KR101338466B1 - Method and system for correcting pilot fuel injection of diesel engine - Google Patents

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유준
남기훈
안상만
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Abstract

The present invention relates to a pilot fuel injection correcting method of a diesel engine and a system thereof for correcting an error of a pilot fuel injection amount according to a change of operating characteristics of an injector for spraying a fuel in a diesel engine. According to an embodiment of the present invention, a pilot fuel injection correction method of a diesel engine comprises: a step for judging whether a mileage of a vehicle is over a predetermined mileage or not; a step for judging an overrun state that a diesel engine does not spray a fuel in case the mileage of a vehicle is over a predetermined mileage; a step for spraying a fuel in a setting condition corresponding to a setting reference heat generating amount, in case the diesel engine is in an overrun state; a step for detecting a combustion pressure by a fuel sprayed in the setting condition; a step for producing a heat generating amount based on the detected combustion pressure; a step for storing a heat generating difference as a pilot fuel spray correction value by producing the heat generating difference value by comparing the produced heat generating amount and the reference heat generating amount; and a step for spraying a pilot fuel by correcting the fuel spraying time, a spraying pressure, and a spraying amount based on the pilot fuel spray correction value. [Reference numerals] (AA) START;(BB,DD) NO;(CC,EE) YES;(FF) END;(S110) Vehicle mileage >= Predetermined mileage ?;(S120) Overrun state that a fuel is not sprayed ?;(S130) Spray a fuel in a condition corresponding to a reference heat generating amount;(S140) Detect a combustion pressure by a combustion pressure sensor;(S150) Calculate a combustion heat generation amount based on the detected combustion pressure (Use Ideal gas law and Law of thermodynamics);(S160) Calculate a heat generation difference value by comparing the calculated heat generation amount and a reference heat generation amount;(S170) Calculate, and store a fuel spray correction value based on a heat generation difference value;(S180) Spray a fuel by correcting a fuel spray time, a spray pressure, and a spay amount based on a fuel spraycorrection value, when a diesel engine is operated normally

Description

디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법 및 시스템 {Method and system for correcting pilot fuel injection of diesel engine} {Method and system for correcting pilot fuel injection of diesel engine}

본 발명은 디젤 엔진에서 연료를 분사하는 인젝터의 동작 특성의 변화에 따른 파일럿 연료 분사량의 오차를 보정하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and a system for correcting pilot fuel injection of a diesel engine for correcting an error in a pilot fuel injection amount according to a change in operating characteristics of an injector for injecting fuel in a diesel engine.

주지된 바와 같이, 디젤 엔진의 인젝터는 사용기간이 경과함에 동작 특성이 변화하게 된다. 상기 디젤 엔진의 인젝터의 동작 특성이 변화하게 되면, 연료 분사가 정확하게 이루어질 수 없다. As is well known, the injector of a diesel engine changes its operating characteristics as the period of use elapses. When the operating characteristic of the injector of the diesel engine is changed, fuel injection cannot be made accurately.

상기 인젝터에서 연료 분사가 정확하게 되지 않으면, 연소음이 발생할 수 있고, 연비가 악화될 수 있으며, 배기가스 또한 악화될 수 있다. If the fuel injection in the injector is not accurate, combustion noise may occur, fuel economy may deteriorate, and exhaust gas may also deteriorate.

예를 들면, 상기 인젝터가 노후되면, 파일럿 분사량이 감소되고, 상기 파일럿 분사량이 감소되면, 주 분사의 급격한 연소가 있게 되어 이로 인해 연소음이 심해지고, 배기가스 또한 악화될 수 있다. For example, when the injector is aging, the pilot injection amount is reduced, and when the pilot injection amount is decreased, there is a sudden combustion of the main injection, which may result in a severe combustion noise and a deterioration of the exhaust gas.

이러한 인젝터의 동작 특성의 변화에 따른 부정확한 파일럿 연료 분사를 보정하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있다. Various methods for correcting inaccurate pilot fuel injection due to the change in the operating characteristics of the injector have been used.

예를 들면, 연료의 분사가 없는 오버런(overrun) 조건에서 파일럿 연료량과 유사한 연료량을 특정 기통에 분사하여, 분사된 연료가 연소될 때 발생되는 엔진 회전 각속도의 변화를 감지하여, 감지된 각속도의 변화를 기초로 연료량을 보정하는 방법이 있다. For example, in an overrun condition in which no fuel is injected, a fuel amount similar to the pilot fuel amount is injected into a specific cylinder to detect a change in engine rotational angular velocity generated when the injected fuel is combusted, thereby changing the detected angular speed. There is a method of correcting the fuel amount on the basis of.

그런데, 상기와 같은 종래기술의 경우, 아래와 같은 단점이 있을 수 있다. By the way, in the case of the prior art as described above may have the following disadvantages.

