KR102100250B1 - A Water injection system for discharging air in a rail and its control method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레일 내 공기를 배출하기 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 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서; 엔진의 시동 On/Off를 감지하는 엔진 시동 감지부; 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 감지부;상기 엔진 시동 감지부에서 엔진 시동이 On된 것으로 감지된 경우, 상기 레일 압력 센서에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부에서 레일 압력 센서에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 감지부에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내 압력 상승시키는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 적어도 한 번 이상 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템을 제공한다.The present invention relates to a water injection system for discharging air in a rail and a control method therefor, the present invention in one embodiment a water tank, a water pump for pumping water in the water tank and water pumped by the water pump A system for injecting water into an engine, comprising: an injector for spraying water into an intake system of an engine and a water injection rail for supplying water pumped by a water pump to the injector, the rail measuring the pressure in the water injection rail Pressure sensor; Engine start detection unit for detecting the engine start On / Off; A vehicle speed detection unit for detecting the driving speed of the vehicle; When the engine start detection unit detects that the engine start is on, a determination unit for determining whether the pressure measured by the rail pressure sensor has reached a target pressure; And when it is determined that the pressure measured by the rail pressure sensor has reached the target pressure in the determination unit, and the vehicle speed sensing unit detects the driving speed of the vehicle at or above a preset speed, the water jet rail is driven by driving a water pump. Including, but; the control unit for increasing the pressure, the control unit compares the pressure in the water injection rail at least once with a predetermined threshold value, and adjusts the water injection time of the injector based on the comparison result to discharge the air in the water injection rail It provides a water injection system characterized in that the.

Description

레일 내 공기를 배출하기 위한 물 분사 시스템 및 그 제어 방법{A Water injection system for discharging air in a rail and its control method}A water injection system for discharging air in a rail and its control method

본 발명은 레일 내 공기를 배출하기 위한 물 분사 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인젝터의 분사 시간 제어를 통해 엔진의 시동 On/Off 과정에서 물 분사 레일 내에 유입된 공기를 외부로 배출시킴으로써, 엔진 내에 분사되는 물의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 물 분사 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water injection system and a control method for discharging air in the rail, and more specifically, the air introduced into the water injection rail in the process of starting on / off of the engine through the control of the injection time of the injector to the outside It relates to a water injection system and a control method for precisely controlling the amount of water injected into the engine by discharging.

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 시스템은 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. 1, the intake system 41 and the exhaust system 42 are connected to both sides of the engine 40, 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.

여기서, 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 분사함으로써, 엔진 노킹을 효율적으로 제어할 수 있다.Here, 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, the water inside the water tank 10 The pump can be discharged to the water supply rail 50, and the injector 30 controls the water injection timing to inject water into the combustion chamber 43 of the engine 40, thereby effectively controlling engine knocking. .

또한, 물 펌프 시스템에서는 지속적인 물 펌프(20) 구동에 의한 연비 악화를 방지하기 위해 엔진 시동이 Off 되거나, ISG 시스템에서 아이들(Idle) 상태에 돌입되면 물 펌프(20)를 끄게 되는데, 물 펌프(20)를 끄기에 앞서 물 공급 레일(20) 내에 물이 팽창하여 물 공급 레일(20)이 파손되는 것을 방지하기 위해 물 펌프(20)를 역회전시켜 물 공급 레일(20) 내의 물을 물 탱크(10) 방향으로 역행시키는 과정이 필수적으로 진행된다.In addition, in the water pump system, in order to prevent fuel efficiency deterioration caused by continuous driving of the water pump 20, when the engine starts off or enters the idle state in the ISG system, the water pump 20 is turned off. 20) Before turning off the water in the water supply rail 20, the water pump 20 is reversely rotated to prevent the water from expanding and the water supply rail 20 is damaged. (10) The process of reversing in the direction is essential.

아울러, 물 분사 시스템은 물 펌프(20)가 역회전되는 과정에서 발생하는 부하를 줄이기 위해 인젝터(30)를 짧은 시간 동안 개방하게 되는데, 인젝터(30)를 개방하는 과정에서 공기가 물 공급 레일(20) 내로 유입될 수 밖에 없으므로, 엔진의 On/Off 과정 동안 물 공급 레일(20) 내로 공기가 유입되는 것은 불가피하다.In addition, the water injection system opens the injector 30 for a short time in order to reduce the load generated in the process in which the water pump 20 is reversely rotated. In the process of opening the injector 30, air is supplied to the water supply rail ( 20) Since there is no choice but to be introduced into the air, it is inevitable that air is introduced into the water supply rail 20 during the On / Off process of the engine.

이와 같이 물 공급 레일(50) 내부로 공기가 유입되게 되면, 인젝터(30)를 개방하더라도 목표량만큼의 물을 분사할 수 없게 되는 바, 상기와 같은 경우가 발생하면 물 분사 시스템이라고 할지라도 엔진(10) 노킹 발생을 효과적으로 방지할 수 없게 된다.When air is introduced into the water supply rail 50 as described above, even if the injector 30 is opened, it is impossible to inject water as much as the target amount. 10) It is impossible to effectively prevent knocking.

다만, 현재까지 제안된 물 분사 시스템에는 엔진 On/Off 과정에서 물 공급 레일(20) 내로 유입된 공기를 배출해낼 수 있는 마땅한 방안이 없으므로, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 개선된 물 분사 시스템이 요구되는 실정이다.However, the proposed water injection system so far does not have a suitable way to discharge air introduced into the water supply rail 20 during the engine on / off process, and thus an improved water injection system capable of solving the above problems is provided. This is required.

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 control method therefor”

본 발명은 인젝터의 분사 시간 제어를 통해 엔진의 시동 On/Off 과정에서 물 분사 레일 내에 유입된 공기를 외부로 배출시켜, 엔진 내에 분사되는 물의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 물 분사 시스템을 제공함으로써, 종래의 물 분사 시스템이 갖는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 한다.The present invention provides a water injection system capable of precisely controlling the amount of water injected into the engine by discharging the air introduced into the water injection rail to the outside during the engine start / off process through the injection time control of the injector. , It is intended to solve the above problems of the conventional water injection system.

