KR20100065083A - 인젝터 제어 방법 및 인젝터 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기체 연료를 분사할 때, 점성물 등에 의해 인젝터의 밸브 개폐 동작이 영향을 받는 경우라도, 원하는 연료 분사량을 확보하여 공연비의 희박화를 회피할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.

기체 연료용의 인젝터에 배선으로 접속된 인젝터 제어 장치가 실시하는 인젝터 제어 방법으로서, 통상 시는, 밸브 폐쇄 상태로부터 밸브를 개방하기 위한 밸브 개방 전류에 의한 Tip 제어와, 이에 계속되는 밸브 개방 상태를 유지하기 위한 밸브 개방 유지 전류에 의한 PWM 제어를 조합한 인젝터 제어를 실행하고, 인젝터 제어 장치가 검지하고 있는 소정의 데이터를 기초로 인젝터 제어 장치가 밸브 흡인력의 증대가 필요한 상황에 있는 것으로 판단한 경우에, 소정 기간에 대하여 PWM 제어의 부분도 Tip 제어로 한 인젝터 제어로 전환해 실행한다.

Description

인젝터 제어 방법 및 인젝터 제어 장치{INJECTOR CONTROL METHOD AND INJECTOR CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 인젝터 제어 방법 및 인젝터 제어 장치에 관한 것이며, 특히, LPG 등의 기체 연료 분사용의 인젝터의 제어 방법 및 그 제어 방법을 실시하는 제어 장치에 관한 것이다.

기체 연료에 사용하는 판스프링 식의 인젝터(연료 분사 밸브)에 있어서, 액체 연료에 사용하는 인젝터와 같은 중량(重量) 분의 연료를 분사하기 위해서는, 그 분사 직경을 액체 연료에 사용하는 인젝터보다 크게 하지 않으면 안되고, 따라서 밸브의 밸브 폐쇄 시의 유지력이 커지므로, 밸브 흡인력을 크게 설정하는 것이 필요하다.

그래서, 코일 저항을 작게 하여 권취수를 증가시킴으로써 밸브 흡인력을 증대시킬 수 있지만, 코일 저항을 작게 하면 발열량이 커진다. 그러므로, 도 2의 그래프에 나타낸 바와 같이, 밸브가 밸브를 개방할 때까지의 사이는 배터리 전압을 인가하고(Tip 제어), 밸브 개방 후에 전류 제어로 소비 전력을 억제하는 제어(PWM 제어)를 행하도록 하는 것이 일반적이다.

그러나, 인젝터의 밸브 시트 면에 오일 등의 점성물이 부착되어 있는 경우 등에는 밸브 개폐 동작에 대한 저항이 커지므로, 저온 시동시나 아이들(idle) 시에는, Tip 제어로 생기는 밸브 흡인력보다 요구되는 흡인력이 크게 되어, 밸브 개방 시간이 지연되어 버릴 경우가 있다.

또한, Tip 제어 종료 후에 PWM 제어로 이행하여 밸브 흡인력이 저하되면, 연산 분사 시간과 비교하여 실 분사 시간이 작아지므로, 공연비 희박화에 의한 엔진 운전 상태의 악화가 문제로 되기 쉽다. 그래서, 이 문제에 대하여, 일본 특허출원공개 1999-264334호 공보에는, 엔진 시동시에 제어 장치가 통(筒)내 압력을 검출함으로써 인젝터의 고착 상태를 검지하고, 고착 상태에 따라 연료 분사 시간을 연장하는 제어를 행하여 공연비의 적정화를 도모하는 것이 제안되어 있다.

그러나, 엔진 시동시의 인젝터 고착이 해제된 후에 있어서도, 점성물에 의한 밸브 저항이 증대된 상황이 해소되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 단지 연산 분사 시간을 연장하는 것만으로는, 밸브 흡인력이 충분히 오르지 않고 원하는 연료 분사 시간과 연료 분사량을 얻을 수 없는 것도 많다. 또한, 원하는 연료 분사 시간을 얻을 수 있을 때까지 연산 분사 시간을 또한, 연장한 경우에는, 코일의 발열량이 과잉으로 되어 인젝터에 손상을 일으키기 쉬워진다.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원공개 1999-264334호 공보

본 발명은, 전술한 문제점을 해결하려고 하는 것이며, 기체 연료를 분사할 때, 점성물 등에 의해 인젝터의 밸브 개폐 동작이 영향을 받는 경우라도, 인젝터의 손상 발생을 최소한으로 하면서 원하는 연료 분사량을 확보하여, 공연비의 희박화를 회피하는 것을 과제로 한다.

