KR100432035B1 - Multi-injection control method in a common rail injection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커먼 레일 연료 분사 장치에서의 멀티 분사 제어 방법에 관한 것으로, 후처리가 작동됨과 더불어 전자제어유니트로부터 후처리 재생 요청이 있었는가에 따라 미리 설정되어 있는 후처리특성 분사상수 또는 우선순위특성 분사상수중 하나를 분사상수로 선택하는 단계와, 엔진상태에 따라 설정된 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 이상이면 요구특성분사상태와 상기 선택된 분사상수를 바탕으로 분사우선순위를 결정하는 단계 및, 상기 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 보다 작으면 최대분사횟수와 요구특성분사상태 및 상기 선택된 분사상수를 바탕으로 분사횟수 및 분사우선순위를 결정하는 단계를 포함하여 구성되어, 엔진의 상태에 따라 분사횟수 및 분사우선순위를 부여하여 분사함에 따라 분사를 보다 최적화시켜서 엔진의 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 배출가스도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a multi-injection control method in a common rail fuel injector, wherein after-treatment is activated and a post-treatment characteristic injection constant or priority characteristic is set in advance according to whether there is a post-treatment regeneration request from an electronic control unit. Selecting one of the injection constants as the injection constant, and determining the injection priority based on the required characteristic injection state and the selected injection constant when the maximum injection frequency set according to the engine condition is equal to or greater than the injection frequency in the required characteristic injection state. And determining the injection frequency and the injection priority based on the maximum injection frequency, the required characteristic injection state, and the selected injection constant when the maximum injection number is smaller than the injection frequency in the required characteristic injection state. Optimize injection by giving injection frequency and injection priority according to the state of injection It is possible to minimize the noise and vibration of the engine, and to reduce the emissions.
Description
본 발명은 커먼 레일 연료 분사 장치에서의 멀티 분사 제어 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 멀티 분사시에 엔진의 상태에 따라 분사횟수 및 분사우선순위를 부여하여 분사하는 멀티 분사 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-injection control method in a common rail fuel injection device, and more particularly, to a multi-injection control method for injecting by giving an injection frequency and an injection priority according to the state of an engine during multi-injection.
현재까지 사용되고 있는 디젤연료 분사장치는 분사 압력을 얻기 위해서 캠구동 장치를 사용했으며 그 원리는 분사압력이 속도증가와 함께 증가하고 이에 따라 분사 연료량이 증가하는 방식이었다. 이러한 장치는 분사압력이 매우 낮은 경우에만 실제로 사용할 수 있었다.The diesel fuel injectors used up to now use cam drive to obtain the injection pressure. The principle is that the injection pressure increases with speed and the injection fuel amount increases accordingly. Such a device could only be used in practice with very low injection pressures.
이러한 캠구동 방식과 달리 승용차나 상용차에 이용되고 있는 커먼 레일 분사 장치에서는 분사압력의 발생과 분사과정이 완전히 별개로 이루어진다. 이렇게 압력발생과 분사를 분리하기 위해서는 고압을 유지할 수 있는 고압 어큐뮬레이터나 레일이 필요하게 된다. 이 시스템에서는 종래의 노즐 홀더에 솔레노이드가 부착된 노즐이 장착되고, 고압은 레디얼 피스톤 펌프에 의해 생성되는데, 일정한 범위내에서는 엔진 회전수와는 독립하여 자유롭게 회전속도를 조정할 수 있다.Unlike the cam driving method, in the common rail injection apparatus used in a passenger car or a commercial vehicle, the generation of the injection pressure and the injection process are completely separate. In order to separate the pressure generation and injection, a high pressure accumulator or a rail capable of maintaining a high pressure is required. In this system, a nozzle equipped with a solenoid is mounted on a conventional nozzle holder, and a high pressure is generated by a radial piston pump, and the rotation speed can be freely adjusted independently of the engine speed within a certain range.
커먼 레일 시스템의 장점은 엔진 설계시 연료의 압력발생과 분사를 분리해서 생각할 수 있기 때문에 연소와 분사과정 설계를 자유롭게 할 수 있다. 즉, 엔진 맴을 이용하여 엔진 운전 조건에 따라 연료 압력과 분사시기를 조정할 수 있기 때문에 엔진의 회전속도가 낮을 때도 고압분사가 가능해져서 완전 연소를 추구할 수 있다. 또한 파일럿 분사를 하면 배기가스와 소음을 더욱 저감할 수 있으며, 연료 분사 곡선은 유압제어로 노즐 니들에 의해 조절되므로 분사종료시까지 신속하게 조절 가능하다. 결국 커먼 레일 시스템으로 인해 디젤엔진은 획기적으로 배기가스를 저감하고, 연비를 향상시키는 것이 가능해졌다고 볼 수 있다.The advantage of the common rail system is that the design of the combustion and injection process can be freed because the engine pressure can be considered separately from the pressure generation and injection of the fuel. That is, since the fuel pressure and the injection timing can be adjusted according to the engine operating conditions by using the engine member, even when the engine rotation speed is low, high-pressure injection is possible, thereby pursuing complete combustion. In addition, the pilot injection can further reduce the exhaust gas and noise, and the fuel injection curve is adjusted by the nozzle needle by the hydraulic control can be adjusted quickly until the end of the injection. After all, the common rail system has made it possible for diesel engines to significantly reduce emissions and improve fuel economy.
