KR100819962B1 - Method for controlling the fuel injection of g.d.i engine using piezo injector - Google Patents

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Abstract

A method for controlling fuel injection of a GDI(Gasoline Direct Injection) engine using a piezo injector is provided to raise volumetric efficiency by increasing density of intake air and to prevent knocking phenomenon from occurring at an engine due to cooling effect. A method for controlling fuel injection of a GDI engine using a piezo injector comprises steps of performing primary fuel injection by calculating primary target injection time in consideration of driving conditions and then calculating target amount of air and target injection time, and performing secondary fuel injection by determining if an engine operation mode is ultra lean burn mode or constant driving mode. It is determined if the target injection time is smaller than minimum reference injection time and the engine operation mode is the ultra lean burn mode. If the target injection time is smaller than minimum reference injection time and the engine operation mode is the ultra lean burn mode, the target injection time is corrected.

Description

피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING THE FUEL INJECTION OF G.D.I ENGINE USING PIEZO INJECTOR}TECHNICAL FOR CONTROLLING THE FUEL INJECTION OF G.D.I ENGINE USING PIEZO INJECTOR}

도 1 은 종래의 기술에 따른 벽/공기 안내 GDI 엔진의 구조를 도시한 도면,1 is a view showing the structure of a wall / air guided GDI engine according to the prior art,

도 2 는 직접분사 엔진 연료 시스템을 도시한 도면,2 shows a direct injection engine fuel system,

도 3 은 최 희박 직접분사 엔진의 작동 맵을 도시한 도면,3 shows an operation map of the lean direct injection engine,

도 4 는 종래의 엔진 1세대 초희박 직접 분사엔진의 유럽 연비모드(NEDC) 차량 시험결과를 도시한 도면,FIG. 4 is a diagram showing test results of a European fuel efficiency mode (NEDC) vehicle of a conventional first generation ultra thin direct injection engine; FIG.

도 5 는 피에조 인젝터 시스템의 구조 및 작동원리를 도시한 도면,5 is a view showing the structure and operation principle of the piezo injector system,

도 6 은 본 발명의 스프레이 안내 GDI 엔진의 연소실 구성을 도시한 도면,6 is a view showing a combustion chamber configuration of the spray guide GDI engine of the present invention;

도 7 은 분사기와 점화플러그의 배치 상태를 도시한 도면,7 is a view showing an arrangement of the injector and the spark plug,

도 8 은 기존 1세대 초희박 GDI 엔진의 연료 분사 로직을 도시한 도면,8 illustrates fuel injection logic of an existing first generation ultra thin GDI engine;

도 9 는 기존 1세대 초희박 GDI 엔진 연료 분사 제어로직 플로우 챠트,9 is a conventional first generation ultra-thin GDI engine fuel injection control logic flow chart,

도 10 은 본 발명의 피에조 인젝터 시스템의 구성도,.10 is a configuration diagram of a piezo injector system of the present invention.

도 11a 내지 11d 는 본 발명에 따른 스프레이 안내 GDI 엔진에 있어서, 인젝터 연료분사 방식을 도시한 개략도,11A to 11D are schematic views showing an injector fuel injection method in the spray guide GDI engine according to the present invention;

도 12 는 본 발명에 따른 스프레이 가이드 GDI 엔진의 연사분사 제어방법을 도시한 플로우 챠트,12 is a flow chart showing a method for controlling the thermal spraying of the spray guide GDI engine according to the present invention;

도 13 은 단일분사 및 피에조 고압분사 시험결과를 도시한 그래프도임.Figure 13 is a graph showing the results of single injection and piezo high pressure injection test.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

10 : 피에조 인젝터 30 : 피에조 인젝터 드라이버10: piezo injector 30: piezo injector driver

50 : 익스터미널 트리거 인터페이스 50: terminal trigger interface

본 발명은 피에조 인젝터를 적용한 지.디.아이(GDI: Gasoline Direct Injection)엔진의 연료분사 제어 방법에 관한 것으로, 특히 초희박 운전 중 목표 분사시간이 최소 기준 분사시간 이하로 될 때, 목표 분사시간을 계산 및 현재 공기량에 대한 임의의 값만큼 감량 보정한 분사 시간으로 운전하도록 함으로써, 분사시간이 줄어들거나 모드 변환에 따른 토오크 변동 없이 운전을 할 수 있게 하는 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling fuel injection of a G.D.I. (GDI) engine using a piezo injector, and particularly, when the target injection time becomes less than the minimum reference injection time during ultra-lean operation. Fuel injection control method of a GDI engine with a piezo injector that can be operated without a torque change due to a reduction in injection time or a mode change by operating the injection time by reducing and correcting the weight by an arbitrary value for the current air volume. It is about.

일반적으로 스파크 플러그를 이용하여 연소를 시키는 가솔린 내연기관의 발전 단계를 보면 다음과 같은 엔진으로 구분할 수 있다. 초기 캬브레이터를 이용한 SI 엔진으로부터 연료 분사 인젝터를 흡기포트에 적용한 포트 분사식 엔진, 실린더 내에 연료를 직접 분사하는 개념이 적용된 1세대 벽/공기 안내(Wall/Air-Guided) 가솔린 직접 분사 엔진 및 최근에 피에조(Piezo) 인젝터의 개발로 고압의 인젝터를 적용한 스프레이 안내(Spray-Guided) 직접 분사 엔진 등으로 구분할 수 있다. 이에 대한 간략한 소개는 다음과 같이 요약할 수 있다In general, the power generation stage of a gasoline internal combustion engine that burns by using a spark plug can be classified into the following engines. A port injection engine using a fuel injection injector at an intake port from an initial engine carburetor, a first-generation wall / air-guided gasoline direct injection engine with the concept of directly injecting fuel into a cylinder, and recently a piezo. The development of (Piezo) injectors can be divided into spray-guided direct injection engines using high pressure injectors. A brief introduction to this can be summarized as follows:

1) 포트분사식(MPI) 엔진에 대하여1) Port Injection Engine (MPI) Engine

종래의 포트분사식(MPI)엔진은 연료 분사기가 포트 입구에 흡기밸브를 향하여 설치되어, 흡기 밸브가 열리기 전에 연료를 분사하여 분사된 연료가 기화되어 흡입 과정 중에 연료와 함께 유입 유동이 혼합된 형태로 실린더 내로 유입된다. 즉, 포트 내에 분사된 연료가 연료-공기 혼합기의 형태로 연소실에 공급되며, 따라서 연소실 전체에 균일하게 연료-공기 혼합기가 형성된다. 이 혼합기를 압축 과정에서 압축하고 스파크 플러그를 이용하여 점화 에너지를 공급 연소가 이루어진다.The conventional MPI engine has a fuel injector installed at the port inlet toward the intake valve, injecting fuel before the intake valve is opened to vaporize the injected fuel, and mixing the inflow flow with the fuel during the intake process. Flows into the cylinder. That is, the fuel injected in the port is supplied to the combustion chamber in the form of a fuel-air mixer, and thus a fuel-air mixer is formed uniformly throughout the combustion chamber. This mixer is compressed during compression and burned by supplying ignition energy with a spark plug.

