KR100569984B1 - 엘피아이 펌프의 소음방지회로 - Google Patents

엘피아이 펌프의 소음방지회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘피지 차량의 시동 온 상태에서 엘피지스위치를 온에서 오프 상태로 전환함에 따라 연료탱크에 장착된 가압용 펌프에서 발생되는 소음과 부하의 걸림을 방지하고, 엘피지스위치의 온/오프 상태를 감지할 수 있어서 펌프 및 릴레이의 작동상태진단이 가능한 엘피아이 펌프의 소음방지회로에 관한 것이다.
본 발명은, 인터페이스박스(18)와, 상기 인터페이스박스(18)에 코일(36a)이 연결되고 절환단자(36b)가 전원(B+)에 연결된 릴레이(36)와, 상기 절환단자(36b)로부터 전원을 공급받아 작동되는 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14) 및 펌프(12) 제어용 펌프드라이버(12a)와, 상기 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14) 및 펌프 드라이버(12a)의 전원공급상태를 제어하는 엘피지스위치를 포함하는 엘피아이 제어시스템에 있어서, 엘피지스위치가 출력단(a)은 릴레이(36)의 코일(36a)에 연결되고 입력단(b)은 메인릴레이(38)의 전원공급단과 연결되며, 상기 출력단(a)에 인터페이스박스(18)와 연결되는 상태검출용 신호입력선(42)이 연결되며, 시동 온 상태에서 상기 엘피지스위치(40)의 신호입력선(42)으로부터 오프신호가 감지되면, 펌프드라이버(12a)로부터 인터페이스박스(18)로 전송되는 펌프의 자가진단신호를 차단한다.
자동차, 엘피지, 엘피아이, 펌프, 소음, 드라이버, 릴레이,

Description

엘피아이 펌프의 소음방지회로{Noise preventing circuit for LPI pump}
도 1은 종래 사용되는 엘피아이 시스템의 개략도,
도 2는 셧오프밸브, 컷오프밸브 및 펌프드라이버의 전원공급회로도,
도 3은 본 발명에 의한 엘피아이 펌프의 소음방지회로도,
도 4는 본 발명에 사용된 엘피지스위치와 인터페이스박스의 일례의 배선도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10: 셧오프밸브 12: 펌프
12a: 펌프드라이버 14: 컷오프밸브
16: 엘피지 연료탱크 18: 인터페이스박스
20: ECU 22: 산소센서
24: 크랭크축 포지션센서 26: 이그니션코일
28: 촉매변환기 30: 트로틀포지션센서
32: 온도센서 34: 엘피지스위치
36: 연료 펌프 릴레이 38: 메인릴레이
40: 엘피지스위치 42: 신호입력선
44: 발광다이오드 46: MOSFET
본 발명은 엘피아이 펌프의 소음방지회로에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 엘피지 차량의 시동 온 상태에서 엘피지스위치를 온에서 오프 상태로 전환함에 따라 연료탱크에 장착된 가압용 펌프에서 발생되는 소음과 부하의 걸림을 방지하고, 엘피지스위치의 온/오프 상태를 감지할 수 있어서 펌프 및 릴레이의 작동상태진단이 가능한 엘피아이 펌프의 소음방지회로에 관한 것이다.
엘피가스(LP GAS)를 연료로 이용하는 차량에서는 엘피가스를 펌프를 이용, 가압하여 공급한다. 도 1은 종래 엘피지 차량의 엘피아이(LPI: LPG Injection) 시스템의 개략적인 구성도로서, 엘피지 연료탱크(16)에 장착된 펌프(fule pump)(12)를 이용하여 엘피지를 가압하여 액체상태를 유지하고, 이 액상의 연료를 연료파이프로 이송하고, 가스인젝터를 이용하여 실린더 내부로 분사시킨다. 도시되지 않았지만 펌프(12)는 펌프드라이버(12a)에 의하여 제어된다. 연료파이프를 통하여 이송된 후에, 분사되는 연료는 이그니션코일(26)과 연결된 이그나이터를 이용하여 착화시킨다. 도면부호 20은 엔진 제어용 ECU로서, 온도센서(32), 트로틀포지션센서(30), 크랭크축 포지션센서(24), 산소센서(22) 등으로부터 데이터를 검출하여 차량제어에 이용한다. 미설명부호 28은 촉매변환기이다.
또한 펌프(12)와 인젝터 사이에는 셧오프밸브(10)와 컷오프밸브(14)가 구비되어 있어서 연료파이프를 차단한다. 상기 셧오프밸브(10)와 컷오프밸브(14)의 연결 및 작동상태를 제어회로도인 도 2를 참고하여 설명한다.
이그니션 온 상태에서 시동을 걸 수 있도록 인터페이스박스(18)가 연료 펌프 릴레이(36)의 코일(36a)을 통하여 신호를 받으면, 연료 펌프 릴레이(36)의 절환단자(36b)가 온되면서 전원(B+)이 엘피지스위치(34)에 인가된다. 상기 연료 펌프 릴레이(36)는 메인릴레이(38)로부터 작동에 필요한 신호(전압)를 입력받으며, 메인릴레이(38)는 이그니션 온 상태가 되면 작동된다.
비록 코일(36a)에 전원이 공급되어 절환단자(36b)가 연결되어도 엘피지스위치(34)가 오프상태이므로 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14), 및 펌프드라이버(12a)에는 전원이 공급되지 않는다. 이러한 상태에서, 운전자가 엘피지스위치(34)를 온시키면 전원이 전선을 통하여 공급된다.
상기와 같이 전원이 공급되면, 셧오프밸브(10)와 컷오프밸브(14)는 연료파이프를 오픈시켜서 연료가 공급되며, 또한 펌프드라이버(12a)는 펌프(12)를 구동시킨다. 상기 펌프드라이버(12a)에는 펌프(12)에 전원공급 및 자가진단신호를 송수신하는 기능이 포함되어 있다.
상기와 같은 상태에서, 엘피지스위치(34)를 오프시키면 펌프드라이버(12a)에 전원공급이 차단되어 펌프(12)의 동작은 정지하며, 자가진단에 의하여 펌프(12)의 정지상태를 알리는 신호가 인터페이스박스(18)로 전송된다. 그러나 시동이 온상태이기 때문에 엔진 ECU(20)로부터 인터페이스박스(18)에는 펌프(12)를 동작시키라는 신호가 계속하여 전송된다. 상기와 같이 인터페이스박스(18)는 엔진 ECU(20)로부터는 펌프(12)를 구동시키라는 신호를 수신하고 펌프드라이버(12a)로부터는 펌프(12)가 정지했다는 신호를 동시에 수신하게 되므로 하이스캔과 같은 장치를 이용하여 검사하는 경우에 펌프의 에러발생으로 판단하고 정상상태의 펌프(12)를 교체하는 경우가 발생되었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 점선(이 때 펌프 드라이버와 컷오프 사이는 차단된다)으로 표시된 것과 같이 펌프드라이버(12a)의 전원공급단을 엘피지스위치(34)의 전단에 연결시킨 제어회로가 사용된다. 이 경우에는 펌프(12)의 에러발생이 검출되지 않지만, 아이들(IDLE)시에 펌프(12)의 회전수를 증가시켜 소음이 발생되는 문제점이 있었다.
즉 시동 온 상태에서 엘피지스위치(34)를 오프시키면, 연료탱크(16)로부터 인젝터로 연결되는 파이프가 차단되는데, 이 때 컷오프밸브(14)에서 인젝터까지 연료파이프에 잔존하는 연료가 소모될 때 까지 엔진이 동작된다.
이 때 연료파이프에 남은 연료가 소모될 수록 연료파이프의 압력이 낮아지고 이것을 레귤레이터(11)에서 압력센서를 통하여 감지한다. 상기 레귤레이터(11)의 주기능은 연료탱크로부터 공급되는 엘피지를 정압(5bar)으로 유지하며 부가적으로 온도센서와 압력센서가 부착되어 있으며 연료공급을 차단하는 기능도 갖고 있다.
레귤레이터(11)에서 검출된 데이터에 의하여 압력을 보상하도록 인터페이스박스(18)에서는 펌프(12)의 회전수를 2000RPM으로 구동시켜 연료파이프에 공급한다. 이 때 인젝터로는 연료가 공급되지 않는다.
따라서 아이들(IDLE) 상태에서 엘피지스위치(34)를 오프시키면 펌프(12)의 회전수가 500RPM에서 2000RPM으로 상승하기 때문에 소음이 발생하게 되며 이것이 소비자들의 불만을 초래하였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 엘피지 차량의 시동 온 상태에서 엘피지스위치를 온에서 오프 상태로 전환함에 따라 연료탱크에 장착된 가압용 펌프에서 발생되는 소음과 부하의 걸림을 방지하고, 엘피지스위치의 온/오프 상태를 감지할 수 있어서 펌프 및 릴레이의 작동상태진단이 가능한 엘피아이 펌프의 소음방지회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘피아이 펌프의 소음방지회로는, 인터페이스박스와, 상기 인터페이스박스에 코일이 연결되고 절환단자가 전원(B+)에 연결된 릴레이와, 상기 절환단자로부터 전원을 공급받아 작동되는 셧오프밸브, 컷오프밸브 및 펌프 제어용 펌프드라이버와, 상기 셧오프밸브, 컷오프밸브 및 펌프 드라이버의 전원공급상태를 제어하는 엘피지스위치를 포함하는 엘피아이 제어시스템에 있어서, 엘피지스위치가 출력단은 릴레이의 코일에 연결되고 입력단은 메인릴레이의 전원공급단과 연결되며, 상기 출력단에 인터페이스박스와 연결되는 상태검출용 신호입력선이 연결되며, 시동 온 상태에서 상기 엘피지스위치의 신호입력선으로부터 오프신호가 감지되면, 펌프드라이버로부터 인터페이스박스로 전송되는 펌프의 자가진단신호를 차단하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 엘피아이 펌프의 소음방지회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 종래 엘피가스를 연료로 사용하는 엘피지 차량에서 시동 온 상태 에서 엘피지스위치를 온에서 오프 상태로 절환할 때 발생되는 펌프의 회전수 증가에 의한 소음을 감소시킴으로서 소음으로 인한 운전자의 불만발생요인을 제거하고 또한 펌프의 불필요한 부하발생을 억제하기 위한 발명이다. 또한 본 발명에 의하면 엘피지스위치의 온/오프 상태를 인터페이스박스에서 검출할 수 있어서, 펌프 및 릴레이의 상태진단이 가능한 이점을 갖는다.
도 3은 본 발명에 의한 엘피아이 펌프의 소음방지회로도이다.
도면을 참고하면, 전원(B+)이 연료 펌프 릴레이(36)의 절환단자(36b)에 직접 연결되고 절환단자(36b)의 타측에는 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14) 및 펌프 드라이버(12a)가 병렬 연결된다. 또한 연료 펌프 릴레이(36)의 코일(36a)과 메인릴레이(38)의 전원공급용 단자의 출력측 사이에 엘피지스위치(40)가 연결된다. 또한 코일(36a)의 타단은 인터페이스박스(18)에 연결된다. 엘피지스위치(40)는 운전자에 의하여 작동되도록 운전석 패널에 설치되어 있다.
상기한 엘피지스위치(40)는 통상의 절환단자를 구비한 온/오프 스위치로서 입력단(b)과 출력단(a)을 가지고 있으며 절환단자는 입력단(b)에 일단이 연결되어 있다. 도면을 다시 참고하면 엘피지스위치(40)의 입력단(b)은 메인릴레이(38) 측에 연결되어서 전원(B+)을 공급받고, 출력단(a)은 연료 펌프 릴레이(36)의 코일(36a)의 B측에 연결된다. 한편, 연료 펌프 릴레이(36)의 코일(36a)의 A측은 인터페이스박스(18)에 연결된다.
또한 본 발명에서는 신호입력선(42)이 더 연결된다. 도면을 다시 참고하면 엘피지스위치(40)의 출력단(a)과 전기적으로 접속된 신호입력선(42)이 인터페이스 박스(18)에 연결된다.
상기 신호입력선(42)은 엘피지스위치(40)가 온되면, 인가되는 전압을 검출하여 인터페이스박스(18)에 인가하기 위한 것이다. 상기와 같이 인터페이스박스(18)에는 코일(36a)로부터 인가되는 전압과 엘피지스위치(40)로부터 신호입력선(42)을 통하여 인가되는 전압이 입력된다.
상기 신호입력선(42)을 통하여 입력되는 전압신호를 이용하여 인터페이스박스(18)에서는 시동 온 상태에서는 펌프자가진단기능에 의하여 펌프(12)가 정지되었다는 신호를 입력받아도 펌프(12)의 오동작을 무시하여 작동상의 안정성을 높일 수 있다.
한편, 상기 엘피지 스위치(40)는 작동상태 표시용의 발광다이오드(LED)가 연결된 것을 사용할 수 있으며, 그 것에 대한 작동상태를 후에 상세히 설명한다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 엘피아이 펌프의 소음방지회로의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
운전자가 엘피지스위치(40)를 온 시킨 상태에서, 이그니션 온 시키면 연료 펌프 릴레이(36)에 전류가 흘러서 연료 펌프 릴레이(36)의 접점이 온된다. 이에 따라서 전원(B+)이 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14)와, 펌프드라이버(12a)에 각각 인가되고, 펌프(12)가 작동된다. 또한 엘피지스위치(40)의 출력단(b)에 연결되어 있는 신호입력선(42)을 통하여 엘피지스위치(40)에 인가되는 전압신호가 인터페이스박스(18)에 입력된다. 따라서 인터페이스박스(18)는 엘피지스위치(40)가 온상태임을 인식하게 된다.
이러한 상태에서 운전자가 시동 온을 시켜도 상태 변화가 발생되지 않으며, 엘피지 차량은 정상적인 주행을 할 수 있다.
상기와 같은 시동 온 상태에서, 운전자가 엘피지스위치(40)를 오프시키면, 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14), 및 펌프드라이버(12a)에 인가되는 전압이 중단되므로 작동이 정지된다. 따라서 펌프(12)의 소음문제를 해결할 수 있으며, 또한 연료 밸브가 모두 차단됨으로서 차단된 연료 파이프에 연료를 공급하는 펌프의 부하를 제거 할 수 있다.
이와 동시에 엘피지스위치(40)의 출력단(a)으로부터 신호입력선(42)을 통하여 인가되는 전압이 차단되므로, 인터페이스박스(18)는 엘피지스위치(40)가 오프된 것을 인식하게 된다. 상기와 같이 인식된 상태에서, 펌프 드라이버(12a)의 자가진단기능에 의하여 펌프(12)가 정지되었다는 신호가 인터페이스박스(18)로 입력된다. 그러나 인터페이스박스(18)에서는 이미 엘피지스위치(40)가 오프되어서 전원공급이 차단되었다는 것을 인식하고 있어서 펌프(12)의 고장으로 인식하지 않으므로, 펌프(12)의 고장발생신호를 출력하지 않는다.
상기와 같이 연결된 엘피지스위치(40) 중에는 발광다이오드가 연결되어 운전자에게 엘피지스위치(40)의 작동상태를 표시하도록 하는 것이 사용되고 있다. 도 4는 발광다이오드(44)가 연결된 엘피지스위치(40)와 인터페이스박스(18) 사이의 연결상태를 도시한 배선도이다. 운전자가 엘피지스위치(40)을 온시키면 발광다이오드(44)가 점등되어서 작동상태를 표시한다. 한편, 인터페이스박스(18)에는 통상 공핍형 N 채널 MOSFET(46)가 엘피지스위치(40)와 연결되어 있으며, MOSFET 가 동작되면 VDS = 0V 가 된다.
MOSFET(46)가 동작되면 전류는 드레인(D)을 통하여 소스(S)로 흐르게 된다. VB 는 임피이던스 Z 에 인가되는 전압으로서, 이 전압을 검출하여 연료 펌프 릴레이(36)의 동작 및 신호선의 단선유무를 판단하게 된다.
그런데, VA는 엘피지스위치(40)측에서 보면 0.7V + VR 이고, 인터페이스박스(18)측에서 보면 VL + VR이 된다. 여기에서 VL은 연료 펌프 릴레이(36)의 코일(36a)에 인가되는 전압을 의미한다. 따라서 VA = VL + VB 가 되므로 발광다이오드(44)의 점등이 가능하게 되므로, 엘피지스위치(40)의 작동상태가 정확하게 유지되어서 전압의 차이로 인한 부작동상태가 발생되지 않는다.
이와 같이 본 발명에 의하면 엘피지 차량의 시동 온 상태에서 엘피지스위치를 온에서 오프 상태로 전환함에 따라 연료탱크에 장착된 가압용 펌프에서 발생되는 소음과 부하의 걸림을 방지하고, 엘피지스위치의 온/오프 상태를 감지할 수 있어서 펌프 및 릴레이의 작동상태진단이 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 인터페이스박스(18)와, 상기 인터페이스박스(18)에 코일(36a)이 연결되고 절환단자(36b)가 전원(B+)에 연결된 연료 펌프 릴레이(36)와, 상기 절환단자(36b)로부터 전원을 공급받아 작동되는 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14) 및 펌프(12) 제어용 펌프드라이버(12a)와, 상기 셧오프밸브(10), 컷오프밸브(14) 및 펌프 드라이버(12a)의 전원공급상태를 제어하는 엘피지스위치를 포함하는 엘피아이 제어시스템에 있어서,
    엘피지스위치가 출력단(a)은 연료 펌프 릴레이(36)의 코일(36a)에 연결되고 입력단(b)은 메인릴레이(38)의 전원공급단과 연결되며, 상기 출력단(a)에 인터페이스박스(18)와 연결되는 상태검출용 신호입력선(42)이 연결되며, 시동 온 상태에서 상기 엘피지스위치(40)의 신호입력선(42)으로부터 오프신호가 감지되면, 펌프드라이버(12a)로부터 인터페이스박스(18)로 전송되는 펌프의 자가진단신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 펌프의 소음방지회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8710971B2 (en) 2010-11-30 2014-04-29 Hyundai Motor Company Control method of LPI lamp for LPI vehicle and logic therefor

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