JP2009539022A - Ｌｐｉシステムが装着されたｌｐｇ車両の燃料供給方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、液状のＬＰＧ燃料を利用してエンジンを駆動できるようにしたＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法及び装置に関する。
本発明は、ガソリン燃料噴射信号に基づいてガス燃料噴射信号を発生し、発生されたガス燃料噴射信号を利用して燃料タンク内のＬＰＧ燃料を燃焼室に直接噴射してエンジンを駆動することによって、エンジンの設計及び変更が容易で、車両の製造原価を節減し、製造工程を単純化できる。

Description

本発明は、ＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法及び装置に関し、より詳しくは、液状のＬＰＧ燃料を利用してエンジンを駆動できるようにした燃料供給方法及び装置に関する。

自動車に用いられる燃料のうちＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）燃料は、オクタン価が高くて耐熱性に優れているとの特徴と燃料費が安価であるとの長所があることから、ガソリンと兼用で使われている。

上記自動車のエンジンに供給されるＬＰＧ燃料は液状であるが、液状のＬＰＧ燃料が気化すれば、燃料と空気の混合性が良くなって、可燃性が高まる。即ち、既存の自動車エンジンに用いられるガソリンと軽油に比べて、ノッキングが起こり難くなり、ベーパーロック（Vapor-Lock）やパーコレーション（Percolation）のような現象の発生が防止される。従って、ＬＰＧ燃料は、ガソリンやディーゼル燃料の代替燃料としてその適用範囲が次第に増加している趨勢である。

ここで、上記ＬＰＧ燃料供給装置は燃料ポンプを利用してＬＰＧ燃料を液状でガスインジェクターに供給し、このガスインジェクターを通してＬＰＧ燃料はシリンダーに噴射され、上記の噴射されたＬＰＧ燃料は空気と混合された後気化する。

このようなＬＰＧ及びガソリン兼用車両において、ＬＰＧ燃料の使用に必要な気化器（Vaporizer）とミキサー（Mixer）及びＬＰＧ燃料タンク（Bomber）、ＬＰＧ燃料の供給を制御するソレノイドバルブ、上記ソレノイドバルブを制御するためのＬＰＧエンジン制御ユニットなどは必須の構成である。

このような必須の構成により、ＬＰＧ及びガソリン兼用車両の製造原価が上昇し製造工程が複雑になるといった問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、ガソリン燃料噴射信号に基づいてガス燃料噴射信号を発生し、発生されたガス燃料噴射信号を利用して燃料タンク内のＬＰＧ燃料を燃焼室に直接噴射してエンジンを駆動することにより、エンジンの設計及び変更が容易で、車両の製造原価を節減し、製造工程を単純化できるようにしたＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１観点による技術的課題は、
ＬＰＧ燃料直接噴射方式のＬＰＩシステムを有するガソリン及びＬＰＧ兼用車両の燃料供給装置において、
ガソリン燃料又はＬＰＧ燃料のうちの一つをシリンダーに噴射してエンジンを駆動するために吸気マニホールドに設けられる多数のインジェクター；
外部から供給されるエンジン負荷条件を受信し、受信されたエンジン負荷条件に対するガソリン燃料の噴射時間によってガソリン燃料噴射信号を発生し、外部から供給されるエンジン速度情報と比例定数情報を基に上記多数のインジェクターを制御するための時間情報を算出し、上記時間情報に基づいて上記多数のインジェクターを制御するためのパルス信号を生成するガソリンエンジン制御ユニット；
上記ガソリンエンジン制御ユニットに接続され、上記ガソリン燃料噴射時間によって既に設定されたデータ情報を受信し、ＬＰＧ燃料タンク内に設けられる燃料ポンプの駆動によってＬＰＧ燃料タンク内から吐き出される燃料の圧力に反比例するように上記既に設定されたデータ情報を補正し、補正されたデータ情報に基づいてＬＰＧ燃料供給時の燃料噴射時間に対応する上記比例定数情報を算出し、算出された上記比例定数情報を上記ガソリンエンジン制御ユニットに提供して、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号の入力を受けて上記多数のインジェクターを駆動するためのガス燃料噴射信号に変換し、上記多数のインジェクターに供給するＬＰＧエンジン制御ユニット；及び、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットの制御によって駆動する上記燃料ポンプにより吐き出されたＬＰＧ燃料タンク内のＬＰＧ燃料を、上記吸気マニホールドに供給して外部から供給される空気と混合した後、上記インジェクターを通してシリンダーに噴射して、エンジンを駆動し、上記多数のインジェクターの余分な燃料を上記ＬＰＧ燃料タンクにリターンするＬＰＧ内燃機関；を含むことを特徴とする。

また、上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン負荷条件は、吸入空気量情報、スロットル位置情報、及び吸気マニホールド圧力情報のうちの一つから算出され、
上記エンジン速度情報は、車速情報、クランク軸位置情報、及びカム軸位置情報のうちの一つであることを特徴とする。

上記ＬＰＧエンジン制御ユニットと上記ガソリンエンジン制御ユニットとが一体に形成されることを特徴とする。

上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットから提供される上記比例定数情報を上記ガソリンエンジン制御ユニットに伝送し、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号を受信するために、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信が可能な通信モジュールをさらに含む。

また、上記ガソリンエンジン制御ユニットに接続され、上記ＣＡＮ通信モジュールを通して提供された上記ＬＰＧエンジン制御ユニットとガソリンエンジン制御ユニットとの間の通信情報を運転者に認識させるための表示モジュールをさらに含み、上記通信情報は、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットにより診断された故障情報であることを特徴とする。

一方、上記ＬＰＧガスの液体状態の圧力は、燃料タンクの燃料圧より５Ｂａｒ以上高いことを特徴とする。

また、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記燃料ポンプを駆動するための燃料ポンプドライバーをさらに含むことを特徴とする。

一方、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
上記ガソリンエンジン制御ユニットから供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記インジェクターの終端にアイシングが発生した時、上記インジェクターのアイシングを除去するためのサチュレーションタイム情報と、上記インジェクターの駆動時間であるピークタイム及びホールドタイム情報とをそれぞれ保存し、上記アイシングが発生したら、既にプログラム化されたインジェクター制御順序に沿って、上記サチュレーションタイムが提供されるサチュレーションシグナルを出力し、上記アイシングが発生しなかったら、上記ピークタイム及びホールドタイムが提供されるピークアンドホールドシグナルを出力することを特徴とする。

即ち、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
外部から供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記インジェクターの終端にアイシングが発生した時は、上記サチュレーションシグナルを出力し、
上記インジェクターの終端にアイシングが発生しなかった場合は、ピークアンドホールドシグナルを出力するように備えられることを特徴とする。

上記サチュレーションシグナルは、
上記インジェクターに所定値の電圧を提供するための電流を増加させる上昇区間と維持区間とを有することを特徴とする。

ここで、上記ピークアンドホールドシグナルは、
上記インジェクターの初期駆動時間であるピークタイムが提供されるピーク信号と、上記インジェクターの駆動維持時間であるホールドタイムの間上記インジェクターの駆動維持に対応したパルス幅に変調されたホールド信号とを含むことを特徴とする。

上記多数のインジェクターのそれぞれは、
エンジンの初期駆動時、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットの出力側に接続され、上記ピークアンドホールドシグナル又はサチュレーションシグナルのうちの一つを該当インジェクターに供給する出力ドライバー；及び、
上記該当インジェクターの出力電流を感知してインジェクター電流情報を出力し上記ＬＰＧエンジン制御ユニットに供給する電流検出部；をさらに含み、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記電流検出部のインジェクター電流情報を上記ピークタイムの間モニタリングし、モニタリングの結果によって上記該当インジェクターに供給される電流を制御することを特徴とする。

