KR100444383B1

KR100444383B1 - 엘피지차량용 연료 누출 방지시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100444383B1
Application number: KR10-2001-0073121A
Authority: KR
Inventors: 이병호; 임재규; 신용남; 박상욱; 이상준
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2004-08-16
Also published as: KR20030042380A

Abstract

본 발명은 엘피지차량용 연료 누출 방지시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 엘피지차량의 엔진정지시 연료공급라인과 인젝터 그리고 연료복귀라인에 잔류하고 있는 연료를 연료저장탱크측으로 강제 환송시키도록 한 것으로 이는 인젝터의 출구측과 연료저장탱크의 유입구사이를 연결하는 연료복귀라인상에 구비된 압력센서와 압력조절기를 바이패스하는 바이패스라인을 도관시킴과 아울러, 이 바이패스라인상에 제어부의 제어에 의해 개폐 및 구동되는 바이패스용 전자밸브와 구동모터가 구비되는 것과, 상기 엔진정지에 따른 인젝터의 압력을 압력센서에서 센싱하는 단계와; 상기 압력센서로부터 센싱된 압력값을 제어부로 인가함과 아울러 상기 제어부는 인가된 값과 예입력된 압력값을 비교판단하는 단계와; 상기 제어부의 예입력된 압력값보다 클 경우 상기 제어부는 인젝터의 출구와 연료저장탱크 유입구를 연결하는 바이패스라인상에 구비되는 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동시키는 단계와; 상기 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동에 따라 압력센서로부터 센싱된 압력값을 상기 제어부는 비교판단하여 예입력된 값보다 크면 상기 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동을 계속 수행하고 작으면 바이패스용 전자밸브의 폐쇄 및 구동펌프의 구동을 멈춤시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것에 의해 달성된다.

Description

엘피지차량용 연료 누출 방지시스템 및 그 제어방법{Fuel leak prevention system for LPGvehicles and control method thereof}

본 발명은 엘피지차량용 연료 누출 방지시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진정지시 연료라인상에 잔류된 연료를 연료탱크측으로 자동 리턴시키도록 함으로써 인젝터에서의 연료 누출을 방지하고 아울러 시동성 향상 및 시간경과에 따른 엔진시동시에 탄화수소(HC)의 배출량을 감소시키도록 한 엘피지차량용 연료 누출 방지시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

잘 아는 바와 같이, 엘피지(LPG)자동차의 내연기관은 인젝터를 통하여 분사되는 LPG연료를 연소시켜 이에 발생되는 폭발력으로 피스톤을 상,하 직선 왕복운동시키고, 이의 직선 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻는 것으로서, 주로 자동차에 구비되는 엔진에 대표적이라고 할 수 있다.

이와 같은 내연기관은 사용 연료에 따라 크게 가솔린엔진과 디젤엔진 그리고LPG엔진을 그 일례로 들 수 있다.

첨부된 도면 도 1은 상기 내연기관중 LPG엔진의 연료공급 계통도를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 LPG엔진의 연료공급은 연료를 액상으로 인젝터까지 압송 공급함으로 인해 차량의 운전이 이루어지도록 구성되어 있다.

즉, LPG엔진의 연료공급은 엔진(10)의 구동과 동시에 제어부(ECU)(12)는 모터드라이브(14)측과 연료공급라인(16)상에 구비된 복수개의 전자밸브(18)를 개방시키기 위한 제어신호를 동시에 인가하게 되고, 이의 인가된 신호값에 의해 전자밸브(18)들은 개방되고 아울러 모터드라이브(14)는 연료저장탱크(20)내에 설치된 연료공급펌프(22)를 구동시키게 된다.

연료공급펌프(22)의 구동으로 인해 연료저장탱크(20)에 저장된 연료는 연료저장탱크(20)의 출구과 연결된 연료공급라인(16)을 통하여 복수개의 인젝터(24)를 지나 이 인젝터(24) 후단으로 연결되는 연료복귀라인(26)상에 구비된 압력조절기(28)까지 압축 충진되면서, 계속적인 연료공급펌프(22)의 구동으로 연료의 압력을 증가하게 된다.