2) Wall/Air-Guided GDI (Gasoline Direct Injection) 엔진에 대하여2) Wall / Air-Guided GDI (Gasoline Direct Injection) Engine

도 1 은 종래의 기술에 따른 Wall/Air-Guided GDI (Gasoline Direct Injection) 엔진의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the structure of a Wall / Air-Guided Gasoline Direct Injection (GDI) engine according to the related art.

상기 도면을 참조하면, 인젝터 개발 업체인 보쉬 및 덴소(Denso), 지멘스(Siemens) 등에서 기존의 포트 분사 인젝터 대비 고압의 연료압(100bar)을 사용하는 GDI 시스템 개발(1세대 DI-Motronic)하여 연료를 연소실 내에 직접 분사하여 연비 향상, 고출력, 입자상 물질 및 연소 소음 저감하는 엔진이 개발되었다. 이는 1세대 초희박 직접 분사 엔진이며 엔진 내의 유동을 유도하는 형태에 따라 벽 안내(Wall-Guided) GDI 엔진 혹은 공기 안내(Air-Guided) GDI 엔진으로 불리우며, 텀블 혹은 스월의 유동 강화 기구가 설치된 흡기포트를 사용하거나 혹은 역텀블 등의 유동을 유도하기 위해 특별히 고안된 흡기 포트를 사용하며, 이 흡기 포트를 통해 흡입된 공기가 연소실에 직접 분사된 연료와 함께 혼합되어 피스톤 상면의 특수한 형상에 의해 점화플러그로 유도되도록 고안되어 있다. 이 엔진은 초희박 영역을 이용하는 엔진으로 이를 위해 λ=3.0 이상의 희박 연소를 사용한다. 이 초희박 직접 분사 엔진은, 스로틀 조작이 없으며 실린더 벽 열손실 감소, 높은 압축비, 저 아이들 스피드 등으로 포트 인젝션에 비해 연비 20% 저감이 가능하다.Referring to the drawings, the injector development companies Bosch, Denso, Siemens, etc. developed a GDI system (1st generation DI-Motronic) using a high pressure fuel pressure (100bar) compared to the existing port injection injector Has been developed to improve fuel efficiency, high power, particulate matter and combustion noise by directly injecting fuel into the combustion chamber. It is a first generation ultra-thin direct injection engine and is called a wall-guided GDI engine or an air-guided GDI engine depending on the type of inducing flow in the engine. Intake port is specially designed to induce flow, such as the use of a port or reverse tumble, and the air sucked through the intake port is mixed with fuel injected directly into the combustion chamber and spark plug It is designed to lead to. This engine uses an ultra-lean region and uses lean combustion of λ = 3.0 or more. This ultra-thin direct injection engine has no throttle operation and can reduce fuel consumption by 20% compared to port injection due to reduced cylinder wall heat loss, high compression ratio and low idle speed.

이와 같은 1세대 초희박 GDI엔진의 특징을 정리하면 다음과 같다.The characteristics of the first generation ultra-thin GDI engine are as follows.

첫째, 1세대 고압 분사 인젝터 시스템의 특징을 갖는 것으로, First, it has the characteristics of the first generation high pressure injection injector system,

i) 최적 혼합기 형성을 위한 최대 120 bar 고압 분사가 가능하고,  i) High pressure injection up to 120 bar for optimum mixer formation,

ii) 인젝터의 특성 제한으로 단일 연료 분사 로직에 적용될 수 있다.  ii) It can be applied to a single fuel injection logic due to the characteristics of the injector.

둘째, 도 2 에 도시된 바와 같이, 다양한 분사 범위를 수용하기 위해 포트 분사 커먼레인을 바탕으로 개발되었다.Second, as shown in FIG. 2, it has been developed based on port injection common lanes to accommodate various injection ranges.

상기 도 2 는 직접분사 엔진 연료 시스템을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a direct injection engine fuel system.

셋째, 1세대 GDI : wall & air guided 연소 방식을 채택하고 있는 것으로, Third, the first generation of GDI: adopts the wall & air guided combustion method,

i) 점화 플러그 근처에서 점화를 위해 공기와 연료 유동이 잘 들어맞아야 하며, 부분 부하시 성층 혼합기 형성, 연료가 잘 퍼지도록 분사한다. i) Air and fuel flow must be well matched for ignition near the spark plugs, forming a stratified mixer at partial load, and injecting fuel well.

ii) 전 부하시, 분사된 연료가 연소실에서 분무 침투(spray penetration)가 일어나지 않아야 한다. 이를 위해 스월 컨트롤 밸브를 사용한다.  ii) At full load, injected fuel should not cause spray penetration in the combustion chamber. A swirl control valve is used for this.

넷째, 캠 샤프트로 구동되는 1~3개의 피스톤적용 고압 펌프 사용한다. 이 경우, 캠샤프트를 연장하여 펌프를 설치함으로써 비용 절감을 도모할 수 있다.Fourth, to use a high-pressure pump of 1 to 3 pistons driven by the camshaft. In this case, cost reduction can be achieved by extending the camshaft and installing a pump.

상기한 방식을 사용하여 주로 엔진 회전수 3500 rpm 이하, BMEP 4bar 이하의 저속/저부하 영역에서 점화플러그 주위에 점화가 가능한 연료/공기 혼합기를 형성하고, 연소실 전체로는 희박한 상태인 성층 연소가 구현된다. 실질적으로 초희박 영역을 적용할 수 있는 운전 영역이 제한되며, 이 영역은 저속/저부하의 영역에서 공연비가 30~50정도로 운전되며, 아울러 쓰로틀링으로 인한 펌핑 로스가 저감되어 실질적인 연비 향상 효과는 포트분사식 엔진에 비해 약 5% 정도의 연비 효과가 있는 것으로 알려져 있다.By using the above method, a fuel / air mixture that can be ignited is formed around the spark plug in the low speed / low load region of the engine speed of 3500 rpm or less and the BMEP 4 bar or less, and the stratified combustion is realized throughout the combustion chamber. do. Substantially, the operating area to which ultra-thin area can be applied is limited, and in this area, the air-fuel ratio is operated in the low speed / low load area of about 30 ~ 50, and the pumping loss due to throttling is reduced, so that the actual fuel efficiency improvement effect is It is known to have about 5% fuel efficiency compared to a port injection engine.

