KR101628501B1 - 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법 - Google Patents

Abstract

바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 바이 퓨얼 차량의 실화 감지시 현재 주행 중인 비정상연료시스템이 아닌 다른 정상연료시스템으로 전환 시킨 뒤 상기 비정상연료시스템의 인젝터측으로 시험용진단연료를 분사하여 인젝터의 이상 여부를 진단할 수 있는 인젝터막힘감지로직을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법{METHOD FOR SENSING CLOG OF INJECTOR IN BI-FUEL CAR}

본 발명은 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 바이 퓨얼 차량 엔진에서의 실화 현상이 감지되더라도 정상연료시스템으로 강제로 변환시켜 차량을 정상 주행시키고, 비정상연료시스템의 인젝터 측으로 소정량의 시험용진단연료를 분사한 뒤의 공연비의 변화량을 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지함으로써, 바이 퓨얼 차량의 장점을 충분히 활용하고 불필요한 실화 경고 점등을 지양하는 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법에 관한 것이다.

우선 본 발명의 이해를 돕기 위해 이른바 바이 퓨얼 차량과 실화를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 바이 퓨얼 차량은 가솔린/디젤 - 액화석유가스(LPG)/액화천연가스(CNG)와 같이 이종의 연료를 사용함으로써 동력을 발생시키는 경우를 칭한다.

이러한 바이 퓨얼 차량은 이종의 연료를 모두 사용할 수 있는 시스템이 필수적으로 요구되는데, 일례로 가솔린 -LPG 겸용 차량의 경우 일반적인 가솔린 연료를 엔진으로 공급하기 위한 가솔린 연료 시스템이 구비되고, 더불어 LPG 연료 사용에 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 엘피지 연료탱크(Bombe)등과 같은 LPG 연료 시스템을 함께 갖추게 된다.

한편, 일반적으로 차량의 엔진이 구동되기 위해서는 실린더에서 연소 작용이 일어나야 하며 연소 작용이 행해지기 위해서는 연료와 공기의 혼합비, 연료분사시기, 점화시기 등이 정확하게 맞아야 하는 데, 이들 인자들이 적절히 맞지 않을 때에는 불완전 연소가 일어나고 심한 경우에는 아예 연소가 되지 않는 이른바 실화(Misfire)가 발생하게 된다.

일반적으로 차량의 엔진 실화는 점화계 불량에 의한 실화, 연료계 불량에 의한 실화 및 흡기계 불량에 의한 실화로 구분될 수 있다.

이때, 점화계 불량에 의한 실화는, 이그니션 코일, 스파크 플러그 및 엔진 제어기(ECU)의 점화 신호 발생 소자의 고장으로 일어나게 되고, 연료계 불량에 의한 실화는, 인젝터, 연료 펌프 및 연료 호스의 고장으로 일어나게 되며, 흡기계 불량에 의한 실화는, ETC(electric throttle control), 공기량 측정 센서의 고장 등으로 발생하게 된다.

그런데, 바이 퓨얼 차량에서 실화가 발생하는 경우, 그 실화의 원인을 찾기 위해서는 위에서 언급한 부품 전체를 점검해야 되는 문제가 발생함은 물론, 바이 퓨얼 차량이 선택한 두 개의 연료계 중 하나의 연료계가 고장이고, 나머지 연료계가 정상인 경우에 정상인 연료계로 실린더 측으로 연료를 주입하여 정상 주행이 가능함에도 불구하고, 운전자에게 실화에 의한 실화 경고등을 점등시켜 불안감을 증폭시키는 문제가 발생하였다.