이때 상기 연료복귀라인(26)상 즉, 인젝터(24)의 후단부와 압력조절기(28) 사이에 구비되는 압력센서(30)는 공급되는 연료의 압력을 측정하여 제어부(12)측으로 그 측정된 값을 인가하게 된다.

상기 제어부(12)측으로 인가된 값이 액상의 상태를 유지하는 약 5bar정도가 되면, 제어부(12)는 인젝터(24)를 제어하게 되고 이로 인해 차량은 운전되어 진다.

즉, 제어부(12)는 연료복귀라인(26)상에 구비된 압력센서(30)로부터 측정된연료의 압력값을 인가받아 예입력된 값(약 5bar)과 정확한 차압을 유지시킬 수 있도록 모터드라이브(14)를 계속적으로 제어하게 되고, 적정의 압력인 5bar가 되면 제어부(12)는 상기한 바와 같이 인젝터(24)의 연료분사시간을 결정하여 이 인젝터(24)를 구동시킴으로 인해 차량이 운전되어 지는 것이다.

한편, 연료저장탱크(20)의 출구로부터 연료복귀라인(26)까지의 압력이 5bar이상에 되면 압력조절기(28)는 자동으로 개방되고 이의 개방으로 연료는 리턴밸브(32)를 통하여 연료저장탱크(20)측으로 유입되어 진다.

이와 같이 이루어지는 종래 LPG엔진의 연료공급은 엔진정지시 연료공급탱크내의 연료공급펌프에서 압력조절기까지는 연료저장탱크의 압력보다 약 5bar정도 높은 고압이 유지된 채 충진되어 있으므로 특히 여름철 복사열로 인하여 연료공급라인과 연료복귀라인에 잔류(충진)되어 있는 액상의 연료가 압력이 상승됨으로 인해 인젝터에서 연료 누출이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 엔진 정지 후, 시간 경과에 따른 엔진시동시 과다한 연료량 즉, 누출된 연료와 공급되는 연료로 인해 연료공급량이 과다하게 많아 시동성이 저하 및 탄화수소가 과다하게 배출되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 엔진정지시 연료공급라인과 인젝터 그리고 연료복귀라인에 잔류된 연료를 제어부를 통하여 연료저장탱크측으로 강제 환송시키도록 함으로써 인젝터에서 연료 누출을 방지하고, 엔진 정지 후 시간경과에 따른 운전시동에 적정의 연료공급으로 시동성이 저하됨을 방지함과 아울러, 탄화수소의 배출을 억제시킬 수 있도록 한 엘피지차량용 연료 누출 방지시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 엘피지차량의 연료공급 계통도를 개략적으로 도시한 도면

도 2는 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템을 도시한 개략적 도면

도 3은 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템을 보다 상세하세 도시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템의 바이패스라인부위를 도시한 상세도

도 5는 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출 방지제어방법을 나타내기 위한 플로우챠트

