KR100461077B1 - 엘피지 차량의 엔진 시험장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

엘피지 엔진을 시험함에 있어서, 엔진 시험 중에도 연료탱크에 자동 연료 충전을 수행할 목적으로;
엘피지 연료를 저장하고 있는 연료탱크(10)와; 상기 연료탱크(10)에 저장되어 있는 연료의 공급량을 결정하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 제어 수단(15)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에서 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 인터페이스 회로(20)와; 상기 인터페이스 회로(20)에서 출력되는 신호에 의해 연료 공급량을 조절하는 압력 조절 수단(35)과; 상기 압력조절 수단(35)에 의해 연료 공급량이 조절되어 인가되는 연료량에 따라 동작상태가 가변되는 엔진(40)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에 전원 공급을 제어하는 제어판(70)으로 구비된 엘피지 차량의 엔진 시험 장치에 있어서, 상기 연료 탱크에 연료를 공급할 수 있도록 외부에 설치되어 있는 연료 저장 탱크(50)와; 상기 연료 저장 탱크(50)에 저장된 연료를 상기 연료탱크(10)로 충전 및 충전 차단 제어를 수행하기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 충전 제어 수단(60)으로 구비되어 있어서, 시험 효율을 향상시킬 수 있고, 연료 충진에 따른 위험성을 배제할 수 있는 효과가 있다.

Description

엘피지 차량의 엔진 시험장치 및 그 방법{testing system and the method for LPG engine}
본 발명은 엘피지 차량의 엔진 시험 장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 엘피지 엔진을 시험하는 과정에서 연료 탱크에 자동 연료 주입에 의한 시험 효율을 향상시키기 위한 엘피지 차량의 엔진 시험 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
엘피지(Liquefied Petroleum Gas :LPG:액화 석유가스)는 냉각이나 가압에 의해 쉽게 약화하고 반대로 가열이나 감압에 의하여 기화하는 특성이 있다. 기체화된 LPG는 공기의 약 1.5 ~ 2.0배 정도 무거우며 보통 LPG는 가압된 상태로 고압 용기에 저장되어 있고, 기타 가스에 비해 취급이 쉬우며, 발열량이 높다. 현재 가정용 및 자동차용 연료로서 사용되는 LPG는 프로판과 부탄이 주성분이다.
물질은 압력이 높아지면 비점도 놓게되고 반대로 압력이 낮아지면 비점이 낮아지는 성질이 있다. LPG는 압력을 놓이거나 온도를 낮추어 액체로 만들 수 있으므로 보통 가압에 의하여 액화시킨다.
예를 들면 온도 20℃에서 프로판은 8㎏/㎠의 압력에서 약화된다.
따라서, LPG는 상온에서 쉽게 액화하는 성질이 있다. 프로판, 부탄가스는 약화되며 그 체적이 약 1/240 ~ 1/270으로 적어지게 되어 저장운반이 용이하지만 누출사고시 소량의 액체 누출로도 다량의 가스가 누출되는 것과 같은 결과가 되어 위험성이 증대된다.
