KR20170079692A - 연료압력센서 진단 장치 및 방법 - Google Patents

연료압력센서 진단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량을 근거로 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서에서 감지한 레일 압력 감지값의 차이값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단하도록 한 연료압력센서 진단 장치 및 방법을 제시한다. 제시된 연료압력센서 진단 장치는 커먼 레일의 연료 소모량을 산출하는 연료 소모량 산출부; 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량 산출부에서 산출한 연료 소모량을 근거로 커먼 레일의 레일 압력 연산값을 산출하는 레일 압력 산출부; 및 레일 압력 산출부에서 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서의 레일 압력 감지값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부를 포함한다.

Description

연료압력센서 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING FUEL PRESSURE SENSOR}
본 발명은 연료압력센서 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진으로 연료를 분사하는 인젝터(injector)로 연료를 공급하는 커먼 레일(Common rail)의 연료 압력을 측정하는 연료압력센서 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
GDI 엔진 또는 디젤 엔진은 실린더에 공기가 충전된 상태에서 연료를 직접 분사하여 혼합기 비율이 희박한 상태에서도 완전 연소가 가능한 엔진이다.
일반적으로 GDI 엔진 또는 디젤 엔진이 장착된 차량은 고압 연료 분사를 위해 고압 펌프 및 고압 인젝터를 포함한다. 즉, 고압 펌프는 연료 탱크로부터 저압의 연료를 공급받아 고압으로 변환하여 커먼 레일(또는 연료 레일)로 연료를 공급한다. 이때, 고압 펌프는 연료 탱크에 연결된 저압 펌프를 통해 저압의 연료를 공급받는다. 고압 인젝터는 고압 상태로 커먼 레일에 공급된 연료를 고압으로 엔진 내부로 분사한다.
GDI 엔진 또는 디젤 엔진에서는 커먼 레일의 연료 압력을 정확히 측정해야만 필요한 양의 연료를 인젝터를 통해 엔진으로 분사할 수 있다. 이때, GDI 엔진 또는 디젤 엔진에서 연료압력센서의 고장 등의 원인으로 인해 연료압력센서에 의해 측정된 커먼 레일의 연료 압력이 실제 연료 압력과 다른 경우, 인젝터에서 구동에 필요한 연료량보다 많거나 적은 양의 연료를 엔진으로 분사하게 된다.
이 경우, 차량은 오염물질의 배출량이 증가하거나 심한 경우 엔진 스톨(Stall, 차량 가속 중 엔진이 정지하는 현상)이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 단순히 전기적 고장 진단(예를 들면, 단선, 단락)과 엔진 시동 전 대기압과 동일한지 또는 연료 저압 펌프 구동시에는 저압 펌프 구동 압력과 동일한 압력을 측정하였는지 판단하여 연료압력센서에 대한 고장 진단을 수행하였다.
하지만, 종래의 연료압력센서의 고장 진단에서는 엔진 구동 중 센서가 일정값으로 고정되거나, 적절치 않은 값을 출력하는 경우에 대해서는 고장 진단이 불가능한 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1559188호(명칭: GDI 차량의 연료압력센서 진단 방법)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량을 근거로 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서에서 감지한 레일 압력 감지값의 차이값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단하도록 한 연료압력센서 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 장치는, 커먼 레일의 연료 소모량을 산출하는 연료 소모량 산출부; 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량 산출부에서 산출한 연료 소모량을 근거로 커먼 레일의 레일 압력 연산값을 산출하는 레일 압력 산출부; 및 레일 압력 산출부에서 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서의 레일 압력 감지값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부를 포함한다.
연료 소모량 산출부는 인젝터의 분사량, 레일 감압 밸브의 작동에 따른 연료 누출량 및 리크에이지에 따른 연료 누설량의 합산값을 연료 소모량으로 산출한다.
고압 펌프의 실린더 체적에서 실린더 내부에서 승하강하는 피스톤의 위치에 따른 체적을 차감한 체적, 또는 저압 펌프의 토출량을 펌프 유입 연료량으로 산출하는 펌프 유입 연료량 산출부 및 고압 펌프에 충진된 연료량에서 사체적을 제외한 연료량, 또는 펌프 유입 연료량 산출부에서 산출한 연료 유입량을 레일 공급 연료량으로 산출하는 레일 공급 연료량 산출부 중에 적어도 하나를 더 포함하고, 레일 압력 산출부는 펌프 유입 연료량 산출부에서 산출한 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 산출부에서 산출한 레일 공급 연료량 중에 하나를 커먼 레일의 연료 유입량으로 설정한다.