이하, 종래 기술의 문제점에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the problems of the prior art will be described.

1세대 초희박 직접 분사 엔진의 문제점은 이론상으로 엔진 연비를 20% 이상 향상시킬 수 있으나 전체 운전영역을 수용하기 위하여 다양한 운전 영역에 대해 제어할 수 있어야 한다. (도 3 참조)The problem of the first generation ultra thin direct injection engine is theoretically able to improve the engine fuel efficiency by more than 20%, but it must be able to control the various operating areas to accommodate the whole operating area. (See Figure 3)

상기 도 3 은 초 희박 직접분사 엔진의 작동 맵을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an operation map of an ultra lean direct injection engine.

1) 3000 rpm 이하의 저부하시 성층 혼합기 형성 : 압축과정 중 연료 분사, NOx 저감을 위해 EGR 필요. 즉 초희박 직접 분사 GDI 엔진은 외부 EGR이 필수적임   1) Formation of stratified mixer at low load below 3000 rpm: EGR required for fuel injection and NOx reduction during compression process. In other words, an external EGR is essential for ultra thin direct injection GDI engines.

i2) 고부하시 soot는 농후 혼합기 영역에서 부분적으로 생성 : rpm이 올라가면서 성층 혼합기 유지가 어려우므로 균일 희박 혼합기 모드로 작동   i2) At high loads, the soot is partially produced in the rich mixer zone: it operates in a uniform lean mixer mode as the rpm is difficult to maintain the stratified mixer.

3i) 부하와 rpm이 올라가면서 λ=1 균일 혼합기 모드로 전환 되어야 함   3i) Switch to λ = 1 homogeneous mixer mode as load and rpm increase

- 배기 가스 조절과 OBD 조건을 맞추기 위하여 엔진 토크와 효율에 의해 운전 영역이 결정 됨  -The operating area is determined by the engine torque and efficiency in order to adjust the exhaust gas and match the OBD conditions.

- 배기 가스 처리 : HC 변환을 위한 CCC 사용, 산소 센서와 온도 센서 장착으로 배기가스 정밀 제어  -Exhaust gas treatment: CCC for HC conversion, precise control of exhaust gas with oxygen sensor and temperature sensor

위와 같은 1세대 초희박 직접 분사 엔진의 경우, 초 희박 연소 시 열역학적 효율이 높은 등 장점에도 불구하고, 발화가 가능한 점화시기에 연료/공기 혼합기를 점화플러그 주위에 위치하게 하는 데에 많은 제약이 따른다. 중부하 이상의 영역에서는 많은 양의 연료가 분사되어야 하고 따라서 분사 시기가 진각되어야 하지만, 분사된 연료가 피스톤 상면 형상의 도움으로 점화플러그 주위로 이동하기 위해서는 피스톤의 위치가 일정한 구간에 있어야 하는데, 중부하 이상에서는 이 조건을 맞추기가 불가능하다. 또한 중.고속 영역에서는 피스톤의 움직임이 빨라져 연소안정성을 확보할 수 있는 분사시기를 맞출 수가 없다. 따라서 실제로 초 희박 연소를 할 수 있는 초 희박 연소 구간은 엔진회전수 3500rpm 이하, BMEP 4bar 정도로 제한적이며 그 밖의 구간에서는 필연적으로 이론공연비 운전을 할 수 밖에 없다. 따라서 1세대 초희박 직접 분사 엔진은 초 희박 성층 연소의 장점을 다 활용하지 못하며, 유럽의 배기 규제 모드인 차량 NEDC 모드를 분석하면 전체 시간의 약 30% 정도의 시간만 성층 연소 운전을 하고 나머지 70%는 이론공연비 운전을 하게 되어 차량의 연비 개선 폭은 5% 정도 수준에 머무른다. (도 4 참조) In the first generation ultra thin direct injection engines described above, despite the advantages such as high thermodynamic efficiency in ultra lean combustion, there are many limitations in placing the fuel / air mixture around the spark plug during the ignition time that can be ignited. . In areas of heavy load and above, a large amount of fuel must be injected and therefore the timing of injection must be advanced, but the position of the piston must be in a constant section for the injected fuel to move around the spark plug with the aid of the piston top shape. In the above, it is impossible to meet this condition. In addition, in the medium and high speed range, the piston moves faster and the injection timing that can ensure combustion stability cannot be achieved. Therefore, the ultra lean combustion section that can actually perform ultra lean combustion is limited to the engine speed of 3500rpm or less, BMEP 4bar, and inevitably, the theoretical performance ratio operation is inevitable. Therefore, the first generation ultra thin direct injection engine does not take full advantage of ultra lean stratified combustion, and the analysis of vehicle NEDC mode, which is the European exhaust regulation mode, shows that stratified combustion operation takes about 30% of the time. The% drive theoretical fuel economy, and the fuel efficiency improvement of the vehicle is only about 5%. (See Figure 4)

상기 도 4 는 종래의 엔진(1세대 초희박 직접 분사엔진)의 유럽 연비모드(NEDC) 차량 시험결과를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a test result of a European fuel efficiency mode (NEDC) vehicle of a conventional engine (first generation ultra thin direct injection engine).

또한, 1세대 초희박 직접 분사 엔진의 경우 피스톤 상면으로 연료를 분사하기 때문에 분사된 연료의 일부가 연소에 참여하지 못하고 wall film 형태로 피스톤 상면에 머무르게 되며, 이는 미연소 HC 혹은 Soot 등의 오염배출물질 형성의 원인이 된다.In addition, since the first generation ultra-thin direct injection engine injects fuel to the piston upper surface, part of the injected fuel does not participate in combustion and stays on the piston upper surface in the form of a wall film. Causes material formation.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초희박 운전 중 목표 분사시간이 최소 기준 분사시간 이하로 될 때, 목표 분사시간을 계산 및 현재 공기량에 대한 임의의 값만큼 감량 보정한 분사 시간으로 운전하도록 함으로써, 분사시간이 줄어들거나 모드 변환에 따른 토오크 변동 없이 운전을 할 수 있게 하는 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above-described conventional problems, when the target injection time is less than the minimum reference injection time during ultra-thin operation, the target injection time is calculated and the weight loss correction by any value for the current amount of air injection It is an object of the present invention to provide a method of controlling fuel injection of a GDI engine using a piezo injector, which enables operation without time or by reducing the injection time or by changing the torque according to the mode change.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법은, The fuel injection control method of the GDI engine applying the piezo injector of the present invention for achieving the above object,

운전 조건을 고려한 1차 목표 분사시간을 계산하고, 목표 공기량, 목표 분사시간을 계산하여 1단계 연료 분사를 수행하는 단계와,Calculating a first target injection time in consideration of operation conditions, calculating a target air amount and a target injection time, and performing a first stage fuel injection;

엔진 운전 영역이 초희박 운전 영역인지 균등 운전 영역인지를 판단하여 2차 연료 분사를 수행하는 단계와, Determining whether the engine driving region is an ultra-thin driving region or an even driving region and performing secondary fuel injection;

목표 분사 시간이 최소 기준 분사시간 이하인가와 초희박 운전인가를 판단하는 단계와,Determining whether the target injection time is less than or equal to the minimum reference injection time and ultra-thin driving;

목표 분사 시간이 최소 기준 분사 시간 이하 및 초희박 운전이면, 목표 분사시간을 보정하는 단계와, Correcting the target injection time if the target injection time is less than or equal to the minimum reference injection time and the ultra-thin operation;

상기 목표 분사시간 보정단계에서 보정된 목표 분사 시간을 현재 공기량만큼 감소하는 단계와, Reducing the target injection time corrected in the target injection time correction step by a current amount of air;

감소된 분사시간으로 분사 시스템을 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Operating the injection system with a reduced injection time.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a fuel injection control method of a GDI engine to which the piezo injector of the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 기술인 스프레이 안내(Spray-Guided) GDI 엔진은 핵심은 200bar의 고압 연료를 수행할 수 있는 피에조 인젝터로 이는 피에조 소자를 이용하여 니 들(Niddle)을 작동시키는 것으로 피에조 인젝터는 분사되는 연료 형태가 엔진 내부 유동에 큰 영향을 받지 않는 형태이다. 또한 인젝터와 점화 플러그가 중앙에 위치하고 그 간격이 작아 연료가 잘 증발 하기 위해 많은 연료분사량과 혼합기 형성이 필요하다. 즉 인젝터에서 점화플러그로 혼합기의 전달이 잘 일어나도록 해야 한다. 이는 다른 인젝터(1세대 초희박 직접 분사 엔진의 인젝터)와 비교해볼 때 Outward Opening Conical Spray Nozzle을 적용한 피에조 인젝터가 분무침투(spray penetration)가 가장 작게 나타난다. 이 인젝터의 특징은 연료 미립화에 유리 (연료 미립화시 직경 15 μm 이하)하고 Outward opening conical spray nozzle 형태를 가짐으로서 연료에 의한 점화플러그 전극 wetting 방지, 점화플러그가 분무된 연료에 가깝게 위치하여 혼합기의 안정적 점화 가능한 인젝터이다. The spray-guided GDI engine of the present invention is a piezo injector capable of carrying a high pressure fuel of 200 bar, which operates a needle using a piezo element, and the piezo injector is a fuel type injected. Is not affected by the internal flow of the engine. In addition, the injector and spark plugs are located in the center and the spacing is small, which requires a large amount of fuel injection and a mixture to make the fuel evaporate well. In other words, it is important to ensure that the mixer is well transferred from the injector to the spark plug. Compared to other injectors (injectors of the first generation ultra thin direct injection engines), the piezo injector using the Outward Opening Conical Spray Nozzle shows the smallest spray penetration. Features of this injector are advantageous for fuel atomization (up to 15 μm in diameter when atomizing fuel) and have the form of outward opening conical spray nozzle to prevent wetting of spark plug electrodes by fuel, and to ensure the stability of the mixer by being located close to the fuel sprayed with spark plugs. It is a ignitable injector.

도 5 는 피에조 인젝터 시스템의 구조 및 작동원리를 도시한 도면이다.5 is a diagram showing the structure and operation principle of the piezo injector system.

피에조 인젝터의 특징을 정리하면 다음과 같다.(도 5 참조) The characteristics of the piezo injector are summarized as follows (see FIG. 5).

- 피에조 액츄에이터를 사용한 outward opening injection nozzle 이용-Outward opening injection nozzle using piezo actuator

- 전기장을 발생시켜 압전효과를 이용, 액츄에이터 세라믹 소자를 인장 및수축하여 인젝터 니들 개폐 -Using the piezoelectric effect by generating an electric field, injector needle opening and closing by tensioning and contracting the actuator ceramic element

- 인젝터 니들 스토로크는 20Mpa에서 30 μm이며 최대 세라믹 소자 길이는 40mm-Injector needle stroke is 30 μm at 20Mpa and maximum ceramic element length is 40mm

- 인젝터 노즐, 피에조 액츄에이터, 보상 기구 (compensating element)가 주요 구성품으로 일렬로 배열, 기능적으로 독립되어 있음-Injector nozzles, piezo actuators and compensating elements are arranged in a row as major components and functionally independent

- 보상 기구 : 인젝터 하우징에 비해 피에조 세라믹 소자의 열팽창이 작으므 로 유압을 사용하여 니들 스트로크를 보상-Compensation mechanism: Compensation of needle stroke by using hydraulic pressure because thermal expansion of piezo ceramic element is smaller than that of injector housing.

- 인젝터 개폐시 최대 스트로크 도달 시간은 각각 200 μs이며 부분 스트로크도 가능-Maximum stroke arrival time when opening and closing the injector is 200 μs each and partial stroke is also possible.

