KR102100235B1 - A Water injection system to minimize air inflow into rail and its control method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레일 내 공기 유입을 최소화하기 위한 물 분사 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명은 일 실시예로 물 탱크, 상기 물 탱크 내의 물을 펌핑시키는 물 펌프와 상기 물 펌프에 의해 펌핑된 물을 엔진의 흡입계로 분사하는 인젝터 및 물 펌프에 의해 펌핑된 물을 인젝터로 공급하는 물 분사 레일을 구비하여, 엔진 내에 물을 분사할 수 있는 시스템에 있어서, 상기 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서; 상기 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서; 및 상기 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서에서 측정된 압력을 토대로 물 펌프의 공회전 여부를 판단하고, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 제어부;를 포함하는 물 분사 시스템을 제공함으로써, 물 펌프의 공회전에 의해 물 분사 레일 내로 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.The present invention relates to a water injection system and a control method for minimizing air inflow into a rail, and the present invention is an embodiment of a water tank, a water pump for pumping water in the water tank, and pumped by the water pump A system capable of injecting water into the engine, comprising an injector that injects water into the intake system of the engine and a water injection rail that supplies water pumped by the water pump to the injector, wherein the pressure of the water discharged from the water pump is Water pump pressure sensor to measure; A rail pressure sensor measuring the pressure in the water injection rail; And a controller configured to determine whether the water pump is idling based on the pressure measured by the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor, and adjust the water injection time of the injector to discharge air in the water injection rail. By providing, it is possible to minimize the inflow of air into the water injection rail by idling of the water pump.

Description

레일 내 공기 유입을 최소화하기 위한 물 분사 시스템 및 그 제어 방법{A Water injection system to minimize air inflow into rail and its control method}A water injection system to minimize air inflow into rail and its control method

본 발명은 물 분사 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 물 탱크 내의 물 부족으로 인해 물 펌프가 공회전함에 따라 물 분사 레일 내에 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 물 분사 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water jetting system and a control method thereof, and more specifically, a water jetting system capable of minimizing the inflow of air into the water jetting rail as the water pump idles due to water shortage in the water tank and its control It's about how.

노킹은 점화에 의해 화염이 전파되기 전에 미연소 혼합가스가 자체 발화를 일으켜 압력과 온도가 급격하게 상승하면서 연소실 벽을 작은 해머로 빠르게 두드리는 것과 같은 소리를 발생시키는 현상을 의미하며, 노킹이 발생하면 내연 기관의 출력이 급격히 저하되거나, 배기밸브나 피스톤이 고장나거나, 피스톤과 실린더가 녹아 붙는 등의 문제가 발생하게 되므로, 노킹을 제어하기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있다.Knocking refers to a phenomenon in which unburned mixed gas causes self-ignition before the flame propagates by ignition, and the pressure and temperature rise rapidly, causing a sound such as rapidly tapping the combustion chamber wall with a small hammer. Since the output of the internal combustion engine is rapidly lowered, the exhaust valve or the piston fails, and problems such as melting of the piston and the cylinder occur, various methods for controlling knocking have been proposed.

종래에는 노크 센서를 이용하여 노킹 여부 및 노킹 강도를 판단하고, 노킹 강도에 따라서 점화 시기를 지각시켜 노킹을 제어하려는 방안이 제안되었으나, 노크 센서를 이용하여 점화 시기를 지각시키는 방식은 엔진의 토크 및 출력 감소를 수반한다는 문제가 있었고, 현재는 토크 저하를 방지하면서 노킹을 제어하기 위해 공기 보조 분사 시스템, 연료 분사량 증대(Fuel enrichment)를 적용한 EGR 시스템, 물 분사 시스템 등의 노킹 제어 방안들이 제안되고 있는 실정이다.Conventionally, a method of determining knocking and knocking strength using a knock sensor and controlling the knocking by controlling the ignition timing according to the knocking strength has been proposed, but the method of detecting the ignition timing using the knock sensor is based on the torque and the engine torque. There was a problem that the output was reduced, and knocking control methods such as an air assist injection system, an EGR system with fuel enrichment (Fuel enrichment), and a water injection system have been proposed to control knocking while preventing torque drop. This is true.

상기 방안들 중 연비와 에미션(Emission)에 영향을 주지 않고서도 노킹 제어를 효과적으로 할 수 있는 방안이 바로 물 분사 시스템(Water injection system)이며, 구체적으로 물 분사 시스템은 실린더 안에 고압의 물을 분사함으로써, 엔진의 열을 낮춰 노킹 발생을 방지하고, 과급 압력과 성능을 높일 수 있는 시스템을 의미한다.Among the above methods, a method capable of effectively controlling knocking without affecting fuel efficiency and emission is a water injection system, and specifically, a water injection system injects high pressure water into a cylinder. By doing so, it means a system that can lower the heat of the engine to prevent knocking and increase boost pressure and performance.

이와 같은 물 분사 시스템에서는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(40)의 양 측에 흡기계(41)와 배기계(42)가 연결되며, 흡기계(41) 측에는 흡기계(41) 내로 물을 분사하여 엔진(40)의 연소실(43) 내로 물을 투입시킬 수 있는 인젝터(30)가 배치된다. 이 때, 상기 인젝터(30)는 물 공급 레일(50)을 따라 물 탱크(10)와 연결되며, 물 탱크(10) 내부에는 물 펌프(20)가 배치되어, 물 탱크(10) 내부의 물을 펌핑시켜 물 공급 레일(50)로 토출시킬 수 있고, 인젝터(30)에서는 물 분사 시기를 조절하여 엔진(40)의 연소실(43) 내부에 물을 분사할 수 있다.In this water injection system, the intake system 41 and the exhaust system 42 are connected to both sides of the engine 40 as shown in FIG. 1, and water is injected into the intake system 41 on the intake system 41 side. By doing so, an injector 30 capable of introducing water into the combustion chamber 43 of the engine 40 is disposed. At this time, the injector 30 is connected to the water tank 10 along the water supply rail 50, the water pump 20 is disposed inside the water tank 10, water inside the water tank 10 It can be discharged to the water supply rail 50 by pumping, and the injector 30 can adjust the water injection timing to inject water into the combustion chamber 43 of the engine 40.

