KR100993968B1 - 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료파이프 안에 설치되어 실질적인 연료압력을 모니터링함으로써 연료압력 변화에 상관없이 항상 일정량의 연료가 분사되도록 하여 엔진성능을 유지시키고 연료펌프의 이상 유무를 사용자에게 알려 줄 수 있는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치에 관한 것이다.

상술한 본 발명은,

인젝터가 설치된 딜리버리파이프와 연료펌프를 연결하여 연료가 공급되도록 하는 것으로, 유입관과 유출관으로 이루어진 연료파이프에 있어서,

상기 유입관과 상기 유출관 사이에는 유입되는 연료압에 의하여 상기 유출관을 개방하며 그때의 연료압력을 감지하여 제어부로 보내는 연료압력센서부가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치를 제공한다.

Description

자동차 연료파이프용 연료압력감지장치{Fuel Pressure Measuring Apparatus for Fuel Pipe in Vehicles}

본 발명은 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료파이프 안에 설치되어 실질적인 연료압력을 모니터링함으로써 연료압력 변화에 상관없이 항상 일정량의 연료가 분사되도록 하여 엔진성능을 유지시키고 연료펌프의 이상 유무를 사용자에게 알려 줄 수 있는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자제어방식의 엔진은 ECU에 의하여 제어되는데, 그 중에서도 인젝터 분사시간의 제어는 특히 중요하다.

인젝터의 개방시간은 공회전시 보통 2ms∼4ms로서 이 때 분사되는 연료는 해당 실린더의 배기 행정시에 흡기밸브 쪽에 분사되어 흡기밸브 개방시 실린더로 유입된 후 연소된다.

인젝터의 분사량에 영향을 주는 인자들은 크게 분사시간, 배터리전압, 인젝터노즐의 직경, 연료압력 등으로 분류될 수 있다.

이중에서 배터리전압은 ECU에 의하여 보정되며, 이미 최적 설계되어 있는 인

젝터노즐의 직경은 고정된 값을 갖는다.

따라서, ECU에 입력되는 입력데이터, 예를 들면, 냉각수온, 공기유량, 스로틀포지션센서, 엔진회전부하, 차속 등을 감안하여 분사시간을 제어한다.

그러나, 인젝터 분사량에 영향을 미치는 중요한 인자인 연료압력의 변화는 ECU가 결정적으로 판단할 수 없다. 이에 따라, 연료압력의 측정이 전자제어엔진의 고장을 진단함에 있어서 매우 중요한 요소가 된다.

종래에는, 연료압력의 측정이 구조적인 문제로 극히 일부의 차량을 제외하고는 연료압력을 측정할 수 있는 포트가 외부에 노출되어 있지 않기 때문에 연료압력을 측정하기 위해서는 연료파이프를 분리하고, 측정어댑터를 장착하여 압력센서를 설치하는 과정을 통하여 이루어진다.

도1은 딜리버리파이프와 연결된 종래 연료파이프를 나타낸 도면이다.

도1에서 보면, 연료파이프(10)는 인젝터(21)가 설치된 딜리버리파이프(20)를 연료펌프(미도시)와 연결하여 연료펌프에서 압송된 연료가 상기 인젝터(21)까지 공급된 후 실린더 내부로 분사될 수 있도록 하는 연료공급관이다.

상기 연료파이프(10)는 도시된 바와 같이 연료펌프 측에서 공급된 연료가 들어오는 관(이하, "유입관(11)"이라 한다)과, 상기 유입관(11)과 연통되면서 상기 딜리버리파이프(20) 쪽으로 나가는 관(이하, "유출관(12)"이라 한다)으로 이루어진다.

이때, 도시된 바와 같은 V형 엔진에서는 상기 딜리버리파이프(20)가 양측에 설치되기 때문에 2개의 유출관(12)이 상기 유입관(11)과 교차하는 방향으로 배치된다.

따라서, 상기 유입관(11)으로 들어온 연료는 그 양측에서 분기되는 상기 유출관(12)을 통해 상기 딜리버리파이프(20)로 보내지며 상기 딜리버리파이프(20)로 공급된 연료는 딜리버리파이프(20)에 설치된 인젝터(21)를 통해 실린더로 분사된다.

통상, 상기 연료파이프(10) 내부의 연료는 소정의 압력(예를 들어 약 3.5b 정도)을 유지해야 상기 인젝터(21)가 소정시간만큼 개방될 때 그 분사량을 예측할 수 있다.