- 실린더 헤드의 좁은 공간에 인젝터와 점화플러그를 설치해야 함 : B sample에 비하여 외경을 줄여 인젝터 형상 변경 (도 5 참조)-Injector and spark plug should be installed in a narrow space of the cylinder head: Change the injector shape by reducing the outer diameter compared to B sample (see Fig. 5)

위의 Spray-Guided GDI 엔진의 경우, 현재 당 팀에서 설계 제작하여 시험 중에 있으며 관련 연소실 형상은 현재 특허 출원 중에 있다. 특허 출원된 연소실 형태의 간략한 요약은 다음과 같다. 즉 Spray-Guided GDI 엔진은 분사기(피에조 인젝터)와 점화플러그가 모두 연소실 상부에 위치한다. 인젝터는 상대적으로 저온인 흡기밸브 측에 위치하며, 점화플러그는 연소실 레이아웃에 유리하도록 M12 Long-reach 형태를 사용한다. 제한된 연소실 상부의 공간에 분사기와 점화플러그를 모두 설치할 수 있도록 배기밸브의 크기는 포트분사식 엔진에 비해 1mm 축소하였고, 밸브간의 피치는 포트분사식 엔진에 비해 5mm 확대하였다. (도 6 참조)The Spray-Guided GDI engine above is currently being designed, tested and tested by our team, and the associated combustion chamber geometry is currently pending. A brief summary of the patent pending combustion chamber form follows. In other words, in the Spray-Guided GDI engine, both the injector (piezo injector) and the spark plug are located above the combustion chamber. The injector is located on the relatively low temperature intake valve side, and the spark plug uses the M12 long-reach type to favor the combustion chamber layout. In order to install both the injector and the spark plug in the space above the limited combustion chamber, the exhaust valve size was reduced by 1mm compared to the port injection engine, and the pitch between the valves was increased by 5mm compared to the port injection engine. (See Figure 6)

상기 도 6 은 본 발명의 기술 (Spray-Guided GDI 엔진) 연소실 구성(기 특허출원 중)을 도시한 사시도이다.6 is a perspective view showing the construction of the technology (Spray-Guided GDI engine) combustion chamber (pending patent application) of the present invention.

도시된 바와 같이, 고압의 피에조 인젝터 및 점화플러그가 중앙에 위치하기 때문에 흡기밸브 및 배기밸브와의 간극에 대한 설계 가이드라인을 준수하고 흡/배기 캠캡과의 조립성 있는 간극을 확보하면서도 분사기와 점화플러그 삽입 구 사이의 벽 두께를 2mm 이상 유지하기 위해, 분사기는 흡기방향으로 9도, 점화플러그는 배기방향으로 3.5도 기울어지게 배치하였다. 이 때, 분사기와 점화플러그의 위치는 분사된 연료 분무 외곽에 점화를 할 수 있도록 고안되었다. (도 7 참조)As shown, the high-pressure piezo injector and spark plug are centrally located, ensuring compliance with the design guidelines for clearance between the intake and exhaust valves and ensuring an assembling clearance with the intake / exhaust cam caps In order to maintain the wall thickness between the plug insertion holes of 2 mm or more, the injector was arranged at an inclination of 9 degrees in the intake direction and the spark plug was inclined at 3.5 degrees in the exhaust direction. At this time, the position of the injector and the spark plug is designed to ignite the injected fuel spray. (See Figure 7)

도 7 은 분사기와 점화플러그의 배치(기 특허 출원중) 상태를 도시한 도면이다.Fig. 7 is a view showing the arrangement of the injector and the spark plug (prior patent pending).

상기 출원중인 것은 피에조 인젝터를 사용한 Spray-Guided GDI 엔진의 연소실 형태에관련된 것이며, 본 기술은 200bar 이상의 고압 피에조 인젝터를 적용한 Spray-Guided GDI 엔진의 연료가 분사 방식 로직에 관한 것으로, 본 고압 피에조 인젝터 분사 로직은 기존의 1세대 초희박 직접 분사 엔진나 포트 분사 엔진과는 다른 로직을 적용하여야 한다. 본 특허 제안은 이와 관련한 인젝션 로직에 관한 것이다.The above-mentioned application relates to the combustion chamber shape of a Spray-Guided GDI engine using a piezo injector. The logic should apply different logic from the existing first generation ultra thin direct injection engine or port injection engine. The present patent proposal relates to injection logic in this regard.

설명의 편의상, 기존의 분사 제어 방식에 대해 먼저 설명하기로 한다.For convenience of description, a conventional injection control method will be described first.

도 8 은 기존 1세대 초희박 GDI 엔진의 연료 분사 로직을 도시한 도면이고,8 is a diagram illustrating fuel injection logic of a conventional first generation ultra thin GDI engine,

도 9 는 기존 1세대 초희박 GDI 엔진 연료 분사 제어로직 플로우 챠트이다.9 is a conventional first generation ultra-thin GDI engine fuel injection control logic flow chart.

본 제안의 연료 제어 방식을 비교하기 위하여 기존 1세대 초희박 GDI 엔진의 연료 분사 제어 방식을 보면 다음과 같다(1세대의 경우 단일 연료 분사 로직이 적용된다.)To compare the fuel control method of this proposal, the fuel injection control method of the existing first generation ultra-thin GDI engine is as follows (in the first generation, a single fuel injection logic is applied).

일반적으로 1세대 초희박 직접 분사 엔진의 경우, 상기 도 9 에 나타난 것과 같이, 엔진의 연료 분사량 제어는 차량의 각 센서들로부터 입력되는 신호를 제어 수단에서 판단하여 그 때마다 필요한 연료량을 결정하여 인젝터를 통해서 분사하게 된다. 이때 연료 분사량은 분사시기에 비례하며, 제어 수단으로는 상기 각 센서들로부터 입력되는 신호에 대하여 공연비를 판단하고, 이 판단된 공연비에 따른 연료 는 인젝터의 구동 시간 즉 분사시간을 설정함으로써 이루어진다. 따라서 연료 분사량을 많이 하게 될 경우 분사시간을 길게 하고, 분사량이 적은 경우에는 분사시간을 짧게 하는 것으로 분사 제어를 수행한다. In general, in the case of the first generation ultra thin direct injection engine, as shown in FIG. 9, the fuel injection amount control of the engine determines the amount of fuel required at each time by determining the signal input from each sensor of the vehicle in the injector. Will be sprayed through. At this time, the fuel injection amount is proportional to the injection timing, and the control means determines the air-fuel ratio with respect to the signals input from the sensors, and the fuel according to the determined air-fuel ratio is set by setting the driving time of the injector, that is, the injection time. Therefore, when the fuel injection amount is increased, the injection time is increased, and when the injection amount is small, the injection time is controlled by shortening the injection time.