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 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서; 엔진의 시동 On/Off를 감지하는 엔진 시동 감지부; 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 감지부; 상기 엔진 시동 감지부에서 엔진 시동이 On된 것으로 감지된 경우, 상기 레일 압력 센서에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부에서 레일 압력 센서에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 감지부에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내 압력 상승시키는 제어부;를 포함하되,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 rail pressure sensor for measuring pressure in the water injection rail; Engine start detection unit for detecting the engine start On / Off; A vehicle speed sensing unit that detects a driving speed of the vehicle; A determination unit determining whether the pressure measured by the rail pressure sensor has reached a target pressure when the engine start detection unit detects that the engine start is on; And when it is determined that the pressure measured by the rail pressure sensor has reached the target pressure in the determination unit, and the vehicle speed sensing unit detects the driving speed of the vehicle at or above a preset speed, the water jet rail is driven by driving a water pump. Includes a control unit for increasing the pressure within,

상기 제어부는 적어도 한 번 이상 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템을 제공한다.The control unit compares the pressure in the water injection rail at least once with a preset threshold value, and adjusts the water injection time of the injector based on the comparison result to provide a water injection system characterized in that the air in the water injection rail is discharged. do.

이 때, 상기 제어부는 상기 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 것을 특징으로 한다.At this time, 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 판단부에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 것을 특징으로 한다.In addition, when the control unit determines that the pressure in the water jet rail is smaller than the target pressure, the control unit drives the water pump to increase the pressure in the water jet rail.

아울러, 상기 제어부는 물 펌프가 구동되어 물 분사 레일 내의 압력이 상승되는 경우, 상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하여 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값 이하이면, 물 분사 레일에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the water pump is driven to increase the pressure in the water injection rail, the control unit compares the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor with a preset threshold, and the pressure in the water injection rail is a preset threshold. If not, it is characterized in that it is determined that an abnormality has occurred in the water jet rail.

반대로, 상기 제어부는 물 펌프가 구동되어 물 분사 레일 내의 압력이 상승되는 경우, 상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하여 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값보다 크면, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 것을 특징으로 한다.Conversely, when the water pump is driven to increase the pressure in the water injection rail, the control unit compares the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor with a preset threshold, and the pressure in the water injection rail is a preset threshold. If it is larger, it is characterized in that to discharge the air in the water injection rail by adjusting the water injection time of the injector.

본 발명은 또 다른 실시예로 엔진 내에 물을 분사하는 물 분사 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 엔진의 시동 On/Off 여부를 확인하는 엔진 시동 확인 단계; 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 확인 단계; 상기 엔진 시동 확인 단계에서 엔진 시동이 On된 것으로 확인되면, 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 압력 측정 단계; 상기 압력 측정 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달하였는지 판단하는 압력 판단 단계; 상기 압력 판단 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 확인 단계에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되면, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 물 펌프 구동 단계; 및 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 과정에서 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하여 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 인젝터 제어 단계;를 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a water injection system for spraying water in an engine, comprising: an engine start checking step for checking whether the engine is started or off; A vehicle speed checking step of detecting a driving speed of the vehicle; A pressure measuring step of measuring the pressure in the water injection rail when the engine starting is confirmed to be on in the engine starting checking step; A pressure determination step of determining whether the pressure in the water injection rail has reached a target pressure in the pressure measurement step; In the pressure determination step, it is determined that the pressure in the water injection rail has reached the target pressure, and in the vehicle speed checking step, when the driving speed of the vehicle is detected to be higher than a preset speed, the water pump is driven to increase the pressure in the water injection rail. A water pump driving step of raising; And an injector control step of comparing the pressure in the water injection rail with a preset threshold in the process of raising the pressure in the water injection rail to adjust the water injection time of the injector to discharge air in the water injection rail; Provide a control method.

이 때, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 압력 판단 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 것을 특징으로 한다.At this time, in the water injection system control method according to another embodiment of the present invention, when it is determined that the pressure in the water injection rail is smaller than the target pressure in the pressure determination step, the water pump is driven to increase the pressure in the water injection rail. It is characterized by letting.

특히, 상기 인젝터 제어 단계는 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하여, 인젝터에서 공기만 배출시키는 것을 특징으로 한다.In particular, the injector control step is characterized in that by adjusting the water injection time of the injector to the minimum injection time, only the air is discharged from the injector.

또한, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 인젝터 제어 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 물 분사 레일 내의 결함이 발생한 것으로 판단하고 운전자에게 알리는 고장 판단 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the method for controlling the water injection system of the present invention further includes a failure determination step of determining that a defect in the water injection rail has occurred and notifying the driver when the pressure in the water injection rail is smaller than a preset threshold in the injector control step. can do.

아울러, 상기 인젝터 제어 단계는 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 제1 임계값 이상인지 판단하는 제1 비교 단계; 상기 제1 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 제1 임계값 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 제1 공기 배출 단계; 상기 제1 공기 배출 단계 이후, 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 제2 임계값 이상인지 판단하는 제2 비교 단계; 및 상기 제2 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 제2 임계값 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 제2 공기 배출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the injector control step includes a first comparison step of determining whether the pressure in the water injection rail is greater than or equal to a preset first threshold value; A first air discharge step of adjusting the water injection time of the injector to a minimum injection time so that only the air is discharged from the injector when the pressure in the water injection rail is determined to be greater than or equal to the first threshold in the first comparison step; A second comparison step of determining whether the pressure in the water injection rail is greater than or equal to a second preset threshold after the first air discharge step; And a second air discharge step of adjusting the water injection time of the injector to a minimum injection time so that only the air is discharged from the injector when the pressure in the water injection rail is determined to be greater than or equal to the second threshold in the second comparison step. It is characterized by including.

