KR20140117152A - Inter-injection spark ignition control method for direct injection gas engine - Google Patents

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KR20140117152A
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Abstract

A method for controlling ignition between injections for a direct injection gas engine is disclosed. The method for controlling ignition between injections for a direct injection gas engine includes: (a) a step of determining whether an engine load condition of a vehicle is a high load condition or a low load condition; (b) a step of determining at least two timings of multiple fuel injection according to the engine load condition in step (a); (c) a step of determining the fuel injection rates corresponding to the timings of multiple fuel injection; and (d) a step of controlling ignition between the timings of multiple fuel injection determined in step (b).

Description

직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법{INTER-INJECTION SPARK IGNITION CONTROL METHOD FOR DIRECT INJECTION GAS ENGINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ignition ignition control method for a direct injection type gas engine,

본 발명은 직접 분사식 가스 엔진의 연소 안정성의 향상이 가능한 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for controlling inter-injection ignition ignition of a direct injection gas engine capable of improving the combustion stability of a direct injection gas engine.

일반적으로 중앙 분사(Center Injection) 및 스파크 플러그 구조를 통해서 구성되는 스프레이-가이드 방식(spray-guided) 방식은 희박 연소를 통한 연비 저감 및 배출 가스 저감의 효과를 기대할 수 있다.In general, the spray-guided system, which consists of a center injection and a spark plug structure, can reduce the fuel consumption and reduce the exhaust gas through lean burn.

즉, 이론 공연비 연소를 하는 일반적인 점화 착화 엔진의 경우 공기와 연료가 충분히 혼합될 수 있도록 매우 이른 시기에 연료를 분사하게 되지만, 희박 연소의 경우 연료에 비해 공기량이 많기 때문에 스파크 플러그 주위에서 연소가 가능한 혼합기를 성층화하여 연소가 일어날 수 있도록 상사점 인근에서 연료를 분사한 뒤에 바로 점화를 일으켜 연소시키게 된다.That is, in the case of a general ignition ignition engine which performs combustion with a stoichiometric air-fuel ratio, the fuel is injected very early so that air and fuel can be sufficiently mixed. However, in the case of lean burn, The fuel is injected near the top dead center so that the mixture is stratified and burned. Then, the mixture is immediately ignited and burned.

그러나, 스파크 플러그 주위의 상대적으로 농후한 혼합기 형성을 통해 연소를 구현하는 방법은 연료 및 운전 조건에 따라 혼합기의 성층화를 위한 최적화가 요구된다. 따라서 종래의 가솔린 엔진의 운전 제어 전략을 이용하는 경우에는 가스 엔진에서는 엔진의 효율 및 성능 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다. However, the way to achieve combustion through relatively dense mixture formation around the spark plug requires optimization for stratification of the mixer depending on fuel and operating conditions. Therefore, in the case of using the operation control strategy of the conventional gasoline engine, there is a problem that the efficiency and performance of the engine may be lowered in the gas engine.

본 발명의 일 실시예는 가스 엔진에서 연료 분사 시기 및 점화 시기를 최적 제어하여 엔진 효율 향상 및 성능 향상이 가능하도록 하는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an ignition ignition control method for an inter-injection ignition type gas engine of a direct injection type gas engine which can optimize fuel injection timing and ignition timing in a gas engine to improve engine efficiency and performance.

본 발명의 일 실시예는, (a) 차량의 고부하 조건 또는 저부하 조건의 엔진 부하 조건을 결정하는 단계와, (b) 상기 단계 (a)의 엔진 부하 조건에 따라 적어도 2회 이상의 다단 연료 분사 시기를 결정하는 단계와, (c) 상기 다단 연료 분사 시기에 대응하는 연료 분사 비율을 결정하는 단계와, (d) 상기 (b) 단계에서 결정된 상기 다단 연료 분사 시기의 사이에서 점화되도록 제어하는 단계를 포함한다. (A) determining an engine load condition of a vehicle under a high load condition or a low load condition; (b) performing at least two or more multi-stage fuel injection according to an engine load condition of the step (a) (C) determining a fuel injection ratio corresponding to the multi-staged fuel injection timing, and (d) controlling to be ignited between the multi-staged fuel injection timing determined in the step (b) .

(b) 단계는 엔진의 저부하 조건에서 연료의 제1 분사 및 제2 분사가 순차적으로 이루어질 수 있다. (b) may be performed sequentially in the first injection and the second injection of the fuel under the low load condition of the engine.