이와 같이 연료 분사 제어를 수행함에 있어서 종래에는 운전시 엔진의 흡입 공기량에 대하여 정해지는 분사량 즉 일정한 기준이 되는 공연비로 하기 위한 필요한 기본 분사량에 대한 분사시간을 계산하고, 이어서 기본 분사량에 대한 분사시간에 운전 조건을 맞추어서 퍼지를 고려한 목표 분사시간(T1)을 계산하여 운전을 진행하게 된다.In performing fuel injection control as described above, conventionally, the injection time is determined for the injection amount determined for the intake air amount of the engine during operation, i.e., the basic injection amount necessary for the air-fuel ratio to be a constant reference value, and then the injection time for the basic injection amount is calculated. The operation is performed by calculating the target injection time T1 considering the purge according to the operating conditions.

이하에서는 본 발명에 따른 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법에 있어서의 작동 로직에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation logic in the fuel injection control method of the GDI engine to which the piezo injector is applied will be described.

본 제안은 4기통 피에조 시스템으로 구성되어 있는 Spray-Guided GDI 엔진에 관한 것이다. 시스템의 구성안은 도 10 에 나타나 있다. The proposal is directed to a Spray-Guided GDI engine consisting of a four-cylinder piezo system. A schematic of the system is shown in FIG.

도 10 은 본 발명의 피에조 인젝터 시스템의 구성도이다.10 is a block diagram of a piezo injector system of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명 시스템의 경우는 기존 시스템과는 다르게 피에조 인제터(10)만을 따로 구동할 수 있는 인젝터 드라이버(30)가 시스템 내에 구성되어 있다. 관련된 각 인젝터 시스템의 구동 조건은 다음과 같다.As shown, in the system of the present invention, an injector driver 30 capable of driving the piezo injector 10 separately from the existing system is configured in the system. The driving conditions of each related injector system are as follows.

1) 외부 트리거 신호 요구 조건1) External trigger signal requirement

- Sising edge of control signal : 5 μs 이하 -Sising edge of control signal: 5 μs or less

- Signal level : CMOS (5V) -Signal level: CMOS (5V)

- 외부 트리거 : active high (피에조 드라이버 설정시 외부 트리거 신호 출력 없음) -External trigger: active high (no external trigger signal output when setting piezo driver)

2) 피에조 드라이버 체크리스트2) Piezo Driver Checklist

- 에너지 수준 : 항상 20% 이상 Energy level: always 20% or more

- 2중 연료 분사 한계 : 4500 rpm Dual fuel injection limit: 4500 rpm

- 3중 연료 분사 한계 : 3000 rpm  Triple fuel injection limit: 3000 rpm

기존 1세대 초희박 직접분사엔진과는 달리 본 시스템은 연료량 조절 외에도 피에조 인젝터 동력수준 조절, 피에조 특수 기능 수행, 3중 연료 분사까지 가능하게 하는 연료 분사 제어 로직 등의 기능을 다음과 같이 정리할 수 있다.Unlike the existing first generation ultra thin direct injection engine, this system can not only adjust the fuel level but also control the piezo injector power level, perform the special functions of the piezo, and fuel injection control logic that enables triple fuel injection as follows. .

- 피에조 니들 개폐 : 각 실린더에 대한 피에조 스택의 부하 상황에 따라 전압 수준이 조절되어 개폐 정도 조절 -Piezo needle opening and closing: The voltage level is adjusted according to the load situation of the piezo stack for each cylinder to control the opening and closing degree

- 각 인젝터들의 분사량 차이를 보상하여 같은 분사 특성 -The same injection characteristics by compensating for the difference in injection volume of each injector

- 분사시 분사 펄스 세 번까지 가능 : 연소 과정과 배기 가스 후처리 상황에 따라 -Up to three injection pulses during injection: Depending on the combustion process and exhaust gas aftertreatment

연료 분사 정도 조절 가능, 연소 가능한 혼합기 영역 증가한다.   Adjustable fuel injection degree, increase the combustible mixer area.

도 11a 내지 11d 는 본 발명에 따른 스프레이 안내 GDI 엔진에 있어서, 인젝터 연료분사 방식을 도시한 개략도이다.11A to 11D are schematic diagrams showing an injector fuel injection method in the spray guide GDI engine according to the present invention.

본 발명의 시스템을 이용한 연료 분사 시스템 제어 로직으로, Spray-Guided GDI 엔진의 운전 조건에 따라서 다음과 같이 정리된다. The fuel injection system control logic using the system of the present invention is summarized as follows according to the operating conditions of the Spray-Guided GDI engine.

Spray-Guided GDI 엔진 피에조 인젝터 연료 분사 방식(Injection Strategies)은, Spray-Guided GDI Engine Piezo Injector Fuel Injection Strategies

1) 균등 단일분사(Homogeneous single injection)(도 11a 참조) 1) Homogeneous single injection (see FIG. 11A)

분사시작 시기는 밸브타이밍, BTDC 300˚CA(근처 흡기와 실린더내 유동에 따라 결정된다.)   Injection timing is based on valve timing, BTDC 300˚CA (depending on nearby intake and in-cylinder flow)

2)포스트 펄스가 있는 균등 단일분사(Homogeneous single injection with post pulse)(도 11b 참조)2) Homogeneous single injection with post pulse (see Figure 11b)

- 초기분사는 밸브타이밍, BTDC 300˚CA 근처 흡기와 실린더내 유동에 따라 결정되고, -The initial injection is determined by the valve timing, intake and in-cylinder flow near BTDC 300˚CA,

- 후분사 시기는 ATDC 25˚CA 근처, 후 분사량은 약 2~4 mg/stk -Post injection time is near ATDC 25˚CA, Post injection is about 2 ~ 4 mg / stk

3) 스트레티파이드 단일 분사(Stratified single injection)(도 11c 참조)3) Stratified single injection (see FIG. 11C)

분사 종료는 점화 전 1~5˚CA 근처 에서 실린더 내부 유동, 연료압, RPM에 따라 결정  Injection termination depends on cylinder flow, fuel pressure and RPM near 1 to 5˚CA before ignition

4) 스트레티파이드 이중(Stratified double injection)(도 11d 참조)4) Stratified double injection (see FIG. 11D)

-두번째 분사종료는 점화전 4˚CA~점화후 4˚CA 범위에서 실린더내 유동,연료압,RPM 고려  -The second injection finish takes into account cylinder flow, fuel pressure, and RPM in the range of 4˚CA before ignition and 4˚CA after ignition.

