KR100974719B1 - 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법에 관한 것으로서, 차량이 시동되면 실린더별 엔진가속도를 측정하는 단계, 측정된 엔진가속도를 미리 정해진 기준치와 비교하여 엔진가속도의 크기가 상기 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하고, 엔진가속도의 크기가 상기 기준치 이상이면 로직을 종료하는 누기 판정 단계, 누기 검출 횟수를 합산하여 누기 검출 횟수가 미리 정해진 설정횟수 이상이면 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하는 단계, 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하면, 이에 따라 시동연료량을 제어하는 시동연료량 제어 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 LPI 차량에서 인젝터의 미세한 누설을 진단할 수 있는 효과가 있다.

엔진, LPI, 시동연료량, 진단, 인젝터, 누설, 누기, 시동, 공연비, 배출가스.

Description

차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법 {Method for diagnosing leakage of fuel of injector in car}

본 발명은 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 장착된 인젝터의 연료 누설 정도를 판단하여 시동연료량을 조절하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액화 석유 가스(LPG)를 연료로 사용하는 차량은 연료탱크로부터 공급되는 액화 석유 가스가 베이퍼라이저(vaporizer)와 믹서(mixer)를 거치면서 기체 상태로 엔진에 공급되는 구조로 되어 있다. 그러나, 이런 타입은 출력성능, 연비, 저온 시동성, 배기가스 등에서 많은 문제점을 가지고 있어서 최근에는 LPI(Liquefied Petroleum Injection) 엔진 차량이 개발되어 사용되고 있다.

LPI 차량이라 함은 기존 LPG 차량의 가스 붐베내에 연료펌프를 장착하여 LPG를 액상의 상태에서 압송하여 가스 인젝터에서 분사되도록 하는 연료 계통을 채택하고 있는 차량을 지칭하며, LPG 차량과 대비하여 출력성능, 연비, 저온 시동성, 배기가스 등의 면에서 우수하다.

도 1은 일반적인 LPI 엔진 시스템 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, LPI 엔진 시스템은 연료 탱크(10), IFB(20), ECU(30), 인젝터(40), 압력 센서(50), 크랭크 위치 센서(60), 연료 차단 밸브(70), 연료 레귤레이터(80)를 포함하여 이루어진다.

연료 탱크(10) 내에는 연료를 액상으로 유지하기 위한 연료펌프가 설치되어있다. IFB(20)는 연료펌프 및 인젝터(40)를 제어하고, ECU(30)는 엔진 시스템의 전반적인 제어를 한다. 인젝터(40)는 연료를 분사하는 역할을 하고, 압력 센서(50)는 연료의 압력을 측정하는 역할을 하고, 크랭크 위치 센서(60)는 엔진의 회전각을 측정하는 역할을 한다. 연료 차단 밸브(70)는 연료의 유입을 차단하는 밸브이고, 연료 레귤레이터(80)는 연료라인압력을 제어하는 역할을 한다.

도 1에서 LPI 엔진 시스템은 연료 탱크(10) 내에 연료 펌프를 설치하여 액상의 LPG 연료를 연료라인을 통하여 압송한 후 인젝터(40)를 통하여 액상의 연료를 분사하는 구조로 되어 있다.

최근 LPI 차량에서의 배출가스 규제 강화에 따라 배출가스를 저감시키기 위한 관심이 증대되고 있다. LPI 차량에서 인젝터의 누설시 남아있는 LPG 연료가 시동시에 시동 공연비를 농후하게 하여 배출가스 중 HC를 증가시키는 문제점이 있다. 특히 LPI 차량 중 SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle) 배출가스 규제를 만족하기 위해서는 인젝터의 미세한 누기량을 진단하여 시동 공연비에 영향이 없도록 연료량을 제어하는 것이 필요하다. 이를 위해서는 인젝터의 누설 수준을 판단하여 시동연료량을 감량 조절하는 알고리즘이 있어야 한다.

종래 인젝터의 누설을 진단하여 시동연료량을 조절하는 시도가 있었다. 도 2는 종래 차량에서의 인젝터의 연료 누설 진단 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 2에서 차량이 시동되면(S201), 시동시간이 기준시간 이상인지를 확인한다(S203). 시동시간이 기준시간 이상이면 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정한다(S205). 그리고, 그에 따라 시동 연료량을 제어한다(S207).

이와 같은 종래 인젝터의 연료 누설 진단 방법은 시동시간만을 이용하여 인젝터의 누설을 진단하기 때문에, SULEV 배출기준에 대응할만한 수준의 미세한 인젝터의 연료 누설량을 진단하지는 못한다. 또한, 종래 인젝터의 연료 누설 진단 방법은 누설이 발생하면 시동연료량을 일정부분 감량하는 방식으로 제어하게 되나, 미세한 누설량의 경우에는 적절한 시동연료량 제어가 되지 않는다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인젝터의 미세한 누설량을 진단할 수 있으며, 미세한 인젝터의 연료 누설시에 시동연료량을 정밀하게 제어할 수 있는 인젝터 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량이 시동되면 실린더별 엔진가속도를 측정하는 단계, 측정된 엔진가속도를 미리 정해진 기준치와 비교하여 엔진가속도의 크기가 상기 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하고, 엔진가속도의 크기가 상기 기준치 이상이면 로직을 종료하는 누기 판정 단계, 누기 검출 횟수를 합산하여 누기 검출 횟수가 미리 정해진 설정횟수 이상이면 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하는 단계, 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하면, 이에 따라 시동연료량을 제어하는 시동연료량 제어 단계를 포함한다.