레일 압력 산출부는 커먼 레일의 연료 체적 변화량(△V)을 커먼 레일의 내부 체적(V)으로 나눈 값과 체적 탄성률(K)을 곱한 값의 음의 값을 레일 내부 압력 변화량(△P)으로 산출하고, 레일 내부 압력 변화량(△P)의 적분값을 레일 압력 연산값으로 산출한다.
레일 압력 산출부는 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나로 설정되는 연료 유입량에서 연료 소모량을 차감한 값에 밀도를 곱한값을 레일 내부 압력 변화량(△V)으로 산출한다.
고장 진단부는 레일 압력 연산값과 레일 압력 감지값의 차이값이 상한 기준값을 초과하거나 하한 기준값 미만이면 연료압력센서의 고장으로 진단한다.
고장 진단부에서 연료압력센서의 고장으로 진단하면 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하고, 연료압력센서의 정상으로 진단하면 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하는 연료 분사량 설정부를 더 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 방법은, 연료압력센서 진단 장치를 이용한 연료압력센서 진단 방법에 있어서, 커먼 레일의 연료 소모량을 산출하는 단계; 커먼 레일의 연료 유입량 및 산출한 연료 소모량을 근거로 커먼 레일의 레일 압력 연산값을 산출하는 단계; 및 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서의 레일 압력 감지값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함한다.
연료 소모량을 산출하는 단계에서는 인젝터의 분사량, 레일 감압 밸브의 작동에 따른 연료 누출량 및 리크에이지에 따른 연료 누설량의 합산값을 연료 소모량으로 산출한다.
고압 펌프의 실린더 체적에서 실린더 내부에서 승하강하는 피스톤의 위치에 따른 체적을 차감한 체적, 또는 저압 펌프의 토출량을 펌프 유입 연료량으로 산출하는 단계 및 고압 펌프에 충진된 연료량에서 사체적을 제외한 연료량, 또는 산출한 연료 유입량을 레일 공급 연료량으로 산출하는 단계 중에 적어도 하나를 더 포함하고, 레일 압력 연산값을 산출하는 단계에서는 산출한 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나를 커먼 레일의 연료 유입량으로 설정한다.
레일 압력 연산값을 산출하는 단계에서는 커먼 레일의 연료 체적 변화량(△V)을 커먼 레일의 내부 체적(V)으로 나눈 값과 체적 탄성률(K)을 곱한 값의 음의 값을 레일 내부 압력 변화량(△P)으로 산출하고, 레일 내부 압력 변화량(△P)의 적분값을 레일 압력 연산값으로 산출한다.
레일 압력 연산값을 산출하는 단계에서는 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나로 설정되는 연료 유입량에서 연료 소모량을 차감한 값에 밀도를 곱한값을 레일 내부 압력 변화량(△V)으로 산출한다.
연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 단계에서는 레일 압력 연산값과 레일 압력 감지값의 차이값이 상한 기준값을 초과하거나 하한 기준값 미만이면 연료압력센서의 고장으로 진단한다.
연료압력센서의 고장으로 진단하면 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하는 단계 및 연료압력센서의 정상으로 진단하면 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 연료압력센서 진단 장치 및 방법은 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량을 근거로 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서에서 감지한 레일 압력 감지값의 차이값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단함으로써, 엔진 구동 중 센서가 일정값으로 고정되는 고장, 적절치 않은 값을 출력하는 고장을 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료압력센서 진단 장치 및 방법은 연료압력센서의 고장 진단시 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량을 근거로 산출한 레일 압력 연산값을 기준으로 인젝터의 연료 분사량을 설정함으로써, 연료압력센서의 고장시에도 적절한 연료 분사량을 유지하여 오염물질의 배출량이 증가 및 엔진 스톨(Stall) 현상 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 도 2의 펌프 유입 연료량 산출부를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 도 2의 펌프 유입 연료량 산출부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연료압력센서(10)는 커먼 레일(20)에 설치되어 커먼 레일(20) 내부의 연료 압력을 감지한다. 즉, 연료탱크(30)에서 저압 펌프(40) 및 연료 필터(50)를 통해 저압의 연료가 고압 펌프(60)로 공급된다. 고압 펌프(60)는 저압의 연료를 고압으로 변환하여 커먼 레일(20; 또는 연료 레일)로 연료를 공급한다. 연료압력센서(10)는 고압 펌프(60)를 통해 커먼 레일(20)로 공급된 연료의 압력(즉, 커먼 레일(20) 내부의 연료 압력)을 감지한다.
