KR100369137B1 - 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법 - Google Patents

카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법 Download PDF

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Abstract

개시되는 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법은, 엔진의 크랭크각 센서를 통해 엔진 회전수가 정상인지 판단하는 단계와,(S1) 상기 단계 S1에서의 조건을 만족하는 경우, 레일 압력 센서가 전자제어장치의 신호 인식을 정상적으로 하는지 판단하는 단계와,(S3) 상기 단계 S3에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 레일 압력 센서의 감지 신호가 정상적인가를 판단하는 단계와,(S5) 상기 단계 S5에서의 조건을 만족하는 경우, 레일 압력 조절 밸브 제어용 펄스폭 변조 신호가 정상인가를 판단하는 단계와,(S7) 상기 단계 S7에서의 조건을 만족하는 경우, 운전 조건에 필요한 전자제어장치의 설정 연료 압력으로부터 실제 연료 압력을 차감하여 일정 연료 압력을 발생하게 하는 단계와,(S9) 상기 단계 S9에서의 상기 일정 연료 압력이 정상인가를 판단하는 단계와,(S10) 상기 단계 S10에서의 조건을 만족하는 경우, 평균 카먼 레일 압력을 계산하는 단계와,(S12) 상기 단계 S12에서 검출한 상기 평균 카먼 레일 압력값이 최소, 최대값과의 사이에서 산출되는지 판단하는 단계와,(S13) 상기 단계 S13에서 상기 평균 카먼 레일 압력값이 최소, 최대값 사이에 있지 않으면 상기 레일 압력 센서의 에러로 판정하는 단계와,(S14) 상기 단계 S14에서 상기 레일 압력 센서의 에러로 판정되면 엔진을 정지하게 하는 단계와, (S15) 상기 단계 S13에서 최소, 최대값 사이에 상기 평균 카먼 레일 압력이 형성되면 상기 레일 압력 센서를 정상으로 판정하는 단계로(S16)로 제어됨을 그 특징으로 한다.

Description

카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법{RAIL PRESSURE SENSOR SELF CHECK METHOD FOR COMMON RAIL DIESEL ENGINE}
본 발명은 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카먼 레일 디젤 엔진의 경우 최대 약 1350bar의 고압을 엔진 구동에 이용하기 때문에 레일의 압력을 검출해내는 레일 압력 센서가 고장났을 경우와 엔진 및 차량에 큰 위험 요소가 되는 것을 방지하기 위하여 여기에서는 레일 압력 센서의 신호를 레일 조절 밸브 제어 신호와 비교하여 센서의 이상을 감지하게 되면 전자제어장치가 안전모드를 수행하게 제어하는 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진의 카먼 레일 장치는 크게 고압 펌프, 고압 인젝터, 카먼 레일로 이루어지는 고압 연료 라인 및 이를 제어하는 전자제어장치로 이루어지고 있다.
즉, 고압 펌프에서 가압된 1350bar의 연료가 공급되어 카먼 레일에 저장되며, 전자제어장치의 제어로 인젝터의 분사를 제어하므로서 원하는 시간에 원하는 양의 연료를 분사하게 된다.
카먼 레일내의 압력은 압전소자 원리를 이용한 레일 압력 센서를 이용 검출하여 레일 압력 조절 밸브를 전자제어장치가 작동시켜 항상 고압 연료가 충진된 상태에 있게 제어하게 된다.
상기한 카먼 레일 디젤 엔진의 레일내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서가 고장나면 엔진 및 차량의 안전 운전에 위험을 초래하기 때문에 항상 레일 압력 센서의 점검하여야 하는데, 이를 수행하는 점검 방법은 없어 사고의 위험을 가지고 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 카먼 레일 디젤 엔진의 경우 최대 약 1350bar의 고압을 엔진 구동에 이용하기 때문에 레일의 압력을 검출해내는 레일 압력 센서의 신호를 레일 조절 밸브 제어 신호와 비교하여 센서의 이상을 감지하여 전자제어장치가 안전모드를 수행하게 제어하여 엔진 차량에 큰 위험 요소로 작용하는 것을 방지하기 위한 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법이 적용되는 카먼 레일 장치의 개략적인 제어 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.