(c) 단계에서, 제1 분사 및 제2 분사에서 분사되는 연료의 분사량의 총량에 있어서, 제1 분사는 20% 내지 80%의 범위의 하나로 선택되고, 제2 분사는 20% 내지 80%의 범위의 하나로 선택되어 연료 분사될 수 있다. In the step (c), in the total amount of fuel injected in the first injection and the second injection, the first injection is selected in one of the range of 20% to 80%, and the second injection is selected in the range of 20% to 80% Fuel ratio can be selected.

제1 분사 및 제2 분사에서 분사되는 연료의 분사 비율은 5:5, 3:7 또는 7:3 비율에서 어느 하나의 비율로 선택되어 연료 분사될 수 있다. The injection ratio of the fuel injected in the first injection and the second injection may be selected and injected at a ratio of 5: 5, 3: 7 or 7: 3.

(d) 단계의 점화는 제1 분사 및 제2 분사의 사이 시기에서 적어도 2회 이상으로 다단 점화될 수 있다. The ignition of step (d) may be multi-stage ignited at least two times during the period between the first injection and the second injection.

(b) 단계에는 엔진의 고부하 조건에서 제1 연료 분사와 제2 연료 분사 및 제3 연료 분사로 연료 분사 제어될 수 있다. (b) may be controlled by the first fuel injection, the second fuel injection, and the third fuel injection under the high load condition of the engine.

(c) 단계에서, 제1 연료 분사와 제2 연료 분사 및 제3 연료 분사에 분사되는 연료의 분사량의 총량에서, 제1 연료 분사는 20% 내지 40%의 범위의 하나로 선택되고, 제2 연료 분사는 20% 내지 40%의 범위의 하나로 선택되며, 제3 연료 분사는 20% 내지 40%의 하나로 선택되어 연료 분사 제어될 수 있다. In the step (c), the first fuel injection is selected as one of the range of 20% to 40%, and the second fuel injection is selected as the second fuel injection, in the total amount of the fuel injected into the first fuel injection and the second fuel injection and the third fuel injection, Injection is selected in one of the range of 20% to 40%, and the third fuel injection is selected as one of 20% to 40%, and fuel injection control can be performed.

(c) 단계에서, 제1 연료 분사와 제2 연료 분사 및 제3 연료 분사에 분사되는 연료의 분사 비율은 3:3:4 또는 3:4:3의 비율로 선택되어 연료 분사 제어될 수 있다. In the step (c), the injection ratio of the fuel injected to the first fuel injection, the second fuel injection, and the third fuel injection may be selected in a ratio of 3: 3: 4 or 3: 4: 3 to control the fuel injection .

점화는, 제1 연료 분사와 제2 연료 분사의 사이 시기에 점화되는 제1 점화와, 제2 연료 분사와 제3 연료 분사의 사이에 점화되는 제2 점화로 이루어질 수 있다. The ignition may consist of a first ignition ignited during a period between the first fuel injection and the second fuel injection and a second ignition ignited between the second fuel injection and the third fuel injection.

제1 점화는 제1 연료 분사와 제2 연료 분사의 사이 시기에서 다단 점화될 수 있다. The first ignition may be multi-stage ignited during the period between the first fuel injection and the second fuel injection.

제2 점화는 제2 연료 분사와 제3 연료 분사의 사이 시기에서 다단 점화될 수 있다. The second ignition may be multi-stage ignited during the period between the second fuel injection and the third fuel injection.

본 발명의 일 실시예에 따르면 챠량의 운전 조건에 따라 다단으로 연료 분사를 실시함으로써, 차량의 연소 안정성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the combustion stability of the vehicle can be improved by performing the fuel injection in multiple stages in accordance with the operating conditions of the vehicle.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다단으로 연료를 분사하는 과정에서 다단 점화를 함께 적용함으로써, 안정적인 연소를 구현하고 탄화수소, 질소산화물 및 일산화탄소 등의 유해 배출물의 발생을 저감할 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, by applying the multi-stage ignition in the process of injecting fuel in multiple stages, stable combustion can be realized and generation of harmful emissions such as hydrocarbons, nitrogen oxides, and carbon monoxide can be reduced.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 2단 연료 분사 시기에 대응한 엔진 점화 시기의 제1 점화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 2단 연료 분사 시기에 대응한 엔진 점화 시기의 제2 점화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 3단 연료 분사 시기에 대응한 엔진 점화 시기의 제1 점화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 3단 연료 분사 시기에 대응한 엔진 점화 시기의 제2 점화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling inter-injection ignition ignition of a direct injection type gas engine according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view schematically showing a first ignition timing of the engine corresponding to the second-stage fuel injection timing in Fig. 1. Fig.
Fig. 3 is a view schematically showing a second ignition timing of the engine in correspondence to the second-stage fuel injection timing in Fig. 1. Fig.
4 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling inter-injection ignition ignition of a direct injection type gas engine according to a second embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a first ignition timing of the engine in correspondence with the fuel injection timing of the third stage in Fig.
Fig. 6 is a view schematically showing a second ignition timing of the engine corresponding to the third-stage fuel injection timing in Fig. 4. Fig.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 이하에서 도 1을 참조하여 직접 분사식 가스 엔진의 연소 제어 방법을 구체적으로 설명한다. FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a method for controlling inter-injection ignition ignition of a direct injection type gas engine according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a method for controlling a direct injection type gas engine will be described in detail do.

