KR20110048167A - Ｇｄｉ 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법에 관한 것으로, 차량의 상태에 따라서, GDI 펌프에 장착된 솔레노이드 밸브가 개방되어 있는 시간을 길게 유지하면서 솔레노이드 밸브가 개폐되는 횟수를 줄여서, GDI 엔진으로 공급되는 연료량은 유지하면서 솔레노이드 밸브가 개폐될 때 발생되는 소음은 줄일 수 있다.
GDI 펌프, GDI 엔진, 솔레노이드 밸브, 소음

Description

ＧＤＩ 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법{NOISE REDUCTION METHOD OF CAR HAVING GDI PUMP}
본 발명은 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 차량의 상태에 따라서 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수를 제한하여, 솔레노이드 밸브가 개폐될 때 발생되는 소음을 줄일 수 있는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린을 직접 실린더 내부에 분사하는 GDI(gasoline direct injection)는 통상적인 가솔린 엔진의 압축비(compression ratio)의 한계를 넘는 높은 압축비를 구현 할 수 있으므로, 연비의 극대화를 도모할 수 있다.
이러한 GDI엔진에서 고압의 연료 압력은 매우 중요한 요소가 되며, 이를 위하여 고성능의 GDI 펌프가 필요하게 된다.
이러한 GDI 펌프는 연료 파이프와 연료 탱크 사이에 장착되어, 연료 탱크 내부의 연료를 연료 파이프로 공급한다. 그리고 연료 파이프에는 인젝터가 연결되어, 상기 연료 파이프로 공급된 연료는 인젝터를 통해서 GDI 엔진으로 공급된다.
또한, 이러한 GDI 펌프는 캠(cam)이 회전할 때에 왕복운동을 하는 플런 저(plunger)에 의해서 구동한다.
그리고 상기 GDI 펌프에는 솔레노이드 밸브가 장착되며, 솔레노이드 밸브는 GDI 펌프의 플런저가 일회 왕복 운동하는 동안 유로를 한번씩 개방하여, 연료 파이프로 공급되는 연료량을 제어한다.
그런데 이러한 솔레노이드 밸브는 개폐 운동을 할 때마다, 기계적인 마찰음이 발생된다. 그래서 GDI 펌프가 장착된 차량에서는 솔레노이드 밸브가 왕복 운동을 할 때마다, 발생되는 마찰음에 의해서 일정간격으로 소음이 발생된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 상태에 따라서 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수를 제어하여, 솔레노이드 밸브에서 발생되는 소음을 줄일 수 있는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법은 엔진에서 필요로 하는 연료량과 차량의 동작 상태에 따라 차량의 아이들 상태 여부를 판단하는 아이들 동작 판단 단계 및 상기 차량의 아이들 상태 여부에 따라서, GDI 펌프에 포함되는 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수 및 시간을 제어하여, GDI 펌프의 소음을 제어하는 GDI 펌프 모드 설정 단계를 포함할 수 있다.
상기 GDI 펌프 모드 설정 단계에서는 상기 차량이 아이들 상태이면, 상기 GDI 펌프의 플런저가 복수번 왕복 운동하는 동안, 솔레노이드 밸브를 한번 열어서 연료 파이프로 연료를 공급하는 소음 저감 모드로 동작할 수 있다.
상기 GDI 펌프 모드 설정 단계에서는 상기 차량이 아이들 상태가 아니면, 상기 GDI 펌프의 플런저가 한번 왕복 운동하는 동안 솔레노이드 밸브를 한번 열어서, 연료 파이프로 연료를 공급하는 노말 모드로 동작할 수 있다.
상기 GDI 펌프 모드 설정 단계에서는 엔진에서 동일한 연료량을 사용할 경우에, 상기 GDI 펌프가 상기 소음 저감 모드로 동작할 때가 상기 노말 모드로 동작할 때에 비해서 상기 솔레노이드 밸브가 개방되어 있는 시간이 더 길 수 있다.
상기 아이들 동작 판단 단계에서는 차량의 냉각 수온이 -10℃이상이고, 엔진의 RPM이 1400RPM이하이고, 시동 이후 5초 이상 경과하면 차량이 아이들 상태인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 의한 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법은 차량의 상태에 따라서 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수를 제어하여, 솔레노이드 밸브에서 발생되는 소음을 줄일 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법의 순서도가 도시되어 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법은 아이들(idle) 동작 판단 단계(S1), GDI 펌프 모드 설정 단계(S2) 및 시동 종료 확인 단 계(S3)를 포함한다. 그리고 상기 GDI 펌프 모드 설정 단계(S2)는 노말 모드 단계(S21)와 소음 저감 모드 단계(S22)로 이루어진다.
그리고 도 2a 내지 도2b를 참조하면, 상기 소음 저감 모드 단계(S22)와 상기 노말 모드 단계(S21)일 때, 상기 GDI 펌프 내부에서 연료의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브의 동작에 관한 타이밍도가 도시되어 있다. 하기에서는 도 1의 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법을 도 2a 및 도2b의 타이밍도와 같이 설명하고자 한다.
상기 아이들 동작 판단 단계(S1)에서는 엔진에서 필요로 하는 연료량과 차량의 동작 상태에 따라 차량이 아이들 상태인지 여부를 판단한다.
예를 들어, 상기 아이들 동작 판단 단계(S1)에서는 엔진에서 필요로 하는 연료량이 많거나, 차량의 동작 상태가 불안정한 상태이라면, 차량의 상태가 아이들 상태가 아닌 것으로 판단하고, 엔진에서 필요로 하는 연료량이 표준 주행시 연료량이거나, 차량의 동작 상태가 안정된 상태라면, 차량의 상태가 아이들 상태인 것으로 판단한다.
구체적으로 상기 아이들 동작 판단 단계(S1)에서는 차량의 냉각 수온이 -10℃이상이고, 엔진의 RPM이 1400RPM이하이고, 시동 이후 5초 이상 경과하면 차량이 아이들(idle) 상태인 것으로 판단한다.
그리고 상기 아이들 동작 판단 단계(S1)에서 차량이 아이들 상태이면, 연료 펌프의 솔레노이드 밸브 개폐 횟수 및 시간을 제어하여, 솔레노이드 개폐시 발생되는 소음을 저감시키기 위한 소음 저감 모드 단계(S22)가 실행된다.
그리고 아이들 동작 판단 단계(S1)에서 상기 차량의 냉각 수온이 -10℃미만일 경우에는 엔진에서 많은 양의 연료를 필요로 하므로, 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수를 줄이는 소음 저감 모드로는 엔진으로 많은 양의 연료 공급을 할 수 없으므로, 노말 모드 단계(S21)가 실행된다.
또한, 아이들 동작 판단 단계(S1)에서 엔진의 RPM이 1400rpm을 초과하면, 엔진에서 많은 양의 연료를 필요로 하고, 소음을 저감시키기 위해 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수를 줄여도 차속에 의해 발생되는 소음으로 인해 소음 저감의 의미가 없어지므로 노말 모드 단계(S21)가 실행된다.
또한 시동 직후에는 차량이 불안정한 상태이므로 솔레노이드 밸브의 개폐의 횟수를 제한할 수 없으므로 안정상태가 되는 5초 이후에 소음 저감 모드 단계(S22)가 실행될 수 있다. 그러므로 아이들 동작 판단 단계(S1)에서 차량이 시동 직후이면, 노말 모드 단계(S21)가 실행된다.
즉, 상기 아이들 동작 판단 단계(S1)에서 차량이 아이들 상태가 아닌 것으로 판단되면, 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수를 제한하지 않는 노말 모드 단계(S21)가 실행된다.
상기 GDI 펌프 모드 설정 단계(S2)에서는 차량의 아이들 상태 여부에 따라서, 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수 제한하여, 솔레노이드 밸브가 개폐할 때 발생되는 소음을 줄일 수 있다.
상기 노말 모드 단계(S21)에서는 상기 차량이 아이들 상태가 아니므로, 상기 GDI 펌프의 플런저가 일회 왕복하는 동안 솔레노이드 밸브를 한번 열어서, 연료 파 이프로 연료를 공급한다.
예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이, 연료 펌프는 플런저가 일회 왕복하는 동안 마다, 솔레노이드 밸브를 한번씩 열어서 상기 연료 파이프로 연료를 공급한다. 이때, 상기 솔레노이드 밸브는 ECU(Engine control unit)에서 인가되는 연료 입력 신호에 의해서 연료 파이프로 연료를 공급하도록 유로를 개방하고, 연료 입력 신호가 인가되지 않으면 유로를 차단하여 연료 파이프로 연료가 공급되는 것을 차단한다.
그리고 연료 입력 신호는 피크 전류(ai)량 및 피크 전류(ai)가 인가되는 기간(a)에 따라서 솔레노이드 밸브의 개방된 정도를 제어하고, 상기 홀드 전류(bi)가 인가되는 기간(b)에 따라서 솔레노이드 밸브가 개방된 시간을 제어한다. 이때, 홀드 전류(bi)가 인가되는 시간(b)은 상기 솔레노이드 밸브의 상태를 이전 상태로 유지하는 기간이다. 그러므로 상기 솔레노이드 밸브는 홀드 전류(bi)가 인가되는 시간(b)동안에 피크 전류(ai)에 의해 개방된 상태로 유지된다.
그리고 소음 저감 모드 단계(S22)에서는 GDI 펌프의 플런저가 복수번 왕복운동 하는 동안, 솔레노이드 밸브를 한번 열어서 연료 파이프로 연료를 공급한다. 그리고 이 경우 솔레노이드 밸브가 개방된 시간은 노말 모드일 때 비해서 더 길게 유지 시킨다.
그러므로 상기 소음 저감 모드 단계(S22)에서는 솔레노이드 밸브가 개방되는 시간을 길게 유지하여 솔레노이드 밸브가 개방되는 횟수를 줄여도, 노말 모드 단계(S21)에서와 동일한 연료를 상기 연료 파이프로 공급할 수 있다.
예를 들어 도 2b에 도시된 바와 같이, 연료 펌프는 플런저가 2회 왕복하는 4행정마다, 연료 입력 신호에 의해서 솔레노이드 밸브를 한번 열어서 상기 연료 파이프로 연료를 공급한다. 그리고 연료 펌프는 연료 입력 신호가 인가되는 기간 중에서, 홀드 전류(bi)가 인가되는 시간(b2)을 증가시켜서, 연료 파이프로 공급되는 연료량을 증가시킨다.
그리고 상기 소음 저감 모드 단계(S22)에서는 솔레노이드 밸브가 개방되는 횟수를 줄일 수 있으므로, 솔레노이드 밸브가 개폐될 때 발생되는 소음을 줄일 수 있다.
그리고 도 2a 및 도2b에서 캠축이 1회전(360ㅀ)할 때마다, 연료 펌프의 플런저가 4번 왕복하는 8행정을 하는 것으로 도시하였으나, 상기 플런저의 동작을 제어하는 캠의 로브(lobe)형상에 따라, 캠축이 1회전할 때 플런저가 1번 또는 복수번 왕복운동을 할 수 있으므로, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
그리고 상기 시동 종료 확인 단계(S3)에서는 차량의 시동이 종료되었는지 여부를 확인한다. 상기 시동 종료 확인 단계(S3)에서 차량의 시동이 종료되면, 상기 시동 종료 확인 단계(S3)이후에 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법을 종료한다.
그리고 상기 시동 종료 확인 단계(S3)에서 차량의 시동이 종료되지 않았다면, 상기 시동 종료 확인 단계(S3)이후에는 차량의 소음 저감 방법을 재 진행하기 위해서 아이들 동작 판단 단계(S1)를 실행한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방 법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2b는 도 1의 GDI 펌프 모드 설정 단계에서 솔레노이드 밸브의 동작에 관한 타이밍도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
S1; 아이들 동작 판단 단계 S2; GDI 펌프 모드 설정 단계
S21; 노말 모드 단계 S22; 소음 저감 모드 단계
S3; 시동 종료 확인 단계

Claims (5)

  1. 엔진에서 필요로 하는 연료량과 차량의 동작 상태에 따라 차량의 아이들 상태 여부를 판단하는 아이들 동작 판단 단계; 및
    상기 차량의 아이들 상태 여부에 따라서, GDI 펌프에 포함되는 솔레노이드 밸브의 개폐 횟수 및 시간을 제어하여, GDI 펌프의 소음을 제어하는 GDI 펌프 모드 설정 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 GDI 펌프 모드 설정 단계에서는
    상기 차량이 아이들 상태이면, 상기 GDI 펌프의 플런저가 복수번 왕복 운동하는 동안, 솔레노이드 밸브를 한번 열어서 연료 파이프로 연료를 공급하는 소음 저감 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 GDI 펌프 모드 설정 단계에서는
    상기 차량이 아이들 상태가 아니면, 상기 GDI 펌프의 플런저가 한번 왕복 운동하는 동안 솔레노이드 밸브를 한번 열어서, 연료 파이프로 연료를 공급하는 노말 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 GDI 펌프 모드 설정 단계에서는 엔진에서 동일한 연료량을 사용할 경우에, 상기 GDI 펌프가 상기 소음 저감 모드로 동작할 때가 상기 노말 모드로 동작할 때에 비해서 상기 솔레노이드 밸브가 개방되어 있는 시간이 더 긴 것을 특징으로 하는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 아이들 동작 판단 단계에서는
    차량의 냉각 수온이 -10℃이상이고, 엔진의 RPM이 1400RPM이하이고, 시동 이후 5초 이상 경과하면 차량이 아이들 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GDI 펌프를 갖는 차량의 소음 저감 방법.
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