이 때, 상기 제2 비교 단계의 제2 임계값은 제1 비교 단계의 제1 임계값보다 큰 값인 것을 특징으로 한다.At this time, the second threshold value of the second comparison step is characterized in that a value greater than the first threshold value of the first comparison step.

본 발명의 물 분사 시스템 및 그 제어 방법은 인젝터의 분사 시간 제어를 통해 엔진의 시동 On/Off 과정에서 물 분사 레일 내에 유입된 공기를 외부로 배출시킴으로써, 인젝터를 통해 엔진 내에 분사되는 물의 양을 정밀하게 제어할 수 있어, 결과적으로 노킹 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.The water injection system and the control method of the present invention accurately control the amount of water injected into the engine through the injector by discharging air introduced into the water injection rail to the outside during the engine start / off process by controlling the injection time of the injector. As a result, knocking can be prevented more effectively.

또한, 본 발명의 물 분사 시스템 및 그 제어 방법은 물 분사 레일 내에 유입된 공기를 단계적으로 배출시킴으로써, 물 분사 레일 내의 기계적 결함 내지 인젝터의 고장 발생 여부를 확인할 수 있고, 공기 배출 과정에서 인젝터 개폐를 최소화할 수 있어, 공기 배출 과정에서 물 분사 레일 내의 물이 엔진 내로 분사되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the water injection system and the control method of the present invention, by stepwise discharging the air introduced into the water injection rail, it is possible to check whether a mechanical defect in the water injection rail or the failure of the injector occurs, and the opening and closing of the injector during the air discharge process Since it can be minimized, it is possible to prevent water in the water injection rail from being injected into the engine during the air discharge process.

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 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법의 인젝터 제어 단계를 구체화하여 나타낸 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.
Figure 4 is a flow chart showing the injector control step of the control method of the water injection system of the present invention.
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 구체적으로 살펴보도록 한다.First, a water injection system according to an embodiment of the present invention will be described in detail 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, 보다 구체적으로 본 발명의 물 분사 시스템은 상기 물 분사 레일(50) 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서(100), 엔진(40)의 시동 On/Off를 감지하는 엔진 시동 감지부(200), 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 감지부(300), 상기 엔진 시동 감지부(200)에서 엔진 시동이 On된 것으로 감지된 경우, 상기 레일 압력 센서(100)에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단부(400) 및 상기 판단부(400)에서 레일 압력 센서(50)가 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 감지부(300)에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되는 경우, 물 펌프(20)를 구동시켜 물 분사 레일(50) 내 압력 상승시키는 제어부(500)를 포함한다.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, and more specifically, the water injection system of the present invention is a rail pressure sensor 100 for measuring the pressure in the water injection rail 50 ), The engine start detection unit 200 for detecting the start / off of the engine 40, the vehicle speed detection unit 300 for detecting the driving speed of the vehicle, and the engine start in the engine start detection unit 200 If it is detected, it is determined whether the pressure measured by the rail pressure sensor 100 has reached the target pressure In the determination unit 400 and the determination unit 400, it is determined that the rail pressure sensor 50 has reached the target pressure, and the vehicle speed detection unit 300 detects that the driving speed of the vehicle exceeds a preset speed. If possible, includes a control unit 500 for driving the water pump 20 to increase the pressure in the water injection rail 50.

특히, 상기 제어부(500)는 적어도 한 번 이상 물 분사 레일(50) 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 물 분사 레일(50) 내의 압력과 기 설정된 임계값의 비교 결과를 토대로 인젝터(30)의 물 분사 시간을 조절함으로써, 물 분사 레일(50) 내의 공기를 배출시킬 수 있는 것이 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 특징이며, 본 발명의 물 분사 시스템은 상기와 같은 구성을 통해 엔진(40) 시동 On/Off 과정에서 물 분사 레일(50) 내로 유입될 수 밖에 없는 공기를 외부로 배출시킴으로써, 인젝터(30)를 통해 분사되는 물의 양을 정밀하게 조절하여 노킹을 보다 효율적으로 방지할 수 있다는 점에서 종래의 물 분사 시스템과 차별성을 가지며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템의 구성 요소들에 대하여 구체적으로 살펴보겠다.In particular, the control unit 500 compares the pressure in the water injection rail 50 with a predetermined threshold value at least once, and the injector 30 based on the result of comparing the pressure in the water injection rail 50 with a preset threshold value. It is a feature of the water jet system according to an embodiment of the present invention that the air in the water jet rail 50 can be discharged by adjusting the water jet time of the water jet system of the present invention. Through the engine 40 start-up On / Off process, by discharging the air that is forced into the water injection rail 50 to the outside, the amount of water injected through the injector 30 is precisely adjusted to knock more efficiently It has a difference from a conventional water jet system in that it can be prevented, and the components of the water jet system according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.

먼저, 레일 압력 센서(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템에서 인젝터(30)의 물 분사 시간을 제어하는데 기초가 되는 물 분사 레일(50) 내의 압력을 측정할 수 있는 구성 요소로써, 상기 레일 압력 센서(100)는 기계식 압력 센서 또는 전기식 압력 센서로 이루어져 물 분사 레일(50) 내의 압력을 측정하고, 측정된 물 분사 레일(50) 내 압력 정보를 판단부(400) 또는 제어부(500)로 송신되며, 판단부(400)와 제어부(500)에서 압력 정보를 처리하는 구체적인 과정에 대해서는 후술하도록 한다.First, the rail pressure sensor 100 is a component capable of measuring the pressure in the water injection rail 50 that is the basis for controlling the water injection time of the injector 30 in the water injection system according to an embodiment of the present invention As, the rail pressure sensor 100 is made of a mechanical pressure sensor or an electric pressure sensor to measure the pressure in the water injection rail 50, and determines the pressure information in the measured water injection rail 50, the determination unit 400 or the control unit It is transmitted to (500), the detailed process of processing the pressure information in the determination unit 400 and the control unit 500 will be described later.

또한, 엔진 시동 감지부(200)는 운전자의 시동 On/Off 조작 또는 ISG에서 시동이 On/Off되는 것을 전기적 신호를 통해 감지하여, 엔진(40)에 시동이 걸렸는지 여부를 판단하고, 엔진(40)이 Off된 상태에서 On 상태로 변경되면 물 분사 시스템에서는 인젝터(30)를 통해 엔진(40) 내에 물 분사하여 노킹을 제어할 준비를 해야하므로, 엔진 시동 감지부(200)에서 감지된 엔진(40) 시동의 On/Off 정보 또한 판단부(400)와 제어부(500)로 송신된다.In addition, the engine start detection unit 200 detects whether the engine 40 is started by detecting an on / off operation of the driver or an on / off operation of the ISG through an electrical signal, and determines whether the engine 40 is started, and the engine ( When 40) is changed from the Off state to the On state, the water injection system needs to prepare to control knocking by spraying water into the engine 40 through the injector 30, so the engine detected by the engine start detection unit 200 (40) On / Off information of starting is also transmitted to the determination unit 400 and the control unit 500.

다음으로, 차량 속도 감지부(300)는 차량의 주행 속도를 감지하고, 감지된 차량의 주행 속도 정보를 제어부(500)로 송신함으로써, 제어부(500)에서 차량의 고속 주행 또는 고속 도로 상에서 주행하는지 여부를 파악하고, 물 펌프(20)를 구동시켜 물 분사 레일(50) 내의 물의 압력을 상승시켜 엔진(40) 내에 물을 분사할 준비를 할 수 있도록 한다.Next, the vehicle speed detection unit 300 detects the vehicle's driving speed, and transmits the detected vehicle's driving speed information to the control unit 500, so that the control unit 500 travels on a high-speed road or a high-speed road of the vehicle. It is determined whether or not the water pump 20 is driven to increase the pressure of the water in the water injection rail 50 to prepare the engine 40 for spraying water.

또한, 판단부(400)는 상기 엔진 시동 감지부(200)로부터 수신된 엔진(40) 시동의 On/Off 정보를 토대로 엔진(40) 시동이 Off 상태에서 On 상태로 전환되었는지 여부를 판단하고, 엔진 시동이 On된 것으로 판단되면 레일 압력 센서(100)로부터 수신한 물 분사 레일(50) 내 압력이 목표 압력에 도달하였는지 여부를 확인한다.In addition, the determination unit 400 determines whether the engine 40 start is switched from the Off state to the On state based on On / Off information of the engine 40 start received from the engine start detection unit 200, When it is determined that the engine start is on, it is checked whether the pressure in the water injection rail 50 received from the rail pressure sensor 100 has reached the target pressure.

여기서, 목표 압력은 일종의 대기 압력으로, 보다 구체적으로는 물 분사 시스템에서 차량이 고속 주행하지 않아 엔진(40) 내에 물을 분사할 필요가 없을 때의 물 분사 레일(50) 내의 압력을 의미한다.Here, the target pressure is a kind of atmospheric pressure, and more specifically, means the pressure in the water injection rail 50 when the vehicle does not travel at a high speed in the water injection system and thus there is no need to inject water into the engine 40.

판단부(400)에서 ⅰ) 물 분사 레일(50) 내의 압력이 목표 압력보다 작은 것으로 판단되면(물 분사 레일 내의 압력 < 목표 압력), 상기 제어부(500)에서는 물 분사 레일(50) 내의 압력이 차량이 고속 주행할 때, 엔진(40) 내에 물을 분사할 수 있을 준비가 되지 않은 것으로 판단하여, 물 펌프(20)를 구동시켜 물 분사 레일(50) 내의 압력을 목표 압력까지 상승시킨다.When the pressure in the water jet rail 50 is determined to be smaller than the target pressure (pressure in the water jet rail <target pressure), the controller 500 determines the pressure in the water jet rail 50. When the vehicle is traveling at high speed, it is determined that the engine 40 is not ready to spray water, and the water pump 20 is driven to increase the pressure in the water injection rail 50 to the target pressure.

반대로, ⅱ) 물 분사 레일(50) 내의 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되면(물 분사 레일 내의 압력 ≥ 목표 압력), 상기 제어부(500)에서는 차량 속도 감지부(300)로부터 전달된 차량의 주행 속도 정보를 토대로 현재 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상인지 여부를 판단함으로써, 현재 차량이 고속 주행 또는 고속 도로 상에서 주행하여 엔진(40) 내에 물 분사가 필요한지 여부를 판단한다.Conversely, ii) when it is determined that the pressure in the water injection rail 50 has reached the target pressure (the pressure in the water injection rail ≥ target pressure), the control unit 500 may control the vehicle delivered from the vehicle speed sensing unit 300. By determining whether the current vehicle's driving speed is greater than or equal to a preset speed based on the driving speed information, it is determined whether water jetting is necessary in the engine 40 by driving the current vehicle on a high-speed road or a high-speed road.

이 때, 기 설정된 속도는 엔진(40) 내에 물 분사가 필요한 것으로 판단하는 기준이 되는 속도를 의미하며, 실시예에 따라 상기 속도 값을 달리 설정할 수 있음은 당연하다.At this time, the preset speed means a speed that is a standard for determining that water injection is necessary in the engine 40, and it is natural that the speed value may be set differently according to an embodiment.