먼저, 엔진의 고부하 조건 또는 저부하 조건의 엔진 부하를 결정한다(S10). (S10) 단계에서 차량 엔진의 부하 조건의 결정은 차량 엔진 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 결정된다.First, an engine load under a high load condition or a low load condition of the engine is determined (S10). (S10), the determination of the load condition of the vehicle engine is determined by the vehicle engine ECU (Electronic Control Unit).

다음, 상기 (S10) 단계에서 결정된 엔진 부하 조건에 따라 적어도 2회 이상의 다단 연료 분사 시기를 결정한다(S20). (S20) 단계에서의 연료 분사 시기는 상사점에 근접된 시기에 2단으로 연료 분사되는 것을 예시적으로 설명한다. (S20) 단계의 연료의 분사는 도 2에 도시된 바와 같이, 점화 분사(Pilot injection)의 제1 분사(10)와 메인 분사(Main injection)의 제2 분사(20)로 결정된다. 이와 같이 제1 분사(10) 및 제2 분사(20)의 2단 연료 분사를 실시하는 것은 1회의 연료 분사 만으로는 연소의 안정성을 확보하기가 어려우므로, 2회의 다단 연료 분사를 실시하여 연소 안정성 및 연료 소비율을 개선하기 위한 것이다. 본 실시예의 차량 엔진은 가스 엔진으로서, 연소실 내에 연료가 2단으로 분사되는 과정에서 더욱 안정적인 연소 안정성을 위해 이하에서 (S20) 단계를 실시한다. 이에 대해서는 이하에서 (S20) 단계를 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다. Next, the multi-staged fuel injection timing is determined at least two times according to the engine load condition determined in the step (S10) (S20). The fuel injection timing in the step S20 is exemplified as fuel injection in two stages at a timing close to the top dead center. The injection of the fuel in the step S20 is determined by the first injection 10 of the pilot injection and the second injection 20 of the main injection as shown in FIG. The two-stage fuel injection of the first injection 10 and the second injection 20 is performed in this way, since it is difficult to ensure the stability of combustion by only one fuel injection, This is to improve the fuel consumption rate. The vehicle engine of this embodiment is a gas engine and performs the following step (S20) for more stable combustion stability in the course of injecting fuel into the combustion chamber in two stages. This will be described in more detail while explaining the step (S20) below.

다음, (S20) 단계에서 결정된 2단 연료 분사 시기에 대응하여 연료 분사 비율을 결정한다(S30). (S30) 단계에서 제1 분사(10)와 제2 분사(20)에 분사되는 연료는 각각 비율을 달리하여 분사된다. 보다 구체적으로 설명하면, (S20) 단계에서 연료의 분사 비율은 제1 분사(10) 및 제2 분사(20)에 분사되는 연료의 총량에 대하여, 제1 분사(10) 및 제2 분사(20)에 각각 20% 내지 80%의 범위에서 어느 하나로 선택되어 분사될 수 있다. 보다 구체적으로 제1 분사(10)와 제2 분사(20)는 5:5, 3:7 또는 7:3의 분사 비율 중의 어느 하나로 선택되어 연료 분사되는 것을 예시적으로 설명한다. (S30) 단계에서 제1 분사(10)와 제2 분사(20)에서 분사되는 연료의 비율을 5:5, 3:7 또는 7:3의 비율 중의 어느 하나로 선택하여 분사하는 것은 차량 엔진의 연소 안정성을 고려하여 선택되는 것이다. 그러나 제1 분사(10) 및 제2 분사(20)의 분사 비율은 5:5, 3:7 또는 7:3으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 전술한 연료 분사 비율 총량에 대한 20% 내지 80%의 범위 내에서 차량 부하 조건을 고려하여 임의의 분사 비율로 적용되는 것도 가능하다. Next, the fuel injection ratio is determined corresponding to the two-stage fuel injection timing determined in the step (S20) (S30). The fuel injected into the first injection 10 and the second injection 20 is injected at a different ratio in step S30. More specifically, in step S20, the fuel injection ratio is set such that the ratio of the first injection 10 and the second injection 20 to the total amount of fuel injected to the first injection 10 and the second injection 20 ) In the range of 20% to 80%, respectively. More specifically, the first injection 10 and the second injection 20 will be exemplarily described as fuel injection at a selection ratio of 5: 5, 3: 7 or 7: 3. In step S30, it is preferable that the ratio of the fuel injected from the first injector 10 and the second injector 20 is selected in a ratio of 5: 5, 3: 7, or 7: 3, It is selected in consideration of stability. However, the injection ratio of the first injection 10 and the second injection 20 is not necessarily limited to 5: 5, 3: 7 or 7: 3, and is preferably 20% to 80% of the total fuel injection rate It is also possible to apply an arbitrary injection ratio in consideration of the vehicle load condition within the range.

