KR100345134B1 - 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량의 엔진을 전자 제어에 의해 엔진 오버-런시 리크를 검사함에 있어서, 컴먼 레일의 임의의 위치에 상기 레일의 압력을 검출할 수 있는 센서를 구비하고, 상기 센서에서 검출된 값에 따라 리크 여부를 자동으로 판단할 목적으로;
리크 검출 장치에 있어서, 인젝터, 과급 압력, 레일 압력, 냉각수온, 압력 조절 밸브, 가속페달 개도, 엔진 회전수 및 흡입 공기량을 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과; 상기 차량 동작 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 인가받아 판독한 후, 외부에서 오버- 모드 수행 요구 신호가 인가되면, 레일 압력 센서 고장 여부를 판단하고, 상기에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 압력 조절 밸브의 정상 유무를 판단하여, 상기 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단되면, 레일 압력을 검출하여 제1 값으로 저장한 후, 연료 공급을 차단한 다음, 소정의 시간이 경과하면, 레일 압력을 검출하여 제2 값으로 저장한 다음, 상기 저장된 제1 레일 압력과 제2 레일 압력을 감산 연산하여 산출된 차이 값이 소정의 기준 값 이상이면, 리크 발생으로 판단하여 소정의 리크 발생 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 고장 표시 신호에 따라 고장 압력 조절 밸브 및 리크 발생 여부를 표시하는 표시 수단으로 이루어져 있어서, 엔진 성능 저하를 방지할 수 있고, 엔진 부조화, 화재 위험을 방지해 승객의 안전을 확보할 수 있으며, 불필요한 배기가스의 생성을 억제할 수 있다.

Description

차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR LEAK DETECTION OF DIESEL ENGINE OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 디젤 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컴먼 레일 연료 분사 시스템을 구비한 디젤 엔진에서, 오버-런 운전 모드에서 연료 분사시 레일 압력을 검출하여 펌프-레일 또는 레일-인젝터간의 고압 연료 라인의 리크 검출을 자동으로 행하는 차량용 엔진의 리크 검출 장치 및 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.
상기한 디젤 엔진의 예연소실 등으로 연료를 분사해주기 위한 인젝터에는 통상적으로 연료 분사 펌프와 분사 노즐이 분리되어 이루어져 있으나, 컴먼 레일형 인젝터(Common rail type injector)의 경우에는 연료 분사 펌프와 분사 노즐이 일체화되어, 하나의 연료 분사 펌프와 컴먼 레일(common rail)에 연결되어 있는 어큐뮬레이터에 저장된 고압의 연료를 컴먼 레일을 통해 각 실린더의 분사 노즐로부터 연소실에 공급하도록 되어 있다.
상기한 시스템 갖는 디젤 엔진을 조립하는 과정에서 상기 엔진의 조립이 완성되면 엔진의 누수 및 누유(리크)등 기타 이상 점검을 수행하게 되는데, 종래에는 무부하 상태에서 상기 엔진을 시험 운전하여 누수, 누유 및 기타 이상 점검을 행하였다.
상기와 같이 누유(리크)검출을 행함에 있어서, 운전자가 악셀 페달을 밟은 뒤 감속등의 이유로 발을 가속페달에서 뗀 경우, 엔진으로 분사되는 연료량은 없음에도 불구하고, 차량은 관성에 의해 계속 진행된다.
이와 같이 분사 연료량은 전혀 없으나 차량이 관성에 의해 계속 운전되는 경우, 즉 엔진이 계속 운전 되는 경우를 오버-런(Over-run)이라 한다.
그러나, 상기한 종래에는 연료 계통의 압력을 검출할 수 있는 기능이 부여되지 않아 오버-런시 리크를 검출하지 못했다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량의 엔진을 전자 제어에 의해 엔진 오버-런시 리크를 검사함에 있어서, 컴먼 레일의 임의의 위치에 상기 레일의 압력을 검출할 수 있는 센서를 구비하고, 상기 센서에서 검출된 값에 따라 리크 여부를 자동 판단할 수 있는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법 동작 순서도.