엔진 회전 각속도의 변화를 감지하기 위한 차량 운전 조건이 까다롭다. 그리고, 상기 각속도 변화를 감지하여 취득하는 과정을 수차례(예; 8회) 이상 반복해야 신뢰성 있는 파일럿 연료량 보정값을 산출할 수 있다. 또한, 운전자 특성에 따라 각속도 변화를 감지하는 조건 형성이 안될 수도 있다. 더불어서, 파일럿 연료량을 보정하는 기준 범위가 한정되어 있기 때문에 특정 운전영역에서 파일럿 연료량 보정이 제대로 반영되지 못할 수 있다. The driving conditions of the vehicle to detect the change of the engine rotational angular velocity are difficult. In addition, the process of detecting and acquiring the change in the angular velocity may be repeated several times (eg, eight times) or more to calculate a reliable pilot fuel amount correction value. In addition, the condition for detecting the change in the angular velocity may not be formed according to the driver characteristics. In addition, since the reference range for correcting the pilot fuel amount is limited, the pilot fuel amount correction may not be properly reflected in a specific driving region.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 디젤 엔진 및/또는 인젝터의 사용기간의 경과에 따른 파일럿 분사 연료량의 드리프트(drift; 동작 특성의 변화)를 보정하여 연소음 및 배기가스의 악화를 방지할 수 있는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
Therefore, the problem to be solved by the present invention, it is possible to correct the drift (change in the operating characteristics) of the pilot injection fuel amount with the passage of the use period of the diesel engine and / or injector to prevent the deterioration of the combustion noise and exhaust gas. To provide a pilot fuel injection correction method and system for a diesel engine.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법은, 디젤 연료를 분사하는 인젝터가 설치된 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법에 있어서, 차량의 마일리지(mileage)가 설정 마일리지 이상인지 판단하는 단계; 상기 차량의 마일리지가 상기 설정 마일리지 이상이면, 상기 디젤 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런(overrun) 상태인지 판단하는 단계; 상기 디젤 엔진이 오버런 상태이면, 설정된 기준 열 발생량에 대응하는 설정 조건으로 연료를 분사하는 단계; 상기 설정 조건으로 분사된 연료에 의한 연소압을 검출하는 단계; 상기 검출된 연소압을 기초로 열 발생량을 산출하는 단계; 상기 산출된 열 발생량과 상기 기준 열 발생량을 비교하여 열 발생 차이값을 산출하여 이를 파일럿 연료 분사 보정값으로 저장하는 단계; 상기 파일럿 연료 분사 보정값을 기초로 연료 분사시기, 분사압 및 분사량을 보정하여 파일럿 연료를 분사하는 단계;를 포함할 수 있다.Pilot fuel injection correction method for a diesel engine according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, in the pilot fuel injection correction method of a diesel engine provided with an injector for injecting diesel fuel, the mileage (mileage) of the vehicle is set Determining whether the mileage or more; If the mileage of the vehicle is equal to or greater than the set mileage, determining whether the diesel engine is in an overrun state without injection of fuel; If the diesel engine is in an overrun state, injecting fuel to a set condition corresponding to a set reference heat generation amount; Detecting combustion pressure by fuel injected under the set condition; Calculating an amount of heat generated based on the detected combustion pressure; Comparing the calculated heat generation amount with the reference heat generation amount, calculating a heat generation difference value, and storing the calculated heat generation difference value as a pilot fuel injection correction value; And injecting a pilot fuel by correcting a fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount based on the pilot fuel injection correction value.

상기 검출된 연소압을 기초로 열 발생량을 산출하는 단계에서, 상기 열 발생량은 아래 공식을 이용하여 산출할 수 있다. 아래 공식에서 Qchem은 분사연료의 연소 에너지; θ는 크랭크각; k는 볼츠만 상수; P는 실린더 압력; V는 실린더 체적이다. In the calculating of the heat generation amount based on the detected combustion pressure, the heat generation amount may be calculated using the following formula. In the formula below, Q chem is the combustion energy of the injected fuel; θ is the crank angle; k is Boltzmann's constant; P is cylinder pressure; V is the cylinder volume.

Figure 112012093632101-pat00001
Figure 112012093632101-pat00001

상기 기준 열 발생량에 대응하는 상기 설정조건은, 파일럿 연료 분사시기와 분사압 및 분사량을 포함할 수 있다. The setting condition corresponding to the reference heat generation amount may include a pilot fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount.

상기 연소압은 연소압 센서에 의해 검출되며, 상기 열 발생량은 설정시간 동안 산출된다.The combustion pressure is detected by a combustion pressure sensor, and the heat generation amount is calculated for a set time.

상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 상기 설정조건으로 연료가 분사된 후부터 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값이 음수로 된 시점까지일 수 있다. The setting time for calculating the heat generation amount may be from the time when the fuel is injected to the setting condition until the change value of the generated heat by the fuel injected under the setting condition becomes negative.

상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 상기 설정조건으로 연료가 분사된 후부터 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변곡점이 설정횟수 이상인 시점까지일 수 있다. The set time for calculating the amount of heat generated may be from the time the fuel is injected to the set condition until the inflection point of the heat generated by the fuel injected under the set condition is more than the set number of times.

