KR20200041216A

KR20200041216A - 엔진의 인젝터 제어장치 및 제어방법

Info

Publication number: KR20200041216A
Application number: KR1020180121388A
Authority: KR
Inventors: 최창렬
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-04-21
Also published as: KR102565337B1

Abstract

본 발명은 연소실에 장착된 인젝터와; 상기 인젝터를 구동하는 제어전류를 제공하도록 구비된 컨트롤러와; 상기 컨트롤러에서 인젝터로 제공되는 제어전류의 흐름을 조절하도록 구비된 가변저항회로를 포함하여 구성된다.

Description

엔진의 인젝터 제어장치 및 제어방법{ENGINE INJECTOR CONTROLLER AND METHOD THEREOF}

본 발명은 엔진의 인젝터 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤엔진(DIESEL ENGINE)의 인젝터를 제어하는 장치 및 제어방법에 관한 기술이다.

종래의 인젝터 제어장치는 연소실에 장착된 인젝터에 전류를 인가하여, 요구 연료 분사량을 인젝터가 연소실로 분사할 수 있도록 한다.

상기 인젝터는 상기 제어장치가 제공하는 전류에 의해 솔레노이드가 자기력을 형성하면, 내부의 니들이 이동되면서 노즐을 개방하여 연료가 분사되도록 구성된다.

종래, 상기 제어장치(500)는 도 1에 예시된 바와 같이 인젝터(502)의 분사 초기에는 니들의 관성을 극복하여 신속한 응답성을 확보하도록 상대적으로 높은 전류인 피크전류를 인가하고, 이후에는 상대적으로 낮은 일정한 전류인 홀드전류를 유지하여 요구 연료 분사량을 확보한다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1020070022420 A

본 발명은 디젤엔진의 인젝터에 제공되는 제어전류를 적절히 제어하여, 엔진의 운전영역에 따라 최적의 연료 분사 형태를 구현함으로써, 배기 유해 물질을 저감하도록 함과 아울러 엔진의 충분한 출력 확보가 가능하도록 한 엔진의 인젝터 제어장치 및 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 인젝터 제어장치는

연소실에 장착된 인젝터와;

상기 인젝터를 구동하는 제어전류를 제공하도록 구비된 컨트롤러와;

상기 컨트롤러에서 인젝터로 제공되는 제어전류의 흐름을 조절하도록 구비된 가변저항회로;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 가변저항회로는 제어전류 제공 초기의 피크전류 크기를 조절하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 인젝터로 제공되는 피크전류 크기를 조절할 수 있도록, 상기 가변저항회로를 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 인젝터의 단위분사제어구간 중 초기에만 상기 가변저항회로의 저항값을 증가시켜서 상기 피크전류를 제한할 수 있도록 하고, 이후에는 상기 가변저항회로의 저항값을 최소로 하여 0로 수렴시키도록 구성될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 인젝터 제어방법은,

상기 컨트롤러가 엔진의 운전영역을 판단하고, 운전영역에 따른 가변저항회로의 저항값을 설정하는 설정단계와;

상기 컨트롤러가 연료의 분사를 개시함과 아울러 상기 가변저항회로의 저항값을 조절하여 피크전류가 조절되도록 하는 조절단계와;

상기 컨트롤러가 상기 조절된 피크전류 인가 후, 상기 가변저항회로의 저항값을 최소가 되도록 조절하는 저항제거단계와;

상기 컨트롤러가 분사가 종료될 때까지 홀드전류를 공급하는 홀딩단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 설정단계에서 상기 컨트롤러는 상기 피크전류의 최소값이 상기 홀드전류 보다는 크게 되도록 상기 가변저항회로의 저항값을 설정하도록 할 수 있다.

본 발명은 디젤엔진의 인젝터에 제공되는 제어전류를 적절히 제어하여, 엔진의 운전영역에 따라 최적의 연료 분사 형태를 구현함으로써, 엔진의 저부하 운전 영역에서는 차량의 배기 유해 물질을 저감하도록 하고, 엔진의 고부하 운전 영역에서는 엔진의 충분한 출력 확보가 가능하도록 한다.

도 1은 종래의 인젝터 제어전류를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 인젝터 제어장치의 구성을 도시한 개념도,
도 3은 본 발명의 피크전류 제어를 설명한 도면,
도 4는 본 발명에 따라 피크전류를 제어함에 의해 인젝터의 연료 분사율이 변화하는 것을 설명한 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 엔진의 인젝터 제어방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 엔진의 인젝터 제어장치의 실시예는, 연소실에 장착된 인젝터(1)와; 상기 인젝터(1)를 구동하는 제어전류를 제공하도록 구비된 컨트롤러(3)와; 상기 컨트롤러(3)에서 인젝터(1)로 제공되는 제어전류의 흐름을 조절하도록 구비된 가변저항회로(5)를 포함하여 구성된다.

상기 가변저항회로(5)는 인젝터(1)에 제어전류를 제공하는 초기의 피크전류 크기를 조절하도록 구성된다.

본 실시예에서 상기 컨트롤러(3)는 상기 인젝터(1)로 제공되는 피크전류 크기를 조절할 수 있도록, 상기 가변저항회로(5)를 제어하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 컨트롤러(3)는 상기 인젝터(1)로 제어전류를 인가함과 아울러 상기 가변저항회로(5)를 직접 제어하여 상기 인젝터(1)로 제공되는 제어전류 중 피크전류를 조절할 수 있도록 구성된 것이다.

상기 컨트롤러(3)는 상기 인젝터(1)의 단위분사제어구간 중 초기에만 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 증가시켜서 상기 피크전류를 제한할 수 있도록 하고, 이후에는 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 최소로 하여 0로 수렴시키도록 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 컨트롤러(3)가 상기 인젝터(1)에 제공하는 제어전류는 도 3과 같은 형태를 가지는데, 초기의 피크전류는 상기한 바와 같이 가변저항회로(5)의 저항값을 조절하여 그 크기를 A범위 내에서 조절하고, 이후의 홀드전류를 제공할 때에는 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 최소화하여 바람직하게는 0가 되도록 함으로써, 종래와 같은 수준의 홀드전류가 인젝터(1)에 인가되도록 하는 것이다.

참고로, 상기 단위분사제어구간은 인젝터가 연료를 분사하도록 컨트롤러가 인젝터를 1회 제어하는 시간을 의미한다.

도 5는 상기한 바와 같은 엔진의 인젝터 제어장치를 제어하는 본 발명의 제어방법의 실시예를 도시한 순서도로서, 상기 컨트롤러(3)가 엔진의 운전영역을 판단하고, 운전영역에 따른 가변저항회로(5)의 저항값을 설정하는 설정단계(S10)와; 상기 컨트롤러(3)가 연료의 분사를 개시함과 아울러 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 조절하여 피크전류가 조절되도록 하는 조절단계(S20)와; 상기 컨트롤러(3)가 상기 조절된 피크전류 인가 후, 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 최소가 되도록 조절하는 저항제거단계(S30)와; 상기 컨트롤러(3)가 분사가 종료될 때까지 홀드전류를 공급하는 홀딩단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 컨트롤러(3)는 엔진의 운전상태에 따라 먼저 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 얼마로 할 지를 상기 설정단계(S10)에서 설정한 후, 상기 조절단계(S20)에서 가변저항회로(5)의 저항값을 조절하면서 인젝터(1)로 피크전류를 인가하여, 결과적으로는 엔진의 운전상황에 따라 조절된 피크전류가 상기 인젝터(1)로 공급되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같이 피크전류를 조절하면, 도 4에 예시된 바와 같이 인젝터(1)의 연료 분사율의 기울기가 변화하게 되는 바, 상기 피크전류가 상대적으로 커질수록 상기 연료 분사율의 기울기가 화살표로 표시된 바와 같이 가파르게 변화하여, 분사 초기 연료량이 증가하게 된다.

따라서, 엔진이 고부하 운전영역에서 운전되는 경우 상기 컨트롤러(3)는 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 최소로 하여 실질적으로 피크전류를 제한하지 않음에 의해 연료 분사 초기부터 충분한 양의 연료를 연소실로 공급할 수 있도록 하여 차량의 출력성능을 극대화한다.

반면에, 엔진이 저부하 운전영역에서 운전되는 경우, 상기 컨트롤러(3)는 사익 가변저항회로(5)의 저항값을 증가시켜서 상기 피크전류의 크기를 제한함으로써, 실질적으로 인젝터(1)의 연료 분사율 그래프의 기울기는 작아지게 되면서, 연료의 분사 초기 연료량을 저감시키게 되고, 이는 연소실의 온도를 상대적으로 낮추어 NOx의 발생을 저감시키고, PM 등과 같은 차량의 배기 유해물질을 저감시키는 효과를 가져오게 된다.

한편, 상기 설정단계(S10)에서 상기 컨트롤러(3)는 상기 피크전류의 최소값이 상기 홀드전류 보다는 크게 되도록 상기 가변저항회로(5)의 저항값을 설정하는 것이 상기 인젝터(1)의 원활하고 안정된 작동성을 확보할 수 있어서 바람직하다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 인젝터
3; 컨트롤러
5; 가변저항회로
S10; 설정단계
S20; 조절단계
S30; 저항제거단계
S40; 홀딩단계

Claims

연소실에 장착된 인젝터와;
상기 인젝터를 구동하는 제어전류를 제공하도록 구비된 컨트롤러와;
상기 컨트롤러에서 인젝터로 제공되는 제어전류의 흐름을 조절하도록 구비된 가변저항회로;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 인젝터 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가변저항회로는 제어전류 제공 초기의 피크전류 크기를 조절하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 엔진의 인젝터 제어장치.
청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 인젝터로 제공되는 피크전류 크기를 조절할 수 있도록, 상기 가변저항회로를 제어하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 엔진의 인젝터 제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 인젝터의 단위분사제어구간 중 초기에만 상기 가변저항회로의 저항값을 증가시켜서 상기 피크전류를 제한할 수 있도록 하고, 이후에는 상기 가변저항회로의 저항값을 최소로 하여 0로 수렴시키도록 구성된 것
을 특징으로 하는 엔진의 인젝터 제어장치.
청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항의 엔진의 인젝터 제어장치를 사용하여 인젝터를 제어하는 방법으로서,
상기 컨트롤러가 엔진의 운전영역을 판단하고, 운전영역에 따른 가변저항회로의 저항값을 설정하는 설정단계와;
상기 컨트롤러가 연료의 분사를 개시함과 아울러 상기 가변저항회로의 저항값을 조절하여 피크전류가 조절되도록 하는 조절단계와;
상기 컨트롤러가 상기 조절된 피크전류 인가 후, 상기 가변저항회로의 저항값을 최소가 되도록 조절하는 저항제거단계와;
상기 컨트롤러가 분사가 종료될 때까지 홀드전류를 공급하는 홀딩단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 인젝터 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 설정단계에서 상기 컨트롤러는 상기 피크전류의 최소값이 상기 홀드전류 보다는 크게 되도록 상기 가변저항회로의 저항값을 설정하는 것
을 특징으로 하는 엔진의 인젝터 제어방법.