그러므로, 상기 연료파이프(10)에서의 연료압력의 유지는 분사량에 영향을 미치는 매우 중요한 인자가 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 연료파이프(10)는 연료를 단순히 인젝터(21)로 공급하는 기능만을 가지므로, 연료펌프의 노화에 의해 연료압력이 저하되는 경우에는 연료압력의 저하를 알 수 없으므로 인젝터(21)를 통해 분사되는 연료량이 감소되어 차량 성능이 저하되고 심한 경우 실화가 발생되어 촉매의 손상을 초래하는 문제점이 야기된다.

또한, 종래에는 엔진 자체 내에 연료압력을 모니터링할 수 있는 장치가 없어서 엔진 출력이 저하되고 각종 이상 징후가 발생한 후에 연료압력을 측정하기 위해 연료파이프(10)를 분리한 후 그 중간에 연료압력센서를 설치하여 연료압을 측정하 였는바, 이는 매우 번거로울 뿐만 아니라 연료압력센서 설치시 연료가 누출되는 위험이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 연료파이프 내에 연료압력을 능동적으로 측정할 수 있는 센서를 설치하고 이 센서를 통해 연료파이프 내부의 연료압을 실시간으로 모니터링함으로써 연료압력 저하시 인젝터 분사시간을 연장하여 엔진 성능이 저하되는 것을 방지하고 이를 사용자에게 알려 고장부위의 정비를 촉진시키도록 하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

인젝터가 설치된 딜리버리파이프와 연료펌프를 연결하여 연료가 공급되도록 하는 것으로, 유입관과 유출관으로 이루어진 연료파이프에 있어서,

상기 유입관과 상기 유출관 사이에는 유입되는 연료압에 의하여 상기 유출관을 개방하며 그때의 연료압력을 감지하여 제어부로 보내는 연료압력센서부가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치를 제공한다.

또한, 상기 연료압력센서부는,

상기 유입관으로 들어오는 연료압에 의해 이동되면서 상기 유출관을 개폐시키는 이동밸브부; 상기 이동밸브부에 설치된 가압부; 상기 이동밸브부가 연료압에 의해 이동되면서 상기 유출관을 개방시킬 때 상기 가압부에 의해 가압되어 압력에 비례하는 전기를 발생시키는 압전소자부; 상기 이동밸브부에 연료압이 가해지지 않을 때, 상기 이동밸브부가 상기 유출관을 폐쇄시키면서 상기 가압부가 상기 압전소자부로부터 떨어지도록 하는 탄성부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유출관은 상기 유입관과 교차하는 방향으로 각각 분기되며, 상기 이동밸브부는 상기 유입관의 길이방향을 따라 이동되면서 상기 유출관을 개폐시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압전소자부는 상기 유입관의 일측 끝단에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 압전소자부로부터 제공받은 입력값이 제어부에 설정된 기준값보다 낮으면 인젝터 통전시간을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 압전소자부를 통해 측정한 연료압력이 3.3bar 이하로 하강되면 경고등을 점등시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연료펌프가 노화되어 연료압력이 저하되면 그 저하된 압력에 상응하는 만큼 인젝터 통전시간을 늘려 분사량에 변화가 없도록 함으로써 엔진성능이 종전과 동일하게 유지될 수 있도록 하고, 특히 연료압력의 저하 상태를 사용자에게 알려 정비할 수 있도록 함으로써 촉매가 2차적으로 손상되는 것을 방지 할 수 있는 특유의 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 구성을 나타낸 구성도이고, 도3은 본 발명에서 연료압력이 가해지기 전 상태를 나타낸 상태도이며, 도4는 본 발명에서 연료압력이 가해진 후를 나타낸 상태도이다.

먼저, 도2를 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명은 자동차의 연료파이프(10) 내부의 연료압력을 측정하기 위한 연료파이프용 연료압력감지장치에 관한 것으로서, 연료파이프(10)는 종래기술에서 설명한 바와 같이 인젝터(21)가 설치된 딜리버리파이프(20)와 도면에 도시되지는 않았지만 연료를 고압으로 압송하기 위해 마련된 연료펌프를 상호 연결하여 상기 인젝터(21)까지 연료가 공급되도록 하는 연료통로이다.

상기 연료파이프(10)는 다시 유입관(11)과 유출관(12)으로 구분될 수 있는데, 상기 유입관(11)은 연료펌프에서 보내진 연료가 유입되는 관이며, 상기 유출관(12)은 상기 유입관(11)을 통해 들어온 연료가 상기 인젝터(21)가 설치된 딜리버리파이프(20) 쪽으로 나가는 관이다.

