KR100534869B1 - 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴먼레일 시스템을 구비한 디젤 차량에서 엔진 아이들시 인젝터의 파일롯 분사에 필요한 에너자이징 시간(enerziging time)을 기준으로 파일롯 분사시간을 보정하여 기통간의 연소 소음 차이를 줄일 목적으로;

엔진이 시동되면, 크랭크 각에 따른 엔진 회전수와 그 평균치를 산출한 후, 상기 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간을 산출하고 그 평균치를 산출하는 단계와; 엔진 회전수와 그 평균치를 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계와; 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간과 그 평균치를 비교하여 가보정치를 산출하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 가보정치와 차량 실내 및 엔진 소음에 따른 설정 기준값을 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계와; 상기 단계에서 산출되는 가보정치와 파일롯 분사의 하드웨어적인 한계 특정 값을 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계로 이루어져 있어서, 엔진 소음의 저감에 따른 상품성을 향상시킬 수 있고, 기통간 편차를 줄이기 위해 추가로 드는 비용들을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감방법{a method for a reduction of engine noise at engine idle in diesel engine}

본 발명은 컴먼레일 시스템 디젤 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 기통마다의 하드웨어가 가지는 편차에 의해 나타나는 기통간 소음의 차이를 연소 소음에 중요한 역할을 하는 파일롯(Pilot)연료량에 대해 보정을 실시함으로서, 아이들 소음을 줄일 수 있는 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 방법에 관한 것이다.

지금까지 사용되던 디젤 연료 분사장치는 분사압력을 얻기 위하여 캠 구동장치를 사용했으며, 그 원리는 분사압력이 속도증가와 함께 증가하고 이에 따라 분사 연료량이 증가하는 방식이 있다.

이러한 장치는 분사압력이 매우 낮은 경우에만 실제로 사용할 수 있었다.

이러한 캠 구동 방식과 달리 승용차나 상용차에 이용되고 있는 컴먼 레일 분사(Common Rail Injection) 장치에서는 분사압력의 발생과 분사과정이 완전히 별개로 이루어진다. 이렇게 압력발생과 분사를 분리하기 위해서는 고압을 유지할 수 있는 고압 어큐물레이터(High-Pressure Accumulator)나 레일이 필요하게 된다.

상기한 시스템에서는 종래의 노즐 홀더 위치에 솔레노이드가 부착된 노즐이 장착되고, 고압은 고압 펌프에 의해서 생성되는데 일정한 범위 내에서는 엔진 회전수와는 독립하여 자유롭게 회전속도를 조정할 수 있다.

상기한 컴먼레일 방식에 있어서, 종래에는 기통간 연료 보정이 실시되고 있으나, 이는 주연료량에 대한 보정만을 실시하고 있다.

즉, 실제 사람이 느끼게되는 소음을 좌우하는 파일롯(Pilot) 분사는 보정을 하지 않고 있어, 엔진 아이들시 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 각 기통별 폭발시 발생하는 소음(음색측면 : 같은 소리라도 어느 한 기통이 크게 들리면 더욱 크게 인지됨)에 대한 파일롯 연료량 보정이 필요하게 된다.

그러나, 현재 컴먼레일 시스템은 파일롯 연료량 제어의 하드웨어(Hardware)적인 한계를 가지고 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 컴먼레일 시스템을 구비한 디젤 차량에서 엔진 아이들시 인젝터의 파일롯 분사에 필요한 에너자이징 시간(enerziging time)을 기준으로 파일롯 분사시간을 보정하여 기통간의 연소 소음 차이를 줄일 수 있는 디젤 엔진 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

엔진이 시동되면, 크랭크 각에 따른 엔진 회전수와 그 평균치를 산출한 후, 상기 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간을 산출하고 그 평균치를 산출하는 단계와;

엔진 회전수와 그 평균치를 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계와;

엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간과 그 평균치를 비교하여 가보정치를 산출하는 단계와;

상기 단계에서 산출된 가보정치와 차량 실내 및 엔진 소음에 따른 설정 기준값을 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계와;

상기 단계에서 산출되는 가보정치와 파일롯 분사의 하드웨어적인 한계 특정 값을 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고, 단지 일예로 제시된 것이다.

도 2는 본 발명의 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 장치 구성 블록도 이고, 도 3은 본 발명의 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 방법 동작 순서도 이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파일롯 연료량 보정 맵 그래프이다.

본 발명의 실시예에 따른 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 크랭크 각, 차량 실내 소음 및 엔진 룸 내의 소음 등을 검출하는 차량 동작상태 검출장치(100)와;

상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 크랭크 각 차량 실내 소음 치 엔진 룸 내의 소음 등을 입력받아 크랭크 각에 따른 엔진 회전수와 그 평균치를 산출하고, 상기 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간 및 그 평균치를 산출한 후, 엔진 회전수와 그 평균치를 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하되, 상기 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간과 그 평균치를 비교하여 산출되는 가보정치를 소음 차이를 발생시키는 에너자이징 시간 설정 값과, 인젝터의 하드웨어 한계치 에너자이징 시간 설정 값을 상호 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정한 후, 해당 파일롯 분사 제어신호를 출력하는 제어장치(200)와;

상기 제어장치(200)에서 출력되는 파일롯 분사 제어신호에 동기되어 각 기통별로 분사되는 파일롯 분사량을 조절하는 구동장치(300)로 이루어져 있다.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 크랭크 각 변화를 검출하는 크랭크 각 검출부와;

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량 실내 소음 변화를 검출하는 차량 실내 소음 검출부와;

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차량 엔진 룸 소음 변화를 검출하는 엔진 소음 검출부로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 방법을 첨부한 도 3을 참조하여 예를 들어 설명한다.

운전자가 차량을 주행시키기 위해 디젤 엔진을 구비한 차량의 엔진을 시동시키면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 크랭크 각 신호, 차량 실내 소음 및 차량 엔진 룸 소음 등을 검출한다(S100).

이에, 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 크랭크 각 신호, 차량 실내 소음 및 차량 엔진 룸 소음 등을 입력받기 위해 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 인가되는 제어신호에 동기되어 검출된 크랭크 각 신호, 차량 실내 소음 및 차량 엔진 룸 소음 등을 출력한다.

제어장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 크랭크 각 신호, 차량 실내 소음 및 차량 엔진 룸 소음 등을 입력받아 크랭크 각 신호에 따른 엔진 회전수(Ne)를 연산하여 산출하고, 그에 따른 엔진 회전수 평균치(M)를 산출한 후, 상기 엔진 회전수(Ne)에 해당하는 에너자이징 시간(Enerziging Time : Ee) 즉, 당업자에게 알려진 바와 같이, 인젝터 구동을 위해 필요한 에너지 충전시간을 검출하고, 그에 따른 에너자이징 시간의 평균치(EM)를 산출한다(S110,S120).

이어서, 제어장치(200)는 상기 엔진 회전수(Ne)를 엔진 회전수에 따른 평균치(M)를 비교하여 엔진 아이들 시 파일롯 분사량 보정여부를 판단한다(S130).

상기에서, 차량 동작 변화에 따른 엔진 회전수(Ne)와 그에 따른 엔진 회전수 평균치(M)가 동일함이 판단되면, 제어장치(200)는 파일롯 분사량 보정을 수행하지 않고, 전 회의 파일롯 결정 보정치를 적용하여 파일롯 분사를 수행한다(S135).

하지만, 상기에서 차량 동작 변화에 따른 엔진 회전수(Ne)와 그에 따른 엔진 회전수 평균치(M)가 동일치 않음이 판단되면, 제어장치(200)는 엔진 회전수(Ne)에 해당하는 에너자이징 시간(Ee)과 그에 따른 에너자이징 시간의 평균치(EM)를 비교하여 파일롯 분사량 가보정치(Cin)를 설정한다(S140).

즉, 상기에서 엔진 회전수(Ne)에 해당하는 에너자이징 시간(Ee)이 그에 따른 에너자이징 평균치(EM)보다 작다고 판단되면, 가보정치(Cin)를 소정의 기준값 보다 큰 값으로 설정한다(S150).

하지만, 상기 엔진 회전수(Ne)에 해당하는 에너자이징 시간(Ee)이 그에 따른 에너자이징 평균치(EM)보다 크다고 판단되면, 가보정치(Cin)를 소정의 기준값 보다 작은 값으로 설정한다(S160).

상기 가보정치(Cin)는 메모리에 순차적으로 저장된다.

이어서, 상기 제어장치(200)는 검출되어 인가되는 차량의 실내 소음과 엔진 룸 소음에 따른 에너자이징 시간의 차이로 소음의 차이가 나타나는 메모리에 설정된 설정 값을 상기 가보정치(Cin)와 비교하여 엔진 아이들 시 파일롯 분사량 보정여부를 판단한다(S170).

즉, 상기 가보정치(Cin)가 차량의 실내 소음과 엔진 룸 소음에 따른 에너자이징 시간의 차이로 소음의 차이가 나타나는 메모리에 설정된 설정 값(Ethmin)보다 작거나 같으면, 제어장치(200)는 불필요한 보정 및 소음이 달라지지 않는 파일롯 분사량 보정은 하지 않도록 하기 위해 전 회의 파일롯 결정 보정치를 적용하여 파일롯 분사를 수행하는 단계(S135)를 실행한다.

그러나, 상기 가보정치(Cin)가 차량의 실내 소음과 엔진 룸 소음에 따른 에너자이징 시간의 차이로 소음의 차이가 나타나는 메모리에 설정된 설정 값(Ethmin)보다 크다고 판단되면, 제어장치(200)는 파일롯 분사의 하드웨어적인 특성의 한계 즉, 인젝터 기통간의 보정을 위한 파일럿 분사량의 보정 요구치가 에너자이징 필요시간 대비 빠른 시간 내 동일한 연료량을 요구할 때를 특정값으로 설정하고, 그 때 인젝터의 분사에 필요한 에너자이징 시간을 설정하여(A), 상기 가보정치(Cin)와 비교한다.

즉, 상기 가보정치(Cin)가 파일롯 분사의 하드웨어적인 한계치를 특정값으로 하여 설정된 에너자이징 시간(A)보다 작으면 파일롯 분사 보정을 수행하지 않고, 상기 파일롯 분사의 하드웨어적인 한계치를 특정값으로 하여 설정된 에너자이징 시간(A)보다 큰 경우에만 파일롯 분사 보정을 허용하기 위한 것이다.

따라서, 상기 가보정치(Cin)가 파일롯 분사의 하드웨어적인 한계 특정값에 따라 설정된 에너자이징 시간(A)보다 크다고 판단되면, 파일롯 분사 보정을 결정하고 그에 따른 해당 제어신호를 출력한다(S190).

상기에서 파일롯 분사 보정은 도 4에 도시되어 있는바와 같이 엔진 회전수 변화(△rpm(Me-M))에 따라 파일롯 연료량 에너자이징 시간(A)을 결정하여 파일롯 분사 보정을 수행한다.

따라서, 디젤 엔진에서 주 연료 분사전 적당한 연소 분위기 조건을 형성하여 실린더 내의 압력 상승률을 완화시키기 위해 분사되는 파일롯 분사시간을 조절하여 줌으로서, 엔진 소음을 저감실 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 컴먼레일 시스템을 구비한 디젤 차량에서 엔진 아이들시 인젝터의 파일롯 분사에 필요한 에너자이징 시간(enerziging time)을 기준으로 파일롯 분사시간을 보정하여 기통간의 연소 소음 차이를 줄여 줌으로서, 엔진 소음의 저감에 따른 상품성을 향상시킬 수 있고, 기통간 편차를 줄이기 위해 추가로 드는 비용들을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 발생 그래프이고,

도 2는 본 발명의 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 장치 구성 블록도 이고,

도 3은 본 발명의 디젤 차량의 엔진 아이들시 소음 저감 방법 동작 순서도 이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파일롯 연료량 보정 맵 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출수단

삭제

200 : 제어 수단 300 : 구동수단

Claims (2)

1. 엔진이 시동되면, 크랭크 각에 따른 엔진 회전수와 그 평균치를 산출한 후, 상기 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간을 산출하고 그 평균치를 산출하는 단계와;

   엔진 회전수와 그 평균치를 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계와;

   엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간과 그 평균치를 비교하여 가보정치를 산출하는 단계와;

   상기 단계에서 산출된 가보정치와 차량 실내 및 엔진 소음에 따른 설정 기준값을 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계와;

   상기 단계에서 산출되는 가보정치와 파일롯 분사의 하드웨어적인 한계 특정 값으로 설정된 에너자이징 시간을 비교하여 파일롯 분사 보정 여부를 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 엔진 아이들 시 소음 저감 방법.
2. 제 1항에 있어서, 파일롯 분사 보정은 엔진 회전수와 그 평균치가 동일하지 않고, 엔진 회전수에 해당하는 에너자이징 시간과 그 평균치에 의해 산출되는 가보정치가 차량 실내 및 엔진 룸 소음에 의한 차이에 따라 설정된 기준값보다 크고, 상기 가보정치가 하드웨어적인 한계 특정값으로 설정된 에너자이징 시간보다 클 때만 수행하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량의 엔진 아이들 시 소음 저감 방법.