KR20170086960A - 분리형 hci 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치 - Google Patents

분리형 hci 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법은 연료차단밸브(600) 및 도싱밸브(300)를 개방하여 연료라인(500) 및 도싱라인(400)을 연료로 충전하는 라인충전단계(S100); 상기 라인충전단계(S100) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)의 개방 또는 폐쇄여부를 제어하고, 기설정된 시간 후 압력센서(700)에서 압력을 측정하는 시험단계(S200); 및 상기 시험단계(S200)에서 측정된 상기 압력으로부터, 분리형 HCI 시스템의 고장여부를 판별하는 진단단계(S300);를 포함한다. 밸브의 고착, 연료 리크 등 분리형 HCI 시스템의 하드웨어의 고장진단을 할 수 있다.

Description

분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치{A METHOD FOR DIAGNOSING FAILURE OF SEPERATED HCI SYSTEM AND AN APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브의 고착, 연료 리크 등 분리형 HCI 시스템의 하드웨어의 고장진단을 할 수 있는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치에 관한 것이다.
디젤엔진의 PM(Particulate Matter) 배기규제가 강화됨에 따라 PM 저감장치인 DPF(Diesel Particulate Filter)가 적용되고 있는바, 상기 DPF는 배기가스 중의 PM을 포집한 뒤 일정량을 넘어서면 배기가스 온도를 상승시켜 강제로 재생(Regeneration)시켜 주는 장치이다.
상기와 같이 DPF 재생을 위한 배기가스를 승온을 위해 커먼레일의 Post injection을 이용하기도 하지만, 상용엔진의 경우 Post injection에 의한 oil dilution 문제와 배기가스 승온 부족 문제를 극복하기 위해, HCI(Hydro Carbon Injection)라는 별도의 연료 분사 시스템을 이용한다.
상기 HCI 시스템은 연료탱크로부터 연료를 펌핑하는 연료펌프, 상기 연료펌프에서 펌핑된 연료를 연료라인을 통해 공급받는 도싱밸브 등을 제어하여, 노즐을 통해 DOC 전방으로 연료를 분사시키고, 이에 의해 배기가스의 온도를 상승시켜 DPF를 재생시킨다.
그런데 상기와 같은 HCI 시스템은 고온의 엔진 배기측에 장착되므로 연료의 누출이 발생되면 차량의 화재로 이어질 위험성이 있다. 또한, 연료분사의 과다 시에는 DPF를 포함한 배기장치 등에 손상을 줄 위험성이 있다.
따라서, 상기 HCI 시스템이 정상적으로 작동되는지를 진단할 필요가 있다. 이 경우 도싱밸브, 압력센서, 연료차단밸브 등이 일체를 형성하는 일체형 HCI 시스템은 도싱밸브, 압력센서, 연료차단밸브 단품 및 이들이 형성하는 전체 시스템에 관한 성능을 용이하게 파악할 수 있으므로, 고장진단의 신뢰성이 높다. 이에 비해, 최근의 분리형 HCI 시스템은 도싱밸브, 압력센서, 연료차단밸브 단품 및 이들이 형성하는 시스템에 관한 성능을 용이하게 파악하기 어려우므로, 고장진단의 신뢰성이 낮은 문제점이 있었다.
일본공개특허공보 제2012-127320호 (2010.12.17)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 분리형 HCI 시스템 및 도싱밸브, 압력센서, 연료차단밸브 등 각각의 단품의 고장을 진단하고, 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법은 연료차단밸브(600) 및 도싱밸브(300)를 개방하여 연료라인(500) 및 도싱라인(400)을 연료로 충전하는 라인충전단계(S100); 상기 라인충전단계(S100) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)의 개방 또는 폐쇄여부를 제어하고, 기설정된 시간 후 압력센서(700)에서 압력을 측정하는 시험단계(S200); 및 상기 시험단계(S200)에서 측정된 압력으로부터, 분리형 HCI 시스템의 고장여부를 판별하는 진단단계(S300);를 포함한다.