차량의 주행 속도와 기 설정된 속도를 비교하였을 때, ⅰ) 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도보다 작은 경우에는 엔진(50) 내의 물 분사가 필요하지 않은 것이므로, 상기와 같은 경우에는 제어부(500)에서 물 펌프(20)를 구동시키지 않으나, ⅱ) 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상인 경우에는 차량의 고속 주행으로 인해 엔진(50) 내에 물 분사가 필요한 것으로 판단하고, 물 펌프(20)를 구동시켜 물 분사 레일(50) 내의 압력을 상승시킨다.When comparing the vehicle's running speed with a preset speed, iv) If the vehicle's running speed is smaller than the preset speed, water injection in the engine 50 is not required. In this case, the control unit 500 Although the water pump 20 is not driven, ii) when the vehicle's driving speed is higher than a predetermined speed, it is determined that water injection is necessary in the engine 50 due to the vehicle's high-speed driving, and the water pump 20 is driven. The pressure in the water jet rail 50 is increased.

물 펌프(20)를 구동시켜 물 분사 레일(50) 내의 압력을 상승시킬 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 물 분사 시스템은 적어도 한 번 이상 물 분사 레일(50) 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 따라 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키면서, 물 분사 레일(50) 내의 압력을 단계적으로 상승시키는 것이 특징이다.When driving the water pump 20 to increase the pressure in the water injection rail 50, the water injection system according to an embodiment of the present invention at least once the pressure in the water injection rail 50 and a preset threshold By comparing, and adjusting the water injection time of the injector according to the comparison result, while discharging the air in the water injection rail, it is characterized in that the pressure in the water injection rail (50) is gradually increased.

구체적으로, 물 분사 레일(50) 내의 압력을 상승시키는 도중에 레일 압력 센서(100)에서 측정된 물 분사 레일(50) 내의 압력이 기 설정된 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부(500)에서는 인젝터(30)의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하여 인젝터(30)에서 공기만 배출되도록 함으로써, 물 분사 레일(50) 내의 공기를 외부로 배출시킨다.Specifically, when the pressure in the water injection rail 50 measured by the rail pressure sensor 100 while increasing the pressure in the water injection rail 50 is greater than a first preset threshold, the controller 500 injects By adjusting the water injection time of 30 to the minimum injection time so that only the air is discharged from the injector 30, the air in the water injection rail 50 is discharged to the outside.

상기 과정을 거친 후, 다시 한 번 레일 압력 센서 레일 압력 센서(100)에서 측정된 물 분사 레일(50) 내의 압력이 기 설정된 제2 임계값보다 큰 경우, 상기 제어부(500)에서는 다시 한 번 인젝터(30)의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하여 인젝터(30)에서 공기만 배출되도록 함으로써, 물 분사 레일(50) 내의 공기를 외부로 배출시킨다.After the process, once again the pressure in the water injection rail 50 measured by the rail pressure sensor rail pressure sensor 100 is greater than a preset second threshold, the control unit 500 once again injector By adjusting the water injection time of 30 to the minimum injection time so that only the air is discharged from the injector 30, the air in the water injection rail 50 is discharged to the outside.

이 때, 상기 제어부(500)에서 물 분사 레일(50) 내의 압력을 제1 임계값, 제2 임계값과 비교하여, 물 분사 레일(50) 내의 공기를 2단계로 나누어 외부로 배출시키는 것은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 제n 임계값(n은 자연수)와 비교하여 물 분사 레일(50) 내의 공기를 n단계로 나누어 외부로 배출시킬 수 있음은 당연하다. 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.At this time, the control unit 500 compares the pressure in the water injection rail 50 with a first threshold value and a second threshold value, and divides the air in the water injection rail 50 into two stages and discharges it to the outside. It is only one embodiment of the invention, it is natural that the air in the water injection rail 50 can be divided into n steps and discharged to the outside in comparison with the nth threshold (n is a natural water). 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.

다만, 레일 압력 센서(100)에서 측정된 물 분사 레일(50) 내의 압력이 기 설정된 압력값(예를 들어, 제1 임계값 또는 제2 임계값)보다 작은 것으로 판단되면, 상기 제어부(500)에서는 물 분사 레일(50) 내의 기계적 결함으로 인해 누수(Leakage)가 발생하여 일정 시간동안 물 펌프(20)를 통해 가압을 했음에도 물 분사 레일(50) 내의 압력이 상승하지 않는 것으로 보아, 물 분사 레일(50) 내의 이상이 발생한 것으로 판단하고, 인젝터(30)를 통한 물 분사를 중단시킨다.However, if it is determined that the pressure in the water injection rail 50 measured by the rail pressure sensor 100 is less than a preset pressure value (for example, a first threshold value or a second threshold value), the control unit 500 In, it is seen that the pressure in the water spray rail 50 does not rise even though pressure is caused through the water pump 20 for a certain period of time due to leakage due to a mechanical defect in the water spray rail 50, the water spray rail It is determined that an abnormality within 50 has occurred, and water injection through the injector 30 is stopped.

본 발명의 물 분사 시스템은 상기와 같이 물 분사 레일(50) 내에 불가피하게 유입된 공기를 단계적으로 배출함으로써, 센서와 같은 추가 구성 요소 없이도 물 분사 레일(50) 내의 이상 여부를 판단할 수 있을 뿐 아니라, 물 분사 레일(50) 내의 공기를 단계적으로 배출시킴에 따라, 인젝터(30)의 개방 시간을 최소화할 수 있어, 공기 배출 도중에 물 분사 레일(50) 내의 물까지 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.The water jetting system of the present invention is capable of determining whether there is an abnormality in the water jetting rail 50 without additional components such as a sensor by stepwise discharging air inevitably introduced into the water jetting rail 50 as described above. In addition, by gradually discharging the air in the water injection rail 50, it is possible to minimize the opening time of the injector 30, to prevent the water in the water injection rail 50 during the air discharge to be discharged to the outside You can.