ここで、上記電流検出部は、
上記出力ドライバーの電流を感知して電圧形態で出力する電流検出器；及び、
上記電流検出器の出力電圧と予め設定された基準電圧とを比較し、比較結果によってインジェクター電流情報を出力する比較部；を含み、
上記比較部は、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧以上である場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧未満である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力する比較器を含む。

また、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧以下である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧を超過する場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力する比較器を含む。

一方、上記該当インジェクターは、
ソレノイドコイルにより昇降しながら燃料が流入される流入口と、燃料が噴射されるノズルとの間の燃料通路を開閉するプランジャー、及び上記流入口とノズルとの間の燃料通路に設けられ、始動キーがオフになると上記プランジャーと上記ノズルとの間の燃料通路を遮断するインジェクター遮断バルブをさらに含み、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
受信された上記始動信号がオン状態である場合、上記ガソリンエンジン制御ユニットから供給されるクランク軸位置情報及びカム軸位置情報を基にエンジン駆動有無を判定した後、エンジンが駆動されていると判定されたら、上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン状態情報を受信して上記インジェクター遮断バルブの開放制御時間を可変することを特徴とする。

即ち、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報を通して最初の有効トゥースが感知される時、上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン状態情報を受信して上記インジェクター遮断バルブの開放制御時間を可変することを特徴とする。

ここで、上記エンジン状態情報は、燃料温度情報、燃料噴射状態情報、エンジン回転情報、バッテリー電圧情報、及びＣＡＮ通信状態情報のうちの一つ以上であることを特徴とする。

即ち、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
外部から供給される燃料温度情報が既に設定された所定値以上である場合、上記インジェクター遮断バルブを第１所定時間経過後に開放制御するように備えられ、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
上記燃料噴射状態情報を通して上記多数のインジェクターからＬＰＧ燃料が噴射中であると判断された場合、上記インジェクター遮断バルブを第２所定時間経過後に開放制御し、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
上記エンジン回転情報からエンジンが回転中であると判断された場合、上記インジェクター遮断バルブを第３所定時間経過後に開放制御し、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
上記バッテリー情報からバッテリー電圧が設定値以下であると判断された場合、上記インジェクター遮断バルブを第４所定時間経過後に開放制御し、
上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
上記ＣＡＮ通信状態情報からＣＡＮ通信ラインにエラーが発生したと判断された場合、第５所定時間経過後に開放制御する。

ここで、上記燃料温度情報の所定値は５０℃、上記第１所定時間は５００ｍｓｅｃ、上記第２所定時間は０ｍｓｅｃ、上記第３所定時間は５０ｍｓｅｃ、バッテリー電圧の設定値は８ｖｏｌｔ、上記第２所定時間は１００ｍｓｅｃ、そして、第５所定時間は５００ｍｓｅｃであることを特徴とする。

本発明の他の特徴によるガソリン及びＬＰＧ兼用車両の燃料供給方法は、
ａ）外部から供給されるスロットル位置情報及び吸気マニホールド入力情報に基づいて発生したエンジン負荷条件を受信し、受信されたエンジン負荷条件に対するガソリン燃料の噴射時間によって既に設定されたデータ情報をＬＰＧエンジン制御ユニットに伝送する段階；
ｂ）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記ガソリン燃料噴射時間によって既に設定されたデータ情報を受信し、ＬＰＧ燃料タンク内に設けられる燃料ポンプの駆動によってＬＰＧ燃料タンク内から吐き出される燃料圧力に反比例するように上記既に設定されたデータ情報を補正し、補正されたデータ情報に基づいてＬＰＧ燃料供給時の燃料噴射時間に対応する上記比例定数情報を算出し、算出された上記比例定数情報をガソリンエンジン制御ユニットに提供する段階；
ｃ）ガソリンエンジン制御ユニットは、外部から供給されるエンジン速度情報と、上記ａ）段階のガソリンの燃料噴射時間情報と、上記ｂ）段階の比例定数情報とを基に、上記多数のインジェクターを制御するための時間情報を算出し、上記時間情報に基づいて上記多数のインジェクターを制御するためのパルス信号を生成して上記ＬＰＧエンジン制御ユニットに伝送する段階；
ｄ）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号の入力を受け、上記多数のインジェクターを駆動するためのガス燃料噴射信号に変換して多数のインジェクターに供給する段階；及び、
ｅ）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットの制御によって駆動する燃料ポンプにより吐き出されたＬＰＧ燃料タンク内のＬＰＧ燃料を、吸気マニホールドに供給して外部から供給される空気と混合した後、上記多数のインジェクターを通してシリンダーに噴射して、エンジンを駆動し、上記多数のインジェクターの余分な燃料をＬＰＧ燃料タンクにリターンする段階；を含むことを特徴とする。

また、上記エンジン負荷条件は、吸入空気量情報、スロットル位置情報、及び吸気マニホールド圧力情報のうちの一つから算出され、
上記エンジン速度情報は、車速情報、クランク軸位置情報、及びカム軸位置情報のうちの一つであることを特徴とする。

上記ＬＰＧエンジン制御ユニットから提供される上記比例定数情報を上記ガソリンエンジン制御ユニットに伝送し、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号を受信するために、ＣＡＮ通信を通してなされることを特徴とする。

また、ｆ）上記ＣＡＮ通信モジュールを通して提供された上記ＬＰＧエンジン制御ユニットとガソリンエンジン制御ユニットとの間の通信情報を表示する段階をさらに含み、上記通信情報は、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットにより診断された故障情報であることを特徴とする。

一方、上記ＬＰＧガスの液体状態の圧力は、燃料タンクの燃料圧より５Ｂａｒ以上高いことを特徴とする。

一方、上記ｄ）段階は、
外部から供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記多数のインジェクターの終端にアイシングが発生したかを判断し、判断の結果、アイシングが発生していたら、上記多数のインジェクターのアイシングを除去するためのサチュレーションタイム情報を有するサチュレーションシグナルをシリアル信号で出力し、
上記判断の結果、アイシングが発生していなかったら、上記多数のインジェクターの駆動時間であるピークタイム及びホールドタイム情報を有するピークアンドホールドシグナルをそれぞれのシリアル信号で出力することを特徴とする。

即ち、上記ｄ）段階は、
ｄ−１）上記ガソリンエンジン制御ユニットから供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記多数のインジェクターの終端にアイシングが発生したかを判断する段階；
ｄ−２）上記ｄ−１）段階の判断の結果、アイシングが発生していたら、上記多数のインジェクターのアイシングを除去するためのサチュレーションタイム情報を有するサチュレーションシグナルをシリアル信号で出力する段階；
ｄ−３）上記ｄ−１）の判断の結果、上記アイシングが発生していなかったら、既にプログラム化されたインジェクター制御順序に沿って、上記ピークタイムに提供されるピーク信号と、ホールドタイムに提供される上記パルス幅変調されたホールド信号とを上記多数のインジェクターに供給する段階；
ｄ−４）上記多数のインジェクターの出力電流を感知してインジェクター電流情報を出力する段階；及び、
ｄ−５）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記インジェクター電流情報を受信して上記ピークタイムの間モニタリングし、モニタリングした結果によって上記インジェクターに供給される電流を制御する段階；をさらに含むことを特徴とする。

上記ｄ−５）段階は、上記インジェクター電流情報の出力電圧が上記基準電圧以上である場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧未満である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力することを特徴とし、
また、上記ｄ−５）段階は、上記インジェクター電流情報が上記基準電圧以下である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧を超過する場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力することを特徴とする。