도 3은 본 발명에 적용되는 컴먼 레일 간략 구성도이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 리크 검출 장치에 있어서, 인젝터, 과급 압력, 레일 압력, 냉각수온, 압력 조절 밸브, 가속페달 개도, 엔진 회전수 및 흡입 공기량을 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과; 상기 차량 동작 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 인가받아 판독한 후, 외부에서 오버- 모드 수행 요구 신호가 인가되면, 레일 압력 센서 고장 여부를 판단하고, 상기에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 압력 조절 밸브의 정상 유무를 판단하여, 상기 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단되면, 레일 압력을 검출하여 제1 값으로 저장한 후, 연료 공급을 차단한 다음, 소정의 시간이 경과하면, 레일 압력을 검출하여 제2 값으로 저장한 다음, 상기 저장된 제1 레일 압력과 제2 레일 압력을 감산 연산하여 산출된 차이 값이 소정의 기준 값 이상이면, 리크 발생으로 판단하여 소정의 리크 발생 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 고장 표시 신호에 따라 고장 압력 조절 밸브 및 리크 발생 여부를 표시하는 표시 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이를 실현하기 위한 다른 본 발명은, 차량이 시동 온 되면, 검출되는 신호들을 인가받아 판독한 후, 엔진 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가되었는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 엔진 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 레일 압력 센서가 정상인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 압력 조절 밸브가 정상인가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단되면, 현재의 레일 압력을 검출하여 제1 압력값으로 저장한 다음, 연료 공급 차단 신호가 출력되었는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 연료 공급 차단 신호가 출력됨이 판단되면, 소정의 시간이 경과된 후, 현재의 레이 압력을 검출하여 제2 압력값으로 저장한 다음, 상기 저장된 제1 및 제2 압력값을 감산 연산하여 산출되는 값이 기 설정된 기준 값보다 높은가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 제1 및 제2의 압력값의 차이가 기 설정된 기준 값보다 높다고 판단되면, 소정의 리크 발생 표시 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법을 예를 들어 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 구성 블록도로서, 연료 압력(11), 과급 압력(12), 레일 압력(13), 냉각수온(14), 압력 조절 밸브(15), 가속페달 개도(16), 엔진 회전수(17) 및 흡입 공기량(18)을 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과(10); 상기 차량 동작 상태 검출 수단(10)에서 검출된 신호를 인가받아 판독한 후, 외부에서 오버- 모드 수행 요구 신호가 인가되면, 레일 압력 센서 고장 여부를 판단하고, 상기에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 압력 조절 밸브의 정상 유무를 판단하여, 상기 압력 조절 밸브가 정상이라고판단되면, 레일 압력을 검출하여 제1 값으로 저장한 후, 연료 공급을 차단한 다음, 소정의 시간이 경과하면, 레일 압력을 검출하여 제2 값으로 저장한 다음, 상기 저장된 제1 레일 압력과 제2 레일 압력을 감산 연산하여 산출된 차이 값이 소정의 기준 값 이상이면, 리크 발생으로 판단하여 소정의 리크 발생 신호를 출력하는 제어 수단(20)과; 상기 제어 수단(20)에서 출력되는 고장 표시 신호에 따라 고장 압력 조절 밸브 및 리크 발생 여부를 표시하는 표시 수단(30)으로 이루어져 있다.
상기 구성으로 이루어지는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법 동작 순서도 이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 컴먼 레일의 간략 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 운전자의 조작 상태에 따라 엔진의 동작 상태가 가변되며, 연료 분사를 컴먼 레일 방식으로 수행하는 디젤 엔진을 장착한 차량에서, 상기 엔진을 기 설정된 프로그램에 의해 제어하는 제어 수단(20)은 차량 동작 상태 감지 수단(10)으로 소정의 제어 신호를 출력한다(S100).
이에 차량 동작 상태 감지 수단(10)은 인젝터 검출부(11), 과급 압력 검출부(12), 레일 압력 검출부(13), 냉각수온 검출부(14), 압력 조절 밸브 검출부(15), 가속페달 개도 검출부(16), 엔진 회전수 검출부(17) 및 흡입 공기량 검출부(18)로부터, 연료 압력, 과급 압력, 레일 압력, 냉각수온, 압력 조절 밸브, 가속페달 개도, 엔진 회전수 및 흡입 공기량을 검출한 후, 상기 검출값을 제어 수단(20)으로 전송한다.