상기 시험단계(S200)는 상기 연료차단밸브(600)를 폐쇄하고 상기 도싱밸브(300)를 개방하며, 기설정된 제 1 시간 후 압력센서(700)에서 제 1 압력을 측정하는 제 1 시험단계(S210);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시험단계(S200)는 상기 제 1 시험단계(S210) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하고, 기설정된 제 2 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 2 압력을 측정하는 제 2 시험단계(S220);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시험단계(S200)는 상기 제 2 시험단계(S220) 후, 상기 연료차단밸브(600)를 개방하고 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하며, 기설정된 제 3 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 3 압력을 측정하는 제 3 시험단계(S230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시험단계(S200)는 상기 제 3 시험단계(S230) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하고, 기설정된 제 4 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 4 압력을 측정하는 제 4 시험단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시험단계(S200)는 상기 제 4 시험단계(S240) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 개방하고, 기설정된 제 5 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 5 압력을 측정하는 제 5 시험단계(S250);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 미만이고, 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이며, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상인 경우에는, 상기 도싱밸브(300)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단하는 도싱밸브 열림고착 진단단계(S310);를 포함하는 것을 특징으로 하한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 미만이고, 상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 이상이며, 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이고, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이며, 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는, 상기 도싱라인에 리크가 발생한 것으로 진단하는 도싱라인 리크 진단단계(S320);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 미만이고, 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이며, 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이고, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이며, 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는, 상기 연료차단밸브(600)가 닫힌 상태로 고착된 것으로 진단하는 제 1 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S330);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 2 압력이 기설정된 제 3 기준압력을 초과하고, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력 이하이며, 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는, 상기 연료차단밸브(600)가 고착되지 않고 상기 도싱밸브(300)가 닫힌 상태로 고착되거나, 상기 연료차단밸브(600)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단하는 제 2 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S340);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력을 초과하는 경우에는, 상기 압력센서(700)가 고장인 것으로 진단하는 제 1 압력센서 고장진단단계(S350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 미만인 경우에는, 상기 압력센서(700)가 고장이거나, 상기 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 제 2 압력센서 고장진단단계(S360);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진단단계(S300)는 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이하인 경우에는, 상기 압력센서(700)의 신호가 고착되거나, 상기 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 압력센서 신호고착 진단단계(S370);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 저장매체에는 상기 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법이 저장된다.
본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치는 상기 저장매체(100); 연료를 배기관 내에 분사하는 도싱노즐(200); 상기 도싱노즐(200)에 공급되는 연료의 양을 제어하는 도싱밸브(300); 상기 도싱노즐(200)과 상기 도싱밸브(300)를 연통하는 도싱라인(400); 연료필터(F)를 통과한 연료를 상기 도싱밸브(300)에 공급하는 연료라인(500); 상기 연료라인(500) 상에 장착되어, 상기 연료라인(500) 내부의 연료를 상기 도싱밸브(300)로 공급하거나 차단하는 연료차단밸브(600); 상기 도싱밸브(300)와 상기 연료차단밸브(600) 사이에 배치되어, 상기 연료라인(500) 내 연료의 압력을 측정하는 압력센서(700); 및 상기 압력센서(700)에서 측정된 압력을 이용하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법에 따라, 상기 도싱밸브(300) 및 상기 연료차단밸브(600)의 고착여부, 상기 도싱라인(400) 및 상기 연료라인(500)의 리크여부, 상기 압력센서(700)의 고장여부를 진단하는 진단부(800);를 포함한다.
상기 도싱밸브(300) 및 상기 연료차단밸브(600)는 분리되어 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료라인(500)은 상기 연료필터(F)와 상기 연료차단밸브(600)를 연통하는 제 1 연료라인(510); 및 상기 연료차단밸브(600)와 상기 도싱밸브(300)를 연통하는 제 2 연료라인(520);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 밸브의 고착, 연료 리크 등 분리형 HCI 시스템의 하드웨어의 고장진단을 할 수 있다.
또한, 정기적으로 고장진단 중 연료 퍼지를 실시하여, 도싱노즐의 코킹을 방지할 수 있다.
또한, 압력센서의 신호고착 여부 등 압력센서의 성능을 진단할 수 있다.
또한, 고장진단의 신뢰성을 향상시키고, 오진단을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법의 순서도.
도 2는 도 1의 시험단계를 설명하는 도면.
도 3 및 도 4는 도 1의 진단단계를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치의 블록도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법의 순서도이고, 도 2는 도 1의 시험단계를 설명하는 도면이며, 도 3 및 도 4는 도 1의 진단단계를 설명하는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조할 때, 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법은 라인충전단계(S100), 시험단계(S200), 진단단계(S300)를 포함한다. 상기와 같은 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법은 목표 누적 운행시간마다 한번씩 실시할 수도 있고, 재생시마다 한번씩 실시할 수도 있다.
라인충전단계(S100)는 연료차단밸브(600) 및 도싱밸브(300)를 개방하여 연료라인(500) 및 도싱라인(400)을 연료로 충전하는 단계이다. 이에 따라, 분리형 HCI 시스템의 라인 상에 연료를 가득 채움으로써(LINE FILL), 분리형 HCI 시스템의 고장진단시 오진단을 방지할 수 있다.
시험단계(S200)는 상기 라인충전단계(S100) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)의 개방 또는 폐쇄여부를 제어하고, 기설정된 시간 후 압력센서(700)에서 압력을 측정하는 단계이다. 상기 시험단계(S200)는 제 1 시험단계(S210), 제 2 시험단계(S220), 제 3 시험단계(S230), 제 4 시험단계(S240), 제 5 시험단계(S250)를 포함한다.
제 1 시험단계(S210)는 상기 연료차단밸브(600)를 폐쇄하고 상기 도싱밸브(300)를 개방하며, 기설정된 제 1 시간 후 압력센서(700)에서 제 1 압력을 측정하는 단계이다. 즉, 제 2 연료라인(520) 내부의 연료를 배출시킨 후, 압력센서(700)에서 제 1 압력을 측정하는 단계이다. 상기 제 1 압력은 기설정된 제 1 기준압력 이상이며, 기설정된 제 2 기준압력 이하가 되도록 설정되어 있다. 따라서, 상기 제 1 압력이 상기 설정된 범위를 벗어나게 되면, 고장진단 조건(특히, 후술할 도싱라인 리크)을 만족하게 되는 것이다. 이때, 기설정된 제 1 시간, 기설정된 제 1 기준압력 및 기설정된 제 2 기준압력은 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
제 2 시험단계(S220)는 상기 제 1 시험단계(S210) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하고, 기설정된 제 2 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 2 압력을 측정하는 단계이다. 즉, 제 2 연료라인(520) 내부의 연료를 배출시킨 상태를 유지할 수 있는지 여부를 시험하는 단계이다. 상기 제 2 압력은 기설정된 제 3 기준압력 이하가 되도록 설정되어 있다. 따라서, 상기 제 2 압력이 상기 제 3 기준압력을 초과하게 되면, 고장진단 조건(특히, 후술할 제 2 HCI 시스템밸브 고착)을 만족하는 것이다. 이때, 기설정된 제 2 시간 및 기설정된 제 3 기준압력은 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
제 3 시험단계(S230)는 상기 제 2 시험단계(S220) 후, 상기 연료차단밸브(600)를 개방하고 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하며, 기설정된 제 3 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 3 압력을 측정하는 단계이다. 즉, 상기 제 2 연료라인(520) 내부에 연료를 다시 충전하는 단계이다. 상기 제 3 압력은 기설정된 제 4 기준압력 이상이 되도록 설정되어 있다. 따라서, 상기 제 3 압력이 상기 제 4 기준압력 미만이 되면, 고장진단 조건(특히, 후술할 제 1 HCI 시스템밸브 고착)을 만족하는 것이다. 이때, 기설정된 제 3 시간 및 기설정된 제 4 기준압력은 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
제 4 시험단계(S240)는 상기 제 3 시험단계(S230) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하고, 기설정된 제 4 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 4 압력을 측정하는 단계이다. 즉, 제 2 연료라인(520) 내부에 연료를 충전시킨 상태를 유지할 수 있는지 여부를 시험하는 단계이다. 상기 제 4 압력은 기설정된 제 5 기준압력 이상이 되도록 설정되어 있다. 따라서, 상기 제 4 압력이 상기 제 5 기준압력 미만이 되면, 고장진단 조건(특히, 후술할 도싱밸브 열림고착)을 만족하는 것이다. 이때, 기설정된 제 4 시간 및 기설정된 제 5 기준압력은 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
제 5 시험단계(S250)는 상기 제 4 시험단계(S240) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 개방하고, 기설정된 제 5 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 5 압력을 측정하는 단계이다. 즉, 도싱노즐(200)을 통해 도싱라인(400) 및 연료라인(500), 특히 제 2 연료라인(520) 내부의 연료를 배기관 내부로 분사하는 단계이다. 이때, 상기 제 5 압력은 파동(FLUCTUATION)을 형성하게 되며, 상기 제 5 압력의 파동(FLUCTUATION)은 기설정된 제 7 기준압력 이상이며, 기설정된 제 6 기준압력 이하가 되도록 설정되어 있다. 따라서, 상기 제 5 압력이 상기 설정된 범위를 벗어나게 되면, 고장진단 조건(특히, 후술할 제 1 또는 제 2 압력센서 이상)을 만족하게 되는 것이다. 이때, 기설정된 제 5 시간 및 기설정된 제 6, 제 7 기준압력은 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
또한, 상기 제 5 압력의 파동(FLUCTUATION)의 최대값 및 최소값의 차는 기설정된 기준압력차 이상이 되도록 설정되어 있다. 따라서 상기 제 5 압력의 파동(FLUCTUATION)의 최대값 및 최소값의 차는 기설정된 기준압력차 미만인 경우에는 후술할 고장진단 조건(특히, 압력센서의 신호고착 또는 연료라인의 리크)을 만족하게 되는 것이다. 이때, 기설정된 기준압력차는 2kPa로 설정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
상기 시험단계(S200)에서의 제 1 기준압력 내지 제 7 기준압력은 압력의 크기에 따라 순차적으로 설정된 것이 아니고, 상기한 바와 같이 설계자의 의도 또는 차량의 종류 등에 따라 달리 설정될 수 있는 값이다.
진단단계(S300)는 상기 시험단계(S200)에서 측정된 압력으로부터, 분리형 HCI 시스템의 고장여부를 판별하는 단계이다. 진단단계(S300)는 도싱밸브 열림고착 진단단계(S310), 도싱라인 리크 진단단계(S320), 제 1 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S330), 제 2 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S340), 제 2 압력센서 고장진단단계(S360) 및 압력센서 신호고착 진단단계(S370)를 포함한다.
도싱밸브 열림고착 진단단계(S310)는 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 미만이고, 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이며, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상인 경우에는, 상기 도싱밸브(300)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단하는 단계이다.
즉, 도싱밸브(300)가 열린 상태(S210 및 S250)에서는 고잔진단조건을 만족하지 않으나, 도싱밸브(300)가 닫힌 상태(S240)에서는 고장진단조건을 만족하므로, 도싱밸브(300)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단되는 것이다. 이때, 연료차단밸브(600)는 정상상태인 것으로 진단된다.
도싱라인 리크 진단단계(S320)는 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 미만이고, 상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 이상이며, 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이고, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이며, 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는, 상기 도싱라인에 리크가 발생한 것으로 진단하는 단계이다.
즉, 제 5 시험단계(S250)에서 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이므로, 압력센서의 이상 또는 연료라인의 리크는 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 5 시험단계(S250)에서 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상이므로, 압력센서(700)의 신호고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 3 시험단계(S230)에서 상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 이상이므로, 연료차단밸브(600)의 닫힘고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 4 시험단계(S240)에서 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이므로, 도싱밸브(300)의 열림고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
그럼에도 불구하고, 제 1 시험단계(S210)에서 제 1 압력이 지나치게 낮아지므로 도싱라인에 리크가 발생한 것으로 진단하는 것이다.
제 1 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S330)는 상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 미만이고, 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이며, 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이고, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이며, 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는, 상기 연료차단밸브(600)가 닫힌 상태로 고착된 것으로 진단하는 단계이다.
즉, 제 5 시험단계(S250)에서 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이므로, 압력센서의 이상 또는 연료라인의 리크는 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 5 시험단계(S250)에서 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상이므로, 압력센서(700)의 신호고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 1 시험단계(S210)에서 상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이므로, 도싱밸브(300)의 열림고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 4 시험단계(S240)에서 상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이므로, 도싱밸브(300)의 열림고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
그럼에도 불구하고, 제 3 시험단계(S210)에서 제 3 압력이 제 4 기준압력 미만이므로, 도싱밸브(300)의 고착여부에 관계없이 연료차단밸브(600)가 닫힘상태로 고착된 것으로 진단하는 것이다.
제 2 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S340)는 상기 제 2 압력이 기설정된 제 3 기준압력을 초과하고, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력 이하이며, 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는, 상기 연료차단밸브(600)가 고착되지 않고 상기 도싱밸브(300)가 닫힌 상태로 고착되거나, 상기 연료차단밸브(600)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단하는 단계이다.
즉, 제 5 시험단계(S250)에서 상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력 이하이므로, 압력센서의 이상은 발생하지 않은 상태이다.
또한, 제 5 시험단계(S250)에서 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상이므로, 압력센서(700)의 신호고착 문제도 발생하지 않은 상태이다.
그럼에도 불구하고, 제 2 시험단계(S220)에서 상기 제 2 압력이 기설정된 제 3 기준압력을 초과하므로, 상기 연료차단밸브(600)가 고착되지 않고 상기 도싱밸브(300)가 닫힌 상태로 고착된 것으로 진단할 수 있다.
또는, 상기 연료차단밸브(600)가 열린 상태로 고착되어 제 2 연료라인(500) 내부로 연료가 계속 유입되는 것으로 진단할 수 있다.
하기의 표 1은 상기 도싱밸브 열림고착 진단단계(S310), 상기 제 1 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S330) 및 제 2 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S340)에서의 도싱밸브(300) 및 연료차단밸브(600)의 고착상태여부를 정리한 표이다. 표 1을 참조할 때, 상기 도싱밸브 열림고착 진단단계(S310), 상기 제 1 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S330) 및 제 2 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S340)의 도싱밸브(300) 및 연료차단밸브(600)의 고착상태여부를 명확히 파악할 수 있다.
연료차단밸브(600) 도싱밸브(300) 고장진단
정상상태 정상상태 없음
정상상태 열림고착 도싱밸브 열림고착(S310)
정상상태 닫힘고착
제 1 HCI 시스템 밸브 고착
(S330)
열림고착 정상상태
열림고착 열림고착
열림고착 닫힘고착
닫힘고착 정상상태
제 2 HCI 시스템 밸브 고착
(S340)
닫힘고착 열림고착
닫힘고착 닫힘고착
제 1 압력센서 고장진단단계(S350)는 상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력을 초과하는 경우에는, 상기 압력센서(700)가 고장인 것으로 진단하는 단계이다. 즉, 제 5 시험단계(S250)에서는 도싱노즐(200)을 통한 연료분사가 수행되므로, 제5 압력은 기설정된 범위를 벗어날 수 없으며, 특히 제 6 기준압력을 초과할 수 없다. 따라서, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력을 초과하는 경우에는 압력센서(700)가 고장인 것으로 진단하는 것이다.
제 2 압력센서 고장진단단계(S360)는 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 미만인 경우에는, 상기 압력센서(700)가 고장이거나, 상기 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 단계이다. 즉, 제 5 시험단계(S250)에서는 도싱노즐(200)을 통한 연료분사가 수행되므로 제 5 압력은 기설정된 범위를 벗어날 수 없다. 따라서, 상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 미만인 경우에는 상기 압력센서(700)가 고장이거나, 상기 연료라인(500)의 리크에 의해 제 5 압력이 비정상적으로 낮아진 것으로 진단하는 것이다.
압력센서 신호고착 진단단계(S370)는 상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이하인 경우에는, 상기 압력센서(700)의 신호가 고착되거나, 상기 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 단계이다.
즉, 제 5 시험단계(S250)에서는 도싱노즐(200)을 통한 연료분사가 수행되므로, 상기 제 5 압력은 파동(FLUCTUATION)을 형성하게 된다. 따라서, 상기 제 5 압력이 최대값 및 최소값의 차는 기설정된 기준압력차 미만인 경우에는, 압력센서(700)가 상기 제 5 압력은 파동(FLUCTUATION)을 감지하지 못하는 것이므로, 상기 압력센서(700)의 신호가 고착된 것을 진단하는 것이다.
또는, 도싱노즐(200)에서 충분히 강한 압력으로 분사되지 못하여, 상기 제 5 압력이 파동(FLUCTUATION)을 형성하지 못하는 것이므로, 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치의 블록도이다. 도 5를 참조할 때, 본 발명에 따른 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치는 상기 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법이 저장된 저장매체(100); 연료를 배기관 내에 분사하는 도싱노즐(200); 상기 도싱노즐(200)에 공급되는 연료의 양을 제어하는 도싱밸브(300); 상기 도싱노즐(200)과 상기 도싱밸브(300)를 연통하는 도싱라인(400); 연료필터(F)를 통과한 연료를 상기 도싱밸브(300)에 공급하는 연료라인(500); 상기 연료라인(500) 상에 장착되어, 상기 연료라인(500) 내부의 연료를 상기 도싱밸브(300)로 공급하거나 차단하는 연료차단밸브(600); 상기 도싱밸브(300)와 상기 연료차단밸브(600) 사이에 배치되어, 상기 연료라인(500) 내 연료의 압력을 측정하는 압력센서(700); 및 상기 압력센서(700)에서 측정된 압력을 이용하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법에 따라, 상기 도싱밸브(300) 및 상기 연료차단밸브(600)의 고착여부, 상기 도싱라인(400) 및 상기 연료라인(500)의 리크여부, 상기 압력센서(700)의 고장여부를 진단하는 진단부(800);를 포함한다.
상기 도싱밸브(300) 및 상기 연료차단밸브(600)는 분리되어 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료라인(500)은 상기 연료필터(F)와 상기 연료차단밸브(600)를 연통하는 제 1 연료라인(510); 및 상기 연료차단밸브(600)와 상기 도싱밸브(300)를 연통하는 제 2 연료라인(520);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 저장매체
200 도싱노즐
300 도싱밸브
400 도싱라인
500 연료라인
600 연료차단밸브
700 압력센서
800 진단부
F 연료필터

Claims (17)

  1. 연료차단밸브(600) 및 도싱밸브(300)를 개방하여 연료라인(500) 및 도싱라인(400)을 연료로 충전하는 라인충전단계(S100);
    상기 라인충전단계(S100) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)의 개방 또는 폐쇄여부를 제어하고, 기설정된 시간 후 압력센서(700)에서 압력을 측정하는 시험단계(S200); 및
    상기 시험단계(S200)에서 측정된 압력으로부터, 분리형 HCI 시스템의 고장여부를 판별하는 진단단계(S300);
    를 포함하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시험단계(S200)는 상기 연료차단밸브(600)를 폐쇄하고 상기 도싱밸브(300)를 개방하며, 기설정된 제 1 시간 후 압력센서(700)에서 제 1 압력을 측정하는 제 1 시험단계(S210);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 시험단계(S200)는 상기 제 1 시험단계(S210) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하고, 기설정된 제 2 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 2 압력을 측정하는 제 2 시험단계(S220);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 시험단계(S200)는 상기 제 2 시험단계(S220) 후, 상기 연료차단밸브(600)를 개방하고 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하며, 기설정된 제 3 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 3 압력을 측정하는 제 3 시험단계(S230);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 시험단계(S200)는 상기 제 3 시험단계(S230) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 폐쇄하고, 기설정된 제 4 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 4 압력을 측정하는 제 4 시험단계(S240);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 시험단계(S200)는 상기 제 4 시험단계(S240) 후, 상기 연료차단밸브(600) 및 상기 도싱밸브(300)를 개방하고, 기설정된 제 5 시간 후 상기 압력센서(700)에서 제 5 압력을 측정하는 제 5 시험단계(S250);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 미만이고,
    상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이며,
    상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상인 경우에는,
    상기 도싱밸브(300)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단하는 도싱밸브 열림고착 진단단계(S310);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 미만이고,
    상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 이상이며,
    상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이고,
    상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이며,
    상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는,
    상기 도싱라인에 리크가 발생한 것으로 진단하는 도싱라인 리크 진단단계(S320);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 3 압력이 기설정된 제 4 기준압력 미만이고,
    상기 제 1 압력이 기설정된 제 1 기준압력 이상이며,
    상기 제 4 압력이 기설정된 제 5 기준압력 이상이고,
    상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 이상이며,
    상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는,
    상기 연료차단밸브(600)가 닫힌 상태로 고착된 것으로 진단하는 제 1 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S330);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 2 압력이 기설정된 제 3 기준압력을 초과하고,
    상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력 이하이며,
    상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이상인 경우에는,
    상기 연료차단밸브(600)가 고착되지 않고 상기 도싱밸브(300)가 닫힌 상태로 고착되거나, 상기 연료차단밸브(600)가 열린 상태로 고착된 것으로 진단하는 제 2 HCI 시스템밸브 고착진단단계(S340);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 5 압력이 기설정된 제 6 기준압력을 초과하는 경우에는, 상기 압력센서(700)가 고장인 것으로 진단하는 제 1 압력센서 고장진단단계(S350);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 5 압력이 기설정된 제 7 기준압력 미만인 경우에는, 상기 압력센서(700)가 고장이거나, 상기 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 제 2 압력센서 고장진단단계(S360);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 진단단계(S300)는
    상기 제 5 압력의 최대값과 최소값의 차가 기설정된 기준압력차 이하인 경우에는, 상기 압력센서(700)의 신호가 고착되거나, 상기 연료라인(500)의 리크가 발생한 것으로 진단하는 압력센서 신호고착 진단단계(S370);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법이 저장된 저장매체.
  15. 제 14항의 저장매체(100);
    연료를 배기관 내에 분사하는 도싱노즐(200);
    상기 도싱노즐(200)에 공급되는 연료의 양을 제어하는 도싱밸브(300);
    상기 도싱노즐(200)과 상기 도싱밸브(300)를 연통하는 도싱라인(400);
    연료필터(F)를 통과한 연료를 상기 도싱밸브(300)에 공급하는 연료라인(500);
    상기 연료라인(500) 상에 장착되어, 상기 연료라인(500) 내부의 연료를 상기 도싱밸브(300)로 공급하거나 차단하는 연료차단밸브(600);
    상기 도싱밸브(300)와 상기 연료차단밸브(600) 사이에 배치되어, 상기 연료라인(500) 내 연료의 압력을 측정하는 압력센서(700); 및
    상기 압력센서(700)에서 측정된 압력을 이용하여, 상기 저장매체(100)에 저장된 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단방법에 따라, 상기 도싱밸브(300) 및 상기 연료차단밸브(600)의 고착여부, 상기 도싱라인(400) 및 상기 연료라인(500)의 리크여부, 상기 압력센서(700)의 고장여부를 진단하는 진단부(800);
    를 포함하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 도싱밸브(300) 및 상기 연료차단밸브(600)는 분리되어 장착되는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 연료라인(500)은 상기 연료필터(F)와 상기 연료차단밸브(600)를 연통하는 제 1 연료라인(510); 및
    상기 연료차단밸브(600)와 상기 도싱밸브(300)를 연통하는 제 2 연료라인(520);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 HCI 시스템의 고장여부 진단장치.
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