이하에서는 제1 분사(10)와 제2 분사(20)에서 분사되는 연료의 비율을 5:5, 3:7 또는 7:3의 비율 중의 어느 하나로 결정하는 과정을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the process of determining the ratio of fuel injected from the first injection 10 and the second injection 20 to one of 5: 5, 3: 7 or 7: 3 will be described in more detail.

먼저, 제1 분사(10) 및 제2 분사(20) 시기에 분사되는 연료의 총량에 대해서, 제1 분사(10)에 50%의 연료를 분사하고 제2 분사(20)에 50%의 연료를 각각 분사하여 5:5의 비율로 연료를 분사한다.50% fuel is injected into the first injection 10 and 50% fuel is injected into the second injection 20 with respect to the total amount of fuel injected at the time of the first injection 10 and the second injection 20 Are injected at a ratio of 5: 5.

이어서, 제1 분사(10)와 제2 분사(20) 시기에 전술한 바와 같이 연료를 5:5의 비율로 연료를 분사한 상태에서 적절한 성층 혼합기의 형성 여부를 확인한다.Subsequently, fuel is injected at a ratio of 5: 5 as described above at the time of the first injection 10 and the second injection 20, and it is confirmed whether an appropriate stratified mixer is formed.

다음, 제1 분사(10)와 제2 분사(20) 시기에 연료를 5:5의 비율로 연료를 분사한 상태에서 적절한 성층 혼합기의 형성이 이루어지지 않아 연소 안정성의 확보가 어렵다고 판단되면, 차량의 부하 조건을 고려하여 제1 분사(10)와 제2 분사(20)에서 분사되는 연료의 비율을 3:7 또는 7:3의 비율로 설정하여 연료 분사가 이루어지도록 제어한다. 여기서 (S10) 단계의 차량 저부하 조건의 범위 내에서 상대적으로 부하가 낮은 조건에서는 제1 분사(10)와 제2 분사(20)에 각각 분사되는 연료량을 7:3의 비율로 분사되도록 한다. 이와 같이, 제1 분사(10)에 70%의 연료를 분사하고 제2 분사(20)에 30%의 연료를 분사하는 것은, 제1 분사(10)에서 연료의 분사량을 보다 증대시켜 안정적인 점화 작동이 이루어지도록 하기 위한 것이다.Next, when it is determined that proper stratified mixer is not formed in the state where the fuel is injected at the ratio of 5: 5 fuel at the time of the first injection 10 and the second injection 20, and it is judged that it is difficult to secure the combustion stability, The ratio of the fuel injected from the first injector 10 and the second injector 20 is set to a ratio of 3: 7 or 7: 3 to control the fuel injection. The amount of fuel injected to the first injection 10 and the second injection 20 is injected at a ratio of 7: 3 under a relatively low load condition within the range of the vehicle low load condition in the step (S10). In this way, the injection of 70% of fuel to the first injection 10 and the injection of 30% of the fuel to the second injection 20 further increases the injection amount of the fuel in the first injection 10, .

한편, 차량의 저부하 조건의 범위 내에서 상대적인 고부하 조건으로 확인되면, 제1 분사(10)와 제2 분사(20)에 각각 분사되는 연료량을 3:7의 비율로 분사되도록 제어한다. 이와 같이 차량의 저부하 조건의 범위 내에서 상대적인 고부하 조건에서 제1 분사(10)시에 30%의 연료를 분사하고 제2 분사(20)시에 70%의 연료를 분사하도록 하여 성층 혼합기의 양이 과다하게 발생하는 것을 방지하고 연소 안정성을 향상시키는 것이 가능하다.On the other hand, if the relative high load condition is confirmed within the range of the low load condition of the vehicle, the fuel amount injected to the first injection 10 and the second injection 20 is controlled to be injected at a ratio of 3: 7. In this manner, 30% of the fuel is injected at the time of the first injection 10 and 70% of the fuel is injected at the time of the second injection 20 under the relatively high load condition within the range of the low load condition of the vehicle, Can be prevented from occurring excessively and the combustion stability can be improved.

