KR100663619B1 - 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘피아이(Liquefied Petroleum Injection) 차량에 있어 연료 컷 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캔 통신의 에러 발생 시 엔진의 연료 컷 상태를 진단하고 진단 결과에 따라 펌프를 제어할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, LPI 시스템을 가지는 차량에 있어서, a) 메인 이씨유로부터 공급되는 캔 통신 메시지 중 통신 에러 발생 메시지를 수신하는 단계; b) 시동키와 흡기 매니홀드 센서로부터 공급되는 정보에 따라 엔진이 연료 컷 상태인 지를 감지하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 엔진의 상태가 연료 컷 상태인 경우 연료 컷 상태 이전 엔진 스피드 변화율을 통해 펌프 제어 신호를 발생하여 연료 펌프로 공급하는 단계로 구비된다.
자동차, 연료 분사 신호, LPI 시스템, ECU, 연료 컷, 연료 펌프

Description

엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법{apparatus and method For controlling Fuel cut of LPI car}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 종래 및 본 발명에 따른 엔진 스피드 신호를 비교하여 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 연료 탱크 13 : 연료 펌프
15 : 연료 펌프 릴레이 17 : 가스 인젝터
21 : 연료 호스 23 : 압력 센서
25 : 연료 레귤레이터 31 : 메인 이씨유
33 : 서브 이씨유
본 발명은 엘피아이(Liquefied Petroleum Injection) 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 캔 통신 에러 발생시 엔진의 연료 컷 상태를 진단하고 진단 결과에 따라 연료 펌프를 제어할 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차에 사용되는 연료 중 엘피지(Liquefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.
상기 자동차의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 높기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게 되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위가 점차로 증가되고 있는 추세이다.
여기서, 상기 엘피지 연료 장치는 연료 펌프를 이용하여 엘피지 연료를 액상으로 가스 인젝터에 공급하고, 이 가스 인젝터를 통해 엘피지 연료를 실린더로 분사하며, 이 분사된 이 엘피지 연료는 공기가 혼합한 후 기화하여 엔진을 구동시킨다.
따라서, 엘피지 및 가솔린 겸용 차량은 엘피지 연료 사용이 필요한 기화기(Vaporizer)와 믹서(Mixer) 및 엘피지 연료 탱크(Bomber), 엘피지 연료의 공급을 제어하는 솔레노이드 밸브, 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 엘피지 이씨유를 필수적으로 구비되어야 한다.
그러나, 최근 차량에는 이씨유의 인젝터 제어를 통해 LPG를 인젝터(Injector)를 통하여 연소실에 직접 분사 시키는 엘피아이(LPI: Liquefied Petroleum Injection) 방식을 채택하여 별도의 믹서와 증발기를 사용하지 않고, 연비 및 동력 성능이 향상시킬 수 있다.
이러한 일반적인 LPI 차량에 있어, 캔 통신을 통해 메인 이씨유는 엔진 상태 정보, 엘피지 연료 특성에 따른 보정치, 및 엘피지 연료에 맞는 분사 연료량을 서브 이씨유에 전달하게 되고, 상기 엔진 상태 정보에 따라 가스 분사량을 보정하여 보정된 가스 분사량을 실린더로 공급하기 위한 가스 분사 신호를 가스 인젝터에 공급한다.
예를 들어, 메인 이씨유로부터 공급되는 엔진 상태 정보가 엔진 시동인 경우 펌프의 소음을 감소시키기 위하여 낮은 엔진 스피드로 엔진을 제어하기 위한 펌프 제어 신호가 서브 이씨유에서 출력된다.
캔 통신 라인에 문제가 발생되고 연료 컷 모드인 경우 상기 메인 이씨유로부터 엔진 정보가 서브 이씨유로 전달되지 못하므로, 서브 이씨유는 엔진 상태를 알 수 없어 펌프를 구동시킬 수 없었다, 따라서, 서브 이씨유는 메인 이씨유로부터 공급되는 가솔린 연료분사신호를 이용하여 엔진 상태를 감지하게 된다. 즉, 상기 가솔린 연료분사신호가 있으면, 엔진이 정상인 것으로 판정하고, 가솔린 연료분사신호가 없으면 엔진이 정지된 것으로 판정한다.
이때 가솔린 연료분사신호가 없는 경우 상기 서브 이씨유는 엔진이 정지된 것으로 판정하여 엔진 스피드를 제어하기 위한 펌프제어신호를 영값을 공급한다. 즉, 엔진이 정상적인 경우 상기 연료 분사 신호의 주기 마다 엔진 스피드를 대체값으로 계산하고, 이 계산된 대체값으로 보정된 펌프제어신호가 서브 이씨유에서 출력되나, 엔진이 연료 컷 상태인 경우 상기 서브 이씨유는 가스 인젝터로부터 공급되는 연료 분사 신호가 없으므로, 엔진 스피드의 대체값을 계산할 수 없게 된다. 따라서, 엔진 스피드 대체값에 따라 발생되는 펌프 제어 신호가 없으므로, 펌프는 정지된다.
그 후 상기 메인 이씨유로부터 가솔린 연료 분사 신호가 공급되면, 엔진 스피드의 대체값 및 펌프 제어 신호가 발생되어 펌프가 정상으로 동작되나, 가속 경우 연료 공급이 원활하게 이루어지지 않아 가속이 지연되고, 펌프 구동 시 연료를 차단하는 연료 차단 밸브에서 소음이 발생되는 문제점이 종종 발생하였다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 캔 통신에 에러가 발생되고, 엔진이 연료 컷 상태인 경우 시동 온/오프 상태 및 흡기 매니홀드 압력을 이용하여 엔진의 연료 컷 상태를 판정하고, 이 판정 결과에 따라 엔진을 저속 스피드로 제어하기 위한 펌프 제어 신호를 발생함으로써, 가속에 대한 응답 속도를 향상시켜 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치는,
LPI 시스템을 가지는 차량에 있어서,
메인 이씨유로부터 공급되는 캔 통신 메시지를 통해 통신 에러 발생 메시지가 수신된 경우 시동키 및 흡기 매니홀드 센서로부터 공급되는 신호에 따라 엔진이 연료 컷 상태인 지를 판정하고, 연료 컷 상태인 경우 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율로 엔진을 제어하기 위한 펌프 제어 신호를 발생하는 서브 이씨유와,
상기 서브 이씨유에서 발생된 펌프 제어 신호에 따라 연료 펌프를 계속 구동시키는 연료 펌프릴레이로 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 서브 이씨유는,
엔진이 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 값으로부터 엔진 스피드 변화율을 연산하고, 상기 엔진 스피드를 상기 연산된 엔진 스피드 변화율로 감소시키기 위한 펌프 제어 신호를 발생하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 방법은,
a) 메인 이씨유로부터 공급되는 캔 통신 메시지 중 통신 에러 발생 메시지를 수신하는 단계;
b) 시동키와 흡기 매니홀드 센서로부터 공급되는 신호에 따라 엔진이 연료 컷 상태인 지를 감지하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계에서 엔진의 상태가 연료 컷 상태인 경우 연료 컷 상태 이전 엔진 스피드 변화율에 따라 펌프 제어 신호를 발생하여 연료 펌프릴레이로 공급하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 c) 단계는,
c-1) 상기 b) 단계를 통해 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 값으로부터 연 료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율을 측정하는 단계; 및
c-2) 상기 c-1) 단계에서 측정된 엔진 스피드 변화율로 엔진 스피드를 감소시키기 위한 펌프 제어 신호를 발생하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현 예에 따르면, 캔 통신에 에러가 발생되고, 엔진이 연료 컷 상태인 경우 시동 온/오프 상태 및 흡기 매니홀드 압력을 이용하여 엔진의 연료 컷 상태를 판정하고, 이 판정 경과에 따라 엔진을 저속 스피드로 제어하기 위한 펌프 제어 신호를 발생함으로써, 가속에 대한 응답 속도를 향상시켜 엔진의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. 단 본 발명의 LPI 시스템을 채택한 차량을 일 예로 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량의 연료 분사 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 연료 분사 시스템은, 연료 탱크(11), 연료 펌프(13), 연료 펌프 릴레이(15), 가스 인젝터(17), 연료 호스(21), 압력 센서(23), 연료압 레귤레이터(25), 메인 이씨유(31), 및 서브 이씨유(33)로 구성된다.
상기 연료 탱크(11)는 엘피지 연료를 액화 상태로 저장하고, 상기 연료 펌프 릴레이(15)는 점화 스위치(미도시됨)에 온 시 상기 서브 이씨유(31)로부터 공급되는 제어 신호에 따라 스위칭되어 연료 펌프(13)를 작동시키기 위한 전원을 출력하고, 이 전원을 받은 연료 펌프(13)는 연료 탱크(11) 안의 엘피지 연료를 액화 상태 로 토출시킨다.
그리고, 상기 가스 인젝터(17)는 연료 펌프(13) 및 연료 펌프 릴레이(15)의 작동에 의해 연료 탱크(11)에서 토출된 엘피지 연료를 액상 상태로 실린더(미도시됨) 내로 분사시킨다.
그리고, 연료 호스(21)는 가스 인젝터(17)와 연료 탱크(11)에 설치되어 여분의 엘피지 연료를 연료 탱크(11) 내로 되돌리고, 상기 압력 센서(23)는 상기 연료 호스(21)의 소정 위치에 설치되고, 상기 연료 탱크(11)와 가스 인젝터(17) 간의 연료 압력을 일정하기 유지하기 위하여 상기 연료 호스(21)를 통해 되돌려진 엘피지 연료의 압력을 감지하고, 이 감지된 엘피지 연료의 압력을 서브 이씨유(31)로 제공한다.
상기 서브 이씨유(33)는 이 감지된 연료 호스(21)내의 엘피지 연료압에 따라 연료 호스(21) 내의 연료압과 연료 탱크(11) 내의 연료압의 차를 일정하기 유지시키기 위한 프로그램을 포함하고 있다 . 또한, 상기 서브 이씨유(33)는 메인 이씨유(31)로부터 공급 받은 시동키 신호 및 흡기 매니 홀드 압력을 수신 받아 엔진 상태가 연료 컷 상태인 지를 판정하고, 엔진 상태가 연료 컷 상태인 경우 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율로 엔진을 제어하기 위한 펌프 제어 신호를 발생하는 프로그램을 포함한다.
이와 같이 구비된 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량에 있어, 캔 통신을 통해 메인 이씨유(31)로부터 점화 스위치(미도시됨)을 온을 나타내는 시동키 신호가 상기 서브 이씨유(33)에 공급되면, 상기 서브 이씨유(33)는 상기 연료 탱크(11)로 부터 인젝터(17)까지 연료의 압력을 생성시켜 운전을 위한 조건을 갖춘다.
즉, 점화 스위치가 온되면, 연료 펌프(13)가 오프상태로 동작되어 연료 탱크(11)와 인젝터(17) 까지의 연료압은 연료 탱크(11)내의 연료압보다 소정치 이상으로 유지되며, 엘피지 가스는 액상을 유지된다.
이때 점화 스위치가 시동 위치에 놓으면, 인젝터(17)에서 액상 연료는 분사되고, 이 분사된 액상 엘피지 가스는 에어 클리너(미도시됨)을 통해 인입되는 공기와 혼합되어 순간적으로 기화되면서 폭발 행정을 실행한다. 그리고, 상기 여분의 엘피지 연료는 연료 호스(21)를 통해 연료 탱크(11)로 되돌려진다. 즉, 상기 점화 스위치가 시동 위치 놓이면, 상기 서브 제어부(33)는 연료 펌프(13)를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하고, 이 제어 신호를 받은 연료 펌프 릴레이(15)는 연료 펌프(13)를 작동시키기 위한 전원을 출력하며, 이 전원을 받은 연료 펌프(13)는 작동되어 인젝터(17)에서 액상 연료를 분사시킨다.
한편, 엔진 회전수가 상승하게 되어 연료 분사가 많이 이루어지면, 상기 연료 호스(21) 내의 연료압이 하강하게 되고, 이러한 연료 호스(21) 내의 연료압의 하강을 보상하기 위하여 상기 서브 이씨유(33)는 연료 펌프(13)의 동작을 더 빨리 구동시키기 위한 펌프 제어 신호를 출력하고, 이 펌프 제어 신호를 받은 연료 펌프(13)가 작동되어 연료 호스(21)의 연료압을 빠른 속도로 상승하게 된다.
한편, 상기 메인 이씨유(31)로부터 공급되는 캔 통신 메시지에서 캔 통신 에러 메시지가 상기 서브 이씨유(33)로 공급되면, 상기 서브 이씨유(33)는 시동키 신호와 흡기 매니 홀드 센서로부터 공급되는 압력 신호를 수신하여 엔진의 상태를 판 정한다. 예를 들어, 시동키 신호가 수신되고, 압력 신호가 부압인 경우 상기 서브 이씨유(33)는 현재 엔진의 상태를 연료 컷 상태로 판정한다.
상기 서브 이씨유(33)는 엔진의 연료 컷 상태 판정 후, 엔진 스피드를 낮추기 위한 펌프 제어 신호를 출력한다. 즉, 상기 엔진이 연료 컷 상태로 판정되면, 상기 서브 이씨유(33)는 엔진이 연료 컷 상태로 되기 이전의 엔진 스피드 값으로부터 연료 컷 상태되기 이전의 엔진 스피드 변화율을 연산한다.
그리고, 상기 서브 이씨유(33)는 엔진 스피드를 연산된 엔진 스피드 변화율만큼 감소시키기 위한 펌프 제어 신호를 발생하고, 이 발생된 펌프 제어 신호는 상기 연료 펌프(13)로 제공되어 펌프가 완전히 정지되는 것을 막을 수 있다.
따라서, 상기 엔진이 연료 컷 상태인 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 엔진 스피드가 0으로 떨어지는데 비해 본 발명에 따른 엔진 스피드는 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율로 점차적으로 감소된다.
도 3은 도 1에 도시한 엘피아이 차량에 있어 연료 컷 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 과정을 설명한다.
우선, 상기 서브 이씨유(33)는 상기 메인 이씨유(31)로부터 공급되는 캔 통신 메시지 중 통신 에러 메시지를 수신한 후(단계 101), 시동키와 흡기 매니홀드 센서로부터 공급되는 시동키 신호 및 압력 신호를 수신한다(단계 103).
이때 서브 이씨유(33)는 상기 단계(103)를 통해 수신된 시동키 신호가 온 상태이고, 압력 신호가 부압으로 기준치 이하인 지를 체크하여(단계 105) 경우 시동 키 신호가 온 상태이고, 압력 신호가 부압으로 기준치 이하인 경우 엔진의 상태가 연료 컷 상태로 판정한다(단계 107).
상기 단계(107)를 통해 엔진의 상태가 연료 컷 상태로 판정되면, 상기 서브 이씨유(33)는 연료 컷 상태로 되기 이전의 엔진 스피드 값을 수신하고(단계 109), 상기 수신된 연료 컷 상태로 되기 이전의 엔진 스피드 값으로부터 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율을 연산한다(단계 111). 상기 단계(111)를 통해 연산된 엔진 스피드 변화율로 엔진 스피드를 감소시키기 위한 펌프 제어 신호를 발생한다(단계 113).
그리고, 상기 서브 이씨유(33)는 상기 단계(113)을 통해 발생된 펌프 제어 신호를 상기 연료 펌프(13)로 제공하여(단계 115) 펌프가 완전히 정지되는 것을 막는다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치 및 방법은, 캔 통신에 에러가 발생되고, 엔진이 연료 컷 상태인 경우 시동 온/오프 상태 및 흡기 매니홀드 압력을 이용하여 엔진의 연료 컷 상태를 판정하고, 이 판정 경과에 따라 엔진을 저속 스피드로 제어하기 위한 펌프 제어 신호를 발생함으로써, 엔진의 연료 컷 상태에서 연료 분사 신호가 공급되어 엔진이 급가속될 때 가속에 대한 응답 속도를 향상시켜 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
본 발명의 실시 예는 하나의 실시 예에 지나지 않으며, 본 발명의 요지를 벗 어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 구성요소의 많은 변형 및 변경이 가능함을 물론이며, 본 발명이 실시 예에만 한정되는 것은 아니다.

Claims (6)

  1. LPI 시스템을 가지는 차량에 있어서,
    메인 이씨유로부터 공급되는 캔 통신 메시지를 통해 통신 에러 발생 메시지가 수신된 경우 시동키 및 흡기 매니홀드 센서로부터 공급되는 신호에 따라 엔진이 연료 컷 상태인 지를 판정하고, 연료 컷 상태인 경우 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율로 엔진 스피드를 제어하기 위한 펌프 제어 신호를 발생하는 서브 이씨유; 및
    상기 서브 이씨유에서 발생된 펌프 제어 신호에 따라 펌프를 계속 구동시키는 연료 펌프 릴레이로 구비되는 것을 특징으로 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서브 이씨유는,
    엔진이 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 값으로부터 엔진 스피드 변화율을 연산하고, 상기 엔진 스피드를 상기 연산된 엔진 스피드 변화율로 감소시키기 위한 펌프 제어 신호를 발생하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서브 이씨유는,
    시동키로부터 공급되는 시동키 신호가 수신되고, 상기 흡기 매니홀드 센서의 압력 신호가 부압으로 기준치 이하인 경우 엔진의 연료 컷 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 장치.
  4. a) 메인 이씨유로부터 공급되는 캔 통신 메시지 중 통신 에러 발생 메시지를 수신하는 단계;
    b) 시동키와 흡기 매니홀드 센서로부터 공급되는 신호에 따라 엔진이 연료 컷 상태인 지를 감지하는 단계; 및
    c) 상기 b) 단계에서 엔진의 상태가 연료 컷 상태인 경우 연료 컷 상태 이전 엔진 스피드 변화율에 따라 펌프 제어 신호를 발생하여 연료 펌프릴레이로 공급하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 b) 단계는 시동키로부터 공급되는 시동키 신호가 수신되고, 상기 흡기 매니홀드 센서의 압력 신호가 부압으로 기준치 이하인 경우 엔진의 연료 컷 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 c) 단계는,
    c-1) 상기 b) 단계를 통해 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 값으로부터 연료 컷 상태 이전의 엔진 스피드 변화율을 측정하는 단계; 및
    c-2) 상기 c-1) 단계에서 측정된 엔진 스피드 변화율로 엔진 스피드를 감소 시키기 위한 펌프 제어 신호를 발생하는 단계로 구비되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 차량의 연료 컷 제어 방법.
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