KR20160023122A - 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160023122A
KR20160023122A KR1020140108978A KR20140108978A KR20160023122A KR 20160023122 A KR20160023122 A KR 20160023122A KR 1020140108978 A KR1020140108978 A KR 1020140108978A KR 20140108978 A KR20140108978 A KR 20140108978A KR 20160023122 A KR20160023122 A KR 20160023122A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
return line
fuel
common rail
temperature
rail system
Prior art date
Application number
KR1020140108978A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102159285B1 (ko
Inventor
김정호
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산인프라코어 주식회사 filed Critical 두산인프라코어 주식회사
Priority to KR1020140108978A priority Critical patent/KR102159285B1/ko
Publication of KR20160023122A publication Critical patent/KR20160023122A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102159285B1 publication Critical patent/KR102159285B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3827—Common rail control systems for diesel engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

커먼레일 시스템의 제어 장치는, 커먼레일 시스템으로 연료를 공급하기 위한 연료탱크, 상기 커먼레일 시스템의 잔류연료가 상기 연료탱크로 복귀할 수 있도록 상기 커먼레일 시스템과 상기 연료탱크를 연결하는 리턴라인, 상기 리턴라인에 설치되며 상기 잔류연료를 상기 연료탱크로 복귀시키기 위한 흡입펌프, 및 상기 흡입펌프를 작동시키기 위한 제어부를 포함한다.

Description

커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A COMMON RAIL SYSTEM}
본 발명은 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료 분사 계통을 고압 전자 제어하는 커먼레일 시스템을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
디젤 엔진의 커먼레일 시스템에서, 고압 펌프에 과잉 공급된 연료는 리턴라인을 따라 연료탱크로 복귀한다. 그런데, 리턴라인이 꺾여있는 경우 리턴라인 내부의 압력이 증가하게 되고, 이로 인해 고압 펌프 내부에 설치된 실 링(seal ring)이 파손될 수 있다.
또한, 대기의 온도가 낮은 겨울철에는 리턴라인 내부에 남아있던 디젤 연료가 굳어버리는 왁싱(waxing) 현상이 발생할 수 있다. 이로 인해, 리턴라인이 파손되어 연료가 누출되거나, 엔진에 화재가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 커먼레일 시스템의 고압 펌프가 파손되는 것을 방지하기 위한 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 제어 장치를 이용하여 커먼레일 시스템을 제어하는 방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 장치는, 커먼레일 시스템으로 연료를 공급하기 위한 연료탱크, 상기 커먼레일 시스템의 잔류연료가 상기 연료탱크로 복귀할 수 있도록 상기 커먼레일 시스템과 상기 연료탱크를 연결하는 리턴라인, 상기 리턴라인에 설치되며 상기 잔류연료를 상기 연료탱크로 복귀시키기 위한 흡입펌프, 및 상기 흡입펌프를 작동시키기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 흡입펌프는 상기 리턴라인 내부의 연료를 상기 연료탱크로 흡입하는 편흡입펌프일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 전자 제어 장치에 내장될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 시스템 외부의 온도 정보를 수신하고, 상기 수신된 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 상기 흡입펌프를 작동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 원격 관리 시스템을 이용하여 시스템 외부의 온도 정보를 수신할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 커먼레일 시스템의 제어 장치는 시스템 외기의 온도를 검출하기 위한 온도센서를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 온도센서로부터 검출된 상기 시스템 외기의 온도 정보를 입력받고, 엔진 정지 직후 상기 입력된 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 상기 흡입펌프를 작동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준 온도는 0℃일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 커먼레일 시스템의 제어 장치는 상기 리턴라인에 설치되며 상기 커먼레일 시스템 내부의 연료가 상기 리턴라인으로 유입되는 것을 방지하기 위한 개폐밸브를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 흡입펌프가 작동되는 경우 상기 개폐밸브를 차단시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 개폐밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 커먼레일 시스템의 제어 장치는 상기 리턴라인 내부에 작용하는 압력을 검출하기 위한 압력센서를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 압력센서로부터 검출된 상기 리턴라인 내부의 압력이 기 설정된 기준 압력 이상인 경우 경고 신호를 출력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기준 압력은 1.2bar일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 커먼레일 시스템의 제어 장치는 운전실 내부에 설치되며 상기 경고 신호를 입력받아 운전자에게 알리기 위한 경고 표시 장치를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 방법에 있어서, 시스템 외기의 온도를 검출한다. 엔진 운전 여부에 따라 커먼레일 시스템의 제어 모드를 결정한다. 상기 결정된 제어 모드에 따라 상기 엔진 정지 직후 상기 검출된 외기의 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 상기 리턴라인의 연료를 제거한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 리턴라인의 연료를 제거하는 단계는 상기 리턴라인 내부의 연료를 연료탱크로 흡입하기 위한 흡입펌프를 작동시키는 단계 및 커먼레일 고압 펌프 내부의 연료가 상기 연료탱크로 흡입되는 것을 방지하기 위한 개폐밸브를 차단시키는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 커먼레일 시스템의 제어 방법은 상기 리턴라인의 압력을 검출하는 단계 및 상기 엔진 운전 중에 상기 검출된 리턴라인의 압력이 기 설정된 기준 압력을 초과하는 경우 운전자에게 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 운전자에게 경고하는 단계는 운전실 내부에 설치된 경고 표시 장치를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 장치는 리턴라인에 작용하는 압력을 모니터링하여 리턴라인의 이상 여부를 운전자에게 경고할 수 있다.