一方、上記ｅ）段階は、
上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン状態情報を受信して、プランジャー下部とノズルとの間の連結通路の燃料噴射及び遮断を制御するインジェクターカットソレノイドバルブの開放制御時間を可変することを特徴とし、
ここで、上記エンジン状態情報は、燃料温度情報、燃料噴射状態情報、エンジン回転情報、バッテリー電圧情報、及びＣＡＮ通信状態情報のうちの一つ以上であることを特徴とする。

上記ｅ）段階は、
ｅ−１）外部から供給されるクランク軸位置情報及びカム軸位置情報を受信した後、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報が正常信号であるか否かを判断し、判断の結果、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報が正常である場合は、エンジンが駆動中であるか否かを判断する段階；
ｅ−２）上記エンジンが駆動中である場合は、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報を基に上記クランク信号の最初の有効トゥースが感知されたか否かを判断し、判断の結果、最初の有効トゥースが感知された場合は、外部から供給されるエンジン状態情報を受信して上記インジェクターカットソレノイドバルブを開放制御することを特徴とする。

ここで、上記ｅ−２）段階は、
ｅ−２Ａ）外部から供給される燃料温度情報が既に設定された所定値以上である場合、上記第１燃料遮断バルブを第１所定時間経過後に開放制御する段階；
ｅ−２Ｂ）上記燃料噴射状態情報を通して上記多数のインジェクターからＬＰＧ燃料が噴射中であると判断された場合、第２所定時間経過後に開放制御する段階；
ｅ−２Ｃ）上記エンジン回転情報からエンジンが回転中であると判断された場合、第３所定時間経過後に開放制御する段階；
ｅ−２Ｄ）上記バッテリー情報からバッテリー電圧が設定値以下であると判断された場合、第４所定時間経過後に開放制御する段階；及び、
ｅ−２Ｅ）上記ＣＡＮ通信状態情報からＣＡＮ通信ラインにエラーが発生したと判断された場合、第５所定時間経過後に開放制御する段階；を含む。

ここで、上記燃料温度情報の所定値は５０℃、上記第１所定時間は５００ｍｓｅｃ、上記第２所定時間は０ｍｓｅｃ、上記第３所定時間は５０ｍｓｅｃ、バッテリー電圧の設定値は８ｖｏｌｔ、上記第２所定時間は１００ｍｓｅｃ、そして、第５所定時間は５００ｍｓｅｃであることを特徴とする。

本発明によると、ガソリン燃料噴射信号を基づいてガス燃料噴射信号を発生し、発生されたガス燃料噴射信号を利用して燃料タンク内のＬＰＧ燃料を燃焼室に直接噴射してエンジンを駆動することにより、エンジンの変更が容易で、ＬＰＧ及びガソリン兼用車両の製造原価を節減し、製造工程を単純化できるという効果が得られる。

本発明の第１実施例によるガソリン及びＬＰＧ兼用自動車の構成図である。 図１に示されたガソリンエンジン制御ユニット及びＬＰＧエンジン制御ユニットの構成を示す図である。 図２に示されたインジェクタードライバーの構成を示すブロック図である。 図２に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのガス燃料噴射信号の出力過程を示すフローチャートである。 図３の電流検出部の構成を示す回路図である。 図４に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのサチュレーションシグナルを示す波形図である。 図４に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのピークアンドホールドシグナルを示す波形図である。 図３に示されたインジェクターの構成の一例を示す図である。 図１に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのインジェクター遮断バルブの制御過程の一例を示すフローチャートである。

以下、図１〜図９を参照しながら本発明によるガソリン及びＬＰＧ燃料兼用燃料供給装置について詳しく説明する。

まず、図１は、本発明のガソリン及びＬＰＧ燃料兼用エンジン駆動装置の構成を示した図であり、図２は図１に示されたガソリンエンジン制御ユニットとＬＰＧエンジン制御ユニットの動作過程を示した図である。

図１及び図２を参照すると、本発明によるガソリン及びＬＰＧ燃料兼用燃料供給装置は、エンジンの吸気マニホールド１１９に装着され多数のインジェクターを有するインジェクター部１１７へ液化燃料を供給するための燃料レールの供給ラインに連結される燃料ポンプ１０９と、燃料レールのリターンライン１１１に連結される圧力制御機１１５、燃料ポンプ１０９を保有している燃料タンク１０７、ガソリン燃料制御を行うガソリンエンジン制御ユニット１０３、及びガソリンエンジン制御ユニット１０３の動作信号に基づいて上記液状状態のＬＰＧ燃料の供給を制御するためのＬＰＧエンジン制御ユニット１０５を含む。

本発明の実施例では、ガソリンエンジン制御ユニット１０３とＬＰＧエンジン制御ユニット１０５とが別個に備えられることと説明しているが、ガソリンエンジン制御ユニット１０３及びＬＰＧエンジン制御ユニット１０５が一体に形成されることもできる。

ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、車両のエアクリーナー内部に設けられる吸気マニホールドの圧力値とスロットル位置値から吸入空気量を算出してエンジン負荷条件情報を算出し、算出されたエンジン負荷条件に対するガソリンエンジンの燃料噴射時間を既に設定されたデータ情報に基づいて算出する。

算出された情報は、ＣＡＮ通信モジュール２１７を通してＬＰＧエンジン制御ユニット１０５に提供される。

また、ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、車両のエンジン速度、即ち燃料噴射量によるエンジン速度を検出する。ここで、上記車両のエンジン速度は、クランク角センサー、カムセンサー、及び車速情報に基づいて算出される。

ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、その他のエアフローセンサー、吸気温度センサー、空転位置スイッチ、ＴＤＣセンサー、クランク角センサーなどの入力信号に基づいて既にプログラム化された情報によって、インジェクター部１１７のそれぞれのインジェクターの駆動のためのパルス信号を生成する。

ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、車両の燃料圧力センサーから燃料タンク１０７内の燃料圧力に比例した電圧を検出して、ガソリンエンジン制御ユニット１０３から得られた燃料供給時間情報に反比例する信号を生成する。

このような反比例的信号は、車両のＬＰＧ燃料タンク１０７内の圧力が大きい場合は燃料噴射時間を減らし、ＬＰＧ燃料タンク１０７内の圧力が小さい場合は燃料噴射時間を増やして、機関内に供給される燃料量が一定になるようにするものである。

このような演算は、ガソリン使用時と同様であるため、ガソリン使用時の演算情報を利用しても構わないであろう。

ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、上記演算情報の結果に基づいて液化ガス燃料に対するガソリン燃料の噴射量補正係数を算出する。

即ち、ガソリン燃料噴射量が液化ガス燃料噴射量と同一となるようにガソリン燃料噴射量の比例定数が算出され、算出結果はガソリンエンジン制御ユニット１０３に提供される。

ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、インジェクター部１１７のそれぞれを制御するためのパルス信号のデューティーを設定するものである。

そして、ガソリンエンジン制御ユニット１０３の上記パルス信号のデューティー信号はＬＰＧエンジン制御ユニット１０５に提供され、このパルス信号のデューティー信号を受け取ったＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は上記パルス信号のデューティー信号によって出力ドライバー（図示せず）を通してインジェクター部１１７のそれぞれの燃料供給制御を行う。

インジェクター部１１７は、吸気マニホールド１１９に装着され、液化ガスの気化現象を最大限防止しており、圧力制御機１１５は、燃料のリターンライン１１１上に存在するＬＰＧ燃料、即ち燃料ポンプ１０９を通してインジェクター部１１７に供給されて残った残余燃料を燃料タンク１０７に回収することで、以後供給される燃料の供給誤差を縮めるようにしている。

従って、ガソリンエンジン制御ユニット１０３はガソリンエンジンの燃料噴射信号を生成し、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、上記ガソリンの燃料噴射制御信号の印加を受けて、燃料ポンプ１０９の燃料圧力情報に基づいてインジェクター部１１７に供給される液化状態のＬＰＧ燃料量を制御するのである。

ここで、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５から提供される上記比例定数情報とガソリンエンジン制御ユニット１０３から提供されるパルス信号との相互通信のためのＣＡＮ通信が可能な通信モジュール２１７をさらに含み、ガソリンエンジン制御ユニット１０３に接続され、通信モジュール２１７を通して提供されたＬＰＧエンジン制御ユニット１０５とガソリンエンジン制御ユニット１０３との間の通信情報を運転者に認識させるための表示モジュール２１９をさらに含み、上記通信情報は、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５の故障情報を含む。

また、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、上記燃料ポンプを駆動するための燃料ポンプドライバー２１９をさらに含む。

上記ガソリンエンジンの燃料噴射信号及びガス燃料噴射信号を発生する過程をより具体的に説明すれば次の通りである。

ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、エンジン負荷算出モジュール１５１、車速情報算出モジュール１５３、噴射時間算出モジュール２０１、エンジン速度算出モジュール２０３、インジェクター制御モジュール２０５、パルス信号生成モジュール２０７、及びＬＰＧエンジン制御ユニット１０５とのＣＡＮ通信のための通信モジュール２１７を備える。

また、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、燃料圧算出モジュール２０９、演算モジュール２１１、比例定数算出モジュール２１３、インジェクタードライバー２１５を含み、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５から提供される上記比例定数情報とガソリンエンジン制御ユニット１０３から提供されるパルス信号との相互通信のためにＣＡＮ通信が可能である。

ここで、エンジン負荷算出モジュール１５１は吸気マニホールドの圧力値とスロットル位置情報に基づいてエンジン負荷条件情報を算出し、算出されたエンジン負荷条件を受信した噴射時間算出モジュール２０１は、受信されたエンジン負荷条件情報によって既に設定されたデータ情報と、車速情報算出モジュール１５３から算出されたエンジン速度増加量をエンジン速度算出モジュール２０３を通してデジット化し、デジット化されたエンジン速度増加量によって既に設定されたデータ情報とに基づいてガソリンインジェクション時間を算出する。

ここで、車速情報算出モジュール１５３の車速情報は、車速センサーから検出される。本発明の実施例では、上記車速センサーから得られた車速情報からエンジン速度情報を算出することと説明しているが、クランク軸位置情報及びカム軸位置情報を基にエンジン速度情報を算出できる。

上記インジェクション時間情報はＬＰＧエンジン制御ユニット１０５に提供され、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、燃料タンク内の圧力情報によって算出されたエンジン速度情報の入力を受けて上記インジェクション時間情報を補正する。

このような補正は演算モジュール２１１によりなされ、既に説明した通り、インジェクション時間はＬＰＧ燃料タンク圧によって設定され、この時インジェクション時間は上記燃料タンクの圧力と反比例する。

即ち、ＬＰＧ燃料に対する燃料タンク内の圧力が基準値である時は上記インジェクション時間を変更することなく使用できるが、ＬＰＧ燃料タンク１０７の燃料圧が基準値を越える場合、その差値に上昇比例して上記インジェクション時間を短縮させたり、差値に下降比例してインジェクション時間を増加させるのである。

このように、インジェクション時間はガソリン状態での噴射時間であり、比例定数算出モジュール２１３を通してインジェクター部１１７に適用可能な噴射時間を設定するために、ガスインジェクションの比例定数（TI_FAC）を算出する。

比例定数（TI_FAC）によるグラフはベルヌイ方程式に基づいており、
‘比例定数（TI_FAC）＝ｒｏｏｔ（基準圧力／現在のＬＰＧ圧力）’で算出される。

上記基準圧力は１０ｂａｒに設定されていて、これを基準にＬＰＧ燃料タンク１０７の現在の圧力によって上記比例定数が決定されるのである。

このように決定される比例定数は、基準圧力に対する現在のＬＰＧ燃料の圧力によって既に設定されたデータ情報に基づく。演算装置を通して比例定数値を算出しても構わないが、現在のＬＰＧ圧力に対応した比例定数値が予め設定されたデータ情報を使用しても構わない。

本発明では、上記既に設定されたデータ情報により、インジェクション時間に対する液化ガス燃料であるＬＰＧ燃料の比例定数（TI_FAC）を設定する。上記ＬＰＧ燃料の比例定数（TI_FAC）情報はガソリンエンジン制御ユニット１０３のインジェクター制御モジュール２０５に供給され、インジェクター制御モジュール２０５は、ガソリンの場合のインジェクション時間に上記液化ガス燃料の場合の比例定数（TI_FAC）をかけて液化ガスの場合のインジェクション時間（TI_INJ）を算出するのである。

ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、上記液化ガスのインジェクション時間（TI_INJ）情報に基づいてインジェクター制御のためのパルス信号をパルス信号生成モジュール２０７を通して出力する。パルス信号生成モジュール２０７はＬＰＧエンジン制御ユニット１０５のインジェクタードライバー２１５に供給され、インジェクタードライバー２１５は、現在入力されるパルス信号をガスインジェクターの駆動信号に補正してインジェクター１１７にそれぞれ供給する。

ＣＡＮ通信モジュール２１７は、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５とガソリンエンジン制御ユニット１０３との間の情報交換のために用いられる。また、ガソリンエンジン制御ユニット１０３は、ＣＡＮ通信モジュール２１７を通してＬＰＧエンジン制御ユニット１０５とガソリンエンジン制御ユニット１０３との間の通信を行い、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５の故障情報を表示モジュール２１９を通して運転者に表示される。

ここで、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５のガスインジェクターの駆動信号は、ピークアンドホールドシグナルとサチュレーションシグナルのうちの一つを含む。

図３は、図２に示されたインジェクタードライバー２１５のそれぞれの構成を示したブロック図であり、図４は、図２に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのガス燃料噴射信号の出力過程を示したフローチャートであり、図５は、図３の電流検出部の構成を示した回路図である。また、図６は、図４に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのサチュレーションシグナルを示した波形図であり、図７は、図４に示されたＬＰＧエンジン制御ユニットのピークアンドホールドシグナルを示した波形図である。

図３を参照すると、インジェクタードライバー２１５は、その数が車両内に設けられるインジェクター部１１７のインジェクターの数と同一で、インジェクター部１１７のうちのそれぞれのインジェクター１１７ａ、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５の駆動信号に従ってＬＰＧ燃料をインジェクター１１７ａに供給するために、インジェクター１１７ａへの電源供給を行う出力ドライバー部２１５ａから構成される。

また、インジェクタードライバー１１７は、インジェクター１１７ａに供給される電流情報によってインジェクター１１７ａの駆動信号を設定し、設定されたインジェクターの駆動信号を出力ドライバー２１５ａに順次提供するために、インジェクター１１７ａに供給される電流を検出する電流検出部２１５ｂをさらに含む。

ここで、電流検出部２１５ｂは、図５に示されたように、出力ドライバー部３００の電流を感知して電圧形態で出力する電流検出器５１０、及び電流検出器５１０の出力電圧と予め設定された基準電圧（Vref）とを比較し、比較結果によってインジェクター電流情報を出力する比較部５３０を含む。

比較部５３０は、電流検出器５１０の出力電圧が上記基準電圧（Vref）以上である場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、電流検出器５１０の出力電圧が上記基準電圧（Vref）未満である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力する比較器（Comp）を含む。

ここで、上記比較器には、通常、（−）入力電圧と出力電圧をフルアップ（Full up）するための抵抗Ｒ１、Ｒ２をさらに含む。

即ち、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、図６に示されたように、インジェクター１１７ａに流れる電流が所定値に増加する上昇区間（ａ）及び維持区間（ｂ）を有するサチュレーションタイム情報を保存し、ガソリンエンジン制御ユニット１０３のＣＡＮ通信を通して提供された外気温度及び冷却水温度を基に、インジェクター１１７の終端にアイシングが発生したかを判断し、アイシングが発生していたら、上記サチュレーションタイム情報に提供されるサチュレーションシグナルを出力する。

