KR100398238B1 - 차량용 엘피지 엔진의 역화제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘피지 차량의 엔진에 장착 구비되는 가변 밸브 기구를 이용하여 배기 밸브의 타이밍을 엔진 회전수에 따라 진각 제어할 목적으로;

주행중인 차량에서 차량 주행상태 검출신호가 입력되면, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족한다고 판단되면, 기 설정된 기본 밸브 타이밍에 따른 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하지 않는다고 판단되면, 배기 밸브 타이밍을 소정의 값으로 진각 제어하기 위한 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하는 단계로 이루어졌 있어서, 주행중 발생되는 역화를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 엘피지 엔진의 역화제어 방법{METHOD FOR BACK FIRE CONTROLLING OF L.P.G ENGINE IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 엘피지 엔진의 역화제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더 헤드에 2개의 캠축이 설치된 엔진(Double Over Head Cam Shaft: 이하 DOHC라 칭함 )에서 가변 배기 밸브 기구(VVT)를 적용하여 배기 밸브의 타이밍을 조절함으로써 주행 중 엔진 연소시 가스연료의 역화됨을 제어하기 위한 차량용 엘피지 엔지의 역화제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엘피지 차량은 전 운전 영역에서 고정된 밸브 타이밍이 적용되고 있다.

상기한 밸브 타이밍은 주로 가솔린 엔진과 동일하든지 저중속 운전영역에서의 성능을 향상시켜서 차량의 운전성을 개선하는 방향으로 결정된다.

따라서, 가솔린 MPI 엔진이 흡기 포트 분사 시스템이라면 엘피지(LPG)엔진의 연료계는 봄베(Bombe), 베이퍼라이져(Vaporizer), 믹서(Mixer), 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve) 및 파이프(Pipe)로 구성되어 있으며, 믹서의 벤츄리를 통해서 연료가 분사되어 서지탱크, 인테크 메니폴드를 통해서 기화되고, 흡기과정 동안 혼합기가 실린더 내로 흡입되어 압축, 폭발, 배기과정을 완료하게 된다.

따라서 흡기계를 통해서 기화가 충분히 되어 흡기 포트 내에서 가연성 혼합기 상태로 존재할 가능성이 높은 엘피지 엔진은 가솔린 MPI 엔진과 동일하거나 비슷한 벨브 타이밍을 적용하게 되면 연소실 내의 배기말기 과정 중 고온의 상태로존재하게 되는 잔류가스에 흡입 시 노출되면 흡기 밸브 주위에서 상대적으로 발화가 될 가능성이 높게된다.

즉, 믹서 벤츄리에서 분사된 연료는 서지탱크, 인테이크 메니폴드를 통하여 충분히 기화되므로 흡기 밸브 주위에서 어떤 고온의 열원에 노출되면 가솔린 MPI보다 혼합기의 발화 가능이 높은 문제점을 내포하고 있다.

또한 저속에서는 점화지연이 상대적으로 길기 때문에 가솔린과 동일 또는 비슷한 밸브 타이밍이 적용되면, 고온의 잔류 가스에 의해 흡기밸브 주위에서 혼합기의 발화 가능성이 높아지는 문제점을 내포하고 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엘피지 차량의 엔진에 장착 구비되는 가변 밸브 기구를 이용하여 배기 밸브의 타이밍을 엔진 회전수에 따라 진, 지각 제어 할 수 있는 차량용 엘피지 엔진의 역화제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

주행중인 차량에서 차량 주행상태 검출신호가 입력되면, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족한다고 판단되면, 기 설정된 기본 밸브 타이밍에 따른 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하지 않는다고 판단되면, 배기 밸브 타이밍을 소정의 값으로 진각 제어하기 위한 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 엘피지 엔진의 역화제어 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명에 적용되는 차량용 엘피지 엔진의 역화제어 방법 동작 순서도 이고,

도 3은 본 발명에 따른 배기밸브 타이밍 진각시 연소실 가스 온도 그래프이고,

도 4는 본 발명에 따른 흡기밸브 타이밍 지각시 연소실 가스 온도 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 주행상태 검출수단 110 : 산소량 검출부

120 : 스로틀 밸브 개도량 검출부 130 : 냉각수온 검출부

140 : 흡기 유량 검출부 150 : 엔진 회전수 검출부

200 : 엔진 제어 수단 300 : 구동수단

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 엘피지 엔진의 역화 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 주행상태 검출장치(100)는 차량의 주행상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행상태를 검출하고, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(100)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행상태 검출장치(100)에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 산소량, 스로틀 밸브 개도, 냉각수온, 흡기유량, 엔진 회전수 등을 입력받아 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하면, 기 설정된 기본 밸브 타이밍에 따른 소정의 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하고, 상기 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하지 않으면, 가변 배기 밸브 타이밍을 소정의 값으로 진각 제어하기 위한 소정의 제어신호를 출력하며, 구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 가변 배기 밸브 타이밍 제어신호에 동기되어 가변 배기 밸브 기구의 위치를 조절시킨다.

상기에서 차량 주행상태 검출장치(100)는 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함되어 있는 산소량을 검출하는 산소량 검출부(110)와; 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하여 가변되는 스로틀 밸브 개도를 검출하는 스로틀 밸브 개도 검출부(120)와; 차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 냉각수온를 검출하는 냉각수온 검출부(130)와; 차량 주행상태 변화에 따라 엔진으로 가변 흡입되는 공기 유량을 검출하는 흡기 유량 검출부(140)와; 차량 주행상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부(150)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 엘피지 엔진의 역화 제어방법을 첨부한 도 2 및 도 3, 도 4를 참조하여 가변 밸브 제어 기구가 배기 밸브 측에 구비되어 있는 DOHC 엔진을 예를 들어 설명한다.

주행중인 차량에서, 차량 주행상태 검출장치(100)는 차량 주행상태 변화에 따른 산소량, 스로틀 밸브 개도, 냉각수온, 흡기 유량 및 엔진 회전수 등을 검출한다.

이에, 엔진 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 주행상태 검출 장치(100)에 출력하면, 상기 차량 주행상태 검출장치(100)는 엔진 제어장치(200)에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 산소량, 스로틀 밸브 개도, 냉각수온, 흡기 유량 및 엔진 회전수 등을 엔진 제어 장치(200)에 출력한다(S100).

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(100)에서 출력되는 산소량, 스로틀 밸브 개도, 냉각수온, 흡기 유량 및 엔진 회전수 등을 입력받아 엔진 회전수가 소정의 제1 설정값(약 1250rpm)보다 높은가를 판단한다(S110,S120).

상기에서 주행중인 차량의 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값(약 1250rpm)보다 높다고 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 메모리에 기 설정되어 있는 배기 밸브 타이밍을 적용하여 소정의 가변 배기 밸브 제어신호를 출력한다(S130).

하지만, 상기에서 주행중인 차량의 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값(약 1250rpm)보다 낮다고 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 배기 밸브의 열리는 타이밍을 진각 시키기 위한 소정의 제어신호를 구동장치로 출력한다(S131).

구동장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 가변 밸브 제어신호가 출력됨에 따라 소정의 값만큼(예: BBDC 46°→ BBDC 60°)진각 제어하여 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 브로워 다운(Blowdown)효과에 의해 연소실 잔류 가스 온도를 낮추어 역화됨을 방지 할 수 있다.

또한, 엔진 제어 장치(200)는 검출되는 엔진 회전수가 소정의 제2 설정값(약 1000rpm)이하인가를 판단한다(S140).

상기에서 검출되는 엔진 회전수가 소정의 제2 설정값(약 1000rpm)이하임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 배기 밸브의 열리는 타이밍을 진각 시키기 위한 소정의 제어신호를 구동장치(300)로 출력한다(S150).

하지만, 상기에서 검출되는 엔진 회전수가 소정의 제2 설정값(약 1000rpm) 이상임이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 차량이 중속 이상으로 주행중인 것으로 판단하여 배기 밸브의 열림 시기를 원상 복구시키기 위해 메모리에 기 설정되어 있는 소정의 가변 밸브 제어 신호를 구동수단(300)으로 출력한다(S151).

구동수단(300)은 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 가변 밸브 제어신호에 동기되어, 진각 제어된 가변 배기 밸브 제어 장치를 기본적인위치(BBDC 46°)로 원상 복구시킨다.

이로서, 저속 고부하시 점화지연 등의 상대적인 문제 등에 의해 고온의 잔류가스에 의한 연소실내에서의 역화가 발생됨을 방지할 수 있다.

상기 실시 예는 가장 바람직한 실시 예를 설명한 것으로써, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 실시 예로부터 용이하게 설명할 수 있는 가변 밸브 제어 장치가 흡입 밸브에 구비될 때의 역화 제어 방법도 본 발명에 포함된다.

이상 설명한 바와 같이 차량용 엘피지 엔진의 역화 제어 방법은 엘피지 차량의 엔진에 장착 구비되는 가변 밸브 기구를 이용하여 배기 밸브의 타이밍을 엔진 회전수에 따라 진, 지각 제어함으로써, 주행중 발생되는 역화를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주행중인 차량에서 차량 주행상태 검출신호가 입력되면, 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족한다고 판단되면, 기 설정된 기본 밸브 타이밍에 따른 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 설정 값 보다 크고, 제2 설정 값보다 작은 조건을 만족하지 않는다고 판단되면, 배기 밸브 타이밍을 소정의 값으로 진각 제어하기 위한 가변 배기 밸브 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 엘피지 엔진의 역화 제어 방법.