이에, 본 발명은 바이 퓨얼 차량에서 실화가 발생한 경우 정상적인연료계로 강제 전환시켜 차량의 정상적인 운행을 유도하고, 비정상연료계의 인젝터 측으로 시험용진단연료를 소정량 분사하면서 인젝터의 막힘 여부를 감지하여, 운전자에게 불필요한 실화 경고등을 점등시키지 않음은 물론, 현재 문제가 되고 있는 인젝터의 고장을 알리는 인젝터 고장 경고등만을 점등시킴으로써 운전자의 불안감을 해소시키고, 불필요한 A/S를 지양할 수 있는 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

한국공개특허공보 제2013-0052289호(2013.05.22) 한국등록특허공보 제10-0765640호(2007.10.02)

본 발명은 상기와 같이 바이 퓨얼 차량에서 실화 발생시 불필요한 A/S 및 운전자의 불안감 증폭을 방지함은 물론 바이 퓨얼 차량의 장점을 최대로 이용하는 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법이 소개된다.

이를 위해 본 발명은, 바이 퓨얼 차량의 실화 감지시 현재 주행 중인 비정상연료시스템이 아닌 다른 정상연료시스템으로 전환 시킨 뒤 상기 비정상연료시스템의 인젝터측으로 시험용진단연료를 분사하여 인젝터의 이상 여부를 진단할 수 있는 인젝터막힘감지로직을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 인젝터막힘감지로직은, 주행 중인 차량의 엔진 실화를 감지하는 실화감지단계; 엔진 실화로 판단된 상기 비정상연료시스템에서 정상연료시스템으로 전환하여 이 정상연료시스템의 인젝터를 통해 연료를 분사하여 차량 운행을 유지하는 연료전환단계; 및 비정상연료시스템의 인젝터에 시험용진단연료를 분사한 뒤 배기가스 공연비 변화를 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 인젝터막힘감지단계를 포함한다.

상기 실화감지단계에서는, 각 실린더의 크랭크 샤프트가 소정의 각도만큼 회전하는데 걸리는 시간을 측정하여 설정된 시간보다 큰 경우 해당 실린더에 실화가 발생된 것으로 판단하고, 이 실화가 발생된 실린더를 데이터저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 연료전환단계에서는, 상기 정상연료시스템의 잔류 연료량과 외기온, 냉각수온 및 연료 압력의 데이터가 데이터저장부에 저장된 설정된 기준값에 부합하는 경우 정상연료시스템으로 전환시키는 것을 특징으로 한다.

상기 인젝터막힘감지단계는, 차량의 차속, RPM 및 연료 분사량의 데이터를 기초로 상기 시험용진단연료의 분사시 차량의 운행에 영향이 없는지를 판단한 뒤, 상기 시험용진단연료를 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 인젝터막힘감지단계는, 실화가 발생된 것으로 판단된 실린더 측으로 상기 비정상연료시스템의 인젝터를 통해 소정량의 시험용진단연료를 분사한 뒤, 배기가스 공연비를 측정하는 산소센서를 이용 배기가스 공연비의 변화량을 통해 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 시험용진단연료를 소정 단계로 나누어 순차적으로 증가시키면서 분사하되, 각 단계별 분사에 따른 람다 변화량을 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

인젝터가 막힌 실린더를 데이터저장부에 저장하고, 인젝터 막힘 경고등을 점등하되, 차량은 정상연료시스템으로 운행하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법에 의한다면 아래와 같은 다양한 효과가 구현된다.

첫째, 바이 퓨얼 차량의 장점을 살려 정상 연료계로 주행이 가능한 경우에는 실화에 의한 경고등을 점등시키지 않아 운전자에게 불안감을 느끼게 하지 않는 이점이 있다.

둘째, 실제 인젝터 막힘에 의한 실화 발생인 경우 해당 인젝터만 교환하도록 유동함으써 소비자의 불필요한 A/S 비용 증대를 막을 수 있는 등 다양한 효과가 구현된다.

도 1은 본 발명인 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법의 전체 순서도.
도 2는 본 발명인 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법의 각각의 단계에 대한 구체적인 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법의 바람직한 실시 예를 설명한다.