次に、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、インジェクター１１７の初期駆動時間であるピークタイムと駆動維持時間であるホールドタイムの情報を保存し、上記ピークタイム及びホールドタイム情報を記憶するだけでなく、上記ホールドタイムのパルス幅変調周波数情報を保存し、上記パルス幅変調のための変調プログラムと、各インジェクターのピークタイム及びホールドタイムの駆動のための制御プログラムとを内蔵している。

このような制御プログラムを通して、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５はエンジンシリンダーの順次動作のためにピーク信号及びホールド信号を提供する。

即ち、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、図７の（Ａ）に示されたように、実際にインジェクター部１００のシリンダーを順次動作するためのピーク信号とホールド信号を順次に提供する。ここで、上記ピーク信号は、シリンダーを開放制御するための初期電流を印加するための制御信号であり、上記ホールド信号は、初期電流以後にインジェクターを動作維持させるための制御信号である。

従って、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、ピークタイムが提供されるピーク信号と、ホールドタイムが提供されるホールド信号とを出力ドライバー２１５ａに出力する。

上記ピークタイムは、各インジェクターを順次制御するために、ホールドタイムに比例した均一な時間差を有しており、ホールドタイムは、インジェクターのモジュールによって同一の時間間隔を有している。

このようなピーク信号及びホールド信号はピークタイム分の時間差を持って出力され、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５はこのホールドタイムの間、図７の（Ｂ）に示されたように、ＰＷＭ信号を生成する。

従って、上記ＰＷＭ信号のパルス幅は、インジェクターの特徴によって決定されるもので、上記インジェクターモジュールに基づいて設計される。従って、上記ホールドタイムの間供給されるパルス幅変調信号はインジェクターに提供されて燃料噴射がなされる。

即ち、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５はピークタイムの間上記ピーク信号を出力し、出力ドライバー１１７ｂがインジェクター１１７ａを駆動するための所定の電力増幅を行うことによって、ＰＷＭのパルス幅によるインジェクターへの電流供給がなされるのである。上記ピークアンドホールドシグナルを出力ドライバー２１５ａに供給する。

上記ピークアンドホールドシグナルのピークタイムは、各インジェクターを順次制御するために、ホールドタイムに比例した均一な時間差を有しており、ホールドタイムは、インジェクターのモジュールによって同一の時間間隔を有する。

このような内容に基づき、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５の動作過程を説明すれば、次の通りである。

まず、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、上記外気温度及び冷却水温度を基に、インジェクター部１１７の終端にアイシングが発生したかを判断し、判断の結果、アイシングが発生していたら、出力ドライバー２１５ａにサチュレーションシグナルを提供し、上記アイシングが発生していなかったら、エンジンシリンダーの順次動作のためにピークアンドホールドシグナルを提供する。

上記サチュレーションシグナルは、インジェクター１１７ａに初期電流を印加してインジェクター１１７ａの終端で発生したアイシングを除去するための制御信号であって、図６に示されたように、インジェクター部１１７に流れる電流が所定値として提供されるように電流を増加させる上昇区間（ａ）と維持区間（ｂ）とを有する。

ここで、上記サチュレーションタイムは、インジェクター部１０７の終端で発生するアイシングを除去するために、所定値の電流でインジェクター部１０７のそれぞれのインジェクターの終端部に熱を生成するものであり、インジェクター１１７ａ内部のコイルの特性、バッテリーの電圧、そして必要な燃料量などによって上昇タイムと維持タイムは可変的である。

例えば、約１．７５ｍｓｅｃの上昇区間と８．２５ｍｓｅｃの維持区間を有するインジェクターの場合、上記２Ωの抵抗の上記インジェクターにおいて１回のサチュレーションタイムの間に上昇区間で８６ｍＪの熱と、維持区間で８０８ｍＪの熱が発生し、１秒に２５回のインジェクション信号が提供される場合、計２２３５０ｍＪの熱が発生する。この熱によってインジェクターのアイシングが除去される。ここで、上記２５回転は、通常のエンジン速度が３０００ｒｐｍであることを意味する。

この時、上記ピークタイムの終点で出力ドライバー２１５ａからインジェクター１１７ａに供給される電流を表すインジェクター電流情報は、図７の（Ｃ）に示されたように、電流検出部２１５ｂを通して検出された後、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５に供給され、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、受信された電流検出部１１７ｃのインジェクター電流情報を基に上記ピークタイムの電流量を決定する。

即ち、出力ドライバー２１５ａの出力電流は電流検出器５１０により検出されて電圧形態で出力され、電流検出器５１０の出力電圧は上記比較器（Comp）の（−）端子に供給される。

上記比較器は、電流検出器５１０の出力電圧が比較器の（＋）端子の基準電圧（Vref）以上である場合、図７の（Ｃ）に示されたように、低電位状態のインジェクター電流情報を出力し、基準電圧（Vref）未満である場合、高電位状態のインジェクター電流情報を出力する。

上記インジェクター電流情報はＬＰＧエンジン制御ユニット１０５に供給され、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、上記インジェクター電流情報のレベルによってインジェクター部１００に供給される電流量を制御して、制御された電流量によるピークタイム及びホールドタイムを有するピーク信号とホールド信号を出力する。上記ピーク信号とホールド信号は、出力ドライバー２１５ａを通して増幅された後、インジェクター１１７ａに供給され、インジェクター１１７ａは、ピーク及びホールドタイムが提供されるピーク信号及びホールド信号によって燃料噴射される。

図４は、図３に示されたＬＰＧエンジン制御ユニット１０５の制御過程を説明するためのフローチャートであり、まず、エンジン制御ユニット１０５は、外部から供給される外気温度及び冷却水温度を受信して（段階６０１）インジェクターの終端にアイシングが発生したかを判断し（段階６０３）、アイシングが発生していたら、既にプログラムされたサチュレーションシグナルを提供する（段階６０５）。

続いて、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、上記段階６０３においてインジェクターの終端にアイシングが発生していなかったら、インジェクターの初期駆動時間であるピークタイム及び駆動維持時間であるホールドタイムを有するピークアンドホールドシグナルを発生する（段階６０７）。

即ち、インジェクター１１７ａの終端にアイシングが発生していたら、上記サチュレーションタイムが提供されるサチュレーションシグナルによってインジェクターのアイシングが除去された後、ピークアンドホールドシグナルによって燃料噴射がなされ、上記インジェクターの終端にアイシングが発生していなかったら、ピーク及びホールドタイムが提供されるピークアンドホールドシグナルによって燃料噴射される。

図８は、図３に示されたインジェクター１１７ａの構成を詳しく示した図である。図８を参照すると、インジェクター１１７ａは、各吸気マニホールド１１９の該当位置に挿入装着されており、一つの燃料レールに直列に連結されている。

その内部には、ソレノイドコイル１及びプランジャー２が備えられ、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５によりソレノイドコイル１に電力が印加されると、発生磁力によりプランジャー２が上昇してプランジャーシート３と離隔することにより、流入口４に流入された燃料がノズル５を通して噴射されるようになっている。

一方、車両の運行が終了しエンジンが停止されたとき、インジェクター１１７ａ内には流入口４から流入された液状燃料が残ることになり、プランジャー２とプランジャーシート３による燃料遮断が完壁になされず液状の残存燃料がそのままシリンダー内に流れ込むようになる。

このような燃料の漏れを防止するために、始動キーがオフになる時、ソレノイドコイルにより昇降しながら燃料が流入される流入口と、燃料が噴射されるノズルとの間の燃料通路を開閉するプランジャー２、及び流入口とノズル５との間の燃料通路に設けられ、燃料通路を遮断するインジェクター遮断バルブ２０が設けれる。

インジェクター遮断バルブ（cut-off valve of injector）２０は、インジェクター１１７ａの中間に軸方向に設けられる。これは、インジェクター遮断バルブ２０内部の燃料通路が、インジェクター１１７ａの軸方向に形成され、プランジャー２の下部地点とノズル５の上部地点とを連結し、この連結通路上でインジェクター遮断バルブ２０のプランジャー２４がインジェクター１０の軸方向、即ち、図面上の垂直方向に昇降しながら燃料通路を開閉することを意味する。

即ち、インジェクター遮断バルブ２０は、インジェクター１１７ａの上部ハウジングとノズルハウジングとの間に設けられるバルブハウジングの内部に、上部の既存プランジャー２とプランジャーシート３の下部地点からノズル５の上部地点を連結する燃料通路２１が形成され、この燃料通路２１の下部には所定の燃料が集められることのできる空間である燃料チャンバー２２が形成され、この燃料チャンバー２２にスプリング２３により下方に弾持されるプランジャー２４が備えられ、上記バルブハウジングの内径面には燃料通路２１を包み込む形態でソレノイドコイル２５が備えられる。

このような構造のインジェクター遮断バルブ２０は、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５によりソレノイドコイル２５に電力が印加されることで発生する磁力によってプランジャー２４を上昇させて、プランジャー２４により塞がれていたノズル５への燃料通路を開放するもので、始動キーがｏｎ／ｏｆｆになるのに従って、予め設定された所定時間が経過した後にｏｎ／ｏｆｆになるようになっている。

図９は、図８に示されたＬＰＧエンジン制御ユニット１０５を通したエンジンの状態によるインジェクター遮断バルブ２０の制御過程を示したフローチャートであり、まず、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、始動キーから提供された始動信号を受信した後（段階７０１）、上記始動信号が始動されているか否かを判断する（段階７０３）。

上記段階７０３を通して上記始動信号が始動されている場合、外部から供給されるクランク信号及びカム信号を受信し（７０６）、受信されたクランク信号及びカム信号が正常であるか否かを判断し（７０７）、判断の結果、クランク信号及びカム信号が正常である場合、現在エンジンが駆動中であるか否かを判断する（７０８）。

上記段階７０８の判断の結果、現在エンジンが駆動中である場合、上記段階７０６を通して受信されたクランク信号及びカム信号を基に上記クランク信号の有効トゥースが検出されたか否かを判断し（７０９）、判断の結果、クランク信号の有効トゥースが検出された場合、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、インジェクター遮断バルブ２０が閉鎖状態であるか否かを判断し（段階７１０）、判断の結果、インジェクター遮断バルブ２０が閉鎖状態である場合、エンジン状態情報によってインジェクター遮断バルブ２０の開放制御時間を設定する。

即ち、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、外部から供給される燃料温度測定を通して、燃料温度値が予め設定された設定値（５０℃）以上であるか否かを判断し（段階７１１）、上記設定値以下である場合、インジェクター遮断バルブ２０を一般モードに設定して、上記一般モードに対応する第１所定時間（５００ｍｓｅｃ）経過後に、シリンダーバンク別に予め定められた順序に沿って順次にインジェクター遮断バルブ２０を開放状態に制御する（段階７１２）。

また、上記段階７１１において燃料温度値が上記設定値以下である場合、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、インジェクターが噴射中であるか否かを判断し（段階７１３）、インジェクターが噴射中である場合、緊急開放モードに設定して、設定された緊急開放モードに対応する第２所定時間（０ｍｓｅｃ）経過後に、予め定められたシリンダーバルブの順序に沿って順次にインジェクター遮断バルブ２０を開放状態に制御する（段階７１５）。即ち、上記緊急開放モードの場合、遅延時間なしに直ぐにインジェクター遮断バルブ２０が開放制御される。

続いて、上記段階７１３においてインジェクターが噴射中でない場合、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、エンジンが回転中であるか否かを判断し（段階７１７）、エンジンが回転中である場合、エンジン回転モードに設定して、上記エンジン回転モードに対応する第３所定時間（５０ｍｓｅｃ）経過後に、シリンダーバンクの定められた順序に沿って順次に上記インジェクター遮断バルブを開放状態に制御する（段階７１９）。

一方、上記段階１１７において上記エンジンが回転中でない場合、上記エンジン制御ユニットは、バッテリー電圧が低電圧（８ｖｏｌｔ）状態であるか否かを判断し（段階７２１）、判断の結果、低電圧状態である場合、低電圧モードに設定して、上記低電圧モードに対応する第４所定時間（１００ｍｓｅｃ）経過後に、シリンダーバンクの定められた順序に沿って順次に上記インジェクター遮断バルブを開放状態に制御する（段階７２３）。

上記段階１２１においてバッテリーが低電圧状態でない場合、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、ＣＡＮ通信情報を通してＣＡＮ通信ラインの故障によってエンジン状態が正確に判定されないのか否かを判断し（段階７２５）、判断の結果によって非常運転モードに設定して、上記非常運転モードに対応する第５所定時間（５００ｍｓｅｃ）経過後に、シリンダーバルブの定められた順序に沿ってインジェクター遮断バルブ２０を開放状態に制御する（段階７２７）。

従って、インジェクター遮断バルブ２０の開放状態制御は、ソレノイドコイル２５に電力が印加されている状態であって、これによりプランジャー２４が上昇して燃料通路は常時開放されている。この時、上部のプランジャー２の開閉による燃料噴射量の調節には影響を及ぼさない。

上記にて説明された第１所定時間ないし第５所定時間のそれぞれは、所定回の実験を通して得られた結果値により予め設定されたルックアップテーブル値である。

一方、上記段階７０３で始動されていない場合、又は上記段階７０８で現在エンジンが駆動中でない場合、ＬＰＧエンジン制御ユニット１０５は、予め設定された所定時間経過後にインジェクター遮断バルブ２０を閉鎖状態に制御するために、ソレノイドコイル２５に電力を印加してインジェクター遮断バルブ２０を閉鎖制御する（段階７０５）。即ち、始動キーがオフになれば、既に設定された所定時間経過後にＬＰＧエンジン制御ユニット１０５から供給されるソレノイドコイル２５への電力供給が中断されることによってプランジャー２４が燃料通路を遮断するようになる。

この時、上部のプランジャー２も当然下降して燃料通路を遮断しているので、インジェクター１０内の燃料通路は２個のプランジャーにより１次、２次にわたって遮断され、よってエンジン停止中に液状燃料が漏れ出てシリンダーに流れ込むことを確実に防止できるようになる。

以上説明したように、本発明の属する技術分野における当業者は、本発明が、その技術的思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるであろう。従って、以上で述べた実施例はあらゆる面で例示的なものであって、限定的なものではないことを理解しなければならない。本発明の範囲は、上記詳細な説明よりも後述の特許請求の範囲によって示されており、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導き出されるあらゆる変更又は変形形態が本発明の範囲に含まれることと解釈されなければならない。

本発明は、ガソリン燃料噴射信号を基にガス燃料噴射信号を発生し、発生されたガス燃料噴射信号を利用して燃料タンク内のＬＰＧ燃料を燃焼室に直接噴射してエンジンを駆動することにより、エンジン変更が容易で、ＬＰＧ及びガソリン兼用車両の製造原価を節減し、製造工程を単純化できる。

Claims (46)