실린더별 엔진가속도를 측정하는 단계 후에, 측정된 엔진가속도에 연료조성 팩터를 곱한 연료조성 엔진가속도 값을 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 누기 판정 단계는 상기 연료조성 엔진가속도 값을 기준치와 비교하여 연료조성 엔진가속도 값이 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정할 수 있다.

상기 시동연료량 제어 단계는 시동연료량이 소정 비율로 감량되도록 제어할 수 있다. 이때 시동연료량 제어 단계 후에 감량된 시동연료량을 기반으로 상기 누 기 판정 단계로 되돌아가 해당 과정을 수행할 수 있다.

본 발명에 의하면 LPI 차량에서 인젝터의 미세한 누설을 진단할 수 있는 효과가 있다. 또한, 인젝터의 미세한 누설에 따라 시동연료량을 제어하여 배출가스를 저감할 수 있는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서의 인젝터의 연료 누설 진단 방법을 보여주는 흐름도이다.

차량이 시동되면(S301), 실린더별 엔진가속도를 측정한다(S303). 본 발명의 일 실시예에서 실린더별 엔진가속도를 측정하기 전에 수온과 흡기온을 측정하여 소정 조건을 만족하는 경우에 한하여 실린더별 엔진가속도를 측정하도록 할 수도 있다.

측정된 엔진가속도를 미리 정해진 기준치와 비교한다(S305). 엔진가속도의 크기가 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정한다(S307). S307 단계에서 엔진가속도의 크기가 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하는 이유는 다음과 같다. 정상적인 상태의 경우에 시동시 엔진토크가 점차로 증가하거나, 또는 실린더에 따라서 엔진가속도가 증가하는 경향이 있다. 그러나, 인젝터에 누기가 발생하면 정상상태에 비하여 엔진가속도의 증가속도가 늦어지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 엔진가속도의 크기가 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하는 것이다.

그리고, 누기 검출 횟수를 합산하여 누기 검출 횟수가 미리 정해진 설정횟수 이상인지 여부를 확인한다(S309). 누기 검출 횟수가 미리 정해진 설정횟수 이상이면 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정한다(S311).

인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하면, 이에 따라 시동연료량을 제어한다(S313).

본 발명의 일 실시예에서 측정된 실린더별 엔진가속도에 연료조성비율을 반영하여 누기검출여부를 판정할 수 있다. 즉, S303 단계 후에 측정된 엔진가속도에 연료조성 팩터를 곱한 연료조성 엔진가속도 값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, S305 단계는 연료조성 엔진가속도 값을 기준치와 비교하여 연료조성 엔진가속도 값이 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하게 된다.

본 발명의 일 실시예에서 S313 단계는 시동연료량이 소정 비율로 감량되도록 제어할 수 있다. 이때 감량된 시동연료량을 기반으로 S305 단계로 되돌아가서 해당 과정을 수행하게 된다. 즉, 감량된 시동연료량을 기반으로 한 엔진가속도와 기준치 를 비교하여 엔진가속도가 기준치를 초과하면 인젝터의 연료 누설이 발생하지 않은 것으로 판단하여 알고리즘을 종료하고, 엔진가속도가 기준치 이하이면 S305 단계 내지 S313 단계를 반복하여 인젝터의 연료 누설을 진단하고 시동 연료량을 제어하게 된다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 일반적인 LPI 엔진 시스템 구성을 보여주는 도면이다.

도 2는 종래 차량에서의 인젝터의 연료 누설 진단 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에서의 인젝터의 연료 누설 진단 방법을 보여주는 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 연료탱크 20 IFB

30 ECU 40 인젝터

50 압력 센서 60 크랭크 위치 센서

70 연료차단 밸브 80 연료 레귤레이터

Claims (4)

1. 차량이 시동되면 실린더별 엔진가속도를 측정하는 단계;

   측정된 엔진가속도를 미리 정해진 기준치와 비교하여 엔진가속도의 크기가 상기 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하고, 엔진가속도의 크기가 상기 기준치 이상이면 로직을 종료하는 누기 판정 단계;

   누기 검출 횟수를 합산하여 누기 검출 횟수가 미리 정해진 설정횟수 이상이면 인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하는 단계;

   인젝터에 누설이 발생한 것으로 판정하면, 이에 따라 시동연료량을 제어하는 시동연료량 제어 단계

   를 포함하는 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법.
2. 제1항에 있어서, 실린더별 엔진가속도를 측정하는 단계 후에,

   측정된 엔진가속도에 연료조성 팩터를 곱한 연료조성 엔진가속도 값을 산출하는 단계를 더 포함하고,

   상기 누기 판정 단계는 상기 연료조성 엔진가속도 값을 기준치와 비교하여 연료조성 엔진가속도 값이 기준치 이하이면 누기를 검출한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 시동연료량 제어 단계는 시동연료량이 소정 비율로 감량되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 시동연료량 제어 단계 후에 감량된 시동연료량을 기반으로 상기 누기 판정 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 차량 인젝터의 연료 누설 진단 방법.

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