KR100671126B1 - 엘피지 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법 - Google Patents

엘피지 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명은 시동전 일정시간동안 시동모터 작동을 금지하고 연료 펌프만 작동시켜 기상 연료를 배출시킨후 시동을 진행하도록 하는 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은, LPG 액상 분사 시스템의 제어방법에 있어서, 봄베 온도, 인젝션 온도 및 연료 압력을 측정하는 단계; 상기에서 측정된 온도와 압력값으로 액상유지를 위한 온도를 계산하고 연료의 기상 또는 액상 상태를 판단하되, 시동시 연료가 기상 상태로 판단될 경우, 시동전 일정시간동안 시동모터 작동을 금지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 시동전 시동모터 작동을 금지하고 연료 펌프만 작동시켜, 기상 연료를 배출한 후 액상 연료를 공급하여 시동 지연을 방지하여 시동시간을 단축시키고, 시동지연에 따른 유해가스 배출을 방지 또는 저감시키는 효과가 있다.
LPG, 액상, 분사, 시동성, 개선, 시동 모터 제어, 기상 판단 조건 예측

Description

엘피지 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법{The Control method how to improve startability in LPG liquid injection system}
도 1은 일반적인 액상LPG의 온도와 압력에 따른 상태변화를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법을 구현하기 위한 블록 구성도.
도 3은 도 2의 요부를 나타낸 블록 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법을 나타낸 제어 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 시동성 개선후 시동시간 단축상태를 개선전과 비교하여 나타낸 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진제어기 11 : 모터제어기
12 : 모터제어표시부 13 : 흡기온 센서
14 : 냉각수온 센서 15 : 엔진
16 : 시동모터 17 : 압력센서
18: 봄베 연료온도센서 19 : 인젝터 연료온도센서
20 : 인젝터 21 : 봄베
본 발명은 LPG 액상 분사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시동전 연료시스템에 기상 연료를 배출하고 액상 연료를 공급하여 시동 지연 및 유해가스 배출을 방지하기 위한 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 LPG 액상 분사 시스템은 연료의 특성상 낮은 온도에서 기화가 발생한다. 이렇게 기화된 연료는 시동성을 악화시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 액상LPG의 온도와 압력에 따른 상태변화를 나타낸 그래프이다.
도시된 바와 같이, LPG 액상 분사 시스템에서 고부하 운전후 시동정지시 인젝터 연료온도가 액상 유지를 위한 온도보다 상승하여 기화된다. 이는 정상적으로 연료압(5bar)이 형성되어도 문제가 발생할 수 있다.
이렇게 기화된 연료는 시동성을 악화시키므로, 일반적으로 디젤 차량은 "예열"이 필요하며, LPG 액상 분사 차량은 연료의 기화를 방지하기 위한 " 예냉"이 필요하다.
따라서, 종래의 LPG 액상 분사 시스템은, 예로서, 고부하 운전후 30분에서 1시간정도 시동 정지하면 엔진 열에 의하여 연료가 기화되어 시동시 시동이 걸리지 않는 현상이 발생하며, 이로 인하여 시동지연 및 유해가스 등이 과다 배출되는 문 제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 시동전 일정시간동안 시동모터 작동을 금지하고 연료 펌프만 작동시켜 기상 연료를 배출시킨후 시동을 진행하도록 하는 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법은, LPG 액상 분사 시스템의 제어방법에 있어서, 봄베 온도, 인젝션 온도 및 연료 압력을 측정하는 단계; 상기에서 측정된 온도와 압력값으로 액상유지를 위한 온도를 계산하고 연료의 기상 또는 액상 상태를 판단하되, 시동시 연료가 기상 상태로 판단될 경우, 시동전 일정시간동안 시동모터 작동을 금지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시동모터의 작동이 금지되어 있는 동안에는 연료 펌프만을 작동시킨다. 상기에서 연료의 기상 또는 액상 상태를 판단하되, 연료조성에 따라 판단 온도를 모델링한다.
상기에서 연료의 기상 또는 액상 상태를 판단하되, 연료 조성에 따른 모델링 온도와 연료 라인의 온도를 비교하여 연료 상태를 판단한다.
상기에서 연료의 기상 또는 액상 상태를 판단하되, 판단된 연료 상태에 따라 시동 금지시간을 서로 다르게 이원화한다.