1. ＬＰＧ燃料直接噴射方式のＬＰＩシステムを有するガソリン及びＬＰＧ兼用車両の燃料供給装置において、
   ガソリン燃料又はＬＰＧ燃料のうちの一つをシリンダーに噴射してエンジンを駆動するために吸気マニホールドに設けられる多数のインジェクター；
   外部から供給されるエンジン負荷条件を受信し、受信されたエンジン負荷条件に対するガソリン燃料の噴射時間によってガソリン燃料噴射信号を発生し、外部から供給されるエンジン速度情報と比例定数情報を基に上記多数のインジェクターを制御するための時間情報を算出し、上記時間情報に基づいて上記多数のインジェクターを制御するためのパルス信号を生成するガソリンエンジン制御ユニット；
   上記ガソリンエンジン制御ユニットに接続され、上記ガソリン燃料噴射時間によって既に設定されたデータ情報を受信し、ＬＰＧ燃料タンク内に設けられる燃料ポンプの駆動によってＬＰＧ燃料タンク内から吐き出される燃料の圧力に反比例するように上記既に設定されたデータ情報を補正し、補正されたデータ情報に基づいてＬＰＧ燃料供給時の燃料噴射時間に対応する上記比例定数情報を算出し、算出された上記比例定数情報を上記ガソリンエンジン制御ユニットに提供して、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号の入力を受けて上記多数のインジェクターを駆動するためのガス燃料噴射信号に変換し、上記多数のインジェクターに供給するＬＰＧエンジン制御ユニット；及び、
   上記ＬＰＧエンジン制御ユニットの制御によって駆動する上記燃料ポンプにより吐き出されたＬＰＧ燃料タンク内のＬＰＧ燃料を、上記吸気マニホールドに供給して外部から供給される空気と混合した後、上記インジェクターを通してシリンダーに噴射して、エンジンを駆動し、上記多数のインジェクターの余分な燃料を上記ＬＰＧ燃料タンクにリターンするＬＰＧ内燃機関；を含むことを特徴とするＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
2. 上記ガソリンエンジン制御ユニット及び上記ＬＰＧエンジン制御ユニットが一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
3. 上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン負荷条件は、吸入空気量情報、スロットル位置情報、及び吸気マニホールド圧力情報のうちの一つから算出されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
4. 上記エンジン速度情報は、車速情報、クランク軸位置情報、及びカム軸位置情報のうちの一つであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
5. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットから提供される上記比例定数情報を上記ガソリンエンジン制御ユニットに伝送し、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号を受信するために、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信が可能な通信モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
6. 上記ガソリンエンジン制御ユニットに接続され、上記ＣＡＮ通信モジュールを通して提供された上記ＬＰＧエンジン制御ユニットとガソリンエンジン制御ユニットとの間の通信情報を運転者に認識させるための表示モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
7. 上記通信情報は、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットにより診断された故障情報であることを特徴とする請求項６に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
8. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記燃料ポンプを駆動するための燃料ポンプドライバーをさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
9. 上記ＬＰＧガスの液体状態の圧力は、燃料タンクの燃料圧より５Ｂａｒ以上高いことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
10. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    上記ガソリンエンジン制御ユニットから供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記インジェクターの終端にアイシングが発生した時、上記インジェクターのアイシングを除去するためのサチュレーションタイム情報と、上記インジェクターの駆動時間であるピークタイム及びホールドタイム情報とをそれぞれ保存し、
    上記アイシングが発生したら、既にプログラム化されたインジェクター制御順序に沿って、上記サチュレーションタイムが提供されるサチュレーションシグナルを出力し、
    上記アイシングが発生しなかったら、上記ピークタイム及びホールドタイムが提供されるピークアンドホールドシグナルを出力する請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
11. 上記サチュレーションシグナルは、
    上記インジェクターに所定値の電圧を提供するための電流を増加させる上昇区間と維持区間とを有することを特徴とする請求項１０に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
12. 上記ピークアンドホールドシグナルは、
    上記インジェクターの初期駆動時間であるピークタイムが提供されるピーク信号と、上記インジェクターの駆動維持時間であるホールドタイムの間上記インジェクターの駆動維持に対応したパルス幅に変調されたホールド信号とを含むことを特徴とする請求項１０に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
13. 上記多数のインジェクターのそれぞれは、
    エンジンの初期駆動時、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットの出力側に接続され、上記ピークアンドホールドシグナル又はサチュレーションシグナルのうちの一つを該当インジェクターに供給する出力ドライバー；及び、
    上記該当インジェクターの出力電流を感知してインジェクター電流情報を出力し上記ＬＰＧエンジン制御ユニットに供給する電流検出部；をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
14. 上記電流検出部は、上記インジェクター電流情報を上記ピークタイムの間モニタリングし、モニタリングの結果によって上記該当インジェクターに供給される電流を制御することを特徴とする請求項１３に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
15. 上記電流検出部は、
    上記出力ドライバーの電流を感知して電圧形態で出力する電流検出器；及び、
    上記電流検出器の出力電圧と予め設定された基準電圧とを比較し、比較結果によってインジェクター電流情報を出力する比較部；を含むことを特徴とする請求項１４に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
16. 上記比較部は、
    上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧以上である場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧未満である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力する比較器を含むことを特徴とする請求項１５に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
17. 上記比較部は、
    上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧以下である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧を超過する場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力する比較器を含むことを特徴とする請求項１５に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
18. 上記該当インジェクターは、
    ソレノイドコイルにより昇降しながら燃料が流入される流入口と、燃料が噴射されるノズルとの間の燃料通路を開閉するプランジャー、及び上記流入口とノズルとの間の燃料通路に設けられ、始動キーがオフになると上記プランジャーと上記ノズルとの間の燃料通路を遮断するインジェクター遮断バルブをさらに含み、
    上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    受信された上記始動信号がオン状態である場合、上記ガソリンエンジン制御ユニットから供給されるクランク軸位置情報及びカム軸位置情報を基にエンジン駆動有無を判定した後、エンジンが駆動されていると判定されたら、上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン状態情報を受信して上記インジェクター遮断バルブの開放制御時間を可変することを特徴とする請求項１３に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
19. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報を通して最初の有効トゥースが感知される時、上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン状態情報を受信して上記インジェクター遮断バルブの開放制御時間を可変することを特徴とする請求項１８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
20. 上記エンジン状態情報は、燃料温度情報、燃料噴射状態情報、エンジン回転情報、バッテリー電圧情報、及びＣＡＮ通信状態情報のうちの一つ以上であることを特徴とする請求項１９に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
21. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    外部から供給される燃料温度情報が既に設定された所定値以上である場合、上記インジェクター遮断バルブを第１所定時間経過後に開放制御することを特徴とする請求項１８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
22. 上記所定値は５０℃、上記第１所定時間は１００ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項２１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
23. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    上記燃料噴射状態情報を通して上記多数のインジェクターからＬＰＧ燃料が噴射中であると判断された場合、上記インジェクター遮断バルブを第２所定時間経過後に開放制御することを特徴とする請求項１８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
24. 上記第２所定時間は０ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項２３に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
25. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    上記エンジン回転情報からエンジンが回転中であると判断された場合、上記インジェクター遮断バルブを第３所定時間経過後に開放制御することを特徴とする請求項１８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
26. 上記第３所定時間は５０ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項２５に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
27. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    上記バッテリー情報からバッテリー電圧が設定値以下であると判断された場合、上記インジェクター遮断バルブを第４所定時間経過後に開放制御することを特徴とする請求項１８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
28. 上記設定値は８ｖｏｌｔ、上記第４所定時間は１００ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項２７に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
29. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、
    上記ＣＡＮ通信状態情報からＣＡＮ通信ラインにエラーが発生したと判断された場合、第５所定時間経過後に開放制御することを特徴とする請求項１８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
30. 上記第５所定時間は５００ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項２９に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給装置。
31. ａ）外部から供給されるスロットル位置情報、吸気マニホールド入力情報に基づいて発生したエンジン負荷条件を受信し、受信されたエンジン負荷条件に対するガソリン燃料の噴射時間によって既に設定されたデータ情報をＬＰＧエンジン制御ユニットに伝送する段階；
    ｂ）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記ガソリン燃料噴射時間によって既に設定されたデータ情報を受信し、ＬＰＧ燃料タンク内に設けられる燃料ポンプの駆動によってＬＰＧ燃料タンク内から吐き出される燃料圧力に反比例するように上記既に設定されたデータ情報を補正し、補正されたデータ情報に基づいてＬＰＧ燃料供給時の燃料噴射時間に対応する上記比例定数情報を算出し、算出された上記比例定数情報をガソリンエンジン制御ユニットに提供する段階；
    ｃ）ガソリンエンジン制御ユニットは、外部から供給されるエンジン速度情報と、上記ａ）段階のガソリンの燃料噴射時間情報と、上記ｂ）段階の比例定数情報とを基に、上記多数のインジェクターを制御するための時間情報を算出し、上記時間情報に基づいて上記多数のインジェクターを制御するためのパルス信号を生成して上記ＬＰＧエンジン制御ユニットに伝送する段階；
    ｄ）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号の入力を受け、上記多数のインジェクターを駆動するためのガス燃料噴射信号に変換して多数のインジェクターに供給する段階；及び、
    ｅ）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットの制御によって駆動する燃料ポンプにより吐き出されたＬＰＧ燃料タンク内のＬＰＧ燃料を、吸気マニホールドに供給して外部から供給される空気と混合した後、上記多数のインジェクターを通してシリンダーに噴射して、エンジンを駆動し、上記多数のインジェクターの余分な燃料をＬＰＧ燃料タンクにリターンする段階；を含むことを特徴とするＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
32. 上記エンジン負荷条件は、吸入空気量情報、スロットル位置情報、及び吸気マニホールド圧力情報のうちの一つから算出されることを特徴とする請求項３１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
33. 上記エンジン速度情報は、車速情報、クランク軸位置情報、及びカム軸位置情報のうちの一つであることを特徴とする請求項３１又は３２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
34. 上記ＬＰＧエンジン制御ユニットから提供される上記比例定数情報を上記ガソリンエンジン制御ユニットに伝送し、上記ガソリンエンジン制御ユニットから提供されるパルス信号を受信するために、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信を通してなされることを特徴とする請求項３１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
35. ｆ）上記ＣＡＮ通信モジュールを通して提供された上記ＬＰＧエンジン制御ユニットとガソリンエンジン制御ユニットとの間の通信情報を表示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
36. 上記通信情報は、上記ＬＰＧエンジン制御ユニットにより診断された故障情報であることを特徴とする請求項３５に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
37. 上記ｄ）段階は、
    外部から供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記多数のインジェクターの終端にアイシングが発生したかを判断し、判断の結果、アイシングが発生していたら、上記多数のインジェクターのアイシングを除去するためのサチュレーションタイム情報を有するサチュレーションシグナルをシリアル信号で出力し、
    上記判断の結果、アイシングが発生していなかったら、上記多数のインジェクターの駆動時間であるピークタイム及びホールドタイム情報を有するピークアンドホールドシグナルをそれぞれのシリアル信号で出力することを特徴とする請求項３１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
38. 上記ｄ）段階は、
    ｄ−１）上記ガソリンエンジン制御ユニットから供給される外気温度及び冷却水温度を基に、上記多数のインジェクターの終端にアイシングが発生したかを判断する段階；
    ｄ−２）上記ｄ−１）段階の判断の結果、アイシングが発生していたら、上記多数のインジェクターのアイシングを除去するためのサチュレーションタイム情報を有するサチュレーションシグナルをシリアル信号で出力する段階；及び、
    ｄ−３）上記ｄ−１）の判断の結果、上記アイシングが発生していなかったら、既にプログラム化されたインジェクター制御順序に沿って、上記ピークタイムに提供されるピーク信号と、ホールドタイムに提供される上記パルス幅変調されたホールド信号とを上記多数のインジェクターに供給する段階；を含むことを特徴とする請求項３１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
39. ｄ−４）上記多数のインジェクターの出力電流を感知してインジェクター電流情報を出力する段階；及び、
    ｄ−５）上記ＬＰＧエンジン制御ユニットは、上記インジェクター電流情報を受信して上記ピークタイムの間モニタリングし、モニタリングした結果によって上記インジェクターに供給される電流を制御する段階；をさらに含むことを特徴とする請求項３８に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
40. 上記ｄ−５）段階は、
    上記インジェクター電流情報の出力電圧が上記基準電圧以上である場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧未満である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力することを特徴とする請求項３９に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
41. 上記ｄ−５）段階は、
    上記インジェクター電流情報が上記基準電圧以下である場合は、高電位レベルのインジェクター電流情報を出力し、上記電流検出器の出力電圧が上記基準電圧を超過する場合は、低電位レベルのインジェクター電流情報を出力することを特徴とする請求項３９に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
42. 上記ｅ）段階は、
    上記ガソリンエンジン制御ユニットのエンジン状態情報を受信して、プランジャー下部とノズルとの間の連結通路の燃料噴射及び遮断を制御するインジェクターカットソレノイドバルブの開放制御時間を可変することを特徴とする請求項３１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
43. 上記エンジン状態情報は、燃料温度情報、燃料噴射状態情報、エンジン回転情報、バッテリー電圧情報、及びＣＡＮ通信状態情報のうちの一つ以上であることを特徴とする請求項４２に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
44. 上記ｅ）段階は、
    ｅ−１）外部から供給されるクランク軸位置情報及びカム軸位置情報を受信した後、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報が正常信号であるか否かを判断し、判断の結果、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報が正常である場合は、エンジンが駆動中であるか否かを判断する段階；
    ｅ−２）上記エンジンが駆動中である場合は、上記クランク軸位置情報及びカム軸位置情報を基に上記クランク信号の最初の有効トゥースが感知されたか否かを判断し、判断の結果、最初の有効トゥースが感知された場合は、外部から供給されるエンジン状態情報を受信して上記インジェクターカットソレノイドバルブを開放制御することを特徴とする請求項３１に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
45. 上記ｅ−２）段階は、
    ｅ−２Ａ）外部から供給される燃料温度情報が既に設定された所定値以上である場合、上記第１燃料遮断バルブを第１所定時間経過後に開放制御する段階；
    ｅ−２Ｂ）上記燃料噴射状態情報を通して上記多数のインジェクターからＬＰＧ燃料が噴射中であると判断された場合、第２所定時間経過後に開放制御する段階；
    ｅ−２Ｃ）上記エンジン回転情報からエンジンが回転中であると判断された場合、第３所定時間経過後に開放制御する段階；
    ｅ−２Ｄ）上記バッテリー情報からバッテリー電圧が設定値以下であると判断された場合、第４所定時間経過後に開放制御する段階；及び、
    ｅ−２Ｅ）上記ＣＡＮ通信状態情報からＣＡＮ通信ラインにエラーが発生したと判断された場合、第５所定時間経過後に開放制御する段階；を含むことを特徴とする請求項４４に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。
46. 上記燃料温度情報の所定値は５０℃、上記第１所定時間は５００ｍｓｅｃ、上記第２所定時間は０ｍｓｅｃ、上記第３所定時間は５０ｍｓｅｃ、バッテリー電圧の設定値は８ｖｏｌｔ、上記第２所定時間は１００ｍｓｅｃ、そして、第５所定時間は５００ｍｓｅｃであることを特徴とする請求項４５に記載のＬＰＩシステムが装着されたＬＰＧ車両の燃料供給方法。

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