다만, 물 분사 시스템의 경우에도 물 탱크(10) 내에 물이 부족하여 물 펌프(20)가 펌핑시킬 물이 없어 공회전하는 상황이 종종 발생하였고, 물 펌프(20)가 공회전하게 되면 물 공급 레일(50) 내에 물이 아닌 공기가 유입되게 되고, 물 공급 레일(50) 내의 물이 양이 부족하여 연소실(43) 내에 물을 원활하게 분사할 수 없다는 문제점이 있었다.However, even in the case of the water injection system, there was often a situation in which the water pump 20 does not have water to pump because there is insufficient water in the water tank 10, and when the water pump 20 is idle, the water supply rail ( There is a problem in that air is introduced into the combustion chamber 43 due to insufficient amount of water in the water supply rail 50 due to the inflow of air, not water.

이와 같이, 물 탱크(10) 내의 물이 부족하여 물 펌프(20)가 공회전하게 되면, 엔진 내부에서 발생하는 노킹을 효과적으로 제어할 수 없음에도 현재까지 제안된 물 분사 시스템만으로는 물 펌프(20)의 공회전을 감지하고, 물 공급 레일(50) 내에 물이 아닌 공기가 유입되는 것을 방지할 수 없어, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 개선된 물 분사 시스템이 요구되는 실정이다.As described above, when the water pump 20 is idle due to the lack of water in the water tank 10, the knocking occurring inside the engine cannot be effectively controlled. Detecting idling and preventing the inflow of air other than water into the water supply rail 50, there is a need for an improved water injection system capable of solving the above problems.

한국등록특허공보(제10-0680536호) “배기응축방식의 물-수증기 병용분사 시스템을 이용한 가솔린 엔진의 노킹 제어장치 및 그 제어방법 ”Korean Registered Patent Publication (No. 10-0680536) “Knock control device of gasoline engine using exhaust condensation water-steam combined injection system and its control method”

본 발명은 물 탱크 내의 물 부족으로 인해 물 펌프가 공회전하게 될 때, 물 펌프의 공회전에 의해 물 분사 레일 내에 공기가 유입되는 것을 방지하여, 엔진 내에 분사되는 물의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 물 분사 시스템 및 그 제어 방법을 제공함으로써, 상기와 같은 종래의 물 분사 시스템이 갖는 문제점을 해결하고자 한다.The present invention prevents air from entering the water injection rail due to the idling of the water pump when the water pump is idle due to the lack of water in the water tank, so that the amount of water injected into the engine can be precisely controlled. By providing an injection system and its control method, it is intended to solve the problems of the conventional water injection system as described above.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 실시예로 물 탱크, 상기 물 탱크 내의 물을 펌핑시키는 물 펌프와 상기 물 펌프에 의해 펌핑된 물을 엔진의 흡입계로 분사하는 인젝터 및 물 펌프에 의해 펌핑된 물을 인젝터로 공급하는 물 분사 레일을 구비하여, 엔진 내에 물을 분사할 수 있는 시스템에 있어서, 상기 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서; 상기 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서; 및 상기 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서에서 측정된 압력을 토대로 물 펌프의 공회전 여부를 판단하고, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 제어부;를 포함하는 물 분사 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an embodiment of the water tank, a water pump for pumping water in the water tank and an injector and a water pump for injecting water pumped by the water pump into the intake system of the engine What is claimed is: 1. A system capable of injecting water into an engine having a water injection rail for supplying pumped water to an injector, comprising: a water pump pressure sensor measuring a pressure of water discharged from the water pump; A rail pressure sensor measuring the pressure in the water injection rail; And a controller configured to determine whether the water pump is idling based on the pressure measured by the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor, and adjust the water injection time of the injector to discharge air in the water injection rail. Gives

여기서, 상기 제어부는 상기 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit is characterized in that the water injection time of the injector is adjusted to the minimum injection time so that only the air can be discharged from the injector.

또한, 상기 제어부는 상기 물 펌프 압력 센서에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 낮고, 기 설정된 시간이 경과한 후에 상기 물 펌프 압력 센서에서 다시 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 낮은 경우, 상기 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, if the pressure of the water measured by the water pump pressure sensor is lower than the target pressure, and the pressure of the water measured again by the water pump pressure sensor after a preset time has elapsed, the control unit may activate the water pump. It is characterized by judging that it is idling.

아울러, 상기 제어부는 상기 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되고, 상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력보다 작은 경우에는, 상기 인젝터의 물 분사를 중단시키고, In addition, the control unit is determined that the water pump is idling, and when the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor is less than a predetermined threshold pressure, stop the water injection of the injector,

상기 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되고, 상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력 이상인 경우에는 상기 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 것을 특징으로 한다.When it is determined that the water pump is idling, and the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor is greater than or equal to a predetermined threshold pressure, the water injection time of the injector is adjusted to discharge air in the water injection rail. do.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템은 상기 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서의 고장 여부를 판단하는 고장 판단부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 고장 판단부에서 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서가 고장인 것으로 판단되면, 인젝터의 물 분사를 중단시키는 것을 특징으로 한다.At this time, the water injection system according to an embodiment of the present invention further includes a failure determination unit for determining whether the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor has failed, and the control unit is configured to control the water pump pressure at the failure determination unit. When it is determined that the sensor or the rail pressure sensor is malfunctioning, it is characterized in that water injection of the injector is stopped.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템은 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되는 경우, 운전자에게 물 탱크의 물 부족을 알리는 알림부;를 더 포함할 수도 있다.In addition, the water injection system according to an embodiment of the present invention may further include a notification unit notifying the driver of water shortage in the water tank when it is determined that the water pump is idling.

본 발명은 또 다른 실시예로 엔진 내에 물을 분사하는 물 분사 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 물 탱크 내의 물이 물 펌프에 의해 펌핑되어, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 제1 압력 측정 단계; 상기 제1 압력 측정 단계에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우, 기 설정된 시간이 경과한 후, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 다시 측정하는 제2 압력 측정 단계; 상기 제2 압력 비교 단계에서 측정된 물의 압력과 목표 압력을 비교하여, 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단하는 공회전 판단 단계; 및 상기 공회전 판단 단계에서 판단된 물 펌프의 공회전 여부를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하는 인젝터 제어 단계;를 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, in a method of controlling a water injection system for spraying water in an engine, a first pressure measurement for measuring the pressure of water discharged from the water pump by pumping water in the water tank step; A second pressure measurement step of measuring the pressure of the water discharged from the water pump again after a predetermined time has elapsed when the pressure of the water measured in the first pressure measurement step is smaller than the target pressure; An idling determining step of comparing the pressure of the water measured in the second pressure comparison step with the target pressure, and determining that the water pump is idling when the measured water pressure is smaller than the target pressure; And an injector control step of adjusting the water injection time of the injector based on whether the water pump is idling determined in the idling determination step.

