혼합 준비, 기본 기능

GF07.00-P-1000A

혼합 준비, 기본 기능

09.09.2020

엔진

전체 (승용차)

개관

본 문서에는 다음 정보가 포함되어 있습니다.

• 일반 사항

• 기능의 전제 조건

• 기능

일반 사항

혼합 준비에는 연료 고압 회로를 통한 액상 연료 공급, 분사 컨트롤, 혼합물 형성이 포함됩니다. 액상 연료는 연료 고압 회로를 통해 연료 분사 시스템으로 전달됩니다. 혼합물 형성, 즉  증발된 연료 및 공급된 공기의 혼합은 연소실에서 실행됩니다.

기능의 전제 조건

• 엔진 매니지먼트 ON(회로 87M)

• 엔진 작동 중

기능

혼합비 컨트롤(디젤 엔진)

디젤 엔진은 불균질 내부 혼합물 형성 및 자기 착화를 통해 작동합니다. 공기비 λ는 실제 연료 에어 혼합물과 실린더의 이론 공연비가 어느 정도 차이 나는지 나타냅니다. 디젤 엔진의 혼합비 값은 전부하에서는 λ=1.15 ~ λ=2.0이며 공회전 시에는 λ=10 ~ λ=18입니다.

혼합비 컨트롤(가솔린 엔진)

직접 분사 방식의 가솔린 엔진은 층상급기 및 호모지니어스 모드로 작동합니다. 호모지니어스 모드에서는 혼합비 값이 λ=0.5 ~ λ=1.3입니다. 층상급기 모드에서는 혼합비 값이 주행 상태 및 부하 상태(예 : 부분 부하 또는 전부하 모드)에 따라 결정됩니다.

 가솔린 직접 분사 방식에서는 가솔린 연료가 높은 압력으로 연소실에 직접 분사되는 혼합물 형성 절차가 실행됩니다.

연료 고압 회로

연료 고압 회로의 부품은 다음과 같습니다.

• 연료 분배기

• 고압 라인

• 압력 제한 밸브(디젤 엔진)

• 연료 분배기의 연료압 센서

• 연료 인젝터

• 솔레노이드 밸브

• 연료 고압 펌프

연료 고압 펌프는 연료 저압 회로와 연료 고압 회로를 연결합니다. 연료 고압 펌프는 연료를 압축하여 연료 분배기로 공급합니다.

연료 고압 펌프의 용량 조절 밸브는 연료 고압 회로의 연료 유량을 제어합니다.

연료는 연료 분배기에서 고압 라인을 거쳐 연료 인젝터로 전달됩니다. 연료 인젝터는 연료를 실린더별, 직접 미세 입자로 연소실에 분사합니다. 연소 엔진 컨트롤 유닛은 특성맵에 따라 각 작동 상태에 적합한 분사량을 산출합니다. 분사량은 연료 분배기의 연료압과 연료 인젝터의 제어 시간에 따라 결정됩니다.

연료 분배기의 연료압은 용량 조절 밸브에 의해 제어됩니다. 연료 분배기의 연료압은 연료압 센서가 감지하며 압력 제한 밸브(디젤 엔진)가 제한합니다.

예: 4실린더 가솔린 엔진 연료 고압 회로

1	솔레노이드 밸브
2	고압 케이블
3	연료압 센서
4	롤러 태핏
5.1	실린더 1 연료 인젝터
5.2	실린더 2 연료 인젝터
5.3	실린더 3 연료 인젝터
5.4	실린더 4 연료 인젝터
6	연료 분배기
7	연료 고압 펌프

P07.00-A001-76

가솔린 엔진 분사 컨트롤

직접 분사식 가솔린 엔진은 균질 연소 및 비균질 연소용으로 설계되었습니다. 연료 분사 압력은 최대 250 bar입니다. 인젝터로는 piezo 제어식 멀티홀 밸브가 사용됩니다. 이 밸브는 대부분 연소실 중앙에 위치합니다. 연료 고압 펌프는 캠샤프트를 통해 구동됩니다.

다음 작동 상태는 다단 분사를 통해 실행됩니다.

• 시동

• 삼원 촉매 장치 가열

• 높은 엔진 속도, 즉 엔진 속도 < 2,000rpm에서 연소 안정화

• 공회전 단계가 긴 경우 공회전 시 삼원 촉매 장치를 따뜻하게 유지

연소 엔진 컨트롤 유닛은 특성맵에 따라 다음 신호를 이용해 분사 시간과 압력을 산출합니다.

• 연료압 및 연료 온도

• 흡기 캠샤프트 홀 신호

• 배기 캠샤프트 홀 신호

• 냉각수 온도

• 스로틀 밸브 상류 급기 온도

• 스로틀 밸브 하류 급기 온도

• 스로틀 밸브 하류 압력, 엔진 부하

• 엔진 부하 요구

• 가속 페달 센서, 가솔 페달 작동(느림 또는 빠름)

• 엔진 속도

• 촉매 장치 상류 혼합비 값

이외에도 토크 조정 기능 요청이 고려됩니다.

연소 엔진 컨트롤 유닛은 다음과 같은 주행 조건에서 분사 시간을 조절합니다.

• 부분 부하 운행

• 전부하 모드

• 부하 변경

 분사 시간(인젝터 개방)을 통해 인젝터에 분사량이 분배됩니다.

부분 부하 운행

연소 엔진 컨트롤 유닛은 부분 부하 모드에서 엔진이 작동 온도일 때 다음 계수에 따라 연료 인젝터의 제어 시간을 산출합니다.

• 혼합비 컨트롤

• 연료압력

• 요청된 엔진 토크

전부하 모드

전부하 모드에서 스로틀 밸브가 완전히 열려 있으면 연소 엔진 컨트롤 유닛이 최대 엔진 토크를 유지하기 위해 연료 인젝터의 제어 시간을 연장하고 분사 압력을 높입니다.

 가속 페달 센서에서 회전 범위의 약 10 ~ 90 %는 부분 부하로, 회전 범위 약 90 % 이상은 전부하로 정의됩니다.

부하 변경

가속 페달 위치가 빠르게 변경되면(예 : 차량 가속 시) 스로틀 밸브가 높은 속도로 열리거나 닫힙니다. 이때 연료 에어 혼합물이 잠시 희박해지거나 농후해질 수 있습니다. 연소 엔진 컨트롤 유닛이 특성맵에 따라 연료 인젝터의 제어 시간을 연장하거나 단축하여 연료 에어 혼합물을 적절하게 조정합니다. 이를 통해 스로틀 밸브가 빠르게 열리고 닫혀 발생하는 갑작스러운 움직임 현상이 방지됩니다.

예: 4기통 디젤 엔진 연료 고압 회로

8.1	실린더 1 연료 인젝터
8.2	실린더 2 연료 인젝터
8.3	실린더 3 연료 인젝터
8.4	실린더 4 연료 인젝터
9	고압 라인
10	연료 분배기
11	연료 고압 센서
12	솔레노이드 밸브
13	연료 고압 펌프
14	기어

P07.00-A000-76

디젤 엔진 분사 컨트롤

디젤 엔진의 경우 정확한 연소 제어를 위해 사이클당 최대 여섯 번의 분사가 가능합니다. 최대 분사 압력은 2,000 bar입니다.

연소 시 소음을 줄이기 위해 큰 특성맵 영역에서 이중 예비 분사가 사용됩니다. 배출 최적화를 위해 추가 후분사가 실행됩니다.

디젤 입자 필터 재생 중 주기적 후분사가 여러 번 실행됩니다.

연소 엔진 컨트롤 유닛은 부하 상태 또는 냉각수 온도에 따라 엔진에 연료를 필요한 만큼 분배합니다.

분사 컨트롤은 다음과 같은 항목으로 설명되어 있습니다.

• 연료압 제어

• 예비 분사

• 메인 분사

• 후분사

• 분사량 보정

연료압 제어

연료압 제어는 연료 고압 펌프의 용량 조절 밸브가 연료량 제어 장치를 통해 실행합니다.

예비 분사

연소 시 소음과 배기가스 배출을 줄이기 위해 메인 분사 전 연소가 약하게 실행되어 예비 분사가 실행됩니다.

메인 분사

메인 분사는 예비 분사에 이어서 실행되며 출력 및 토크 생성에 사용됩니다. 메인 분사는 분사 시점 및 분사 시간을 통해 제어됩니다.

후분사

후분사를 통해 배기가스 온도가 상승하고 산화 촉매 장치에서 배기가스 구성 성분이 변환되며 매연 입자 필터 재생이 실행됩니다. 배기가스 온도가 상승하면 배기가스 내 매연 입자가 추가로 연소됩니다.

분사량 보정

분사량 조정 시 다음과 같은 추가 조건이 충족되어야 합니다.

• 엔진 속도: 1,000/min ~ 2,600/min, 즉  오버런 모드 또는 일반 주행 모드

• 엔진 오일 온도  > 80 °C

분사량 보정 기능은 두 가지 영역으로 구분됩니다.

• 제로량 보정

• 메인 분사량 보정

제로량 보정

연료 인젝터가 열리고 닫힐 때 발생하는 마찰로 인해 런타임 동안 분사량이 변경됩니다. 변경된 분사량은 제어 시간을 조정하여 보정할 수 있습니다. 정상 엔진 구동 시 또는 오버런 모드에서 정해진 주기대로 실린더별 파일럿 분사량이 보정됩니다. 이 구동 시간은 정해진 분사량에 상응합니다. 새 제어 시간과 공칭 제어 시간의 편차는 분사량 보정에 사용됩니다.