상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값이 양수인 시점에서 상기 발생열의 변화값이 음수로 바뀐 시점까지일 수 있다. The setting time for calculating the heat generation amount may be from a time point when the change value of the generated heat due to the fuel injected under the setting condition is positive, to a time point when the change value of the heat generation becomes negative.

상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값이 양수인 시점에서 상기 발생열의 변곡점이 설정횟수 이상인 시점까지일 수 있다. The setting time for calculating the heat generation amount may be from a time point when the change value of the heat generated by the fuel injected under the setting condition is a positive value to a time point when the inflection point of the heat generation is more than a set number of times.

그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 시스템은, 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 시스템으로서, 디젤 연료를 분사하는 인젝터; 상기 디젤 엔진의 연소압을 검출하는 연소압 센서; 상기 디젤 엔진의 크랭크축 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서; 및 상기 연소압 센서의 신호를 기초로 하여 상기 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사를 보정하는 제어유닛;을 포함하되, 상기 제어유닛은 상기 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성된 프로그램에 의하여 동작할 수 있다. In addition, a pilot fuel injection correction system for a diesel engine according to an exemplary embodiment of the present invention for solving the above problems is a pilot fuel injection correction system for a diesel engine, the injector for injecting diesel fuel; A combustion pressure sensor for detecting combustion pressure of the diesel engine; A crank angle sensor for detecting a crank shaft rotation angle or rotation position of the diesel engine; And a control unit for correcting pilot fuel injection of the diesel engine based on the signal of the combustion pressure sensor, wherein the control unit performs a pilot fuel injection correction method of the diesel engine according to the embodiment of the present invention. It can be operated by a program formed by a series of instructions.

상기 제어유닛은, 차량의 마일리지를 산출하는 마일리지 산출부; 상기 디젤 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런 상태를 판단하는 오버런 판단부; 상기 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정을 위한 기준 열 발생량 데이터를 저장하고 있는 기준 열 발생량 데이터부; 상기 기준 열 발생량에 대응하는 설정조건을 저장하는 기준 열 발생량 설정부; 상기 연소압 센서에 의해 검출된 연소압을 기초로 검출된 연소압에 대응하는 열 발생량을 산출하는 열 발생량 산출부; 상기 산출된 열 발생량과 상기 기준 열 발생량을 비교하여 열 발생 차이값을 산출하여 이를 파일럿 연료 분사 보정값으로 정하는 연료 분사 보정값 산출부; 및 상기 파일럿 연료 분사 보정값을 기초로 연료 분사시기, 분사압 및 분사량을 보정하여 파일럿 연료를 분사하는 제어부;를 포함할 수 있다. The control unit includes a mileage calculation unit for calculating the mileage of the vehicle; An overrun determination unit for determining an overrun state without injection of fuel in the diesel engine; A reference heat generation data unit for storing reference heat generation data for pilot fuel injection correction of the diesel engine; A reference heat generation amount setting unit for storing a setting condition corresponding to the reference heat generation amount; A heat generation amount calculator configured to calculate a heat generation amount corresponding to the combustion pressure detected based on the combustion pressure detected by the combustion pressure sensor; A fuel injection correction value calculating unit which compares the calculated heat generation amount with the reference heat generation amount, calculates a heat generation difference value, and sets this as a pilot fuel injection correction value; And a controller configured to inject a pilot fuel by correcting a fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount based on the pilot fuel injection correction value.

상기 제어유닛은, 차량의 주행거리를 산출하는 트립 컴퓨터(trip computer) 또는 차량의 주행 거리를 적산하는 오도 미터(odometer)에서 마일리지 신호를 입력받을 수 있다.
The control unit may receive a mileage signal from a trip computer that calculates the mileage of the vehicle or an odometer that integrates the mileage of the vehicle.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 디젤 엔진 및/또는 인젝터의 사용기간의 경과에 따른 파일럿 분사 연료량의 드리프트(drift; 동작 특성의 변화)를 보정하여 연소음 및 배기가스의 악화를 방지할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the drift (change in operating characteristics) of the pilot injection fuel amount with the passage of the use period of the diesel engine and / or the injector is corrected to prevent the deterioration of the combustion noise and the exhaust gas. can do.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법의 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열 발생량 산출시간 범위를 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a block diagram of a pilot fuel injection correction system of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a pilot fuel injection correction method for a diesel engine according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 and 4 are graphs for explaining a heat generation amount calculation time range according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a component includes a component, it means that the component may include other components, not excluding other components, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 시스템을 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a pilot fuel injection correction system for a diesel engine according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 연료 분사 보정 시스템은, 디젤 엔진의 사용기간 경과에 따른 파일럿 분사 연료량의 드리프트를 보정하는 연료 분사 보정 시스템이다. The fuel injection correction system according to an embodiment of the present invention is a fuel injection correction system that corrects a drift of a pilot injection fuel amount according to the use period of a diesel engine.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 연료 분사 시스템은, 디젤 엔진(10)에 연료를 분사하는 인젝터(20); 상기 디젤 엔진(10)의 연소압을 검출하는 연소압 센서(30); 상기 디젤 엔진(10)의 크랭크축 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서(40); 및 상기 연소압 센서(30) 및/또는 크랭크각 센서(40)의 신호를 기초로 하여 상기 디젤 엔진(10)의 파일럿 연료 분사를 보정하는 제어유닛(100);을 포함한다. Fuel injection system according to an embodiment of the present invention, the injector 20 for injecting fuel to the diesel engine 10; Combustion pressure sensor 30 for detecting the combustion pressure of the diesel engine 10; A crank angle sensor 40 for detecting a crank shaft rotation angle or rotation position of the diesel engine 10; And a control unit 100 for correcting pilot fuel injection of the diesel engine 10 based on the signals of the combustion pressure sensor 30 and / or the crank angle sensor 40.