이 때, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 제1 또는 제2 압력 측정 단계에 앞서, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서 또는 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서의 고장 여부를 판단하는 센서 고장 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.At this time, the water injection system control method of the present invention, prior to the first or second pressure measurement step, a water pump pressure sensor for measuring the pressure of the water discharged from the water pump or rail pressure sensor for measuring the pressure in the water injection rail It may further include; a sensor failure determining step of determining whether or not the failure.

이 때, 상기 센서 고장 판단 단계에서 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서가 고장난 것으로 판단되면, 인젝터의 물 분사 중단시키는 것을 특징으로 한다.At this time, if it is determined that the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor has failed in the sensor failure determination step, it is characterized in that the water injection of the injector is stopped.

또한, 상기 공회전 판단 단계에서 물 펌프가 공회전하지 않는 것으로 판단되면, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that the water pump is not idling in the idling determination step, it is characterized in that the water injection time of the injector is adjusted to the minimum injection time so that only the air is discharged from the injector.

아울러, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 공회전 판단 단계에서 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계 압력을 비교하는 레일 압력 비교 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the control method of the water injection system of the present invention may further include a rail pressure comparison step of comparing the pressure in the water injection rail with a predetermined threshold pressure when it is determined that the water pump is idling in the idling determination step.

특히, 상기 인젝터 제어 단계는 상기 레일 압력 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 한다.In particular, in the injector control step, when it is determined that the pressure in the water injection rail is greater than or equal to a predetermined threshold pressure in the rail pressure comparison step, adjusting the water injection time of the injector to a minimum injection time so that only air is discharged from the injector. It is characterized by.

반대로, 상기 인젝터 제어 단계는 상기 레일 압력 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우, 인젝터의 물 분사 중단시키는 것을 특징으로 한다.Conversely, in the injector control step, when it is determined that the pressure in the water injection rail is smaller than a predetermined threshold pressure in the rail pressure comparison step, water injection of the injector is stopped.

또한, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 공회전 판단 단계에서 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 운전자에게 물 탱크 내의 물이 부족하다는 것을 알리는 알림 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the control method of the water injection system of the present invention may further include a notification step of notifying the driver that the water in the water tank is insufficient when the water pump is determined to be idling in the idling determination step.

본 발명은 물 탱크 내의 물 부족으로 인해 물 펌프가 공회전하는지 여부를 확인하고, 물 펌프가 공회전하는 것으로 확인되면 물 분사 레일 내의 압력과 임계 압력을 비교하여, 물 분사 레일 내의 압력이 임계 압력 이상이면 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 제어하여 물 분사 레일 내의 공기를 외부로 빼낼 수 있고, 반대로 물 분사 레일 내의 압력이 임계 압력보다 작으면 인젝터의 구동을 중단시켜 물 분사 레일 내에 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.The present invention checks whether the water pump is idling due to water shortage in the water tank, and when it is confirmed that the water pump is idling, compares the pressure in the water jet rail with the critical pressure, and if the pressure in the water jet rail is greater than or equal to the critical pressure By controlling the water jetting time of the injector to the minimum jetting time, air in the water jetting rail can be drawn out. Conversely, when the pressure in the water jetting rail is less than the critical pressure, the injector is stopped to drive air into the water jetting rail. Can be prevented.

이로써, 본 발명은 엔진 내에 분사되는 물의 양을 보다 정밀하게 조절할 수 있게 되어, 결과적으로 엔진의 노킹을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.Thus, the present invention can more precisely control the amount of water injected into the engine, and as a result, knocking of the engine can be more precisely controlled.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 구성 요소를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 구동 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 순서도이다.
도 4는 압력 센서 고장 여부를 확인하는 단계와 물 분사 레일 내의 압력과 임계 압력을 비교하는 단계가 추가된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 제어 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a view showing the components of a water injection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a driving process of a water injection system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method for controlling a water injection system according to another embodiment of the present invention.
4 is a flow chart of a method for controlling a water injection system according to another embodiment of the present invention, in which a step of checking whether a pressure sensor is broken and a step of comparing a pressure and a critical pressure in the water injection rail are added.
5 is a flowchart illustrating a control process of a water injection system control method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It should be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.When a component is referred to as being connected to or connected to another component, it should be understood that other components may exist in the middle, although they may be directly connected or connected to the other component. Further, when a member is referred to as being “on” another member throughout this specification, this includes not only the case where one member abuts another member, but also the case where another member exists between the two members.

본 출원에서, “포함하다.” 또는 “가지다.” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, "includes." Or "take it." Terms such as intended to designate the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, one or more other features or numbers, steps, operation, component, part, or It should be understood that the possibility of the presence or addition of these combinations is not excluded in advance.

먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템에 대하여 살펴보도록 한다.First, a water injection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 구성 요소를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 구동 과정을 도시한 도면이다.1 is a view showing components of a water jetting system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a driving process of a water jetting system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템은 물 탱크(10), 상기 물 탱크(10) 내의 물을 펌핑시키는 물 펌프(20)와 상기 물 펌프(20)에 의해 펌핑된 물을 엔진(40)의 흡입계(41)로 분사하는 인젝터(30) 및 물 펌프(20)에 의해 펌핑된 물을 인젝터(30)로 공급하는 물 분사 레일(50)을 구비하여, 엔진(40) 내에 구체적으로는, 엔진(40)의 연소실(43) 내에 물을 분사할 수 있는 시스템에 관한 것으로, The water injection system according to an embodiment of the present invention includes a water tank 10, a water pump 20 for pumping water in the water tank 10, and an engine 40 for water pumped by the water pump 20. ) Is provided with an injector 30 for injecting into the suction system 41 and a water injection rail 50 for supplying water pumped by the water pump 20 to the injector 30, specifically in the engine 40 Is related to a system capable of injecting water into the combustion chamber 43 of the engine 40,

본 발명의 물 분사 시스템은 상기 물 펌프(20)에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서(100)와 상기 물 분사 레일(50) 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서(200) 및 상기 물 펌프 압력 센서(100) 또는 레일 압력 센서(200)에서 측정된 압력을 토대로 물 탱크(10) 내부의 물 부족에 의해 물 펌프(20)가 공회전하는지 여부를 판단하고, 판단된 물 펌프(20)의 공회전 여부를 토대로 상기 인젝터(30)의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일(50) 내의 공기를 배출시킬 수 있는 제어부(300)를 포함하는 것이 특징이다.The water injection system of the present invention includes a water pump pressure sensor 100 measuring the pressure of water discharged from the water pump 20, a rail pressure sensor 200 measuring the pressure in the water injection rail 50, and the water Based on the pressure measured by the pump pressure sensor 100 or the rail pressure sensor 200, it is determined whether the water pump 20 is idling due to a lack of water inside the water tank 10, and the determined water pump 20 It characterized in that it comprises a control unit 300 for discharging the air in the water injection rail 50 by adjusting the water injection time of the injector 30 based on whether the idling.

본 발명은 상기와 같은 구성을 통해 물 탱크(10) 내의 물 부족으로 인해 물 펌프(20)가 공회전하는지 여부를 판단하고, 물 펌프(20)가 공회전하는 것으로 판단되는 경우, 인젝터(30)를 통한 물 분사를 중단시켜 물 분사 레일(50) 내에 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다는 점에서 종래의 물 분사 시스템과 차별성을 가지며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 구성 요소들에 대하여 구체적으로 살펴보겠다.The present invention determines whether the water pump 20 is idling due to the lack of water in the water tank 10 through the above configuration, and when it is determined that the water pump 20 is idling, the injector 30 It has a difference from the conventional water jet system in that it can minimize the inflow of air into the water jet rail 50 by stopping the water jet through, and hereinafter, components of the water jet system according to an embodiment of the present invention Let's take a closer look at the fields.

먼저, 물 펌프 압력 센서(100)와 레일 압력 센서(200)는 물 펌프(20)의 공회전 여부 판단에 기반이 되는 정보를 감지하는 압력 센서로, 물 펌프 압력 센서(100)는 물 탱크(10) 내의 물이 물 펌프(20)에 의해 펌핑되어, 물 펌프(20) 외부 즉, 물 분사 레일(50)로 토출되는 압력을 측정하고, 레일 압력 센서(200)는 물 펌프(20)로부터 공급되는 물에 의해 변화하는 물 분사 레일(50) 내의 압력을 측정한다.First, the water pump pressure sensor 100 and the rail pressure sensor 200 are pressure sensors that detect information based on determining whether the water pump 20 is idling, and the water pump pressure sensor 100 is a water tank 10 ) The water in the pump is pumped by the water pump 20, the outside of the water pump 20, that is, measuring the pressure discharged to the water jet rail 50, the rail pressure sensor 200 is supplied from the water pump 20 The pressure in the water injection rail 50 changed by the water to be measured is measured.

물 펌프 압력 센서(100)와 레일 압력 센서(200)에서 측정된 압력 정보는 제어부(300)로 송신되며, 제어부(300)에서는 물 펌프 압력 센서(100)와 레일 압력 센서(200)에서 수신 받은 상기 정보를 토대로 물 펌프(20)의 공회전 여부 판단할 수 있는데, 제어부(300)의 제어 과정에 대한 구체적인 설명은 후술한다.Pressure information measured by the water pump pressure sensor 100 and the rail pressure sensor 200 is transmitted to the control unit 300, and the control unit 300 receives the water pump pressure sensor 100 and the rail pressure sensor 200. Based on the above information, it can be determined whether the water pump 20 is idling, but a detailed description of the control process of the controller 300 will be described later.

이 때, 상기 물 펌프 압력 센서(100)와 레일 압력 센서(200)는 기계식 압력 센서 또는 박막 센서, 피에조저항 센서 등과 같은 전기식 압력 센서일 수 있으나, 물 펌프(20)에서 토출되는 물의 압력과 물 분사 레일(50) 내의 압력을 측정할 수만 있다면 다른 종류의 센서를 사용하더라도 무관하다.At this time, the water pump pressure sensor 100 and the rail pressure sensor 200 may be a mechanical pressure sensor or an electric pressure sensor such as a thin film sensor or a piezo-resistance sensor, but the pressure and water of water discharged from the water pump 20 It is irrelevant to use other types of sensors as long as the pressure in the injection rail 50 can be measured.

다음으로, 제어부(300)는 본 발명의 물 분사 시스템의 핵심적인 구성 요소로서, 앞서 언급한 바와 같이 물 펌프(20)의 공회전 여부 판단하고, 물 펌프(20)의 공회전 여부 판단 결과에 따라 인젝터(30)를 제어하여 물 분사 레일(50) 내에 공기가 유입되는 것을 최소화하는 역할을 한다. Next, the control unit 300 is a core component of the water injection system of the present invention, as described above, to determine whether the water pump 20 is idle, and the injector according to the result of determining whether the water pump 20 is idle By controlling the (30) serves to minimize the inflow of air into the water injection rail (50).

구체적으로, 제어부(300)가 물 펌프(20)의 공회전 여부를 판단하는 과정에 대해 살펴 보면, 상기 제어부(300)는 물 펌프 압력 센서(100)에서 측정된 물 펌프(20)에서 토출되는 물의 압력이 설정한 목표 압력보다 낮은 경우, 기 설정된 시간이 경과한 후에 다시 한 번 물 펌프 압력 센서(100)에서 측정된 물 펌프(20)에서 토출되는 물의 압력과 목표 압력을 비교한다.Specifically, looking at the process of determining whether the control unit 300 is idling of the water pump 20, the control unit 300 of the water discharged from the water pump 20 measured by the water pump pressure sensor 100 When the pressure is lower than the set target pressure, the pressure of the water discharged from the water pump 20 measured by the water pump pressure sensor 100 is compared again after the preset time has elapsed and the target pressure.

상기 제어부(300)는 비교 결과를 토대로 ⅰ) 기 설정된 시간이 경과한 후에도 물 펌프 압력 센서(100)에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 낮은 경우에는 물 탱크(100) 내의 물이 부족하여 물 펌프(20)가 공회전하는 것으로 판단하고, ⅱ) 반대로 기 설정된 시간이 경과한 후에 물 펌프 압력 센서(100)에서 측정된 물의 압력이 목표 압력 이상 즉, 목표 압력에 도달한 경우에는 물 탱크(10)의 출렁거림에 의해 일시적으로 물 펌프(20)의 공회전이 발생한 것으로 판단한다.The control unit 300 is based on the comparison result ⅰ) If the pressure of the water measured by the water pump pressure sensor 100 is lower than the target pressure even after a predetermined time has elapsed, the water in the water tank 100 is insufficient and the water pump (20) is determined to be idling, and ii) on the contrary, when the pressure of the water measured by the water pump pressure sensor 100 after the predetermined time has elapsed, that is, when the target pressure is reached, that is, the water tank 10 It is determined that the idling of the water pump 20 is temporarily caused by the swaying of the.

물 펌프(20)가 물 탱크(10) 내의 출렁거림에 의해 일시적으로 공회전한 것으로 판단되면, 상기 제어부(300)는 물 펌프(20)의 일시적인 공회전으로 인해 물 분사 레일(50) 내로 유입된 공기를 외부로 빼낼 수 있도록 인젝터(30)의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 제어하여, 상기 인젝터(30)에서 물은 배출되지 않고 공기만 배출될 수 있도록 한다.When it is determined that the water pump 20 is temporarily idle due to the swaying in the water tank 10, the control unit 300 is air introduced into the water injection rail 50 due to the temporary idling of the water pump 20 The water injection time of the injector 30 is controlled to a minimum injection time so that it can be taken out, so that water is not discharged from the injector 30 but only air can be discharged.

여기서, 물 펌프(20) 공회전 판단의 기초가 되는 목표 압력은 인젝터(30)를 통해 엔진(40) 내에 물을 분사하기 위한 대기 압력을 의미할 수 있으며, 자동차의 고속 주행 또는 고속 도로 주행 시에는 목표 압력에서 압력이 상승하여 인젝터(30)를 통한 물 분사가 이루어질 수 있다.Here, the target pressure that is the basis for determining the idling of the water pump 20 may mean atmospheric pressure for injecting water into the engine 40 through the injector 30. The pressure rises from the target pressure, and water injection through the injector 30 may be performed.

또한, 최소 분사 시간은 인젝터(30)에서 물이 빠져나가지 않고 공기만 빠져나갈 수 있는 물 분사 시간을 의미하며, 상기 최소 분사 시간은 제어부(300)에서 조절할 수 있는 인젝터(30)의 최소 개방 시간일 수도 있고, 실험을 통해 데이터화된 인젝터(30) 개방 시간일 수도 있다.In addition, the minimum injection time refers to a water injection time that allows water to escape from the injector 30 but only air, and the minimum injection time is the minimum opening time of the injector 30 that can be adjusted by the controller 300 It may be, or it may be an injector 30 opening time, which is data through experiments.

반대로, 물 펌프(20)가 물 탱크(10) 내의 물 부족으로 인해 공회전하면 물 분사 레일(50) 내의 압력이 하강하게 되어 인젝터(30)의 물 분사 시간이 증가할 수 밖에 없는데, 상기 제어부(300)는 물 펌프(20)의 공회전이 회전하는 것으로 판단되는 경우에 레일 압력 센서(200)에서 측정된 압력 값과 기 설정된 임계 압력을 비교하는 과정을 진행함으로써, 물 분사 레일(50) 내의 이상이 발생하였는지 여부를 확인할 수 있다.Conversely, when the water pump 20 is idling due to the lack of water in the water tank 10, the pressure in the water injection rail 50 is lowered, and the water injection time of the injector 30 is forced to increase. 300) by performing a process of comparing the pressure value measured by the rail pressure sensor 200 and a predetermined threshold pressure when it is determined that the idling of the water pump 20 rotates, an abnormality in the water injection rail 50 It can be checked whether this has occurred.

구체적으로, 상기 제어부(300)는 ⅰ) 상기 물 펌프(20)가 공회전하는 것으로 판단되고, 상기 레일 압력 센서(200)에서 측정된 물 분사 레일(50) 내의 압력이 기 설정된 임계 압력보다 작은 경우, 물 펌프(20)가 공회전하는 것뿐만 아니라, 물 분사 레일(50) 내에 기계적인 결함이 발생하여 누수(Leakage)가 발생하거나, 인젝터(50)가 개방된 상태로 Stuck된 것으로 판단하여 상기 인젝터(30)의 물 분사를 중단시키고,Specifically, the control unit 300 is ⅰ) when it is determined that the water pump 20 is idling, and the pressure in the water injection rail 50 measured by the rail pressure sensor 200 is smaller than a predetermined threshold pressure , In addition to idling the water pump 20, it is determined that a mechanical defect occurs in the water injection rail 50 to cause leakage, or it is determined that the injector 50 is stuck with the open state, Stop the water jet of 30,

ⅱ) 반대로, 상기 물 펌프(20)가 공회전하는 것으로 판단되더라도, 상기 레일 압력 센서(200)에서 측정된 물 분사 레일(50) 내의 압력이 기 설정된 임계 압력 이상인 경우에는 인젝터(30) 구동을 통해 엔진(40)의 연소실(42) 내로 물을 분사할 수 있는 것으로 판단하고, 차량이 고속 주행할 때 인젝터(30)를 통해 물을 정밀하게 분사할 수 있도록 인젝터(30)의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 제어함으로써, 물 펌프(20)의 공회전에 의해 물 분사 레일(50) 내부로 유입된 공기를 빼낸다.Ii) Conversely, even if it is determined that the water pump 20 is idle, when the pressure in the water injection rail 50 measured by the rail pressure sensor 200 is greater than or equal to a predetermined threshold pressure, the injector 30 is driven. It is determined that water can be injected into the combustion chamber 42 of the engine 40, and the water injection time of the injector 30 is minimized so that water can be accurately injected through the injector 30 when the vehicle is traveling at high speed. By controlling with the injection time, the air introduced into the water injection rail 50 by the idling of the water pump 20 is taken out.

여기서, 상기 임계 압력은 물 분사 레일(50) 내의 기계적 결함 내지 인젝터(30)의 오픈 stuck 상태를 감지할 수 있는 데이터화된 압력 값을 의미하며, 상기 임계 압력은 고정된 값이 아니어서, 차량, 주행 환경 등 다양한 실시예에 따라 변경될 수 있음은 당연하다.Here, the critical pressure means a data pressure value capable of detecting a mechanical defect in the water injection rail 50 or an open stuck state of the injector 30, and the critical pressure is not a fixed value. It is natural that the driving environment may be changed according to various embodiments.

이와 같이 물 펌프(20)의 공회전 여부와 물 펌프 레일(50)의 기계적 결함, 인젝터(30)의 오픈 stuck 등을 판단하는 기초가 되는 것은 물 펌프 압력 센서(100)에서 측정되는 물 펌프(20)에서 토출되는 물의 압력 값과 레일 압력 센서(200)에서 측정되는 물 분사 레일(50) 내의 압력 값인데, The water pump 20 measured by the water pump pressure sensor 100 is the basis for determining whether the water pump 20 is idling, the mechanical defect of the water pump rail 50, the open stuck of the injector 30, and the like. ) Is the pressure value of the water discharged from the water injection rail 50 measured by the rail pressure sensor 200 and the pressure value of water discharged from the

상기 물 펌프 압력 센서(100) 또는 레일 압력 센서(200)에 고장이 발생된 경우에는 물 펌프(20)의 공회전 여부와 물 펌프 레일(50)의 기계적 결함, 인젝터(30)의 오픈 stuck 등을 판단할 수 없으므로, 본 발명의 물 분사 시스템은 물 펌프 압력 센서(100) 또는 레일 압력 센서(200)의 고장 여부를 판단하는 고장 판단부(400)를 더 포함하고, 상기 고장 판단부(400)는 물 펌프 압력 센서(100) 또는 레일 압력 센서(200)의 출력 값을 토대로 Short to Ground, Short to battery, Short to circuit 등의 고장 여부를 판단하고, 판단 결과를 제어부(300)에 송신할 수 있고, 상기 제어부(300)에서는 물 펌프 압력 센서(100) 또는 레일 압력 센서(200)가 고장난 것으로 판단되면 인젝터(30)의 물 분사를 중단시킨다.When a failure occurs in the water pump pressure sensor 100 or the rail pressure sensor 200, whether the water pump 20 is idling, a mechanical defect in the water pump rail 50, an open stuck in the injector 30, etc. Since it cannot be determined, the water injection system of the present invention further includes a failure determination unit 400 for determining whether the water pump pressure sensor 100 or the rail pressure sensor 200 has failed, and the failure determination unit 400 Based on the output value of the water pump pressure sensor 100 or the rail pressure sensor 200, it is possible to determine whether a short to ground, short to battery, or short to circuit failure has occurred, and transmit the determination result to the controller 300. In the control unit 300, when it is determined that the water pump pressure sensor 100 or the rail pressure sensor 200 has failed, the water injection of the injector 30 is stopped.

또한, 본 발명의 물 분사 시스템은 상기 제어부(300)에서 물 펌프(20)가 공회전하는 것으로 판단되는 경우, 계기판 또는 소리를 통해 운전자에게 물 탱크(10) 내 물 부족을 알리는 알림부(500)를 더 포함하여, 운전자가 물 탱크(10)에 물을 채우도록 알릴 수도 있다.In addition, the water injection system of the present invention, when it is determined that the water pump 20 is idle at the control unit 300, a notification unit 500 to notify the driver of water shortage in the water tank 10 through the instrument panel or sound In addition, the driver may notify the operator to fill the water tank 10 with water.

다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예인 물 분사 시스템 제어 방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.Next, with reference to Figures 3 to 5 looks at in detail with respect to the water injection system control method according to another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 순서도이고, 도 4는 압력 센서 고장 여부를 확인하는 단계와 물 분사 레일 내의 압력과 임계 압력을 비교하는 단계가 추가된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 순서도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 제어 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flow chart of a method for controlling a water injection system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a step of checking whether a pressure sensor has failed and comparing the pressure and the critical pressure in the water injection rail with the present invention. Flowchart of a method for controlling a water injection system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating a control process of a method for controlling a water injection system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 또 다른 실시예로 앞서 설명한 바와 같은 엔진 내에 물을 분사하는 물 분사 시스템을 제어하는 방법에 관한 것으로, 물 탱크 내의 물이 물 펌프에 의해 펌핑되어, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 제1 압력 측정 단계(S210), 상기 제1 압력 측정 단계(S210)에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우, 기 설정된 시간이 경과한 후에 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 다시 측정하는 제2 압력 측정 단계(S220), 상기 제2 압력 비교 단계(S220)에서 측정된 물의 압력과 목표 압력을 비교하여, 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단하는 공회전 판단 단계(S230) 및 상기 공회전 판단 단계(S230)에서 판단된 물 펌프의 공회전 여부를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하는 인젝터 제어 단계(S240)를 포함하는 것이 특징이다.The present invention relates to a method of controlling a water injection system that injects water into an engine as described above in another embodiment, wherein the water in the water tank is pumped by a water pump to measure the pressure of water discharged from the water pump If the pressure of the water measured in the first pressure measurement step (S210), the first pressure measurement step (S210) is less than the target pressure, the agent for measuring the pressure of the water discharged from the water pump again after a predetermined time has elapsed 2 pressure measurement step (S220), comparing the pressure of the water and the target pressure measured in the second pressure comparison step (S220), the idling determination step of determining that the water pump is idle when the measured water pressure is less than the target pressure It includes (S230) and the injector control step (S240) for adjusting the water injection time of the injector based on the idling of the water pump determined in the idling determination step (S230). It is characteristic.

여기서, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하거나, 후술할 바와 같이 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 방법은 앞서 설명한 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서를 이용하여 이루어지는 것이나, 상기 과정에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 상기 과정에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Here, the method of measuring the pressure of the water discharged from the water pump or measuring the pressure in the water injection rail as will be described later is made using the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor described above, but the description of the process is described above. Since it is the same as described, a detailed description of the process will be omitted here.

본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서나 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서가 고장나는 경우, 물 펌프의 공회전 여부 내지 후술할 물 분사 레일 내의 결합 등을 정확하게 판단할 수 없으므로, 상기 제1 압력 측정 단계(S210)또는 제2 압력 측정 단계(S220)를 수행하기에 앞서, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서 또는 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서의 Short to battery, Short to circuit, Short to ground 등의 고장 여부를 판단하는 센서 고장 판단 단계(S200)를 더 포함하며,In the control method of the water injection system of the present invention, when the water pump pressure sensor for measuring the pressure of water discharged from the water pump or the rail pressure sensor for measuring the pressure in the water injection rail fails, whether the water pump is idling or water injection to be described later Since the coupling in the rail cannot be accurately determined, the water pump pressure sensor measures the pressure of the water discharged from the water pump before performing the first pressure measurement step (S210) or the second pressure measurement step (S220), or Further comprising a sensor failure determination step (S200) to determine whether the short-to-battery, short to circuit, short to ground, etc. of the rail pressure sensor for measuring the pressure in the water injection rail,

상기 센서 고장 판단 단계(S200)에서 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서가 고장난 것으로 판단되면 인젝터의 물 분사 중단시키고, 반대로 상기 센서 고장 판단 단계(S200)에서 물 펌프 압력 센서와 레일 압력 센서가 이상이 없는 것으로 판단되면 제1 압력 측정 단계(S210)를 진행한다.If it is determined that the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor is broken in the sensor failure determination step (S200), the water injection of the injector is stopped, and in contrast, the water pump pressure sensor and the rail pressure sensor are abnormal in the sensor failure determination step (S200). If it is determined that there is no, proceed to the first pressure measurement step (S210).

또한, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 ⅰ) 상기 공회전 판단 단계(S230)에서 제2 압력 비교 단계(S220)에서 측정된 물의 압력이 목표 압력 이상 즉, 목표 압력에 도달한 경우에는 물 탱크의 흔들림에 의해 일시적으로 물 펌프가 공회전한 것으로 판단하고, 인젝터 제어 단계(S240)에서는 차량이 고속 주행할 때 인젝터를 통해 물 분사를 할 수 있도록, 물 펌프의 일시적인 공회전에 의해 물 분사 레일 내로 유입된 공기를 빼내고, 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절한다. 이 때, 상기 목표 압력과 최소 분사 시간은 앞서 설명한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.In addition, the method for controlling the water injection system of the present invention is iii) when the pressure of the water measured in the second pressure comparison step (S220) in the idling determination step (S230) reaches the target pressure or more, that is, the target pressure of the water tank. It is determined that the water pump is temporarily idle by shaking, and in the injector control step (S240), water is injected into the water injection rail by the temporary idling of the water pump so that water can be injected through the injector when the vehicle is traveling at high speed. Drain the air and adjust the water injection time of the injector to the minimum injection time. At this time, since the target pressure and the minimum injection time are the same as described above, a detailed description thereof will be omitted.

이와 달리, ⅱ) 상기 공회전 판단 단계(S230)에서 제2 압력 비교 단계(S220)에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우에는 물 탱크 내의 물 부족으로 인해 물 펌프가 공회전한 것으로 판단하는데, 물 펌프가 공회전하더라도 물 분사 레일 내의 압력에 따라 물 분사가 가능한 경우도 있으므로, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 공회전 판단 단계(S230)에서 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계 압력을 비교하는 레일 압력 비교 단계(S250)를 더 포함한다.Alternatively, ii) when the pressure of the water measured in the second pressure comparison step (S220) in the idling determination step (S230) is less than the target pressure, it is determined that the water pump is idling due to the lack of water in the water tank. Even if the pump is idling, since water injection may be possible depending on the pressure in the water injection rail, the water injection system control method of the present invention, if it is determined that the water pump is idling in the idling determination step (S230), the pressure in the water injection rail A rail pressure comparison step (S250) of comparing the predetermined threshold pressure is further included.

상기 레일 압력 비교 단계(S250)에서 ⅰ) 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력 이상으로 판단되는 경우, 물 펌프가 공회전하기는 하지만 인젝터 구동을 통해 엔진의 연소실 내로 물을 분사할 수 있는 것으로 판단하며, 상기 인젝터 제어 단계(S240)에서는 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하여 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 함으로써, 차량이 고속 주행할 때 엔진 내로 물을 정밀하게 분사할 수 있도록 준비할 수 있다.When the pressure in the rail pressure comparison step (S250) is determined to be greater than or equal to a predetermined threshold pressure in the water injection rail, the water pump is idle, but it is determined that water can be injected into the combustion chamber of the engine through driving the injector In the injector control step (S240), the water injection time of the injector is adjusted to the minimum injection time so that only the air is discharged from the injector, so that water can be accurately injected into the engine when the vehicle is traveling at high speed. You can.

반대로, 상기 레일 압력 비교 단계(S250)에서 ⅱ) 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우에는, 물 펌프가 공회전하는 것과 별도로 물 분사 레일 내에 기계적 결함이 발생하여 누수가 발생하거나, 인젝터가 오픈 Stuck된 것으로 판단하여, 상기 인젝터 제어 단계(S240)에서는 인젝터의 물 분사를 중단시킨다.Conversely, in the rail pressure comparison step (S250) ii) when it is determined that the pressure in the water injection rail is smaller than a predetermined threshold pressure, a mechanical defect occurs in the water injection rail separately from the idling of the water pump, resulting in leakage. Alternatively, it is determined that the injector is open-stuck, and in the injector control step (S240), water injection of the injector is stopped.

아울러, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 공회전 판단 단계(S230)에서 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 운전자에게 물 탱크 내의 물이 부족하다는 것을 알리는 알림 단계를 더 포함하여, 운전자가 물 탱크에 물을 채우도록 알릴 수도 있다.In addition, the control method of the water injection system of the present invention further includes a notification step of notifying the driver that the water in the water tank is insufficient when the water pump is determined to be idling in the idling determination step (S230), the driver You can also tell them to fill the water.

정리하면, 본 발명은 상기와 같은 물 분사 시스템 및 그 제어 방법을 제공함으로써, 물 펌프의 공회전 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 인젝터를 제어하여 물 분사 레일 내로 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있고, 나아가 물 분사 레일 내에 공급된 공기를 외부로 배출해냄으로써, 엔진 내에 분사되는 물의 양을 정밀하게 제어할 수 있어 종래의 물 분사 시스템에 비해 노킹 제어를 효율적으로 할 수 있다는 장점이 있다.In summary, the present invention provides the above-described water injection system and its control method, thereby determining whether the water pump is idling, and controlling the injector according to the determination result to minimize the inflow of air into the water injection rail. Further, by discharging the air supplied to the water injection rail to the outside, it is possible to precisely control the amount of water injected into the engine, there is an advantage that can be more efficient knock control than the conventional water injection system.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments and application examples of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments and application examples described above, and the present invention without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be implemented by a person having ordinary knowledge in the technical field to which this belongs, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In addition, the terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical thoughts within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 물 탱크
20 : 물 펌프
30 : 인젝터
40 : 엔진
41 : 흡기계
42 : 배기계
43 : 연소실
50 : 물 분사 레일
100 : 물 펌프 압력 센서
200 : 레일 압력 센서
300 : 제어부
400 : 고장 판단부
500 : 알림부10: water tank
20: water pump
30: injector
40: engine
41: intake machine
42: exhaust system
43: combustion chamber
50: water jet rail
100: water pump pressure sensor
200: rail pressure sensor
300: control unit
400: failure determination unit
500: notification unit

Claims (15)

물 탱크, 상기 물 탱크 내의 물을 펌핑시키는 물 펌프와 상기 물 펌프에 의해 펌핑된 물을 엔진의 흡입계로 분사하는 인젝터 및 물 펌프에 의해 펌핑된 물을 인젝터로 공급하는 물 분사 레일을 구비하여, 엔진 내에 물을 분사할 수 있는 시스템에 있어서,
상기 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서;
상기 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서; 및
상기 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서에서 측정된 압력을 토대로 물 펌프의 공회전 여부를 판단하고, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 물 펌프 압력 센서에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 낮고, 기 설정된 시간이 경과한 후에 상기 물 펌프 압력 센서에서 다시 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 낮은 경우, 상기 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단하고,
상기 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 다음으로 상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력을 기 설정된 임계 압력과 비교하여 물분사를 중단시키거나, 물분사시간을 조절하여 분사를 수행하는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
A water tank, a water pump for pumping water in the water tank, an injector for injecting water pumped by the water pump into an engine suction system, and a water injection rail for supplying water pumped by a water pump to the injector, In the system that can inject water into the engine,
A water pump pressure sensor measuring the pressure of water discharged from the water pump;
A rail pressure sensor measuring the pressure in the water injection rail; And
Includes a control unit for determining whether the water pump is idling based on the pressure measured by the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor, and adjusting the water injection time of the injector to discharge air in the water injection rail.
The control unit,
If the pressure of the water measured by the water pump pressure sensor is lower than the target pressure, and the pressure of the water measured again by the water pump pressure sensor is lower than the target pressure after a predetermined time has elapsed, it is determined that the water pump is idling. ,
If it is determined that the water pump is idling, then comparing the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor with a predetermined threshold pressure to stop water spraying or to adjust the water spray time to perform spraying. Water jet system characterized by.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
The water injection system, characterized in that the water injection time of the injector is adjusted to a minimum injection time so that only the air can be discharged from the injector.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력보다 작은 경우, 상기 인젝터의 물 분사를 중단시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
When the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor is less than a predetermined threshold pressure, the water injection system, characterized in that to stop the water injection of the injector.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력 이상인 경우, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
When the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor is greater than or equal to a predetermined threshold pressure, the water injection system characterized in that the air in the water injection rail is discharged by adjusting the water injection time of the injector.
제1항에 있어서,
상기 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서의 고장 여부를 판단하는 고장 판단부;를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 고장 판단부에서 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서가 고장인 것으로 판단되면, 인젝터의 물 분사를 중단시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
Further comprising; a failure determination unit for determining whether the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor is broken,
The control unit, if the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor is determined to be a failure in the failure determination unit, the water injection system, characterized in that to stop the water injection of the injector.
제1항에 있어서,
물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되는 경우, 운전자에게 물 탱크의 물 부족을 알리는 알림부;를 더 포함하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
When it is determined that the water pump is idling, the water injection system further comprising a notification unit for notifying the driver of the water shortage in the water tank.
엔진 내에 물을 분사하는 물 분사 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
물 탱크 내의 물이 물 펌프에 의해 펌핑되어, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 제1 압력 측정 단계;
상기 제1 압력 측정 단계에서 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우, 기 설정된 시간이 경과한 후, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 다시 측정하는 제2 압력 측정 단계;
상기 제2 압력 비교 단계에서 측정된 물의 압력과 목표 압력을 비교하여, 측정된 물의 압력이 목표 압력보다 작은 경우 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단하는 공회전 판단 단계; 및
상기 공회전 판단 단계에서 판단된 물 펌프의 공회전 여부를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하는 인젝터 제어 단계;를 포함하고,
상기 공회전 판단 단계에서 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계 압력을 비교하는 레일 압력 비교 단계;를 더 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법.
A method for controlling a water injection system for spraying water in an engine,
A first pressure measurement step of measuring the pressure of water discharged from the water pump by pumping water in the water tank;
A second pressure measurement step of measuring the pressure of the water discharged from the water pump again after a predetermined time has elapsed when the pressure of the water measured in the first pressure measurement step is smaller than the target pressure;
An idling determining step of comparing the pressure of the water measured in the second pressure comparison step with the target pressure, and determining that the water pump is idling when the measured water pressure is smaller than the target pressure; And
Including an injector control step of adjusting the water injection time of the injector based on the idling of the water pump determined in the idling determination step; includes,
When it is determined that the water pump is idling in the idling determination step, the rail pressure comparison step of comparing the pressure in the water injection rail and a predetermined threshold pressure; further comprising a water injection system control method.
제8항에 있어서,
상기 제1 또는 제2 압력 측정 단계에 앞서, 물 펌프에서 토출되는 물의 압력을 측정하는 물 펌프 압력 센서 또는 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서의 고장 여부를 판단하는 센서 고장 판단 단계;를 더 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 8,
Prior to the first or second pressure measurement step, the sensor failure determination step of determining whether the water pump pressure sensor for measuring the pressure of the water discharged from the water pump or the rail pressure sensor for measuring the pressure in the water injection rail; The method of controlling a water injection system further comprising.
제9항에 있어서,
상기 센서 고장 판단 단계에서 물 펌프 압력 센서 또는 레일 압력 센서가 고장난 것으로 판단되면, 인젝터의 물 분사 중단시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 9,
If it is determined that the water pump pressure sensor or the rail pressure sensor is broken in the sensor failure determination step, the water injection system control method characterized in that to stop the water injection of the injector.
제8항에 있어서,
상기 인젝터 제어 단계는,
상기 공회전 판단 단계에서 물 펌프가 공회전하지 않는 것으로 판단되면, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 8,
The injector control step,
When it is determined that the water pump is not idling in the idling determination step, the water injection system control method characterized in that the water injection time of the injector is adjusted to a minimum injection time so that only the air is discharged from the injector.
삭제delete 제8항에 있어서,
상기 인젝터 제어 단계는,
상기 레일 압력 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 8,
The injector control step,
In the step of comparing the rail pressure, when it is determined that the pressure in the water injection rail is greater than or equal to a predetermined threshold pressure, the water injection system control characterized by adjusting the water injection time of the injector to the minimum injection time so that only the air is discharged from the injector. Way.
제8항에 있어서,
상기 인젝터 제어 단계는,
상기 레일 압력 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우, 인젝터의 물 분사를 중단시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 8,
The injector control step,
In the step of comparing the rail pressure, when it is determined that the pressure in the water injection rail is smaller than a predetermined threshold pressure, the water injection system control method of stopping the water injection of the injector.
제8항에 있어서,
상기 공회전 판단 단계에서 물 펌프가 공회전하는 것으로 판단되면, 운전자에게 물 탱크 내의 물이 부족하다는 것을 알리는 알림 단계;를 더 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법.The method of claim 8,
When it is determined that the water pump is idling in the idling determination step, a notification step of notifying the driver that the water in the water tank is insufficient; further comprising a water injection system control method.
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