상기에서 연료의 기상 또는 액상 상태를 판단하되, 모델링된 연료와 라인의 연료온도 차이를 사용하는 것과 또는 냉각수온과 흡기온의 차이를 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법을 구현하기 위한 블록 구성도이고, 도 3은 도 2의 요부를 나타낸 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위하여, 엔진제어기(10), 모터제어기(11), 모터제어표시부(12), 흡기온 센서(13), 냉각수온 센서(14), 엔진(15), 시동모터(16), 압력센서(17), 봄베 연료온도센서(18), 인젝터 연료온도센서(19), 인젝터(20), 봄베(21)를 구비한다.
엔진제어기(ECM)(10)는 엔진(15)을 제어함과 아울러, 압력센서와 온도센서에서 입력된 값으로 연료 상태를 판단하고, 연료 상태에 따라 시동모터 금지시간을 계산하여 모터 제어기(11)에 전송한다.
즉, 봄베 연료온도센서(18)와 압력센서(17)로부터 입력된 값으로 액상유지를 위한 온도를 계산하고, 계산된 온도와 인젝터 연료온도센서(19)로부터 입력된 인젝터연료온도를 비교하여 현재 연료상태를 계산하고, 연료상태에 따라 모터제어 금지시간을 계산 및 전송한다.
모터제어기(BCM)(11)는 엔진제어기(10)에서 수신된 자료로 시동모터(16)와 모터제어 표시부(12)(램프 또는 음향)를 제어한다.
흡기온 센서(13)는 흡입되는 공기의 온도를 계측하여 엔진 제어기에 인식시 킨다.
냉각수온 센서(14)는 냉각수의 온도를 계측하여 엔진 제어기에 인식시킨다.
압력센서(17)는 연료의 압력을 계측하여 엔진 제어기(10)에 인식시킨다.
봄베 연료온도센서(18) 및 인젝터 연료온도센서(19)는 봄베(21) 또는 인젝터(20) 각각의 연료의 온도를 계측하여 엔진 제어기(10)에 인식시킨다.
정확한 연료온도 측정을 위하여 인젝터 연료온도센서(19)는 인젝터(20)와 가장 가까운 연료 공급 레일(미도시)에 설치되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법을 나타낸 제어 흐름도로서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이그니션 스위치가 온되면(S100), 각각의 센서에서 측정된 값이 엔진 제어기(10)에 입력된다.
즉, 압력센서(17)는 연료의 압력을 계측하고, 봄베 연료온도센서(18)는 봄베(21)의 연료의 온도를 계측한다(S110).
엔진 제어기(10)에서는 상기에서 측정된 온도와 압력으로 액상유지를 위한 온도를 계산하고(S120), 연료의 상태(기상 또는 액상)를 판단한다.
즉, 엔진 제어기(10)는 인젝터 연료온도센서(19)를 통하여 인젝터(20)의 연료온도를 측정하고(S130), 상기 인젝터연료온도와 계산된 연료온도를 비교한다.
이때, 상기에서 "인젝터연료온도 > 계산된 연료온도"이면(S140), 냉각수온과 흡기온 측정하여 그 차이를 계산한다(S150~S160).
이후, 상기단계에서 계산된 연료온도와 인젝터연료온도의 차이와, 냉각수온과 흡기온의 차이에 따라 시동모터 금지시간을 계산한다(S170).
한편, "인젝터연료온도 > 계산된 연료온도"가 아니면, 냉각수온과 봄베연료온도에 따라 시동모터 금지시간을 계산한다.(S180)
이를 위하여 S150단계에서 흡기온 센서(13)는 흡입되는 공기의 온도를 계측하여 엔진 제어기(10)에 인식시키고, 냉각수온 센서(14)는 냉각수의 온도를 계측하여 엔진 제어기(10)에 인식시킨다.
따라서, 모터 제어기(11)에 상기에서 계산된 시동모터 금지시간을 전송하고(S190), 이에 따라 시동모터(16)가 시동전 일정시간동안 작동을 금지하고 연료 펌프만 작동시키도록 제어되며, 모터제어 표시부(12)는 램프 또는 음향을 출력 표시한다.
도 5는 본 발명에 따른 시동성 개선후 시동시간 단축상태를 개선전과 비교하여 나타낸 그래프로서, 도시된 바와 같이 시동모터를 제어하면 금지전 보다 연료 펌프에 공급되는 전압이 상승하여, 보다 신속히 연료라인의 기상 연료를 배출하여 시동시간이 단축됨을 알수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 LPG는 연료 특성상 낮은 온도에서도 기상으로 존재한다. 이를 개선하기 위하여 가솔린 보다 고압의 연료 레귤레이터를 사용하지만, 이에는 한계가 있다(정상 연료압이 형성되어도 기상으로 존재).
특히, 고온 재시동시 엔진으로부터의 열이 연료계의 연료를 기화시켜 시동성을 악화시킨다.
따라서, 본 발명에서는 시동전 미리 기상 연료를 배출하고 액상 연료를 공급(예냉)하여 시동성을 개선하여, 시동지연을 방지하고, 유해 가스 배출을 억제할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법에 의하면, 시동전 시동모터 작동을 금지하고 연료 펌프만 작동시켜, 기상 연료를 배출한 후 액상 연료를 공급하여 시동 지연을 방지하여 시동시간을 단축시키고, 시동지연에 따른 유해가스 배출을 방지 또는 저감시키는 효과가 있다.
또한, 기존의 LPG 액상 분사 시스템은 연료 압력으로 기상 상태를 추정하나(정상 연료압이 형성되어도 기상으로 존재할 수 있다), 본 발명은 인젝터 근처의 온도 센서를 이용하여 정확하게 연료 상태 파악할 수 있고, 필요시 시동 모터를 제어하여 보다 신속하게 액상 연료를 공급할 수 있다.
또한, 기존에는 유도등을 이용하여 사용자가 일정시간 시동 금지를 유도만 하였으나, 본 발명은 자동으로 시동모터를 제어하여 사용자의 편의를 도모하는 효과도 있다.

Claims (6)

  1. LPG 액상 분사 시스템의 제어방법에 있어서,
    이그니션 스위치가 온(on) 되면 봄베 온도, 인젝션 온도 및 연료 압력을 측정하는 단계와;
    측정된 봄베 온도와 압력값으로 액상유지를 위한 연료온도를 계산하여 인젝터 연료온도와 비교하는 단계와;
    상기 비교결과에 따라 냉각수온, 흡기온, 액상유지를 위한 연료온도, 인젝터 연료온도 및 봄베 연료온도중 둘 이상의 값을 미리 정해진 서로 다른 방식으로 연산하여 시동모터 금지시간을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 일정시간 동안 시동모터의 작동 자체를 금지시키고, 상기 시동모터의 작동이 금지되어 있는 동안 연료 펌프만을 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 비교결과 인젝터 연료온도가 액상유지를 위해 계산된 연료온도 이하의 값을 가지면 냉각수온과 봄베 연료온도에 따라 시동모터 금지시간을 계산하고,
    상기 비교결과 인젝터 연료온도가 액상유지를 위해 계산된 연료온도 보다 크면, 액상유지를 위해 계산된 연료온도와 인젝터 연료온도의 차이와, 냉각수온과 흡기온의 차이에 따라 시동모터 금지시간을 계산함을 특징으로 하는 LPG 액상 분사 시스템의 시동성 개선 제어방법.
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