그러므로, 시험실에서 LPG 엔진을 시험함에 있어서, 연료를 공급하기 위해 종래에는 시험을 멈춘 후, 연료를 공급한 다음 다시 시험을 하는 번거러움이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엘피지 엔진을 시험함에 있어서, 엔진 시험 중에도 연료탱크에 자동 연료 주입을 수행할 수 있는 엘피지 차량의 엔진 시험 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
엘피지 연료를 저장하고 있는 연료탱크(10)와; 상기 연료탱크(10)에 저장되어 있는 연료의 공급량을 결정하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 제어 수단(15)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에서 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 인터페이스 회로(20)와; 상기 인터페이스 회로(20)에서 출력되는 신호에 의해 연료 공급량을 조절하는 압력 조절 수단(35)과; 상기 압력조절 수단(35)에 의해 연료 공급량이 조절되어 인가되는 연료량에 따라 동작상태가 가변되는 엔진(40)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에 전원 공급을 제어하는 제어판(70)으로 구비된 엘피지 차량의 엔진 시험 장치에 있어서, 상기 연료 탱크에 연료를 공급할 수 있도록 외부에 설치되어 있는 연료 저장 탱크(50)와; 상기 연료 저장 탱크(50)에 저장된 연료를 상기 연료탱크(10)로 충전 및 충전 차단 제어를 수행하기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 충전 제어 수단(60)을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,
연료 탱크 내의 잔량을 검출하는 연료 잔량 검출수단과;
상기 연료 잔량 검출수단에서 인가되는 신호를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 제어되어 엔진 시험 중에도 연료 공급 및 공급 차단을 결정하여 소정의 제어신호를 출력하는 충전 제어 수단과;
상기 충전 제어 수단에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 연료 탱크로의 연료를 공급 및 공급 차단하는 구동수단으로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,
시험장치에 전원이 인가되면, 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 연료탱크의 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하인가를 판단하는 단계와;
상기 단계에서 연료탱크의 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하임이 판단되면, 연료 충전 제어신호를 출력하고 연료 탱크의 연료 잔량이 제2 값 이상인가를 판단하는 단계와;
상기 단계에서 연료탱크의 잔량이 제2 값 이상임이 판단되면, 연료 충전 차단 제어신호를 출력하고, 연료 탱크의 잔량을 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 엘피지 차량의 엔진 시험장치 구성도 이고,
도2는 본 발명에 적용되는 엘피지 차량의 엔진 시험장치 구성 블록도 이고,
도 3은 본 발명에 적용되는 엘피지 차량의 엔진 시험방법 동작 순서도 이고,
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 연료탱크 15 : ECU 20 : 인터페이스
25 : 제1 차단 솔레노이드 밸브 30 : 연료펌프
31 : 체크밸브 35 : 압력조절장치
36 : 제2 차단 솔레노이드 밸브 37 : 압력조절밸브
38 : 압력센서 40 : 엔진 50 : 연료저장탱크
51 : 코크 밸브 54 : 솔레노이드 밸브 55 : 체크밸브
56 : 충전단자 57 : 과충전방지 밸브 58 : 유량계
60 : 충전 제어 장치 70 : 제어판 71 : 전원단자
72 : 이그니션 단자
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 엘피지 차량의 엔진 시험 장치 구성도로서, 엘피지 연료를 저장하고 있는 연료탱크(10)와; 상기 연료탱크(10)에 저장되어 있는 연료의공급량을 결정하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 제어 수단(15)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에서 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 인터페이스 회로(20)와; 상기 인터페이스 회로(20)에서 출력되는 신호에 의해 연료 공급량을 조절하는 압력 조절 수단(35)과; 상기 압력조절 수단(35)에 의해 연료 공급량이 조절되어 인가되는 연료량에 따라 동작상태가 가변되는 엔진(40)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에 전원 공급을 제어하는 제어판(70)으로 구비된 엘피지 차량의 엔진 시험 장치에 있어서, 상기 연료 탱크에 연료를 공급할 수 있도록 외부에 설치되어 있는 연료 저장 탱크(50)와; 상기 연료 저장 탱크(50)에 저장된 연료를 상기 연료탱크(10)로 충전 및 충전 차단 제어를 수행하기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 충전 제어 수단(60)으로 구비되어 이루어져 있다.
