 0보다 큰가를 비교 판단한다(S120).
상기에서 한계온도 대비 연소실 한계온도(△Tcomb)가 0보다 큰 경우, 제어 수단(20)은 소정의 경고 신호를 출력하고(S130), 연료 분사량 및 분사시간을 보정한 후, 보정된 연료 분사량 및 분사시간에 해당하는 제어 신호를 출력한다(S140).
하지만, 상기에서 산출된 한계온도 대비 연소실 한계온도(△Tcomb)가 0보다 작으면, 제어 수단(20)은 상기에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도(△Texh)가 0보다 큰가를 비교 판단한다(S160).
상기에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도(△Texh)가 0보다 큰면, 제어 수단(20)은 소정의 경고 신호를 출력하는 단계(S130)와, 연료 분사량 및 분사시간을 보정한 후, 보정된 연료 분사량 및 분사시간에 해당하는 제어 신호를 출력하는 단계(S140)을 수행한다.
이에, 차량 실내 운전석 임의의 위치에 위치한 경고 수단(30)은 상기 제어 수단(20)에서 출력되는 소정의 경고 신호에 의해 구동되어 운전자에게 엔진 고장을 경고하고, 인젝터(40)는 상기 제어 수단(20)에서 출력되는 소정의 연료 분사량 및 분사시간 제어 신호에 의해 제어되어 엔진으로 공급되는 연료량을 조절한다.
그러나, 상기에서 산출된 한계온도 대비 연소실 한계온도(△Tcomb) 및 한계온도 대비 배기가스 한계온도(△Texh)가 0보다 작은 경우, 제어 수단(20)은 엔진의 상태가 정상인 것으로 판단하고, 정상적인 소정의 연료 분사량 제어 신호를 출력하여 차량을 정상 주행시킨다(S160).
이상에서와 같이 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진 제어 방법은, 디젤 엔진의 연소실 및 배기가스 온도를 피드백 제어하여 연소실 온도나 배기가스 온도가 과도하게 상승할 경우 연료 분사량 및 분사시간을 보정함으로써, 엔진의 내구력을 향상할 수 있고, 안전 운행을 도모할 수 있다.

Claims (3)

  1. 주행중인 차량의 엔진 회전수, 가속페달 개도, 흡기 압력, 흡기 온도, 배기가스 온도, 연소실 온도를 검출하여 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도를 산출하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 큰가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 또는 연소실 한계온도가 0보다 크면, 소정의 경고 신호를 출력하고 연료 분사량 및 분사시간을 보정 후, 보정된 연료 분사량 및 분사시간에 해당하는 제어 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 한계온도 대비 배기가스 한계온도 및 연소실 한계온도가 0보다 작은 경우, 정상적인 연료 분사 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 한계온도 대비 연소실 한계온도는 엔진에서 피드백 되어 입력된 현재의 연소실 온도에서 설정된 연소실 한계온도를 감산 연산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 한계온도 대비 배기가스 한계온도는 엔진에서 피드백 되어 입력된 현재의 배기가스 온도에서 설정된 배기가스 한계온도를 감산 연산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진 제어 방법.
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