다음, (S20) 단계에서 결정된 2단 연료 분사 시기의 사이에서 점화가 발생되도록 제어한다(S30). (S30) 단계의 연료 점화시기의 결정은 차량 엔진 ECU에 의해 결정되는 것으로서, (S20) 단계에서 결정된 제1 분사(10)와 제2 분사(20) 시기의 사이에서 연료 점화가 발생되도록 제어된다. Next, control is performed so that ignition is generated between the two-stage fuel injection timing determined in the step S20 (S30). The determination of the fuel ignition timing in the step S30 is determined by the vehicle engine ECU and is controlled so that the fuel ignition is generated between the timing of the first injection 10 and the second injection 20 determined in the step S20 .

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예의 연료의 점화는 제1 분사(10)와 제2 분사(20)의 사이에서 점화되는 제1 점화()를 포함한다. 이와 같이 제1 분사(10)와 제2 분사(20)의 사이시기에 연료 점화가 발생되도록 하는 것은 기화 특성이 우수한 가스 연료를 사용하는 엔진에서 희박연소를 구현하는 경우에 연소 안정성의 확보가 가능하도록 하기 위한 것이다. As shown in Figure 2, the ignition of the fuel of the first embodiment of the present invention includes a first ignition () ignited between the first injection 10 and the second injection 20. The generation of fuel ignition in the period between the first injection 10 and the second injection 20 as described above can ensure the combustion stability when the lean burn is implemented in the engine using the gaseous fuel having excellent vaporization characteristics .

한편, 제2 분사(20)시에 분사되는 연료량이 제1 분사(10) 시에 분사되는 연료량에 비하여 설정값을 벗어나 과도하게 분사되거나 적게 분사되는 것으로 판단되면, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 분사(20) 이후에 제2 점화(21)를 실시하는 것도 가능하다. 즉, 제2 분사(20) 시에 분사되는 연료량이 과도하거나 설정값 이하로 적을 경우에는 안정적인 연소의 유지 또는 배기 배출물의 저감에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 제2 분사(20) 이후에 제2 점화(21)를 효과적으로 실시함으로써, 엔진 점화 작동이 보다 원활하게 이루어지도록 하여 안정적인 연소 작동 유지 및 배기 배출물의 저감이 가능하게 된다. On the other hand, if it is determined that the fuel amount injected during the second injection 20 is excessively injected or less injected beyond the set value in comparison with the fuel amount injected during the first injection 10, It is also possible to perform the second ignition 21 after the second injection 20. That is, when the amount of fuel injected during the second injection 20 is excessively small or less than the set value, it may adversely affect the maintenance of stable combustion or the reduction of exhaust emissions. Therefore, by effectively performing the second ignition 21 after the second injection 20, the engine ignition operation can be performed more smoothly, and stable combustion operation can be maintained and exhaust emissions can be reduced.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 제1 분사(10)와 제2 분사(20)의 사이에 제1 점화(11)가 이루어지고 제2 분사(20) 이후에 제2 점화(21)가 이루어지는 다단 점화를 적용함으로써, 가스 연료의 연소 효율성을 높여 안정적인 연소의 구현이 가능하고 탄화수소와 질소산화물 및 일산화탄소 등의 유해 배출물을 감소시킬 수 있다.  As described above, the first embodiment of the present invention is characterized in that a first ignition 11 is made between a first injection 10 and a second injection 20, and a second ignition 11 after a second injection 20 21) is applied, the combustion efficiency of the gaseous fuel can be increased to realize stable combustion, and harmful emissions such as hydrocarbons, nitrogen oxides and carbon monoxide can be reduced.

한편, 제1 점화(11)는 제1 분사(10) 및 제2 분사(20)의 사이 시기에서 다단으로 점화되는 것도 가능하다. 또한 제2 점화(21) 제2 분사(20) 이후에 다단으로 점화되는 것도 가능하다. 이와 같이, 제1 점화(11) 및 제2 점화(21)의 각각이 적어도 2회 이상의 다단 점화가 이루어지도록 하는 것은 점화 효율을 향상시키기 위한 것이다.It is also possible that the first ignition 11 is ignited in multiple stages during the period between the first injection 10 and the second injection 20. [ It is also possible to ignite in multiple stages after the second ignition 21 and the second injection 20. In order to improve the ignition efficiency, it is preferable that each of the first ignition 11 and the second ignition 21 has a multi-stage ignition at least twice.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 5는 도 4의 3단 연료 분사 시기에 대응한 엔진 점화 시기의 제1 점화를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 도 4의 3단 연료 분사 시기에 대응한 엔진 점화 시기의 제2 점화를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3과 동일 참조 번호는 동일 기능의 동일 부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다. 이하에서는 도 4 내지 5를 참조하여 직접 분사식 가스 엔진의 연소 제어 방법을 구체적으로 설명한다.FIG. 4 is a flowchart schematically showing a method for controlling inter-injection ignition ignition of a direct injection type gas engine according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart Fig. 6 is a view schematically showing a second ignition timing of the engine, corresponding to the third-stage fuel injection timing in Fig. 4. Fig. 1 to 3 denote the same members having the same function. Hereinafter, detailed description of the same reference numerals will be omitted. Hereinafter, the combustion control method of the direct injection type gas engine will be described in detail with reference to FIGS.

먼저, 엔진의 고부하 조건 또는 저부하 조건의 엔진 부하를 결정한다(S110). (S120) 단계에서 차량 엔진의 부하 조건의 결정은 차량 엔진 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 결정된다.First, the engine load under the high load condition or the low load condition of the engine is determined (S110). In step S120, the determination of the load condition of the vehicle engine is determined by a vehicle engine ECU (Electronic Control Unit).

다음, 엔진의 작동 조건에 따라 적어도 2회 이상의 다단 연료 분사 시기를 결정한다(S110). 본 발명의 제2 실시예에서, 연료 분사 시기는 차량의 고부하 조건에서 엔진의 상사점에 근접된 시기에 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)의 3단으로 연료 분사되는 것을 예시적으로 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에서 예시적으로 설명하는 엔진의 고부하 조건은 제1 실시예의 (S10) 단계의 저부하 조건에서 분사되는 연료량의 2배 이상이 소요되는 부하 조건으로 결정될 수 있다. Next, the multi-staged fuel injection timing is determined at least twice according to the operating conditions of the engine (S110). In the second embodiment of the present invention, the fuel injection timing is controlled by the first fuel injection 110, the second fuel injection 120 and the third fuel injection 130 at a time close to the top dead center of the engine under a high load condition of the vehicle. As shown in Fig. The high load condition of the engine exemplified in the second embodiment of the present invention can be determined to be a load condition that requires at least twice the amount of fuel injected under the low load condition of the step S10 of the first embodiment.

이어서, (S120) 단계의 다단 연료 분사 시기에 대응하여 분사되는 연료 분사 비율을 결정한다(S130).(S130) 단계에서 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)에 분사되는 연료는 각각 비율을 달리하여 분사된다. In step S130, the fuel injection rate is determined in accordance with the multi-stage fuel injection timing in step S120. In step S130, the first fuel injection 110, the second fuel injection 120, The fuel injected into the injector 130 is injected at different ratios.

보다 구체적으로 설명하면, (S130) 단계에서 연료의 분사 비율은 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)에 분사되는 연료의 총합에 대하여, 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)는 각각 20% 내지 40%의 범위의 하나로 선택되어 분사될 수 있다. 그러나 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120)의 비율은 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 전술한 연료 분사 비율 총합에 대하여, 20% 내지 40%의 범위 내에서 차량 부하 조건을 고려하여 임의의 분사 비율로 적용되는 것도 가능하다.More specifically, in step S130, the fuel injection ratio is set such that the sum of the fuel injected to the first fuel injection 110, the second fuel injection 120, and the third fuel injection 130 The fuel injection 110, the second fuel injection 120, and the third fuel injection 130 may be selected and injected in one of the ranges of 20% to 40%, respectively. However, the ratio of the first fuel injection 110 to the second fuel injection 120 is not necessarily limited to this, but the vehicle load condition may be considered in the range of 20% to 40% with respect to the total fuel injection ratio described above It is also possible to apply it at an arbitrary injection ratio.

한편, 본 발명의 제2 실시예에서 제1 연료 분사(110)는 제1 실시예의 제1 분사(10)와 동일한 연료량으로 분사될 수 있다. 그리고 제2 연료 분사(130) 및 제3 연료 분사(131)는 차량의 운전 조건에 따라서 제1 실시예의 제2 분사(20)를 더욱 세분화하여 다단으로 분사될 수 있다. 이는 가스 엔진에서 제1 연료 분사(110) 이후에 분사되는 연료량이 과다할 경우 제1 연료 분사(110) 이후에 실시되는 점화 작용이 원활하게 이루어지지 않는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 제1 연료 분사(110) 이후에 분사되는 연료량이 일정량 이상을 초과하게 되면 전술한 바와 같이 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)로 다단으로 나뉘어 분사되도록 하여 제1 실시예의 제2 분사(20)에서 분사되는 연료량의 과다 분사에 의해 엔진 점화 불량이 발생되는 것을 방지하면서 점화 작용이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 것이 가능하다.Meanwhile, in the second embodiment of the present invention, the first fuel injection 110 may be injected at the same fuel amount as the first injection 10 of the first embodiment. The second fuel injection 130 and the third fuel injection 131 can be further divided into multiple stages by further subdividing the second injection 20 of the first embodiment according to the driving conditions of the vehicle. This may occur when the amount of fuel injected after the first fuel injection 110 in the gas engine is excessive, the ignition operation performed after the first fuel injection 110 may not be performed smoothly. Accordingly, when the amount of fuel injected after the first fuel injection 110 exceeds a predetermined amount, the fuel is injected into the second fuel injection 120 and the third fuel injection 130, It is possible to prevent the engine ignition failure from occurring due to overdischarge of the amount of fuel injected from the exemplary second injection 20 and to make the ignition operation more smoothly.

이어서, (S120) 단계에서 결정된 3단 연료 분사 시기의 사이에서 점화가 발생되도록 제어한다(S140). (S140) 단계의 연료 점화시기의 결정은 차량 엔진 ECU에 의해 결정된다. 엔진 점화는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120)의 사이에서 발생되는 제1 점화(111)와, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 연료 분사(120)와 제3 연료 분사(130)의 사이에서 발생되는 제2 점화(1221)로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 점화시기를 3단 연료 분사 시기 과정에서 2번의 점화가 이루어지는 것을 예시적으로 설명하였지만, 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(130)의 사이에서 1회의 점화만 실시하는 것도 가능하다.Then, control is performed so that ignition is generated between the three-stage fuel injection timing determined in step S120 (S140). The determination of the fuel ignition timing in step S140 is determined by the vehicle engine ECU. The engine ignition is carried out by a first ignition 111 generated between the first fuel injection 110 and the second fuel injection 120 and a second ignition 111 as shown in FIG. And a second ignition 1221 generated between the first fuel injection 120 and the third fuel injection 130. The ignition timing is ignored twice in the third fuel injection timing process. However, only one ignition is performed between the first fuel injection 110 and the second fuel injection 130 It is also possible.

이와 같이, 본 실시예에서 3단 연료 분사 과정에서 제1 점화(111)와 제2 점화(121)를 실시하는 것으로, 질소 산화물의 배출을 저감시키는 것이 가능하다. 또한, 제1 연료 분사(110)와 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)의 3단으로 연료를 분사하도록 함으로써, 제1 연료 분사(110) 이후에 연료량이 많은 경우에도 제2 연료 분사(120) 및 제3 연료 분사(130)를 실시하는 것에 의해 차량의 연소 안정성을 향상시킬 수 있다. As described above, in the present embodiment, it is possible to reduce the emission of nitrogen oxides by performing the first ignition 111 and the second ignition 121 in the three-stage fuel injection process. Further, by injecting the fuel into the three stages of the first fuel injection 110, the second fuel injection 120 and the third fuel injection 130, even when the amount of fuel after the first fuel injection 110 is large, 2 fuel injection 120 and the third fuel injection 130, combustion stability of the vehicle can be improved.

한편, 제1 점화(111)는 제1 연료 분사(110) 및 제2 연료 분사(120) 시기의 사이에서 다단으로 점화되는 것도 가능하다. 아울러 제2 점화(121)는 재2 연료 분사(120)와 제3 연료 분사(130)의 사이 시기에서 다단으로 점화되는 것도 가능하다. 이와 같이, 제1 점화(111) 및 제2 점화(121)를 다단으로 적용하는 것은 엔진의 점화 효율을 향상시키기 위한 것이다. Alternatively, the first ignition 111 may be ignited in multiple stages during the first fuel injection 110 and second fuel injection 120 periods. In addition, the second ignition 121 may be ignited in multiple stages in the period between the re-fuel injection 120 and the third fuel injection 130. Thus, the application of the first ignition 111 and the second ignition 121 in multiple stages is intended to improve the ignition efficiency of the engine.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope of the present invention are possible by those skilled in the art.

10...제1 분사 11, 111...제1 점화
20...제2 분사 21, 121...제2 점화
110..제1 연료 분사 120..제2 연료 분사
130..제3 연료 분사10 ... first injection 11, 111 ... first ignition
20 ... 2nd injection 21, 121 ... 2nd ignition
110 .. First fuel injection 120 .. Second fuel injection
130 .. Third fuel injection

Claims (11)

(a) 차량의 고부하 조건 또는 저부하 조건의 엔진 부하 조건을 결정하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)의 엔진 부하 조건에 따라 적어도 2회 이상의 다단 연료 분사 시기를 결정하는 단계;
(c) 상기 다단 연료 분사 시기에 대응하는 연료 분사 비율을 결정하는 단계; 및
(d) 상기 (b) 단계에서 결정된 상기 다단 연료 분사 시기의 사이에서 점화되도록 제어하는 단계;
를 포함하는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.(a) determining an engine load condition of a vehicle under a high load condition or a low load condition;
(b) determining at least two or more multi-staged fuel injection timing in accordance with the engine load condition of step (a);
(c) determining a fuel injection ratio corresponding to the multi-staged fuel injection timing; And
(d) ignition during the multi-stage fuel injection timing determined in the step (b);
Injection ignition ignition control method for a direct injection type gas engine. 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 엔진의 저부하 조건에서 연료의 제1 분사 및 제2 분사가 순차적으로 이루어지는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (b) comprises sequentially performing a first injection and a second injection of the fuel under a low load condition of the engine. 제2항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 제1 분사 및 상기 제2 분사에서 분사되는 연료의 분사량의 총량에 있어서, 상기 제1 분사는 20% 내지 80%의 범위의 하나로 선택되고, 상기 제2 분사는 20% 내지 80%의 범위의 하나로 선택되어 연료 분사 되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.3. The method of claim 2,
In the step (c), the first injection is selected as one of the range of 20% to 80% in the total amount of fuel injected in the first injection and the second injection, and the second injection is selected as 20 Injection ignition control method for a direct injection type gas engine in which fuel is injected in a selected one of the range of 80% to 80%. 제3항에 있어서,
상기 제1 분사 및 상기 제2 분사에서 분사되는 연료의 분사 비율은 5:5, 3:7 또는 7:3 비율에서 어느 하나의 비율로 선택되어 연료 분사 되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.The method of claim 3,
Injection ignition control of the direct injection type gas engine in which the injection rate of the fuel injected in the first injection and the second injection is selected at a ratio of 5: 5, 3: 7 or 7: 3, Way. 제3항에 있어서,
상기 (d) 단계의 점화는 상기 제1 분사 및 상기 제2 분사의 사이 시기에서 적어도 2회 이상으로 다단 점화되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.The method of claim 3,
Wherein the ignition in the step (d) is multi-stage ignition at least twice in the period between the first injection and the second injection. 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에는 상기 엔진의 고부하 조건에서 제1 연료 분사와 제2 연료 분사 및 제3 연료 분사로 연료 분사 제어되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.The method according to claim 1,
And the step (b) is a step of controlling the fuel injection by the first fuel injection, the second fuel injection, and the third fuel injection under a high load condition of the engine. 제6항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 제1 연료 분사와 상기 제2 연료 분사 및 상기 제3 연료 분사에 분사되는 연료의 분사량의 총량에서, 제1 연료 분사는 20% 내지 40%의 범위의 하나로 선택되고, 제2 연료 분사는 20% 내지 40%의 범위의 하나로 선택되며, 제3연료 분사는 20% 내지 40%의 하나로 선택되어 연료 분사 제어되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.The method according to claim 6,
In the step (c), in the total amount of the fuel injected into the first fuel injection and the second fuel injection and the third fuel injection, the first fuel injection is selected as one of the range of 20% to 40% , The second fuel injection is selected from one of the range of 20% to 40%, and the third fuel injection is selected from one of 20% to 40% and the fuel injection is controlled. 제7항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 상기 제1 연료 분사와 상기 제2 연료 분사 및 상기 제3 연료 분사에 분사되는 연료의 분사 비율은 3:3:4 또는 3:4:3의 비율로 선택되어 연료 분사 제어되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.8. The method of claim 7,
In the step (c), the injection ratio of the fuel injected to the first fuel injection, the second fuel injection and the third fuel injection is selected in a ratio of 3: 3: 4 or 3: 4: 3, To - ignition ignition control method of a controlled direct injection gas engine. 제8항에 있어서,
상기 점화는, 상기 제1 연료 분사와 상기 제2 연료 분사의 사이 시기에 점화되는 제1 점화와, 상기 제2 연료 분사와 상기 제3 연료 분사의 사이에 점화되는 제2 점화로 이루어지는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.9. The method of claim 8,
Wherein said ignition comprises a first ignition ignited during a period between said first fuel injection and said second fuel injection and a second ignition ignited between said second fuel injection and said third fuel injection, Ignition ignition control method for inter - injection ignition of an engine. 제9항에 있어서,
상기 제1 점화는 상기 제1 연료 분사와 상기 제2 연료 분사의 사이 시기에서 다단 점화되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.10. The method of claim 9,
Wherein the first ignition is multi-ignited in a period between the first fuel injection and the second fuel injection. 제9항에 있어서,
상기 제2 점화는 상기 제2 연료 분사와 상기 제3 연료 분사의 사이 시기에서 다단 점화되는 직접 분사식 가스 엔진의 분사간 점화착화 제어방법.10. The method of claim 9,
Wherein the second ignition is multi-stage ignited in a period between the second fuel injection and the third fuel injection.
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