본 발명에 의하면, 도2에 나타낸 바와 같이 상기 유입관(11)과 상기 유출 관(12) 사이에는 연료압력센서부(100)가 설치되는데, 상기 연료압력센서부(100)는 상기 유입관(11)을 통해 유입되는 연료압에 의하여 상기 유출관(12) 쪽 통로를 개방하며 그때의 연료압력을 감지하여 제어부(200)로 보내는 기능을 한다.

즉, 상기 연료압력센서부(100)가 상기 연료파이프(10) 내부의 연료압력을 실시간으로 측정하여 제어부(200)로 보내면, 상기 제어부(200)는 상기 연료압력센서부(100)로부터 입력된 값을 통해 현재 연료파이프(10) 내부의 연료압력을 알 수 있게 되고 이 입력값과 제어부(200)에 기억되어 있는 기준값을 비교하여 연료파이프(10) 내부의 연료압력 변화를 판단하게 된다.

통상, 상기 제어부(200)에 기억되어 있는 연료압력에 대한 기준값은 약 3.5bar 정도로 차종에 따라 연료압력치는 변화될 수 있다.

여기서, 상기 연료압력센서부(100)는 크게 이동밸브부(110)와 가압부(120)와 압전소자부(130)와 탄성부재(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 이동밸브부(110)는 도2에 도시된 바와 같이 상기 유입관(11)을 가로막는 형태로 유입관(11)에 설치되는 구성으로, 상기 유입관(11)으로 들어오는 연료압에 의해 연료의 유입 방향으로 이동되면서 도4와 같이 상기 유출관(12)을 개폐시킨다.

즉, 상기 이동밸브부(110)에 연료압력이 가해지지 않는 상태에서는 상기 이동밸브부(110)가 상기 유입관(11)과 상기 유출관(12)을 막아 폐쇄시키기 때문에 연료가 상기 유출관(12)을 통해 나갈 수 없지만, 연료의 유입으로 인해 연료의 압력 이 발생되면 상기 이동밸브부(110)가 이동되면서 상기 유출관(12)이 개방되어 상기 유입관(11)으로 들어온 연료는 상기 유출관(12)을 통해 인젝터(21)가 설치되어 있는 딜리버리파이프(20)로 공급될 수 있다.

또한, 상기 이동밸브부(110)에는 연료의 유입방향 쪽으로 돌출되어 있는 가압부(120)가 설치된다.

상기 가압부(120)는 후술할 압전소자부(130)를 눌러 상기 압전소자부(130)에서 연료압력에 상응하는 만큼의 전기가 발생되도록 하는 역할을 한다.

한편, 상기 압전소자부(130)는 상기 이동밸브부(110)가 연료압에 의해 이동되면서 상기 유출관(12)을 개방시킬 때 도4와 같이 상기 가압부(120)에 의해 가압되어 그 가압력에 비례하는 전기를 발생시키는 구성이다.

상기 압전소자부(130)는 전기를 통하게 하면 부피가 변하고 반대로 압력을 주면 내부 분자 재배열로 전기를 발생시키는 소자로, 상기 가압부(120)가 상기 압전소자부(130)를 누르면 압력의 크기에 비례하여 전기를 발생시키므로 그 발생전기를 통해 연료압력을 측정할 수 있다.

상기 압전소자부(130)에 대한 자세한 설명은 공지기술에 해당하므로 생략한다.

한편, 상기 탄성부재(140)는 도3과 같이 상기 이동밸브부(110)에 연료압이 가해지지 않을 때, 상기 이동밸브부(110)가 상기 유출관(12)을 폐쇄시키면서 상기 가압부(120)가 상기 압전소자부(130)로부터 떨어지도록 한다.

즉, 상기 탄성부재(140)는 상기 이동밸브부(110)에 연료압력이 가해지지 않을 때 상기 이동밸브부(110)가 초기 위치로 복원되도록 하는 힘을 제공한다.

여기서, 상기 유출관(12)은 도시된 바와 같이 상기 유입관(11)과 교차하는 방향으로 각각 분기되며, 상기 이동밸브부(110)는 상기 유입관(11)의 길이방향을 따라 이동되면서 상기 유출관(12)을 개폐시키게 된다.

상기 유출관(12)이 상기 유입관(11)과 교차하는 방향으로 분기된 것은, V형 엔진의 경우 딜리버리파이프(20)가 서로 대향하게 분리되어 있기 때문에 그 딜리버리파이프(20)로 연료가 각각 공급될 수 있도록 하나의 유입관(11)에 두 개의 유출관(12)이 연결된다.