그래서, 본 발명은, 기체 연료용의 인젝터에 접속된 인젝터 제어 장치가 실시하는 인젝터 제어 방법으로서, 통상 시는, 밸브 폐쇄 상태로부터 밸브를 개방하기 위한 밸브 개방 전류에 의한 Tip 제어와, 이에 계속되는 밸브 개방 상태를 유지하기 위한 밸브 개방 유지 전류에 의한 PWM 제어를 조합한 인젝터 제어를 실행하고, 상기 인젝터 제어 장치가 검지하고 있는 소정의 데이터를 기초로 상기 인젝터 제어 장치가 밸브 흡인력의 증대가 필요한 상황에 있는 것으로 판단한 경우에, 소정 기간에 대하여 상기 PWM 제어의 부분도 상기 Tip 제어로 한 인젝터 제어로 전환해 인젝터 제어를 실행하는 것으로 하였다.

이와 같이, 인젝터 제어 장치가 소정의 검지 데이터로부터 밸브 흡인력의 증대가 필요한 상황으로 판단한 경우에, 밸브 흡인력이 약한 밸브 개방 유지 전류의 부분도 밸브 흡인력이 강한 밸브 개방 전류로 치환한 인젝터 제어로 전환하도록 하였으므로, 점성물 등에 의해 밸브의 개폐 동작이 영향을 받는 상황이라도, 실제의 분사 시간과 예정된 연료 분사 시간 사이의 갭을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 이 경우, 인젝터 제어 장치가 밸브 흡인력의 증대가 필요한 상황을 판단하기 위해 사용하는 데이터에는, 엔진 회전 속도, 엔진 수온, 퓨얼 컷(Fuel Cut) 후의 리커버리 회전 속도 중 적어도 1개를 포함하는 것으로 하면, 밸브 개폐 동작이 영향을 받는 상황을 정확하게 판정하기 쉽게 된다.

또한, 전술한 인젝터 제어 방법에 있어서, PWM 제어가 없는 Tip 제어만에 의한 인젝터 제어를, 밸브 흡인력의 증대가 필요해지는 필요 최저한의 시간만큼 실행하는 것으로 하면, 인젝터의 과잉의 발열을 회피하기 쉽게 된다.

또한, 가스 엔진의 연료 공급 시스템에 설치되는 동시에 인젝터에 배선으로 접속되고, 인젝터 제어를 실행하기 위한 제어 프로그램을 구비하고 있는 인젝터 제어 장치로서, 그 제어 프로그램에 의해 전술한 인젝터 제어 방법을 행하는 것을 특징으로 하면, 이것을 가스 엔진의 연료 공급 시스템에 설치하는 것만으로, 전술한 기능을 확실하게 발휘할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 기체 연료를 분사할 때, 점성물 등에 의해 인젝터의 밸브 개폐 동작이 영향을 받는 경우라도, 인젝터의 손상 발생을 최소한으로 하면서 원하는 연료 분사량을 확보하여, 공연비의 희박화를 회피할 수 있다.

이하에, 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다.

본 실시형태의 인젝터 제어 방법을 실시하는 인젝터 제어 장치의 하드 구성 및 그 배치는 주지의 종래예와 같기 때문에, 그 도시 및 상세한 설명은 생략한다.그리고, 본 실시형태에 있어서의 인젝터 제어 장치(전자 제어 유닛)는, 흡기 관로에 설치된 인젝터에 배선으로 접속되고, 인젝터 구동 전류를 출력함으로써 인젝터의 개폐 제어를 실행하는 것이지만, 본 발명은 그 제어 내용인 인젝터 제어 방법에 특징을 가지고 있다.

도 1은, 본 실시형태에 의한 인젝터 제어 방법에 의한 연산 분사 시간과 밸브의 실제 동작 상황을 비교하기 위한 그래프이다. 전술한 도 2의 종래예에 의한 인젝터 제어에서는, 밸브에 부착된 점성물 등의 영향에 의해 인젝터의 밸브 동작 면적이 a+b+(c)의 분만큼 줄어들어 버려, 공연비(空燃比)가 희박하게 되어 엔진 회전 속도가 변동되어 버릴 경우가 있었다.