따라서, 제어 수단(20)은 상기 차량 동작 상태 검출 수단(10)으로부터 입력되는 연료 압력, 과급 압력, 레일 압력, 냉각수온, 압력 조절 밸브, 가속페달 개도, 엔진 회전수 및 흡입 공기량 검출 값을 인가받아 판독한 후, 외부에서 엔진 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가되었는가를 비교 판단한다(S110).
상기에서 외부에서 엔진 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 제어 수단(20)은 레일 압력 센서가 정상 동작하고 있는 가를 비교 판단한다(S120).
상기에서 레일 압력 센서의 정상 동작 여부는 검출된 레일 압력 값이 기 설정된 레일 압력 센서의 최소 기준값보다 크고 최대 기준값 보다 작은가를 비교하여 상기 검출된 레일 압력 값이 기 설정된 레일 압력 센서의 최소 기준값보다 크고 최대 기준값 보다 작은 조건을 만족하면, 제어 수단(20)은 레일 압력 센서가 정상인 것으로 판단한다.
하지만, 상기 검출된 레일 압력 값이 기 설정된 레일 압력 센서의 최소 기준값보다 크고 최대 기준값 보다 작은 조건을 만족하지 않은 경우, 제어 수단(20)은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 컴먼 레일의 임의의 위치에 구비되어 있는 레일 압력 센서에 고장이 발생한 것으로 판단하여, 소정의 레일 압력 센서 고장 표시 신호를 고장 표시 수단(30)으로 출력한다(S121).
상기에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 제어 수단(20)은 압력 조절 밸브가 정상인가를 비교 판단한다(S130).
상기에서 압력 조절 밸브 이상 유무 판단은 검출된 압력 조절 밸브의 값이기 설정된 압력 조절 밸브의 최소 기준 값 보다 크고 최대 기준 값 보다 작은 범위 내에 포함된다고 판단되면, 제어 수단(20)은 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단한다.
하지만, 상기에서 검출된 압력 조절 밸브의 값이 기 설정된 압력 조절 밸브의 최소 기준 값 보다 크고 최대 기준 값 보다 작은 범위 내에 포함되지 않는다고 판단되면, 제어 수단(20)은 압력 조절 밸브에 고장이 발생된 것이라고 판단하여 압력 조절 밸브 고장 표시 신호를 표시 수단(30)으로 출력한다(S131).
따라서, 상기 단계에서 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단됨에 따라, 제어 수단(20)은 컴먼 레일의 압력을 레일 압력 검출부(13)부터 검출하여 제1 레일 압력(P1)으로 저장한다(S140).
이어서, 제어 수단(20)은 인젝터 구동 전압이 0V인가를 비교 판단한다(S150).
상기에서 인젝터 구동 전압이 0V인 경우, 제어 수단(20)은 오버-런으로 판단하고, 소정의 설정 시간이 경과한 후, 컴먼 레일의 압력을 레일 압력 검출부(13)부터 검출하여 제2 레일 압력(P2)으로 저장한다(S160).
하지만, 상기에서 인젝터 구동 전압이 0V가 아닌 경우, 제어 수단(20)은 연료 분사량이 있는 것으로 판단하고, 오버-런 리크 검출 모드를 수행하지 않고 메인 루틴으로 리턴 한다.
이어서, 제어 수단(20)은 상기에서 저장된 제1 레일 압력(P1)과 제2 레일 압력(P2)을 감산 연산하여 산출하고, 상기 산출된 값이 기 설정된 소정의 기준값보다큰가를 비교 판단한다(S170).
상기에서 제1 레일 압력(P1)과 제2 레일 압력(P2)을 감산 연산하여 산출한 값이 기 설정된 소정의 기준값 보다 크다고 판단되면, 제어 수단(20)은 리크가 발생한 것으로 판단하고, 소정의 연료 누출 표시 신호를 표시 수단으로 출력한다(S180).
하지만, 상기에서 제1 레일 압력(P1)과 제2 레일 압력(P2)을 감산 연산하여 산출한 값이 기 설정된 소정의 기준값 보다 작거나 같다고 판단되면, 제어 수단(20)은 리크가 발생하지 않은 것으로 판단하여 소정의 정상 표시 신호를 표시 수단(30)으로 출력한다(S181).