그러나, 상기와 같은 커먼 레일 분사 시스템에서 적용되는 기존의 분사방식은, 한 사이클마다 파일롯 분사횟수와 주분사 횟수가 각각 1회로만 한정되어 있을 뿐으로 소음 및 진동을 효과적으로 저감시키가 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional injection method applied in the common rail injection system as described above has a problem in that it is difficult to effectively reduce noise and vibration because only the number of pilot injections and main injections are limited to one cycle per cycle.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 복수회의 파일롯 분사 및 후분사를 포함하는 멀티 분사시에 엔진의 상태에 따라 분사횟수 및 분사우선순위를 부여하여 분사함에 따라 분사를 보다 최적화시켜서 엔진의 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 배출가스도 감소시킬 수 있는 커먼 레일 연료 분사 장치에서의 멀티 분사 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the injection by giving the injection frequency and the injection priority in accordance with the state of the engine in the multi-injection including a plurality of pilot injection and after injection injection Accordingly, the object of the present invention is to provide a multi-injection control method in a common rail fuel injector capable of further optimizing the injection to minimize noise and vibration of the engine and reducing emissions.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커먼 레일 연료 분사 장치에서의 멀티 분사 제어방법은, 후처리가 작동됨과 더불어 전자제어유니트로부터 후처리 재생 요청이 있었는가에 따라 미리 설정되어 있는 후처리특성 분사상수 또는 우선순위특성 분사상수중 하나를 분사상수로 선택하는 단계와, 엔진상태에 따라 설정된 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 이상이면 요구특성분사상태와 상기 선택된 분사상수를 바탕으로 분사우선순위를 결정하는 단계 및, 상기 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 보다 작으면 최대분사횟수와 요구특성분사상태 및 상기 선택된 분사상수를 바탕으로 분사횟수 및 분사우선순위를 결정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The multi-injection control method in the common rail fuel injection device according to the present invention for achieving the above object is a post-processing characteristic injection which is set in advance according to whether the post-processing regeneration request is received from the electronic control unit while the post-processing is operated. Selecting one of the constant or priority characteristic injection constants as the injection constant; and if the maximum injection frequency set according to the engine condition is equal to or greater than the injection frequency in the required characteristic injection state, the injection priority is based on the required characteristic injection state and the selected injection constant. Determining a ranking, and if the maximum injection number is less than the injection frequency of the required characteristic injection state, determining the injection frequency and the injection priority based on the maximum injection number, the required characteristic injection state, and the selected injection constant. Characterized in that configured.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 분사 제어 방법을 수행하는 커먼 레일 연료 분사 장치의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a common rail fuel injection device for performing a multi-injection control method according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 멀티 분사 제어 방법을 설명하기 위한 순서도,2 is a flowchart illustrating a multi-injection control method according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 멀티 분사 타이밍도,3 is a multi-injection timing diagram according to the present invention;
도 4는 본 발명의 1실시예에 따른 분사상태 및 분사상수를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the injection state and the injection constant according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11 : 전자제어유니트 12 : 고압펌프11: electronic control unit 12: high pressure pump
13 : 연료공급조절밸브 14 : 커먼레일13: fuel supply control valve 14: common rail
15 : 인젝터 16 : 인젝터코일15: Injector 16: Injector Coil
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 분사 제어 방법을 수행하는 커먼 레일 연료 분사 장치의 개략적인 구성도로서, 전자제어유니트(11)와, 고압펌프(12), 연료공급조절밸브(13), 커먼레일(14), 인젝터(15), 인젝터코일(16) 및, 각종 센서류(21-27)를 포함하여 구성되어 있다.1 is a schematic configuration diagram of a common rail fuel injection device for performing a multi-injection control method according to the present invention, which includes an electronic control unit 11, a high pressure pump 12, a fuel supply control valve 13, and a common rail. (14), the injector 15, the injector coil 16, and various sensors 21-27 are comprised.
상기 고압펌프(12)는 엔진의 회전력을 이용한 펌프로 디젤연료를 최고 1,350bar 까지 압축하여 상기 커먼레일(14)로 공급하도록 되어 있고, 상기 연료공급조절밸브(13)는 상기 고압펌프(12)내에 내장되어 있는 것으로, 상기 전자제어유니트(11)의 제어에 따라 고압펌프(12)의 고압실로 보내주는 연료량을 통제하여 엔진에 필요한 연료량을 제어한다.The high pressure pump 12 is a pump using a rotational force of the engine to compress the diesel fuel up to 1,350 bar to supply to the common rail 14, the fuel supply control valve 13 is the high pressure pump 12 It is built in the inside, and controls the amount of fuel required for the engine by controlling the amount of fuel sent to the high pressure chamber of the high-pressure pump 12 under the control of the electronic control unit (11).
상기 커먼레일(14)은 상기 고압펌프(12)에서 공급된 고압의 연료를 저장하였다가 각각의 연소실에 동일한 연료압으로 연료를 보내주는 것으로, 역류방지를 위한 첵밸브 및 고압 센서가 부착되어 있고, 레일 안의 연료압력은 전자석식 압력 조절밸브에 의해 조정되고, 연료압력은 항상 압력센서에 의해 모니터링되고 연속적으로 엔진에서 요구하는 조건에 따라 조절된다.The common rail 14 stores the high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump 12 and sends the fuel at the same fuel pressure to each combustion chamber, and a check valve and a high pressure sensor are installed to prevent backflow. For example, the fuel pressure in the rail is regulated by an electromagnetic pressure control valve, and the fuel pressure is always monitored by a pressure sensor and continuously adjusted according to the requirements of the engine.
상기 인젝터(15)는 고압의 연료를 연소실로 분사시켜주는 역할을 하는 것으로 인젝터 코일(16)이 전자제어유니트(11)의 제어에 의해 동작하여 상기 인젝터(15)의 니들밸브를 개폐시키도록 되어 있다.The injector 15 serves to inject high pressure fuel into the combustion chamber, and the injector coil 16 operates under the control of the electronic control unit 11 to open and close the needle valve of the injector 15. have.
상기 전자제어유니트(11)는 각종 센서들(21-27)의 감지신호를 받아 상기 고압연료펌프(12)와 연료공급조절밸브(13) 및 인젝터코일(16)등을 작동시켜서, 연료 분사량, 분사시기, 분사율등을 제어하도록 되어 있다.The electronic control unit 11 receives the detection signals of the various sensors 21-27 to operate the high pressure fuel pump 12, the fuel supply control valve 13, the injector coil 16, and the like, thereby providing fuel injection amount, Injection timing, injection rate, etc. are controlled.
상기와 같이 구성된 장치에서 수행되는 본 발명에 따른 멀티 분사 제어 방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The multi-injection control method according to the present invention performed in the apparatus configured as described above is described in detail with reference to FIGS.
도 3에 도시된 바와 같이, 연료 분사횟수는, 1사이클당 3회의 파일롯 분사와 1회의 주분사 및 2회의 후분사로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the fuel injection frequency includes three pilot injections per cycle, one main injection, and two after injections.
파일롯 분사3은 엔진의 형상이나 압축 시작에 따른 필요가 발생시 선택되며, 파일롯 분사2는 항상 파일롯 분사1과 연계되어 엔진 소음을 저감시킬 목적으로 사용되고, 파일롯 분사1은 엔진 소음을 저감시킬 목적으로 사용된다. 또한, 주분사는 엔진의 출력 토크를 발생시킬 목적으로 사용되며, 후분사2는 후처리중 DPF, Nox 촉매 활성화 또는 재생을 목적으로 사용되며, 후분사1은 후처리중 산화 촉매를 활성화시킬 목적으로 사용된다.The pilot injection 3 is selected when the need arises according to the shape of the engine or the start of compression. The pilot injection 2 is always used in connection with the pilot injection 1 to reduce engine noise, and the pilot injection 1 is used to reduce engine noise. do. In addition, the main injection is used to generate the output torque of the engine, the post injection 2 is used for the activation or regeneration of the DPF, Nox catalyst during the post-treatment, the post injection 1 for the purpose of activating the oxidation catalyst during the post-treatment Used.
본 발명에서는 상기와 같이 3회의 파일롯 분사와 1회의 주분사 및 2회의 후분사에 대한 우선 순위 및 최대 분사횟수를 부여하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 단계(S1)에서는 후처리가 작동됨과 더불어 전자제어유니트로부터 후처리 재생 요청이 있었는가를 판단하여, 후처리가 작동됨과 더불어 전자제어유니트로부터 후처리 재생 요청이 있으면 단계(S2)를 수행하고, 후처리가 작동되지 않거나 전자제어유니트로부터 후처리 재생 요청이 없으면 단계(S3)를 수행한다.In the present invention, priority and maximum number of injections for three pilot injections, one main injection, and two after injections are given as described above. That is, as shown in Fig. 2, in step S1, the post-processing is activated and it is determined whether there is a post-processing reproduction request from the electronic control unit, and the post-processing is activated and the post-processing reproduction request from the electronic control unit. If there is, perform step S2. If post-processing is not activated or there is no post-processing reproduction request from the electronic control unit, step S3 is performed.
