KR100569423B1 - Fuel state diagnosis apparatus in LPI engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치에 관한 것으로, 엘피아이 엔진의 인젝터와 레귤레이터 사이의 연료라인내에 설치된 캐패시터와; 상기 캐패시터와 직렬로 연결된 저항과; 상기 저항을 통해 캐패시터에 전압을 인가하는 전압원과; 상기 캐패시터에 걸리는 전압을 모니터링하고 모니터링된 전압을 바탕으로 상기 연료라인내의 연료상태를 진단하는 전자제어유니트를 포함하여 구성되어, 캐패시터를 이용하여 엘피아이 엔진의 연료상태(액/기상 정도)를 실시간으로 정밀하게 감지할 수 있다.The present invention relates to an apparatus for diagnosing a fuel condition of an Elpiai engine, comprising: a capacitor installed in a fuel line between an injector and a regulator of an Elpiai engine; A resistor connected in series with the capacitor; A voltage source for applying a voltage to the capacitor through the resistor; And an electronic control unit for monitoring the voltage applied to the capacitor and diagnosing the fuel condition in the fuel line based on the monitored voltage. Can be detected accurately.

Description

엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치 {Fuel state diagnosis apparatus in LPI engine} Fuel state diagnosis apparatus in LPI engine             

도 1은 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치가 구비된 엘피아이 엔진의 계통도,1 is a schematic diagram of an Elpiai engine equipped with a fuel state diagnosis apparatus for an Elpiai engine according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치의 회로도,2 is a circuit diagram of an apparatus for diagnosing a fuel state of an Elpiai engine according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 연료상태 진단원리를 설명하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a fuel state diagnosis principle according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 연료탱크 12 : 연료펌프10: fuel tank 12: fuel pump

16 : 인젝터 20 : 레귤레이터16: injector 20: regulator

30 : 연료상태감지센서 40 : 전자제어유니트30: fuel state detection sensor 40: electronic control unit

R : 저항 C : 캐패시터R: Resistor C: Capacitor

Vb : 전압원Vb: Voltage source

본 발명은 엘피아이(LPI; Liquefied Petroleum Injection) 엔진에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 엘피아이 엔진에서 연료가 액상인지 또는 기상인지를 진단하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Liquefied Petroleum Injection (LPI) engine, and more particularly, to an apparatus for diagnosing whether fuel is liquid or gaseous in an Elpia engine.

일반적으로, 액화 석유 가스(LPG)를 연료로 사용하는 차량은 봄베로부터 공급되는 액화 석유 가스가 베이퍼라이저(vaporizer)와 믹서(mixer)를 거치면서 기체 상태로 엔진에 분사되는 구조로 되어 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 타입은 출력성능, 연비, 저온 시동성, 배기가스 등에서 많은 문제점을 가지고 있어, 최근에는 LPI(Liquefied Petroleum Injection) 엔진 차량이 개발되어 사용되고 있다.In general, a vehicle using liquefied petroleum gas (LPG) as a fuel has a structure in which the liquefied petroleum gas supplied from the bomb is injected into the engine in a gas state while passing through a vaporizer and a mixer. However, the type as described above has many problems in output performance, fuel economy, low temperature startability, exhaust gas, and the like, and recently, a LPI (Liquefied Petroleum Injection) engine vehicle has been developed and used.

상기한 LPI 엔진 차량은 봄베에 내장된 연료 펌프를 사용하여 액상의 LPG연료를 연료라인을 통하여 압송한 후 인젝터로 보내고 인젝터가 연료를 액체 상태로 엔진에 분사하도록 되어 있어 LPG 차량과 대비하여 출력성능, 연비, 저온 시동성, 배기가스 등에서 우수하다.The LPI engine vehicle uses a fuel pump built into the cylinder to pump liquid LPG fuel through the fuel line, and then sends it to the injector. The injector is configured to inject fuel into the engine in a liquid state. It is excellent in fuel economy, low temperature startability and exhaust gas.

