KR100413559B1 - 연료공급시스템에서누출을검출하기위한검출장치 - Google Patents

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Abstract

연료공급 시스템에서 누출을 검출하기 위한 검출장치이며 연료펌프의 차단후에 연료압의 구배가 평가되고 연료공급 시스템의 일부에 있어서의 정압의 감소가 예상되는것 보다 신속하게 행해지면 에러검지가 행해지는 검출장치가 제공된다.

Description

연료공급 시스템에서 누출을 검출하기 위한 검출장치
본 발명은 제 1 항의 상위 개념부에 기재인 형식의 내연기관에 설치된 연료공급 시스템에 있어서의 누출을 검출하기 위한 검출장치에서 출발한다.
내연기관을 구비한 자동차에선 연료가 전기 연료펌프에 의해서 연료용기에서 압송되어서 연료관로를 거쳐서 분사밸브에 공급된다. 과잉연료는 통상 반환관로를 거쳐서 연료용기에 반환된다. 항시 충분한 양의 연료가 제공되게 하기 위해서 연료는 전기 연료펌프에 의해서 정압으로 압송되고, 이 경우, 전기 연료펌프의 제어는 적당한 방법으로 행해지며 예를 들면 연료압을 측정하고 평가의 목적으로 사용하는 것에 의해 행해진다.
몇 연료공급 시스템에선 반환관로가 불필요하다. 이 경우, 필요에 따라서 연료압송량의 제어가 행해진다. 양 연료공급 시스템에 있어선 연료순환로 내의 누설 또는 불기밀성이 확실하고 신뢰성 양호하게 검출할 것이 필요하다. 그 까닭은 그렇지 않으면 제 1로는 연료의 유출 또는 연료증기의 유출이 허용할 수 없는 방출값을 초래할 우려가 있으며 제 2로는 불기밀인 분사밸브에 있어서 사정에 따라선 기관손상이 발생할 우려가 있기 때문이다. 이같은 기관손상, 이 불기밀한 분사밸브에 따라서는 의도하지 않은 연료가 기관실린더 내에 유입하는 경우에 생긴다.
이같은 문제설정에서 출발해서 불기밀한 분사밸브를 검지할 수 있든가 또는탱크 공기 빼기 시스템과의 관련에서 누출검출을 실시할 수 있는 방법 또는 장치가 이미 공지이다. 이같은 방법 또는 장치는 예를 들면 독일연방공화국 특허출원공개 제 4243178호 명세서 또는 독일연방공화국 특허출원공개 제 4040896호 명세서에 개시되어 있다. 상기 독일연방공화국 특허출원공개 제 4243178호 명세서엔 내연기관의 시동시에 그때마다 아직 연료가 분사되어 있지 않은 실린더도 점화시키므로서 불기밀한 분사밸브를 검지하는 방법이 기재되어 있다. 이같은 점화가 회전수의 검출가능한 증대를 가져오면 소속의 분사밸브가 불기밀인 것이 틀림없으므로 연료가 해당 실린더에 유입될 수 있었다.
상기 독일연방공화국 특허출원 공개 제 4040896호 명세서에 의거해서 공지의 탱크 공기 빼기 시스템의 밀봉성을 검사하기 위한 방법 또는 장치에선 탱크 공기 빼기 밸브의 개방후에 탱크내에 형성되는 부압이 예상대로 변화하는지 어떤지가 점검된다. 이러기 위해선 설비전체가 적정하게 기능하고 있는지 어떤지가 감시되며 부압형성 구배가 미리 규정 가능한 역치보다 아래이면 설비는 적정하게 기능하고 있지 않다고 판단된다.
내연기관의 연료공급 시스템의 부분범위에 있어서 불기밀성을 검출하기 위한 상기 2개의 공지의 시스템은 상당히 시간이 걸리는 것인지 또는 연료공급 시스템 전체에 있어서의 누출검출이 가능하게 되는 것을 보증하는 것은 아니다.
이하에 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 누출검출을 실시할 수 있는 연료공급 시스템의 주요 구성요소를 개략적으로 나타낸 도면.
발명의 이점
제 1 항의 특징부에 기재인 본 발명에 의한 검출장치엔 연료공급 시스템 전체 밀봉성에 관해서 감시할 수 있다는 이점이 있다. 본 발명에 의한 장치는 단순하게 구성되고 있으며 즉, 본 발명에 의한 장치는 대부분의 관용의 연료공급 시스템에 있어서 시간이 걸리는 부가적인 구성 엘레멘트를 사용하지 않고 사용할 수 있으므로 특히 유리하다.
이같은 이점은 압력센서를 써서 연료압이 측정되고 또한 전기 연료펌프의 차단후에 연료공급 시스템내의 정압이 미리 규정된 대로 변환하는지 어떤지가 점검되므로서 얻어진다. 연료공급 시스템내에서 정압이 미리 규정된대로 변화하지 않는 경우엔 연료공급 시스템내에 누출 또는 불기밀성이 존재하고 있는 것을 곧바로 검지할 수 있다.