메인 분사량 보정

이 기능을 실행하면 촉매 장치 상류 산소 센서에 의해 메인 분사량이 보정됩니다. 이때 분사량은 연소 엔진 컨트롤 유닛에 저장된 혼합비 규정값에 도달할 때까지 조정됩니다.

연료 인젝터 및 열막식 에어 매스 센서의 공차로 인해 배출값이 영향을 받습니다. 배출값을 일정하게 유지하기 위해 연소 엔진 컨트롤 유닛이 저압 배기가스 재순환 액추에이터 및 고압 배기가스 재순환 액추에이터를 이용해 배기가스 재순환율을 변경합니다. 촉매 장치 상류 산소 센서 엘리먼트를 이용해 잔여 산소 함량이 감시됩니다.

연료 안전 차단

교통 안전 및 탑승자 안전을 보장하기 위하여 특정 전제 조건에서 연료 안전 차단 기능이 실행됩니다.

다음 조건에서는 연소 엔진 컨트롤 유닛이 연료 안전 차단 기능을 활성화합니다.

• 직접 또는 간접 크래쉬 신호

• 스로틀 밸브 액추에이터의 기계적 오류(가솔린 엔진)

직접 또는 간접 크래쉬 신호

연소 엔진 컨트롤 유닛이 SRS 컨트롤 유닛으로부터 직접 또는 간접적으로 크래쉬 신호를 수신하면 연료 펌프와 용량 조절 밸브가 차단됩니다. 연료 장치를 무압력 상태로 만들기 위해 연료 인젝터가 추가로 잠시 구동됩니다.

스로틀 밸브 액추에이터의 기계적 오류(가솔린 엔진)

연소 엔진 컨트롤 유닛은 스로틀 밸브 액추에이터의 규정 위치와 실제 위치를 지속적으로 비교합니다. 편차가 있어 기계적 오류가 확인되면 연료 공급이 차단됩니다.

	기능 패턴
	연료 안전 차단 장치, 기능 패턴	엔진 260, 282, 608 모델118, 177, 247엔진 264 모델167	PE07.10-P-2503-97A
		엔진 176, 177 모델167	PE07.10-P-2503-97B
		엔진 139 모델118, 177	PE07.10-P-2503-97C
		엔진 654 모델118, 167, 177, 247엔진 654 모델213, 238, 257 2021년식부터엔진 656 모델167, 223	PE07.10-P-2503-97D
		엔진 254, 264 모델213, 238, 257 2021년식부터엔진 256 모델167엔진 256 모델213, 238 2021년식부터	PE07.10-P-2503-97E
		엔진 256 모델223	PE07.10-P-2503-97F
		엔진 176 모델223	PE07.10-P-2503-97G
	분사 제어 장치, 기능 패턴	엔진 608 모델118, 177, 247	PE07.61-P-2500-97A
		엔진 282 모델118, 177, 247	PE07.61-P-2500-97B
		엔진 260 모델118, 177, 247엔진 264 모델167	PE07.61-P-2500-97C
		엔진 654 모델118, 167, 177, 247엔진 654 모델213, 238, 257 2021년식부터엔진 656 모델167, 223	PE07.61-P-2500-97D
		엔진 254, 264 모델213, 238, 257 2021년식부터엔진 256 모델167엔진 256 모델213, 238 2021년식부터	PE07.61-P-2500-97E
		엔진 176, 177 모델167	PE07.61-P-2500-97F
		엔진 139 모델118	PE07.61-P-2500-97G
		엔진 256 모델223	PE07.61-P-2500-97H
		엔진 176 모델223	PE07.61-P-2500-97I
		엔진 279 모델223	PE07.61-P-2500-97J
	기타 기본 기능
	혼합비 컨트롤, 기본 기능	엔진 139, 176, 177, 254, 256, 260, 264, 279, 282	GF07.10-P-1054A
	컨트롤 유닛
	연소 엔진 컨트롤 유닛, 기본 기능	엔진 전체 (승용차)	GF07.08-P-9890A
	부품
	연료 고압 펌프, 기본 기능	엔진 전체 (승용차)	GF07.02-P-2000A
	연료 인젝터, 기본 기능	엔진 전체 (승용차)	GF07.03-P-2000A
	연료 분배기 연료압 센서, 기본 기능	엔진 282, 608	GF07.04-P-2005A
	용량 조절 밸브, 기본 기능	엔진 전체 (승용차)	GF07.05-P-2000A
	스로틀 플랩 액추에이터, 기본 기능	엔진 전체 (승용차)	GF07.61-P-2000A