KR20210019223A - 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법 및 그 학습장치 - Google Patents

차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법 및 그 학습장치 Download PDF

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KR20210019223A
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Abstract

차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은, 제어기가 상기 엔진에 연료를 공급하는 상기 인젝터에 분사 시작 명령을 인가하는 단계와, 상기 분사 시작 명령이 인가된 후, 상기 제어기가 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료 레일(fuel rail) 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계와, 상기 제어기가 상기 연료 압력의 변동량에 근거하여 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습하는 단계를 포함한다.

Description

차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법 및 그 학습장치{METHOD AND DEVICE FOR LEARNING OPENING TIME OF INJECTOR FOR VEHICLE ENGINE}
본 발명은 엔진용 인젝터를 포함하는 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법 및 그 학습장치에 관한 것이다.
차량의 엔진에 연료를 공급할 때에, 공급 연료량은 제어기(ECU(Electronic Control Unit, ECU)))에 의해 결정되고, 결정된 연료량을 인젝터에 의해 엔진 내부로 분사함으로써 엔진 내부로 연료가 공급된다.
인젝터는 통상적으로 솔레노이드 밸브로 구성되며 각 기통별로 구비되어 제어기로부터 연료 분사 신호를 받아 소정 분사 시간 동안 연료를 분사함으로써, 요구 연료량만큼 엔진 내부로 연료를 공급한다.
차량 엔진의 연료 분사 방식은 보통 포트 분사 방식과 직접 분사 방식으로 나눌 수 있다. 여기서 포트 분사 방식은 가솔린 엔진에 주로 사용되며, 흡기 포트에 연료를 분사하여 공기와 혼합된 혼합기를 엔진의 실린더 내부로 공급하는 방식이고, 직접 분사 방식은 디젤 엔진에 주로 사용되며, 실린더 내부에 연료를 직접 분사하는 방식이다.
그런데, 최근에는 연비 및 출력 향상, 환경 오염 방지 등의 목적으로 가솔린 엔진에 대하여 직접 분사 방식을 채용하는 기술이 주목 받고 있다. 이러한 엔진을 GDI 엔진(GDI, Gasoline Direct Injection Engine)이라고 하며, 흡기 밸브의 개방 시 공기가 흡기 포트로부터 연소실로 흡입되어 피스톤에 의해 압축되며, 이러한 연소실로 유입된 고압의 공기에 대하여 연료가 직접 분사되는 방식이다.
GDI 엔진에서는 연료를 고압으로 분사할 수 있도록 기통 별로 각각 인젝터가 설치된다. 각각의 인젝터의 솔레노이드는 제어기로부터 분사 명령 시간(구동 신호)을 인가 받으면 분사 출구를 개방하여 연소실 내에 연료를 분사하고, 분사가 종료되면 분사 출구를 폐쇄한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는, 인젝터에 연결된 연료 레일의 연료 압력을 이용하여 인젝터의 열림 시간(개방 시간)을 정확히 검출할 수 있는, 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법 및 그 학습장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은, 제어기가 상기 엔진에 연료를 공급하는 상기 인젝터에 분사 시작 명령을 인가하는 단계와, 상기 분사 시작 명령이 인가된 후, 상기 제어기가 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료 레일(fuel rail) 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계와, 상기 제어기가 상기 연료 압력의 변동량에 근거하여 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 연료 레일은 압축된 고압의 연료를 상기 인젝터에 공급하는 고압 연료 레일일 수 있다.
상기 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은, 상기 제어기가 상기 학습된 인젝터의 열림 지연 시간을 보상하기 위해 상기 인젝터의 연료 분사량이 목표 연료 분사량이 되도록 상기 인젝터를 위한 분사 시작 명령을 앞당기는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목표 연료 분사량은 상기 인젝터가 상기 엔진의 연소실에 기준 연료량보다 적은 저유량의 연료를 주입할 때 필요한 연료량일 수 있다.
상기 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계는, 상기 제어기가 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가되기 전에 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 초기 압력 신호를 수신하는 단계와, 상기 연료 레일의 초기 압력 신호가 수신된 후, 상기 제어기가 상기 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가된 후 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 변동 압력 신호를 수신하는 단계와, 상기 제어기가 상기 초기 압력 신호 및 상기 변동 압력 신호에 근거하여 상기 연료 레일 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어기는 상기 초기 압력 신호에서 상기 변동 압력 신호를 뺀 값을 이용하여 상기 연료 압력의 변동량을 계산할 수 있다.
상기 변동 압력 신호는 상기 압력 센서에서 측정되는 연료 레일 내부의 연료 압력 신호를 필터링한 신호일 수 있다.
상기 변동 압력 신호는 상기 인젝터의 니들(needle)이 이동될 때 생성되는 상기 연료 레일 내부의 연료의 부피 변화로 인해 발생될 수 있다.
상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습하는 단계는, 상기 제어기가 상기 연료 압력의 변동량이 상기 인젝터의 열림을 판단하기 위한 임계값을 초과하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 연료 압력의 변동량이 상기 임계값을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 임계값을 초과하는 상기 연료 압력의 변동량의 최소값에 대응하는 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 메모리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은, 상기 연료 압력의 변동량이 상기 임계값을 초과하지 않을 때, 상기 제어기가 상기 인젝터의 열림 시간을 측정하는 타이머의 시간값이 상기 인젝터의 연료 분사량이 상기 엔진의 특정 동작 방식을 위한 목표 연료 분사량이 되도록 하기 위해 설정된 최대 시간이고 상기 인젝터의 열림 시간을 학습하기 위한 학습시간을 초과하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 타이머의 시간값이 상기 학습시간을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 인젝터의 열림 시간이 불량인 것으로 판단하고 상기 판단 값을 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치는, 상기 엔진에 연료를 공급하는 상기 인젝터와, 상기 인젝터에 분사 시작 명령을 인가한 후, 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료 레일 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 연료 압력의 변동량에 근거하여 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습할 수 있다.
상기 연료 레일은 압축된 고압의 연료를 상기 인젝터에 공급하는 고압 연료 레일을 포함할 수 있다.
상기 제어기는 상기 학습된 인젝터의 열림 지연 시간을 보상하기 위해 상기 인젝터의 연료 분사량이 목표 연료 분사량이 되도록 상기 인젝터를 위한 분사 시작 명령을 앞당길 수 있다.
상기 목표 연료 분사량은 상기 인젝터가 상기 엔진의 연소실에 기준 연료량보다 적은 저유량의 연료를 주입할 때 필요한 연료량일 수 있다.
상기 제어기는 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가되기 전에 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 초기 압력 신호를 수신하고, 상기 연료 레일의 초기 압력 신호가 수신된 후, 상기 제어기는 상기 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가된 후 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 변동 압력 신호를 수신하고, 상기 제어기는 상기 초기 압력 신호 및 상기 변동 압력 신호에 근거하여 상기 연료 레일 내부의 연료 압력의 변동량을 계산할 수 있다.
상기 제어기는 상기 초기 압력 신호에서 상기 변동 압력 신호를 뺀 값을 이용하여 상기 연료 압력의 변동량을 계산할 수 있다.
상기 변동 압력 신호는 상기 압력 센서에서 측정되는 연료 레일 내부의 연료 압력 신호를 필터링한 신호일 수 있다.
상기 변동 압력 신호는 상기 인젝터에 포함된 니들이 이동될 때 생성되는 상기 연료 레일 내부의 연료의 부피 변화로 인해 발생될 수 있다.
상기 제어기는 상기 연료 압력의 변동량이 상기 인젝터의 열림을 판단하기 위한 임계값을 초과하는 지 여부를 판단하고, 상기 제어기는 상기 임계값을 초과하는 상기 연료 압력의 변동량의 최소값에 대응하는 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 타이머를 이용하여 계산하고, 상기 제어기는 상기 계산된 열림 지연 시간을 메모리에 저장할 수 있다.
상기 연료 압력의 변동량이 상기 임계값을 초과하지 않을 때, 상기 제어기는 상기 인젝터의 열림 시간을 측정하는 상기 타이머의 시간값이, 상기 인젝터의 연료 분사량이 상기 엔진의 특정 동작 방식을 위한 목표 연료 분사량이 되도록 하기 위해 설정된 최대 시간이고 상기 인젝터의 열림 시간을 학습하기 위한 학습시간을 초과하는 지 여부를 판단하고, 상기 타이머의 시간값이 상기 학습시간을 초과할 때, 상기 제어기는 상기 인젝터의 열림 시간이 불량인 것으로 판단하고 상기 판단 값을 상기 메모리에 저장할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법 및 그 학습장치는 인젝터에 연결된 연료 레일(예, 고압 연료 레일)의 연료 압력을 이용하여 인젝터의 열림 시간을 정확히 인식하는 것에 의해 인젝터의 작동 구간(예, 인젝터의 저유량 구간(low flow quantity region))에서의 연료량을 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법을 설명하는 타이밍 다이어그램(timing diagram)이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치를 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 4는 도 3에 도시된 인젝터의 작동 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 인젝터의 다른 작동 실시예를 설명하는 도면이다.
본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 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. 이 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
관련 기술에 따르면, 인젝터의 유량(fuel quantity)(또는 분사량)이 작은 저유량 구간에서 인젝터의 유량 편차(또는 유량 오차)에 의해 차량에 포함된 엔진의 실화(misfire)가 발생되거나 또는 엔진의 토크 편차가 유발되어 엔진의 러프니스(roughness) 값(즉, 엔진의 크랭크 축의 회전 속도 값)이 악화될 수 있다. 상기 유량 편차를 유발하는 인자는 인젝터 제품 산포(인젝터 제품의 편차 또는 인젝터의 개별적인 특성)로 인한 인젝터의 열림시점 또는 닫힘 시점의 편차를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다. 도 2는 도 1에 도시된 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법을 설명하는 타이밍 다이어그램(timing diagram)이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치를 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다. 도 4는 도 3에 도시된 인젝터의 작동 실시예를 설명하는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 인젝터의 다른 작동 실시예를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 판단 단계(100)에서 제어기(205)는 도 2의 제1 시간(T1)에서 차량의 엔진에 연료를 공급하는 인젝터(210)에 분사 시작 명령 또는 구동 명령을 인가할 수 있다. 상기 분사 시작 명령은 도 2에 도시된 인젝터(210)를 구동하는 전압에 대응할 수 있다.
제어기(205)는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로서 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치(200)를 포함하는 차량의 전체 동작을 제어할 수 있다. 제어기(205)는, 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어(예, 마이크로컴퓨터)일 수 있고, 상기 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다. 상기 명령은 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치(200)의 메모리에 저장될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치(200)는, 제어기(205), 인젝터(210), 인젝터에 연결되는 연료 레일(280), 및 연료 레일 내부의 연료 압력을 측정(또는 검출)하는 압력 센서(290)를 포함할 수 있다.
인젝터(210)는 예를 들어 GDI(gasoline direct injection) 인젝터일 수 있으며, 상기 엔진의 연소실에 연료를 공급할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인젝터(210)는 분사 출구(218)를 개폐하고 밸브 시트(seat)(217)에 배치되는 니들(needle)(또는 니들 밸브)(216), 니들(216)과 결합되어 니들(216)을 직선 운동시키는 아마추어(armature)(215), 아마추어(215)의 상부에 배치된 자성부재(magnetic member 또는magnetic core)(211), 솔레노이드 자기장을 형성하는 솔레노이드 코일(213), 및 이동된 니들(216)과 아마추어(215)를 복귀시키는 리턴 스프링(return spring)(212)을 포함할 수 있다. 솔레노이드 코일(213)은 제어기(205)와 전기적으로 연결되어 제어 신호인 구동 신호를 수신할 수 있다.
도 5를 참조하면, 솔레노이드 코일(213)에 구동 신호가 인가될 때 자성부재(211)에 전자기장이 형성되고 상기 전자기장에 의하여 흡인력이 생겨 아마추어(215)가 니들의 리프트 량(Lift amount)(214)만큼 이동하며, 아마추어(215)가 니들(216)을 이동시킴으로써 분사 출구(218)가 개방될 수 있다.
연료 레일(280)는, 예를 들어, 고압 연료 레일을 포함할 수 있다. 고압 연료 레일은 차량의 고압 연료 펌프에 의해 압축된 고압(기준 압력(예, 240 (bar))보다 큰 압력)의 연료를 인젝터(210)에 공급할 수 있다. 고압 연료 펌프는 차량의 연료 탱크로부터 연료를 공급받을 수 있다.
도 1에 도시된 작동 단계(105)에 따르면, 제어기(205)는 인젝터(210)의 열림 시간을 측정(계산)하기 위한 타이머(timer)를 제1 시간(T1)에서 작동시킬 수 있다. 타이머는 제어기(205)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
단계(110)에 따르면, 제어기(205)는 압력 센서(290)로부터 상기 분사 시작 명령이 인가되기 전에 생성되고 연료 레일(280) 내부의 연료 압력에 대응하는 연료 레일의 초기 압력 신호를 수신할 수 있다.
단계(115)에 따르면, 제어기(205)는 상기 초기 압력 신호 및 분사 시작 명령 인가 시점을 상기 메모리(또는 테이블(table))에 저장할 수 있다. 메모리에는 인젝터(210)의 연료 분사 시간, 압력(분사압력), 또는 온도 모델값이 저장되어 있다. 메모리는 제어기(205)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
단계(125)에 따르면, 연료 레일(280)의 초기 압력 신호가 수신된 후, 제어기(205)는 압력 센서(290)로부터 상기 분사 시작 명령이 인가된 후 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 연료 레일(280)의 변동 압력 신호를 수신할 수 있다. 정확한 인젝터(210)의 열림 시간을 검출하기 위해, 예를 들어, 상기 변동 압력 신호는 압력 센서(290)에서 측정되는 연료 레일(280) 내부의 연료 압력 신호를 필터링(filtering)한 신호일 수 있다. 상기 필터링은 로우 패스 필터(Low pass filter) 또는 recursive filter(순환 필터)(예, Recursion M 필터(filter)) 등에 의해 수행될 수 있다. 상기 변동 압력 신호는 인젝터(210)의 아마추어(215)와 니들(210)이 이동될 때 생성되는 연료 레일(280) 내부의 연료의 체적(부피) 변화로 인해 발생될 수 있다.
제어기(205)는 초기 압력 신호 및 변동 압력 신호에 근거하여 연료 레일(fuel rail)(280) 내부의 연료 압력의 변동량(DP)을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(205)는 초기 압력 신호에서 변동 압력 신호를 뺀 값을 이용하여 연료 압력의 변동량(DP)을 계산할 수 있다.
단계(130)에 따르면, 제어기(205)는 연료 압력의 변동량(DP)이 임계값(threshold value)을 초과하는 지 여부를 판단할 수 있다. 상기 임계값은 인젝터(210)의 열림을 판단하기 위한 값으로 시험(test)(또는 실험)에 의해 선정(결정)될 수 있다.
연료 압력의 변동량(DP)이 임계값을 초과하지 않을 때 프로세스(process)인 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은 단계(135)로 진행하고 연료 압력의 변동량(DP)이 임계값을 초과할 때, 프로세스(process)인 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은 단계(150)로 진행할 수 있다.
단계(135)에 따르면, 제어기(205)는 상기 타이머(timer)의 시간값이 인젝터(210)의 열림 시간을 학습(또는 진단)하기 위한 학습시간(tD)을 초과하는 지 여부를 판단할 수 있다. 인젝터(210)의 열림 시간을 학습하기 위한 학습시간(tD)은 인젝터의 연료 분사량이 상기 엔진의 특정 동작 방식을 위한 목표 연료 분사량이 되도록 하기 위해 설정된 최대 시간으로서 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치(200)의 메모리에 저장되어 있다. 학습시간(tD)은 도 2에서 제1시간(T1)과 제3 시간(T3) 사이의 시간일 수 있다. 예를 들어, 상기 목표 연료 분사량은 상기 인젝터가 엔진의 연소실에 기준 연료량(예, 24 (mg/ms))보다 적은 소량의(저유량의) 연료를 주입할 때 필요한 연료량일 수 있다. 인젝터가 엔진의 연소실에 소량의 연료를 여러 번 나누어(분할하여) 주입하는 방법은 다중 분사(multi-injection) 방식으로 언급될 수 있다.
타이머(timer)의 시간값이 인젝터(210)의 학습시간(tD)을 초과하지 않을 때 프로세스(process)인 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은 단계(125)로 진행하고, 타이머(timer)의 시간값이 학습시간(tD)을 초과할 때 프로세스(process)인 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은 단계(138)로 진행할 수 있다.
단계(138)에 따르면, 제어기(205)는 인젝터(210)의 열림 시간이 불량(failure)인 것으로 판단하고 상기 판단 값을 상기 메모리에 저장할 수 있다.
단계(150)에 따르면, 제어기(205)는 임계값(threshold value)을 초과하는 연료 압력의 변동량(DP)의 최소값에 대응하는 인젝터의 열림 지연 시간(tOP)을 제2 시간(T2)에서 학습(또는 검출)할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(205)는 임계값(threshold value)을 초과하는 연료 압력의 변동량(DP)의 최소값에 대응하는 인젝터의 열림 지연 시간(tOP)을 타이머를 이용하여 계산하고 상기 메모리에 상기 계산된 열림 지연 시간을 저장할 수 있다.
제어기(205)는, 상기 학습된 인젝터(210)의 열림 지연 시간이 인젝터의 연료 분사량이 상기 목표 연료 분사량이 되도록 하는 기준값보다 큰 경우, 상기 학습된 인젝터(210)의 열림 지연 시간으로 인한 인젝터의 연료 분사량의 감소를 방지하기 위해, 인젝터의 연료 분사량이 상기 목표 연료 분사량이 되도록 인젝터를 위한 분사 시작 명령을 앞당겨 인젝터에 미리 인가하여 인젝터의 연료 분사 시간을 증가시킬 수 있다. 제어기(205)는, 상기 학습된 인젝터(210)의 열림 지연 시간이 상기 기준값보다 작은 경우, 인젝터의 연료 분사량의 증가를 방지하기 위해, 인젝터의 연료 분사량이 상기 목표 연료 분사량이 되도록 인젝터를 위한 분사 시작 명령을 늦추어 인젝터에 인가함으로써 인젝터의 연료 분사 시간을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
205: 제어기
210: 인젝터
280: 연료 레일
290: 압력 센서

Claims (20)

  1. 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법에 있어서,
    제어기가 상기 엔진에 연료를 공급하는 상기 인젝터에 분사 시작 명령을 인가하는 단계;
    상기 분사 시작 명령이 인가된 후, 상기 제어기가 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료 레일(fuel rail) 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 연료 압력의 변동량에 근거하여 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습하는 단계
    를 포함하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연료 레일은 압축된 고압의 연료를 상기 인젝터에 공급하는 고압 연료 레일인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은,
    상기 제어기가 상기 학습된 인젝터의 열림 지연 시간을 보상하기 위해 상기 인젝터의 연료 분사량이 목표 연료 분사량이 되도록 상기 인젝터를 위한 분사 시작 명령을 앞당기는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 목표 연료 분사량은 상기 인젝터가 상기 엔진의 연소실에 기준 연료량보다 적은 저유량의 연료를 주입할 때 필요한 연료량인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계는,
    상기 제어기가 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가되기 전에 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 초기 압력 신호를 수신하는 단계;
    상기 연료 레일의 초기 압력 신호가 수신된 후, 상기 제어기가 상기 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가된 후 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 변동 압력 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 초기 압력 신호 및 상기 변동 압력 신호에 근거하여 상기 연료 레일 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 초기 압력 신호에서 상기 변동 압력 신호를 뺀 값을 이용하여 상기 연료 압력의 변동량을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 변동 압력 신호는 상기 압력 센서에서 측정되는 연료 레일 내부의 연료 압력 신호를 필터링한 신호인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 변동 압력 신호는 상기 인젝터의 니들(needle)이 이동될 때 생성되는 상기 연료 레일 내부의 연료의 부피 변화로 인해 발생되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 연료 압력의 변동량이 상기 인젝터의 열림을 판단하기 위한 임계값을 초과하는 지 여부를 판단하는 단계;
    상기 연료 압력의 변동량이 상기 임계값을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 임계값을 초과하는 상기 연료 압력의 변동량의 최소값에 대응하는 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법은,
    상기 연료 압력의 변동량이 상기 임계값을 초과하지 않을 때, 상기 제어기가 상기 인젝터의 열림 시간을 측정하는 타이머의 시간값이 상기 인젝터의 연료 분사량이 상기 엔진의 특정 동작 방식을 위한 목표 연료 분사량이 되도록 하기 위해 설정된 최대 시간이고 상기 인젝터의 열림 시간을 학습하기 위한 학습시간을 초과하는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 타이머의 시간값이 상기 학습시간을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 인젝터의 열림 시간이 불량인 것으로 판단하고 상기 판단 값을 상기 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 방법.