연료압력센서 진단 장치(100)는 고압 펌프(60)에서 커먼 레일(20)로 유입되는 연료량과 커먼 레일(20)에서 소모되는 연료량을 근거로 레일 압력을 산출한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 산출한 레일 압력과 연료압력센서(10)에서 감지한 레일 압력의 차이값을 기준값과 비교하여 연료압력센서(10)의 고장 여부를 진단한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 연료압력센서(10)의 고장시 기산출한 레일 압력을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정하고, 정상시 연료압력센서(10)에서 감지한 레일 압력을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 연료압력센서 진단 장치(100)는 펌프 유입 연료량 산출부(110), 레일 공급 연료량 산출부(120), 연료 소모량 산출부(130), 레일 압력 산출부(140), 고장 진단부(150), 연료 분사 설정부(160)를 포함하여 구성된다.
펌프 유입 연료량 산출부(110)는 고압 펌프(60)로 유입되는 연료량인 펌프 유입 연료량을 산출한다. 즉, 펌프 유입 연료량 산출부(110)는 고압 펌프(60)의 체적 또는 저압 펌프(40)의 토출량을 근거로 펌프 유입 연료량을 산출한다. 펌프 유입 연료량 산출부(110)는 산출한 펌프 유입 연료량을 레일 압력 산출부(140)에게로 전송한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고압 펌프(60)는 엔진의 행정구간에 따라 드라이브 샤프트(62; drive shaft)가 회전함에 따라 실린더(64) 내에 위치한 피스톤(66)이 승하강을 반복한다. 이때, 피스톤(66)의 하강시 연료 밸브(68)를 통해 연료가 유입된다.
이에, 펌프 유입 연료량 산출부(110)는 고압 펌프(60)의 체적(즉, 실린더(64)의 체적)과 피스톤(66)의 위치를 근거로 펌프 유입 연료량을 산출한다. 즉, 펌프 유입 연료량 산출부(110)는 고압 펌프(60)의 체적에서 피스톤(66)의 위치에 따른 체적을 제외한 체적을 펌프 유입 연료량으로 산출한다.
펌프 유입 연료량 산출부(110)는 저압 펌프(40)의 토출량을 근거로 펌프 유입 연료량을 산출할 수도 있다. 즉, 펌프 유입 연료량 산출부(110)는 전자제어장치(90; ECU)로부터 저압 펌프(40)의 연료 토출량을 수집하여 펌프 유입 연료량으로 산출할 수도 있다.
레일 공급 연료량 산출부(120)는 고압 펌프(60)에서 커먼 레일(20)로 공급되는 연료량인 레일 공급 연료량을 산출한다. 즉, 레일 공급 연료량 산출부(120)는 고압 펌프(60)의 체적 및 연료 체적을 근거로 레일 공급 연료량을 산출한다. 레일 공급 연료량 산출부(120)는 고압 펌프(60) 내부에 충진된 연료량 중에서 고압 펌프(60)의 구조상 사체적(Dead Volume)을 제외한 연료량을 레일 공급 연료량으로 산출한다. 이때, 레일 공급 연료량 산출부(120)는 펌프 유입 연료량 산출부(110)에서 산출한 펌프 유입 연료량을 레일 공급 연료량으로 산출할 수도 있다. 레일 공급 연료량 산출부(120)는 산출한 레일 공급 연료량을 레일 압력 산출부(140)에게로 전송한다.
연료 소모량 산출부(130)는 커먼 레일(20)의 연료 소모량인 연료 소모량을 산출한다. 즉, 연료 소모량 산출부(130)는 인젝터(70)의 분사량과 레일 감압 밸브(80) 작동에 따른 연료 누출량 및 리크에이지(leakage)에 따른 연료 누설량을 근거로 연료 소모량을 산출한다. 이때, 연료 소모량 산출부(130)는 인젝터(70)의 분사량과 연료 누출량 및 연료 누설량이 합산값을 연료 소모량으로 산출한다. 연료 소모량 산출부(130)는 산출한 연료 소모량을 레일 압력 산출부(140)에게로 전송한다.
레일 압력 산출부(140)는 기산출한 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나와 연료 소모량을 근거로 레일 압력 연산값을 산출한다. 즉, 하기 수학식 1과 같이 정의되는 체적 탄성률(Bulk moduelus)을 참조하면 레일 내부 압력의 변화량은 하기 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, △P는 커먼 레일(20)의 연료 압력 변화량인 레일 압력 변화량이고, K는 체적 탄성률이고, V는 커먼 레일(20)의 내부 체적(고정값)이고, △V는 커먼 레일(20)의 연료 체적 변화량이다. 이때, K는 물성치를 사용하거나, 시험을 통해 운전 영역(예를 들면, RPM, 부하, 레일 제어 목표 압력, 연료 온도 등)별로 설정되어 미리 저장되고, 엔진 운전 시 해당 조건에 따라 적합한 값을 사용한다.
한편, 하기 수학식 3과 같이 연료 체적 변화량(△V)은 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나와 연료 소모량 및 밀도(density)를 근거로 산출한다.
Figure pat00003
레일 압력 산출부(140)는 레일 압력 변화량을 적분하여 레일 압력 연산값을 산출한다. 즉, 레일 압력 산출부(140)는 상술한 수학식 2에 대한 적분값을 통해 레일 압력 연산값을 산출한다. 이때, 레일 압력 산출부(140)는 하기 수학식 4를 통해 레일 압력 연산값을 산출한다.
Figure pat00004
고장 진단부(150)는 레일 압력 산출부(140)에서 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서(10) 감지한 레일 압력 감지값 및 기준값을 근거로 연료압력센서(10)의 고장 여부를 진단한다. 즉, 고장 진단부(150)는 레일 압력 감지값에서 레일 압력 연산값을 차감한 값(이하, 차이값)을 상한 기준값 및 하한 기준값과 비교하여 연료압력센서(10)의 고장 여부를 진단한다. 이때, 고장 진단부(150)는 차이값이 상한 기준값을 초과하거나 하한 기준값 미만이면 연료압력센서(10)의 고장으로 진단한다.
연료 분사량 설정부는 고장 진단부(150)의 진단 결과를 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다. 즉, 연료 분사량 설정부는 고장 진단부(150)에서 연료압력센서(10)의 고장으로 진단하면 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다. 연료 분사량 설정부는 고장 진단부(150)에서 연료압력센서(10)가 정상인 것으로 진단하면 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료압력센서 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
연료압력센서 진단 장치(100)는 커먼 레일(20)의 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나를 산출한다(S100). 이때, 연료압력센서 진단 장치(100)는 고압 펌프(60)의 체적 또는 저압 펌프(40)의 토출량을 근거로 펌프 유입 연료량을 산출하거나, 전자제어장치(90)로부터 저압 펌프(40)의 연료 토출량을 수집하여 펌프 유입 연료량으로 산출한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 고압 펌프(60)의 체적 및 연료 체적을 근거로 레일 공급 연료량을 산출한다. 이때, 연료압력센서 진단 장치(100)는 고압 펌프(60) 내부에 충진된 연료량 중에서 고압 펌프(60)의 구조상 사체적(Dead Volume)을 제외한 연료량을 레일 공급 연료량으로 산출한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 기산출한 펌프 유입 연료량을 레일 공급 연료량으로 산출할 수도 있다.
연료압력센서 진단 장치(100)는 인젝터(70)의 분사량, 연료 누출량 및 연료 누설량을 근거로 커먼 레일(20)의 연료 소모량을 산출한다(S200). 즉, 연료압력센서 진단 장치(100)는 인젝터(70)의 분사량과 연료 누출량 및 연료 누설량이 합산값을 연료 소모량으로 산출한다. 여기서, 연료 누출량은 커먼 레일(20) 내의 연료량이 기준을 초과함에 따라 레일 감압 밸브(80)가 작동하여 커먼 레일(20) 외부로 배출되는 연료량이고, 연료 누설량은 리크에이지에 의해 누설되는 연료량을 의미한다.
연료압력센서 진단 장치(100)는 기산출한 커먼 레일(20)의 연료 공급펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나와 연료 소모량을 근거로 레일 압력 연산값을 산출한다(S300). 즉, 연료압력센서 진단 장치(100)는 커먼 레일(20)의 연료 압력 변화량이 레일 압력 변화량과 커먼 레일(20)의 내부 체적 및 커먼 레일(20)의 연료 체적 변화량을 근거로 물성치(K)를 산출하는 체적 탄성률 산출식(수학식 1)을 레일 압력 변화량을 기준의 산출식(수학식2)으로 변환한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 변환한 산출식(수학식 2)에서 미리 설정된 물성치 또는 운전 영역별로 설정된 설정값을 물성치(K)로 설정하여 레일 압력 변화량을 산출한다. 이때, 연료압력센서 진단 장치(100)는 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나와 연료 소모량의 차이값에 밀도(density)를 곱한 값을 연료 체적 변화량으로 하여 레일 압력 연산값을 산출한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 기산출한 레일 압력 변화량을 적분하여 레일 압력 연산값을 산출한다.
연료압력센서 진단 장치(100)는 기산출한 레일 압력 연산값 및 연료압력센서(10)에서 감지한 레일 압력 감지값과 기준값을 근거로 연료압력센서(10)의 고장 여부를 진단한다(S400). 즉, 연료압력센서 진단 장치(100)는 레일 압력 감지값에서 레일 압력 연산값을 차감하여 차이값을 산출한다. 연료압력센서 진단 장치(100)는 산출한 차이값을 상한 기준값 및 하한 기준값과 비교하여 연료압력센서(10)의 고장 여부를 진단한다. 이때, 연료압력센서 진단 장치(100)는 차이값이 상한 기준값을 초과하거나 하한 기준값 미만이면 연료압력센서(10)의 고장으로 진단한다.
연료압력센서(10)의 고장으로 진단하면(S500; 예), 연료압력센서 진단 장치(100)는 기산출한 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다(S600). 즉, S400 단계에서 레일 압력 감지값과 레일 압력 연산값의 차이값이 하한 기준값 미만이거나 상한 기준값 초과함에 따라 연료압력센서(10)의 고장으로 진단하면, 연료압력센서 진단 장치(100)는 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다.
연료압력센서 진단 장치(100)는 연료압력센서(10)의 정상으로 진단하면 연료압력센서(10)에서 감지한 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다(S700). 즉,
S400 단계에서 레일 압력 감지값과 레일 압력 연산값의 차이값이 하한 기준값 이상이고 상한 기준값 이하를 유지하여 연료압력센서(10)의 정상으로 진단하면, 연료압력센서 진단 장치(100)는 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터(70)의 연료 분사량을 설정한다.
상술한 바와 같이, 연료압력센서 진단 장치 및 방법은 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량을 근거로 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서에서 감지한 레일 압력 감지값의 차이값을 기준값과 비교하여 연료압력센서의 고장 여부를 진단함으로써, 엔진 구동 중 센서가 일정값으로 고정되는 고장, 적절치 않은 값을 출력하는 고장을 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료압력센서 진단 장치 및 방법은 연료압력센서의 고장 진단시 커먼 레일의 연료 유입량 및 연료 소모량을 근거로 산출한 레일 압력 연산값을 기준으로 인젝터의 연료 분사량을 설정함으로써, 연료압력센서의 고장시에도 적절한 연료 분사량을 유지하여 오염물질의 배출량이 증가 및 엔진 스톨(Stall) 현상 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10: 연료압력센서 20: 커먼 레일
30: 연료탱크 40: 저압 펌프
50: 연료 필터 60: 고압 펌프
62: 드라이브 샤프트 64: 실린더
66: 피스톤 68: 연료 밸브
70: 인젝터 80: 레일 감압 밸브
90: 전자제어장치 100: 연료압력센서 진단 장치
110: 펌프 유입 연료량 산출부 120: 레일 공급 연료량 산출부
130: 연료 소모량 산출부 140: 레일 압력 산출부
150: 고장 진단부 160: 연료 분사 설정부

Claims (14)

  1. 커먼 레일의 연료 소모량을 산출하는 연료 소모량 산출부;
    상기 커먼 레일의 연료 유입량 및 상기 연료 소모량 산출부에서 산출한 연료 소모량을 근거로 상기 커먼 레일의 레일 압력 연산값을 산출하는 레일 압력 산출부; 및
    상기 레일 압력 산출부에서 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서의 레일 압력 감지값을 기준값과 비교하여 상기 연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료 소모량 산출부는,
    인젝터의 분사량, 레일 감압 밸브의 작동에 따른 연료 누출량 및 리크에이지에 따른 연료 누설량의 합산값을 연료 소모량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    고압 펌프의 실린더 체적에서 상기 실린더 내부에서 승하강하는 피스톤의 위치에 따른 체적을 차감한 체적, 또는 상기 저압 펌프의 토출량을 펌프 유입 연료량으로 산출하는 펌프 유입 연료량 산출부; 및
    상기 고압 펌프에 충진된 연료량에서 사체적을 제외한 연료량, 또는 상기 펌프 유입 연료량 산출부에서 산출한 연료 유입량을 레일 공급 연료량으로 산출하는 레일 공급 연료량 산출부 중에 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 레일 압력 산출부는,
    상기 펌프 유입 연료량 산출부에서 산출한 펌프 유입 연료량 및 상기 레일 공급 연료량 산출부에서 산출한 레일 공급 연료량 중에 하나를 상기 커먼 레일의 연료 유입량으로 설정하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 레일 압력 산출부는,
    커먼 레일의 연료 체적 변화량(△V)을 커먼 레일의 내부 체적(V)으로 나눈 값과 체적 탄성률(K)을 곱한 값의 음의 값을 레일 내부 압력 변화량(△P)으로 산출하고, 상기 레일 내부 압력 변화량(△P)의 적분값을 레일 압력 연산값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 레일 압력 산출부는,
    펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나로 설정되는 연료 유입량에서 연료 소모량을 차감한 값에 밀도를 곱한값을 상기 레일 내부 압력 변화량(△V)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 진단부는,
    상기 레일 압력 연산값과 상기 레일 압력 감지값의 차이값이 상한 기준값을 초과하거나 하한 기준값 미만이면 상기 연료압력센서의 고장으로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장 진단부에서 연료압력센서의 고장으로 진단하면 상기 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하고, 연료압력센서의 정상으로 진단하면 상기 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하는 연료 분사량 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  8. 연료압력센서 진단 장치를 이용한 연료압력센서 진단 방법에 있어서,
    커먼 레일의 연료 소모량을 산출하는 단계;
    상기 커먼 레일의 연료 유입량 및 상기 산출한 연료 소모량을 근거로 상기 커먼 레일의 레일 압력 연산값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 레일 압력 연산값과 연료압력센서의 레일 압력 감지값을 기준값과 비교하여 상기 연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 연료 소모량을 산출하는 단계에서는,
    인젝터의 분사량, 레일 감압 밸브의 작동에 따른 연료 누출량 및 리크에이지에 따른 연료 누설량의 합산값을 연료 소모량으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    고압 펌프의 실린더 체적에서 상기 실린더 내부에서 승하강하는 피스톤의 위치에 따른 체적을 차감한 체적, 또는 상기 저압 펌프의 토출량을 펌프 유입 연료량으로 산출하는 단계; 및
    상기 고압 펌프에 충진된 연료량에서 사체적을 제외한 연료량, 또는 상기 산출한 연료 유입량을 레일 공급 연료량으로 산출하는 단계 중에 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 레일 압력 연산값을 산출하는 단계에서는,
    상기 산출한 펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나를 상기 커먼 레일의 연료 유입량으로 설정하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 레일 압력 연산값을 산출하는 단계에서는,
    커먼 레일의 연료 체적 변화량(△V)을 커먼 레일의 내부 체적(V)으로 나눈 값과 체적 탄성률(K)을 곱한 값의 음의 값을 레일 내부 압력 변화량(△P)으로 산출하고, 상기 레일 내부 압력 변화량(△P)의 적분값을 레일 압력 연산값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 레일 압력 연산값을 산출하는 단계에서는,
    펌프 유입 연료량 및 레일 공급 연료량 중에 하나로 설정되는 연료 유입량에서 연료 소모량을 차감한 값에 밀도를 곱한값을 상기 레일 내부 압력 변화량(△V)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 연료압력센서의 고장 여부를 진단하는 단계에서는,
    상기 레일 압력 연산값과 상기 레일 압력 감지값의 차이값이 상한 기준값을 초과하거나 하한 기준값 미만이면 상기 연료압력센서의 고장으로 진단하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 연료압력센서의 고장으로 진단하면 상기 레일 압력 연산값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하는 단계; 및
    상기 연료압력센서의 정상으로 진단하면 상기 레일 압력 감지값을 근거로 인젝터의 연료 분사량을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료압력센서 진단 방법.
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