상기 단계(S2)에서는 미리 설정되어 있는 후처리 특성 분사상수를 분사상수로 선택하고, 상기 단계(S3)에서는 미리 설정되어 있는 우선순위 특성 분사상수를 분사상수로 선택한다.In the above step S2, the post-processing characteristic injection constant set in advance is selected as the injection constant, and in the above step S3, the priority characteristic injection constant set in advance is selected as the injection constant.
이어서, 단계(S4)에서는 엔진 상태에 따라 설정된 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 이상인가를 판단하여, 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 이상이면 단계(S5)를 수행하고, 최대분사횟수가 요구특성분사상태의 분사횟수 보다 작으면 단계(S6)를 수행한다. 이때, 상기 최대분사횟수는 분사회로 부스터의 전기적 충전량의 균형의 조합, 고압펌프의 용량조합, 인젝터 시스템의 제한(TDC마다 최대 가능한 분사횟수)등을 바탕으로 시스템별로 결정되는 값이다.Subsequently, in step S4, it is determined whether the maximum injection frequency set according to the engine state is equal to or greater than the injection frequency in the required characteristic injection state, and if the maximum injection number is equal to or greater than the injection frequency in the required characteristic injection state, step S5 is performed. If the maximum number of injections is smaller than the number of injections in the required characteristic injection state, step S6 is performed. At this time, the maximum number of injection is a value determined for each system based on the combination of the balance of the electrical charge of the injection circuit booster, the capacity combination of the high-pressure pump, the limit of the injector system (maximum possible number of injection per TDC).
상기 단계(S5)에서는 상기 단계(S1-S3)에서 선택된 후처리특성 분사상수 또는 우선순위특성 분사상수를 바탕으로 요구특성분사상태에서의 각 분사에 대한 우선순위를 결정하고, 상기 단계(S6)에서는 상기 단계(S1-S3)에서 선택된 후처리특성 분사상수 또는 우선순위특성 분사상수와 최대분사횟수를 바탕으로 요구특성분사상태에서의 각 분사에 대한 우선순위 및 분사횟수를 결정한다.In step S5, the priority of each injection in the required characteristic injection state is determined on the basis of the post-processing characteristic injection constant or the priority characteristic injection constant selected in steps S1-S3, and in step S6. In step S1-S3, the priority and injection frequency for each injection in the required characteristic injection state are determined based on the post-processing characteristic injection constant or the priority characteristic injection constant and the maximum injection frequency.
이어서, 단계(S7)에서는 연료차단 요청이 있었는가를 판단하고, 단계(S8)에서는 상기 단계(S7)에서 연료차단 요청이 있었으면, 분사상태를 "0"으로 결정한다.Subsequently, it is determined whether a fuel cutoff request has been made in step S7, and if a fuel cutoff request has been made in step S7 in step S8, the injection state is determined to be " 0 ".
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은, 요구특성 분사상태는 파일롯 선택 변수가 011로 결정되고 주분사는 1로 설정되며 후분사는 01로 각각 설정되고, 우선순위 특성 분사상수는 주분사 →파일롯 분사 →후분사 순으로 설정되며, 후처리 특성 분사상수는 주분사 →후분사 →파일롯 분사 순으로 설정되고, 최대분사횟수가 2회로 정해졌다고 가정하면, 우선순위 분사상수 및 최대 분사 횟수에 의해 요구특성 분사상태가 제한되어, 우선순위에서 2번째 까지 즉, 주분사와 파일롯분사1까지만 분사가 이루어진다.For example, as shown in FIG. 4, the required characteristic injection state is a pilot selection variable of 011, the main injection is set to 1, the post injection is set to 01, respectively, and the priority characteristic injection constant is the main injection → pilot It is set in the order of injection → after injection, and the post-processing characteristic injection constant is set in the order of main injection → post injection → pilot injection, and it is required by priority injection constant and maximum injection frequency assuming that maximum injection frequency is set as 2 times. The characteristic injection state is limited, and the injection is performed only up to the second in the priority, that is, main injection and pilot injection 1.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수회의 파일롯 분사 및 후분사를 포함하는 멀티 분사시에 엔진의 상태에 따라 분사횟수 및 분사우선순위를 부여하여 분사함에 따라 분사를 보다 최적화시켜서 엔진의 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 배출가스도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in the case of multi-injection including pilot injection and post-injection of a plurality of times, the number of injections and the injection priority are given according to the state of the engine, so that the injection is further optimized to make the engine noise and Vibration can be minimized and emissions can be reduced.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080430 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |