KR100210576B1 - 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치 - Google Patents

엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100210576B1
KR100210576B1 KR1019970031876A KR19970031876A KR100210576B1 KR 100210576 B1 KR100210576 B1 KR 100210576B1 KR 1019970031876 A KR1019970031876 A KR 1019970031876A KR 19970031876 A KR19970031876 A KR 19970031876A KR 100210576 B1 KR100210576 B1 KR 100210576B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lpg
gasoline
fuel
injector
engine
Prior art date
Application number
KR1019970031876A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990009459A (ko
Inventor
이규봉
박성택
Original Assignee
이규봉
박성택
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이규봉, 박성택 filed Critical 이규봉
Priority to KR1019970031876A priority Critical patent/KR100210576B1/ko
Publication of KR19990009459A publication Critical patent/KR19990009459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100210576B1 publication Critical patent/KR100210576B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0613—Switch-over from one fuel to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0404—Throttle position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

본 발명은 연료로서 가솔린이 LPG로 전환되어 사용될 때 가솔린을 분사하는 인젝터의 구동을 차단시키고 산소(O2) 센서와 스로틀 포지션 센서(TPS : throttle position sensor), 수온센서 및 엔진 회전수(RPM)의 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG의 피드백 제어를 수행함으로써 LPG의 사용에 따른 유해 배기가스의 배출을 저감시키고 엔진의 가속성능 및 출력성능 등 엔진의 제반성능을 향상시킬 수 있도록 한 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 가솔린 인젝터와, 가솔린 연료펌프, 가솔린 엔진 전자제어장치, 및 LPG용 솔레노이드 밸브, 베이퍼라이저, 믹서 등을 포함하여 연료로서 가솔린과 LPG를 겸용으로 사용할 수 있도록 된 차량의 연료전환 제어장치에 있어서, 연료로서 가솔린 또는 LPG가 선택적으로 사용되도록 상기 가솔린 연료펌프 또는 상기 LPG용 솔레노이드 밸브와 상기 연료전환 제어장치에 이그니션 전원을 인가하는 연료전환 스위치 수단과, 상기 연료전환 스위치 수단에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 상기 가솔린 엔진 전자제어장치에 의한 상기 가솔린 인젝터의 구동을 차단시킴과 동시에 상기 가솔린 인젝터와 같은 전기적 특성을 갖는 더미 임피던스(Dummy Impedance) 수단을 통해 상기 인젝터의 구동 차단에 따른 상기 엔진 전자제어장치의 오동작 판단을 방지시키는 인젝터 구동차단 수단과, 상기 연료전환 스위치 수단에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 산소센서와 TPS, 수온센서 및 엔진 회전수의 각 신호를 입력받아 이를 토대로 상기 LPG용 솔레노이드 밸브를 엔진상태에 따라 듀티(Duty) 제어하여 엔진에 공급되는 LPG와 공기의 혼합비를 이론 공연비로 적합시키는 피드백 제어수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치
본 발명은 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료로서 가솔린이 LPG로 전환되어 사용될 때 가솔린을 분사하는 인젝터의 구동을 차단시키고 산소(O2) 센서와 스로틀 포지션 센서(TPS : throttle position sensor), 수온센서 및 엔진 회전수(RPM)의 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG의 피드백 제어를 수행함으로써 LPG의 사용에 따른 유해 배기가스의 배출을 저감시키고 엔진의 가속성능 및 출력성능 등 엔진의 제반성능을 향상시킬 수 있도록 한 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 연료로서 LPG는 가솔린보다 가격이 싸고, 가스상태이기 때문에 각 실린더로의 분배가 균일하고, 배기가스도 가솔린에 비해 상대적으로 깨끗한 장점을 갖고 있다. 또한, LPG를 자동차 연료로서 사용할 때, 그 옥탄가가 높기 때문에 노킹이 거의 발생하지 않으며, 윤활유의 손실이 적고 워밍업도 빠른 장점을 가지고 있다. 이와 같이 가솔린에 비해 상대적으로 많은 장점을 갖는 LPG는 영업용 택시나 소형 승합차 등 영업차의 연료로 널리 사용되고 있다. 또한 장애자 차량이나 모범택시등과 같이 제한적으로 허가된 차량에 한해서 가솔린 차량을 개조하여 LPG를 연료로서 사용할 수 있도록 된 LPG와 가솔린 겸용 차량에서도 주요 연료로서 LPG가 사용되고 있다.
그런데, 상기한 바와 같은 LPG와 가솔린 겸용 차량에 있어서, 연료로서 가솔린을 LPG로 절환하여 사용할 때 가솔린을 분사하는 인젝터(Injector)의 구동을 차단시키지 않은 상태로 LPG를 사용하기 때문에 여러 가지 문제점이 발생하였다. 예를 들면, 연료로서 가솔린이 공급되지 않는데도 가솔린 인젝터가 계속해서 불필요하게 구동되기 때문에 가솔린 인젝터의 수명이 현저하게 단축되고, 바이패스를 통하여 가솔린 탱크로부터 기화된 가솔린이 흡입되어 불완전 연소하여 배기가스에 의한 대기오염을 증가시키며, 연료 전환 후 일정시간동안 연료의 2중 공급으로 인해 엔진의 부조화 현상, 예를 들면 백 화이어(Back fire) 현상 등이 발생하는 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연료로 LPG를 사용할 때는 가솔린 인젝터가 구동되지 않도록 하고, 가솔린을 연료로 사용할 때만 가솔린 인젝터가 구동되도록 하는 장치가 알려지고 있는데, 그 전형적인 실시 형태가 대한민국 특허 공고공보 96-3252호(명칭; 자동차 연료전환장치의 가솔린 인젝터 보호장치)에 기재되어 있다.
상기한 자동차 연료전환장치의 가솔린 인젝터 보호장치(이하, 인젝터 보호장치라 함)는, 상기한 특허 공고공보 96-3252호에 개시되어 있는 바와 같이 가솔린과 LPG의 연료전환과 동시에 자동차의 배터리 전원을 LPG용 솔레노이드 밸브 구동용 전압으로 또는 가솔린 연료 펌프 구동용 전압과 가솔린 인젝터 보호장치의 입력전압으로 인가하는 연료전환 및 입력전압 인가 스위치 수단과, 입력전원 전원수단, 전압안정화 회로수단, 릴레이 보호회로수단, 연료유량계 전환수단, 및 가솔린 엔진 전자제어장치(ECU)에서 가솔린 인젝터로 보내는 신호를 개폐하는 엔진 ECU의 인젝터 구동신호 제어수단으로 이루어지며, 연료로 가솔린을 사용할 때만 엔진 ECU의 가솔린 인젝터 구동신호를 인젝터로 보내 인젝터를 구동하고 LPG를 사용할 때는 상기 신호를 차단하여 인젝터의 구동을 억제하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
그런데, 상기한 종래 기술에 의한 인젝터 보호장치는 연료로서 가솔린을 LPG로 전환하여 사용할 때 가솔린 인젝터의 구동을 차단시켜 가솔린 인젝터의 보호 및 전술한 바와 같은 연료의 불완전 연소로 인한 배기가스의 대기오염과 엔진의 부조화 현상을 방지하는 이점을 제공하지만 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
즉, 종래의 인젝터 보호장치는 LPG 연료로 전환시 가솔린 탱크로부터 기화된 가솔린이 흡입되어 불완전 연소하는 것을 방지하지만, 주행중에 LPG의 연소에 따른 배기가스의 상태를 검출하여 배기가스의 오염물질을 최대한으로 저감시키지 못하는 문제점이 있었다. 이와 같이 종래의 인젝터 보호장치가, 차량의 연료로서 LPG를 사용할 때 LPG의 연소에 따른 배기가스의 오염물질을 저감시키지 못하는 이유는 종래의 인젝터 보호장치가 인젝터의 구동만 차단시킬 뿐, 배기가스의 상태를 검출하여 이에 따른 LPG의 공급제어, 즉 LPG와 공기의 이론 공연비 제어(또는, 피드백 제어)를 하지 않기 때문이다.
또한, 종래의 인젝터 보호장치는 LPG를 연료로 사용할 때, 가솔린 엔진 ECU가 인젝터의 연료분사량을 제어하듯이 LPG의 공급량을 제어하지 못하기 때문에 운전자가 차량을 가속시킬 때 대량의 유해 배기가스를 배출하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 연료로서 가솔린이 LPG로 전환되어 사용될 때 가솔린을 분사하는 인젝터의 구동을 차단시킴과 동시에 산소(O2) 센서와 스로틀 포지션 센서(TPS, 이하 TPS라 약칭함), 수온센서 및 엔진 RPM의 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG의 피드백 제어를 수행하여 연료(LPG)와 공기의 혼합비를 이론공연비로 제어하여 삼원 촉매장치와 같은 배기가스 정화장치의 산화와 환원의 효율을 극대화시킴으로써 LPG의 사용에 따른 유해 배기가스의 배출을 저감시키고 엔진의 가속성능과 출력성능 등 엔진의 제반성능을 향상시킬 수 있도록 한 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 피드백 제어부를 도시한 블록 구성도,
도 3a, 3b는 본 발명의 피드백 제어부를 상세하게 도시한 상세 회로도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 연료전환 스위치 20 : 산소(O2)센서
30 : 스로틀 포지션 센서 40 : LPG용 솔레노이드 밸브
60 : 수온센서 70 : 발열부재
100 : 연료전환 제어장치 200 : 엔진 전자제어장치
300 : 인젝터 구동차단부 400 : 피드백 제어부
A..D : 가솔린 인젝터 AA..DD : 릴레이
a..d : 더미 임피던스 부하
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치는,
가솔린 인젝터와, 가솔린 연료펌프, 가솔린 엔진 전자제어장치, 및 LPG용 솔레노이드 밸브, 베이퍼라이저, 믹서 등을 포함하여 연료로서 가솔린과 LPG를 겸용으로 사용할 수 있도록 된 차량의 연료전환 제어장치에 있어서,
연료로서 가솔린 또는 LPG가 선택적으로 사용되도록 상기 가솔린 연료펌프 또는 상기 LPG용 솔레노이드 밸브와 상기 연료전환 제어장치에 이그니션 전원을 인가하는 연료전환 스위치 수단과,
상기 연료전환 스위치 수단에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 상기 가솔린 엔진 전자제어장치에 의한 상기 가솔린 인젝터의 구동을 차단시킴과 동시에 상기 가솔린 인젝터와 같은 전기적 특성을 갖는 더미 임피던스(Dummy Impedance) 수단을 통해 상기 인젝터의 구동 차단에 따른 상기 엔진 전자제어장치의 오동작 판단을 방지시키는 인젝터 구동차단 수단과,
상기 연료전환 스위치 수단에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 산소센서와 TPS, 수온센서 및 엔진 RPM의 신호를 입력받아 이를 토대로 상기 LPG용 솔레노이드 밸브를 엔진상태에 따라 듀티(Duty) 구동제어하여 엔진에 공급되는 LPG와 공기의 혼합비를 이론 공연비로 적합시키는 피드백 제어수단을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 더미 임피던스 수단은 저항과 코일로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 수온센서에 의해 검출된 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하일 때, 상기 베이퍼라이저에서의 LPG의 기화를 향상시키기 위해 베이퍼라이저를 히팅(Heating)시키는 발열부재를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치는 연료로서 가솔린이 LPG로 전환되어 사용될 때 가솔린을 분사하는 인젝터의 구동을 차단시키고 산소(O2) 센서와 TPS, 수온센서 및 엔진 RPM의 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG의 피드백 제어를 수행함으로써 LPG의 사용에 따른 유해 배기가스의 배출을 저감시키고 엔진의 가속성능 및 출력성능 등 엔진의 제반성능을 향상시킬 수 있도록 한 것으로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 연료로서 가솔린 또는 LPG가 선택적으로 사용되도록 가솔린 연료펌프 또는 본 발명의 연료전환 제어장치(100)에 이그니션 전원(IG)을 인가하는 연료전환 스위치(10)와, 연료전환 스위치(10)에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 가솔린 엔진 ECU(200)에 의한 가솔린 인젝터(A..D)의 구동을 차단시킴과 동시에 가솔린 인젝터(A..D)와 같은 전기적 특성을 갖도록 저항과 코일로 이루어진 더미 임피던스 부하(a..d)을 통해 인젝터(A..D)의 구동 차단에 따른 엔진 ECU(200)의 오동작 판단을 방지시키는 인젝터 구동차단부(300)와, 연료전환 스위치(10)에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 산소센서(20)와 TPS(30), 엔진 수온센서(60) 및 엔진 RPM의 각 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG용 솔레노이드 밸브(40)를 듀티 제어하여 엔진에 공급되는 LPG와 공기의 혼합비를 이론 공연비(대략, 1 : 14.7, 여기서 1은 LPG의 양이고 14.7은 공기의 양)로 적합시키는 피드백 제어부(400)을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 제어장치가 적용되는 차량에는 가솔린 인젝터(A..D)에 가솔린을 송급하는 가솔린 연료펌프와 LPG를 기화시키는 베이퍼라이저 및 LPG와 공기를 혼합시키는 믹서 등이 구비되지만, 이들 가솔린 연료펌프와 베이퍼라이저 및 믹서 등은 널리 공지되어 있으므로 도면의 구체적인 도시 및 이들의 상세한 설명은 생략한다. 또한, 산소센서(20)와, TPS(30), 수온센서(60), LPG용 솔레노이드 밸브(40), 및 엔진 ECU(200)도 널리 공지되어 있기 때문에 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 본 발명은 수온센서(60)에 의해 검출된 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도, 예를 들면 17℃ 이하일 때, 즉 냉간 시동시 상기한 베이퍼라이저에서의 LPG의 기화를 향상시키기 위해 베이퍼라이저를 히팅(Heating)시키는 발열코일과 같은 발열부재(70)를 더 포함한다.
상기한 연료전환 스위치(10)는 IG 전원선에 연결되는 공통접점(CM)과 두 개의 가동접점(NO)(NC)으로 이루어지는데, 운전자의 조작에 의해 NO 가동접점이 공통접점(CM)에 연결되면, 가솔린이 연료로 사용되도록 IG전원이 가솔린 연료펌프에 인가되며, 운전자의 조작에 의해 NC 가동접점이 공통접점(CM)에 연결되면, LPG가 연료로 사용되도록 IG전원이 연료전환 제어장치(100)에 인가된다. 연료전환 스위치(10)는 운전자에 의해 조작이 용이하게 될 수 있는 장소, 즉 운전석의 레그 룸(Leg Room) 또는 대쉬 보드(Dash Board)상에 설치되는 것이 바람직하다.
인젝터 구동차단부(300)는 각각의 인젝터(A..D)에 대응되는 릴레이(AA..DD)와 인젝터(A..D)의 전기적 특성과 동일한 전기적 특성을 갖는 더미 임피던스 부하(a..d), 및 각 릴레이(AA..DD)의 코일에서 발생할 수 있는 역기전력을 방지하는 다이오드(300a..300d)로 구성된다. 여기서, 각 릴레이(AA..DD)의 일측단자는 연료전환 스위치(10)의 NO 가동접점에 연결되기 때문에 상기 NO 가동접점이 연료전환 스위치(10)의 공통접점(CM)에 연결될 때 자화된다. 각 릴레이(AA..DD)의 공통접점(CM)은 IG전원에 연결되며, 노멀 클로즈(Normal Close) 접점(NC)은 대응되는 인젝터의 일측단자에 연결되며, 노멀 오픈(Normal Open) 접점(NO)은 대응되는 더미 임피던스 부하의 일측단자와 접속된다. 각각의 더미 임피던스 부하(a..d)의 타측단자는 대응되는 인젝터의 타측단자와 연결되어 엔진 ECU(200)에 연결된다.
피드백 제어부(400)는 도 2 및 도 3a,b에 도시되어 있는 바와 같이 산소센서(20)의 출력신호를 토대로 LPG용 솔레노이드 밸브(40)를 통해 LPG와 공기의 혼합비를 이론 공연비로 맞추기 위한 소정의 프로그램을 내장하고 있는 마이크로컴퓨터(410)와, 연료전환 스위치(10)를 경유한 IG전원의 전압을 소정의 정전압, 예를 들면 5볼트 정전압으로 하여 이를 마이크로컴퓨터(410) 등에 제공하는 정전압부(420)와, 산소센서(20)의 출력신호를 입력받아 상기 출력신호가 마이크로컴퓨터(410)에서 인식될 수 있도록 신호 변환하는 산소센서 신호변환부(430)와, TPS(30)의 출력신호를 입력받아 그 출력신호가 마이크로컴퓨터(410)에서 인식될 수 있도록 하는 TPS 신호변환부(440)와, 수온센서(60)의 출력신호를 입력받아 그 출력신호가 마이크로컴퓨터(410)에서 인식될 수 있도록 하는 수온센서 신호변환부(480)와, 엔진 RPM 신호를 입력받아 상기 엔진 RPM 신호가 마이크로컴퓨터(410)에서 인식될 수 있도록 RPM 신호를 정형하는 파형 정형부(470)와, 마이크로컴퓨터(410)에 기준클록을 제공하는 발진부(460)와, 마이크로컴퓨터(410)의 제어신호에 따라 LPG용 솔레노이드 밸브(40)를 구동시키는 솔레노이드 밸브 구동부(450), 및 마이크로컴퓨터(410)의 제어신호에 따라 상기 베이퍼라이저를 히팅시키는 발열부재(70)를 구동시키는 발열부재 구동부(490)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 마이크로컴퓨터(410)는 예를 들면 모토롤라사의 8비트 원칩(One Chip) 마이크로컴퓨터이다. 또한, 도시된 바와 같이 정전압부(420)는 소자명 7805와 같은 5볼트 정전압 레귤레이터를 포함하여 구성되며, 신호변환부(430)는 증폭기와 각종 수동소자(저항, 콘덴서 등) 및 능동소자(다이오드)를 포함하여 구성되며, TPS 신호변환부(440)는 두 개의 비교기와 각종 수동소자 및 능동소자를 포함하여 구성되며, 구동부(450)는 복수개의 트랜지스터를 포함하여 구성되며, 발진부(460)는 발진자를 포함하여 구성된다. 그리고, 파형 정형부(470)는 비교기와 저항, 제너다이오드 및 콘덴서를 포함하여 구성되며, 수온센서 신호변환부(480)는 저항과 콘덴서를 포함하여 구성되며, 발열부재 구동부(490)는 릴레이와 트랜지스터 및 저항을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치의 작용을 도 1 및 도 3을 참조하면서 설명한다.
도 1을 참조하면, 운전자가 연료전환 스위치(10)를 조작하여 그 공통접점(CM)을 NC 가동접점에 연결시키면, 가솔린을 연료로 사용하는 차량과 마찬가지로 인젝터(A..D)의 구동에 의해 차량이 운행된다. 즉, 운전자가 연료전환 스위치(10)를 통해 가솔린을 엔진 연료로 사용하게 되면, 인젝터 구동차단부(300)의 각 릴레이의 스위치부를 통해 인젝터와 엔진 ECU(200)사이에 폐회로가 구성되어 각각의 인젝터(A..D)는 엔진 ECU(200)의 제어에 따라 구동되게 된다.
그리고, 운전자가 연료전환 스위치(10)를 조작하여 그 공통접점(CM)을 NO 가동접점에 연결시키면, 인젝터 구동차단부(300)의 각 릴레이(A..D)의 코일에 IG전원이 인가되어 자화되게 되는데, 이와 같이 릴레이의 코일이 자화되면 각 릴레이의 공통접점(CM)은 NO 가동접점과 연결되게 되어 각 인젝터(A..D)의 구동이 차단되게 된다. 즉, 운전자가 연료전환 스위치(10)를 통해 LPG를 엔진 연료로 사용하게 되면, 각 릴레이(A..D)의 공통접점(CM)이 NO 가동접점과 연결되게 되어 IG전원과 인젝터와 엔진 ECU(200)는 폐회로를 구성하지 못하게 되며, 그 대신 IG전원과 더미 임피던스 부하와 엔진 ECU(200)가 폐회로를 구성하게 된다. 이와 같이 IG전원과 각각의 더미 임피던스 부하(a..d)와 엔진 ECU(200)가 폐회로를 구성하게 되면, 엔진 ECU(200)는 인젝터(A..D)가 오동작하는 것으로 인식하지 않게 된다. 이는 각각의 더미 임피던스 부하(a..d)가 인젝터(A..D)와 같은 전기적인 동작 특성을 담당하기 때문에 연료전환 스위치(10)의 조작에 의해 인젝터(A..D)의 구동이 차단되더라도 엔진 ECU(200)는 이를 인식하지 못하게 된다. 따라서, 본 발명은 인젝터(A..D)의 구동이 차단됨에 따른 엔진 경고등(미도시)과 같은 경고램프가 점등되어 이를 보고 운전자가 불안해하는 상태를 방지함과 동시에 엔진 ECU와 각종 전자제어장치, 예를 들면 트랜스미션 전자제어장치 또는 트랙션 제어장치(TCU; Traction Control Unit)와의 데이터 상호 전송시의 오동작도 방지할 수 있게 된다. .
또한, 운전자가 연료전환 스위치(10)를 조작하여 그 공통접점(CM)을 NO 가동접점에 연결시키면, 본 발명의 피드백 제어부(400)는 산소센서(20)와 TPS(30), 수온센서(60) 및 엔진 RPM의 각 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG용 솔레노이드 밸브(40) 또는 발열부재(70)를 구동하여 엔진 연소실에 공급되는 LPG의 양을 이론공연비로 맞추어 유해 배기가스의 배출을 저감시킴과 동시에 연비 및 가속특성 등 엔진의 제반성능을 향상시키게 되는데, 이를 보다 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 산소센서(20)가 배기가스중의 유해가스, 예를 들면 질소산화물(NOX), 아황산가스(SO2), 이산화탄소(CO2)의 농도, 실질적으로는 배기가스중의 산소농도를 검출하여 이에 따른 전압 신호를 출력하면, 피드백 제어부(400)의 산소센서 신호 변환부(430)는 상기 전압 신호를 증폭변환하여 마이크로컴퓨터(410)에 입력시킨다. 마이크로컴퓨터(410)가 증폭된 산소센서(20)의 전압신호를 입력받으면, 마이크로컴퓨터(410)는 상기 전압신호가 LPG와 공기의 혼합이 이론공연비로 혼합된 상태에서 배출된 배출가스의 산소농도에 의해 출력된 전압신호인지를 판단한다. 마이크로컴퓨터(410)는 상기한 배출가스에 의해 배출되는 유해가스의 양이 이론공연비로 혼합된 LPG와 공기의 혼합에 의해 배출되었다고 판단하면, LPG를 공급하는 LPG용 솔레노이드 밸브(40)를 이전과 같이 제어 구동하고, 그렇지 않다면 솔레노이드 밸브 구동부(450)를 통해 솔레노이드 밸브(40)를 듀티(Duty) 제어하여 LPG와 공기의 혼합비가 이론공연비가 되도록 솔레노이드 밸브(40)를 구동제어한다. 즉, 마이크로컴퓨터(410)는 산소센서(20)를 통해 LPG와 공기의 혼합상태를 검출하고, 그 혼합상태가 이론공연비에 적합하지 않다면, 솔레노이드 밸브(40)의 듀티제어를 통해 LPG와 공기의 혼합비를 이론공연비로 맞춘다. 이와 같은 형태로 LPG와 공기의 혼합비를 이론공연비로 맞추어 배기가스에 포함되는 유해가스의 양을 저감시키는 형태, 실질적으로 LPG와 공기의 혼합비를 이론공연비로 맞추어 삼원 촉매장치와 같은 배기가스 정화장치에 의한 유해가스의 산화/환원 효율을 최대화시키는 형태는 산소센서(20)를 통해 배기가스의 산소 농도를 검출하고 이를 마이크로컴퓨터(410)에 다시 피드백(Feedback) 입력시켜 마이크로컴퓨터(410)로 하여금 솔레노이드 밸브(40)를 듀티제어하기 때문에 피드백 제어라 할 수 있다. 이로써, 본 발명에 따르면, 유해배기가스의 배출량은 효과적으로 저감될 수 있으며, 연비도 더욱 향상되게 된다.
또한, 본 발명은 LPG 차량의 단점인 냉간 시동성을 좋게 하기 위해 초기 시동시 TPS(30)의 전압신호와 수온센서(60)의 전압신호를 입력받아 스로틀 개도 및 냉각수의 온도에 따른 차량의 냉간 시동성을 좋게 하는데, 이를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
즉, 스로틀 개도가 10。미만일 때, 다른 표현으로 TPS(20)의 전압신호가 0.5볼트일 때, 마이크로컴퓨터(410)는 TPS 신호변환부(440)를 통해 상기 전압신호를 인식하여 솔레노이드 밸브(40)를 65% 듀티제어하고; 스로틀 개도가 10。이상 40。미만일 때, 다른 표현으로 TPS(20)의 전압신호가 0.5볼트 이상 2볼트 미만일 때, 마이크로컴퓨터(410)는 신호변환부(440)를 통해 상기 전압신호를 인식하여 솔레노이드 밸브(40)를 70% 듀티제어하고; 스로틀 개도가 40。이상일 때, 다른 표현으로 TPS(20)의 전압신호가 2볼트 이상일 때, 마이크로컴퓨터(410)는 신호변환부(440)를 통해 상기 전압신호를 인식하여 솔레노이드 밸브(40)를 85% 듀티제어함으로써 냉간시 엔진의 시동성, 아이들(Idle) 성능 및 출력성능을 좋게 한다. 또한, 본 발명 피드백 제어부(400)의 마이크로컴퓨터(410)는 냉간시동시 수온센서(60)를 통해 엔진 냉각수의 온도를 인식하여 상기 냉각수의 온도가 대략 17℃ 이하일 때 발열부재 구동부(490)를 통해 발열부재(70)를 구동제어함으로써 베이퍼라이저(기화기)내에서 LPG의 기화가 원활하게 이루어지도록 한다. 여기서, 마이크로컴퓨터(410)는 수온센서(60)에 의해 검출된 상기 냉각수의 온도를 수온센서 변환부(480)를 통해 인식하게 된다. 이로써, 본 발명에 따르면 LPG를 엔진연료로 사용하게 되더라도 동절기의 엔진시동이 원활하게 이루어지게 된다.
더욱이, 본 발명은 운전자가 차량을 가속시키기 위해 스로틀 밸브, 즉 스로틀 개도를 40。이상 개방하면, 마이크로컴퓨터(410)는 신호변환부(440)를 통해 이를 인식하여 솔레노이드 밸브(40)를 85% 듀티제어하여 가속 출력성능을 좋게 한다. 또한, 소정시간동안 예를 들어 100msec동안 TPS(30)에서 출력되는 전압의 차가 1볼트 이상일 때도 마이크로컴퓨터(410)는 신호변환부(440)를 통해 이를 인식하여 솔레노이드 밸브(40)를 85% 듀티제어하여 순간 가속출력성능을 향상시킨다. 더불어서, 아이들(Idle) 상태에서 엔진 회전속도가 약 2700RPM 이상이고 스로틀 개도가 약 10。이하일 때 마이크로컴퓨터(410)는 파형 정형부(470) 및 TPS 신호변환부(440)를 통해 이를 인식하여 솔레노이드 밸브(40)를 0% 듀티제어하여 유해 배기가스의 양을 최대한 저감시키도록 LPG의 공급을 차단시킨다. 즉, 본 발명은 아이들(Idle) 상태에서 엔진 회전속도가 약 2700RPM 이상이고 스로틀 개도가 약 10。이하이면, LPG의 공급을 차단시키는 연료차단기능을 수행한다.
이로써, 본 발명은 LPG와 가솔린 겸용 차량에 있어서 LPG로의 연료전환시 가솔린 인젝터를 보호함은 물론 LPG사용에 따른 유해 배기가스의 양을 저감시킴과 동시에 냉간 시동성 및 가속 성능 등 엔진의 제반성능을 좋게 한다.
지금까지 본 발명에 따른 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치를 4기통 엔진을 탑재한 차량을 예로 하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 모든 인젝터 제어 가솔린 차량에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치는, 연료로서 가솔린이 LPG로 전환되어 사용될 때 가솔린을 분사하는 인젝터의 구동을 차단시킴과 동시에 산소(O2) 센서와 TPS, 수온센서 및 엔진 RPM의 각 신호를 입력받아 이를 토대로 LPG의 피드백 제어를 수행함으로써 LPG의 사용에 따른 유해 배기가스의 배출 저감 및 연비 향상, 엔진의 제반 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 이점을 제공한다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치는 상기 실시예에 한정되지 않고 본원 발명의 정신과 범위를 이탈하지 아니하고 많은 제조변형을 가하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (7)

  1. 가솔린 인젝터와, 가솔린 연료펌프, 가솔린 엔진 전자제어장치, 및 LPG용 솔레노이드 밸브, 베이퍼라이저, 믹서 등을 포함하여 연료로서 가솔린과 LPG를 겸용으로 사용할 수 있도록 된 차량의 연료전환 제어장치에 있어서,
    연료로서 가솔린 또는 LPG가 선택적으로 사용되도록 상기 가솔린 연료펌프 또는 상기 LPG용 솔레노이드 밸브와 상기 연료전환 제어장치에 이그니션 전원을 인가하는 연료전환 스위치 수단과,
    상기 연료전환 스위치 수단에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 상기 가솔린 엔진 전자제어장치에 의한 상기 가솔린 인젝터의 구동을 차단시킴과 동시에 상기 가솔린 인젝터와 같은 전기적 특성을 갖는 더미 임피던스(Dummy Impedance) 수단을 통해 상기 인젝터의 구동 차단에 따른 상기 엔진 전자제어장치의 오동작 판단을 방지시키는 인젝터 구동차단 수단과,
    상기 연료전환 스위치 수단에 의해 LPG가 연료로서 선택되었을 때 산소센서와 TPS, 수온센서 및 엔진 회전수의 각 신호를 입력받아 이를 토대로 상기 LPG용 솔레노이드 밸브를 엔진상태에 따라 듀티(Duty) 제어하여 엔진에 공급되는 LPG와 공기의 혼합비를 이론 공연비로 적합시키는 피드백 제어수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피드백 제어수단은, LPG와 공기의 혼합비를 이론공연비로 적합시키기 위한 소정의 제어프로그램을 내장하고 있는 마이크로컴퓨터와, 상기 산소센서의 출력신호를 변환하여 이를 상기 마이크로컴퓨터에 입력시키는 산소센서 신호 변환부와, 상기 TPS의 출력신호를 변환하여 이를 상기 마이크로컴퓨터에 입력시키는 TPS 신호 변환부와, 상기 수온센서의 출력신호를 변환하여 이를 상기 마이크로컴퓨터에 입력시키는 수온센서 신호 변환부와, 상기 엔진 회전수 신호를 정형하여 이를 마이크로컴퓨터(410)에 입력시키는 파형 정형부와, 차량의 이그니션 전원을 소정의 정전압으로 변환하는 정전압 변환부와, 상기 마이크로컴퓨터의 제어에 따라 상기 LPG용 솔레노이드 밸브를 듀티제어 구동시키는 솔레노이드 밸브 구동부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피드백 제어수단은,
    상기 TPS에 의해 감지된 스로틀 개도가 10。미만일 때 상기 솔레노이드 밸브를 65%로 듀티제어하고,
    상기 TPS에 의해 감지된 스로틀 개도가 10。이상 40。미만일 때 상기 솔레노이드 밸브를 70%로 듀티제어하며,
    상기 TPS에 의해 감지된 스로틀 개도가 40。이상일 때 상기 솔레노이드 밸브를 85%로 듀티제어하는 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 소정시간동안 상기 TPS 신호변환부를 통해 상기 마이크로컴퓨터에 입력되는 상기 TPS의 출력전압의 차가 1볼트 이상일 때, 상기 마이크로컴퓨터는 상기 솔레노이드 밸브를 85% 듀티제어하는 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 엔진 아이들(Idle) 상태에서 상기 엔진 회전수가 2700 RPM 이상이고, 상기 TPS에 의해 감지된 스로틀 개도가 10。이하일 때, 상기 마이크로컴퓨터는 상기 파형 정형부 및 상기 TPS 신호변환부를 통해 이를 인식하여 상기 솔레노이드 밸브를 0% 듀티제어하는 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인젝터 구동차단 수단은 상기 가솔린 인젝터의 각각에 대응되는 릴레이를 구비하되, 상기 릴레이의 공통접점은 상기 이그니션 전원에 연결되며, 그 노멀 클로즈(Normal Close) 접점(NC)은 대응되는 상기 인젝터의 일측단자에 연결되며, 노멀 오픈(Normal Open) 접점(NO)은 대응되는 상기 더미 임피던스 수단의 일측단자와 접속되며, 상기 더미 임피던스 수단의 타측단자는 대응되는 인젝터의 타측단자와 연결되어 상기 가솔린 엔진 전자제어장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 수온센서에 의해 검출된 엔진 냉각수의 온도가 17℃ 이하일 때 상기 베이퍼라이저를 히팅(Heating)시키는 발열수단과, 상기 마이크로컴퓨터의 제어에 따라 상기 발열수단에 전원을 인가하여 구동시키는 발열부재 구동부를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 LPG와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치.