  11. 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치에 있어서,
    상기 엔진에 연료를 공급하는 상기 인젝터; 및
    상기 인젝터에 분사 시작 명령을 인가한 후, 상기 인젝터에 연료를 공급하는 연료 레일 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 연료 압력의 변동량에 근거하여 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 학습하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연료 레일은 압축된 고압의 연료를 상기 인젝터에 공급하는 고압 연료 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 학습된 인젝터의 열림 지연 시간을 보상하기 위해 상기 인젝터의 연료 분사량이 목표 연료 분사량이 되도록 상기 인젝터를 위한 분사 시작 명령을 앞당기는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 목표 연료 분사량은 상기 인젝터가 상기 엔진의 연소실에 기준 연료량보다 적은 저유량의 연료를 주입할 때 필요한 연료량인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가되기 전에 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 초기 압력 신호를 수신하고,
    상기 연료 레일의 초기 압력 신호가 수신된 후, 상기 제어기는 상기 압력 센서로부터 상기 분사 시작 명령이 인가된 후 생성되고 상기 연료 레일 내부의 연료 압력에 대응하는 상기 연료 레일의 변동 압력 신호를 수신하고,
    상기 제어기는 상기 초기 압력 신호 및 상기 변동 압력 신호에 근거하여 상기 연료 레일 내부의 연료 압력의 변동량을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 초기 압력 신호에서 상기 변동 압력 신호를 뺀 값을 이용하여 상기 연료 압력의 변동량을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 변동 압력 신호는 상기 압력 센서에서 측정되는 연료 레일 내부의 연료 압력 신호를 필터링한 신호인 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 변동 압력 신호는 상기 인젝터에 포함된 니들이 이동될 때 생성되는 상기 연료 레일 내부의 연료의 부피 변화로 인해 발생되는 것을 특징으로 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 연료 압력의 변동량이 상기 인젝터의 열림을 판단하기 위한 임계값을 초과하는 지 여부를 판단하고,
    상기 제어기는 상기 임계값을 초과하는 상기 연료 압력의 변동량의 최소값에 대응하는 상기 인젝터의 열림 지연 시간을 타이머를 이용하여 계산하고,
    상기 제어기는 상기 계산된 열림 지연 시간을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 연료 압력의 변동량이 상기 임계값을 초과하지 않을 때, 상기 제어기는 상기 인젝터의 열림 시간을 측정하는 상기 타이머의 시간값이, 상기 인젝터의 연료 분사량이 상기 엔진의 특정 동작 방식을 위한 목표 연료 분사량이 되도록 하기 위해 설정된 최대 시간이고 상기 인젝터의 열림 시간을 학습하기 위한 학습시간을 초과하는 지 여부를 판단하고,
    상기 타이머의 시간값이 상기 학습시간을 초과할 때, 상기 제어기는 상기 인젝터의 열림 시간이 불량인 것으로 판단하고 상기 판단 값을 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진용 인젝터의 열림 시간 학습 장치.
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