상기한 바와 같이, LPI 엔진은 기존의 LPG 엔진과는 달리 인젝터를 통해 엔진에 연료를 액체상태로 분사함에 따라 연료를 액상으로 유지해야만 연료 분사에 문제가 없게 된다.As described above, unlike the conventional LPG engine, the LPI engine has no problem in fuel injection only when the fuel is maintained in the liquid state as the fuel is injected into the engine through the injector in the liquid state.

따라서, 레귤레이터 부근의 연료라인상에 연료온도센서와 연료압력센서를 설치하고, 연료라인내의 온도와 압력을 바탕으로 연료의 액/기상 여부를 판단하고, 연료가 기상으로 변경될 임계치에 이르면 연료펌프를 구동시켜서 연료압 증가시킴으로써 연료가 기상으로 변환되는 것을 방지하고 있다.Therefore, the fuel temperature sensor and the fuel pressure sensor are installed on the fuel line near the regulator, and the fuel / liquid is judged on the basis of the temperature and the pressure in the fuel line. The fuel pressure is increased to increase the fuel pressure, thereby preventing the fuel from converting to the gas phase.

즉, 연료라인 상에 액체 상태와 기체 상태의 연료가 혼재하는 상태가 되고, 이 상태로 연료를 분사하게 되면 혼합기가 상당히 희박한 상태가 되어 시동성이 악화되거나 엔진 스톨 현상이 발생할 수 있으므로, 액체 상태와 기체 상태의 연료가 혼재하고 있다고 판단되면 연료압을 증가시켜서 연료를 액상으로 유지시키는 것이다.In other words, liquid and gaseous fuels are mixed on the fuel line, and when the fuel is injected in this state, the mixer becomes very lean and deteriorates startability or engine stall. If it is determined that gaseous fuel is mixed, the fuel pressure is increased to keep the fuel in the liquid phase.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 시스템은 연료라인상의 연료가 액상인지 또는 기상인지를 판단하기 위해 온도센서와 압력센서를 사용함에 따라 부품의 증가 및 설치를 위한 작업수 증가로 원가 상승이 일어나고, 연료를 액상으로 유지하기 위해 펌프를 작동시키는 시간만큼 시간 지연이 발생하여 시동대기시간도 길어지게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional system as described above, as the temperature sensor and the pressure sensor are used to determine whether the fuel on the fuel line is liquid or gaseous, the cost rises due to the increase in the number of parts and the increase in the number of operations for installation. There was a problem that the time delay occurs as long as the time to operate the pump to maintain the liquid phase, the start waiting time is also long.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 캐패시터를 이용하여 엘피아이 엔진의 연료상태(액/기상 정도)를 실시간으로 정밀하게 감지함으로써, 이와 같이 감지된 연료상태를 바탕으로 인젝션 매핑 제어를 실시간으로 수행하고 연료 펌프 다단 제어를 통해 연료의 기상화를 방지하여 엔진 부조를 방지함과 더불어 엔진 출력을 향상시킬 수 있도록 하는 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, by using a capacitor to detect the fuel state (liquid / gaseous degree) of the engine precisely in real time, the fuel thus detected Provides the fuel condition diagnosis device of Elpia, which performs injection mapping control based on the condition in real time and prevents engine emulation by improving fuel output through fuel pump multi-stage control. Its purpose is to.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치는, 엘피아이 엔진의 인젝터와 레귤레이터 사이의 연료라인내에 설치된 캐패시터와; 상기 캐패시터와 직렬로 연결된 저항과; 상기 저항을 통해 캐패시터에 전압을 인가하는 전압원과; 상기 캐패시터에 걸리는 전압을 모니터링하고 모니터링된 전압을 바탕으로 상기 연료라인내의 연료상태를 진단하는 전자제어유니트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.An apparatus for diagnosing fuel condition of an Elpiai engine according to the present invention for achieving the above object includes: a capacitor installed in a fuel line between an injector and a regulator of an Elpiai engine; A resistor connected in series with the capacitor; A voltage source for applying a voltage to the capacitor through the resistor; And an electronic control unit for monitoring a voltage applied to the capacitor and diagnosing a fuel state in the fuel line based on the monitored voltage.