다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법에 대하여 살펴본다.Next, a method for controlling a water injection system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법의 인젝터 제어 단계를 구체화하여 나타낸 순서도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 분사 시스템 제어 방법의 제어 과정을 도시한 흐름도이다.Figure 3 is a flow chart of a water injection system control method according to another embodiment of the present invention, Figure 4 is a flow chart illustrating the injector control step of the water injection system control method of the present invention, Figure 5 is another flow chart of the present invention It is a flow chart showing a control process of the water injection system control method according to another embodiment.

본 발명은 또 다른 실시예로 엔진 내에 물을 분사하는 물 분사 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 엔진의 시동 On/Off 여부를 확인하는 엔진 시동 확인 단계(S210), 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 확인 단계(S220), 상기 엔진 시동 확인 단계(S210)에서 엔진 시동이 On된 것으로 확인되면, 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 압력 측정 단계(S230), 상기 압력 측정 단계(S230)에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달하였는지 판단하는 압력 판단 단계(S240), 상기 압력 판단 단계(S240)에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 확인 단계(S220)에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되면, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 물 펌프 구동 단계(S250) 및 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 과정에서 적어도 한 번 이상 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 인젝터 제어 단계(S260)를 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, in a method of controlling a water injection system that injects water into an engine, an engine starting confirmation step (S210) for checking whether the engine starts on or off (S210), a vehicle that senses a driving speed of the vehicle Speed check step (S220), when the engine start is confirmed to be turned on in the engine start check step (S210), a pressure measurement step (S230) for measuring the pressure in the water injection rail, the water injection in the pressure measurement step (S230) In the pressure determination step (S240) to determine whether the pressure in the rail has reached the target pressure, in the pressure determination step (S240), it is determined that the pressure in the water injection rail has reached the target pressure, and in the vehicle speed checking step (S220). When the driving speed of the vehicle is sensed above a predetermined speed, the water pump driving step (S250) of driving the water pump to increase the pressure in the water injection rail and the pressure in the water injection rail Injector control step (S260) of comparing the pressure in the water injection rail with a predetermined threshold value at least once in the process of raising the, and adjusting the water injection time of the injector to discharge air in the water injection rail based on the comparison result It provides a method for controlling a water injection system that includes.

이 때, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법의 구체적인 제어 과정은 앞서 설명한 레일 압력 센서, 엔진 시동 감지부, 차량 속도 감지부, 판단부, 제어부에 의한 과정과 동일하므로, 이하에서는 각 과정에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.At this time, the specific control process of the water injection system control method of the present invention is the same as the process by the rail pressure sensor, the engine start detection unit, the vehicle speed detection unit, the determination unit, and the control unit described above. The description is omitted.

본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 엔진 시동이 Off 상태에서 On 상태에서 전환된 것으로 확인되었음에도 상기 압력 판단 단계(S240)에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달하지 못한 것으로 판단되면, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시킴으로써, 차량이 고속 주행하는 상황 발생 시 엔진 내에 물을 분사할 준비를 할 수 있도록 한다.The water injection system control method of the present invention, if it is determined that the engine start is switched from the Off state to the On state, the pressure in the water injection rail in the pressure determination step (S240), if it is determined that the target pressure is not reached, the water pump By driving to increase the pressure in the water injection rail, it is possible to prepare to inject water into the engine when a vehicle is traveling at a high speed.

또한, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되어 차량이 고속 주행하는 것으로 판단되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 목표 압력 이상으로 상승시키는데, 이 과정에서 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하면서, 물 분사 레일 내의 공기를 단계적으로 배출하는 것이 특징이다.In addition, in the water injection system control method of the present invention, when it is determined that the vehicle is traveling at a high speed because the vehicle's traveling speed is higher than a predetermined speed, the water pump is driven to increase the pressure in the water injection rail to a target pressure or higher. In this process, the pressure in the water jet rail is compared with a preset threshold value, and the air in the water jet rail is discharged step by step.

일 실시예로, 본 발명의 인젝터 제어 단계(S260)는 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 제1 임계값 이상인지 판단하는 제1 비교 단계(S261), 상기 제1 비교 단계(S261)에서 물 분사 레일 내의 압력이 제1 임계값 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 제1 공기 배출 단계(S262), 상기 제1 공기 배출 단계(S262) 이후 일정 시간이 경과하였을 때, 물 분사 레일 내의 압력이 상기 제1 임계값보다 큰 제2 임계값 이상인지 판단하는 제2 비교 단계(S263) 및 상기 제2 비교 단계(S263)에서 물 분사 레일 내의 압력이 제2 임계값 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 제2 공기 배출 단계(S264)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the injector control step (S260) of the present invention is a first comparison step (S261) and the first comparison step (S261) to determine whether the pressure in the water injection rail is greater than or equal to a preset first threshold value. When the pressure in the rail is determined to be greater than or equal to the first threshold value, the first air discharge step (S262) and the first air discharge step (S262) for adjusting the water injection time of the injector to the minimum injection time so that only the air is discharged from the injector ( S262), after a certain time has elapsed, the water injection in the second comparison step (S263) and the second comparison step (S263) to determine whether the pressure in the water injection rail is greater than or equal to the second threshold value greater than the first threshold value When the pressure in the rail is determined to be greater than or equal to the second threshold, a second air discharge step (S264) of adjusting the water injection time of the injector to a minimum injection time so that only air is discharged from the injector may be included.

물 분사 레일 내의 공기를 한 번에 배출시키려고 인젝터를 개방하는 경우에는 물 분사 레일 내의 공기뿐만 아니라 물까지 외부로 배출될 염려가 있는데, 본 발명의 물 분사 시스템은 상기 제1 공기 배출 단계(S262)와 제2 공기 배출 단계(S264)를 통해 물 분사 레일 내의 공기를 단계적으로 배출함으로써, 인젝터의 개방 시간을 최소화하여 물 분사 레일 내의 물이 배출되는 것을 방지할 수 있고, 결과적으로 엔진 내에 정밀한 양의 물을 분사할 수 있어 노킹 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있다.When opening the injector to discharge the air in the water jet rail at one time, there is a concern that not only the air in the water jet rail but also water may be discharged to the outside. The water jet system of the present invention includes the first air discharge step (S262). And by discharging the air in the water injection rail step by step through the second air discharge step (S264), it is possible to minimize the opening time of the injector to prevent water from being discharged in the water injection rail, and as a result, a precise amount in the engine Water can be sprayed to improve the precision of knocking control.

