KR100405711B1 - 커먼레일 디젤 엔진의 연료누유 감지방법 - Google Patents

Abstract

커먼레일 디젤 엔진의 연료 누유를 정확히 감지하여 조속한 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 연료누유로 인한 화재의 위험을 미연에 방지하여 안전을 도모할 수 있는 커먼 레일 디젤 엔진의 연료 누유 감지방법를 제공할 목적으로;

엔진 RPM센서와 가속페달 센서, 그리고 레일 압력센서로부터 입력되는 신호를 판독하여 레일 압력의 설정과 실제 레일 압력을 산출하는 제1 단계와;

상기 단계에서 산출된 레일 압력 설정값과 실제 레일압력의 차이 값을 산출하고, 이 산출값을 기준으로 압력 조절밸브의 듀티율을 산출하는 제2 단계와;

상기 단계에서 산출된 듀티율이 듀티율이 기준값 이내인가를 판단하여 기준값 이상이라고 판단되면, 고압 연료 파이프 및 인젝터에 누유 및 고착이 발생되었다고 판단하여 엔진 운전을 중지시키고 운전자에게 경고하는 제3 단계로 이루어지는 커먼레일 디젤엔진의 연료누유 감지방법을 제공한다.

Description

커먼레일 디젤 엔진의 연료누유 감지방법{COMMON RAIL SYSTEM FUEL LEAKAGE DETECTION ALGORITHM}

본 발명은 커먼레일 디젤 엔진에 있어서, 연료계통의 연료의 누유로 인한 화재의 위험을 미연에 방지함으로써, 안전을 도모할 수 있도록 한 커먼레일 디젤 엔진의 연료 누유 감지방법에 관한 것이다.

예컨대, 지금까지 사용되던 디젤 연료 분사장치는 분사압력을 얻기 위하여 캠 구동장치를 사용했으며, 그 원리는 분사압력이 속도 증가와 함께 증가하고 이에따라 분사 연료량이 증가하는 방식이었다.

그러나 본 발명이 관계하는 커먼 레일(Common Rail) 방식은 분사압력의 발생과 분사과정이 완전히 별개로 이루어짐으로써, 엔진 설계시 연료의 압력발생과 분사를 분리해서 생각할 수 있기 때문에 연소와 분사과정 설계를 자유롭게 할 수 있다는 장점을 갖게 된다.

즉, 엔진 맵을 이용하여 엔진 운전조건에 따라 연력압력과 분사시기를 조정할 수 있기 때문에 엔진의 회전속도가 낮을 때도 고압 분사가 가능하게 되어 완전 연소를 추구할 수 있음은 물론 배기와 소음을 최소화함은 물론 연비를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 커먼레일 디젤 엔진 연료 제어계통의 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 연료탱크(2)내의 연료가 고압 연료펌프(4)에 의해 펌핑되어 커먼레일(6)로 공급되고, 이의 커먼레일(6)에 일정 압력을 보유한채 공급되어 있던 연료는 연료 인젝터(8)를 통해 연소실로 분사할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고 상기 커먼 레일(6)내의 압력은 압력센서(10)로 감지되고, 엔진 RPM 센서(12)와, 가속페달 센서(14)로부터 입력되는 신호에 따라 전자제어유닛(ECU)에서 고압펌프(4)에 장착되어 있는 압력 조절밸브(16)를 제어하여 설정된 값으로 제어하게 되는 것이다.

이러한 연료 제어계통에 있어서, 연료 계통의 누유를 감지하는 종래의 제어방법을 살펴보면, 도 3에서와 같이, 엔진 RPM 센서와 가속페달 센서로부터 입력되는 신호를 판독하여(S300) 레일압력을 설정하고(S310), 이의 압력으로 압력제어밸브를 제어하면서(S320) 연료가 공급되도록 함과 동시에 레일 압력 센서의 신호를 판독하여(S330) 레일내의 실제 압력을 산출한다(S340).

그리고 상기 S320과 S340단계에서 산출된 레일 압력 설정값과 실제 레일압력의 차를 계산하여 그 값이 기준값 이상인가를 판단하여(S350), 기준값 이상이면 정상작동이 이루어지고(S360), 아닌 경우에는 고압 연료 파이프에서 누유가 발생되고 있다고 판단하여 엔진 운전을 중지시키는(S370) 과정으로 연료를 제어함과 동시에 누유를 감지하는 것이 통상적이었다.

그러나 상기와 같은 연료 제어계통에 있어서는 통상 운전중 레일의 압력이 고압펌프에서 연료를 압송할 때 펌프의 회전당 3회의 압력에 따라 압력 마찰이 발생되고, 인젝터에서 연료 분사기 레일 압력도 약 ±60 bar 정도의 변화가 발생하기 마련인데, 종래에는 고압의 연료 라인의 누유가 발생하였음을 전자제어유닛이 판단하기 위한 조건이 설정된 레일 압력과 압력센서의 실제 압력의 차이가 과대하게 발생되었을 때만 감지할 수 있는 바, 고압라인의 윤열로 인한 연료 누유에 의한 압력 변화를 감지한다는 것은 기대할 수 없다.

더욱이 현재 레일 압력제어와 그 따른 감지방법으로는 적은 량의 누유시에는 감지가 거의 불가능하다는 문제점을 내포하고 있다.

