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KR101416366B1 - 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101416366B1
KR101416366B1 KR1020120110942A KR20120110942A KR101416366B1 KR 101416366 B1 KR101416366 B1 KR 101416366B1 KR 1020120110942 A KR1020120110942 A KR 1020120110942A KR 20120110942 A KR20120110942 A KR 20120110942A KR 101416366 B1 KR101416366 B1 KR 101416366B1
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direct injection
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기아자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 엔진의 시동이 오프(Off) 되는지 여부를 판단하여 상기 엔진의 시동이 오프(Off) 되는 경우 상기 고압펌프의 연료 흡입밸브(Inlet valve) 작동을 소정 시간 동안 유지시킴으로써 저압펌프 측으로 연료가 역류되는 것을 방지하여 차량의 NVH를 개선시킬 수 있는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법{FUEL CONTROL SYSTEM AND FUEL CONTROL METHOD OF GASOLINE DIRECT INJECTION ENGINE}
본 발명은 가솔린 직분사(Gasoline Direct Injection, GDI) 엔진의 연료를 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린 직분사 엔진(GDI 엔진)의 연료시스템은 연료탱크의 내부에 연료레일에 연료를 공급하기 위하여 모터로 동작되는 저압펌프가 장착되고, 캠축에 의해 동작하는 고압펌프가 헤드커버 측에 장착된다.
그리고, 연료를 각각의 연소실에 분사하는 인젝터가 장착되고, 연료레일의 끝단에는 연료레일 내부의 압력, 즉 각 인젝터에 걸리는 연료의 압력을 검출하는 압력센서가 장착된다.
연료탱크에서 저압펌프의 작동으로 엔진까지 공급된 연료는 캠 축에 의해 동작하는 고압펌프에 의해 설정된 소정의 압력, 대략 120bar 정도까지 가압되어 연료레일에 공급된다.
이때, 연료레일의 끝단에 장착되는 압력센서는 연료레일에 형성되는 압력을 검출하여 제어수단에 인가하고, 제어수단은 운전 조건별 최적 압력을 유지하도록 연료압력 피드백(Feed back)제어를 한다.
일반적인 GDI 엔진의 연료시스템에 적용되는 고압펌프는 플런저와, 제어밸브 및 솔레노이드를 포함할 수 있다.
고압펌프는 플런저가 캠 축에 연동하여 상하왕복운동을 하면서 연료를 가압하게 된다. 그리고, 플런저의 상사점과 하사점 사이에서 입구측 밸브(Inlet valve)인 상기 제어밸브의 닫힘 시점에 따라 연료의 압축 압력이 제어된다. 연료의 압축 압력이 일정 압력 이상에 도달하면 기계적으로 작동하는 출구측 밸브(Outlet valve)가 열리면서 인젝터 쪽으로 고압의 연료가 이동하게 된다.
따라서, 입구측 밸브(Inlet valve)인 상기 제어밸브가 닫혀 있는 경우에만 연료가 송출될 수 있으므로 제어수단은 솔레노이드를 통해 제어밸브의 닫힘 시간을 조정함으로써 연료의 토출량 및 압력을 제어하게 된다.
그런데, 시동 오프에 의해 엔진의 점화가 정지(IGNITION OFF)되면 상기 고압펌프의 작동도 0.1 초 이내에 정지(OFF)된다. 고압펌프의 작동이 정지되는 경우 제어밸브가 완전히 열려있는 상태가 되기 때문에 압축되어 있던 고압펌프 내부의 연료가 저압펌프 측으로 역류하는 현상이 발생된다.