또한, 겨울철과 같이 외기의 온도가 낮은 경우에는 엔진 정지 직후 리턴라인 내부에 남아있는 연료를 미리 제거함으로써, 리턴라인이 막히는 것을 방지하여 리턴라인 및 커먼레일 시스템의 파손을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 커먼레일 시스템의 제어 장치(100)는 시스템 외기의 온도를 검출하기 위한 온도센서(110), 커먼레일 시스템(200)으로 연료를 공급하기 위한 연료탱크(300), 커먼레일 시스템(200)의 잔류연료가 연료탱크(300)로 복귀할 수 있도록 커먼레일 시스템(200)과 연료탱크(300)를 연결하는 리턴라인(R), 상기 잔류연료를 연료탱크(300)로 복귀시키기 위한 흡입펌프(130), 커먼레일 시스템(200) 내부의 연료가 리턴라인(R)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 개폐밸브(120), 및 온도센서(110)로부터 정보를 입력받아 개폐밸브(120) 및 흡입펌프(130)를 제어하기 위한 제어부(140)를 포함할 수 있다.
커먼레일 시스템(common rail system, 200)은 기계적으로 작동하던 디젤 엔진의 연료 분사 계통을 고압 전자 제어 방식으로 바꾸어 성능과 효율을 높이고, 진동, 소음 및 유해 배기가스를 줄인 시스템이다.
커먼레일 시스템(200)에서는 압력 형성 기능은 고압 펌프(210)가 담당하고, 분사 기능은 인젝터(230)가 담당할 수 있다. 즉, 상기 압력 형성 기능과 상기 분사 기능이 각각 분리되어 독립적으로 작동하기 때문에, 연료의 분사시기는 물론이고 분사 지속 기간에 대한 분사 압력의 변화폭을 크게 할 수 있다는 장점이 있다.
커먼레일 시스템(200)에서의 연료의 순환과정을 살펴 보면, 연료탱크(300)에서 공급된 연료는 필터(400)를 거쳐 고압 펌프(210)로 공급될 수 있다. 고압 펌프(210)는 연료를 고압으로 압축하여 커먼레일(220)로 공급할 수 있다. 커먼레일(220)은 상기 고압 연료를 저장하고, 인젝터(230)로 분배할 수 있다. 인젝터(230)는 상기 고압 연료를 실린더(도시되지 않음)의 연소실 내부로 분사할 수 있다. 이 때, 고압 펌프(210), 커먼레일(220) 및 인젝터(230)는 전자 디젤 제어 유닛(Electronic Diesel Control unit, EDC, 도시되지 않음)에 의해 제어될 수 있다. 고압 펌프(210)로 과잉 공급된 연료와 커먼레일(220) 및 인젝터(230)의 여분의 연료는 리턴라인(R)을 따라 다시 연료탱크(300)로 복귀할 수 있다.
온도센서(110)는 시스템 외기의 온도를 검출할 수 있다. 상기 검출된 온도 정보는 제어부(140)로 입력될 수 있다. 예를 들면, 상기 온도센서는 차량 외부에 설치되어 대기의 온도를 검출할 수 있고, CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network) 또는 FlexRay 등의 통신 방식을 사용하여 상기 제어부로 상기 온도 정보를 전달할 수 있다.