이에따라 만일 연료가 누유되는 경우에는 착화성이 뛰어난 디젤이기 때문에 엔진에서 발생되는 고열에 의한 화재의 위험이 크다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 커먼레일 디젤 엔진의 연료 누유를 정확히 감지하여 조속한 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 연료누유로 인한 화재의 위험을 미연에 방지하여 안전을 도모할 수 있는 커먼 레일 디젤 엔진의 연료 누유 감지방법를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 커먼레일 연료계통의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 감지방법의 흐름도.

도 3은 종래 누유 감지방법의 흐름도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진 RPM센서와 가속페달 센서, 그리고 레일 압력센서로부터 입력되는 신호를 판독하여 레일 압력의 설정과 실제 레일 압력을 산출하는 제1 단계와;

상기 단계에서 산출된 레일 압력 설정값과 실제 레일압력의 차이 값을 산출하고, 이 산출값을 기준으로 압력 조절밸브의 듀티율을 산출하는 제2 단계와;

상기 단계에서 산출된 듀티율이 듀티율이 기준값 이내인가를 판단하여 기준값 이상이라고 판단되면, 고압 연료 파이프 및 인젝터에 누유 및 고착이 발생되었다고 판단하여 엔진 운전을 중지시키고 운전자에게 경고하는 제3 단계로 이루어지는 커먼레일 디젤엔진의 연료누유 감지방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 커먼레일 디젤엔진의 연료 제어계통의 구성도로서, 상기에서 설명이 이루어졌는 바, 구성 및 작용 설명은 생략하기로 하며, 도 2의 설명에서 동일 부품에 대하여는 부호를 인용한다.

도 2는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름을 나타낸 도면으로서, 작동이 시작되면, 먼저 엔진 RPM센서(12)와 가속페달 센서(14), 그리고 레일 압력센서(10)로부터 입력되는 전기적 신호를 판독하여(S100)(S110), 레일 압력의 설정(S120)과 실제 레일 압력(S130)을 산출하게 된다.

그리고 상기 S120과 S130단계에서 산출된 레일 압력 설정값과 실제 레일압력의 차이 값을 산출하고(S140), 이 산출값을 기준으로 압력 조절밸브(16)의 듀티율을 산출하며(S150), 상기 산출된 듀티율이 기준값 이내인가를 판단하게 된다 (S160).

상기 S160 단계에서 듀티율이 기준값 이내로 판단되면, 정상 작동이 이루어지며(S170), 기준값 이상이라고 판단되면, 고압 연료 파이프 및 인젝터에 누유 및 고착이 발생되었다고 판단하여(S180), 엔진 운전을 중지시키고 운전자에게 경고하는(S190) 과정으로 연료를 제어함과 동시에 누유를 감지하게 되는 것이다.

그리고 누유가 없이 정상적인 작동이 이루어질 때에는 ECU의 듀티율 맵으로부터의 값(S200)을 S160 단계에서 기준값과 비교 판단하게 된다.

상기 S 160단계에서의 기준값은 레일 제어에 이용되는 정상적인 압력 조절밸브(16)의 듀티율로서 전자제어유닛(ECU)에 입력되어 있는 값이다.

이와같은 작동 흐름에 의해 제어되는 본 발명은 종래 레일압력의 변화되는 양을 모니터링함으로써 수행되던 것을, 레일(6)에 장착되어 있는 압력 컨트롤 밸브 (16) 또는 고압펌프(4)의 인렛 미터링 밸브(18)의 제어에 이용되는 듀티율을 이용하도록 한 것으로서, 이는 레일의 압력변화에 비하여 압력 조절밸브(16) 또는 인렛 미터링 밸브(18)의 듀티율에 의한 제어가 ECU에서 안정적으로 제어되기 때문이다.

따라서 듀티율의 값을 모니터링하여 고압 연료라인에 있어서 소량의 뉴유가 발생하였을 때에도 감지가 가능한것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 커먼레일 디젤 엔진의 연료계통에서 소량으로 누유되는 것을 자동으로 정확히 감지할 수 있도록 하여 조속한 조치를 취할수 있도록 함으로써, 연료 누유로 인한 화재의 위험을 미연에 방지하여 안전을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 엔진 RPM센서와 가속페달 센서, 그리고 레일 압력센서로부터 입력되는 신호를 판독하여 레일 압력의 설정과 실제 레일 압력을 산출하는 제1 단계와;

   상기 단계에서 산출된 레일 압력 설정값과 실제 레일압력의 차이 값을 산출하고, 이 산출값을 기준으로 압력 조절밸브의 듀티율을 산출하는 제2 단계와;

   상기 단계에서 산출된 듀티율이 듀티율이 기준값 이내인가를 판단하여 기준값 이상이라고 판단되면, 고압 연료 파이프 및 인젝터에 누유 및 고착이 발생되었다고 판단하여 엔진 운전을 중지시키고 운전자에게 경고하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 커먼레일 디젤엔진의 연료누유 감지방법.
2. 제1항에 있어서, 제3 단계서에서 듀티율 기준값은 누유가 없이 정상적인 작동이 이루어질 때에는 ECU의 듀티율 맵으로부터의 값으로 설정함을 특징으로 하는 커먼 레일 디젤 엔진의 연료 누유 감지방법.