커먼레일 디젤 관련 특허 출원 현황

작년에 국내에 디젤엔진을 탑재한 세단 승용차의 시판이 허용되면서 특허청 기계금속심사국 원동기계심사담당관실에서 배포한 자료가 있다. 최근 일부 독자들로부터 커먼레일 관련 자료 요청을 받고 보낸 적이 있는데 여기 다시 전재한다.(편집자 주)

o 금년(2005년)부터 디젤승용차의 국내 판매가 허용됨에 따라 국내 디젤승용차 시장을 선점하기 위 한 자동차 제조업체들의 치열한 경쟁이 예상된다.
- 디젤엔진은 압축된 공기에 연료를 분사하므로 연료와 공기가 충분히 혼합되지 못하기 때문에 가솔린엔진에 비해 유해 배기가스의 배출이 많고 소음･진동이 심한 단점이 있어 연비와 출력이 우수함에도 불구하고 주로 상용차와 레저용 자동차(RV･SUV)에 탑재되었고 승용차에는 널리 사용되지 못하였다.
- 이러한 단점을 해결하기 위해 개발된 커먼레일 시스템은 커먼레일에 저장된 초고압의 연료를 연소실로 직접 분사하여 연료입자를 극미세화함으로써 연료와 공기의 혼합을 촉진시키고, 첨단 전자제어 장치를 이용하여 차량의 상태에 따라 연료 분사를 최적으로 제어함으로써 디젤엔진의 유해 배기가스 배출량과 소음･진동을 가솔린엔진 수준으로 개선시켜 디젤승용차의 상용화를 가능하게 디젤승용차의 상용화를 가능하게 하였다.

o 이와 같은 특징을 가지고 있는 커먼레일 시스템의 특허 출원 동향을 살펴보면,
- 커먼레일 시스템 관련 특허 출원은 1998년까지 연간 10건 미만에 불과하였으나 커먼레일 디젤엔진이 국내에 보급되기 시작한 1999년 이후 연간 평균 약 40건으로 크게 증가하였다.
- 주요 출원기술로는 유해 배기가스를 저감시키기 위한 엔진의 전자제어 기술, 초고압으로 연료를 분사하는 연료인젝터에 관한 기술, 커먼레일 시스템의 고장진단에 관한 기술, 연료 압축 펌프에 관한 기술 등이 있으며, 이중에서 엔진의 전자제어기술과 연료인젝터에 관한 출원이 전체출원의 57%를 차지하고 있는데, 이는 선진국을 중심으로 점차 강화되고 있는
배기가스 규제에 대응하여 디젤엔진의 유해 배기가스를 저감하는 기술이 집중적으로 개발되어 왔기 때문인 것으로 분석된다. - 내국인과 외국인의 출원율을 비교해 보면 각각 58%와 42%로 큰 차이가 없고 외국인의 출원은 독일과 일본의 출원이 대부분을 차지하는 것으로 나타났으며, 주요 다출원 업체로는 현대자동차와 두원정공, 독일의 보쉬, 일본의 미츠비시와 덴소가 있는데 이는 국내외의 완성차업체 외에 부품업체들도 커먼레일 디젤엔진에 관한 기술개발을 활발히 해 왔음을 보여준다.

o 최근 정부의 유가 정책에 의해서 경유가가 인상되고 있으나 아직도 경유가 가솔린에 비해 가격이 저렴하다는 점을 감안하면, 가솔린 승용차에 비해 유지비가 적고 출력이 높은 커먼레일 디젤승용차의 수요가 크게 증가할 것으로 전망되며,
- 유해 배기가스의 저감을 위한 커먼레일 디젤엔진 기술 중에서 현재 연구개발이 활발히 이루어지고 있는 2000기압 이상의 초고압 연료분사 기술, 연료의 분사를 더욱 정밀하게 제어하는 피에조 인젝터 기술, 연료를 수회 나누어 분사하는 다중분사제어 기술 등에 관한 특허출원이 증가할 것으로 예상된다.