흡입펌프(130)는 연료탱크(300)와 연료가 커먼레일 시스템(200)으로부터 연료탱크(300)로 복귀하는 리턴라인(R)을 연결하도록 설치될 수 있고, 리턴라인(R) 내부의 연료를 제거할 수 있다. 예를 들면, 상기 흡입펌프의 흡입구는 연료가 상기 커먼레일 시스템으로부터 상기 연료탱크로 복귀하는 상기 리턴라인과 연결되고 배출구는 상기 연료탱크와 연결되는 편흡입펌프일 수 있다. 따라서, 상기 리턴라인 내부의 연료가 상기 연료탱크로 흡입될 수는 있지만, 그와 반대로 상기 연료탱크 내부의 연료가 상기 리턴라인으로 유출될 수는 없다.
이와 다르게, 흡입펌프(300)는 리턴라인(R)과 연결되도록 연료탱크(300) 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 흡입펌프의 상기 흡입구는 상기 리턴라인과 연결되고, 상기 배출구는 상기 연료탱크 내부로 연통되도록 상기 연료탱크 내부에 설치될 수 있다.
경유는 원유 정제 과정에서 파라핀(paraffin) 성분이 포함될 수 있다. 그런데, 겨울철과 같이 기온이 낮은 경우에는 상기 파라핀 성분이 서로 엉키면서 큰 입자를 만들어 내는 왁싱(waxing) 현상이 발생할 수 있다. 이렇게 굳어진 덩어리는 리턴라인(R)을 막아 리턴라인(R) 내부에 작용하는 압력을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 고압 펌프(210)에도 큰 압력이 형성되어 고압 펌프(210)가 파손될 수 있다. 뿐만 아니라, 리턴라인(R)이 파손되는 경우에는 연료가 누출되어 엔진에 화재까지 발생할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(140)는 엔진 정지 직후 외기의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 낮은 경우에, 흡입펌프(130)를 작동시켜 리턴라인(R) 내부의 연료를 연료탱크(300)로 흡입할 수 있다. 예를 들면, 상기 외기의 온도가 0℃ 이하인 경우에는 상기 리턴라인 내부에서 왁싱 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 제어부는 엔진 정지 직후 상기 흡입펌프를 작동시켜 상기 리턴라인 내부에 남아있는 연료를 제거할 수 있다.
이 경우에 있어서, 제어부(140)가 흡입펌프(130)를 작동시키는 상기 기준 온도는 왁싱 현상이 발생하는 온도인 0℃보다 높게 설정될 수 있다. 예를 들어, 겨울철에 건설기계를 사용하여 작업을 진행하는 경우, 작업이 종료되어 상기 건설기계의 엔진을 정지시키는 오후에는 외기의 온도가 0℃ 이상이었지만, 밤사이 기온이 0℃ 아래로 내려감으로써 상기 리턴라인 내부의 연료가 굳어질 수 있고, 이로 인하여 아침에 시동을 걸 때 상기 커먼레일 시스템의 고압펌프 등이 파손될 수 있다.
따라서, 상기 기준 온도를 왁싱 현상이 발생하는 온도인 0℃ 보다 높게 설정함으로써 상술한 바와 같은 엔진 정지 이후의 온도 변화에도 대응할 수 있다. 예를 들어, 밤사이 기온이 영하로 내려가는 겨울철에는 상기 기준온도를 5℃로 설정함으로써, 엔진 정지 직후의 외기의 온도가 0℃ 이상인 경우에도 미리 상기 커먼레일 시스템의 제어 장치를 작동시켜 상기 리턴라인 내부의 잔류연료를 제거할 수 있다.
이와 다르게, 일반 디젤 연료가 아닌 동절기 전용 디젤 연료를 사용하는 경우에는 연료가 굳어지는 유동점 온도가 영하 17.5℃일 수 있다. 이와 같은 경우에는, 상기 기준 온도는 0℃가 아닌 영하 17.5℃로 설정될 수 있다.
