KR20190020409A - System for Driving and Controlling a Fuel Injection Device of Engine and Method for Controlling the smae - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a control device for driving a fuel injection device of a dual-fuel engine for a ship and a power generation system, including a program logic unit which is in charge of sensing and control for performing fuel injection control by means of voltage boosting capable of detecting a phase angle and a top dead center (TDC) and corresponding to operating voltage and current; a drive unit which controls voltage booster and current to perform control of a high-speed control unit and an injection driver and control of a fuel injection device in accordance with an injection timing and an injection angle set by the program logic unit; and a diagnosis processing unit which processes redundant and a diagnosis function of the fuel injection device and the driver by utilizing a closure point detection (CPD) technique, dual core-based phase angle detection, current/voltage measurement and bank limit functions.

Description

엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법{System for Driving and Controlling a Fuel Injection Device of Engine and Method for Controlling the smae}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine,

본 발명은 선박 및 발전용 이중 연료(Dual-Fuel) 엔진의 연료분사장치를 구동하는 제어장치에 관한 것으로, 구체적으로 효율적인 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 및 다양한 가동 전압/전류에 대응 가능한 전압 부스팅 기술을 통한 정밀한 연료 분사 제어가 가능하도록 한 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control device for driving a fuel injection device of a dual-fuel engine for a ship and a power generation system, and more particularly to a control device for an efficient phase angle and TDC (Top Dead Center) To a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine capable of precise fuel injection control through a voltage boosting technique and a control method thereof.

디젤 엔진은 같은 크기의 가솔린 엔진에 비하여 출력과 연비가 높은 장점을 가지고 있으나, 질소산화물 (NOx), 황산화물 (SOx), 입자상물질 (PM)과 같이 배출물을 많이 배출하는 단점을 지니고 있다.Diesel engines have the advantages of high output and high fuel efficiency compared to gasoline engines of the same size but they have disadvantages such as nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx) and particulate matter (PM).

이러한 배출물의 저감을 위하여 세계 각국의 정부는 자체적으로 규제를 시행하고 있다. 미국은 EPA Tier 1~3로, 유렵은 EURO 1~4로, 일본은 포스트신장기규제로 에미션 규제를 강화하고 있다.Governments around the world are implementing their own regulations to reduce these emissions. In the US, EPA Tier 1 ~ 3, Euro 1 ~ 4 in Europe, and Japan is tightening regulations on post-expansion.

또한, 해상 운송량이 점차 증가함과 더불어 중유 등의 가격이 오름에 따라 선박 및 발전용 엔진의 연비 및 효율의 향상이 중요한 가치척도로 떠오르고 있다. In addition, with the increase of marine transportation volume and the increase of heavy oil prices, improvement of fuel efficiency and efficiency of ships and power generation engines is emerging as an important value measure.

이에 대비하여 엔진 제조사는 전자식 디젤 엔진, 가스 엔진, 이중 연료 엔진 등을 개발하여 환경 규제와 연비 효율의 벽을 뛰어 넘고자 하고 있다. In preparation for this, engine manufacturers are developing electronic diesel engines, gas engines, dual fuel engines, etc. to overcome the obstacles of environmental regulation and fuel efficiency.

선박에서는 전 세계적으로 공통된 규제를 실시하기 위해 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에서 배출물을 규제하고 있다.In ships, emissions are regulated by the International Maritime Organization (IMO) in order to implement common regulations worldwide.

먼저, 황산화물에 있어서는 2015년 1월 1일부터 에미션 규제 지역 (ECA, Emission Control Areas)에서는 연료의 황 함유량이 0.1% 이하로 규제되었다. 또한 일반 지역에서도 2020년이 되면 0.5% 이하로 규제될 예정이다.First, for sulfur oxides, the sulfur content of the fuel was regulated below 0.1% in the Emission Control Areas (ECA) from January 1, 2015. Also, in the general region, it will be regulated below 0.5% by 2020.

질소산화물에 있어서는 2016년 1월 1일부터 ECA를 항해하는 신조선은 Tier3의 규제로 인해 Tier1 약 80%에 해당하는 질소산화물을 저감시켜야 한다. Tier3의 규제를 만족시키기 위해서는 SCR(Selective Catalytic Reduction)이라고 하는 질소산화물 저감 장치를 디젤엔진 배기가스 라인에 반드시 설치해야 할 것으로 보고 있다.With regard to nitrogen oxides, newbuilding vessels navigating ECA from January 1, 2016 should reduce nitrogen oxide equivalent to about 80% of Tier 1 due to Tier 3 regulations. In order to meet Tier 3 regulations, a nitrogen oxide reduction device called Selective Catalytic Reduction (SCR) must be installed in the diesel engine exhaust gas line.

그러나 SCR 장치는 질소산화물만 저감시키기 때문에 황산화물을 제거하는 스크러버 (Scrubber)도 필요로 하게 된다. 이들 장비들은 배기가스 라인에 상당한 공간과 중량을 차지하게 되어 선박의 안전을 위한 설계에 많은 지장을 주고 있다.However, since the SCR apparatus reduces only nitrogen oxides, a scrubber for removing sulfur oxides is also required. These devices occupy a considerable space and weight in the exhaust line, which is a major obstacle to the design of the ship for safety.

그렇기 때문에 엔진 자체에서 질소산화물과 황산화물을 저감시키고자 하는 노력이 지속되고 있고 그 중 한 기술이 천연가스 이중연료 디젤엔진이다.Therefore, efforts are being made to reduce nitrogen oxides and sulfur oxides in the engine itself, one of which is natural gas dual fuel diesel engines.

천연가스 이중연료 디젤엔진의 또 다른 장점은 이산화탄소의 저감이다. 아래 그림 3에는 IMO에서 2013년부터 시작한 온실가스(주로 이산화탄소)의 규제현황을 나타낸다. 2015년 1월 1일부터 시행된 선박에너지효율설계지수(EEDI, Energy Efficiency Design Index)의 단계 1에 따르면 기존보다 10%의 이산화탄소 배출을 저감시켜야 한다. 천연가스 이중연료 디젤엔진은 기존 중유를 사용하는 디젤엔진에 비해 약 20%의 이산화탄소를 저감시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.Another advantage of natural gas dual fuel diesel engines is the reduction of carbon dioxide. Figure 3 below shows the regulatory status of greenhouse gases (mainly carbon dioxide) from IMO in 2013. According to Step 1 of the Energy Efficiency Design Index (EEDI) of the ship energy efficiency index (EEDI) implemented from January 1, 2015, 10% of CO2 emissions should be reduced. Natural gas dual fuel diesel engines are known to reduce carbon dioxide by about 20% compared to conventional heavy oil diesel engines.

엔진 제조사들은 배출물 규제를 만족하고 효율을 높이기 위하여 전자식 디젤 엔진을 도입하였으며, 저렴한 연료인 LNG(Liquefied Natural Gas)를 사용하며 배출물을 저감할 수 있는 이중 연료 엔진을 개발하였다.Engine manufacturers have introduced an electronic diesel engine to meet emission regulations and improve efficiency, and have developed a dual-fuel engine that uses low-cost fuel, Liquefied Natural Gas (LNG), and can reduce emissions.

이중 연료 엔진은 연료의 상황 또는 부하에 따라 fuel oil only 모드, minimum fuel 모드, mixed gas 모드 등을 선택적으로 유연하게 가동 가능하다. The dual-fuel engine is capable of selectively and flexibly operating the fuel oil only mode, the minimum fuel mode, and the mixed gas mode depending on the fuel situation or load.

minimum fuel 모드에서의 DF 엔진은 fuel oil only 모드에 대비하여 질소 산화물의 배출은 90%, 이산화탄소의 배출은 20%, 황산화물의 배출은 95% 이상 절감이 가능하다.In the minimum fuel mode, the DF engine can reduce nitrogen oxide emissions by 90%, carbon dioxide emissions by 20% and sulfur oxide emissions by more than 95% compared to the fuel oil only mode.

이중 연료 엔진은 액체 연료인 경유 또는 중유와 가스 연료인 LNG나 LPG (Liquefied Petroleum Gas) 등을 모두 연료로 사용한다. 액체 연료와 가스 연료를 사용 환경에 따라 가변적으로 조절하여 전체적으로 유해 배출물을 저감하고, 연비 및 성능을 최대로 높이는 최적의 운용 상태를 유지한다. 이러한 운용 상태를 유지하기 위해서는 엔진의 회전수에 연동하여 정확한 시점에 정확한 양의 연료를 실린더에 공급할 필요가 있다.The dual-fuel engine uses fuel, which is either liquid fuel or heavy oil and gas fuel, such as LNG or LPG (Liquefied Petroleum Gas). The liquid fuel and the gaseous fuel can be variably controlled according to the usage environment to reduce the harmful emissions as a whole, and maintain the optimum operation state to maximize the fuel consumption and performance. In order to maintain this operating state, it is necessary to supply the correct amount of fuel to the cylinder at the correct time in conjunction with the number of revolutions of the engine.

가스 모드에서는 흡기 매니폴드에 부착된 가스 흡입 밸브를 통하여 가스 분사하여 혼합기를 만들고 이 혼합기가 실린더로 공급된 후, 파일럿 인젝터를 통해 분사되는 파일럿 연료에 대하여 압축 착화 방식(compression ignition)으로 폭발이 시작된다.In the gas mode, gas is injected through a gas intake valve attached to an intake manifold to form a mixer. After the mixer is fed to the cylinder, explosion is initiated by compression ignition on the pilot fuel injected through the pilot injector do.

이 폭발이 혼합기로 방사되어 전체 혼합기의 폭발을 가져온다. 액체 연료 (디젤) 모드에서는 디젤을 이용하는 일반적인 압축 착화 방식과 동일하게 메인 인젝터를 통하여 연료가 분사되어 폭발 행정이 진행된다.This explosion is radiated into the mixer resulting in an explosion of the entire mixer. In the liquid fuel (diesel) mode, the fuel is injected through the main injector in the same manner as the general compression ignition method using diesel, and the explosion stroke proceeds.

이때 파일럿 인젝터 노즐에 폭발로부터 발생되는 그을음 등으로 인한 막힘을 방지하기 위하여 파일럿 연료의 분사 과정이 추가된다.At this time, a pilot fuel injection process is added to prevent clogging due to soot generated from the explosion in the pilot injector nozzle.

이중 연료 엔진의 연료 분사 제어는 가스 흡입 밸브와 파일럿 인젝터 및 메인 인젝터의 제어라 할 수 있으며, 이를 달성하기 위하여 연료분사장치의 개폐 시점을 정밀하게 제어할 수 있는 드라이버가 필요하다.The fuel injection control of the dual fuel engine can be referred to as control of the gas intake valve, the pilot injector, and the main injector, and a driver capable of precisely controlling the opening and closing timing of the fuel injection device is required to achieve this.

연료분사장치의 정밀한 제어는 엔진의 운용 효율 및 배출물의 증가/감소에 중대한 영향을 미친다.Precise control of the fuel injector has a significant impact on the operating efficiency of the engine and the increase / decrease of the emissions.

가스 엔진의 공기 대 연료 혼합비와(AFR, Air Fuel Ratio) 점화시기에(SOC timing, Start of Combustion timing) 따른 운용 영역을 보면, 배출물 제한, 린번 (Lean Burn)에 따른 AFT 제한, 노크 제한, 열효율 감소에 따른 점화 지연 등에 따라 최적의 운용 영역이 제한됨을 알 수 있다.The operating range according to the SOC timing and the start of combustion timing (AFR) of the gas engine and the AFR (Air Fuel Ratio) of the gas engine are as follows: emission limit, AFT limit according to lean burn, knock limit, It can be seen that the optimal operating range is limited due to the ignition delay caused by the decrease.

따라서, 연료분사 장치 드라이버는 ECU가 명령하는 정확한 분사시기 및 분사량에 따라 연료분사장치를 제어해야 할 필요가 있다.Therefore, the fuel injecting device driver needs to control the fuel injecting device in accordance with the precise injection timing and injection amount instructed by the ECU.

특히, 드라이버가 제어 전압/전류를 부스팅 해야 하는 기술적 어려움을 해결하고, 빠른 응답성을 보장할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.In particular, it is required to develop a new technology that can solve the technical difficulty that the driver has to boost the control voltage / current and ensure quick response.

또한, 한계전압/전류까지 구동전압/전류가 긴 시간동안 인가되거나, 한계전압/전류를 넘어선다면 연료분사장치의 소손이 야기될 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 다양한 진단/제한 기능은 필수로 도입되어야 할 것이다.In addition, if the drive voltage / current is applied to the limit voltage / current for a long time or the limit voltage / current is exceeded, the fuel injection device may be burned off. Therefore, various diagnostic / something to do.

그리고 가스 흡입 밸브와 인젝터는 구동 전압 및 전류가 제조사에 따라 상이하기 때문에 각 인젝터의 필요사항을 만족할 수 있는 제어 장치가 인젝터에 따라 요구되고 있다.Since the gas suction valve and the injector differ in driving voltage and current depending on the manufacturer, a control device capable of satisfying the requirements of each injector is required according to the injector.

현재 제어 장치의 구동에 필요한 전원, 인젝터의 구동에 필요한 전원이 별도로 제어 장치에 공급되거나, 인젝터의 종류에 따라 다른 제어 장치가 구성되어 있어 그 구성이 매우 복잡하고 크기가 필연적으로 클 수밖에 없어 이를 해결할 필요성이 있다.The power source necessary for driving the control device and the power source necessary for driving the injector are separately supplied to the control device or the control device is formed in accordance with the type of the injector so that the configuration is very complicated and the size is inevitably large. There is a need.

대한민국 공개특허번호 제10-2016-0104039호Korean Patent Publication No. 10-2016-0104039 대한민국 공개특허번호 제10-2016-0041522호Korean Patent Publication No. 10-2016-0041522 대한민국 공개특허번호 제10-2016-0070031호Korean Patent Publication No. 10-2016-0070031

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 연료 분사 제어 장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 효율적인 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 및 다양한 가동 전압/전류에 대응 가능한 전압 부스팅 기술을 통한 정밀한 연료 분사 제어가 가능하도록 한 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the conventional fuel injection control apparatus, and it is an object of the present invention to provide a fuel injection control apparatus and a fuel injection control apparatus, And a control method of the fuel injection system.

본 발명은 정밀한 연료 분사 제어를 위한 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 구성 및 연료분사장치에 따른 다양한 가동 전압/전류에 대응 가능한 전압 부스팅 구성으로 고전압 및 고전류의 정밀 제어 및 효율성 확보가 가능하도록 한 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides precise control and efficiency control of high voltage and high current by configuring the phase angle and TDC (top dead center) for precise fuel injection control and voltage boosting configuration that can cope with various operating voltage / current according to the fuel injection device The present invention provides a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine and a control method thereof.

본 발명은 CPD(Closure Point Detection) 기법, 듀얼 코어를 이용한 위상각 검출, 전류 /전압 측정 및 bank 리미트 기능 등을 활용한 연료분사장치 및 드라이버의 진단 기능과 리던던트(redundant) 기술을 확보할 수 있도록 한 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a fuel injection device and a driver diagnostic function and redundant technology utilizing CPD (Closure Point Detection) technique, phase angle detection using dual core, current / voltage measurement, and bank limit function The present invention provides a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine and a control method thereof.

본 발명은 드라이버의 엔진 장착을 위한 소형화 기술 및 내진동/내충격 기반의 제품 설계 기술을 확보할 수 있도록 한 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine, which is capable of ensuring miniaturization technology for installing an engine of a driver and product design technology based on vibration resistance and impact resistance, and a control method thereof.

본 발명은 선박 및 발전용으로 사용되는 중대형엔진의 주요 핵심 전장 부품인 범용 드라이버를 개발하여 단일 장치로 다양한 연료분사 장치에 적용이 가능하도록 한 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine capable of developing a general-purpose driver, which is a main core electronic component of a middle- or large-sized engine used for ships and power generation, The purpose is to provide.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템은 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 및 가동 전압,전류에 대응 가능한 전압 부스팅을 하여 연료 분사 제어를 수행하기 위한 센싱 및 제어를 담당하는 프로그램 로직(program logic)부;상기 프로그램 로직(program logic)부에서 설정되는 분사시점, 분사각에 따른 고속 제어부 및 인젝션 드라이버의 제어 및 연료분사장치의 제어를 수행하기 위하여 전압 부스터 및 전류를 제어하는 드라이버부;CPD(Closure Point Detection) 기법, 듀얼 코어를 이용한 위상각 검출, 전류 /전압 측정 및 bank 리미트 기능을 활용한 연료분사장치 및 드라이버의 진단 기능과 리던던트(redundant)를 처리하는 진단 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine according to the present invention includes: a fuel injection control device for performing phase injection, top dead center (TDC) A program logic unit for performing sensing and control of the fuel injection device, and a control unit for controlling the fuel injection device and the control of the high-speed control unit and the injection driver according to the injection timing and the injection angle set by the program logic unit Voltage booster and current driver, diagnostic function and redundant function of fuel injector and driver using CPD (Closure Point Detection) technique, phase angle detection using dual core, current / voltage measurement and bank limit function, And a diagnostic processing unit for processing the received signal.

여기서, 상기 프로그램 로직(program logic)부는, 셋팅 프로그램을 통한 채널별 분사시점, 분사량(=분사각), 알람/셧다운의 파라미터에 관해 설정 수신 및 적용을 하고, 엔진 위상각 및 RPM의 실시간 모니터링을 수행할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the program logic unit receives setting and receiving of the injection timing, injection amount (= spray angle) and alarm / shutdown parameters through the setting program, and real-time monitoring of the engine phase angle and RPM So that it can be performed.

그리고 상기 드라이버부는, ECU 명령에 따른 'Run'과 'Stop'의 드라이버 동작과 분사 동작 중 ECU에 의한 분사 시점 및, 분사각의 조정을 수행하고, 'Run'일 경우 설정 되어진 분사시점, 분사각에 따른 고속 제어부 및 인젝션 드라이버의 제어 및 연료분사장치의 제어를 수행하고, 분사 동작 중 ECU의 'Stop' 명령에 의한 분사 동작의 정지를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driver unit performs driver operation of 'Run' and 'Stop' according to the ECU command, adjustment of the injection timing and injection angle by the ECU during the injection operation, and adjustment of the injection timing, The control of the high-speed control unit and the injection driver and the control of the fuel injection device are performed according to the control signal, and the injection operation is stopped by the 'Stop' command of the ECU during the injection operation.

그리고 상기 고속 제어부는, ECU로부터 제공되는 분사 정보를 바탕으로 엔진 RPM과 위상에 맞춰 연료분사 장치가 정해진 시점에 정해진 량의 연료를 분사할 수 있도록 전원을 공급/제어하는 역할을 수행하고, ECU로부터 받은 분사 정보에 따라 고속 제어부는 엔진 RPM, 위상 정보를 바탕으로 인젝터 드라이버 및 부스트 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 한다.According to the injection information provided by the ECU, the high-speed control unit supplies / controls power to the fuel injector so that the fuel injector can inject a predetermined amount of fuel at a predetermined time point in accordance with the engine RPM. According to the received injection information, the high-speed control unit controls the injector driver and the boost converter based on the engine RPM and the phase information.

그리고 상기 인젝션 드라이버는, PWM 제어 방식이 되먹임이 없는 개루프 제어이고, 제어 오차를 최소화하기 위하여 전류 피드백 및 비례 제어를 하고 이를 이용하여 전류 프로파일 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.The injection driver is an open loop control in which a PWM control method is not feedbacked, and performs current feedback and proportional control in order to minimize control error, and performs current profile control using the current feedback and proportional control.

그리고 인젝션 드라이버의 인젝션 제어 동작 중에, 인젝터를 열기 위해 대량의 에너지를 공급하는 단계와 열린 인젝터를 유지하기 위한 단계 사이에서 인젝터에 충전된 에너지 일부를 부스트 컨버터로 회생시켜 전력 효율을 높이는 것을 특징으로 한다.During the injection control operation of the injection driver, a part of the energy charged in the injector is regenerated by the boost converter between the step of supplying a large amount of energy to open the injector and the step of maintaining the open injector, thereby improving the power efficiency .

그리고 상기 진단 처리부는, 알람/셧다운, 드라이버 및 출력 상태에 관한 신호 발생을 하고, 통신 인터페이스 혹은 모니터링 프로그램을 통한 진단 기능을 지원하는 것을 특징으로 한다.The diagnostic processing unit generates a signal related to an alarm / shutdown, a driver, and an output state, and supports a diagnostic function through a communication interface or a monitoring program.

그리고 위상각 측정 및 연료 분사 시스템을 병렬로 구성하여 리던던트(redundant)를 확보하고 동시 센서 입력 오류에 대해 대처하고, 리던던트(redundant) 시스템은 시분할 위상각 생성 기법을 이중으로 사용하며, 이에 따라 픽업 센서 입력도 이중으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, phase angle measurement and fuel injection system are configured in parallel to ensure redundancy and cope with simultaneous sensor input errors. Redundant systems use dual time-phase angle generation techniques, And the input is also double.

그리고 시분할 위상각 생성 모듈을 병렬로 사용하게 됨에 따라 각각의 모듈에서 각도가 생성되게 되며, 메인 프로세서는 두 모듈에서 생성된 위상각이 센서가 설치된 각도만큼의 위상차를 보이는지 판단하여 픽업 센서의 고장 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다.When the time-division phase angle generation module is used in parallel, an angle is generated in each module, and the main processor judges whether the phase angle generated by the two modules shows a phase difference of the angle at which the sensor is installed, .

그리고 엔진의 연료 분사 장치가 엔진의 제어 장치인 ECU로부터 명령을 주고받으며, 윈도우 프로그램을 통해 사용자 설정 수신 및 모니터링 제공 기능을 수행하고, 외부 모듈인 온도 감지 모듈과 통신하여 엔진의 현재 온도 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fuel injection device of the engine sends and receives commands from the ECU, which is the control device of the engine, performs the user setting reception and monitoring function through the Windows program, communicates with the temperature sensing module which is the external module, .

그리고 엔진의 cam-shaft에 설치된 픽업 센서를 이용하여 엔진의 회전 속도 및 위상각을 0.1°CA의 해상도로 검출하고, 직류 24V를 이용하여 125V/15A의 구동전압/전류를 필요로 하는 연료분사장치를 최대 24채널까지 제어하는 것을 특징으로 한다.The engine speed and phase angle are detected at a resolution of 0.1 ° CA by using a pickup sensor installed on the camshaft of the engine. A fuel injection device that requires driving voltage / current of 125V / 15A using DC 24V Up to 24 channels.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 제어 방법은 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템에서 연료분사장치의 제어 프로파일이, 제 1 전압을 이용 순간적으로 연료분사장치에 전류를 공급하는 구간;연료분사장치가 정확히 ON이 될 때까지 유지하는 구간;연료분사장치에 유기된 전류를 일정부분 소진시키는 구간;제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 이용하여 연료분사장치의 개로 상태를 유지시키는 구간;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A control method of a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine according to the present invention for achieving another object is characterized in that the control profile of the fuel injection device in a system for driving and controlling the fuel injection device of an engine A section for supplying a current to the fuel injector, a section for maintaining the fuel injector until the fuel injector is correctly turned on, a section for consuming a predetermined amount of current induced in the fuel injector, a second voltage lower than the first voltage, And a section for maintaining the open state of the injection device.

여기서, 연료분사장치 드라이빙 과정 중에서 부스트 컨버터와 연료분사장치의 부하가 가장 높아 많은 전력이 소모되는 boost phase 및 peak phase 구간에서, 상기 구간에서 사용된 전류를 회생시켜 다음 동작채널에 공급하는 것을 특징으로 한다.Here, in the fuel injection device driving process, the current used in the section is regenerated and supplied to the next operation channel in a boost phase and a peak phase in which much power is consumed due to the highest load of the boost converter and the fuel injection device do.

이와 같은 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention and the control method thereof have the following effects.

첫째, 효율적인 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 및 다양한 가동 전압/전류에 대응 가능한 전압 부스팅 기술을 통하여 정밀한 연료 분사 제어가 가능하도록 한다.First, it enables precise fuel injection control through efficient phase angle and TDC (Top Dead Center) detection and voltage boosting technology that can cope with various operating voltages / currents.

둘째, CPD(Closure Point Detection) 기법, 듀얼 코어를 이용한 위상각 검출, 전류 /전압 측정 및 bank 리미트 기능 등을 활용한 연료분사장치 및 드라이버의 진단 기능과 리던던트(redundant) 기술을 확보할 수 있도록 한다.Second, it enables diagnosis function and redundant technology of fuel injection device and driver using CPD (Closure Point Detection) technique, phase angle detection using dual core, current / voltage measurement, and bank limit function .

셋째, 개발된 연료분사장치 범용 드라이버를 선박용/발전용 엔진에 적용하는 것에 의해 엔진의 배기가스 저감 효과, 연비의 향상, 효율의 증가 효과를 구현한다.Third, by applying the developed fuel injector general-purpose driver to the marine / power generation engine, the exhaust gas reduction effect, the fuel consumption improvement, and the efficiency increase effect of the engine are realized.

넷째, 전자식 디젤 엔진, 이중 연료 엔진, 그리고 가스 엔진에 모두 적용이 가능하기 때문에 향후 다양한 엔진의 제어시스템 개발에 적용 가능하다.Fourth, since it is applicable to electronic diesel engine, dual fuel engine, and gas engine, it can be applied to the development of various engine control systems in the future.

다섯째, 드라이버의 엔진 장착을 위한 소형화 기술 및 내진동/내충격 기반의 제품 설계 기술을 확보하여 선박 및 발전용으로 사용되는 중대형엔진의 주요 핵심 전장 부품으로 활용될 수 있다.Fifth, it can be utilized as a key core component of mid-to-large sized engines used for ships and power generation by securing miniaturization technology for mounting the driver's engine and product design technology based on vibration / shock resistance.

여섯째, 개발되는 범용 인젝터 구동기는 연료 인젝션 제어 정밀도가 높고, 전압부스팅 모듈을 내장하여 소형화 및 범용 인젝터 대응성에 우위인 장점이 있으며 비용절감성이 높아 국내 엔진 제조사의 기술적/가격적 경쟁력 확보에 크게 기여할 수 있다.Sixth, the general-purpose injector driver developed has high fuel injection control accuracy, built-in voltage boosting module, and is advantageous in miniaturization and responsiveness to general-purpose injectors. It has high cost saving and contributes greatly to securing technical and price competitiveness of domestic engine manufacturers. .

일곱째, 범용 인젝터 구동기의 국산화로 인해 이중 연료 엔진의 보급이 확대되어 IMO TierⅢ의 국내법 적용을 현실화함과 동시에 우리나라 연안을 ECA(Emission Control Area)의 신규지역으로 지정받을 수 있도록 하여 우리나라 연안을 청정지역으로 유지하는데 큰 역할을 할 수 있도록 한다.Seventh, due to the localization of the general purpose injector driver, the diffusion of the dual fuel engine has expanded, realizing the application of IMO Tier III domestic law, and making it possible to designate the Korean coast as a new area of ECA (Emission Control Area) To be able to play a big role in maintaining.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 연결 구성도
도 3은 연료분사장치 제어를 위한 전류 프로파일
도 4는 시분할 위상각 생성 관련 프로그램 로직 구성도
도 5는 본 발명에 따른 고속 제어부의 상세 구성도
도 6은 본 발명에 따른 연료분사장치를 위한 전류 제어 프로파일
도 7은 본 발명에 따른 연료 분사 병렬 처리 시스템의 구성도
도 8은 본 발명에 따른 전압 부스터의 구성도
도 9는 본 발명에 따른 인젝터 드라이버의 구성도
도 10은 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 11 내지 도 14는 연료분사장치의 제어 프로파일에 따른 제어 구간별 동작 상태 구성도
도 15는 본 발명에 따른 범용 드라이버 및 출력상태 진단부 구성도
1 is an overall configuration diagram of a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine according to the present invention
Fig. 2 is a connection configuration diagram of a system for driving and controlling the fuel injection device of an engine according to the present invention
Figure 3 shows the current profile for fuel injector control
4 is a block diagram of a program logic related to the generation of a time division phase angle
5 is a detailed block diagram of a high-speed control unit according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a current control profile for a fuel injector according to the present invention.
7 is a block diagram of a fuel injection parallel processing system according to the present invention
8 is a diagram showing the configuration of the voltage booster according to the present invention
9 is a view showing the configuration of the injector driver according to the present invention
10 is a flowchart showing a control method of a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine according to the present invention
Figs. 11 to 14 are diagrams showing an operation state configuration diagram for each control section according to the control profile of the fuel injection device
15 is a block diagram of a general-purpose driver and an output status diagnosis unit according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a system for driving and controlling a fuel injecting apparatus of an engine according to the present invention and its control method will be described in detail as follows.

본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The features and advantages of a system for driving and controlling a fuel injecting apparatus of an engine according to the present invention and its control method will be apparent from the following detailed description of each embodiment.

도 1은 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 연결 구성도이다.FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine according to the present invention, and FIG. 2 is a connection configuration diagram of a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine according to the present invention.

본 발명은 정밀한 연료 분사 제어를 위한 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 구성 및 연료분사장치에 따른 다양한 가동 전압/전류에 대응 가능한 전압 부스팅 구성으로 고전압 및 고전류의 정밀 제어 및 효율성 확보가 가능하도록 한 것이다.The present invention provides precise control and efficiency control of high voltage and high current by configuring the phase angle and TDC (top dead center) for precise fuel injection control and voltage boosting configuration that can cope with various operating voltage / current according to the fuel injection device It is.

본 발명은 CPD(Closure Point Detection) 기법, 듀얼 코어를 이용한 위상각 검출, 전류 /전압 측정 및 bank 리미트 기능 등을 활용한 연료분사장치 및 드라이버의 진단 기능과 리던던트(redundant) 기술을 포함한다.The present invention includes diagnosis function and redundant technology of a fuel injection device and a driver utilizing CPD (Closure Point Detection) technique, phase angle detection using dual core, current / voltage measurement, and bank limit function.

연료분사장치 드라이버는 2행정 엔진뿐 아니라 4행정 엔진의 이중 연료 엔진을 대상으로 하고 있다.The fuel injector driver targets a dual-fuel engine with a four-stroke engine as well as a two-stroke engine.

일반적으로 중대형 선박/발전 엔진에서 2행정 엔진은 수백 RPM(Revolutions Per Minute)이하의 저속으로 운용되고, 4행정 엔진은 최대 RPM이 1,800rpm에 달하는 중속에서 운용된다. 따라서 0.1°CA의 고해상도 위상 검출 및 고속 제어가 요구된다.Generally, in a medium / large-sized ship / power generation engine, a two-stroke engine operates at a low speed of less than several hundred revolutions per minute (RPM) and a four-stroke engine operates at a medium speed of a maximum RPM of 1,800 rpm. Therefore, high-resolution phase detection and high-speed control of 0.1 ° CA are required.

일반적으로 DSP(Digital Signal Processor)를 이용한 신호처리로 0.1°CA의 해상도 및 0.2°CA 제어 성능을 구현하고 있으나, 매 회전마다 제어 성능이 일정하지 않다는 문제점이 있다고 알려져 있다.Generally, signal processing using DSP (Digital Signal Processor) It is known that there is a problem that the control performance is not constant for each rotation.

본 발명은 픽업(pickup) 센서 신호를 이용한 시분할 위상각 발생 기법을 이용하여 0.1°CA 이하의 해상도로 안정적으로 RPM과 위상 및 TDC를 고속 검출한다.The present invention can stably detect RPM, phase, and TDC at a resolution of 0.1 ° CA or less by using a time division phase angle generation technique using a pickup sensor signal.

또한, 본 발명에서 사용되는 전압부스팅 기술은 공급 전원인 저전압 직류 24V로부터 전압 부스터를 이용하여 125V/15A 급의 고전력으로 승압하고, 저전압과 고전압을 동시에 활용하여 다채널의 인젝터를 고속으로 제어한다.In addition, the voltage boosting technique used in the present invention boosts voltage from 125V / 15A class power supply using a voltage booster from low voltage direct current 24V, which is a supply power source, and controls multi-channel injector at high speed by using low voltage and high voltage at the same time.

이와 더불어 에너지 회생 기술을 도입하여 인젝터 채널 간 제어 시 버려지는 에너지를 회생하여 전력 효율을 높인다.In addition, energy recovery technology is introduced to regenerate energy that is discarded during injector channel control to improve power efficiency.

또한, 구동전압/전류의 프로파일 제어에 비례제어 기법을 사용하여 PWM (Pulse Width Modulation)제어를 사용하는 제품과 비교하여 온도 안정성을 획득할 수 있다.In addition, the temperature stability can be obtained by using the proportional control technique in the control of the driving voltage / current profile compared with the product using PWM (Pulse Width Modulation) control.

특히, CPD 측정 기법과 전압/전류 모니터링 및 뱅크 리미터 등을 이용한 연료분사장치 및 드라이버 진단 기술과 시분할 위상각 생성 기법에 리던던트(redundant)를 확보하여 엔진 제어에 끊김이 없도록(seamless) 보조가 가능하다.Especially, CPD measurement technique, voltage / current monitoring, bank limiter, etc., fuel injection device and driver diagnosis technique and time division phase angle generation technique are secured with redundant so that the engine control can be seamlessly assisted .

본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템은 IMO의 Tier3에 대응하는 선박 및 발전용 DF엔진의 연료분사장치를 구동하는 제어장치로서, 다양한 구동 전압/전류의 제어를 필요로 하는 연료분사장치에 대응이 가능한 특징을 지니고 있다.A system for driving and controlling the fuel injection device of an engine according to the present invention is a control device for driving a fuel injection device of a ship corresponding to Tier 3 of IMO and a DF engine for power generation, And has a feature capable of coping with an injection device.

본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템은 크게, 도 1에서와 같이, 센싱 및 제어를 담당하는 프로그램 로직(program logic)부(100)와, 전압 부스터 및 전류를 제어하는 드라이버부(200)와, 진단 및 리던던트(redundant)를 제공하는 진단 처리부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention includes a program logic unit 100 for sensing and controlling, a driver unit (200), and a diagnostic processing unit (300) that provides diagnosis and redundancy.

본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 프로그램 로직(program logic)부(100)는 셋팅 프로그램을 통한 채널별 분사시점, 분사량(=분사각), 알람/셧다운 등의 파라미터에 관해 설정 수신 및 적용을 하고, 엔진 위상각 및 RPM의 실시간 모니터링을 수행할 수 있도록 구성된다.The program logic unit 100 of the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention is provided with a program for controlling the fuel injection device according to the present invention in terms of parameters such as the injection point of each channel, the injection amount (= spray angle) Setting reception and application, and real-time monitoring of the engine phase angle and RPM.

그리고 드라이버부(200)는 ECU 명령에 따른 'Run'과 'Stop'의 드라이버 동작과 분사 동작 중 ECU에 의한 분사 시점 및, 분사각의 조정을 수행하고, 'Run'일 경우 설정 되어진 분사시점, 분사각에 따른 고속 제어부 및 인젝션 드라이버의 제어 및 연료분사장치의 제어를 수행하고, 분사 동작 중 ECU의 'Stop' 명령에 의한 분사 동작의 정지를 수행한다.The driver unit 200 performs the driver operation of 'Run' and 'Stop' according to the ECU command, and the adjustment of the injection timing and the injection angle by the ECU during the injection operation. In the case of 'Run' The control of the high-speed control unit and the injection driver according to the injection angle, and the control of the fuel injection device are performed, and the injection operation is stopped by the 'Stop' command of the ECU during the injection operation.

그리고 진단 처리부(300)는 알람/셧다운, 드라이버 및 출력 상태에 관한 신호 발생을 하고, 통신 인터페이스 혹은 모니터링 프로그램을 통한 진단 기능을 지원한다.The diagnostic processing unit 300 generates a signal related to an alarm / shutdown, a driver, and an output state, and supports a diagnostic function through a communication interface or a monitoring program.

이와 같은 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템은 엔진의 제어 장치인 ECU로부터 명령을 주고받으며, 윈도우 프로그램을 통해 사용자 설정 수신 및 모니터링 제공 기능을 수행할 수 있다.The system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention can send and receive commands from the ECU, which is a control device of the engine, and perform user setting reception and monitoring functions through the Windows program.

또한, 외부 모듈인 온도 감지 모듈과 통신하여 엔진의 현재 온도 정보를 획득 가능하다.In addition, it can acquire current temperature information of the engine by communicating with a temperature sensing module which is an external module.

그리고 엔진의 cam-shaft에 설치된 픽업 센서를 이용하여 엔진의 회전 속도 및 위상각을 0.1°CA의 해상도로 정밀하게 검출하고, 직류 24V를 이용하여 125V/15A의 구동전압/전류를 필요로 하는 연료분사장치를 최대 24채널까지 도 3에서와 같은 프로파일을 이용하여 제어한다.By using the pick-up sensor installed on the camshaft of the engine, the rotation speed and phase angle of the engine are precisely detected at a resolution of 0.1 ° CA, and the fuel which requires driving voltage / current of 125V / 15A using DC 24V The injection device is controlled up to 24 channels by using the profile as shown in Fig.

도 3은 연료분사장치 제어를 위한 전류 프로파일이다.3 is a current profile for fuel injector control.

본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템이 제어하는 연료분사장치는 전자식 인젝터 및 솔레노이드 구동식 가스 흡입 밸브이다.The fuel injection device controlled by the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention is an electronic injector and a solenoid driven gas intake valve.

그리고 연료분사장치의 제어 명령은 엔진 제어를 담당하는 ECU로부터 획득하며, 제어 명령에 따라 0.2°CA의 정확도로 연료분사장치를 제어하며, ECU로 연료분사장치 및 드라이버에 대한 진단 기능을 제공한다.The control command of the fuel injection device is obtained from the ECU responsible for the engine control, and the fuel injection device is controlled with an accuracy of 0.2 CA according to the control command, and the ECU provides the fuel injection device and the driver with the diagnosis function.

그리고 연료분사 위치를 선정하는 알고리즘을 개발하기 위해서는 우선 시분할 위상각 생성 기법을 통해 실시간으로 얻어지는 각도를 측정해야 한다.In order to develop an algorithm for selecting the fuel injection position, the angle obtained in real time through the time division phase angle generation technique should be measured.

도 4는 시분할 위상각 생성 관련 프로그램 로직 구성도이다.4 is a block diagram of a program logic related to the time division phase angle generation.

엔진이 작동 중일 때 실시간으로 각도가 변하므로 분사 위치를 찾기 위해서는 실시간으로 변하는 각도를 연속적으로 감지할 수 있도록 해야 한다.Since the angle changes in real time when the engine is running, you have to be able to continuously detect the changing angle in real time in order to find the injection position.

본 발명에서는 이에 해당하는 조건을 만족시키기 위해 인터럽트 방식을 사용하여 고속 및 정밀한 분사 동작을 수행한다.In the present invention, the high speed and precise injection operation is performed using the interruption method to satisfy the corresponding condition.

폴링 방식으로 알고리즘을 수행할 경우 CPU의 효율적 동작 수행이 어려워지므로, 인터럽트 방식을 사용하여 연료 분사 위치 선정 알고리즘을 구현한다.When the algorithm is executed by the polling method, it becomes difficult to perform the efficient operation of the CPU. Therefore, the fuel injection positioning algorithm is implemented using the interruption method.

하지만, 인터럽트 방식은 엔진 속도가 빠를수록 CPU 부하율이 높아지는 단점이 있으므로 알고리즘의 최적화가 필요하다.However, in the interrupt method, the faster the engine speed, the higher the CPU load ratio. Therefore, it is necessary to optimize the algorithm.

또한, 이중 연료 엔진의 경우 두 종류의 연료 분사 장치마다 각각의 채널 수 만큼 연료 분사 위치를 찾을 수 있도록 설계하고, 해당 채널에 관련된 물리적인 output에 출력이 나갈 수 있도록 구성한다.Also, in the case of a dual fuel engine, the fuel injecting position is designed to be located by the number of channels for each of the two types of fuel injecting apparatuses, and the output is outputted to the physical output related to the corresponding channel.

RPM 계산은 시분할 위상각 생성 기법을 통해 얻어진 각도 값의 주기적인 시간별 증가량을 다음 식에 대입하여 계산한다.The RPM calculation is performed by substituting the periodic increment of the angular value obtained through the time division phase angle generation technique into the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명에 따른 고속 제어부의 상세 구성은 다음과 같다.The detailed structure of the high-speed control unit according to the present invention is as follows.

도 5는 본 발명에 따른 고속 제어부의 상세 구성도이다.5 is a detailed block diagram of a high-speed control unit according to the present invention.

고속 제어부는 ECU로부터 제공되는 분사 정보를 바탕으로 엔진 RPM과 위상에 맞춰 연료분사 장치가 정확한 시점에 정확한 량의 연료를 분사할 수 있도록 전원을 공급/제어하는 역할을 수행한다.The high-speed controller plays a role of supplying / controlling power to the fuel injector so that the fuel injector can inject the correct amount of fuel at the correct timing, in accordance with the engine RPM and phase, based on the injection information provided from the ECU.

고속 제어부의 동작은 크게 'Run'과 'Stop'으로 나뉘고, ECU에 의해 동작 결정이 이루어진다. ECU로부터 받은 분사 정보에 따라 고속 제어부는 엔진 RPM, 위상 정보를 바탕으로 인젝터 드라이버 및 부스트 컨버터를 제어한다.The operation of the high-speed control unit is largely divided into 'Run' and 'Stop', and the operation decision is made by the ECU. According to the injection information received from the ECU, the high-speed control unit controls the injector driver and the boost converter based on the engine RPM and the phase information.

고속 제어부는 통신 데이터 처리, RPM위상각에 따른 인젝터 드라이버 제어, 연료분사장치의 사용 전압에 따른 부스트 컨버터 제어 및 본 개발품의 전역에 걸친 동작을 관리 및 수행하기 때문에 CPU의 충분한 자원 확보가 필요하다.The high-speed control unit needs to secure sufficient resources of the CPU because it manages communication data processing, injector driver control according to the RPM phase angle, control of the boost converter according to the voltage of the fuel injection device, and operation of the entire product.

이를 위하여 멀티 코어를 역할에 따라 구분함과 동시에 CPU 자원을 효율적으로 사용하는 알고리즘을 적용해야 한다.For this purpose, it is necessary to divide multi - core according to roles and apply an algorithm that efficiently uses CPU resources.

연료분사를 위하여 고속 제어부는 하드웨어 드라이버를 통해 도 6에서와 같은 전류 프로파일을 생성하도록 제어한다.For fuel injection, the high-speed control unit controls to generate a current profile as shown in FIG. 6 through a hardware driver.

도 6은 본 발명에 따른 연료분사장치를 위한 전류 제어 프로파일이다.6 is a current control profile for a fuel injector according to the present invention.

제어 구간별 시간, peak current, hold current와 같은 파라미터는 타겟이 되는 연료분사 장치에 맞춰 모두 설정 가능하다.Parameters such as the time per control interval, peak current, and hold current can all be set to match the target fuel injector.

그리고 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 연료 분사 병렬 처리 시스템에 관하여 설명하면 다음과 같다.The fuel injection parallel processing system of the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention will now be described.

도 7은 본 발명에 따른 연료 분사 병렬 처리 시스템의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a fuel injection parallel processing system according to the present invention.

위상각 측정 시스템 및 연료 분사 시스템을 단일 시스템으로 구성하면, 픽업 센서 또는 스피드 센서에 문제가 발생할 경우에 대한 대처 수단이 없어 엔진 동작에 큰 장애를 일으킬 수 있다.When the phase angle measurement system and the fuel injection system are constituted by a single system, there is no means for coping with a problem in the pickup sensor or the speed sensor, which may cause a great obstacle to the engine operation.

따라서, 본 발명에서는 위상각 측정 및 연료 분사 시스템을 병렬로 구성하여 리던던트(redundant)를 확보함과 동시 센서 입력 오류에 대해 대처할 수 있도록 한다.Accordingly, in the present invention, the phase angle measurement and the fuel injection system are configured in parallel to secure redundancy and cope with simultaneous sensor input errors.

리던던트(redundant) 시스템은 시분할 위상각 생성 기법을 이중으로 사용하며, 이에 따라 픽업 센서 입력도 이중으로 이루어지게 된다. Redundant systems use a dual-time-phase-angle-angle generation technique, which results in dual pickup-sensor inputs.

시분할 위상각 생성 모듈을 병렬로 사용하게 됨에 따라 각각의 모듈에서 각도가 생성되게 되며, 메인 프로세서는 두 모듈에서 생성된 위상각이 센서가 설치된 각도만큼의 위상차를 보이는지 판단하여 픽업 센서의 고장 유무를 판단할 수 있다. As the time division phase angle generation module is used in parallel, angles are generated in each module, and the main processor judges whether the phase angle generated by the two modules shows a phase difference of the angle of the sensor, It can be judged.

그리고 고장 진단 알고리즘을 이용하여 하나의 픽업 센서의 고장을 감지할 경우 여분의 모듈만을 이용하여 위상각 생성을 유지할 수 있어 연료분사 시스템의 안정성이 높아지게 된다.In addition, when the failure detection of one pickup sensor is detected by using the fault diagnosis algorithm, the phase angle generation can be maintained using only the redundant module, so that the stability of the fuel injection system is enhanced.

본 발명에 따른 전압 부스터의 구성은 다음과 같다.The configuration of the voltage booster according to the present invention is as follows.

도 8은 본 발명에 따른 전압 부스터의 구성도이다.8 is a configuration diagram of a voltage booster according to the present invention.

선박 엔진에서 제어장치에 공급되는 전압은 직류 24V이다. 연료분사장치를 구동하는데 필요한 전압은 24~125V까지 다양하기 때문에 직류 24V를 부스팅(승압)하는 회로가 필요하다.The voltage supplied to the control unit in the marine engine is DC 24V. Since the voltage required to drive the fuel injection system varies from 24 to 125 V, a circuit for boosting DC 24 V is needed.

부하가 일정하고 연속적인 전류를 소모하는 일반적인 산업용 부스팅 회로와 달리 본 발명에 적용되는 부스팅 회로의 경우 소형화와 동시에 고속대량의 전력 공급을 목표로 하므로 출력 커패시터의 용량과 PWM 신호의 duty 제어 방식을 고려하여 구현한다.Unlike a general industrial boosting circuit in which the load is constant and consecutive current is consumed, the boosting circuit according to the present invention aims at miniaturization and at the same time a high-speed and high-speed power supply, so that the capacity of the output capacitor and the duty control method of the PWM signal are considered .

그리고 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템에서의 전류 회생은 인젝션 제어 동작 중 이루어진다.The current regeneration in the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention is performed during the injection control operation.

인젝터를 열기위해 대량의 에너지를 공급하는 단계와 열린 인젝터를 유지하기 위한 단계 사이에서 인젝터에 충전된 에너지 일부를 부스트 컨버터로 회생시켜 전력 효율을 높이는 것이다.Between the step of supplying a large amount of energy to open the injector and the step of maintaining the open injector, part of the energy charged in the injector is regenerated by the boost converter to increase the power efficiency.

도 9는 본 발명에 따른 인젝터 드라이버의 구성도이다.9 is a configuration diagram of an injector driver according to the present invention.

일반적인 외산 제품의 경우 FET 드라이빙을 위하여 PWM 신호를 이용하며, 대부분의 DSP에서 PWM 기능을 지원하기 때문에 비교적 구현이 쉽다. 그러나 PWM 제어 방식의 경우 되먹임이 없는 개루프 제어이기 때문에, 동일한 제어 신호에서 출력되는 전류 프로파일의 최종전류에 대한 오차가 크게 발생하므로 ECU로부터의 잦은 파라미터 설정 변경을 야기한다.For general foreign products, PWM signals are used for FET driving, and PWM is supported by most DSPs, making it relatively easy to implement. However, in the case of the PWM control method, since there is no feedback, the error of the final current of the current profile output from the same control signal is largely generated, thereby causing frequent parameter setting change from the ECU.

따라서, 본 발명은 제어 오차를 최소화하기 위하여 전류 피드백 및 비례 제어 기법을 도입하고 이를 이용하여 전류 프로파일 제어를 수행한다.Therefore, in order to minimize the control error, the present invention introduces a current feedback and proportional control technique and uses the current feedback control to perform the current profile control.

그리고 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The control method of the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention will be described in detail as follows.

도 10은 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.10 is a flowchart showing a control method of the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention.

그리고 도 11 내지 도 14는 연료분사장치의 제어 프로파일에 따른 제어 구간별 동작 상태 구성도이다.And Figs. 11 to 14 are operational state diagrams of control sections according to the control profile of the fuel injection device.

본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템에서 연료분사장치의 제어 프로파일은, 높은 전압을 이용 순간적으로 연료분사장치에 전류를 공급하는 구간(S1001)과, 연료분사장치가 정확히 ON이 될 때까지 유지하는 구간(S1002)과, 연료분사장치에 유기된 전류를 일정부분 소진시키는 구간(S1003)과, 낮은 전압을 이용하여 연료분사장치의 개로 상태를 유지시키는 구간(S1004)을 포함한다.The control profile of the fuel injection device in the system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention includes a section S1001 for instantaneously supplying current to the fuel injection device using a high voltage, A period S1003 in which the current induced in the fuel injector is partially consumed, and a period S1004 in which the open state of the fuel injector is maintained using a low voltage .

연료분사장치 드라이빙 과정 중, boost phase 및 peak phase 구간에서 부스트 컨버터와 연료분사장치의 부하가 가장 높아 많은 전력이 소모되게 된다. 게다가 다채널이 동시에 구동되게 되면 높은 전력소모로 인하여 제품 발열 및 사이즈의 증가, 제품 내구성에 문제가 발생하게 된다.During the fuel injector driving process, the boost converter and the fuel injector load are the highest in the boost phase and the peak phase, consuming a lot of power. In addition, when multiple channels are driven at the same time, problems such as product heat generation, size increase, and product durability are caused due to high power consumption.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 상기 구간에서 사용된 전류를 회생시켜 다음 동작채널에 공급하는 방식을 구현한다. In order to solve such a problem, the present invention implements a method of regenerating the current used in the section and supplying the current to the next operation channel.

그리고 본 발명에 따른 범용 드라이버 및 출력상태 진단부에 관하여 설명하면 다음과 같다.The general driver and the output state diagnosis unit according to the present invention will now be described.

도 15는 본 발명에 따른 범용 드라이버 및 출력상태 진단부 구성도이다.15 is a configuration diagram of a general-purpose driver and an output status diagnosis unit according to the present invention.

범용 드라이버의 안정성을 높이기 위하여 플렉시블 드라이버 및 출력상태를 진단할 필요성이 있다.There is a need to diagnose the flexible driver and the output state in order to increase the stability of the general-purpose driver.

진단부는 연료분사장치 단선 감지, 전압 모니터링, 과전류 감지, bank limit 감지 기능 등을 포함한다. 셋팅 프로그램을 통해 알람/셧다운 ON/OFF와 threshold 등의 설정이 가능하고, 모니터링 프로그램 혹은 통신 라인을 통해 알람/셧다운 여부의 확인이 가능하다.The diagnosis section includes fuel injection device disconnection detection, voltage monitoring, overcurrent detection and bank limit detection. The setting program allows you to set the alarm / shutdown ON / OFF and threshold, etc., and to check whether alarm or shutdown is possible via monitoring program or communication line.

연료분사장치 단선 감지는 low side FET의 drain으로 미세하게 흐르는 전류를 이용하여 구현한다.Fuel injector disconnection detection is implemented by using the current that flows finely to the drain of the low side FET.

연료분사장치는 전원의 영향을 크게 받으며, 전원이 안정적이지 않을 시에는 열림 지연 시간이 늘어나고 분사 지속시간 또한 영향을 받는다. 따라서 승압 전압 및 battery 전압을 항시 모니터링 하며 안정적으로 유지한다.Fuel injectors are strongly influenced by the power source, and when the power source is not stable, the open delay time is increased and the spray duration is also affected. Therefore, the booster voltage and the battery voltage are constantly monitored and stably maintained.

연료공급장치의 고장 혹은 회로의 고장으로 인하여 과전류가 발생할 수 있으며, 이로 인한 2차 손실을 막기 위하여 과전류 발생 시 해당 회로의 동작을 막아야 한다. Pre-injection, main-injection, post-injection이 overlap 되거나 분사 지속시간이 과도하게 길어질 경우 혹은 각 채널들의 분사 시점에 혼란이 발생될 경우, 이를 감지하여 알리는 기능을 bank limit 감지 기능이라 한다.Failure of the fuel supply system or circuit failure may cause overcurrent, and in order to prevent secondary loss due to this, the operation of the circuit should be prevented in case of overcurrent. The ability to sense and notify when pre-injection, main-injection, post-injection overlaps, or when the injection duration is too long, or when the injection timing of each channel is disturbed, is called the bank limit detection function.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템 및 그의 제어 방법은 효율적인 위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 및 다양한 가동 전압/전류에 대응 가능한 전압 부스팅 기술을 통한 정밀한 연료 분사 제어가 가능하도록 한 것으로, CPD(Closure Point Detection) 기법, 듀얼 코어를 이용한 위상각 검출, 전류 /전압 측정 및 bank 리미트 기능 등을 활용한 연료분사장치 및 드라이버의 진단 기능과 리던던트(redundant) 기술을 확보할 수 있도록 한다.The system for driving and controlling the fuel injection device of the engine according to the present invention as described above and the control method thereof can be applied to a fuel injection system that is capable of accurately detecting the phase angle and TDC (Top Dead Center) This system enables diagnosis of fuel injectors and drivers and redundant technology using CPD (Closure Point Detection) technique, phase angle detection using dual core, current / voltage measurement, and bank limit function. .

특히, 드라이버의 엔진 장착을 위한 소형화 기술 및 내진동/내충격 기반의 제품 설계 기술을 확보하고, 선박 및 발전용으로 사용되는 중대형엔진의 주요 핵심 전장 부품인 범용 드라이버를 개발하여 단일 장치로 다양한 연료분사 장치에 적용이 가능하도록 한 것이다.In particular, we have secured miniaturization technology for engine mounting of the driver and product design technology based on vibration / shock resistance, developed a universal driver that is the main core component of the mid- and large-sized engines used for ships and power generation, So that it can be applied to a device.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.

100. 프로그램 로직부 200. 드라이버부
300. 진단 처리부
100. Program logic section 200. Driver section
300. Diagnosis processor

Claims (13)

위상각 및 TDC(Top Dead Center) 검출 및 가동 전압,전류에 대응 가능한 전압 부스팅을 하여 연료 분사 제어를 수행하기 위한 센싱 및 제어를 담당하는 프로그램 로직(program logic)부;
상기 프로그램 로직(program logic)부에서 설정되는 분사시점, 분사각에 따른 고속 제어부 및 인젝션 드라이버의 제어 및 연료분사장치의 제어를 수행하기 위하여 전압 부스터 및 전류를 제어하는 드라이버부;
CPD(Closure Point Detection) 기법, 듀얼 코어를 이용한 위상각 검출, 전류 /전압 측정 및 bank 리미트 기능을 활용한 연료분사장치 및 드라이버의 진단 기능과 리던던트(redundant)를 처리하는 진단 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
A program logic unit for sensing and controlling fuel injection control by performing phase angle and TDC (Top Dead Center) detection, voltage boosting corresponding to a movable voltage and current, and performing fuel injection control;
A driver unit for controlling the voltage booster and the current to control the high-speed control unit and the injection driver according to the injection timing and the injection angle set in the program logic unit and to control the fuel injection device;
A diagnosing function for processing a diagnostic function and a redundancy of a fuel injector and a driver utilizing a CPD (Closure Point Detection) technique, a phase angle detection using a dual core, a current / voltage measurement, and a bank limit function Wherein the fuel injection device is an engine.
제 1 항에 있어서, 상기 프로그램 로직(program logic)부는,
셋팅 프로그램을 통한 채널별 분사시점, 분사량(=분사각), 알람/셧다운의 파라미터에 관해 설정 수신 및 적용을 하고, 엔진 위상각 및 RPM의 실시간 모니터링을 수행할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
2. The apparatus of claim 1, wherein the program logic comprises:
And is configured to be capable of performing setting and receiving of settings for the injection timing, injection amount (= injection angle) and alarm / shutdown parameters for each channel through the setting program, and real time monitoring of the engine phase angle and RPM. The fuel injection device of the present invention.
제 1 항에 있어서, 상기 드라이버부는,
ECU 명령에 따른 'Run'과 'Stop'의 드라이버 동작과 분사 동작 중 ECU에 의한 분사 시점 및, 분사각의 조정을 수행하고, 'Run'일 경우 설정 되어진 분사시점, 분사각에 따른 고속 제어부 및 인젝션 드라이버의 제어 및 연료분사장치의 제어를 수행하고, 분사 동작 중 ECU의 'Stop' 명령에 의한 분사 동작의 정지를 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
The image pickup apparatus according to claim 1,
The control unit controls the injection operation of the 'Run' and the 'Stop' according to the ECU command and the injection timing and the injection angle of the ECU during the injection operation, Wherein the control means controls the injection driver and controls the fuel injection device, and stops the injection operation by the " Stop " command of the ECU during the injection operation.
제 3 항에 있어서, 상기 고속 제어부는,
ECU로부터 제공되는 분사 정보를 바탕으로 엔진 RPM과 위상에 맞춰 연료분사 장치가 정해진 시점에 정해진 량의 연료를 분사할 수 있도록 전원을 공급/제어하는 역할을 수행하고,
ECU로부터 받은 분사 정보에 따라 고속 제어부는 엔진 RPM, 위상 정보를 바탕으로 인젝터 드라이버 및 부스트 컨버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
4. The apparatus of claim 3, wherein the high-
Based on the injection information provided by the ECU, performs a function of supplying / controlling power so that the fuel injection device can inject a predetermined amount of fuel at a predetermined time according to the engine RPM and phase,
Wherein the high-speed control unit controls the injector driver and the boost converter based on the engine RPM and the phase information according to the injection information received from the ECU.
제 3 항에 있어서, 상기 인젝션 드라이버는,
PWM 제어 방식이 되먹임이 없는 개루프 제어이고, 제어 오차를 최소화하기 위하여 전류 피드백 및 비례 제어를 하고 이를 이용하여 전류 프로파일 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
4. The fuel cell system according to claim 3,
Wherein the PWM control method is an open loop control without feedback, and performs current feedback control and current feedback control using current feedback and proportional control to minimize control error.
제 3 항 또는 제 5 항에 있어서, 인젝션 드라이버의 인젝션 제어 동작 중에,
인젝터를 열기 위해 대량의 에너지를 공급하는 단계와 열린 인젝터를 유지하기 위한 단계 사이에서 인젝터에 충전된 에너지 일부를 부스트 컨버터로 회생시켜 전력 효율을 높이는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
The method according to claim 3 or 5, wherein during an injection control operation of the injection driver,
And a boost converter for regenerating part of the energy charged in the injector between the step of supplying a large amount of energy to open the injector and the step of maintaining the open injector to increase the power efficiency. system.
제 1 항에 있어서, 상기 진단 처리부는,
알람/셧다운, 드라이버 및 출력 상태에 관한 신호 발생을 하고, 통신 인터페이스 혹은 모니터링 프로그램을 통한 진단 기능을 지원하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
2. The apparatus according to claim 1,
A signal generating unit for generating a signal related to an alarm / shutdown, a driver and an output state, and a diagnosing function through a communication interface or a monitoring program.
제 1 항에 있어서, 위상각 측정 및 연료 분사 시스템을 병렬로 구성하여 리던던트(redundant)를 확보하고 동시 센서 입력 오류에 대해 대처하고,
리던던트(redundant) 시스템은 시분할 위상각 생성 기법을 이중으로 사용하며, 이에 따라 픽업 센서 입력도 이중으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
2. The method of claim 1, wherein the phase angle measurement and the fuel injection system are configured in parallel to ensure redundancy and to cope with simultaneous sensor input errors,
A system for driving and controlling a fuel injector of an engine, wherein a redundant system uses a time division phase angle generation technique in a double manner, and thus a pickup sensor input is also double.
제 8 항에 있어서, 시분할 위상각 생성 모듈을 병렬로 사용하게 됨에 따라 각각의 모듈에서 각도가 생성되게 되며,
메인 프로세서는 두 모듈에서 생성된 위상각이 센서가 설치된 각도만큼의 위상차를 보이는지 판단하여 픽업 센서의 고장 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.
The method as claimed in claim 8, wherein an angle is generated in each module by using the time division phase angle generation module in parallel,
Wherein the main processor judges whether or not the pickup sensor is faulty by judging whether a phase angle generated by the two modules shows a phase difference of an angle at which the sensor is installed.
제 1 항에 있어서, 엔진의 연료 분사 장치가 엔진의 제어 장치인 ECU로부터 명령을 주고받으며, 윈도우 프로그램을 통해 사용자 설정 수신 및 모니터링 제공 기능을 수행하고, 외부 모듈인 온도 감지 모듈과 통신하여 엔진의 현재 온도 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection device of the engine sends and receives a command from an ECU as a control device of the engine, performs a user setting reception and monitoring function through a window program, communicates with a temperature sensing module, And obtains the current temperature information. 제 1 항에 있어서, 엔진의 cam-shaft에 설치된 픽업 센서를 이용하여 엔진의 회전 속도 및 위상각을 0.1°CA의 해상도로 검출하고, 직류 24V를 이용하여 125V/15A의 구동전압/전류를 필요로 하는 연료분사장치를 최대 24채널까지 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템.2. The method according to claim 1, wherein a rotation speed and a phase angle of the engine are detected at a resolution of 0.1 DEG CA using a pick-up sensor installed on a cam shaft of the engine and a driving voltage / current of 125V / 15A is required using DC 24V Of the fuel injection device is controlled up to twenty-four channels. 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템에서 연료분사장치의 제어 프로파일이,
제 1 전압을 이용 순간적으로 연료분사장치에 전류를 공급하는 구간;
연료분사장치가 정확히 ON이 될 때까지 유지하는 구간;
연료분사장치에 유기된 전류를 일정부분 소진시키는 구간;
제 1 전압보다 낮은 제 2 전압을 이용하여 연료분사장치의 개로 상태를 유지시키는 구간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 제어 방법.
A control profile of a fuel injection device in a system for driving and controlling a fuel injection device of an engine,
A section for supplying current to the fuel injector instantaneously using the first voltage;
A section for maintaining the fuel injection device until the fuel injection device is correctly turned ON;
A period in which the current induced in the fuel injector is partially consumed;
And a section for maintaining the open state of the fuel injection device by using a second voltage lower than the first voltage.
제 12 항에 있어서, 연료분사장치 드라이빙 과정 중에서 부스트 컨버터와 연료분사장치의 부하가 가장 높아 많은 전력이 소모되는 boost phase 및 peak phase 구간에서,
상기 구간에서 사용된 전류를 회생시켜 다음 동작채널에 공급하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 장치를 구동 제어하는 시스템의 제어 방법.
13. The method of claim 12, wherein during a boost phase and a peak phase in which a large amount of power is consumed due to the highest load of the boost converter and the fuel injection device during the fuel injection device driving process,
And regenerating the current used in the section and supplying the current to the next operation channel.
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KR20160070031A (en) 2014-12-09 2016-06-17 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 System for controlling injection of fuel in engine
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160104039A (en) 2014-01-28 2016-09-02 바르실라 핀랜드 오이 Method and fuel injection system for a dual-fuel diesel engine
KR20160041522A (en) 2014-10-08 2016-04-18 현대중공업 주식회사 Cylinder start of combustion balancing system and method by control pilot oil quantity of dual fuel engine
KR20160070031A (en) 2014-12-09 2016-06-17 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 System for controlling injection of fuel in engine

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