상기 전자제어유니트는, 상기 모니터링된 전압이 상기 전압원의 전압에 가까울수록 액상의 연료가 많이 존재한다고 판단하고, 상기 모니터링된 전압이 영에 가까울수록 기상의 연료가 많이 존재한다고 판단하는 것을 특징으로 한다.The electronic control unit may determine that there are many liquid fuels as the monitored voltage is closer to the voltage of the voltage source, and determine that there are more fuels in the gas phase when the monitored voltage is close to zero. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치가 구비된 엘피아이 엔진의 계통도이다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 연료탱크(10)내에 저장된 연료(LPG)를 연료펌프(12)가 가압하여 송출하며, 이와 같이 송출된 연료는 연료라인(14)을 통해 인젝터(16)로 이송되도록 되어 있다. 또, 상기 인젝터(16)를 통과한 연료는 연료라인(18)을 통해 레귤레이터(20)로 이송되도록 되어 있고, 상기 레귤레이터(20)를 통과한 연료는 리턴연료라인(22)을 통해 연료탱크(10)로 리턴되도록 되어 있다.1 is a system diagram of an Elpiai engine equipped with a fuel state diagnosis apparatus for an Elpiai engine according to the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel pump 12 pressurizes and discharges the fuel LPG stored in the fuel tank 10, and the fuel thus delivered to the injector 16 through the fuel line 14. It is intended to be transported. In addition, the fuel passing through the injector 16 is to be transferred to the regulator 20 through the fuel line 18, the fuel passing through the regulator 20 through the return fuel line 22 to the fuel tank ( Return to 10).

이때, 상기 인젝터(16)와 레귤레이터(20) 사이의 연료라인(18)에는 연료상태감지센서(30)가 설치되어 있고, 상기 연료상태감지센서(30)에 연결된 전자제어유니트(40)는 상기 연료상태감지센서(30)를 매개로 감지된 연료상태에 따라 인젝션 매 핑 제어를 실시간으로 수행하고 연료 펌프 다단 제어를 통해 연료의 기상화를 방지하도록 되어 있다.In this case, a fuel state sensor 30 is installed in the fuel line 18 between the injector 16 and the regulator 20, and the electronic control unit 40 connected to the fuel state sensor 30 is The injection mapping control is performed in real time according to the fuel state detected through the fuel state detection sensor 30 and the fuel pump is multi-stage control to prevent the vaporization of the fuel.

상기와 같은 연료상태감지센서(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전압원(Vb)과 저항(R) 및 캐패시터(C)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the fuel state sensor 30 includes a voltage source Vb, a resistor R, and a capacitor C. As shown in FIG.

상기 저항(R)과 캐패시터(C)는 서로 직렬로 연결되어 있고, 상기 캐패시터(C)은 인젝터와 레귤레이터 사이의 연료라인(18)내에 설치되어 있다. 또한, 상기 전압원(Vb)의 전압은 상기 저항(R)을 통해 캐패시터(C)로 인가되도록 되어 있다.The resistor R and the capacitor C are connected in series with each other, and the capacitor C is provided in the fuel line 18 between the injector and the regulator. In addition, the voltage of the voltage source Vb is applied to the capacitor C through the resistor R.

그리고, 상기 전자제어유니트(40)는 상기 캐패시터(C)의 양단에 연결되어 상기 캐패시터(C)에 걸리는 전압을 모니터링하고 모니터링된 전압을 바탕으로 상기 연료라인(18)내의 연료상태를 진단하도록 되어 있다. 이때, 상기 전자제어유니트(40)는 상기 모니터링된 전압이 상기 전압원(Vb)의 전압에 가까울수록 액상의 연료가 많이 존재한다고 판단하고, 상기 모니터링된 전압이 영에 가까울수록 기상의 연료가 많이 존재한다고 판단한다.In addition, the electronic control unit 40 is connected to both ends of the capacitor (C) to monitor the voltage across the capacitor (C) and to diagnose the fuel condition in the fuel line (18) based on the monitored voltage. have. At this time, the electronic control unit 40 determines that the more the liquid fuel is present as the monitored voltage is closer to the voltage of the voltage source (Vb), the more fuel is in the gas phase as the monitored voltage is closer to zero. I judge it.