개폐밸브(120)는 리턴라인(R)에 설치되며, 리턴라인(R)의 연료의 흐름을 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 개폐밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브는 전자 코일의 전자력을 사용해 자동적으로 밸브를 개폐시킬 수 있다. 즉, 상기 코일에 전류가 흐르면 플런저(도시되지 않음)가 올라가 밸브가 열리고, 전기가 차단되면 상기 플런저의 무게에 의하여 자동적으로 닫힐 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 상기 개폐밸브에 인가되는 전류를 조절함으로써 상기 개폐밸브를 제어할 수 있다. 상기 개폐밸브에 전류를 인가해 밸브를 개방하면, 연료는 리턴라인(R) 내부로 자유롭게 흐를 수 있다. 반대로, 상기 개폐밸브에 전류를 인가하지 않으면, 밸브는 차단되고 연료는 리턴라인(R)을 따라 상기 연료탱크 쪽으로 흐를 수 없다.
개폐밸브(120)는 커먼레일 시스템(200)의 고압 펌프(210) 내부의 연료가 연료탱크(300)로 흡입되는 것을 방지할 수 있다. 흡입펌프(130)는 리턴라인(R)의 연료를 연료탱크(300)로 흡입할 수 있는데, 흡입펌프(130)가 리턴라인(R) 내부의 연료뿐만 아니라 고압 펌프(210) 내부에 있는 연료까지 흡입할 수 있다. 개폐밸브(120)는 엔진 정지 직후 리턴라인(R)을 차단함으로써, 흡입펌프(130)에 의해 고압 펌프(210) 내부의 연료가 연료탱크(300)로 흡입되는 것을 방지할 수 있다.
제어부(140)는 시스템 외부로부터 온도 정보를 입력받아 개폐밸브(120) 및 흡입펌프(130)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 온도 정보를 입력 받고 상기 개폐밸브 및 상기 흡입펌프로 제어 신호를 송신하는데 CAN, LIN 또는 FlexRay 등의 통신 방식을 사용할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(140)는 온도센서(110)로부터 시스템 외기의 온도 정보를 입력받고, 상기 엔진 정지 직후 상기 입력된 외기의 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우, 흡입펌프(130)를 작동시키고 개폐밸브(120)를 차단시킬 수 있다. 예를 들면, 겨울철에 상기 외기의 온도가 0℃ 이하인 경우에는 상기 리턴라인의 연료가 굳는 왁싱 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 제어부는 엔진 정지 직후에 상기 흡입펌프를 작동시켜 상기 리턴라인 내부의 연료를 제거할 수 있다. 이 때, 상기 개폐밸브를 차단시킴으로써 상기 고압 펌프 내부의 연료까지 상기 연료탱크로 흡입되는 것을 방지할 수 있다.
이와 다르게, 일반 디젤 연료가 아닌 동절기 전용 디젤 연료를 사용하는 경우에는 연료가 굳어지는 유동점 온도가 영하 17.5℃일 수 있다. 이와 같은 경우에는, 상기 기준 온도는 0℃가 아닌 영하 17.5℃로 설정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(140)는 실시간으로 시스템 외부의 온도 정보를 입력받아 개폐밸브(120) 및 흡입펌프(130)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 원격 관리 시스템(Tele-Management System, TMS)을 사용하여 시스템 외부에 설치된 서버 장치(도시되지 않음)로부터 실시간으로 시스템 외부의 온도 정보를 입력받고, 상기 입력된 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 상기 개폐밸브를 차단시키고 상기 흡입펌프를 작동시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 서버 장치는 기상청으로부터 실시간으로 온도 정보를 입력받고, CAN, LIN 또는 FlexRay 등의 통신 방식을 사용하여 상기 제어부로 상기 온도 정보를 전달할 수 있다.
이와 다르게, 제어부(140)는 작업 종료 이후의 예상되는 최저온도 정보를 입력받아 개폐밸브(120) 및 흡입펌프(130)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 원격 관리 시스템을 사용하여 기상청에서 발표된 당일의 최저온도에 관한 정보를 수신하고, 상기 엔진 정지 직후 상기 수신된 최저온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 흡입펌프(130)를 작동시키고 개폐밸브(120)를 차단시켜 리턴라인(R) 내부의 잔류연료를 미리 제거할 수 있다.
