KR20090042016A

KR20090042016A - Ｄｐｆ 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법

Info

Publication number: KR20090042016A
Application number: KR1020070107864A
Authority: KR
Inventors: 양태정
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-04-29

Abstract

본 발명은 DPF 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법에 관한 것으로,

종래에는 엔진오일 희석에 따른 엔진 오일교환 시기를 알려주지 않고 있기 때문에 희석된 엔진오일이 엔진 내구성의 악화를 초래하게 됨은 물론 연소실내로 유입되어 연소되는 디젤링 현상을 유발하게 되는 등의 문제가 있었던 바,

운전영역을 판단(zone detection)하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 크면 DPF 재생 명령을 내리는 단계; DPF 재생을 시작하고 후분사(POST INJECTION)를 실시하는 단계; 후분사에 의해 발생되는 오일 희석량이 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 오일체크램프를 점멸하여 오일교환시기를 알리는 단계;로 이루어지는 본 발명에 의하면 운전조건별로 퇴적되는 매연(SOOT)의 양 및 그에 따른 변경되는 재생 주기, 포스트 인젝션량에 따른 오일 희석량을 사전에 파악하여 엔진오일 교환 시기를 사전에 알려줄 수 있게 되므로 엔진오일 희석에 따른 엔진 내구성 저하를 방지할 수 있게 됨은 물론 엔진오일이 연소실내로 유입되어 연소되는 디젤링 현상을 방지할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

DPF, 디젤엔진, CPF, 운전영역, 재생, 오일 희석량, 엔진오일

Description

ＤＰＦ 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법 { an alarm method of engine oil changing time for a diesel engine having DPF }

본 발명은 DPF 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 후분사시 인젝션된 연료가 실린더 벽면을 통해 엔진오일 성분과 섞여 엔진오일이 설정치 이상으로 희석되는 경우에 엔진오일을 교환하도록 하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 디젤차량은 흔히 말하는 매연(Particulate)을 배출하기 때문에 이를 줄이기 위해서는 후처리장치를 장착하게 되며, 이 후처리장치의 대표적인 것이 DPF(Diesel Particulate Filter trap; 디젤매연여과장치)와 DOC(Disel Oxidation Catalyst; 디젤산화촉매)이다.

상기에서 DPF는 현재 가장 효율적이며 실용화에 접근되어 있는 입자성물질 저감 기술이며, 이 장치는 디젤엔진에서 배출되는 입자상물질을 필터로 포집한 후 이것을 태우고(재생) 다시 입자성물질을 포집하여 계속 사용하는 기술로서 매연을 80% 이상 저감할 수 있어 성능면에서는 아주 우수하나 내구성과 경제성이 실용화의 장애요인으로 작용하고 있다.

또한 필터에 입자성물질이 포집됨에 따라 엔진에 배압이 걸리며 이것에 의하여 출력과 연료소비율이 다소 희생되며 이를 최소화하는 기술의 보완도 필요하다.

DPF 기술은 크게 PM포집기술과 필터재생기술로 나누어지며 시스템은 기본적으로 필터, 재생장치, 제어장치의 3부분으로 구성되어 있다.

한편 상기 DPF의 DPF 재생을 위해선 DPF 활성화 온도인 650℃까지 배기온도를 상승시키는 것이 중요하며, DPF 활성화 온도를 도달하기 위해 연소실내의 연료분사를 ATDC가 지난 시점에 분사하는 포스트(POST) 인젝션을 통해 활성화 온도를 유지하며 또 CPF(Catalyzed Particulate Filter; 미립자형 촉매필터) 재생중에도 일정한 활성온도 유지를 위해 CPF 내부의 온도를 제어하고 있다.

상기에서 ATDC는 착화지연시간을 뒤로 늦추는 것으로, 상사점후를 의미한다.(흡, 배기밸브를 상사전후에 닫아주는 것)

CPF 재생을 위해선 이렇게 미리 CPF 내부의 온도를 활성화 온도까지 상승시켜 CPF 재생을 시작하는 것도 중요하고, 또 CPF 재생중에는 항상 일정한 온도를 유지하는 방안으로 포스트 인젝션을 통해 CPF 내부에서 산화반응이 일어나도록 하고 있다.

즉, CPF 내부의 온도를 유지하기 위해 분사하는 포스트 인젝션은 연소실내의 피스톤이 상사점(TDC)를 지난 ATDC 상황에서 분사를 실시하는 것이다.

상기에서 피스톤이 하사점을 향해 내려가는 시점에 분사를 하면 분사된 연료 가 배기밸브를 통해 CPF 내부까지 흘러가 CPF 활성화 온도를 유지하는 본래의 목적외에 피스톤이 하사점을 향해 내려갈 때 분사된 연료가 미연소상태로 실린더 벽면에 존재하다가 피스톤 링을 통해 엔진 오일 성분과 자연스럽게 섞이는 현상이 발생하게 된다.

포스트 인젝션을 통해 CPF 재생을 하는 현재의 방식에서는 상기 엔진오일 희석 현상이 각종 엔진 부품의 냉각, 윤활성분에도 악영향을 끼치게 되고, 또한 엔진오일이 연소실내로 유입되어 연소되는 디젤링 현상 등을 초래하고 있다.