이를 실현하기 위한 본 발명의 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법은, 엔진의 크랭크각 센서를 통해 엔진 회전수가 정상인지 판단하는 단계와,(S1) 상기 단계 S1에서의 조건을 만족하는 경우, 레일 압력 센서가 전자제어장치의 신호 인식을 정상적으로 하는지 판단하는 단계와,(S3) 상기 단계 S3에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 레일 압력 센서의 감지 신호가 정상적인가를 판단하는 단계와,(S5) 상기 단계 S5에서의 조건을 만족하는 경우, 레일 압력 조절 밸브 제어용 펄스폭 변조 신호가 정상인가를 판단하는 단계와,(S7) 상기 단계 S7에서의 조건을 만족하는 경우, 운전 조건에 필요한 전자제어장치의 설정 연료 압력으로부터 실제 연료 압력을 차감하여 일정 연료 압력을 발생하게 하는 단계와,(S9) 상기 단계 S9에서의 상기 일정 연료 압력이 정상인가를 판단하는 단계와,(S10) 상기 단계 S10에서의 조건을 만족하는 경우, 평균 카먼 레일 압력을 계산하는 단계와,(S12) 상기 단계 S12에서 검출한 상기 평균 카먼 레일 압력값이 최소, 최대값과의 사이에서 산출되는지 판단하는 단계와,(S13) 상기 단계 S13에서 상기 평균 카먼 레일 압력값이 최소, 최대값 사이에 있지 않으면 상기 레일 압력 센서의 에러로 판정하는 단계와,(S14) 상기 단계 S14에서 상기 레일 압력 센서의 에러로 판정되면 엔진을 정지하게 하는 단계와, (S15) 상기 단계 S13에서 최소, 최대값 사이에 상기 평균 카먼 레일 압력이 형성되면 상기 레일 압력 센서를 정상으로 판정하는 단계로(S16)로 제어됨을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에는 본 발명에 따른 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법이 적용되는 카먼 레일 장치의 개략적인 제어 블록도가 도시되어 있다.도면을 참조하면, 디젤 엔진의 카먼 레일 장치(2)는 크게 고압 펌프(4), 고압 인젝터(6), 카먼 레일(8)로 이루어지고, 이를 제어하는 전자제어장치(10)로 이루어지고 있다.
카먼 레일 장치(2)는 고압 펌프(4)에서 가압된 1350bar의 연료가 공급되어 카먼 레일(8)에 저장되며, 전자제어장치(10)의 구동으로 인젝터(6)의 분사를 제어하므로서 원하는 시간에 원하는 양의 연료를 분사하게 이루어지고 있다.
카먼 레일(8)내의 압력은 압전소자 원리를 이용한 레일 압력 센서(12)를 이용 검출하여 레일 압력 조절 밸브(14)를 전자제어장치(10)가 작동시켜 항상 고압 연료가 충진된 상태에 있게 제어되고 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 카먼 레일 장치를 이용하여 본 발명에 따른 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법을 도 2의 순서도를 이용하여 설명하기로 한다.상기 고압 펌프(4)에서 가압된 1350bar의 연료가 공급되어 카먼 레일(8)에 저장되며, 전자제어장치(10)의 구동으로 인젝터(6)의 분사를 제어하므로서 원하는 시간에 원하는 양의 연료를 분사하게 되어 엔진이 구동된다.
본 발명에서 기설정치인 최대값은 엔진 구동시 최대 입력(1350bar) 보다 약간 높은 값을 (예,1450bar) 설정해 평균 레일 압력이 이 값을 넘을 경우 센서 에러로 판정하게 한다.
최소값은 f(엔진 회전수, 레일 압력 조절 밸브 제어용 전류 신호)의 함수를 통해 산정된 값보다 평균 레일 입력값이 작을 경우 레일 압력 센서 에러로 판정하며, 최소값의 경우 변수값을 취하는 이유는 엔진 운전 조건에 따라 실제 레일 입력의 설정값이 변하므로 이에 따른 적정 최소 한계값을 설정하기 위함이다.
이에 따라 엔진의 회전수를 크랭크 각 센서(14)가 감지하여 정상인가(S1)를 판단하고, 기설정된 최소값 이하이거나 최대값 이상이 되면 크랭크 각 센서(14)의 작동이 에러인 것으로 판단한다.(S2)
그리고 크랭크 각센서(14)에 의한 엔진 회전수가 기설정된 값 범위내로 감지되어 정상으로 판단되면(S1) 전자제어장치(10)로부터 인가된 신호에 의해 카먼 레일 압력 센서(12)가 정상 작동하면 정상으로 판단하고(3) 최소값 이하거나, 최대값 이상으로 감지하면 카먼 레일 압력 센서(12)와, 전자제어장치(10) 구동 회로가 에러인 것으로 판단한다. (S4)
또, 전자제어장치(10)로부터의 신호를 카먼 레일 압력 센서(12)가 기설정된 최소값과 최대값 사이에서 감지하면 정상으로 판단하고,(S5) 카먼 레일 압력 센서(12)에서 발생하는 신호가 최소값 이하거나 최대값 이상으로 이루어지면 카먼 레일 압력 센서(12)의 에러로 판단한다.(S6)
따라서 카먼 레일 압력 센서(12) 신호가 기설정치인 최소값과 최대값 사이에서 이루어지면 정상으로 판단(S5)하고, 이어서 레일 압력 조절 밸브(4)에 제어용 펄스폭 변조 신호가 정상으로 판단(S7)하고, 최소값 이하거나 최대값 이상이면 전자제어장치(10) 또는 레일 압력 조절 밸브(4)가 에러인 것으로 판단한다.(S8)
상기한 엔진 회전수, 레일 압력 센서(12)의 신호와 공급 신호, 레일 압력 조절 밸브(4)의 전류값이 에러가 없으면 정상으로 판단하여 다음 단계를 수행하게 한다.
운전 조건에 필요한 전자제어장치(10)의 설정 연료 압력으로부터 실제 연료 압력을 차감하여(S9) 발생하는 소정 연료 압력이 정상인가를 판단한다.(S10)
이때 일정 시간 후에도 설정값보다 차이가 많이 나게 되어 비정상 압력이 형성되면 전자제어장치(10)의 구동 또는 압력 형성에 에러가 있는 것으로 판단한다.(S11)
그렇지 않고 일정 시간 후에 소정 연료 압력이 설정값과의 차이가 줄어들게 되면(S10) 평균 카먼 레일 압력값을 검출(S12)해 내고 이 값을 최소, 최대값과 비교해 두 값의 사이에 신호가 있을 경우(S13) 정상 판단한다.
아니면 비정상으로 판단하여 레일 압력 센서(12)의 에러로 판별한다.(S14)
이 경우 전자제어장치(10)의 설정값과 실제 연료 압력의 차가 적은 경우 하드웨어 상 문제가 없는 것으로 인식한다.
또, 상기한 비정상 판별 즉시 전자제어장치(10)에서 분사 연료량을 제한하여 엔진을 정지시킨다.(S15)
그리고 압력 형성상 에러가 없는데도 설정된 최대 최소값을 넘어서는 경우는 카먼 레일 압력 센서(12) 에러로 판정한다.
한편 상기에서 평균 카먼 레일 압력값을 검출(S12)해 내고 이 값을 최소, 최대값과 비교해 두 값의 사이에 신호가 있을 경우(S13) 정상으로 판단한다.(S16)
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법은, 카먼 레일 압력 센서 오작동으로 인한 엔진 부조화 등을 방지해 성능 향상을 기대할 수 있다.
그리고 카먼 레일 압력 센서 오작동으로 인한 엔진 이상, 토크 변동 등의 운전성 저해 요소를 제거하게 된다.