이에 따라, 엔진 정지 직후 시스템 외부의 온도가 상기 기준 온도 이하인 경우뿐만 아니라, 겨울철 등 야간에 급격히 기온이 떨어지는 경우에도 흡입펌프(130)를 작동시켜 리턴라인(R) 내부의 잔류연료를 제거함으로써 상기 커먼레일 시스템의 파손을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(140)는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, ECU)에 내장될 수 있다. 상기 전자 제어 장치는 자동차의 엔진, 자동 변속기, 미끄럼 방지 장치(Anti-lock Braking System, ABS) 등의 상태를 컴퓨터로 제어할 수 있다. 이 경우에 있어서, 개폐밸브(120) 및 흡입펌프(130)는 상기 전자 제어 장치에 의해 직접 제어될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 커먼레일 시스템의 제어 장치(100)는 리턴라인(R) 내부에 작용하는 압력을 검출하기 위한 압력센서(150)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 압력센서는 상기 리턴라인에 설치되어 상기 리턴라인 내부의 압력을 검출할 수 있다. 상기 검출된 압력 정보는 제어부(140)로 입력될 수 있다. 예를 들면, 상기 압력센서는 CAN, LIN 또는 FlexRay 등의 통신 방식을 사용하여 상기 제어부로 상기 압력 정보를 전달할 수 있다.
운전 조건에 따라서는 리턴라인(R)이 꺾일 수 있고, 이로 인해 리턴라인(R) 내부의 압력이 증가할 수 있다. 예를 들면, 상기 리턴라인이 비닐 호스 등의 재질로 제작된 경우에는 쉽게 꺾임이 발생될 수 있고, 이로 인해 상기 리턴라인 내부에 작용하는 압력이 증가하여 상기 고압 펌프 및 상기 리턴라인이 파손될 수 있다. 상기 제어부는 상기 압력센서를 통해 상기 리턴라인 내부의 압력을 모니터링하여 상기 리턴라인의 이상 여부를 실시간으로 파악할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 커먼레일 시스템의 제어 장치(100)는 운전자에게 경고 신호를 보여주기 위한 경고 표시 장치(160)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 경고 표시 장치는 운전실 내부에 설치되는 경고등, 버저(buzzer) 또는 디스플레이 장치 등일 수 있다.
압력센서(150)는 리턴라인(R) 내부에 작용하는 압력을 검출할 수 있다. 상기 검출된 압력 정보는 제어부(140)로 입력될 수 있다. 상기 검출된 압력이 기 설정된 기준 압력 이상인 경우, 제어부(140)는 경고 표시 장치(160)로 경고 신호를 출력할 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 압력은 1.2bar일 수 있다. 경고 표시 장치(160)가 작동하는 경우, 운전자는 차량의 리턴라인(R)을 점검함으로써 고압 펌프(210)의 파손을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 커먼레일 시스템의 제어 장치에 따르면, 리턴라인 내부의 압력을 모니터링하여, 상기 압력이 상기 기준 압력 이상인 경우에는 운전자에게 경고함으로써 운전자가 즉시 점검하여 커먼레일 시스템의 파손을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 겨울철과 같이 외기의 온도가 낮은 경우에는, 엔진 정지 직후에 리턴라인 내부의 잔류 연료를 제거함으로써 파라핀에 의해 리턴라인이 막히는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 커먼레일 시스템의 제어 장치를 이용하여 커먼레일 시스템의 파손을 방지하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 커먼레일 시스템의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 연료 리턴라인(R)의 압력 및 시스템 외기의 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있다(S100).
예를 들면, 상기 리턴라인에 설치된 압력센서(150)로부터 상기 리턴라인의 압력을 검출할 수 있고, 차량 외부에 설치된 온도센서(110)로부터 상기 외기의 온도를 검출할 수 있다. 상기 검출된 압력 및 온도 정보는 제어부(140)로 송신될 수 있다.
이와 다르게, 차량 외부에 별도의 온도센서(110)를 설치하지 않고, 원격 관리 시스템(Tele-Management System, TMS)을 사용하여 실시간으로 시스템 외부의 온도 정보를 입력받을 수 있다. 예를 들면, 시스템 외부에 설치된 서버 장치는 기상청으로부터 온도 정보를 실시간으로 입력받고, CAN, LIN 또는 FlexRay 등의 통신 방식을 사용하여 상기 제어부로 상기 온도 정보를 전달할 수 있다.
이어서, 엔진 운전 여부에 따라 상기 커먼레일 시스템의 제어 모드를 결정할 수 있다(S110).
예시적인 실시예들에 있어서, 엔진 운전 중에는 리턴라인 점검 모드를 선택할 수 있다. 반대로, 엔진 정지 직후에는 연료 제거 모드를 선택할 수 있다.
이후, 상기 결정된 제어 모드에 따라 상기 리턴라인의 압력을 점검하거나 또는 상기 리턴라인 내부의 연료를 제거할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 리턴라인 점검 모드가 선택된 경우 리턴라인(R)에 작용하는 압력이 기 설정된 기준 압력 이상인지 여부를 모니터링할 수 있다(S120).