상기 디젤 엔진(10)은 본 발명의 실시예에서는 일례로 일반적인 커먼레일 디젤 엔진(common rail direct injection engine)이다. The diesel engine 10 is a common rail direct injection engine as an example in the embodiment of the present invention.

상기 인젝터(20)는 본 발명의 실시예에서는 일례로 상기 커먼레일 디젤 엔진에 설치되어 연료를 분사하는 인젝터이다. The injector 20 is, for example, an injector installed in the common rail diesel engine to inject fuel.

상기 연소압 센서(30)는, 본 발명의 실시예에서는 일례로 상기 디젤 엔진(10)의 실린더 헤드에 설치되어 분사 연료의 폭발시 발생하는 압력(연소압)을 검출하는 센서이다. 상기 연소압 센서(30)에 의해 검출된 연소압은 제어유닛(100)에 입력된다. In the embodiment of the present invention, the combustion pressure sensor 30 is, for example, a sensor installed at the cylinder head of the diesel engine 10 to detect a pressure (combustion pressure) generated when an injection fuel is exploded. The combustion pressure detected by the combustion pressure sensor 30 is input to the control unit 100.

상기 크랭크각 센서(40)는, 본 발명의 실시예에서는 일례로 상기 디젤 엔진(10)에 설치되어 상기 디젤 엔진(10)의 크랭크축 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 센서이다. 상기 크랭크각 센서(40)에 의해 검출된 크랭크각은 제어유닛(100)에 입력된다. In the embodiment of the present invention, the crank angle sensor 40 is a sensor installed in the diesel engine 10 to detect a crankshaft rotation angle or rotation position of the diesel engine 10. The crank angle detected by the crank angle sensor 40 is input to the control unit 100.

상기 제어유닛(100)은, 설정된 프로그램에 의하여 동작하며, 상기 설정된 프로그램은 후술할 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 연료 분사 보정 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성될 수 있다. 상기 설정된 프로그램은 해당 동작을 수행하도록 하는 다수의 모듈로 형성될 수 있고, 이들 다수의 프로그램 모듈은 마이크로프로세서, IC, 전자/전기 부품 등으로 이루어진 하드웨어와 결합하여 동작을 수행할 수 있다.The control unit 100 operates by a set program, and the set program may be formed as a series of commands for performing a pilot fuel injection correction method according to an embodiment of the present invention to be described later. The set program may be formed of a plurality of modules to perform a corresponding operation, and the plurality of program modules may be combined with hardware consisting of a microprocessor, an IC, an electronic / electrical component, and the like to perform an operation.

상기 제어유닛(100)은, 상기 디젤 엔진(10)을 제어하는 디젤 엔진 제어기(ECU; engine control unit)를 포함할 수 있다. The control unit 100 may include a diesel engine controller (ECU) for controlling the diesel engine 10.

상기 제어유닛(100)에는 마일리지 정보를 제공하기 위한 트립 컴퓨터(60)와 오도 미터(70)가 연결될 수 있다. The control unit 100 may be connected to the trip computer 60 and the odometer 70 for providing mileage information.