이에 대하여, 본 실시형태의 인젝터 제어 방법에서는, 인젝터 제어 장치가 엔진 냉각수온, 엔진 회전 속도를 검지하고, 퓨얼 컷(Fuel Cut) 판정 후의 리커버리 회전 속도를 인식하는 것으로 되고, 이하의 표 1에 나타낸 바와 같이, 소정의 엔진 운전 상황에 대응하여 소정의 제어를 실행하도록 되어 있는 점을 특징으로 하고 있다.

[표 1]

즉, 본 실시형태의 인젝터 제어 장치는, 도 2의 그래프에 나타낸 바와 같이 점성물 등으로 밸브의 개폐 동작이 영향을 받는 경우에는, 엔진 냉각수온, 엔진 회전 속도, 퓨얼 컷 후의 리커버리 회전 속도 등의 요소로부터 종합적으로 밸브 흡인력을 증대시키려고 하는 상황에 있는지 여부를 판단하여, 인젝터의 분사 듀티(DUTY)가 매우 작은 영역으로 되도록 한정하면서, 인젝터의 구동을 PWM 제어가 없는 Tip 제어만으로 행하는 제어로 전환한 것에 의하여, 요구되는 밸브 흡인력을 실현할 수 있게 한다.

이와 같이, 엔진 운전성 확보를 위해, 표 1에 나타낸 제어 영역으로 한정해 본 실시형태의 인젝터 제어를 실행하도록 하였으므로, 인젝터의 코일 발열량을 최소한으로 억제하면서, 점성물 등의 영향(도 2의 b 및 c)을 쉽게 받지 않는 것으로서, 공연비가 극단으로 희박화되는 것을 효과적으로 회피하여, 엔진 회전수의 과잉의 변동을 방지할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 기체 연료를 분사할 때 점성물 등에 의해 인젝터의 밸브 개폐 동작이 영향을 받는 경우라도, 본 발명에 의해 원하는 연료 분사량을 확보하여 공연비의 희박화를 유효하게 회피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 제어 상태를 나타낸 그래프이다.

도 2는 종래예에 의한 제어 상태를 나타낸 그래프이다.

Claims (5)

1. 기체 연료용의 인젝터에 접속된 인젝터 제어 장치가 실시하는 인젝터 제어 방법으로서,

   통상 시는, 밸브 폐쇄 상태로부터 밸브를 개방하기 위한 밸브 개방 전류에 의한 Tip 제어와, 이에 계속되는 밸브 개방 상태를 유지하기 위한 밸브 개방 유지 전류에 의한 PWM 제어를 조합한 인젝터 제어를 실행하고, 상기 인젝터 제어 장치가 검지하고 있는 소정의 데이터를 기초로 상기 인젝터 제어 장치가 밸브 흡인력의 증대가 필요한 상황에 있는 것으로 판단한 경우에, 소정 기간에 대하여 상기 PWM 제어의 부분도 상기 Tip 제어로 한 인젝터 제어로 전환해 인젝터 제어를 실행하는,

   인젝터 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인젝터 제어 장치가 상기 밸브 흡인력의 증대가 필요한 상황을 판단하기 위해 사용하는 데이터로서, 엔진 회전 속도, 엔진 수온, 퓨얼 컷(Fuel Cut) 후의 리커버리 회전 속도 중 적어도 1개를 포함하는, 인젝터 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 PWM 제어가 없는 Tip 제어만에 의한 인젝터 제어는, 상기 밸브 흡인력의 증대가 필요하게 되는 필요 최저한의 시간만큼 실행하는, 인젝터 제어 방법.
4. 가스 엔진의 연료 공급 시스템에 설치되는 동시에 인젝터에 배선으로 접속되고, 인젝터 제어를 실행하기 위한 제어 프로그램을 구비하고 있는 인젝터 제어 장치로서, 상기 제어 프로그램에 의해 청구항 제1항 또는 제2항에 기재된 인젝터 제어 방법을 행하는,

   인젝터 제어 장치.
5. 가스 엔진의 연료 공급 시스템에 설치되는 동시에 인젝터에 배선으로 접속되고, 인젝터 제어를 실행하기 위한 제어 프로그램을 구비하고 있는 인젝터 제어 장치로서, 상기 제어 프로그램에 의해 청구항 제3항에 기재된 인젝터 제어 방법을 행하는,

   인젝터 제어 장치.

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