이로써, 상기한 엔진 오버-런시 리크 검출 방법은 펌프-레일간이나 레일-인젝터간의 고압 연료 라인에서의 연료 누출 여부를 자동으로 판단할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치 및 방법은, 차량의 엔진을 전자 제어에 의해 엔진 오버-런시 리크를 검사함에 있어서, 컴먼 레일의 임의의 위치에 상기 레일의 압력을 검출할 수 있는 센서를 구비하고, 상기 센서에서 검출된 값에 따라 리크 여부를 자동으로 판단할 수 있어서, 엔진 성능 저하를 방지할 수 있고, 엔진 부조화, 화재 위험을 방지해 승객의 안전을 확보할 수 있으며, 불필요한 배기가스의 생성을 억제할 수 있다.

Claims (9)

  1. 인젝터, 과급 압력, 레일 압력, 냉각수온, 압력 조절 밸브, 가속페달 개도, 엔진 회전수 및 흡입 공기량을 검출하는 차량 동작 상태 검출 수단과;
    상기 차량 동작 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 인가받아 판독한 후, 외부에서 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가되면, 레일 압력 센서 고장 여부를 판단하고, 상기에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 압력 조절 밸브의 정상 유무를 판단하여, 상기 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단되면, 레일 압력을 검출하여 제1 값으로 저장한 후, 인젝터를 구동 중지시키고, 소정의 시간이 경과하면, 레일 압력을 검출하여 제2 값으로 저장한 다음, 상기 저장된 제1 레일 압력과 제2 레일 압력을 감산 연산하여 산출된 차이 값이 소정의 기준 값 이상이면, 리크 발생으로 판단하여 소정의 리크 발생 신호를 출력하는 제어 수단과;
    상기 제어 수단에서 출력되는 리크 발생 신호에 따라 압력 조절 밸브 고장 및 리크 발생 여부를 표시하는 표시 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 장치.
  2. 차량이 시동 온 되면, 검출되는 인젝터, 과급 압력, 레일 압력, 냉각수온, 압력 조절 밸브, 가속페달 개도, 엔진 회전수 및 흡입 공기량의 신호들을 인가받아 판독한 후, 엔진 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가되었는가를 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 엔진 오버-런 모드 수행 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 레일 압력 센서가 정상인가를 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 레일 압력 센서가 정상이라고 판단되면, 압력 조절 밸브가 정상인가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단되면 현재의 레일 압력을 검출하여 제1 압력값으로 저장한 다음 인젝터 구동 전압이 0V인가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 인젝터 구동 전압이 0V임이 판단되면 소정의 시간이 경과된 후 현재의 레일 압력을 검출하여 제2 압력값으로 저장한 다음, 상기 저장된 제1 및 제2 압력값을 감산 연산하여 산출되는 값이 기 설정된 기준 값보다 높은가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 제1 및 제2의 압력값의 차이가 기 설정된 기준 값보다 높다고 판단되면 소정의 리크 발생 표시 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 레일 압력 센서의 정상 여부 판단은 검출된 레일 압력의 값이 기 설정된 최소 기준 값보다 크고, 최대 기준 값보다 작은 범위에 포함되면, 레일 압력 센서가 정상이라고 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 검출된 레일 압력의 값이 기 설정된 최소 기준 값보다 크고, 최대 기준 값보다 작은 범위에 포함되지 않으면 레일 압력 센서가 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 레일 압력 센서가 고장이라고 판단되면, 소정의 레일 압력 센서 고장 표시 신호를 출력하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 압력 조절 밸브의 정상 여부 판단은 검출된 압력 조절 밸브의 값이 기 설정된 기 설정된 최소 기준 값보다 크고, 최대 기준 값보다 작은 범위에 포함되면, 압력 조절 밸브가 정상이라고 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 검출된 압력 조절 밸브의 값이 기 설정된 최소 기준 값보다 크고, 최대 기준 값보다 작은 범위에 포함되지 않으면 압력 조절 밸브가 고장이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 압력 조절 밸브가 고장이라고 판단되면, 소정의 압력 조절 밸브 고장 표시 신호를 출력하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 인젝터 구동 전압이 0V 임이 판단되면, 엔진 오버-런이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 인젝터 구동 전압이 0V 이상으로 판단되면, 차량이 가속중인 것으로 판단하고, 엔진 오버-런시 리크 검출 모드를 종료하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 연산된 제1 및 제2의 압력값의 차이가 기 설정된 기준 값보다 낮거나 같다고 판단되면, 소정의 정상 표시 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 디젤 엔진의 리크 검출 방법.
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