-두 번째 분사량은 약 2~4 mg/stk 2nd injection volume is about 2-4 mg / stk

-초기분사와 두 번째 분사 간격은 약 0.3~0.5 ms Initial injection and second injection intervals approx. 0.3-0.5 ms

피에조 인젝터 시스템의 가장 큰 장점은 2차 분사기간(injecton duration)이 최소 0.1ms 이하로 조정 가능하며 1st Injection과 2nd Injection 사이의 분사 간격이 0.3~0.5ms로 제어가 가능하다. 이를 위한 본 제안 인젝션 제어 로직은 다음과 같다.(도 12 참조)The biggest advantage of the piezo injector system is that the secondary injection duration can be adjusted to less than 0.1ms and the injection interval between 1st Injection and 2nd Injection can be controlled to 0.3 ~ 0.5ms. The proposed injection control logic for this is as follows (see Fig. 12).

도 12 는 본 발명에 따른 스프레이 가이드 GDI 엔진의 연사분사 제어방법을 도시한 플로우 챠트이다.12 is a flowchart illustrating a method of controlling the thermal spraying in the spray guide GDI engine according to the present invention.

본 발명에 따른 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법은 운전 조건을 고려한 1차 목표 분사시간을 계산하고, 목표 공기량, 목표 분사시간을 계산하여 1단계 연료 분사를 수행하는 단계와, 엔진 운전 영역이 초희박 운전 영역인지 균등운전 영역인지를 판단하여, 2차 연료 분사를 수행하는 단계 즉, 목표 분사 시간이 최소 기준 분사시간 이하인가와 초희박 운전인가를 판단하는 단계, 목표 분사 시간이 최소 기준 분사시간 이하 및 초희박 운전이면, 목표 분사 시간을 보정하는 단계 및 상기 단계에서 보정된 목표 분사 시간을 현재 공기량 만큼 감소하는 단계, 감소된 분사시간으로 분사 시스템을 운전하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다. A fuel injection control method of a GDI engine using a piezo injector according to the present invention includes calculating a first target injection time in consideration of operating conditions, calculating a target air amount and a target injection time, and performing a first stage fuel injection; Determining whether the area is an ultra-thin driving area or an equal driving area, and performing secondary fuel injection, that is, determining whether the target injection time is less than or equal to the minimum reference injection time and whether the target is ultra-thin driving, and the target injection time is minimum If it is less than the standard injection time and the ultra-thin operation, characterized in that it comprises the steps of correcting the target injection time, reducing the target injection time corrected in the step by the current amount of air, operating the injection system with a reduced injection time do.

그러므로 본 제안은, 초희박 운전 중 목표 분사 시간이 최소 기준 분사 시간 이하로 될 때 목표 분사 시간을 계산 및 현재 공기량에 대한 임의의 값만큼 감량 보정한 분사 시간으로 운전하도록 함으로써, 분사시간이 줄어들거나 모드 변환에 따른 토오크 변동 없이 운전을 할 수 있게 되는 것이다. Therefore, the present proposal is to reduce the injection time by driving the target injection time when the target injection time during the ultra-thin operation is less than the minimum reference injection time, and to operate with the injection time reduced by any value for the current amount of air. It is possible to operate without changing the torque according to the mode change.

본 제안의 엔진의 목표 분사 시기 보정 제어 방법에 대한 플로우챠트는 다음과 같다.The flow chart of the target injection timing correction control method of the engine of this proposal is as follows.

운전 조건이 초희박 운전 조건인지 균등 운전 영역인지를 판단하여 그 값을 리턴하고 균등 운전 영역일 경우, 기본 1차분사를 고려한 기본 목표 시간을 계산하는 단계와, 기본 목표 시간이 계산된 상태에서 엔진 운전 조건을 고려한 목표 공기 량, 목표 분사시간 계산하는 단계와, 계산된 목표 분사시간으로 1차분사 시간만큼 피에조 인젝터를 운전을 수행하는 단계, 운전 조건이 초희박 운전이면 목표 분사시간이 최소 기준 분사시간 이하인가를 판단하는 단계, 목표 분사시간이 최소 기준 분사시간 이하 및 초희박 운전이면, 목표 분사시간을 이전 목표 분사시간에 임의의 값으로 보정하는 단계, 목표 분사시간을 현재 공기량 만큼 계산하는 단계, 감소된 공기량으로 피에조 연료 분사 드라이버를 조정 2차분사를 운전하는 단계로 이루어지도록 한 것이다. It is determined whether the driving condition is an ultra-thin driving condition or an equal driving area, and the value is returned. If the driving condition is an equal driving area, the engine calculates the basic target time considering the basic first injection, and calculates the engine in the state where the basic target time is calculated. Calculating the target air volume considering the operating conditions, the target injection time, and operating the piezo injector for the first injection time using the calculated target injection time; and if the operating condition is ultra-thin operation, the target injection time is the minimum reference injection. Determining whether the time is less than the time, if the target injection time is less than the minimum reference injection time and the ultra-thin operation, correcting the target injection time to an arbitrary value from the previous target injection time, and calculating the target injection time by the current amount of air. In this case, the piezo fuel injection driver is operated by adjusting the secondary injection with reduced air volume.

위와 같은 이중 분사 로직을 이용한 시험 결과는 다음과 같다.   The test results using the above dual injection logic are as follows.

기존 분사 방식인 단일 분사와 다중 분사를 적용한 결과와의 특성을 비교하기 위하여 본 적용 분사 방법 및 단일 분사 방식의 결과를 도 13 에서 비교하였다.In order to compare the characteristics of the results of applying the single injection and the multiple injection, which are the conventional injection methods, the results of the present injection method and the single injection method are compared in FIG. 13.

도 13 은 단일분사 및 피에조 고압분사 시험결과를 도시한 그래프이다.13 is a graph showing the results of the single injection and piezo high pressure injection test.

위의 결과에서와 같이, 단일 분사시 수트(soot) 발생이 증가한다. 엔진 작동 상태, 실화 특성, 배기 특성 시험 결과 HC, CO 발생량은 비슷하나 피에조 고압 분사가 단독 분사보다 넓은 영역에서 Soot 발생량은 상당히 감소한다. 이중 분사시 NOx 발생량은 증가하므로 EGR 이 필요하다. 이는 초희박 연소의 경우 외부 EGR이 필수적으로 적용되어야 하는 것으로 알려진 결과와 일치한다.(도 14 참조)As in the above results, soot generation increases with a single spray. Test results of engine operation, misfire and exhaust characteristics show similar HC and CO emissions, but the soot generation is considerably reduced in the area where piezo high-pressure injection is larger than single injection. EGR is needed because the amount of NOx generated during double injection increases. This is consistent with the findings that external EGR is indispensable for ultra-lean combustion (see Figure 14).

상기 도 14 는 단일분사 및 피에조 고압 분사 적용시, 연소 안정성 시험 결과를 도시한 그래프이다.14 is a graph showing the results of the combustion stability test in the single injection and piezo high pressure injection application.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔 진의 연료분사 제어 방법은 다음과 같은 효과를 발휘한다.As described above, the fuel injection control method of the GDI engine to which the piezo injector according to the present invention has the following effects.

먼저, 본 기술의 성능 향상면에 있어서, 연소실 내부로 가솔린 연료를 직접 분사하며, 연료가 연소실 내부에서 증발하는 증발 잠열에 의해 연소실 온도가 저하시키는 연소실 내로의 유입 유동에 의한 냉각효과라는 부수적인 발생한다. 이로 인하여 흡기 공기의 밀도가 올라가 충진효율(Volumetric Efficiency)이 향상되고, 냉각 효과에 의해 엔진에서 발생되는 노킹(Knocking) 현상을 억제할 수 있다. 이러한 효과는 특히 1500~2500rpm의 저.중속 구간에서 토크가 약 3% 높아진다. 또한 이러한 저.중속 토크 증대를 활용하여 흡기계 튜닝이나 캠 프로파일 변경을 통해 저.중속 토크를 포트분사식 엔진 정도로 유지하면서 고속에서의 최대 토크나 최고 출력의 향상이 가능하다.First, in terms of improving the performance of the present technology, incidental occurrence of a cooling effect by directly injecting gasoline fuel into the combustion chamber, and by the inflow flow into the combustion chamber in which the combustion chamber temperature is lowered by latent heat of evaporation of the fuel in the combustion chamber. do. As a result, the density of intake air increases, thereby improving the filling efficiency (Volumetric Efficiency), it is possible to suppress the knocking (knocking) phenomenon generated in the engine by the cooling effect. This effect is about 3% higher torque, especially at low to medium speeds of 1500 to 2500 rpm. In addition, by utilizing the low and medium speed torque increase, it is possible to improve the maximum torque or the maximum power at high speed while maintaining the low and medium speed torque as the port injection engine by adjusting the intake system or changing the cam profile.

다음, 연비 향상면에 있어서, 본 제어 기술을 적용함으로써 초희박 연소를 가능하게되며 특히 차량 사용자들의 주 운전 영역인 4000rpm 이하, BMEP 6bar 이하의 저.중속 영역에서 초 희박 성층 연소가 가능하다. 이로 실질적으로 많이 사용되는 운전 영역에서의 초희박 운전 및 스토틀링(Throttling) 손실 저감을 감안한 펌핑로스 저감, 그리고 초 희박 운전 영역 확장을 통해 실질적으로 다이노(Dyno)에서 수행되는 엔진 연비는 최소 15% 이상 향상되며, 초희박 운전 영역의 확대를 통하여 실차 주행 및 모드 주행에서의 연비가 10% 이상 향상된다.Next, in terms of fuel efficiency improvement, ultra-thin combustion is possible by applying the present control technology, and in particular, ultra-thin stratified combustion is possible in a low and medium speed region of less than 4000rpm, BMEP 6bar or less, which is the main driving area of vehicle users. This results in at least 15% engine fuel economy achieved in Dyno by reducing pumping losses in consideration of ultra-thin operation and reducing throttling losses in practically popular operating areas, and by expanding the ultra-lean operating area. As described above, the fuel efficiency in the actual vehicle driving and the mode driving is improved by 10% or more through the expansion of the ultra-thin driving range.

또한, 상품성 향상면에 있어서, 실 도로 주행에서 연비 10% 저감을 가정하고 년간 20,000km 주행을 가정할 시, 본 기술을 적용한 차량은 포트분사 차량에 비해 년간 약 29만 6천원의 유류비가 절약된다. 본 기술 적용 시 원가 상승에 기인한 차 량 소비자가 상승을 고려할 때, 운행 후 5-6년 후부터 절약효과가 나타나게 된다. 이는 2006년 7월 현재의 유가(리터 당 1,553원)를 기준하였을 때의 수치이며, 향후 유가가 더 올라가는 경우 상품성은 더욱 커지게 된다.In addition, in terms of improving the merchandise, assuming that fuel consumption is reduced by 10% in real road driving and 20,000 km per year, the vehicle using this technology saves about 296,000 won in fuel costs per year compared to a port injection vehicle. . Considering the rise of vehicle consumers due to the cost increase in applying this technology, the savings will be realized 5-6 years after the operation. This is based on oil prices (KRW 1,553 per liter) as of July 2006. If oil prices rise further in the future, marketability will increase.

Claims (2)

피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법으로서,As a fuel injection control method of a GDI engine using a piezo injector, 운전 조건을 고려한 1차 목표 분사시간을 계산하고, 목표 공기량, 목표 분사시간을 계산하여 1단계 연료 분사를 수행하는 단계와,Calculating a first target injection time in consideration of operation conditions, calculating a target air amount and a target injection time, and performing a first stage fuel injection; 엔진 운전 영역이 초희박 운전 영역인지 균등 운전 영역인지를 판단하여 2차 연료 분사를 수행하는 단계와, Determining whether the engine driving region is an ultra-thin driving region or an even driving region and performing secondary fuel injection; 목표 분사 시간이 최소 기준 분사시간 이하인가와 초희박 운전인가를 판단하는 단계와,Determining whether the target injection time is less than or equal to the minimum reference injection time and ultra-thin driving; 목표 분사 시간이 최소 기준 분사 시간 이하 및 초희박 운전이면, 목표 분사시간을 보정하는 단계와, Correcting the target injection time if the target injection time is less than or equal to the minimum reference injection time and the ultra-thin operation; 상기 목표 분사시간 보정단계에서 보정된 목표 분사 시간을 현재 공기량만큼 감소시키는 단계와, Reducing the target injection time corrected in the target injection time correction step by a current amount of air; 감소된 분사시간으로 분사 시스템을 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터를 적용한 GDI 엔진의 연료분사 제어 방법.A method of controlling fuel injection of a GDI engine using a piezo injector, comprising: operating an injection system with a reduced injection time. 삭제delete
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