또한, 본 발명의 물 분사 시스템 제어 방법은 상기 인젝터 제어 단계(S260)에서는 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값(예를 들어, 제1 임계값 또는 제2 임계값) 이하인 경우, 물 분사 레일 내의 기계적 결함으로 인해 누수(Leakage)가 발생하여 일정 시간 동안 물 펌프를 통해 가압을 했음에도 물 분사 레일 내의 압력이 상승하지 않는 것으로 보아 물 분사 레일 내의 이상이 발생한 것으로 판단하고, 계기판 또는 소리를 통해 물 분사 레일의 이상을 운전자에게 알리는 고장 판단 단계(S270)를 더 포함할 수 있다.In addition, in the method for controlling the water injection system of the present invention, in the injector control step (S260), when the pressure in the water injection rail is equal to or less than a preset threshold (eg, a first threshold value or a second threshold value), the water injection rail Leakage occurs due to a mechanical defect in the body, and it is determined that an abnormality in the water spray rail has occurred because pressure in the water spray rail does not rise even though it is pressurized through the water pump for a certain period of time. A failure determination step (S270) of notifying the driver of the abnormality of the injection rail may be further included.

이 때, 도 5 상에는 물 분사 레일 내의 압력을 제1 임계값, 제2 임계값과 비교하여 인젝터의 물 분사 시간을 제어하는 과정에 대해서만 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 인젝터 제어 단계(S260)는 제1 비교 단계(S261), 제1 공기 배출 단계(S262) 외에도 제n 비교 단계, 제n 공기 배출 단계(n은 자연수)를 포함하여, 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 과정을 보다 단계적으로 진행할 수도 있음은 당연하다.At this time, in FIG. 5, only the process of controlling the water injection time of the injector by comparing the pressure in the water injection rail with the first threshold and the second threshold is shown, but this is only an embodiment of the present invention. 4, the injector control step (S260) of the present invention includes a first comparison step (S261), a first air discharge step (S262), an nth comparison step, and an nth air discharge step (n is a natural number). It is natural that the process of discharging the air in the water injection rail may be carried out in more steps.

정리하면, 본 발명은 상기와 같은 물 분사 시스템 및 그 제어 방법을 제공함으로써, 물 분사 레일 내에 유입된 공기를 외부로 배출함으로써, 엔진 내에 분사되는 물의 양을 정밀하게 제어할 수 있을 뿐 아니라, 물 분사 레일 내의 유입된 공기를 단계적으로 배출함으로써, 물 분사 레일 내의 이상 여부를 판단하고, 공기 배출 과정에서 물까지 함께 배출되는 것을 방지할 수 있으므로, 노킹 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있다.In summary, the present invention provides the above-described water injection system and a control method thereof, by discharging air introduced into the water injection rail to the outside, it is possible to precisely control the amount of water injected into the engine, as well as water By stepwise discharging the air introduced into the injection rail, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the water injection rail, and to prevent water from being discharged together in the air discharge process, thereby improving the precision of knocking control.

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 : 레일 압력 센서
200 : 엔진 시동 감지부
300 : 차량 속도 감지부
400 : 판단부
500 : 제어부10: water tank
20: water pump
30: injector
40: engine
41: intake machine
42: exhaust system
43: combustion chamber
50: water jet rail
100: rail pressure sensor
200: engine start detection unit
300: vehicle speed sensor
400: judgment unit
500: control unit

Claims (11)

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 분사 레일 내의 압력을 측정하는 레일 압력 센서;
엔진의 시동 On/Off를 감지하는 엔진 시동 감지부;
차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 감지부;
상기 엔진 시동 감지부에서 엔진 시동이 On된 것으로 감지된 경우에 상기 레일 압력 센서에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달하였는지 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 판단부에서 레일 압력 센서에서 측정된 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 감지부에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내 압력 상승시키는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 적어도 한 번 이상 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 엔진 시동이 off되거나, ISG시스템에서 아이들 상태로 돌입시 물펌프를 역회전시키는 과정에서 인젝터를 짧은 시간 동안 개방하게 되어 물 분사 레일 내로 유입된 공기를 배출시키는 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 rail pressure sensor measuring the pressure in the water injection rail;
Engine start detection unit for detecting the engine start On / Off;
A vehicle speed sensing unit that detects a driving speed of the vehicle;
A determination unit determining whether the pressure measured by the rail pressure sensor has reached a target pressure when the engine start detection unit detects that engine start is on; And
When it is determined that the pressure measured by the rail pressure sensor has reached the target pressure in the determination unit, and the vehicle speed sensing unit detects that the driving speed of the vehicle is greater than or equal to a preset speed, the water pump is driven to drive the water injection rail. Includes a control unit for raising the pressure;
The control unit compares the pressure in the water injection rail with a predetermined threshold value at least once, and adjusts the water injection time of the injector based on the comparison result to turn off the engine or turn off the water pump when entering the idle state in the ISG system. A water injection system characterized in that the injector is opened for a short time during the reverse rotation process to discharge air introduced into the water injection rail.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록, 상기 인젝터의 물 분사 시간을 물이 빠져나가지 않고 공기만 빠져나갈 수 있는 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 through which only the air can escape without allowing water to escape, so that only the air is discharged from the injector.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 판단부에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
When it is determined that the pressure in the water injection rail is smaller than the target pressure by the determination unit, the water injection system, characterized in that by driving the water pump to raise the pressure in the water injection rail.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
물 펌프가 구동되어 물 분사 레일 내의 압력이 상승되는 경우,
상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하여 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값 이하이면, 물 분사 레일에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
When the water pump is driven to increase the pressure in the water spray rail,
If the pressure in the water injection rail is compared to the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor and a preset threshold, if the pressure in the water injection rail is less than a preset threshold, the water injection system characterized in that it is determined that an abnormality has occurred in the water injection rail .
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
물 펌프가 구동되어 물 분사 레일 내의 압력이 상승되는 경우,
상기 레일 압력 센서에서 측정된 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하여 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값보다 크면, 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 water pump is driven to increase the pressure in the water spray rail,
When the pressure in the water injection rail is compared with the pressure in the water injection rail measured by the rail pressure sensor and the pressure in the water injection rail is greater than a preset threshold, the water injection time of the injector is adjusted to discharge air in the water injection rail. Water injection system characterized in that.
엔진 내에 물을 분사하는 물 분사 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
엔진의 시동 On/Off 여부를 확인하는 엔진 시동 확인 단계;
차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 확인 단계;
상기 엔진 시동 확인 단계에서 엔진 시동이 On된 것으로 확인되면, 물 분사 레일 내의 압력을 측정하는 압력 측정 단계;
상기 압력 측정 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달하였는지 판단하는 압력 판단 단계;
상기 압력 판단 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력에 도달한 것으로 판단되고, 상기 차량 속도 확인 단계에서 차량의 주행 속도가 기 설정된 속도 이상으로 감지되면, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 물 펌프 구동 단계; 및
물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 과정에서 적어도 한 번 이상 물 분사 레일 내의 압력과 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과를 토대로 인젝터의 물 분사 시간을 조절하여 엔진 시동이 off되거나, ISG시스템에서 아이들 상태로 돌입시 물펌프를 역회전시키는 과정에서 인젝터를 짧은 시간 동안 개방하게 되어 물공급 레일 내로 유입된 물 분사 레일 내의 공기를 배출시키는 인젝터 제어 단계;를 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법.
A method for controlling a water injection system for spraying water in an engine,
An engine start checking step of checking whether the engine starts on / off;
A vehicle speed checking step of detecting a driving speed of the vehicle;
A pressure measuring step of measuring the pressure in the water injection rail when the engine starting is confirmed to be on in the engine starting checking step;
A pressure determination step of determining whether the pressure in the water injection rail has reached a target pressure in the pressure measurement step;
In the pressure determination step, it is determined that the pressure in the water injection rail has reached the target pressure, and in the vehicle speed checking step, when the driving speed of the vehicle is detected to be greater than a preset speed, the water pump is driven to increase the pressure in the water injection rail. A water pump driving step of raising; And
During the process of raising the pressure in the water injection rail, the pressure in the water injection rail is compared at least once with a preset threshold value, and the engine injection is turned off or idle in the ISG system by adjusting the water injection time of the injector based on the comparison result. Water injecting system control method comprising a; injector control step of opening the injector for a short time in the process of rotating the water pump when entering the state to discharge the air in the water injection rail flowing into the water supply rail.
제6항에 있어서,
상기 압력 판단 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 목표 압력보다 작은 것으로 판단되는 경우, 물 펌프를 구동시켜 물 분사 레일 내의 압력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
In the pressure determination step, when it is determined that the pressure in the water injection rail is smaller than the target pressure, the water injection system control method characterized in that by driving the water pump to raise the pressure in the water injection rail.
제6항에 있어서,
상기 인젝터 제어 단계는,
인젝터의 물 분사 시간을 물이 빠져 나가지 않고 공기만 빠져나갈 수 있는 최소 분사 시간으로 조절하여, 인젝터에서 공기만 배출시키는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
The injector control step,
A method of controlling a water jetting system, characterized in that the water jetting time of the injector is adjusted to a minimum jetting time at which only air can be escaped without draining water, so that only the air is discharged from the injector.
제6항에 있어서,
상기 인젝터 제어 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 물 분사 레일 내의 결함이 발생한 것으로 판단하고 운전자에게 알리는 고장 판단 단계;를 더 포함하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
When the pressure in the water injection rail in the injector control step is less than a predetermined threshold value, it is determined that a defect in the water injection rail has occurred and the failure determination step to inform the driver; further comprising a water injection system control method.
제6항에 있어서,
상기 인젝터 제어 단계는,
물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 제1 임계값 이상인지 판단하는 제1 비교 단계;
상기 제1 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 제1 임계값 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 제1 공기 배출 단계;
상기 제1 공기 배출 단계 이후, 물 분사 레일 내의 압력이 기 설정된 제2 임계값 이상인지 판단하는 제2 비교 단계; 및
상기 제2 비교 단계에서 물 분사 레일 내의 압력이 제2 임계값 이상으로 판단되는 경우, 인젝터에서 공기만 배출될 수 있도록 인젝터의 물 분사 시간을 최소 분사 시간으로 조절하는 제2 공기 배출 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.
The method of claim 6,
The injector control step,
A first comparison step of determining whether the pressure in the water injection rail is equal to or greater than a preset first threshold;
A first air discharge step of adjusting the water injection time of the injector to a minimum injection time so that only the air is discharged from the injector when the pressure in the water injection rail is determined to be greater than or equal to the first threshold in the first comparison step;
A second comparison step of determining whether the pressure in the water injection rail is greater than or equal to a second preset threshold after the first air discharge step; And
A second air discharge step of adjusting the water injection time of the injector to a minimum injection time so that only the air is discharged from the injector when the pressure in the water injection rail is determined to be greater than or equal to the second threshold in the second comparison step;
Water injection system control method comprising a.
제10항에 있어서,
상기 제2 비교 단계의 제2 임계값은 제1 비교 단계의 제1 임계값보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 물 분사 시스템 제어 방법.The method of claim 10,
The second threshold of the second comparison step is a water injection system control method, characterized in that greater than the first threshold of the first comparison step.
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