그리고, 상기 압전소자부(130)는 상기 유입관(11)의 일측 끝단에 설치되어 상기 이동밸브부(110)가 상기 유입관(11)의 길이방향을 따라 이동될 때 상기 가압부(120)가 상기 압전소자부(130)를 소정의 압력으로 누르게 된다.

이때, 상기 이동밸브부(110)에 가해지는 연료압력에 비례하여 상기 가압부(120)도 상기 압전소자부(130)를 누르게 되고, 상기 압전소자부(130)에 가해지는 상기 가압부(120)의 압력에 비례하여 상기 압전소자부(130)에서 발생되는 전기의 크기도 증가된다.

따라서, 상기 제어부(200)는 상기 압전소자부(130)로부터 제공받은 입력값이 제어부(200)에 설정되어 있는 기준값보다 낮으면 인젝터(21) 통전시간을 증가시키 고, 입력값이 기준값보다 높으면 인젝터(21) 통전시간을 감소시키게 된다.

즉, 상기 압전소자부(130)로부터 제공된 입력값이 상기 기준값보다 낮다는 뜻은 상기 제어부(200)에 설정되어 있는 기준 연료압력보다 상기 압전소자부(130)에서 측정된 연료압력이 낮다는 뜻이므로 그만큼 연료량을 보상하기 위해 상기 제어부(200)에 설정되어 있는 기준 인젝터(21) 통전시간보다 시간을 늘려 인젝터(21)를 개방시킴으로써 실질적인 분사량은 연료압력이 낮음에도 불구하고 종전과 동일하게 된다.

따라서, 연료압력이 저하되어도 연료 분사량에 변화가 없게 됨으로 엔진의 성능저하가 발생하지 않게 되는 것이다.

또한, 상기 제어부(200)는 상기 압전소자부(130)를 통해 측정한 연료압력이 3.3bar 이하로 하강되면 경고등(300)을 점등시켜 사용자에게 연료압력의 저하가 있음을 알리게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 딜리버리파이프와 연결된 종래 연료파이프를 나타낸 도면,

도2는 본 발명에 따른 구성을 나타낸 구성도,

도3은 본 발명에서 연료압력이 가해지기 전 상태를 나타낸 상태도,

도4는 본 발명에서 연료압력이 가해진 후를 나타낸 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연료파이프 11 : 유입관

12 : 유출관 20 : 딜리버리파이프

21 : 인젝터 100 : 연료압력센서부

110 : 이동밸브부 120 : 가압부

130 : 압전소자부 140 : 탄성부재

200 : 제어부 300 : 경고등

Claims (6)

1. 인젝터(21)가 설치된 딜리버리파이프(20)와 연료펌프를 연결하여 연료가 공급되도록 하는 것으로, 유입관(11)과 유출관(12)으로 이루어진 연료파이프(10)에 있어서,

   상기 유입관(11)과 상기 유출관(12) 사이에는 유입되는 연료압에 의하여 상기 유출관(12)을 개방하며 그때의 연료압력을 감지하여 제어부(200)로 보내는 연료압력센서부(100)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연료압력센서부(100)는,

   상기 유입관(11)으로 들어오는 연료압에 의해 이동되면서 상기 유출관(12)을 개폐시키는 이동밸브부(110);

   상기 이동밸브부(110)에 설치된 가압부(120);

   상기 이동밸브부(110)가 연료압에 의해 이동되면서 상기 유출관(12)을 개방시킬 때 상기 가압부(120)에 의해 가압되어 압력에 비례하는 전기를 발생시키는 압전소자부(130);

   상기 이동밸브부(110)에 연료압이 가해지지 않을 때, 상기 이동밸브부(110)가 상기 유출관(12)을 폐쇄시키면서 상기 가압부(120)가 상기 압전소자부(130)로부터 떨어지도록 하는 탄성부재(140);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자 동차 연료파이프용 연료압력감지장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 유출관(12)은 상기 유입관(11)과 교차하는 방향으로 각각 분기되며, 상기 이동밸브부(110)는 상기 유입관(11)의 길이방향을 따라 이동되면서 상기 유출관(12)을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 압전소자부(130)는 상기 유입관(11)의 일측 끝단에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어부(200)는 상기 압전소자부(130)로부터 제공받은 입력값이 제어부(200)에 설정된 기준값보다 낮으면 인젝터(21) 통전시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제어부(200)는 상기 압전소자부(130)를 통해 측정한 연료압력이 3.3bar 이하로 하강되면 경고등(300)을 점등시키는 것을 특징으로 하는 자동차 연료파이프용 연료압력감지장치.

Images