예를 들면, 제어부(140)는 엔진 운전 중에 상기 압력센서로부터 상기 리턴라인에 작용하는 압력 정보를 수신하고, 상기 수신된 압력이 상기 리턴라인이 파손되지 않기 위한 기준 압력을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
만약, 리턴라인(R) 내부의 압력이 상기 기준 압력을 초과하는 경우에는 운전자에게 경고할 수 있다(S130). 예를 들면, 상기 리턴라인의 압력이 1.2bar를 초과하는 경우, 상기 제어부는 운전실 내부에 설치된 경고 표시 장치(160)를 작동시킴으로써 운전자에게 상기 리턴라인의 이상 여부를 알릴 수 있다. 이에 따라, 운전자는 상기 리턴라인이 꺾여 있는지 또는 상기 리턴라인 내부에 이물질이 있는지 여부를 점검함으로써 상기 리턴라인 및 커먼레일 시스템(200)의 파손을 미연에 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연료 제거 모드가 선택된 경우 상기 시스템 외기의 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인지 여부를 모니터링할 수 있다(S140).
예를 들면, 상기 제어부는 상기 온도센서로부터 상기 외기의 온도 정보를 수신하고, 상기 수신된 온도가 상기 리턴라인에 파라핀이 발생할 수 있는 기준 온도 이하인지 여부를 판단할 수 있다.
만약, 상기 외기의 온도가 상기 기준 온도 이하인 경우에는, 엔진 정지 직후에 흡입펌프(130)를 작동시켜 리턴라인(R) 내부에 남아있는 연료를 제거할 수 있다(S150). 이 때, 제어부(140)는 커먼레일 시스템(200)의 고압 펌프(210) 내부에 있는 연료까지 연료탱크(300)로 흡입되는 것을 방지하기 위하여 리턴라인(R)에 설치된 개폐밸브(120)를 차단시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 온도는 디젤 연료가 굳어지는 유동점 온도인 0℃일 수 있다. 이와 다르게, 일반 디젤 연료가 아닌 동절기 전용 디젤 연료를 사용하는 경우에는 유동점 온도가 영하 17.5℃일 수 있다. 이와 같은 경우에는, 상기 기준 온도는 0℃가 아닌 영하 17.5℃로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 커먼레일 시스템의 제어 방법에 따르면, 운전 중 리턴라인에 작용하는 압력을 모니터링하고, 엔진 정지 직후 외기의 온도에 따라 리턴라인 내부의 연료를 제거하는 로직을 제공하여 리턴라인 및 커먼레일 시스템의 파손을 미연에 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 커먼레일 시스템의 제어 장치 110: 온도센서
120: 개폐밸브 130: 흡입펌프
140: 제어부 150: 압력센서
160: 경고 표시 장치 200: 커먼레일 시스템
210: 고압 펌프 220: 커먼레일
230: 인젝터 300: 연료탱크
400: 연료 필터 R: 리턴라인

Claims (6)

  1. 커먼레일 시스템으로 연료를 공급하기 위한 연료탱크;
    상기 커먼레일 시스템의 잔류연료가 상기 연료탱크로 복귀할 수 있도록 상기 커먼레일 시스템과 상기 연료탱크를 연결하는 리턴라인;
    상기 리턴라인에 설치되며, 상기 잔류연료를 상기 연료탱크로 복귀시키기 위한 흡입펌프; 및
    상기 흡입펌프를 작동시키기 위한 제어부를 포함하는 커먼레일 시스템의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 시스템 외부의 온도 정보를 수신하고, 상기 수신된 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 상기 흡입펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 원격 관리 시스템(Tele-Management System)을 이용하여 시스템 외부의 온도 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 시스템 외기의 온도를 검출하기 위한 온도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 온도센서로부터 검출된 상기 시스템 외기의 온도 정보를 수신하고, 엔진 정지 직후 상기 수신된 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인 경우 상기 흡입펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 리턴라인에 설치되며, 상기 커먼레일 시스템 내부의 연료가 상기 리턴라인으로 유입되는 것을 방지하기 위한 개폐밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 흡입펌프가 작동되는 경우 상기 개폐밸브를 차단시키는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 리턴라인 내부에 작용하는 압력을 검출하기 위한 압력센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압력센서로부터 검출된 상기 리턴라인 내부의 압력이 기 설정된 기준 압력 이상인 경우 경고 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 커먼레일 시스템의 제어 장치.