따라서, 저압펌프로 역류하는 연료의 압력 맥동으로 인하여 진동과 소음이 발생되므로 NVH(Noise Vibration Harshness)가 악화되는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가솔린 직분사 엔진의 시동이 꺼지게 되는 경우에 저압펌프 측으로 연료가 역류되는 것을 방지하여 차량의 NVH를 개선시킬 수 있는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에서는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 고압펌프에 의해 승압된 연료를 엔진의 연료실 내에 직접 분사하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법은, 상기 엔진의 시동이 오프(Off) 되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 엔진의 시동이 오프(Off) 되는 경우 상기 고압펌프 내부로 연료를 선택적으로 공급하기 위해 전자식으로 작동하는 상기 고압펌프의 연료 흡입밸브(Inlet valve)의 작동을 소정 시간 동안 유지시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 소정 시간은 상기 엔진의 회전수가 0이 될 때까지의 시간인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 흡입밸브의 작동을 소정 시간 동안 유지시키는 단계는, 상기 엔진의 시동이 오프 되는 경우 상기 흡입밸브의 작동을 유지시키는 단계; 상기 엔진의 회전수가 0이 되는지 판단하는 단계; 및 상기 엔진의 회전수가 0이 되는 경우 상기 흡입밸브의 작동을 해제시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 소정 시간 동안에는 상기 고압펌프의 흡입밸브(Inlet valve)의 작동 속도를 상기 엔진의 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 흡입밸브의 작동을 소정 시간 동안 유지시키는 단계는, 상기 소정 시간 동안 상기 엔진의 회전수가 소정값 미만이 되고, 상기 고압펌프의 압송되는 고압연료를 수용하여 각 연소실의 인젝터로 분배하는 연료레일의 압력이 소정 압력 미만이 되며, 연료 분사량이 소정량 미만이 되는 조건을 판단하는 단계; 및 상기 조건을 만족시키는 경우 상기 흡입밸브(Inlet valve)의 작동 속도를 상기 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 고압펌프는 캠 축과 연동하여 상하로 왕복운동하며 상기 고압펌프 내부의 연료를 가압하는 플런저를 더 포함하고, 상기 플런저가 하사점에서 상사점으로 이동하는 행정인 경우 상기 흡입밸브의 닫힘 속도를 상기 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 고압펌프는 캠 축과 연동하여 상하로 왕복운동하며 상기 고압펌프 내부의 연료를 가압하는 플런저를 더 포함하고, 상기 플런저가 상사점에서 하사점으로 이동하는 행정인 경우 상기 흡입밸브의 열림 속도를 상기 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시에에서는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 상기 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템은, 연료를 연소실에 직접 분사하는 가솔린 직분사 엔진; 상기 연료탱크에 설치되며 모터 구동에 의해 연료를 송출하는 저압펌프; 상기 저압펌프에서 송출되는 연료를 승압시켜 연료레일로 제공하는 고압펌프; 상기 연료레일 내부의 압력을 검출하는 압력센서; 및 상기 압력센서 또는 상기 엔진으로부터 정보를 수신하여 상기 엔진, 상기 고압펌프 또는 상기 저압펌프를 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 상기 제어유닛은 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 연료 제어 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 고압펌프는, 상기 제어유닛에 연결되어 상기 저압펌프에서 송출된 연료가 유입되는 입구를 전자식으로 개폐하는 흡입밸브; 캠 축과 연동하여 상하로 왕복운동하여 연료를 가압하는 플런저; 및 상기 연료레일 측으로 연료가 배출되는 출구를 개폐하는 배출밸브;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법에 의하면 엔진의 시동을 끄는 경우에도 고압펌프의 연료 흡입밸브의 작동이 소정 시간 동안 유지되므로 고압펌프에서 저압펌프로 연료가 역류되는 것이 방지되고, 이로 인해 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness)가 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 흡입밸브의 닫힘 속도를 감소시키기 전과 후를 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 흡입밸브의 열림 속도를 감소시키기 전과 후를 비교한 도면이다.
도 7은 고압펌프의 진동을 비교한 실험그래프이며,
도 8는 고압펌프의 작동 소음을 비교한 실험그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템(10)의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템(10)의 개략도이다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어시스템은 가솔린 직분사 엔진(100), 저압펌프(200), 고압펌프(300), 압력센서(400) 및 제어유닛(500)을 포함할 수 있다.
가솔린 직분사(Gasoline Direct Injection, GDI) 엔진(100)은 연소실 내에 연료를 직접 분사하는 가솔린 엔진으로서, 연소실 내에 연료를 직접 분사하기 위해, 연료탱크(210)에 설치된 저압펌프(200)로부터 공급된 연료를 다시 고압펌프(300)에서 승압시켜서 인젝터(110)에 공급하도록 되어 있다.