즉, 상기 전압원(Vb)의 전압과 상기 저항(R)의 저항값이 일정하다면, 상기 캐패시터(C)에 걸리는 전압은 캐패시터(C)의 임피던스값에 따라 좌우되는데, 상기 캐패시터(C)의 임피던스값은 캐패시터(C)의 유전율에 따라 좌우되고, 상기 캐패시터(C)가 연료통로(18)내에 설치됨에 따라 캐패시터(C)의 유전율은 연료통로(18)내의 연료상태(액/기상 정도)에 따라 변화하게 된다.That is, if the voltage of the voltage source (Vb) and the resistance value of the resistor (R) is constant, the voltage across the capacitor (C) depends on the impedance value of the capacitor (C), the impedance of the capacitor (C) The value depends on the dielectric constant of the capacitor C, and as the capacitor C is installed in the fuel passage 18, the dielectric constant of the capacitor C is dependent on the fuel state (liquid / gas phase) in the fuel passage 18. Will change accordingly.

따라서, 전자제어유니트(40)는 상기한 캐패시터(C)의 유전율에 따라 변화하 는 캐패시터(C)의 전압을 바탕으로, 연료라인(18)내의 연료상태를 진단할 수 있는 것이다.Therefore, the electronic control unit 40 can diagnose the fuel state in the fuel line 18 based on the voltage of the capacitor C which changes according to the permittivity of the capacitor C.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치의 작용 및 효과를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the fuel condition diagnosis apparatus of the Elpia engine according to the present invention configured as described above in more detail.

본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치는, 인젝터(16)와 레귤레이터(20) 사이의 연료라인(18)에 설치된 연료상태감지센서(30)를 매개로 감지된 연료상태에 따라 전자제어유니트(40)가 인젝션 매핑 제어를 실시간으로 수행하고 연료 펌프 다단 제어를 통해 연료의 기상화를 방지한다.The fuel condition diagnosis apparatus for an Elpia engine according to the present invention is electronically controlled according to a fuel state detected through a fuel state sensor 30 installed in a fuel line 18 between an injector 16 and a regulator 20. The unit 40 performs the injection mapping control in real time and prevents the vaporization of the fuel through the fuel pump multi-stage control.

즉, 상기 전자제어유니트(40)에 의해 모니터링되는 연료상태감지센서(30)의 캐패시터(C) 양단에 걸리는 전압은, 연료통로(18)내의 연료상태(액/기상 정도)에 따라 변화하게 되는 캐패시터(C)의 유전율에 따라 변화하므로, 이와 같이 모니터링되는 전압을 바탕으로, 연료통로(18)내의 연료상태를 진단할 수 있는 것이다.That is, the voltage across the capacitor C of the fuel state detection sensor 30 monitored by the electronic control unit 40 changes depending on the fuel state (liquid / gas phase) in the fuel passage 18. Since it changes according to the permittivity of the capacitor C, the fuel state in the fuel passage 18 can be diagnosed based on the voltage monitored in this way.

예를 들어, (A) 연료에 액상 70% 기상 30%가 존재하는 경우와 (B) 액상 50% 기상 50%가 존재하는 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.For example, the case where (A) the liquid 70% gaseous phase 30% is present in the fuel and (B) the liquid 50% gaseous phase 50% is described as an example as follows.

도 3에 도시된 바와 같은 회로에서, 캐패시터(C) 사이로 전류가 흐르는 저항 정도(유전율)에 따라 캐패시터(C)의 양단에 걸리는 전압(Vout)이 정해진다. 즉, 캐패시터(C)의 유전체가 액상인 경우가 기상인 경우 보다 전류 흐름 정도의 저항값이 크므로, 액상이 많이 존재할수록 캐패시터(C)의 임피던스값이 커져서 모니터링되는 전압(Vout)도 커지게 되는 것이다.In the circuit as shown in FIG. 3, the voltage Vout across the capacitor C is determined according to the resistance degree (dielectric constant) through which current flows between the capacitor C. FIG. That is, since the resistance of the current flow is greater than that in the case where the dielectric of the capacitor C is in the liquid phase, the more the liquid phase is present, the larger the impedance value of the capacitor C becomes and the greater the monitored voltage Vout becomes. Will be.

따라서, (A)의 경우가 (B)의 경우 보다 액상이 많이 존재하므로, (A)의 경우 에 모니터링되는 전압값이 (B)의 경우에 비해 커지게 된다.Therefore, in case of (A), since there are more liquid phases than in case of (B), the voltage value monitored in case of (A) becomes larger than that of case (B).

이러한 원리를 이용하여, 연료의 액상과 기상 비율에 따라 모니터링되는 전압(Vout)을 미리 실험을 통해 학습하여 전자제어유니트(40)에 기준값으로 미리 저장하고, 상기 전자제어유니트(40)가 캐패시터(C)에 걸리는 전압(Vout)을 모니터링하여 미리 저장되어 있는 기준값과 비교하여 연료의 액상과 기상의 비율을 진단할 수 있는 것이다.Using this principle, the voltage Vout monitored according to the liquid phase and the gas phase ratio of the fuel is learned through experiments in advance, and stored in advance in the electronic control unit 40 as a reference value, and the electronic control unit 40 stores a capacitor ( The voltage (Vout) applied to C) can be monitored and the ratio of liquid phase and gas phase of the fuel can be diagnosed by comparing with the previously stored reference value.

이때, 상기 전압원(Vb)의 전압은 자동차의 배터리 전압(12V)을 그대로 사용할 수도 있고, 필요에 따라 5V의 전압으로 변압하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 저항(R)의 저항값과 캐패시터(C)의 용량은 전압 모니터링이 용이하도록 적절히 선택될 수 있다.At this time, the voltage of the voltage source (Vb) may be used as the battery voltage (12V) of the vehicle as it is, or may be used by transforming to a voltage of 5V as needed. In addition, the resistance value of the resistor R and the capacitance of the capacitor C may be appropriately selected to facilitate voltage monitoring.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 캐패시터를 이용하여 엘피아이 엔진의 연료상태(액/기상 정도)를 실시간으로 정밀하게 감지함으로써, 이와 같이 감지된 연료상태를 바탕으로 인젝션 매핑 제어를 실시간으로 수행하고 연료 펌프 다단 제어를 통해 연료의 기상화를 방지하여 엔진 부조를 방지함과 더불어 엔진 출력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

As described above, according to the present invention, by using a capacitor to accurately detect the fuel state (liquid / weather level) of the engine in real time, injection mapping control is performed in real time based on the detected fuel state. In addition, the fuel pump multi-stage control prevents engine vaporization by preventing the vaporization of the fuel and improves the engine power.

Claims (2)

엘피아이 엔진의 인젝터와 레귤레이터 사이의 연료라인내에 설치된 캐패시터와; 상기 캐패시터와 직렬로 연결된 저항과; 상기 저항을 통해 캐패시터에 전압을 인가하는 전압원과; 상기 캐패시터에 걸리는 전압을 모니터링하고 모니터링된 전압을 바탕으로 상기 연료라인내의 연료상태를 진단하는 전자제어유니트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치.A capacitor installed in the fuel line between the injector and the regulator of the Elpia engine; A resistor connected in series with the capacitor; A voltage source for applying a voltage to the capacitor through the resistor; And an electronic control unit for monitoring a voltage applied to the capacitor and diagnosing a fuel state in the fuel line based on the monitored voltage. 제 1 항에 있어서, 상기 전자제어유니트는, 상기 모니터링된 전압이 상기 전압원의 전압에 가까울수록 액상의 연료가 많이 존재한다고 판단하고, 상기 모니터링된 전압이 영에 가까울수록 기상의 연료가 많이 존재한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료상태 진단장치.The electronic control unit of claim 1, wherein the closer the monitored voltage is to the voltage of the voltage source, the more liquid fuel is present. The closer to zero the monitored voltage is, the more fuel is present in the gas phase. An apparatus for diagnosing fuel condition of an Elpia engine, characterized in that determining.
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