상기 제어유닛(100)은, 차량의 마일리지를 산출하는 마일리지 산출부(110); 상기 디젤 엔진(10)에서 연료의 분사가 없는 오버런 상태를 판단하는 오버런 판단부(120); 상기 디젤 엔진(10)의 파일럿 연료 분사 보정을 위한 기준 열 발생량 데이터를 저장하고 있는 기준 열 발생량 데이터부(130); 상기 기준 열 발생량에 대응하는 설정조건을 저장하는 기준 열 발생량 설정부(140); 상기 연소압 센서에 의해 검출된 연소압을 기초로 검출된 연소압에 대응하는 열 발생량을 산출하는 열 발생량 산출부(150); 상기 산출된 열 발생량과 상기 기준 열 발생량을 비교하여 열 발생 차이값을 산출하여 이를 파일럿 연료 분사 보정값으로 정하는 연료 분사 보정값 산출부(160); 및 상기 파일럿 연료 분사 보정값을 기초로 연료 분사시기, 분사압 및 분사량을 보정하여 파일럿 연료를 분사하는 제어부(170);를 포함할 수 있다.The control unit 100, the mileage calculation unit 110 for calculating the mileage of the vehicle; An overrun determination unit 120 for determining an overrun state without fuel injection in the diesel engine 10; A reference heat generation amount data unit 130 storing reference heat generation amount data for pilot fuel injection correction of the diesel engine 10; A reference heat generation amount setting unit 140 for storing a setting condition corresponding to the reference heat generation amount; A heat generation amount calculation unit 150 for calculating a heat generation amount corresponding to the combustion pressure detected based on the combustion pressure detected by the combustion pressure sensor; A fuel injection correction value calculating unit (160) for comparing the calculated heat generation amount with the reference heat generation amount to calculate a heat generation difference value and setting this as a pilot fuel injection correction value; And a controller 170 for injecting a pilot fuel by correcting a fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount based on the pilot fuel injection correction value.

상기 각 부(110, …, 170)들은 각각, 프로그램 및 하드웨어와 결합된 형태로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 이와 다른 구성이라고 하더라도 해당하는 역할을 실질적으로 수행할 수 있는 구성이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다. Each of the units 110,..., 170 may be combined with a program and hardware, but the scope of protection of the present invention is not necessarily limited thereto. Even if the configuration is different from this configuration, the technical spirit of the present invention may be applied as long as the configuration can substantially perform the corresponding role.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, a pilot fuel injection correction method of a diesel engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a pilot fuel injection correction method of a diesel engine according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 제어유닛(100)은 트립 컴퓨터(60) 또는 오도 미터(70)에서 제공되는 마일리지 정보를 기초로 해당 차량의 마일리지가 설정 마일리지(예; 10,000km) 이상인지를 판단한다(S110). As shown in FIG. 2, the control unit 100 determines whether the mileage of the vehicle is greater than or equal to a set mileage (for example, 10,000 km) based on the mileage information provided by the trip computer 60 or the odometer 70. (S110).

상기 트립 컴퓨터(60) 또는 오도 미터(70)의 마일리지 정보는 마일리지 산출부(110)에 입력되어 사용된다. Mileage information of the trip computer 60 or the odometer 70 is input to the mileage calculator 110 and used.

해당 차량의 마일리지가 상기 설정 마일리지 이상이면, 제어유닛(100)의 오버런 판단부(120)는, 상기 디젤 엔진(10)에서 연료의 분사가 없는 오버런(overrun) 상태인지 판단한다(S120). 상기 오버런 상태의 판단은 디젤 엔진 제어장치(ECU; engine control unit)의 신호를 통해 용이하게 할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. If the mileage of the vehicle is equal to or greater than the set mileage, the overrun determination unit 120 of the control unit 100 determines whether the diesel engine 10 is in an overrun state without fuel injection (S120). It will be apparent to those skilled in the art that the determination of the overrun condition can be facilitated via a signal from a diesel engine control unit (ECU).

상기 해당 차량의 마일리지가 설정 마일리지 이상이고, 상기 디젤 엔진이 오버런 상태이면, 제어유닛(100)은 실질적인 파일럿 연료 분사 보정 프로세스를 진행한다. If the mileage of the vehicle is greater than or equal to the set mileage and the diesel engine is in an overrun state, the control unit 100 performs a substantial pilot fuel injection correction process.

제어유닛(100)은, 상기 해당 차량의 마일리지가 설정 마일리지 이상이고, 상기 디젤 엔진이 오버런 상태이면, 설정 주기 간격으로 상기 파일럿 연료 분사 보정 프로세스를 진행할 수 있다. If the mileage of the vehicle is greater than or equal to a predetermined mileage and the diesel engine is in an overrun state, the control unit 100 may proceed with the pilot fuel injection correction process at set intervals.

상기 해당 차량의 마일리지가 설정 마일리지 이상이고, 상기 디젤 엔진이 오버런 상태이면, 제어유닛(100)의 제어부(170)는 인젝터(20)를 통해 설정된 기준 열 발생량에 대응하는 설정 조건으로 파일럿 연료를 분사한다(S130). When the mileage of the vehicle is greater than or equal to the set mileage and the diesel engine is in an overrun state, the control unit 170 of the control unit 100 injects pilot fuel under a set condition corresponding to the reference heat generation amount set through the injector 20. (S130).

상기 설정된 기준 열 발생량은 제어유닛(130)의 기준 열 발생량 데이터부(130)에 미리 저장되어 이용될 수 있다. The set reference heat generation amount may be stored and used in advance in the reference heat generation amount data unit 130 of the control unit 130.

상기 설정조건은 제어유닛(130)의 기준 열 발생량 설정부(140)에 미리 저장되어 이용될 수 있다. 상기 설정조건은 해당 디젤 엔진 및 인젝터의 정상상태 조건 및 차량 사양 등으로 고려하여 설정되는 조건으로서, 파일럿 연료 분사시기와 분사압 및 분사량 등을 포함한다.The setting condition may be stored in advance in the reference heat generation amount setting unit 140 of the control unit 130 and used. The setting conditions are conditions set in consideration of the steady state conditions and vehicle specifications of the diesel engine and the injector, and include pilot fuel injection timing, injection pressure, injection amount, and the like.

상기 설정조건은 디젤 엔진(10)의 전 작동 영역에서 또는 일부 영역에서만 설정될 수 있다. The setting conditions may be set in the whole operating region or only a partial region of the diesel engine 10.

S130에서 파일럿 연료가 분사되었으면, 제어유닛(100)의 열 발생량 산출부(150)는 연소압 센서(30)에 의해 검출된 상기 분사된 파일럿 연료에 의해 발생된 연소압을 입력받아, 입력된 연소압을 기초로 열 발생량을 산출한다(S140)(S150).If the pilot fuel is injected in S130, the heat generation amount calculation unit 150 of the control unit 100 receives the combustion pressure generated by the injected pilot fuel detected by the combustion pressure sensor 30, the input combustion The heat generation amount is calculated based on the pressure (S140) (S150).

상기 열 발생량 산출부(150)는 상기 열 발생량을 설정시간 동안 산출하며, 상기 설정시간은 본 발명의 실시예에서는 다음과 같이 설정할 수 있다. 아래의 예에서 연료 분사는 상사점(TDC; top dead center) 이전에 1회 분사하는 것으로 정한다. The heat generation amount calculation unit 150 calculates the heat generation amount for a set time, and the set time may be set as follows in an embodiment of the present invention. In the example below, fuel injection is defined as one injection before the top dead center (TDC).

첫째, 상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 설정조건으로 연료가 분사된 후부터 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값(dQ)이 음수로 된 시점까지로 설정할 수 있다.First, the set time for calculating the heat generation amount, as shown in Figure 3, the time when the change value (dQ) of the heat generated by the fuel injected to the set condition becomes negative after the fuel is injected to the set condition Can be set to.

둘째, 상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 설정조건으로 연료가 분사된 후부터 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변곡점이 설정횟수(예; 3회) 이상인 시점까지로 설정할 수 있다. Second, as shown in FIG. 4, the set time for calculating the heat generation amount is a set number of times of inflection point of the heat generated by the fuel injected into the set condition after the fuel is injected into the set condition (eg, three times). Up to this point can be set.

셋째, 상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값(dQ)이 양수인 시점에서 상기 발생열의 변화값(dQ)이 음수로 바뀐 시점까지로 설정할 수 있다. Third, the set time for calculating the heat generation amount may be set from a time point at which the change value dQ of the heat generated by the fuel injected under the set condition is positive to a time point at which the change value dQ of the heat generation is changed to a negative number. .

넷째, 상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은, 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값(dQ)이 양수인 시점에서 상기 발생열의 변곡점이 설정횟수(예; 3회) 이상인 시점까지로 설정할 수 있다. Fourth, the setting time for calculating the heat generation amount is set from the time when the change value dQ of the heat generated by the fuel injected as the setting condition is positive, to the time when the inflection point of the heat generation is equal to or more than the set number of times (eg, three times). Can be.

한편, 상기 연소압을 기초로 한 열 발생량의 산출은 본 발명의 실시예에서는 일례로 아래 공식을 통해 산출할 수 있다. 아래 공식은 이상기체 방정식과 열역학 제1 법칙 등을 이용하여 도출될 수 있다. 아래 공식에서 Qchem은 분사연료의 연소 에너지; θ는 크랭크각; k는 볼츠만 상수; P는 실린더 압력; V는 실린더 체적이다. On the other hand, the calculation of the amount of heat generated based on the combustion pressure can be calculated through the following formula as an example in the embodiment of the present invention. The following formula can be derived using the ideal gas equation and the first law of thermodynamics. In the formula below, Q chem is the combustion energy of the injected fuel; θ is the crank angle; k is Boltzmann's constant; P is cylinder pressure; V is the cylinder volume.

Figure 112012093632101-pat00002
Figure 112012093632101-pat00002

상기와 같이 연소압을 기초로 해서 열 발생량이 산출되었으면, 제어유닛(100)의 연료분사 보정값 산출부(160)는, 상기 산출된 열 발생량을 상기 기준 열 발생량 데이터부(130)에 저장되어 있는 상기 기준 열 발생량과 비교하여 이들 사이의 차이값을 산출한다(S160). When the heat generation amount is calculated based on the combustion pressure as described above, the fuel injection correction value calculating unit 160 of the control unit 100 stores the calculated heat generation amount in the reference heat generation amount data unit 130. The difference between them is calculated by comparing with the reference heat generation amount (S160).

상기 연료분사 보정값 산출부(160)는 상기 차이값을 산출한 후, 상기 차이값을 파일럿 연료 분사 보정값으로 저장한다(S170). The fuel injection correction value calculator 160 calculates the difference value and stores the difference value as a pilot fuel injection correction value (S170).

상기 파일럿 연료 분사 보정값이 저장되었으면, 제어유닛(100)의 제어부(180)는, 상기 디젤 엔진(10)의 정상 작동시, 상기 파일럿 연료 분사 보정값을 기초로 파일럿 연료 분사시기, 분사압, 분사량 등을 보정하여 파일럿 연료를 분사한다(S180). When the pilot fuel injection correction value has been stored, the controller 180 of the control unit 100 controls the pilot fuel injection timing, the injection pressure, and the like based on the pilot fuel injection correction value during the normal operation of the diesel engine 10. The pilot fuel is injected by correcting the injection amount (S180).

이로써, 본 발명의 실시예에 따르면, 디젤 엔진 및/또는 인젝터의 사용기간의 경과에 따른 파일럿 분사 연료량의 드리프트(drift; 동작 특성의 변화)를 보정하여 연소음 및 배기가스의 악화를 방지할 수 있다. Thus, according to an embodiment of the present invention, the drift (change in operating characteristics) of the pilot injection fuel amount according to the passage of the use period of the diesel engine and / or the injector can be corrected to prevent the deterioration of the combustion noise and the exhaust gas. have.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

10: 디젤 엔진 20: 인젝터
30: 연소압 센서 40: 크랭크각 센서
60: 트립 컴퓨터(trip computer) 70: 오도미터(odometer)
100: 제어유닛 110: 마일리지 산출부
120: 오버런 판단부 130: 기준 열 발생량 데이터부
140: 기준 열 발생량 설정부 150: 열 발생량 산출부
160: 연료 분사 보정값 산출부10: diesel engine 20: injector
30: combustion pressure sensor 40: crank angle sensor
60: trip computer 70: odometer
100: control unit 110: mileage calculation unit
120: overrun determination unit 130: reference heat generation amount data unit
140: reference heat generation amount setting unit 150: heat generation amount calculation unit
160: fuel injection correction value calculation unit

Claims (10)

디젤 연료를 분사하는 인젝터가 설치된 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법에 있어서,
차량의 마일리지(mileage)가 설정 마일리지 이상인지 판단하는 단계;
상기 차량의 마일리지가 상기 설정 마일리지 이상이면, 상기 디젤 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런(overrun) 상태인지 판단하는 단계;
상기 디젤 엔진이 오버런 상태이면, 설정된 기준 열 발생량에 대응하는 설정 조건으로 연료를 분사하는 단계;
상기 설정 조건으로 분사된 연료에 의한 연소압을 검출하는 단계;
상기 검출된 연소압을 기초로 열 발생량을 산출하는 단계;
상기 산출된 열 발생량과 상기 기준 열 발생량을 비교하여 열 발생 차이값을 산출하여 이를 파일럿 연료 분사 보정값으로 저장하는 단계;
상기 파일럿 연료 분사 보정값을 기초로 연료 분사시기, 분사압 및 분사량을 보정하여 파일럿 연료를 분사하는 단계;
를 포함하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법. In the pilot fuel injection correction method of a diesel engine provided with an injector for injecting diesel fuel,
Determining whether a mileage of the vehicle is greater than or equal to a set mileage;
If the mileage of the vehicle is equal to or greater than the set mileage, determining whether the diesel engine is in an overrun state without injection of fuel;
If the diesel engine is in an overrun state, injecting fuel to a set condition corresponding to a set reference heat generation amount;
Detecting combustion pressure by fuel injected under the set condition;
Calculating an amount of heat generated based on the detected combustion pressure;
Comparing the calculated heat generation amount with the reference heat generation amount, calculating a heat generation difference value, and storing the calculated heat generation difference value as a pilot fuel injection correction value;
Injecting a pilot fuel by correcting a fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount based on the pilot fuel injection correction value;
Pilot fuel injection correction method of the diesel engine comprising a. 제1항에서,
상기 기준 열 발생량에 대응하는 상기 설정조건은, 파일럿 연료 분사시기와 분사압 및 분사량을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법. In claim 1,
The setting condition corresponding to the reference heat generation amount includes a pilot fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount. 제1항에서,
상기 연소압은 연소압 센서에 의해 검출되며,
상기 열 발생량은 설정시간 동안 산출되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법. In claim 1,
The combustion pressure is detected by the combustion pressure sensor,
The heat generation amount is calculated during the set time pilot fuel injection correction method of the diesel engine. 제3항에서,
상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은,
상기 설정조건으로 연료가 분사된 후부터 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값이 음수로 된 시점까지인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법.4. The method of claim 3,
The set time for calculating the heat generation amount,
And a fuel injection correction method for the diesel engine, characterized in that it is from the time when the fuel is injected to the set condition until the change value of the heat generated by the fuel injected to the set condition becomes negative. 제3항에서,
상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은,
상기 설정조건으로 연료가 분사된 후부터 상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변곡점이 설정횟수 이상인 시점까지인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법. 4. The method of claim 3,
The set time for calculating the heat generation amount,
And a fuel injection correction method of the diesel engine, wherein the inflection point of the heat generated by the fuel injected into the setting condition is at least a predetermined number of times. 제3항에서,
상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은,
상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값이 양수인 시점에서 상기 발생열의 변화값이 음수로 바뀐 시점까지인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법.4. The method of claim 3,
The set time for calculating the heat generation amount,
The pilot fuel injection correction method for a diesel engine, characterized in that from the time when the change value of the generated heat by the fuel injected under the set condition is a positive value until the change value of the generated heat becomes a negative number. 제3항에서,
상기 열 발생량을 산출하는 설정시간은,
상기 설정조건으로 분사된 연료에 의한 발생열의 변화값이 양수인 시점에서 상기 발생열의 변곡점이 설정횟수 이상인 시점까지인 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법.4. The method of claim 3,
The set time for calculating the heat generation amount,
And a change point of the generated heat generated by the fuel injected under the set condition is a positive value from a time point when the inflection point of the generated heat is equal to or greater than a set number of times. 제1항에서,
상기 검출된 연소압을 기초로 열 발생량을 산출하는 단계에서, 상기 열 발생량은 아래 공식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 방법.
Figure 112012093632101-pat00003

Qchem: 분사연료의 연소 에너지
θ: 크랭크각
k: 볼츠만 상수
P: 실린더 압력
V: 실린더 체적 In claim 1,
In the step of calculating the heat generation amount based on the detected combustion pressure, the heat generation amount is calculated using the following formula pilot fuel injection correction method of a diesel engine.
Figure 112012093632101-pat00003

Q chem : Combustion energy of injection fuel
θ: crank angle
k: Boltzmann constant
P: cylinder pressure
V: cylinder volume 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정 시스템으로서,
디젤 연료를 분사하는 인젝터;
상기 디젤 엔진의 연소압을 검출하는 연소압 센서;
상기 디젤 엔진의 크랭크축 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 크랭크각 센서; 및
상기 연소압 센서의 신호를 기초로 하여 상기 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사를 보정하는 제어유닛;을 포함하되,
상기 제어유닛은 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성된 프로그램에 의하여 동작하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연소음 제어 시스템. As a pilot fuel injection correction system for diesel engines,
An injector for injecting diesel fuel;
A combustion pressure sensor for detecting combustion pressure of the diesel engine;
A crank angle sensor for detecting a crank shaft rotation angle or rotation position of the diesel engine; And
And a control unit configured to correct pilot fuel injection of the diesel engine based on the signal of the combustion pressure sensor.
The control unit is a combustion sound control system of a diesel engine, characterized in that operated by a program formed by a series of instructions for performing the method of any one of the preceding claims. 제9항에서,
상기 제어유닛은,
차량의 마일리지를 산출하는 마일리지 산출부;
상기 디젤 엔진에서 연료의 분사가 없는 오버런 상태를 판단하는 오버런 판단부;
상기 디젤 엔진의 파일럿 연료 분사 보정을 위한 기준 열 발생량 데이터를 저장하고 있는 기준 열 발생량 데이터부;
상기 기준 열 발생량에 대응하는 설정조건을 저장하는 기준 열 발생량 설정부;
상기 연소압 센서에 의해 검출된 연소압을 기초로 검출된 연소압에 대응하는 열 발생량을 산출하는 열 발생량 산출부;
상기 산출된 열 발생량과 상기 기준 열 발생량을 비교하여 열 발생 차이값을 산출하여 이를 파일럿 연료 분사 보정값으로 정하는 연료 분사 보정값 산출부; 및
상기 파일럿 연료 분사 보정값을 기초로 연료 분사시기, 분사압 및 분사량을 보정하여 파일럿 연료를 분사하는 제어부;
를 포함하는 디젤 엔진의 연소음 제어 시스템. The method of claim 9,
The control unit includes:
A mileage calculator for calculating a mileage of the vehicle;
An overrun determination unit for determining an overrun state without injection of fuel in the diesel engine;
A reference heat generation data unit for storing reference heat generation data for pilot fuel injection correction of the diesel engine;
A reference heat generation amount setting unit for storing a setting condition corresponding to the reference heat generation amount;
A heat generation amount calculator configured to calculate a heat generation amount corresponding to the combustion pressure detected based on the combustion pressure detected by the combustion pressure sensor;
A fuel injection correction value calculating unit which compares the calculated heat generation amount with the reference heat generation amount, calculates a heat generation difference value, and sets this as a pilot fuel injection correction value; And
A controller configured to inject a pilot fuel by correcting a fuel injection timing, an injection pressure, and an injection amount based on the pilot fuel injection correction value;
Combustion sound control system of a diesel engine comprising a.
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