본 발명은, 바이 퓨얼 차량의 장점을 최대한 이용하고, 정상 운행이 가능한 연료계로 차량을 운행하면서 실제 문제가 되고 있는 실린더 내로 인젝트를 통해 소정 양의 시험용진단연료를 분사하여 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 것을 그 기술적 사상으로 한다.

이에 본 발명은, 바이 퓨얼 차량의 실화 감지시 현재 주행 중인 비정상연료시스템이 아닌 다른 정상연료시스템으로 전환 시킨 뒤 상기 비정상연료시스템의 인젝터 측으로 시험용진단연료를 분사하여 인젝터의 이상 여부를 진단할 수 있는 인젝터막힘감지로직을 수행하는 것을 특징으로 한다.

즉, 바이 퓨얼 연료 시스템이 장착된 차량의 주행 중 실화가 감지되는 경우, 운전자에게 즉시 실화 경고등을 점등하지 않고, 현재 주행 중인 연료시스템이 아닌 다른 연료 시스템으로 전환시켜 차량의 정상 운행을 유도하고, 문제가 되고 있는 실린더 측에 비정상연료시스템의 인젝터를 통해 소정 양의 연료를 분사한 뒤 공연비의 변화그 인젝터의 이상 여부를 감지하는 것을 그 기술적 사상으로 한다.

도 1은 이러한 기술적 사상을 내포하고 있는 본 발명의 시간에 따른 전체 순서도이고, 도 2는 각각의 단계를 구체화한 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 인젝터막힘감지로직은 크게, 실화감지단계(S100), 연료전환단계(S200) 및 인젝터막힘감지단계(S300)를 포함한다.

실화감지단계(S100)는 주행 중인 차량의 엔진 실화가 발생하였는지를 판단하는 단계로, 각 실린더의 크랭크 샤프트가 소정의 각도만큼 회전하는데 걸리는 시간을 측정하여 설정된 시간보다 큰 경우 해당 실린더에 실화가 발생된 것으로 판단(S110)하고, 이 실화가 발생된 실린더를 데이터저장부에 저장(S120)하는 것을 특징으로 한다.

즉, 크랭크 포지션 센서(CPS)로부터 측정한 크랭크 샤프트의 회전 각도를 측정하는데, 통상 크랭크 샤프트가 90⁰ 회전하는데 걸리는 시간을 측정하고 그 시간이 미리 설정된 시간 보다 큰 경우에는 해당 실린더에 실화가 발생된 것으로 판단하고, 해당 실린더를 데이터저장부에 저장한다.

이 데이터저장부는 차량의 전체 운행을 제어하는 'ECU' 일 수도 있으며, 별도의 데이터저장부를 설치하여 사용할 수도 있다.

물론, 이 단계에서 현재 주행중인 차량의 연료 시스템이 가솔린 연료 시스템인지 LPG 연료 시스템인지를 판단하게 된다.

이때, 이 실화감지단계(S100)에서 각 실린더별 크랭크 샤프트의 회전 시간이 설정된 기준값 보다 모두 큰 경우는 제외하는데, 이는 차량의 주행중 필요하다고 판단하여 인위적으로 이 크랭크샤프트의 회전 속도를 제어한 것인바, 이 경우에는 실화가 발생되지 않는 것으로 판단한다.

한편, 연료전환단계(S200)에서는 연료 전환 기준에 부합되는지 먼저 판단(S210)하고, 강제로 연료 시스템을 전환하는 단계(S220)가 수행되는데, 강제적으로 정상연료시스템으로 전환될 수 있는 전환 조건이 만족하는 지를 먼저 판단하게 되는데, 그 기준으로는, 정상연료시스템의 잔류 연료량과 외기온, 냉각수온 및 연료 압력의 데이터가 데이터저장부에 저장된 설정된 기준값에 부합하는 경우 정상연료시스템으로 전환시키게 된다.

즉, 정상연료시스템으로 전환시 차량의 운행이 정상적으로 되는지를 먼저 판단함으로써 시스템의 전환에 의한 운행의 문제가 없도록 하기 위함이다.