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 제어부 105 : 모터드라이브

110 : 연료공급펌프 115 : 연료저장탱크

120 : 인젝터 125 : 전자밸브

130 : 연료공급라인 135 : 압력센서

140 : 압력조절기 145 : 연료복귀라인

150 : 바이패스라인 155 : 바이패스용 전자밸브

160 : 구동모터 165 : 첵크밸브

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명 기술적 구성은 인젝터의 출구측과 연료저장탱크의 유입구사이를 연결하는 연료복귀라인상에 구비된 압력센서와 압력조절기를 바이패스하는 바이패스라인을 도관시킴과 아울러, 이 바이패스라인상에 제어부의 제어에 의해 개폐 및 구동되는 바이패스용 전자밸브와 구동모터가 구비됨을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은 제어부의 제어로 구동하는 모터드라이브의 인가된 값에 의해 연료공급펌프를 내측에서 구동가능하게 구비됨과 아울러 액체상태의 LPG연료가 저장되는 연료저장탱크와, 상기 연료공급펌프로부터 공급되는 압축된 액상의 연료를 제어부의 제어에 의해 그 연료분사기간이 결정되도록 구비되는 인젝터와, 상기 연료저장탱크의 출구와 인젝터의 입구측을 연결함과 아울러 그 도중에 제어부의 제어에 의해 개폐되는 전자밸브가 복수개 설치된 연료공급라인과, 상기 인젝터의 출구와 연료저장탱크의 유입구를 연결함과 아울러 그 도중에는 공급되는 연료의 압력을 측정하여 제어부측으로 측정된 값을 인가하도록 압력센서가 구비되고, 아울러 공급되는 연료의 압력을 조절하는 압력조절기가 구비된 연료복귀라인으로 구성된 엘피지차량의 엔진정지에 따른 연료 누출을 제어하는 방법에 있어서, 상기 엔진정지에 따른 인젝터의 압력을 압력센서에서 센싱하는 단계와; 상기 압력센서로부터 센싱된 압력값을 제어부로 인가함과 아울러 상기 제어부는 인가된 값과 예입력된 압력값을 비교판단하는 단계와; 상기 제어부의 예입력된 압력값보다 클 경우 상기 제어부는 인젝터의 출구와 연료저장탱크 유입구를 연결하는 바이패스라인상에 구비되는 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동시키는 단계와; 상기 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동에 따라 압력센서로부터 센싱된 압력값을 상기 제어부는 비교판단하여 예입력된 값보다 크면 상기 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동을 계속 수행하고 작으면 바이패스용 전자밸브의 폐쇄 및 구동펌프의 구동을 멈춤시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도면을 설명하기에 앞서 본 발명의 기본적인 개념은 연료공급라인과 인젝터 그리고 연료복귀라인에 충전도이 잔류하고 있는 연료를 엔진정지와 동시에 연료저장탱크측으로 연료를 강제 환송시키도록 하여 인젝터에서의 연료 누출을 방지하도록 한 것이다.

다음, 첨부도면을 참조하면서 위와 같은 기본적인 개념을 갖는 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템을 도시한 개략적 도면이다.

도시된 바와 같이 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템은 제어부(100)의 제어로 구동하는 모터드라이브(105)의 인가된 값에 의해 연료공급펌프(110)를 내측에서 구동가능하게 구비됨과 아울러 액체상태의 LPG연료가 저장되는 연료저장탱크(115)와, 상기 연료공급펌프(110)로부터 공급되는 압축된 액상의 연료를 제어부(100)의 제어에 의해 그 연료분사기간이 결정되도록 구비되는 인젝터(120)와, 상기 연료저장탱크(115)의 출구와 인젝터(120)의 입구측을 연결함과 아울러 그 도중에 제어부(100)의 제어에 의해 개폐되는 전자밸브(125)가 복수개 설치된 연료공급라인(130)과, 상기 인젝터(120)의 출구와 연료저장탱크(115)의 유입구를 연결함과 아울러 그 도중에는 공급되는 연료의 압력을 측정하여 제어부(100)측으로 측정된 값을 인가하도록 압력센서(135)가 구비되고, 아울러 공급되는 연료의 압력을 조절하는 압력조절기(140)가 구비된 연료복귀라인(145)과, 상기 인젝터(120)의 출구와 연료저장탱크(115) 유입구를 연결하는 연료복귀라인(145)상에 구비된 압력센서(135)와 압력조절기(140)를 바이패스 연결시키는 바이패스라인(150)과, 이 바이패스라인(150)상에는 제어부(100)의 제어에 의해 개폐되는 바이패스용전자밸브(155)와 구동펌프(160)가 설치되어 이루어진다.

또한, 상기 구동펌프(160)의 전후단에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 강제 환송되는 연료의 역류를 차단시키기 위해 첵크밸브(165)가 각각 구비된다.

즉, 본 발명 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템은 엔진정지시 제어부(100)는 바이패스라인(150)상에 설치된 바이패스용 전자밸브(155)를 개방시키고 아울러 구동펌프(160)를 구동시켜 연료공급라인(130)과 인젝터(120) 그리고 연료복귀라인(145) 일부에 충전된 채 잔류하고 있는 연료를 상기 압력센서(135)의 감지된 값에 의해 그 압력값이 제어부(100)에 예입력된 값인 대기압의 값과 동일한 압력이 될 때까지 연료저장탱크(115)측으로 강제 환송시키도록 이루어진다.

한편, 상기 바이패스용 전자밸브(155)와 구동펌프(160) 그리고 이 구동펌프(160)의 전후단에 구비되는 첵크밸브(165)는 설치가 용이하도록 모듈형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

위와 같이 구성된 엘피지차량의 연료 누출을 방지하는 방법은 도 5에 도시된 바와 같이 전술한 인젝터(120)의 출구와 연료저장탱크(115) 유입구를 연결하는 연료복귀라인(145)상에 구비된 압력센서(135)와 압력조절기(140)를 바이패스 연결시키는 바이패스라인(150)과, 이 바이패스라인(150)상에는 제어부(100)의 제어에 의해 개폐되는 바이패스용 전자밸브(155)와 구동펌프(160)를 설치한 엘피지차량의 엔진이 정지되면(S10), 상기 압력센서(135)는 인젝터(120)의 압력을 센싱한다(S20).

상기 압력센서(135)로부터 센싱된 압력값을 제어부(100)로 인가함과 아울러상기 제어부(100)는 인가된 값을 예입력된 압력값과 비교판단한다(S30).

상기 제어부(100)의 비교판단에 따른 예입력된 압력값보다 클 경우 상기 제어부(100)는 인젝터(120)의 출구와 연료저장탱크(115) 유입구를 연결하는 바이패스라인(150)상에 구비되는 바이패스용 전자밸브(155)와 구동펌프(160)를 구동시킨다(S40).

상기 바이패스용 전자밸브(155)와 구동펌프(160)를 구동에 따라 압력센서(135)로부터 계속인가되는 센싱(S50)된 압력값을 상기 제어부(100)는 비교판단(S60)하여 예입력된 값보다 크면 상기 바이패스용 전자밸브(155)와 구동펌프(160)를 구동을 계속 수행하고 작으면 바이패스용 전자밸브의 폐쇄 및 구동펌프의 구동을 멈춤시키는(S70) 것에 의해 제어가 이루어진다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템이 설치된 차량이 엔진을 정지시키게 되면 첨부도면 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 엔진의 구동중에는 제어부(100)에 의해 제어되어 닫혀진 상태를 유지한 채 바이패스라인(150)상에 구비된 바이패스용 전자밸브(155)를 개방시킴과 동시에 구동펌프(160)를 구동시킨다.

물론, 엔진정지시에 따른 초기에는 연료저장탱크(115)내의 압력보다 연료공급라인(130)과 인젝터(120)에 잔류하고 있는 연료이 압력이 높기 때문에 바이패스용 전자밸브(155)를 개방시키면 압력차에 의해 자연 환송되어 진다.

한편, 상기 바이패스용 전자밸브(155)의 개방과 구동모터(160)의 구동으로연료공급라인(130)과 인젝터(120) 그리고 연료복귀라인(145) 일부에 충진된 잔류 연료는 바이패스용 전자밸브(155)와 구동모터(160) 그리고 이 구동모터(160)의 전후에 구비된 첵크밸브(165)를 통하여 연료저장탱크(115)측으로 강제 환송된다.

이때 구동모터(160)의 구동은 압력센서(135)로부터 감지된 값을 인가받아 예입력된 값과 비교 판단하는 제어부(100)의 제어에 의해 대기압일 때까지 구동되므로 잔류 연료 없이 환송되어 진다.

이와 같이 이루어진 본 발명 엘피지차량 연료 누출방지 시스템은 인젝터의 출구와 연료저장탱크 유입구를 연결하는 연료복귀라인상에 구비된 압력센서와 압력조절기를 바이패스 연결시키는 바이패스라인상에 제어부의 제어에 의해 개폐되는 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 설치하여 엔진정지시 연료공급라인과 인젝터 그리고 연료복귀라인 일부에 충진된 연료를 제어부를 제어하여 상기 바이패스용 전자밸브를 개방시키고 아울러 구동펌프를 구동시켜 연료저장탱크측으로 강제 환송시키도록 함으로써 인젝터에서 연료 누출을 방지할 수 있고, 엔진 정지 후 시간경과에 따른 엔진시동시 적정의 연료공급으로 시동성이 저하됨을 방지할 수 있으며, 또한 엔진동시에 탄화수소의 배출을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

제어부의 제어로 구동하는 모터드라이브의 인가된 값에 의해 연료공급펌프를 내측에서 구동가능하게 구비됨과 아울러 액체상태의 LPG연료가 저장되는 연료저장탱크와, 상기 연료공급펌프로부터 공급되는 압축된 액상의 연료를 제어부의 제어에 의해 그 연료분사기간이 결정되도록 구비되는 인젝터와, 상기 연료저장탱크의 출구와 인젝터의 입구측을 연결함과 아울러 그 도중에 제어부의 제어에 의해 개폐되는 전자밸브가 복수개 설치된 연료공급라인과, 상기 인젝터의 출구와 연료저장탱크의 유입구를 연결함과 아울러 그 도중에는 공급되는 연료의 압력을 측정하여 제어부측으로 측정된 값을 인가하도록 압력센서가 구비되고, 아울러 공급되는 연료의 압력을 조절하는 압력조절기가 구비된 연료복귀라인으로 구성된 엘피지차량의 엔진정지에 따른 연료 누출을 방지하는 시스템을 구성함에 있어서,

상기 인젝터의 출구와 연료저장탱크 유입구를 연결하는 연료복귀라인상에 구비된 압력센서와 압력조절기를 바이패스하는 바이패스라인을 연결시키되, 이 바이패스라인상에는 제어부의 제어에 의해 개폐되는 바이패스용 전자밸브와 구동펌프가 설치되어, 엔진정지시 상기 라인상에 충전된 연료를 연료저장탱크측으로 강제 환송시키도록 함을 특징으로 하는 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템.
제어부의 제어로 구동하는 모터드라이브의 인가된 값에 의해 연료공급펌프를내측에서 구동가능하게 구비됨과 아울러 액체상태의 LPG연료가 저장되는 연료저장탱크와, 상기 연료공급펌프로부터 공급되는 압축된 액상의 연료를 제어부의 제어에 의해 그 연료분사기간이 결정되도록 구비되는 인젝터와, 상기 연료저장탱크의 출구와 인젝터의 입구측을 연결함과 아울러 그 도중에 제어부의 제어에 의해 개폐되는 전자밸브가 복수개 설치된 연료공급라인과, 상기 인젝터의 출구와 연료저장탱크의 유입구를 연결함과 아울러 그 도중에는 공급되는 연료의 압력을 측정하여 제어부측으로 측정된 값을 인가하도록 압력센서가 구비되고, 아울러 공급되는 연료의 압력을 조절하는 압력조절기가 구비된 연료복귀라인으로 구성된 엘피지차량의 엔진정지에 따른 연료 누출을 제어하는 방법에 있어서,

상기 엔진정지에 따른 인젝터의 압력을 압력센서에서 센싱하는 단계와;

상기 압력센서로부터 센싱된 압력값을 제어부로 인가함과 아울러 상기 제어부는 인가된 값과 예입력된 압력값을 비교판단하는 단계와;

상기 제어부의 예입력된 압력값보다 클 경우 상기 제어부는 인젝터의 출구와 연료저장탱크 유입구를 연결하는 바이패스라인상에 구비되는 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동시키는 단계와;

상기 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동에 따라 압력센서로부터 센싱된 압력값을 상기 제어부는 비교판단하여 예입력된 값보다 크면 상기 바이패스용 전자밸브와 구동펌프를 구동을 계속 수행하고 작으면 바이패스용 전자밸브의 폐쇄 및 구동펌프의 구동을 멈춤시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 엘피지차량용 연료 누출 방지제어방법.
제1항에 있어서,

상기 구동모터의 전후단에는 역류되는 액상의 연료를 차단하기 위한 첵크밸브가 더 구비됨을 특징으로 하는 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 구동펌프의 제어는 인제터의 압력이 약 3bar에서 대기압내의 압력하에서 제어됨을 특징으로 하는 엘피지차량용 연료 누출방지 시스템.