KR100230928B1 - 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그방법 - Google Patents

천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

아이들 스위치와, 드로틀 포지션 센서와, 공기량 센서와, 크랭크각 센서와, 기타 센서들을 이용하여 감지되는 차량의 상태에 관한 정보를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 센서부(10)와, 상기한 센서부로부터 입력되는 신호를 이용하여 드로틀 밸브가 열리는 가속전 구간에서 미리 연료를 순간적으로 공급함으로써 개스의 흠름관성에 의한 지연을 보상하기 위한 연료분사 펄스를 출력하는 제어수단(20)과, 상기한 제어수단으로부터 입력되는 연료분사 펄스신호에 따라 연료가 분사되도록 하는 연료 분사부(30)를 포함하여 이루어지며, 드로틀 밸브가 개방되는 시점에 순간적으로 연료를 미리 분사하여줌으로써 가속이 이루어지게 되더라도 별무리없이 가속특성을 만족시킬 수 있는 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법
이 발명은 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 드로틀 밸브가 개방되는 시점에 순간적으로 연료를 미리 분사하여줌으로써 가속이 이루어지게 되더라도 별무리없이 가속특성을 만족시킬 수 있는 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
엔진에 사용되는 연료로서는 일반적으로 휘발유(개솔린 기관), 경유(디젤 기관), 천연개스 등이 이용되고 있다.
상기한 천연개스를 연료를 이용하는 엔진에서는, 개솔린 기관과 마찬가지로, 연료분사 제어장치를 이용하여 가속시에 연료 분사량을 증분시키고 있다.
이하, 첨부된 도 1을 참조로 하여 종래의 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 천연개스 차량의 가속시 연료분사를 설명하기 위한 동작 파형도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치는 마이크로 컨트롤러(도시되지 않음)의 내부에 있는 상태 레지스터의 값에 따라 엔진의 현재 상태를 판단한 뒤에 이에따라 연료분사 펄스를 출력함으로써 연료가 분사되도록 하는데, 만약 상태 레지스터의 값이 01 이라면 공회전 구간으로서 일정한 펄스폭을 값을 연료분사 펄스를 출력하고, 만약 상태 레지스터의 값이 10 이라면 가속 구간으로서 일정한 양의 연료량이 증분되어 분사되도록 하며, 만약 상태 레지스터의 값이 00 이라면 부분부하 구간으로서 공회전 구간때보다 좀더 큰 펄스폭을 갖는 연료분사 펄스를 출력한다.
그러나 상기한 종래의 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치는, 천연개스가 휘발유에 비해서 흐름관성이 작기 때문에 비록 가속구간에서 연료 분사량을 증분하는 보정을 하여주었다 하더라도 연료가 실린더내의 연소실에 도달하는데 지연시간이 발생되기 때문에 엔진의 가속 특성이 매우 좋지 않은 문제점이 있다.
이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드로틀 밸브가 개방되는 시점에 순간적으로 연료를 미리 분사하여줌으로써 가속이 이루어지게 되더라도 별무리없이 가속특성을 만족시킬 수 있는 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 천연개스 차량의 가속시 연료분사를 설명하기 위한 동작 파형도이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 3은 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치의 연료뷴사를 설명하기 위한 동작 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 센서부 20 : 마이크로 컨트롤러
30 : 연료 분사부 ISW : 아이들 스위치
TPS : 드로틀 포지션 센서 AFS : 공기량 센서
CAS : 크랭크각 센서
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제1 구성은, 아이들 스위치와, 드로틀 포지션 센서와, 공기량 센서와, 크랭크각 센서와, 기타 센서들을 이용하여 감지되는 차량의 상태에 관한 정보를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 센서부와, 상기한 센서부로부터 입력되는 신호를 이용하여 드로틀 밸브가 열리는 가속전 구간에서 미리 연료를 순간적으로 공급함으로써 개스의 흠름관성에 의한 지연을 보상하기 위한 연료분사 펄스를 출력하는 제어수단과, 상기한 제어수단으로부터 입력되는 연료분사 펄스신호에 따라 연료가 분사되도록 하는 연료 분사부로 이루어진다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제2 구성은, 아이들 스위치와, 드로틀 포지션 센서와, 공기량 센서와, 크랭크각 센서와, 기타 센서들을 이용하여 감지되는 차량의 상태에 관한 정보를 감지하는 단계와, 상기한 감지신호를 이용하여 드로틀 밸브가 열리는 가속전 구간에서 미리 연료를 순간적으로 공급함으로써 개스의 흠름관성에 의한 지연을 보상하는 단계로 이루어진다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제3 구성은, 아이들 스위치와, 드로틀 포지션 센서와, 공기량 센서와, 크랭크각 센서와, 기타 센서들을 이용하여 감지되는 차량의 상태에 관한 정보를 감지하는 명령어 수단과,상기한 감지신호를 이용하여 드로틀 밸브가 열리는 가속전 구간에서 미리 연료를 순간적으로 공급함으로써 개스의 흠름관성에 의한 지연을 보상하는 명령어 수단이 저장되어 있는 컴퓨터용 메모리로 이루어진다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치의 블럭 구성도이다.
도 2에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치의 구성은, 아이들 스위치(ISW)와, 드로틀 포지션 센서(Throttle Position Sensor, TPS)와, 공기량 센서(Air Flow Sensor, AFS)와, 크랭크각 센서(Crank Angle Sensor, CAS)와, 기타 센서들로 이루어진 센서부(10)와, 상기한 센서부(10)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 마이크로 컨트롤러(20)와, 상기한 마이크로 컨트롤러(20)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 연료 분사부(30)로 이루어진다.
상기한 마이크로 컨트롤러(20)는 내부에 애널로그/디지틀 컨버터(analog to digital converter)와 메모리(memory)가 내장되어 있는 것을 사용한다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법의 작용은 다음과 같다.
전원이 인가되면, 마이크로 컨트롤러(20)의 내부 메모리에 저장되어 있는 제어 프로그램 마이크로 컨트롤러(20)에 의해 실행됨으로써 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치의 동작이 시작된다.
동작이 시작되면, 마이크로 컨트롤러(20)는 모든 메모리 변수를 초기화시킨 뒤에, 센서부(20)로부터 입력되는 신호를 읽어들여, 시동 스위치가 온되었는지를 판단한다.
시동 스위치가 온된 경우에, 마이크로 컨트롤러는 센서부(10)로부터 입력되는 신호를 읽어들여 상태 레지스터의 값을 결정한 뒤에 이에 따라 공회전 구간인지, 가속전 구간인지, 가속구간인지, 부분부하 구간인지를 판단한다.
도 3은 이 발명의 실시예에 따른 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치의 연료분사를 설명하기 위한 동작 파형도로서, 상태 레지스터의 값이 01인 경우에는 공회전 구간을, 상태 레지스터의 값이 10인 경우에는 가속전 구간을, 상태 레지스터의 값이 10인 경우에는 가속 구간을, 그리고 상태 레지스터의 값이 00인 경우에는 부분부하 구간을 나타내고 있다.
상기한 공회전 구간은 운전자가 가속페달을 밟지 않은 상태에서 엔진이 일정한 속도로 공회전되고 있는 구간으로서, 센서부(10)의 아이들 스위치(ISW)로부터 입력되는 신호를 이용하여 결정된다.
상기한 가속전 구간은 운전자가 가속페달을 밟은 바로 직후의 상태를 나타내는 구간으로서, 센서부(10)의 드로틀 포지션 센서(TPS)로부터 입력되는 신호를 이용하여 결정된다.
상기한 가속구간은 운전자가 가속페달을 계속 밟고 있는 상태에서 드로틀 밸브의 개도각 변화율과, 흡입 공기량의 변화율과, 엔진 회전수의 변화율이 일정치 이상이 되는 구간으로서, 센서부(10)의 드로틀 포지션 센서(TPS)와 공기량 센서(AFS)와, 크랭크각 센서(CAS)로부터 입력되는 신호를 이용하여 결정된다.
상기한 부분부하 구간은 운전자가 가속페달을 계속 밟고 있는 상태에서 부하가 걸리고 있는 구간으로서, 센서부(10)의 기타 센서들로부터 입력되는 신호를 이용하여 결정된다.
마이크로 컨트롤러(20)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 만약 상태 레지스터의 값이 01 이라면 공회전 구간으로 판단하여 일정한 펄스폭을 값을 연료분사 펄스를 연료 분사부(30)로 출력하고, 만약 상태 레지스터의 값이 10이라면 가속전 구간으로 판단하여 계단모양의 연료분사펄스를 순간적으로 연료 분사부(30)로 출력함으로써 가속이 무리없이 이루어지도록 하고, 만약 상태 레지스터의 값이 11 이라면 가속 구간으로 판단하여 일정한 양의 연료량이 증분되어 분사될 수 잇도록 연료분사 펄스를 연료 분사부(30)로 출력하며, 만약 상태 레지스터의 값이 00 이라면 부분부하 구간으로 판단하여 공회전 구간때보다 좀더 큰 펄스폭을 갖는 연료분사 펄스를 연료 분사부(30)로 출력한다.
연료 분사부(30)는 마이크로 컨트롤러(20)로부터 입력되는 연료 분사 펄스에 따라 인젝터(도시되지 않음)를 구동함으로써 연료인 천연개스가 실린더내의 연소실로 공급되도록 한다.
이 경우에, 가속전 구간에서 계단모양의 펄스파형에 의해 연료가 실린더내로 흡입되면, 가속이 이루어지는 경우에 개스의 흐름관성에 의한 지연을 미리 보상할 수가 있음으로써 가속이 무리없이 이루어질 수가 있다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 드로틀 밸브가 개방되는 시점에 순간적으로 연료를 미리 분사하여줌으로써 가속이 이루어지게 되더라도 별무리없이 가속특성을 만족시킬 수 있는 효과를 가진 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치 및 그 방법을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 천연개스 차량의 연료분사 제어장치 분야에서 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 변형되어 이용될 수가 있다.

Claims (2)

  1. 아이들 스위치와, 드로틀 포지션 센서와, 공기량 센서, 크랭크각 센서, 기타 센서들을 이용하여 감지되는 차량의 상태에 관한 정보를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 센서부 와, 상기한 센서부로부터 입력되는 신호를 이용하여 드로틀 밸브가 열리는 가속전 구간에서 미리 천연 개스 연료를 계단파 형태로 순간적으로 공급함으로써 천연개스의 흐름관성에 의한 지연을 보상하기 위한 연료분사 펄스를 출력하는 제어수단 과, 상기한 제어수단으로부터 입력되는 연료분사 펄스신호에 따라 연료가 분사되도록 하는 연료 분사부 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어장치.
  2. 아이들 스위치와, 드로틀 포지션 센서, 공기량 센서, 크랭크각 센서, 기타 센서들을 이용하여 감지되는 차량의 상태에 관한 정보를 감지하는 단계와,상기한 감지신호를 이용하여 드로틀 밸브가 열리는 가속전 구간에서 미리 천연개스 연료를 계단파 형태로 순간적으로 공급함으로써 천연개스의 특성상 발생되는 흐름관성에 의한 지연을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연개스 차량의 가속시 연료분사 제어방법.
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