한편, 인젝터막힘감지단계(S300)는, 차량의 차속, RPM 및 연료 분사량의 데이터를 기초로 시험용진단연료의 분사시 차량의 운행에 영향이 없는지를 판단(S310)한 뒤,시험용진단연료를 분사하는 것을 특징으로 한다.

즉, 저장된 실화발생 실린더의 인젝터에 시험용진단연료를 분사한 후, 배기가스 공연비 변화를 산소센서로 감지하여 해당 인젝터의 연료 분사의 정상 여부를 판단하기에 앞서, 소정량의 시험용진단연료를 분사하여도 차량의 운행에 지장이 없는지를 먼저 판단하게 되는 것이다.

이를 위해 현재 차량이 일정 차속 및 일정 RPM에서 주행하고 있는지를 판단하거나, 타행 운전 조건(내리막길에서 차량의 관성에 의한 주행)인 경우를 만족한는지를 판단하게 된다.

그 후, 상기의 조건을 만족하는 경우, 실화가 발생된 것으로 판단된 실린더 측으로 비정상연료시스템의 인젝터를 통해 소정량의 시험용진단연료를 분사한 뒤, 배기가스 공연비를 측정하는 산소센서를 이용 배기가스 공연비의 변화량을 통해 인젝터의 막힘 여부를 감지(S320)하게 된다.

즉, 인젝터의 막힘 발생시, 실린더로 주입되는 연료는 정상인 경우보다 작거나, 없을 것인바 이 경우에는 배기가스 공연비의 변화는 정상에 비해 작거나 변동되지 않을 것인바, 이러한 배기가스 공연비의 변화량으로 인젝터의 막힘 여부를 감지하게 된다.

한편, 인젝터 막힘 상태에 따라 소량의 시험용진단연료로 감지할 수 있도록, 시험용진단연료를 소정 단계로 나누어 순차적으로 증가시키면서 분사하되, 각 단계별 분사에 따른 람다 변화량을 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지할 수 있다.

즉, 인젝터의 막힘 여부를 감지하기 위해 많은 양의 시험용진단연료를 분사하는 것은 비경제적인바, 소정 단계로 나누어 이 시험용진단연료량을 증가시키면서 각 단계별로 배기가스 내의 연료와 산소의 비인 이른바 람다 변화량을 통해 인젝터의 막힘 여부를 판단하게 된다.

한편, 그 마지막 단계로 정상연료시스템을 유지함은 물론 인젝터막힘 경고등등을 점등하는 단계(S400)가 수행되는데, 구체적으로는, 인젝터가 막힌 실린더를 데이터저장부에 저장하고, 실화 경고등을 점등하지 않으며, 운전자에게 인젝터 막힘경고등을 점등하되, 차량은 정상연료시스템으로 운행하는 것을 특징으로 한다.

즉, 실화 발생시 문제가 되고 있는 연료시스템을 확인하고, 인젝터 외의 점화계 등의 타 부품의 오정비를 방지함은 물론, 인젝터 막힘 진단이 정상으로 판단되는 경우, 이와 관련된 정보를 데이터저장부에 저장하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 실제 차량의 주행을 고려한 본 발명의 제어 로직을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 4기통 엔진의 4개의 실린더 각각에는 가솔린 인젝터와 LPG 인젝터가 구비되어 있어, 차량의 주행 상태 또는 운전자의 의지로 가솔린 혹은 LPG를 선택하게 된다.

이때 ,현재 차량이 가솔린 연료로 주행하는 것으로 가정할 때, 엔진에서의 실화가 발생되고, LPG 연료 시스템이 정상인 경우로 판단된 경우, LPG 연료 시스템으로 강제 전환시킨다.

그 후, 실화가 발생된 것으로 판단된 실린더에 설치된 가솔린 연료가 분사되는 인젝터에 소량의 가솔린 연료를 주입한 후 공연비의 변화량을 측정하게 된다.

그 공연비의 변화량이 없거나, 미세하게 변동되는 경우 문제가 되는 실린더의 가솔린 공급 인젝터가 막힌 것으로 판단할 수 있게 되며, 이 경우 운전자에게 인젝터 막힘 경고등을 점등시켜 인젝터의 교환을 유도하게 된다.

상기와 같은 제어 로직으로 구현되는 본 발명인 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법에 의한다면, 바이 퓨얼 차량의 장점을 충분히 활용할 수 있으며, 예를 들어 LPG 연료 시스템은 정상이고, 가솔린 연료 시스템은 비정상인 경우, 우선 LPG 연료 시스템으로 차량을 구동시키고, 가솔린 연료 시스템의 인젝터로 가솔린을 분사하여 그 인젝터의 막힘을 감지함으로써 운전자에게 실화 경고등을 점등하지 않고, 그 대신 인젝터감지 경고등만을 점등함으로써 불필요한 A/S 에 의한 비용 절감 및 문제되고 있는 인젝터의 교환만으로 운전자의 편의성을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (8)

1. 바이 퓨얼 차량의 실화 감지시 현재 주행 중인 비정상연료시스템이 아닌 다른 정상연료시스템으로 전환 시킨 뒤 상기 비정상연료시스템의 인젝터측으로 시험용진단연료를 분사하여 인젝터의 이상 여부를 진단할 수 있는 인젝터막힘감지로직을 수행하며,
   상기 인젝터막힘감지로직에서는 상기 시험용진단연료를 소정단계로 나누어 순차적으로 증가시키면서 분사하되, 각 단계별 분사에 따른 람다 변화량을 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인젝터막힘감지로직은,
   주행 중인 차량의 엔진 실화를 감지하는 실화감지단계;
   엔진 실화로 판단된 상기 비정상연료시스템에서 정상연료시스템으로 전환하여 이 정상연료시스템의 인젝터를 통해 연료를 분사하여 차량 운행을 유지하는 연료전환단계; 및
   비정상연료시스템의 인젝터에 시험용진단연료를 분사한 뒤 배기가스 공연비 변화를 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 인젝터막힘감지단계를 포함하며,
   상기 인젝터막힘감지단계에서는 시험용진단연료를 소정 단계로 나누어 순차적으로 증가시키면서 분사하되, 각 단계별 분사에 따른 람다 변화량을 측정하여 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 실화감지단계에서는,
   각 실린더의 크랭크 샤프트가 소정의 각도만큼 회전하는데 걸리는 시간을 측정하여 설정된 시간보다 큰 경우 해당 실린더에 실화가 발생된 것으로 판단하고, 이 실화가 발생된 실린더를 데이터저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 연료전환단계에서는,
   상기 정상연료시스템의 잔류 연료량과 외기온, 냉각수온 및 연료 압력의 데이터가 데이터저장부에 저장된 설정된 기준값에 부합하는 경우 정상연료시스템으로 전환시키는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 인젝터막힘감지단계는,
   차량의 차속, RPM 및 연료 분사량의 데이터를 기초로 상기 시험용진단연료의 분사시 차량의 운행에 영향이 없는지를 판단한 뒤, 상기 시험용진단연료를 분사하는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.
   
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 인젝터막힘감지단계는,
   실화가 발생된 것으로 판단된 실린더 측으로 상기 비정상연료시스템의 인젝터를 통해 소정량의 시험용진단연료를 분사한 뒤, 배기가스 공연비를 측정하는 산소센서를 이용 배기가스 공연비의 변화량을 통해 인젝터의 막힘 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.
   
7. 삭제
8. 청구항 3에 있어서,
   인젝터가 막힌 실린더를 데이터저장부에 저장하고, 인젝터 막힘 경고등을 점등하되, 차량은 정상연료시스템으로 운행하는 것을 특징으로 하는, 바이 퓨얼 차량의 인젝터 막힘 감지 방법.

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