KR1019970031876A 1997-07-10 1997-07-10 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치 KR100210576B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970031876A KR100210576B1 (ko) 1997-07-10 1997-07-10 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970031876A KR100210576B1 (ko) 1997-07-10 1997-07-10 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990009459A KR19990009459A (ko) 1999-02-05
KR100210576B1 true KR100210576B1 (ko) 1999-07-15

Family

ID=19513935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970031876A KR100210576B1 (ko) 1997-07-10 1997-07-10 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100210576B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100448831B1 (ko) * 2002-08-27 2004-09-16 현대자동차주식회사 액화 석유 가스 차량의 아이들 속도 제어방법
KR100840126B1 (ko) * 2006-12-28 2008-06-19 지멘스 오토모티브 주식회사 압축 천연가스-가솔린 겸용 차량의 연료 분사 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990009459A (ko) 1999-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113614348B (zh) 发动机
US5979158A (en) Method of operating an internal combustion engine plant
US7805927B2 (en) Diesel engine displacement on demand
CN113646515B (zh) 发动机系统
US5802844A (en) After-burner heated catalyst system and associated control circuit and method
US6637191B1 (en) Method and system for diagnosing a secondary air supply for an internal combustion engine
US5505183A (en) Method and system for controlling emissions from an internal combustion engine
KR100210576B1 (ko) 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 연료전환 제어장치
KR200179295Y1 (ko) 엘피지 개조 차량의 엘피지 연료 공급제어장치
KR200178227Y1 (ko) 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 인젝터 구동 제어신호를이용한 엘피지 연료 제어장치
KR200178226Y1 (ko) 가스연료 차량에 대한 공급연료량의 전체영역 피드백제어장치
KR19990085836A (ko) 엘피지/가솔린 겸용 차량의 전자제어식 연료 분사장치 및 분사방법
JP2915255B2 (ja) ガスエンジンの空燃比制御装置
JP4269948B2 (ja) 燃料噴射制御装置
KR19990026515U (ko) 차량의 공연비 제어장치
KR200229462Y1 (ko) 액화 석유 가스 자동차의 연료 자동 절환 장치
KR19980050225A (ko) 콜드스타트용 차량의 배기가스 저감장치
KR200169764Y1 (ko) 엘피지와 가솔린 겸용 차량의 선택적 연료 제어장치
GB2169111A (en) Air-fuel ratio control method for an internal combustion engine
JPH01167452A (ja) アルコールエンジン
JP2021181756A (ja) 車両の触媒活性制御装置
KR19980017749A (ko) Lpg 차량용 가스 누출 방지장치
JP2022119661A (ja) 内燃機関の制御装置
KR19990026439U (ko) 차량의 연료차단 제어장치
KR100203215B1 (ko) 배기가스의 엔진부압제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20010402

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee