KR20200043105A - 인젝터 노화 보상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 인젝터의 분사기간을 입력 받는 입력단계와; 상기 컨트롤러가 소정의 기준분사기간에 비해 상기 입력 받은 분사기간이 긴 경우, 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료레일의 압력을 상승시키는 승압단계를 포함하여 구성된다.

Description

인젝터 노화 보상 방법{METHOD OF COMPENSATING FOR INJECTOR AGING}

본 발명은 인젝터 노화 보상 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤 엔진의 인젝터가 코킹에 의해 노화되는 것을 보상하는 방법에 관한 기술이다.

디젤엔진의 인젝터는 그 사용 기간이 경과함에 따라 신품 대비 고품의 분사형태가 분사기간은 길어지고 최고 분사율(mm³/ms)은 낮아지게 되는데, 그 주요 원인은 연료내 함유물에 의한 코킹(coking)이다.

즉, 코킹에 의해 인젝터가 노화된 상태에서는 인젝터의 아마추어 및 니들의 움직임이 둔해지기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 인젝터의 분사기간이 길어지고 최고 분사율이 낮아지게 되는 것이다.

상기와 같은 인젝터를 제어하는 컨트롤러인 ECU(Engine Control Unit)는 인젝터의 아마추어가 리턴될 때 발생되는 역기전력이나, 인젝터 내부 압력변화 등을 센싱하여, 인젝터의 실질적인 분사기간을 모니터링함으로써, 인젝터의 분사기간이 길어지는 것을 감지할 수 있다.

상기와 같이 코킹에 의해 인젝터의 분사기간이 길어지게 되면, 배기가스의 온도가 높아져서 엔진의 내구성이 저하되고, 이를 개선하기 위해 ECU가 인젝터의 분사기간을 짧게 조정하면 엔진의 출력이 감소하게 된다.

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 KR20020085150 A US 2014-0060495 A US 2014-0000566 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사용기간이 경과함에 따라 인젝터가 노후되어 최고 분사율이 낮아지게 되는 경우에도, 분사기간이 정상적인 경우에 비해 길어지지 않도록 하여 배기가스 온도의 과도한 상승으로 엔진 내구성이 저하되는 것을 방지함은 물론, 엔진의 출력이 정상적인 경우에 비하여 감소되는 것도 방지할 수 있도록 한 인젝터 노화 보상 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 인젝터 노화 보상 방법은

컨트롤러가 인젝터의 분사기간을 입력 받는 입력단계와;

상기 컨트롤러가 소정의 기준분사기간에 비해 상기 입력 받은 분사기간이 긴 경우, 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료레일의 압력을 상승시키는 승압단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 상기 입력 받은 분사기간이 상기 기준분사기간에 비해 소정의 기준시간 이상 긴 경우에 상기 승압단계를 수행하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 기준분사기간과 입력 받은 분사기간의 차이에 비례하여, 상기 연료레일의 압력을 상승시키도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러가 상승시키는 연료레일의 압력은

상승압력=기준연료레일압력 * {(입력 분사기간-기준분사기간)/기준분사기간}

의 수식에 의해 산출될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 승압단계 개시 후 엔진의 시동이 오프되기 전까지 지속적으로 연료레일의 승압 상태를 유지하도록 할 수 있다.

본 발명은 사용기간이 경과함에 따라 인젝터가 노후되어 최고 분사율이 낮아지게 되는 경우에도, 분사기간이 정상적인 경우에 비해 길어지지 않도록 하여 배기가스 온도의 과도한 상승으로 엔진 내구성이 저하되는 것을 방지함은 물론, 엔진의 출력이 정상적인 경우에 비하여 감소되는 것도 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 인젝터의 노화에 따른 최고 분사율과 분사기간의 관계를 설명한 그래프,
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 엔진의 연료공급계통을 예시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 인젝터 노화 보상 방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 엔진의 연료공급계통은 도시되지 않은 저압펌프로부터 제공된 연료를 고압펌프(1)에서 다시 가압하여 연료레일(3)로 공급하고, 상기 연료레일(3)은 다수의 인젝터(5)가 공유하면서 상기 연료레일(3) 내부의 연료압으로 연소실로 연료를 분사할 수 있도록 구성되어 있다.

물론, 상기 인젝터(5)에는 컨트롤러인 ECU(Engine Control Unit)이 연결되어 인젝터(5)의 분사기간을 입력 받을 수 있고, 인젝터(5)에 분사명령을 제공할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 컨트롤러는 고압펌프(1) 또는 상기 연료레일(3)의 고압레귤레이터를 제어하여 상기 연료레일(3) 내부의 연료압을 조절할 수 있도록 구성된다.

도 3을 참조하면, 본 발명 인젝터 노화 보상 방법의 실시예는, 컨트롤러가 인젝터의 분사기간을 입력 받는 입력단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 소정의 기준분사기간에 비해 상기 입력 받은 분사기간이 긴 경우, 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료레일(3)의 압력을 상승시키는 승압단계(S20)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 인젝터(5)가 오랜 기간 동안의 사용에 의해 코킹 등의 영향으로 최대 분사율이 저하되어, 목표 분사량을 충족시키기 위해서는 분사기간이 길어질 상황이 되면, 이를 상기 컨트롤러가 감지하여 자동적으로 연료레일(3)의 연료압을 승압시킴으로써, 인젝터의 최고 분사율이 정상적인 인젝터와 동일한 수준이 되도록 하여, 정상적인 인젝터의 분사기간과 동일한 분사시간으로 인젝터를 제어하여도, 목표 연료 분사량을 적절히 연소실로 분사할 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 기준분사기간은 코킹 등의 영향이 없는 신품 인젝터의 정상적인 분사기간으로서, 미리 실험 등에 의해 설계적으로 결정되거나 인젝터의 사양에 따라 결정될 수 있을 것이다.

상기 컨트롤러는 상기 입력 받은 분사기간이 상기 기준분사기간에 비해 소정의 기준시간 이상 긴 경우에 상기 승압단계(S20)를 수행하도록 할 수 있다.

즉, 컨트롤러가 입력 받는 분사기간이 기준분사기간과 허용 오차 범위 이내인 경우에는 상기와 같은 승압단계(S20)를 수행할 필요가 없는 것이다.

따라서, 상기 기준시간은 연료레일(3) 압력의 승압이 굳이 필요 없는 수준의 분사기간 차이 보다는 큰 값으로 설계적으로 설정될 수 있을 것이다.

예컨대, 상기 기준시간을 5ms로 설정한 경우에는, 상기 컨트롤러가 입력 받은 분사기간에서 상기 기준분사기간을 뺀 차이가 상기 5ms 미만인 경우에는 상기 승압단계(S20)를 수행하지 않고, 5ms 이상인 경우에는 상기 승압단계(S20)를 수행하여 상기 연료레일(3)의 연료압을 상승시키는 것이다.

상기 컨트롤러는 상기 기준분사기간과 입력 받은 분사기간의 차이에 비례하여, 상기 연료레일(3)의 압력을 상승시키는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 컨트롤러가 상승시키는 연료레일(3)의 압력은

상승압력=기준연료레일압력 * {(입력 분사기간-기준분사기간)/기준분사기간}

의 수식에 의해 산출할 수 있을 것이다.

상기와 같은 수식에 의해 연료레일(3)의 연료압을 상승시키면, 결국 입력 분사기간과 기준분사기간의 차이에 비례하여 연료레일(3)의 압력이 상승되게 되는 것이다.

물론, 상기 컨트롤러는 상기 고압펌프(1)를 제어하거나 도시되지 않은 상기 고압레귤레이터를 제어하여 상기 연료레일(3)의 압력을 상기 상승압력만큼 상승시킬 수 있도록 한다.

상기 컨트롤러는 상기 승압단계(S20) 개시 후 엔진오프확인단계(S30)를 수행하여, 엔진의 시동이 오프되기 전까지 지속적으로 연료레일(3)의 승압 상태를 유지한다.

따라서, 엔진의 운전이 계속되는 동안에는 상기한 바와 같이 연료레일(3)의 연료압이 승압된 상태에서 상기 인젝터(5)에 계속 연료가 공급되므로, 결국 코킹 등에 의해 노후된 인젝터에서도 정상적인 인젝터에 상응하는 최대분사율을 달성할 수 있게 되어, 인젝터(5)의 분사기간은 정상적인 인젝터와 동일하게 제어될 수 있는 상태가 유지되는 것이다.

따라서, 인젝터가 코킹 등에 의해 노후화된 엔진에서도 본 발명을 적용하면, 원하는 목표 연료분사량을 달성하기 위해 인젝터의 분사기간을 지나치게 길게 하지 않아도 되므로 배기가스 온도의 상승에 의한 엔진 내구성 저하를 방지할 수 있음은 물론, 엔진에서 요구되는 충분한 출력을 얻을 수 있다.

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; 고압펌프
3; 연료레일
5; 인젝터
S10; 입력단계
S20; 승압단계
S30; 엔진오프확인단계

Claims (5)

1. 컨트롤러가 인젝터의 분사기간을 입력 받는 입력단계와;
   상기 컨트롤러가 소정의 기준분사기간에 비해 상기 입력 받은 분사기간이 긴 경우, 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료레일의 압력을 상승시키는 승압단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터 노화 보상 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 입력 받은 분사기간이 상기 기준분사기간에 비해 소정의 기준시간 이상 긴 경우에 상기 승압단계를 수행하는 것
   을 특징으로 하는 인젝터 노화 보상 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 기준분사기간과 입력 받은 분사기간의 차이에 비례하여, 상기 연료레일의 압력을 상승시키는 것
   을 특징으로 하는 인젝터 노화 보상 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 컨트롤러가 상승시키는 연료레일의 압력은
   상승압력=기준연료레일압력 * {(입력 분사기간-기준분사기간)/기준분사기간}
   의 수식에 의해 산출되는 것
   을 특징으로 하는 인젝터 노화 보상 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 승압단계 개시 후 엔진의 시동이 오프되기 전까지 지속적으로 연료레일의 승압 상태를 유지하는 것
   을 특징으로 하는 인젝터 노화 보상 방법.
   

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