상기 저압펌프(200)는 일반적으로 연료탱크(210)의 내부에 설치되며 모터 구동에 의해 연료탱크(210)에 저장되어 있는 연료를 펌펑하여 인젝터(110) 측으로 송출한다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 저압펌프(200)는 BLDC(Brushless DC)모터에 의해 구동되도록 구성된 BLDC 연료펌프가 될 수 있다. BLDC모터는 자체적인 작동 특성만으로도 연료펌프의 효율을 증대시키게 되므로, 저압펌프(200)가 소모하는 소비전류를 더욱 저감시킬 수 있는 이점이 잇다.
상기 고압펌프(300)는 저압펌프(200)에서 송출되는 연료를 승압시켜 엔진(100)의 인젝터(110)와 연결되는 연료레일(120)에 제공한다. 연료레일(120)은 고압펌프(300)로부터 압송되는 고압연료를 수용하여 각 연소실의 인젝터(110)로 분배해주는 역할을 한다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 고압펌프(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 흡입밸브(310)와, 플런저(320) 및 배출밸브(330)를 포함할 수 있다.
상기 흡입밸브(Inlet Valve)(310)는 상기 제어유닛(500)에 연결되며 상기 저압펌프(200)에서 송출된 연료가 유입되는 입구(311)를 개폐하는 밸브이다.
상기 흡입밸브(310)는 상기 고압펌프(300) 내부로 연료를 선택적으로 공급하기 위해 상기 제어유닛(500)에 연결되어 전자식으로 제어되는 솔레노이드 밸브가 될 수 있다.
상기 플런저(Flunger)(320)는 캠 축(600)과 연동하여 상하로 왕복운동하며 연료를 가압함으로써 연료의 압력을 상승시킨다.
상기 배출밸브(Outlet Valve)(330)는 상기 연료레일(120) 측으로 연료가 배출되는 출구(331)를 개폐하는 밸브로서, 상기 고압펌프(300) 내부의 압력이 정해진 압력 이상이 되면 자동적으로 열리게 되는 기계식 밸브가 될 수 있다.
상기 압력센서(400)는 상기 연료레일(120) 내의 압력을 검출하는 것으로서, 상기 연료레일(120)에 삽입되어 설치될 수 있다.
상기 제어유닛(500)은 차량의 ECU(Electronic Control Unit)가 될 수 있으며 상기 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템(10)을 전체적으로 제어하는 역할을 한다.
연료탱크(210) 내에 저장되어 있던 연료가 상기 저압펌프(200)에 의해 송출되면 상기 고압펌프(300)에 의해 고압으로 압축되어 연료레일(120)에 공급되고, 연료레일(120) 내의 연료는 엔진(100)의 각 인젝터(110)를 통해 연소실 내로 분사되며, 압력센서(400)로부터 연료레일(120) 내 연료 압력 정보를 전달받는 제어유닛(500)은 연료레일(120) 내의 연료압을 일정 수준으로 유지하도록 제어하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템(10)의 경우 상기 제어유닛(500)은 엔진(100)으로부터 시동 여부에 대한 정보를 수신하여 상기 고압펌프(300)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 유닛(500)은 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템(10)을 이용한 연료 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
우선, 상기 고압펌프(300)와 가솔린 직분사 엔진(100)의 동작에 의해 차량의 엔진(100)은 시동되어 있는 상태가 된다(S10).
이 상태에서 상기 제어유닛(500)은 상기 차량의 엔진(100) 시동이 오프(Off) 되는지 여부를 판단한다(S20). 상기 제어유닛(500)은 상기 엔진(100)으로부터 전송되는 정보로부터 차량의 시동이 오프(Off)되는지 여부를 판단할 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 엔진(100) 시동이 오프(Off)되는 경우는 차량 운전자의 의지에 의해 키 오프(Key off)되는 경우, 연료 차단(Fuel cut off)에 의해 엔진(100)의 시동이 꺼지는 경우 또는 차량에 이상이 발생하여 엔진(100)의 시동이 비정상적으로 꺼지는 경우 등이 될 수 있다.
상기 엔진(100)의 시동이 오프(Off)된 경우 상기 제어유닛(500)은 상기 고압펌프(300)의 흡입밸브(310) 작동을 소정 시간 동안 유지시킨다(S30). 종래에는 엔진의 시동이 꺼지게 되면 고압펌프의 흡입밸브가 완전히 열린(full open) 상태로 작동이 멈추게 되어 연료가 역류하는 현상이 발생하였다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면 엔진의 시동이 꺼진 경우에도 소정 시간 동안은 고압펌프(300)의 흡입밸브(310)의 작동을 유지시킴으로써 역류 현상을 방지하여 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 소정 시간은 엔진(100)의 시동이 오프된 때부터 엔진(100)의 회전수가 0이 될 때까지의 시간이 될 수 있다. 즉, 엔진(100)의 회전수가 0이 될 때까지는 고압펌퍼(300)의 흡입밸브(310)의 작동을 유지하게 된다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제어유닛(500)은 상기 엔진(100)의 시동이 오프 되는 경우 상기 흡입밸브(310)의 작동을 유지시키고(S31), 상기 엔진(100)의 회전수가 0이 되는지 판단하며(S32), 상기 엔진(100)의 회전수가 0이 되지 않으면 S31 단계로 돌아가서 흡입밸브(310)를 계속 작동시키며, 상기 엔진(100)의 회전수가 0이 되면 상기 흡입밸브(310)의 작동을 해제시키도록 제어한다(S33).
한편, 상기 S31 단계에서 상기 흡입밸브(310)는 엔진(100)의 회전수가 0이 될 때까지 작동이 유지되는데, 이와 함께 상기 흡입밸브(Inlet valve)(310)의 작동 속도를 상기 엔진(100)의 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시킬 수 있다. 흡입밸브(310)가 작동되는 소정 시간 동안에는 흡입밸브(310)의 작동 속도를 감소시켜 천천히 열리고 닫히게 함으로써 진동과 소음을 더욱 개선할 수 있게 된다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 고압펌프(300)의 플런저(320)가 하사점(Bottom Dead Center, BDC)에서 상사점(Top Dead Center, TDC)로 이동하는 행정에서 상기 흡입밸브(310)의 닫힘 속도를 엔진(100) 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시킬 수 있다.
도 5는 흡입밸브(310)의 닫힘 속도를 감소시키기 전과 후를 비교한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따르면 플런저(320)가 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동하는 행정에서 제어 전류량을 변화시킴으로써 흡입밸브(310)의 닫히기 시작할 때부터 완전히 닫힐 때까지의 시간(T2)을 기존 시간(T1) 보다 늘릴 수 있다. 플런저(320)가 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동하면 연료를 가압하게 되고, 이로 인해 일부 연료는 흡입밸브(310)를 통해 저압펌프(200) 측으로 역류된다. 그런데, 본 발명의 실시예에 따르면 이 과정에서 흡입밸브(310)가 완전히 닫힐 때까지의 시간이 늘어나므로 저압펌프(200) 측으로 역류되는 유량이 증가한다. 따라서, 고압펌프(300) 내부의 연료량은 감소되고, 흡입밸브(310)가 완전히 닫힌 후 플런저(320)에 의해 연료가 가압되는 시간은 짧아지게 되므로 연료 압축으로 인한 작동 소음은 줄어들게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 고압펌프(300)의 플런저(320)가 상사점(TDC)에서 하사점(BDC)로 이동하는 행정에서는 상기 흡입밸브(310)의 열림 속도를 엔진(100) 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시킬 수 있다.
도 6은 흡입밸브(310)의 열림 속도를 감소시키는 것을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따르면 플런저(320)가 상사점(TDC)에서 하사점(BDC)으로 이동하는 행정에서 제어 전류량을 변화시킴으로써 흡입밸브(310)가 열리기 시작할 때부터 완전히 열릴 때까지의 시간(T4)을 기존 시간(T3) 보다 늘릴 수 있다. 플런저(320)가 상사점(TDC)에 위치할 때 고압펌프(300) 내부의 압력이 최대가 되는데 본 발명의 실시예에 따르면 플런저(320)가 상사점(TDC)에서 하사점(BDC)으로 이동하는 동안 흡입밸브(310)가 천천히 열리게 되어 고압펌프(300) 내부의 압력이 감소된 상태에서 흡입밸브(310)가 완전히 열리게 되므로 저압펌프(200) 측으로 역류하는 연료의 유량 및 유속이 감소하여 맥동 소음을 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법의 경우도 상술한 제1실시예와 마찬가지로 차량의 엔진이 시동되어 있는 상태(S50)에서 상기 제어유닛(500)이 엔진의 시동이 오프(Off)되는지 여부를 판단한다(S60). 그리고, 엔진의 시동이 오프(Off)되는 경우 상기 제어유닛(500)은 상기 고압펌프(300)의 흡입밸브(Inlet valve)(310)의 작동을 소정 시간 동안 유지시킨다(S70).
다만, 본 발명의 제2실시예의 S70 단계는 구체적으로 제1실시예의 S30 단계와 차이가 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르면 도 4에 도시된 바와 같이 엔진의 시동이 오프되는 경우에 흡입밸브(310)의 작동을 유지시킨다(S71).
그리고, 엔진의 회전수가 소정값 미만이 되고, 연료레일(120)의 압력이 소정압력 미만이 되며, 연료 분사량이 소정량 미만이 되는 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S72).
상기 조건을 만족시키는 경우에는 상기 흡입밸브(Inlet valve)(310)의 작동 속도를 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키고(S73), 상기 조건을 만족시키지 않는 경우에는 상기 흡입밸브(310)의 작동 속도를 상기 엔진의 시동이 오프(Off)되기 전의 속도로 유지한다(S74).
즉, 본 발명의 제2실시예에 따르면 제1실시예와 달리 S72 단계의 조건을 만족시키는 경우에만 흡입밸브(310)의 작동 속도를 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시킨다(S73). 본 발명의 제2실시예의 경우도 제1실시예와 마찬가지로 엔진의 시동이 꺼진 경우 흡입밸브(310)를 작동(S71)시킴으로써 역류를 방지하여 진동과 소음을 감소시킨다. 다만, 본 발명의 제2실시예에 따르면 제1실시예와 달리 엔진 아이들(Idle) 시와 같이 차량 내부가 조용한 특정 조건(S72)에서만 흡입밸브(310) 작동 속도를 감소(S73)시킨다.
상기 흡입밸브(310)의 작동 속도를 감소시키는 단계(S73)는, 상기 고압펌프(300)의 플런저(320)가 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동하는 행정인 경우에는 상기 흡입밸브(310)의 닫힘 속도를 감소시키고, 고압펌프(300)의 플런저(320)가 상사점(TDC)에서 하사점(BDC)으로 이동하는 행정인 경우에는 상기 흡입밸브(310)의 열림 속도를 감소시킴으로써 수행될 수 있다. 이에 대해서는 상기 제1실시예에서 설명하였으므로 구체적인 설명을 생략한다.
상기 제어유닛(500)은 상기 엔진의 회전수가 0이 되는지 여부를 판단한다(S74). 엔진의 회전수가 0이 되면 상기 흡입밸브(310)의 작동을 해제하고(S75), 엔진의 회전수가 0이 아니면 상기 S71 단계로 돌아간다(S76).
도 7은 고압펌프(300) 진동량을 비교한 실험그래프이며, 도 8는 고압펌프(300)의 작동 소음을 비교한 실험그래프이다.
도 7을 참조하면 본 발명의 실시예에 따라 변경된 이후 고압펌프(300)측의 진동이 변경전 보다 현저하게 감소된 것을 알 수 있다. 또한 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 변경된 이후 고압펌프(300)에서 발생하는 작동 소음이 변경 전 보다 현저하게 개선되었음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 100: 엔진
110: 인젝터 120: 연료레일
200: 저압펌프 300: 고압펌프
310: 흡입밸브 320: 플런저
330: 배출밸브 400: 압력센서
500: 제어유닛 600: 캠 축

Claims (11)

  1. 고압펌프에 의해 승압된 연료를 엔진의 연료실 내에 직접 분사하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법에 있어서,
    상기 엔진의 시동이 오프(Off) 되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 엔진의 시동이 오프(Off) 되는 경우 상기 고압펌프 내부로 연료를 선택적으로 공급하기 위해 전자식으로 작동하는 상기 고압펌프의 연료 흡입밸브(Inlet valve)의 작동을 소정 시간 동안 유지시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 소정 시간 동안에는 상기 흡입밸브(Inlet valve)의 작동 속도를 상기 엔진의 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 시간은 상기 엔진의 회전수가 0이 될 때까지의 시간인 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 흡입밸브의 작동을 소정 시간 동안 유지시키는 단계는,
    상기 엔진의 시동이 오프 되는 경우 상기 흡입밸브의 작동을 유지시키는 단계;
    상기 엔진의 회전수가 0이 되는지 판단하는 단계; 및
    상기 엔진의 회전수가 0이 되는 경우 상기 흡입밸브의 작동을 해제시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 흡입밸브의 작동을 소정 시간 동안 유지시키는 단계는,
    상기 소정 시간 동안 상기 엔진의 회전수가 소정값 미만이 되고, 상기 고압펌프의 압송되는 고압연료를 수용하여 각 연소실의 인젝터로 분배하는 연료레일의 압력이 소정 압력 미만이 되며, 연료 분사량이 소정량 미만이 되는 조건을 판단하는 단계; 및
    상기 조건을 만족시키는 경우 상기 흡입밸브(Inlet valve)의 작동 속도를 상기 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 고압펌프는 캠 축과 연동하여 상하로 왕복운동하며 상기 고압펌프 내부의 연료를 가압하는 플런저를 더 포함하고,
    상기 플런저가 하사점에서 상사점으로 이동하는 행정인 경우 상기 흡입밸브의 닫힘 속도를 상기 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 고압펌프는 캠 축과 연동하여 상하로 왕복운동하며 상기 고압펌프 내부의 연료를 가압하는 플런저를 더 포함하고,
    상기 플런저가 상사점에서 하사점으로 이동하는 행정인 경우 상기 흡입밸브의 열림 속도를 상기 엔진 시동이 오프(Off)되기 전의 속도보다 감소시키는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 방법.
  8. 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템에 있어서,
    연료를 연소실에 직접 분사하는 가솔린 직분사 엔진;
    연료탱크에 설치되며 모터 구동에 의해 연료를 송출하는 저압펌프;
    상기 저압펌프에서 송출되는 연료를 승압시켜 연료레일로 제공하는 고압펌프;
    상기 연료레일 내부의 압력을 검출하는 압력센서; 및
    상기 압력센서 또는 상기 엔진으로부터 정보를 수신하여 상기 엔진, 상기 고압펌프 또는 상기 저압펌프를 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
    상기 제어유닛은 상기 제1항 내지 제3항 또는 제5항 중 어느 하나의 항에 따른 연료 제어 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템.
  9. 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템에 있어서,
    연료를 연소실에 직접 분사하는 가솔린 직분사 엔진;
    연료탱크에 설치되며 모터 구동에 의해 연료를 송출하는 저압펌프;
    상기 저압펌프에서 송출되는 연료를 승압시켜 연료레일로 제공하는 고압펌프;
    상기 연료레일 내부의 압력을 검출하는 압력센서; 및
    상기 압력센서 또는 상기 엔진으로부터 정보를 수신하여 상기 엔진, 상기 고압펌프 또는 상기 저압펌프를 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
    상기 제어유닛은 상기 제6항에 따른 연료 제어 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템.
  10. 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템에 있어서,
    연료를 연소실에 직접 분사하는 가솔린 직분사 엔진;
    연료탱크에 설치되며 모터 구동에 의해 연료를 송출하는 저압펌프;
    상기 저압펌프에서 송출되는 연료를 승압시켜 연료레일로 제공하는 고압펌프;
    상기 연료레일 내부의 압력을 검출하는 압력센서; 및
    상기 압력센서 또는 상기 엔진으로부터 정보를 수신하여 상기 엔진, 상기 고압펌프 또는 상기 저압펌프를 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
    상기 제어유닛은 상기 제7항에 따른 연료 제어 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 고압펌프는,
    상기 제어유닛에 연결되어 상기 저압펌프에서 송출된 연료가 유입되는 입구를 전자식으로 개폐하는 흡입밸브;
    캠 축과 연동하여 상하로 왕복운동하여 연료를 가압하는 플런저; 및
    상기 연료레일 측으로 연료가 배출되는 출구를 개폐하는 배출밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템.
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