또한 카먼 레일 압력 센서 오작동으로 인해 운전 조건에 맞지 않는 레일 압력 제어시 발생할 수 있는 불필요 배기가스 생성을 방지하게 되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 엔진의 크랭크각 센서를 통해 엔진 회전수가 정상인지 판단하는 단계와,(S1)
    상기 단계 S1에서의 조건을 만족하는 경우, 레일 압력 센서가 전자제어장치의 신호 인식을 정상적으로 하는지 판단하는 단계와,(S3)
    상기 단계 S3에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 레일 압력 센서의 감지 신호가 정상적인가를 판단하는 단계와,(S5)
    상기 단계 S5에서의 조건을 만족하는 경우, 레일 압력 조절 밸브 제어용 펄스폭 변조 신호가 정상인가를 판단하는 단계와,(S7)
    상기 단계 S7에서의 조건을 만족하는 경우, 운전 조건에 필요한 전자제어장치의 설정 연료 압력으로부터 실제 연료 압력을 차감하여 일정 연료 압력을 발생하게 하는 단계와,(S9)
    상기 단계 S9에서의 상기 일정 연료 압력이 정상인가를 판단하는 단계와,(S10)
    상기 단계 S10에서의 조건을 만족하는 경우, 평균 카먼 레일 압력을 계산하는 단계와,(S12)
    상기 단계 S12에서 검출한 상기 평균 카먼 레일 압력값이 최소, 최대값과의 사이에서 산출되는지 판단하는 단계와,(S13)
    상기 단계 S13에서 상기 평균 카먼 레일 압력값이 최소, 최대값 사이에 있지 않으면 상기 레일 압력 센서의 에러로 판정하는 단계와,(S14)
    상기 단계 S14에서 상기 레일 압력 센서의 에러로 판정되면 엔진을 정지하게 하는 단계와, (S15)
    상기 단계 S13에서 최소, 최대값 사이에 상기 평균 카먼 레일 압력이 형성되면 상기 레일 압력 센서를 정상으로 판정하는 단계로(S16)로 제어됨을 특징으로 하는 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법.
  3. (정정)청구항 2에 있어서, 상기 단계(S1)에서 엔진 회전수가 정상으로 판단되지 않으면, 크랭크각 센서 에러로 판단하는 단계(S2)로 제어되는 카먼 레일 디젤 엔진의 레일 압력 센서 자가 진단 방법.
  4. (정정)청구항 2에 있어서, 상기 단계(S3)에서 상기 레일 압력 센서가 상기 전자제어장치의 신호를 정상적으로 판단하지 못하면, 상기 레일 압력 센서 에러와 상기 전자제어장치의 구동 회로를 에러로 판단하는 단계(S4)로 제어되는 카먼 레일 디젤엔진의 레일 압력 센서 자가 진단방법.
  5. (정정)청구항 2에 있어서, 상기 단계(S5)에서 상기 레일 압력 센서의 감지 신호가 비정상적으로 판단되면, 상기 레일 압력 센서의 에러로 판단하는 단계(S6)로 제어되는 카먼 레일 디젤엔진의 레일 압력센서 자가 진단 방법.
  6. (정정)청구항 2에 있어서, 상기 단계(S7)에서 상기 레일 압력 조절 밸브 제어용 펄스폭 변조 신호가 비정상이면, 상기 전자제어장치 또는 상기 레일 압력 조절 밸브의 에러로 판단하는 단계(S8)로 제어되는 카먼 레일 디젤엔진의 레일 압력센서 자가 진단방법.
  7. (정정)청구항 2에 있어서, 상기 단계(S10)에서 정상 압력이 일정 시간 후에도 설정값보다 차이가 많이 나게 되면, 상기 전자제어장치의 제어 또는 압력 형성에 에러가 있는 것으로 판단하는 단계(S11)로 제어되는 카먼레일 디젤엔진의 레일 압력센서 자가 진단방법.
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