따라서 현재 양산되는 CPF 탑재 디젤차량에는 차량을 운행하는 고객들에게 항상 일정한 엔진오일 교환주기에 품질이 확보된 정품 엔진오일을 지정정비업소에 교환하도록 하는 정보를 전달하기 위해 라벨을 부착하고 있지만 여전히 시장에서 운전자들이 오일교환 주기를 지키지 않는다든지 지정 정비업소에서 정품의 엔진 오일을 사용하지 않는다면 엔진 내구성을 악화시키게 됨은 물론 디젤링 현상이 유발될 수 있게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 DPF 탑재 디젤엔진에 있어서 운전조건별로 퇴적되는 매연(SOOT)의 양 및 그에 따른 변경되는 재생 주기, 포스트 인젝션 량에 따른 오일희석량을 사전에 파악하여 엔진오일 교환 시기를 사전에 알려줄 수 있도록 하는 DPF 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교 환시기 알림방법을 제공하는 데에 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 DPF 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법은 운전영역을 판단(zone detection)하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 크면 DPF 재생 명령을 내리는 단계; DPF 재생을 시작하고 후분사(POST INJECTION)를 실시하는 단계; 후분사에 의해 발생되는 오일 희석량이 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 오일체크램프를 점멸하여 오일교환시기를 알리는 단계;로 이루어진 것이다.

본 발명에 의하면 운전조건별로 퇴적되는 매연(SOOT)의 양 및 그에 따른 변경되는 재생 주기, 포스트 인젝션량에 따른 오일 희석량을 사전에 파악하여 엔진오일 교환 시기를 사전에 알려줄 수 있게 되므로 엔진오일 희석에 따른 엔진 내구성 저하를 방지할 수 있게 됨은 물론 엔진오일이 연소실내로 유입되어 연소되는 디젤링 현상을 방지할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명 하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명의 작동흐름도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 DPF 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법은 운전영역을 판단(zone detection)하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 크면 DPF 재생 명령을 내리는 단계; DPF 재생을 시작하고 후분사(POST INJECTION)를 실시하는 단계; 후분사에 의해 발생되는 오일 희석량이 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 오일체크램프를 점멸하여 오일교환시기를 알리는 단계;로 이루어진 것이다.

DPF 탑재 디젤엔진에 있어서는 운전 영역별로 CPF 내부의 배기온도가 다르기 때문에 CPF 재생을 원활히 수행하기 위한 촉매 활성화 온도상승을 위해 POST 인젝션 양도 운전영역별로 상이하게 되며, 운전 영역별로 CPF 내부에 쌓이는 매연(SOOT)량도 상이하기 때문에 재생의 빈도도 운전 영역별로 상이하게 된다.

본 발명에 있어서는 운전영역별로 달리 발생하는 CPF 재생을 사전 실차 확인시험 절차를 통해 확인하고, 그에 따라 증가되는 엔진오일 희석량을 확인하여 설정치 이상이 되면 오일경고등을 점멸하여 고객에게 오일 교환 주기를 알려주게 된다.

현재 CPF 재생주기를 결정하는 중요 인자는 CPF 내부의 매연(SOOT) 퇴적량이며, CPF 내부에 퇴적되는 매연(SOOT) 양은 CPF 전, 후단에 CPF 내의 차압을 계측하는 차압센서를 통해 검출할 수 있다.

또한 CPF 내부에 퇴적되는 매연(SOOT)의 양이 실제 차량의 운전조건에 따라 마일리지가 증가할 때 퇴적되는 형태가 다르고, CPF 재생을 통해 CPF 내부에 쌓이 는 재(ASH)의 쌓이는 형태 및 재(ASH)의 퇴적량에 따라서 차압센서를 통해서 전자제어유니트(ECU)가 판단하는 매연(SOOT)의 양이 실제 CPF 내부에 존재하는 매연(SOOT)의 양과 차이가 발생하고 있다.

실제 CPF 내부에는 매연(SOOT)이 퇴적되어 재생을 시작해야 되는 상황이나 차압센서를 통해 전자제어유니트(ECU)에서 판단하는 매연(SOOT) 재생주기는 이보다 훨씬 길어져 정상적인 차압에 의해서 발생하는 재생보다는 개발 중 설정한 단순 엔진 온 타임(ON TIME) 또는 이전 재생후부터의 단순 주행거리 의해서 재생이 발생하고 있다.

이러한 단순 발생 재생조건은 정상적인 차압 발생 재생보다는 짧은 주기로 빈번한 재생을 유발하게 되고, 결국 빈번한 재생으로 인해 후분사시 인젝션된 연료가 실린더 벽면을 통해 엔진오일 성분과 섞여 오일이 희석되는 현상이 발생하고 있다.

현재 엔진에 장착된 오일압력 스위치는 엔진오일양이 부족해서 오일팬에 있는 엔진오일이 엔진으로 유입되어 윤활 성능이 저하될 경우만 클러스터를 통해 오일경고등을 점등하여 고객에서 엔진오일 점검 및 엔진보충을 유도하고 있다.

이처럼 종래에는 엔진오일이 부족한 경우는 고객에게 인지를 주고 있지만 엔진오일이 희석화된 경우는 별도 고객에도 알려주는 기능이 없고 단지 교환주기 관련 라벨만 장착하고 있다.

그러나 본 발명은 운전조건별로 퇴적되는 매연(SOOT)의 양 및 그에 따른 변경되는 재생 주기, 포스트 인젝션량에 따른 오일 희석량을 사전에 파악하여 엔진오 일 교환 시기를 사전에 알려줄 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예의 작동흐름도

Claims

운전영역을 판단(zone detection)하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 차압, 재생시간, 마일리지가 설정치보다 크면 DPF 재생 명령을 내리는 단계; DPF 재생을 시작하고 후분사(POST INJECTION)를 실시하는 단계; 후분사에 의해 발생되는 오일 희석량이 설정치보다 큰가를 판단하는 단계; 오일체크램프를 점멸하여 오일교환시기를 알리는 단계;로 이루어지는 DPF 탑재 디젤엔진의 엔진오일 교환시기 알림방법.