상기 연료 탱크(10)에는 상기 연료 탱크(10)에 저장된 연료의 배출을 차단하는 차단 밸브(25)와; 상기 연료탱크(10)에 저장된 연료를 엔진(10)으로 강제 배출하는 연료펌프(30)와; 상기 엔진(40)로부터 연료의 역류를 차단하는 제1 체크 밸브(31)와; 상기 연료탱크(10)의 리턴단자로부터 연료의 역류를 차단하는 제2 체크 밸브(45)와; 상기 연료 저장탱크(50)와 연결되는 충전단자(56)와; 상기 연료 저장 탱크(50)로부터 공급되는 연료가 연료탱크(10)에 과충전 됨을 방지하는 과충전 밸브(57)와; 상기 연료탱크(10)내의 잔량을 검출하여 상기 충전 제어장치(60)로 출력하는 유량계(58)를 더 구비하고 있다.즉, 본 발명에서는 상기 유량계(58)를 통해 검출되는 신호를 상기 충전 제어장치(60)에서 입력 받아 연료탱크(10) 내의 연료 잔량을 소정의 제1값 및 제2값과 비교한 후 연료의 공급 또는 차단을 위한 제어신호의 출력으로 충전제어를 이룬다.
상기 연료 저장 탱크(50)에서 공급되는 연료를 수동으로 공급 및 차단시킬 수 있는 코크 밸브(51)와; 상기 충전 제어 장치(60)로부터 출력되는 제어신호에 동기되어 상기 연료 저장탱크로부터 공급되는 연료를 자동으로 공급 및 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브(54)와; 상기 연료탱크(10) 저장된 연료가 연료 저장탱크(50)로 역류됨을 차단하는 제3 체크 밸브(55)를 더 구비하고 있다.
또한 상기 제어판(70)에는 충전 제어 장치(60)로 전원을 공급하는 전원단자(71)가 구비되어 이루어져 있다.
도 2는 본 발명에 따른 엘피지 차량의 엔진 시험 장치 구성 블록도로서, 연료 잔량 검출장치(100)는 연료탱크(10)에 저장된 연료의 잔량을 검출한다.
충전 제어 장치(200)는 상기 연료 잔량 검출장치(100)로부터 검출되어 인가되는 연료의 잔량상태를 입력받아 연료의 공급 및 공급 차단 여부를 결정하여 소정의 제어신호를 출력한다.
구동장치(300)는 상기 충전 제어 장치(200)에 출력되는 제어신호에 동기되어 상기 연료 저장 탱크(500)로부터 공급되는 연료를 자동으로 연료탱크(10)에 공급 및 공급 차단시킨다.
상기한 구성으로 이루어진 엘피지 차량의 엔진 시험 방법을 첨부한 도3을 참조하여 설명한다.
먼저, 도 1에 도시되어 있는 유량계(58)와 충전 제어장치(60) 및 솔레노이드 밸브(54)는 도 2에 도시되어 있는 연료 잔량 검출장치(100)와 충전 제어 장치(200) 및 구동장치(300)와 동일 장치로서 도면 부호가 다르게 기재되어 있기에 하기의 설명에서는 도 1과 도 2에서의 한 장치에 중복되는 도면 부호는 중복 서술한다.
엘피지 엔진을 시험하기 위해 시험자가 도 1에 도시되어 있는 제어판(70)에구비된 시험장치에 전원을 인가하면, ECU(15)와 충전 제어 장치(60,200)는 사용하는 모든 변수를 초기화한다.
이 후, ECU(15)는 메모리에 저장된 설정 프로그램에 의해 연료 탱크(10)에 저장된 연료를 엔진(40)으로 공급하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다.
상기 ECU(15)에서 출력된 제어신호는 인터페이스 회로(20)에서 소정의 제어신호로 변환되어 연료 탱크(10)에 구비된 제1 차단 밸브(25)와 압력 조절 장치(35)에 구비된 제2 차단 밸브(36) 및 압력 조절 밸브(37)를 제어하기 위한 소정의 신호를 출력한다.
따라서, 시험자가 엘피지 엔진의 동작상태를 시험하기 위하여 엔진(40)을 시동하면, ECU(15)는 먼저, 연료탱크(10)에 구비된 제1 차단 밸브(25)와 압력 조절 밸브(35)에 구비된 제2 차단 밸브(36)를 오픈 제어한다.
엔진(40) 시동과 함께 연료탱크(10)에 구비된 연료펌프(30)가 작동하여 연료 탱크(10)에 저장된 연료를 소정의 제1 압력(즉, 연료펌프(30)와 연료탱크의 제1 차단 솔레노이드 밸브(25)간의 압력)(예:10bar)으로 엔진(40)에 공급된다.
이 때, 제1 체크 밸브(31)는 엔진(40)으로 배출되는 연료가 다시 연료펌프(30)쪽으로 역류됨을 방지한다.
상기 엔진(40)으로 공급되는 연료는 연소 후, 연소되지 않은 일부의 연료는 압력 조절 장치(35) 전, 후에 소정의 제2 압력(즉, 압력 조절 장치(35)의 압력 조절 밸브(37) 전,후의 압력)(예:5bar)의 차압으로 압력 조절 밸브(37)에 의해 조절되어 연료 탱크(10)로 리턴된다.
그리고, 상기 연료탱크(10) 내의 제2 체크 밸브(45)는 연료 탱크(10)에 저장된 연료가 엔진(40)으로 역류되는 것을 방지한다.
상기와 같이 연료 탱크(10)에 저장되어 있는 연료가 엔진(40)으로 공급되어 연소되어 짐에 따라, 연료 탱크(10) 내의 잔량은 변화하게되고, 사기 연료탱크의 잔량이 변화됨을 도 1에 도시되어 있는 유량계(58,100)에 의해 검출되어 진다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 충전 제어 장치(60,200)는 유량 검출부(60,200)에서 검출되는 신호를 입력받아 연료 탱크(10) 내의 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하인가를 판단한다(S110).
상기에서 연료 탱크 내의 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하임이 판단되면, 충전 제어 장치(60,200)는 연료 탱크(10) 내의 연료 잔량이 거의 없는 것으로 판단하여, 연료 공급을 위한 소정의 연료 공급 요구신호를 출력한다(S120).
구동장치(300)인 솔레노이드 밸브(54)는 상기 충전 제어 장치(60,100)에서출력되는 소정의 연료 공급 요구신호에 동기되어 오프 상태에서 오픈 상태로 전환된다.
이에, 연료 저장탱크(50)에 저장되어 있던 엘피지 연료는 코크 밸브(51)와 솔레노이드 밸브(54)를 거쳐, 충전 단자(56)와 과충전 방지단자(57)를 통하여 연료탱크(10)로 공급된다.
이어서, 상기 연료 탱크(10)에 연료가 충전되어 짐에 따라, 충전 제어 장치(60,200)는 유량 검출부(58,100)에서 검출되어 인가되는 값이 소정의 제2 값 이상인가를 판단한다(S130).
상기에서 연료 탱크(10)에 충전되어 지는 연료가 소정의 제2 값 이상임이 판단되면, 충전 제어 장치(60,200)는 연료 공급을 중지시키기 위한 소정의 제어신호를 출력하고, 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하인가를 판단하는 단계(S110)로 리턴한다(S140).
이에, 구동장치(300)인 솔레노이드 밸브(54)는 상기 충전 제어 장치(200)에서 출력되는 제어신호에 동기되어, 오픈상태에서 오프상태로 전환된다.
그리고, 솔레노이드 밸브(54)와 충전단자(56) 사이에는 제3 체크 밸브(55)가 구비되어 있어서, 연료탱크(10)에서 연료 저장탱크(50)로 역류됨을 방지한다.
이로서, 엔진(40)이 동작 중일지라도, 안전하게 연료탱크(10)에 엘피지 연료를 자동으로 안전하게 충전할 수 있다.
하지만, 상기 충전 제어 장치(60,200)에서 소정의 연료 공급 중지 제어신호가 출력될 지라도, 구동장치(300)인 솔레노이드 밸브(54)가 고장이 발생될 때에는연료 탱크(10)내에 구비된 과충전 방지 밸브(57)에 의해 연료탱크(10)에 연료가 과충전 됨을 방지한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 엘피지 엔진을 시험함에 있어서, 엔진 시험 중에도 연료탱크에 자동 연료 충전을 수행함으로써, 시험 효율을 향상시킬 수 있고, 연료 충진에 따른 위험성을 배제할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 엘피지 연료를 저장하고 있는 연료탱크(10)와; 상기 연료탱크(10)에 저장되어 있는 연료의 공급량을 결정하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 제어 수단(15)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에서 출력되는 신호를 변환하여 출력하는 인터페이스 회로(20)와; 상기 인터페이스 회로(20)에서 출력되는 신호에 의해 연료 공급량을 조절하는 압력 조절 수단(35)과; 상기 압력조절 수단(35)에 의해 연료 공급량이 조절되어 인가되는 연료량에 따라 동작상태가 가변되는 엔진(40)과; 상기 엔진 제어 수단(15)에 전원 공급을 제어하는 제어판(70)으로 구비된 엘피지 차량의 엔진 시험 장치에 있어서, 상기 연료 탱크에 연료를 공급할 수 있도록 외부에 설치되어 있는 연료 저장 탱크(50)와; 상기 연료 저장 탱크(50)에 저장된 연료를 상기 연료탱크(10)로 충전 및 충전 차단 제어를 수행하기 위한 소정의 제어신호를 출력하는 충전 제어 수단(60)을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘피지 차량의 엔진 시험 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 연료 탱크(10)에는 상기 연료 탱크(10)에 저장된 연료의 배출을 차단하는 차단 밸브(25)와; 상기 연료탱크(10)에 저장된 연료를 엔진(10)으로 강제 배출하는 연료펌프(30)와; 상기 엔진(40)로부터 연료의 역류를 차단하는 제1 체크 밸브(31)와; 상기 연료탱크(10)의 리턴단자로부터 연료의 역류를 차단하는 제2 체크 밸브(45)와; 상기 연료 저장탱크(50)와 연결되는 충전단자(56)와; 상기 연료 저장 탱크(50)로부터 공급되는 연료가 연료탱크(10)에 과충전 됨을 방지하는 과충전 밸브(57)와; 상기 연료탱크(10)내의 잔량을 검출하여 상기 충전 제어장치(60)로 출력하는 유량계(58)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 엘피지 차량의 엔진 시험 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 연료 저장 탱크(50)에서 공급되는 연료를 수동으로 공급 및 차단시킬 수 있는 코크 밸브(51)와; 상기 충전 제어 장치(60)로부터 출력되는 제어신호에 동기되어 상기 연료 저장탱크로부터 공급되는 연료를 자동으로 공급 및 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브(54)와; 상기 연료탱크(10) 저장된 연료가 연료 저장탱크(50)로 역류됨을 차단하는 제3 체크 밸브(55)로 구비되는 것을 포함하는 엘피지 차량의 엔진 시험 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 제어판(70)에는 충전 제어 장치(60)로 전원을 공급하는 전원단자(71)가 더 구비되어 있은 것을 포함하는 엘피지 차량의 엔진 시험 장치.
  5. 삭제
  6. 시험장치에 전원이 인가되면, 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 연료탱크의 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하인가를 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 연료탱크의 연료 잔량이 소정의 제1 값 이하임이 판단되면, 연료 충전 제어신호를 출력하고 연료 탱크의 연료 잔량이 제2 값 이상인가를 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 연료탱크의 잔량이 제2 값 이상임이 판단되면, 연료 충전 차단 제어신호를 출력하고, 연료 탱크의 잔량을 판단하는 단계로 리턴하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘피지 차량의 엔진 시험 방법.
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KR20130009454A (ko) * 2011-07-15 2013-01-23 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 자체 충전형 연비 측정 장비 및 이를 이용한 연료전지 차량의 연비 측정 방법
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