본 발명의 다른 이점을 제 2 항 이하에 기재인 구성에 의해서 얻어진다. 누출검출이 소위 「온보드 다이아그노시스」로서 실시가능하며 예를 들면 자동차의 제어장치에서 행해지면 특히 유리하다. 또한, 누출검출을 연료반환로를 구비한 연료공급 시스템에 있어서도 이같은 연료반환로를 갖지 않는 연료공급 시스템에 있어서도 사용할 수 있으면 유리하다.
제어장치로 행해지는 다른 평가 및 에러검출과 어울려서 어느 분사밸브가 불기밀하는가를 정확하게 검지할 수 있다. 이것은 예를 들면 누출검출이 연료불량검출을 위한 방법과 조합되므로서 가능으로 된다.
누출검출은 내연기관의 특수한 운전조건에 있어서도 즉, 예를 들면 제어장치가 엔진 브레이크 운전단계를 검지한 경우에 행할 수 있으면 유리하다.
이같은 엔진 브레이크 운전단계에선 엔진 브레이크 운전시의 차단상태 동안,분사밸브는 더는 연료가 공급되지 않게 된다. 엔진 브레이크 운전시의 차단 동안, 전기 연료펌프는 차단되며 그후에 누출진단이 실시된다.
엔진 브레이크 운전중의 누출진단에는 다음 같은 이점이 있다. 즉, 누출진단을 빈번하게 실시할 수 있고 주행중에 누출진단을 반복실시할 수 있고 게다가 진단을 실시하기 위해서 제어장치의 후작동이 필요하지 않는다.
도 1엔 내연기관의 연료공급시스템중, 본 발명을 이해하기 위해서 필요로 되는 구성부분이 도시되어 있다. 도면엔 부호(10)으로 연료용기가 도시되어 있다. 이 연료용기(10)내엔 연료펌프(11), 통상에선 전기 연료펌프와 역지밸브(12)가 설치되어 있다. 이 역지밸브(12)는 예를 들면 연료펌프(11)에 일체로 형성되고 있다.
연료펌프(11)로부터는 공급로(13)가 연장되고 있으며 이 공급로(13)는 연료분배기(14)에 통하고 있다. 이 연료분배기(14)를 거쳐서 연료는 분사밸브(15)에 공급된다. 연료압의 제어는 압력 조정기(16)에 의해서 행해진다. 이 압력 조정기(16)는 연료 반환 관로 또는 반환로(17)를 구비한 연료공급 시스템의 경우엔 이 반환로(17)와 경우에 따라선 압력 유지 밸브(18)를 거쳐서 연료용기(10)에 접속되고 있으며 또한 경우에 따라서는 접속기(28)를 거쳐서 내연기관의 흡기관(21)내 접속되어 있다.
공기 빼기의 목적으로 연료용기(10)는 관로(19)를 거쳐서 내연기관의 흡기관(21)에 접속되고 있으며 이 경우, 관로(19)에는 공기 빼기 밸브(20)가 배치되어 있다. 연료용기(10)와 공기 빼기 밸브(20)와 사이에는 또한 흡착 필터(22)가 설치되고 있으며 이 흡착필터(22)에선 연료증기가 포집된다.
내연기관은 제어하기 위해선 제어장치(23)가 작동한다. 이 제어장치(23)엔 소요의 특성량이 공급되든가 또는 이 제어장치(23)가 소요의 제어신호를 송출한다. 이 제어장치(23)에선 소요의 연산이 행해진다. 본 발명에 의한 누출검출은 역시 제어장치(23)에서 행해진다.
내연기관을 제어하기 위해 필요로 되는 특성량의 측정은 적당한 센서를 써서 행해진다. 도면엔 제 1로 압력센서(24)가 도시되어 있다. 이 압력센서(24)는 연료분배기(14)내의 연료의 압력(p)를 측정한다. 이 압력센서(24)에 대해서 택일적으로 차압센서(25)가 설치되어 있어도 좋다. 이 차압센서(25)는 관로(26)를 거쳐서 반환로(17)에 접속되어 있고 차압(δp)을 측정한다. 제어를 행하기 위한 접속로로선 제어장치(23)와 연료펌프(11)와 사이의 접속로가 도시되어 있다. 이 공기 빼기 밸브(20)는 지배하는 조건에 따라서 폐쇄되어 있든가 또는 개방되어 있다. 또한, 제어장치(23)와 압력조정기(16)와 사이에도 접속로가 설치되어 있어도 좋다.
도시의 장치를 써서 연료공급 시스템의 누출진단을 실시할 수 있다. 누출진단을 이하의 경계조건하에서 행할 수 있다.:
1) 엔진 브레이크 운전단계에선 분사밸브(15)의 「엔진 브레이크 운전시 차단」의 상태에서 내연기관엔 더는 연료가 공급되지 않게 된다. 이같은 엔진 브레이크 운전단계가 제어장치(23)에 의해서 검지되자마자 연료펌프(11)가 차단되어서 검사가 실시된다.
2) 제어장치(23)가 소위 「후작동」을 갖는 경우, 즉 제어장치(23)가 기관정지후에 아직 어느 정도의 「유지시간」동안, 접속된 채로 되는 경우, 연료펌프(11)가 차단후에 이 유지시간 동안에 진단을 실시할 수 있다.
3) 제어장치(23)가 엔진 브레이크 운전단계를 검지하면 엔진 브레이크 운전시 차단을 행할 수 있다. 이 엔진 브레이크 운전시 차단 동안, 분사밸브엔 연료가 더는 공급되지 않는다. 이 엔진 브레이크 운전시 차단 동안, 연료펌프를 차단할 수 있다.
연료순환로 내에서 예를 들면 연료펌프(11)에 일체로 형성된 역지밸브(12)는 연료펌프(11)의 차단후에 아직 잠깐 시스템 압(p)를 유지한다. 이 연료공급 시스템엔 역지밸브(12)의 토출측에서 압력센서(24)가 설치되어 있으며 이 압력센서(24)는 연료압(p)를 측정한다. 연료펌프(11)의 차단후에도 이 압력은 측정되어서 제어장치(23)에서 평가된다. 얻어진 압력경과에 의거하여 제어장치(23) 또는 이 제어장치(23)내에 내장된 마이크로 프로세서는 압력구배를 구할 수 있다. 압력변화를 위한 척도로서 소용되는 이 압력구배는 구배를 구하기 위한 공지의 방법중의 하나에 의해 구할 수 있다. 예를 들면 미리 규정 가능한 시간 간격을 두어 구해진 2개의 압력값에서 압력구배를 구할 수 있다.
구해진 압력구배가 적당한 방법으로 규정될 수 있는 역치(SW)보다 급격하면제어장치에선 불기밀성 또는 누출의 존재가 추량되며 예를 들면 표시장치(27)에 의해서 표시는 행하든가 또는 경고신호를 송출할 수 있다.
압력센서(24)로선 아날로그 출력량을 갖는 센서를 사용할 수 있다. 그러나 접점 스위치를 사용하는 것도 이 접점 스위치의 경우엔 연료펌프의 차단시점과 미리 규정될 수 있는 시스템압이 하회되었을 때의 스위치의 전환시점과 사이의 시간에 관해서 압력구배(grad p)가 측정된다.
압력센서(24)는 도시의 개소에 배치되면 유리하다. 그러나 압력센서(24)를 다른 개소에 배치할 수도 있다. 반환로를 갖지 않는 연료공급 시스템에선 압력센서(24)가 도시의 개소에 형성되어지면 연료시스템 전체를 감시할 수 있다.
연료반환로(17)를 구비한 연료공급 시스템까지도 마찬가지로 완전히 감시할 수 있다. 즉, 연료펌프(11)에 설치된 역지밸브(12)에 대해서 부가적으로 또한 압력유지밸브(18)가 연료용기에 있어서의 반환관로의 출구에 부착되면 반환로 범위도 감시할 수 있다. 그 경우, 공급로 범위뿐 아니라 연료용기에 있어서의 출구에까지 통한 반환로 범위도 감시하는 것이 가능으로 된다. 이 경우, 압력센서로선 차압센서(25)가 사용된다. 이 차압센서(25)는 예를 들면 연료압 조정기로 연료공급로와 연료반환로와 사이의 차압(δp)을 측정한다. 공급로에 불기밀성이 존재하는 경우엔 역시 제어장치(23)에서 구해지는 차압의 구배 gradδp(δp=[δp 공급로-p반환로])가 연료펌프의 차단후에 우선 누출이 없는 밀접한 연료공급 시스템의 경우보다 작게 형성된다. 반환로에 불기밀성이 존재하는 경우엔 차압구배(gradδp)가 연료펌프의 차단후에 우선 누출이 없는 기밀한 연료공급 시스템의 경우보다 크게 형성된다. 차압구배(gradδp)의 평가와 적합될 수 있는 상하 2개의 역치(SWo, SWu)와의 비교에 의해 제어장치(23)에선 누출의 검출을 행하고 이어서 대응하는 표시를 행할 수 있다.
제어장치에 있어서도 원래 연소불량의 검출이 실시되는 내연기관을 구비한 시스템의 경우엔 특정의 분사밸브에 있어서의 연소불량의 검출과 연료공급 시스템내에서 동시에 검출된 누출과의 조합에 의거하여 불기밀인 분사밸브를 추량할 수 있다. 이것에 의해서 기관손상을 회피하던가 또는 불기밀한 분사밸브를 곧바로 정확하게 지정할 수 있다.
누출검출은 연료펌프의 각 차단후에 그때마다 제어장치에 의해서 실시할 수 있다. 그러나, 이 연료검출을 미리 규정가능한 조건하에서 밖에 행하지 않는 것도 가능하다. 이 경우, 예를 들면 연료펌프의 비교적 장시간의 접속후에서 밖에 누출검출이 행해지지 않는다. 누출검출을 위한 방법은 내연기관의 제어장치에서 행해지므로 이같은 검출방법은 「온보드 다이아그노시스」이다. 연료공급 시스템 또는 직접으로 분사밸브에 있어서 존재하는 누출의 검지내용은 제어장치(23)의 메모리에 파일할 수 있다. 이 검지내용은 이어서 다음의 서비스 공장 방문시에 정보로서 이용된다.
연료펌프의 차단후, 즉 내연기관의 차단후에도 누출검출이 행해지는 경우, 제어장치(23)의 충분한 시간의 「후작동」이 필요로 된다. 즉, 제어장치엔 내연기관의 차단후에 아직 전압이 공급되어야 한다. 이것에 의해 소요의 기능을 또한 발휘할 수 있다. 진단을 엔진 브레이크 운전시에 행하려는 경우엔 연료펌프를 제어장치에 의해서 직접으로 즉, 점화록과는 무관계로 제어할 수 있을 것이 필요로 된다.

Claims (5)

  1. 내연기관에 필요 연료량을 공급할 수 있도록 내연기관을 제어 및 조절하기 위하여 필요한 연산을 수행하고 상응하는 제어량을 설정하는 제어 장치와; 연료 펌프를 이용하여 일정 압력 하에서 연료 저장 탱크로부터 연료를 공급할 뿐만 아니라 상응하는 도관을 거쳐서 연료를 분사 밸브에 도달시키는 연료 공급 시스템과; 연료 압력을 연속적으로 측정하여 이 측정량을 제어 장치에 전달하는 압력 센서를 구비하며,
    상기 제어 장치는 연료 펌프를 차단한 후에 연료 압력의 상태를 산출하고 이 상태를 소정의 상태와 비교하여 편차가 검출되면 에러를 표시하는, 내연기관의 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 검출 장치에 있어서,
    상기 제어 장치(23)는 엔진 추력을 검출하며,
    상기 엔진 추력이 검출되면 제어 장치(23)는 전기 연료 펌프(11)를 차단 제어하고 누설을 검출하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 센서로서는 연료 공급로와 연료 반환로 사이의 차압을 측정하는 연료 차압 센서가 사용되며,
    상기 연료 펌프가 차단된 후에 차압의 구배(gradδp)가 산출되고 이 구배는하나 이상의 하한값(SWu)이나 상한값(SWo)과 비교되며,
    상기 차압의 구배가 상한값(SWo)보다 크거나 하한값(SWu)보다 작다면 에러 검출이 실시되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 검출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 압력 센서는 연료 압력(p)을 측정하기 위하여 연료 분배기(14) 내에 배치되고,
    상기 연료 저장 탱크(10)와 연결된 반환 관로(17)의 출구에는 귀환 압력 유지 밸브(18)가 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 검출 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 반환 관로에서 누설을 검출하기 위하여 연료 저장 탱크와 연결된 관로의 출구에 압력 유지 밸브가 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 검출 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 불연소를 추가로 검출하며, 이 검출 결과를 통하여 어느 실린더에서 연소가 실시되지 않았는지를 인식하고 상기 불연소 검출과 누설 검출을 조합하여 어느 분사 밸브가 기밀상태가 아닌지를 결정하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템에서 누설을 검출하기 위한 검출 장치.
KR1019970707035A 1995-04-07 1996-02-22 연료공급시스템에서누출을검출하기위한검출장치 KR100413559B1 (ko)

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