KR1020140108978A 2014-08-21 2014-08-21 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법 KR102159285B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140108978A KR102159285B1 (ko) 2014-08-21 2014-08-21 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140108978A KR102159285B1 (ko) 2014-08-21 2014-08-21 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160023122A true KR20160023122A (ko) 2016-03-03
KR102159285B1 KR102159285B1 (ko) 2020-09-23

Family

ID=55535186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140108978A KR102159285B1 (ko) 2014-08-21 2014-08-21 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102159285B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003176761A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Denso Corp 燃料噴射装置
KR20050093129A (ko) * 2004-03-18 2005-09-23 현대모비스 주식회사 커먼레일 디젤엔진 연료장치
KR20070003029A (ko) * 2005-06-30 2007-01-05 현대자동차주식회사 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치
KR20070101687A (ko) * 2006-04-12 2007-10-17 현대자동차주식회사 Ｌｐｉ엔진의 연료 공급 시스템 및 연료 강제 회수 방법
KR20090063885A (ko) * 2007-12-14 2009-06-18 현대자동차주식회사 디젤 차량에서의 연료 조절 장치
KR20100003006A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 차량의 연료압 제어 방법
KR20120102693A (ko) * 2009-11-12 2012-09-18 비알레 얼터너티브 퓨얼 시스템즈 비.브이. 연소 기관을 위한 연료 공급 시스템 및 고압 펌프

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003176761A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Denso Corp 燃料噴射装置
KR20050093129A (ko) * 2004-03-18 2005-09-23 현대모비스 주식회사 커먼레일 디젤엔진 연료장치
KR20070003029A (ko) * 2005-06-30 2007-01-05 현대자동차주식회사 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치
KR20070101687A (ko) * 2006-04-12 2007-10-17 현대자동차주식회사 Ｌｐｉ엔진의 연료 공급 시스템 및 연료 강제 회수 방법
KR20090063885A (ko) * 2007-12-14 2009-06-18 현대자동차주식회사 디젤 차량에서의 연료 조절 장치
KR20100003006A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 차량의 연료압 제어 방법
KR20120102693A (ko) * 2009-11-12 2012-09-18 비알레 얼터너티브 퓨얼 시스템즈 비.브이. 연소 기관을 위한 연료 공급 시스템 및 고압 펌프

Also Published As

Publication number Publication date
KR102159285B1 (ko) 2020-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207945279U (zh) 自动变速箱润滑检测系统及新能源汽车
CN102812226B (zh) 用于识别内燃机的电子调节的燃料喷射系统的故障行为的方法
US20120234770A1 (en) Filter assembly and control system
CN105275690B (zh) 燃料过滤器异常检测装置
CN108426089B (zh) 一种监控紧急切断阀开合状态的联动控制系统和方法
CN105829681A (zh) 用于航空器发动机的流体排出设备
JP2017506717A (ja) クランクケースから漏洩クランクケース流体を除去する方法及びクランクケース換気システム
US8678050B2 (en) Overflow protection device for an oil tank trailer
CN103802817B (zh) 车辆安全智能排水系统
CN107636294B (zh) 箱通风设备和用于诊断箱通风设备的方法
CN102645062B (zh) 一种汽车空调液加注设备及其加注方法
CN104343597A (zh) 汽车的油水分离系统、汽车及排水方法
CN102588171A (zh) 电控排气柴油滤清器
CN110056774B (zh) 双燃料发动机动态天然气回收装置及方法
KR20160023122A (ko) 커먼레일 시스템의 제어 장치 및 방법
US9777645B2 (en) Natural gas leak detection through pressure loss in pneumatic starter and prelube
CA2876467C (en) System and method for preventing tanker truck overfill
CN206035816U (zh) 一种电动客车空气压缩系统控制器
US9303537B2 (en) Oil tank breather line solenoid valve
CN203476522U (zh) 发动机用泵油放气辅助起动电子控制系统
CN216381830U (zh) 一种环卫车及高压水泵装置
CN209704733U (zh) 一种汽车油路自动排气装置
CN213843846U (zh) 一种用于厨房燃油监测的网关
CN108626031A (zh) 一种燃气汽车安全阀
CN116971971A (zh) 一种远程供液控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant